铝阳极氧化皮膜的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及作为干蚀刻装置、CVD(Chemical Vapor Deposition)装置、离子注入 装置、溅射装置等这样的半导体、液晶的制造设备等的真空室或设于该真空室的内部的零 件的原材有用的、以铝合金为基材的、具有阳极氧化皮膜的铝构件所适用的铝阳极氧化皮 膜。特别是涉及既可抑制弯曲部的裂纹的发生，又使耐电压性进一步提高的铝阳极氧化皮 膜。
【背景技术】
[0002] 在以铝和铝合金等为基材的构件的表面形成阳极氧化皮膜，对此基材赋予耐等离 子体性和耐气体腐蚀性的阳极氧化处理，一直以来广泛进行。例如，半导体制造设备的等离 子体处理装置所用的真空室、设于该真空室的内部的各种零件一般使用铝合金构成。然而， 如果在不进行任何处理的状态下（无逅的状态）使用该铝合金，则不能保持耐等离子体性 和耐气体腐蚀性等。因此要进行的是，在由铝合金构成的构件的表面形成阳极氧化皮膜，由 此赋予耐等离子体性和耐气体腐蚀性等。
[0003] 另一方面，近年来源于布线宽度的微细化，随着等离子体的高密度化，用于使等离 子体生成而投入的电功率增加，在现有的阳极氧化皮膜中，由于高电功率投入时发生的高 温、高电压，有可能引起皮膜绝缘击穿。在这样的绝缘击穿发生的部分，因为电特性变化，所 以蚀刻均匀性和成膜均匀性劣化。由此，希望阳极氧化皮膜的耐裂纹性化和高耐电压性化。
[0004] 用于改善阳极氧化皮膜的特性的技术迄今为止提出了各种各样。例如，在专利文 献1中提出，通过在皮膜表面侧缩小阳极氧化皮膜表面侧的孔径，在基材侧使之增大，从而 抑制等离子体与皮膜的反应性，成为耐等离子体性优异的皮膜。在这样的皮膜中，关于耐 等离子体性，能够比以往优异得多。但是，在这样的皮膜中，在能够存在于实机材的曲率部 (弯曲部），会发生裂纹（以下，称为"弯曲部裂纹"），基材和阳极氧化皮膜会处于容易腐蚀 的环境下。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本特开平8-193295号公报
【发明内容】
[0008] 发明所要解决的课题
[0009] 本发明着眼于上述这样的情况而完成，本发明的目的在于，提供一种铝阳极氧化 皮膜，其抑制弯曲部裂纹的发生，其结果是，抑制在腐蚀气体气氛下的基材的腐蚀、皮膜裂 纹造成的耐电压性的降低，从而能够高耐电压性化。
[0010] 用于解决课题的手段
[0011] 能够达成上述目的的本发明的铝阳极氧化皮膜是在由铝或铝合金构成的基材表 面上形成的铝阳极氧化皮膜，其特征在于，是皮膜结构为单层的阳极氧化皮膜，或皮膜结构 不同的2种以上的阳极氧化皮膜层叠而成的阳极氧化皮膜，最表面侧的阳极氧化皮膜的由 下述（1)式规定的皮膜形成率为1. 3以上，并且该阳极氧化皮膜的厚度以相对于皮膜整体 厚度的比例计为3%以上。
[0012] 皮膜形成率=阳极氧化皮膜厚度/阳极氧化处理时的基材减少厚度…（1)
[0013] 如果从抑制裂纹发生的观点出发，本发明的铝阳极氧化皮膜优选皮膜整体的厚度 薄，但若过薄，则耐腐蚀性有可能劣化，因此例如为3 μ m以上即可。另外皮膜整体的厚度如 果从确保耐电压性这一观点出发，则优选为20 μ m以上（更优选为25 μ m以上）。还有，所 谓该皮膜整体的厚度在单层的皮膜结构的情况下意思是单一的皮膜的厚度，如果皮膜结构 是不同的2种以上的阳极氧化皮膜层叠而成的皮膜结构，则意思是各层的皮膜厚度合计的 厚度。
[0014] 在本发明的铝阳极氧化皮膜中，皮膜结构是不同的2种以上的阳极氧化皮膜层叠 而成的皮膜结构时，基材侧的阳极氧化皮膜的由所述（1)式规定的皮膜形成率低于1.3,并 且该阳极氧化皮膜的厚度以相对于皮膜整体的厚度的比例计为10%以上，也是优选的实施 方式。
