(57)【要約】      （修正有）【課題】高い耐食性・熱放射性を持つと共に耐プラズマ性も高く、しかも安価に実現し得るターボ分子ポンプ用表面処理層を提供する。【解決手段】ターボ分子ポンプの内部部品に形成された表面処理層であって、アルミニウムまたはアルミニウム合金よりなる基材２１の表面に、無電解Ｎｉめっき層２２と無電解黒色Ｎｉめっき層２３の２層重ねの皮膜２４を形成してなる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボ分子ポンプの内部部品である動翼または静翼に形成された表面処理層であって、アルミニウムまたはアルミニウム合金よりなる基材の表面に、無電解Ｎｉめっき層と無電解黒色Ｎｉめっき層の２層重ねの皮膜を形成してなることを特徴とするターボ分子ポンプ用表面処理層。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造設備の排気ラインなどにおいて使用されるターボ分子ポンプ用表面処理層に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のターボ分子ポンプの概略構造を図３に示す。ターボ分子ポンプは、ケーシング１の上部に吸気口２、ケーシング１の下部に排気口３を設け、ロータ４に設けた動翼５をケーシング１に設けた静翼６間の空間内で高速回転させることにより、排気作用を発揮させて吸気口２側を高真空にするものである。７は駆動用のモータである。
【０００３】
このターボ分子ポンプでは通常、翼材として、軽量、低コスト、強度などの面からアルミニウム合金が用いられている。しかし、アルミニウム合金は、半導体製造工程で排出される塩素ガスなど腐食性ガス環境下では著しく腐食するため、優れた耐食処理を表面に施す必要がある。また、翼材に不可欠なもう一つの条件として、熱放射性（放射率）が高いことが挙げられる。その理由は、通常の対流による熱放散を期待できない高真空下で、ロータの高速回転により発生する大量の熱を放射で逃がす必要があるからである。
【０００４】
従来、アルミニウム合金よりなるターボ分子ポンプ用の内部部品の表面処理技術として、以下に示すような種々のものが知られている。
【０００５】
（１）基材表面に陽極酸化処理により酸化皮膜を形成するもの。
（２）基材表面に無電解Ｎｉめっき層を形成するもの。
（３）基材表面に無電解Ｎｉめっき層を形成し、その上にエポキシ層を形成するもの。
（４）基材表面にセラミック等の微粒子を分散させた無電解Ｎｉ分散めっき層を形成するもの。
（５）基材表面に無電解黒色Ｎｉめっき層を形成するもの。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上述した（１）〜（５）の技術のうち、（１）は、安価で放射率が高いものの、空孔が無数にあるため脱ガスが多く耐食性が弱い欠点がある。
（２）は、耐食性は高いものの、放射率が低い欠点がある。
（３）は、エポキシ層の付加により、放射率及び耐食性は高くできるものの、プラズマ環境に弱い欠点がある。
（４）は、放射率及び耐食性は高いものの、コストがかかる欠点がある。
（５）は、放射率は高いものの、耐食性が劣る欠点がある。
【０００７】
このように、上述した従来の技術は一長一短あり、ターボ分子ポンプ用の内部部品の材料として、最適な条件を充分満足するまでには至っていなかった。
【０００８】
本発明は、上記事情を考慮し、高い耐食性・熱放射性を持つと共に耐プラズマ性も高く、しかも安価に実現し得るターボ分子ポンプ用表面処理層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】
【０００９】
参考例にかかるターボ分子ポンプ用表面処理層は、ターボ分子ポンプの内部部品に形成された表面処理層であって、フッ素化合物及びケイフッ化アンモニウムを含む処理液に、アルミニウムまたはアルミニウム合金よりなる基材を浸漬して、７０〜１００℃の温度範囲で処理することにより、前記基材表面にフッ素化合物の皮膜を形成してなることを特徴とする。
【００１０】
