(57)【要約】【解決手段】ハロゲン系ガス雰囲気又はハロゲン系ガスプラズマ雰囲気に曝される耐食性部材であって、基材表面に複数の材料を被覆させてなり、その被覆層の最表面が希土類元素のフッ化物であり、その下に気孔率が５％未満の希土類元素の酸化物層を有することを特徴とする耐食性部材。【効果】本発明の耐食性部材は、ハロゲン系腐食性ガス、あるいは、そのプラズマに対しての耐食性を向上させ、半導体製造装置やフラットパネルディスプレイ製造装置に用いた際のプラズマエッチングによるパーティクル汚染を抑制することができる。また、洗浄による部材損傷を抑制できるため、部材の高寿命が可能である。そのため、高品質製品を長期的かつ効率的に生産することができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハロゲン系ガス雰囲気又はハロゲン系ガスプラズマ雰囲気に曝される耐食性部材であって、基材表面に複数の材料を被覆させてなり、その被覆層の最表面が希土類元素のフッ化物であり、その下に気孔率が５％未満の希土類元素の酸化物層を有することを特徴とする耐食性部材。
【請求項２】
希土類元素が、それぞれＹ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕから選ばれる１種であることを特徴とする請求項１記載の耐食性部材。
【請求項３】
希土類元素が、それぞれＹ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕから選ばれる少なくとも２種の希土類元素からなる請求項１記載の耐食性部材。
【請求項４】
基材上に希土類元素の酸化物層、その上に希土類元素のフッ化物層を形成した請求項１乃至３のいずれか１項記載の耐食性部材。
【請求項５】
半導体製造装置用又はフラットパネルディスプレイ製造装置用である請求項１乃至４のいずれか１項記載の耐食性部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被覆層の最表面が希土類フッ化物からなり、その下層に気孔率が５％未満の希土類酸化物層を有する多層構造皮膜が形成され、ハロゲン系腐食性ガス雰囲気で使用した後でも表面状態が変わらない耐食性部材に関し、更に詳述すると、半導体製造装置、及び液晶製造装置、有機ＥＬ製造装置、無機ＥＬ製造装置等のフラットパネルディスプレイ製造装置用等として好適に用いられ、ハロゲン系腐食性ガスあるいはそのプラズマに対し耐食性を有する、腐食性ガス暴露面が希土類フッ化物で形成された耐食性部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハロゲン系腐食性ガス雰囲気下で用いる半導体製造装置や、液晶製造装置、有機及び無機ＥＬ製造装置等のフラットパネルディスプレイ製造装置は、被処理物への不純物汚染を防止するため、高純度材料が用いられる。
【０００３】
半導体の製造工程においては、ゲートエッチング装置、絶縁膜エッチング装置、レジスト膜アッシング装置、スパッタリング装置、ＣＶＤ装置等が使用されている。一方、液晶の製造工程においては、薄膜トランジスタを形成するためのエッチング装置などが使用されている。そして、これらの製造装置では、微細加工による高集積化などを目的としてプラズマ発生機構を備えた構成がとられている。
【０００４】
これらの製造工程において、処理ガスとしては、フッ素系、塩素系等のハロゲン系腐食ガスが、その反応性の高さから前述の装置に利用されている。フッ素系ガスとしては、ＳＦ6、ＣＦ4、ＣＨＦ3、ＣｌＦ3、ＨＦ、ＮＦ3等が、また塩素系ガスとしてはＣｌ2、ＢＣｌ3、ＨＣｌ、ＣＣｌ4、ＳｉＣｌ4等が挙げられ、これらのガスが導入された雰囲気にマイクロ波や高周波等を導入すると、これらのガスはプラズマ化される。これらのハロゲン系ガスあるいはそのプラズマに曝される装置部材には高い耐食性が要求される。
【０００５】
このような要求に対して、従来より、ハロゲン系ガスあるいはそのプラズマに対する耐食性を付与するための材料として、石英、アルミナ、窒化珪素、窒化アルミニウム等のセラミックス、アルマイト処理皮膜、あるいは、これらを基材表面に溶射して溶射皮膜を形成したものが使用されている。また、特開２００２−２４１９７１号公報（特許文献１）には、腐食性ガス下でプラズマに曝される表面領域が周期律表ＩＩＩ  Ａ族の金属層で形成された耐プラズマ性部材が提案されており、その層厚は５０〜２００μｍ程度であることが記載されている。
