JP3074873B2 - 真空装置用表面被覆金属材 - Google Patents

真空装置用表面被覆金属材

Info

Publication number
JP3074873B2
JP3074873B2 JP03323673A JP32367391A JP3074873B2 JP 3074873 B2 JP3074873 B2 JP 3074873B2 JP 03323673 A JP03323673 A JP 03323673A JP 32367391 A JP32367391 A JP 32367391A JP 3074873 B2 JP3074873 B2 JP 3074873B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
metal material
coated metal
corrosion resistance
metal
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP03323673A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH05132789A (ja
Inventor
廣士 佐藤
武典 中山
兼司 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP03323673A priority Critical patent/JP3074873B2/ja
Publication of JPH05132789A publication Critical patent/JPH05132789A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3074873B2 publication Critical patent/JP3074873B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置用の真
空チャンバーやその周辺真空部材あるいはCVD装置の
如く、高真空条件及び腐食性ガス環境下で使用される耐
食性及び脱ガス性に優れた表面被覆金属材に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】たとえば半導体の製造に当たっては、B
3 ,BCl3 ,SiF4 ,SiH2,FOCl3 ,W
6 ,MoF6 等の腐食性ガスや、F2 ,Cl2 ,HC
lの如く極めて反応性の高いガスが使用される。またこ
れらのガスで処理する際には、チャンバー内を超高真空
状態にして残留ガスを完全に除去しておく必要がある。
そのため半導体製造装置用真空チャンバー及びその関連
機器材料としては、様々の腐食性ガスに対する耐食性が
良好であると共に、ガスの吸着が少なく且つ仮に吸着し
たとしても容易に脱ガスできる様なものでなければなら
ず、こうした要件は、半導体製造技術が高度化するにつ
れてますます厳しくなっている。
【0003】ところで現在実用化されている真空チャン
バー用内壁材としては、ガス吸着を抑えると共に脱ガス
性を高めるため、電解研磨等により鏡面仕上げしたステ
ンレス鋼材の表面を耐食性の酸化皮膜で被覆したものが
知られている。ところがこの被覆ステンレス鋼材は耐食
性が不十分であり、前述の様な腐食性ガスによって腐食
劣化を受けるという問題がしばしば経験される。しかも
腐食性・反応性のガスにより表面が腐食されると、基材
内部へそれらのガスが侵入し、その後の脱ガスが極めて
困難になるという問題も生じてくる。またステンレス鋼
材に代わる基材として、該ステンレス鋼材よりも軽量で
比強度の高いAl,Al合金、Ti,Ti合金等を使用
することも試みられているが、これらは上記被覆ステン
レス鋼材以上に腐食を受け易い。
【0004】そこでこの様な腐食及び脱ガス性の問題を
改善するための手段として、前述の如き酸化皮膜の形成
のほか、PVD法やCVD法等によって高耐食性のセラ
ミックス皮膜を施す方法が実施されている。しかしこれ
らのセラミックス皮膜は、皮膜形成法によって多少の違
いはあるものの、いずれも基材まで貫通するピンホール
欠陥を完全に無くすことはできない。そのためセラミッ
クス皮膜自体の耐食性が良好であったとしても、ピンホ
ール欠陥部から侵入した腐食性ガスによって基材の腐食
が進行し、それにつれて脱ガス性も著しく悪化してく
る。こうした現象は、金属基材が不働態を形成し易い溶
液腐食環境下よりも、ガス腐食環境下に進行し易いとさ
れている。
【0005】従来技術に指摘される更に他の問題点とし
て、ステンレス鋼やAl合金の如く熱膨張係数の比較的
大きい基材表面を、熱膨張係数の小さいセラミックス皮
膜で被覆した場合、基材と皮膜の熱膨張係数の差及び両
者の化学的親和性不足により密着性が十分に上がらず、
短期間の使用で皮膜剥離を生じるという問題も指摘され
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の様な事
情に着目してなされたものであって、その目的は、真空
装置用基材表面に、基材に対して優れた密着性を有し且
つ該基材に対する腐食性ガスの侵入を確実に阻止し得る
様な保護皮膜を形成し、それにより耐食性及び脱ガス性
の著しく改善された真空装置用表面被覆金属材を提供し
ようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできた本発明に係る表面被覆金属材の構成は、真空装
置用金属基材の表面を、当該金属基材よりも高耐食性の
金属によって形成される単一または複数の層からなる中
間層と、酸化物,窒化物,炭化物,ほう化物及びふっ化
物よりなる群から選択される少なくとも1種によって形
成される単一または複数の層からなる表面層で被覆した
ものであるところに要旨を有するものである。
【0008】
【作用】上記の様に本発明では、真空装置用金属基材の
表面に、該金属基材よりも優れた耐食性を示す金属より
なる中間層を介して、酸化物,窒化物,炭化物,ほう化
物,ふっ化物よりなる群から選ばれる少なくとも1種の
化合物からなる表面層を形成してなるものであり、該表
面層によって優れた耐食性を確保すると共に、金属基材
の種類に応じて中間層皮膜を構成する金属の種類を選定
することによって被覆層全体としての基材に対する密着
性を高めると共に、表面層に多少のピンホール欠陥等が
存在する場合でも腐食性ガスの侵入を中間層の部分で阻
止し、金属基材が腐食を受けるのを確実に防止すること
ができる。
【0009】本発明において真空装置用金属基材の種類
は特に限定されないが、それ自身耐食性が良好で且つ優
