DE69522954T2

DE69522954T2 - Vakuumkammer aus aluminium oder seinen legierungen

Info

Publication number: DE69522954T2
Application number: DE69522954T
Authority: DE
Inventors: Jun Hisamoto; Koki Ikeda; Koji Wada; Masahiro Yanagawa
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1994-11-16
Filing date: 1995-11-06
Publication date: 2002-05-29
Anticipated expiration: 2015-11-07
Also published as: EP0792951B1; KR100473691B1; KR970707326A; KR20040086479A; EP0792951A4; DE69522954D1; KR100482862B1; EP0792951A1; WO1996015295A1; US6027629A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vakuumkammer und -kammerteile, welche(s) aus Aluminium oder seinen Legierungen hergestellt ist und für eine chemische Dampfabscheidungsvorrichtung, eine physikalische Dampfabscheidungsvorrichtung, eine Trockenätzvorrichtung und dergleichen verwendet wird/werden. Die Vakuumkammer oder -teile zeigen ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit gegen ein korrosives Gas oder Plasma, das in die Kammer eingeführt wird.
Eine Vakuumkammer und -kammerteile, die für eine chemische Dampfabscheidungsvorrichtung, eine physikalische Dampfabscheidungsvorrichtung, eine Trockenätzvorrichtung und dergleichen verwendet werden, müssen Korrosionsbeständigkeit gegen ein korrosives Gas (nachstehend als Gaskorrosionsbeständigkeit oder Beständigkeit gegen Gaskorrosion bezeichnet) aufweisen, weil ein korrosives Gas, das Halogenelemente, wie Chlor, Fluor, Brom und dergleichen, enthält, in die Kammer als ein reaktives Gas, ein Ätzgas und ein Reinigungsgas eingeführt wird. Zusätzlich zu der Einführung des korrosiven Gases wird in vielen Fällen Plasma auf Halogenbasis in der Kammer erzeugt. Deshalb müssen die Vakuumkammer und - kammerteile auch Korrosionsbeständigkeit gegen Plasma (nachstehend als Plasmabeständigkeit bezeichnet) aufweisen.
Um solchen Erfordernissen zu genügen, wird eine Vakuumkammer hauptsächlich aus Edelstahl hergestellt. Eine aus Edelstahl hergestellte Vakuumkammer hat allerdings ein hohes Gewicht und erfordert deshalb das Errichten eines Fundaments mit großen Abmessungen, auf dem sie installiert wird. Außerdem hat eine aus Edelstahl hergestellte Vakuumkammer keine ausreichende thermische Leitfähigkeit und deshalb ist viel Zeit für den Einbrennvorgang erforderlich. Es gibt auch das Problem, dass ein Schwermetall, wie Chrom und Nickel, welches eine Legierungskomponente von Edelstahl ist, während des Vorgangs in die Atmosphäre freigesetzt wird, was zum Verderben der in der Vakuumkammer behandelten Produkte führt. Unter solchen Umständen wurden Untersuchungen durchgeführt, eine Vakuumkammer und - kammerteile, die aus Aluminium oder seinen Legierungen hergestellt wurden, welche im Gewicht leichter als eine aus Edelstahl hergestellte und ausgezeichnet in der thermischen Leitfähigkeit sind, ohne das Problem von Schwermetallkontaminierung zu entwickeln.
Ohne einer Oberflächenbehandlung unterzogen zu werden, ist eine Oberfläche von Aluminium oder seiner Legierung allerdings nicht immer ausgezeichnet in der Beständigkeit gegen Gaskorrosion und Plasma. Um Beständigkeit gegen Gaskorrosion und Plasma zu erhalten, ist eine Oberflächenbehandlung notwendig. Für diesen Zweck wurden verschiedene Untersuchungen durchgeführt. Beispielsweise offenbart die japanische Patentveröffentlichung Nr. 5-53870 eine Vakuumkammer, die Aluminium oder seine Legierungen verwendet, deren Oberfläche anodisiert wurde, unter Bildung einer anodischen Oxidbeschichtung, wodurch sich die Gaskorrosionsbeständigkeit erhöht. Jedoch stellt kein Stand der Technik einschließlich der in der panischen geprüften Patentveröffentlichung Nr. 5-53870 offenbarten Erfindung, eine anodische Oxidbeschichtung bereit, die ausreichend als Schutzbeschichtung gegen ein korrosives Gas und Plasma dient. Wenn eine anodische Oxidbeschichtung oder ein Basismaterial korrodiert und geschädigt wird, kommen die Korrosionsprodukte in Teilchenform daraus hervor. Wenn eine Vakuumkammer oder -kammerteil mit einer solchen Beschichtungsschicht oder einem Basismaterial, beispielsweise bei der Halbleiterherstellung, verwendet wird, können defekte Produkte hergestellt werden. Folglich gab es eine Forderung zur Verbesserung.
Die japanische Patentveröffentlichung Nr. 5-53871 offenbart, dass ein Ionenplattierungsverfahren angewendet wird, um eine Beschichtung (hergestellt aus beispielsweise TiN, TiC und dergleichen) ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit der Oberfläche einer Vakuumkammer, die aus Aluminium oder seinen Legierungen hergestellt wurde, zu bilden. Wenn die Beschichtung jedoch durch das Dampfphasensyntheseverfahren, wie Ionenplattierung, gebildet wird, erwachsen Probleme, indem die erhaltene Beschichtung eine geringe Dichte aufweist und hohe Kosten zur Behandlung erforderlich werden. Die japanische Patentveröffentlichung Nr. 5-53872 offenbart ein Ionenimplantationsverfahren. Dieses Verfahren ist jedoch für das Behandeln einer Vakuumkammer oder -kammerteils mit einer komplizierten Form nicht hinreichend und außerdem erfordert es hohe Behandlungskosten sowie ein Ionenplattierungsverfahren.
Die vorliegende Erfindung wurde durchgeführt, um die vorstehend beschriebenen Probleme zu lösen, und die Aufgabe davon besteht darin, eine aus Aluminium oder seinen Legierungen hergestellte Vakuumkammer oder -kammerteil, die in der Beständigkeit gegen Gaskorrosion und Plasma ausgezeichnet sind, durch ein wirtschaftliches anodisierendes Verfahren bereitzustellen.
Um die Aufgabe zu lösen, ist die vorliegende Erfindung auf eine Vakuumkammer, welche aus Aluminium oder seinen Legierungen hergestellt ist, gerichtet, umfassend eine anodische Oxidbeschichtung mit einer Dicke von 0,05 bis 50 um, welche eine poröse Schicht mit einer Vielzahl von Poren und eine Barriereschicht ohne Poren (siehe Fig. 1 und Fig. 2) einschließt. Jede der Poren hat eine Öffnung an der Oberfläche und der Durchmesser der Poren am oberen Ende davon ist kleiner als am unteren Ende davon. Die Dicke der Barriereschicht wird gemäß einem Porendurchmesser in der porösen Schicht, die unmittelbar vor der Barriereschicht gebildet wird bestimmt. Eine Barriereschicht kann auch durch Anodisieren vom nichtporösen Typ wie später beschrieben wird, gebildet werden.
Wie vorstehend beschrieben, ist ein Porendurchmesser als am oberen Ende der porösen Schicht kleiner als am unteren Ende davon. Die Poren in der porösen Schicht können einen Abschnitt aufweisen, wo ihr Durchmesser sich kontinuierlich oder diskontinuierlich in Tiefenrichtung ändert, oder können einen Abschnitt aufweisen, wo ihr Durchmesser in einer Tiefenrichtung konstant bleibt.
Wenn die anodische Oxidbeschichtung 2 oder mehrere Elemente, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Kohlenstoff, Schwefel, Stickstoff, Phosphor, Fluor und Bor, enthält, kann weiterhin Korrosionsbeständigkeit erreicht werden.
Aluminium oder seine Legierungen, die zum Herstellen eines Basismaterials der Vakuumkammer oder -kammerteils verwendet werden, können in einer solchen Textur hergestellt werden, dass Teilchen, wie Ausfällungen und/oder Abscheidungen, darin enthalten sind, die im Durchschnitt einen Durchmesser von 10 um oder weniger aufweisen oder parallel zur größten Oberfläche des Basismaterials angeordnet sind. In dieser Reihenfolge erreicht das Basismaterial selbst weitere Korrosionsbeständigkeit sowie die anodische Oxidbeschichtung. Es ist bevorzugt, dass die Ausfällungen und/oder Abscheidungen einen Durchmesser von 10 um oder weniger im Durchschnitt aufweisen und auch parallel zur größten Oberfläche des Basismaterials angeordnet sind.
In der vorliegenden Erfindung bedeutet eine Vakuumkammer nicht nur eine Vakuumkammer an sich, sondern auch die Vakuumkammerteile, die teilweise oder vollständig aus Aluminiumlegierung bestehen, wie Gasdiffusionsplatte (GDP), Klammer, Brausekopf, Magnetisierer, Klammerring, elektrostatisches Klemmfutter und dergleichen. Nachstehend ist eine Vakuumkammer ein allgemeiner Ausdruck für eine Vakuumkammer an sich und solche Teile. Die vollständige Vakuumkammer muss nicht notwendigerweise aus Aluminiumlegierungen wie vorstehend erwähnt hergestellt werden, kann jedoch in Kombination mit der Aluminiumlegierung wie vorstehend erwähnt und der Aluminiumlegierung, hergestellt durch ein anderes Verfahren, üblicherweise bekannt sind Edelstahl, Kompositmaterial von Keramiken und Kunststoffen und dergleichen, hergestellt werden.
Die vorliegende Erfindung kann unter Anwendung eines Verfahrens zum Anodisieren der Oberfläche einer aus Aluminium oder seinen Legierungen hergestellten Vakuumkammer hergestellt werden. Wenn die Oberfläche der Vakuumkammer anodisiert ist, wird die Endanodisierungsspannung höher eingestellt als eine anfängliche Anodisierungsspannung.
Wenn die Endanodisierungsspannung größer als die anfängliche Anodisierungsspannung eingestellt ist, wird die Anodisierungsspannung kontinuierlich oder diskontinuierlich für einen beliebigen Zeitraum geändert oder kann für einen beliebigen Zeitraum konstant gehalten werden.
Die anfängliche Anodisierungsspannung ist vorzugsweise 50 Volt oder weniger und die Endanodisierungsspannung ist vorzugsweise 30 Volt oder mehr.
Es wird empfohlen, dass eine Lösung, die Oxalsäure enthält, als eine Anodisierungslösung verwendet wird, und 1 g oder mehr Oxalsäure pro Liter Lösung enthalten ist. Es ist bevorzugter, dass die Anodisierungslösung ein oder mehrere Elemente, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Schwefel, Stickstoff, Phosphor, Fluor und Bor, enthält, oder eine Verbindung, die solche Elemente einschließt, enthält.
Im Verlauf der vorliegenden Erfindung weist eine anfängliche Anodisierungsspannung eine Elektrolysespannung, die darauf angewendet wird, wenn die Bildung der anodischen Oxidbeschichtung im Wesentlichen begonnen ist, aus. Eine Endanodisierungsspannung weist eine daran angelegte Elektrolysespannung aus, wenn die Bildung der anodischen Oxidbeschichtung im Wesentlichen beendet ist.
Wie vorstehend beschrieben, wird die Oberfläche der aus Aluminium oder seinen. Legierungen hergestellten Vakuumkammer unter Bildung einer anodischen Oxidbeschichtung anodisiert, einschließlich einer porösen Schicht mit einer Vielzahl von Poren und einer Sperrschicht ohne Poren, und jede der Poren hat eine Öffnung an der Oberfläche. Zuerst wird die Oberfläche der Vakuumkammer einem Anodisieren vom porösen Typ unterzogen und dann einem Anodisieren vom nichtporösen Typ unterzogen.
Im Verlauf der vorliegenden Erfindung weist ein Anodisieren vom porösen Typ ein normales Anodisieren auf, durch das eine poröse Schicht und eine Barriereschicht gebildet werden. Die poröse Schicht hat eine Anzahl von Poren mit einer Öffnung an der Oberfläche der Kammer und die Barriereschicht hat keine Poren und wird an der Grenzfläche zwischen der porösen Schicht und dem Basismaterial gebildet. Das Anodisieren vorn porösen Typ wird durch Anwenden einer Lösung, die Schwefelsäure, Phosphorsäure, Oxalsäure, Chromsäure oder ein Gemisch davon als eine elektrolytische Lösung unter der Elektrolysespannung im Bereich zwischen 5 Volt und 200 Volt, durchgeführt.
Das Anodisieren vom nicht porösen Typ weist ein Anodisieren auf, durch das eine Barriereschicht ohne Poren gebildet wird. Das Anodisieren vom nicht porösen Typ wird durch Anwenden einer Lösung auf Borbasis (beispielsweise eine Lösung, die ein Gemisch von Bor und Ammoniumborat enthält), einer Lösung auf Phosphorbasis (beispielsweise einer Ammoniumdihydrogenphosphatlösung), einer Lösung auf Phthalsäurebasis (beispielsweise einer Kaliumhydrogenphthalatlösung), einer Lösung auf Adipinsäurebasis (beispielsweise einer Ammoniumadipatlösung), einer Lösung auf Kohlenstoffbasis (beispielsweise einer Natriumcarbonatlösung), einer Zitronensäurelösung, einer Weinsäurelösung, einer Natriumchromatlösung oder einer gemischten Lösung davon unter der Elektrolysespannung im Bereich zwischen 60. Volt und 500 Volt durchgeführt.
In der vorliegenden Erfindung bezeichnet der Begriff Ausfällungen Verbindungen, die während der Herstellung der Aluminiumlegierung in der flüssigen Phase erzeugt werden. Abscheidungen sind Verbindungen, die aus einer festen Phase während der Herstellung von Aluminiumlegierung erzeugt werden. Die Arten der Ausfällungen und/oder Abscheidungen hängen von der Zusammensetzung der Aluminiumlegierung ab und sind nicht durch die Reihe der Aluminiumlegierung begrenzt. Beispiele für Ausfällungen und Abscheidungen sind wie nachstehend.
Beispiele für Ausfällungen, die in 1000-Serien-Aluminiumlegierung (nachstehend 1000-Serien-Ausfällungen) erzeugt werden, schließen Al-Fe-Serien-Ausfällungen, wie Al&sub3;Fe, Al&sub6;Fe und dergleichen, und Al-Fe-Si-Serien-Ausfällungen, wie α-AlFeSi, β- AlFeSi und dergleichen, ein.
Beispiele für Ausfällungen, die in 2000-Serien-Aluminiumlegierung erzeugt werden, sind die gleichen Arten wie 1000-Serien-Ausfällungen. Beispiele für Abscheidungen davon schließen Al&sub2;Cu, Al&sub2;CuMg, Al&sub6;CuMg&sub4; und dergleichen ein.
Beispiele für Ausfällungen, die in 3000-Serien-Aluminiumlegierung erzeugt werden, schließen zusätzlich zu jenen identischen Arten zu den 1000-Serien-Ausfällungen Al&sub6;Mn, Al&sub4;Mn, AlMn, Al&sub1;&sub2;Mn, Al&sub1;&sub2;Fe&sub3;Si, Al&sub1;&sub2;Mn&sub3;Si, Al&sub9;Mn&sub2;S und dergleichen ein. Abscheidungen davon sind hauptsächlich Al&sub6;Mn.
Beispiele für Ausfällungen, die in 5000-Serien-Aluminiumlegierung erzeugt werden, schließen zusätzlich zu jenen identischen Arten zu den 1000-Serien-Ausfällungen Al&sub3;Mg&sub2;, Al&sub1;&sub2;Mg&sub1;&sub7;, Al&sub7;Cr, Al&sub1;&sub8;Mg&sub3;Cr&sub2;, Al&sub1;&sub8;Mg&sub3;Mn&sub2; und dergleichen ein. Beispiele für Abscheidungen davon schließen Al&sub3;Mg&sub2;, Al&sub2;CuMg und dergleichen ein.
Beispiele für Ausfällungen, die in 6000-Serien-Aluminiumlegierung erzeugt werden, schließen zusätzlich zu jenen von identischen Arten zu 1000-Serien-Ausfällungen Mg&sub2;Si, Si, Al&sub3;Mg&sub5; und dergleichen ein. Beispiele für Abscheidungen davon schließen Mg&sub2;Si, Al&sub2;CuMg und dergleichen ein.
Beispiele für Ausfällungen, die in 7000-Serien-Aluminiumlegierung erzeugt werden, schließen zusätzlich zu jenen von identischen Arten zu 1000-Serien-Ausfällungen Al&sub8;Mg&sub5;, AlZn, Mg&sub2;Zn&sub1;&sub1;, MgZn&sub2; und dergleichen ein. Beispiele für Abscheidungen davon schließen Mg&sub2;Zn&sub1;&sub1;, MgZn&sub2;, Al&sub2;Mg&sub3;Zn&sub3;, Al&sub2;CuMg und dergleichen ein.
Fig. 1 ist eine Teilquerschnittsansicht, die schematisch eine Struktur einer anodischen Oxidbeschichtung vom porösen Typ zeigt.
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht, die eine anodische Oxidbeschichtung vom porösen Typ zeigt.
Fig. 3 ist eine Kurve, die die Beziehung zwischen einer Elektrolysespannung und einer Stromdichte im Fall der Anwendung von drei Arten von entsprechender anodisierender Lösung erläutert.
Fig. 4 ist ein Diagramm, das die Muster einer Elektrolysespannung, die bei der Oberflächenbehandlung der vorliegenden Erfindung angewendet wird, erläutert.
Fig. 5 ist ein Diagramm, das die Vergleichsbeispiele von Mustern einer Elektrolysespannung, die bei der Oberflächenbehandlung angewendet wird, erläutert.
