JP2867376B2 - Metal material having fluorinated passivation film formed thereon, gas apparatus using the metal material, and method of forming fluorinated passivation film - Google Patents

Metal material having fluorinated passivation film formed thereon, gas apparatus using the metal material, and method of forming fluorinated passivation film

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JP2867376B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、ニッケル、アルミニウム、銅のフッ化物を
主体とする不動態膜がその表面に形成された金属材料、
これを用いた装置、及びその不動態膜の形成方法に関
し、更に詳しくは著しく耐食性が向上した金属材料、並
びにこれを用いた装置に関し、その目的とする所は高純
度のガスを使用する技術分野に於いて極めて有効な金属
材料を提供せんとするにある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a metal material having a passivation film mainly composed of nickel, aluminum and copper fluorides formed on the surface thereof.
The present invention relates to a device using the same and a method for forming a passivation film thereof, and more particularly, to a metal material having significantly improved corrosion resistance, and a device using the same, which is intended for a technical field using a high-purity gas. The present invention is to provide an extremely effective metal material in the above.

[従来技術とその問題点] 半導体製造プロセスは反応性及び腐食性の強い特殊ガ
ス例えば、BCl3、SiF4、WF6が使用されており、雰囲気
中に水分が存在すると加水分解し、塩化垂水素やフッ化
水素等の強い腐食性を示す酸が発生する。通常これらの
ガスを扱う貯蔵容器、配管、反応チャンバ等に金属材料
を使用しても、容易に腐食され問題が多い。
[Prior art and its problems] The semiconductor manufacturing process uses a special gas having a high reactivity and corrosiveness, for example, BCl 3 , SiF 4 , WF 6. Strongly corrosive acids such as sulfur and hydrogen fluoride are generated. Usually, even if a metal material is used for a storage container, a pipe, a reaction chamber, or the like that handles these gases, it is easily corroded and has many problems.

近年半導体デバイスは集積度を向上させるために単位
素子の寸法は年々小さく成っており、1μmからサブミ
クロン、さらに0.5μm以下の寸法を持つ半導体デバイ
スの実用化の為に研究開発が行われている。
In recent years, the size of unit elements of semiconductor devices has been reduced year by year in order to improve the degree of integration, and research and development are being carried out for practical use of semiconductor devices having a size of 1 μm to submicron, and further, 0.5 μm or less. .

集積度が向上すると共に製造プロセスの低温化及び選
択性の高いプロセスが不可欠となるため、プロセス雰囲
気の高清浄度化が要求され、この様な清浄化を要求され
る装置に若干の腐食が起こると発生した不純物がウエハ
ーに混入し膜質の劣化等が生じ、微細加工の制度が得ら
れなくなるとともに超微細、超高集積デバイスに不可欠
の信頼性に重大な劣化を生じる。従って金属表面の腐食
防止が必要不可欠であるが、従来の装置ではガス供給装
置の内面の腐食性対策がおこなわれておらず、使用する
ハロゲン系特殊ガスの強烈な反応性の為に二次的汚染が
生じ、ガスの超高純度化が達成されれおらず技術の進歩
の障害となっていた。
As the degree of integration is improved and a low-temperature manufacturing process and a process with high selectivity are indispensable, high cleanliness of the process atmosphere is required, and some corrosion occurs in equipment requiring such cleaning. The generated impurities are mixed into the wafer to deteriorate the film quality and the like, so that the precision of the fine processing cannot be obtained and serious deterioration occurs in the reliability indispensable for ultra-fine and ultra-highly integrated devices. Therefore, it is indispensable to prevent corrosion of the metal surface.However, the conventional equipment does not take measures against corrosiveness of the inner surface of the gas supply device, and secondary measures are taken due to the strong reactivity of the halogen-based special gas used. Pollution has occurred and the ultra-high purity of the gas has not been achieved, which has hindered technological progress.

またエキシマレーザーの分野では、レーザー発振器が
フッ素に腐食され長期の使用に耐えず実用化が遅れてい
る現状である。
In the field of excimer lasers, laser oscillators are corroded by fluorine and cannot be used for a long period of time, and their practical use is delayed.

またハロゲン系特殊ガスを取り扱う装置例えば、RIE,
CVD及び(又は)ボンベと配管等の装置内に不動態化処
理を施していない場合、使用ガスと金属表面の酸化膜や
金属表面に吸着されている水分との間で次のような反応
が起こり、副生したガスが二次的汚染を引き起こす。
Devices that handle halogen-based special gases, such as RIE,
If the passivation treatment is not performed in the equipment such as CVD and / or cylinder and piping, the following reaction occurs between the gas used and the oxide film on the metal surface or the moisture adsorbed on the metal surface. As a result, by-product gas causes secondary pollution.

またBF3ガスの場合水分とは次のような反応で分解する
ことが知られている。
It is known that BF 3 gas decomposes with moisture by the following reaction.

BF3+3H2O→B(OFH2 この為、BF3ガスをボンベに充填する場合、ボンベ内
不着水を取り除くためにBF3ガスの充填、抜き取りを数
回繰り返して内部洗浄をしているのが現状である。
BF 3 + 3H 2 O → B (OFH 2 ) 3 For this reason, when filling the cylinder with BF 3 gas, it is necessary to repeat the filling and withdrawal of the BF 3 gas several times in order to remove non-water adhering in the cylinder, and then clean the inside. That is the current situation.

尚上記に示した反応で副生する生成物の確認はハロゲ
ン系特殊ガスを水分を吸着したボンベに充填し、または
水分を吸着した配管内を通したガスの赤外吸収スペクト
ルを分析した行った。
In addition, the confirmation of the by-products in the above-mentioned reaction was carried out by filling a halogen-containing special gas into a cylinder adsorbing moisture or analyzing an infrared absorption spectrum of the gas passing through a pipe adsorbing moisture. .

このために金属表面に耐食性処理を行うことが研究さ
れており、この研究の1つに金属表面のフッ素化の研究
があり、今まで行われている研究は次の通りである。
For this purpose, it has been studied to perform a corrosion resistance treatment on a metal surface. One of the studies is a study on fluorination of a metal surface, and the studies performed so far are as follows.

例えば、 (1)ANL−5924、42頁(1958)に記載の如くニッケル
表面とフッ素の反応。
For example, (1) Reaction of fluorine with a nickel surface as described in ANL-5924, page 42 (1958).

(2)ANL−6477、122頁(1961)に記載の如くニッケル
表面とフッ素反応。
(2) Fluorine reaction with nickel surface as described in ANL-6467, page 122 (1961).

(3)J.Electrochem.Soc.110巻 346頁(1963)に記載
の如くニッケル表面とフッ素の反応 (4)Matheson Gas Date Book.211頁(1961)に記載の
如く装置を常温でフッ素により不動態膜化する方法。
(3) Reaction of nickel surface with fluorine as described in J. Electrochem. Soc. 110, pp. 346 (1963). (4) As described in Matheson Gas Date Book. How to make a dynamic film.

(5)Ind.Eng.Chem.57巻 47頁(1965)に記載の如く
常温でニッケル合金をフッ素化し、これの液体フッ素中
で金属の腐食の研究。
(5) As described in Ind. Eng. Chem. 57, 47 (1965), a nickel alloy is fluorinated at room temperature, and a study of metal corrosion in liquid fluorine thereof.

(6)J.Electrochem.Soc.114巻 218頁(1967)に記載
の如く鉄とフッ素の反応速度を求めた研究。
(6) A study in which the reaction rate between iron and fluorine was determined as described in J. Electrochem. Soc. 114, 218 (1967).

(7)Trans.Met.Soc.AIME 242巻 1635頁(1968)に記
載の如く常温におけるニッケル、銅合金のフッ素との不
動態膜化反応。
(7) As described in Trans. Met. Soc. AIME Vol. 242, pp. 1635 (1968), a passive film formation reaction of nickel and copper alloys with fluorine at normal temperature.

(8)Oxid.Metals.2巻 319頁(1970)に記載の如く
銅、鉄のフッ素化の研究。
(8) Research on fluorination of copper and iron as described in Oxid. Metals. 2, p. 319 (1970).

(9)Oxid.Metals.4巻 141頁(1972)に記載の如く電
解研磨した面を有する鉄のフッ素化反応速度を求めた研
究。
(9) A study for determining the fluorination reaction rate of iron having an electropolished surface as described in Oxid. Metals. 4, p. 141 (1972).

などが知られている。これ等公知研究について若干説明
をつけ加える。
Etc. are known. A few explanations about these known studies are added.

即ち、(1)、(2)及び(3)はニッケルの反応性
のみが記載されており、生成した膜の耐食性について記
載されていない。また(4)、(5)は積極的成膜では
なく常温でフッ素化することのみ示されており耐食性は
詳しく記載されていない。(6)は鉄の反応機構につい
ての記載である。(7)は生成した不動態膜の耐食性に
ついての記載があるが成膜条件、耐食テスト共に27℃と
低温であり膜厚も薄く実用的なものではない。また
(8)、(9)は鉄、銅のフッ素化条件の記載があり、
200℃で鉄は耐食性良好とあるが成膜過程の剥離限界温
度についてのみ評価であり腐食性ガスについての耐食性
評価ではない。
That is, in (1), (2) and (3), only the reactivity of nickel is described, and the corrosion resistance of the formed film is not described. Further, (4) and (5) show that the film is not positively formed but fluorinated at room temperature, and the corrosion resistance is not described in detail. (6) describes the reaction mechanism of iron. (7) describes the corrosion resistance of the formed passivation film, but both the film formation conditions and the corrosion resistance test are as low as 27 ° C., and the film thickness is too small to be practical. Further, (8) and (9) describe the fluorination conditions of iron and copper,
Although iron has good corrosion resistance at 200 ° C, it was evaluated only for the peeling limit temperature during the film formation process, not for the corrosive gas.