れた強度を有するものとして最も一般的なのはステンレ
ス鋼、Al,Al合金、Ti,Ti合金である。尚これ
らの金属基材は、表面を極力平滑にしてガスの吸着を抑
えると共に脱ガス性を高める意味から、電解研磨等によ
り鏡面仕上げしておくことが望まれる。
【0010】また中間層構成材は、上記の金属基材より
も優れた耐食性を有するものであればその種類は特に限
定されないが、特に好ましいものとしてはZr,Ta,
Nb,W及びMo等の高耐食性金属もしくはそれらの2
種以上を含む合金が挙げられる。またNi,Cr,Mo
およびFeよりなる群から選択される少なくとも1種の
金属をベースとし、30重量%以上の他元素を含むことが
許容される合金も優れた耐食性を有しており、これらも
好ましい中間層構成材として有効である。
【0011】尚これらの中間層構成材は、上記金属基材
の種類に応じてそれよりも高耐食性を有し、且つ該金属
基材と親和性が良好で熱膨張係数の差の小さいものを適
宜選択して使用することが望まれる。またこの中間層は
単層構造であってもよく、あるいは複層構造とすること
により密着性や耐食性を一段と優れたものとすることも
できる。該中間層の形成法にも格別の制限はなく、たと
えば電気めっき、無電解めっき、置換めっき、化学めっ
き等の湿式めっき法、あるいは溶射、PVD,CVD等
の気相めっき法の様な公知の方法を採用することができ
る。
【0012】次に表面層構成材としては、化学的に安定
で優れた耐食性を示す様々の酸化物、窒化物、炭化物、
ほう化物、ふっ化物が挙げられ、これらの中でも特に好
ましいのは、Ti,Zr,Ta,Si,Al,Y,C
r及びBよりなる群から選ばれる1種以上の元素の酸化
物、Ti,Zr,Ta,B,Si及びAlよりなる群
から選ばれる1種以上の元素の窒化物、Ti,V,T
a,B及びSiよりなる群から選ばれる1種以上の元素
の炭化物、Ti,Zr及びTaよりなる群から選ばれ
る1種以上の元素のほう化物、Ti,Zr,Ni,F
e,Ta,Re,Cu,Al,Mn及びAlよりなる群
から選ばれる1種以上の元素のふっ化物である。
【0013】これら〜に示した様な化合物はいずれ
も非常に優れた耐食性を有しており、単体として使用し
得るほか、腐食性ガスの種類によっては2種以上を複合
して耐食性を一段と高めることも勿論可能である。また
該表面層は単層構造であっても勿論かまわないが、必要
により2層以上の複層構造として複数の腐食性ガスに対
する耐食性を更に高めることも有効である。
【0014】尚上記表面被覆層構成材の中でも、より好
ましい組合せは、基材がTiである場合は中間層をNb
及び/またはTaとし、最表層部はAl23 やZrO2
(特に耐食性を高めたいとき)、あるいはBN(特に
脱ガス性を高めたいとき)とするのがよく、また基材が
ステンレス鋼やAlである場合は、最表層として設けら
れるセラミックスと熱膨張率の格差を少なくするため、
中間層としてハステロイCやハステロイB等の如き中間
的な熱膨張率を有する金属材を選択するのがよい。
【0015】該表面層の形成法も特に限定されないが、
一般的なのは溶射法、PVD法、CVD法等の気相めっ
き法である。上記中間層及び表面層の厚さも特に定めな
いが、耐食性や経済性等を総合して最も好ましいのは、
中間層は0.5〜1μm 程度、表面層は0.5 〜1μm 程度
である。
【0016】次に実施例によって本発明を具体的に説明
するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受
けるものではなく、前・後記の趣旨に沿って適当に変更
して実施することはいずれも本発明の技術的範囲に含ま
れるものと考えるべきである。
【0017】
【実施例】真空装置用金属基材としてAl合金板(JIS
A 5052)、Ti板[JIS H 4600(1988)]及びステンレス
鋼板(SUS 304)を使用し、これを電解研磨によって鏡面
仕上げした後、DC/RFマグネトロンスパッタリング
法によって表1に示す構成の中間層及び表面層を形成
し、表面被覆金属板(供試板)を得た。得られた各供試
板について、下記の方法でガス腐食性試験及び脱ガス性
試験を行ない、表1に併記する結果を得た。
【0018】<ガス腐食性試験>各供試板を100 %Cl2
(2kg/cm2)のガス雰囲気下に室温(25℃)で168 時間
放置し、腐食試験前後の重量変化から腐食率を求める。
そしてSUS 304 非処理板のガス腐食率を1としたと
きの相対的腐食量から、次の基準で耐食性を評価した。 ◎:0.2 未満 ○:0.2 〜0.5 △:0.5 〜0.8 ×:0.8 超 <脱ガス性試験>初期条件を揃えるため、各供試板を真
空中450 ℃で1時間ベーキング処理した後、相対湿度70
%の大気中に10分間暴露する。次いで真空チャンバー中
で800 ℃まで加熱し、放出されたガスの種類及び量を四
重極質量分析計によって測定する。そしてSUS 304
非処理板のガス放出量を1としたときの相対的ガス放出
量から、次の基準で脱ガス性を評価した。 ◎:0.2 未満 ○:0.2 〜0.5 △:0.5 〜0.8 ×:0.8 超
【0019】
【表1】
【0020】表1からも明らかである様に、非処理材
( No.15,16,17)は脱ガス性及び耐食性のいず
れも劣悪であり、またこれを耐食性金属(Ta)のみ或
はセラミックス(BN)のみで被覆したもの( No.1
3,14)でも脱ガス性及び耐食性のいずれかが不十分
であるのに対し、本発明の規定要件を満たす2層構造以
上の表面被覆を施したもの( No.1〜12)は、脱ガス
性及び耐食性のいずれにおいても良好な結果が得られて
いる。
【0021】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、真
空装置用金属基材に対して、該金属基材よりも高耐食性
の金属を中間層とし、更にその上に酸化物、窒化物、炭
化物、ほう化物、ふっ化物から選択される表面層を形成
することによって、表面被覆の密着性を高めると共に耐
食性及び脱ガス性を著しく改善することができ、たとえ
ば半導体製造装置の如く、腐食性ガス環境と高真空環境
に繰り返し曝らされる装置・機器に使用した場合でも、
優れた耐久性を示すと共に、吸着ガスの影響を可及的に
抑えることができる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C23C 16/30 C23C 16/30 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 28/00 C23C 14/00 - 14/06 C23C 16/00 - 16/06