Fig. 6 ist ein Diagramm, das die Muster einer Elektrolysespannung, die bei der Oberflächenbehandlung der vorliegenden Erfindung angewendet wird, erläutert.
Fig. 7 ist ein Diagramm, das die Vergleichsbeispiele von Mustern einer Elektrolysespannung, die bei der Oberflächenbehandlung angewendet wird, erläutert.
Fig. 8 ist ein Diagramm, das eine Struktur einer anodischen Oxidbeschichtung, die durch das Oberflächenbehandlungsverfahren der vorliegenden Erfindung gebildet wird, erläutert.
Fig. 9 ist eine Mikrographie, die die Ausfällungen und/oder Abscheidungen, die in einer Richtung, die senkrecht zu der Oberfläche des Basismaterials angeordnet ist, zeigt; und
Fig. 10 ist eine Mikrographie, die Ausfällungen und/oder Abscheidungen, die direkt parallel zu der Oberfläche des Basismaterials angeordnet sind, zeigt.
Eine übliche Vakuumkammer und -kammerteile, hergestellt aus Aluminium oder seinen Legierungen, weisen für das vorstehend erwähnte korrosive Gas und/oder Plasma schlechte Korrosionsbeständigkeit auf. Um dieses Problem zu lösen, haben die Erfinder umfangreiche Untersuchungen der Techniken zum Verbessern der Oberflächenqualität einer Vakuumkammer und -kammerteilen durchgeführt und führten die Erfindung aus. Das heißt, wenn eine Vakuumkammer und -kammerteile, hergestellt aus Aluminium oder seinen Legierungen, anodisiert wird, ist es möglich, die Innenstruktur und die Zusammensetzung von Komponenten von ihrer anodischen Oxidbeschichtung zu steuern, um dabei die Beständigkeit gegen Gaskorrosion und Plasma deutlich zu erhöhen.
Aus dem Stand der Technik ist bereits bekannt, die Dicke der anodischen Oxidbeschichtung beim Anodisieren zu steuern (siehe beispielsweise japanische Patentveröffentlichung Nr. 5-53870). Es ist auch bekannt, die Struktur der anodischen Oxidbeschichtung durch Verändern der Elektrolysebedingungen zu verändern. Jedoch gibt es keinen Versuch, die durch ein korrosives Gas oder Plasma verursachte Korrosion durch Steuern der Innenstruktur oder des Verbrauchs von Komponenten der anodischen Oxidbeschichtung zu unterdrücken. Außerdem gab es keine Mitteilung über Untersuchungen, die von einem solchen Standpunkt aus durchgeführt wurden.
Fig. 1 ist ein teilweiser Querschnitt, der als Entwurf eine schematische Struktur einer anodischen Oxidbeschichtung zeigt, die auf einer Oberfläche einer Vakuumkammer oder -kammerteils, hergestellt aus Aluminium oder seinen Legierungen, durch Anodisieren gebildet wird. Wenn die Elektrolyse begonnen wird, wächst Zelle 2 in ein Basismaterial 1 in Tiefenrichtung. Jede von Zellen 2 hat eine Pore 3 entlang der Länge davon in den mittleren Teil davon.
Fig. 2 zeigt eine Querschnittsansicht der anodischen Oxidbeschichtung. In der vorliegenden Erfindung schließt die anodische Oxidbeschichtung eine poröse Schicht 4 und eine Barriereschicht 5 ein. Die poröse Schicht 4 hat Poren 3 und die Barriereschicht 5 hat keine Poren. Die Barriereschicht 5 ist zwischen der porösen Schicht 4 und dem Basismaterial 1 angeordnet. Ohne Permeabilität für Gas verhindert die Barriereschicht 5, dass Gas oder Plasma mit dem aus Aluminium oder seinen Legierungen hergestellten Basismaterial in Kontakt kommt.
Es wurde gefunden, dass, wenn eine anodische Oxidbeschichtung eine poröse Schicht und eine Barriereschicht einschließt, es eine Korrelation zwischen einem Porendurchmesser der porösen Schicht, dem Zelldurchmesser davon und einer Dicke der Barriereschicht gibt.
Die Erfinder haben die Beziehung zwischen der Struktur und der Beständigkeit gegen Gaskorrosion und Plasma der anodischen Oxidbeschichtung untersucht. Im Ergebnis haben die Erfinder die nachstehenden Schlussfolgerungen gezogen.
Erstens zeigt die anodische Oxidbeschichtung bessere Plasmabeständigkeit als die poröse Schicht, die einen Porendurchmesser und einen Zelldurchmesser aufweisen, welche am oberen Ende davon geringerer sind. Der Grund dafür ist wie nachstehend. Wenn der Durchmesser von Poren und Zellen am oberen Ende groß ist, wird sich das Plasma wahrscheinlich an den Peripherien der Poren an der Oberfläche der anodischen Oxidbeschichtung konzentrieren. Dies erzeugt auf der Oberfläche der anodischen Oxidbeschichtung einen mikrolokalisierten Plasmazustand. Im Gegensatz dazu, wenn Poren mit kleinerem Durchmesser am oberen Ende Öffnungen aufweisen, wird die Gleichförmigkeit der Oberfläche der anodischen Oxidbeschichtung erhöht, sodass die lokalisierte Konzentration von Plasma verhindert werden kann. Zusätzlich macht es der kleine Porendurchmesser für Gas- und Plasmakomponenten schwierig, in die anodische Oxidbeschichtung einzudringen und auf der Oberfläche der porösen Schicht in Form einer Verbindung zu akkumulieren.
Zweitens zeigt die anodische Oxidbeschichtung bessere Beständigkeit gegen Gaskorrosion, da die poröse Schicht einen Porendurchmesser und einen Zellendurchmesser aufweist, die am unteren Ende davon größer sind. Der Grund dafür ist wie nachstehend. Wenn der Durchmesser der Poren und Zellen groß ist, wird die wesentliche Oberfläche von der Innenseite der Poren klein, sodass eine Fläche, die mit korrosivem Gas reagieren kann, klein wird. Folglich ist die Innenstruktur der anodischen Oxidbeschichtung kaum durch ihre Volumenänderung aufgrund Reaktionsprodukten negativ zu beeinflussen.
Drittens zeigt eine anodische Oxidbeschichtung bessere Beständigkeit gegen Gaskorrosion, wenn die Dicke der Barriereschicht größer ist. Der Grund dafür ist wie nachstehend. Wie vorstehend beschrieben, behindert die Barriereschicht, ein korrosives Gas mit dem aus Aluminium oder seinen Legierungen hergestellten Basismaterial in Kontakt zu kommen. Jedoch gibt es einige korrosive Gase, die allmählich in die Barriereschicht eindringen werden, wenn das Basismaterial für einen langen Zeitraum in einer solchen Gasatmosphäre belassen wird. Folglich ist es erwünscht, dass die Barriereschicht eine große Dicke aufweist, um ein korrosives Gas abzuschirmen und auch um ausgezeichnete Gaskorrosionsbeständigkeit zu erreichen, wenn das Basismaterial in einer korrosiven Gasatmosphäre für einen langen Zeitraum belassen wird.
Aus dem vorstehenden Gesichtspunkt ist es erwünscht, dass eine poröse Schicht eine Struktur aufweist, in der ein Porendurchmesser am oberen Ende davon so klein wie möglich ist, während ein Porendurchmesser am unteren Ende davon so groß wie möglich ist, damit eine Barriereschicht eine große Dicke aufweist.
Die vorliegende Erfindung begrenzt den Porendurchmesser nicht auf einen speziellen Wert. In der vorliegenden Erfindung ist mindestens der Porendurchmesser am unteren Ende der porösen Schicht größer als jener am oberen Ende davon, wodurch die Korrosionsbeständigkeit erhöht wird. Um ausgezeichnete Plasmabeständigkeit zu erreichen, ist es erwünscht, dass der Porendurchmesser am oberen Ende 80 nm oder weniger und bevorzugter 50 nm oder weniger und besonders bevorzugt 30 nm oder weniger ist. Um ausgezeichnete Gaskorrosionsbeständigkeit zu erreichen, ist es erwünscht, dass eine Barriereschicht eine Dicke von 50 nm oder mehr und bevorzugter 80 nm oder mehr aufweist.
Weiterhin ist es in der vorliegenden Erfindung ausreichend, dass der Porendurchmesser der porösen Schicht am unteren Ende davon größer ist als am oberen Ende davon, und der Porendurchmesser des Zwischenteils zwischen dem oberen und dem unteren Ende nicht auf den speziellen Wert beschränkt ist. Deshalb kann der Zwischenteil einen Abschnitt einschließen, in dem sein Porendurchmesser sich kontinuierlich ändert, einen Abschnitt, in dem sein Porendurchmesser sich diskontinuierlich ändert, und einen Abschnitt, in dem sein Porendurchmesser konstant bleibt. Diese Abschnitte können in dem Zwischenteil gemischt vorliegen. Die Pore kann einen Abschnitt mit einem abnehmenden Durchmesser aufweisen, in einer Weise vom unteren zum oberen Ende, oder die Pore kann in einer Weise vom unteren zum oberen Ende verschwinden.
Wenn sich ein Porendurchmesser kontinuierlich ändert, gibt es verschiedene Änderungsmuster. Beispielsweise erhöht sich ein Porendurchmesser allmählich vom oberen Ende zum unteren Ende oder kann sich allmählich vom oberen Ende gegen die Basisseite erhöhen und anschließend an jedem Punkt sinken und sich danach zum unteren Ende wiederum erhöhen.
Außerdem kann die poröse Schicht eine Mehrschichtstruktur aufweisen, wenn zwei oder mehrere Schichten mit einem sich voneinander unterscheidenden Porendurchmesser akkumuliert werden, sodass der Porendurchmesser der porösen Schicht sich allmählich ändert. In diesem Fall ist es erwünscht, dass die Unterschiede in den Porendurchmessern unter diesen Schichten möglichst klein sind, und dass die in dem Mittelteil der porösen Schicht angeordnete Schicht Poren aufweist, deren Durchmesser sich kontinuierlich ändert, sodass die Poren verjüngte Oberflächen aufweisen. Die Struktur der Porenschicht kann in Abhängigkeit der Anwendungsseite in der Vakuumkammer und Kammerteilen ausgewählt sein.
In der vorstehenden Beschreibung ändert sich die Innenstruktur, insbesondere ein Porendurchmesser der anodischen Oxidbeschichtung in Tiefenrichtung. In diesem Fall hat, wenn die Elektrolyse unter Ändern ihrer Bedingungen durchgeführt wird, um die Porendurchmesser zu ändern, die Oberfläche der anodischen Oxidbeschichtung nicht immer Poren von gleichförmigem Durchmesser. In vielen Fällen ist der Porendurchmesser ungleichförmig in Abhängigkeit von der Form der Oberfläche und der Fläche, wo Poren gebildet werden. Deshalb können Oberflächen, die besondere hohe Plasmabeständigkeit erfordern, selektiv in einer solchen Weise behandelt werden, dass sie einen möglichst kleinen Durchmesser aufweisen. Im Ergebnis können einige Teile vorliegen, die nicht den Erfordernissen der vorliegenden Erfindung genügen, jedoch ist es ausreichend, dass die Gesamtstruktur der anodischen Oxidbeschichtung den Erfordernissen der vorliegenden Erfindung genügt.
In einigen Fällen werden Poren nach Abschluss des Anodisierens verschlossen. Diese Behandlung wird als eine Porenverschlussbehandlung bezeichnet. In der vorliegenden Erfindung kann die Porenverschlussbehandlung durchgeführt werden, insofern sie die Qualität der in der vorliegenden Erfindung vorgesehenen anodischen Oxidbeschichtung nicht negativ beeinflusst. Die Porenverschlussbehandlung ist verwendbar, um die Beschichtungsleistung, wie sie üblicherweise angeführt wird, zu errzielen. Sofern die gesamte Struktur der anodischen Oxidbeschichtung den Erfordernissen der vorliegenden Erfindung genügt, ist es folglich möglich, die in der vorliegenden Erfindung vorgesehene Wirkung zu erreichen.
In der vorliegenden Erfindung ist die Dicke der anodischen Oxidbeschichtung, um ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit zu erreichen, 0,05 um bis 50 um, vorzugsweise 0,1 um bis 50 um. Wenn die anodische Oxidbeschichtung zu große Dicke aufweist, wird Innenkraft erzeugt, sodass Risse verursacht werden, die unzureichende Beschichtungsqualität oder Abschälen ergeben. Deshalb ist die obere Grenze der Dicke 50 um. In anderen Worten, mit einer Dicke von mehr als 50 um wird es für die anodische Oxidbeschichtung schwierig, die innere Kraft durch sich selbst zu vermindern. Dies kann die anodische Oxidbeschichtung zum Reißen und Abschälen unter Erzeugung von defekten Produkten veranlassen.
In der vorliegenden Erfindung gibt es keine Begrenzung hinsichtlich der Art der zur Elektrolyse verwendeter Lösung. Die Lösung kann beispielsweise eine anorganische Säure, wie Schwefelsäure, Phosphorsäure, Chromsäure, oder eine organische Säure, wie Ameisensäure und Oxalsäure, enthalten. Es wird jedoch empfohlen, eine Lösung, die 1 g oder mehr Oxalsäure pro 1 l Lösung enthält, zu verwenden, weil die Verwendung einer solchen Lösung die Elektrolysespannung, beim Anodisieren in einem breiten Bereich beliebig steuern kann. Fig. 3 ist eine Kurve, die die Beziehung zwischen der Elektrolysespannung und der Stromdichte erläutert, wenn eine anodische Oxidbeschichtung unter verschiedenen elektrolytischen Bedingungen unter Anwendung von drei Arten von Anodisierungslösungen, die Schwefelsäure, Oxalsäure bzw. Phosphorsäure enthalten, gebildet wird. Mit einer Schwefelsäurelösung wird eine anodische Oxid beschichtung bei einer hohen Geschwindigkeit gebildet, weil die Stromdichte sich stark ändert, wenn die Elektrolysespannung verändert wird. Mit einer Phosphorsäurelösung wird eine anodische Oxidbeschichtung bei einer niedrigen Geschwindigkeit gebildet, weil die Stromdichte sich langsam ändert, obwohl auch die Elektrolysespannung stark verändert ist. Diesem Ergebnis kann entnommen werden, dass wenn eine Schwefelsäurelösung verwendet wird, eine anodische Oxidbeschichtung mit zu hoher Geschwindigkeit gebildet wird, um die Beschichtungsdicke zu steuern. Wenn andererseits eine Phosphorsäurelösung verwendet wird, wird eine anodische Oxidbeschichtung mit einer zu niedrigen Geschwindigkeit gebildet, was eine schlechte Produktivität ergibt. Im Gegensatz dazu ist, wenn eine Oxalsäurelösung verwendet wird, die Änderung in der Stromdichte, bezogen auf die Elektrolysespannung, ein mittlerer Wert zwischen jenem, der eine Schwefelsäurelösung verwendet, und jenem, der eine Phosphorsäurelösung verwendet. Wenn zusätzlich eine Oxalsäurelösung angewendet wird, kann die Struktur der anodischen Oxidbeschichtung leicht bei geringerer Verschlechterung der Produktionswirksamkeit gesteuert werden als im Fall der Anwendung einer Phosphorsäurelösung.
Wie vorstehend beschrieben, erhält eine anodische Oxidbeschichtung hohe Beständigkeit gegen Gaskorrosion und Plasma durch Steuern ihrer Struktur. Die Erfinder haben weitere Untersuchungen durchgeführt und haben gefunden, dass weitere Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit durch Einstellen einer Zusammensetzung von Komponenten der anodischen Oxidbeschichtung erreicht werden kann. Insbesondere erzielt eine anodische Oxidbeschichtung weitere Beständigkeit gegen Gaskorrosion und Plasma, wenn sie zwei oder weitere Elemente, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Kohlenstoff, Schwefel, Stickstoff, Phosphor, Fluor und Bor (nachstehend in einigen Fällen als die vorliegenden Elemente bezeichnet), enthält.
Wenn eine anodisierende Lösung eine organische Säure, wie Oxalsäure und Ameisensäure, enthält, enthält die hergestellte anodische Oxidbeschichtung eine Kohlenstoff enthaltende Verbindung wie HCOOH und (COOH)&sub2; (oder eine Verbindung, enthaltend die Gruppen CxOyHz, wie -CO&sub3;, -C&sub2;O&sub4; und -COOH, wenn x, y und z ganze Zahlen sind, die den Bedingungen von x ≥ 1 und y und z ≥ 0 genügen). Wenn folglich eine organische Säurelösung, wie Oxalsäure, beim Anodisieren verwendet wird, werden ein oder mehrere Elemente, die von Kohlenstoff verschieden sind, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Schwefel, Stickstoff, Phosphor und Bor, dazugegeben, sodass die anodische Oxidbeschichtung zwei oder mehrere Elemente enthält. Nachstehend beschrieben sind Beispiele der zu der anodisierenden Lösung zuzugebenden Verbindungen.
(1) Im Fall, wenn Schwefel zu der anodisierenden Lösung gegeben wird:
