(57)【要約】【課題】高温腐食環境下において、高耐久性と低汚染性と高生産性を兼備しうる陽極酸化処理用アルミニウム合金、陽極酸化皮膜を有するアルミニウム合金部材等を提供する。【解決手段】陽極酸化処理用アルミニウム合金は、合金成分として、Ｍｇ：０．１〜２．０％（「質量％」の意、以下同じ。）、Ｓｉ：０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％を含有し、Ｆｅ、ＣｒおよびＣｕの各含有量がそれぞれ０．０３％以下に規制され、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなる。上記成分組成のアルミニウム合金鋳塊を、５５０℃を超え６００℃以下の温度で均熱処理することで、より耐久性に優れた合金が得られる。また、アルミニウム合金部材は、上記合金の表面に陽極酸化被膜を形成することにより得られたものである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
合金成分として、Ｍｇ：０．１〜２．０％（「質量％」の意、以下同じ。）、Ｓｉ：０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％を含有し、Ｆｅ、ＣｒおよびＣｕの各含有量がそれぞれ０．０３％以下に規制され、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなることを特徴とする、高耐久性と低汚染性と高生産性を兼備した陽極酸化処理用アルミニウム合金。
【請求項２】
合金成分として、Ｍｇ：０．１〜２．０％（「質量％」の意、以下同じ。）、Ｓｉ：０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％を含有し、Ｆｅ、ＣｒおよびＣｕの各含有量がそれぞれ０．０３％以下に規制され、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金鋳塊を、５５０℃を超え６００℃以下の温度で均熱処理することにより得られることを特徴とする、高耐久性と低汚染性と高生産性を兼備した陽極酸化処理用アルミニウム合金。
【請求項３】
合金成分として、Ｍｇ：０．１〜２．０％、Ｓｉ：０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％を含有し、Ｆｅ、ＣｒおよびＣｕの各含有量がそれぞれ０．０３％以下に規制され、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金鋳塊を、５５０℃を超え６００℃以下の温度で均熱処理することを特徴とする、高耐久性と低汚染性と高生産性を兼備した陽極酸化処理用アルミニウム合金の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載のアルミニウム合金の表面に陽極酸化被膜を形成したことを特徴とするアルミニウム合金部材。
【請求項５】
真空チャンバ内でガスをプラズマ化することによって被処理物に所定の処理を施すプラズマ処理装置であって、前記真空チャンバおよび／又はその内部に設けられる部品のうちの１種以上が請求項３に記載のアルミニウム合金部材で構成されたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体や液晶の製造設備などのプラズマ処理装置に用いられる真空チャンバ、そのチャンバの内部に設けられる部品の材料として好適に用いられる、陽極酸化処理に適したアルミニウム合金およびその製造方法、さらにはこのアルミニウム合金の表面に陽極酸化皮膜が形成されたアルミニウム合金部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム合金を基材として、その基材の表面に陽極酸化皮膜を形成し、基材に耐食性（耐高温ガス腐食性）、耐摩耗性などを付与させる陽極酸化処理は、従来から頻繁に行われてきた。例えば、半導体製造設備のプラズマ処理装置に用いられる真空チャンバおよびその中に設置される電極等の各種部品は、主にアルミニウム合金によって形成されているが、無垢のアルミニウム合金のままでは耐食性や耐摩耗性を維持することができないので、通常、アルミニウム合金によって形成された基材に陽極酸化処理を施して、その表面に陽極酸化皮膜（以下、単に「皮膜」ともいう。）が形成される。その理由は、前記真空チャンバの内部では、シリコン・ウェハ等の被処理物に半導体製造の前処理工程や製造工程において室温から２００℃以上の高温環境下でさまざまな種類の腐食性ガスやプラズマによって所定の加工が行われるため、真空チャンバの内面や、真空チャンバの内部に設置されるプラズマ電極等の種々の部品も前記雰囲気に曝され、無垢のアルミニウム合金のままでは耐食性や耐摩耗性を維持することができないためである。