【０００６】
しかしながら、上記セラミックス部材は加工コストが高く、表面にパーティクルが残留するという問題がある。このような部材が腐食性ガス雰囲気下でプラズマに曝されると、その程度差があるものの、徐々に腐食が進行し、表面領域を構成する結晶粒子が離脱するため、いわゆるパーティクル汚染を生じる。即ち、離脱したパーティクルが、半導体ウエハー、下部電極近傍などに付着し、エッチング精度などに悪影響を与え、半導体の性能や信頼性が損なわれやすいという問題がある。
【０００７】
そのため、パーティクル汚染の原因となる部材表面に付着堆積した反応生成物を洗浄によって除去する必要がある。しかし、水系洗浄工程では反応生成物と水が反応して酸が生成し、耐プラズマ性被覆層及び基材に悪影響を及ぼし、部材の寿命を大きく左右することが知られている。
【０００８】
近年、半導体デバイスなどは、微細化と共に大口径化が進められており、いわゆるドライプロセス、特に、エッチングプロセスにおいて、低圧高密度プラズマが使用されつつある。この低圧高密度プラズマを使用する場合、従来のエッチング条件に比べて耐プラズマ性部材に与える影響が大きく、プラズマによるエロージョンと、このエロージョンに起因する部材成分の汚染や、表面不純物による反応生成物に起因した汚染等の問題が顕著になっている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−２４１９７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、半導体製造装置やフラットパネルディスプレイ製造装置などに使用され、ハロゲン系腐食性ガス、あるいは、そのプラズマに対して十分な耐食性（耐プラズマ性）を有すると共に、特にプラズマエッチング時に部材表面に付着堆積した反応生成物を除去するための部材洗浄を繰り返しても耐プラズマ性被覆層及び基材の損傷の抑制が可能な耐食性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】
【００１１】
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、ハロゲン系腐食性ガスに曝される面の最表面層が希土類フッ化物で形成され、その下層に気孔率が５％未満の希土類元素の酸化物層を有する部材が、ハロゲン系ガス、あるいはそのプラズマに曝されてもプラズマエロージョンによる損傷を抑え、半導体ウエハーへのパーティクル付着を低減できる半導体製造装置用、フラットパネルディスプレイ製造装置用等として有用であること、更に、プラズマエッチング時に部材表面に付着堆積した反応生成物を除去するための水系洗浄時に生成し得る酸による基材や耐プラズマ性被覆層の損傷を抑えることが可能で、繰り返し洗浄における損傷による耐食性能が低下することがないことを見出し、本発明をなすに至った。
【００１２】
即ち、本発明は、
（１）ハロゲン系ガス雰囲気又はハロゲン系ガスプラズマ雰囲気に曝される耐食性部材であって、基材表面に複数の材料を被覆させてなり、その被覆層の最表面が希土類元素のフッ化物であり、その下に気孔率が５％未満の希土類元素の酸化物層を有することを特徴とする耐食性部材、
（２）希土類元素が、それぞれＹ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕから選ばれる１種であることを特徴とする（１）記載の耐食性部材、
（３）希土類元素が、それぞれＹ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕから選ばれる少なくとも２種の希土類元素からなる（１）記載の耐食性部材、
（４）基材上に希土類元素の酸化物層、その上に希土類元素のフッ化物層を形成した（１）〜（３）のいずれか１項記載の耐食性部材、
（５）半導体製造装置用又はフラットパネルディスプレイ製造装置用である（１）〜（４）のいずれか１項記載の耐食性部材