Ein Element, wie H&sub2;SO&sub4;, Al&sub2;(SO&sub4;)&sub3; und dergleichen, wird zu einer anodisierenden Lösung gegeben, sodass die hergestellte anodische Oxidbeschichtung eine Schwefel enthaltende Verbindung, wie H&sub2;SO&sub4;, H&sub2;SO&sub3;, Al&sub2;(SO&sub4;)&sub3;, Al(HSO&sub4;)&sub3; und dergleichen (oder eine Verbindung, enthaltend Gruppen SxOyHz, wie -SO&sub4;, -SO&sub3;, -HSO&sub4; und dergleichen, worin x, y und z ganze Zahlen sind, die den Bedingungen von x ≥ 1 und y und z ≥ 0 genügen) enthält.
(2) Im Fall, wenn Stickstoff zu der anodisierenden Lösung gegeben wird:
Ein Element, wie HNO&sub3;, Al(NO&sub3;)&sub3; und dergleichen, wird zu der anodisierenden Lösung gegeben, sodass die hergestellte anodische Oxidbeschichtung eine Stickstoff enthaltende Verbindung, wie HNO&sub3;, HNO&sub2;, Al(NO&sub3;)&sub3; und dergleichen (oder eine Verbindung, die Gruppen NxOyHz, wie -NO&sub3;, -NO&sub2; und dergleichen enthält, worin x, y und z ganze Zahlen sind, die den Bedingungen von x ≥ 1 und y und z ≥ 0 genügen) enthält.
(3) Im Fall, wenn Phosphor zu einer anodisierenden Lösung gegeben wird:
Ein Element, wie H&sub3;PO&sub4;, H&sub3;PO&sub3;, AlPO&sub4; und dergleichen, wird zu einer anodisierenden Lösung gegeben, sodass die hergestellte anodische Oxidbeschichtung Phosphor enthaltende Verbindung, wie H&sub3;PO&sub4;, H&sub2;PHO&sub3;, AlPO&sub4; und dergleichen (oder eine Verbindung, enthaltend die Gruppen PxOyHz, wie -PO&sub4;, -HPO&sub4;, -H&sub2;PO&sub4;, -HPHO&sub3; und dergleichen, worin x, y und z ganze Zahlen sind, die den Bedingungen von x ≥ 1 und y und z ≥ 0 genügen) enthält.
(4) Im Fall, wenn Fluor zu einer anodisierenden Lösung gegeben wird:
Ein Element, wie Fluorwasserstoff, wird zu einer anodisierenden Lösung gegeben, sodass die hergestellte anodische Oxidbeschichtung eine Fluor enthaltende Verbindung enthält.
(5) Im Fall, wenn Bor zu einer anodisierenden Lösung gegeben wird:
Ein Element, wie (NH&sub4;)&sub2;B&sub4;O&sub7;, H&sub3;BO&sub3; und dergleichen, wird zu einer anodisierenden Lösung gegeben, sodass die hergestellte anodische Oxid beschichtung eine Bor enthaltende Verbindung, wie B&sub2;O&sub3;, (NH&sub4;)&sub2;B&sub4;O&sub7; und dergleichen (oder eine Verbindung, enthaltend die Gruppen BxOyHz, wie -BO&sub3;, -B&sub4;O&sub7; und dergleichen, worin x, y und z ganze Zahlen sind, die den Bedingungen von x ≥ 1 und y und z ≥ 0 genügen) enthält.
Die Verbindung wird zu der anodisierenden Lösung in der Menge von 0,1 g oder mehr pro Liter der Lösung, die in die Menge von jedem Elemente umgewandelt wird, d. h. Schwefel, Stickstoff, Phosphor, Fluor und Bor, gegeben. Mit der Menge von weniger als 0,1 g pro Liter ist es schwierig, eine deutliche Wirkung zu erreichen.
Wie bereits beschrieben, enthält, wenn eine Oxalsäurelösung als anodisierende Lösung verwendet wird, die hergestellte anodische Oxidbeschichtung eine Kohlenstoff enthaltende Verbindung, die von Oxalsäure abgeleitet ist. Deshalb ist es ausreichend, dass ein oder mehrere vorliegende Elemente, die sich von Kohlenstoff unterscheiden (d. h. Schwefel, Stickstoff, Phosphor, Fluor und Bor), zu der anodisierenden Lösung gegeben werden. Wenn eine Schwefelsäurelösung als eine anodisierende Lösung verwendet wird, enthält die hergestellte anodische Oxidbeschichtung eine Schwefel enthaltende Verbindung, die von Schwefelsäure abgeleitet ist. Deshalb ist es ausreichend, dass ein oder mehrere vorliegende Elemente, die von Schwefel verschieden sind (d. h. Kohlenstoff, Stickstoff, Phosphor, Fluor und Bor), zu der anodisierenden Lösung gegeben werden. In Abhängigkeit von dem ursprünglich in der anodisierenden Lösung enthaltenen Element, wird eine ein oder mehrere andere vorliegende Elemente enthaltende Verbindung zu der anodisierenden Lösung gegeben. Im Ergebnis kann das hergestellte anodische Oxid zwei oder mehrere vorliegende Elemente enthalten.
Neben dem Verfahren, bei dem die vorstehend beschriebene Verbindung zu der anodisierenden Lösung gegeben wird, ist es möglich, andere Verfahren, die das Vorliegen von zwei oder mehreren Elementen in der anodischen Oxidbeschichtung gestatten, anzuwenden. Beispielsweise ist es möglich, aus der Aluminiumlegierung, die die vorliegenden Elemente als ein Legierungselement enthält, hergestelltes Basismaterial anzuwenden. Es ist auch möglich, dass die vorliegenden Elemente nur in der Oberflächenschicht des Basismaterials durch ein Oberflächen-Reforming- Verfahren, wie Eisenimplantation enthalten sein können, welche dann Anodisieren unterzogen wird. In jedem von diesen Verfahren enthält die hergestellte anodische Oxidbeschichtung zwei oder mehrere vorliegende Elemente unter Erzielen von erhöhter Beständigkeit gegen Gaskorrosion und Plasma.
Um die Beständigkeit gegen Gaskorrosion und Plasma zu verstärken, ist die bevorzugte Menge (in der Einheit Gewichtsprozent) der vorliegenden Elemente, die in der anodischen Oxidbeschichtung enthalten sein soll, wie nachstehend. Im Fall von Kohlenstoff ist die bevorzugte Menge 0,01% oder mehr und bevorzugter 0,5% oder mehr. Im Fall von Schwefel ist die bevorzugte Menge 0,02% oder mehr und bevorzugter 2% oder mehr. Im Fall von Stickstoff ist die bevorzugte Menge 0,01% oder mehr und bevorzugter 0,7% oder mehr. Im Fall von Phosphor ist die bevorzugte Menge 0,015% und bevorzugter 1% oder mehr. Im Fall von Fluor ist die bevorzugte Menge 0,01% und bevorzugter 0,5% oder mehr. Im Fall von Bor ist die bevorzugte Menge 0,015% und bevorzugter 0,3% oder mehr.
In der vorliegenden Erfindung ist eine für ein Basismaterial verwendete Aluminiumlegierung nicht auf eine spezielle Art beschränkt. Jedoch ist es erwünscht, dass eine Vakuumkammer aus 1000-Serien-Legierung, 5000-Serien-Legierung und 6000- Serien-Legierung aufgrund von deren ausgezeichneter mechanischer Festigkeit, thermischer Leitfähigkeit, elektrischer Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit hergestellt wird. Eine 1000-Serien-Legierung ist eine Aluminiumserienlegierung mit hoher Reinheit. Eine 5000-Serien-Legierung ist erwünscht, die mindestens 0,5 oder weniger Gewichtsprozent Silizium und 0,5 bis 6,0 Gewichtsprozent Magnesium als Legierungsbestandteile enthält. Eine 6000-Serien-Legierung ist erwünscht, die mindestens 0,2 bis 1, 2 Gewichtsprozent Silizium und 0,4 bis 1,5 Gewichtsprozent Magnesium als Legierungsbestandteile enthält. Die Komponenten der Kammer können aus 2000-Serien-Legierung und 7000-Serien-Legierung neben 5000-Serien- Legierung und 6000-Serien-Legierung hergestellt werden. Es ist bekannt, dass die Verwendung von Aluminiumlegierung, die Magnesium, Silizium, Kupfer, Eisen und dergleichen als Legierungsbestandteile enthält, die Beständigkeit der durch Hochfrequenz und hohe Temperatur (Wärmezyklus) hergestellten anodischen Oxidbeschichtung gegen Risse erhöht, und die Innenkraft innerhalb der anodischen Beschichtung vermindert wird. Insbesondere hat eine 6000-Serien-Legierung eine hohe Leistung, wenn Magnesium und Silizium als Legierungsbestandteile eingeschlossen sind und die Leistung kann durch Durchführen von thermischer Behandlung im letzten Schritt der Herstellung davon weiter erhöht werden.
Die Oberfläche des aus der Aluminiumlegierung hergestellten Basismaterials wird unter der Bedingung anodisiert, wenn eine Endanodisierungsspannung höher als die Anfangsanodisierungsspannung ist. In dieser Reihenfolge wird eine anodische Oxidbeschichtung mit einer Innenstruktur gebildet, die ausgezeichnete Beständigkeit sowohl gegen Gaskorrosion als auch Plasma bereitstellt.
Um die Reaktion mit Plasma zu unterdrücken, ist gefordert, dass die poröse Schicht eine glatte Oberfläche mit einem kleinen Porendurchmesser und einem kleinen Zellendurchmesser aufweist. Bei der Bildung von anodischer Oxidbeschichtung verläuft das Anodisieren ausgehend von der Oberfläche des Basismaterials entlang der Tiefenrichtung, und die Struktur des unteren Endes hängt von der Anodisierungsspannung ab. Ist einmal die Bildung der anodischen Oxidbeschichtung beendet, wird sich der Porendurchmesser und der Zelldurchmesser davon niemals ändern, auch durch die Anwendung von anodisierender Spannung. Im Ergebnis ist es bevorzugt, dass die anfängliche Anodisierungsspannung bei einem niedrigen Niveau eingestellt wird und insbesondere bei 50 Volt oder weniger und bevorzugter bei 30 Volt oder weniger. Um andererseits die Innenkraft innerhalb der anodischen Oxidbeschichtung zu vermindern und die anodische Oxidbeschichtung am Reißen und Abschälen zu hindern, wird von der Bodenendstruktur der porösen Schicht gefordert, dass sie einen großen Porendurchmesser und großen Zelldurchmesser aufweist. Weiterhin kann ausgezeichnetere Gaskorrosionsbeständigkeit erreicht werden, wenn die anodische Oxidbeschichtung eine Barriereschicht mit großer Dicke an der Grenzfläche zwischen der porösen Schicht und dem Basismaterial aufweist. Unter Berücksichtigung dieser Punkte wird eine Anodisierungsendspannung von mehr als der anfänglichen Anodisierungsspannung gefordert. Es ist bevorzugt, dass die Anodisierungsendspannung bei 30 Volt oder mehr und bevorzugter 50 Volt oder mehr und besonders bevorzugt 70 Volt oder mehr eingestellt wird.
Wenn die Anodisierungsendspannung höher als die anfängliche Anodisierungsspannung ist, kann die Anodisierungsspannung kontinuierlich in dem gesamten Anodisierungsprozess verändert werden oder kann allmählich verändert werden. Insbesondere kann die Anodisierungsspannung für einen beliebigen Zeitraum in dem Anodisierungsverfahren kontinuierlich oder diskontinuierlich verändert werden oder kann für einen beliebigen Zeitraum in dem Anodisierungsverfahren konstant gehalten werden.
Wie vorstehend beschrieben, wird die Anodisierungsspannung für einen speziellen Zeitraum in dem Anodisierungsverfahren verändert, sodass die anodische Oxidbeschichtung mit einer verändernden inneren Struktur gebildet wird. Die so gebildete Struktur vermindert wirksam die innere Kraft und die volumetrische Änderung der anodischen Oxidbeschichtung, die sich aus dem Kontakt mit Gas oder Plasma während der Verwendung der Vakuumkammer ergibt. Im Ergebnis ist es möglich zu verhindern, dass die anodische Oxidbeschichtung reißt oder abschält, was andererseits Korrosion und Schädigung verursachen kann unter Erhöhen der Beständigkeit gegen Gas und Plasma.
Fig. 4 ist ein Diagramm, das Spannungsmuster erläutert, wenn eine Elektrolysespannung kontinuierlich verändert wird. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, kann ein Spannungsniveau allmählich erhöht werden, ausgehend vom Beginn der Elektrolyse, oder ein Spannungsniveau kann auf ein bestimmtes Niveau erhöht werden und dann gesenkt und wiederum erhöht werden. Fig. 4 erläutert die Muster, wenn eine Elektrolysespannung linear verändert wird, jedoch kann eine Elektrolysespannung bogenförmig verändert werden.
Fig. 6 ist ein Diagramm, das Muster erläutert, wenn die Elektrolysespannung allmählich geändert wird. Wie aus Fig. 6 ersichtlich, kann eine Elektrolysespannung mit Unterbrechungen erhöht werden oder kann kontinuierlich erhöht werden oder kann einmal gesenkt und dann wieder erhöht werden. Wenn die Elektrolysespannung allmählich verändert wird, wird gefordert, dass die Erhöhung und Senkung der Spannungswerte kontinuierlich oder klein sind. Auf diese Weise hat eine anodische Oxidbeschichtung eine Struktur mit Kontinuität in der Tiefenrichtung unter Vermeiden der Bildung von Teilen, auf die sich die innere Kraft leicht konzentriert.
Die Erfinder haben gefunden, dass, um eine anodische Oxidbeschichtung, die in der Beständigkeit sowohl gegen Gaskorrosion als auch Plasma ausgezeichnet ist, zu bilden, zusätzlich zum Verleihen einer Änderung der Struktur für die anodische Oxidbeschichtung vom porösen Typ das Anodisieren vom porösen Typ und das Anodisieren vom nichtporösen Typ durchgeführt werden unter Bildung einer Barriereschicht mit einer möglichst großen Dicke.
Wie in Fig. 8 gezeigt, wird das Basismaterial 1 der Vakuumkammer und - kammerteilen, die aus Aluminium oder seinen Legierungen hergestellt wird, dem Anodisieren vorn porösen Typ unterzogen, um die poröse Schicht 4 und die Barriereschicht 5 zu bilden. Dann wird das Anodisieren vom nichtporösen Typ darauf durchgeführt, sodass die Barriereschicht 6 wächst. Im Ergebnis ist die Vakuumkammer oder -kammerteil ausgezeichnet in der Beständigkeit gegen sowohl Gaskorrosion als auch Plasma.
Wie vorstehend beschrieben, kann das Anodisieren vom porösen Typ unter Verwendung einer Lösung, die eine von Schwefelsäure, Phosphorsäure, Oxalsäure und Chromsäure oder ein Gemisch davon enthält, unter der Elektrolysespannung im Bereich zwischen 5 Volt und 200 Volt durchgeführt werden. Andererseits kann Anodisieren vom nichtporösen Typ zum Bilden einer Barriereschicht ohne Poren unter Verwendung einer Lösung auf Borsäurebasis, einer Lösung auf Phosphorsäurebasis, einer Lösung auf Phthalsäurebasis, einer Lösung auf Adipinsäurebasis, einer Lösung auf Kohlensäurebasis, einer Lösung auf Zitronensäurebasis, einer Lösung auf Weinsäurebasis und einer Lösung auf Natriumchromatbasis oder einem Gemisch davon unter der Elektrolysespannung im Bereich zwischen 60 Volt und 500 Volt durchgeführt werden.
In der vorliegenden Erfindung kann das Anodisieren vom porösen Typ unter der Elektrolysespannung bei einem konstanten Wert durchgeführt werden, jedoch wird empfohlen, dass die Anodisierungsendspannung höher ist als die anfängliche Anodisierungsspannung, sodass der Porendurchmesser am oberen Ende der porösen Schicht größer wird als am unteren Ende davon. Der Grund dafür ist wie nachstehend. Um ausgezeichnete Plasmabeständigkeit zu erreichen, ist es bevorzugt, dass die poröse Schicht Poren mit einem geringen Durchmesser am oberen Ende davon aufweist, während, um ausgezeichnete Gaskorrosionsbeständigkeit zu erreichen, es bevorzugt ist, dass die poröse Schicht Poren und Zellen mit großem Durchmesser am unteren Teil davon aufweist. Ganz besonders wird die anfängliche Anodisierungsspannung vorzugsweise auf 50 Volt oder weniger und bevorzugter 30 Volt oder weniger eingestellt. Andererseits ist die Anodisierungsendspannung vorzugsweise höher als die anfängliche Anodisierungsspannung und der spezielle Wert davon ist 30 Volt oder mehr und bevorzugter 50 Volt oder mehr und besonders bevorzugt 70 Volt oder mehr.
Wenn die Anodisierungsendspannung höher als die anfängliche Anodisierungsspannung beim Anodisieren vom porösen Typ ist, kann die Spannung kontinuierlich in dem gesamten Anodisierungsverfahren verändert werden oder kann allmählich verändert werden. Ganz besonders kann die Spannung kontinuierlich oder diskontinuierlich für einen beliebigen Zeitraum in dem gesamten Anodisierungsverfahren verändert werden oder kann für einen beliebigen Zeitraum unter Konstanthalten für den anderen beliebigen Zeitraum verändert werden.
Wie vorstehend beschrieben, wird bei der Bildung der anodischen Oxidbeschichtung vom porösen Typ die Anodisierungsspannung für einen beliebigen Zeitraum in dem Anodisierungsverfahren geändert, sodass die erzeugte anodische Oxidbeschichtung eine geänderte innere Struktur aufweist. Diese Struktur vermindert die innere Kraft oder die volumetrische Veränderung der anodischen Oxidbeschichtung aufgrund des Kontakts mit Gas oder Plasma während der Verwendung der Vakuumkammer. Im Ergebnis ist es möglich zu verhindern, dass die anodische Oxidbeschichtung reißt oder abschält, was andererseits Korrosion und Schädigung verursachen kann, wodurch sich die Beständigkeit gegen Gas und Plasma erhöht.
