KR20100011586A - Method of forming ceramic coating layer having the resistant plasma - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for forming a plasma-proof ceramic coating film is provided to improve reliability of a ceramic coating film and a semiconductor manufacturing process by increasing chemical resistance of a coating object. CONSTITUTION: A method for forming a plasma-proof ceramic coating film comprises the following steps: dispersing ceramic powder having the particle size of 0.1 ~ 1.0 um(S120); pulverizing the dispersed ceramic powder on the surface of a coating object with high speed(S130); partially absorbing the pulverized ceramic powder on the surface of the coating object(S140); and repeatedly performing steps at least two times; and forming the ceramic coating film by adhering the formed ceramic particles on the surface of the coating object(S150).

Description

내 플라즈마 세라믹 코팅막 형성방법{Method Of Forming Ceramic Coating Layer having the Resistant Plasma}Method of Forming Plasma Ceramic Coating Layer {Method Of Forming Ceramic Coating Layer having the Resistant Plasma}

본 발명은 세라믹 코팅막 형성방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는 기공이 1% 이하의 기공을 갖는 내 플라즈마의 세라믹 코팅막의 형성방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of forming a ceramic coating film, and more particularly, to a method of forming a ceramic coating film of plasma resistant pores having pores of 1% or less.

일반적으로 반도체 제조공정에서 이용되는 플라즈마 처리장치는 플루오르화물, 염화물, 브롬화물 등의 가스가 플라즈마 처리장치의 챔버 내부에서 플라즈마화되고, 플라즈마화된 상기 가스를 이용하여 피처리 대상물을 가공할 수 있다. 이러한 플라즈마 처리장치의 내부에서는 상기 피처리 대상물의 가공뿐만 아니라, 플라즈마 처리장치의 챔버 내부면 또는 내부부재는 상기 가스들에 의해 부식될 수 있다.In general, in a plasma processing apparatus used in a semiconductor manufacturing process, a gas such as fluoride, chloride, or bromide may be converted into a plasma inside a chamber of the plasma processing apparatus, and the object to be processed may be processed using the plasma-formed gas. In such a plasma processing apparatus, as well as the processing of the object to be processed, the inner surface or the inner member of the chamber of the plasma processing apparatus may be corroded by the gases.

상기와 같은 챔버의 내부면 또는 내부부재의 부식을 방지하기 위해, 산화이트륨(Y2O3) 또는 산화알루미늄(Al2O3) 등의 산화물을 포함하는 세라믹 코팅막을 챔버의 내부면 또는 내부부재의 표면에 용사코팅방법으로 형성할 수 있다. 그러나 상기 용사코팅방법으로 형성되는 세라믹 코팅막은 고융점의 세라믹 원료의 특성상 용융이 완전하지 않거나 용융시간의 차이로 인한 불균일한 코팅 때문에 5% 이상의 높 은 기공을 포함한다. 이러한 기공은 반도체 제조공정에 적용되는 플라즈마 또는 각종 반응성 가스가 코팅막과 접촉할 때 쉽게 부식이 일어나도록 만들뿐만 아니라, 이렇게 부식에 의해 손상된 세라믹 코팅막은 장치 내부에서 오염물 발생원으로 작용하게 되므로 결과적으로 웨이퍼의 오염까지 초래하는 원인이 된다. In order to prevent corrosion of the inner surface or the inner member of the chamber as described above, a method of thermal spray coating a ceramic coating film containing an oxide such as yttrium oxide (Y 2 O 3) or aluminum oxide (Al 2 O 3) on the inner surface of the chamber or the surface of the inner member It can be formed as. However, the ceramic coating film formed by the thermal spray coating method contains high porosity of 5% or more due to the non-uniform coating due to the characteristics of the high melting point ceramic raw material or the non-uniform coating due to the difference in melting time. These pores not only make the corrosion easily occur when the plasma or various reactive gases applied to the semiconductor manufacturing process come into contact with the coating film, but also the ceramic coating film damaged by the corrosion acts as a source of contaminants inside the device, resulting in wafer It may cause contamination.

이에 따라, 세라믹 코팅막의 기공율을 줄여서 코팅막을 밀도를 높이고 이를 통해 내 플라즈마성을 향상시키려는 몇몇 방법들이 제시된바있다. 예를 들어, 고융점 세라믹의 용융을 쉽게 하고 균일한 코팅막을 얻기 위해 종래의 수십 ㎛ 크기의 분말 대신에 수십~ 수백 나노미터 크기의 세라믹 분말을 용사 코팅하는 방법과, 용사코팅 후 유기용매처리 또는 열처리를 통해 미 용융 입자를 제거하고 기공을 감소시키는 방법들이 제시되었다. 그러나, 이와 같은 방법은 용사코팅 자체를 대체하는 것이 아니고, 사용분말 또는 코팅막 후처리 공정 개선 등에 불과한 것이어서, 기공율 1% 이하로 줄일 수 없었으며 종래의 용사코팅 공정에 추가적인 공정이 더 요구되기 때문에 제조비용이 증가되는 문제점을 갖는다.Accordingly, some methods have been proposed to reduce the porosity of the ceramic coating film to increase the density of the coating film and thereby improve plasma resistance. For example, in order to easily melt a high melting point ceramic and obtain a uniform coating film, a method of spray coating a ceramic powder of several tens to hundreds of nanometers instead of a conventional tens of micrometers powder, and an organic solvent treatment or a thermal spray coating Methods have been proposed to remove unmelted particles and reduce pores through heat treatment. However, such a method is not a replacement of the spray coating itself, but only for the improvement of the use powder or the post-treatment process of the coating film. The problem is that the cost is increased.

또한, 파쇄형 세라믹 분말(0.1 내지0.7um)을 사용하여 코팅 후 그 표면을 연마하여 표면 조도가 30nm 이하는 갖는 내 플라즈마성이 향상된 세라믹 코팅막을 형성하는 방법이 제시되었으나 이러한 방법 또한 연마 공정과 연마 세정이 추가적으로 더 수행되어야 하기 때문에 제조비용 및 시간이 증가되는 문제점을 갖는다. In addition, a method of forming a ceramic coating film having improved plasma resistance having a surface roughness of 30 nm or less by polishing the surface after coating using a crushed ceramic powder (0.1 to 0.7 um) has been proposed. There is a problem that the manufacturing cost and time are increased because the cleaning must be further performed.

