鋁陽極氧化皮膜制造技術

本發明專利技術提供一種鋁陽極氧化皮膜，其是在由鋁或鋁合金構成的基材表面上形成的陽極氧化皮膜，是皮膜結構為單層的陽極氧化皮膜或皮膜結構不同的2種以上的陽極氧化皮膜層疊的而成陽極氧化皮膜，最表面側的陽極氧化皮膜的由下述(1)式規定的皮膜形成率為1.3以上，并且該陽極氧化皮膜的厚度以相對于皮膜整體的厚度的比例計為3％以上，由此抑制彎曲部裂紋的發生，其結果是，抑制腐蝕氣體氣氛下的基材的腐蝕，和皮膜裂紋造成的耐電壓性的降低，從而能夠高耐電壓性化。皮膜形成率＝陽極氧化皮膜厚度/陽極氧化處理時的基材減少厚度…(1)。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】鋁陽極氧化皮膜
本專利技術涉及作為干蝕刻裝置、CVD(ChemicalVaporDeposition)裝置、離子注入裝置、濺射裝置等這樣的半導體、液晶的制造設備等的真空室或設于該真空室的內部的零件的原材有用的、以鋁合金為基材的、具有陽極氧化皮膜的鋁構件所適用的鋁陽極氧化皮膜。特別是涉及既可抑制彎曲部的裂紋的發生，又使耐電壓性進一步提高的鋁陽極氧化皮膜。
技術介紹
在以鋁和鋁合金等為基材的構件的表面形成陽極氧化皮膜，對此基材賦予耐等離子體性和耐氣體腐蝕性的陽極氧化處理，一直以來廣泛進行。例如，半導體制造設備的等離子體處理裝置所用的真空室、設于該真空室的內部的各種零件一般使用鋁合金構成。然而，如果在不進行任何處理的狀態下(無逅的狀態)使用該鋁合金，則不能保持耐等離子體性和耐氣體腐蝕性等。因此要進行的是，在由鋁合金構成的構件的表面形成陽極氧化皮膜，由此賦予耐等離子體性和耐氣體腐蝕性等。另一方面，近年來源于布線寬度的微細化，隨著等離子體的高密度化，用于使等離子體生成而投入的電功率增加，在現有的陽極氧化皮膜中，由于高電功率投入時發生的高溫、高電壓，有可能引起皮膜絕緣擊穿。在這樣的絕緣擊穿發生的部分，因為電特性變化，所以蝕刻均勻性和成膜均勻性劣化。由此，希望陽極氧化皮膜的耐裂紋性化和高耐電壓性化。用于改善陽極氧化皮膜的特性的技術迄今為止提出了各種各樣。例如，在專利文獻1中提出，通過在皮膜表面側縮小陽極氧化皮膜表面側的孔徑，在基材側使之增大，從而抑制等離子體與皮膜的反應性，成為耐等離子體性優異的皮膜。在這樣的皮膜中，關于耐等離子體性，能夠比以往優異得多。但是，在這樣的皮膜中，在能夠存在于實機材的曲率部(彎曲部)，會發生裂紋(以下，稱為“彎曲部裂紋”)，基材和陽極氧化皮膜會處于容易腐蝕的環境下。現有技術文獻專利文獻專利文獻1：日本特開平8-193295號公報
技術實現思路
專利技術所要解決的課題本專利技術著眼于上述這樣的情況而完成，本專利技術的目的在于，提供一種鋁陽極氧化皮膜，其抑制彎曲部裂紋的發生，其結果是，抑制在腐蝕氣體氣氛下的基材的腐蝕、皮膜裂紋造成的耐電壓性的降低，從而能夠高耐電壓性化。用于解決課題的手段能夠達成上述目的的本專利技術的鋁陽極氧化皮膜是在由鋁或鋁合金構成的基材表面上形成的鋁陽極氧化皮膜，其特征在于，是皮膜結構為單層的陽極氧化皮膜，或皮膜結構不同的2種以上的陽極氧化皮膜層疊而成的陽極氧化皮膜，最表面側的陽極氧化皮膜的由下述(1)式規定的皮膜形成率為1.3以上，并且該陽極氧化皮膜的厚度以相對于皮膜整體厚度的比例計為3％以上。皮膜形成率＝陽極氧化皮膜厚度/陽極氧化處理時的基材減少厚度…(1)如果從抑制裂紋發生的觀點出發，本專利技術的鋁陽極氧化皮膜優選皮膜整體的厚度薄，但若過薄，則耐腐蝕性有可能劣化，因此例如為3μm以上即可。另外皮膜整體的厚度如果從確保耐電壓性這一觀點出發，則優選為20μm以上(更優選為25μm以上)。還有，所謂該皮膜整體的厚度在單層的皮膜結構的情況下意思是單一的皮膜的厚度，如果皮膜結構是不同的2種以上的陽極氧化皮膜層疊而成的皮膜結構，則意思是各層的皮膜厚度合計的厚度。在本專利技術的鋁陽極氧化皮膜中，皮膜結構是不同的2種以上的陽極氧化皮膜層疊而成的皮膜結構時，基材側的陽極氧化皮膜的由所述(1)式規定的皮膜形成率低于1.3，并且該陽極氧化皮膜的厚度以相對于皮膜整體的厚度的比例計為10％以上，也是優選的實施方式。另外，為了制作皮膜結構不同的2種以上的陽極氧化皮膜，使形成各皮膜時的處理溶液或處理條件變化即可。專利技術效果根據本專利技術，通過將最表面側的鋁陽極氧化皮膜制成由既定的關系式規定的皮膜形成率為1.3以上的鋁陽極氧化皮膜，將該陽極氧化皮膜的厚度規定在既定的范圍，則能夠實現具有高耐電壓性的鋁陽極氧化皮膜。具體實施方式本專利技術人們以實現能夠抑制彎曲部裂紋的發生的鋁陽極氧化皮膜(以下，僅稱為“陽極氧化皮膜”)為目標，從各種角度進行了研究。