Eine Anodisierungsspannung kann kontinuierlich verändert werden. In diesem Fall kann beispielsweise die Spannung allmählich erhöht werden, ausgehend vom Beginn der Elektrolyse, oder kann auf ein bestimmtes Niveau erhöht, dann gesenkt und erneut erhöht werden. Fig. 6 ist ein Diagramm, das Spannungsmuster zeigt, wenn die Elektrolysespannung allmählich geändert wird. Wie in Fig. 6 gezeigt, gibt es verschiedene Verfahren zum Ändern der Elektrolysespannung. Muster A und C zeigen den Fall, wenn die Elektrolysespannung mit Unterbrechungen erhöht wird. Muster B und C zeigen den Fall, wenn die Erhöhung des Spannungsniveaus kontinuierlich ist. Muster E und F zeigen den Fall, wenn die Elektrolysespannung erhöht, dann gesenkt und erneut erhöht wird. Wenn eine Elektrolysespannung allmählich geändert wird, wird empfohlen, dass die Erhöhung und Senkung der Spannung kontinuierlich oder klein sind. In dieser Weise wird die anodische Oxidbeschichtung mit einer Struktur mit Kontinuität in der Tiefenrichtung ausgestattet, wodurch die Bildung von Teilen vermieden wird, auf die die innere Kraft leicht konzentriert ist.
In der vorliegenden Erfindung ist ein Porendurchmesser der anodischen Oxidbeschichtung vom porösen Typ nicht auf einen speziellen Wert begrenzt, jedoch ist ein Porendurchmesser am unteren Ende größer als am oberen Ende. Mit dieser Struktur wird die Korrosionsbeständigkeit erhöht. Um ausgezeichnete Plasmabeständigkeit zu erreichen, ist es bevorzugt, dass ein Porendurchmesser am oberen Ende 80 nm oder weniger und bevorzugter 50 nm oder weniger und besonders bevorzugt 30 nm oder weniger ist.
In der vorliegenden Erfindung ist, um ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit zu erreichen, die Dicke der porösen Schicht 0,05 um bis 50 um, vorzugsweise 0,1 um bis 50 um. Die maximale Dicke ist 50 um, weil, wenn die Dicke zu groß ist, kann die poröse Schicht aufgrund der inneren Kraft reißen. Das kann Probleme, wie unzureichende Beschichtungsleistung oder Abschälen der anodischen Oxidbeschichtung verursachen. Wenn die poröse Schicht eine Dicke von mehr als 50 um aufweist, kann es für die anodische Oxidbeschichtung somit schwierig werden, ihre innere Kraft selbst zu vermindern. In diesem Fall kann die anodische Oxidbeschichtung Risse und Abschälen aufweisen, was ein Problem des Erzeugens von defekten Produkten verursacht.
Um weiterhin ausgezeichnete Gaskorrosionsbeständigkeit zu erreichen, ist es bevorzugt, dass die Barriereschicht eine Dicke von 50 nm oder mehr und bevorzugter 80 nm oder mehr aufweist.
Selbst wenn die vorstehend beschriebene Oberflächenbehandlung bei der Bildung der anodischen Oxidbeschichtung durchgeführt wird, ist es unmöglich, das Eindringen von korrosiven Elementen in ein Basismaterial vollständig zu vermeiden. Während der Verwendung einer Vakuumkammer oder -Kammerteil gelangen korrosive Elemente sehr langsam durch eine anodische Oxidbeschichtung und dringen in das aus der Aluminiumlegierung hergestellte Basismaterial ein. Deshalb ist es zusätzlich zu der Verbesserung der Oberflächenbehandlungstechnik auch wichtig, die Korrosionsbeständigkeit des Materials selbst, das für eine Vakuumkammer und - kammerteile verwendet wird, zu erhöhen.
In Abhängigkeit von den gewünschten physikalischen Eigenschaften enthält die Aluminiumlegierung der Vakuumkammer oder -kammerteil gemäß der vorliegenden Erfindung verschiedene Arten von Legierungselementen und mindestens Eisen und Silizium sind immer als unvermeidliche Verunreinigungen enthalten. Eine 1000- Serien-Legierung, die nicht positiv mit Legierungselementen bereitgestellt wird, kann auch eine bestimmte Menge Eisen und Silizium als unvermeidliche Verunreinigungen enthalten. Wenn folglich eine 1000-Serien-Aluminiumlegierung verwendet wird, enthält das Basismaterial mindestens Verunreinigungen vom 1000-Typ, wie bereits beschrieben wurde. Duralumin, hergestellt aus 2000-Serien-Legierung, hat eine hohe Festigkeit, die sich aus der Dispersionshärtungswirkung von Abscheidungen ergibt. Folglich besteht eine aus Aluminiumlegierung hergestellte Vakuumkammer aus Teilchen, wie Ausfällungen oder Abscheidungen, die unvermeidliche Verunreinigungen, Legierungselemente und dergleichen enthalten.
Jedoch beeinträchtigt das Vorliegen von Ausfällungen und/oder Abscheidungen die Korrosionsbeständigkeit stark und ist deshalb nicht erwünscht. Genauer haben Halogenelemente, wie Chlor, Fluor und Brom, hohe Korrosivität und dringen in ein Basismaterial, das aus Aluminium hergestellt wurde, ein, unter Verursachen von Korrosion des Basismaterials. Wenn ein Basismaterial Ausfällungen und/oder Abscheidungen enthält, werden wahrscheinlich Halogenelemente in die Grenzfläche zwischen den Ausfällungen und/oder Abscheidungen und dem aus Aluminium hergestellten Basismaterial eindringen. Um Korrosionsbeständigkeit zu sichern, ist es erwünscht, dass das Basismaterial Ausfällungen und/oder Abscheidungen in einer möglichst kleinen Menge enthält. Um jedoch den Anteil von unvermeidlichen Verunreinigungen, wie Eisen und Silizium, auf einen möglichst niedrigen Anteil zu senken, ist es notwendig, eine Aluminiumlegierung mit sehr hoher Reinheit herzustellen. Dies erfordert hohe Kosten und ist somit nicht praktisch.
Die Erfinder haben Untersuchungen durchgeführt, um die Korrosionsbeständigkeit des aus Aluminiumlegierung hergestellten Basismaterials zu erhöhen, unter der Annahme, dass Ausfällungen und/oder Abscheidungen darin vorliegen. Im Ergebnis wurde gefunden, dass, wenn Ausfällungen und/oder Abscheidungen in einem sehr kleinen und gleichförmigen Zustand vorliegen oder parallel mit der größten Fläche des Basismaterials angeordnet sind, das Basismaterial in der Korrosionsbeständigkeit ausgezeichnet ist. Genauer werden die Ausfällungen und/oder Abscheidungen, die vorliegen, nicht kontinuierlich, bezogen auf die Richtung, entlang der die korrosiven Elemente eindringen, angeordnet. Mit dieser Anordnung hat das Basismaterial eine hohe Beständigkeit gegen Gaskorrosion und Plasma.
Um ausgezeichnete Beständigkeit gegen Korrosion zu erreichen, ist es wirksam, dass die Ausfällungen und/oder Abscheidungen einen Durchmesser von im Durchschnitt 10 um aufweisen. Bei einem kleinen Durchmesser verlieren die Ausfällungen und/oder Abscheidungen Kontinuität und halten leicht hinreichende Abstände zueinander. Im Ergebnis wird die Korrosionsbeständigkeit erhöht. Der bevorzugte mittlere Durchmesser von Ausfällungen ist 6 um oder weniger und bevorzugter 3 um oder weniger. Der bevorzugte mittlere Durchmesser von Abscheidungen ist 2 um oder weniger im Durchschnitt und bevorzugter 1 um oder weniger. Wenn in diesem Fall einige Teilchen einen zu großen Durchmesser aufweisen, kann, selbst wenn der mittlere Durchmesser in diese Bereiche fällt, die Korrosionsbeständigkeit negativ beeinflusst werden. Folglich ist der maximale Durchmesser der Ausfällungen und/oder Abscheidungen vorzugsweise 15 um oder weniger und bevorzugter 10 um oder weniger.
Wenn eine Vakuumkammer oder -kammerteil in einer gewissen Umgebung verwendet wird, können Abscheidungen wachsen und deren Durchmesser während der Verwendung zunehmen. Trotz einer solchen Situation fällt der maximale Durchmesser davon vorzugsweise in die vorstehend beschriebenen Bereiche. Wenn allerdings eine Vakuumkammer in der Umgebung verwendet wird, die nicht erlaubt, dass der Teilchendurchmesser in diesen Bereichen bleibt, ist es erwünscht, ein Basismaterial mit Abscheidungen mit einem möglichst kleinen Durchmesser (insbesondere ein Basismaterial mit Abscheidungen mit einem mittleren Durchmesser von 2 um oder weniger und bevorzugter 1 um oder weniger) auszuwählen.
Um Ausfällungen und/oder Abscheidungen in einer winzigen Form in einer Aluminiumlegierung zu dispergieren, wird der Anteil an legierendem Element und unvermeidlichen Verunreinigungen in einer Legierungszusammensetzung auf ein möglichst niedriges Niveau vermindert. Neben diesem Verfahren gibt es auch ein Verfahren, bei dem eine Gießgeschwindigkeit gesteuert wird. Insbesondere wird beim Gießen die Kühlgeschwindigkeit auf ein möglichst hohes Niveau erhöht, wodurch der mittlere Durchmesser und der volumetrischen Anteil der Ausfällungen und Abscheidungen auf kleine Werte geregelt wird. Die Kühlgeschwindigkeit beim Gießen ist vorzugsweise 1ºC/s oder mehr und bevorzugter 10ºC/s oder mehr.
Der Teilchendurchmesser, die Form und der Verteilungszustand der Ablagerungen kann durch Ausführen von thermischer Behandlung im Endschritt des Erzeugens des Grundmaterials (beispielsweise T4, T6) gesteuert werden. Insbesondere wird die Verflüssigung bei einer möglichst hohen Temperatur (beispielsweise wird die Temperatur auf ein Niveau unmittelbar, bevor die Verfestigung begonnen hat, erhöht) durchgeführt, damit eine übersättigte feste Lösung gebildet wird, und danach wird Mehrstufenalterungsbehandlung durchgeführt, wie eine Doppelstufenbehandlung und eine Dreifachstufenbehandlung. Wie vorstehend beschrieben, kann auch nach dem Gießen der Durchmesser der Abscheidungen weiter durch Ausführen der vorstehend beschriebenen thermischen Behandlung erhöht werden.
Darüber hinaus werden wahrscheinlich bei Heißextrusion oder Heißwalzen, was nach dem Gießen durchgeführt wird, die Ausfällungen und/oder Abscheidungen entlang der Richtungen der Extrusion und des Walzens angeordnet. Selbst wenn die Aluminiumlegierung, die Ausfällung und/oder Abscheidungen, angeordnet entlang einer ausgewiesenen Richtung für das Basismaterial in Abhängigkeit von der Form von jeder Vakuumkammer enthält, verwendet wird, wird die größte Fläche des Basismaterials parallel mit der angeordneten Richtung davon hergestellt unter Erhöhen der Korrosionsbeständigkeit.
Fig. 9 und Fig. 10 sind Mikrographien, die Ausfällungen und/oder Abscheidungen, gesehen von dem Querschnitt der Vakuumkammer, zeigen. Weiß gefärbte Teile sind Ausfällungen und schwarz gefärbte Teile sind Abscheidungen. In sowohl Fig. 9 als auch Fig. 10 ist das obere Ende der Oberfläche der Vakuumkammer, wenn eine anodische Oxidbeschichtung gebildet wird. In Fig. 9 werden die Ausfällungen und/oder die Abscheidungen rechtwinklig zur Oberfläche der Vakuumkammer angeordnet. In Fig. 10 werden die Ausfällungen und/oder Abscheidungen parallel zur Oberfläche der Vakuumkammer angeordnet. In Fig. 9 gibt es einige Ausfällungen und/oder Abscheidungen mit einem Durchmesser von mehr als 15 um, während in Fig. 10 alle Ausfällungen und/oder Abscheidungen einen Durchmesser von 10 um oder weniger aufweisen. Folglich erläutert Fig. 10 eine Vakuumkammer mit einem Basismaterial mit Ausfällungen und/oder Abscheidungen mit einem Durchmesser von 10 um oder weniger und die Ausfällungen und/oder Abscheidungen sind parallel zu der größten Oberfläche des Basismaterials angeordnet.
Einige Arten der Vakuumkammer oder -kammerteil können aufgrund der Begrenzung ihrer Formen Ausfällungen und/oder Abscheidungen in rechtem Winkel mit der größten Fläche des Basismaterials angeordnet enthalten. Beispiele für solche Vakuumkammern schließen Magnetisierer, Gasdiffusionsplatten, dielektrische Platten, wie elektrostatische Klemmfutter, ein, wobei alle davon ein scheibenförmiges Basismaterial aufweisen. Beispielsweise sind vielen Fällen Magnetisierer in einer scheibenähnlichen Form die durch Schneiden eines säulenähnlichen extrudierten Materials in Scheiben hergestellt werden. So hergestellte Magnetisierer enthalten Ausfällungen und/oder Abscheidungen, die entlang einer Richtung von Heißextrusion angeordnet sind und diese Anordnungsrichtung kann rechtwinklig zu der Oberfläche und dem unteren Teil des Magnetisierers vorliegen. Folglich wird, wenn eine Vakuumkammer in einem Magnetisierer wie diesem vorliegt, die Korrosionsbeständigkeit durch möglichst geringes Steuern des mittleren Durchmessers der Ausfällungen und/oder Abscheidungen anstelle des Steuerns der Anordnungsrichtung davon erhöht.
Darüber hinaus kann die Korrosionsbeständigkeit neben dem Steuern des mittleren Durchmessers und/oder der Anordnung von Ausfällungen und/oder Abscheidungen durch Steuern des volumetrischen Teils davon auf einen möglichst kleinen Wert weiter erhöht werden. Darüber hinaus ist der volumetrische Teil der Ausfällungen und/oder Abscheidungen vorzugsweise 4% oder weniger und bevorzugter 2% oder weniger und besonders bevorzugt 1% oder weniger.
Eine bevorzugte Kombination des mittleren Durchmessers und des volumetrischen Teils der Ausfällungen und/oder Abscheidungen ist wie nachstehend. Für die Ausfällungen ist es bevorzugt, dass der mittlere Durchmesser 6 um oder weniger ist und der volumetrische Teil 4% oder weniger (wünschenswerterweise 2% oder weniger) ist und bevorzugter ist der mittlere Durchmesser 3 um oder weniger und der volumetrische Teil Ist 2% oder weniger (wünschenswerterweise 1% oder weniger). Hinsichtlich der Abscheidungen ist es bevorzugt, dass der mittlere Durchmesser 2 um oder weniger ist und der volumetrische Teil 4% oder weniger (wünschenswerterweise 2% oder weniger) ist und bevorzugter ist der mittlere Durchmesser 1 um oder weniger und der volumetrische Teil ist 2% oder weniger (wünschenswerterweise 1 % oder weniger).
In einigen Verfahren und Bedingungen zum Herstellen einer Aluminiumlegierung ist es möglich, den Durchmesser und den volumetrischen Teil der Ausfällungen und/oder Abscheidungen, die auf der Oberfläche der Aluminiumlegierung vorliegen, zu steuern. Beispielsweise gibt es ein Verfahren, bei dem beim Verfestigen die Oberfläche einer Aluminiumlegierung schnell gekühlt wird, um die Bildung der Ausfällungen und/oder Abscheidungen zu steuern. In diesem Fall kann ein Druck angewendet werden, sodass die Ausfällung und Abscheidung in dem größeren Mittelteil der Aluminiumlegierung gefördert wird. Es gibt auch ein Verfahren, bei dem eine Aluminiumlegierung, die in der Korrosionsbeständigkeit ausgezeichnet ist, auf die Oberfläche der Vakuumkammer plattiert wird.
In den vorstehend beschriebenen Verfahren wird die Steuerung in einer derartigen Weise durchgeführt, dass mindestens die größte Fläche des Basismaterials von der Oberfläche bis zu 1 mm Tiefe Ausfällungen mit einem mittleren Durchmesser von 3 um oder weniger und einen volumetrischen Teil von 1% oder weniger enthält, und Abscheidungen mit einem mittleren Durchmesser von 1 um oder weniger und einem volumetrischen Teil von 1% oder weniger. Folglich erreicht die Oberfläche des Basismaterials weitere Beständigkeit gegen Gaskorrosion und Plasma, was zu einer weiteren Verstärkung der Korrosionsbeständigkeit der gesamten Vakuumkammer führt.
Obwohl die vorliegende Erfindung genauer durch Beispiele mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben wird, ist es selbstverständlich, dass verschiedene Änderungen und Modifizierungen dem Fachmann deutlich werden. Deshalb sollten, sofern nicht anders ausgewiesen, solche Änderungen und Modifizierungen, die vom Umfang der vorliegenden Erfindung abweichen, als hierin eingeschlossen aufgefasst werden.

