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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022129474
(43)【公開日】2022-09-06
(54)【発明の名称】耐プラズマセラミックス部材およびその製造方法
(51)【国際特許分類】
C04B 41/87 20060101AFI20220830BHJP
C04B 35/111 20060101ALI20220830BHJP
C04B 35/44 20060101ALI20220830BHJP
H01L 21/3065 20060101ALI20220830BHJP
【ＦＩ】
C04B41/87 J
C04B35/111
C04B35/44
H01L21/302 101G
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021028145
(22)【出願日】2021-02-25
(71)【出願人】
【識別番号】000004547
【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100114258
【弁理士】
【氏名又は名称】福地 武雄
(74)【代理人】
【識別番号】100125391
【弁理士】
【氏名又は名称】白川 洋一
(74)【代理人】
【識別番号】100208605
【弁理士】
【氏名又は名称】早川 龍一
(72)【発明者】
【氏名】土田 淳
(72)【発明者】
【氏名】高橋 勇喜
(72)【発明者】
【氏名】傳井 美史
【テーマコード（参考）】
5F004
【Ｆターム（参考）】
5F004AA16
5F004BB29
5F004BC08
(57)【要約】
【課題】耐プラズマ性に優れ、大型の半導体装置用の部材としての大型構造物にも適用できる耐プラズマセラミックス部材およびその製造方法を提供する。
【解決手段】耐プラズマセラミックス部材１００であって、Ａｌ２Ｏ３を主成分とするセラミックス焼結体で形成される基材１１０と、ＹＡＧを主成分とするセラミックス焼結体で形成され、前記基材１１０の第１の表面１１２上に、互いに隣接するように接着される複数のセラミックス基板１２０と、前記基材１１０と前記セラミックス基板１２０との積層方向から前記複数のセラミックス基板１２０をみたときに、隣接する前記セラミックス基板１２０の間隙に形成されるＹＡＧまたはＹ２Ｏ３からなる溶射膜１３０と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】耐プラズマセラミックス部材１００であって、Ａｌ２Ｏ３を主成分とするセラミックス焼結体で形成される基材１１０と、ＹＡＧを主成分とするセラミックス焼結体で形成され、前記基材１１０の第１の表面１１２上に、互いに隣接するように接着される複数のセラミックス基板１２０と、前記基材１１０と前記セラミックス基板１２０との積層方向から前記複数のセラミックス基板１２０をみたときに、隣接する前記セラミックス基板１２０の間隙に形成されるＹＡＧまたはＹ２Ｏ３からなる溶射膜１３０と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
耐プラズマセラミックス部材であって、
Ａｌ２Ｏ３を主成分とするセラミックス焼結体で形成される基材と、
ＹＡＧを主成分とするセラミックス焼結体で形成され、前記基材の第１の表面上に、互いに隣接するように接着される複数のセラミックス基板と、
前記基材と前記セラミックス基板との積層方向から前記複数のセラミックス基板をみたときに、隣接する前記セラミックス基板の間隙に形成されるＹＡＧまたはＹ２Ｏ３からなる溶射膜と、を備えることを特徴とする耐プラズマセラミックス部材。
Ａｌ２Ｏ３を主成分とするセラミックス焼結体で形成される基材と、
ＹＡＧを主成分とするセラミックス焼結体で形成され、前記基材の第１の表面上に、互いに隣接するように接着される複数のセラミックス基板と、
前記基材と前記セラミックス基板との積層方向から前記複数のセラミックス基板をみたときに、隣接する前記セラミックス基板の間隙に形成されるＹＡＧまたはＹ２Ｏ３からなる溶射膜と、を備えることを特徴とする耐プラズマセラミックス部材。
【請求項2】
隣接する前記セラミックス基板の表面および前記溶射膜の表面を含む面の表面粗さＲａは、２μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の耐プラズマセラミックス部材。
【請求項3】
前記セラミックス基板の気孔率は１％以下であり、
前記溶射膜の気孔率は１％より大きく５％以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の耐プラズマセラミックス部材。
前記溶射膜の気孔率は１％より大きく５％以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の耐プラズマセラミックス部材。
【請求項4】
耐プラズマセラミックス部材の製造方法であって、
Ａｌ２Ｏ３を主成分とするセラミックス焼結体で形成された基材、およびＹＡＧを主成分とするセラミックス焼結体で形成され、前記基材の第１の表面上に、互いに隣接するように接着された複数のセラミックス基板を準備する工程と、
隣接する前記セラミックス基板の間隙に、ＹＡＧまたはＹ２Ｏ３を含む溶射原料粉を溶射し、溶射膜を形成する工程と、を含むことを特徴とする耐プラズマセラミックス部材の製造方法。
Ａｌ２Ｏ３を主成分とするセラミックス焼結体で形成された基材、およびＹＡＧを主成分とするセラミックス焼結体で形成され、前記基材の第１の表面上に、互いに隣接するように接着された複数のセラミックス基板を準備する工程と、
隣接する前記セラミックス基板の間隙に、ＹＡＧまたはＹ２Ｏ３を含む溶射原料粉を溶射し、溶射膜を形成する工程と、を含むことを特徴とする耐プラズマセラミックス部材の製造方法。
【請求項5】
