CN107604342B - 金属构件其制造方法及具有金属构件的处理室 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种金属构件、其制造方法及具有金属构件的处理室，尤其涉及一种如下的金属构件、其制造方法及具有金属构件的处理室：去除构成使用在显示器或半导体制造制程的金属构件及具有金属构件的处理室的材质的铝合金的添加成分中的存在于表面的添加成分，之后形成无孔的阻障层，由此可防止因以往的具有多孔质层的阳极氧化膜而产生的问题、及因形成在所述母材表面的颗粒形态的添加成分而产生的问题。

Description

金属构件其制造方法及具有金属构件的处理室
技术领域
本发明涉及一种金属构件、其制造方法及具有金属构件的处理室，尤其涉及一种与使用在显示器或半导体制造制程的处理室的内部连通的金属构件、其制造方法及具有金属构件的处理室。
背景技术
化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)装置、物理气相沉积(PhysicalVapor Deposition，PVD)装置、干式蚀刻装置等(以下，称为“处理室”)在其处理室的内部利用反应气体、蚀刻气体或清洗气体(以下，称为“处理气体”)。主要使用Cl、F或Br等腐蚀性气体作为这种处理气体，因此着重要求对腐蚀的耐蚀性。也曾有使用不锈钢作为用于处理室的金属构件的以往技术，但也存在如下情况：导热性不充分，在制程中释出作为不锈钢的合金成分的Cr或Ni等重金属而成为污染源。因此，开发出一种利用轻于不锈钢、导热性优异、无重金属污染的担忧的纯铝或铝合金的用于处理室的零件。
然而，纯铝或铝合金的表面耐蚀性欠佳，因此研究出进行表面处理的方法。作为对纯铝或铝合金的母材进行阳极氧化处理而形成阳极氧化膜的方法，可考虑在纯铝的母材形成阳极氧化膜的方法、与在铝合金的母材形成阳极氧化膜的方法，但在考虑到费用方面时，非纯铝的铝合金为现实的考虑对象。
作为以往在铝合金的母材形成阳极氧化膜的方法的一例，通常使用如下方法：如图1、图2(a)及图2(b)所示，对铝合金母材1进行阳极氧化处理而形成阳极氧化膜，所述阳极氧化膜包括阳极氧化阻障层及连续地形成到所述阳极氧化阻障层的上部的阳极氧化多孔质层12。以往技术是通过在铝合金的母材较厚地形成包括具有多个贯通的孔(pore)12a的阳极氧化多孔质层12的表面-多孔性阳极氧化膜，进而提高铝合金母材1的耐蚀性及耐电压性。在此，以往的表面-多孔性阳极氧化膜中阻障层14的厚度形成为100nm以下，但为了耐电压性，以数十μm至数百μm形成阳极氧化多孔质层12。以往的表面-多孔性阳极氧化膜的大部分厚度构成为阳极氧化多孔质层12，因此产生因内部应力的变化或热膨胀的影响而在阳极氧化膜产生龟裂(Crack)或阳极氧化膜剥离的问题，且产生如下问题：发生等离子体堆积到所露出的所述铝合金母材1的部位的等离子体电弧放电(Plasma Arcing)而所述铝合金母材1的表面局部熔化或缺损。另外，产生沉积在阳极氧化膜的多孔质层12的孔12a的内部的异物释气(Out-gassing)而在基板形成颗粒、或制程中所使用的氟化物(氟类物质)残留在所述孔12a后在下一制程中使用时掉落到基板表面而在基板产生颗粒的问题，因此引起制程不良、生产收率下降、及处理室的维护周期缩短的问题。
为了解决这种以往的表面-多孔性阳极氧化膜的问题，本申请人在不对外公开的状态下，对如下技术进行了内部尝试：在包括铝合金材质的母材表面形成仅包括阳极氧化阻障层的阳极氧化膜，将阳极氧化膜的厚度成长为100nm以上至小于1μm。发现如下情况：在包括铝合金材质的母材的表面以100nm以上至小于1μm形成所述阳极氧化阻障层的情况下，表面不存在多孔性的多孔质层12，故而因多孔质层12引起的上述以往问题得到解决。
然而，在包括纯铝的母材表面形成仅包括阳极氧化阻障层的阳极氧化膜，将阳极氧化膜的厚度成长为100nm以上至小于1μm的金属构件中，不产生在CVD制程过程中硅(Si)显现为杂质而发生不良的新问题，但在包括铝合金材质的母材的表面形成仅包括阳极氧化阻障层的阳极氧化膜，将阳极氧化膜的厚度成长为100nm以上至小于1μm的金属构件中，发现了这一问题。作为一例，根据非公开的内部实验结果可知，如图3至图5所示(在图5中表示有金属涂布层17，但其仅是为了对母材2与阳极氧化阻障层进行表面分析(扫描式电子显微镜(Scanning Electron Microscope，SEM))而任意形成，并非是对母材2进行阳极氧化处理而形成)，例如如果将包括硅(Si)作为添加成分的铝合金的母材2阳极氧化而将阳极氧化阻障层在母材2的表面成长为特定厚度(100nm以上至1μm)，则因曾以颗粒形态存在于所述母材2的表面的硅(Si)而无法顺利地向包括硅15的周边部进行阳极氧化(图5)。因此，发现如下问题：在采用金属构件的制程(例如，CVD制程)中，所述硅作为杂质而发挥作用，或产生因此引起的电弧放电问题。