【０００３】
上記陽極酸化皮膜を形成したアルミニウム合金部材としては、Ａｌ−Ｍｇ系合金（ＪＩＳＡ５０００系）、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金（ＪＩＳＡ６０００系）など市販のアルミニウム合金を基材とするものが多数提案されている（例えば、特許文献１〜７参照）。しかしながら、近年、半導体の高集積化に伴い、ガスの高温化やプラズマの高密度化など使用ガス環境がさらに厳しくなってきており、上記のような市販のアルミニウム合金の基材を用いたものでは、皮膜の耐久性（耐食性、高温下での耐クラック性）が不十分となる場合がでてきた。また、皮膜の耐久性が十分な場合でも、アルミニウム合金基材への添加元素や不純物元素が皮膜中に含有されるため、これらの元素がガス中に放出されて被処理物を汚染する問題も顕在化してきている。
【０００４】
一方、被処理物の低汚染化の観点から、陽極酸化処理を施す基材の材料として、高純度のアルミニウム中にＭｇ、Ｓｉを添加し、不純物の含有量を極力制限したアルミニウム合金が多数提案されている（例えば、特許文献８〜１４参照）。しかしながら、上記アルミニウム合金を基材として用いることにより、被処理物の低汚染化に対しては効果が期待しうるものの、現行の使用ガス環境下では十分な耐久性を有する皮膜が得られない問題がある。
【０００５】
さらに、耐久性に優れた皮膜が形成できるアルミニウム合金基材として、高純度のアルミニウム中にＭｇ、Ｓｉを添加したうえ、さらにＭｎ、Ｃｕ、Ｆｅを添加したものが提案されている（特許文献１５，１６参照）。しかしながら、上記アルミニウム合金基材には汚染源となるＣｕ、Ｆｅが含有されていることから、被処理物の低汚染化に対しては十分な効果が期待しえないうえ、現行の使用ガス環境下では皮膜の耐久性が不足する問題もある。さらには、これらのアルミニウム合金では陽極酸化皮膜の成長速度が非常に遅く、生産性に劣る問題もあった。
【特許文献１】特許２９００８２２号公報
【特許文献２】特許２９４３６３４号公報
【特許文献３】特許２９００８２０号公報
【特許文献４】特開平１１−１７９７号公報
【特許文献５】特開平１１−１４０６９０号公報
【特許文献６】特開平１１−２２９１８５号公報
【特許文献７】特表２０００−２８２２９４号公報
【特許文献８】特許３２４９４００号公報
【特許文献９】特開２００４−９９９７２号公報
【特許文献１０】特開２００２−２４１９９２号公報
【特許文献１１】特開２００２−２５６４８８号公報
【特許文献１２】特開２００３−１１９５３９号公報
【特許文献１３】特開２００３−１１９５４０号公報
【特許文献１４】特開２００３−１７１７２７号公報
【特許文献１５】特許３７４６８７８号公報
【特許文献１６】特開２００１−２２０６３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたもので、高温腐食環境下において、高耐久性と低汚染性と高生産性を兼備しうる陽極酸化処理用アルミニウム合金、陽極酸化皮膜を有するアルミニウム合金部材等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、合金成分として、Ｍｇ：０．１〜２．０％（「質量％」の意、以下同じ。）、Ｓｉ：０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％を含有し、Ｆｅ、ＣｒおよびＣｕの各含有量がそれぞれ０．０３％以下に規制され、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなることを特徴とする、高耐久性と低汚染性と高生産性を兼備した陽極酸化処理用アルミニウム合金である。