JP3871560B2 - 皮膜形成処理用アルミニウム合金、ならびに耐食性に優れたアルミニウム合金材およびその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばＰＣＤ装置、ＰＶＤ装置、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）製造装置、半導体製造装置等の装置材料として好適に使用され、皮膜形成処理によって優れた耐食性が得られるアルミニウム合金、ならびに耐食性に優れたアルミニウム合金材およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上述の各種装置を構成するチャンバー、サセプター、バッキングプレート等の部材材料として、アルミニウム合金、特にＡｌ−Ｍｇ系のＪＩＳ ５０５２アルミニウム合金やＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系のＪＩＳ ６０６１アルミニウム合金からなる展伸材や鋳物材が使用されることが多い。また、これらの製造装置は高温で使用される上にシラン（ＳｉＨ4）やフッ素系または塩素系のハロゲンガス等の腐食性ガス雰囲気で使用されるため、各部材に陽極酸化処理を施して表面に硬質の陽極酸化皮膜を形成し、耐食性を向上させている。
【０００３】
しかし、このような表面処理をしても使用環境や使用頻度によっては早期に表面劣化が起こり、表面処理の更新が必要であった。特に、ＣＶＤ、ＰＶＤ処理装置では、使用温度が室温から約４００℃までの広範囲にわたり、しかも繰り返し熱応力が加わるため、母材と陽極酸化皮膜との熱変形能の違いにより割れが生じることがある。また長期使用の間には、顕著な損傷はなくてもワークを処理する際に装置表面に接触して陽極酸化皮膜が摩耗することもある。
【０００４】
そこで、半導体等の製造装置材料として、例えば特開平１１−４３７３４号公報においてＭｎ、Ｃｕ、Ｆｅを添加したアルミニウム合金が提案されている。このアルミニウム合金は、重金属を添加することで熱的に安定な金属間化合物を生成させるとともに、熱サイクルが加わったときに緩衝効果を果たす二重構造の陽極酸化皮膜を生成させることによって、熱サイクルおよび腐食環境下における耐食性向上を図ったものである。
【０００５】
また、特開平８−９２６８４号公報においてフッ化処理用Ａｌ−Ｍｇ系合金が提案されている。このアルミニウム合金は、フッ化処理により形成されるフッ化不働態膜によって耐食性向上を図ったものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の特開平１１−４３７３４号公報記載のアルミニウム合金は、陽極酸化皮膜の欠陥から、母材中のＡｌ−Ｆｅ系等の金属間化合物が腐食性ガスと反応して放出されたり、あるいは陽極酸化皮膜中の金属間化合物が僅かずつ蒸発または析出により放出されるという問題があった。このようなアルミニウム合金を、例えば半導体等の絶縁膜の成膜装置に使用すると、処理チャンバー内が放出された金属間化合物で汚染され、ひいては生成される絶縁膜が金属間化合物で汚染されて膜質が低下するという問題があった。
【０００７】
また、特開平８−９２６８４号公報記載のアルミニウム合金についても、形成されたフッ化不働態膜による耐食性が不十分であり、さらなる耐食性の向上が求められている。
【０００８】
この発明は、上述の技術背景に鑑み、高温熱サイクル、腐食雰囲気下において強度および耐食性に優れた皮膜形成処理用アルミニウム合金、ならびに耐食性に優れたアルミニウム合金材およびその製造方法の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、この発明の皮膜形成処理用アルミニウム合金は、フッ化処理による単独皮膜、Ｎｉ−Ｐメッキ処理とフッ化処理による複合皮膜、陽極酸化処理とフッ化処理による複合皮膜のいずれかの耐食性皮膜を形成する処理を施すアルミニウム合金であって、Ｍｇ：２．０〜５．０質量％を含有し、さらにＴｉ：０．０２〜０．１質量％、Ｂ：０．００７〜０．１質量％のうちの少なくとも１種を含有し、不純物としてのＳｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、ＺｎおよびＮｉの各含有量がそれぞれ０．１質量％以下に規制され、残部がＡｌおよび他の不純物からなることを基本要旨とする。
【００１０】
前記皮膜形成処理用アルミニウム合金において、Ｍｇ含有量は２．５〜４．５質量％、Ｔｉ含有量は０．０３〜０．０７質量％、Ｂ含有量は０．０１〜０．０５質量％が好ましく、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、ＺｎおよびＮｉの各含有量はそれぞれ０．０５質量％以下に規制されていることが好ましい。
【００１１】
また、前記皮膜形成処理用アルミニウム合金は、ＣＶＤ装置、ＰＶＤ装置、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）製造装置、半導体製造装置のいずれかにおける、チャンバー、サセプター、バッキングプレートのいずれかの材料として用いられるアルミニウム合金として好適に使用される。
【００１２】
この発明の耐食性に優れたアルミニウム合金材は、Ｍｇ：２．０〜５．０質量％を含有し、さらにＴｉ：０．０２〜０．１質量％、Ｂ：０．００７〜０．１質量％のうちの少なくとも１種を含有し、不純物としてのＳｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、ＺｎおよびＮｉの各含有量がそれぞれ０．１質量％以下に規制され、残部がＡｌおよび他の不純物からなるアルミニウム合金母材の表面に、フッ化処離による単独理皮膜、Ｎｉ−Ｐメッキ処理とフッ化処理による複合皮膜、陽極酸化処理とフッ化処理による複合皮膜のいずれかの耐食性皮膜が形成されてなることを基本要旨とする。
【００１３】
また、前記アルミニウム合金母材におけるＭｇ含有量は２．５〜４．５質量％、Ｔｉ含有量は０．０３〜０．０７質量％、Ｂ含有量は０．０１〜０．０５質量％が好ましく、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、ＺｎおよびＮｉの各含有量はそれぞれ０．０５質量％以下に規制されていることが好ましい。
【００１４】
