氟化物皮膜形成用铝合金材料及具有氟化物皮膜的铝合金材料制造技术

提供没有黑色的点状隆起部的产生而平滑性优异并且针对腐蚀性气体和等离子体等具备优异的耐蚀性的氟化物皮膜形成用铝合金材料。一种半导体制造装置用的氟化物皮膜形成用铝合金材料(1)，含有Si：0.3质量％～0.8质量％、Mg：0.5质量％～5.0质量％、Fe：0.05质量％～0.5质量％，Cu的含有率为0.5质量％以下，Mn的含有率为0.30质量％以下，Cr的含有率为0.30质量％以下，余量包含Al及不可避免的杂质，在将铝合金材料中的Fe系结晶物的平均长径设为D(μm)，将所述铝合金材料中的平均晶体粒径设为Y(μm)时，满足log

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】氟化物皮膜形成用铝合金材料及具有氟化物皮膜的铝合金材料
本专利技术涉及可在表面的至少一部分形成氟化物皮膜从而作为半导体制造装置的构件(部件)等使用的氟化物皮膜形成用铝合金材料及可作为半导体制造装置的构件(部件)等使用的具有氟化物皮膜的铝合金材料。再者，在本说明书及权利要求书中，“氟化物皮膜”这一术语意味着“至少含有氟来构成的皮膜”，并非仅意味着“仅由氟化物构成的皮膜”。另外，在本说明书及权利要求书中，“平均晶体粒径”意味着通过在JISG0551中规定的切断法(Heyn法)测定出的平均晶体粒径。
技术介绍
作为构成半导体、LCD等的制造装置的腔室、基座、背板等的构件材料，大多使用由铝合金、特别是Al-Mg系的JIS5052铝合金、Al-Si-Mg系的JIS6061铝合金来构成的形变合金材料、铸件材料。另外，这些制造装置在高温下使用，而且在硅烷(SiH4)、氟系气体、氯系的卤素气体等腐蚀性气体氛围中使用，因此对各构件实施阳极氧化处理从而在表面形成硬质的阳极氧化皮膜，使耐蚀性提高。但是，即使进行这样的表面处理，也会根据使用环境、使用频度而在早期引起表面劣化，需要表面处理的更新。尤其是，在CVD、PVD处理装置中，使用温度遍及从室温到约400℃的大范围，而且施加交变热应力，因此有时因母材与阳极氧化皮膜的热变形能力的差异而产生裂纹。另外，在长期使用的期间，即使没有显著的损伤，也有时在处理工件时与装置表面接触从而阳极氧化皮膜磨损。于是，曾提出了一种耐气体性及耐等离子体性优异的真空腔室构件，其是在Al基材表面形成耐蚀性保护皮膜而成的，该耐蚀性保护皮膜的表面侧是以Al氧化物为主体的层或者是以Al氧化物和Al氟化物为主体的层，所述耐蚀性保护皮膜的基材侧是以Mg氟化物为主体的层或者是以Mg氟化物和Al氧化物为主体的层(专利文献1)。另外，也已知一种在铝合金母材的表面形成氟化处理皮膜等而成的耐蚀性优异的铝合金材料，所述铝合金母材含有Si：0.2～1.0wt％及Mg：0.3～2.0wt％，作为杂质的Fe、Cu、Mn、Cr、Zn及Ni的各自含量分别被限制为0.1wt％以下，余量由Al及其他的杂质构成(专利文献2)。这些技术是利用通过对铝合金基材进行氟化处理而形成的氟化钝化膜来谋求耐蚀性提高的。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开平11-061410号公报专利文献2：日本特开2003-119539号公报
技术实现思路
然而，在对铝合金基材进行了氟化处理时，有时在所形成的耐蚀性皮膜的表面产生黑色的点状隆起部。若产生了这样的黑色的点状隆起部，则该部分的热射线吸收率增大，因此在例如CVD装置、PVD装置等中的使用中会引起局部性的温度上升。若产生这样的局部性温度上升，则存在以下问题：耐蚀性皮膜产生裂纹，皮膜会剥离，其成为杂质颗粒。本专利技术是鉴于上述技术背景而完成的，其目的是提供没有黑色的点状隆起部的产生而平滑性优异、并且针对腐蚀性气体和等离子体等具备优异的耐蚀性的氟化物皮膜形成用铝合金材料及具有氟化物皮膜的铝合金材料。本专利技术人为了追查研究黑色的点状隆起部的产生的原因，对黑色的点状隆起部及其周围部进行了SEM-EDX映射(mapping)，结果判明：如图5所示，对于正常部110而言，在铝合金基材100的表面依次层叠氟化镁层101、氟化铝层102而形成了耐蚀性皮膜，但是，就黑色的点状隆起部111而言，在铝合金基材100的表面局部性地存在未生成氟化镁层的部分(缺陷部位；截断部位)，在该缺陷部位处氟化铝102较大地生长从而生成了该氟化铝的隆起部111。为了抑制以这样的机制生长的黑色点状隆起部的产生而进一步进行了锐意研究，结果发现：铝合金材料中的Fe系结晶物的平均长径与铝合金材料中的平均晶体粒径之间的关系性与黑色点状隆起部的产生有关联，从而完成了本专利技术。