即ち上記報告はフッ素反応の研究のみであり、実用的
フッ化不動態膜の形成に関するものは含まれていない。
従って苛酷な条件において完全な耐食性が期待できるフ
ッ化不動態膜の形成が強く要求されている。
That is, the above report is only a study of the fluorine reaction, and does not include the formation of a practical fluorinated passivation film.
Accordingly, there is a strong demand for the formation of a fluorinated passivation film that can be expected to have complete corrosion resistance under severe conditions.

[発明が解決しようとする課題] 本発明が解決しようとする課題は、基材の表面にニッ
ケル、アルミニウム、銅多びクロムの少なくとも1種を
含む金属のフッ化不動態膜を形成し、高純度ガスの純度
低下防止、並びに特殊ガス等の腐食性ガスに対して充分
な耐食性を有する金属材料にしようとすることである。
[Problem to be Solved by the Invention] The problem to be solved by the present invention is to form a fluorinated passivation film of a metal containing at least one of nickel, aluminum, copper and chromium on the surface of a base material. It is an object of the present invention to prevent the purity of a purity gas from lowering and to use a metal material having sufficient corrosion resistance to corrosive gases such as special gases.

[課題を解決するための手段] この課題は、その表面にニッケル、アルミニウム及び
銅の少なくとも1種から成る金属フッ化物を主成分とす
るフッ化不動態膜を金属材料の表面に形成せしめるこ
と、並びにこれをガス装置に用いることによって解決さ
れる。
[Means for Solving the Problems] The object of the present invention is to form a fluoride passivation film having a metal fluoride composed of at least one of nickel, aluminum and copper as a main component on a surface of a metal material. The problem is solved by using this in a gas device.

即ち、本発明者等は金属表面の腐食性に関して研究を
重ねた結果、ニッケル、アルミニウム、銅、クロムの少
なくとも1種を含む金属からなる表面を有する基材を必
要に応じてベーキングした後起、該金属表面に積極的に
フッ素化に十分な温度でフッ素を作用させ、上記金属フ
ッ化物を主成分とする膜を形成せしめた後、この膜を不
活性ガス雰囲気に晒して熱処理することにより腐食性ガ
スに対し、良好な耐食性を有するフッ化不動態膜を形成
しうることを見出した。
That is, as a result of repeated research on the corrosiveness of the metal surface, the present inventors have found that a base having a surface made of a metal containing at least one of nickel, aluminum, copper, and chromium is baked as necessary, Fluorine is positively acted on the metal surface at a temperature sufficient for fluorination to form a film containing the above-mentioned metal fluoride as a main component, and then the film is exposed to an inert gas atmosphere and subjected to a heat treatment to cause corrosion. It has been found that a fluorinated passivation film having good corrosion resistance to an inert gas can be formed.

さらに詳しくは鏡面化された上記表面を有する基材を
ベーキングした後、フッ素化がおこる十分な温度まで加
熱しフッ素を単体、又はNz、Ar、He等の不活性ガスで希
釈して作用させ、金属との密着性が良好で、かつ剥離を
生じない金属フッ化物を主成分とする200Å程度以上の
膜を形成せしめた後、該膜を不活性ガス雰囲気に晒して
熱処理することによりフッ化不動態膜が形成される。こ
の形成されたフッ化不動態膜は耐食性ガスに対して極め
て優れた耐食性を示すことが見出され、これに基づき本
発明が完成されたものである。
More specifically, after baking a substrate having a mirror-finished surface, heating to a sufficient temperature at which fluorination occurs, fluorine alone, or Nz, Ar, diluted with an inert gas such as He and allowed to act, After forming a film of about 200 ° or more containing metal fluoride as a main component that has good adhesion to metal and does not cause peeling, the film is exposed to an inert gas atmosphere and subjected to a heat treatment to form a fluorine-free film. A dynamic film is formed. The formed fluorinated passivation film was found to exhibit extremely excellent corrosion resistance to corrosion-resistant gases, and the present invention has been completed based on this.

[発明の構成並びに作用] 本発明は基本的には表面がニッケル、アルミニウム、
銅及びクロムの少なくとも1種を含む金属からなる基材
の表面に、フッ化不動態膜形成せしめること、である。
[Structure and Function of the Invention] The present invention basically comprises nickel, aluminum,
Forming a fluorinated passivation film on the surface of a substrate made of a metal containing at least one of copper and chromium.

本発明において使用する基材としては、その表面がニ
ッケル、アルミニウム、銅及びクロムの少なくとも1種
を含む金属から成るものが使用される。また基材の表面
にメッキ真空蒸着又はスパッタ等適宜な手段で前記金属
の膜が形成されているものが広い範囲でいずれも使用さ
れる。また上記金属の少なくとも1種が50重量%以上含
有されているものが、基材の表面として使用される。
As the substrate used in the present invention, a substrate whose surface is made of a metal containing at least one of nickel, aluminum, copper and chromium is used. In addition, any of a wide range of materials in which the metal film is formed on the surface of the base material by a suitable means such as plating vacuum evaporation or sputtering can be used. A material containing at least one of the above metals in an amount of 50% by weight or more is used as the surface of the substrate.

本発明に於いては上記基材を不活性ガス中で必要に応
じベーキングした後フッ素化し、少なくともその表面の
一部、または全面にフッ素含有雰囲気に晒して、熱成膜
処理をして、上記金属のフッ化物からなるフッ化膜を形
成せしめ、更に再度不活性ガスが雰囲気下で熱処理を行
う。ベーキング温度はニッケル、銅、クロムが主成分の
場合に350〜600℃、好ましくは400〜500℃である。ベー
キングの時間は1〜5時間である。ベーキング温度が35
0℃未満では表面の付着水分が完全に除去されず、この
様な状態でフッ素化を行うと形成されたフッ化不動態膜
が化学量論比を満足した完全なフッ化不動態とはならな
い。アルミニウムを主成分とする場合には、ベーキング
の温度は150〜400℃、好ましくは200〜300℃である。ベ
ーキング時間は1〜5時間である。フッ素化温度につい
ては、ニッケル、銅、クロムを主成分とする場合は200
〜500℃、好ましくは250〜450℃である。フッ素化の時
間は1〜5時間である。フッ素化温度が200℃未満では
耐食性に優れた十分な厚みのフッ化不動態膜は得られな
い。また450℃より高温でフッ素化を行うと形成された
フッ化不動態膜に上記フッ化物の結晶粒界が生成して亀
裂、剥離を生じる。ハステロイCのフッ素化温度は150
〜300℃、好ましくは150〜250℃である。300℃より高い
温度でフッ素化すると剥離を生じ耐食性に優れたフッ化
不動態膜は得られない。アルミニウムを主成分とする場
合は、フッ素化の温度は200〜400℃、好ましくは250〜3
50℃である。350℃より高温でフッ素化すると形成され
たフッ化不動態膜にフッ化アルミニウムの結晶粒界が生
成し、亀裂、剥離を生じる。
In the present invention, the base material is baked in an inert gas, if necessary, and then fluorinated, and at least part of the surface, or the entire surface, is exposed to a fluorine-containing atmosphere, and subjected to a thermal film-forming treatment. A fluoride film made of metal fluoride is formed, and heat treatment is performed again in an atmosphere of an inert gas. The baking temperature is 350 to 600 ° C, preferably 400 to 500 ° C when nickel, copper and chromium are the main components. The baking time is 1 to 5 hours. Baking temperature is 35
If the temperature is lower than 0 ° C., the moisture adhering to the surface is not completely removed, and when fluorination is performed in such a state, the formed fluorinated passivation film does not become completely fluorinated passivated satisfying the stoichiometric ratio. . When aluminum is the main component, the baking temperature is 150 to 400 ° C, preferably 200 to 300 ° C. The baking time is 1 to 5 hours. The fluorination temperature is 200 for nickel, copper and chromium as main components.
-500 ° C, preferably 250-450 ° C. The fluorination time is 1 to 5 hours. If the fluorination temperature is lower than 200 ° C., a fluorinated passivation film having a sufficient thickness and excellent corrosion resistance cannot be obtained. Further, when fluorination is performed at a temperature higher than 450 ° C., the crystal grain boundaries of the fluoride are formed in the formed fluorinated passivation film, which causes cracks and peeling. Hastelloy C has a fluorination temperature of 150
-300 ° C, preferably 150-250 ° C. When fluorinated at a temperature higher than 300 ° C., peeling occurs and a fluorinated passivation film having excellent corrosion resistance cannot be obtained. When aluminum is the main component, the fluorination temperature is 200 to 400 ° C, preferably 250 to 3 ° C.
50 ° C. When fluorinated at a temperature higher than 350 ° C., crystal grains of aluminum fluoride are formed in the formed fluorinated passivation film, and cracks and peeling occur.

フッ素化はフッ素含有雰囲気に晒して熱成膜処理を行
なうのを基本とし、また常圧で行うが、必要に応じて加
圧下で行うこともできる。この際の圧力としてはゲージ
圧力で2気圧以下程度で良い。フッ素化の雰囲気は、酸
素の存在しない状態で行うのが好ましく、従ってフッ素
を単独で、あるいは適宜な不活性ガス、例えばN2、Ar、
He等で希釈して使用することが好ましい。450℃以下で
形成されたニッケルの不動態膜をX線回折で解析すると
NiF2であるにも拘わらずSurface Science Instruments'
Products社勢SSX−100型のESCAで解析するとNiとFの比
がNiF2における化学量論比の約1.1倍である。即ちニッ
ケルに対するフッ素の量が約1.1倍過剰に存在している
ことになるが、この過剰のフッ素はニッケルと結合せず
にフリーな状態で不動態膜中に存在している。この過剰
量が耐食性を阻害するために耐食材料にはなり得ない。
従来報告されている不動態膜は全てこの過剰なフッ素を
含んだ不動態膜であり、耐食性は全くない。本発明に於
ける熱処理は、基本的には、不活性ガス雰囲気に晒して
熱処理を行なうものであり、ニッケル、銅、クロムを主
成分とする場合は300〜600℃、好ましくは400〜500℃で
ある。アルミニウムを主成分とする場合は200〜400℃で
あり、好ましくは250〜400℃である。この熱処理は、フ
ッ素化工程の後に行われるが、フッ素化と連続して行っ
ても良い。この場合、熱処理とフッ素化との工程を一部
重複して行うこともできる。この熱処理をN2、Ar、He等
の不活性ガス中で1〜5時間熱処理を行うことにより、
堅牢かつ緻密で金属との密着性が良好であり、耐食性も
十分認められるフッ化不動態膜を形成する。不動態膜の
膜質が熱処理によりこの様に変化することは驚くべき現
象であり、未だ認められたことのない事実である。この
膜質変化をESCAによって調べたところ、熱処理後にはフ
ッ化不動態膜中の金属元素とフッ素の比が化学量論比を
満足していた。尚、フッ化ニッケルを主成分とする不動
態膜の膜厚測定は島津製作所AEP−100型エリプソメータ
ーで行った。
The fluorination is basically performed by exposing to a fluorine-containing atmosphere to perform a thermal film formation process, and is performed under normal pressure. However, the fluorination can be performed under pressure if necessary. The pressure at this time may be about 2 atm or less in gauge pressure. The fluorination atmosphere is preferably carried out in the absence of oxygen, so that fluorine alone or a suitable inert gas such as N 2 , Ar,
It is preferable to use it after dilution with He or the like. X-ray diffraction analysis of a passivated nickel film formed below 450 ° C
Surface Science Instruments' despite being NiF 2
The ratio of the analyzed at Products Co. bias SSX-100 type ESCA Ni and F is approximately 1.1 times the stoichiometric ratio of NiF 2. That is, the amount of fluorine relative to nickel is about 1.1 times in excess, but this excess fluorine is present in the passivation film in a free state without bonding with nickel. Since this excess amount impairs corrosion resistance, it cannot be a corrosion-resistant material.
All passivation films reported hitherto are passivation films containing this excess fluorine and have no corrosion resistance. The heat treatment in the present invention is basically performed by exposing to an inert gas atmosphere, and when nickel, copper, and chromium are the main components, 300 to 600 ° C., preferably 400 to 500 ° C. It is. When aluminum is the main component, the temperature is 200 to 400 ° C, preferably 250 to 400 ° C. This heat treatment is performed after the fluorination step, but may be performed continuously with the fluorination. In this case, the steps of the heat treatment and the fluorination may be partially overlapped. By performing this heat treatment in an inert gas such as N 2 , Ar, or He for 1 to 5 hours,
It forms a fluorinated passivation film that is robust, dense, has good adhesion to metal, and has sufficient corrosion resistance. It is a surprising phenomenon that the film quality of the passivation film is changed by the heat treatment, and it is a fact that has not yet been recognized. When the change in the film quality was examined by ESCA, the ratio between the metal element and the fluorine in the fluorinated passivation film satisfied the stoichiometric ratio after the heat treatment. The thickness of the passivation film containing nickel fluoride as a main component was measured using an AEP-100 type ellipsometer manufactured by Shimadzu Corporation.

本発明のフッ素化及び熱処理を行なう際の一つの実施
態様として、基材を加熱しながらフッ素雰囲気に該金属
の表面を晒した後、不活性ガス雰囲気に晒す態様があ
る。
As one embodiment of performing the fluorination and heat treatment of the present invention, there is a mode in which the surface of the metal is exposed to a fluorine atmosphere while heating the substrate, and then exposed to an inert gas atmosphere.

本発明に於いては上記フッ素化を行うに際しては、フ
ッ素化を行うべき基材の表面を予め平滑にすることが好
ましい。この際の平滑度としてはRmax=0.03〜1.0μm
(表面の凹凸の差の最大値)程度に鏡面化することが好
ましく、本発明者の研究に依ると不動態化前にRmax=0.
03〜1.0μm程度まで鏡面化された金属表面に形成され
たフッ化不動態膜は鏡面化されていない金属表面に形成
されたフッ化不動態膜に対し大きく耐食性が向上するこ
とが見出されている。この際の鏡面化処理手段自体は何
ら限定されず、適宜な手段が広い範囲で選択され、その
代表的な一例として複合電解研磨による手段を例示でき
る。
In the present invention, when performing the above fluorination, it is preferable to previously smooth the surface of the substrate to be fluorinated. At this time, the smoothness is Rmax = 0.03 to 1.0 μm
It is preferable that the surface is mirror-finished to about (the maximum value of the difference between surface irregularities), and according to the study of the present inventors, Rmax = 0.
It has been found that the fluoride passivation film formed on the mirror-finished metal surface up to about 03 to 1.0 μm has significantly improved corrosion resistance over the fluoride passivation film formed on the non-mirror metal surface. ing. At this time, the mirror finishing means itself is not limited at all, and an appropriate means is selected in a wide range, and a representative example thereof is a means by complex electrolytic polishing.

かくして形成されるフッ化不動態膜は通常200Å以上
好ましくは300Å以上の膜厚で形成され、基材たる金属
に十分なる強度をもって形成されるために容易に剥離せ
ず、また亀裂等もほとんど生じない不動態膜となってい
る。
The fluorinated passivation film thus formed is usually formed in a thickness of 200 mm or more, preferably 300 mm or more, and is not easily peeled off because it is formed with sufficient strength on the metal as the base material, and almost no cracks are generated. There is no passive film.

次いで本発明のガス装置について説明する。 Next, the gas device of the present invention will be described.

本発明のガス装置は基本的にはガス就中腐食性ガスに
接触する部分に上記フッ化不動態膜が形成された金属材
料を使用するものであり、更に接触しない部分について
も上記金属を使用しても良いことは勿論である。また、
ガス装置の必要な部分に直接、上記不動態膜を形成して
も良い。
The gas device of the present invention basically uses a metal material having the above-mentioned fluorinated passivation film formed on a portion which comes into contact with a gas, particularly a corrosive gas, and further uses the above-mentioned metal on a portion which does not come into contact with the corrosive gas. Of course, it may be possible. Also,
The passivation film may be formed directly on a necessary part of the gas device.

本発明者等は、装置のハロゲン系特殊ガスへの耐食性
及び高純度ガスの汚染について研究してきた結果、装置
内面の金属表面にフッ素ガスで金属フッ化不動態膜を形
成させることにより、装置がハロゲン系特殊ガスに耐食
性を有すると共に高純度ハロゲン系特殊ガスを汚染しな
いことを見出して、装置に係る発明を完成したものであ
る。
The present inventors have studied the corrosion resistance of the apparatus to the halogen-based special gas and the contamination of the high-purity gas, and as a result, by forming a metal fluoride passivation film with fluorine gas on the metal surface inside the apparatus, the apparatus has been developed. The inventors have found that they have corrosion resistance to halogen-based special gases and do not contaminate high-purity halogen-based special gases, and have completed the invention relating to the apparatus.

ガス装置としてはガスを取り扱う装置全てを包含する
広い概念として使用されており、たとえばガス貯蔵用、
またはガス配送用装置をはじめ、ガスを使用する或いは
ガスが発生する反応装置等が例示できる。更に詳しくは
たとえばボンベ、ガス、ホルダー、配管、バルブ、RIE
反応装置、CVD反応装置又はエキシマレーザー発振器等
である。
As a gas device, it is used as a broad concept encompassing all devices that handle gas, for example, for gas storage,
Alternatively, a gas delivery apparatus, a reaction apparatus that uses a gas or generates a gas, and the like can be exemplified. More specifically, for example, cylinders, gases, holders, piping, valves, RIE
It is a reactor, a CVD reactor, an excimer laser oscillator or the like.

第1図にはガス装置の例を模式図で示した。装置はガ
ス貯蔵用ボンベ201、及びバルブ、マスフローコントロ
ーラー等を内蔵したガス供給システム202、及びRIE装置
やCVD装置等から成る反応装置203、及び真空排気装置20
5から構成されている。反応装置203のチャンバー内壁に
は不動態膜204が形成されている。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a gas device. The apparatus includes a gas storage cylinder 201, a gas supply system 202 including a valve, a mass flow controller, and the like, a reaction apparatus 203 including a RIE apparatus, a CVD apparatus, and the like, and an evacuation apparatus 20.
Consists of five. A passive film 204 is formed on the inner wall of the chamber of the reaction device 203.

第2図に反応チャンバー内壁を不動態化する場合の一
例を模式図で示した。反応チャンバー303を不動態化す
る場合ガス導入ライン301より超高純度のN2はArを例え
ば、毎分10程度反応チャンバー内に導入し、常温で10
分パーヂすることにより水抜きを行う。水抜きが充分か
どうかは、例えばパーヂライン304に設けられた露点計3
05でパーヂガスの露天をモニターすることにより行えば
良い。その後更に、電気炉302によりチャンバー303全体
を400〜500℃程度に加熱し、ほぼ完全に内表面に吸着し
ているH2O分子を脱離させる。
FIG. 2 is a schematic view showing an example of passivating the inner wall of the reaction chamber. When the reaction chamber 303 is passivated, N 2 of ultra-high purity from the gas introduction line 301 introduces Ar into the reaction chamber at, for example, about 10 per minute.
Drain the water by mixing. Whether the drainage is sufficient or not depends on the dew point meter 3
You can do this by monitoring the pargas open at 05. Thereafter, the entire chamber 303 is further heated to about 400 to 500 ° C. by the electric furnace 302 to desorb H 2 O molecules almost completely adsorbed on the inner surface.

次に高純度F2をチャンバー内に導入し、チャンバー内
面のフッ素化を行う。所定の時間フッ素化を行った後再
度チャンバー内に超高純度N2又はArを導入しチャンバー
内に残存している高純度F2をパーヂする。パーヂ完了後
も、そのまま超高純度N2又はArをフローしながらチャン
バー内壁に形成された不動態膜の熱処理を行う。この様
にして形成されたフッ化不動態膜は腐食性ガスに対して
極めて安定である。
Next, high-purity F 2 is introduced into the chamber, and the inner surface of the chamber is fluorinated. After performing fluorination for a predetermined time, ultra-high purity N 2 or Ar is again introduced into the chamber to purify the high-purity F 2 remaining in the chamber. After the completion of the purging, heat treatment is performed on the passivation film formed on the inner wall of the chamber while flowing ultra-high purity N 2 or Ar as it is. The fluorinated passivation film thus formed is extremely stable against corrosive gases.

このガス装置に使用されるガスはチッ素、アルゴン、
ヘリウム等の不活性ガス及びハロゲン系ガス、例えば
F2、Cl2、NF3、CF4、SF4、SF6、SiF4、BF3、HF、WF6、M
oF6、PF3、PF5、AsF3、AsF5、BCl3等である。上記フッ
化不動態膜を有する金属を用いて装置を作成するに際し
ては、予めフッ化不動態膜が形成された金属を使用して
装置を作成しても良く、また装置を作成した後に必要な
構成部分の金属に、フッ素を作用させてフッ化不動態膜
を形成しても良い。この際のフッ素化の条件等は前記に
記載した条件で行えば良い。
The gas used for this gas device is nitrogen, argon,
Inert gas such as helium and halogen-based gas, for example,
F 2, Cl 2, NF 3 , CF 4, SF 4, SF 6, SiF 4, BF 3, HF, WF 6, M
oF 6 , PF 3 , PF 5 , AsF 3 , AsF 5 , BCl 3 and the like. When fabricating a device using the metal having the fluorinated passivation film, the device may be fabricated using a metal on which the fluorinated passivation film is formed in advance. Fluorine may be applied to the constituent metal to form a fluorinated passivation film. The conditions for the fluorination at this time may be performed under the conditions described above.

[実施例] 本発明の技術的内容より明確ならしめるために、代表
的な例を抽出して以下に実施例として例示する。
[Examples] In order to clarify the technical contents of the present invention, representative examples are extracted and illustrated below as examples.

実施例1 ニッケル研磨板(両平坦度Rmax=0.03〜1.0μm)及
びSUS−316L基板にスパッタによりニッケルを4000Å成
膜した面を高純度N2ガス中で500℃、1時間ベーキング
後100%F2ガスで1〜5時間フッ素化せしめた後不活性
ガス中で500℃、2時間熱処理した。フッ素化時の各温
度による膜厚の結果を表−1に示した。ニッケル研磨板
及びスパッタによる成膜ニッケル共に各温度でフッ素化
し形成された膜は結晶粒界及び亀裂、剥離は認められな
かった。
Example 1 A nickel polished plate (both flatness Rmax = 0.03 to 1.0 μm) and a SUS-316L substrate on which nickel was deposited to a thickness of 4000 ° by sputtering were baked at 500 ° C. for 1 hour in high-purity N 2 gas at 100% F. After fluorination with 2 gases for 1 to 5 hours, heat treatment was performed at 500 ° C. for 2 hours in an inert gas. Table 1 shows the results of the film thickness at each temperature during the fluorination. The film formed by fluorinating the nickel polished plate and the nickel deposited by sputtering at each temperature did not show any crystal grain boundaries, cracks or peeling.

実施例2 ハステロイC(Ni51、Mo19、Cr17、Fe6、W5)研磨板
(両平坦度Rmax=0.03〜1.0μm)を高純度N2ガス中で5
00℃、1時間ベーキング後100%F2ガスで1〜5時間フ
ッ素化せしめた後、不活性ガス中で400℃、2時間熱処
理した。フッ素化時の各温度による膜厚の結果を表−2
に示した、200、250℃でフッ素化し形成された膜には亀
裂び剥離は認められなかった。
Example 2 A Hastelloy C (Ni51, Mo19, Cr17, Fe6, W5) polished plate (both flatness Rmax = 0.03 to 1.0 μm) was placed in a high-purity N 2 gas for 5 hours.
After baking at 00 ° C. for 1 hour, it was fluorinated with 100% F 2 gas for 1 to 5 hours, and then heat-treated at 400 ° C. for 2 hours in an inert gas. Table 2 shows the results of the film thickness at each temperature during fluorination.
No cracking and peeling were observed in the film formed by fluorination at 200 and 250 ° C.

実施例3 モネル(Ni66、Cu29、Al3)研磨板(両平坦度Rmax=
0.03〜1.0μm)を高純度N2ガス中で500℃、1時間ベー
キング後100%F2ガスで1〜5時間フッ素化せしめた。
フッ素化時の各温度により膜厚の結果を表−3に示し
た。フッ素化温度500℃導入では不動態膜表面に若干の
色ムラが認められるが亀裂、剥離等は全く認められなか
った。
Example 3 Monel (Ni66, Cu29, Al3) polished plate (both flatness Rmax =
0.03 to 1.0 μm) was baked in high-purity N 2 gas at 500 ° C. for 1 hour and then fluorinated with 100% F 2 gas for 1 to 5 hours.
Table 3 shows the results of the film thickness at each temperature during the fluorination. When the fluorination temperature was 500 ° C., slight color unevenness was observed on the surface of the passive film, but no cracks or peeling were observed.

実施例4 銅研磨板(両平坦度Rmax=0.03〜1.0μm)及びSUS−
316L基板にスパッタにより銅を4000Å成膜した面を高純
度N2ガス中で500℃、1時間ベーキング後100%F2ガスで
1〜5時間フッ素化せしめた後不活性ガス中で500℃、
2時間熱処理した。フッ素化時の各温度による膜厚の結
果を表−4に示した。銅研磨板及びスパッタによる成膜
銅共に不動態膜の亀裂、剥離は認められなかった。
Example 4 Copper polished plate (both flatness Rmax = 0.03 to 1.0 µm) and SUS-
500 ° C. The surface was 4000Å deposited copper by sputtering 316L substrate with high purity N 2 gas, 500 ° C. in an inert gas after allowed 1-5 hours fluorinated with 1 hour baking after 100% F 2 gas,
Heat treatment was performed for 2 hours. Table 4 shows the results of the film thickness at each temperature during the fluorination. Cracking and peeling of the passive film were not observed in both the copper polishing plate and the copper deposited by sputtering.

実施例5 SUS−316L基板にスパッタによりクロムを4000Å成膜
した面を高純度N2ガス中で500℃、1時間ベーキング後1
00%F2ガスで1〜5時間フッ素化せしめた後、不活性ガ
ス中で500℃、2時間熱処理した。フッ素化時の各温度
による膜厚の結果を表−5に示した。いずれの温度にお
いても不動態膜の亀裂、剥離等は全く認められなかっ
た。
Example 5 A surface of SUS-316L substrate on which chromium was deposited to a thickness of 4000 mm by sputtering was baked in high-purity N 2 gas at 500 ° C. for 1 hour and then baked.
After fluorination with 00% F 2 gas for 1 to 5 hours, heat treatment was performed at 500 ° C. for 2 hours in an inert gas. Table 5 shows the results of the film thickness at each temperature during the fluorination. At any temperature, no cracking or peeling of the passive film was observed at all.

実施例6 アルミニウム、アルミニウム合金の研磨板(両平坦度
Rmax=0.03〜1.0μm)及びSUS−316L基板にスパッタに
よりアルミニウムを2000Å成膜した面を高純度N2ガス中
で300℃、1時間ベーキング後100%F2ガスで1〜5時間
フッ素化せしめた後、不活性ガス中で350℃、2時間熱
処理した。フッ素化時の各温度による膜厚の結果を表−
6に示した。アルミニウム、アルミニウム合金及びスパ
ッタによる成膜アルミニウム共に250℃、300℃でフッ素
化し形成された膜はフッ化アルミニウムの結晶粒界、亀
裂、剥離は認められなかった。
Example 6 Polishing plate of aluminum and aluminum alloy (both flatness
Rmax = 0.03 ~ 1.0μm) and the surface of SUS-316L substrate with 2000mm of aluminum formed by sputtering is baked in high purity N 2 gas at 300 ℃ for 1 hour, then fluorinated with 100% F 2 gas for 1-5 hours. After that, heat treatment was performed at 350 ° C. for 2 hours in an inert gas. Table showing the results of film thickness at each temperature during fluorination.
6 is shown. In the films formed by fluorination at 250 ° C. and 300 ° C. for both aluminum, aluminum alloys and aluminum deposited by sputtering, no crystal grain boundaries, cracks or peeling of aluminum fluoride were observed.

実施例7 ニッケル研磨板(両平坦度Rmax=0.03〜1.0μm)を
高純度N2ガス中で500℃、1時間ベーキング後100%F2
ス中で350℃、1〜5時間フッ素化した時のニッケル表
面のESCAチャートを第3図、また前記フッ化膜の形成さ
れたニッケル板を更に高純度N2ガス中で400℃、2時間
熱処理した時のESCAチャートを第4図に示した。第3図
のNiとFの原子比率の平均は3.7に対し第4図のNiとF
の原子比率の平均は3.34である。即ち熱処理前のフッ化
膜中には(1.11)倍過剰のフッ素が存在していることが
わかる。熱処理の比率は3.34であり、これはX線回折に
より求められたフッ化不動態膜の化学構造NiF2に一致し
ていないがこの差はESCAの校正が行われていない為であ
る。第3図、第4図の組成比の改善は熱処理の効果であ
ることが明白である。
Example 7 When a nickel polished plate (both flatness Rmax = 0.03 to 1.0 μm) was baked in high-purity N 2 gas at 500 ° C. for 1 hour and then fluorinated in 100% F 2 gas at 350 ° C. for 1 to 5 hours. FIG. 3 shows an ESCA chart of the nickel surface, and FIG. 4 shows an ESCA chart when the nickel plate on which the fluoride film was formed was further heat-treated at 400 ° C. for 2 hours in high-purity N 2 gas. The average of the atomic ratios of Ni and F in FIG.
The average of the atomic ratios is 3.34. That is, it can be seen that (1.11) times excess fluorine exists in the fluoride film before the heat treatment. The ratio of the heat treatment was 3.34, which did not match the chemical structure NiF 2 of the fluorinated passivation film determined by X-ray diffraction, but this difference was because the ESCA was not calibrated. It is clear that the improvement of the composition ratio in FIGS. 3 and 4 is due to the effect of the heat treatment.

実施例8 モネル(Ni66、Cu29、Al3)研磨板(両平坦度Rmax=
0.03〜1.0μm)を高純度N2ガス中で500℃、1時間ベー
キング後100%F2ガス中で400℃、1〜5時間フッ素化し
フッ化膜を形成後更に高純度N2ガス中で500℃、2時間
熱処理した時のESCAのチャートを第5図に示した。
Example 8 Monel (Ni66, Cu29, Al3) polished plate (both flatness Rmax =
0.03 to 1.0 μm) in high purity N 2 gas at 500 ° C for 1 hour, then fluorinated in 100% F 2 gas at 400 ° C for 1 to 5 hours to form a fluoride film, and then in high purity N 2 gas FIG. 5 shows a chart of ESCA after heat treatment at 500 ° C. for 2 hours.

実施例9 アルミニウム(5#1050)研磨板(両平坦度Rmax=0.
03〜1.0μm)を高純度N2ガス中で300℃、1時間ベーキ
ング後100%F2ガス中で250℃、1〜5時間フッ素化しフ
ッ化膜を形成後更に高純度N2ガス中で350℃、2時間熱
処理した時のESCAのチャートを第6図に示した。
Example 9 Aluminum (5 # 1050) polished plate (both flatness Rmax = 0.
03-1.0 μm) in high-purity N 2 gas at 300 ° C. for 1 hour, fluorinated in 100% F 2 gas at 250 ° C. for 1-5 hours to form a fluoride film, and then in high-purity N 2 gas FIG. 6 shows a chart of ESCA after heat treatment at 350 ° C. for 2 hours.

実施例10 ニッケル研磨板(両平坦度Rmax=0.03〜1.0μm)を
高純度N2ガス中で350℃、1時間ベーキング後100%F2
ス中で350℃、1〜5時間フッ素化しフッ化膜を形成後
更に高純度N2ガス中で400℃、2時間熱処理した時のX
線回折チャートを第7図にまた同様のニッケル研磨板を
高純度N2ガス中で400℃、1時間ベーキング後100%F2
ス中で350℃、1〜5時間フッ素化しフッ化膜を形成後
再度高純度N2ガス中で400℃、2時間熱処理した時のX
線回折チャートを第8図に示した。350℃でベーキング
した場合のX線チャートにはNiF2・4H2Oのピークが見ら
れるが、400℃でベーキングした場合にはNiF2のピーク
のみが検出されている。第7図の様なNiF2・4H2Oが形成
されているフッ化膜は亀裂・剥離が生じ、耐食性に優れ
た不動態膜は得られない。
Example 10 A nickel polished plate (both flatness Rmax = 0.03 to 1.0 μm) was baked at 350 ° C. for 1 hour in a high-purity N 2 gas and then fluorinated at 350 ° C. for 1 to 5 hours in 100% F 2 gas for 1 to 5 hours. X after heat treatment at 400 ° C for 2 hours in high purity N 2 gas after film formation
A line diffraction chart is shown in Fig. 7. A similar nickel polished plate was baked in high-purity N 2 gas at 400 ° C for 1 hour and then fluorinated in 100% F 2 gas at 350 ° C for 1 to 5 hours to form a fluoride film. And then heat treated again in high purity N 2 gas at 400 ° C for 2 hours.
The line diffraction chart is shown in FIG. The X-ray chart when baked at 350 ° C. shows a peak of NiF 2 .4H 2 O, but when baked at 400 ° C., only the NiF 2 peak is detected. The fluoride film on which NiF 2 .4H 2 O is formed as shown in FIG. 7 is cracked and peeled off, so that a passive film having excellent corrosion resistance cannot be obtained.

実施例11 ハステロイC(Ni51、Mo19、Cr17、Fe6、W5)研磨板
(両平坦度Rmax=0.03〜1.0μm)を高純度N2ガス中で5
00℃、1時間ベーキング後100%F2ガス中で250℃、1〜
5時間フッ素化しフッ化膜を形成後更に高純度N2ガス中
で400℃、2時間熱処理した時のX線回折チャートを第
9図に示した。
Example 11 A Hastelloy C (Ni51, Mo19, Cr17, Fe6, W5) polished plate (both flatness Rmax = 0.03 to 1.0 μm) was placed in a high-purity N 2 gas for 5 hours.
00 ° C, baking for 1 hour, 250 ° C in 100% F 2 gas, 1 ~
FIG. 9 shows an X-ray diffraction chart obtained after fluorinating for 5 hours and forming a fluorinated film, followed by heat treatment at 400 ° C. for 2 hours in high-purity N 2 gas.

実施例12 銅研磨板(両平坦度Rmax=0.03〜1.0μm)を高純度N
2ガス中で500℃、1時間ベーキング後100%F2ガス中で4
00℃、1〜5時間フッ素化しフッ化膜を形成後更に高純
度N2ガス中で500℃、2時間熱処理した時のX線回折チ
ャートを図−10に示した。CuF2のシャープなピークが得
られている。
Example 12 A copper polished plate (both flatness Rmax = 0.03 to 1.0 µm) was
500 ° C. 2 gas, 4 100% F 2 gas after 1 hour Baking
FIG. 10 shows an X-ray diffraction chart when the film was fluorinated at 00 ° C. for 1 to 5 hours to form a fluorinated film and then heat-treated at 500 ° C. for 2 hours in high-purity N 2 gas. A sharp peak of CuF 2 is obtained.

実施例13 SUS−316L基板にスパッタによりクロムを4000Å成膜
した面を高純度N2ガス中で500℃、1時間ベーキング後1
00%F2ガスで1〜5時間フッ素化しフッ化膜を形成後更
に高純度ガス中で500℃、2時間熱処理した時のX線回
折チャートを図−11に示した。CuF2のシャープなピーク
が得られている。
Example 13 The surface of SUS-316L substrate on which chromium was deposited to a thickness of 4000 mm by sputtering was baked in high-purity N 2 gas at 500 ° C. for 1 hour, and
FIG. 11 shows an X-ray diffraction chart obtained when the film was fluorinated with 00% F 2 gas for 1 to 5 hours to form a fluorinated film and then heat-treated at 500 ° C. for 2 hours in a high-purity gas. A sharp peak of CuF 2 is obtained.

実施例14 最も腐食性並びに浸透性の強い塩素ガスによるフッ化
不動態膜の耐食性の評価を表−7に示した。評価は不動
態膜の厚さの異なるニッケル電解研磨管の1/4インチ径
の管内に塩素ガスを大気圧で封入し、100℃で1時間放
置した時の封入直後及び1時間放置後の管内圧力の差に
よりガスの反応量を算出した。図−12に評価に使用した
装置の概略図を示す。膜厚200Å程度以上の場合熱処理
してあると耐食性は優れていた。
Example 14 Table 7 shows the evaluation of the corrosion resistance of the fluorinated passivation film using the most corrosive and permeable chlorine gas. The evaluation was performed by filling chlorine gas at atmospheric pressure in a 1 / 4-inch diameter nickel electrolytic polishing tube with a different thickness of the passivation film, immediately after sealing at 100 ° C for 1 hour, and inside the tube after leaving for 1 hour. The reaction amount of the gas was calculated from the pressure difference. Figure 12 shows a schematic diagram of the equipment used for evaluation. When the film thickness was about 200 mm or more, the corrosion resistance was excellent when heat-treated.

実施例15 腐食性を著しく促進する水分を含んだフッ化水素ガス
によるフッ化不動態膜の耐食性の評価を表−8に示し
た。評価は不動態膜の厚さの異なるテストピースを下記
に示す組成ガス中に25℃で14日間封入後不動態膜面の腐
食の程度を調べた。各サンプル共200Å程度以上の膜厚
を有し、かつ熱処理を行えば全く腐食は認められなかっ
た。
Example 15 Table 8 shows the evaluation of the corrosion resistance of the fluorinated passivation film using a hydrogen fluoride gas containing water that significantly promotes the corrosiveness. For evaluation, test pieces having different thicknesses of the passivation film were sealed in a composition gas shown below at 25 ° C. for 14 days, and the degree of corrosion of the passivation film surface was examined. Each sample had a thickness of about 200 ° or more, and no corrosion was observed when heat treatment was performed.

封入ガス組成(vo1%)HF:5 H2O:2.5 N2:92.5 実施例16 黄銅(Cu70、Zn30)研磨板(両平坦度Rmax=0.03〜1.
0μm)を高純度N2ガス中で300℃、1時間ベーキング後
100%F2ガスで1〜5時間フッ素化せしめた後、不活性
ガス中で350℃、2時間熱処理した。フッ素化時の各温
度による膜厚の結果を表−9に示した。いずれの温度に
於いても不動態膜の亀裂、剥離等は認められなかった。
Sealed gas composition (vo1%) HF: 5 H 2 O: 2.5 N 2: 92.5 Example 16 Brass (Cu70, Zn30) polishing plate (both flatness Rmax = 0.03 to 1.
0μm) after baking in high purity N 2 gas at 300 ℃ for 1 hour
After fluorination for 1 to 5 hours with 100% F 2 gas, heat treatment was performed at 350 ° C. for 2 hours in an inert gas. Table 9 shows the results of the film thickness at each temperature during the fluorination. No cracking or peeling of the passive film was observed at any temperature.

[発明の効果] 本発明により形成せしめたフッ化不動態膜は強力は腐
食性をハロゲン系ガスに対し著しい耐食性が認められ
た。フッ化不動態膜が形成された金属材料は超LSIの微
細加工の装置等の製作に大いに効果があることが認めら
れた。即ちF2、HFといった従来の技術では全く取り扱う
ことのできなかった活性なガスの供給が、行えるように
なった。そのためこれまで液体を使ったウェットプロセ
スでしか除去することのできなかったSiウエハーの自然
酸化膜をHFガスで、除去することができるようになった
のである。プロセス温度の低温化、下地材料の差による
選択性の向上等プロセス高性能化に決定的に寄与した。
更に、各種の光励起化学反応の励起光源として或いは、
0.5ミクロン以下のパターンサイズのULSIの露化装置と
して有望なエキシマレーザーステッパー用光源として、
高信頼化長寿命化が望まれているエキシマレーザーに本
発明の技術は最適である。KrFエキミシマレーザー、及
びArFエキシマレーザーの発光波長は、それぞれ248nm、
193nmである。光化学反応励起にも、またサブミクロンU
LSIの露光にも絶好の波長である。しかし、これまでの
エキシマレーザーではパルス毎の出力のゆらぎ10%を越
えるとともに寿命も100万パルスどまりであるために実
用技術にはなり得なかった。
[Effect of the Invention] The fluorinated passivation film formed according to the present invention was found to have strong corrosiveness and remarkable corrosion resistance to halogen-based gases. It was recognized that the metal material on which the fluorinated passivation film was formed was very effective for the fabrication of VLSI microfabrication equipment. That is, it is possible to supply an active gas such as F 2 and HF which could not be handled at all with the conventional technology. As a result, the natural oxide film on Si wafers, which could only be removed by a wet process using a liquid, can now be removed with HF gas. It has contributed crucially to higher process performance, such as lowering the process temperature and improving selectivity due to differences in the base material.
Further, as an excitation light source for various photoexcited chemical reactions, or
As a light source for excimer laser steppers, which is promising as an ULSI dew device with a pattern size of 0.5 microns or less,
The technology of the present invention is most suitable for excimer lasers for which high reliability and long life are desired. The emission wavelengths of the KrF excimer laser and the ArF excimer laser are 248 nm,
193 nm. Submicron U for photochemical reaction excitation
This is the perfect wavelength for LSI exposure. However, the conventional excimer laser could not be a practical technique because the output fluctuation per pulse exceeded 10% and the lifetime was only 1 million pulses.

本発明のフッ化不動態膜を内面に施したガス供給系、
及び表面にフッ化不動態膜を設けた電極を用いたエキシ
マレーザー(ArF、KrF)のパルス毎のゆらぎは1%以内
になり、寿命も1000万パルスまで向上した。ステッパー
として1秒に1ショット露光して1年間使用できること
になる。完全に実用技術に耐えるところまで改善された
のである。
A gas supply system in which the fluorinated passivation film of the present invention is applied to the inner surface,
In addition, the fluctuation of each pulse of the excimer laser (ArF, KrF) using an electrode provided with a fluoride passivation film on the surface was within 1%, and the life was improved to 10 million pulses. It can be used as a stepper for one year with one shot exposure per second. It has been improved to the point where it can completely withstand practical technology.

本発明のよるフッ化不動態膜の技術を別途本発明者ら
が発明した「ドライエッチング装置」(昭和63年7月20
日出願)、及び「無水フッ化水素希釈ガス発生装置」
(昭和63年7月20日出願)に用いることにより高純度の
フッ化水素ガスの供給が可能となり、かつ装置の耐食性
も極度に向上した。
The present inventors have separately invented the technique of the fluorinated passivation film according to the present invention as a “dry etching apparatus” (July 20, 1988).
And "Anhydrous hydrogen fluoride dilution gas generator"
By using this method (filed on July 20, 1988), high-purity hydrogen fluoride gas can be supplied, and the corrosion resistance of the apparatus has been extremely improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例を示すガス装置の模式図であ
る。第2図は反応チャンバーのフッ素化方法の一例を示
す模式図である。第3図は高純度N2ガス中で500℃、1
時間ベーキングした後100%F2ガスで350℃、1〜5時間
フッ素化した時のニッケル表面のいESCAチャート図であ
る。第4図は高純度N2ガス中で500℃、1時間ベーキン
グした後100%F2ガスで350℃、1〜5時間フッ素化し、
更に高純度N2ガスで400℃、2時間熱処理した時のニッ
ケル表面のESCAチャート図である。第5図は高純度N2
ス中で500℃、1時間ベーキングした後100%F2ガスで40
0℃、1〜5時間フッ素化後、更に高純度N2ガス中で500
℃、2時間熱処理した時のモネルの表面のESCAチャート
図である。第6図は高純度N2ガス中で300℃、1時間ベ
ーキングした後100F2ガスで250℃、1〜5時間フッ素化
後、更に高純度N2ガス中で350℃、2時間熱処理した時
のアルミニウム表面のESCAチャート図である。第7図は
高純度N2ガス中で350℃、1時間ベーキングした後100%
F2ガスで350℃、1〜5時間フッ素化し、更に高純度N2
ガス中で400℃、2時間熱処理した時のニッケル研磨板
のフッ化不動態膜のX線回折チャートである。第8図は
高純度N2ガス中で400℃、1時間ベーキングした後100%
F2ガスで350℃、1〜5時間フッ素化し、更に高純度N2
ガス中で400℃、2時間熱処理した時のニッケル研磨板
のフッ化不動態膜のX線回折チャートである。第9図は
高純度N2ガス中で500℃、1時間ベーキングした後100%
F2ガスで250℃、1〜5時間フッ素化後、更に高純度N2
ガス中で400℃、2時間熱処理した時のハステロイCの
表面のX線回折チャートである。第10図は高純度N2ガス
中で500℃、1時間ベーキングした後100F2ガスで400
℃、1〜5時間フッ素化し、更に高純度N2ガス中で500
℃、2時間熱処理した時の銅研磨板のフッ化不動態膜の
X線回折チャートである。第11図は高純度N2ガス中で50
0℃、1時間ベーキングした後100%F2ガスで400℃、1
〜5時間フッ素化し、更に高純度N2ガス中で500℃、2
時間熱処理した時のスパッタクロムのフッ化不動態膜の
X線回折チャートである。第12図は実施例14に示した不
動態膜の評価に使用した装置の説明図である。 201……ガスボンベ 202……ガス供給システム 203……反応チャンバー 204……フッ化不動態膜 205……排気装置 301……ガス導入ライン 302……電気炉 303……反応チャンバー 304……ガスバージライン 305……露点計 401……ニッケル1/4インチ径電解研磨管 402……加熱装置(直流通電加熱方式) 403……水銀マノメータ 404……試料ガスボンベ
FIG. 1 is a schematic view of a gas apparatus showing one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic view showing an example of a method for fluorinating a reaction chamber. Figure 3 is 500 ° C. with high purity N 2 gas, 1
FIG. 4 is an ESCA chart of a nickel surface when fluorinated at 350 ° C. for 1 to 5 hours with 100% F 2 gas after baking for 1 hour. FIG. 4 shows baking at 500 ° C. for 1 hour in high-purity N 2 gas, and then fluorinating with 100% F 2 gas at 350 ° C. for 1 to 5 hours.
FIG. 4 is an ESCA chart of the nickel surface when heat treatment is further performed at 400 ° C. for 2 hours with high-purity N 2 gas. Figure 5 is 500 ° C. with high purity N 2 gas at 100% F 2 gas was baked 1 hour 40
0 ° C., after 1-5 hours fluorination, further in high purity N 2 gas 500
FIG. 4 is an ESCA chart of the surface of Monel after heat treatment at 2 ° C. for 2 hours. Figure 6 is 300 ° C. with high purity N 2 gas, 250 ° C. at 100F 2 gas was baked for 1 hour, after 5 hours fluorination, further 350 ° C. with high purity N 2 gas, when heat-treated for 2 hours FIG. 3 is an ESCA chart of the aluminum surface of FIG. Fig. 7 shows 100% after baking for 1 hour at 350 ° C in high purity N 2 gas.
Fluorination at 350 ° C for 1-5 hours with F 2 gas, and further high purity N 2
4 is an X-ray diffraction chart of a fluorinated passivation film of a nickel polished plate after heat treatment at 400 ° C. for 2 hours in a gas. Fig. 8 shows 100% after baking at 400 ℃ for 1 hour in high purity N 2 gas.
Fluorination at 350 ° C for 1-5 hours with F 2 gas, and further high purity N 2
4 is an X-ray diffraction chart of a fluorinated passivation film of a nickel polished plate after heat treatment at 400 ° C. for 2 hours in a gas. Fig. 9 shows 100% after baking for 1 hour at 500 ℃ in high purity N 2 gas.
After fluorination with F 2 gas at 250 ° C for 1 to 5 hours, further high purity N 2
4 is an X-ray diffraction chart of the surface of Hastelloy C when heat-treated at 400 ° C. for 2 hours in a gas. Figure 10 is 500 ° C. with high purity N 2 gas, 400 100F 2 gas was baked 1 hour
° C., then 1-5 hours fluorination, further in high purity N 2 gas 500
4 is an X-ray diffraction chart of a fluorinated passivation film of a copper polished plate after heat treatment at 2 ° C. for 2 hours. Figure 11 is a high-purity N 2 gas 50
0 ° C., 400 ° C. at 100% F 2 gas was baked 1 hour, 1
Fluorination for 5 to 5 hours, and then at 500 ° C in high-purity N 2 gas.
4 is an X-ray diffraction chart of a fluorinated passivation film of sputtered chromium when heat-treated for an hour. FIG. 12 is an explanatory diagram of an apparatus used for evaluating a passive film shown in Example 14. 201 ... Gas cylinder 202 ... Gas supply system 203 ... Reaction chamber 204 ... Fluoride passivated membrane 205 ... Exhaust device 301 ... Gas introduction line 302 ... Electric furnace 303 ... Reaction chamber 304 ... Gas barge line 305: Dew point meter 401: Nickel 1/4 inch diameter electrolytic polishing tube 402: Heating device (direct current heating method) 403: Mercury manometer 404: Sample gas cylinder

フロントページの続き (56)参考文献 特公 平2−39586(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C23C 8/08Continuation of the front page (56) References JP 2-39586 (JP, B2) (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) C23C 8/08

Claims (37)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】金属基材と、その表面にフッ化ニッケルか
ら成るフッ化不動態膜を有する金属材料であって、前記
フッ化不動態膜が、フッ化ニッケル膜の形成に充分な量
のフッ素含有ガス雰囲気中でフッ化ニッケル膜の形成に
充分な形成温度及び時間をかけてフッ化ニッケル膜を形
成した後、不活性ガス雰囲気中で該フッ化ニッケル膜に
300〜600℃の温度で1〜5時間の熱処理を施して得られ
た膜であることを特徴とする金属材料。
1. A metal material having a metal base and a fluorinated passivation film made of nickel fluoride on the surface thereof, wherein the fluorinated passivation film has a sufficient amount to form a nickel fluoride film. After forming the nickel fluoride film in a fluorine-containing gas atmosphere at a temperature and time sufficient for forming the nickel fluoride film, the nickel fluoride film is formed in an inert gas atmosphere.
A metal material, which is a film obtained by performing a heat treatment at a temperature of 300 to 600 ° C. for 1 to 5 hours.
【請求項2】前記フッ化ニッケル膜の厚さは200Å以上
である請求項1に記載の金属材料。
2. The metal material according to claim 1, wherein said nickel fluoride film has a thickness of 200 ° or more.
【請求項3】前記金属基材は、前記フッ化ニッケル膜形
成前に、不活性ガス雰囲気中でベーキングされたもので
ある請求項1に記載の金属材料。
3. The metal material according to claim 1, wherein the metal substrate is baked in an inert gas atmosphere before forming the nickel fluoride film.
【請求項4】腐食性ガスに接する部分をもつガス装置に
おいて、該腐食性ガスに接する部分がフッ化ニッケル膜
の形成に充分な量のフッ素含有ガス雰囲気中でフッ化ニ
ッケル膜の形成に充分な形成温度及び時間をかけてフッ
化ニッケル膜を形成した後、不活性ガス雰囲気中で該フ
ッ化ニッケル膜に300〜600℃の温度で1〜5時間の熱処
理を施して得られたフッ化不動態膜で被覆されているこ
とを特徴とするガス装置。
4. A gas apparatus having a portion in contact with a corrosive gas, wherein the portion in contact with the corrosive gas is sufficient to form a nickel fluoride film in a fluorine-containing gas atmosphere in an amount sufficient to form a nickel fluoride film. After forming the nickel fluoride film over various formation temperatures and times, the nickel fluoride film is subjected to a heat treatment at a temperature of 300 to 600 ° C. for 1 to 5 hours in an inert gas atmosphere. A gas device characterized by being coated with a passivation film.
【請求項5】前記フッ化ニッケル膜の厚さは200Å以上
である請求項4に記載のガス装置。
5. The gas apparatus according to claim 4, wherein said nickel fluoride film has a thickness of 200 ° or more.
【請求項6】前記腐食性ガスに接する部分の基材は、前
記フッ化ニッケル膜形成前に、不活性ガス雰囲気中でベ
ーキングされたものである請求項4に記載のガス装置。
6. The gas apparatus according to claim 4, wherein a portion of the base material in contact with the corrosive gas is baked in an inert gas atmosphere before forming the nickel fluoride film.
【請求項7】金属基材と、その表面にフッ化アルミニウ
ムから成るフッ化不動態膜を有する金属材料であって、
前記フッ化不動態膜が、フッ化アルミニウム膜の形成に
充分な量のフッ素含有ガス雰囲気中でフッ化アルミニウ
ム膜の形成に充分な形成温度及び時間をかけてフッ化ア
ルミニウム膜を形成した後、不活性ガス雰囲気中で該フ
ッ化アルミニウム膜に200〜400℃の温度で1〜5時間の
熱処理を施して得られた膜であることを特徴とする金属
材料。
7. A metal material having a metal substrate and a fluorinated passivation film made of aluminum fluoride on its surface,
The fluorinated passivation film, after forming the aluminum fluoride film in a fluorine-containing gas atmosphere in a sufficient amount of fluorine-containing gas atmosphere at a formation temperature and time sufficient to form the aluminum fluoride film, A metal material obtained by subjecting the aluminum fluoride film to a heat treatment at a temperature of 200 to 400 ° C. for 1 to 5 hours in an inert gas atmosphere.
【請求項8】前記フッ化アルミニウム膜の厚さは200Å
以上である請求項7に記載の金属材料。
8. The aluminum fluoride film has a thickness of 200 °.
The metal material according to claim 7, which is the above.
【請求項9】前記金属材料は、前記フッ化アルミニウム
膜形成前に、不活性ガス雰囲気中でベーキングされたも
のである請求項7に記載の金属材料。
9. The metal material according to claim 7, wherein the metal material is baked in an inert gas atmosphere before forming the aluminum fluoride film.
【請求項10】腐食性ガスに接する部分をもつガス装置
において、該腐食性ガスに接する部分が、フッ化アルミ
ニウム膜の形成に充分な量のフッ素含有ガス雰囲気中で
フッ化アルミニウム膜の形成に充分な形成温度及び時間
をかけてフッ化アルミニウム膜を形成した後、不活性ガ
ス雰囲気中で該フッ化アルミニウム膜に200〜400℃の温
度で1〜5時間の熱処理を施して得られた、フッ化不動
態膜で被覆されていることを特徴とするガス装置。
10. A gas apparatus having a portion in contact with a corrosive gas, wherein the portion in contact with the corrosive gas forms an aluminum fluoride film in a fluorine-containing gas atmosphere in an amount sufficient to form an aluminum fluoride film. After forming an aluminum fluoride film over a sufficient formation temperature and time, the aluminum fluoride film is subjected to a heat treatment at a temperature of 200 to 400 ° C. for 1 to 5 hours in an inert gas atmosphere, A gas device characterized by being coated with a fluorinated passivation film.
【請求項11】前記フッ化アルミニウム膜の厚さは200
Å以上である請求項10に記載のガス装置。
11. The aluminum fluoride film has a thickness of 200
11. The gas device according to claim 10, which is not less than Å.
【請求項12】前記腐食性ガスに接する部分の基材は、
前記フッ化アルミニウム膜形成前に、不活性ガス雰囲気
中でベーキングされたものである請求項10に記載のガス
装置。
12. The base material in a portion in contact with the corrosive gas,
11. The gas device according to claim 10, wherein the gas device is baked in an inert gas atmosphere before forming the aluminum fluoride film.
【請求項13】金属基材と、その表面にフッ化銅から成
るフッ化不動態膜を有する金属材料であって、前記フッ
化不動態膜が、フッ化銅膜の形成に充分な量のフッ素含
有ガス雰囲気中でフッ化銅膜の形成に充分な形成温度及
び時間をかけてフッ化銅膜を形成した後、不活性ガス雰
囲気中で該フッ化銅膜に300〜600℃の温度で1〜5時間
の熱処理を施して得られた膜であることを特徴とする金
属材料。
13. A metal material having a metal base and a fluorinated passivation film made of copper fluoride on the surface thereof, wherein said fluorinated passivation film has a sufficient amount to form a copper fluoride film. After forming a copper fluoride film over a forming temperature and time sufficient for forming a copper fluoride film in a fluorine-containing gas atmosphere, the copper fluoride film is formed at a temperature of 300 to 600 ° C. in an inert gas atmosphere. A metal material, which is a film obtained by performing a heat treatment for 1 to 5 hours.
【請求項14】前記フッ化銅膜の厚さは200Å以上であ
る請求項13に記載の金属材料。
14. The metal material according to claim 13, wherein said copper fluoride film has a thickness of 200 ° or more.
【請求項15】前記金属材料は、前記フッ化銅膜形成前
に、不活性ガス雰囲気中でベーキングされたものである
請求項13に記載の金属材料。
15. The metal material according to claim 13, wherein the metal material is baked in an inert gas atmosphere before forming the copper fluoride film.
【請求項16】腐食性ガスに接する部分をもつガス装置
において、該腐食性ガスに接する部分が、フッ化銅膜の
形成に充分な量のフッ素含有ガス雰囲気中でフッ化銅膜
の形成に充分な形成温度及び時間をかけてフッ化銅膜を
形成した後、不活性ガス雰囲気中で該フッ化銅膜に300
〜600℃の温度で1〜5時間の熱処理を施して得られ
た、フッ化不動態膜で被覆されていることを特徴とする
ガス装置。
16. A gas apparatus having a portion in contact with a corrosive gas, wherein the portion in contact with the corrosive gas is used for forming a copper fluoride film in a fluorine-containing gas atmosphere in an amount sufficient for forming a copper fluoride film. After forming the copper fluoride film over a sufficient forming temperature and time, the copper fluoride film is
A gas device characterized by being coated with a fluorinated passivation film obtained by performing a heat treatment at a temperature of 600600 ° C. for 1 to 5 hours.
【請求項17】前記フッ化銅膜の厚さは200Å以上であ
る請求項16に記載のガス装置。
17. The gas device according to claim 16, wherein the thickness of the copper fluoride film is 200 ° or more.
【請求項18】前記腐食性ガスに接する部分の基材は、
前記フッ化銅膜形成前に、不活性ガス雰囲気中でベーキ
ングされたものである請求項16に記載のガス装置。
18. The base material of the portion in contact with the corrosive gas,
17. The gas device according to claim 16, wherein the gas device is baked in an inert gas atmosphere before the formation of the copper fluoride film.
【請求項19】前記ガス装置は、ガス貯蔵用、ガス配送
用、又はガス反応装置である請求項4、10又は16のいず
れかに記載のガス装置。
19. The gas device according to claim 4, wherein the gas device is a gas storage device, a gas delivery device, or a gas reaction device.
【請求項20】前記ガス装置は、腐食性ガスを扱う為
の、ガスボンベ、ガスホルダー、ガス配管、バルブ、RI
E反応装置又はCVD反応装置である請求項4、10又は16の
いずれかに記載のガス装置。
20. A gas system for handling corrosive gas, comprising: a gas cylinder, a gas holder, a gas pipe, a valve, and an RI.
17. The gas apparatus according to claim 4, which is an E reactor or a CVD reactor.
【請求項21】前記ガス装置は、エキシマレーザー発振
器である請求項4、10又は16のいずれかに記載のガス装
置。
21. The gas device according to claim 4, wherein the gas device is an excimer laser oscillator.
【請求項22】前記腐食性ガスは、ハロゲン系ガスであ
る請求項20に記載のガス装置。
22. The gas apparatus according to claim 20, wherein the corrosive gas is a halogen-based gas.
【請求項23】前記ハロゲン系ガスは、F2,Cl2,NF3,C
F4,SF4,SF6,SiF4,BF3,HF,WF6,MoF6,PF3,PF5,AsF3,AsF5,
BCl3の中の少なくとも1種である請求項22に記載のガス
装置。
23. The halogen-based gas comprises F 2 , Cl 2 , NF 3 , C
F 4 , SF 4 , SF 6 , SiF 4 , BF 3 , HF, WF 6 , MoF 6 , PF 3 , PF 5 , AsF 3 , AsF 5 ,
Gas apparatus according to claim 22 is at least one in the BCl 3.
【請求項24】ニッケル、アルミニウム、銅、クロムの
うち少なくとも1種を含む金属からなる基材の表面を、
該金属のフッ化物の形成に充分な温度及び時間をかけ
て、該金属のフッ化物の形成に充分な量のフッ素含有雰
囲気に晒して、該金属のフッ化物を熱成膜処理した後、
該金属のフッ化物を不活性ガス雰囲気に1〜5時間晒す
熱処理を行い、該金属のフッ化物からなるフッ化不動態
膜の形成方法であって、前記熱処理の温度が、ニッケ
ル、銅、クロムのうち少なくとも1種を含む金属の場合
は300〜600℃、また少なくともアルミニウムを含む金属
の場合は200〜400℃であることを特徴とするフッ化不動
態膜の形成方法。
24. A surface of a substrate made of a metal containing at least one of nickel, aluminum, copper and chromium,
After applying a sufficient temperature and time to the formation of the metal fluoride, and exposing to a fluorine-containing atmosphere in an amount sufficient to form the metal fluoride, and subjecting the metal fluoride to thermal film formation,
Performing a heat treatment of exposing the metal fluoride to an inert gas atmosphere for 1 to 5 hours to form a fluorinated passivation film made of the metal fluoride, wherein the temperature of the heat treatment is nickel, copper, chromium, A method for forming a fluorinated passivation film, wherein the temperature is 300 to 600 ° C. for a metal containing at least one of the above, and 200 to 400 ° C. for a metal containing at least aluminum.
【請求項25】前記金属のフッ化物の厚さは200Å以上
である請求項24に記載のフッ化不動態膜の形成方法。
25. The method according to claim 24, wherein the thickness of the metal fluoride is 200 ° or more.
【請求項26】前記基材に、150〜600℃でベーキングを
施す請求項24に記載のフッ化不動態膜の形成方法。
26. The method according to claim 24, wherein the base material is baked at 150 to 600 ° C.
【請求項27】ニッケル、アルミニウム、銅、クロムの
うち少なくとも1種を含む金属からなる基材の表面に該
金属のフッ化膜を形成するフッ化不動態膜の形成方法に
おいて、該基材を加熱しながら、該金属のフッ化物の形
成に充分な温度及び時間をかけて、該金属のフッ化物の
形成に充分な量のフッ素含有雰囲気に晒した後、該金属
のフッ化物を不活性ガス雰囲気に1〜5時間晒す工程を
含み、該不活性ガス雰囲気に晒す時の温度が、ニッケ
ル、銅、クロムのうち少なくとも1種を含む金属の場合
は300〜600℃、また少なくともアルミニウムを含む金属
の場合は200〜400℃であることを特徴とするフッ化不動
態膜の形成方法。
27. A method for forming a fluorinated passivation film, comprising forming a fluoride film of a metal on a surface of a metal comprising at least one of nickel, aluminum, copper and chromium. Exposure to an atmosphere containing fluorine in an amount sufficient to form the fluoride of the metal while heating at a temperature and for a time sufficient for the formation of the fluoride of the metal, and then removing the fluoride of the metal with an inert gas. A step of exposing to an atmosphere for 1 to 5 hours, wherein the temperature at the time of exposing to the inert gas atmosphere is 300 to 600 ° C. for a metal containing at least one of nickel, copper and chromium, and a metal containing at least aluminum. Wherein the temperature is 200 to 400 ° C.
【請求項28】前記フッ化物の厚さは200Å以上である
請求項28に記載のフッ化不動態膜の形成方法。
28. The method according to claim 28, wherein the thickness of the fluoride is 200 ° or more.
【請求項29】前記基材に150〜600℃でベーキングを施
す請求項27に記載のフッ化不動態膜の形成方法。
29. The method according to claim 27, wherein the substrate is baked at 150 to 600 ° C.
【請求項30】前記基材の表面の面平坦度が0.03〜1.0
ミクロンである請求項24又は27に記載のフッ化不動態膜
の形成方法。
30. The substrate having a surface flatness of 0.03 to 1.0.
28. The method for forming a fluorinated passivation film according to claim 24, wherein the thickness is micron.
【請求項31】前記フッ素含有雰囲気は酸素を含まない
か又は実質的に含まない雰囲気である請求項24又は27に
記載のフッ化不動態膜の形成方法。
31. The method according to claim 24, wherein the fluorine-containing atmosphere is an atmosphere containing no or substantially no oxygen.
【請求項32】前記不活性ガスが、N2、Ar、Heの中の少
なくとも1種である請求項24又は27のいずれかに記載の
フッ化不動態膜の形成方法。
32. The method according to claim 24, wherein the inert gas is at least one of N 2 , Ar, and He.
【請求項33】ガス装置内部のフッ化不動態化処理方法
に於いて、該ガス装置のニッケル、アルミニウム、銅、
クロムのうち少なくとも1種を含む金属から成る被フッ
化不動態化処理部分をフッ化膜の形成に充分な量のフッ
素含有ガス雰囲気にフッ化膜の形成温度でフッ化膜の形
成に充分なだけ晒した後、該フッ化膜を不活性ガス雰囲
気に1〜5時間晒す工程を含み、該不活性ガス雰囲気に
晒す時の温度が、ニッケル、銅、クロムのうち少なくと
も1種を含む金属の場合は300〜600℃、また少なくとも
アルミニウムを含む金属の場合は200〜400℃であること
を特徴とするガス装置のフッ化動態膜化処理方法。
33. A fluorinating passivation treatment method inside a gas apparatus, wherein nickel, aluminum, copper,
A portion to be subjected to fluoridation passivation consisting of a metal containing at least one of chromium is placed in a fluorine-containing gas atmosphere in an amount sufficient for the formation of a fluoride film at a temperature sufficient for forming the fluoride film. Exposing the fluorinated film to an inert gas atmosphere for 1 to 5 hours, and then exposing the fluorinated film to an inert gas atmosphere at a temperature of at least one of nickel, copper, and chromium. A method for forming a fluorinated kinetic film in a gas apparatus, wherein the temperature is 300 to 600 ° C. and the temperature of a metal containing at least 200 to 400 ° C.
【請求項34】前記フッ化物の厚さが200Å以上である
請求項33に記載のガス装置のフッ化不動態化処理方法。
34. The method according to claim 33, wherein the thickness of the fluoride is 200 ° or more.
【請求項35】前記フッ素含有雰囲気は酸素を含まない
か又は実質的に含まない雰囲気である請求項33に記載の
ガス装置のフッ化不動態化方法。
35. The method according to claim 33, wherein the fluorine-containing atmosphere is an atmosphere containing no or substantially no oxygen.
【請求項36】前記不活性ガスが、N2、Ar、Heの中の少
なくとも1種である請求項33に記載のガス装置のフッ化
不動態化処理方法。
36. The method according to claim 33, wherein the inert gas is at least one of N 2 , Ar, and He.
【請求項37】前記ガス装置は、ガスボンベ、ガスホル
ダー、ガス配管、バルブ、RIE反応装置、CVD反応装置又
はエキシマレーザー発振器である請求項33のガス装置の
フッ化不動態化処理方法。
37. The method of claim 33, wherein the gas device is a gas cylinder, a gas holder, a gas pipe, a valve, an RIE reactor, a CVD reactor, or an excimer laser oscillator.
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