また、前記耐食性に優れたアルミニウム合金材は、ＣＶＤ装置、ＰＶＤ装置、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）製造装置、半導体製造装置のいずれかにおける、チャンバー、サセプター、バッキングプレートのいずれかの材料として好適に使用される。
【００１５】
この発明の耐食性に優れたアルミニウム合金材の製造方法は、Ｍｇ：２．０〜５．０質量％を含有し、さらにＴｉ：０．０２〜０．１質量％、Ｂ：０．００７〜０．１質量％のうちの少なくとも１種を含有し、不純物としてのＳｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、ＺｎおよびＮｉの各含有量がそれぞれ０．１質量％以下に規制され、残部がＡｌおよび他の不純物からなるアルミニウム合金母材の表面に、フッ化処理による単独皮膜、Ｎｉ−Ｐメッキ処理とフッ化処理による複合皮膜、陽極酸化処理とフッ化処理による複合皮膜のいずれかの耐食性皮膜形成処理を施すことを基本要旨とする。
【００１６】
また、前記耐食性に優れたアルミニウム合金材は、ＣＶＤ装置、ＰＶＤ装置、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）製造装置、半導体製造装置における、チャンバー、サセプター、バッ キングプレートのいずれかの材料として用いられるアルミニウム合金材として好適に使用される。
【００１７】
この発明の皮膜形成処理用アルミニウム合金、および耐食性に優れたアルミニウム合金材のアルミニウム合金母材の化学組成において、各元素の添加意義および規制意義は次のとおりである。
【００１８】
Ｍｇは合金強度を向上させる元素である。Ｍｇ含有量が２．０質量％未満では強度向上効果に乏しく、５．０質量％を超えると加工性が低下するため、Ｍｇ含有量は２．０〜５．０質量％とする。さらに、Ｍｇには、フッ化処理を施した場合にフッ素とともにフッ化不働態膜を形成させ、また機械加工性を向上させる効果がある。好ましいＭｇ含有量は２．５〜４．５質量％である。
【００１９】
ＴｉおよびＢは、結晶粒の微細化、合金の強度向上および熱膨張係数の低下に効果のある元素である。結晶粒の微細化によって表面処理性が向上し、母材と皮膜との密着性が高まるとともに皮膜が均質となって、皮膜形成による耐食性が助長される。また、合金強度が向上すると、熱処理時および機械加工時の歪みが低減される。さらに、熱膨張係数が低下すると皮膜の密着性がさらに向上し、熱歪みに対する劣化が抑制される。これらの効果はＴｉまたはＢの少なくとも一方の含有によって得られるが、両方の添加により顕著な効果を得ることができる。Ｔｉ含有量が０．０２質量％未満、あるいはＢ含有量が０．００７質量％未満では前記効果に乏しく、Ｔｉ含有量あるいはＢ含有量が０．１質量％を超えると合金の溶解温度が上がって添加が困難となる。好ましいＴｉ含有量は０．０３〜０．０７質量％であり、好ましいＢ含有量は０．０１〜０．０５質量％である。
【００２０】
また、不純物としての重金属Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、ＺｎおよびＮｉが多量に含有されていると、母材および皮膜中のＡｌ−Ｆｅ系金属間化合物の生成量が増し、皮膜欠陥から、金属間化合物が蒸発または析出により放出され、あるいはハロゲンガス等の腐食性ガスと反応して金属組織から脱落して放出される。重金属単体でも放出される。また、重金属含有量および金属間化合物量が増えると皮膜の欠陥が増大し、重金属および金属間化合物が放出され易くなる。そして、このアルミニウム合金またはアルミニウム合金材が、例えばＣＶＤ装置用材料、ＰＶＤ装置用材料、ＬＣＤ製造装置用材料、半導体製造装置のいずれかにおける、チャンバー、サセプター、バッキングプレートのいずれかの材料として用いられる場合には、放出された重金属および金属間化合物が処理または製造されるＬＣＤ、半導体等を汚染して製品品質を劣化させる。さらに、強度向上および加工性向上のために上記範囲のＭｇを添加するためには、金属間化合物を生成させる不純物としての重金属を規制する必要がある。このため、前記各重金属元素はそれぞれ０．１質量％以下に規制して、金属間化合物の生成量を抑制するとともに皮膜欠陥を減少させる必要がある。これらの重金属元素の好ましい含有量はそれぞれ０．０５質量％以下である。
【００２１】
この発明の耐食性に優れたアルミニウム合金材は、上述した組成のアルミニウム合金母材の表面に、フッ化処理による単独皮膜、Ｎｉ−Ｐメッキ処理とフッ化処理による複合皮膜、陽極酸化処理とフッ化処理による複合皮膜のいずれかの耐食性皮膜が形成されている。前記皮膜は、上述したように母材合金の組成制御によって欠陥の少ない皮膜に形成されているため、高温熱サイクル、腐食環境下においても重金属および金属間化合物が放出されにくく、優れた耐食性、特にガス耐食性を有し、ひいては合金材としての耐食性が優れている。また、長時間の使用劣化によって皮膜が割れたり摩耗して母材が露出した場合でも、母材中の重金属含有量そのものが規制されているために放出量も少なく、半導体等への汚染による悪影響も少ない。
【００２２】
前記耐食性皮膜としては、フッ化処理皮膜の単独皮膜、あるいはＮｉ−Ｐメッキ処理とフッ化処理による複合皮膜、または陽極酸化処理とフッ化処理による複合皮膜を例示でき、いずれも上述した優れた耐食性が得られる。これらのうち、単独皮膜は皮膜形成処理が容易である点で推奨でき、複合皮膜は異種皮膜の複合化により耐食性を相乗的に向上しうる点で推奨できる。
【００２３】
なお、このような皮膜によって優れたガス耐食性を有する合金材は、水に対しても優れた耐食性を示す。
【００２４】
前記耐食性に優れたアルミニウム合金材の製造方法においては、所要形状に加工した母材に対して耐食性皮膜形成処理を施す。各耐食性皮膜形成処理は常法に従って行えば良く、条件は限定されない。
【００２５】
陽極酸化処理は、硫酸浴、蓚酸浴等により処理する。例えばアルミニウム合金材を半導体等製造装置材料として使用する場合であれば、液組成：１０％Ｈ2ＳＯ4、液温０+/-２℃、電流密度：ＤＣ２〜４．５Ａ／ｄｍ2、電圧：２３〜１２０Ｖ、処理時間：６０分の条件で処理すると、約５０μｍの硬質陽極酸化皮膜を形成することができる。
【００２６】
フッ化処理は、加熱下でフッ素ガスまたはフッ化物ガスをアルミニウム合金母材の表面に接触させるか、あるいは液体フッ化物を接触させる方法等を例示でき、フッ化不働態皮膜を形成することができる。
【００２７】