如上所述，解决无法在包括铝合金的母材表面形成表面-多孔性阳极氧化膜的金属构件、或在包括纯铝的母材表面形成仅包括阳极氧化阻障层的阳极氧化膜的金属构件中发现，但可在包括铝合金材质的母材表面形成仅包括阳极氧化阻障层的阳极氧化膜的金属构件中发现的新问题的必要性日益增加。
另外，近年来半导体制造制程包括10nm级的微细制程，因此高温加热处理气体而使其转换成高密度等离子体。对此，本申请人在不对外公开的状态下进行内部实验，结果发现如下问题：所述高密度等离子体不仅对处理室内部的零件产生影响，而且还对与处理室的内部连通的零件产生影响，因此零件的杂质流入到处理室内部而在半导体制程过程中作为杂质发挥作用。
[现有技术文献]
[专利文献]
(专利文献1)韩国注册专利第0482862号
(专利文献2)韩国公开专利第2011-0130750号
(专利文献3)韩国公开专利第2008-0000112号
发明内容
[发明欲解决的课题]
本发明是为了解决上述问题而提出，其目的在于提供一种具有较高的耐蚀性、耐电压性及耐等离子体性、并且同时解决因以往的表面-多孔性阳极氧化膜的多孔质层的孔(pore)而产生的问题、及因构成母材的添加成分而产生的问题，且与使用在显示器或半导体制造制程的处理室的内部连通的金属构件、其制造方法及具有金属构件的处理室。
[解决课题的手段]
本发明的一特征的金属构件与流入处理气体的处理室的内部连通，所述金属构件的特征在于包括：母材，包括含有添加成分的金属合金，从表面去除所述添加成分中的至少任一种添加成分而成；以及阳极氧化阻障层，形成在所述母材的表面。
另外，所述金属构件的特征在于：所述处理室为CVD处理室，所述金属构件为向所述CVD处理室的内部供给处理气体的供给线、或排出供给在所述CVD处理室的内部的处理气体的排气线。
另外，所述金属构件的特征在于：所述处理室为干式蚀刻处理室，所述金属构件为向所述干式蚀刻处理室的内部供给处理气体的供给线、或排出供给在所述干式蚀刻处理室的内部的处理气体的排气线。
另外，所述金属构件的特征在于：所述金属合金为铝合金，所述阳极氧化阻障层为将所述铝合金阳极氧化而形成的阳极氧化铝(Al2O3)。
另外，所述金属构件的特征在于：所述铝合金为6000系列的铝合金，从所述母材的表面去除的添加成分包括硅(Si)。
另外，所述金属构件的特征在于：所述铝合金为5000系列的铝合金，从所述母材的表面去除的添加成分包括镁(Mg)。
另外，所述金属构件的特征在于：所述母材表面包括实质上形成为平面的平面区域与不规则地凹陷的多个凹陷区域，所述阳极氧化阻障层以固定厚度连续地形成到所述凹陷区域与平面区域。
另外，所述金属构件的特征在于：所述阳极氧化阻障层的厚度为100nm以上至小于1μm之间。
本发明的其他特征的金属构件与流入处理气体的处理室的内部连通，所述金属构件的特征在于包括：母材，由Al-Mg-Si系铝合金所制成；以及表面-非多孔性阳极氧化膜，形成在所述母材的表面上；且硅(Si)被去除而不存在于所述母材的表面，在形成在所述母材表面的凹陷区域也形成所述表面-非多孔性阳极氧化膜，所述表面-非多孔性阳极氧化膜以100nm以上至小于1μm的固定厚度形成。
本发明的其他特征的金属构件与流入处理气体的处理室的内部连通，所述金属构件的特征在于包括：母材，由Al-Mg-Si系铝合金所制成；以及表面-非多孔性阳极氧化膜，形成在所述母材的表面上；且在能量分散光谱仪(Energy Dispersive Spectrometer，EDS)对所述金属构件的表面测得的测定成分中，未检测到所述硅(Si)成分。
本发明的其他特征的金属构件与流入处理气体的处理室的内部连通，所述金属构件的特征在于包括：铝合金的母材，所述铝合金含有0.40％至0.8％的硅(Si)、0.7％的铁(Fe)、0.15％至0.40％的铜(Cu)、0.15％的锰(Mn)、0.8％至1.2％的镁(Mg)、0.25％的锌(Zn)、0.04％至0.35％的铬(Cr)、0.15％的钛(Ti)作为添加成分；以及表面-非多孔性阳极氧化膜，将从所述母材的表面去除所述添加成分中的硅(Si)而成的所述母材阳极氧化而形成。
另外，所述金属构件的特征在于：所述表面-非多孔性阳极氧化膜的厚度为100nm以上至小于1μm之间。
本发明的其他特征的金属构件与流入处理气体的处理室的内部连通，所述金属构件的特征在于包括：母材，材质为含有硅(Si)、镁(Mg)或硅(Si)及镁(Mg)中的任一种添加成分作为主要添加成分的铝合金材质，从表面去除所述主要添加成分中的至少任一种添加成分而成；以及表面-非多孔性阳极氧化膜，按照所述母材的表面形状对应地形成。