前記溶射膜を形成する工程の後に、間隙の両側の前記セラミックス基板および前記溶射膜を含む面を研削または研磨する工程をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の耐プラズマセラミックス部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、耐プラズマセラミックス部材およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から半導体装置用部材、特にプラズマ環境下で使用される部材として耐プラズマ性の良好なＹ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ）焼結体が使用されていた。
【0003】
特許文献１は、機械的な強度が補強され、かつ低圧高密度プラズマ曝露に対しても十分耐える耐プラズマ性部材を提供することを目的として、純度９８．０％以上のアルミナ系基材の少なくともプラズマに曝される表面が、イットリウムアルミニウムガーネット層で形成されていることを特徴とする耐プラズマ性部材が開示されている。表面層材料として、Ｌａ２Ｏ３などの周期律表ＩＩＩＡ族元素の酸化物を添加することによって低温での焼成が可能となること、および、アルミナ及びイットリウムアルミニウムガーネット混成系の中間層を介して、アルミナ系基材と表面層と接合することによって機械的特性に優れた部材が得られることが記載されている。
【0004】
また、特許文献２は、大型化に伴う静電吸着面と内部電極との平行の悪化、焼成時の層間剥離の発生等による歩留まり低下要因を抑え、簡便な方法で製造できる大型静電チャックユニットを提供することを目的として、ベース板に静電チャックを接合してなる静電チャックユニットであって、静電チャックがベース板よりも小さく構成されており、ベース板に凹部を形成して、凹部に静電チャックを埋設するとともに、静電チャックの吸着面とベース板の上面が面一である静電チャックユニット、およびベース板に静電チャックを接合してなる静電チャックユニットであって、静電チャックはベース板よりも小さく構成されており、かつ、静電チャックをベース板に２枚以上接合してなる静電チャックユニットが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００４－０５９３９７号公報
【特許文献2】特開２００２－２５２２７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
半導体プロセスで用いられる部材の寸法は大型化してきている。そのためプラズマプロセスのような腐食環境下で使用される部材も大型の部材が要求されている。しかし、耐プラズマ部材は、その製法や使用する材料の性質に起因して大型化することが困難であった。
【0007】
一方、ＦＰＤプロセス等では大型の機能部材の要求に対して、機能部材が小型のものしか製作できない場合に、これを並べて基盤と接合し一体化することが行われていた（特許文献２）。そのためプラズマプロセスで使用される大型の部材の要求に対しても小型の耐プラズマ部材を並べてモジュール化することが考えられる。しかし、小型の耐プラズマ部材を並べただけではその隙間から腐食性ガスが侵入しプロセスに悪影響を及ぼすことが懸念される。そこで、そのような懸念を払拭でき、大型化の可能な耐プラズマ部材が要求されていた。
【0008】
しかしながら、特許文献１は、耐プラズマ部材の大型化に関する記載はない。また、特許文献２は、静電チャックの大型化は考慮されているものの、腐食環境下であるプラズマプロセスが用いられる前工程で用いられるものではなく、腐食ガスに対する耐性については考慮されていない。
【0009】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、耐プラズマ性に優れ、大型の半導体装置用の部材としての大型構造物にも適用できる耐プラズマセラミックス部材およびその製造方法を提供する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
（１）上記の目的を達成するため、本発明の耐プラズマセラミックス部材は、耐プラズマセラミックス部材であって、Ａｌ２Ｏ３を主成分とするセラミックス焼結体で形成される基材と、ＹＡＧを主成分とするセラミックス焼結体で形成され、前記基材の第１の表面上に、互いに隣接するように接着される複数のセラミックス基板と、前記基材と前記セラミックス基板との積層方向から前記複数のセラミックス基板をみたときに、隣接する前記セラミックス基板の間隙に形成されるＹＡＧまたはＹ２Ｏ３からなる溶射膜と、を備えることを特徴としている。
【0011】
このように、耐プラズマセラミックス部材の所定の面を、ＹＡＧを主成分とするセラミックス焼結体からなるセラミックス基板を隣接して配置し、その間隙をＹＡＧまたはＹ２Ｏ３の溶射膜を形成する構成とする耐プラズマ面とすることで、間隙からの腐食性ガスの侵入を防止でき、耐プラズマ性を高くすることができる。また、基材はＡｌ２Ｏ３を主成分とするセラミックス焼結体で形成されているので、耐プラズマセラミックス部材の機械的強度を十分に高くすることができる。そのため、耐プラズマセラミックス部材の大型化も実現できる。
【0012】
（２）また、本発明の耐プラズマセラミックス部材において、隣接する前記セラミックス基板の表面および前記溶射膜の表面を含む面の表面粗さＲａは、２μｍ以下であることを特徴としている。
【0013】
これにより、溶射膜をまたぐ面を十分に滑らかにすることができ、耐プラズマ面の耐プラズマ性をより高くすることができる。
【0014】
（３）また、本発明の耐プラズマセラミックス部材は、前記セラミックス基板の気孔率は１％以下であり、前記溶射膜の気孔率は１％より大きく５％以下であることを特徴としている。
【0015】
このように、セラミックス基板および溶射膜の気孔率を低くすることで、耐プラズマ面の耐プラズマ性をより高くすることができる。
【0016】
（４）また、本発明の耐プラズマセラミックス部材の製造方法は、耐プラズマセラミックス部材の製造方法であって、Ａｌ２Ｏ３を主成分とするセラミックス焼結体で形成された基材、およびＹＡＧを主成分とするセラミックス焼結体で形成され、前記基材の第１の表面上に、互いに隣接するように接着された複数のセラミックス基板を準備する工程と、隣接する前記セラミックス基板の間隙に、ＹＡＧまたはＹ２Ｏ３を含む溶射原料粉を溶射し、溶射膜を形成する工程と、を含むことを特徴としている。
【0017】