Ｎｉ−Ｐメッキ処理とフッ化処理による複合皮膜を形成する場合は、例えば次亜りん酸塩を還元剤とした硫酸ニッケル浴を用いてＮｉ−Ｐメッキ処理を施してメッキ皮膜を形成した後、上述したフッ化処理を施す。これにより、Ｎｉ−Ｐメッキ皮膜とフッ化不働態皮膜との複合皮膜が形成される。
【００２８】
また、陽極酸化処理とフッ化処理による複合皮膜を形成する場合は、上述した陽極酸化処理を施して陽極酸化皮膜を形成した後、上述したフッ化処理を施す。これにより、陽極酸化皮膜とフッ化不働態皮膜との複合皮膜が形成される。
【００２９】
また、いずれの場合も、皮膜形成処理の前処理として脱脂洗浄、エッチング、表面研磨等、後処理としての洗浄、乾燥、加熱等は適宜行う。
【００３０】
所要形状への加工も常法に従えば良く限定されないが、半導体等製造装置材料として高温熱サイクル、腐食環境下で使用する場合は、切削、研削時および接合時の残留応力を除去するために、それぞれの加工後に３５０〜３８０℃で熱処理することが好ましい。
【００３１】
また、この発明のアルミニウム合金および合金材は、高温、腐食ガス雰囲気に曝されるあらゆる部材に適した合金および合金材であり、特にＣＶＤ装置用、ＰＶＤ装置用、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）製造装置用、半導体製造装置用のアルミニウム合金材料として好適に使用される。
【００３２】
【実施例】
後掲の表１に示す各組成のアルミニウム合金について、常法に従ってＤＣ鋳造した鋳塊を４５０〜６００℃で均質化処理し、その後熱間圧延および冷間圧延を施して厚さ４mmのアルミニウム合金板を製作した。
【００３３】
５０mm×５０mmに切断した各アルミニウム合金板に対し、下記条件で皮膜を形成した。
（硫酸陽極酸化皮膜の形成）
浴組成：１５％Ｈ2ＳＯ4、浴温：２５℃、電圧：２０Ｖ、処理時間：２０分で陽極酸化処理を行い、膜厚：２０μｍの皮膜を形成した。
（蓚酸陽極酸化皮膜の形成）
浴組成：４％（ＣＯＯＨ）2・２Ｈ2Ｏ、浴温：２５℃、電圧：３０Ｖ、処理時間：３０分で陽極酸化処理を行い、膜厚：１５μｍの皮膜を形成した。
（フッ化処理皮膜の形成）
前処理として化学研磨を行った後、２０％フッ素ガス（Ｆ2）＋８０％Ｎ2を導入したチャンバー内で、２６０℃×２４時間保持し、膜厚２μｍのフッ化不働態皮膜を形成した。
（Ｎｉ−Ｐメッキ処理とフッ化処理の複合皮膜の形成）
次亜りん酸塩を還元剤とした硫酸ニッケル浴中で、無電解Ｎｉ−Ｐメッキを行い１５μｍのメッキ皮膜を形成した後、２０％フッ素ガス（Ｆ2）＋８０％Ｎ2を導入したチャンバー内で２６０℃×２４時間保持し、Ｎｉ−Ｐメッキ皮膜とフッ化不働態皮膜との複合皮膜を形成した。この複合皮膜の膜厚は３μｍであった。
（陽極酸化処理とフッ化処理の複合皮膜の形成）
上述の方法で２０μｍの硫酸陽極酸化皮膜を形成した後、２０％フッ素ガス（Ｆ2）＋８０％Ｎ2を導入したチャンバー内で２６０℃×２４時間保持し、硫酸陽極酸化皮膜とフッ化不働態皮膜との複合皮膜を形成した。この複合皮膜の膜厚は３μｍであった。
【００３４】
そして、各皮膜を形成したアルミニウム合金板に対し、下記の方法によりガス耐食性試験および強度試験を行った。
〔ガス耐食性試験〕
前記アルミニウム合金板を、半導体製造工程における絶縁膜の成膜装置の処理チャンバー内に投入し、半導体絶縁膜の絶縁不良が発生するまでの時間を計測した。試験に使用したシリコンウエーハは直径２００mm、厚さ７００μｍ、チャンバー寸法は幅４００mm×奥行き４００mm×高さ２００mmであり、絶縁膜の成膜はプラズマＣＶＤ（４００℃、腐食性ガス：ＳｉＨ4−Ｎ2Ｏ、プラズマ励起雰囲気）により行った。
【００３５】
前記絶縁膜の成膜試験において、絶縁不良は、アルミニウム合金中に不純物として含有される重金属またはこの重金属によって形成された金属間化合物が絶縁膜を汚染し、ＳｉまたはＳｉＯ2への拡散係数が大となったためであると推測される。従って、絶縁不良までの時間、換言すれば成膜可能時間が長いほどアルミニウム合金母材または各皮膜からの重金属および金属間化合物の放出量が少ないと評価することができる。評価結果を表１に示す。
【００３６】
なお、参考例６，９の同一組成のアルミニウム合金において、硫酸陽極酸化皮膜よりも蓚酸陽極酸化皮膜の成膜可能時間が長いのは、蓚酸陽極酸化皮膜の耐熱性によるものと推測される。
【００３７】
また、複合皮膜を形成した２種類のアルミニウム合金板（実施例１１，１２））が、陽極酸化処理皮膜またはフッ化処理皮膜の単独皮膜（実施例１〜１０）よりも成膜可能時間が長いのは異種皮膜の複合化によりガス耐食性が相乗的に向上したことによると考えられる。
〔強度試験〕
ガス耐食性試験と同サンプルを用い、ＪＩＳ Ｚ２２０１に基づいて引張試験を行い、強度を比較した。評価結果を表１に示す。
【００３８】
【表１】
【００３９】
表１の結果より、重金属の含有量を規制したアルミニウム合金、および各耐食性皮膜を形成したアルミニウム合金板は、高温、腐食雰囲気下における絶縁膜の成膜可能時間が長く、母材または各皮膜からの重金属および金属間化合物の放出量が少ないことを裏付けている。また、重金属含有量の規制により、金属化合物の生成量が少ないことに加え、欠陥の少ない皮膜が形成されて、重金属や金属間化合物が放出されにくいことも成膜可能時間延長に寄与していると推測される。さらに所定量のＭｇ、Ｔｉ、Ｂを含有することで優れた強度が得られる。
【００４０】
これらの結果より、各実施例の皮膜形成処理用アルミニウム合金および皮膜を形成したアルミニウム合金板は、強度、耐食性が優れており、ＣＶＤ装置用材料、ＰＶＤ装置用材料、ＬＣＤ製造装置用材料、半導体製造装置用材料として好適である。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の皮膜形成処理用アルミニウム合金は、フッ化処理による単独皮膜、Ｎｉ−Ｐメッキ処理とフッ化処理による複合皮膜、陽極酸化処理とフッ化処理による複合皮膜のいずれかの耐食性皮膜を形成する処理を施すアルミニウム合金であって、Ｍｇ：２．０〜５．０質量％を含有し、さらにＴｉ：０．０２〜０．１質量％、Ｂ：０．００７〜０．１質量％のうちの少なくとも１種を含有し、不純物としてのＳｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、ＺｎおよびＮｉの各含有量がそれぞれ０．１質量％以下に規制され、残部がＡｌおよび他の不純物からなるから、母材および形成される皮膜中の重金属含有量、およびこれらの重金属によって形成される金属間化合物量が少ない。また、これらの量が少ないことによって、欠陥の少ない皮膜を生成させることができて耐食性が優れ、高温熱サイクル、腐食環境下においても、皮膜欠陥からの重金属および金属間化合物の放出量が少ない。さらに、Ｍｇの含有により優れた強度が得られ、Ｔｉ、Ｂの含有により優れた表面処理性、皮膜密着性、強度、低い熱膨張係数が得られ、これらによる加工歪みの低減、皮膜密着性のさらなる向上、熱歪みに対する劣化抑制といった効果が得られる。