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 真空装置用金属基材の表面を、当該金属
    基材よりも高耐食性の金属によって形成される単一また
    は複数の層からなる中間層と、酸化物,窒化物,炭化
    物,ほう化物及びふっ化物よりなる群から選択される少
    なくとも1種によって形成される単一または複数の層か
    らなる表面層で被覆したものであることを特徴とする真
    空装置用表面被覆金属材。
  2. 【請求項2】 中間層を構成する金属が、Zr,Ta,
    Nb,W及びMoよりなる群から選択される金属もしく
    はそれらの2種以上を含む合金、及びNi,Cr,M
    o,Feよりなる群から選択される少なくとも1種の金
    属を70重量%以上含有する合金、から選ばれたものであ
    る請求項1記載の表面被覆金属材。
  3. 【請求項3】 表面層のうち少なくとも1つの層を構成
    する酸化物が、Ti,Zr,Ta,Si,Al,Y,C
    r及びBよりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素
    の酸化物である請求項1または2記載の表面被覆金属
    材。
  4. 【請求項4】 表面層のうち少なくとも1つの層を構成
    する窒化物が、Ti,Zr,Ta,B,Si及びAlよ
    りなる群から選ばれる少なくとも1種の元素の窒化物で
    ある請求項1または2記載の表面被覆金属材。
  5. 【請求項5】 表面層のうち少なくとも1つの層を構成
    する炭化物が、Ti,V,Ta,Si及びBよりなる群
    から選ばれる少なくとも1種の元素の炭化物である請求
    項1または2記載の表面被覆金属材。
  6. 【請求項6】 表面層のうち少なくとも1つの層を構成
    するほう化物が、Ti,Zr及びTaよりなる群から選
    ばれる少なくとも1種の元素のほう化物である請求項1
    または2記載の表面被覆金属材。
  7. 【請求項7】 表面層のうち少なくとも1つの層を構成
    するふっ化物が、Ti,Zr,Ni,Fe,Ta,R
    e,Cu,Al及びMnよりなる群から選ばれる少なく
    とも1種の元素のふっ化物である請求項1または2記載
    の表面被覆金属材。
JP03323673A 1991-11-11 1991-11-11 真空装置用表面被覆金属材 Expired - Lifetime JP3074873B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP03323673A JP3074873B2 (ja) 1991-11-11 1991-11-11 真空装置用表面被覆金属材