BEISPIEL 1

Wie in Tabelle 1 gezeigt, wurden verschiedene Aluminiumlegierungsplatten bzw. -bleche mit einer anodischen Oxidbeschichtung mit voneinander verschiedener Struktur ausgestattet. Diese Aluminiumlegierungsplatten wurden als Teststücke verwendet. Jede anodische Oxidbeschichtung schloss eine poröse Schicht mit Poren mit einem Durchmesser, der sich in Tiefenrichtung kontinuierlich verändert, ein. Tabelle 1 zeigt auch die Anzahl von Schichten, die in jede poröse Schicht eingeschlossen sind, einen Porendurchmesser am oberen und am unteren Ende von jeder porösen Schicht, eine elektrolytische Lösung, die zum Anodisieren verwendet wird, und die Dicke von jeder anodischen Oxidbeschichtung.
Um die Korrosionsbeständigkeit eines Halogen enthaltenden Gases für die Teststücke zu bewerten, wurde ein Gaskorrosionstest durch Anwenden von 5% des gemischten Gases von Cl&sub2; und Ar bei einer Temperatur von 300ºC für 4 Stunden durchgeführt. Nach Vollständigkeit des Tests wurde das Aussehen von Teststücken unter den nachstehenden Standards bewertet. <

Gaskorrosionstest>

O: Keine Korrosion wurde erzeugt.
: Korrosion wurde in einer Fläche von weniger als 5% des Teststücks erzeugt.
x: Korrosion wurde in einer Fläche von 5% oder mehr des Teststücks erzeugt.
Um zusätzlich die Beständigkeit gegen Plasma für die Teststücke zu bewerten, wurde ein Chlorplasmabestrahlungstest unter einer geringen Vorspannung für 90 Minuten durchgeführt. Nach Abschluss des Tests wurde die geätzte Tiefe der Teststücke gemessen und unter den nachstehenden Standards bewertet.