【００４２】
前記皮膜形成処理用アルミニウム合金において、Ｍｇ含有量が２．５〜４．５質量％である場合は特に優れた強度が得られる。Ｔｉ含有量が０．０３〜０．０７質量％、またはＢ含有量が０．０１〜０．０５質量％である場合には、特に優れた表面処理性、皮膜密着性、強度、低い熱膨張係数が得られ、これらによる加工歪みの低減、皮膜密着性のさらなる向上、熱歪みに対する劣化抑制といった効果も顕著となる。
【００４３】
Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、ＺｎおよびＮｉの各含有量がそれぞれ０．０５質量％以下に規制されている場合には、特にこれらの重金属含有量および金属間化合物の少ない皮膜を形成することができる。
【００４４】
また、この発明の耐食性に優れたアルミニウム合金材は、母材が上述の化学組成であり、重金属含有量およびこれらの重金属によって形成される金属間化合物量が少ない。このため、表面に形成されている耐食性皮膜は欠陥の少ない耐食性に優れたものとなり、高温熱サイクル、腐食環境下においても、皮膜欠陥からの重金属および金属間化合物の放出量が少ない。また、Ｍｇの含有によって母材強度が優れ、Ｔｉ、Ｂの含有によって表面処理性、皮膜密着性、強度、低い熱膨張係数が得られ、これらによる加工歪みの低減、皮膜密着性のさらなる向上、熱歪みに対する劣化抑制といった効果が得られ、ひいては皮膜形成による耐食性を助長する。
【００４５】
従って、高温熱サイクル、腐食環境下で使用されるＣＶＤ装置、ＰＶＤ装置、ＬＣＤ製造装置、半導体製造装置における、チャンバー、サセプター、バッキングプレートのいずれかの材料として、この発明の皮膜形成処理用アルミニウム合金または耐食性に優れたアルミニウム合金材を使用することにより、これらの装置で処理または製造される製品への重金属および金属間化合物の汚染を抑制し、製品品質を向上させることができる。さらに、長時間の使用劣化によって耐食性皮膜が割れたり摩耗して母材が露出した場合でも、重金属含有量そのものが規制されているから放出量も少なく、製品への汚染による悪影響も少ない。
【００４６】
特に、前記耐食性皮膜が、フッ化処理皮膜の単独皮膜である場合は皮膜形成処理が容易である。また、前記耐食性皮膜が、Ｎｉ−Ｐメッキ処理とフッ化処理による複合皮膜、または陽極酸化処理とフッ化処理による複合皮膜である場合には、異種皮膜の複合化によって特に優れた耐食性が得られる。
【００４７】
また、この発明の耐食性に優れたアルミニウム合金材の製造方法は、上述の組成の合金母材に対して各皮膜形成処理を施すものであり、この発明の耐食性に優れたアルミニウム合金材を製造することができる。
【００４８】
特に、前記耐食性皮膜形成処理が、フッ化処理の単独処理である場合は皮膜形成処理が容易である。また、前記耐食性皮膜形成処理が、Ｎｉ−Ｐメッキ処理とフッ化処理による複合処理、または陽極酸化処理とフッ化処理による複合処理である場合には、異種皮膜の複合皮膜が形成されるため特に優れた耐食性が得られる。
【００４９】
また、この発明のアルミニウム合金および合金材は耐食性に優れているから、高温、腐食ガス雰囲気に曝されるあらゆる部材材料に適している。特にこのような環境で使用されるＣＶＤ装置用、ＰＶＤ装置用、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）製造装置用、半導体製造装置いずれかにおける、チャンバー、サセプター、バッキングプレートのいずれかのアルミニウム合金材料として適し、優れた耐食性を有するこれらの装置を構成することができる。
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばＰＣＤ装置、ＰＶＤ装置、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）製造装置、半導体製造装置等の装置材料として好適に使用され、皮膜形成処理によって優れた耐食性が得られるアルミニウム合金、ならびに耐食性に優れたアルミニウム合金材およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上述の各種装置を構成するチャンバー、サセプター、バッキングプレート等の部材材料として、アルミニウム合金、特にＡｌ−Ｍｇ系のＪＩＳ ５０５２アルミニウム合金やＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系のＪＩＳ ６０６１アルミニウム合金からなる展伸材や鋳物材が使用されることが多い。また、これらの製造装置は高温で使用される上にシラン（ＳｉＨ4）やフッ素系または塩素系のハロゲンガス等の腐食性ガス雰囲気で使用されるため、各部材に陽極酸化処理を施して表面に硬質の陽極酸化皮膜を形成し、耐食性を向上させている。
【０００３】
しかし、このような表面処理をしても使用環境や使用頻度によっては早期に表面劣化が起こり、表面処理の更新が必要であった。特に、ＣＶＤ、ＰＶＤ処理装置では、使用温度が室温から約４００℃までの広範囲にわたり、しかも繰り返し熱応力が加わるため、母材と陽極酸化皮膜との熱変形能の違いにより割れが生じることがある。また長期使用の間には、顕著な損傷はなくてもワークを処理する際に装置表面に接触して陽極酸化皮膜が摩耗することもある。
【０００４】
そこで、半導体等の製造装置材料として、例えば特開平１１−４３７３４号公報においてＭｎ、Ｃｕ、Ｆｅを添加したアルミニウム合金が提案されている。このアルミニウム合金は、重金属を添加することで熱的に安定な金属間化合物を生成させるとともに、熱サイクルが加わったときに緩衝効果を果たす二重構造の陽極酸化皮膜を生成させることによって、熱サイクルおよび腐食環境下における耐食性向上を図ったものである。
【０００５】
