JPH1088271A - Aluminum alloy and plasma treatment apparatus using the same - Google Patents

Aluminum alloy and plasma treatment apparatus using the same

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JPH1088271A
JPH1088271A JP24530696A JP24530696A JPH1088271A JP H1088271 A JPH1088271 A JP H1088271A JP 24530696 A JP24530696 A JP 24530696A JP 24530696 A JP24530696 A JP 24530696A JP H1088271 A JPH1088271 A JP H1088271A
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aluminum alloy
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Mineo Gonda
Toshiharu Hasuo
Kei Hattori
圭 服部
峰夫 権田
俊治 蓮尾
Original Assignee
Kyushu Mitsui Alum Kogyo Kk
Toshiba Corp
九州三井アルミニウム工業株式会社
株式会社東芝
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an Al alloy having sufficient strength and capable of forming a dense and good quality hard anodized aluminum film by incorporating specific amounts of Si and Mg into high purity Al and controlling other impurity elements. SOLUTION: Si and Mg are added to high purity Al, preferably Al of >=99.9wt.% purity, by 0.2-1.0% and 0.35-2.5%, respectively, preferably under the condition satisfying Mg>1.73Si, and also the sum total of other impurity elements other than Si and Mg is controlled to <=0.1%. By this procedure, an Al alloy, having sufficient strength and capable of forming an impurity-free, dense, hard anodized aluminum film free from cracking, can be obtained. Accordingly, the Al alloy with this composition can be suitably used for a material for plasma electrode plate, plasma chamber, etc., of a plasma treatment apparatus for treating a material to be treated by means of plasma or active species.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、たとえばアルミニウム合金およびそれを用いたプラズマ処理装置に関するもので、特に、アルミニウム製のプラズマ電極板およびプラズマチャンバなどに用いられるものである。 TECHNICAL FIELD The present invention is, for example, relates to a plasma processing apparatus using aluminum alloy and the same, and is used like an aluminum plasma electrode plate and the plasma chamber.

【0002】 [0002]

【従来の技術】従来、ICやLSIの製造に用いられるプラズマ処理装置における、アルミニウム製のプラズマ電極板およびプラズマチャンバなどは、JIS規格で定められた5000系のアルミニウム合金(以下、単に5 Conventionally, in a plasma processing apparatus used in the manufacture of IC and LSI, etc. aluminum plasma electrode plate and the plasma chamber, 5000 series aluminum alloys defined in JIS standard (hereinafter, simply 5
000系合金と呼ぶ)または6000系のアルミニウム合金(以下、単に6000系合金と呼ぶ)を素材とし、 000 system referred to as alloy) or 6000 series aluminum alloy (hereinafter, simply referred to as 6000 series alloy) as the raw material,
これらに無処理もしくは硬質アルマイト処理(陽極酸化処理)を施したものが使用されている。 These to those subjected to no treatment or Hard anodized (anodizing treatment) is used.

【0003】しかしながら、上記5000系合金および上記6000系合金中には多くの不純物元素が含まれており、これらの不純物元素は硬質アルマイト処理後に硬質アルマイト皮膜中にも残留する。 However, the 5000 series alloy and the 6000 series alloys above contains many impurity elements, the impurity element remains in the hard alumite film during later Hard anodized.

【0004】このため、たとえばプラズマ照射による劣化にともなって、硬質アルマイト皮膜中に残留する不純物元素がICやLSIを製造する過程でSiウェーハ上に飛散することにより、ICやLSIにメタル汚染などの悪影響を与える。 [0004] Thus, for example, with the degradation due to plasma irradiation, by impurity element remaining in the hard alumite film in splashing on Si wafers in the process of manufacturing an IC or LSI, such as metal contamination in an IC or LSI an adverse effect.

【0005】図4は、アルミニウム合金中に含まれる不純物元素の量を、99.9wt%(3N(スリーナイン))以上の高純度を有するアルミニウムと比較して示すものである。 [0005] Figure 4, the amount of impurity element contained in the aluminum alloy, in which in comparison with aluminum having a 99.9 wt% (3N (three nine)) or a high purity.

【0006】この図からも明らかなように、上記500 [0006] As can be seen from this figure, the above-mentioned 500
0系合金および上記6000系合金の中でも、プラズマ電極板やプラズマチャンバ用の素材として最も多く使用されている市販の5052合金や6061合金中には、 Among the 0-based alloys and the 6000 series alloys, the most commercial 5052 alloy used and 6061 alloy as a material for a plasma electrode plate and the plasma chamber,
高純度のアルミニウムに比べ、非常に多くの不純物元素が含まれている。 Compared to high-purity aluminum, it contains a very large number of impurity elements.