を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の耐食性部材は、ハロゲン系腐食性ガス、あるいは、そのプラズマに対しての耐食性を向上させ、半導体製造装置やフラットパネルディスプレイ製造装置に用いた際のプラズマエッチングによるパーティクル汚染を抑制することができる。また、洗浄による部材損傷を抑制できるため、部材の高寿命が可能である。そのため、高品質製品を長期的かつ効率的に生産することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の耐食性部材は、ハロゲン系ガス雰囲気又はハロゲン系ガスプラズマ雰囲気に曝される面が希土類フッ化物とその下側が画像解析法での気孔率が５％未満の希土類酸化物層で形成された多層コート耐食性部材である。
【００１５】
本発明で用いられる希土類元素としては、形成させる酸化物層及びフッ化物層において同じ希土類元素又は異なる希土類元素を選択でき、具体的にはそれぞれＹ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕから選ばれる希土類金属元素が好ましく、より好ましくはＹ、Ｓｃ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕから選ばれる希土類金属元素である。これらの希土類元素は、１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００１６】
基材としては、金属又はその合金及びセラミックスの中から選択でき、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｈｆ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔｉ、石英、ＳＵＳ（ステンレススチール）、窒化珪素、アルミナ、ジルコニア等から選択できる。
【００１７】
本発明の耐食性部材は、このような基材上に、特に気孔率が５％未満の希土類酸化物層、その上に希土類元素のフッ化物層が形成されていることを特徴とするものである。
【００１８】
この場合、基材上に金属層又はその他のセラミックス層を形成させてもよく、更には希土類酸化物上に金属層又はその他のセラミックス層を形成させてもよい。その場合でも、最外層には、希土類元素フッ化物が形成されるようにすることが本発明の特徴である。また、希土類酸化物層上に希土類フッ化物層を形成し、その上に希土類酸化物層、更にその上に希土類フッ化物層を形成するというように、希土類酸化物層／希土類フッ化物層を多段に積層してもよい。
【００１９】
中間層に形成し得る金属としては、Ｎｉ、Ａｌ、Ｍｏ，Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｃｏ等が挙げられ、セラミックスとしては、アルミナ、ジルコニア、窒化珪素、炭化硼素、炭化珪素等が挙げられる。
【００２０】
この多層の形成方法としては、溶射法、スパッタ法、蒸着法、イオンプレーティング法等のいずれの方法により形成することができる。
【００２１】
また、中間層に形成する希土類元素の酸化物層としては、気孔率５％未満、特に気孔率４．９％以下を達成し得る限り、溶射法、スパッタ法、蒸着法、イオンプレーティング法等のいずれの方法により形成することができるが、該酸化物層にフッ化物層を形成するため、溶射による形成が好ましい。この場合、溶射距離（溶射ノズルと被溶射物との距離）を選定する（溶射距離を短くする）ことにより、気孔率５％未満の希土類元素の酸化物層を形成し得るが、気孔率５％未満にする手段はこれに限定されない。
【００２２】
上記希土類フッ化物としては、溶射膜、焼結体、物理的成膜物、化学的成膜物等が挙げられるが、溶射膜が好ましい。希土類フッ化物の中には、希土類元素により相転移点を持つものがあり、Ｙ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕは焼結温度からの冷却時に相変化するため、焼結体の製造が困難である。これらの元素のフッ化物層の形成には特に溶射法が好ましい。
【００２３】