本发明的其他特征的金属构件与流入处理气体的处理室的内部连通，所述金属构件的特征在于包括：表面-非多孔性阳极氧化膜，形成在从含有硅(Si)及镁(Mg)作为主要添加成分的热处理铝合金的表面去除所述硅(Si)而成的表面。
本发明的其他特征的金属构件与流入处理气体的处理室的内部连通，所述金属构件的特征在于包括：母材，由含有0.2％至0.9％的作为添加成分的硅(Si)的铝合金所制成；以及表面-非多孔性阳极氧化膜，形成在所述母材的表面上；且在能量分散光谱仪(EnergyDispersive Spectrometer，EDS)对所述金属构件的表面测得的测定成分中，未检测到所述硅(Si)成分。
本发明的一特征的金属构件的制造方法是制造与流入处理气体的处理室的内部连通的金属构件的制造方法，所述金属构件的制造方法的特征在于包括：从由金属合金材质所制成的母材的表面去除构成所述母材的至少一种添加成分的步骤；以及将去除所述添加成分而成的所述母材阳极氧化而在所述母材的表面形成阳极氧化阻障层的步骤。
本发明的一特征的处理室的特征在于，金属构件与流入处理气体的内部连通，所述金属构件包括：母材，包括包含添加成分的金属合金材质，从表面去除所述添加成分而成；以及表面-非多孔性阳极氧化膜，将所述母材阳极氧化而形成在所述母材的表面。
另外，所述处理室的特征在于：所述处理室为CVD处理室，所述金属构件为向所述CVD处理室的内部供给处理气体的供给线、或排出供给在所述CVD处理室的内部的处理气体的排气线。
另外，所述处理室的特征在于：所述处理室为干式蚀刻处理室，所述金属构件为向所述干式蚀刻处理室的内部供给处理气体的供给线、或排出供给在所述干式蚀刻处理室的内部的处理气体的排气线。
[发明的效果]
如上所述，本发明具有如下效果：具有耐蚀性、耐电压性及耐等离子体性，并且同时解决因以往的表面-多孔性阳极氧化膜的多孔质层而产生的问题、及因存在于母材的表面的添加成分而产生的问题。
另外，本发明具有如下效果：在利用高密度的等离子体的处理室中，也防止杂质流入到处理室内部而提高处理室的制程效率及可靠性。
附图说明
图1是表示形成有表面-多孔性阳极氧化膜的以往技术的金属构件的图。
图2(a)是拍摄形成有表面-多孔性阳极氧化膜的以往技术的金属构件的表面所得的照片的放大图。
图2(b)是拍摄形成有表面-多孔性阳极氧化膜的以往技术的金属构件的剖面所得的照片的放大图。
图3是表示作为本发明的背景技术的形成有仅包括阳极氧化阻障层的阳极氧化膜的金属构件的图。
图4是拍摄形成有仅包括阳极氧化阻障层的阳极氧化膜的金属构件的表面A所得的照片的放大图。
图5是拍摄形成有仅包括阳极氧化阻障层的阳极氧化膜的金属构件的剖面B所得的照片的剖面图。
图6是表示本发明的优选实施例的金属构件的图。
图7是拍摄本发明的优选实施例的金属构件的剖面C所得的放大图。
图8是表示本发明的优选实施例的金属构件与流入处理气体的内部连通的CVD处理室的图。
图9是表示本发明的优选实施例的金属构件与流入处理气体的内部连通的干式蚀刻处理室的图。
具体实施方式
以下，参照附图，详细地对本发明的优选实施例进行说明。如果与附图一并参照在下文中详细叙述的实施例，则本发明的优点、特征及达成所述优点与特征的方法会变明确。然而，本发明并不限定于此处所说明的实施例，也可具体化成不同的形态。相反地，此处所介绍的实施例是为了可彻底且完整地表达所揭示的内容、以及可向本领域技术人员充分地传达本发明的思想而提供，本发明仅根据权利要求书的范围来定义。在整篇说明书中，相同的参照符号表示相同的构成要素。
参照作为本发明的理想的例示图的剖面图及/或俯视图，对本说明书中所记述的实施例进行说明。为了有效地说明技术内容，在图中夸张地表示膜及区域的厚度。因此，例示图的形态会因制造技术及/或容许误差等而变形。因此，本发明的实施例并不限制于所图示的特定形态，也包括根据制造制程而产生的形态的变化。因此，图中所例示的区域具有概略性的属性，图中所例示的区域的形状用以例示元件的区域的特定形态，并非用于限制发明的范围。
以下，参照附图，详细地对本发明的优选实施例进行说明。
在对各实施例进行说明时，方便起见，即便实施例不同，也对执行相同的功能的构成要素赋予相同的名称及相同的参照编号。另外，方便起见，省略已在其他实施例中说明的构成及动作。
图6是表示本发明的优选实施例的金属构件的图，图7是拍摄本发明的优选实施例的金属构件的剖面C所得的放大图，图8是表示本发明的优选实施例的金属构件与流入处理气体的内部连通的CVD处理室的图，图9是表示本发明的优选实施例的金属构件与流入处理气体的内部连通的干式蚀刻处理室的图(在图7中，在表面-非多孔性阳极氧化膜13的上表面涂布有用于拍摄照片的铂17)。
本发明的优选实施例的金属构件10的母材11包括含有添加成分的金属合金材质。本发明的优选实施例的母材11优选为轻量、容易加工、导热性优异、无重金属污染的担忧的铝合金(Aluminium alloy)材质。在制造铝合金时，添加各种添加成分来制造铝合金，因此本发明的详细说明中的添加成分是指在制造金属合金时添加的各种元素(Mn、Si、Mg、Cu、Zn、Cr等)。