【0007】ICやLSIにおいて、特に、Si系の半導体デバイスで嫌われる不純物元素としては、たとえば、Si中への固溶限界が高く、かつ、Si中の拡散係数の大きい、FeおよびCuなどの金属があげられる。 [0007] In IC and LSI, in particular, as an impurity element disliked by the Si-based semiconductor devices, for example, high solid solubility into the Si is placed, and the diffusion coefficient in Si large, such as Fe and Cu metal, and the like.

【0008】たとえば、Feが1×10 12 atoms/ [0008] For example, Fe is 1 × 10 12 atoms /
cm 2程度打ち込まれて汚染されたSiウェーハ上に熱酸化膜を形成しようとすると、その際にFeが凝集して熱酸化膜の特性を著しく劣化させることが報告されている。 When cm 2 degree implanted in an attempt to form a thermal oxide film on contaminated Si on the wafer, it has been reported that significantly degrade the characteristics of the thermal oxide film Fe are aggregated at that time.

【0009】また、その他の種々の金属による、半導体デバイスへの特性変化なども報告されている。 Further, according to various other metals, it has also been reported, such as characteristic changes in the semiconductor devices. さらに、 further,
上記5000系合金および上記6000系合金中に含まれる不純物元素は硬質アルマイト皮膜の形成性にも影響を与え、該硬質アルマイト皮膜の緻密性を悪化させたり、クラックを発生させる原因となっている。 Impurity element contained in the 5000 series alloy and the 6000 series alloys above also affect the formation of the hard alumite film, or exacerbate denseness of the hard alumite film has become a cause of cracks.

【0010】図5および図6は、市販の6061合金を素材とした場合を例に、硬質アルマイト処理により得られる硬質アルマイト皮膜中における各不純物元素の濃度を示すものである。 [0010] Figures 5 and 6, the example in which the material commercially available 6061 alloy, shows the concentration of each impurity element in the hard alumite film to be obtained by the hard alumite treatment.

【0011】これらの図からも明らかなように、硬質アルマイト皮膜中には各種の不純物元素が様々な濃度で残留している。 [0011] As is apparent from these figures, the hard alumite film in various impurity element is left at various concentrations. 通常、硬質アルマイト処理は、母相(母材)となるアルミニウムの表面での酸化と溶解の繰り返しにより皮膜を形成するものであり、上記した不純物元素の存在はアルミニウムの表面の酸化/溶解を不均一にするため、硬質アルマイト皮膜の形成にとって望ましいものではない。 Usually, hard alumite process is for forming a film by repeating the dissolution and oxidation of the surface of aluminum as a matrix (base material), the presence of the impurity element oxidation / dissolution of the aluminum surface not for uniform, undesirable for the formation of the hard alumite film.

【0012】硬質アルマイト皮膜中での不純物元素の残留を防ぐには、3N以上の高純度を有するアルミニウムを素材として用いることが最も良いと考えられる。 [0012] To prevent residual of an impurity element with a hard alumite film during is believed that it is best to use aluminum having the above high-purity 3N as a material. しかし、プラズマ電極板やプラズマチャンバなどは、500 However, such plasma electrode plate and the plasma chamber, 500
0系合金または6000系合金と同程度の強度(たとえば、200〜300N/mm 2 )を必要とするため、5 0 based alloy or 6000 series alloy and the same degree of strength (e.g., 200~300N / mm 2) to require, 5
000系合金または6000系合金よりも強度が低い、 A lower intensity than the 000 alloy or 6000 series alloy,
高純度のアルミニウムを単独で使用することは難しい。 It is difficult to use a high-purity aluminum alone.

【0013】 [0013]

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来においては、不純物元素の少ない緻密で良質な硬質アルマイト皮膜の形成と、プラズマ放電に晒されるプラズマ電極板やプラズマチャンバなどを形成するのに必要な強度とを、同時に満足させることができないという問題があった。 As described above [0008] In the prior art, the formation of less dense and high-quality hard anodized aluminum film of impurity elements, to form the plasma electrode plate and the plasma chamber is exposed to the plasma discharge the required strength, there is a problem that can not be satisfied simultaneously.

【0014】そこで、この発明は、十分な強度を有するとともに、緻密で、しかも、不純物元素が少ない良質な硬質アルマイト皮膜を形成でき、プラズマ電極板およびプラズマチャンバなどの素材として用いて好適なアルミニウム合金およびそれを用いたプラズマ処理装置を提供することを目的としている。 [0014] Therefore, the present invention is to have a sufficient strength, dense, moreover, the impurity element is small can be formed a high-quality hard alumite film, suitable aluminum alloy is used as a material such as a plasma electrode plate and the plasma chamber and it has an object to provide a plasma processing apparatus using the same.