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 문제점을 해결하기 위해서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 용사코팅 방법을 적용하지 않고 내 플라즈마 특성이 우수한 세라믹 코팅막을 형성하는 방법을 제공하는데 있다. Accordingly, the technical problem of the present invention was devised to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a method of forming a ceramic coating film having excellent plasma resistance without applying a spray coating method.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 세라믹 코팅막 형성방법은 하기 (A) 단계 내지 (D) 단계를 포함한다. 상기 (A) 단계는 세라믹 분말을 0.1 내지 1.0um의 입도를 갖는 세라믹 분말로 분산시키는 단계이다. 상기 (B) 단계는 분산된 세라믹 분말을 코팅 대상체의 표면으로 고속 분출시켜 충돌/파쇄시키는 단계이다. 상기 (C) 단계는 코팅체에 충돌되어 파쇄된 세라믹 입자를 피 코팅체 표면에 일부 고착시키는 단계이다. 상기 (D) 단계는 상기 단계 (A), 단계 (B) 및 단계 (C)를 연속적으로 적어도 2회 반복 수행하여 상기 피 코팅체 표면에 파쇄되어 형성된 세라믹 입자를 누적 고착시키는 단계를 순차적으로 수행하여 세라믹 코팅막을 형성하는 단계이다. 상술한 방법으로 형성된 세라믹 코팅막은 기공의 함유율이 0.1 내지 1%로 내 플라즈마 특성을 갖는다. The ceramic coating film forming method for realizing the object of the present invention described above comprises the following steps (A) to (D). Step (A) is a step of dispersing the ceramic powder into a ceramic powder having a particle size of 0.1 to 1.0um. Step (B) is a step of colliding / crushing the dispersed ceramic powder by high-speed jet to the surface of the coating object. Step (C) is a step of partially fixing the ceramic particles crushed by impacting the coating on the surface to be coated. In the step (D), the steps (A), (B), and (C) are repeatedly performed at least twice in succession to sequentially accumulate and fix the ceramic particles formed by crushing on the surface of the coated object. To form a ceramic coating film. The ceramic coating film formed by the above-described method has a plasma resistance with a content of pores of 0.1 to 1%.

상기한 세라믹 코팅막 형성 방법에서 사용되는 세라믹 분말은 산화이트륨, 산화알루미늄 또는 이들의 혼합물을 포함하며, 충진 밀도가 99.5 내지 100%로 서로 응집된 상태를 갖는다. The ceramic powder used in the method of forming the ceramic coating film includes yttrium oxide, aluminum oxide, or a mixture thereof, and has a packed density of 99.5 to 100% and agglomerated with each other.

일 예로서, 상기 세라믹 분말은 2 내지 10um의 입경을 갖는 세라믹 입자를 플라즈마 용융 시키는 단계 및 질소가스 하에서 냉각 분쇄시키는 단계를 포함하는 플라즈마 냉각 법을 수행하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 세라믹 분말을 그 표면이 굴곡 또는 홈을 포함하는 다각형 형상을 갖도록 식각액으로 식각 처리하거나 기계적 볼 밀 공정에 의한 파쇄 또는 플라즈마 저온 파쇄 공정 등 다양한 기계적 공정 단계를 더 수행할 수 있다.As an example, the ceramic powder may be formed by performing a plasma cooling method including plasma melting of ceramic particles having a particle diameter of 2 to 10 μm and cooling and grinding under nitrogen gas. In addition, the ceramic powder may be etched with an etchant such that its surface has a polygonal shape including a bend or a groove, or various mechanical process steps such as crushing by a mechanical ball mill process or plasma low temperature crushing process may be further performed.

다른 예로서, 상기 분산된 세라믹 분말은 캐리어 가스와 함께 상기 코팅 대상체 표면으로 250 내지 400m/s의 속도로 분출됨으로 인해 파쇄 및 흡착될 있으며, 상기 코팅 대상체의 표면으로부터 100 내지 130mm 이격된 상태에서 90° 내지 80°의 각도로 분출될 수 있다. As another example, the dispersed ceramic powder may be crushed and adsorbed by being ejected together with a carrier gas to the surface of the coating object at a speed of 250 to 400 m / s, and may be 90 to 100 mm from the surface of the coating object. It can be ejected at an angle of from 80 to 80 degrees.

또한, 상기 파쇄된 세라믹 분말은 약 80 내지 200nm의 입경을 갖도록 형성하고, 상기 코팅 대상체의 표면은 0.1 내지 3um의 조도를 갖는 것이 바람직하다.In addition, the crushed ceramic powder is formed to have a particle size of about 80 to 200nm, it is preferable that the surface of the coating object has a roughness of 0.1 to 3um.

이와 같은 세라믹 코팅막 형성방법은 기존의 용사코팅 공정을 수행하여 형성된 세라믹 코팅막에 비해 수 내지 수십 배 이상 기공 함유율이 적은 세라믹 코팅막을 형성할 수 있다. 이러한 방법으로 형성된 세라믹 코팅막은 코팅 대상체의 플라즈마 손상의 최소화 및 내화학적 특성을 증가시켜 반도체 제조공정의 신뢰성 및 세라믹 코팅막의 신뢰성 모두 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 세라믹 코팅막의 형성공정은 용융 공정이 적용되지 않기 때문에 코팅 대상체에 흡착되지 않고 배출되는 세라믹 분말을 재활용 할 수 있어 제조비용을 현저히 감소시킬 수 있다.Such a ceramic coating film forming method may form a ceramic coating film having a pore content of several to several tens or more times that of the ceramic coating film formed by performing a conventional spray coating process. The ceramic coating film formed in this way can minimize both plasma damage and chemical resistance of the coating object, thereby improving both the reliability of the semiconductor manufacturing process and the reliability of the ceramic coating film. In addition, in the process of forming the ceramic coating film, since the melting process is not applied, the ceramic powder that is discharged without being adsorbed to the coating object may be recycled, thereby significantly reducing the manufacturing cost.

이하, 본 발명의 다양한 관점들에 따른 세라믹 코팅막의 형성방법에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, a method of forming a ceramic coating film according to various aspects of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the drawings, similar reference numerals are used for similar elements. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are shown in an enlarged scale than actual for clarity of the invention. Also, the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described on the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 그러나 본 발명이 하기의 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and those skilled in the art may implement the present invention in various other forms without departing from the technical spirit of the present invention.

세라믹 코팅막의 형성 방법Formation method of ceramic coating film

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 코팅막의 형성방법을 나타내는 개략적인 공정 흐름도이고, 도 2는 세라믹 코팅막을 형성하기 위해 적용되는 세라믹 코팅장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다.1 is a schematic process flowchart showing a method of forming a ceramic coating film according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a schematic view showing a ceramic coating apparatus applied to form a ceramic coating film.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고밀도 세라믹 코팅막을 형성하기 위해서는 먼저 상기 세라믹 코팅장치의 세라믹 분말 공급부(20)에 수용되는 세라믹 분말을 마련한다(단계 S110).1 and 2, in order to form a high-density ceramic coating film according to an embodiment of the present invention, first, the ceramic powder accommodated in the ceramic powder supply unit 20 of the ceramic coating apparatus is prepared (step S110).