また、特開平８−９２６８４号公報においてフッ化処理用Ａｌ−Ｍｇ系合金が提案されている。このアルミニウム合金は、フッ化処理により形成されるフッ化不働態膜によって耐食性向上を図ったものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の特開平１１−４３７３４号公報記載のアルミニウム合金は、陽極酸化皮膜の欠陥から、母材中のＡｌ−Ｆｅ系等の金属間化合物が腐食性ガスと反応して放出されたり、あるいは陽極酸化皮膜中の金属間化合物が僅かずつ蒸発または析出により放出されるという問題があった。このようなアルミニウム合金を、例えば半導体等の絶縁膜の成膜装置に使用すると、処理チャンバー内が放出された金属間化合物で汚染され、ひいては生成される絶縁膜が金属間化合物で汚染されて膜質が低下するという問題があった。
【０００７】
また、特開平８−９２６８４号公報記載のアルミニウム合金についても、形成されたフッ化不働態膜による耐食性が不十分であり、さらなる耐食性の向上が求められている。
【０００８】
この発明は、上述の技術背景に鑑み、高温熱サイクル、腐食雰囲気下において強度および耐食性に優れた皮膜形成処理用アルミニウム合金、ならびに耐食性に優れたアルミニウム合金材およびその製造方法の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、この発明の皮膜形成処理用アルミニウム合金は、フッ化処理による単独皮膜、Ｎｉ−Ｐメッキ処理とフッ化処理による複合皮膜、陽極酸化処理とフッ化処理による複合皮膜のいずれかの耐食性皮膜を形成する処理を施すアルミニウム合金であって、Ｍｇ：２．０〜５．０質量％を含有し、さらにＴｉ：０．０２〜０．１質量％、Ｂ：０．００７〜０．１質量％のうちの少なくとも１種を含有し、不純物としてのＳｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、ＺｎおよびＮｉの各含有量がそれぞれ０．１質量％以下に規制され、残部がＡｌおよび他の不純物からなることを基本要旨とする。
【００１０】
前記皮膜形成処理用アルミニウム合金において、Ｍｇ含有量は２．５〜４．５質量％、Ｔｉ含有量は０．０３〜０．０７質量％、Ｂ含有量は０．０１〜０．０５質量％が好ましく、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、ＺｎおよびＮｉの各含有量はそれぞれ０．０５質量％以下に規制されていることが好ましい。
【００１１】
また、前記皮膜形成処理用アルミニウム合金は、ＣＶＤ装置、ＰＶＤ装置、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）製造装置、半導体製造装置のいずれかにおける、チャンバー、サセプター、バッキングプレートのいずれかの材料として用いられるアルミニウム合金として好適に使用される。
【００１２】
この発明の耐食性に優れたアルミニウム合金材は、Ｍｇ：２．０〜５．０質量％を含有し、さらにＴｉ：０．０２〜０．１質量％、Ｂ：０．００７〜０．１質量％のうちの少なくとも１種を含有し、不純物としてのＳｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、ＺｎおよびＮｉの各含有量がそれぞれ０．１質量％以下に規制され、残部がＡｌおよび他の不純物からなるアルミニウム合金母材の表面に、フッ化処離による単独理皮膜、Ｎｉ−Ｐメッキ処理とフッ化処理による複合皮膜、陽極酸化処理とフッ化処理による複合皮膜のいずれかの耐食性皮膜が形成されてなることを基本要旨とする。
【００１３】
また、前記アルミニウム合金母材におけるＭｇ含有量は２．５〜４．５質量％、Ｔｉ含有量は０．０３〜０．０７質量％、Ｂ含有量は０．０１〜０．０５質量％が好ましく、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、ＺｎおよびＮｉの各含有量はそれぞれ０．０５質量％以下に規制されていることが好ましい。
【００１４】
また、前記耐食性に優れたアルミニウム合金材は、ＣＶＤ装置、ＰＶＤ装置、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）製造装置、半導体製造装置のいずれかにおける、チャンバー、サセプター、バッキングプレートのいずれかの材料として好適に使用される。
【００１５】
この発明の耐食性に優れたアルミニウム合金材の製造方法は、Ｍｇ：２．０〜５．０質量％を含有し、さらにＴｉ：０．０２〜０．１質量％、Ｂ：０．００７〜０．１質量％のうちの少なくとも１種を含有し、不純物としてのＳｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、ＺｎおよびＮｉの各含有量がそれぞれ０．１質量％以下に規制され、残部がＡｌおよび他の不純物からなるアルミニウム合金母材の表面に、フッ化処理による単独皮膜、Ｎｉ−Ｐメッキ処理とフッ化処理による複合皮膜、陽極酸化処理とフッ化処理による複合皮膜のいずれかの耐食性皮膜形成処理を施すことを基本要旨とする。
【００１６】
また、前記耐食性に優れたアルミニウム合金材は、ＣＶＤ装置、ＰＶＤ装置、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）製造装置、半導体製造装置における、チャンバー、サセプター、バッ キングプレートのいずれかの材料として用いられるアルミニウム合金材として好適に使用される。
【００１７】
この発明の皮膜形成処理用アルミニウム合金、および耐食性に優れたアルミニウム合金材のアルミニウム合金母材の化学組成において、各元素の添加意義および規制意義は次のとおりである。
【００１８】
Ｍｇは合金強度を向上させる元素である。Ｍｇ含有量が２．０質量％未満では強度向上効果に乏しく、５．０質量％を超えると加工性が低下するため、Ｍｇ含有量は２．０〜５．０質量％とする。さらに、Ｍｇには、フッ化処理を施した場合にフッ素とともにフッ化不働態膜を形成させ、また機械加工性を向上させる効果がある。好ましいＭｇ含有量は２．５〜４．５質量％である。
【００１９】
ＴｉおよびＢは、結晶粒の微細化、合金の強度向上および熱膨張係数の低下に効果のある元素である。結晶粒の微細化によって表面処理性が向上し、母材と皮膜との密着性が高まるとともに皮膜が均質となって、皮膜形成による耐食性が助長される。また、合金強度が向上すると、熱処理時および機械加工時の歪みが低減される。さらに、熱膨張係数が低下すると皮膜の密着性がさらに向上し、熱歪みに対する劣化が抑制される。これらの効果はＴｉまたはＢの少なくとも一方の含有によって得られるが、両方の添加により顕著な効果を得ることができる。Ｔｉ含有量が０．０２質量％未満、あるいはＢ含有量が０．００７質量％未満では前記効果に乏しく、Ｔｉ含有量あるいはＢ含有量が０．１質量％を超えると合金の溶解温度が上がって添加が困難となる。好ましいＴｉ含有量は０．０３〜０．０７質量％であり、好ましいＢ含有量は０．０１〜０．０５質量％である。