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、合金成分として、Ｍｇ：０．１〜２．０％（「質量％」の意、以下同じ。）、Ｓｉ：０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％を含有し、Ｆｅ、ＣｒおよびＣｕの各含有量がそれぞれ０．０３％以下に規制され、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金鋳塊を、５５０℃を超え６００℃以下の温度で均熱処理することにより得られることを特徴とする、高耐久性と低汚染性と高生産性を兼備した陽極酸化処理用アルミニウム合金である。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、合金成分として、Ｍｇ：０．１〜２．０％、Ｓｉ：０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％を含有し、Ｆｅ、ＣｒおよびＣｕの各含有量がそれぞれ０．０３％以下に規制され、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金鋳塊を、５５０℃を超え６００℃以下の温度で均熱処理することを特徴とする、高耐久性と低汚染性と高生産性を兼備した陽極酸化処理用アルミニウム合金の製造方法である。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のアルミニウム合金の表面に陽極酸化被膜を形成したことを特徴とするアルミニウム合金部材である。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、真空チャンバ内でガスをプラズマ化することによって被処理物に所定の処理を施すプラズマ処理装置であって、前記真空チャンバおよび／又はその内部に設けられる部品のうちの１種以上が請求項３に記載のアルミニウム合金部材で構成されたことを特徴とするプラズマ処理装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るアルミニウム合金およびアルミニウム合金部材によれば、高耐久性と低汚染性と高生産性を兼備した陽極酸化皮膜が得られ、高温腐食性ガス、プラズマ環境下において好適に使用することができる。また、本発明のプラズマ処理装置によれば、プラズマ処理において優れた低汚染化を実現することができ、被処理物の製造歩留まりを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明者らは、従来、耐久性を有する陽極酸化皮膜を形成するのに必須の添加元素とされてきたＣｕ（上記特許文献１５，１６参照）が被処理物の低汚染化の観点から使用できなくなってきたため、Ｃｕに替わる元素あるいは化合物について鋭意検討を行った結果、Ｍｇ、ＳｉおよびＭｎを主要添加元素として構成される合金にて耐久性に優れた陽極酸化皮膜を形成しうることを見出した。
【００１４】
基材中に存在するＭｇ、ＳｉおよびＭｎが陽極酸化皮膜の耐久性に効果を発揮するメカニズムについては現在鋭意調査中であるが、耐久性に優れた陽極酸化皮膜を形成する化合物として従来から知られているＭｇ２Ｓｉに、さらに、Ａｌ−Ｍｎ−Ｓｉ化合物、あるいはＡｌ−Ｍｎ化合物が組み合わされることで、耐久性に優れた皮膜が形成されるものと推察される。
【００１５】
さらにアルミニウム合金中の含有元素量について鋭意検討した結果、合金成分として、Ｍｇ：０．１〜２．０％、Ｓｉ：０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％を含有し、Ｆｅ、ＣｒおよびＣｕの各含有量がそれぞれ０．０３％以下に規制され、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金鋳塊を均熱処理することにより得られたアルミニウム合金を基材として、これに陽極酸化皮膜を形成することにより、所望の耐久性を付与できることを見出した。しかも、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｕおよびその他の不純物（不可避的不純物）はいずれも含有量が制限されているので、皮膜自身に起因する汚染をも効果的に低減することができることを確認した。さらに、Ｆｅ、ＣｒおよびＣｕの含有量を制限したことにより成膜速度も改善されることが判明した。
【００１６】
本発明は、上記知見に基づいて完成されたものであり、まず本発明に係るアルミニウム合金の成分限定理由について説明する。
【００１７】
〔アルミニウム合金の成分限定理由〕
・Ｍｎ：０．１〜２．０％
Ｍｎは、Ａｌ−Ｍｎ−Ｓｉ化合物、あるいはＡｌ−Ｍｎ化合物を形成させるのに必須の元素であり、０．１％未満ではこれらの化合物が殆ど形成されないため陽極酸化皮膜について所望の耐久性向上効果が得られない。一方、２．０％超では上記化合物が粗大化して却って正常な陽極酸化皮膜の形成を阻害する。よって、Ｍｎの含有量の下限を０．１％、好ましくは０．４％、より好ましくは０．７％とし、その上限を２．０％、好ましくは１．６％、より好ましくは１．２％とする。
【００１８】
・Ｍｇ：０．１〜２．０％
Ｍｇは、Ｍｇ２Ｓｉ化合物を形成させるのに必要な元素であり、０．１％未満ではＭｇ２Ｓｉ化合物が殆ど形成されないため所望の耐久性向上効果が得られない。一方、２．０％超ではＭｇ２Ｓｉ化合物が粗大化して却って正常な陽極酸化皮膜の形成を阻害する。よって、Ｍｇの含有量の下限を０．１％、好ましくは０．４％、より好ましくは０．７％とし、その上限を２．０％、好ましくは１．６％、より好ましくは１．２％とする。
【００１９】
・Ｓｉ：０．１〜２．０％
Ｓｉは、Ｍｇとともに、Ｍｇ２Ｓｉ化合物を形成させるのに必要な元素であり、０．１％未満ではこれらの化合物が殆ど形成されないため所望の耐久性向上効果が得られない。一方、２．０％超ではＭｇ２Ｓｉ化合物が粗大化して却って正常な陽極酸化皮膜の形成を阻害する。よって、Ｍｇの含有量の下限を０．１％、好ましくは０．４％、より好ましくは０．７％とし、その上限を２．０％、好ましくは１．６％、より好ましくは１．２％とする。
【００２０】
・Ｆｅ、ＣｒおよびＣｕ：それぞれ０．０３％以下
陽極酸化処理で使用される電気は、アルミニウムのイオン化と水の電気分解による酸素発生に用いられるため、酸素発生に用いられる電気の割合が大きくなるとアルミニウムのイオン化に用いられる電気の割合が小さくなり、アルミニウム酸化物の形成の効率が低下して成膜速度を遅くする。Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｕがアルミニウム合金中に存在すると、これらの元素が酸素発生の起点となって酸素発生に用いられる電気の割合が大きくなり、成膜速度が遅くなる。また、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｕのいずれかの含有量が０．０３％を超えると、母材および陽極酸化皮膜からガス中へ放出され、半導体等の被処理物を汚染する。よって、Ｆｅ、ＣｒおよびＣｕの各含有量は、それぞれ０．０３％以下、好ましくはそれぞれ０．０１％以下に規制する。
【００２１】
・残部Ａｌおよび不可避的不純物
残部は実質的にＡｌのみとするが、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｕ以外の、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｂ、Ｃａ、Ｎａ、Ｋなどの不純物元素の不可避的な少量の含有も許容される。なお、より低汚染化を実現するため、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｕ以外の不純物元素（不可避的不純物）の総和を０．１％以下に規制することが好ましい。
【００２２】
また、合金の結晶粒が大きいと陽極酸化皮膜に結晶模様が現れ、色調が不均一になるため、これを防止するためにＴｉを含有させてもよい。なお、Ｔｉの含有量が少なすぎると結晶粒の制御効果が得られず、含有量が多すぎると却って汚染の原因となるので、Ｔｉを含有させる場合は、その下限を０．０１％、さらには０．０１５％とし、その上限を０．０３％、さらには０．０２５％とするのが好ましい。
【００２３】
〔アルミニウム合金およびアルミニウム合金部材の製造方法〕
次に、本発明に係るアルミニウム合金およびアルミニウム合金部材の製造方法について説明する。
【００２４】