ターボ分子ポンプの内部部品に形成された表面処理層には、高い耐食性と高い熱放射性を持たせることが必要であるが、アルミニウムまたはアルミニウム合金よりなる基材の表面に、上記の処理によってフッ素化合物の皮膜を形成することにより、耐食性と放射率とを共に高めたターボ分子ポンプ用表面処理層を得ることができる。因みに、放射率εは０．７〜０．８程度に設定することができる。また、上記の皮膜は、厚さを非常に薄く（約３μｍ）することが可能であり、部品の寸法変化を少なくできる。従って、予め皮膜厚さを考慮して基材の寸法設計をする必要がなくなる。また、上記の皮膜は、ポーラスではないので、反応性ガスに接しても脱ガスの心配がない。また、酸素プラズマに対する耐久度も高いし、前述の処理液に浸漬するだけで皮膜形成できるから、極めて簡単且つ安価に実現し得る。
【００１１】
本発明のターボ分子ポンプ用表面処理層は、ターボ分子ポンプの内部部品に形成された表面処理層であって、アルミニウムまたはアルミニウム合金よりなる基材の表面に、無電解Ｎｉめっき層と無電解黒色Ｎｉめっき層の２層重ねの皮膜を形成してなることを特徴とする。
【００１２】
ターボ分子ポンプの内部部品に形成された表面処理層には、高い耐食性と高い熱放射性を持たせることが必要であるが、アルミニウムまたはアルミニウム合金よりなる基材の表面に、無電解Ｎｉめっき層と無電解黒色Ｎｉめっき層の２層重ねの皮膜を形成することにより、耐食性と放射率とを共に高めたターボ分子ポンプ用表面処理層を得ることができる。この場合は、耐食性は主に無電解Ｎｉめっき層で受け持ち、熱放射性は無電解黒色Ｎｉめっき層で受け持つ。即ち、無電解Ｎｉめっき層の熱放射率の低さを無電解黒色Ｎｉめっき層が補い、無電解黒色Ｎｉめっき層の耐食性の低さを無電解Ｎｉめっき層が補うことになり、両者の長所を生かすことができる。また、両層とも金属めっき層であるから、従来のようにエポキシ樹脂をコーティングした場合と違い、酸素プラズマ等のプラズマ環境にも強くなる上、安価なコーティングが可能である。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、参考例にかかるターボ分子ポンプ用表面処理層は、フッ素化合物及びケイフッ化アンモニウムを含む処理液に、アルミニウムまたはアルミニウム合金よりなる基材を浸漬して、７０〜１００℃の温度範囲で処理することにより、前記基材表面にフッ素化合物の皮膜を形成してなるものであるため、耐食性と放射率とを共に高めることができる。しかも、前記の皮膜を薄くできるので、部品の寸法変化を少なくでき、予め皮膜厚さを考慮して基材の寸法設計をする必要がなくなる。また、前記の皮膜はポーラスではないので、反応性ガスに接しても脱ガスの心配がない。また、酸素プラズマに対する耐久度も高いし、前述の処理液に浸漬するだけで皮膜形成できるから、極めて簡単且つ安価に実現し得る利点がある。
【００１４】
本発明のターボ分子ポンプ用表面処理層は、アルミニウムまたはアルミニウム合金よりなる基材の表面に、無電解Ｎｉめっき層と無電解黒色Ｎｉめっき層の２層重ねの皮膜を形成してなるものであるため、耐食性と放射率とを共に高めることができる。また、両層とも金属めっき層であるから、酸素プラズマ等のプラズマ環境にも強くなる上、安価なコーティングが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。実施形態として示す表面処理層は、半導体製造システムで使用するターボ分子ポンプの動翼あるいは静翼を構成するものである。
【００１６】
参考例として示す表面処理層は、フッ素化合物及びケイフッ化アンモニウムを含む処理液（加熱水溶液）に、アルミニウムまたはアルミニウム合金よりなる基材を浸漬して、７０〜１００℃の温度範囲で処理することにより、図１に示すように、アルミニウムまたはアルミニウム合金よりなる基材１１の表面にフッ素化合物の皮膜１２を形成してなるものである。
【００１７】
