JP2000140622A - 耐食性部材及びその製造方法 - Google Patents
耐食性部材及びその製造方法Info
- Publication number
- JP2000140622A JP2000140622A JP10315000A JP31500098A JP2000140622A JP 2000140622 A JP2000140622 A JP 2000140622A JP 10315000 A JP10315000 A JP 10315000A JP 31500098 A JP31500098 A JP 31500098A JP 2000140622 A JP2000140622 A JP 2000140622A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aluminum
- substrate
- fluoride
- corrosion
- resistant member
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】高い耐腐食性を示すフッ化物表面層を有する耐
食性部材、並びにその製造方法を提供する。 【解決手段】好ましくは、アルミニウム及び窒化アルミ
ニウムの少なくとも一方を含む基体を、フッ化アルミニ
ウム粉末と水とが入った容器中に入れ、その後、この容
器を加熱することによって、前記基体に１００℃以上の
温度で熱処理し、前記基体の表面に、好ましくは、Ａｌ
2 Ｆ3 （ＯＨ）3 などの水酸化フッ化アルミニウム主結
晶相を有するフッ化物層を形成する。
食性部材、並びにその製造方法を提供する。 【解決手段】好ましくは、アルミニウム及び窒化アルミ
ニウムの少なくとも一方を含む基体を、フッ化アルミニ
ウム粉末と水とが入った容器中に入れ、その後、この容
器を加熱することによって、前記基体に１００℃以上の
温度で熱処理し、前記基体の表面に、好ましくは、Ａｌ
2 Ｆ3 （ＯＨ）3 などの水酸化フッ化アルミニウム主結
晶相を有するフッ化物層を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐食性部材及びそ
の製造方法に関し、さらに詳しくは、熱ＣＶＤ装置及び
エッチング装置などの半導体製造装置の部材として好適
に使用することのできる、耐食性部材及びその製造装置
に関する。
の製造方法に関し、さらに詳しくは、熱ＣＶＤ装置及び
エッチング装置などの半導体製造装置の部材として好適
に使用することのできる、耐食性部材及びその製造装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】超ＬＳＩのメモリ容量の拡大に伴って、
微細加工化が益々進み、ケミカルな反応を必要とするプ
ロセスが拡大してきている。特に、スーパークリーン状
態を必要とする半導体製造装置では、デポジション用ガ
ス、エッチング用ガス、及びクリーニング用ガスとし
て、塩素系ガス、及びフッ素系ガスなどのハロゲン系腐
食性ガスが使用されている。例えば、熱ＣＶＤ装置など
の半導体製造装置においては、デポジション後にＣｌＦ
3 、ＮＦ3 、ＣＦ4 、ＨＦ、及びＨＣｌなどのハロゲン
系腐食性ガスからなる半導体クリーニングガスを用いて
いる。また、デポジションの段階でも、ＷＦ 6 、ＳｉＨ
2 Ｃｌ2 などのハロゲン系腐食性ガスを成膜用ガスとし
て使用している。
微細加工化が益々進み、ケミカルな反応を必要とするプ
ロセスが拡大してきている。特に、スーパークリーン状
態を必要とする半導体製造装置では、デポジション用ガ
ス、エッチング用ガス、及びクリーニング用ガスとし
て、塩素系ガス、及びフッ素系ガスなどのハロゲン系腐
食性ガスが使用されている。例えば、熱ＣＶＤ装置など
の半導体製造装置においては、デポジション後にＣｌＦ
3 、ＮＦ3 、ＣＦ4 、ＨＦ、及びＨＣｌなどのハロゲン
系腐食性ガスからなる半導体クリーニングガスを用いて
いる。また、デポジションの段階でも、ＷＦ 6 、ＳｉＨ
2 Ｃｌ2 などのハロゲン系腐食性ガスを成膜用ガスとし
て使用している。
【０００３】半導体製造装置を構成している部材は、例
えば、アノーダイズド処理したアルミニウムや窒化アル
ミニウムなどから構成されている。しかしながら、アノ
ーダイズド処理したアルミニウムは、表面酸化膜が３０
０℃程度の温度で収縮し、クラックを生じることから、
高温で上記のようなハロゲン系腐食性ガスに晒されて接
触すると、そのクラック部分から下地のアルミニウムが
腐食され、その腐食された部分の表面酸化膜が前記部材
から剥離してパーティクルとなる。また、窒化アルミニ
ウムの場合でも、近年、エッチング速度などを増加させ
る目的で、上記ＮＦ3 などの特に腐食性の高いガスを使
用する傾向にあるため、前記同様に高温でこれらのガス
に晒されるとその表面が腐食され、パーティクルが発生
するという問題がある。このパーティクルが、上記のよ
うな半導体製造装置上に設置された基板上に堆積する
と、絶縁不良や導通不良の現象が生じて、半導体不良の
原因となる。
えば、アノーダイズド処理したアルミニウムや窒化アル
ミニウムなどから構成されている。しかしながら、アノ
ーダイズド処理したアルミニウムは、表面酸化膜が３０
０℃程度の温度で収縮し、クラックを生じることから、
高温で上記のようなハロゲン系腐食性ガスに晒されて接
触すると、そのクラック部分から下地のアルミニウムが
腐食され、その腐食された部分の表面酸化膜が前記部材
から剥離してパーティクルとなる。また、窒化アルミニ
ウムの場合でも、近年、エッチング速度などを増加させ
る目的で、上記ＮＦ3 などの特に腐食性の高いガスを使