母材11的表面是去除所述添加成分中的至少任一种添加成分而成的表面。
母材11的表面包括实质上形成为平面的平面区域11b、及在母材11的表面不规则地凹陷的多个凹陷区域11a而构成。平面区域11b是母材11的表面中的除凹陷区域11a以外的区域，且是实质上平坦的区域。凹陷区域11a是从母材11的表面去除不规则地存在的添加成分中的任一种添加成分而成的区域。换句话说，凹陷区域11a是曾由添加成分占据的区域，且是通过执行去除添加成分的制程而形成的区域。因此，凹陷区域11a呈从母材11的表面向母材11的内部方向凹陷的形状。
在从母材11的表面去除构成所述母材的添加成分而成的母材11的表面，形成表面-非多孔性阳极氧化膜(在图7中，以符号17表示的部分为铂(pt)，但铂是为了拍摄照片而以固定厚度均匀地涂布在表面-非多孔性阳极氧化膜13的上表面，因此为了便于说明，以下由符号13表示表面-非多孔性阳极氧化膜)。在从母材11的表面去除构成所述母材的添加成分后，在所述母材的上部形成表面-非多孔性阳极氧化膜13，因此在能量分散光谱仪(Energy Dispersive Spectrometer，EDS)对本发明的优选实施例的金属构件的表面测得的测定成分中，不会检测到从表面去除的添加成分(例如，在从母材11的表面去除硅(Si)的情况下，在能量分散光谱仪对母材11的表面测得的测定成分中，未检测到硅(Si))。
表面-非多孔性阳极氧化膜13包括氧化铝(Al2O3)，且具有在其表面无孔(pore)的非多孔性特性。
表面-非多孔性阳极氧化膜13跨及母材11的凹陷区域11a的表面与平面区域11b的表面整体而以固定厚度连续地形成。表面-非多孔性阳极氧化膜13还按照母材11的凹陷区域11a的形状形成，因此在表面-非多孔性阳极氧化膜13形成多个呈与凹陷区域11a对应的形状的凹陷部13a。
表面-非多孔性阳极氧化膜13以100nm以上至小于1μm之间的厚度跨及母材11的整个表面而按照固定厚度连续地形成。在表面-非多孔性阳极氧化膜13的厚度小于100nm的情况下，在耐蚀性、耐电压性及耐等离子体性的方面不利，在表面-非多孔性阳极氧化膜13的厚度为1μm以上的情况下，制造收率较低，故而表面-非多孔性阳极氧化膜的厚度优选为100nm以上至小于1μm之间。
本发明的优选实施例的表面-非多孔性阳极氧化膜13发挥高耐蚀性及高耐电压性的特性，不产生因以往的表面-多孔性阳极氧化膜的多孔质层而产生的异物等的沉积及释气引起的问题。另外，在去除添加成分而成的母材11的表面形成表面-非多孔性阳极氧化膜13，因此解决因表面-多孔性阳极氧化膜的多孔质层而产生的问题，与此同时，在去除添加成分而成的母材11的表面连续地形成表面-非多孔性阳极氧化膜13，故而可防止所述添加成分以颗粒形态掉落而作为杂质发挥作用，可防止等离子体电弧放电(Plasma arcing)现象。
以下，对形成在本发明的优选实施例的金属构件10的母材11的表面的表面-非多孔性阳极氧化膜13的制造方法的一例进行说明。本发明的优选实施例的表面-非多孔性阳极氧化膜13可为以如下方式形成的阳极氧化阻障层：将对铝合金材质的母材11进行阳极氧化而形成的阳极氧化阻障层成长为特定厚度。
在形成本发明的优选实施例的阳极氧化阻障层的过程中使用的电解液优选为硼酸电解液。如果在硼酸电解液槽内对母材11流通电流，则在母材11的表面形成阳极氧化阻障层。此后，一面固定地保持电流密度，一面增加电压，在所述电压达到特定电压前，将阳极氧化阻障层成长为特定厚度。在随着时间的推移而电压线性地增加的期间，为了固定地保持电流密度而固定地保持电场强度(Electric field strength)。
更具体而言，在母材11中离子化的Al3+离子向已形成的阳极氧化阻障层方向、即母材11的外侧方向流入，在电解液中离子化的O2-与OH-离子也向已形成的阳极氧化阻障层方向、即母材11的内部方向流入，由此阳极氧化阻障层继续成长为特定厚度。因此，母材11与阳极氧化阻障层的结合部分及阳极氧化阻障层与所述电解液的边界部分、即阳极氧化阻障层的上部表面保持无孔(pore)状态而成长。
本发明的优选实施例的金属构件10的阳极氧化阻障层具有不存在以往在表面形成有孔(pore)的多孔质层的非多孔性特性，其表面及内部以无孔(pore)的方式形成，阳极氧化阻障层的厚度t以具有足以应对处理气体的耐蚀性、耐电压性及耐等离子体性的方式形成。
本发明的优选实施例的阳极氧化阻障层的厚度t优选为形成为数百nm，更优选为形成为100nm以上至小于1μm之间。这种阳极氧化阻障层的厚度充分厚于以往的表面-多孔性阳极氧化膜中的阳极氧化阻障层的通常的厚度(100nm以下)。