このように、耐プラズマセラミックス部材の所定の面を、ＹＡＧを主成分とするセラミックス焼結体からなるセラミックス基板を隣接して配置し、その間隙をＹＡＧまたはＹ２Ｏ３の溶射膜を形成する構成とする耐プラズマ面とすることで、間隙からの腐食性ガスの侵入を防止でき、耐プラズマ性を高くすることができる。また、基材はＡｌ２Ｏ３を主成分とするセラミックス焼結体で形成されているので、耐プラズマセラミックス部材の機械的強度を十分に高くすることができる。そのため、耐プラズマセラミックス部材の大型化も実現できる。
【0018】
（５）また、本発明の耐プラズマセラミックス部材の製造方法は、前記溶射膜を形成する工程の後に、間隙の両側の前記セラミックス基板および前記溶射膜を含む面を研削または研磨する工程をさらに含むことを特徴としている。
【0019】
これにより、溶射膜をまたぐ面を十分に滑らかにすることができ、耐プラズマ面の耐プラズマ性をより高くすることができる。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、耐プラズマ性を高くすることができ、また、耐プラズマセラミックス部材の機械的強度を十分に高くすることができる。そのため、耐プラズマセラミックス部材の大型化も実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本発明の実施形態に係る耐プラズマセラミックス部材の一例を示す斜視図である。
【図2】本発明の実施形態に係る耐プラズマセラミックス部材の変形例を示す斜視図である。
【図3】本発明の実施形態に係る耐プラズマセラミックス部材の変形例を示す斜視図である。
【図4】（ａ）～（ｄ）、それぞれ本発明の実施形態に係る耐プラズマセラミックス部材の間隙の形状の一例を示す断面図である。
【図5】（ａ）は、本発明の実施形態に係る耐プラズマセラミックス部材の研削または研磨前の隣接するセラミックス基板および溶射膜の形状の一例を示す断面図である。（ｂ）は、本発明の実施形態に係る耐プラズマセラミックス部材の研削または研磨後の隣接するセラミックス基板および溶射膜の形状の一例を示す断面図である。
【図6】実施例および比較例の耐プラズマセラミックス部材の形状および評価結果を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。なお、構成図において、各構成要素の大きさは概念的に表したものであり、必ずしも実際の寸法比率を表すものではない。
【0023】
［耐プラズマセラミックス部材の構成］
図１は、本発明の実施形態に係る耐プラズマセラミックス部材の一例を示す斜視図である。また、図２および図３は、本発明の実施形態に係る耐プラズマセラミックス部材の変形例を示す斜視図である。本発明の耐プラズマセラミックス部材１００は、基材１１０と、セラミックス基板１２０と、溶射膜１３０と、を備える。
図１は、本発明の実施形態に係る耐プラズマセラミックス部材の一例を示す斜視図である。また、図２および図３は、本発明の実施形態に係る耐プラズマセラミックス部材の変形例を示す斜視図である。本発明の耐プラズマセラミックス部材１００は、基材１１０と、セラミックス基板１２０と、溶射膜１３０と、を備える。
【0024】
基材１１０は、Ａｌ２Ｏ３を主成分とするセラミックス焼結体で形成される。Ａｌ２Ｏ３を主成分とするとは、セラミックス焼結体にＡｌ２Ｏ３が９５ｗｔ％以上含まれることをいう。また、基材１１０の形状は、耐プラズマセラミックス部材１００の形状に応じて、円板状、多角形板状、楕円板状、柱状、筒状など、様々な形状にすることができる。
【0025】
セラミックス基板１２０は、ＹＡＧ（Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２）を主成分とするセラミックス焼結体で複数形成される。ＹＡＧを主成分とするとは、セラミックス基板１２０を形成するセラミックス焼結体にＹＡＧが９５ｗｔ％以上含まれることをいう。ＹＡＧ以外の成分としては、例えば、ＹＡＭ、ＹＡＰ、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３等のＹとＡｌの複酸化物やＹやＡｌの酸化物が含まれていてもよい。また、ＹやＡｌ以外の不可避に含まれる元素が微量含まれていてもよい。
【0026】
複数のセラミックス基板１２０は、基材１１０の第１の表面１１２上に、互いに隣接するように接着される。基材１１０の第１の表面１１２とは、耐プラズマセラミックス部材１００の設計に応じて設定された基材１１０の少なくとも一部の面をいい、平面であっても、曲面であってもよい。また、連続する複数の平面や曲面であってもよいし、離間する複数の平面や曲面であってもよい。第１の表面１１２上にセラミックス基板１２０および溶射膜１３０が形成されたセラミックス基板１２０および溶射膜１３０の表面を、耐プラズマ面という。耐プラズマ面は、複数の耐プラズマセラミックス部材を渡る面であってもよい。
【0027】
基材１１０とセラミックス基板１２０との接着は、隣接するセラミックス基板１２０の間隙から腐食性ガスが侵入しないため、どのような接着剤を用いてもよいが、耐熱性や熱伝導率等を考慮すると、シリコーン樹脂を使用したシリコーン接着剤を用いることが好ましい。接着剤により形成される接着層１４０の厚みは、１０μｍ以上１０００μｍ以下であることが好ましい。
【0028】
セラミックス基板１２０の気孔率は、１％以下であることが好ましい。これにより、耐プラズマ面の耐プラズマ性をより高くすることができる。
【0029】
溶射膜１３０は、ＹＡＧまたはＹ２Ｏ３からなる。また、溶射膜１３０は、基材１１０とセラミックス基板１２０との積層方向から複数のセラミックス基板１２０をみたときに、隣接するセラミックス基板１２０の間隙に形成される。
【0030】
このとき、隣接するセラミックス基板１２０の間隙の形状は様々なものが考えられる。図４（ａ）から（ｄ）は、それぞれ本発明の実施形態に係る耐プラズマセラミックス部材の間隙の形状の一例を示す断面図である。
【0031】