用する傾向にあるため、前記同様に高温でこれらのガス
に晒されるとその表面が腐食され、パーティクルが発生
するという問題がある。このパーティクルが、上記のよ
うな半導体製造装置上に設置された基板上に堆積する
と、絶縁不良や導通不良の現象が生じて、半導体不良の
原因となる。
【０００４】一方、これらハロゲン系腐食性ガスに対し
て、フッ化物が高い耐腐食性を有することが見いださ
れ、これらフッ化物で前記部材の表面を被覆する試みが
なされている。特公平２−３９５８６号公報には、アル
ミニウム又はアルミニウム合金からなる部材を、ジクロ
ロジフルオロメタンなどの炭化水素の塩素及びフッ素置
換化合物雰囲気中で熱処理することにより、前記部材の
表面にＡｌＦ3 を主成分に含むフッ化物層を形成するこ
とが開示されている。また、日本化学会誌（１９８２
年、（８）、１３０５〜１３１３頁）には、アルミニウ
ムなどの部材を液体フッ化水素中に浸漬させ、陽分極フ
ッ素化法あるいはフッ素ガスによる直接フッ素化法によ
って、前記部材の表面にＡｌＦ3 を主成分に含むフッ化
物層を形成することが開示されている
て、フッ化物が高い耐腐食性を有することが見いださ
れ、これらフッ化物で前記部材の表面を被覆する試みが
なされている。特公平２−３９５８６号公報には、アル
ミニウム又はアルミニウム合金からなる部材を、ジクロ
ロジフルオロメタンなどの炭化水素の塩素及びフッ素置
換化合物雰囲気中で熱処理することにより、前記部材の
表面にＡｌＦ3 を主成分に含むフッ化物層を形成するこ
とが開示されている。また、日本化学会誌（１９８２
年、（８）、１３０５〜１３１３頁）には、アルミニウ
ムなどの部材を液体フッ化水素中に浸漬させ、陽分極フ
ッ素化法あるいはフッ素ガスによる直接フッ素化法によ
って、前記部材の表面にＡｌＦ3 を主成分に含むフッ化
物層を形成することが開示されている
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公平
２−３９５８６号公報に記載された方法には、極めて腐
食性の高いＨＦあるいはＦ2 などのガスが発生すること
から、大掛かりな防害、除害設備が必要となり、コスト
高になるという問題がある。また、陽分極フッ素化法
は、皮膜の組成がフッ化水素溶液の濃度や印加電圧によ
って大きく変化することから、安定した膜質のものが得
られにくく、さらに大面積の部材においては、皮膜の膜
厚及び膜質が不均一になるという問題があった。さら
に、直接フッ素化法は、腐食性ガスであるフッ素ガスを
用いることから、上記同様に、大掛かりな防毒、除害設
備が必要となり、コスト高を生じるという問題がある。
２−３９５８６号公報に記載された方法には、極めて腐
食性の高いＨＦあるいはＦ2 などのガスが発生すること
から、大掛かりな防害、除害設備が必要となり、コスト
高になるという問題がある。また、陽分極フッ素化法
は、皮膜の組成がフッ化水素溶液の濃度や印加電圧によ
って大きく変化することから、安定した膜質のものが得
られにくく、さらに大面積の部材においては、皮膜の膜
厚及び膜質が不均一になるという問題があった。さら
に、直接フッ素化法は、腐食性ガスであるフッ素ガスを
用いることから、上記同様に、大掛かりな防毒、除害設
備が必要となり、コスト高を生じるという問題がある。
【０００６】本発明は、高い耐腐食性を示すフッ化物表
面層を有する耐食性部材、並びにその製造方法を提供す
ることを目的とする。
面層を有する耐食性部材、並びにその製造方法を提供す
ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、基体の表面
に、主結晶相が水酸化フッ化アルミニウムからなるフッ
化物層を有することを特徴とする、耐食性部材である。
に、主結晶相が水酸化フッ化アルミニウムからなるフッ
化物層を有することを特徴とする、耐食性部材である。
【０００８】また、本発明は、基体をフッ化アルミニウ
ム粉末と水とを入れた所定の容器中に設置し、この容器
を加熱することによって、前記基体に温度１００℃以上
の熱処理を施し、前記基体の表面にフッ化物層を形成す
ることを特徴とする、耐食性部材の製造方法である。
ム粉末と水とを入れた所定の容器中に設置し、この容器
を加熱することによって、前記基体に温度１００℃以上
の熱処理を施し、前記基体の表面にフッ化物層を形成す
ることを特徴とする、耐食性部材の製造方法である。
【０００９】本発明者らは、半導体製造装置などを構成
する部材のハロゲン系腐食性ガスに対する耐腐食性を向
上させるために、新たな材料及びその製造方法を見いだ
すべく鋭意検討した。その結果、上記したように、水を
入れた容器中にフッ化アルミニウムを沈殿させ、さら
に、この容器中にアルミニウムあるいは窒化アルミニウ
ムを含有する基体を入れて所定の温度にまで加熱し、一
定時間熱処理を施すと、その表面に主結晶相がＡｌ2 Ｆ
3 （ＯＨ）3 などの水酸化フッ化アルミニウムからなる
フッ化物層が形成され、さらにこのフッ化物層が前記ハ
ロゲン系腐食性ガスに対して高い耐腐食性を有すること
を見いだし、本発明をするに至ったものである。
する部材のハロゲン系腐食性ガスに対する耐腐食性を向
上させるために、新たな材料及びその製造方法を見いだ
すべく鋭意検討した。その結果、上記したように、水を
入れた容器中にフッ化アルミニウムを沈殿させ、さら
に、この容器中にアルミニウムあるいは窒化アルミニウ
ムを含有する基体を入れて所定の温度にまで加熱し、一
定時間熱処理を施すと、その表面に主結晶相がＡｌ2 Ｆ
3 （ＯＨ）3 などの水酸化フッ化アルミニウムからなる
フッ化物層が形成され、さらにこのフッ化物層が前記ハ
ロゲン系腐食性ガスに対して高い耐腐食性を有すること