【００２０】
また、不純物としての重金属Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、ＺｎおよびＮｉが多量に含有されていると、母材および皮膜中のＡｌ−Ｆｅ系金属間化合物の生成量が増し、皮膜欠陥から、金属間化合物が蒸発または析出により放出され、あるいはハロゲンガス等の腐食性ガスと反応して金属組織から脱落して放出される。重金属単体でも放出される。また、重金属含有量および金属間化合物量が増えると皮膜の欠陥が増大し、重金属および金属間化合物が放出され易くなる。そして、このアルミニウム合金またはアルミニウム合金材が、例えばＣＶＤ装置用材料、ＰＶＤ装置用材料、ＬＣＤ製造装置用材料、半導体製造装置のいずれかにおける、チャンバー、サセプター、バッキングプレートのいずれかの材料として用いられる場合には、放出された重金属および金属間化合物が処理または製造されるＬＣＤ、半導体等を汚染して製品品質を劣化させる。さらに、強度向上および加工性向上のために上記範囲のＭｇを添加するためには、金属間化合物を生成させる不純物としての重金属を規制する必要がある。このため、前記各重金属元素はそれぞれ０．１質量％以下に規制して、金属間化合物の生成量を抑制するとともに皮膜欠陥を減少させる必要がある。これらの重金属元素の好ましい含有量はそれぞれ０．０５質量％以下である。
【００２１】
この発明の耐食性に優れたアルミニウム合金材は、上述した組成のアルミニウム合金母材の表面に、フッ化処理による単独皮膜、Ｎｉ−Ｐメッキ処理とフッ化処理による複合皮膜、陽極酸化処理とフッ化処理による複合皮膜のいずれかの耐食性皮膜が形成されている。前記皮膜は、上述したように母材合金の組成制御によって欠陥の少ない皮膜に形成されているため、高温熱サイクル、腐食環境下においても重金属および金属間化合物が放出されにくく、優れた耐食性、特にガス耐食性を有し、ひいては合金材としての耐食性が優れている。また、長時間の使用劣化によって皮膜が割れたり摩耗して母材が露出した場合でも、母材中の重金属含有量そのものが規制されているために放出量も少なく、半導体等への汚染による悪影響も少ない。
【００２２】
前記耐食性皮膜としては、フッ化処理皮膜の単独皮膜、あるいはＮｉ−Ｐメッキ処理とフッ化処理による複合皮膜、または陽極酸化処理とフッ化処理による複合皮膜を例示でき、いずれも上述した優れた耐食性が得られる。これらのうち、単独皮膜は皮膜形成処理が容易である点で推奨でき、複合皮膜は異種皮膜の複合化により耐食性を相乗的に向上しうる点で推奨できる。
【００２３】
なお、このような皮膜によって優れたガス耐食性を有する合金材は、水に対しても優れた耐食性を示す。
【００２４】
前記耐食性に優れたアルミニウム合金材の製造方法においては、所要形状に加工した母材に対して耐食性皮膜形成処理を施す。各耐食性皮膜形成処理は常法に従って行えば良く、条件は限定されない。
【００２５】
陽極酸化処理は、硫酸浴、蓚酸浴等により処理する。例えばアルミニウム合金材を半導体等製造装置材料として使用する場合であれば、液組成：１０％Ｈ2ＳＯ4、液温０+/-２℃、電流密度：ＤＣ２〜４．５Ａ／ｄｍ2、電圧：２３〜１２０Ｖ、処理時間：６０分の条件で処理すると、約５０μｍの硬質陽極酸化皮膜を形成することができる。
【００２６】
フッ化処理は、加熱下でフッ素ガスまたはフッ化物ガスをアルミニウム合金母材の表面に接触させるか、あるいは液体フッ化物を接触させる方法等を例示でき、フッ化不働態皮膜を形成することができる。
【００２７】
Ｎｉ−Ｐメッキ処理とフッ化処理による複合皮膜を形成する場合は、例えば次亜りん酸塩を還元剤とした硫酸ニッケル浴を用いてＮｉ−Ｐメッキ処理を施してメッキ皮膜を形成した後、上述したフッ化処理を施す。これにより、Ｎｉ−Ｐメッキ皮膜とフッ化不働態皮膜との複合皮膜が形成される。
【００２８】
また、陽極酸化処理とフッ化処理による複合皮膜を形成する場合は、上述した陽極酸化処理を施して陽極酸化皮膜を形成した後、上述したフッ化処理を施す。これにより、陽極酸化皮膜とフッ化不働態皮膜との複合皮膜が形成される。
【００２９】
また、いずれの場合も、皮膜形成処理の前処理として脱脂洗浄、エッチング、表面研磨等、後処理としての洗浄、乾燥、加熱等は適宜行う。
【００３０】
所要形状への加工も常法に従えば良く限定されないが、半導体等製造装置材料として高温熱サイクル、腐食環境下で使用する場合は、切削、研削時および接合時の残留応力を除去するために、それぞれの加工後に３５０〜３８０℃で熱処理することが好ましい。
【００３１】
また、この発明のアルミニウム合金および合金材は、高温、腐食ガス雰囲気に曝されるあらゆる部材に適した合金および合金材であり、特にＣＶＤ装置用、ＰＶＤ装置用、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）製造装置用、半導体製造装置用のアルミニウム合金材料として好適に使用される。
【００３２】
【実施例】
後掲の表１に示す各組成のアルミニウム合金について、常法に従ってＤＣ鋳造した鋳塊を４５０〜６００℃で均質化処理し、その後熱間圧延および冷間圧延を施して厚さ４mmのアルミニウム合金板を製作した。
【００３３】
５０mm×５０mmに切断した各アルミニウム合金板に対し、下記条件で皮膜を形成した。
（硫酸陽極酸化皮膜の形成）
浴組成：１５％Ｈ2ＳＯ4、浴温：２５℃、電圧：２０Ｖ、処理時間：２０分で陽極酸化処理を行い、膜厚：２０μｍの皮膜を形成した。
（蓚酸陽極酸化皮膜の形成）
浴組成：４％（ＣＯＯＨ）2・２Ｈ2Ｏ、浴温：２５℃、電圧：３０Ｖ、処理時間：３０分で陽極酸化処理を行い、膜厚：１５μｍの皮膜を形成した。
（フッ化処理皮膜の形成）
前処理として化学研磨を行った後、２０％フッ素ガス（Ｆ2）＋８０％Ｎ2を導入したチャンバー内で、２６０℃×２４時間保持し、膜厚２μｍのフッ化不働態皮膜を形成した。
（Ｎｉ−Ｐメッキ処理とフッ化処理の複合皮膜の形成）
次亜りん酸塩を還元剤とした硫酸ニッケル浴中で、無電解Ｎｉ−Ｐメッキを行い１５μｍのメッキ皮膜を形成した後、２０％フッ素ガス（Ｆ2）＋８０％Ｎ2を導入したチャンバー内で２６０℃×２４時間保持し、Ｎｉ−Ｐメッキ皮膜とフッ化不働態皮膜との複合皮膜を形成した。この複合皮膜の膜厚は３μｍであった。