【0015】 [0015]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するために、この発明のアルミニウム合金にあっては、高純度のアルミニウムに、0.2〜1.0wt%のシリコンと0.35〜2.5wt%のマグネシウムとを含み、これらシリコンおよびマグネシウムを除く、その他の不純物元素の総和が0.1wt%以下の組成を有してなる構成とされている。 To achieve the above object, according to the Invention The, in the aluminum alloy of the present invention, a high purity aluminum, and 0.2~1.0Wt% silicon 0.35 to 2 and a magnesium .5Wt%, excluding these silicon and magnesium, the total sum of the other impurity elements are configured to become a following composition 0.1 wt%.

【0016】また、この発明のアルミニウム合金を用いたプラズマ処理装置にあっては、プラズマまたはプラズマ化することによって得られる活性種を利用して被処理体に所定の処理を施すものにおいて、純度が99.9w [0016] In the plasma processing apparatus using the aluminum alloy of the present invention, in which performs a predetermined process to the object to be processed by using the active species obtained by plasma or plasma, purity 99.9w
t%以上とされたアルミニウムに、0.2〜1.0wt Aluminum, which is the t% or more, 0.2~1.0Wt
%のシリコンと0.35〜2.5wt%のマグネシウムとを、マグネシウム>1.73×シリコンの条件で添加し、これらシリコンおよびマグネシウムを除く、その他の不純物元素の総和が0.1wt%以下の組成を有してなるアルミニウム合金を用いて形成されてなる構成とされている。 % Of silicon and magnesium 0.35~2.5Wt%, magnesium> 1.73 was added × silicon conditions, except those silicon and magnesium, other impurity elements sum less 0.1 wt% are to become formed constructed using aluminum alloy of a composition.

【0017】この発明のアルミニウム合金によれば、陽極酸化皮膜中の不純物元素を減少させつつ、強度を向上できるようになる。 According to the aluminum alloy of the present invention, while reducing the impurity element in the anodized film, it becomes possible to improve the strength. これにより、硬質アルマイト皮膜でのクラックの発生や、プラズマ照射による硬質アルマイト皮膜からの不純物元素の飛散を抑制することが可能となるものである。 Thus, generation of cracks in the hard alumite film, in which it becomes possible to suppress the scattering of impurity elements from the hard alumite film by plasma irradiation.

【0018】また、この発明のアルミニウム合金を用いたプラズマ処理装置によれば、従来と同程度の強度を有して、プラズマ電極板およびプラズマチャンバなどを製造できるようになる。 Further, according to the plasma processing apparatus using the aluminum alloy of the present invention, a strength of the conventional level, it becomes possible to manufacture a plasma electrode plate and the plasma chamber. これにより、加工性などを損うことなく、プラズマ照射にともなう硬質アルマイト皮膜からの不純物元素の飛散による被処理体の汚染を軽減することが可能となるものである。 Accordingly, etc. processability without impairing, in which it becomes possible to reduce the contamination of the object to be processed due to scattering of impurity elements from the hard alumite film due to plasma irradiation.

【0019】 [0019]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, will be explained with reference to the drawings showing preferred embodiments of the present invention. 図1は、本発明の実施の一形態にかかる、アルミニウム合金の組成を示すものである。 1, according to an embodiment of the present invention, shows the composition of the aluminum alloy.

【0020】すなわち、このアルミニウム合金は、たとえば、通常の溶解法により純度が99.9wt%(3N [0020] That is, the aluminum alloy, for example, purity of 99.9 wt% by the usual dissolution method (3N
(スリーナイン))以上とされたAlに、0.2〜1. To Al which is the (three nine)) or more, 0.2-1.
0wt%のSiと0.35〜2.5wt%のMgとを、 And 0wt% of Si and 0.35~2.5wt% of Mg,
Mg>1.73×Siの条件で添加することによって組成の調整された溶湯を、半連続鋳造法などによりビレットもしくはスラブに鋳造した後、従来の6061合金と同じ均熱処理条件で熱処理を行って、Mg、Siを均一に固溶させることで得ることができる。 The molten metal is adjusted in composition by adding the condition of Mg> 1.73 × Si, was cast into billets or slabs due semi-continuous casting method, heat treatment is carried out under the same soaking conditions as conventional 6061 alloys it can be obtained by making a solid solution Mg, the Si uniformly.

【0021】また、このアルミニウム合金をプラズマ電極板またはプラズマチャンバなどを製造するための素材として用いる場合には、該アルミニウム合金を鍛造および圧延により加工後、500〜580℃程度の温度で1 Further, in the aluminum alloy when used as a material for producing a plasma electrode plate or plasma chamber, after processing by forging and rolling the aluminum alloy, of the order of 500 to 580 ° C. Temperature 1
〜10時間程度の溶体化処理を行い、さらに、160〜 It performs a solution heat treatment at about 10 hours, and further, 160 to
220℃程度の温度で時効処理を施すことにより、十分な強度を与えることができる。 By the aging treatment at a temperature of about 220 ° C., it can provide sufficient strength.

