JP5726400B2 - 溶射用粉末、溶射皮膜の形成方法、及び溶射皮膜 - Google Patents
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Description
本発明のさらに別の態様では、上記の溶射用粉末を溶射して得られる溶射皮膜が提供される。その溶射皮膜は、直径が5μm以上である気孔の数密度が3×104個/cm2以下であることが好ましく、気孔率が3%以下であることが好ましく、フッ素を含むエッチングガス中でプラズマを照射されるプラズマエッチング装置内で用いられることが好ましい。
本実施形態の溶射用粉末は、溶射皮膜を形成する用途、特に、反応性プラズマに曝される半導体デバイス製造装置やフラットパネルディスプレイデバイス製造装置などの部材の表面に当該部材がプラズマエロージョンを受けるのを防ぐために設けられる溶射皮膜をプラズマ溶射により形成する用途で主に使用される。
本実施形態の溶射用粉末は、D90/D50の値が4以下と小さく、安息角が55度以下と小さく、かつ、分散度が4%以上と大きいため、所要の耐プラズマエロージョン性を有する溶射皮膜を溶射用粉末から形成するうえで極めて有利である。そのうえ、溶射用粉末に含まれる酸化イットリウム粒子のBET比表面積は1〜25m2/gであり、このことは、所要の耐プラズマエロージョン性を有する溶射皮膜を溶射用粉末から形成するうえで有利であることに加えて、溶射用粉末から溶射皮膜を形成する際の所要の成膜速度を実現するうえでも有利である。そのため、本実施形態の溶射用粉末は、半導体デバイス製造装置やフラットパネルディスプレイデバイス製造装置などのプラズマエロージョンを防止する目的において有用な溶射皮膜の形成に適するものである。
・ 前記実施形態の溶射用粉末は、酸化イットリウム粒子以外の成分を含有してもよい。ただし、酸化イットリウム粒子以外の成分の含有量はできるだけ少ないことが好ましい。
実施例1〜13及び比較例1〜7においてはそれぞれ、酸化イットリウム粒子(ただし、比較例7では正確には酸化イットリウム造粒焼結粒子)からなる溶射用粉末を用意し、これを溶射することにより厚さ200μmの溶射皮膜を形成した。ただし、比較例1では、溶射用粉末から溶射皮膜を形成することができなかった。
実施例1〜13及び比較例1〜7の溶射用粉末及び溶射用粉末から形成された溶射皮膜の詳細、並びに参考例1で使用した酸化イットリウム粒子及び酸化イットリウム粒子から形成された焼結体の詳細を表1に示す。
表1の“BET比表面積”欄には、各例で使用した酸化イットリウム粒子のBET比表面積を測定した結果を示す。
表1の“D90/D50”欄には、各例の溶射用粉末の50%粒子径及び90%粒子径の値から50%粒子径に対する90%粒子径の比率を計算した結果を示す。
表1の“差角”欄には、各例の溶射用粉末の安息角及び崩壊角の値から差角を計算した結果を示す。安息角及び崩壊角の測定は、(株)セイシン企業製の粉体物性測定器“マルチテスターMT−1001”を使用して行った。
表1の“使用した溶射機”欄には、各例の溶射用粉末から溶射皮膜を形成するに際して使用した溶射機を示す。同欄中、Aはノースウェストメテック(Northwest Mettech)社製のプラズマ溶射機“Axial III”を表し、Bはプラクスエア(Praxair)社製のプラズマ溶射機“SG-100”を表す。なお、Axial IIIは3電極式で溶射用粉末の供給がプラズマフレームと同軸で行われる一方、SG-100は1電極式で溶射用粉末の供給がプラズマフレームに対して垂直に行われる。
表1の“気孔率”欄には、各例の溶射用粉末から形成された溶射皮膜、又は焼結体の気孔率を、鏡面研磨後の皮膜断面又は焼結体断面で画像解析法により測定した結果を示す。
・ 溶射用粉末の50%粒子径が0.1〜10μmである請求項1〜4のいずれか一項に記載の溶射用粉末。
Claims (13)
- 酸化イットリウム粒子からなる溶射用粉末であって、
酸化イットリウム粒子の純度が95質量%以上であり、
酸化イットリウム粒子のBET比表面積が1〜25m2/gであり、
溶射用粉末の50%粒子径に対する溶射用粉末の90%粒子径の比率であるD90/D50の値が4以下であり、
溶射用粉末の安息角が55度以下であり、
溶射用粉末の分散度が4%以上であり、かつ
前記溶射用粉末の50%粒子径(D50)が0.2〜9.5μmであることを特徴とする溶射用粉末。 - 溶射用粉末の分散指数が0.4以上である請求項1に記載の溶射用粉末。
- 溶射用粉末の差角が5度以上である請求項1又は2に記載の溶射用粉末。
- 溶射用粉末のZ電位の絶対値が10mV以上である請求項1〜3のいずれか一項に記載の溶射用粉末。
- 前記溶射用粉末が半導体デバイス製造装置又はフラットパネルディスプレイデバイス製造装置に対して用いられることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の溶射用粉末。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載の溶射用粉末を溶射して溶射皮膜を形成することを特徴とする溶射皮膜の形成方法。
- 前記溶射法は、プラズマ溶射であることを特徴とする請求項6に記載の溶射皮膜の形成方法。
- 前記溶射用粉末の供給がプラズマフレームと同軸で行われることを特徴とする請求項6に記載の溶射皮膜の形成方法。
- 前記溶射用粉末の供給がプラズマフレームに対して垂直に行われることを特徴とする請求項6に記載の溶射皮膜の形成方法。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載の溶射用粉末を溶射して得られる溶射皮膜。
- 前記溶射用粉末の直径5μm以上の気孔の数密度が3×10 4 個/cm 2 以下であることを特徴とする請求項10に記載の溶射皮膜。
- 前記溶射用粉末の気孔率が3%以下であることを特徴とする請求項10又は11に記載の溶射皮膜。
- フッ素を含むエッチングガス中でプラズマを照射されるプラズマエッチング装置内で用いられる、請求項10〜12のいずれか一項に記載の溶射皮膜。
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