まず、本発明に係るアルミニウム合金は、上記成分範囲内に調整されたアルミニウム合金鋳塊を、例えば、連続鋳造圧延法、半連続鋳造法（ＤＣ鋳造法）等の通常の溶解鋳造法を適宜選択して製造する。次いで、このアルミニウム合金鋳塊に均質化熱処理（「均熱処理」ともいう。）を施す。この均質化温度（「均質化処理温度」または「均熱処理温度」ともいう。）は、５００℃以上の温度で均熱処理することで耐久性に優れた陽極酸化皮膜が得られ、さらに５５０℃を超えた温度で均熱処理することでより耐久性に優れた陽極酸化皮膜が得られる。ただし、６００℃を超えた温度で均質化処理を施すと、バーニング等が発生し表面性状等の不具合を招く場合がある（後記実施例２参照）。したがって、均質化処理温度は５００℃以上（さらには５５０℃超）６００  ℃以下の範囲が推奨される。このような均熱処理温度が高耐久性の陽極酸化皮膜の形成にどのように関わっているのかについてはまだ判明していないが、上述したように、Ａｌ−Ｍｎ−Ｓｉ化合物あるいはＡｌ−Ｍｎ化合物の形成が関与しているものと考えられる。
【００２５】
そして、均質化処理を施したアルミニウム合金鋳塊を圧延、鍛造、押出等の適宜の塑性加工によって得たアルミニウム合金材を溶体化処理、焼入れ、人工時効処理（以下、単に「時効処理」ともいう。）を施した後、適宜の形状に機械加工することによって、本発明に係るアルミニウム合金の基材が製作される。あるいは上記アルミニウム合金材を所定の形状に成形加工した後、溶体化処理、焼入れ、時効処理を施すことにより本発明に係るアルミニウム合金の基材を製作してもよい。溶体化処理、焼入れ、時効処理としては、例えば通常のＴ６処理である、溶体化処理５１５〜５５０℃、水焼入れ、時効処理１７０℃×８ｈ、１５５〜１６５℃×１８ｈを行うことができる。
【００２６】
さらに、上記アルミニウム合金基材に陽極酸化皮膜を形成して本発明に係るアルミニウム合金部材を製造するが、その陽極酸化皮膜形成方法としては、電解を行う条件、すなわち電解溶液の組成、濃度、電解条件（電圧、電流密度、電流−電圧波形）などの条件を適宜選択して行えばよい。陽極酸化処理液については、Ｃ，Ｓ，Ｎ，Ｐ，Ｂから選ばれる１種以上の元素を含有する溶液で電解を行うことが必要であり、例えば、シュウ酸、ギ酸、スルファミン酸、リン酸、亜リン酸、ホウ酸、硝酸あるいはその化合物、フタル酸あるいはその化合物から選ばれる１種以上を含む水溶液を用いて行うことが有効である。陽極酸化皮膜の膜厚は特に制限されないが、０．１〜２００μｍ  程度、好ましくは０．５〜７０μｍ  程度、より好ましくは１〜５０μｍ程度が適当である。
【００２７】
上記アルミニウム合金部材は、高温の腐食性雰囲気下で使用される各種用途に適するが、特に高温環境下で腐食性ガスおよびプラズマに曝され、その一方で被処理物に低汚染化が求められる半導体製造設備等に付設されるプラズマ処理装置に用いられる真空チャンバおよびその内部に設けられる電極等の部品として好適に使用される。例えば、図１はプラズマ処理装置の構成の一例を示す図であるが、その真空チャンバ、チャンバライナ、上部電極、下部電極の全部または一部に上記アルミニウム合金部材を適用することができる。
【実施例１】
【００２８】
［評価試験方法］
本発明の効果を確証するため、以下の評価試験を実施した。すなわち、下記表１に記載した成分組成を有するアルミニウム合金鋳塊を溶製（サイズ：２２０ｍｍＷ×２５０ｍｍＬ×ｔ１００ｍｍ、冷却速度：１５〜１０℃／ｓ）し、この鋳塊を切断し、面削した（サイズ：２２０ｍｍＷ×１５０ｍｍＬ×ｔ６０ｍｍ）後、均熱処理（５４０℃×４ｈ）を施した。均熱処理後、６０ｍｍ厚の素材を熱間圧延により６ｍｍ厚の板材に圧延し、溶体化処理（５１０〜５２０℃×３０ｍｉｎ）後、水焼入れし、時効処理（１６０〜１８０℃×８ｈ）を施して供試合金板を得た。この合金板より２５ｍｍ×３５ｍｍ（圧延方向）×ｔ３ｍｍの試験片を切り出し、その表面をＲａ１．６の表面粗さに面削加工した。次いで、６０℃−１０％ＮａＯＨ水溶液中に２分浸漬した後に水洗し、さらに３０℃−２０％ＨＮＯ３水溶液に２分浸漬後に水洗する処理により表面を清浄化した後に、陽極酸化処理を施した。陽極酸化処理の条件としては、処理液に１６℃−４％しゅう酸を用い、電解電圧を１０Ｖから９０Ｖまで連続的に上昇させて、陽極酸化皮膜のポア径が表面側で１０ｎｍ、基材側で１１０ｎｍとなるようにし、処理時間は膜厚が２５μｍになるように調整した。そして、成膜速度を膜厚が２５μｍとなる処理時間にて下記の基準により評価した。