상기 세라믹 분말은 기존의 용사코팅 공정에 적용되는 세라믹 분말로서 산화이트륨(Y2O3)분말, 산화알루미늄(Al2O3)분말 또는 이들의 혼합물 분말 등을 포함하며, 약 0.1 내지 1.0um의 입자 크기를 갖는다. The ceramic powder is a ceramic powder applied to a conventional spray coating process, and includes yttrium oxide (Y 2 O 3 ) powder, aluminum oxide (Al 2 O 3 ) powder, or a mixture thereof, and the like, and has a thickness of about 0.1 to 1.0 μm. Has a particle size.

상기 세라믹 코팅막 형성공정에 적용되는 세라믹 분말의 입자 크기가 0.1um 미만일 경우 세라믹 분말 간 응집력이 높아져 분말 공급이 제대로 이루어지지 않는다. 반면에 상기 입자의 크기가 1.0um을 초과할 경우 코팅시 세라믹 분말 자체 무게 증가에 따른 가속력이 증가되기 때문에 파쇄 후 코팅 대상체(10)의 표면으로부터 입자가 튕겨나가는 문제점이 발생된다. 따라서 본 실시예에서는 세라믹 분말은 0.1 내지 1.0um의 입자 크기를 갖질 수 있고, 바람직하게는 0.4 내지 0.8um 의 입자 크기를 가질 수 있다.When the particle size of the ceramic powder applied to the ceramic coating film forming process is less than 0.1um, cohesion between ceramic powders is increased, so that powder supply is not properly performed. On the other hand, when the particle size exceeds 1.0um, the acceleration force is increased due to the increase in the weight of the ceramic powder itself during coating, which causes a problem that the particle bounces off the surface of the coating object 10 after crushing. Therefore, in the present embodiment, the ceramic powder may have a particle size of 0.1 to 1.0 μm, and preferably may have a particle size of 0.4 to 0.8 μm.

일 예로서, 상기 세라믹 분말은 2 내지 10um의 입경을 갖는 예비 세라믹 입자를 볼밀 공정을 수행함으로서 형성될 수 있다. 다른 예로서, 상기 세라믹 분말은 플라즈마 냉각 분쇄 법을 수행하여 형성될 수 있다. 상기 플라즈마 냉각 분쇄 법은 약 2 내지 10um의 입경을 갖는 예비 세라믹 입자를 플라즈마 용융시킨 이후에 질소가스 하에서 냉각 분쇄시키는 단계를 포함한다. As one example, the ceramic powder may be formed by performing a ball mill process on preliminary ceramic particles having a particle diameter of 2 to 10um. As another example, the ceramic powder may be formed by performing a plasma cooling grinding method. The plasma cooling pulverization method includes the step of cold pulverization under nitrogen gas after plasma melting of the pre-ceramic particles having a particle diameter of about 2 to 10um.

특히, 본 실시예에서는 상기 세라믹 분말을 구형이 아닌 그 표면이 굴곡 또는 홈을 포함하는 다각형 형상을 갖도록 기존의 세라믹 분말을 식각하여 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 산성의 식각액을 이용하여 그 표여 그 표면을 식각처리는 일 예로서 약 10%의 농도를 갖는 질산에 상기 세라믹 분말을 약 5 내지 120분 범위 내에서 침전시킨 후 물이나 알콜을 이용하여 세척 및 건조시킴으로서 수행될 수 있다. 또한, 약 20%의 농도를 갖는 질산에 상기 세라믹 분말을 약 5 내지 60분 범위 내에서 침전시킨 후 물이나 알콜을 이용하여 세척 및 건조시킴으로서 수행될 수 있다. 이렇게 식각 처리된 세라믹 분말은 다각형 형상을 갖기 때문에 상기 코팅 대상체(10) 표면에 충돌시 보다 용이하게 파쇄될 수 있다. 즉, 보다 용이하면서도 보다 작은 크기의 입자 상태를 갖도록 파쇄될 수 있다. In particular, in the present embodiment, it is preferable to use the ceramic powder by etching the existing ceramic powder so that its surface is not spherical but has a polygonal shape including a bend or a groove. Specifically, the surface is etched using an acidic etching solution. For example, the ceramic powder is precipitated in nitric acid having a concentration of about 10% within a range of about 5 to 120 minutes, and then water or alcohol is used. By washing and drying. In addition, the ceramic powder may be precipitated in nitric acid having a concentration of about 20% within a range of about 5 to 60 minutes, followed by washing and drying with water or alcohol. Since the etched ceramic powder has a polygonal shape, it may be more easily broken when colliding with the surface of the coating object 10. That is, it can be crushed to have an easier and smaller particle state.

상기 코팅 대상체는 알루미늄, 석영, 알루미늄산화물 또는 아노다이징 물질들을 포함하며, 플라즈마 장치 내부에 적용되는 부품이다. 상기 코팅 대상체는 상기 코팅 장치의 챔버(60) 내부에 안착되어 있다. The coating object includes aluminum, quartz, aluminum oxide or anodizing materials, and is a component applied inside the plasma apparatus. The coating object is seated inside the chamber 60 of the coating apparatus.

이어서, 응집된 상태를 갖는 세라믹 분말을 0.1 내지 1.0um의 입도를 갖는 세라믹 분말로 분산시킨다(단계 S120).Subsequently, the ceramic powder having the aggregated state is dispersed into the ceramic powder having a particle size of 0.1 to 1.0 um (step S120).

상기 응집된 세라믹 분말은 실질적으로 약 2 내지 10um의 입자의 크기를 갖기 때문에 세라믹 분말은 다시 0.1 내지 1.0um의 입자의 크기를 갖도록 각각 분산시켜야 한다. Since the aggregated ceramic powder has a particle size of about 2 to 10um substantially, the ceramic powder must be dispersed to have a particle size of 0.1 to 1.0um again.

일 예로서, 상기 세라믹 분말의 분산은 세라믹 분말 공급부(20)에서 제공되는 응집된 세라믹 분말이 캐리어 가스와 함께 상기 코팅막 형성 장치에 포함된 분산유닛(30) 내부로 고속으로 유입된 후 상기 그 내부에서 충돌/분쇄 반응이 연속적으로 발생함으로서 이루어질 수 있다. 상기 캐리어 가스의 예로서는 산소가스, 아르곤가스(Ar), 질소가스(N2), 수소가스(H2), 헬륨가스(He)등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. As an example, the dispersion of the ceramic powder may be performed after the aggregated ceramic powder provided from the ceramic powder supply unit 20 flows into the dispersion unit 30 included in the coating film forming apparatus together with a carrier gas at high speed. This can be achieved by continuously generating a collision / crushing reaction at. Examples of the carrier gas include oxygen gas, argon gas (Ar), nitrogen gas (N 2 ), hydrogen gas (H 2 ), helium gas (He), and the like. These can be used individually or in mixture of 2 or more.