を見いだし、本発明をするに至ったものである。
【００１０】したがって、主結晶相がＡｌ2 Ｆ3 （Ｏ
Ｈ）3 などの水酸化フッ化アルミニウムからなるフッ化
物層を表面に有する本発明の耐食性部材は、ハロゲン系
腐食性ガスに対して高い耐腐食性を示す。また、本発明
の耐食性部材は、上述したように極めて簡易に製造する
ことができるため、複雑な製造設備を必要とせず、コス
ト高の問題を生じることもない。さらには、このように
して得られるフッ化物層の組成や膜質などは、熱処理温
度や熱処理時間に対してさほど敏感ではないため、安定
した膜厚及び膜質のフッ化物層を得ることできる。
Ｈ）3 などの水酸化フッ化アルミニウムからなるフッ化
物層を表面に有する本発明の耐食性部材は、ハロゲン系
腐食性ガスに対して高い耐腐食性を示す。また、本発明
の耐食性部材は、上述したように極めて簡易に製造する
ことができるため、複雑な製造設備を必要とせず、コス
ト高の問題を生じることもない。さらには、このように
して得られるフッ化物層の組成や膜質などは、熱処理温
度や熱処理時間に対してさほど敏感ではないため、安定
した膜厚及び膜質のフッ化物層を得ることできる。
【００１１】図１は、アルミニウム基体に、本発明の製
造方法を実施して得られた耐食性部材表面のＸ線回折パ
ターンを示す図である。図１に示すＸ線回折パターンか
らは、基体を構成するアルミニウム結晶からのピークの
他に、ＡｌＦ3 結晶からのピーク、及びＡｌ2 Ｆ3 （Ｏ
Ｈ）3 結晶と推定される結晶ピークが観察される。すな
わち、本発明の製造方法によって前記基体の表面にフッ
化物層が形成されていることが分かる。また、ＡｌＦ3
結晶からのピークとＡｌ2 Ｆ3 （ＯＨ）3 結晶と推定さ
れる結晶からのピークとを比較すると、後者のＡｌ2 Ｆ
3 （ＯＨ）3 結晶からのピークが圧倒的に大きいことが
分かる。
造方法を実施して得られた耐食性部材表面のＸ線回折パ
ターンを示す図である。図１に示すＸ線回折パターンか
らは、基体を構成するアルミニウム結晶からのピークの
他に、ＡｌＦ3 結晶からのピーク、及びＡｌ2 Ｆ3 （Ｏ
Ｈ）3 結晶と推定される結晶ピークが観察される。すな
わち、本発明の製造方法によって前記基体の表面にフッ
化物層が形成されていることが分かる。また、ＡｌＦ3
結晶からのピークとＡｌ2 Ｆ3 （ＯＨ）3 結晶と推定さ
れる結晶からのピークとを比較すると、後者のＡｌ2 Ｆ
3 （ＯＨ）3 結晶からのピークが圧倒的に大きいことが
分かる。
【００１２】したがって、本発明の製造方法によって得
られた耐食性部材の表面には、Ａｌ2 Ｆ3 （ＯＨ）3 な
どの水酸化フッ化アルミニウムを主結晶相とするフッ化
物層が形成されていることが分かる。すなわち、本発明
の極めて簡易かつ安定な製造方法を採用することによ
り、ハロゲン系腐食性ガスに対する耐腐食性に優れた部
材を製造できることが分かる。
られた耐食性部材の表面には、Ａｌ2 Ｆ3 （ＯＨ）3 な
どの水酸化フッ化アルミニウムを主結晶相とするフッ化
物層が形成されていることが分かる。すなわち、本発明
の極めて簡易かつ安定な製造方法を採用することによ
り、ハロゲン系腐食性ガスに対する耐腐食性に優れた部
材を製造できることが分かる。
【００１３】上記のような製造方法によって、基体表面
に主結晶相がＡｌ2 Ｆ3（ＯＨ）3 などの水酸化フッ化
アルミニウムからなるフッ化物層が形成されるメカニズ
ムは以下のように推察される。フッ化アルミニウムを含
んだ水が加熱されると、このフッ化アルミニウムの前記
加熱された水（以下、熱水と略す場合がある）中への溶
解度が増す。したがって、上記のような熱処理によって
一定時間加熱されると、その温度における飽和溶解度近
くまで、熱水中のＡｌ3+イオン、及びＦ- イオンが増加
する。一方、アルミニウムなどを含有した基体は、容器
中で加圧された熱水と反応して、表面からＡｌ3+イオン
が溶出し、表面が非常に活性な状態となっている。
に主結晶相がＡｌ2 Ｆ3（ＯＨ）3 などの水酸化フッ化
アルミニウムからなるフッ化物層が形成されるメカニズ
ムは以下のように推察される。フッ化アルミニウムを含
んだ水が加熱されると、このフッ化アルミニウムの前記
加熱された水（以下、熱水と略す場合がある）中への溶
解度が増す。したがって、上記のような熱処理によって
一定時間加熱されると、その温度における飽和溶解度近
くまで、熱水中のＡｌ3+イオン、及びＦ- イオンが増加
する。一方、アルミニウムなどを含有した基体は、容器
中で加圧された熱水と反応して、表面からＡｌ3+イオン
が溶出し、表面が非常に活性な状態となっている。
【００１４】熱処理が終了して冷却過程に入ると、溶解
しきれなくなったＡｌ3+イオン及びＦ- イオンが、水中
のＯＨ- イオンと下式（１）に示すような反応式に基づ
いて反応し、前記基体の活性な表面にＡｌ2 Ｆ3 （Ｏ
Ｈ）3 の結晶核を形成する。その後、冷却が進行するに
つれて、前記溶解しきれなくなったＡｌ3+イオン及びＦ
- イオンから生成したＡｌ2 Ｆ3 （ＯＨ）3 が、前記結
晶核を中心として次々と析出するため、最終的に、Ａｌ
2 Ｆ3 （ＯＨ）3 主結晶相を有するフッ化物層が前記基
体の表面に形成されるものである。 ２Ａｌ3+＋３ＯＨ- ＋３Ｆ- →Ａｌ2 Ｆ3 （ＯＨ）3 ↓ （１） なお、本発明でいう水酸化フッ化アルミニウムは、上記
のＡｌ2 Ｆ3 （ＯＨ） 3 の他に、ＡｌＦ1.65（ＯＨ）
1.35・ｘＨ2 Ｏ、Ａｌ2 Ｆ3.24（ＯＨ）2.76・Ｈ 2 Ｏ、
及びＡｌ（Ｆ，ＯＨ）3 ・０．３７５Ｈ2 Ｏなどの水和
物をも含んだ総称である。
しきれなくなったＡｌ3+イオン及びＦ- イオンが、水中
のＯＨ- イオンと下式（１）に示すような反応式に基づ