【0022】ここで、上記アルミニウム合金の、上記組成における各成分(不純物元素)の調整の範囲について説明する。 [0022] Here, the aluminum alloy, the range of adjustment of each component (impurity elements) in the above composition will be described. 硬質アルマイト処理では、母材となるアルミニウムの表面の酸化と溶解の繰り返しにより皮膜が形成されるものであるため、先に述べたように、アルミニウム中における不純物元素の存在はアルミニウムの表面の溶解/酸化を不均一にし、硬質アルマイト皮膜の形成にとっては望ましいものではない。 Hard alumite processing is intended film by repetition of dissolution and oxidation of the surface of aluminum as the base material is formed, as previously described, the presence of impurity elements in the aluminum dissolution of aluminum in the plate surface / the oxidized uneven, not desirable for the formation of the hard alumite film.

【0023】また、不純物元素の多くは、硬質アルマイト処理後も硬質アルマイト皮膜中に残留するため、このような不純物元素を多く含むアルミニウムをプラズマ処理装置の形成に用いた場合、プラズマ照射時に硬質アルマイト皮膜中に残留する不純物元素がICやLSIを製造する過程でSiウェーハ(被処理体)上に飛散し、I [0023] Also, many impurity elements, since after Hard anodized also remaining in the hard alumite film in the case of using aluminum containing many such impurity elements in the formation of a plasma processing apparatus, hard anodized during plasma irradiation impurity element remaining in the film may be scattered on the Si wafer in the process of manufacturing an IC or LSI (workpiece), I
CやLSIにメタル汚染などの悪影響を与える要因となることも、すでに述べた通りである。 It is also the same as those already mentioned, which is a factor that gives the adverse effects such as metal pollution in C or LSI.

【0024】したがって、できるだけ純度の高いアルミニウムを使用することが望ましく、本実施の形態においては、たとえば、99.9wt%以上の高純度を有するアルミニウムを使用するようにしている。 [0024] Accordingly, it is desirable to use the highest possible purity aluminum, in the present embodiment, for example, so that the use of aluminum having a 99.9 wt% or more purity.

【0025】しかし、高純度のアルミニウムは、従来、 [0025] However, high purity aluminum, conventional,
プラズマ電極板やプラズマチャンバなどで用いられている5000系合金または6000系合金に比べて強度が低いため、それを単独で使用することは難しい。 Due to the low strength as compared with 5000 alloy or 6000 series alloy is used in the plasma electrode plate and the plasma chamber, it is difficult to use it alone.

【0026】そこで、不純物元素の量を少なく抑えつつ、強度を向上させる目的で、高純度のAlにSiとM [0026] Therefore, while less suppressing the amount of impurity element, for the purpose of improving the strength, Si and M in a high purity Al
gとを添加するようにしている。 So that the addition of the g. すなわち、Siは、ウェーハそれ自身がSiの結晶でできているため、プラズマ電極板やプラズマチャンバなどの製造に用いた場合にも、Alおよび硬質アルマイト皮膜からの飛散はあまり問題とならない元素である。 That, Si, because the wafer itself is made of crystals of Si, also, scattering from Al and hard alumite film is an element that do not much of a problem when used in the manufacture of such a plasma electrode plate and the plasma chamber .

【0027】しかし、Al−Si系の合金では高い強度は望めず、しかも、硬質アルマイト処理した場合、Si [0027] However, not be expected a high strength at Al-Si-based alloy, moreover, when the hard alumite treatment, Si
の添加(含有)量がたとえ1wt%以下であっても、比較的大きな共晶Siまたは析出したSiが硬質アルマイト皮膜中に残留し、皮膜われ(クラック発生)の原因となる。 Even the addition (content) weight of even less 1 wt%, relatively large eutectic Si or precipitated Si remains in the hard alumite film in, causing film breakage (cracking).

【0028】また、Siの添加量が4〜5wt%と高い場合には、アルマイト性が非常に悪くなる。 Further, when the addition amount of Si is 4~5Wt% and higher, alumite resistance is very poor. これに対し、Al−Mg系の合金では、市販の5052合金(図4参照)のように、Mgが2.5wt%ほど含まれるとある程度の強度は得られるが、アルミニウムの純度が高くなるのにともなってアルマイト性は著しく悪化する。 In contrast, in the Al-Mg-based alloy, such as the commercially available 5052 alloy (see FIG. 4), Mg although some degree of strength to be included as 2.5 wt% is obtained, the purity of the aluminum is high anodized resistance is significantly deteriorated with the.