이어서, 상기 분산된 세라믹 분말을 코팅 대상체(10)의 표면으로 고속 분출시켜 충돌/파쇄시킨다(단계 S130).Subsequently, the dispersed ceramic powder is jetted at high speed to the surface of the coating object 10 to collide / crush (step S130).

상기 캐리어 가스에 분산된 세라믹 분말은 도 2에 도시된 분출유닛(30)에 의해 코팅 대상체(10) 표면으로 고속으로 분출된다. 상기 분출유닛(40)은 상기 분산된 세라믹 분말을 캐리어 가스와 함께 고속으로 분출시키는 스프레이건으로서 상기 분산된 세라믹 분말을 캐리어 가스와 함께 약 250 내지 400m/s의 속도로 분출시킬 수 있다. The ceramic powder dispersed in the carrier gas is ejected at high speed to the surface of the coating object 10 by the ejection unit 30 shown in FIG. 2. The spray unit 40 is a spray gun for ejecting the dispersed ceramic powder at a high speed with the carrier gas and may eject the dispersed ceramic powder with the carrier gas at a speed of about 250 to 400 m / s.

구체적으로 상기 세라믹 분말의 분출 속도는 캐리어 가스를 제공하는 가스 제공부의 내부 압력과 세라믹 코팅막이 형성되는 챔버 내부의 압력에 의해 달라질 수 있다. 본 실시예에서는 챔버 내부는 진공 상태 약(10-2torr)이며, 상기 분산 유 닛 및 챔버 내부의 압력은 진공상태를 유지하여야 하며, 이렇게 형성된 챔버의 내부 압력과 유속을 지닌 가스를 공급하여 상기 분출 유닛을 통과시킴으로서 분사 속도는 아음속 또는 초음속(약250 내지 400m/s)영역까지 가속될 수 있다.Specifically, the ejection rate of the ceramic powder may vary depending on the pressure inside the gas providing unit providing the carrier gas and the pressure inside the chamber in which the ceramic coating film is formed. In this embodiment, the inside of the chamber is about vacuum (10 -2 torr), the pressure in the dispersion unit and the inside of the chamber should be maintained in a vacuum state, by supplying a gas having an internal pressure and a flow rate of the chamber thus formed By passing through the jet unit, the injection speed can be accelerated to subsonic or supersonic (about 250 to 400 m / s) zones.

특히, 상기 피 대상체(10)의 표면으로 분출되는 분산된 세라믹 분말의 속도가 250m/s 미만일 경우 상기 분산된 세라믹 분말의 파쇄가 용이하지 않을 뿐만 아니라 세라믹 코팅막의 형성속도가 감소되는 문제점이 발생된다. 분출 속도가 400m/s를 초과할 경우 상기 분산된 세라믹 분말의 파쇄가 용이하나 파쇄 후 높은 운동에너지를 가짐으로 인해 상기 피 코팅체에 흡착되지 못하고 튕겨져 나오거나 피 코팅층 또는 코팅층이 뜯겨나가는 문제점이 초래된다. 따라서 상기 분산된 세라믹 분말은 약 250 내지 400m/s의 속도로 분출하는 것이 바람직하고, 약 300 내지 350m/s의 속도로 분출시키는 것이 보다 바람직하다.In particular, when the speed of the dispersed ceramic powder sprayed to the surface of the object 10 is less than 250m / s, not only is the crushing of the dispersed ceramic powder is not easy but also the problem that the formation rate of the ceramic coating film is reduced . When the spraying speed exceeds 400 m / s, the dispersed ceramic powder is easily broken, but has a high kinetic energy after the fracture, so that it is not adsorbed to the coated object and bounces off or the coating layer or the coating layer is torn off. do. Therefore, the dispersed ceramic powder is preferably ejected at a speed of about 250 to 400 m / s, more preferably at a speed of about 300 to 350 m / s.

일 예로서, 상기 분산된 세라믹 분말을 상기 코팅 대상체(10)의 표면으로부터 100 내지 150mm 이격된 상태에서 분출시키는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 이격 거리는 상기 분출유닛(40)과 코팅 대상체(10)의 표면의 사이 거리에 해당한다. 즉, 상기 분출유닛(40)인 스프레이건과 상기 코팅 대상체(10)의 표면 사이의 거리가 약 100mm보다 가깝거나 150mm보다 멀 경우 형성되는 세라믹 코팅막이 상대적으로 전기적 특성 및 접착 강도가 떨어지는 문제점을 갖는다.As an example, the dispersed ceramic powder may be ejected in a state spaced 100 to 150 mm from the surface of the coating object 10. Here, the separation distance corresponds to the distance between the surface of the jet unit 40 and the coating object 10. That is, when the distance between the spray gun, the spray unit 40, and the surface of the coating object 10 is closer than about 100mm or farther than 150mm The ceramic coating film formed has a problem in that electrical characteristics and adhesive strength are relatively low.

또한, 분출유닛(40)인 스프레이건이 상기 코팅 대상체(10)의 표면에 상기 분산된 세라믹 분말을 분출하는 각(θ)은 약 90°내지 80°인 것이 바람직하다. 상기 스프레이건이 상기 코팅 대상체(10)의 표면에 상기 분산된 세라믹 분말을 분출시키 는 각(θ)이 클수록 상기 형성되는 세라믹 코팅막의 형성속도는 증가하며, 접착강도가 증가된다. 반면에 상기 분산된 세라믹 분말을 분출시키는 각(θ)이 80°미만일 경우 분산된 세라믹 분말이 상기 코팅 대상체(10) 표면에 충돌 파쇄된 후 상기 코팅 대상체(10)에 면에 삽입/흡착되지 못하고 튕겨져 나가는 경향을 갖는다. In addition, the spray gun 40 is a spray gun 40, the angle (θ) for ejecting the dispersed ceramic powder on the surface of the coating object 10 is preferably about 90 ° to 80 °. The larger the angle (θ) at which the spray gun ejects the dispersed ceramic powder on the surface of the coating object 10, the formation speed of the formed ceramic coating film is increased and the adhesive strength is increased. On the other hand, when the angle θ of ejecting the dispersed ceramic powder is less than 80 °, the dispersed ceramic powder may not be inserted / adsorbed onto the surface of the coating object 10 after being impinged on the surface of the coating object 10. Tends to bounce off.