其結果發現，如果至少將最表面側的陽極氧化皮膜以既定的關系式所規定的皮膜形成率成為1.3以上的方式形成，將該陽極氧化皮膜的厚度規定在既定的范圍，則能夠實現適于上述目的的陽極氧化皮膜，從而完成了本專利技術。彎曲部的裂紋被認為基本上是用成形的陽極氧化皮膜無法填補陽極氧化處理時的基材中的減少體積(即，減少厚度)時產生的。因此，通過成為由上述(1)式所規定的皮膜形成率為1.3以上的陽極氧化皮膜，陽極氧化皮膜能夠填補基材的減少體積，能夠抑制彎曲部裂紋發生。雖然認為，如果陽極氧化皮膜只是填補基材的減少體積，則上述皮膜形成率為1.0以上即可，但是在這樣的陽極氧化皮膜中并不能達成上述的目的。即，若不是皮膜形成率為1.3以上的陽極氧化皮膜，則不能達成上述目的。上述這樣的現象產生的理由被推測為，在皮膜形成率大概為1.3以上的陽極氧化皮膜中，由于皮膜自身的結構(皮膜內部結構)的變化導致皮膜成為容易延展的狀態，相對于施加到皮膜上的應力的皮膜的延伸率變大而成為難以發生彎曲部裂紋的狀態。上述皮膜形成率優選為1.5以上，更優選為1.7以上，進一步優選為2.0以上。該皮膜形成率，能夠通過適當控制陽極氧化處理中的條件(后述)而加以調整。但是，若處理時間變長，則陽極氧化皮膜的表面由處理液溶解，膜厚減少，因此該皮膜形成率無法達到某個一定的值以上。其上限一般為3左右。從抑制彎曲部裂紋的發生這一觀點出發，皮膜形成率為1.3以上的陽極氧化皮膜(將這樣的皮膜稱為“最表面側皮膜”)的厚度以相對于皮膜整體的厚度的比例計，優選為3％以上。另外皮膜整體的厚度，具體來說優選為3μm以上。本專利技術的陽極氧化皮膜包含無論皮膜結構(皮膜層疊結構)是單層的情況，還是皮膜結構為不同的2種以上層疊的情況的任一種，單層的情況下，相對于皮膜整體的厚度的比例為100％，作為皮膜整體的厚度的優選下限的3μm以上表示僅單獨一層的厚度。另外，基材側的陽極氧化皮膜也成為皮膜形成率為1.3以上的陽極氧化皮膜。那么，所需要的耐電壓性，雖然也根據半導體制造裝置的種類、工藝規程的差異而有所不同，但作為皮膜整體的耐電壓(或平面部的耐電壓)優選為600V以上(更優選為1000V以上，進一步優選為1500V以上)。另外作為皮膜整體的耐電壓性，在皮膜結構相同的情況下，因為與皮膜厚度成比例，所以為了確保良好的耐電壓性，優選皮膜整體的厚度(總膜厚)為20μm以上。更優選為25μm以上(進一步優選為30μm以上，特別優選為40μm以上)。但是，若皮膜整體的厚度變厚，則由于皮膜的內部應力導致裂紋變得容易進入皮膜，耐電壓性反而劣化，因此優選為200μm以下(更優選為100μm以下)。還有，皮膜形成率為1.3以上的陽極氧化皮膜(最表面側皮膜)在耐電壓測量時的泄漏電流有變大的傾向。若泄漏電流變大，則即使不至于伴隨絕緣擊穿的皮膜的破壞，也有微弱的電流通過皮膜流通的情況，因此，例如在半導體加工中，容易發生等離子體異常放電等問題。本專利技術人們從改善這種問題的方面也進行了研究。其結果得到如下結論，即，皮膜形成率低于1.3的陽極氧化皮膜(將該皮膜稱為“基材側皮膜”)中，由于泄漏電流難以發生，所以如果將這樣的皮膜形成于基材側，則能夠抑制泄漏電流。即，如果成為將皮膜形成率低于1.3的陽極氧化皮膜形成于基材側，并且將皮膜本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鋁陽極氧化皮膜，其特征在于，是在由鋁或鋁合金構成的基材表面上形成的鋁陽極氧化皮膜，是皮膜結構為單層的陽極氧化皮膜或皮膜結構不同的2種以上的陽極氧化皮膜層疊而成的陽極氧化皮膜，最表面側的陽極氧化皮膜的由下述(1)式規定的皮膜形成率為1.3以上，并且該陽極氧化皮膜的厚度以相對于皮膜整體的厚度的比例計為3％以上，皮膜形成率＝陽極氧化皮膜厚度/陽極氧化處理時的基材減少厚度…(1)。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2012.09.26 JP 2012-2127321.一種鋁陽極氧化皮膜，其特征在于，是在由鋁或鋁合金構成的基材表面上形成的鋁陽極氧化皮膜，是皮膜結構為皮膜結構不同的2種以上的陽極氧化皮膜層疊而成的陽極氧化皮膜，其中，基材側的陽極氧化皮膜是由下述(1)式規定的皮膜形成率低于1.3的陽極氧化皮膜，該陽極氧化皮膜的厚度以相對于皮膜整體的厚度的比例計為10％以...

【專利技術屬性】
技術研發人員：細川護，高田悟，
申請(專利權)人：株式會社神戶制鋼所，
類型：發明
國別省市：日本;JP