溶射条件は、大気圧溶射、減圧溶射等のいずれの雰囲気によるものでもよく、ノズルと基材との距離及び溶射スピードをコントロールしながら、原料粉末を溶射装置に仕込み、所望の厚さになるように成膜させる。
【００２４】
溶射法によれば、基材に成形される膜は急冷されるため、部分的に高温相を残した状態となり、緻密な皮膜の成膜が可能である。
【００２５】
基材へ耐食膜を被覆するには、スパッタ法、蒸着法、イオンプレーティング法等の物理的成膜方法、プラズマＣＶＤ、熱分解ＣＶＤ等の化学的成膜法、ゾルゲル法、スラリーコート法等の湿式コーティング法等がある。本発明の耐食性部材を成膜により作製する場合の膜厚は１μｍ以上と比較的厚膜であることが好ましく、更に結晶性が高い皮膜であることが好ましく、物理的成膜法や化学的成膜法では目的の膜厚を得るのに長大な時間がかかり、経済的ではない。また、これらの方法は減圧雰囲気を必要としており、最近の半導体ウエハやガラス基板大型化に伴い、製造装置の部材も大型化しており、これらを大型部材へ被覆するには大型の減圧装置等が必要で、経済的ではない。
【００２６】
一方、ＣＶＤ法等の化学的成膜法やゾルゲル法等も、製造装置の大型化の問題や結晶性の高い膜を製造するには高温加熱が必要であり、そのため被覆される基材の選択肢も小さく、樹脂材料、セラミック材料や金属材料と比較して耐熱性に劣る材料への被覆は困難である。
【００２７】
また、ＩＩＩ  Ａ族元素を含むセラミック材料をフッ化処理して表面をＩＩＩ  Ａ族フッ化物に改質する方法（特開２００２−２９３６３０号公報）も提案されているが、この方法は基材がＩＩＩ  Ａ族の元素を含んでいる必要があり、材料選択制限がある。しかも、膜厚を１μｍより厚くすることが困難である。
【００２８】
このような点から、本発明を実施するには、比較的高速で１〜１，０００μｍの膜厚の成膜が可能で、結晶性の高い皮膜が得られ、しかも基材の材質、大きさに対する制限の少ない施工法が適しており、材料を溶融又は軟化させ、その溶滴を基材に堆積させ成膜する溶射法、微粒固体粒子を高速に基材に当て堆積させるコールドスプレイ法やエアロゾルデポジション法等が望ましい。
【００２９】
ここで、膜厚については、希土類フッ化物層は、１μｍ以上であれば問題なく、１〜１，０００μｍの膜厚とし得るが、腐食が皆無ではないので、被覆部材の寿命を長くするためには、概ね１０〜５００μｍが好ましく、特には３０〜３００μｍである。また、希土類元素の酸化物層においても、１〜５００μｍに成膜させることが好ましく、基材の酸に対する溶出量を増加させないためにも、２０〜３００μｍがより好ましく、特に好ましくは５０〜３００μｍである。
【００３０】
基材上に金属層又はその他のセラミックス層を形成する場合、その膜厚は１０〜５００μｍが好ましく、特には３０〜３００μｍである。更に、希土類フッ化物層と希土類酸化物層との間に金属層又はその他のセラミック層を介在、形成する場合、その膜厚は１０〜５００μｍ、特に３０〜３００μｍが好ましい。
【００３１】
また、形成される多層膜の総厚さは、２〜２，０００μｍ、特に３０〜１，０００μｍとすることが好ましい。
【００３２】
半導体製造工程のドライエッチングプロセスのポリシリコンゲート電極エッチングではＣＣｌ4、ＣＦ4、ＣＨＦ3、ＮＦ3等の混合ガスプラズマ、Ａｌ配線エッチングではＣＣｌ4、ＢＣｌ3、ＳｉＣｌ4、ＢＢｒ3、ＨＢｒ等の混合ガスプラズマ、Ｗ配線エッチングではＣＦ4、ＣＣｌ4、Ｏ2等の混合ガスプラズマが使われている。また、ＣＶＤプロセスのＳｉ膜形成ではＳｉＨ2Ｃｌ2−Ｈ2混合ガス、Ｓｉ3Ｎ4形成ではＳｉＨ2Ｃｌ2−ＮＨ3−Ｈ2混合ガス、ＴｉＮ膜形成ではＴｉＣｌ4−ＮＨ3混合ガスが使われている。従来より、上記ガスあるいはそのプラズマに曝される面に使用されている石英、アルミナ、窒化ケイ素、窒化アルミニウム等のセラミックス、アルマイト処理皮膜は耐食性が不十分なために耐食材料がエッチングされ、セラミックスの脱粒、アルマイト処理皮膜の減退によるアルミ面の露出、塩化アルミニウムパーティクルの生成があり、これらの脱粒粒子、塩化アルミニウムパーティクルがウエハーに混入すると製品不良の原因となる。
【００３３】