상술한 바와 같은 조건에서 분출되는 분산된 세라믹 분말은 상기 피 코팅체 표면과 충돌함으로 인해 파쇄(분열)되어 나노 입자 크기를 갖는 파쇄된 세라믹 입자로 형성된다. 상기 파쇄된 세라믹 입자의 크기가 80nm 미만일 경우 상기 세라믹 입자의 한계 질량 이하가 되어 충분한 충격력이 발생되지 않아 피 코팅체 표면에 흡착(증착)되는 파쇄된 세라믹 입자의 누적속도가 현저하게 감소되는 문제점이 발생된다. 반면에 상기 파쇄된 세라믹 입자의 크기가 200nm를 초과할 경우 상기 피 코팅체 표면에 흡착되는 파쇄된 세라믹 입자의 누적속도는 80nm 미만의 입자를 사용할 경우 보다 증가하나 세라믹 코팅막의 형성 시 미 흡착되는 입자의 양이 증가하여 코팅층 형성을 방해하고 또한 기공 함량이 증가되는 문제점이 발생된다. 따라서 상기 파쇄된 세라믹 입자는 약 80 내지 200nm의 크기를 갖는 것이 바람직하고, 약 100 내지 150nm의 크기를 갖는 것이 바람직하다.The dispersed ceramic powders ejected under the conditions described above are crushed (split) by colliding with the surface of the coating to be formed into crushed ceramic particles having a nanoparticle size. When the size of the crushed ceramic particles is less than 80nm, it becomes less than the limit mass of the ceramic particles, so that sufficient impact force is not generated, so that the cumulative speed of the crushed ceramic particles adsorbed (deposited) on the surface of the coated body is significantly reduced. Is generated. On the other hand, when the size of the crushed ceramic particles exceeds 200nm, the cumulative rate of the crushed ceramic particles adsorbed on the surface of the coating is increased than when using particles smaller than 80nm, but the particles are not adsorbed when the ceramic coating film is formed. An increase in the amount of hinders the formation of the coating layer, and also increases the pore content. Therefore, the crushed ceramic particles preferably have a size of about 80 to 200 nm, preferably a size of about 100 to 150 nm.

일반적으로, 상기 코팅 대상체의 표면은 20um 이하의 조도를 갖는 것이 바람직하다. 상기 코팅층 형성을 위한 입자의 크기는 약 80 내지 200nm의 크기를 갖는 입자를 코팅층 형성시 상기 코팅 대상체의 조도가 20um 이하의 경우 코팅 대상체의 홈을 대부분 매워 코팅층 표면을 0.1 내지 3um의 조도로 형성할 수 있으나, 상기 피 코팅체의 조도가 20um 이상일 경우 피 코팅체 표면 홈을 메우며 코팅층 형성의 한계성을 나타내어 피 코팅층의 표면 조도를 따라 코팅층이 형성되는 문제점이 초래된다. 그러나, 본 실시예의 세라믹 코팅막 형성 방법은 용사코팅 방법보다 피 코팅층의 표면 조도에 영향을 적게 받기 때문에 코팅 대상체의 표면을 매끄러운 표면을 갖도록 하기 위한 별도의 공정이 요구되지 않는다. In general, the surface of the coating object preferably has a roughness of 20um or less. The particle size for forming the coating layer is to form the surface of the coating layer with a roughness of 0.1 to 3um to fill most of the groove of the coating object when the roughness of the coating object is less than 20um when forming the coating layer having a particle size of about 80 to 200nm However, when the roughness of the coated object is more than 20um, the surface of the coated object is filled and there is a limitation in forming the coating layer, thereby causing a problem in that the coating layer is formed along the surface roughness of the coated layer. However, since the ceramic coating film forming method of the present embodiment is less affected by the surface roughness of the coating layer than the thermal spray coating method, a separate process for making the surface of the coating object have a smooth surface is not required.

일 예로서, 본 발명의 세라믹 코팅막인 산화이트륨막을 형성할 경우 상기 스프레이건으로부터 산화이트륨 분말을 약 300 내지 350m/s의 속도로 분출시키고, 상기 스프레이건은 코팅 대상체(10)를 가로질러 약 1mm/sec 속도로 이송시키고, 상기 스프레이건과 상기 코팅 대상체(10)의 표면 사이의 약 100 내지 130mm 거리로 이격하고, 상기 스프레이건이 상기 코팅 대상체(10)의 표면에 상기 코팅물질을 분사 각을 약 80 내지 90도로 하는 것이 바람직하다. For example, when the yttrium oxide film, which is the ceramic coating film of the present invention, is formed, the yttrium oxide powder is ejected from the spray gun at a speed of about 300 to 350 m / s, and the spray gun is about 1 mm across the coating object 10. / sec at a rate of about 100 to 130mm between the spray gun and the surface of the coating object 10, the spray gun is spraying the coating material on the surface of the coating object 10 approximately It is preferable to set it as 80-90 degree.

상기 파쇄된 세라믹 입자를 상기 코팅 대상체(10) 표면에 흡착(증착)시킨다(단계 S140).The crushed ceramic particles are adsorbed (deposited) on the surface of the coating object 10 (step S140).

상기 단계 S140에서 파쇄된 세라믹 입자의 흡착은 상기 코팅 대상체(10) 표면에 충돌되어 형성된 세라믹 입자가 갖는 운동에너지에 의해 이루어진다. 즉, 도 3에 개시된 바와 같이 상기 세라믹 입자는 코팅 대상체(10) 표면에 충돌하여 여러 조각으로 파쇄되어 형성되는 동시에 지속적인 운동에너지를 갖기 때문에 파쇄 후 상기 코팅 대상체(10) 표면에 삽입됨(박힘)으로 인해 고착이 이루어진다. 이때, 분출된 세라믹 입자는 파쇄되어 피 코팅에 일부가 삽입되어 얇은 코팅층을 형성하게 되고, 피 코팅층 위에 형성된 세라믹 코팅층 위로 다시 분출된 세라믹 입자에 의해 코팅층에 세라믹 분말의 일부가 삽입되어 코팅층을 형성한다. 본 실시예의 세라믹 코팅체 형성방법에서 상기 세라믹 코팅막 형성은 분출된 세라믹 분말이 피 코팅층 또는 코팅된 코팅층 위에 입자가 파쇄되어 일부 삽입되는 연속적 과정을 통해 이루어진다. Adsorption of the ceramic particles crushed in the step S140 is made by the kinetic energy of the ceramic particles formed by colliding with the surface of the coating object 10. That is, as shown in FIG. 3, since the ceramic particles collide with the surface of the coating object 10 to be broken into pieces and are formed at the same time and have a constant kinetic energy, the ceramic particles are inserted into the surface of the coating object 10 after being broken (embedded). Due to the fixation is achieved. At this time, the ejected ceramic particles are crushed to insert a part of the coating to form a thin coating layer, and a part of the ceramic powder is inserted into the coating layer by the ceramic particles ejected onto the ceramic coating layer formed on the coating layer to form a coating layer. . In the method of forming a ceramic coating according to the present embodiment, the ceramic coating film is formed through a continuous process in which the ejected ceramic powder is partially inserted by crushing particles on the coating layer or the coated coating layer.