図４（ａ）に示されるように、隣接するセラミックス基板１２０に垂直な間隙が設けられ、その間隙に溶射膜１３０が設けられてもよい。また、図４（ｂ）に示されるように、隣接するセラミックス基板１２０が面取りされ、面取りされた部分に溶射膜１３０が形成されてもよい。また、図４（ｃ）に示されるように、隣接するセラミックス基板１２０に斜めの間隙が設けられ、その間隙に溶射膜１３０が設けられてもよい。図４（ａ）から（ｃ）の場合の間隙は、平行でなくてもよい。なお、溶射膜１３０は、ガスの基材１１０への侵入経路が塞がれるように形成されていれば十分であり、断面内の間隙をすべて埋める必要はなく、内部に空間が残っていてもよい。したがって、図４（ａ）から（ｃ）の場合、溶射膜１３０は、基材１１０と接しなくてもよい。
【0032】
また、図４（ｄ）に示されるように、隣接するセラミックス基板１２０が組み合わさるように形成され、耐プラズマ面からみえる間隙にのみ溶射膜１３０が形成されてもよい。この場合も、溶射膜１３０は、ガスの基材１１０への侵入経路が塞がれるように形成されていれば十分であり、断面内の間隙をすべて埋める必要はなく、内部に空間が残っていてもよい。したがって、溶射膜１３０は、セラミックス基板１２０の間隙内部の一部の面と接しなくてもよい。
【0033】
このように、耐プラズマセラミックス部材１００の所定の面を、ＹＡＧを主成分とするセラミックス焼結体からなるセラミックス基板１２０を隣接して配置し、その間隙をＹＡＧまたはＹ２Ｏ３の溶射膜１３０を形成する構成とする耐プラズマ面とすることで、間隙からの腐食性ガスの侵入を防止でき、耐プラズマ性を高くすることができる。また、基材１１０はＡｌ２Ｏ３を主成分とするセラミックス焼結体で形成されているので、耐プラズマセラミックス部材１００の機械的強度を十分に高くすることができる。そのため、耐プラズマセラミックス部材１００の大型化も実現できる。
【0034】
ＹＡＧを主成分とするセラミックス焼結体からなるセラミックス基板１２０は、ＹＡＧまたはＹ２Ｏ３からなる溶射膜よりも緻密であるため、耐プラズマ性が高い。また、溶射膜よりも容易に厚くすることができる。そのため、本発明の耐プラズマセラミックス部材１００は、Ａｌ２Ｏ３を主成分とするセラミックス焼結体の表面をＹＡＧまたはＹ２Ｏ３からなる溶射膜で覆った部材と比較して、耐プラズマ性を高く、寿命を長くすることができる。
【0035】
また、セラミックス基板１２０がＹＡＧを主成分とする焼結体で形成され、溶射膜１３０がＹＡＧまたはＹ２Ｏ３からなる構成とすることで、ＹＡＧ焼結体とＹＡＧ溶射膜またはＹＡＧ焼結体とＹ２Ｏ３はいずれも親和性が高く、機械的に密着しやすい。これにより、溶射膜１３０の剥離の虞はほとんどない。
【0036】
溶射膜１３０の幅、すなわち、基材１１０とセラミックス基板１２０との積層方向から複数のセラミックス基板１２０をみたときに、隣接するセラミックス基板１２０の間隙の幅は、０．２ｍｍ以下であることが好ましく、０．１ｍｍ以下であることがより好ましく、０．０５ｍｍ以下であることがさらに好ましい。これにより、耐プラズマセラミックス部材１００の耐プラズマ性を十分に高くできる。溶射膜１３０の幅の下限は特に設ける必要はないが、後述する溶射膜１３０をまたぐ面を滑らかにする加工をする場合、間隙に溶射膜１３０が入り込みやすくするため、１０μｍ以上であることが好ましい。
【0037】
溶射膜１３０の気孔率は、１％より大きく５％以下であることが好ましい。これにより、耐プラズマ面の耐プラズマ性をより高くすることができる。
【0038】
隣接するセラミックス基板１２０の表面および溶射膜１３０の表面を含む面の表面粗さＲａは、２μｍ以下であることが好ましい。これにより、溶射膜１３０をまたぐ面を十分に滑らかにすることができ、耐プラズマ面の耐プラズマ性をより高くすることができる。
【0039】
なお、図４（ａ）から（ｄ）は、溶射膜１３０をまたぐ面を研削または研磨し、滑らかにした例を示しているが、図５（ａ）のように、溶射膜１３０を形成したあと研削又は研磨をしない状態であっても、ガスの基材１１０への侵入経路が塞がれていればよい。図５（ａ）は、本発明の実施形態に係る耐プラズマセラミックス部材１００の研削または研磨前の隣接するセラミックス基板１２０および溶射膜１３０の形状の一例を示す断面図である。（ｂ）は、本発明の実施形態に係る耐プラズマセラミックス部材１００の研削または研磨後の隣接するセラミックス基板１２０および溶射膜１３０の形状の一例を示す断面図である。研削または研磨をする場合、隣接するセラミックス基板１２０の高さをそろえるように加工してもよい。このとき、隣接するセラミックス基板１２０の全体の高さではなく、１の溶射膜１３０と接触するそれぞれのセラミックス基板１２０の端部を含む一部の高さのみをそろえるように加工してもよい。
【0040】
本発明の耐プラズマセラミックス部材は、耐プラズマ性を高くすることができ、また、耐プラズマセラミックス部材の機械的強度を十分に高くすることができる。そのため、耐プラズマセラミックス部材の大型化も実現できる。
【0041】
［耐プラズマセラミックス部材の製造方法］
耐プラズマセラミックス部材の製造方法は、基本的な工程として、基材の作製工程、セラミックス基板の作製工程、基材にセラミックス基板を接着する工程、セラミックス基板を接着した基材の隣接するセラミックス基板の間隙に溶射膜を形成する工程、および必要がある場合、溶射面を含む面を研削または研磨する工程に分けられる。以下、各工程の詳細を説明する。
耐プラズマセラミックス部材の製造方法は、基本的な工程として、基材の作製工程、セラミックス基板の作製工程、基材にセラミックス基板を接着する工程、セラミックス基板を接着した基材の隣接するセラミックス基板の間隙に溶射膜を形成する工程、および必要がある場合、溶射面を含む面を研削または研磨する工程に分けられる。以下、各工程の詳細を説明する。
【0042】
（基材の作製工程）
機械的強度の高い基材として、Ａｌ２Ｏ３を主成分とするセラミックスにより基材を作製する。Ａｌ２Ｏ３を主成分とするセラミックスは、例えば、Ａｌ２Ｏ３原料粉末を造粒し、鋳込み成形法やＣＩＰ成形法により成形体を形成し、焼成することで焼成体を得ることができる。このような、従前の製造方法により基材を作製することができる。焼成体は、必要な機械加工により基材として整えられる。Ａｌ２Ｏ３を主成分とするセラミックスは、機械的強度が高いため、大型化も可能である。
機械的強度の高い基材として、Ａｌ２Ｏ３を主成分とするセラミックスにより基材を作製する。Ａｌ２Ｏ３を主成分とするセラミックスは、例えば、Ａｌ２Ｏ３原料粉末を造粒し、鋳込み成形法やＣＩＰ成形法により成形体を形成し、焼成することで焼成体を得ることができる。このような、従前の製造方法により基材を作製することができる。焼成体は、必要な機械加工により基材として整えられる。Ａｌ２Ｏ３を主成分とするセラミックスは、機械的強度が高いため、大型化も可能である。
【0043】
Ａｌ２Ｏ３原料粉末の造粒前の平均粒径は、０．１μｍ以上２．０μｍ以下であることが好ましい。また、Ａｌ２Ｏ３原料粉末の純度は、９９．９％以上であることが好ましく、９９．９９％以上であることがより好ましい。焼成温度は１２００℃以上１８００℃以下であることが好ましい。焼成時間は、０．１時間以上２４時間以下であることが好ましい。焼成方法は、常圧焼成や一軸加圧焼成等を適用できる。焼成雰囲気は、大気雰囲気であることが好ましい。
【0044】
（セラミックス基板の作製工程）
プラズマプロセスなどの腐食環境下でも使用できる耐プラズマ素材として、ＹＡＧがあげられる。ＹＡＧは、例えば、鋳込み成形法やＣＩＰ成形法により成形体を形成し、焼成することで焼成体を得ることができる。このとき、ＡｌまたはＡｌの酸化物を含む原料粉とＹまたはＹの酸化物を含む原料粉を混合して造粒し、造粒粉で成形体を形成し、焼成を行ない、焼成時にＹＡＧを形成する反応焼成によってセラミックス基板を形成してもよい。また、ＹＡＧの原料粉を造粒し、造粒粉で成形体を形成し、焼成を行ない、セラミックス基板を形成してもよい。すなわち、セラミックス基板は、従前の製造方法により作製することができる。
プラズマプロセスなどの腐食環境下でも使用できる耐プラズマ素材として、ＹＡＧがあげられる。ＹＡＧは、例えば、鋳込み成形法やＣＩＰ成形法により成形体を形成し、焼成することで焼成体を得ることができる。このとき、ＡｌまたはＡｌの酸化物を含む原料粉とＹまたはＹの酸化物を含む原料粉を混合して造粒し、造粒粉で成形体を形成し、焼成を行ない、焼成時にＹＡＧを形成する反応焼成によってセラミックス基板を形成してもよい。また、ＹＡＧの原料粉を造粒し、造粒粉で成形体を形成し、焼成を行ない、セラミックス基板を形成してもよい。すなわち、セラミックス基板は、従前の製造方法により作製することができる。
【0045】
各原料粉末の造粒前の平均粒径は、０．１μｍ以上２．０μｍ以下であることが好ましい。また、各原料粉末の純度は、９９．９％以上であることが好ましく、９９．９９％以上であることがより好ましい。焼成温度は１５００℃以上１８００℃以下であることが好ましい。焼成時間は、０．１時間以上２４時間以下であることが好ましい。焼成方法は、常圧焼成や一軸加圧焼成等を適用できる。焼成雰囲気は、大気雰囲気であることが好ましい。
【0046】
ＹＡＧを主成分とするセラミックスは、Ａｌ２Ｏ３を主成分とするセラミックスに比べ機械的強度が弱いため、セラミックス基板は、大型（例えば、Φ５００ｍｍまたは□５００ｍｍ、厚み３０ｍｍ相当以上）の焼成体を製作することが困難である。そのため、耐プラズマ面を複数の領域に分割し、それぞれの領域を覆う形状の、□２５０ｍｍ×１０ｍｍｔ程度の複数のセラミックス基板を焼成する。焼成後に、必要であれば機械加工し、複数のセラミックス基板を準備する。
【0047】
複数のセラミックス基板間の厚みの差は０．１ｍｍ以下とすることが好ましく、０．０５ｍｍ以下とすることがより好ましい。ここで、大型とは代表寸法（部材において任意の２点間距離が最大になる寸法とする）が５００ｍｍ以上、または、厚みが２０ｍｍ以上のものを指す。セラミックス基板の厚みに対する積層方向の基材の厚みの比は、１／３～１／１０となるようにすることが好ましい。これにより、大型部材として十分な強度が得られる。また、セラミックス基板の気孔率が、１％以下となるように作製することが好ましい。
【0048】
（接着工程）
基材の第１の表面上に、セラミックス基板を並べて配置し、接着する。接着はシリコーン樹脂を含むシリコーン接着剤で行なうことが好ましい。この際に、隣接するセラミックス基板間の間隙は、０．２ｍｍ以下とすることが好ましく、０．１ｍｍ以下とすることがより好ましく、０．０５ｍｍ以下とすることがさらに好ましい。また、接着後、必要に応じて、機械加工を行ってもよい。その場合、複数のセラミックス基板の積層方向の段差を０．０５ｍｍ以下とすることが好ましく、０．０２ｍｍ以下とすることがより好ましい。これ以上の段差ができると、後の溶射工程で溶射膜による段差カバーが困難になりクラックが入る虞があるからである。
基材の第１の表面上に、セラミックス基板を並べて配置し、接着する。接着はシリコーン樹脂を含むシリコーン接着剤で行なうことが好ましい。この際に、隣接するセラミックス基板間の間隙は、０．２ｍｍ以下とすることが好ましく、０．１ｍｍ以下とすることがより好ましく、０．０５ｍｍ以下とすることがさらに好ましい。また、接着後、必要に応じて、機械加工を行ってもよい。その場合、複数のセラミックス基板の積層方向の段差を０．０５ｍｍ以下とすることが好ましく、０．０２ｍｍ以下とすることがより好ましい。これ以上の段差ができると、後の溶射工程で溶射膜による段差カバーが困難になりクラックが入る虞があるからである。
【0049】
（溶射工程）
Ａｌ２Ｏ３を主成分とするセラミックス焼結体で形成された基材と、ＹＡＧを主成分とするセラミックス焼結体で形成され、基材の第１の表面上に、互いに隣接するように接着された複数のセラミックス基板とを準備したのち、隣接するセラミックス基板の間隙に、ＹＡＧまたはＹ２Ｏ３を含む溶射原料粉を溶射し、溶射膜を形成する。ＹＡＧまたはＹ２Ｏ３は、プラズマに対して高い耐性を示すことが知られているからである。溶射は、間隙の少なくとも一部にセラミックス原料粉が充填される程度行なうことが好ましい。セラミックス溶射はプラズマ溶射法が好適で、フィードする原料は乾式の顆粒または湿式の原料粉末を含むスラリーとすることができる。このとき、溶射膜の気孔率が、１％より大きく５％以下となるように溶射することが好ましい。
Ａｌ２Ｏ３を主成分とするセラミックス焼結体で形成された基材と、ＹＡＧを主成分とするセラミックス焼結体で形成され、基材の第１の表面上に、互いに隣接するように接着された複数のセラミックス基板とを準備したのち、隣接するセラミックス基板の間隙に、ＹＡＧまたはＹ２Ｏ３を含む溶射原料粉を溶射し、溶射膜を形成する。ＹＡＧまたはＹ２Ｏ３は、プラズマに対して高い耐性を示すことが知られているからである。溶射は、間隙の少なくとも一部にセラミックス原料粉が充填される程度行なうことが好ましい。セラミックス溶射はプラズマ溶射法が好適で、フィードする原料は乾式の顆粒または湿式の原料粉末を含むスラリーとすることができる。このとき、溶射膜の気孔率が、１％より大きく５％以下となるように溶射することが好ましい。
