(57)【要約】【課題】耐腐食性、電気絶縁性及び耐久性に優れるセラミック溶射皮膜被覆部材及び半導体製造装置用部材を提供する。【解決手段】基材２上のセラミック溶射皮膜３の表面に高エネルギービームを照射して緻密化層４を形成したセラミック溶射皮膜被覆部材１である。緻密化層４の下に、積層状態で互いに分散した複数の溶射材料からなるクラック抑制層を存在させる。緻密化層４を深部方向に超えて進展してきたクラック６が複数の溶射材料の界面に達したとき、この界面を境に接している溶射材料同士のずれが生じさせ、クラック６の力を開放させると共にその方向を転換させてクラック６の進展を抑制する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上のセラミック溶射皮膜の表面に高エネルギービームを照射して緻密化層を形成したセラミック溶射皮膜被覆部材において、
前記緻密化層の下に、積層状態で互いに分散した複数の溶射材料からなるクラック抑制層が存在していることを特徴とするセラミック溶射皮膜被覆部材。
【請求項２】
前記複数の溶射材料は、酸化物系セラミックを含む２種以上のセラミックで構成されていることを特徴とする請求項１に記載のセラミック溶射皮膜被覆部材。
【請求項３】
前記複数の溶射材料のうちの少なくとも１つは２０μｍ〜２００μｍ程度の幅で略扁平状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のセラミック溶射皮膜被覆部材。
【請求項４】
前記クラック抑制層は５０μｍ以上の厚みで形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のセラミック溶射皮膜被覆部材。
【請求項５】
前記クラック抑制層中における前記複数の溶射材料のうちの１つの含有率が３ｖｏｌ％〜９７ｖｏｌ％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のセラミック溶射皮膜被覆部材。
【請求項６】
基材上にセラミック溶射皮膜が形成されたセラミック溶射皮膜被覆部材からなる半導体製造装置用部材であって、
前記セラミック溶射皮膜被覆部が請求項１〜５のいずれかに記載のセラミック溶射皮膜被覆部材であることを特徴とする半導体製造装置用部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基材上のセラミック溶射皮膜の表層を高エネルギービームの照射によって緻密化して耐腐食性やパーティクル低減などの機能性を付与すると共に、高エネルギービームの照射により発生するクラックの深部方向への進展を防止したセラミック溶射皮膜被覆部材及び半導体製造装置用部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
構造物の耐摩耗性、低摩擦化などを向上させるために、構造部材の表面に各種の溶射皮膜を形成して溶射皮膜被覆部材とすることが行われている。溶射法はセラミックス、金属、サーメットなどの溶射粉末材料を可燃性ガスの燃焼フレーム中に、又はＡｒ、Ｈｅ、Ｈ２などのガスによって発生させたプラズマジェットフレーム中に供給し、これらを軟化又は溶融した状態にして、被溶射体の表面に高速で吹き付けることにより、被溶射体の表面に溶射皮膜を形成する表面処理技術である。
【０００３】
溶射皮膜被覆部材の適用分野の拡大にともない、溶射材料にセラミックを用いたセラミック溶射皮膜被覆部材には一層の機能性向上が望まれている。セラミック溶射皮膜被覆部材の用途の一つとして、ＣＶＤ装置、ＰＶＤ装置、レジスト塗布装置などの半導体製造装置を構成する構造部材がある。半導体製造プロセスにおける処理容器内では、ふっ化物や塩化物を含んだ処理ガスがよく使用されるため、処理容器内におかれている各種の部材が腐食してしまうという問題がある。そのため、係る製造プロセスに使用される部材には、電気絶縁性に加え、耐腐食性が求められる。さらに処理容器内で生じるパーティクルと呼ばれる微粒子の存在は、半導体デバイス製品の品質や歩留まりに影響する。このような問題に対する対策として、半導体製造装置用部材の表面にセラミック溶射皮膜を形成して、電気絶縁性及び耐腐食性を向上させると共に、パーティクルの発生を低減させている。