< Plasmabestrahlungstest>

O: Teststück wurde zu einer Tiefe von weniger als 2 um geätzt.
: Teststück wurde zu einer Tiefe im Bereich zwischen 2 um und mehr und weniger als 5 um geätzt.
x: Teststück wurde in einer Tiefe von 5 um oder mehr geätzt.
Die Ergebnisse des Gaskorrosionstests und des Plasmabestrahlungstests werden in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1
* Bemerkungen: Struktur der porösen Schicht wird mithilfe von Porendurchmessern ausgewiesen.
a: oberes Ende: 10-200 nm: Basis (Phosphorsäure)
b: oberes Ende: 15-20 nm: Basis (Schwefelsäure-Oxalsäure)
c: oberes Ende: 12-55-30-120 nm: Basis (Phosphorsäure)
d: oberes Ende: 8-250 nm: unteres Ende (Phosphorsäure)
e: oberes Ende: 25-35 nm: unteres Ende (Schwefelsäure-Oxalsäure)
f: oberes Ende: 20-20 nm: unteres Ende (Phosphorsäure)
g: oberes Ende: 15-15 nm: unteres Ende (Schwefelsäure)
h: oberes Ende: 5-10 nm: unteres Ende (Schwefelsäure)
Wie aus den in Tabelle 1 gezeigten Ergebnissen deutlich wird, zeigten die den Bedingungen der vorliegenden Erfindung genügenden Teststücke Nrn. 1 bis 5 ausgezeichnete Beständigkeit gegen Gaskorrosion und Plasma. Andererseits zeigten die den Vergleichsbeispielen entsprechenden und nicht einer oder mehreren Bedingungen der vorliegenden Erfindung genügenden Teststücke Nrn. 6 bis 9 unzureichende Beständigkeit gegen Gaskorrosion und/oder Plasma.

BEISPIEL 2

Wie in Tabelle 2 gezeigt, wurden verschiedene Aluminiumlegierungsplatten mit einer anodischen Oxidbeschichtung mit voneinander verschiedener Struktur ausgestattet. In Beispiel 2 wurde eine Oxalsäurelösung als eine elektrolytische Lösung verwendet. Diese Aluminiumlegierungsplatten wurden als Teststücke verwendet. Jede anodische Oxidbeschichtung schloss eine poröse Schicht mit Poren mit einem Durchmesser, der sich kontinuierlich in Tiefenrichtung ändert, ein. Tabelle 2 zeigt auch die Anzahl von Schichten, die in jede poröse Schicht eingeschlossen sind, einen Porendurchmesser am oberen als auch am unteren Ende von jeder porösen Schicht und die Dicke von jeder anodischen Oxidbeschichtung.
Unter Wiederholen des Gaskorrosionstests und des in Beispiel 1 durchgeführten Plasmabestrahlungstests wurden die Teststücke getestet, um deren Beständigkeit gegen Gaskorrosion und Plasma zu bewerten. Die Testergebnisse sind wie in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2
Anmerkungen: Struktur der porösen Schicht wird mithilfe von Porendurchmessern ausgewiesen.
a: oberes Ende: 15-140 nm: unteres Ende
b: oberes Ende: 20-150 nm: unteres Ende
c: oberes Ende: 20-50-30-150 nm: unteres Ende
d: oberes Ende: 10-180 nm: unteres Ende
e: oberes Ende: 10-20-10-70 nm: unteres Ende
f: oberes Ende: 10-45 nm: unteres Ende
g: oberes Ende: 20-20 nm: unteres Ende
h: oberes Ende: 5-40 nm: unteres Ende
Wie aus den in Tabelle 2 gezeigten Ergebnissen deutlich wird, zeigten die den Bedingungen der vorliegenden Erfindung genügenden Teststücke Nrn. 1 bis 5 ausgezeichnete Beständigkeit gegen Gaskorrosion und Plasma. Andererseits zeigten die den Vergleichsbeispielen entsprechenden und nicht einer oder mehreren Bedingungen der vorliegenden Erfindung genügenden Teststücke Nrn. 6 bis 9 unzureichende Beständigkeit gegen Gaskorrosion und/oder Plasma.

BEISPIEL 3

Wie in Tabelle 3 gezeigt, wurden verschiedene Aluminiumlegierungsplatten mit einer anodischen Oxidbeschichtung mit voneinander verschiedener Struktur ausgestattet. Diese Aluminiumlegierungsplatten wurden als Teststücke verwendet. Eine poröse Schicht, die zwei oder mehrere Schichten einschließt, hatte Poren mit einem Durchmesser, der sich allmählich ändert. Jedoch das Teststück Nr. 4 hatte eine Zwischenschicht, von der sich der Porendurchmesser kontinuierlich änderte, wobei die Poren spitz zulaufende Oberflächen aufweisen. Tabelle 3 zeigt auch Arten von beim Anodisieren verwendeten elektrolytischen Lösungen und die Dicke von jeder anodischen Oxidbeschichtung.
Unter Wiederholen des Gaskorrosionstests und des in Beispiel 1 durchgeführten Plasmabestrahlungstests wurden die Teststücke getestet, um deren Beständigkeit gegen Gaskorrosion und Plasma zu bewerten. Die Testergebnisse werden in Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3
* Anmerkungen: (P): Phosphorsäureanodisieren
(S) : Schwefelsäureanodisieren
(S-O): Schwefelsäure-Oxalsäure-Anodisieren
Wie aus den in Tabelle 3 gezeigten Ergebnissen deutlich wird, zeigten die den Bedingungen der vorliegenden Erfindung genügenden Teststücke Nrn. 1 bis 8 ausgezeichnete Beständigkeit gegen Gaskorrosion und Plasma. Andererseits zeigten die den Vergleichsbeispielen entsprechenden und nicht einer oder mehreren Bedingungen der vorliegenden Erfindung genügenden Teststücke Nrn. 9 bis 12 unzureichende Beständigkeit gegen Gaskorrosion und/oder Plasma.

BEISPIEL 4

Wie in Tabelle 4 gezeigt, wurden verschiedene Aluminiumlegierungsplatten mit einer anodischen Oxidbeschichtung mit voneinander verschiedener Struktur ausgestattet. In Beispiel 4 wurde eine Oxalsäurelösung als eine elektrolytische Lösung verwendet. Diese Aluminiumlegierungsplatten wurden als Teststücke verwendet. Eine poröse Schicht, die zwei oder mehrere Schichten einschließt, hatte Poren mit einem Durchmesser, der sich allmählich änderte. Jedoch die Teststücke Nrn. 2 und 8 hatten eine Zwischenschicht, deren Porendurchmesser sich kontinuierlich änderte, wobei Poren nach oben spitz zulaufende Oberflächen aufwiesen. Tabelle 4 zeigt auch die Struktur von jeder porösen Schicht und die Dicke von jeder anodischen Oxidbeschichtung.
Die Teststücke wurden getestet, um deren Beständigkeit gegen Gaskorrosion und Plasma unter Wiederholen des Gaskorrosionstests und des wie in Beispiel 1 durchgeführten Plasmabestrahlungstests zu bewerten, mit der Ausnahme, dass der Gaskorrosionstest bei 300ºC für 4 Stunden durchgeführt wurde und der Chlorplasmabestrahlungstest 120 Stunden durchgeführt wurde. Die Testergebnisse werden in Tabelle 4 gezeigt. Tabelle 4
Wie aus den in Tabelle 4 gezeigten Ergebnissen deutlich wird, zeigten die den Bedingungen der vorliegenden Erfindung genügenden Teststücke Nrn. 1 bis 9 ausgezeichnete Beständigkeit gegen Gaskorrosion und Plasma. Andererseits zeigten die den Vergleichsbeispielen entsprechenden und nicht einer oder mehreren Bedingungen der vorliegenden Erfindung genügenden Teststücke Nrn. 10 bis 14 unzureichende Beständigkeit gegen Gaskorrosion und/oder Plasma.

BEISPIEL 5

Wie in Tabelle 5 gezeigt, wurden verschiedene Aluminiumlegierungsplatten mit einer anodischen Oxidbeschichtung mit voneinander verschiedener Struktur ausgestattet. Diese Aluminiumlegierungsplatten wurden als Teststücke verwendet. Tabelle 5 zeigt auch die Veränderung der Struktur von jeder porösen Schicht mithilfe eines Porendurchmessers, die Arten von elektrolytischen Lösungen, die beim Anodisieren verwendet werden, und die Dicke von jeder anodischen Oxidbeschichtung.
Unter Wiederholen des Gaskorrosionstests und des wie in Beispiel 1 durchgeführten Plasmabestrahlungstests wurden die Teststücke getestet, um deren Beständigkeit gegen Gaskorrosion und Plasma zu bewerten. Die Testergebnisse werden in Tabelle 5 gezeigt. Tabelle 5
* Anmerkungen: Porendurchmesser von jeder Schicht
a: oberes Ende: 10-25 nm (Schwefelsäure)/50-120 nm (Schwefelsäure): unteres Ende
b: oberes Ende: 20-25 nm (Schwefelsäure-Oxalsäure)/30-50 nm (Schwefelsäure- Oxalsäure)/80-120 nm (Phosphorsäure): oberes Ende
c: oberes Ende: 15-50 nm (Phosphorsäure)/60-250 nm (Phosphorsäure): unteres Ende
d: oberes Ende: 20-25 nm (Schwefelsäure-Oxalsäure)/30 120 nm (Phosphorsäure)/100-120 nm (Phosphorsäure)1100-250 nm (Phosphorsäure): unteres Ende
e: oberes Ende: 10-15 nm (Schwefelsäure)/30-40 nm (Schwefelsäure- Oxalsäure)/100-120 nm (Phosphorsäure)/80-100 nm (Phosphorsäure)/80-250 nm (Phosphorsäure): unteres Ende
f: oberes Ende: 10 nm (Schwefelsäure)/20 nm (Schwefelsäure-Oxalsäure): unteres Ende
g: oberes Ende: 20 nm (Schwefelsäure): unteres Ende
Die anodische Oxidbeschichtung der Teststücke Nrn. 1 bis 5 hatte eine poröse Schicht einschließlich zwei oder mehrere Schichten und hatte Poren mit einem Durchmesser, der sich kontinuierlich änderte. Wie aus den in Tabelle 5 gezeigten Ergebnissen deutlich wird, zeigten die den Bedingungen der vorliegenden Erfindung genügenden Teststücke Nrn. 1 bis 5 ausgezeichnete Beständigkeit gegen Gaskorrosion und Plasma. Andererseits zeigten die den Vergleichsbeispielen entsprechenden und nicht einer oder mehreren Bedingungen der vorliegenden Erfindung genügenden Teststücke Nrn. 6 bis 8 unzureichende Beständigkeit gegen Gaskorrosion und/oder Plasma.

BEISPIEL 6

Wie in Tabelle 6 gezeigt, wurden verschiedene Aluminiumlegierungsplatten mit einer anodischen Oxidbeschichtung mit voneinander verschiedener Struktur ausgestattet. In Beispiel 6 wurde eine Oxalsäurelösung als eine elektrolytische Lösung verwendet. Diese Aluminiumlegierungsplatten wurden als Teststücke verwendet. Tabelle 6 zeigt auch die Veränderung der Struktur von jeder porösen Schicht mit Hilfe eines Porendurchmessers und die Dicke von jeder anodischen Oxidbeschichtung.
Unter Wiederholen des Gaskorrosionstests und des in Beispiel 4 durchgeführten Plasmabestrahlungstests wurden die Teststücke getestet, um deren Beständigkeit gegen Gaskorrosion und Plasma zu bewerten. Die Testergebnisse werden in Tabelle 6 gezeigt. Tabelle 6
* Anmerkungen: Porendurchmesser von jeder Schicht
a: oberes Ende: 10-20 nm/30-200 nm: unteres Ende
b: oberes Ende: 20-25 nm/80-160 nm: unteres Ende
c: oberes Ende: 15-15 nm/50-100 nm/80-160 nm: unteres Ende
d: oberes Ende: 20-25 nm/100-250 nm: unteres Ende
e: oberes Ende: 10-15 nm/30-50 nm/80-120 nm/80-120 nm/80-250 nm: unteres Ende
f: oberes Ende: 10-20 nm: unteres Ende
g: oberes Ende: 20 nm: unteres Ende
h: oberes Ende: 10 nm: unteres Ende
Die Teststücke Nrn. 1 und 5 hatten eine poröse Schicht einschließlich zwei oder mehrere Schichten mit Poren mit einem Durchmesser, der sich kontinuierlich ändert. Wie aus den in Tabelle 6 gezeigten Ergebnissen deutlich wird, zeigten die den Bedingungen der vorliegenden Erfindung genügenden Teststücke Nrn. 1 bis 5 ausgezeichnete Beständigkeit gegen Gaskorrosion und Plasma. Andererseits zeigten die den Vergleichsbeispielen entsprechenden und nicht einer oder mehreren Bedingungen der vorliegenden Erfindung genügenden Teststücke Nrn. 6 bis 9 unzureichende Beständigkeit aus Gaskorrosion und/oder Plasma.