상기 코팅 대상체(10) 표면에 파쇄되어 형성된 세라믹 입자를 누적 고착시켜 기공의 함유율이 1%이하인 세라믹 코팅막을 형성한다(단계 S150). Cumulatively fixing the ceramic particles formed by crushing the surface of the coating object 10 to form a ceramic coating film having a porosity of 1% or less (step S150).

구체적으로, 분산된 세라믹 분말을 코팅 대상체(10)의 표면으로 고속 분출시켜 충돌/파쇄시키는 S130 단계와 파쇄되어 형성된 세라믹 입자를 코팅 대상체(10) 표면에 고착시키는 S140 단계를 적어도 2회 반복 수행한다. 이에 따라 상기 코팅 대상체(10) 표면에는 세라믹 입자가 누적 흡착되어 기공의 함유율이 1% 이하인 세라믹 코팅막이 형성된다. Specifically, the step S130 of rapidly dispersing the dispersed ceramic powder onto the surface of the coating object 10 to collide / crush and the step S140 of fixing the broken ceramic particles to the surface of the coating object 10 are performed at least twice. . Accordingly, ceramic particles are accumulated and adsorbed on the surface of the coating object 10 to form a ceramic coating film having a porosity of 1% or less.

상기 S130 단계와 상기 S140 단계의 반복 수행은 상기 분출유닛(40)으로부터 분산된 세라믹 분말을 캐리어 가스와 함께 약 250 내지 400m/s의 속도로 분출시키면서 상기 분출 유닛이 상기 코팅 대상체(10)의 직경보다 큰 폭으로 왕복 운동을 수행함으로 인해 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 분출 유닛이 코팅체의 직경 보다 큰 폭으로 왕복운동을 하는 것은 피 코팅체의 외주부와 내주부에 코팅층을 균일하게 형성하기 위해서이다. 또한, 상기 세라믹 코팅막을 형성하는 공정은 20 내지 35℃의 상온의 챔버 내부에서 수행되며, 상기 분출 유닛의 왕복 운동은 그 횟수에 상기 세라믹 코팅체에 포함된 세라믹 코팅막의 그 두께를 조절할 수 있다. Repeating the operation of step S130 and step S140 is to eject the ceramic powder dispersed from the spray unit 40 with a carrier gas at a speed of about 250 to 400m / s while the spray unit is the diameter of the coating object 10 This can be achieved by performing a reciprocating motion with a greater width. Here, the ejection unit reciprocates in a width larger than the diameter of the coating body in order to uniformly form the coating layer on the outer peripheral portion and the inner peripheral portion of the coating body. In addition, the process of forming the ceramic coating film is carried out in a chamber at room temperature of 20 to 35 ℃, the reciprocating motion of the jet unit can adjust the thickness of the ceramic coating film contained in the ceramic coating at that number of times.

또한, Also,

상술한 방법으로 형성되는 상기 세라믹 코팅막은 용사코팅 방법으로 형성된 세라믹 코팅막과 달리 기공함유율이 0.1 내지 1%로 매우 작기 때문에 내 플라즈마 특성이 우수하며, 부착성 또한 75 내지 95Mpa로 매우 우수한다. 또한 형성되는 세라믹 코팅막의 표면은 약 0.1 내지 3um의 조도를 갖는다. Unlike the ceramic coating film formed by the spray coating method, the ceramic coating film formed by the above-described method has excellent plasma resistance because the pore content is very small, such as 0.1 to 1%, and the adhesion is also excellent as 75 to 95Mpa. In addition, the surface of the ceramic coating film to be formed has a roughness of about 0.1 to 3um.

상기 세라믹 코팅막의 표면의 조도가 0.1 미만이면 내 플라즈마 특성이 다소 향상되나 챔버 내에서 가스에 의한 부산물이 코팅표면에 부착되는 것이 작아서 웨이퍼의 오염이 증가되는 문제점이 발생된다. 반면에 표면 조도가 3um을 초과하면, 공정 부산물이 상기 세라믹 코팅막 표면에 부착이 용이하지만 상기 세라믹 코팅막이 부식이 빠르게 이루어지는 문제점이 발생된다. 따라서 상기 세라믹 코팅막은 0.1 내지 3um 범위의 표면 조도를 갖도록 형성하고 바람직하게는 0.5 내지 1um 범위의 표면 조도를 갖도록 형성한다.When the surface roughness of the ceramic coating film is less than 0.1, the plasma resistance is slightly improved, but the by-products caused by the gas in the chamber are less likely to adhere to the coating surface, resulting in increased contamination of the wafer. On the other hand, when the surface roughness exceeds 3um, the process by-products are easily attached to the surface of the ceramic coating layer, but the ceramic coating layer is quickly corroded. Therefore, the ceramic coating film is formed to have a surface roughness in the range of 0.1 to 3um and preferably to have a surface roughness in the range of 0.5 to 1um.

세라믹 ceramic 코팅막Coating film 특성 평가 1 Attribute evaluation 1

하기 표 1에 개시된 코팅 방법과 코팅조건에 따라 세라믹 코팅막들을 각각 형성한 후 그 두께를 측정하였다. 여기서, 비교예의 코팅방법은 널리 알려진 대기 플라즈마 용사(APS)코팅 방법이고, 실시들의 코팅방법은 상기 S110 내지 150 단계를 포함하는 증착코팅 방법이다. 특히, 본 실시예들의 증착 코팅방법의 조건은 스프레이건으로부터 산화이트륨 분말을 약 330m/s의 속도로 분출시키고, 상기 스프레이건은 피 코팅체를 가로질러 약 1mm/sec 속도로 이송시키고, 상기 스프레이건과 상기 코팅 대상체(10)의 표면 사이의 약 110mm 거리로 이격하고, 상기 스프레이건이 상기 코팅 대상체의 표면에 상기 코팅물질을 분사 각을 약 90도로 설정하였다. 상기 입자의 크기는 스프레이건에서 분출될 때의 입자의 크기를 나타낸다. Following the coating method and coating conditions disclosed in Table 1 to form a ceramic coating film, respectively, the thickness was measured. Here, the coating method of the comparative example is a well known atmospheric plasma spray (APS) coating method, the coating method of the implementation is a deposition coating method comprising the step S110 to 150. In particular, the conditions of the deposition coating method of the present embodiments eject the yttrium powder from the spray gun at a speed of about 330 m / s, the spray gun is transported across the coating at a speed of about 1 mm / sec, and the spray A distance of about 110 mm between the gun and the surface of the coating object 10 was set, and the spray gun set the spray angle at about 90 degrees to spray the coating material on the surface of the coating object. The particle size represents the particle size when ejected from the spray gun.

<표 1>TABLE 1

Figure 112008053698788-PAT00001
Figure 112008053698788-PAT00001

기 표 1에 개시된 바와 실시예 1 내지 7에서 입자크기가 700 내지 800nm일 경우 형성되는 산화이트륨막의 코팅두께가 최적의 두께를 보이는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 상기 입자의 크기가 서로 비슷할 경우 산화이트륨 세라믹분말의 입자의 형상이 도 4에 개시된 바와 같이 구형의 형상을 가질 때 보다 도 5에 개시된 바와 같이 세라믹 분말이 다각형 형상을 가질 경우 코팅두께가 증가하는 것을 확인되었다. 이에 따라, 코팅 대상체 표면에 산화이트륨막을 형성할 경우 다각형의 700 내지 800nm의 입자 크기를 갖는 세라믹 분말을 사용하는 것이 가장 바람직하다. As described in Table 1 and in Examples 1 to 7 it was confirmed that the coating thickness of the yttrium oxide film formed when the particle size is 700 to 800nm shows the optimal thickness. In addition, when the sizes of the particles are similar to each other, the coating thickness increases when the ceramic powder has a polygonal shape as shown in FIG. 5 than when the particles of the yttrium ceramic powder have a spherical shape as shown in FIG. 4. It was confirmed to do. Accordingly, when the yttrium oxide film is formed on the surface of the coating object, it is most preferable to use ceramic powder having a polygonal particle size of 700 to 800 nm.

세라믹 ceramic 코팅막Coating film 특성 평가 2 Characteristic evaluation 2

상기 평가 1에서 개시된 코팅 방법과 코팅조건에 따라 세라믹 코팅막을 형성한 후 형성된 각각의 세라믹 코팅막의 기공 함량과 내 플라즈마 특성을 평가하였다. 그 결과가 하기 표 2에 개시되어 있다. 여기서, 상기 플라즈마 특성 평가는 AMAT P-500 플라즈마 챔버에서, 탄화불소가스(CF4) 50sccm, 산소가스 10sccm, 챔버 압력 0.05torr, 플라즈마 파워 800W, 플라즈마 노출시간 60분으로 설정하여 수행하 였다.The pore content and plasma resistance of each ceramic coating film formed after the ceramic coating film was formed according to the coating method and coating conditions disclosed in Evaluation 1 were evaluated. The results are shown in Table 2 below. Here, the plasma characteristic evaluation was performed in an AMAT P-500 plasma chamber by setting fluorocarbon gas (CF4) 50 sccm, oxygen gas 10 sccm, chamber pressure 0.05torr, plasma power 800W, and plasma exposure time 60 minutes.

<표 2>TABLE 2

Figure 112008053698788-PAT00002
Figure 112008053698788-PAT00002

2를 참조하면, 실시예의 방법으로 형성된 산화이트륨막은 기공함량이 1% 이하로 인해 내 플라즈마 특성을 갖는 반면에 비교예 1의 방법으로 형성된 산화이트륨막은 기공 함량이 5% 이상으로 내 플라즈마 특성이 상대적으로 매우 낮아 부식이 빠르게 일어나는 것을 확인할 수 있다.  Referring to 2, the yttrium oxide film formed by the method of Example 1 has a plasma resistance due to the pore content of 1% or less, whereas the yttrium oxide film formed by the method of Comparative Example 1 has a pore content of 5% or more and the plasma resistance is relatively high. It can be seen that the corrosion occurs very quickly.

구체적으로 도 6에 개시된 본 실시예 1의 산화이트륨막은 도 7에 개시된 비교예 1의 산화이트륨막에 비해 기공함량이 현저하게 작음이 확인되었다. 또한, 도 8의 플라즈마에 노출된 실시예 1의 산화이트륨막은 도 9의 플라즈마에 노출된 비교예 1의 산화이트륨막에 비해 플라즈마에 의한 표면손실이 상대적으로 매우 작은 것이 확인되었다.Specifically, it was confirmed that the yttrium oxide film of Example 1 disclosed in FIG. 6 was significantly smaller in pore content than the yttrium film of Comparative Example 1 disclosed in FIG. 7. In addition, it was confirmed that the yttrium oxide film of Example 1 exposed to the plasma of FIG. 8 has a relatively small surface loss due to plasma compared to the yttrium oxide film of Comparative Example 1 exposed to the plasma of FIG. 9.

이와 같은 세라믹 코팅막 형성방법은 기존의 용사코팅 공정을 수행하여 형성된 세라믹 코팅막에 비해 수 내지 수 십배 이상 기공 함유율이 적은 세라믹 코팅막 을 형성할 수 있다. 이러한 방법으로 형성된 세라믹 코팅막은 코팅 대상체의 플라즈마 손상 최소화 및 내화학적 특성을 증가시켜 반도체 제조공정의 신뢰성 및 세라믹 코팅막의 신뢰성 모두 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 세라믹 코팅막의 형성공정은 용융 공정이 적용되지 않기 때문에 코팅 대상체에 흡착되지 않고 배출되는 세라믹 분말을 재활용할 수 있어 제조비용을 현저히 감소시킬 수 있다.Such a ceramic coating film forming method may form a ceramic coating film having a pore content of several to several tens or more times compared to the ceramic coating film formed by performing a conventional spray coating process. The ceramic coating film formed by this method may improve both the reliability of the semiconductor manufacturing process and the reliability of the ceramic coating film by minimizing plasma damage and increasing chemical resistance of the coating object. In addition, in the process of forming the ceramic coating film, since the melting process is not applied, the ceramic powder that is discharged without being adsorbed to the coating object may be recycled, thereby significantly reducing the manufacturing cost.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 코팅막의 형성방법을 나타내는 개략적인 공정 흐름도이다.1 is a schematic process flowchart illustrating a method of forming a ceramic coating film according to an embodiment of the present invention.

도 2는 세라믹 코팅막을 형성하기 위해 적용되는 세라믹 코팅장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다.2 is a schematic view showing a ceramic coating apparatus applied to form a ceramic coating film.

도 3은 본 실시예의 충돌로 인한 세라믹 입자의 형성과 증착을 나타내는 개념도이다.3 is a conceptual diagram showing the formation and deposition of ceramic particles due to the impact of the present embodiment.