また、上記プロセス使用後の部材は、表面付着物を取り除くために純水洗浄されるが、その際に生成される酸がアルミ合金、ステンレス等の基材を腐蝕させ、部材寿命を短くする。
【００３４】
これに対し、最表面に希土類元素のフッ化物層、その下に希土類元素の酸化物層で構成された被覆層をハロゲン系ガスあるいはそのプラズマに曝される面に使用すると、腐食性ハロゲン系ガスとの反応生成物の発生を低減することができる。また、気孔率が５％未満の希土類元素の酸化物層を設けたことにより部材の純水洗浄時に生成する酸を希土類酸化物と反応させることにより消費させ、基材へのダメージを抑えることが可能になり、その結果部材の寿命を延ばすことができる。ここで、酸化物層の気孔率が５％以上の場合、酸と希土類酸化物との反応はみられるが、酸が完全に消費される前に酸が基材に到達してしまい、ダメージを与えてしまう場合がある。なお、気孔率の下限に制限はなく、０％であってもよいが、通常は０．５％以上である。
【実施例】
【００３５】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
【００３６】
［実施例１］
□２０ｍｍのアルミニウム合金基材表面をアセトン脱脂し、基材片面をコランダムの研削材で粗面化処理を行った後、酸化イットリウム粉末を大気圧プラズマ溶射装置にてアルゴンガスをプラズマガスとして使用して、出力４０ｋＷ、溶射距離１００ｍｍにて３０μｍ／Ｐａｓｓで溶射し、１５０μｍの膜厚に成膜し、画像解析法での気孔率が４．８％の皮膜を得た。続いて酸化イットリウム溶射層の上にフッ化イットリウム粉末を上記条件で５０μｍの膜厚で成膜し、全厚み２００μｍの多層膜を有した試験片を得た。
【００３７】
［実施例２］
□２０ｍｍのアルミニウム合金基材表面をアセトン脱脂し、基材片面をコランダムの研削材で粗面化処理を行った後、酸化イットリウム粉末を大気圧プラズマ溶射装置にてアルゴンガスをプラズマガスとして使用して、出力４０ｋＷ、溶射距離１００ｍｍにて３０μｍ／Ｐａｓｓで溶射し、１００μｍの膜厚に成膜し、画像解析法での気孔率が４．８％の皮膜を得た。続いて酸化イットリウム溶射層の上にフッ化イットリウム粉末を上記条件で１００μｍの膜厚で成膜し、全厚み２００μｍの多層膜を有した試験片を得た。
【００３８】
［実施例３］
□２０ｍｍのアルミニウム合金基材表面をアセトン脱脂し、基材片面をコランダムの研削材で粗面化処理を行った後、酸化イットリウム粉末を大気圧プラズマ溶射装置にてアルゴンガスをプラズマガスとして使用して、出力４０ｋＷ、溶射距離１００ｍｍにて３０μｍ／Ｐａｓｓで溶射し、１００μｍの膜厚に成膜し、画像解析法での気孔率が４．８％の皮膜を得た。続いてフッ化イットリウム粉末を上記条件で２０μｍの膜厚で成膜した。続いて酸化イットリウム粉末を上記条件で５０μｍの膜厚で成膜した。続いてフッ化イットリウム粉末を上記条件で３０μｍの膜厚で成膜して全厚み２００μｍの多層膜を有した試験片を得た。
【００３９】
［実施例４］
□２０ｍｍのアルミニウム合金基材表面をアセトン脱脂し、基材片面をコランダムの研削材で粗面化処理を行った後、酸化ガドリニウム粉末を大気圧プラズマ溶射装置にてアルゴンガスをプラズマガスとして使用して、出力４０ｋＷ、溶射距離１００ｍｍにて３０μｍ／Ｐａｓｓで溶射し、１５０μｍの膜厚に成膜し、画像解析法での気孔率が４．２％の皮膜を得た。続いて酸化ガドリニウム溶射層の上にフッ化ガドリニウム粉末を上記条件で５０μｍの膜厚で成膜し、全厚み２００μｍの多層膜を有した試験片を得た。
【００４０】
［実施例５］
□２０ｍｍのアルミニウム合金基材表面をアセトン脱脂し、基材片面をコランダムの研削材で粗面化処理を行った後、酸化ジスプロシウム粉末を大気圧プラズマ溶射装置にてアルゴンガスをプラズマガスとして使用して、出力４０ｋＷ、溶射距離１００ｍｍにて３０μｍ／Ｐａｓｓで溶射し、１５０μｍの膜厚に成膜し、画像解析法での気孔率が４．３％の皮膜を得た。続いて酸化ジスプロシウム溶射層の上にフッ化ジスプロシウム粉末を上記条件で５０μｍの膜厚で成膜し、全厚み２００μｍの多層膜を有した試験片を得た。
【００４１】
［比較例１］
□２０ｍｍのアルミニウム合金基材表面をアセトン脱脂し、耐食性皮膜なしの試験片を得た。
【００４２】
［比較例２］