【０００４】
しかし過酷な腐食性ガスが存在する条件下などでは、必ずしも十分な耐腐食性の効果が得られない場合がある。加えて回路微細化の一途をたどる半導体デバイスの製造プロセスにおいては、これまで問題視されていなかったより微細なサイズのパーティクルの発生も問題視され始めている。そのため基材上に形成した溶射皮膜の表面に高エネルギービームを照射し、表層の皮膜組成物を再溶融、再凝固させて、表層を緻密化層とすることが行われており、これにより耐腐食性やパーティクルの低減効果が格段に向上することが知られている。
【０００５】
例えば、特許文献１には半導体加工装置用セラミック被覆部材の製造方法として、基材表面に、周期律表の３ａ属元素の酸化物を溶射して、多孔質層を形成し、多孔質層の表層を高エネルギー照射することによって二次再結晶層を形成する技術が記載されている。特許文献２には、セラミック溶射皮膜にレーザービーム又は電子ビームを照射して当該溶射皮膜表層のセラミック組成物を再溶融、再凝固させることで、網目状の亀裂が形成されている高強度セラミック層を備える半導体製造装置用部材が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２４７０４３号公報
【特許文献２】特開２０１３−０９５９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、半導体加工装置用セラミック被覆部材の製造方法として、基材表面に、周期律表の３ａ属元素の酸化物を溶射して、多孔質層を形成し、多孔質層の表層を高エネルギー照射することによって二次再結晶層を形成する技術（特許文献１）では、高エネルギー照射によって、多孔質層が溶融し、二次再結晶層を形成する際に、多孔質層にクラックが発生することが予想される。そのクラックの形態によっては、パーティクルの増加や耐腐食性の低下、及び電気絶縁性の低下などが懸念される。
【０００８】
セラミック溶射皮膜にレーザービーム又は電子ビームを照射して当該溶射皮膜表層のセラミック組成物を再溶融、再凝固させることで、網目状の亀裂が形成されている高強度セラミック層を備える半導体製造装置用部材（特許文献２）においては、溶射皮膜表層のセラミック組成物を再溶融、再凝固する際に、溶射皮膜表層に網目状に発生するクラックの大きさを制御している。しかし溶射皮膜の深部側へのクラックが深く形成された場合には、溶射皮膜の損傷や電気絶縁性の著しい低下が懸念される。
【０００９】
そこで本発明は従来技術の問題点に鑑み、耐腐食性、電気絶縁性及び耐久性に優れるセラミック溶射皮膜被覆部材及び半導体製造装置用部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため次の技術的手段を講じた。即ち本発明は、基材上のセラミック溶射皮膜の表面に高エネルギービームを照射して緻密化層を形成したセラミック溶射皮膜被覆部材において、前記緻密化層の下に、積層状態で互いに分散した複数の溶射材料からなるクラック抑制層が存在していることを特徴とするセラミック溶射皮膜被覆部材である。
【００１１】
本発明のセラミック溶射皮膜被覆部材の緻密化層の下には、高エネルギービームを照射して緻密化層を形成した際のクラックの進展を止めるクラック抑制層が存在している。クラック抑制層は分散した複数の溶射材料で構成されているため、緻密化層を深部方向に超えて進展してきたクラックが複数の溶射材料の界面に達したとき、この界面を境に接している溶射材料同士のずれが生じる。そのためクラックの力が開放されて、それ以上のクラックの進展を止めることができる。複数の溶射材料が積層状態で分散していることで、緻密化層から進展してきたクラックの方向を効果的に転換させることができる。従って、レーザービームのエネルギー量を大きくした照射を行って、緻密化層の厚みを増大させても、緻密化層を超えるクラックの進展を抑制することができる。
【００１２】
前記複数の溶射材料を、酸化物系セラミックを含む２種以上のセラミックで構成することにより、クラック抑制層まで進展してきたクラックの方向を大きく転換させることができる。
【００１３】
前記複数の溶射材料のうちの少なくとも１つは２０μｍ〜２００μｍ程度の幅で略扁平状に形成されていれば、緻密化層から進展してきたクラックの力の開放効果をより大きくでき、クラック方向をさらに大きく転換させることができる。
【００１４】
前記クラック抑制層を５０μｍ以上の厚みで形成することにより、クラックの進展をより確実に止めることができる。
【００１５】
前記クラック抑制層中における前記複数の溶射材料のうちの１つの含有率が３ｖｏｌ％〜９７ｖｏｌ％であることが好ましい。これによりクラックの進展をより効果的に止めることができる。
【００１６】
本発明の半導体製造装置用部材は、基材上にセラミック溶射皮膜が形成されたセラミック溶射皮膜被覆部材からなる半導体製造装置用部材であって、当該セラミック溶射皮膜被覆部が上記で説明したセラミック溶射皮膜被覆部材であることを特徴とする。
【００１７】
本発明の半導体製造装置用部材を構成するセラミック溶射皮膜被覆部材の緻密化層の下には、高エネルギービームを照射して緻密化層を形成した際のクラックの進展を止めるクラック抑制層が存在している。クラック抑制層は分散した複数の溶射材料で構成されているため、緻密化層を深部方向に超えて進展してきたクラックが複数の溶射材料の界面に達したとき、この界面を境に接している溶射材料同士のずれが生じる。そのためクラックの力が開放されて、それ以上のクラックの進展を止めることができる。複数の溶射材料が積層状態で分散していることで、緻密化層から進展してきたクラックの方向を効果的に転換させることができる。従って、レーザービームのエネルギー量を大きくした照射を行って、緻密化層の厚みを増大させても、緻密化層を超えるクラックの進展を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、レーザーなどの高エネルギービームによる照射を行う際、エネルギー量を大きくして緻密化層の厚みを増大させても、深部方向に発生するクラックの進展を抑制することができるため、耐腐食性、電気絶縁性及び耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るセラミック溶射皮膜被覆部材の断面模式図である。
【図２】本発明に係るセラミック溶射皮膜被覆部材の断面の電子顕微鏡写真である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るセラミック溶射皮膜被覆部材の断面模式図である。
【図４】セラミック溶射皮膜被覆部材の３つの例を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の第１実施形態に係るセラミック溶射皮膜被覆部材１の断面模式図である。セラミック溶射皮膜被覆部材１は、例えば半導体製造装置などの多様な用途で使用されるものであり、基材２と、この基材２の表面に形成されたセラミック溶射皮膜３とで構成されている。なお請求項１でいう基材上のセラミック溶射皮膜とは、基材の表面に直接的にセラミック溶射皮膜が形成されている場合、基材にアンダーコートや他の層を介してセラミック溶射皮膜が形成されている場合のどちらも含むものとする。
【００２１】
基材２としては、金属、セラミック、サーメット、高分子材料、カーボン繊維やセラミックを複合した高分子材料などが挙げられ、特に限定されない。部材上に溶接肉盛、めっき及び別の溶射皮膜などを形成したものを基材２としてもよい。セラミック溶射皮膜３のアンダーコートとして、溶接肉盛、めっき及び別の溶射皮膜など設けてもよい。