【００２９】
・成膜速度
◎：２時間以下、○：２時間を超え３時間以下、×：３時間を超え４時間以下
【００３０】
以上のようにして製作された試料（アルミニウム合金部材）の耐久性を評価するため、５％Ｃｌ２−Ａｒガス雰囲気下（４００℃）に４時間静置した後、目視により腐食の発生の有無を観察すること（特開２００３−３４８９４参照）を１サイクルとして、腐食の発生が観察されるまで繰り返した。そして、耐久性を腐食の発生が始めて観察されたサイクル数にて下記の基準により評価した。
【００３１】
・耐久性評価基準
◎◎：５サイクル、◎：４サイクル、○：３サイクル、×：２サイクル以下
【００３２】
また、試料（アルミニウム合金部材）の耐汚染性を評価するため、基材が露出しない程度に陽極酸化皮膜を７％塩酸１００ｍＬ（ここに、「ｍＬ」はミリリットルを意味する。）に溶解させ、溶解前後の塩酸の重量変化から陽極酸化皮膜の溶解量Ｗ（ｇ）を算出した。次いで、この塩酸溶液をＩＣＰ分析して塩酸中のＦｅ、Ｃｒ、Ｃｕ各濃度を求め、１００ｍＬ塩酸中に溶解しているＦｅ、Ｃｒ、Ｃｕの各重量ＷＦｅ、ＷＣｒ、ＷＣｕ（ｇ）を算出し、ＷＦｅ／Ｗ、ＷＣｒ／Ｗ、ＷＣｕ／Ｗから、陽極酸化皮膜中のＦｅ、Ｃｒ、Ｃｕ各濃度を求めた。そして、耐汚染性を陽極酸化皮膜中のＦｅ、Ｃｒ、Ｃｕの濃度にて下記の基準により評価した。
【００３３】
・耐汚染性評価基準
◎：いずれの元素とも５００ｐｐｍ以下、○：少なくとも１つの元素が５００ｐｐｍ超１５００ｐｐｍ以下で、その他の元素は５００ｐｐｍ以下、×：少なくとも１つの元素が１５００ｐｐｍ超
【００３４】
［評価試験結果］
上記評価試験の結果を表１に併せて示す。同表から明らかなとおり、本発明の規定する成分範囲を満足する発明例Ｎｏ．４〜１９、３２〜４０は、耐久性、耐汚染性、成膜速度とも優れた結果が得られている。
【００３５】
これに対し、表１から明らかなとおり、比較例Ｎｏ．１〜３、２０〜３１は、耐久性、耐汚染性、成膜速度のいずれか１つまたは２つにおいて発明例よりも劣っている。
【００３６】
より具体的には、Ｎｏ．１〜３、２０〜２２はＭｇ、ＳｉおよびＭｎ含有量のいずれかが本発明で規定する範囲を外れており、成膜速度および耐汚染性には優れるものの、耐久性が発明例よりも劣っている。
【００３７】
Ｎｏ．２３〜３１はＦｅ、ＣｒおよびＣｕ含有量のいずれかが本発明で規定する範囲の上限を超えており、耐久性には優れるものの、成膜速度および耐汚染性が発明例よりも劣っている。
【表１】
2008045161.tif 000002
【実施例２】
【００３８】
上記実施例１においては、均熱処理温度を一定値（５４０℃）に固定し、アルミニウム合金鋳塊の成分組成を種々変化させることにより、アルミニウム合金の成分組成の影響を調査したが、本実施例においては、アルミニウム合金の成分組成を本発明の規定範囲内の一定値に固定し、均熱処理温度を変化させることにより、耐久性など各性状に及ぼす均熱処理温度の影響を調査した。すなわち、アルミニウム合金鋳塊の成分組成を下記表２に記載した成分組成（実施例１のＮｏ．１３相当）に固定するとともに、均熱処理温度を５１０〜６０５℃の範囲で順次変更する以外は、上記実施例１と同じ条件で評価試験を実施した。
【表２】
2008045161.tif 000003
【００３９】
その結果、耐久性については、図２に示すように、均熱処理温度が５５０℃を超えると耐久性が顕著に上昇することが確認された。なお、均熱処理温度が６００℃を超えると試料にバーニングの発生が観察された。
【００４０】
また、成膜速度および耐汚染性については、本実施例の均熱処理温度の範囲においては均熱処理温度に関わらずほぼ一定の評価基準が得られており、上記実施例１のＮｏ．１３とほぼ同等の優れた成膜速度および耐汚染性が得られることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】均熱処理温度と耐久性との関係を示すグラフ図である。
【図１】
2008045161.tif 000004
【図２】