【0029】このように、SiとMgの添加は、時効析出物β´−Mg 2 Siを形成し、析出硬化で強度に寄与する。 [0029] Thus, the addition of Si and Mg forms aging precipitates .beta. '-Mg 2 Si, which contributes to strength precipitation hardening. ところが、一般にSiの添加量が0.2wt%未満では十分な強度は得られず、1.0wt%を越えると平衡相Mg 2 Siが晶出し、伸びを大きく低下させるとともに、硬質アルマイト皮膜の形成に悪影響を与える。 However, generally the added amount of Si can not be strong enough to give less than 0.2 wt%, out equilibrium phase Mg 2 Si and exceeding 1.0 wt% is crystallized, with greatly lower elongation, formation of hard alumite film adversely affect the.

【0030】したがって、プラズマ電極板やプラズマチャンバなどに必要な強度を得るためには、Siの添加量を0.2〜1.0wt%程度に規定(調整)するのが望ましい。 [0030] Therefore, in order to obtain the strength required for plasma electrode plate and the plasma chamber, it defines the amount of Si to about 0.2~1.0wt% (adjusted) to desirably.

【0031】また、Mgの添加量はMg 2 Siの形成量よりも多くした方が望ましいため、Mg>1.73×S Further, since the addition amount of Mg has better to more than the formation of Mg 2 Si desirable, Mg> 1.73 × S
iの条件で、これらの元素を添加するのが良い。 In i of conditions, it is good for adding these elements. たとえば、Mgの添加量は、その下限を、0.2(Siの添加量の下限)×1.73=0.346より0.35wt% For example, the addition amount of Mg is, the lower limit, 0.2 (the lower limit of the addition amount of Si) × 1.73 = 0.346 than 0.35 wt%
程度に規定し、上限は、2.5wt%程度までは変形抵抗が低く、展伸性が良好であるが、これ以上になると著しく加工性が悪くなるということから2.5wt%程度に規定した。 Defined extent, the upper limit is up to about 2.5 wt% has a low deformation resistance, but wrought is good, defined about 2.5 wt% from the fact that significantly workability becomes more deteriorates .

【0032】さて、本実施の形態においては、たとえば図1に示すように、通常の溶解法により4N(99.9 [0032] Now, in the present embodiment, for example, as shown in FIG. 1, 4N (99.9 by conventional dissolution method
9wt%)以上の高純度を有するAlを母材とし、これにSiを0.39wt%、Mgを1.47wt%の割合で添加して溶湯を調製する。 The Al having 9 wt%) or more of high purity as a base material, 0.39Wt% of Si to, the addition of Mg at a ratio of 1.47wt% to prepare a molten metal.

【0033】そして、その溶湯を半連続鋳造法などにより鋳造して122mmφのビレットを得た後、均熱処理を施して、上記Siおよび上記Mgを除く、その他の各成分の濃度の総和が0.1wt%以下の組成を有するアルミニウム合金を得た。 [0033] Then, after obtaining the billet 122mmφ the molten metal was cast by such semi-continuous casting method, subjected to soaking, except the Si and the Mg, the sum of the concentration of other components of 0. to obtain an aluminum alloy having the following composition 1 wt%.

【0034】また、上記均熱処理後、80mm厚から2 [0034] In addition, after the above-mentioned soaking treatment, from 80mm thickness 2
0mm厚に鍛造し、さらに、溶体化処理(530℃×2 Forged to 0mm thickness, further, solution treatment (530 ° C. × 2
時間)、水冷処理、時効処理(195℃×3時間)を行って、プラズマ電極板またはプラズマチャンバ用の素材とした。 Time), water-cooling process, by performing the aging treatment (195 ° C. × 3 hours), and a material for a plasma electrode plate or plasma chamber.

【0035】プラズマ処理装置を形成するために、たとえば、プラズマ電極板またはプラズマチャンバ用の上記素材に硬質アルマイト処理を施す場合、硫酸系の電解浴を使用し、電流密度3.5A/dm 2 、温度0±1℃の条件により、該素材の表面に緻密で良質な硬質アルマイト皮膜を形成できる。 [0035] To form a plasma processing apparatus, for example, if the above material for a plasma electrode plate or a plasma chamber subjected to a hard alumite treatment, using an electrolytic bath of sulfuric acid, current density 3.5A / dm 2, the conditions of temperature 0 ± 1 ° C., can be dense and high-quality hard anodized film on the surface of said workpiece.

【0036】以下、実際に加工して得たプラズマ電極板およびプラズマチャンバ用の素材の強度と、そのアルマイト性とについて考察する。 [0036] Hereinafter, the actually processed material strength for a plasma electrode plate and the plasma chamber was obtained, will be discussed with the alumite properties. 図2は、硬質アルマイト処理を施す前の素材に対する引張試験および硬度の測定についての結果を他と比較して示すものである。 Figure 2 shows the results for the tensile test and measurement of hardness for the material before applying the hard alumite treatment compared to other. なお、本アルミニウム合金および高純度アルミニウムに関してはそれぞれの実測値を、また、6000系(6061)および5000系(5052)の各合金に関する数値は「アルミニウムの組織と性質(軽金属学会)」を参考にした。 Incidentally, each of the measured values ​​with respect to the aluminum alloy and high-purity aluminum, also figures for each alloy of 6000 series (6061) and 5000 (5052) is referring to "tissue and properties of aluminum (Light Metals Society)" did.