制造本发明的优选实施例的金属构件10的制造方法包括：草酸处理步骤，对铝合金材质的母材11进行草酸处理；水洗处理步骤，对母材11进行水洗处理；硝酸处理步骤，对母材11进行硝酸处理；氢氟酸处理步骤，对母材11进行氢氟酸处理；以及阳极氧化阻障层形成步骤，将母材11阳极氧化而在母材11的表面形成阳极氧化阻障层。
草酸处理步骤是通过将铝合金材质的母材11浸渍到氢氧化钠(SodiumHydroxide)溶液来对母材11的表面进行蚀刻(Etching)而使母材11的表面平坦的步骤，因经由这种草酸处理步骤的母材11的表面被蚀刻而曾存在于母材11的内部的添加成分的一部分露出到表面外部、或在脱离表面后以附着在表面的形态存在。在不另外进行去除这种添加成分的制程而形成表面-非多孔性阳极氧化膜13的情况下，无法均匀地形成表面-非多孔性阳极氧化膜13，因此在本发明的优选实施例中采用去除所述添加成分的氢氟酸处理制程。
氢氟酸处理步骤是去除存在于母材11的表面的添加成分的步骤，可使用氢氟酸(Hydrofluoric Acid)溶液、氟化铵(Ammonium Fluoride)溶液、氢氟酸与硝酸的混合溶液、氟化铵与硝酸的混合溶液中的任一种溶液。如果执行氢氟酸处理步骤，则去除存在于母材11的表面的添加成分，因此在曾由添加成分占据的位置形成凹陷区域11a。
在执行氢氟酸处理步骤后，执行将母材11阳极氧化而在母材11的表面形成阳极氧化阻障层的阳极氧化阻障层形成步骤。在硼酸电解液槽内对母材11流通电流而在母材11的表面形成非多孔性的阳极氧化阻障层，之后一面固定地保持电流密度，一面增加电压，在所述电压达到特定电压前，将阳极氧化阻障层成长为特定厚度。阳极氧化阻障层跨及母材11的凹陷区域11a与平面区域11b整体而以固定厚度连续地形成，之前已对此进行了说明，因此省略说明。
水洗处理步骤可在草酸处理步骤后及/或氢氟酸处理步骤后进行，所述水洗处理步骤是用水清洗母材11的表面而去除残留在母材11的表面的异物、与草酸处理中所使用的溶液及/或氢氟酸处理中所使用的溶液的步骤。硝酸处理步骤是将母材11浸渍到硝酸(Nitric Acid)溶液而对母材11的表面进行一种酸(Acid)处理的步骤，可在所述氢氟酸处理步骤前进行。
根据本发明的优选实施例，构成金属构件10的母材11的铝合金可为6000系列的铝合金。在6000系列的铝合金中，添加成分中的硅(Si)为主要问题，可通过从母材11的表面去除以颗粒形态残留在母材11的表面的硅(Si)而将表面-非多孔性阳极氧化膜以均匀的厚度形成到母材11的整个表面。在此，从母材11的表面去除的硅(Si)包括硅化合物、例如硅化镁(Mg2Si)。
根据本发明的优选实施例，构成金属构件10的母材11的铝合金可为5000系列的铝合金。在5000系列的铝合金中，添加成分中的镁(Mg)为主要问题，可通过从母材11的表面去除镁(Mg)而将表面-非多孔性阳极氧化膜以均匀的厚度形成到母材11的整个表面。
根据本发明的优选实施例，构成金属构件10的母材11的铝合金可为铝(Al)-镁(Mg)-硅(Si)系铝合金。在铝(Al)-镁(Mg)-硅(Si)系铝合金中，可通过从母材11的表面去除以颗粒形态残留在母材11的表面的硅(Si)而将表面-非多孔性阳极氧化膜以均匀的厚度形成到母材11的整个表面。
根据本发明的优选实施例，构成金属构件10的母材11的铝合金可为含有0.40％至0.8％的硅(Si)、0.7％的铁(Fe)、0.15％至0.40％的铜(Cu)、0.15％的锰(Mn)、0.8％至1.2％的镁(Mg)、0.25％的锌(Zn)、0.04％至0.35％的铬(Cr)、0.15％的钛(Ti)作为添加成分的铝合金。在此情况下，可通过从母材11的表面去除以颗粒形态残留在母材11的表面的硅(Si)而将表面-非多孔性阳极氧化膜以均匀的厚度形成到母材11的整个表面。
根据本发明的优选实施例，构成金属构件10的母材11的铝合金可为含有硅(Si)、镁(Mg)、或硅(Si)及镁(Mg)中任一添加成分作为主要添加成分的铝合金。在此情况下，可通过从母材11的表面去除硅(Si)及/或镁(Mg)而将表面-非多孔性阳极氧化膜以均匀的厚度形成到母材11的整个表面。
根据本发明的优选实施例，构成金属构件10的母材11的铝合金可为含有硅(Si)及镁(Mg)作为主要添加成分的热处理铝合金。在含有硅(Si)及镁(Mg)作为主要添加成分的热处理铝合金中，可通过从母材11的表面去除硅(Si)而将表面-非多孔性阳极氧化膜以均匀的厚度形成到母材11的整个表面。
根据本发明的优选实施例，构成金属构件10的母材11的铝合金可为含有0.2％至0.9％的硅(Si)的铝合金。在含有0.2％至0.9％的硅(Si)的铝合金中，可通过从母材11的表面去除硅(Si)而将表面-非多孔性阳极氧化膜以均匀的厚度形成到母材11的整个表面。