BEISPIEL 7

Wie in Tabelle 7 gezeigt, wurden verschiedene Aluminiumlegierungsplatten mit einer anodischen Oxidbeschichtung mit voneinander verschiedener Struktur ausgestattet. Diese Aluminiumlegierungsplatten wurden als Teststücke verwendet. Tabelle 7 zeigt auch die Anzahl von Schichten, die in jede poröse Schicht eingeschlossen sind, einen Porendurchmesser am oberen und unteren Ende von jeder porösen Schicht, Arten von zum Anodisieren verwendeten elektrolytischen Lösungen und die Dicke von jeder anodischen Oxidbeschichtung.
Um die Korrosionsbeständigkeit gegen ein Halogen enthaltendes Gas der Teststücke zu bewerten, wurde ein Gaskorrosionstest unter Verwendung von 10% gemischtem Gas von Cl&sub2; und Ar bei einer Temperatur von 350ºC für 5 Stunden durchgeführt. Nach Beendigung des Tests wurde das Aussehen der Teststücke unter den nachstehenden Standards bewertet.

< Gaskorrosionstest>

O: Keine Korrosion wurde erzeugt.
O: Korrosion wurde auf der Fläche von weniger als 5% des Teststücks erzeugt.
Δ: Korrosion wurde in einer Fläche im Bereich zwischen 5% oder mehr und weniger als 10% des Teststücks erzeugt.
x: Korrosion wurde auf einer Fläche von 10% oder mehr des Teststücks erzeugt.
Um zusätzlich die Beständigkeit gegen Plasma für die Teststücke zu bewerten, wurde ein Chlorplasmabestrahlungstest unter geringer Vorspannung für 120 Minuten durchgeführt. Nach Beendigung des Tests wurde die geätzte Tiefe der Teststücke gemessen und unter den nachstehenden Standards bewertet. <

Plasmabestrahlungstests>

O: Teststück wurde zu einer Tiefe von weniger als 1,5 um geätzt.
O: Teststück wurde zu einer Tiefe im Bereich zwischen 1,5 um oder mehr und weniger als 2 um geätzt.
Δ: Teststück wurde zu einer Tiefe im Bereich zwischen 2 um oder mehr und weniger als 5 um geätzt.
x: Teststück wurde zu einer Tiefe von 5 um oder mehr geätzt.
Die Ergebnisse des Gaskorrosionstests und des Plasmabestrahlungstests werden in Tabelle 7 gezeigt. Tabelle 7
Wie aus den in Tabelle 7 gezeigten Testergebnissen deutlich wird, zeigten die den Bedingungen der vorliegenden Erfindung genügenden Teststücke Nrn. 1 bis 9 ausgezeichnete Beständigkeit gegen Gaskorrosion und Plasma. Andererseits zeigten die den Vergleichsbeispielen entsprechenden und nicht einer oder mehreren Bedingungen der vorliegenden Erfindung genügenden Teststücke Nrn. 10 bis 13 unzureichende Beständigkeit gegen Gaskorrosion und/oder Plasma.

BEISPIEL 8

Wie in Tabelle 8 gezeigt, wurden verschiedene Aluminiumlegierungsplatten mit einer anodischen Oxidbeschichtung mit voneinander verschiedener Struktur ausgestattet. Diese Aluminiumlegierungsplatten wurden als Teststücke verwendet. Tabelle 8 zeigt auch die Änderung der Struktur von jeder porösen Schicht mithilfe eines Porendurchmessers, den Arten der beim Anodisieren verwendeten elektrolytischen Lösungen und der Dicke von jeder anodischen Oxidbeschichtung.
Die Teststücke wurden getestet, um deren Beständigkeit gegen Gaskorrosion und Plasma unter Wiederholen des Gaskorrosionstests und des in Beispiel 7 durchgeführten Plasmabestrahlungstests zu bewerten, mit der Ausnahme, dass der Gaskorrosionstest bei 350ºC 5 Stunden durchgeführt wurde und der Chlorplasmabestrahlungstest 150 Minuten durchgeführt wurde. Die Testergebnisse werden in Tabelle 8 gezeigt. Tabelle 8
* Anmerkungen: Struktur der Beschichtung: Ausgewiesen mit Hilfe von Porendurchmesser
a: oberes Ende: 20-300 nm: unteres Ende
b: oberes Ende: 15-200 nm: unteres Ende
c: oberes Ende: 3-5-10-15 nm: unteres Ende
d: oberes Ende: 6-180 nm: unteres Ende
e: oberes Ende: 29-100 nm: unteres Ende
f: oberes Ende: 18-180 nm: unteres Ende
g: oberes Ende: 8-8 nm: unteres Ende
h: oberes Ende: 9-15 nm: unteres Ende
Wie aus den in Tabelle 8 gezeigten Ergebnissen deutlich wird, zeigten die den Bedingungen der vorliegenden Erfindung genügenden Teststücke Nrn. 1 bis 7 ausgezeichnete Beständigkeit gegen Gaskorrosion und Plasma. Andererseits zeigten die den Vergleichsbeispielen entsprechenden und nicht einer oder mehreren Bedingungen der vorliegenden Erfindung genügenden Teststücke Nrn. 8 bis 11 unzureichende Beständigkeit gegen Gaskorrosion und/oder Plasma.

BEISPIEL 9

Wie in Tabelle 9 gezeigt, wurden verschiedene Aluminiumlegierungsplatten mit einer anodischen Oxidbeschichtung mit voneinander verschiedener Struktur ausgestattet. Diese Aluminiumlegierungsplatten wurden als Teststücke verwendet. Tabelle 9 zeigt auch die Veränderung in der Struktur von jeder porösen Schicht mithilfe eines Porendurchmessers, Arten von zum Anodisieren verwendeten elektrolytischen Lösungen und die Dicke von jeder anodischen Oxidbeschichtung.
Die Teststücke wurden getestet, um deren Beständigkeit gegen Gaskorrosion und Plasma unter Wiederholen des Gaskorrosionstests und des in Beispiel 7 durchgeführten Plasmabestrahlungstests zu bewerten, mit der Ausnahme, dass der Gaskorrosionstest bei einer Temperatur von 370ºC für 5 Stunden durchgeführt wurde und der Chlorplasmabestrahlungstest 180 Minuten durchgeführt wurde. Diese Testergebnisse werden in Tabelle 9 gezeigt. Tabelle 9
* Struktur: Porendurchmesser von jeder Schicht
a: oberes Ende: 8-20 nm/45-160 nm: unteres Ende
b: oberes Ende: 17-27 nm/35-48 nm/27-150 nm: unteres Ende
c: oberes Ende: 8-25 nm/57-280 nm: unteres Ende
d: oberes Ende: 18-27 nm/34-130 nm/110-125 nm/110-280 nm: unteres Ende
e: oberes Ende: 12-17 nm/35-45 nm/90-100 nm/85-110 nm/85-270 nm: unteres Ende
f: oberes Ende: 10 nm/25 nm: unteres Ende
g: oberes Ende: 15 nm: unteres Ende
Wie aus den in Tabelle 9 gezeigten Ergebnissen deutlich wird, zeigten die den Bedingungen der vorliegenden Erfindung genügenden Teststücke Nrn. 1 bis 6 ausgezeichnete Beständigkeit gegen Gaskorrosion und Plasma. Andererseits zeigten die den Vergleichsbeispielen entsprechenden und nicht einer oder mehreren Bedingungen der vorliegenden Erfindung genügenden Teststücke Nrn. 7 bis 9 unzureichende Beständigkeit gegen Gaskorrosion und/oder Plasma.

BEISPIEL 10

Wie in Tabelle 10 gezeigt, wurden verschiedene Aluminiumlegierungsplatten als Teststücke verwendet, die eine den Erfordernissen des japanischen industriellen Standards genügende Zusammensetzung aufwiesen. Die Aluminiumlegierungsplatten wurden in der Atmosphäre gelöst und mit einer Geschwindigkeit von 1ºC/s gegossen. Das Erhaltene wurde dann zur Homogenisierung 4 Stunden bei 480ºC geglüht und anschließend Heißextrusion oder Heißwalzen bei 450ºC unterzogen. Die Verminderungsgeschwindigkeit der Dicke durch Heißwalzen war 80% und das Extrusionsverhältnis der Heißextrusion war 4.
Unter Verwendung eines Scanningelektronenmikroskops wurde ein Querschnitt der Teststücke beobachtet, um einen mittleren Durchmesser von Ausfällungen und/oder Abscheidungen zu erhalten. Einige der Teststücke wurden Bildanalyse unterzogen, um deren volumetrischen Anteil zu berechnen. Ein mittlerer Durchmesser eines volumetrischen Anteils und eine Anordnungsrichtung der Ausfällungen und/oder Abscheidungen werden in Tabelle 10 gezeigt. In Beispiel 10 weist eine Anordnungsrichtung die Richtung aus, entlang der die Ausfällungen und/oder Abscheidungen bezogen auf die längste Fläche des Teststücks, angeordnet sind, an dem der nachstehende Gaskorrosionsbeständigkeitstest und der Plasmabeständigkeitstest durchgeführt wurden.

< Gaskorrosionstest>

Um die Korrosionsbeständigkeit gegen Halogen enthaltendes Gas für die Teststücke zu bewerten, wurde ein Gaskorrosionstest durch Anwendung von 5% gemischtem Gas von Cl&sub2; und Ar bei einer Temperatur von 400ºC für 2 Stunden durchgeführt. Nach Beendigung des Tests wurde das Aussehen der Teststücke unter den nachstehenden Standards bewertet.

< Gaskorrosionstest>

O: Keine Korrosion wurde erzeugt.
O: Korrosion wurde in einer Fläche von weniger als 10% des Teststücks erzeugt.
: Korrosion wurde in einer Fläche im Bereich zwischen 10% oder mehr und weniger als 20% des Teststücks erzeugt.
x: Korrosion wurde auf einer Fläche von 20% oder mehr des Teststücks erzeugt.
Um zusätzlich die Beständigkeit gegen Plasma für die Teststücke zu bewerten, wurde ein Chlorplasmabestrahlungstest unter geringer Vorspannung ausgeführt. 15 Minuten Plasmabestrahlung wurde sechsmal in 5-Minuten-Intervallen wiederholt. Nach Beendigung des Tests wurden die Teststücke unter den Standards, die gleich jenen sind, die für den Gasbeständigkeitstest verwendet wurden, bewertet.
Die Ergebnisse des Gaskorrosionstests und des Plasmabestrahlungstest werden in Tabelle 10 gezeigt. Tabelle 10
Wie aus den in Tabelle 10 gezeigten Ergebnissen deutlich wird, zeigten die den Bedingungen der vorliegenden Erfindung genügenden Teststücke Nrn. 1 bis 16 ausgezeichnete Beständigkeit gegen Gaskorrosion und Plasma. Andererseits zeigten die den Vergleichsbeispielen entsprechenden und nicht einer oder mehreren Bedingungen der vorliegenden Erfindung genügenden Teststücke Nrn. 17 bis 27 unzureichende Beständigkeit gegen Gaskorrosion und/oder Plasma.

BEISPIEL 11

Wie in Tabelle 11 gezeigt, wurden verschiedene Aluminiumlegierungsplatten mit einer anodischen Oxidbeschichtung mit voneinander verschiedener Struktur durch Anwenden von Elektrolysespannung verschiedener Muster wie in Fig. 1 und 2 gezeigt ausgestattet. Diese Aluminiumlegierungsplatten wurden als Teststücke verwendet.
Die in Fig. 4 gezeigten Muster A bis F erläutern die bevorzugte Elektrolysespannungszufuhr in dem erfindungsgemäßen Oberflächenbehandlungsverfahren. Mindestens die Endspannung ist höher als die Anfangsspannung und die Änderung der Elektrolysespannung ist kontinuierlich. Deshalb entspricht die durch Anwenden der Elektrolysespannung von Mustern A bis F erzeugte anodische Oxidbeschichtung den Beispielen der vorliegenden Erfindung. Andererseits erläutern die Muster G in Fig. 5 eine Elektrolysespannungsanwendung, die in einer derartigen Weise gesteuert wird, dass die anfängliche Spannung höher als die Endspannung ist. Deshalb entspricht die anodische Oxidbeschichtung, die durch Anwenden der Elektrolysespannung von Muster G erzeugt wurde, dem Vergleichsbeispiel. Das Muster H in Fig. 5 erläutert eine Elektrolysespannungsanwendung, die als in dem ganzen Anodisierungsverfahren konstant gesteuert wird. Deshalb entspricht eine anodische Oxidbeschichtung, die durch Anwenden einer Elektrolysespannung von Muster H erzeugt wurde, einem üblichen Beispiel.
Tabelle 11 zeigt auch eine Zusammensetzung von anodisierender Lösung, die Anfangsspannung die Endspannung (auch gezeigt werden Spannungen bei Punkten, wo die Spannungsanwendung im Verfahren des Anodisierens verändert wird).
Um die Korrosionsbeständigkeit eines Halogen enthaltenden Gases für die Teststücke zu bewerten, wurde der Gaskorrosionstest durch Anwenden von 5% gemischtem Gas Cl und Ar bei einer Temperatur von 300ºC für 4 Stunden durchgeführt. Nach Beendigung des Tests wurde das Aussehen von Teststücken unter den nachstehenden Standards bewertet.

< Gaskorrosionstest>

O: Keine Korrosion wurde erzeugt.
: Korrosion wurde auf einer Fläche von weniger als 5% des Teststücks erzeugt.
x: Korrosion wurde auf einer Fläche von 5% oder mehr des Teststücks erzeugt.
Um die Beständigkeit gegen Plasma der Teststücke zu bewerten, wurde außerdem ein Chlorplasmabestrahlungstest unter geringer Vorspannung für 90 Minuten durchgeführt. Nach Beendigung des Tests wurde die Ätztiefe der Teststücke gemessen und unter den nachstehenden Standards bewertet.

< Plasmabestrahlungstest>

O: Teststück wurde in einer Tiefe von weniger als 2 um geätzt.
Δ: Teststück wurde in einer Tiefe im Bereich zwischen 2 um oder mehr und weniger als 5 um geätzt.
x: Teststück wurde in einer Tiefe von 5 um oder mehr geätzt.
Die Ergebnisse des Gaskorrosionstests und des Plasmabestrahlungstests werden in Tabelle 11 gezeigt. Tabelle 11
Wie aus den in Tabelle 11 gezeigten Ergebnissen deutlich wird, zeigten die den Bedingungen der vorliegenden Erfindung genügenden Teststücke Nrn. 1 bis 8 ausgezeichnete Beständigkeit gegen Gaskorrosion und Plasma. Andererseits zeigten die den Vergleichsbeispielen entsprechenden und nicht einer oder mehreren Bedingungen der vorliegenden Erfindung genügenden Teststücke Nrn. 9 bis 13 unzureichende Beständigkeit gegen Gaskorrosion und/oder Plasma.

