JPH03287797A - 耐食部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ この発明は、腐食性ガスを使用する半導体製造装置や真
空プラント等に使用する耐食性の部材および電線などに
関するものである。

［従来の技術および発明が解決しようとする課題］アル
ミニウムおよびアルミニウム合金は、比較的耐食性に優
れている。しかし、これらを半導体製造装置中や真空プ
ラント中で、電線や各種の部材として用いると、化学蒸
着法等で使用する低融点金属の腐食性蒸気や腐食性の高
い無機ハロゲン化物ならびに有機金属化合物の原料ガス
等によって、腐食が早期に進行し、クラックが成長する
。

このため、電線や各種の部材に陽極酸化処理を施すこと
が試みられている。これは、処理を施すことによって電
線や各種の部材に陽極酸化皮膜を形成させ、この皮膜に
よって腐食の進行を食い止めようとするものである。陽
極酸化では、通常の方法に従い、これらの金属を希硫酸
等の電解質水溶液中に浸漬し、アノード分極する。しか
しながら、このようにして陽極酸化皮膜を形成させた電
線および各種の部材は、耐食性の向上が若干見られるも
のの十分な耐食性を備えたものではなかった。

それゆえに、この発明の目的は、アルミニウムまたはア
ルミニウム合金を用いた電線や各種の部材において、低
融点金属の腐食性蒸気、腐食性の高い無機ハロゲン化物
および有機金属化合物などに対する十分な耐食性を備え
た耐食部材を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 請求項１に従う耐食部材は、アルミニウムまたはアルミ
ニウム合金の表面を陽極酸化させて形成した耐食性の酸
化皮膜を有する耐食部材であって、陽極酸化皮膜中に、
クロムイオン、イツトリウム、ジルコニウムイオンおよ
びマグネシウムイオンからなる群より選ばれた少なくと
も一種のイオンを含浸させた後、焼成を行なうことによ
り、陽極酸化皮膜中に含浸させたイオンの酸化物を形成
させたことを特徴としている。

請求項２に従う耐食部材は、請求項１からなる耐食部材
の外層に、重合性有機金属化合物からなるセラミックス
前駆体の溶液を浸漬もしくは塗布した後、加熱処理する
ことにより、酸化物セラミックスの絶縁膜を形成させた
ことを特徴としている。

酸化物セラミックスの絶縁膜はほとんどすべての金属酸
化物系セラミックスによって形成できるが、その材質に
ついて例を挙げれば、５ｉ０２、Ａ　ｆＬ２　ｏ３　、
Ｚ　ｒ　０４　、Ｔ　ｔ　ｏ２およびＭｇＯ等がある。

また、重合性有機金属化合物として、金属アルコキシド
または金属のカルボン酸塩を用いることが好ましい。金
属アルコキシドを用いる場合、セラミックス前駆体の溶
液は、アルコール等の有機溶液に金属アルコキシドを添
加したものである。

また、必要に応じてこれに水および触媒を添加する。金
属アルコキシドとしては、たとえば、金属のエトキシド
、プロポキシドおよびブトキシド等がよく用いられる。

一方、金属のカルボン酸塩を用いる場合、セラミックス
前駆体の溶液は、金属のカルボン酸塩を適当な有機溶媒
に溶解したものである。このタイプの前駆体溶液を用い
る方法では、浸漬もしくは塗布後に加熱して熱分解する
ことによりセラミックスを生成させていく。このため、
用いる重合性有機金属化合物の分解温度は、その沸点や
あるいは昇華点よりも低いことが必要である。金属のカ
ルボン酸塩として具体的には、たとえば、ナフテン酸、
カプリル酸、ステアリン酸およびオクチル酸の金属塩が
好ましい。

また、重合性有機金属化合物は、珪素、アルミニウム、
イツトリウム、ジルコニウムおよびマグネシウムからな
る群より選ばれた少なくとも一種の金属を含むものが好
ましい。

［作用］ 陽極酸化皮膜中にクロムイオン、イツトリウムイオン、
ジルコニウムイオンおよびマグネシウムイオンのうち少
なくとも一種を含浸させ加熱処理すると、被膜中に入り
込んだイオンは、酸化されながら陽極酸化皮膜と良好に
結合し、構造に欠陥の少ない（Ａｌｌ、Ｃｒ）２０ｓ固
溶体を形成する。

