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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023057648
(43)【公開日】2023-04-24
(54)【発明の名称】処理方法
(51)【国際特許分類】
C23C 12/00 20060101AFI20230417BHJP
C23C 14/08 20060101ALI20230417BHJP
C23C 14/34 20060101ALI20230417BHJP
【ＦＩ】
C23C12/00
C23C14/08
C23C14/34
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021167233
(22)【出願日】2021-10-12
(71)【出願人】
【識別番号】000219967
【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】及川 雅之
(72)【発明者】
【氏名】中井 淳一
【テーマコード（参考）】
4K029
【Ｆターム（参考）】
4K029AA02
4K029BA03
4K029BA44
4K029CA05
4K029GA01
(57)【要約】
【課題】基材の表面に表面粗さが小さいアルミニウム酸化層を形成できる技術を提供する。
【解決手段】本開示の一態様による処理方法は、基材を準備する工程と、前記基材の表面にアルミニウムを成膜する工程と、前記基材を第１温度で熱処理することにより前記アルミニウムを前記基材に拡散浸透させる工程と、前記アルミニウムが拡散浸透した前記基材を前記第１温度より高い第２温度で熱処理することによりアルミニウム酸化層を形成する工程と、を有する。
【選択図】図１
【解決手段】本開示の一態様による処理方法は、基材を準備する工程と、前記基材の表面にアルミニウムを成膜する工程と、前記基材を第１温度で熱処理することにより前記アルミニウムを前記基材に拡散浸透させる工程と、前記アルミニウムが拡散浸透した前記基材を前記第１温度より高い第２温度で熱処理することによりアルミニウム酸化層を形成する工程と、を有する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基材を準備する工程と、
前記基材の表面にアルミニウムを成膜する工程と、
前記基材を第１温度で熱処理することにより前記アルミニウムを前記基材に拡散浸透させる工程と、
前記アルミニウムが拡散浸透した前記基材を前記第１温度より高い第２温度で熱処理することによりアルミニウム酸化層を形成する工程と、
を有する、処理方法。
前記基材の表面にアルミニウムを成膜する工程と、
前記基材を第１温度で熱処理することにより前記アルミニウムを前記基材に拡散浸透させる工程と、
前記アルミニウムが拡散浸透した前記基材を前記第１温度より高い第２温度で熱処理することによりアルミニウム酸化層を形成する工程と、
を有する、処理方法。
【請求項2】
前記拡散浸透させる工程及び前記アルミニウム酸化層を形成する工程は、酸素を含む雰囲気で行われる、
請求項１に記載の処理方法。
請求項１に記載の処理方法。
【請求項3】
前記酸素を含む雰囲気は、大気雰囲気である、
請求項２に記載の処理方法。
請求項２に記載の処理方法。
【請求項4】
前記基材は、ステンレス鋼又はニッケル基合金である、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の処理方法。
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の処理方法。
【請求項5】
前記基材は、アルミニウムを含まない金属又は合金により形成される、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の処理方法。
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の処理方法。
【請求項6】
前記アルミニウムは、物理気相堆積により前記基材の表面に成膜される、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の処理方法。
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、処理方法に関する。
【背景技術】
【0002】
合金鋼にアルミニウムをコーティングし、次いでコーティングのアルミニウムを加熱してアルミニウムを酸化させ、これにより、アルミナの層を形成する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平８－１９３２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本開示は、基材の表面に表面粗さが小さいアルミニウム酸化層を形成できる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の一態様による処理方法は、基材を準備する工程と、前記基材の表面にアルミニウムを成膜する工程と、前記基材を第１温度で熱処理することにより前記アルミニウムを前記基材に拡散浸透させる工程と、前記アルミニウムが拡散浸透した前記基材を前記第１温度より高い第２温度で熱処理することによりアルミニウム酸化層を形成する工程と、を有する。
【発明の効果】
【0006】
本開示によれば、基材の表面に表面粗さが小さいアルミニウム酸化層を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】実施形態の処理方法の一例を示すフローチャート
【図2】組成分析の結果を示す図
【図3】組成分析の結果を示す図
【図4】組成分析の結果を示す図
【図5】表面粗さの測定結果を示す図
【図6】表面粗さの測定結果を示す図
【図7】耐食性評価の結果を示す図
【図8】耐食性評価の結果を示す図
【図9】耐食性評価の結果を示す図
【図10】耐食性評価の結果を示す図
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、添付の図面を参照しながら、本開示の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一又は対応する部材又は部品については、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。
【0009】
〔処理方法〕
図１を参照し、実施形態の処理方法の一例について説明する。実施形態の処理方法は、基材準備工程Ｓ１、成膜工程Ｓ２、第１熱処理工程Ｓ３及び第２熱処理工程Ｓ４をこの順に実施することにより、基材の表面にアルミニウム酸化層を形成することを含む。以下、各工程について説明する。
図１を参照し、実施形態の処理方法の一例について説明する。実施形態の処理方法は、基材準備工程Ｓ１、成膜工程Ｓ２、第１熱処理工程Ｓ３及び第２熱処理工程Ｓ４をこの順に実施することにより、基材の表面にアルミニウム酸化層を形成することを含む。以下、各工程について説明する。
【0010】
（基材準備工程Ｓ１）
基材準備工程Ｓ１は、処理対象となる基材を準備する工程である。基材としては、例えばアルミニウム（Ａｌ）を含まない金属（以下「非Ａｌ金属」という。）、Ａｌを含まない合金（以下「非Ａｌ合金」という。）を利用できる。非Ａｌ金属としては、例えば一般構造用圧延鋼材（ＳＳ材）が挙げられる。非Ａｌ合金としては、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ等のステンレス鋼、ＮＣＦ６００等のニッケル基合金が挙げられる。また、基材としては、Ａｌを含む金属、Ａｌを含む合金を利用してもよい。ただし、材料費が安くかつ加工費が安いという観点から、非Ａｌ金属又は非Ａｌ合金により形成される基材を利用することが好ましい。
基材準備工程Ｓ１は、処理対象となる基材を準備する工程である。基材としては、例えばアルミニウム（Ａｌ）を含まない金属（以下「非Ａｌ金属」という。）、Ａｌを含まない合金（以下「非Ａｌ合金」という。）を利用できる。非Ａｌ金属としては、例えば一般構造用圧延鋼材（ＳＳ材）が挙げられる。非Ａｌ合金としては、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ等のステンレス鋼、ＮＣＦ６００等のニッケル基合金が挙げられる。また、基材としては、Ａｌを含む金属、Ａｌを含む合金を利用してもよい。ただし、材料費が安くかつ加工費が安いという観点から、非Ａｌ金属又は非Ａｌ合金により形成される基材を利用することが好ましい。
【0011】
（成膜工程Ｓ２）
成膜工程Ｓ２は、基材の表面にアルミニウムを成膜する工程である。アルミニウムは、例えばスパッタリング、蒸着、イオンプレーティング等の物理気相堆積（ＰＶＤ：Physical Vapor Deposition）により成膜できる。ＰＶＤによって基材の表面にアルミニウムを成膜する場合、メタルマスク等のマスクを使用することにより、基材の必要な部位のみにアルミニウムを選択的に成膜できる。成膜工程Ｓ２において基材の表面に成膜するアルミニウムの膜厚は、例えば１μｍ～２μｍであってよい。
成膜工程Ｓ２は、基材の表面にアルミニウムを成膜する工程である。アルミニウムは、例えばスパッタリング、蒸着、イオンプレーティング等の物理気相堆積（ＰＶＤ：Physical Vapor Deposition）により成膜できる。ＰＶＤによって基材の表面にアルミニウムを成膜する場合、メタルマスク等のマスクを使用することにより、基材の必要な部位のみにアルミニウムを選択的に成膜できる。成膜工程Ｓ２において基材の表面に成膜するアルミニウムの膜厚は、例えば１μｍ～２μｍであってよい。
【0012】
（第１熱処理工程Ｓ３）
第１熱処理工程Ｓ３は、基材を第１温度Ｔ１で熱処理することにより、基材の表面に成膜されたアルミニウムを基材中に拡散浸透させる工程である。第１熱処理工程Ｓ３は、酸素を含む雰囲気、例えば大気雰囲気で行われる。第１温度Ｔ１は、基材の種類に応じて定められる。第１温度Ｔ１は、アルミニウムが基材に拡散浸透する温度以上であればよい。第１温度Ｔ１は、基材に含まれる金属元素とアルミニウムとの合金化温度よりも低い温度であることが好ましい。これにより、基材に含まれる金属元素とアルミニウムとの合金化による基材の表面荒れを抑制できる。第１温度Ｔ１は、例えば５００℃以上７００℃以下である。
第１熱処理工程Ｓ３は、基材を第１温度Ｔ１で熱処理することにより、基材の表面に成膜されたアルミニウムを基材中に拡散浸透させる工程である。第１熱処理工程Ｓ３は、酸素を含む雰囲気、例えば大気雰囲気で行われる。第１温度Ｔ１は、基材の種類に応じて定められる。第１温度Ｔ１は、アルミニウムが基材に拡散浸透する温度以上であればよい。第１温度Ｔ１は、基材に含まれる金属元素とアルミニウムとの合金化温度よりも低い温度であることが好ましい。これにより、基材に含まれる金属元素とアルミニウムとの合金化による基材の表面荒れを抑制できる。第１温度Ｔ１は、例えば５００℃以上７００℃以下である。
【0013】
（第２熱処理工程Ｓ４）
第２熱処理工程Ｓ４は、アルミニウムが拡散浸透した基材を第２温度Ｔ２で熱処理することによりアルミニウム酸化層を形成する工程である。第２熱処理工程Ｓ４は、酸素を含む雰囲気、例えば大気雰囲気で行われる。第２温度Ｔ２は、基材の種類に応じて定められる。第２温度Ｔ２は、第１温度Ｔ１より高い温度である。第２温度Ｔ２は、例えば７５０℃以上１０００℃以下である。
第２熱処理工程Ｓ４は、アルミニウムが拡散浸透した基材を第２温度Ｔ２で熱処理することによりアルミニウム酸化層を形成する工程である。第２熱処理工程Ｓ４は、酸素を含む雰囲気、例えば大気雰囲気で行われる。第２温度Ｔ２は、基材の種類に応じて定められる。第２温度Ｔ２は、第１温度Ｔ１より高い温度である。第２温度Ｔ２は、例えば７５０℃以上１０００℃以下である。
【0014】
以上に説明した実施形態の処理方法によれば、基材の表面にアルミニウムを成膜し、次いで基材を第１温度Ｔ１で熱処理することによりアルミニウムを基材に拡散浸透させる。次いで、アルミニウムが拡散浸透した基材を第１温度Ｔ１より高い第２温度Ｔ２で熱処理することによりアルミニウム酸化層を形成する。これにより、アルミニウムを基材に拡散浸透させる温度を低温化できる。その結果、基材に含まれる金属元素とアルミニウムとが合金化することが抑制されるので、基材の表面に表面粗さが小さいアルミニウム酸化層を形成できる。
【0015】
〔実施例〕
（実施例１）
実施例１として、実施形態の処理方法を用いて基材を処理することにより、基材の表面にアルミニウム酸化層が形成されることを確認するための実験を行った。実施例１では、基材としてＳＵＳ３１６Ｌ及びＮＣＦ６００を使用した。実施例１では、成膜工程Ｓ２においてスパッタリングにより基材の表面に１．６μｍのアルミニウムを成膜した。実施例１では、第１熱処理工程Ｓ３において基材を大気雰囲気の下、５６０℃で３時間熱処理を行った。実施例１では、第２熱処理工程Ｓ４において基材を大気雰囲気の下、８５０℃で１時間熱処理を行った。実施例１では、基材を実施形態の処理方法により処理した後、処理された基材の表面近傍における原子濃度をＸ線光電子分光法（ＸＰＳ：X-ray Photoelectron Spectroscopy）により測定した。
（実施例１）
実施例１として、実施形態の処理方法を用いて基材を処理することにより、基材の表面にアルミニウム酸化層が形成されることを確認するための実験を行った。実施例１では、基材としてＳＵＳ３１６Ｌ及びＮＣＦ６００を使用した。実施例１では、成膜工程Ｓ２においてスパッタリングにより基材の表面に１．６μｍのアルミニウムを成膜した。実施例１では、第１熱処理工程Ｓ３において基材を大気雰囲気の下、５６０℃で３時間熱処理を行った。実施例１では、第２熱処理工程Ｓ４において基材を大気雰囲気の下、８５０℃で１時間熱処理を行った。実施例１では、基材を実施形態の処理方法により処理した後、処理された基材の表面近傍における原子濃度をＸ線光電子分光法（ＸＰＳ：X-ray Photoelectron Spectroscopy）により測定した。
【0016】
図２は、ＳＵＳ３１６Ｌに対して実施形態の処理方法における成膜工程Ｓ２及び第１熱処理工程Ｓ３を行った後、ＸＰＳによりアルミニウム（Ａｌ）原子濃度、酸素（Ｏ）原子濃度及び鉄（Ｆｅ）原子濃度を測定した結果を示す図である。図２中、横軸は基材の表面からの深さ［ｎｍ］を示し、縦軸は原子濃度［ａｔ％］を示す。図２中、実線はＡｌ原子濃度、破線はＯ原子濃度、点線はＦｅ原子濃度を示す。
【0017】
図２に示されるように、Ａｌ原子濃度は基材の表面から１０００ｎｍまでの深さにおいて略均一であり、３０ａｔ％～４０ａｔ％程度であることが分かる。一方、Ｏ原子濃度は基材の表面から１０００ｎｍの深さにかけて６５ａｔ％程度から１０ａｔ％程度まで低下していることが分かる。また、Ｆｅ原子濃度は基材の表面から１０００ｎｍの深さにかけて０ａｔ％から３５ａｔ％程度まで上昇していることが分かる。これらの結果から、ＳＵＳ３１６Ｌに対し、実施形態の処理方法における成膜工程Ｓ２及び第１熱処理工程Ｓ３をこの順に行うことにより、ＳＵＳ３１６Ｌ中にアルミニウムが拡散浸透することが示された。
【0018】
図３は、ＳＵＳ３１６Ｌに対して実施形態の処理方法における成膜工程Ｓ２、第１熱処理工程Ｓ３及び第２熱処理工程Ｓ４を行った後、ＸＰＳによりアルミニウム（Ａｌ）原子濃度、酸素（Ｏ）原子濃度及び鉄（Ｆｅ）原子濃度を測定した結果を示す図である。図３中、横軸は基材の表面からの深さ［ｎｍ］を示し、縦軸は原子濃度［ａｔ％］を示す。図３中、実線はＡｌ原子濃度、破線はＯ原子濃度、点線はＦｅ原子濃度を示す。
【0019】
図３に示されるように、Ａｌ原子濃度は基材の表面から４００ｎｍまでの深さにおいて略均一であり、３５ａｔ％程度であることが分かる。また、Ｏ原子濃度は基材の表面から４００ｎｍの深さにおいて略均一であり、６５ａｔ％程度であることが分かる。また、Ｆｅ原子濃度は基材の表面から４００ｎｍまでの深さにおいて０ａｔ％程度であることが分かる。これらの結果から、基材の表面から４００ｎｍまでの深さにおいてアルミニウム酸化層が形成されていることが示された。
【0020】
図４は、ＮＣＦ６００に対して実施形態の処理方法における成膜工程Ｓ２、第１熱処理工程Ｓ３及び第２熱処理工程Ｓ４を行った後、ＸＰＳによりアルミニウム（Ａｌ）原子濃度、酸素（Ｏ）原子濃度及びニッケル（Ｎｉ）原子濃度を測定した結果を示す図である。図４中、横軸は基材の表面からの深さ［ｎｍ］を示し、縦軸は原子濃度［ａｔ％］を示す。図４中、実線はＡｌ原子濃度、破線はＯ原子濃度、点線はＮｉ原子濃度を示す。
【0021】
図４に示されるように、Ａｌ原子濃度は基材の表面から２００ｎｍまでの深さにおいて略均一であり、３５ａｔ％程度であることが分かる。また、Ｏ原子濃度は基材の表面から２００ｎｍの深さにおいて略均一であり、６５ａｔ％程度であることが分かる。また、Ｎｉ原子濃度は基材の表面から２００ｎｍまでの深さにおいて０ａｔ％程度であることが分かる。これらの結果から、基材の表面から２００ｎｍまでの深さにおいてアルミニウム酸化層が形成されていることが示された。
【0022】
（実施例２）
実施例２として、実施形態の処理方法を用いて基材を処理することにより、基材の表面に表面粗さが小さいアルミニウム酸化層が形成されることを確認するための実験を行った。実施例２では、基材を実施形態の処理方法により処理した後、レーザ顕微鏡により基材の表面粗さを測定した。実施例２では、基材としてＳＵＳ３１６Ｌ及びＮＣＦ６００を使用した。実施例２では、成膜工程Ｓ２においてスパッタリングにより基材の表面に１．６μｍのアルミニウムを成膜した。実施例２では、第１熱処理工程Ｓ３において基材を大気雰囲気の下、５６０℃で３時間熱処理を行った。実施例２では、第２熱処理工程Ｓ４において基材を大気雰囲気の下、８５０℃で１時間熱処理を行った。また、比較のために、実施形態の処理方法に代えてカロライジング処理により基材の表面にアルミニウム酸化層を形成した後、レーザ顕微鏡により基材の表面粗さを測定した。
実施例２として、実施形態の処理方法を用いて基材を処理することにより、基材の表面に表面粗さが小さいアルミニウム酸化層が形成されることを確認するための実験を行った。実施例２では、基材を実施形態の処理方法により処理した後、レーザ顕微鏡により基材の表面粗さを測定した。実施例２では、基材としてＳＵＳ３１６Ｌ及びＮＣＦ６００を使用した。実施例２では、成膜工程Ｓ２においてスパッタリングにより基材の表面に１．６μｍのアルミニウムを成膜した。実施例２では、第１熱処理工程Ｓ３において基材を大気雰囲気の下、５６０℃で３時間熱処理を行った。実施例２では、第２熱処理工程Ｓ４において基材を大気雰囲気の下、８５０℃で１時間熱処理を行った。また、比較のために、実施形態の処理方法に代えてカロライジング処理により基材の表面にアルミニウム酸化層を形成した後、レーザ顕微鏡により基材の表面粗さを測定した。
【0023】
図５は、基材としてＳＵＳ３１６Ｌを使用した場合における基材の表面粗さの測定結果を示す図である。図５中、棒グラフは処理前の基材表面の測定値に対する処理後の基材表面の測定値の変化率を示す。図５中、「第１熱処理後」と記載された棒グラフは基材に対して実施形態の処理方法における成膜工程Ｓ２及び第１熱処理工程Ｓ３を行った場合の結果を示す。また、「第２熱処理後」と記載された棒グラフは基材に対して実施形態の処理方法における成膜工程Ｓ２、第１熱処理工程Ｓ３及び第２熱処理工程Ｓ４を行った場合の結果を示す。また、「カロライジング処理後」と記載された棒グラフは基材に対してカロライジング処理を行った場合の結果を示す。また、図５中、「Ｒａ」及び「Ｒｙ」はそれぞれＪＩＳＢ０６０１：２０１３で定義される算術平均粗さ及び最大高さ粗さであり、「Ｓ」は基材表面の表面積である。
【0024】
図５に示されるように、「第２熱処理後」では「カロライジング処理後」に比べて最大高さ粗さＲｙが小さくなっていることが分かる。この結果から、基材としてＳＵＳ３１６Ｌを使用した場合、実施形態の処理方法を用いて基材を処理することにより、カロライジング処理を用いて基材を処理するよりも、基材の表面に表面粗さが小さいアルミニウム酸化層を形成できることが示された。
【0025】
図６は、基材としてＮＣＦ６００を使用した場合における基材の表面粗さの測定結果を示す図である。図６中、棒グラフは処理前の基材表面の測定値に対する処理後の基材表面の測定値の変化率を示す。図６中、「第１熱処理後」と記載された棒グラフは基材に対して実施形態の処理方法における成膜工程Ｓ２及び第１熱処理工程Ｓ３を行った場合の結果を示す。また、「第２熱処理後」と記載された棒グラフは基材に対して実施形態の処理方法における成膜工程Ｓ２、第１熱処理工程Ｓ３及び第２熱処理工程Ｓ４を行った場合の結果を示す。また、「カロライジング処理後」と記載された棒グラフは基材に対してカロライジング処理を行った場合の結果を示す。また、図６中、「Ｒａ」及び「Ｒｙ」はそれぞれＪＩＳＢ０６０１：２０１３で定義される算術平均粗さ及び最大高さ粗さであり、「Ｓ」は基材表面の表面積である。
【0026】
図６に示されるように、「第２熱処理後」では「カロライジング処理後」に比べて算術平均粗さＲａ及び最大高さ粗さＲｙが小さくなっていることが分かる。この結果から、基材としてＮＣＦ６００を使用した場合においても、実施形態の処理方法を用いて基材を処理することにより、カロライジング処理を用いて基材を処理するよりも、基材の表面に表面粗さが小さいアルミニウム酸化層を形成できることが示された。
【0027】
（実施例３）
実施例３として、実施形態の処理方法を用いて基材を処理することにより、基材の表面に腐食性ガスに対する耐食性が高いアルミニウム酸化層が形成されることを確認するための実験を行った。実施例３では、実施形態の処理方法により基材の表面にアルミニウム酸化層を形成した後、基材を腐食性ガスであるＣｌＦ３ガスに曝露した。また、エネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＸ：Energy dispersive X-ray spectroscopy）により、ＣｌＦ３ガスに曝露する前後の基材表面の元素分析を行った。実施例３では、基材としてＳＵＳ３１６Ｌ及びＮＣＦ６００を使用した。実施例３では、成膜工程Ｓ２においてスパッタリングにより基材の表面に１．６μｍのアルミニウムを成膜した。実施例３では、第１熱処理工程Ｓ３において基材を大気雰囲気の下、５６０℃で３時間熱処理を行った。実施例３では、第２熱処理工程Ｓ４において基材を大気雰囲気の下、８５０℃で１時間熱処理を行った。実施例３では、基材をＣｌＦ３ガスに曝露する際、チャンバ内に基材を収容し、チャンバ内の温度を４００℃、圧力を３ｋＰａに調整し、チャンバ内にＣｌＦ３ガスを１００ｓｃｃｍの流量で供給した状態で、５時間保持した。また、比較のために、実施形態の処理方法に代えてカロライジング処理により基材の表面にアルミニウム酸化層を形成した後、基材をＣｌＦ３ガスに曝露し、ＥＤＸにより、ＣｌＦ３ガスに曝露する前後の基材表面の元素分析を行った。
実施例３として、実施形態の処理方法を用いて基材を処理することにより、基材の表面に腐食性ガスに対する耐食性が高いアルミニウム酸化層が形成されることを確認するための実験を行った。実施例３では、実施形態の処理方法により基材の表面にアルミニウム酸化層を形成した後、基材を腐食性ガスであるＣｌＦ３ガスに曝露した。また、エネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＸ：Energy dispersive X-ray spectroscopy）により、ＣｌＦ３ガスに曝露する前後の基材表面の元素分析を行った。実施例３では、基材としてＳＵＳ３１６Ｌ及びＮＣＦ６００を使用した。実施例３では、成膜工程Ｓ２においてスパッタリングにより基材の表面に１．６μｍのアルミニウムを成膜した。実施例３では、第１熱処理工程Ｓ３において基材を大気雰囲気の下、５６０℃で３時間熱処理を行った。実施例３では、第２熱処理工程Ｓ４において基材を大気雰囲気の下、８５０℃で１時間熱処理を行った。実施例３では、基材をＣｌＦ３ガスに曝露する際、チャンバ内に基材を収容し、チャンバ内の温度を４００℃、圧力を３ｋＰａに調整し、チャンバ内にＣｌＦ３ガスを１００ｓｃｃｍの流量で供給した状態で、５時間保持した。また、比較のために、実施形態の処理方法に代えてカロライジング処理により基材の表面にアルミニウム酸化層を形成した後、基材をＣｌＦ３ガスに曝露し、ＥＤＸにより、ＣｌＦ３ガスに曝露する前後の基材表面の元素分析を行った。
【0028】
図７及び図８は、基材としてＳＵＳ３１６Ｌを使用した場合における元素分析の結果を示す図である。図７は実施形態の処理方法により基材の表面にアルミニウム酸化層を形成した場合の結果を示し、図８はカロライジング処理により基材の表面にアルミニウム酸化層を形成した場合の結果を示す。図７及び図８中、棒グラフは基材の組成比［重量（ｗｔ）％］を示す。図７及び図８中、「曝露前」と記載された棒グラフは基材をＣｌＦ３ガスに曝露する前の組成比を示し、「曝露後」と記載された棒グラフは基材をＣｌＦ３ガスに曝露した後の組成比を示す。
【0029】
図７に示されるように、実施形態の処理方法により基材の表面にアルミニウム酸化層を形成した場合、曝露前に０ｗｔ％であったＦ濃度が曝露後に６．５８ｗｔ％に増加していることが分かる。また、図８に示されるように、カロライジング処理により基材の表面にアルミニウム酸化層を形成した場合、曝露前に０ｗｔ％であったＦ濃度が曝露後に１０．０３ｗｔ％に増加していることが分かる。すなわち、実施形態の処理方法により基材の表面にアルミニウム酸化層を形成した場合、カロライジング処理により基材の表面にアルミニウム酸化層を形成した場合よりも、ＣｌＦ３ガスの曝露後におけるＦ濃度が低いことが分かる。この結果から、基材としてＳＵＳ３１６Ｌを使用した場合、実施形態の処理方法を用いることにより、カロライジング処理を用いるよりも、基材の表面にＣｌＦ３ガスに対する耐食性が高いアルミニウム酸化層を形成できることが示された。
【0030】
図９及び図１０は、基材としてＮＣＦ６００を使用した場合における元素分析の結果を示す図である。図９は実施形態の処理方法により基材の表面にアルミニウム酸化層を形成した場合の結果を示し、図１０はカロライジング処理により基材の表面にアルミニウム酸化層を形成した場合の結果を示す。図９及び図１０中、棒グラフは基材の組成比［重量（ｗｔ）％］を示す。図９及び図１０中、「曝露前」と記載された棒グラフは基材をＣｌＦ３ガスに曝露する前の組成比を示し、「曝露後」と記載された棒グラフは基材をＣｌＦ３ガスに曝露した後の組成比を示す。
【0031】
図９に示されるように、実施形態の処理方法により基材の表面にアルミニウム酸化層を形成した場合、曝露前に０ｗｔ％であったＦ濃度が曝露後に２．６４ｗｔ％に増加していることが分かる。また、図１０に示されるように、カロライジング処理により基材の表面にアルミニウム酸化層を形成した場合、曝露前に０ｗｔ％であったＦ濃度が曝露後に３．６８ｗｔ％に増加していることが分かる。すなわち、実施形態の処理方法により基材の表面にアルミニウム酸化層を形成した場合、カロライジング処理により基材の表面にアルミニウム酸化層を形成した場合よりも、ＣｌＦ３ガスの曝露後におけるＦ濃度が低いことが分かる。この結果から、基材としてＮＣＦ６００を使用した場合においても、実施形態の処理方法を用いることにより、カロライジング処理を用いるよりも、基材の表面にＣｌＦ３ガスに対する耐食性が高いアルミニウム酸化層を形成できることが示された。
【0032】
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
【0033】
なお、上記の実施形態では、第１熱処理工程Ｓ３及び第２熱処理工程Ｓ４が酸素を含む雰囲気で行われる場合を説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、第１熱処理工程Ｓ３及び第２熱処理工程Ｓ４の少なくとも一方が還元雰囲気で行われてもよい。還元雰囲気としては、水素ガス等の還元ガスと、アルゴンガス等の不活性ガスとを含む雰囲気が挙げられる。
【符号の説明】
【0034】
Ｓ１ 基材準備工程
Ｓ２ 成膜工程
Ｓ３ 第１熱処理工程
Ｓ４ 第２熱処理工程
Ｓ２ 成膜工程
Ｓ３ 第１熱処理工程
Ｓ４ 第２熱処理工程
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】