BEISPIEL 12:

Wie in Tabelle 12 gezeigt, wurden verschiedene Aluminiumlegierungsplatten mit einer anodischen Oxidbeschichtung mit voneinander verschiedener Struktur durch Anwenden von Elektrolysespannung von verschiedenen in Fig. 6 und 7 gezeigten Mustern ausgestattet. Diese Aluminiumlegierungsplatten wurden als Teststücke verwendet.
Die in Fig. 6 gezeigten Muster A bis F erläutern die bevorzugte Elektrolysespannungsanwendung bei dem Oberflächenbehandlungsverfahren der vorliegenden Erfindung. Mindestens die Endspannung ist höher als die Anfangsspannung und die Änderung der Elektrolysespannung ist kontinuierlich. Deshalb entspricht die durch Anwenden der Elektrolysespannung von Mustern A bis F erzeugte anodische Oxidbeschichtung den Beispielen der vorliegenden Erfindung. Andererseits erläutern das Muster G in Fig. 7 eine Elektrolysespannungszufuhr, die in dem gesamten Anodisierungsverfahren als konstant gesteuert wird und das Muster H in Fig. 7 erläutert eine Elektrolysespannungsanwendung, die in einer derartigen Weise gesteuert wird, dass die Anfangsspannung und die Endspannung miteinander identisch sind. Deshalb entspricht eine durch Anwenden einer Elektrolysespannung von Mustern G und H erzeugte anodische Oxidbeschichtung einem üblichen Beispiel.
Tabelle 12 zeigt auch eine Zusammensetzung von anodisierender Lösung der Anfangsspannung und der Endspannung (auch gezeigt wird ein Spannungswert, der für einen beliebigen Zeitraum während des Anodisierens konstant gehalten wird).
Unter Wiederholen des Gaskorrosionstests und des in Beispiel 11 durchgeführten Plasmabestrahlungstests wurden die Teststücke getestet, um deren Beständigkeit gegen Gaskorrosion und Plasma zu bewerten. Die Testergebnisse werden in Tabelle 12 gezeigt. Tabelle 12
Wie aus den in Tabelle 12 gezeigten Ergebnissen deutlich wird, zeigten die den Bedingungen der vorliegenden Erfindung genügenden Teststücke Nrn. 1 bis 8 ausgezeichnete Beständigkeit gegen Gaskorrosion und Plasma. Andererseits zeigten die den Vergleichsbeispielen entsprechenden und nicht einer oder mehreren Bedingungen der vorliegenden Erfindung genügenden Teststücke Nrn. 9 bis 13 unzureichende Beständigkeit gegen Gaskorrosion und/oder Plasma.

BEISPIEL 13

Wie in Tabelle 13 gezeigt, wurden verschiedene Aluminiumlegierungsplatten mit einer anodischen Oxidbeschichtung mit voneinander verschiedener Struktur durch Anwenden Elektrolysespannung verschiedener Muster wie in Fig. 4 und 5 gezeigt ausgestattet. Diese Aluminiumlegierungsplatten wurden als Teststücke verwendet.
Um die Korrosionsbeständigkeit gegen ein Halogen enthaltenden Gas der Teststücke zu bewerten, wurde ein Gaskorrosionstest unter Anwenden von 5% gemischtem Gas von Cl und Ar bei einer Temperatur von 350ºC für 4 Stunden durchgeführt. Nach Beendigung des Tests wurde das Aussehen der Teststücke unter den nachstehenden Standards bewertet.

< Gaskorrosionstest>

O: Keine Korrosion wurde erzeugt.
O: Korrosion wurde auf einer Fläche von weniger als 5% des Teststücks erzeugt.
: Korrosion wurde auf einer Fläche im Bereich zwischen 5% oder mehr und weniger als 10% des Teststücks erzeugt.
x: Korrosion wurde auf einer Fläche von 10% oder mehr des Teststücks erzeugt.
Um außerdem die Beständigkeit gegen Plasma der Teststücke zu bewerten, wurde ein Chlorplasmabestrahlungstest unter geringer Vorspannung für 100 Minuten durchgeführt. Nach Beendigung des Tests wurde die Ätztiefe der Teststücke gemessen und deren Beständigkeit gegen Plasma unter Wiederholen des Verfahrens von Beispiel 11 bewertet.
Die Testergebnisse des Gaskorrosionstests und des Plasmabestrahlungstests werden in Tabelle 13 gezeigt. Tabelle 13
Wie aus den in Tabelle 13 gezeigten Ergebnissen deutlich wird, zeigten die den Bedingungen der vorliegenden Erfindung genügenden Teststücke Nrn. 1 bis 8 ausgezeichnete Beständigkeit gegen Gaskorrosion und Plasma. Andererseits zeigten die den Vergleichsbeispielen entsprechenden und nicht einer oder mehreren Bedingungen der vorliegenden Erfindung genügenden Teststücke Nrn. 9 bis 13 unzureichende Beständigkeit gegen Gaskorrosion und/oder Plasma.

BEISPIEL 14

Wie in Tabelle 14 gezeigt, wurden verschiedene Aluminiumlegierungsplatten mit einer anodischen Oxidbeschichtung mit voneinander verschiedener Struktur durch Anwenden Elektrolysespannung von verschiedenen Mustern, die in Fig. 6 und 7 gezeigt werden, ausgestattet. Diese Aluminiumlegierungsplatten wurden als Teststücke verwendet.
Unter Wiederholen des Gaskorrosionstests und des in Beispiel 13 durchgeführten Plasmabestrahlungstests wurden die Teststücke getestet, um deren Beständigkeit gegen Gaskorrosion und Plasma zu bewerten. Die Testergebnisse werden in Tabelle 14 gezeigt. Tabelle 14
Wie aus den in Tabelle 14 gezeigten Ergebnissen deutlich wird, zeigten die den Bedingungen der vorliegenden Erfindung genügenden Teststücke Nrn. 1 bis 8 ausgezeichnete Beständigkeit gegen Gaskorrosion und Plasma. Andererseits zeigten die den Vergleichsbeispielen entsprechenden und nicht einer oder mehreren Bedingungen der vorliegenden Erfindung genügenden Teststücke Nrn. 9 bis 13 unzureichende Beständigkeit gegen Gaskorrosion und/oder Plasma.

BEISPIEL 15

Wie in Tabelle 15 gezeigt, wurden verschiedene Aluminiumlegierungsplatten einem Anodisieren vom porösen Typ und/oder einem Anodisieren vom nichtporösen Typ mit einer anodischen Oxidbeschichtung mit voneinander verschiedener Struktur ausgestattet. Diese Aluminiumlegierungsplatten wurden als Teststücke verwendet. Tabelle 15 zeigt auch die Strukturen jeder porösen Schicht und jeder Barriereschicht und die Arten von zum Anodisieren verwendeten elektrolytischen Lösungen.
Um die Korrosionsbeständigkeit in einem Halogen enthaltenden Gas für Teststücke zu bewerten" wurde ein Gaskorrosionstest unter Anwenden von 5% gemischtem Gas von Cl&sub2; und Ar bei einer Temperatur von 350ºC für 4 Stunden durchgeführt. Nach Abschluss des Tests wurde das Aussehen der Teststücke unter den nachstehenden Standards bewertet.

< Gaskorrosionstest>

O: Keine Korrosion wurde erzeugt.
Δ: Korrosion wurde auf einer Fläche von weniger als 5% des Teststücks erzeugt.
x: Korrosion wurde auf einer Fläche von 5% oder mehr des Teststücks erzeugt.
Um zusätzlich die Beständigkeit gegen Plasma der Teststücke zu bewerten, wurde ein Chlorplasmabestrahlungstest unter geringer Vorspannung für 90 Minuten durchgeführt. Nach Beendigung des Tests wurde die Ätztiefe der Teststücke gemessen und unter den nachstehenden Standards bewertet.

< Plasmabestrahlungstest>

O: Teststück wurde in einer Tiefe von weniger als 2 um geätzt.
Δ: Teststück wurde in einer Tiefe im Bereich zwischen 2 um oder mehr und weniger als 5 um geätzt.
x: Teststück wurde in einer Tiefe von 5 um oder mehr geätzt.
Die Ergebnisse des Gaskorrosionstests und des Plasmabestrahlungstests werden in Tabelle 15 gezeigt. Tabelle 15
In der Spalte "Struktur und Art von Beschichtung",
(i) Große Buchstaben des Alphabets gegen wieder:
P: Phosphorsäure
S: Schwefelsäure
O: Oxalsäure
SO: Schwefelsäure + Oxalsäure
B: Borsäure + Ammoniumborat
F: Kaliumhydrogenphthalat
(ii) Zahlen weisen die Dicke der anodischen Beschichtung (Einheit: um) aus, wobei Zahlen in () Porendurchmesser (Einheit: nm) ausweisen.
Anmerkungen "I" weisen aus, dass die Struktur der porösen Schicht zwischen dem oberen und dem unteren Ende verschieden ist.
(iii) Beispielsweise "5(15) - S/5(30) - O" von Teststück Nr. 2 weist aus:
oberes Ende der porösen Schicht; Dicke 5 um (Porendurchmesser 15 nm) - Anodisierungslösung: Schwefelsäure
unteres Ende der porösen Schicht; Dicke 5 um (Porendurchmesser 30 nm) - Anodisierungslösung: Oxalsäure
Wie aus den Ergebnissen in Tabelle 1 deutlich wird, zeigten die den Bedingungen der vorliegenden Erfindung genügenden Teststücke Nrn. 1 bis 8 ausgezeichnete Beständigkeit gegen Gaskorrosion und Plasma. Andererseits zeigten die den Vergleichsbeispielen entsprechenden und nicht einer oder mehreren Bedingungen der vorliegenden Erfindung genügenden Teststücke Nrn. 9 bis 12 unzureichende Beständigkeit gegen Gaskorrosion und/oder Plasma.

BEISPIEL 16

Wie in Tabelle 16 gezeigt, wurden verschiedene Aluminiumlegierungsplatten einem Anodisieren vom porösen Typ durch Anwenden einer Elektrolysespannung verschiedener Muster, die in Fig. 6 und 7 gezeigt wurden, unterzogen und wurden dann einem Anodisieren vom nichtporösen Typ unterzogen. Diese Aluminiumlegierungsplatten wurden als Teststücke verwendet. Tabelle 16 zeigt auch Arten der elektrolytischen Lösungen und eine zum Anodisieren vom porösen Typ und zum Anodisieren vom nicht porösen Typ verwendete Anodisierungsspannung.
Die Beständigkeit gegen Gaskorrosion und Plasma der Teststücke wurde unter Wiederholen des in Beispiel 15 durchgeführten Verfahrens bewertet. Die Testergebnisse werden in Tabelle 16 gezeigt. Tabelle 16
Wie aus den in Tabelle 16 gezeigten Ergebnissen deutlich wird, zeigten die den Bedingungen der vorliegenden Erfindung genügenden Teststücke Nrn. 1 bis 8 ausgezeichnete Beständigkeit gegen Gaskorrosion und Plasma. Andererseits zeigten die den Vergleichsbeispielen entsprechenden und nicht einer oder mehreren Bedingungen der vorliegenden Erfindung genügenden Teststücke Nrn. 9 bis 13 unzureichende Beständigkeit gegen Gaskorrosion und/oder Plasma.
Wie vorstehend beschrieben, stellt die vorliegende Erfindung eine aus Aluminium oder seinen Legierungen hergestellte Vakuumkammer mit bemerkenswert erhöhter Beständigkeit gegen Gaskorrosion und Plasma bereit.

Claims

1. Vakuumkammer oder -kammerteil, welche(s) aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen hergestellt ist, umfassend eine anodische Oxidbeschichtung mit einer Dicke von 0,05 um bis 50 um, welche eine poröse Schicht mit einer Anzahl von Poren und eine Barriereschicht ohne Poren einschließt, wobei die Poren eine Öffnung an der Oberfläche der Kammer oder des Kammerteils aufweisen, wobei der Durchmesser der Poren am oberen Ende davon kleiner ist als am unteren Ende davon.

2. Vakuumkammer oder -kammerteil nach Anspruch 1, welche(s) aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen hergestellt ist, wobei die Poren in der porösen Schicht einen Abschnitt in einer Tiefenrichtung davon aufweisen, bei dem sich der Durchmesser kontinuierlich ändert.

3. Vakuumkammer oder -kammerteil nach Anspruch 1 oder 2, welche(s) aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen hergestellt ist, wobei die Poren in der porösen Schicht einen Abschnitt in einer Tiefenrichtung davon aufweisen, bei dem sich der Durchmesser diskontinuierlich ändert.

4. Vakuumkammer oder -kammerteil nach Anspruch 2 oder 3, welche(s) aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen hergestellt ist, wobei die Poren in der porösen Schicht einen Abschnitt in einer Tiefenrichtung davon aufweisen, bei dem der Durchmesser konstant bleibt.

5. Vakuumkammer oder -kammerteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, welche(s) aus Aluminium oder dessen Legierungen hergestellt ist, wobei die anodische Oxidbeschichtung zwei oder mehrere Elemente enthält, welche aus der Gruppe, bestehend aus Kohlenstoff, Schwefel, Stickstoff, Phosphor, Fluor und Bor, ausgewählt sind.

6. Vakuumkammer oder -kammerteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, welche(s) aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen hergestellt ist, wobei ein Basismaterial Teilchen, wie Ausfällungen und/oder Abscheidungen, enthält, welche einen durchschnittlichen Durchmesser von 10 um oder weniger aufweisen.

7. Vakuumkammer oder -kammerteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, welche(s) aus Aluminium oder dessen Legierungen hergestellt ist, wobei die Teilchen, wie Ausfällungen und/oder Abscheidungen, parallel zur größten Oberfläche des Basismaterials angeordnet sind.

8. Vakuumkammer oder -kammerteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, welche(s) aus Aluminium oder dessen Legierungen hergestellt ist, wobei das Basismaterial Teilchen, wie Ausfällungen und/oder Abscheidungen, enthält, welche einen durchschnittlichen Durchmesser von 10 um oder weniger aufweisen, und wobei die Ausfällungen und/oder Abscheidungen parallel zur größten Oberfläche des Basismaterials angeordnet sind.