即，为了达到上述目的，本专利技术提供以下的方案。[1]一种氟化物皮膜形成用铝合金材料，其特征在于，含有Si：0.3质量％～0.8质量％、Mg：0.5质量％～5.0质量％、Fe：0.05质量％～0.5质量％，Cu的含有率为0.5质量％以下，Mn的含有率为0.30质量％以下，Cr的含有率为0.30质量％以下，余量包含Al及不可避免的杂质，在将所述铝合金材料中的Fe系结晶物的平均长径设为D(μm)，将所述铝合金材料中的平均晶体粒径设为Y(μm)时，满足下述式(1)的关系式，log10Y<-0.320D+4.60…式(1)所述铝合金材料是作为半导体制造装置用的构件使用的。[2]一种具有氟化物皮膜的铝合金材料，其特征在于，在前项1所述的氟化物皮膜形成用铝合金材料的表面的至少一部分形成有氟化物皮膜。[3]根据前项2所述的具有氟化物皮膜的铝合金材料，所述氟化物皮膜的厚度为0.1μm～10μm。[4]根据前项2或3所述的具有氟化物皮膜的铝合金材料，所述氟化物皮膜包含形成于所述氟化物皮膜形成用铝合金材料的表面的第1皮膜层和进而形成于所述第1皮膜层的表面的第2皮膜层，所述第1皮膜层是含有氟化镁的皮膜，所述第2皮膜层是含有氟化铝及铝的氧化物的皮膜。在[1]的专利技术中，由于是由上述特定的金属组成构成且满足上述式(1)的关系式的构成，所以在对氟化物皮膜形成用铝合金材的表面的至少一部分进行氟化处理而形成了氟化物皮膜时，在该氟化物皮膜上看不到黑色的点状隆起部(以下，有时简称为“黑点部”)，并且，所得到的带氟化物皮膜的铝合金材料针对腐蚀性气体和等离子体等具备优异的耐蚀性。在[2]的专利技术中，由于是由上述特定的金属组成构成且满足上述式(1)的关系式的构成，所以能够提供没有黑点部的产生而平滑性优异并且针对腐蚀性气体和等离子体等具备优异的耐蚀性的具有氟化物皮膜的铝合金材料。在[3]的专利技术中，由于氟化物皮膜的厚度为0.1μm以上，所以能够使针对腐蚀性气体和等离子体等的耐蚀性更加提高，并且，由于其为10μm以下，所以能够提高生产率。在[4]的专利技术中，由于氟化物皮膜包含上述特定构成的2层结构，所以能够使针对腐蚀性气体和等离子体等的耐蚀性进一步提高。附图说明图1是示出本专利技术涉及的氟化物皮膜形成用铝合金材料的一实施方式的截面图。图2是示出本专利技术涉及的具有氟化物皮膜的铝合金材料的一实施方式的截面图。图3是示出作为本专利技术涉及的具有氟化物皮膜的铝合金材料的一例的喷头的立体图。图4是以平均晶体粒径(Y)的常用对数(K)为纵轴、以Fe系结晶物的平均长径(D)为横轴而标绘的曲线图。在图4中，用●标绘的材料表示完全看不到黑点部的材料，用▲标绘的材料表示产生了黑点部的材料。在该图4的曲线图中，从左上向右下延伸的实线的倾斜直线的左下侧的区域是用式(1)表示的区域，可知标绘于用该式(1)表示的区域中的材料完全看不到黑点部，而标绘于该倾斜直线的右上侧的区域中的材料产生了黑点部。图5是黑点部产生的说明图(示意性截面图)。具体实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氟化物皮膜形成用铝合金材料，其特征在于，/n含有Si：0.3质量％～0.8质量％、Mg：0.5质量％～5.0质量％、Fe：0.05质量％～0.5质量％，Cu的含有率为0.5质量％以下，Mn的含有率为0.30质量％以下，Cr的含有率为0.30质量％以下，余量由Al及不可避免的杂质构成，/n在将所述铝合金材料中的Fe系结晶物的平均长径设为Dμm，将所述铝合金材料中的平均晶体粒径设为Yμm时，满足下述式(1)的关系式，/nlog

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180704 JP 2018-127378;20181207 JP 2018-2295561.一种氟化物皮膜形成用铝合金材料，其特征在于，
含有Si：0.3质量％～0.8质量％、Mg：0.5质量％～5.0质量％、Fe：0.05质量％～0.5质量％，Cu的含有率为0.5质量％以下，Mn的含有率为0.30质量％以下，Cr的含有率为0.30质量％以下，余量由Al及不可避免的杂质构成，
在将所述铝合金材料中的Fe系结晶物的平均长径设为Dμm，将所述铝合金材料中的平均晶体粒径设为Yμm时，满足下述式(1)的关系式，
log10Y<-0.320...

【专利技术属性】
技术研发人员：村濑功，
申请(专利权)人：昭和电工株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP