[发明专利]耐腐蚀性优异的铝构件或铝合金构件

说明书

技术领域

本发明涉及耐气体腐蚀性和耐等离子体性优异的铝构件或铝合金构件，特别是涉及适于制造半导体和液晶等的电子制品和机器的装置等，使用含有腐蚀性的成分和元素的气体和等离子体的装置材料的铝构件或铝合金构件，以及由其构成的真空容器(真空室)、反应容器(反应室)、或设置在容器内的构件。

背景技术

在CVD装置、PVD装置、干式蚀刻(dry etching)装置等所使用的真空室和反应室(以下称为室)的内部，由于作为反应气体、蚀刻气体、清洗气会导入Cl、F、Br等含有卤素元素的腐蚀性气体，所以就要求其对于腐蚀性气体有耐腐蚀性(以下称为耐气体腐蚀)。另外，在上述的室之中，除了上述腐蚀性气体以外，因为大多还会使卤素系的等离子体发生，所以还重视其对于等离子体的耐腐蚀性(以下称为耐等离子体性)。近年来在这样的用途中，轻量而且热传导性优异的铝或铝合金制的真空室和反应室被采用，此外关于设置于室内的构件也同样扩大了使用。

然而，因为铝或铝合金不具有充分的耐气体腐蚀性及耐等离子体性，所以为了提高其针对这些的特性而提出有各种表面改质技术。

作为使耐气体腐蚀性及耐等离子体性提高的技术，例如在专利文献1中提出，在形成0.5～20μm的阳极氧化皮膜后，在真空中以100～150℃进行加热干燥处理，蒸发除去吸附在皮膜中的水分的技术。另外在专利文献2中提出，在草酸电解液中对含有铜0.05～4.0％的Al合金进行阳极氧化处理后，再在该电解液中使电压降低的技术。

但是，这些阳极氧化皮膜，根据皮膜的膜质，其对于前述气体和等离子体的耐腐蚀性也会大有不同，因此在作为半导体制造构件的使用环境下，并不能满足它们的耐腐蚀性的要求。另外，由于腐蚀也会导致电的物性变得不稳定，在使用等离子体的工艺规程中，不能保持其稳定性，也有制品的品质管理发生故障的情况

另一方面，除了设有上述这种阳极氧化皮膜的材料以外，作为对于前述腐蚀性的气体和等离子体的耐腐蚀性优异的材料，还有使用了氧化物、氮化物、碳氮化物、硼化物、硅化物等的陶瓷皮膜的材料。而且，通过电弧离子镀(arc ion plating)、溅射、喷镀、CVD等直接将这些陶瓷皮膜设置于Al合金表面的例子，见于专利文献3、专利文献4等。但是，这些皮膜虽然姑且说对于卤素气体和等离子体的耐腐蚀性优异，但与设有阳极氧化皮膜的情况相同，仍无法适应针针对前述评价严格的前述气体和等离子体的耐腐蚀性的要求。

此外，在专利文献5、专利文献6中，公开有在阳极氧化皮膜之上还设有陶瓷皮膜的例子。但是，这种情况特别成问题的一点是，阳极氧化皮膜和陶瓷皮膜的紧贴性差。特别是在前述半导体和液晶的制造装置构件中，由于半导体和液晶的制造工艺条件，导致其处于大量受到热循环这样的严酷的使用环境下。因此，在半导体和液晶的制造装置构件中，就要求即使在高温热循环下、气体和等离子体的腐蚀环境下，阳极氧化皮膜和Al合金基材、阳极氧化皮膜和陶瓷皮膜也不会发生剥离的紧贴性。

上述专利文献5中公开有一种结构体，其具有涂敷在铝基体的基板上的碳化硼的层，和形成于基板与碳化硼层之间的阳极氧化物的层，提出为了改善阳与极氧化皮膜的紧贴性而使阳极氧化皮膜表面粗糙。碳化硼是耐气体腐蚀性和耐等离子体性优异的陶瓷，但是与阳极氧化皮膜的紧贴性却特别差，仅仅使表面粗糙，紧贴性有不充分。因此会有裂纹和剥离产生，从而得不到充分的耐腐蚀性、耐等离子体性。

另外，在专利文献6中提出，为了改善陶瓷皮膜与阳极氧化皮膜的紧贴性，而使阳极氧化皮膜中含有C、N、P、F、B、S之中的1种或2种以上的元素0.1％以上。但是，作为紧贴性的改善效果仍不充分，这就要求更进一步的耐气体腐蚀性、耐等离子体性。

专利文献1：特公平5-53870号公报

专利文献2：特开平3-72098号公报

专利文献3：特公平5-53872号公报

专利文献4：特公平5-53871号公报

专利文献5：特开平10-251871号公报

专利文献6：特开2000-119896号公报

发明内容

本发明的目的在于，提供一种可解决上述现有技术的问题点，形成有耐气体腐蚀性及耐等离子体性优异，并且紧贴性优异的阳极氧化皮膜的铝构件或铝合金构件，以及提供一种由这种耐腐蚀性优异的铝构件或铝合金构件构成的真空装置用构件(例如真空容器(真空室)、反应容器(反应室)、此外还有设置于容器内的构件(例如，电极、以气体扩散为目的的板和构件、抑制物质的飞散的护罩、实现等离子体和气体的均一化、稳定化的环等))。