（陽極酸化処理とフッ化処理の複合皮膜の形成）
上述の方法で２０μｍの硫酸陽極酸化皮膜を形成した後、２０％フッ素ガス（Ｆ2）＋８０％Ｎ2を導入したチャンバー内で２６０℃×２４時間保持し、硫酸陽極酸化皮膜とフッ化不働態皮膜との複合皮膜を形成した。この複合皮膜の膜厚は３μｍであった。
【００３４】
そして、各皮膜を形成したアルミニウム合金板に対し、下記の方法によりガス耐食性試験および強度試験を行った。
〔ガス耐食性試験〕
前記アルミニウム合金板を、半導体製造工程における絶縁膜の成膜装置の処理チャンバー内に投入し、半導体絶縁膜の絶縁不良が発生するまでの時間を計測した。試験に使用したシリコンウエーハは直径２００mm、厚さ７００μｍ、チャンバー寸法は幅４００mm×奥行き４００mm×高さ２００mmであり、絶縁膜の成膜はプラズマＣＶＤ（４００℃、腐食性ガス：ＳｉＨ4−Ｎ2Ｏ、プラズマ励起雰囲気）により行った。
【００３５】
前記絶縁膜の成膜試験において、絶縁不良は、アルミニウム合金中に不純物として含有される重金属またはこの重金属によって形成された金属間化合物が絶縁膜を汚染し、ＳｉまたはＳｉＯ2への拡散係数が大となったためであると推測される。従って、絶縁不良までの時間、換言すれば成膜可能時間が長いほどアルミニウム合金母材または各皮膜からの重金属および金属間化合物の放出量が少ないと評価することができる。評価結果を表１に示す。
【００３６】
なお、参考例６，９の同一組成のアルミニウム合金において、硫酸陽極酸化皮膜よりも蓚酸陽極酸化皮膜の成膜可能時間が長いのは、蓚酸陽極酸化皮膜の耐熱性によるものと推測される。
【００３７】
また、複合皮膜を形成した２種類のアルミニウム合金板（実施例１１，１２））が、陽極酸化処理皮膜またはフッ化処理皮膜の単独皮膜（実施例１〜１０）よりも成膜可能時間が長いのは異種皮膜の複合化によりガス耐食性が相乗的に向上したことによると考えられる。
〔強度試験〕
ガス耐食性試験と同サンプルを用い、ＪＩＳ Ｚ２２０１に基づいて引張試験を行い、強度を比較した。評価結果を表１に示す。
【００３８】
【表１】
表１の結果より、重金属の含有量を規制したアルミニウム合金、および各耐食性皮膜を形成したアルミニウム合金板は、高温、腐食雰囲気下における絶縁膜の成膜可能時間が長く、母材または各皮膜からの重金属および金属間化合物の放出量が少ないことを裏付けている。また、重金属含有量の規制により、金属化合物の生成量が少ないことに加え、欠陥の少ない皮膜が形成されて、重金属や金属間化合物が放出されにくいことも成膜可能時間延長に寄与していると推測される。さらに所定量のＭｇ、Ｔｉ、Ｂを含有することで優れた強度が得られる。
【００４０】
これらの結果より、各実施例の皮膜形成処理用アルミニウム合金および皮膜を形成したアルミニウム合金板は、強度、耐食性が優れており、ＣＶＤ装置用材料、ＰＶＤ装置用材料、ＬＣＤ製造装置用材料、半導体製造装置用材料として好適である。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の皮膜形成処理用アルミニウム合金は、フッ化処理による単独皮膜、Ｎｉ−Ｐメッキ処理とフッ化処理による複合皮膜、陽極酸化処理とフッ化処理による複合皮膜のいずれかの耐食性皮膜を形成する処理を施すアルミニウム合金であって、Ｍｇ：２．０〜５．０質量％を含有し、さらにＴｉ：０．０２〜０．１質量％、Ｂ：０．００７〜０．１質量％のうちの少なくとも１種を含有し、不純物としてのＳｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、ＺｎおよびＮｉの各含有量がそれぞれ０．１質量％以下に規制され、残部がＡｌおよび他の不純物からなるから、母材および形成される皮膜中の重金属含有量、およびこれらの重金属によって形成される金属間化合物量が少ない。また、これらの量が少ないことによって、欠陥の少ない皮膜を生成させることができて耐食性が優れ、高温熱サイクル、腐食環境下においても、皮膜欠陥からの重金属および金属間化合物の放出量が少ない。さらに、Ｍｇの含有により優れた強度が得られ、Ｔｉ、Ｂの含有により優れた表面処理性、皮膜密着性、強度、低い熱膨張係数が得られ、これらによる加工歪みの低減、皮膜密着性のさらなる向上、熱歪みに対する劣化抑制といった効果が得られる。
【００４２】
前記皮膜形成処理用アルミニウム合金において、Ｍｇ含有量が２．５〜４．５質量％である場合は特に優れた強度が得られる。Ｔｉ含有量が０．０３〜０．０７質量％、またはＢ含有量が０．０１〜０．０５質量％である場合には、特に優れた表面処理性、皮膜密着性、強度、低い熱膨張係数が得られ、これらによる加工歪みの低減、皮膜密着性のさらなる向上、熱歪みに対する劣化抑制といった効果も顕著となる。
【００４３】
Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、ＺｎおよびＮｉの各含有量がそれぞれ０．０５質量％以下に規制されている場合には、特にこれらの重金属含有量および金属間化合物の少ない皮膜を形成することができる。
【００４４】
また、この発明の耐食性に優れたアルミニウム合金材は、母材が上述の化学組成であり、重金属含有量およびこれらの重金属によって形成される金属間化合物量が少ない。このため、表面に形成されている耐食性皮膜は欠陥の少ない耐食性に優れたものとなり、高温熱サイクル、腐食環境下においても、皮膜欠陥からの重金属および金属間化合物の放出量が少ない。また、Ｍｇの含有によって母材強度が優れ、Ｔｉ、Ｂの含有によって表面処理性、皮膜密着性、強度、低い熱膨張係数が得られ、これらによる加工歪みの低減、皮膜密着性のさらなる向上、熱歪みに対する劣化抑制といった効果が得られ、ひいては皮膜形成による耐食性を助長する。
【００４５】
従って、高温熱サイクル、腐食環境下で使用されるＣＶＤ装置、ＰＶＤ装置、ＬＣＤ製造装置、半導体製造装置における、チャンバー、サセプター、バッキングプレートのいずれかの材料として、この発明の皮膜形成処理用アルミニウム合金または耐食性に優れたアルミニウム合金材を使用することにより、これらの装置で処理または製造される製品への重金属および金属間化合物の汚染を抑制し、製品品質を向上させることができる。さらに、長時間の使用劣化によって耐食性皮膜が割れたり摩耗して母材が露出した場合でも、重金属含有量そのものが規制されているから放出量も少なく、製品への汚染による悪影響も少ない。