以下，参照图8，对本发明的优选实施例的包括表面-非多孔性阳极氧化膜的上述金属构件10与流入处理气体的内部连通的CVD处理室(Chemical Vapor Depositionprocess chamber)100进行说明。
如图8所示，CVD处理室100包括如下部件而构成：供给线110，向CVD处理室100的内部供给处理气体；基座(Susceptor)120，设置到CVD处理室100的内部而支撑基板S；背衬板(Backing plate)130，与供给线110连通，配置到CVD处理室100的上部；扩散器(Diffuser)140，配置到背衬板130的下部而将从供给线110供给的处理气体供给到基板S；遮蔽框(Shadow frame)150，配置到基座120与扩散器140之间而覆盖基板S的边缘；排气线160，排出供给在CVD处理室100的内部的处理气体；以及气体流量装置(MFC，Mass FlowController)170，控制处理气体的流量。
使用在CVD处理室100的基板S可为晶片(Wafer)或玻璃(Glass)。
在CVD处理室100的内部，设置基座120、背衬板130、扩散器140及遮蔽框150等，且提供反应空间，以便可实现利用处理气体进行的化学气相沉积(CVD)。
供给线110在CVD处理室100的上部与CVD处理室100的内部连通，发挥向CVD处理室100的内部供给处理气体的作用。
在CVD处理室100的上部配置背衬板130，背衬板130与供给线110连通。
排气线160在CVD处理室100的下部与CVD处理室100的内部连通，发挥向CVD处理室100的外部排出CVD处理室100的内部的处理气体的作用。因此，在对基板S执行化学气相沉积制程后，化学气相沉积制程中所使用的处理气体通过排气线160而排出到外部。
基座120设置到CVD处理室100的内部的下部空间，发挥在化学气相沉积制程中支撑基板S的作用。
在基座120的内部，可具有用以根据制程条件而加热基板S的加热器(未图示)。
背衬板130以与供给线110连通的方式配置到CVD处理室100的上部，发挥如下作用：使从供给线110供给的处理气体向下述扩散器140流动，由此有助于通过扩散器140均匀地喷射处理气体。
扩散器140以与基座120对向的方式设置到背衬板130的下部，发挥向基板S均匀地喷射处理气体的作用。
另外，在扩散器140形成贯通扩散器140的上表面与下表面的多个贯通孔141。
贯通孔141可呈上部直径大于下部直径的孔(Orifice)形状。
另外，贯通孔141可跨及扩散器140的整体面积而以均匀的密度形成，因此可向基板S的整个区域固定地喷射气体。
即，从所述气体供给线供给的处理气体通过背衬板130而流入到扩散器140，所述处理气体通过扩散器140的贯通孔141而均匀地喷射到基板S。
遮蔽框150发挥防止在基板S的边缘部分沉积薄膜的作用，配置到基座120与扩散器140之间。
在此情况下，遮蔽框150可固定到CVD处理室100的侧面。
气体流量装置170通过流路171而与CVD处理室100连接，发挥控制在CVD处理室100的内部空间流动的气体、即处理气体的流量的作用。
具有如上所述的构成的CVD处理室100在从供给线110供给的处理气体流入到背衬板130后，通过扩散器140的贯通孔141而向基板S喷射所述处理气体，由此对基板S执行化学气相沉积制程。
在此情况下，处理气体被加热而转换成等离子体状态，等离子体具有较强的腐蚀性与侵蚀性。因此，与等离子体直接接触的CVD处理室100的内部面、与设置到CVD处理室100的内部的基座120、背衬板130、扩散器140、遮蔽框150等(以下，称为“内部零件”)会因等离子体电弧放电现象等而发生腐蚀及侵蚀等。
因此，优选为CVD处理室100的内部面、基座120、背衬板130、扩散器140、遮蔽框150中的至少任一部件包括包含表面-非多孔性阳极氧化膜13的金属构件10，由此可解决上述腐蚀及侵蚀等问题。
换句话说，本发明的优选实施例的上述金属构件10在形成表面-非多孔性阳极氧化膜13前，从母材11的表面去除在形成表面-非多孔性阳极氧化膜13时成为问题的添加成分，因此可提高耐蚀性、耐电压性及耐等离子体性，并且同时解决以往因孔(pore)引起的释气及产生颗粒的问题。因此，通过将这种金属构件10构成为CVD处理室100的内部零件，通过CVD处理室100而制造的成品的收率提高，CVD处理室100的制程效率提高，维护周期也变长。
另外，在利用CVD处理室100的化学气相沉积为制造10nm级的基板S的微细制程的情况下，高温加热处理气体而使其转换成高密度等离子体。这种高密度等离子体不仅对CVD处理室100的内部零件产生影响，而且对与CVD处理室100的内部连通的供给线110、排气线160、气体流量装置170及流路171产生影响，因此供给线110、排气线160、气体流量装置170及流路171的杂质掉落而流入到CVD处理室100的内部，从而引起CVD处理室100的制造制程的不良率会变高的问题。