いて反応し、前記基体の活性な表面にＡｌ2 Ｆ3 （Ｏ
Ｈ）3 の結晶核を形成する。その後、冷却が進行するに
つれて、前記溶解しきれなくなったＡｌ3+イオン及びＦ
- イオンから生成したＡｌ2 Ｆ3 （ＯＨ）3 が、前記結
晶核を中心として次々と析出するため、最終的に、Ａｌ
2 Ｆ3 （ＯＨ）3 主結晶相を有するフッ化物層が前記基
体の表面に形成されるものである。 ２Ａｌ3+＋３ＯＨ- ＋３Ｆ- →Ａｌ2 Ｆ3 （ＯＨ）3 ↓ （１） なお、本発明でいう水酸化フッ化アルミニウムは、上記
のＡｌ2 Ｆ3 （ＯＨ） 3 の他に、ＡｌＦ1.65（ＯＨ）
1.35・ｘＨ2 Ｏ、Ａｌ2 Ｆ3.24（ＯＨ）2.76・Ｈ 2 Ｏ、
及びＡｌ（Ｆ，ＯＨ）3 ・０．３７５Ｈ2 Ｏなどの水和
物をも含んだ総称である。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態に基づい
て、本発明を詳細に説明する。本発明の耐食性部材にお
ける基体表面のフッ化物層は、Ａｌ2 Ｆ3 （ＯＨ）3な
どの水酸化フッ化アルミニウムからなる主結晶相を有す
ることが必要である。前記フッ化物層がかかる結晶相を
有しないと、層自体が安定した膜質を有しなくなる。そ
の結果、フッ化物層の耐腐食性が劣化し、前記基体の表
面にハロゲン系腐食性ガスに対する耐腐食性を付与する
ことができない。
て、本発明を詳細に説明する。本発明の耐食性部材にお
ける基体表面のフッ化物層は、Ａｌ2 Ｆ3 （ＯＨ）3な
どの水酸化フッ化アルミニウムからなる主結晶相を有す
ることが必要である。前記フッ化物層がかかる結晶相を
有しないと、層自体が安定した膜質を有しなくなる。そ
の結果、フッ化物層の耐腐食性が劣化し、前記基体の表
面にハロゲン系腐食性ガスに対する耐腐食性を付与する
ことができない。
【００１６】また、前記基体は、アルミニウム又は窒化
アルミニウムの少なくとも一方を含有していることが好
ましい。これによって、前記のように推察される作用で
述べたように、熱処理中における基体表面の活性が向上
し、本発明のフッ化物層を比較的短時間で厚く形成する
ことができる。しかしながら、上記以外のアルミナやム
ライトなどからなる基体を用いた場合においても、本発
明の製造方法によって、基体表面にフッ化物層、さらに
は、主結晶相がＡｌ2 Ｆ3 （ＯＨ）3 などの水酸化フッ
化アルミニウムからなるフッ化物層を形成することがで
きる。
アルミニウムの少なくとも一方を含有していることが好
ましい。これによって、前記のように推察される作用で
述べたように、熱処理中における基体表面の活性が向上
し、本発明のフッ化物層を比較的短時間で厚く形成する
ことができる。しかしながら、上記以外のアルミナやム
ライトなどからなる基体を用いた場合においても、本発
明の製造方法によって、基体表面にフッ化物層、さらに
は、主結晶相がＡｌ2 Ｆ3 （ＯＨ）3 などの水酸化フッ
化アルミニウムからなるフッ化物層を形成することがで
きる。
【００１７】本発明の耐食性部材は、上述したように、
好ましくはアルミニウム又は窒化アルミニウムを含有し
た基体を、フッ化アルミニウム粉末と水とが入った容器
中において熱処理することが必要である。これによっ
て、上述したような作用により、基体の表面にフッ化物
層が形成される。フッ化アルミニウム粉末としては市販
のものを使用することができ、その平均粒径は一般に１
〜１００μｍである。
好ましくはアルミニウム又は窒化アルミニウムを含有し
た基体を、フッ化アルミニウム粉末と水とが入った容器
中において熱処理することが必要である。これによっ
て、上述したような作用により、基体の表面にフッ化物
層が形成される。フッ化アルミニウム粉末としては市販
のものを使用することができ、その平均粒径は一般に１
〜１００μｍである。
【００１８】発明における熱処理温度は、その下限が１
００℃であることが必要であり、好ましくは１５０℃、
さらに好ましくは２００℃である。熱処理温度の下限が
１００℃未満であると、上述の作用における、熱水中へ
のＡｌ3+イオン及びＦ- イオンの溶解量が不足すると推
察され、その結果、基体の表面にフッ化物層を形成する
ことができない。また、熱処理温度の上限は特に限定さ
れるものではないが、温度が高いほど高耐圧の容器が必
要となることから３００℃以下であることが好ましく、
さらには２００℃以下であることが好ましい。
００℃であることが必要であり、好ましくは１５０℃、
さらに好ましくは２００℃である。熱処理温度の下限が
１００℃未満であると、上述の作用における、熱水中へ
のＡｌ3+イオン及びＦ- イオンの溶解量が不足すると推
察され、その結果、基体の表面にフッ化物層を形成する
ことができない。また、熱処理温度の上限は特に限定さ
れるものではないが、温度が高いほど高耐圧の容器が必
要となることから３００℃以下であることが好ましく、
さらには２００℃以下であることが好ましい。
【００１９】さらに、本発明の熱処理時間は、水に対す
るフッ化アルミニウム粉末の量や熱処理温度、さらには
形成するフッ化物層の厚さに依存して変化するが、通常
は５〜４０時間の間で行う。
るフッ化アルミニウム粉末の量や熱処理温度、さらには
形成するフッ化物層の厚さに依存して変化するが、通常
は５〜４０時間の間で行う。
【００２０】水に対するフッ化アルミニウム粉末の量
は、本発明の製造方法にしたがってフッ化物層を形成す
ることができれば、特に限定されるものではないが、上
記のような熱処理温度において、基体表面に比較的短時
間でフッ化物層を形成するためには、水１００ｃｃに対
して、フッ化アルミニウム粉末が１〜５ｇであることが
好ましい。
は、本発明の製造方法にしたがってフッ化物層を形成す