【0037】この図からも明らかなように、本アルミニウム合金は、その引張強度および硬度において、高純度アルミニウムよりも優れ、5000系合金または600 [0037] As is apparent from this figure, the aluminum alloy, in its tensile strength and hardness, superior high-purity aluminum, 5000 series alloy or 600
0系合金に近いことが分かる。 It can be seen close to the 0-based alloy.

【0038】図3は、硬質アルマイト皮膜の形成の状態(アルマイト性)を他と比較して示すSEM写真である。 [0038] FIG 3 is a SEM photograph showing the state of formation of the hard alumite film (the alumite property) as compared to other. 同図(a)は、本アルミニウム合金からなる素材を母材11として形成された硬質アルマイト皮膜12の状態を示すもので、中程度の晶出物(SiもしくはMg 2 FIG (a) is a material made from this aluminum alloy shows the state of the hard alumite film 12 formed as the base material 11, crystallized substances of moderate (Si or Mg 2
Siの化合物と思われる)13は観測されるが、小さな晶出物はほとんど観測されず、硬質アルマイト皮膜12 Although seems) 13 with a compound of Si are observed, little crystallized substances are hardly observed, hard alumite film 12
が非常に緻密であることが分かる。 It can be seen that it is very dense.

【0039】同図(b)は、5052合金からなる素材を母材21として形成された硬質アルマイト皮膜22の状態を示すもので、大きな晶出物23の連続した欠陥2 [0039] FIG. (B) is a material composed of 5052 alloy shows the state of the hard alumite film 22 formed as the base material 21, consecutive defect 2 large crystallizate 23
4が観測されるとともに、非常に小さな晶出物25も多く観測された。 4 together are observed, it was observed very small crystallized substances 25 much.

【0040】同図(c)は、6061合金からなる素材を母材31として形成された硬質アルマイト皮膜32の状態を示すもので、中程度の大きさの晶出物33の他に、非常に小さな晶出物34が多く観測された。 [0040] FIG. (C) is a material composed of 6061 alloy shows the state of the hard alumite film 32 formed as the base material 31, in addition to the crystallized matter 33 of medium-sized, very small crystallized substances 34 has been many observed.

【0041】同図(d)は、4N以上の高純度アルミニウムからなる素材を母材41として形成された硬質アルマイト皮膜42の状態を示すもので、晶出物がほとんど観測されず、非常に状態の良いことが分かる。 [0041] FIG. (D) is a material having the above high-purity aluminum 4N shows the state of the hard alumite film 42 formed as the base material 41 is not crystallizate is hardly observed, very state it can be seen that good.

【0042】また、これら各硬質アルマイト皮膜の、E [0042] In addition, each of these hard anodized coating, E
PMA(Electoron Probe Micro Analyzer)による定性分析を行ったところ、高純度アルミニウムを素材とした硬質アルマイト皮膜42中には不純物元素はほとんど含まれてないが、5052および6061の各合金をそれぞれ素材とした硬質アルマイト皮膜22,32中からはMn、Cr、Cu、Niなどの不純物元素が多く検出された。 PMA was analyzed qualitatively by (Electoron Probe Micro Analyzer), but not in the hard alumite film 42 as a material of high-purity aluminum contains little impurity element, and the material respectively each alloy 5052 and 6061 is a hard anodized aluminum film in 22,32 Mn, Cr, Cu, has been impurity element number detecting such Ni.

【0043】このように、本発明のアルミニウム合金によれば、SiおよびMgを除く、その他の不純物元素を減少させつつ、強度を向上できるようになる。 [0043] Thus, according to the aluminum alloy of the present invention, except for Si and Mg, while reducing the other impurity elements, it becomes possible to improve the strength. これにより、硬質アルマイト皮膜中での粗大な晶出物の発生を減少できるようになるため、不純物元素の少ない緻密でクラックの発生しにくい良質な硬質アルマイト皮膜を形成でき、耐プラズマ性を向上させることが可能となるとともに、加工性などを損うことなく、たとえば、プラズマ電極板やプラズマチャンバなどに必要な強度を十分に確保できるようになる。 Accordingly, since that will allow reducing the occurrence of coarse crystals of a hard alumite film in, can form a hardly generated good hard anodized aluminum film of less dense cracks impurity element, improves the plasma resistance it together is possible, without impairing the processability, e.g., it becomes possible to sufficiently secure the strength required for plasma electrode plate and the plasma chamber.

【0044】したがって、該アルミニウム合金を素材として用いて、たとえば、並行平板型リアクティブイオンエッチング(RIE)装置、マグネトロンRIE装置、 [0044] Thus, by using the aluminum alloy as the material, for example, parallel-plate reactive ion etching (RIE) apparatus, a magnetron RIE apparatus,
ECR型エッチング装置、ICP型エッチング装置、プラズマCVD装置、ダウンストリームエッチング装置、 ECR type etching apparatus, ICP etching system, a plasma CVD apparatus, a downstream etching apparatus,
または、イオン打ち込み装置などの、プラズマ電極板やプラズマチャンバなどのプラズマが直に照射される部位を製造するようにした場合において、プラズマ照射により劣化する硬質アルマイト皮膜からの不純物元素の飛散による被処理体の汚染を大幅に軽減できるようになるものである。 Or, such as ion implantation apparatus, in the case where a plasma such as plasma electrode plate and the plasma chamber is adapted to produce a site directly irradiated, treated by scattering of impurity elements from the hard alumite film deteriorated by plasma irradiation the pollution of the body is made to be greatly reduced.

【0045】上記したように、5000系合金や600 [0045] As mentioned above, the 5000 series alloy and 600
0系合金よりも不純物元素が少なくて、しかも、500 0 system with a small impurity elements than the alloy, moreover, 500
0系合金や6000系合金とほぼ同程度の強度を有するアルミニウム合金を得ることができるようにしている。 So that it is possible to obtain an aluminum alloy having almost the same strength and 0-based alloy or 6000 series alloy.

【0046】すなわち、99.99wt%以上のAlに0.39wt%のSiと1.47wt%のMgを添加して、これらSiおよびMgを除く、その他の不純物元素の濃度の総和が0.1wt%以下の組成を有するアルミニウム合金を得るようにしている。 [0046] That is, in 99.99 wt% or more Al by adding 0.39wt% of Si and 1.47Wt% of Mg, excluding these Si and Mg, the sum of the concentration of other impurity elements 0.1wt % so as to obtain the aluminum alloy having the following composition.

【0047】これにより、耐プラズマ性に優れた良質の硬質アルマイト皮膜を形成することが可能となるとともに、十分な強度を保ってプラズマ電極板やプラズマチャンバなどを製造できるようになる。 [0047] Thus, it becomes possible to form a hard alumite film of good quality having excellent plasma resistance, it becomes possible to manufacture a plasma electrode plate and the plasma chamber while maintaining a sufficient strength.

【0048】したがって、プラズマ照射による劣化に対して強く、硬質アルマイト皮膜からの不純物元素の飛散による汚染を軽減することが可能なプラズマ処理装置を提供できるようになるものである。 [0048] Thus, resistant to degradation by plasma irradiation, in which it is possible to provide a plasma processing apparatus capable of reducing contamination by scattering of impurity elements from the hard alumite film.

【0049】なお、上記した本発明の実施の一形態においては、プラズマ電極板やプラズマチャンバなどのプラズマに晒される部分のみを製造するようにした場合について説明したが、これに限らず、たとえばプラズマ化することにより得られる活性種が直に接する部分、または、プラズマ処理装置のすべてを形成するようにしても良い。 It should be noted, in one embodiment of the present invention described above has been described with the case of producing only the portion exposed to plasma such as a plasma electrode plate and the plasma chamber, not limited to this, for example, plasma direct contact portion active species obtained by reduction, or, may be formed all of the plasma processing apparatus.

【0050】また、陽極酸化処理を施して硬質アルマイト皮膜を形成して用いる場合に限らず、たとえば、無処理のまま使用することも可能である。 [0050] Further, not only when subjected to anodic oxidation treatment used to form a hard alumite film, for example, it is also possible to use left untreated. その他、この発明の要旨を変えない範囲において、種々変形実施可能なことは勿論である。 Other, within a scope not changing the gist of the present invention, it is of course that various modifications can be implemented.

【0051】 [0051]

【発明の効果】以上、詳述したようにこの発明によれば、十分な強度を有するとともに、緻密で、しかも、不純物元素が少ない良質な硬質アルマイト皮膜を形成でき、プラズマ電極板およびプラズマチャンバなどの素材として用いて好適なアルミニウム合金およびそれを用いたプラズマ処理装置を提供できる。 Effect of the Invention] According to the present invention as described in detail, which has a sufficient strength, dense, moreover, can form a high-quality hard alumite film impurity elements is small, the plasma electrode plate and the plasma chamber, etc. possible to provide a plasma processing apparatus using a suitable aluminum alloy and it is used as a material.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】この発明の実施の一形態にかかる、アルミニウム合金の組成を説明するために示す図。 [1] according to the embodiment of the invention, diagram for explaining the composition of the aluminum alloy.

【図2】硬質アルマイト処理を施す前の各種の素材に対する引張試験および硬度の測定結果を比較して示す図。 Figure 2 is a graph comparatively showing measurement results of the tensile tests and hardness for the previous and various materials subjected to hard anodized.

【図3】硬質アルマイト皮膜の形成の状態を他と比較して示す顕微鏡写真。 [Figure 3] micrograph showing the formation of the hard alumite film compared to other.

【図4】従来技術とその問題点を説明するために、アルミニウム合金中に含まれる不純物元素の量を高純度アルミニウムと比較して示す図。 For Figure 4 the prior art to explain the problem, indicating the amount of the impurity element contained in the aluminum alloy as compared to high-purity aluminum FIG.

【図5】同じく、市販の6061合金を素材とした場合を例に、硬質アルマイト皮膜中における各不純物元素の濃度を説明するために示す図。 [5] Also, an example case of a material commercially available 6061 alloy, diagram for explaining the concentration of each impurity element in the hard alumite film in.

【図6】同じく、市販の6061合金を素材とした場合を例に、硬質アルマイト皮膜中における各不純物元素の濃度を説明するために示す図。 [6] Also, an example case of a material commercially available 6061 alloy, diagram for explaining the concentration of each impurity element in the hard alumite film in.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

11,21,31,41…母材 12,22,32,42…硬質アルマイト皮膜 13,23,25,33,34…晶出物 24…欠陥 11, 21, 31, 41 ... the base material 12, 22, 32, 42 ... hard anodized aluminum film 13,23,25,33,34 ... crystallized products 24 ... defect

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 服部 圭 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝多摩川工場内 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (72) inventor Kei Hattori Kawasaki-shi, Kanagawa-ku, Saiwai Komukaitoshiba-cho, address 1 Co., Ltd. Toshiba Tamagawa in the factory

Claims (7)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 高純度のアルミニウムに、0.2〜1. 1. A high purity aluminum, 0.2-1.
    0wt%のシリコンと0.35〜2.5wt%のマグネシウムとを含み、これらシリコンおよびマグネシウムを除く、その他の不純物元素の総和が0.1wt%以下の組成を有してなることを特徴とするアルミニウム合金。 And a magnesium 0 wt% of silicon and 0.35~2.5Wt%, excluding these silicon and magnesium, the total sum of the other impurity elements and characterized by having the following composition 0.1 wt% aluminum alloy.
  2. 【請求項2】 前記アルミニウムの純度は、99.9w Wherein the purity of said aluminum, 99.9W
    t%以上であることを特徴とする請求項1に記載のアルミニウム合金。 Aluminum alloy according to claim 1, characterized in that at t% or more.
  3. 【請求項3】 前記シリコンおよびマグネシウムは、マグネシウム>1.73×シリコンの条件で添加されることを特徴とする請求項1に記載のアルミニウム合金。 Wherein the silicon and magnesium, an aluminum alloy according to claim 1, characterized in that it is added in terms of magnesium> 1.73 × silicon.
  4. 【請求項4】 プラズマまたはプラズマ化することによって得られる活性種を利用して被処理体に所定の処理を施すプラズマ処理装置において、 純度が99.9wt%以上とされたアルミニウムに、 4. A plasma processing apparatus using the active species obtained by plasma or plasma performing predetermined processing on the object to be processed, the aluminum purity is not less than 99.9 wt%,
    0.2〜1.0wt%のシリコンと0.35〜2.5w 0.2~1.0wt% of silicon and 0.35~2.5w
    t%のマグネシウムとを、マグネシウム>1.73×シリコンの条件で添加し、これらシリコンおよびマグネシウムを除く、その他の不純物元素の総和が0.1wt% And magnesium t%, magnesium> 1.73 was added × silicon conditions, except those silicon and magnesium, the total sum of the other impurity elements 0.1 wt%
    以下の組成を有してなるアルミニウム合金を用いて形成されてなることを特徴とするプラズマ処理装置。 The plasma processing apparatus characterized by comprising formed by using an aluminum alloy comprising having the following composition.
  5. 【請求項5】 前記被処理体は、シリコン基板であることを特徴とする請求項4に記載のプラズマ処理装置。 Wherein said object to be processed, the plasma processing apparatus according to claim 4, characterized in that a silicon substrate.
  6. 【請求項6】 前記アルミニウム合金は、陽極酸化処理が施されることを特徴とする請求項4に記載のプラズマ処理装置。 Wherein said aluminum alloy is a plasma processing apparatus according to claim 4, characterized in that anodic oxidation process is performed.
  7. 【請求項7】 前記アルミニウム合金は、少なくともプラズマまたは活性種が直に接する部分に用いられることを特徴とする請求項4に記載のプラズマ処理装置。 Wherein said aluminum alloy is a plasma processing apparatus according to claim 4, wherein at least plasma or active species used in direct contact portion.
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