因此，优选为供给线110、排气线160、气体流量装置170及流路171中的至少任一部件包括包含表面-非多孔性阳极氧化膜13的金属构件10。
在此情况下，为了防止与CVD处理室100的内部连通的供给线110的内部面的杂质掉落，优选为在供给线110的内部面形成表面-非多孔性阳极氧化膜13。另外，为了防止与CVD处理室100的内部连通的排气线160、气体流量装置170及流路171的内部面的杂质掉落，优选为分别在排气线160、气体流量装置170及流路171的内部面形成表面-非多孔性阳极氧化膜13。
如上所述，使与CVD处理室100的内部连通的零件、即供给线110、排气线160、气体流量装置170及流路171包括包含表面-非多孔性阳极氧化膜13的金属构件10，由此可分别提高供给线110、排气线160、气体流量装置170及流路171的内部面的耐等离子体性，由此可防止杂质因高密度等离子体而掉落。因此，在为了进行CVD处理室100的微细制程而利用高密度等离子体的情况下，也可防止杂质流入到CVD处理室100的内部而提高CVD处理室100的制程效率及可靠性。
以下，参照图9，对本发明的优选实施例的包括表面-非多孔性阳极氧化膜13的上述金属构件10与流入处理气体的内部连通的干式蚀刻处理室(Dry etching processchamber)200进行说明。
如图9所示，干式蚀刻处理室包括如下部件而构成：供给线210，向干式蚀刻处理室200的内部供给处理气体；下部电极(Bottom electrode)220，设置到干式蚀刻处理室200的内部而支撑基板S；上部电极(Upper electrode)230，配置到下部电极220的上部而将从供给线210供给的处理气体供给到基板S；壁衬(Wall liner)240，设置到干式蚀刻处理室200的内壁；排气线250，排出供给在干式蚀刻处理室200的内部的处理气体；以及气体流量装置270，控制处理气体的流量。
使用在干式蚀刻处理室200的基板S可为晶片(Wafer)或玻璃(Glass)。
在干式蚀刻处理室200的内部设置下部电极220、上部电极230及壁衬240等，且提供反应空间，以便可实现利用处理气体进行的干式蚀刻。
供给线210在干式蚀刻处理室200的上部与干式蚀刻处理室200的内部连通，发挥向干式蚀刻处理室200的内部供给处理气体的作用。
排气线250在干式蚀刻处理室200的下部与干式蚀刻处理室200的内部连通，发挥向干式蚀刻处理室200的外部排出干式蚀刻处理室200的内部的处理气体的作用。因此，在对基板S执行干式蚀刻制程后，干式蚀刻制程中所使用的处理气体通过排气线250而排出到外部。
下部电极220设置到干式蚀刻处理室200的内部的下部空间，发挥在干式蚀刻制程中支撑基板S的作用。
另外，下部电极220可具有将基板S产生静电的情况最少化的静电夹头(ESC，Electrode Static Chuck)(未图示)、与固定地保持基板S周围的处理气体的流量的挡板(Baffle)(未图示)，因此可对基板S进行均匀的蚀刻。
上部电极230以与基座120对向的方式设置到干式蚀刻处理室200的下部，发挥对基板S均匀地喷射处理气体的作用。
另外，在上部电极230形成贯通上部电极230的上表面与下表面的多个贯通孔231。
贯通孔231可呈上部直径大于下部直径的孔形状。
另外，贯通孔231可跨及上部电极230的整体面积而以均匀的密度形成，因此可向基板S的整个区域固定地喷射气体。
即，从所述气体供给线供给的处理气体流入到上部电极230，所述处理气体通过上部电极230的贯通孔231而均匀地喷射到基板S。
壁衬240能够以可装卸的方式设置到干式蚀刻处理室200的内壁，发挥减少干式蚀刻处理室200的污染的作用。
即，如果因长时间执行干式蚀刻制程而在干式蚀刻处理室200的内部产生污染，则可通过分离壁衬240而进行清洗、或设置崭新的壁衬240来改善干式蚀刻处理室200的内部环境。
气体流量装置270通过流路271而与干式蚀刻处理室200连接，发挥控制在干式蚀刻处理室200的内部空间流动的气体、即处理气体的流量的作用。
在具有如上所述的构成的干式蚀刻处理室200中，从供给线210供给的处理气体流入到上部电极230而通过上部电极230的贯通孔231喷射到基板S，由此对基板S执行干式蚀刻制程。
在此情况下，处理气体被加热而转换成等离子体状态，等离子体具有较强的腐蚀性与侵蚀性。因此，与所述等离子体直接接触的干式蚀刻处理室200的内部面、与设置到干式蚀刻处理室200的内部的下部电极220、下部电极220的静电夹头、下部电极220的挡板、上部电极230、壁衬240等(以下，称为“内部零件”)会因等离子体电弧放电现象等而发生腐蚀及侵蚀等。
因此，优选为干式蚀刻处理室200的内部面、供给线210、下部电极220、下部电极220的静电夹头、下部电极220的挡板、上部电极230、壁衬240中的至少任一部件包括包含表面-非多孔性阳极氧化膜13的金属构件10，由此可解决上述腐蚀及侵蚀等问题。
换句话说，本发明的优选实施例的上述金属构件10在形成表面-非多孔性阳极氧化膜13前，从母材11表面去除在形成表面-非多孔性阳极氧化膜13时成为问题的添加成分，因此可提高耐蚀性、耐电压性及耐等离子体性，并且同时解决以往因孔(pore)引起的释气及产生颗粒的问题。因此，通过将这种金属构件10构成为干式蚀刻处理室200的内部零件，通过干式蚀刻处理室200而制造的成品的收率提高，干式蚀刻处理室200的制程效率提高，维护周期也变长。
另外，在利用干式蚀刻处理室200的干式蚀刻为制造10nm级的基板S的微细制程的情况下，高温加热处理气体而使其转换成高密度等离子体。这种高密度等离子体不仅对干式蚀刻处理室200的内部零件产生影响，而且还对与干式蚀刻处理室200的内部连通的供给线210、排气线250、气体流量装置270及流路271产生影响，因此供给线210、排气线250、气体流量装置270及流路271的杂质掉落而流入到干式蚀刻处理室200的内部，因此引起干式蚀刻处理室200的制造制程的不良率会变高的问题。
因此，优选为供给线210、排气线250、气体流量装置270及流路271中的至少任一部件包括包含表面-非多孔性阳极氧化膜13的金属构件10。
在此情况下，为了防止与干式蚀刻处理室200的内部连通的供给线210的内部面的杂质掉落，优选为在供给线210的内部面形成表面-非多孔性阳极氧化膜13。另外，为了防止与干式蚀刻处理室200的内部连通的排气线250、气体流量装置270及流路271的内部面的杂质掉落，优选为分别在排气线250、气体流量装置270及流路271的内部面形成表面-非多孔性阳极氧化膜13。
如上所述，使与干式蚀刻处理室200的内部连通的零件、即供给线210、排气线250、气体流量装置270及流路271包括包含表面-非多孔性阳极氧化膜13的金属构件10，由此可分别提高供给线210、排气线250、气体流量装置270及流路271的内部面的耐等离子体性，由此可防止杂质因高密度等离子体而掉落。因此，在为了进行干式蚀刻处理室200的微细制程而利用高密度等离子体的情况下，也可防止杂质流入到干式蚀刻处理室200的内部而提高干式蚀刻处理室200的制程效率及可靠性。
如上所述，参照本发明的优选实施例进行了说明，但本技术领域的普通技术人员可在不脱离随附的权利要求书中所记载的本发明的思想及领域的范围内，对本发明进行各种修正或变形而实施。

Claims (3)

1.一种金属构件，其设置到流入处理气体的处理室内、或与所述处理室的内部连通，其中所述金属构件与被加热而转换成具有腐蚀性与侵蚀性的等离子体状态的所述处理气体直接接触，其中所述金属构件包括：
金属母材，由含有铝和添加成分的铝合金制成，其中所述金属母材的上表面包括在平面上的平面区域与在所述平面上不规则地凹陷并形成在所述平面上的多个凹陷区域；以及
由阳极氧化阻障层构成的表面-非多孔性阳极氧化膜，以固定厚度连续地形成在包括所述平面区域与所述多个凹陷区域的所述金属母材的整个上表面上，所述固定厚度为100nm以上且小于1μm，所述阳极氧化阻障层为将所述铝合金进行阳极氧化而形成的阳极氧化铝，
其中所述阳极氧化阻障层在内部没有多孔层，
其中所述多个凹陷区域具有从所述平面向所述金属母材的内部方向凹陷的形状，
所述多个凹陷区域具有通过从所述金属母材的所述上表面去除所述添加成分中的从所述金属母材露出于外部的第一添加成分而成的所述凹陷的形状，所述凹陷区域的表面具有铝而没有所述第一添加成分，
所述表面-非多孔性阳极氧化膜包括设置在所述表面-非多孔性阳极氧化膜的上表面上的凹陷部，所述表面-非多孔性阳极氧化膜的每一个所述凹陷部的形状与所述金属母材的每一个所述凹陷区域的形状对应，
所述表面-非多孔性阳极氧化膜通过以下步骤形成：在硼酸电解液内对所述金属母材流通电流而在所述金属母材的表面形成非多孔性的所述阳极氧化阻障层，之后在固定地保持所述电流的密度的同时增加电压直到达到特定电压前而对所形成的非多孔性的所述阳极氧化阻障层进行阳极氧化，从而在与所述金属母材的界面、所述阳极氧化阻障层的内部和所述阳极氧化阻障层的上表面中无孔的方式下而成长为所述固定厚度。
2.根据权利要求1所述的金属构件，其中所述铝合金为6000系列的铝合金，从所述母材的所述表面去除的所述添加成分包括硅。
3.根据权利要求1所述的金属构件，其中所述铝合金为5000系列的铝合金，从所述母材的所述表面去除的所述添加成分包括镁。
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