この欠陥の少ない構造が、耐食性を向上させると考えら
れる。

また、陽極酸化皮膜中に含浸イオンの酸化物を分散させ
た後、セラミックス前駆体の溶液を浸漬もしくは塗布し
て加熱処理することにより酸化物セラミックスの絶縁膜
を形成すれば、耐食部材に高い絶縁性を付与することが
できるほか、元来多孔性である陽極酸化皮膜を緻密化し
耐食性もさらに向上する。

［実施例コ 線径２ｍｍφの純アルミニウム線１ｍを温度を１０℃に
保持した１５重量％希硫酸中に浸漬しアルミニウム基材
に正の電圧を印加して浴電流密度５０Ａ／ｄｍ２で２分
間陽極酸化した。この線材には、陽極酸化皮膜が約１０
μｍ程度形成した。

次に、２０重量％の三酸化クロムの水溶液中に１０分程
度浸漬した後、１５０℃の熱風で乾燥した。

浸漬および１５０℃の乾燥の工程を５回行った後、その
線材をさらに酸素気流中５００℃で乾燥した。

この線材の表面をエネルギー分散型螢光Ｘ線分光分析装
置で分析したところ表面組成は、ＡＱ−８４ａｔｏｍ％
、ＣＣｒ−１６ａｔｏ％であった。

この線材を、１０ｍｍＴｏ　ｒ　ｒのガリウム分圧で制
御された容器内に３０時間放置した後、線材表面に存在
する腐食孔の深さを横断面観察より求めたところ、平均
値で２μｍであった。また比較のため、陽極酸化を行な
う前の純アルミニウム基材と、クロム酸含浸前の陽極酸
化したアルミニウム基材を同様の腐食環境下に３０時間
放置したところ、純アルミニウム基材に関しては腐食孔
の深さは１０μｍ程度であり、陽極酸化アルミニウムに
関しては陽極酸化皮膜中に５μｍの腐食孔が観測された
。このようにこの発明の耐食アルミニウム線は、良好な
耐食性を有していた。

また、陽極酸化皮膜中に酸化クロムを形成させた耐食電
線を、テトラブチルオルトシリケイト８モル％、水３２
モル％、エタノール６０モル％混合した溶液に、１．２
Ｎの濃硝酸をテトラブチルオルトシリケイトに対し１０
０分の１モル添加し７０℃で２時間加熱攪拌することに
より得た液に浸漬した後、４００℃で１０分間加熱する
工程を１０回繰返し、最後に５００℃酸素気流中で１０
分間加熱を行なった。

このようにして耐食電線上に酸化珪素の絶縁膜が５μｍ
程度形成された。以上のようにして得られた耐食電線は
絶縁破壊電圧が６００ｖであり、さらに直径５ｃｍの円
筒にこの絶縁被覆電線を巻きつけても被覆に何ら亀裂が
発生しないものであった。この線材を、１０ｍｍＴｏｒ
ｒのガリウム分圧で制御された容器内に３０時間放置し
たが、線材表面に存在する腐食孔はほとんど観測されな
かった。

［発明の効果コ 以上説明したように、この発明は耐食性に非常に優れた
ものである。したがって、この発明を、半導体製造装置
中や真空プラント中で低融点金属の腐食性蒸気や腐食性
の高い無機ハロゲン化物ならびに有機金属化合物等にさ
らされる部材に使用すれば有効である。

５５

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルミニウムまたはアルミニウム合金の表面を陽
   極酸化させて形成した耐食性の酸化皮膜を有する耐食部
   材であって、前記陽極酸化皮膜中に、クロムイオン、イ
   ットリウムイオン、ジルコニウムイオンおよびマグネシ
   ウムイオンからなる群より選ばれた少なくとも一種のイ
   オンを含浸させた後、焼成を行なうことにより、前記陽
   極酸化皮膜中に含浸させたイオンの酸化物を形成させた
   ことを特徴とする耐食部材。
2. （２）請求項１からなる耐食部材の外層に、重合性有機
   金属化合物からなるセラミックス前駆体の溶液を浸漬も
   しくは塗布した後、加熱処理することにより、酸化物セ
   ラミックスの絶縁膜を形成させたことを特徴とする耐食
   部材。
3. （３）前記重合性有機金属化合物が、金属アルコキシド
   または金属のカルボン酸塩である請求項２に記載の耐食
   部材。
4. （４）前記重合性有機金属化合物が、珪素、アルミニウ
   ム、イットリウム、ジルコニウムおよびマグネシウムか
   らなる群より選ばれた少なくとも一種の金属を含むこと
   を特徴とする請求項２に記載の耐食部材。