[0015] 另外，为了制作皮膜结构不同的2种以上的阳极氧化皮膜，使形成各皮膜时的处 理溶液或处理条件变化即可。
[0016] 发明效果
[0017] 根据本发明，通过将最表面侧的铝阳极氧化皮膜制成由既定的关系式规定的皮膜 形成率为1.3以上的铝阳极氧化皮膜，将该阳极氧化皮膜的厚度规定在既定的范围，则能 够实现具有高耐电压性的铝阳极氧化皮膜。
【具体实施方式】
[0018] 本发明人们以实现能够抑制弯曲部裂纹的发生的铝阳极氧化皮膜（以下，仅称为 "阳极氧化皮膜"）为目标，从各种角度进行了研宄。其结果发现，如果至少将最表面侧的阳 极氧化皮膜以既定的关系式所规定的皮膜形成率成为1. 3以上的方式形成，将该阳极氧化 皮膜的厚度规定在既定的范围，则能够实现适于上述目的的阳极氧化皮膜，从而完成了本 发明。
[0019] 弯曲部的裂纹被认为基本上是用成形的阳极氧化皮膜无法填补阳极氧化处理时 的基材中的减少体积（即，减少厚度）时产生的。因此，通过成为由上述（1)式所规定的皮 膜形成率为1. 3以上的阳极氧化皮膜，阳极氧化皮膜能够填补基材的减少体积，能够抑制 弯曲部裂纹发生。虽然认为，如果阳极氧化皮膜只是填补基材的减少体积，则上述皮膜形成 率为1.0以上即可，但是在这样的阳极氧化皮膜中并不能达成上述的目的。即，若不是皮膜 形成率为1. 3以上的阳极氧化皮膜，则不能达成上述目的。
[0020] 上述这样的现象产生的理由被推测为，在皮膜形成率大概为1. 3以上的阳极氧化 皮膜中，由于皮膜自身的结构（皮膜内部结构）的变化导致皮膜成为容易延展的状态，相对 于施加到皮膜上的应力的皮膜的延伸率变大而成为难以发生弯曲部裂纹的状态。
[0021] 上述皮膜形成率优选为1. 5以上，更优选为1. 7以上，进一步优选为2. 0以上。该 皮膜形成率，能够通过适当控制阳极氧化处理中的条件（后述）而加以调整。但是，若处理 时间变长，则阳极氧化皮膜的表面由处理液溶解，膜厚减少，因此该皮膜形成率无法达到某 个一定的值以上。其上限一般为3左右。
[0022] 从抑制弯曲部裂纹的发生这一观点出发，皮膜形成率为1. 3以上的阳极氧化皮膜 (将这样的皮膜称为"最表面侧皮膜"）的厚度以相对于皮膜整体的厚度的比例计，优选为 3%以上。另外皮膜整体的厚度，具体来说优选为3μπι以上。
[0023] 本发明的阳极氧化皮膜包含无论皮膜结构（皮膜层叠结构）是单层的情况，还是 皮膜结构为不同的2种以上层叠的情况的任一种，单层的情况下，相对于皮膜整体的厚度 的比例为100%，作为皮膜整体的厚度的优选下限的3 μπι以上表示仅单独一层的厚度。另 夕卜，基材侧的阳极氧化皮膜也成为皮膜形成率为1. 3以上的阳极氧化皮膜。
[0024] 那么，所需要的耐电压性，虽然也根据半导体制造装置的种类、工艺规程的差异而 有所不同，但作为皮膜整体的耐电压（或平面部的耐电压）优选为600V以上（更优选为 1000V以上，进一步优选为1500V以上）。另外作为皮膜整体的耐电压性，在皮膜结构相同的 情况下，因为与皮膜厚度成比例，所以为了确保良好的耐电压性，优选皮膜整体的厚度（总 膜厚）为20 μ m以上。更优选为25 μ m以上（进一步优选为30 μ m以上，特别优选为40 μ m 以上）。但是，若皮膜整体的厚度变厚，则由于皮膜的内部应力导致裂纹变得容易进入皮膜， 耐电压性反而劣化，因此优选为200 μ m以下（更优选为100 μ m以下）。
[0025] 还有，皮膜形成率为1. 3以上的阳极氧化皮膜（最表面侧皮膜）在耐电压测量时 的泄漏电流有变大的倾向。若泄漏电流变大，则即使不至于伴随绝缘击穿的皮膜的破坏，也 有微弱的电流通过皮膜流通的情况，因此，例如在半导体加工中，容易发生等离子体异常