【００２２】
セラミック溶射皮膜３の表層は高エネルギービームを照射することで形成された緻密化層４となっており、その下層（図１下側の層）は進展してきたクラックを抑制するためのクラック抑制層５となっている。
【００２３】
高エネルギービームを照射する前のセラミック溶射皮膜について説明する。ここでいうセラミック溶射皮膜は、図１中のセラミック溶射皮膜３に対応する。セラミック溶射皮膜は少なくとも１つの酸化物系セラミックを含み、且つ２種以上のセラミックからなる複数の溶射材料を溶射することにより形成されている。セラミック溶射皮膜の厚みは５０μｍ〜４０００μｍの範囲が好適である。厚みが５０μｍ未満では、皮膜の均一性が低下して耐腐食性や耐電気絶縁性などの皮膜機能を十分に発揮できず、４０００μｍを超えると、皮膜内部の残留応力の影響により皮膜の機械的強度が低下してしまう。
【００２４】
セラミック溶射皮膜を構成するセラミック溶射材料の組み合わせとしては、酸化物系セラミックを含む２種以上のセラミックで成膜されていることが好ましい。セラミック溶射材料の具体例としては、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｔａ、Ｙ、Ｗ、Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉ、Ｂ、Ｓｉ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｈｆ、Ｌａ、Ｎｉの群から選択される元素単体又はこれら元素の１種以上を主成分とする酸化物系セラミック、窒化物系セラミック、フッ化物系セラミック、炭化物系セラミック、硼化物系セラミックなど、又はこれらの混合物が挙げられる。
【００２５】
酸化物系セラミックの具体例としては、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２、Ｌａ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２、ＮｉＯ、ＺｒＯ２・ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＯなどが挙げられる。窒化物系セラミックとしては、ＴｉＮ、ＴａＮ、ＡｌＮ、ＢＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＨｆＮ、ＮｂＮ、ＹＮ、ＺｒＮ、Ｍｇ３Ｎ２、Ｃａ３Ｎ２などが挙げられる。フッ化物系セラミックとしては、ＬｉＦ、ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＹＦ３、ＡｌＦ３、ＺｒＦ４  ＭｇＦ２などが挙げられる。炭化物系セラミックとしては、ＴｉＣ、ＷＣ、ＴａＣ、Ｂ４Ｃ、ＳｉＣ、ＨｆＣ、ＺｒＣ、ＶＣ、Ｃｒ３Ｃ２などが挙げられる。硼化物系セラミックとしては、ＴｉＢ２、ＺｒＢ２、ＨｆＢ２、ＶＢ２、ＴａＢ２、ＮｂＢ２、Ｗ２Ｂ５、ＣｒＢ２、ＬａＢ６などが挙げられる。
【００２６】
セラミック溶射皮膜を形成するためには、例えば複数のセラミック溶射粉末を予め混合しておき、そのセラミック溶射粉末を１つの材料供給装置を用いて溶射ガンのフレームに投入することで溶射を行う。別の方法としては、複数の材料供給装置の各々に異なる溶射粉末を入れておき、この装置を用いて溶射ガンのフレームに異なる溶射粉末を同時に投入して溶射を行う。
【００２７】
セラミック溶射皮膜を形成するための溶射方法としては、大気プラズマ溶射法、減圧プラズマ溶射法、水プラズマ溶射法、高速フレーム溶射法、ガスフレーム溶射法、爆発溶射法などが挙げられる。特に電気エネルギーを熱源とするプラズマ溶射法は、プラズマの発生源としてアルゴン、水素及び窒素などを利用して成膜するものであり、熱源温度が高く、フレーム速度が速いことから特に高融点の材料を緻密に成膜することが可能であることから、セラミック溶射皮膜３を形成するための溶射方法に適している。