□２０ｍｍのアルミニウム合金基材表面をアセトン脱脂し、基材片面をコランダムの研削材で粗面化処理を行った後、酸化イットリウム粉末を大気圧プラズマ溶射装置にてアルゴンガスをプラズマガスとして使用して、出力４０ｋＷ、溶射距離１００ｍｍにて３０μｍ／Ｐａｓｓで溶射し、２００μｍの膜厚に成膜し、画像解析法での気孔率が４．８％の単層膜を有した試験片を得た。
【００４３】
［比較例３］
□２０ｍｍのアルミニウム合金基材表面をアセトン脱脂し、基材片面をコランダムの研削材で粗面化処理を行った後、酸化イットリウム粉末を大気圧プラズマ溶射装置にてアルゴンガスをプラズマガスとして使用して、出力４０ｋＷ、溶射距離１５０ｍｍにて３０μｍ／Ｐａｓｓで溶射し、１５０μｍの膜厚に成膜し、画像解析法での気孔率が８．７％の皮膜を得た。続いて酸化イットリウム溶射層の上にフッ化イットリウム粉末を大気圧プラズマ溶射装置にてアルゴンガスをプラズマガスとして使用して、出力４０ｋＷ、溶射距離１００ｍｍの条件で５０μｍの膜厚で成膜し、全厚み２００μｍの多層膜を有した試験片を得た。
【００４４】
［比較例４］
□２０ｍｍのアルミニウム合金基材表面をアセトン脱脂し、基材片面をコランダムの研削材で粗面化処理を行った後、酸化イットリウム粉末を大気圧プラズマ溶射装置にてアルゴンガスをプラズマガスとして使用して、出力４０ｋＷ、溶射距離１３０ｍｍにて３０μｍ／Ｐａｓｓで溶射し、１５０μｍの膜厚に成膜し、画像解析法での気孔率が５．５％の皮膜を得た。続いて酸化イットリウム溶射層の上にフッ化イットリウム粉末を大気圧プラズマ溶射装置にてアルゴンガスをプラズマガスとして使用して、出力４０ｋＷ、溶射距離１００ｍｍの条件で５０μｍの膜厚で成膜し、全厚み２００μｍの多層膜を有した試験片を得た。
【００４５】
［プラズマ耐食性の評価］
試験片を中央□１０ｍｍが露出するようにポリイミドテープでマスキングし、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）装置を用いてＣＦ4プラズマ中で１０時間の照射試験を行い、マスク有無の部分をレーザー顕微鏡で高度差計測することによりエロージョン深さを求めた。プラズマ照射条件は出力０．５５Ｗ、ガスＣＦ4＋Ｏ2（２０％）、ガス流量５０ｓｃｃｍ、圧力７．９Ｐａ〜６．０Ｐａとした。また、表１にプラズマ耐食性試験結果を示す。
【００４６】
【表１】
2007138288.tif 000002
（注１）左記が基材側で右記の方が最表面
【００４７】
表１のエロージョン深さの結果から、比較例１の被覆層なしに比べ、各材料を被覆させた実施例１〜５及び比較例２〜４は良好な耐プラズマ耐食性を示し、ハロゲン系ガス雰囲気又はハロゲン系ガスプラズマ雰囲気に曝される半導体製造装置やフラットパネルディスプレイ製造装置において良好な性能を維持することが確認された。
【００４８】
［部材表面の耐酸性の評価］
純水洗浄時に発生する酸により被覆層及び基材が損傷するため、以下に示す方法で耐酸性を調べた。試験片にポリ塩化ビニル製のパイプ（内径１６ｍｍ、肉厚３ｍｍ、高さ３０ｍｍ）を固定し、パイプ内に０．５ｍｏｌ／ｌの塩酸溶液３ｃｃを入れ、２５℃で５時間放置した後の液中の被覆層材料元素と基材材料元素の溶出量をＩＣＰ分析で定量した。また、同様に０．５ｍｏｌ／ｌのフッ酸溶液についても溶出量を調べた。表２に耐酸性試験結果を示す。
【００４９】
【表２】
2007138288.tif 000003
【００５０】
上記耐酸性試験結果の比較例２の結果から、単層コートでは被覆層材料元素、基材材料元素両方の溶出を抑えることが困難であることがわかる。また、比較例３，４の結果から酸化物層の気孔率が５％以上であると基材材料元素の溶出量が実施例に比べ多いことがわかる。酸化物層はＨＣｌの場合、酸化物自体が溶解することにより基材であるＡｌの溶出を抑えている。しかし、酸化物層の気孔が多いと酸を消費する反応が完結する前に酸が基材まで到達してしまいダメージを与えてしまう。また、ＨＦの場合は酸化物が溶解しないため消費されずに浸透したＨＦ溶液により基材のＡｌの溶出が認められた。しかし、本発明である実施例においては、両方の酸に対して被覆層材料元素及び基材材料元素両方の溶出を抑えていることが判る。