ることができれば、特に限定されるものではないが、上
記のような熱処理温度において、基体表面に比較的短時
間でフッ化物層を形成するためには、水１００ｃｃに対
して、フッ化アルミニウム粉末が１〜５ｇであることが
好ましい。
【００２１】前記容器としては、ステンレス容器やテフ
ロン製分解容器など市販のものを使用することができ、
熱処理に使用するヒータについても市販のものを使用す
ることができる。ただし、上記容器は、液温を１００℃
以上にする必要があるために密閉型であることが必要で
ある。
ロン製分解容器など市販のものを使用することができ、
熱処理に使用するヒータについても市販のものを使用す
ることができる。ただし、上記容器は、液温を１００℃
以上にする必要があるために密閉型であることが必要で
ある。
【００２２】本発明においては、上記のように、フッ化
アルミニウム粉末と水とを入れた容器中で基体に対して
熱処理を施した後、大気中において、さらに熱処理を施
すこともできる。このように大気中で再度の熱処理を施
すことにより、基体の表面に形成されたフッ化物層中の
水分を取り除くことができるとともに、結晶性の高いフ
ッ化物層を得ることができ、フッ化物自体の耐腐食性を
さらに向上させることができる。
アルミニウム粉末と水とを入れた容器中で基体に対して
熱処理を施した後、大気中において、さらに熱処理を施
すこともできる。このように大気中で再度の熱処理を施
すことにより、基体の表面に形成されたフッ化物層中の
水分を取り除くことができるとともに、結晶性の高いフ
ッ化物層を得ることができ、フッ化物自体の耐腐食性を
さらに向上させることができる。
【００２３】例えば、上述したような熱処理によって、
表面に主結晶相がＡｌ2Ｆ3 （ＯＨ）3 などの水酸化フ
ッ化アルミニウムからなるフッ化物層が形成された基体
に対して、大気中において熱処理を施した場合、下記式
（２）に示すような反応によってフッ化物層中の水分が
取り除かれる。さらに、この場合においては、Ａｌ2
（ＯＨ）3 Ｆ3 主結晶相からＡｌＦ3 が生成している
が、このＡｌＦ3 は高い結晶性を示すとともに、密着性
が高いという性質を有するため、前記のようなハロゲン
系腐食性ガスに対し、極めて高い耐腐食性を示す。 ２Ａｌ2 Ｆ3 （ＯＨ）3 →２ＡｌＦ3 ＋Ａｌ2 Ｏ3 ＋３Ｈ2 Ｏ↑ （２）
表面に主結晶相がＡｌ2Ｆ3 （ＯＨ）3 などの水酸化フ
ッ化アルミニウムからなるフッ化物層が形成された基体
に対して、大気中において熱処理を施した場合、下記式
（２）に示すような反応によってフッ化物層中の水分が
取り除かれる。さらに、この場合においては、Ａｌ2
（ＯＨ）3 Ｆ3 主結晶相からＡｌＦ3 が生成している
が、このＡｌＦ3 は高い結晶性を示すとともに、密着性
が高いという性質を有するため、前記のようなハロゲン
系腐食性ガスに対し、極めて高い耐腐食性を示す。 ２Ａｌ2 Ｆ3 （ＯＨ）3 →２ＡｌＦ3 ＋Ａｌ2 Ｏ3 ＋３Ｈ2 Ｏ↑ （２）
【００２４】大気中における熱処理の温度は、上記のよ
うな効果を発現させるべく、その下限が４００℃である
ことが必要であり、好ましくは５００℃、さらには、ア
ルミニウムの融点が６６０℃であることから、６００℃
以下であることが好ましい。
うな効果を発現させるべく、その下限が４００℃である
ことが必要であり、好ましくは５００℃、さらには、ア
ルミニウムの融点が６６０℃であることから、６００℃
以下であることが好ましい。
【００２５】大気中における熱処理時間は、上記熱処理
温度、並びに所望するフッ化物層の結晶度、さらには取
り除く水分量等によって変化するが、一般には１〜５時
間の間で行う。この大気中で行う熱処理も上記同様に市
販のヒータなどを用いて行うことができる。
温度、並びに所望するフッ化物層の結晶度、さらには取
り除く水分量等によって変化するが、一般には１〜５時
間の間で行う。この大気中で行う熱処理も上記同様に市
販のヒータなどを用いて行うことができる。
【００２６】
【実施例】以下、本発明の耐食性部材及びその製造方法
を具体的に説明する。 実施例１ ８０ｃｃのテフロン製分解容器中に平均粒径５μｍのフ
ッ化アルミニウム粉末０．２ｇと純水２０ｃｃを入れ、
フッ化アルミニウム粉末を前記テフロン容器の底に沈殿
させた。次いで、基体とフッ化アルミニウム粉末とが直
接接触しないように、前記フッ化アルミニウム粉末上に
テフロンメッシュを入れた後、このテフロンメッシュ上
に直径２０ｍｍ、厚さ２ｍｍアルミニウム板を載置し
た。次いで、このテフロン製分解容器を密閉した後、乾
燥機に入れて熱処理を実施した。熱処理は２００℃で１
０時間行い、その後、室温放置によって内部温度が３０
℃以下になるまで冷却した。
を具体的に説明する。 実施例１ ８０ｃｃのテフロン製分解容器中に平均粒径５μｍのフ
ッ化アルミニウム粉末０．２ｇと純水２０ｃｃを入れ、
フッ化アルミニウム粉末を前記テフロン容器の底に沈殿
させた。次いで、基体とフッ化アルミニウム粉末とが直
接接触しないように、前記フッ化アルミニウム粉末上に
テフロンメッシュを入れた後、このテフロンメッシュ上
に直径２０ｍｍ、厚さ２ｍｍアルミニウム板を載置し
た。次いで、このテフロン製分解容器を密閉した後、乾
燥機に入れて熱処理を実施した。熱処理は２００℃で１
０時間行い、その後、室温放置によって内部温度が３０
℃以下になるまで冷却した。
【００２７】その後、前記アルミニウム板を取り出し
て、表面の状態をＸ線及びＳＥＭによって調べた。図１
に示すＸ線回折パターンからは、アルミニウム結晶ピー
クと、Ａｌ2 Ｆ3（ＯＨ）3 結晶と推定される結晶ピー
クと、ＡｌＦ3 結晶ピークとが観測される。すなわち、
アルミニウム基体に起因したアルミニウム結晶ピークの