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP03323673A JP3074873B2 (ja) 1991-11-11 1991-11-11 真空装置用表面被覆金属材

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05132789A JPH05132789A (ja) 1993-05-28
JP3074873B2 true JP3074873B2 (ja) 2000-08-07

Family

ID=18157336

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP03323673A Expired - Lifetime JP3074873B2 (ja) 1991-11-11 1991-11-11 真空装置用表面被覆金属材

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3074873B2 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6444083B1 (en) * 1999-06-30 2002-09-03 Lam Research Corporation Corrosion resistant component of semiconductor processing equipment and method of manufacturing thereof
JP5000236B2 (ja) * 2006-08-30 2012-08-15 昭和電工株式会社 最表面層がフッ化ニッケル膜である金属材料およびその製造方法
WO2013140668A1 (ja) * 2012-03-22 2013-09-26 トーカロ株式会社 フッ化物溶射皮膜の形成方法およびフッ化物溶射皮膜被覆部材
JP5524993B2 (ja) * 2012-03-22 2014-06-18 トーカロ株式会社 フッ化物溶射皮膜の形成方法およびフッ化物溶射皮膜被覆部材
JP5524992B2 (ja) * 2012-03-22 2014-06-18 トーカロ株式会社 フッ化物溶射皮膜の形成方法およびフッ化物溶射皮膜被覆部材
JPWO2021070529A1 (ja) 2019-10-07 2021-04-15

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05132789A (ja) 1993-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2019522113A5 (ja)
Hübler et al. Plasma and ion-beam-assisted deposition of multilayers for tribological and corrosion protection
US20140349097A1 (en) Enhanced, protected silver coatings on aluminum for optical mirror and method of making same
JP2012132099A (ja) ニオブ基合金の耐熱材料
JP3074873B2 (ja) 真空装置用表面被覆金属材
US3117846A (en) Multi layer difusion coatings and method of applying the same
JPH03232978A (ja) 高温複合材中の強化材のための多層コーティング
JPH08506383A (ja) 拡散バリヤー層
JP3545051B2 (ja) 耐食性に優れたZn−Mg系めっき鋼板及び製造方法
JP3230260B2 (ja) 真空装置用表面被覆金属材
JP3391981B2 (ja) ニトリド含有化合物の多層被覆及びその形成法
JP2023537251A (ja) チャンバ性能を向上させるフッ素コーティング
JP2004269951A (ja) 耐ハロゲンガス皮膜被覆部材およびその製造方法
JPS60258462A (ja) 表面硬化された軟質金属基材
EP0481346B1 (en) Multilayer metal-coated steel sheet
JPH08325707A (ja) 耐剥離性向上セラミックコーティング鋼板剪断用平刃
KR20070105614A (ko) 내산화성이 우수한 고온용 표면 피복용 박막
US4446200A (en) Metallurgical coating system
JP3634460B2 (ja) 耐ハロゲン系ガス腐食性及び耐ハロゲン系プラズマ腐食性に優れたコーティング膜並びに該コーティング膜を施した積層構造体
JPS62151555A (ja) 耐食性皮膜
JP3634461B2 (ja) 耐ハロゲン系ガス腐食性及び耐ハロゲン系プラズマ腐食性に優れたコーティング膜並びに該コーティング膜を施した積層構造体
US20050112289A1 (en) Method for coating internal surface of plasma processing chamber
JP2004315352A (ja) 耐熱性被覆部材
JPH0673530A (ja) 蒸着複層めっき鋼板
JPH06264214A (ja) 被覆非鉄金属部材

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20000509

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080609

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090609

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100609

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100609

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110609

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120609

Year of fee payment: 12

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120609

Year of fee payment: 12