2008045161.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成19年4月27日(2007.4.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】
請求項１または２に記載のアルミニウム合金の表面に陽極酸化皮膜を形成したことを特徴とするアルミニウム合金部材。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
真空チャンバ内でガスをプラズマ化することによって被処理物に所定の処理を施すプラズマ処理装置であって、前記真空チャンバおよび／又はその内部に設けられる部品のうちの１種以上が請求項４に記載のアルミニウム合金部材で構成されたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載のアルミニウム合金の表面に陽極酸化皮膜を形成したことを特徴とするアルミニウム合金部材である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
請求項５に記載の発明は、真空チャンバ内でガスをプラズマ化することによって被処理物に所定の処理を施すプラズマ処理装置であって、前記真空チャンバおよび／又はその内部に設けられる部品のうちの１種以上が請求項４に記載のアルミニウム合金部材で構成されたことを特徴とするプラズマ処理装置である。
【手続補正書】
【提出日】平成19年12月14日(2007.12.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
合金成分として、Ｍｇ：０．１〜２．０％（「質量％」の意、以下同じ。）、Ｓｉ：０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％（ただし、０．１％は除く）を含有し、Ｆｅ、ＣｒおよびＣｕの各含有量がそれぞれ０．０３％以下に規制され、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなることを特徴とする、プラズマ処理装置に用いられる陽極酸化処理用アルミニウム合金。
【請求項２】
合金成分として、Ｍｇ：０．１〜２．０％（「質量％」の意、以下同じ。）、Ｓｉ：０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％（ただし、０．１％は除く）を含有し、Ｆｅ、ＣｒおよびＣｕの各含有量がそれぞれ０．０３％以下に規制され、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金鋳塊を、５５０℃を超え６００℃以下の温度で均熱処理することにより得られることを特徴とする、プラズマ処理装置に用いられる陽極酸化処理用アルミニウム合金。
【請求項３】
合金成分として、Ｍｇ：０．１〜２．０％、Ｓｉ：０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％（ただし、０．１％は除く）を含有し、Ｆｅ、ＣｒおよびＣｕの各含有量がそれぞれ０．０３％以下に規制され、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金鋳塊を、５５０℃を超え６００℃以下の温度で均熱処理することを特徴とする、プラズマ処理装置に用いられる陽極酸化処理用アルミニウム合金の製造方法。
【請求項４】
請求項１または２に記載のアルミニウム合金の表面に陽極酸化皮膜を形成したことを特徴とするアルミニウム合金部材。
【請求項５】
真空チャンバ内でガスをプラズマ化することによって被処理物に所定の処理を施すプラズマ処理装置であって、前記真空チャンバおよび／又はその内部に設けられる部品のうちの１種以上が請求項４に記載のアルミニウム合金部材で構成されたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたもので、プラズマ処理装置内の高温腐食環境下において、高耐久性と低汚染性と高生産性を兼備しうる陽極酸化処理用アルミニウム合金、陽極酸化皮膜を有するアルミニウム合金部材等を提供することを目的とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、合金成分として、Ｍｇ：０．１〜２．０％（「質量％」の意、以下同じ。）、Ｓｉ：０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％（ただし、０．１％は除く）を含有し、Ｆｅ、ＣｒおよびＣｕの各含有量がそれぞれ０．０３％以下に規制され、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなることを特徴とする、プラズマ処理装置に用いられる陽極酸化処理用アルミニウム合金である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