他に、Ａｌ 2 Ｆ3 （ＯＨ）3 結晶ピークと、ＡｌＦ3 結
晶ピークとが観測されることから、前記アルミニウム基
体の表面には、これらの結晶相を有するフッ化物層が形
成されていることが分かる。
て、表面の状態をＸ線及びＳＥＭによって調べた。図１
に示すＸ線回折パターンからは、アルミニウム結晶ピー
クと、Ａｌ2 Ｆ3（ＯＨ）3 結晶と推定される結晶ピー
クと、ＡｌＦ3 結晶ピークとが観測される。すなわち、
アルミニウム基体に起因したアルミニウム結晶ピークの
他に、Ａｌ 2 Ｆ3 （ＯＨ）3 結晶ピークと、ＡｌＦ3 結
晶ピークとが観測されることから、前記アルミニウム基
体の表面には、これらの結晶相を有するフッ化物層が形
成されていることが分かる。
【００２８】さらに、Ａｌ2 Ｆ3 （ＯＨ）3 結晶ピーク
とＡｌＦ3 結晶ピークとを比較した場合、前者の結晶ピ
ークの方が極めて高い状態にあることから、本実施例に
よって得れらた部材の表面に形成されたフッ化物層は、
Ａｌ2 Ｆ3 （ＯＨ）3 と推定される水酸化フッ化アルミ
ニウム主結晶相を有することが分かる。また、図３に示
すＳＥＭ写真からは、アルミニウム基体の表面に、大き
さ１０μｍ程度の矩形状の粒子が堆積していることが分
かる。図１に示すＸ線回折パターンと併せて考えると、
これらの粒子は、フッ化物層を構成するフッ化物粒子で
あることが分かる。
とＡｌＦ3 結晶ピークとを比較した場合、前者の結晶ピ
ークの方が極めて高い状態にあることから、本実施例に
よって得れらた部材の表面に形成されたフッ化物層は、
Ａｌ2 Ｆ3 （ＯＨ）3 と推定される水酸化フッ化アルミ
ニウム主結晶相を有することが分かる。また、図３に示
すＳＥＭ写真からは、アルミニウム基体の表面に、大き
さ１０μｍ程度の矩形状の粒子が堆積していることが分
かる。図１に示すＸ線回折パターンと併せて考えると、
これらの粒子は、フッ化物層を構成するフッ化物粒子で
あることが分かる。
【００２９】実施例２ アルミニウム板の代わりに窒化アルミニウム板を用い、
熱処理温度を１８０℃、熱処理時間を３０時間とした以
外は実施例１と同様にして実施した。その後、前記窒化
アルミニウム板を取り出して、実施例１と同様にして、
表面の状態をＸ線及びＳＥＭによって調べた。その結
果、図１及び３と同様の結果が得られた。
熱処理温度を１８０℃、熱処理時間を３０時間とした以
外は実施例１と同様にして実施した。その後、前記窒化
アルミニウム板を取り出して、実施例１と同様にして、
表面の状態をＸ線及びＳＥＭによって調べた。その結
果、図１及び３と同様の結果が得られた。
【００３０】比較例１ 熱処理温度を６０℃にした以外は、実施例１と同様にし
て実施した。上記実施例同様に、熱処理後のアルミニウ
ム基体をＸ線及びＳＥＭによって観察したところ、フッ
化物に起因したピークは観測されないとともに、アルミ
ニウム基体上において堆積物も観測されなかった。
て実施した。上記実施例同様に、熱処理後のアルミニウ
ム基体をＸ線及びＳＥＭによって観察したところ、フッ
化物に起因したピークは観測されないとともに、アルミ
ニウム基体上において堆積物も観測されなかった。
【００３１】比較例２ フッ化アルミニウム粉末の代わりにフッ化カルシウム粉
末を用いた以外は、実施例１と同様にして実施した。熱
処理後のアルミニウム基体をＸ線及びＳＥＭによって観
察したところ、フッ化物に起因したピークは観測されな
いとともに、アルミニウム基体上において堆積物も観測
されなかった。
末を用いた以外は、実施例１と同様にして実施した。熱
処理後のアルミニウム基体をＸ線及びＳＥＭによって観
察したところ、フッ化物に起因したピークは観測されな
いとともに、アルミニウム基体上において堆積物も観測
されなかった。
【００３２】実施例３ 熱処理温度を１８０℃、熱処理時間を１５時間として以
外は、実施例１と同様にして熱処理を実施し、その後、
アルミニウム基体を大気中に取り出すとともに、このア
ルミニウム基体をアルミナ板に載置した後に、電気炉に
設置し、大気中、５００℃で２時間の熱処理を実施し
た。その後、自然放置して温度が３０℃以下になったと
ころで、電気炉から取り出した。
外は、実施例１と同様にして熱処理を実施し、その後、
アルミニウム基体を大気中に取り出すとともに、このア
ルミニウム基体をアルミナ板に載置した後に、電気炉に
設置し、大気中、５００℃で２時間の熱処理を実施し
た。その後、自然放置して温度が３０℃以下になったと
ころで、電気炉から取り出した。
【００３３】このアルミニウム基体の表面にＸ線を照射
して、基体表面の状態を調べたところ、図２に示すよう
なＸ線回折ピークが得られた。図２に示すＸ線回折パタ
ーンからは、アルミニウム結晶からのピークと、ＡｌＦ
3 結晶からのピークが観測される。アルミニウム基体に
基づくアルミニウム結晶の他に、ＡｌＦ3 結晶ピークが
観測されることから、アルミニウム基体の表面にはＡｌ
Ｆ3 結晶相を有するフッ化物層が形成されていることが
分かる。また、図１に見られるＡｌ2 Ｆ3 （ＯＨ）3 結
晶ピークがほとんど存在しないことから、この結晶は上
述した（２）に示す反応にしたがって、ほとんど総てＡ
ｌＦ3 結晶に変化したことが分かる。
して、基体表面の状態を調べたところ、図２に示すよう
なＸ線回折ピークが得られた。図２に示すＸ線回折パタ
ーンからは、アルミニウム結晶からのピークと、ＡｌＦ
3 結晶からのピークが観測される。アルミニウム基体に
基づくアルミニウム結晶の他に、ＡｌＦ3 結晶ピークが
観測されることから、アルミニウム基体の表面にはＡｌ
Ｆ3 結晶相を有するフッ化物層が形成されていることが
分かる。また、図１に見られるＡｌ2 Ｆ3 （ＯＨ）3 結
晶ピークがほとんど存在しないことから、この結晶は上
述した（２）に示す反応にしたがって、ほとんど総てＡ
ｌＦ3 結晶に変化したことが分かる。
【００３４】実施例４〜６及び比較例３、４ 以上実施例１〜３、比較例１及び２によって得られた部
材に対して腐食性試験を実施した。なお、実施例４〜
６、及び比較例３、４は、それぞれ順に実施例１〜３及
び比較例１、２に対応している。腐食性ガスは、１３．
５６ＭＨｚ、１ｋＷのＩＣＰで、温度３００℃、ガス流
量３００ｓｃｃｍ、圧力０．１ＴｏｒｒのＣｌ2 ガスを
励起した励起ガスを用いた。この励起ガス中に前記部材
を５時間保持し、試験前後の重量変化によって耐腐食性
を評価した。結果を表１に示す。
材に対して腐食性試験を実施した。なお、実施例４〜
６、及び比較例３、４は、それぞれ順に実施例１〜３及
び比較例１、２に対応している。腐食性ガスは、１３．
５６ＭＨｚ、１ｋＷのＩＣＰで、温度３００℃、ガス流
量３００ｓｃｃｍ、圧力０．１ＴｏｒｒのＣｌ2 ガスを
励起した励起ガスを用いた。この励起ガス中に前記部材
を５時間保持し、試験前後の重量変化によって耐腐食性
を評価した。結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】
【００３６】表１から分かるように、本発明の製造方法
にしたがって、基体表面にフッ化物層を形成してなる部
材は、腐食性試験前後の重量変化が小さく、Ｃｌ 2 ガス
などのハロゲン系腐食性ガスに対する耐腐食性の高いこ
とが分かる。一方、本発明の製造方法と異なって製造し
た、基体表面にフッ化物層を有しない部材の場合は、腐
食性試験前後の重量変化が大きく、Ｃｌ2 ガスなどのハ
ロゲン系腐食性ガスに対する耐腐食性の低いことが分か
る。
にしたがって、基体表面にフッ化物層を形成してなる部
材は、腐食性試験前後の重量変化が小さく、Ｃｌ 2 ガス
などのハロゲン系腐食性ガスに対する耐腐食性の高いこ
とが分かる。一方、本発明の製造方法と異なって製造し
た、基体表面にフッ化物層を有しない部材の場合は、腐
食性試験前後の重量変化が大きく、Ｃｌ2 ガスなどのハ
ロゲン系腐食性ガスに対する耐腐食性の低いことが分か
る。
【００３７】以上、実施例において具体的な例を挙げる
とともに、発明の実施に形態に基づいて本発明を詳細に
説明したが、本発明は上記内容に限定されるものではな
く、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいて、あらゆる
変形や変更が可能である。
とともに、発明の実施に形態に基づいて本発明を詳細に
説明したが、本発明は上記内容に限定されるものではな
く、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいて、あらゆる
変形や変更が可能である。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の耐食性部
材及びその製造方法によれば、極めて簡易かつ安定な方
法で、ハロゲン系腐食性ガスに対する耐腐食性に優れた
フッ化物層、特に、Ａｌ2 Ｆ3 （ＯＨ）3 などの水酸化
フッ化アルミニウム主結晶相を有する、極めて腐食性の
高いフッ化物層を表面に有する耐食性部材を形成するこ
とができる。また、本発明の製造方法の簡易かつ安定な
特質から、耐食性に優れた部材を低コストで、大規模に
製造することができる。
材及びその製造方法によれば、極めて簡易かつ安定な方
法で、ハロゲン系腐食性ガスに対する耐腐食性に優れた
フッ化物層、特に、Ａｌ2 Ｆ3 （ＯＨ）3 などの水酸化
フッ化アルミニウム主結晶相を有する、極めて腐食性の
高いフッ化物層を表面に有する耐食性部材を形成するこ
とができる。また、本発明の製造方法の簡易かつ安定な
特質から、耐食性に優れた部材を低コストで、大規模に
製造することができる。
【図１】本発明の耐食性部材表面のＸ線回折パターンを
示す図である。
示す図である。
【図２】本発明の他の耐食性部材表面のＸ線回折パター
ンを示す図である。
ンを示す図である。
【図３】本発明の耐食性部材表面のＳＥＭ写真である。
Claims (8)
- 【請求項１】基体の表面に、主結晶相が水酸化フッ化ア
ルミニウムからなるフッ化物層を有することを特徴とす
る、耐食性部材。 - 【請求項２】前記基体は、アルミニウム及び窒化アルミ
ニウムの少なくとも一方を含有することを特徴とする、
請求項１に記載の耐食性部材。 - 【請求項３】基体をフッ化アルミニウム粉末と水とを入
れた所定の容器中に設置し、この容器を加熱することに
よって、前記基体に温度１００℃以上の熱処理を施し、
前記基体の表面にフッ化物層を形成することを特徴とす
る、耐食性部材の製造方法。 - 【請求項４】前記基体は、アルミニウム及び窒化アルミ
ニウムの少なくとも一方を含有することを特徴とする、
請求項３に記載の耐食性部材の製造方法。 - 【請求項５】前記フッ化物層は、水酸化フッ化アルミニ
ウムからなる主結晶相を有することを特徴とする、請求
項３又は４に記載の耐食性部材の製造方法。 - 【請求項６】基体をフッ化アルミニウム粉末と水とを入
れた所定の容器中に設置し、この容器を加熱することに
よって、前記基体に温度１００℃以上の熱処理を施した
後、前記基体を大気中に取り出し、前記基体に大気中で
温度４００℃以上の熱処理を施して、前記基体の表面に
フッ化物層を形成することを特徴とする、耐食性部材の
製造方法。 - 【請求項７】前記基体は、アルミニウム及び窒化アルミ
ニウムの少なくとも一方を含有することを特徴とする、
請求項６に記載の耐食性部材の製造方法。 - 【請求項８】前記フッ化物層は、ＡｌＦ3 からなる主結
晶相を有することを特徴とする、請求項６又は７に記載
の耐食性部材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10315000A JP2000140622A (ja) | 1998-11-05 | 1998-11-05 | 耐食性部材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10315000A JP2000140622A (ja) | 1998-11-05 | 1998-11-05 | 耐食性部材及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000140622A true JP2000140622A (ja) | 2000-05-23 |
Family
ID=18060214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10315000A Withdrawn JP2000140622A (ja) | 1998-11-05 | 1998-11-05 | 耐食性部材及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000140622A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002029801A (ja) * | 2000-06-21 | 2002-01-29 | Sika Ag | 硫酸塩およびアルカリを含有しない凝結および硬化促進剤 |
| JP2002080250A (ja) * | 2000-06-21 | 2002-03-19 | Sika Ag | アルカリを含有しない凝結及び硬化促進剤 |
-
1998
- 1998-11-05 JP JP10315000A patent/JP2000140622A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002029801A (ja) * | 2000-06-21 | 2002-01-29 | Sika Ag | 硫酸塩およびアルカリを含有しない凝結および硬化促進剤 |
| JP2002080250A (ja) * | 2000-06-21 | 2002-03-19 | Sika Ag | アルカリを含有しない凝結及び硬化促進剤 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3362113B2 (ja) | 耐蝕性部材、ウエハー設置部材および耐蝕性部材の製造方法 | |
| CN100575311C (zh) | 纯化碳化硅结构的方法 | |
| US20100062243A1 (en) | Method for treating semiconductor processing components and components formed thereby | |
| JP2009256800A (ja) | 半導体プロセス装置用の耐腐食性アルミニウム物品 | |
| JP2000200779A (ja) | エッチング方法，化学気相成長装置，化学気相成長装置のクリ―ニング方法，及び化学気相成長装置用の石英部材 | |
| JP6927646B2 (ja) | 半導体反応器及び半導体反応器用金属母材のコーティング層形成方法 | |
| US8058174B2 (en) | Method for treating semiconductor processing components and components formed thereby | |
| JP2000160343A (ja) | 耐食性ＣＶＤ―ＳｉＣ及び耐食性ＣＶＤ―ＳｉＣ被覆材 | |
| EP1026281B1 (en) | Method of producing anti-corrosion member and anti-corrosion member | |
| CN106835066A (zh) | 一种金属表面石墨烯钝化处理防腐涂层的方法 | |
| JP2000140622A (ja) | 耐食性部材及びその製造方法 | |
| JPH11335842A (ja) | Ｃｖｄ装置及びその装置のクリ−ニング方法 | |
| CN108431934A (zh) | 半导体处理设备的耐腐蚀性涂层 | |
| JPH1067554A (ja) | 耐食性セラミック部材 | |
| JP2000212769A (ja) | 耐食性部材及びその製造方法 | |
| JP3929140B2 (ja) | 耐蝕性部材およびその製造方法 | |
| TW202231899A (zh) | 塗佈抗腐蝕金屬氟化物的製品、其製備方法及使用方法 | |
| JP4312357B2 (ja) | 金属アルミニウム含有基体の窒化処理方法 | |
| TW202124734A (zh) | 耐蝕性構件 | |
| JP2000008152A (ja) | デルタアルミナ被覆鋼およびその製造方法 | |
| JPH1067584A (ja) | 反応容器 | |
| JPH04333570A (ja) | Ｈｆガスによる窒化珪素のクリーニング方法 | |
| JP3078671B2 (ja) | 耐蝕性部材、その使用方法およびその製造方法 | |
| JPH03215656A (ja) | フッ化不働態膜が形成されたステンレス鋼、その製造方法並びにそのステンレスを用いた装置 | |
| TWI839387B (zh) | 蝕刻金屬氧化物及保護腔室元件 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060110 |