도 4는 실시예 2의 세라믹 코팅막 형성시 적용된 세라믹 입자를 나타내는 사진이다.4 is a photograph showing ceramic particles applied when the ceramic coating film is formed in Example 2. FIG.

도 5는 실시예 5의 세라믹 코팅막 형성시 적용된 세라믹 입자를 나타내는 사진이다.5 is a photograph showing ceramic particles applied when the ceramic coating film is formed in Example 5. FIG.

도 6은 실시예 1의 세라믹 코팅막의 단면을 나타내는 사진이다.6 is a photograph showing a cross section of the ceramic coating film of Example 1. FIG.

도 7은 비교예 1의 세라믹 코팅막의 단면을 나타내는 사진이다.7 is a photograph showing a cross section of the ceramic coating film of Comparative Example 1. FIG.

도 8은 플라즈마에 노출된 실시예 1의 세라믹 코팅막의 표면을 나타내는 사진이다.8 is a photograph showing the surface of the ceramic coating film of Example 1 exposed to plasma.

도 9는 플라즈마에 노출된 비교예 1의 세라믹 코팅막의 표면을 나타내는 사진이다.9 is a photograph showing the surface of the ceramic coating film of Comparative Example 1 exposed to plasma.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 코팅 대상체 20 : 세라믹 분말 공급부10: coating object 20: ceramic powder supply unit

25 : 가스 제공부 30 : 분산유닛25 gas supply unit 30 dispersion unit

40 : 분출유닛 60 : 챔버40: blowing unit 60: chamber

Claims (10)

(A) 세라믹 분말을 0.1 내지 1.0um의 입도를 갖는 세라믹 분말로 분산시키는 단계;(A) dispersing the ceramic powder into a ceramic powder having a particle size of 0.1 to 1.0um; (B) 분산된 세라믹 분말을 코팅 대상체의 표면으로 고속 분출시켜 충돌/파쇄시키는 단계;(B) high speed ejection of the dispersed ceramic powder onto the surface of the coating object to collide / crush; (C) 코팅체에 충돌되어 파쇄된 세라믹 입자를 피 코팅체 표면에 일부 흡착시키는 단계; 및 (C) adsorbing partially broken ceramic particles impinged on the coating to the surface of the coating; And (D) 상기 단계 (A), 단계 (B) 및 단계 (C)를 연속적으로 적어도 2회 반복 수행하여 상기 피 코팅체 표면에 파쇄되어 형성된 세라믹 입자를 누적 고착시킴으로서 세라믹 코팅막을 형성하는 단계를 포함하는 내 플라즈마성 세라믹 코팅막 형성방법.(D) performing the step (A), step (B) and step (C) at least twice successively to form a ceramic coating film by accumulating and fixing ceramic particles formed by fracture on the surface of the coated object. Plasma resistance ceramic coating film forming method. 방법 청구항에서는 노즐과 같은 구성요소를 언급하지 않는 것이 보다 유리합니다. 적어2회 = 2회 이상과 동일한 표현입니다.It is more advantageous in the method claim not to mention components such as nozzles. At least 2 times = same as 2 or more times. 제1항에 있어서, 상기 세라믹 분말은 산화이트륨, 산화알루미늄 또는 이들의 혼합물을 포함하며, 충진 밀도가 99.5 내지 100%로 서로 응집된 상태를 갖는 것을 특징으로 하는 내 플라즈마성의 세라믹 코팅막 형성방법.The method of claim 1, wherein the ceramic powder comprises yttrium oxide, aluminum oxide, or a mixture thereof, and has a filling density of 99.5 to 100%, which is agglomerated with each other. 제1항에 있어서, 상기 세라믹 분말은 플라즈마 냉각법에 의해 형성되며, 상 기 플라즈마 냉각법은 2 내지 10um의 입경을 갖는 세라믹 입자를 플라즈마 용융 시키는 단계 및 질소가스 하에서 냉각 분쇄시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내 플라즈마성의 세라믹 코팅막 형성방법.The method of claim 1, wherein the ceramic powder is formed by a plasma cooling method, the plasma cooling method comprises the steps of plasma melting the ceramic particles having a particle diameter of 2 to 10um and the step of cooling and grinding under nitrogen gas Plasma resistance ceramic coating film forming method. 제1항에 있어서, 상기 세라믹 분말의 파쇄가 용이하도록 기계적 볼밀 공정에 의한 파쇄 또는 플라즈마 저온 파쇄 공정을 더 수행하는 것을 특징으로 하는 내 플라즈마성의 세라믹 코팅막 형성방법.The plasma-resistant ceramic coating film forming method according to claim 1, further comprising performing a crushing by a mechanical ball mill process or a plasma low temperature crushing process to facilitate crushing of the ceramic powder. 제1항에 있어서, 상기 세라믹 분말은 그 표면에 굴곡 또는 홈이 발생되어 다각형 형상을 갖도록 식각처리된 것을 특징으로 하는 내 플라즈마성의 세라믹 코팅막 형성방법.The method of claim 1, wherein the ceramic powder is etched to have a polygonal shape by generating bends or grooves on a surface thereof. 제1항에 있어서, 상기 분산된 세라믹 분말은 캐리어 가스와 함께 상기 코팅 대상체 표면으로 250 내지 400m/s의 속도로 분출됨으로 인해 파쇄 및 고착되는 것을 특징으로 하는 내 플라즈마성의 세라믹 코팅막 형성방법.The method of claim 1, wherein the dispersed ceramic powder is crushed and fixed by being ejected together with a carrier gas at a speed of 250 to 400 m / s to the surface of the coating object. 제1항에 있어서, 상기 파쇄되어 형성된 세라믹 입자는 80 내지 200nm의 입경을 갖는 것을 특징으로 하는 내 플라즈마성의 세라믹 코팅막 형성방법.The method of claim 1, wherein the crushed ceramic particles have a particle size of 80 to 200nm. 제1항에 있어서, 상기 코팅 대상체의 표면은 0.1 내지 3um의 조도를 갖도록 형성하는 것을 특징으로 하는 내 플라즈마성의 세라믹 코팅막 형성방법.The method of claim 1, wherein the surface of the coating object is formed to have a roughness of 0.1 to 3um. 제1항에 있어서, 상기 세라믹 코팅막은 20 내지 35℃의 상온에서 형성하는 것을 특징으로 하는 내 플라즈마성의 세라믹 코팅막 형성방법.The method of claim 1, wherein the ceramic coating film is formed at room temperature of 20 to 35 ℃. 제1항에 있어서, 상기 세라믹 코팅막을 0.1 내지 1%의 기공을 갖도록 형성하는 것을 특징으로 하는 내 플라즈마성의 세라믹 코팅막 형성방법.The method of claim 1, wherein the ceramic coating film is formed to have pores of 0.1 to 1%.
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