請求項２に記載の発明は、合金成分として、Ｍｇ：０．１〜２．０％（「質量％」の意、以下同じ。）、Ｓｉ：０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％（ただし、０．１％は除く）を含有し、Ｆｅ、ＣｒおよびＣｕの各含有量がそれぞれ０．０３％以下に規制され、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金鋳塊を、５５０℃を超え６００℃以下の温度で均熱処理することにより得られることを特徴とする、プラズマ処理装置に用いられる陽極酸化処理用アルミニウム合金である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
請求項３に記載の発明は、合金成分として、Ｍｇ：０．１〜２．０％、Ｓｉ：０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％（ただし、０．１％は除く）を含有し、Ｆｅ、ＣｒおよびＣｕの各含有量がそれぞれ０．０３％以下に規制され、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金鋳塊を、５５０℃を超え６００℃以下の温度で均熱処理することを特徴とする、プラズマ処理装置に用いられる陽極酸化処理用アルミニウム合金の製造方法である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
さらにアルミニウム合金中の含有元素量について鋭意検討した結果、合金成分として、Ｍｇ：０．１〜２．０％、Ｓｉ：０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％（ただし、０．１％は除く）を含有し、Ｆｅ、ＣｒおよびＣｕの各含有量がそれぞれ０．０３％以下に規制され、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金鋳塊を均熱処理することにより得られたアルミニウム合金を基材として、これに陽極酸化皮膜を形成することにより、所望の耐久性を付与できることを見出した。しかも、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｕおよびその他の不純物（不可避的不純物）はいずれも含有量が制限されているので、皮膜自身に起因する汚染をも効果的に低減することができることを確認した。さらに、Ｆｅ、ＣｒおよびＣｕの含有量を制限したことにより成膜速度も改善されることが判明した。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
〔アルミニウム合金の成分限定理由〕
・Ｍｎ：０．１〜２．０％（ただし、０．１％は除く）
Ｍｎは、Ａｌ−Ｍｎ−Ｓｉ化合物、あるいはＡｌ−Ｍｎ化合物を形成させるのに必須の元素であり、０．１％以下ではこれらの化合物が殆ど形成されないため陽極酸化皮膜について所望の耐久性向上効果が得られない。一方、２．０％超では上記化合物が粗大化して却って正常な陽極酸化皮膜の形成を阻害する。よって、Ｍｎの含有量は、０．１％超、好ましくは０．４％以上、より好ましくは０．７％以上で、２．０％以下、好ましくは１．６％以下、より好ましくは１．２％以下とする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
Ｎｏ．２３〜３１はＦｅ、ＣｒおよびＣｕ含有量のいずれかが本発明で規定する範囲の上限を超えており、耐久性には優れるものの、成膜速度および耐汚染性が発明例よりも劣っている。
【表１】
2008045161.tif 000006