ここで使用する処理液（加熱水溶液）としては、水１００重量部に対し、フッ素化合物０．１〜２０重量部（好ましくは０．２〜１５重量部）、及び、ケイフッ化アンモニウム０．０５〜１５重量部（好ましくは０．１〜１０重量部）を含むものを使用するのがよい。また、フッ素化合物としては、ケイフッ化アンモニウム（（ＮＨ４）２ＳｉＦ６）を除くフッ素化合物を使用するものとし、ケイフッ化塩、特にケイフッ化マグネシウムＭｇＳｉＦ６・６Ｈ２Ｏを用いるのが好ましい。その他には、ケイフッ化亜鉛（ＺｎＳｉＦ６・６Ｈ２Ｏ）、ケイフッ化カリウム（Ｋ２ＳｉＦ６），ケイフッ化ソーダ（Ｎａ２ＳｉＦ６），ケイフッ化マンガン（ＭｎＳｉＦ６・６Ｈ２Ｏ）等のケイフッ化塩、ホウフッ化塩、フッ化ジルコニウム塩またはフッ化チタン塩などが挙げられる。これらのフッ素化合物の中でも、ケイフッ化塩が好ましく用いられ、特にケイフッ化マグネシウム、ケイフッ化マンガン等が好ましく用いられる。
【００１８】
このような処理液を用いることによって、アルミニウムまたはアルミニウム合金の表面に、均一な薄さの耐食性及び熱放射性に優れた皮膜を形成することができる。因みに、放射率εは０．７〜０．８程度に設定することができる。また、上記の皮膜は、厚さを非常に薄く（約３μｍ）することが可能であり、部品の寸法変化を少なくできる。従って、予め皮膜厚さを考慮して基材の寸法設計をする必要がなくなる。また、上記の皮膜は、ポーラスではない（空孔を持たない）ので、反応性ガスに接しても脱ガスの心配がない。また、酸素プラズマに対する耐久度も高いし、前述の処理液に浸漬するだけで皮膜形成できるから、極めて簡単且つ安価にターボ分子ポンプ用として優れた表面処理層を提供し得る。
【００１９】
なお、前記処理液において、フッ素化合物が０．１重量部未満の場合、あるいはケイフッ化アンモニウムが０．０５重量部未満の場合には、反応が遅くなり、処理時間が長くなってしまうので好ましくない。一方、フッ素化合物が２０重量部を超える場合、あるいはケイフッ化アンモニウムが１５重量部を超える場合には、溶解が困難となるため好ましくない。
【００２０】
また、アルミニウムまたはアルミニウム合金よりなる基材を浸漬する際の処理液の温度は、通常７０℃〜１００℃の範囲内であり、好ましくは７５℃〜９９℃の範囲内、より好ましくは８０℃〜９８℃の範囲内に設定するのが望ましい。処理液の温度が７０℃未満であるような温度の低い場合には、反応が遅くなり、処理時間が長くなってしまうので好ましくない。一方、処理液の温度が１００℃を超えてしまうような高い温度の場合には、処理液の蒸発が多くなってしまうので好ましくない。処理時間については、成膜反応は約１分間程度で終了するため、２分間程度の浸漬を行えば、表面処理としては十分である。但し、この皮膜は保護作用があるので、一旦成膜した後は３０分以上浸漬しておいても何ら問題は生じない。
【００２１】
本発明の実施形態として示す表面処理層は、図２に示すように、アルミニウムまたはアルミニウム合金よりなる基材２１の表面に、無電解Ｎｉめっき層２２と無電解黒色Ｎｉめっき層２３の２層重ねの皮膜２４を形成してなるものである。この表面処理層においては、下地に無電解Ｎｉめっき層２２を形成し、その上に無電解黒色Ｎｉめっき層２３を形成する。
【００２２】
このようにアルミニウム基材２１の表面に、無電解Ｎｉめっき層２２と無電解黒色Ｎｉめっき層２３の２層重ねの皮膜２４を形成することにより、耐食性と放射率とを共に高めた表面処理層を提供することができる。この場合、無電解Ｎｉめっき層２２の熱放射率の低さを無電解黒色Ｎｉめっき層２３が補い、無電解黒色Ｎｉめっき層２３の耐食性の低さを無電解Ｎｉめっき層２２が補うことができるので、両者の長所を生かした、耐食性と放射率の高いターボ分子ポンプ用の材料を得ることができる。また、両層とも金属めっき層であるから、従来のようにエポキシ樹脂をコーティングした場合と違い、酸素プラズマ等のプラズマ環境にも強くなる上、安価なコーティングが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】参考例の表面処理層の拡大断面図である。
【図２】本発明の実施形態の表面処理層の拡大断面図である。
【図３】ターボ分子ポンプの概略構成図である。
【符号の説明】
【００２４】
１１，２１  アルミニウムまたはアルミニウム合金よりなる基材
１２  フッ素化合物の皮膜
２２  無電解Ｎｉめっき層
２３  無電解黒色Ｎｉめっき層
２４  ２層重ねの皮膜
【図１】
2007262581.tif 000003
【図２】
2007262581.tif 000004
【図３】
2007262581.tif 000005