【００２８】
セラミック溶射皮膜を形成するための原料粉末には、粒径５μｍ〜８０μｍ程度の粒度範囲の粉末を用いる。この粒度範囲のセラミック粉末を用いて溶射を行うと、２０μｍ〜２００μｍ程度の幅で略扁平状に溶射することができる。粉末粒径が５μｍよりも小さいと粉末の流動性が低下して安定した供給ができず、皮膜の厚みが不均一となりやすく、粒径が８０μｍを超えると、完全に溶融しないまま成膜されるおそれがあり、過度に多孔質化されて膜質が粗くなるので好ましくない。これら各溶射法による成膜条件は、基材、原料粉末、膜厚、製造環境などに応じて適宜設定すればよい。
【００２９】
緻密化層４はセラミック溶射皮膜の表層に高エネルギービームを照射することで形成されている。緻密化層４の下層は緻密化処理がされていないクラック抑制層５となっている。セラミック溶射皮膜の表層を再溶融、再凝固させることによって、セラミック溶射皮膜を構成する異なるセラミック溶射組織の境界が少なくなり、緻密化層４は非常に緻密な皮膜組織となる。この緻密化層４の平均気孔率は５％未満が好ましく、２％未満がより好ましい。
【００３０】
緻密化層４の厚みは表面から１０μｍ〜２００μｍ程度が好ましい。１０μmよりも薄いと緻密化層４を形成した効果が小さく、２００μmを超える厚みとすれば、緻密化層４を形成する効果が飽和するうえ、再溶融、再凝固させた表層の残留応力が過大となり、外的な力に対する耐衝撃性が逆に低下する。
【００３１】
緻密化層４を得るための高エネルギービームとは、レーザービーム及び電子ビームなどをいう。高エネルギービームの照射は、基材２上に形成されたセラミック溶射皮膜の表面をレーザービーム又は電子ビームで走査して行う。高エネルギービームの走査は、ガルバノスキャナーなどで行う方法や、走査の対象物をＸ−Ｙステージに固定して、これをＸ方向及びＹ方向に動かして行う方法などがあり、緻密化層４に求められる厚みや気孔率を満足するように適宜、走査条件を調節して行えばよい。
【００３２】
レーザービームの照射では、ＣＯ２ガスレーザー、ＹＡＧレーザーを用いることが好ましい。レーザービームの照射条件としては、レーザー出力：０．０１〜１ｋＷ、レーザービーム面積：０．０１〜２５０ｍｍ２、照射速度：１〜１００ｍｍ／ｓが推奨される。電子ビームの照射条件としては、照射雰囲気：１０〜０．０００５Ｐａ、照射出力：０．１〜８ｋＷ、照射速度：１〜３０ｍ／ｓが推奨される。これらの条件において緻密化層４に求められる厚みや気孔率を満足するように適宜、照射条件を調節して行えばよい。
【００３３】
緻密化層４は、高エネルギービームを照射する前のセラミック溶射皮膜の表層と比べて非常に緻密な構造を有するため、機械的強度が向上し耐腐食性やパーティクルの低減効果を向上させることができる。
【００３４】
一般に高エネルギービームを照射して緻密化層を形成する際、セラミック溶射皮膜の表層を再溶融、再凝固した際の収縮によりクラックが生じる。クラックの皮膜深部方向への進展が深すぎる場合、耐腐食性や耐電圧などの皮膜機能の低下をもたらす。本実施形態では、緻密化層４の下にクラック６の進展を止めるクラック抑制層５を存在させている。本実施形態でいう緻密化層４の下とは、当該緻密化層４に接して直下に存在するという意味であり、緻密化層４の下に何らかの層を介して存在するという意味ではない。クラック抑制層５は、緻密化層４に接する位置に存在することが必須である。
【００３５】
クラック抑制層５は、セラミック溶射皮膜３を溶射した後、高エネルギービームを照射してセラミック溶射皮膜３における上層側に緻密化層４を形成したときの、この緻密化層４の下層として得られたものである。従ってクラック抑制層５は、少なくとも１つの酸化物系セラミックを含み、且つ２種以上のセラミックからなる複数の溶射材料で構成されている。
【００３６】
クラック抑制層５は複数の溶射材料を溶射することによって得られた層であり、複数の溶射材料は当該クラック抑制層５中において積層状態で互いに分散したものとなっている。クラック抑制層５の存在により、当該クラック抑制層５まで進展してきたクラック６の方向を大きく転換でき、クラック６の深部方向への進展を確実に止めることができる。
【００３７】
クラック抑制層５の複数の溶射材料が、少なくとも１つの酸化物系セラミックを含むことで、溶射性が向上し、耐腐食性及び耐電圧などの皮膜機能が向上する。Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３などの歩留まりの高い溶射材料を選択した場合には、工学的に有利となる。クラック抑制層５における積層構造を有する複数の溶射材料のうちの少なくとも１つは２０μｍ〜２００μｍ程度の幅で略扁平状に形成されている。ここでいう幅とは図１左右方向に沿った長さをいう。複数の溶射材料の少なくとも１つが２０μｍよりも小さければ、クラック６の進展を大きく転換させることができないため、クラック６の進展を抑制する効果が小さく、２００μｍより大きい場合では、積層構造中に多数のクラックが発生し、クラック６の深部方向への進展を止める効果が小さくなる。
【００３８】
クラック抑制層５の厚みは４０μｍ以上が好ましく、１００μｍ以上がより好ましい。このような厚みとすることでクラック６の深部方向への進展をより確実に止めることができる。クラック抑制層５の厚みが４０μｍよりも薄いと、クラック抑制層５を超えて深部方向へクラック６が進展することがある。
【００３９】
クラック抑制層５における複数の溶射材料のうちの１つの溶射材料で構成された積層皮膜の含有率は３ｖｏｌ％〜９７ｖｏｌ％であることが好ましく、１０ｖｏｌ％〜９０ｖｏｌ％がより好ましい。このような含有率とすることで、クラック６の深部方向への進展をより確実に止めることができる。この含有率が３ｖｏｌ％より小さいか、又は９７ｖｏｌ％より大きい場合、クラック抑制層５に含まれる複数の溶射材料同士の界面の面積が小さくなる。そのため、クラック６が係る界面に達することができず、深部方向へのクラック６の進展の抑制効果がなくなる場合がある。
【００４０】
以上のように本実施形態のセラミック溶射皮膜被覆部材１の緻密化層４の下には、高エネルギービームを照射して緻密化層４を形成した際のクラックの進展を止めるクラック抑制層５が存在し、クラック抑制層５は分散した複数の溶射材料で構成されている。そのため緻密化層４を深部方向に超えて進展してきたクラック６が複数の溶射材料の界面に達したとき、この界面を境に接している溶射材料同士のずれが生じる。そのため、クラック６の力が開放されて、それ以上のクラック６の進展を止めることができる。複数の溶射材料が積層状態で分散していることで、緻密化層４から進展してきたクラック６の方向を効果的に転換させることができる。
【００４１】
従って、レーザービームのエネルギー量を大きくした照射を行って、緻密化層４の厚みを増大させても、緻密化層４を超えるクラック６の進展を抑制することができる。これにより、レーザービームなどの高エネルギービームによる照射を行う際、エネルギー量を大きくして緻密化層４の厚みを増大させても、深部方向に発生するクラックの進展を抑制することができるため、耐腐食性、電気絶縁性及び耐久性を向上させることができる。
【００４２】
図２は本発明に係るセラミック溶射皮膜被覆部材の断面の電子顕微鏡写真である。このセラミック溶射皮膜被覆部材は、Ａｌ２Ｏ３とＹ２Ｏ３を各々５０ｖｏｌ％の含有率で混合してこれを溶射粉末とし、この溶射粉末をプラズマ溶射法によってＡｌ製の基材上に溶射し、さらに０．０３ｋｗのＣＯ２レーザービームを照射して緻密化層を形成した例である。セラミック溶射皮膜の厚みは４００μｍ程度とし、緻密化層の厚みは５０μｍ程度としている。緻密化層の下層であるクラック抑制層中の積層構造をなす各溶射材料は２０μｍ〜２００μｍ程度の幅で略扁平状となっている。緻密化層に進展してきたクラックがその直下のクラック抑制層で止まっていることが認められる。
【実施例】
【００４３】
実施例を用いて本発明をより詳細に説明する。本発明は以下の実施例に限定されるものではない。基材に５０ｍｍ×５０ｍｍ×１０ｍｍのアルミ（Ａ５０５２）材を用い、この基材上にプラズマ溶射法によってセラミック溶射皮膜を形成し、０．０３ｋｗのＣＯ２レーザーを使用してレーザー照射条件（走査速度やピッチなど）を適宜設定して緻密化層を形成した。溶射材料、各溶射材料の含有率、溶射後の溶射材料の扁平幅、クラック抑制層の厚みを変化させて実施例１〜１１及び比較例１〜５の試料を製作して、クラックがクラック抑制層を貫通しているか否かを評価した。結果を表１に示す。各実施例においてクラックの深部への進展が抑制されていることが認められた。
【００４４】
【表１】
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【００４５】
図３は本発明の第２実施形態に係るセラミック溶射皮膜被覆部材１０の断面模式図である。第１実施形態では基材２上の皮膜をクラック抑制層５と緻密化層４からなる２層構造としているが、本実施形態では基材１１上の皮膜を誘電層１２とクラック抑制層１３と緻密化層１４からなる３層構造としている。本実施形態のセラミック溶射皮膜被覆部材１０では、基材１１上に誘電層１２を構成する溶射皮膜を形成し、さらにこの誘電層１２の表面に複数の溶射材料からなるセラミック溶射皮膜１５を形成する。その後、複数の溶射材料からなるセラミック溶射皮膜１５の表面に高エネルギービームを照射して、セラミック溶射皮膜１５の表層に緻密化層１４を形成する。このようにして緻密化層１４の下に、クラック抑制層１３を形成してクラック１６の進展を抑制する。
【００４６】
本発明は上記の実施形態及び実施例に限定するものではない。セラミック溶射皮膜被覆部材の適用対象は限定されず、例えば半導体製造装置用部材を本発明に係るセラミック溶射皮膜被覆部材で構成すればよい。この場合、半導体製造装置用部材の耐久性を格段に向上させることができる。
【００４７】
図４はセラミック溶射皮膜被覆部材の３つの例を示す模式断面図である。図４の（ａ）は緻密化層を形成していない未処理部材２０を示し、図４の（ａ１）〜（ａ３）は高エネルギービームのエネルギー量を調整して、緻密化層２１の厚みを変化させた例である。図４（ａ）に示す高エネルギービームを照射していない未処理部材２０では、基材２２上に、複数の溶射材料からなるセラミック溶射皮膜２３が形成され、さらにその表面に他のセラミック溶射皮膜２４が形成されている。
【００４８】
図４（ａ１）の例は、他のセラミック溶射皮膜の領域は緻密化層２１となり、さらに緻密化層２１が複数の溶射材料からなるセラミック溶射皮膜２３の領域に少し入り込んでいるセラミック溶射皮膜被覆部材である。図４（ａ２）の例は、他のセラミック溶射皮膜の領域のみが緻密化層２１となっているセラミック溶射皮膜被覆部材である。図４（ａ３）の例は、他のセラミック溶射皮膜の領域の一部が緻密化層２１となり、他のセラミック溶射皮膜２４の領域が残存しているセラミック溶射皮膜被覆部材である。従ってこの例では、基材２２上に、クラック抑制層２３、他のセラミック溶射皮膜２４、緻密化層２１がこの順に形成されている。即ち本発明の目的を達成するためには、高エネルギービームの照射により形成された緻密化層の下に、複数のセラミック溶射材料を分散させたクラック抑制層が存在していればよく、基材上の皮膜構造は限定されない。
【符号の説明】
【００４９】
１  セラミック溶射皮膜被覆部材
２  基材
３  セラミック溶射皮膜
４  緻密化層
５  クラック抑制層
６  クラック
【図１】
2015193872.tif 000004
【図３】
2015193872.tif 000005
【図４】
2015193872.tif 000006
【図２】
2015193872.tif 000007