【0050】
（研削・研磨工程）
溶射膜を形成する工程の後に、間隙の両側のセラミックス基板および溶射膜を含む面を研削または研磨する加工を行なってもよい。基材上に形成されたセラミックス基板および溶射膜を面一に機械加工することで、耐プラズマ性をより高くすることができる。このとき、隣接するセラミックス基板の表面および溶射膜の表面を含む面の表面粗さＲａは、２μｍ以下とすることが好ましい。
溶射膜を形成する工程の後に、間隙の両側のセラミックス基板および溶射膜を含む面を研削または研磨する加工を行なってもよい。基材上に形成されたセラミックス基板および溶射膜を面一に機械加工することで、耐プラズマ性をより高くすることができる。このとき、隣接するセラミックス基板の表面および溶射膜の表面を含む面の表面粗さＲａは、２μｍ以下とすることが好ましい。
【0051】
以上のような工程により、本発明の耐プラズマセラミックス部材を製造することができる。
【0052】
［実施例および比較例］
（実施例１）
（基材の作製）
実施例１の耐プラズマセラミックス部材は、基材およびセラミックス基板を図１の形状になるように形成した。Ａｌ２Ｏ３原料粉（純度99.99％、平均粒子径0.5μｍ）を秤量し、原料粉にバインダー（PVA）を３ｗｔ％添加して混合し、造粒した。その後、造粒粉をＣＩＰ成形し、大気雰囲気炉で１６００℃、５時間焼成して基材を作製した。
（実施例１）
（基材の作製）
実施例１の耐プラズマセラミックス部材は、基材およびセラミックス基板を図１の形状になるように形成した。Ａｌ２Ｏ３原料粉（純度99.99％、平均粒子径0.5μｍ）を秤量し、原料粉にバインダー（PVA）を３ｗｔ％添加して混合し、造粒した。その後、造粒粉をＣＩＰ成形し、大気雰囲気炉で１６００℃、５時間焼成して基材を作製した。
【0053】
（セラミックス基板の作製）
Ｙ２Ｏ３原料粉およびＡｌ２Ｏ３原料粉を３７．５ｍоｌ％：６２．５ｍоｌ％の混合割合となるように、Ｙ２Ｏ３原料粉（純度99.9％、平均粒子径1μｍ）、およびＡｌ２Ｏ３原料粉（純度99.99％、平均粒子径0.5μｍ）を秤量した。次に、秤量した原料粉にバインダー（PVA）を外割で２ｗｔ％添加して混合し、造粒した。その後、一軸プレス成形をし、大気雰囲気炉で１７００℃、２時間焼成して焼成体を得た。これを機械加工し、複数のセラミックス基板を作製した。機械加工後のセラミックス基板の寸法は、□２５０ｍｍ×５ｍｍｔとなるように作製した。セラミックス基板の角部の形状は、自然に形成されたＣ０．０２ｍｍであった。これを４枚準備した。
Ｙ２Ｏ３原料粉およびＡｌ２Ｏ３原料粉を３７．５ｍоｌ％：６２．５ｍоｌ％の混合割合となるように、Ｙ２Ｏ３原料粉（純度99.9％、平均粒子径1μｍ）、およびＡｌ２Ｏ３原料粉（純度99.99％、平均粒子径0.5μｍ）を秤量した。次に、秤量した原料粉にバインダー（PVA）を外割で２ｗｔ％添加して混合し、造粒した。その後、一軸プレス成形をし、大気雰囲気炉で１７００℃、２時間焼成して焼成体を得た。これを機械加工し、複数のセラミックス基板を作製した。機械加工後のセラミックス基板の寸法は、□２５０ｍｍ×５ｍｍｔとなるように作製した。セラミックス基板の角部の形状は、自然に形成されたＣ０．０２ｍｍであった。これを４枚準備した。
【0054】
（接着）
基材の第１の表面に接着剤を塗布し、所定の位置にセラミックス基板を配置し、接着した。接着剤は、シリコーン樹脂を含む熱硬化式のシリコーン接着剤を使用した。硬化後の接着層の厚みは、０．１ｍｍであった。また、硬化後の接着層の２５℃における熱伝導率は、０．９Ｗ／ｍＫであった。接着後の隣接するセラミックス基板の間隙（積層方向に垂直な方向の間隙の距離）は、０．０５ｍｍであった。
基材の第１の表面に接着剤を塗布し、所定の位置にセラミックス基板を配置し、接着した。接着剤は、シリコーン樹脂を含む熱硬化式のシリコーン接着剤を使用した。硬化後の接着層の厚みは、０．１ｍｍであった。また、硬化後の接着層の２５℃における熱伝導率は、０．９Ｗ／ｍＫであった。接着後の隣接するセラミックス基板の間隙（積層方向に垂直な方向の間隙の距離）は、０．０５ｍｍであった。
【0055】
（溶射）
接着したセラミックス基板の間隙に溶射膜を形成した。まず、高速プラズマ溶射機を用いて非酸化性ガスプラズマを基材およびセラミックス基板の被溶射面に対して照射または噴射し、被溶射面の予熱を行った。非酸化性ガスとして、Ａｒガス、Ｎ２ガスおよびＨ２ガスの混合ガスが用いられた。溶射機を構成するノズルに対するＡｒガスの供給量が１００ｌ／ｍｉｎに制御され、Ｎ２ガスの供給量７０ｌ／ｍｉｎに制御され、かつ、Ｈ２ガスの供給量が７０ｌ／ｍｉｎに制御された。
接着したセラミックス基板の間隙に溶射膜を形成した。まず、高速プラズマ溶射機を用いて非酸化性ガスプラズマを基材およびセラミックス基板の被溶射面に対して照射または噴射し、被溶射面の予熱を行った。非酸化性ガスとして、Ａｒガス、Ｎ２ガスおよびＨ２ガスの混合ガスが用いられた。溶射機を構成するノズルに対するＡｒガスの供給量が１００ｌ／ｍｉｎに制御され、Ｎ２ガスの供給量７０ｌ／ｍｉｎに制御され、かつ、Ｈ２ガスの供給量が７０ｌ／ｍｉｎに制御された。
【0056】
高速プラズマ溶射機を構成するノズルに対する印加電流を２５０Ａに制御することにより、当該ノズルへの供給電力が６５ｋＷに調節された。ノズルの先端とセラミックス基板の被溶射面との間隔を７５ｍｍに調節した。基材に対するノズルの走査速度または変位速度を８５０ｍｍ／ｓに調節した。これにより、Ａｒガス、Ｎ２ガスおよびＨ２ガスの混合ガスのプラズマが生成され、当該プラズマがノズルの先端から被溶射面に対して照射または噴射された。プラズマの照射または噴射による被溶射面の予熱は、３分間行った。
【0057】
そして、高速プラズマ溶射機をそのまま用いて、ＹＡＧスラリーを、非酸化性ガスを用いて基材の被溶射面に対してプラズマ溶射した。スラリーは、平均粒子径Ｄ５０が０．５μｍである純度９９．９％以上のＹＡＧ原料粉末３００ｇと、水７００ｇとを混合することによりＹＡＧスラリーを調整した。非酸化性ガスとして、Ａｒガス、Ｎ２ガスおよびＨ２ガスの混合ガスが用いられた。溶射機を構成するノズルに対するＡｒガスの供給量を１００ｌ／ｍｉｎに制御し、Ｎ２ガスの供給量を７０ｌ／ｍｉｎに制御し、かつ、Ｈ２ガスの供給量を７０ｌ／ｍｉｎに制御した。これにより、溶射速度が６００～７００ｍｍ／ｓに制御された。
【0058】
高速プラズマ溶射機を構成するノズルに対する印加電流を２５０Ａに制御することにより、当該ノズルへの供給電力が６５ｋＷに調節された。ノズルの先端とセラミックス基板の被溶射面との間隔を７５ｍｍに調節した。基材に対するノズルの走査速度または変位速度を８５０ｍｍ／ｓに調節した。これにより、Ａｒガス、Ｎ２ガスおよびＨ２ガスの混合ガスのプラズマが生成され、当該プラズマにより溶融された原料粉末がノズルの先端から基材の被溶射面に対して噴射された。
【0059】
（加工）
溶射膜形成後、研削加工によって、隣接するセラミックス基板および溶射膜の表面を面一加工した。加工後の隣接するセラミックス基板の表面および溶射膜の表面を含む面の表面粗さＲａは、１．２μｍであった。このようにして、隣接するセラミックス基板の間隙がＹＡＧ溶射膜により被覆されている実施例１の耐プラズマセラミックス部材を作製した。実施例１の間隙の断面形状は、図４（ａ）に示されるような形状となっている。
溶射膜形成後、研削加工によって、隣接するセラミックス基板および溶射膜の表面を面一加工した。加工後の隣接するセラミックス基板の表面および溶射膜の表面を含む面の表面粗さＲａは、１．２μｍであった。このようにして、隣接するセラミックス基板の間隙がＹＡＧ溶射膜により被覆されている実施例１の耐プラズマセラミックス部材を作製した。実施例１の間隙の断面形状は、図４（ａ）に示されるような形状となっている。
【0060】
（実施例２）
実施例２の耐プラズマセラミックス部材は、セラミックス基板の角部をＣ１ｍｍに加工した以外は、実施例１と同一の条件および形状で作製した。実施例２の間隙の断面形状は、図４（ｂ）に示されるような形状となっている。
実施例２の耐プラズマセラミックス部材は、セラミックス基板の角部をＣ１ｍｍに加工した以外は、実施例１と同一の条件および形状で作製した。実施例２の間隙の断面形状は、図４（ｂ）に示されるような形状となっている。
【0061】
（実施例３）
実施例３の耐プラズマセラミックス部材は、セラミックス基板の角部を斜め４５°で組み合わさる形状に面取り加工した以外は、実施例１と同一の条件および形状で作製した。実施例３の間隙の断面形状は、図４（ｃ）に示されるような形状となっている。
実施例３の耐プラズマセラミックス部材は、セラミックス基板の角部を斜め４５°で組み合わさる形状に面取り加工した以外は、実施例１と同一の条件および形状で作製した。実施例３の間隙の断面形状は、図４（ｃ）に示されるような形状となっている。
【0062】
（実施例４）
実施例４の耐プラズマセラミックス部材は、セラミックス基板の角部を段差付きで組み合わさる形状に加工した以外は、実施例１と同一の条件および形状で作製した。実施例４の間隙の断面形状は、図４（ｄ）に示されるような形状となっている。
実施例４の耐プラズマセラミックス部材は、セラミックス基板の角部を段差付きで組み合わさる形状に加工した以外は、実施例１と同一の条件および形状で作製した。実施例４の間隙の断面形状は、図４（ｄ）に示されるような形状となっている。
【0063】
（実施例５）
実施例５の耐プラズマセラミックス部材は、基材およびセラミックス基板を図２の形状になるように形成した。詳述すると、基材を外径６００ｍｍ、内径５５０ｍｍ、高さ５００ｍｍの円筒状に形成した。また、セラミックス基板を外径５５０ｍｍ、内径５４０ｍｍ、高さ２５０ｍｍの円筒を円周方向に１／３カットした形状に形成し、それを６個準備した。それ以外は、実施例１と同一の条件で作製した。実施例５の間隙の断面形状は、図４（ａ）に示されるような形状と同様の形状となっている。
実施例５の耐プラズマセラミックス部材は、基材およびセラミックス基板を図２の形状になるように形成した。詳述すると、基材を外径６００ｍｍ、内径５５０ｍｍ、高さ５００ｍｍの円筒状に形成した。また、セラミックス基板を外径５５０ｍｍ、内径５４０ｍｍ、高さ２５０ｍｍの円筒を円周方向に１／３カットした形状に形成し、それを６個準備した。それ以外は、実施例１と同一の条件で作製した。実施例５の間隙の断面形状は、図４（ａ）に示されるような形状と同様の形状となっている。
【0064】
（実施例６）
実施例６の耐プラズマセラミックス部材は、基材およびセラミックス基板を図３の形状になるように形成した。詳述すると、基材を外径６００ｍｍ、厚み２５ｍｍの円板状に形成した。また、外径６００ｍｍ、内径３００ｍｍ、厚み５ｍｍのドーナツ形状を円周方向に１／４カットした形状に形成したセラミックス基板を４個準備し、外径３００ｍｍ、厚み５ｍｍの円板形状に形成したセラミックス基板を１個準備した。それ以外は、実施例１と同一の条件で作製した。実施例６の間隙の断面形状は、図４（ａ）に示されるような形状となっている。
実施例６の耐プラズマセラミックス部材は、基材およびセラミックス基板を図３の形状になるように形成した。詳述すると、基材を外径６００ｍｍ、厚み２５ｍｍの円板状に形成した。また、外径６００ｍｍ、内径３００ｍｍ、厚み５ｍｍのドーナツ形状を円周方向に１／４カットした形状に形成したセラミックス基板を４個準備し、外径３００ｍｍ、厚み５ｍｍの円板形状に形成したセラミックス基板を１個準備した。それ以外は、実施例１と同一の条件で作製した。実施例６の間隙の断面形状は、図４（ａ）に示されるような形状となっている。
【0065】
（実施例７）
実施例７の耐プラズマセラミックス部材は、セラミックス基板の角部をＣ０．０５ｍｍに加工し、隣接するセラミックス基板の間隙を０．１ｍｍとした以外は、実施例１と同一の条件および形状で作製した。実施例７の間隙の断面形状は、図４（ａ）に示されるような形状となっている。
実施例７の耐プラズマセラミックス部材は、セラミックス基板の角部をＣ０．０５ｍｍに加工し、隣接するセラミックス基板の間隙を０．１ｍｍとした以外は、実施例１と同一の条件および形状で作製した。実施例７の間隙の断面形状は、図４（ａ）に示されるような形状となっている。
【0066】
（実施例８）
実施例８の耐プラズマセラミックス部材は、セラミックス基板の角部をＣ０．０５ｍｍに加工し、隣接するセラミックス基板の間隙を０．２ｍｍとした以外は、実施例１と同一の条件および形状で作製した。実施例８の間隙の断面形状は、図４（ａ）に示されるような形状となっている。
実施例８の耐プラズマセラミックス部材は、セラミックス基板の角部をＣ０．０５ｍｍに加工し、隣接するセラミックス基板の間隙を０．２ｍｍとした以外は、実施例１と同一の条件および形状で作製した。実施例８の間隙の断面形状は、図４（ａ）に示されるような形状となっている。
【0067】
（実施例９）
実施例９の耐プラズマセラミックス部材は、セラミックス基板の角部をＣ２ｍｍに加工した以外は、実施例１と同一の条件および形状で作製した。実施例９の間隙の断面形状は、図４（ａ）に示されるような形状となっている。
実施例９の耐プラズマセラミックス部材は、セラミックス基板の角部をＣ２ｍｍに加工した以外は、実施例１と同一の条件および形状で作製した。実施例９の間隙の断面形状は、図４（ａ）に示されるような形状となっている。
【0068】
（実施例１０）
実施例１０の耐プラズマセラミックス部材は、溶射膜の材料をＹ２Ｏ３とした以外は、実施例１と同一の条件および形状で作製した。実施例１０の間隙の断面形状は、図４（ａ）に示されるような形状となっている。
実施例１０の耐プラズマセラミックス部材は、溶射膜の材料をＹ２Ｏ３とした以外は、実施例１と同一の条件および形状で作製した。実施例１０の間隙の断面形状は、図４（ａ）に示されるような形状となっている。
【0069】
（比較例）
比較例の耐プラズマセラミックス部材は、溶射膜を形成しなかった以外は、実施例１と同一の条件および形状で作製した。
比較例の耐プラズマセラミックス部材は、溶射膜を形成しなかった以外は、実施例１と同一の条件および形状で作製した。
【0070】
（評価方法）
実施例１から１０、および比較例の耐プラズマセラミックス部材を、耐プラズマ面のみがプラズマに曝されるように、個別にプラズマプロセスを行なうチャンバーに設置し、１０時間プラズマプロセスを実施した。その後、実施例１および比較例は、隣接するセラミックス基板の表面にシリコンウェハを載置し、そのシリコンウェハに付着したパーティクルについて、トプコン社製ウエハ表面検査装置（ＷＭ－１０）を用いて、０．２～５μｍのパーティクルの数をカウントした。また、実施例および比較例の耐プラズマセラミックス部材の耐プラズマ面の形態を光学顕微鏡（×５００）で確認した。またシリコンウェハに転写したパーティクルの付着位置で耐プラズマセラミックス部材からのパーティクル発塵位置を確認した。図６は、実施例および比較例の耐プラズマセラミックス部材の形状および評価結果を示す表である。
実施例１から１０、および比較例の耐プラズマセラミックス部材を、耐プラズマ面のみがプラズマに曝されるように、個別にプラズマプロセスを行なうチャンバーに設置し、１０時間プラズマプロセスを実施した。その後、実施例１および比較例は、隣接するセラミックス基板の表面にシリコンウェハを載置し、そのシリコンウェハに付着したパーティクルについて、トプコン社製ウエハ表面検査装置（ＷＭ－１０）を用いて、０．２～５μｍのパーティクルの数をカウントした。また、実施例および比較例の耐プラズマセラミックス部材の耐プラズマ面の形態を光学顕微鏡（×５００）で確認した。またシリコンウェハに転写したパーティクルの付着位置で耐プラズマセラミックス部材からのパーティクル発塵位置を確認した。図６は、実施例および比較例の耐プラズマセラミックス部材の形状および評価結果を示す表である。
【0071】
溶射膜を形成した実施例１と比較して、溶射膜を形成しなかった比較例は、パーティクルが溶射膜を形成していない領域に集中してカウントされ、パーティクル数が非常に多かった。これは、セラミックス基板の間隙から侵入した腐食性ガスが基材のＡｌ２Ｏ３を腐食させ、それによって発生したパーティクルが耐プラズマセラミックス部材の外部に飛び出したためと推定される。したがって、隣接するセラミックス基板の間隙をＹＡＧまたはＹ２Ｏ３からなる溶射膜で覆うことで、耐プラズマ面の耐プラズマ性が向上することが確かめられた。
【0072】
実施例１から７および１０は、耐プラズマ面の形態がいずれも良好であった。一方、実施例８は、溶射膜に段差が確認された。これは、セラミックス基板の間隙の距離が大きすぎたためと推定される。セラミックス基板の間隙が大きい箇所や段差のある箇所に溶射膜を製膜すると、段差を溶射膜でカバーしきれなくなる場合がある。そのような箇所は、溶射膜の強度が低下しやすいため、クラックが発生しやすくなると考えられる。また、実施例９は、溶射膜に気孔が確認された。これは、Ｃ面が大きすぎたため、堆積する溶射膜の体積が大きくなりすぎて溶射膜の密度に粗密の分布が生じたためと推定される。溶射膜の気孔率が５％以上になると、溶射膜の耐プラズマ性が低下するので、耐プラズマセラミックス部材の寿命が短くなる場合がある。これら溶射膜の不具合は、溶射の条件を変更することである程度改善させることが可能である。
【0073】
以上の結果によって、本発明の耐プラズマセラミックス部材は、耐プラズマ性を高くすることができ、また、耐プラズマセラミックス部材の機械的強度を十分に高くすることができることが分かった。また、耐プラズマセラミックス部材は、実施例で作製したような大型の部材も作製できたように、大型化を実現できることが分かった。また、本発明の耐プラズマセラミックス部材の製造方法は、このような耐プラズマセラミックス部材を製造できることが分かった。
【0074】
本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の思想と範囲に含まれる様々な変形および均等物に及ぶことはいうまでもない。また、各図面に示された構成要素の構造、形状、数、位置、大きさ等は説明の便宜上のものであり、適宜変更しうる。
【符号の説明】
【0075】
１００ 耐プラズマセラミックス部材
１１０ 基材
１１２ 第１の表面
１２０ セラミックス基板
１３０ 溶射膜
１４０ 接着層
１１０ 基材
１１２ 第１の表面
１２０ セラミックス基板
１３０ 溶射膜
１４０ 接着層
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】