【００４６】
特に、前記耐食性皮膜が、フッ化処理皮膜の単独皮膜である場合は皮膜形成処理が容易である。また、前記耐食性皮膜が、Ｎｉ−Ｐメッキ処理とフッ化処理による複合皮膜、または陽極酸化処理とフッ化処理による複合皮膜である場合には、異種皮膜の複合化によって特に優れた耐食性が得られる。
【００４７】
また、この発明の耐食性に優れたアルミニウム合金材の製造方法は、上述の組成の合金母材に対して各皮膜形成処理を施すものであり、この発明の耐食性に優れたアルミニウム合金材を製造することができる。
【００４８】
特に、前記耐食性皮膜形成処理が、フッ化処理の単独処理である場合は皮膜形成処理が容易である。また、前記耐食性皮膜形成処理が、Ｎｉ−Ｐメッキ処理とフッ化処理による複合処理、または陽極酸化処理とフッ化処理による複合処理である場合には、異種皮膜の複合皮膜が形成されるため特に優れた耐食性が得られる。
【００４９】
また、この発明のアルミニウム合金および合金材は耐食性に優れているから、高温、腐食ガス雰囲気に曝されるあらゆる部材材料に適している。特にこのような環境で使用されるＣＶＤ装置用、ＰＶＤ装置用、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）製造装置用、半導体製造装置いずれかにおける、チャンバー、サセプター、バッキングプレートのいずれかのアルミニウム合金材料として適し、優れた耐食性を有するこれらの装置を構成することができる。
Claims (14)
- フッ化処理による単独皮膜、Ｎｉ−Ｐメッキ処理とフッ化処理による複合皮膜、陽極酸化処理とフッ化処理による複合皮膜のいずれかの耐食性皮膜を形成する処理を施すアルミニウム合金であって、Ｍｇ：２．０〜５．０質量％を含有し、さらにＴｉ：０．０２〜０．１質量％、Ｂ：０．００７〜０．１質量％のうちの少なくとも１種を含有し、不純物としてのＳｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、ＺｎおよびＮｉの各含有量がそれぞれ０．１質量％以下に規制され、残部がＡｌおよび他の不純物からなることを特徴とする皮膜形成処理用アルミニウム合金。
- Ｍｇ含有量は２．５〜４．５質量％である請求項１に記載の皮膜形成処理用アルミニウム合金。
- Ｔｉ含有量は０．０３〜０．０７質量％である請求項１または２に記載の皮膜形成処理用アルミニウム合金。
- Ｂ含有量は０．０１〜０．０５質量％である請求項１〜３のいずれかに記載の皮膜形成処理用アルミニウム合金。
- Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、ＺｎおよびＮｉの各含有量はそれぞれ０．０５質量％以下に規制されている請求項１〜４のいずれかに記載の皮膜形成処理用アルミニウム合金。
- 前記皮膜形成処理用アルミニウム合金は、ＣＶＤ装置、ＰＶＤ装置、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）製造装置、半導体製造装置のいずれかにおける、チャンバー、サセプター、バッキングプレートのいずれかの材料として用いられるアルミニウム合金である請求項１〜５のいずれかに記載の皮膜形成処理用アルミニウム合金。
- Ｍｇ：２．０〜５．０質量％を含有し、さらにＴｉ：０．０２〜０．１質量％、Ｂ：０．００７〜０．１質量％のうちの少なくとも１種を含有し、不純物としてのＳｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、ＺｎおよびＮｉの各含有量がそれぞれ０．１質量％以下に規制され、残部がＡｌおよび他の不純物からなるアルミニウム合金母材の表面に、フッ化処理による単独皮膜、Ｎｉ−Ｐメッキ処理とフッ化処理による複合皮膜、陽極酸化処理とフッ化処理による複合皮膜のいずれかの耐食性皮膜が形成されてなることを特徴とする耐食性に優れたアルミニウム合金材。
- 前記アルミニウム合金母材におけるＭｇ含有量は２．５〜４．５質量％である請求項７のいずれかに記載の耐食性に優れたアルミニウム合金材。
- 前記アルミニウム合金母材におけるＴｉ含有量は０．０３〜０．０７質量％である請求項７または８のいずれかに記載の耐食性に優れたアルミニウム合金材。
- 前記アルミニウム合金母材におけるＢ含有量は０．０１〜０．０５質量％である請求項７〜９のいずれかに記載の耐食性に優れたアルミニウム合金材。
- 前記アルミニウム合金母材におけるＳｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、ＺｎおよびＮｉの各含有量はそれぞれ０．０５質量％以下に規制されている請求項７〜１０のいずれかに記載の耐食性に優れたアルミニウム合金材。
- 前記耐食性に優れたアルミニウム合金材は、ＣＶＤ装置、ＰＶＤ装置、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）製造装置、半導体製造装置のいずれかにおける、チャンバー、サセプター、バッキングプレートのいずれかの材料として用いられるアルミニウム合金材である請求項７〜１１のいずれかに記載の耐食性に優れたアルミニウム合金材。
- Ｍｇ：２．０〜５．０質量％を含有し、さらにＴｉ：０．０２〜０．１質量％、Ｂ：０．００７〜０．１質量％のうちの少なくとも１種を含有し、不純物としてのＳｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、ＺｎおよびＮｉの各含有量がそれぞれ０．１質量％以下に規制され、残部がＡｌおよび他の不純物からなるアルミニウム合金母材の表面に、フッ化処理による単独皮膜、Ｎｉ−Ｐメッキ処理とフッ化処理による複合皮膜、陽極酸化処理とフッ化処理による複合皮膜のいずれかの耐食性皮膜形成処理を施すことを特徴とする耐食性に優れたアルミニウム合金材の製造方法。
- 前記耐食性に優れたアルミニウム合金材は、ＣＶＤ装置、ＰＶＤ装置、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）製造装置、半導体製造装置のいずれかにおける、チャンバー、サセプター、バッキングプレートのいずれかの材料として用いられるアルミニウム合金材である請求項１３のいずれかに記載の耐食性に優れたアルミニウム合金材の製造方法。
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