JP2976333B2 - Stainless steel, its manufacturing method and pressure reducing device - Google Patents

Stainless steel, its manufacturing method and pressure reducing device

Info

Publication number
JP2976333B2
JP2976333B2 JP9004165A JP416597A JP2976333B2 JP 2976333 B2 JP2976333 B2 JP 2976333B2 JP 9004165 A JP9004165 A JP 9004165A JP 416597 A JP416597 A JP 416597A JP 2976333 B2 JP2976333 B2 JP 2976333B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stainless steel
pressure reducing
gas
reducing device
passivation film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP9004165A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH09217166A (en
Inventor
忠弘 大見
優 梅田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Corp
Original Assignee
Mitsubishi Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Corp filed Critical Mitsubishi Corp
Priority to JP9004165A priority Critical patent/JP2976333B2/en
Publication of JPH09217166A publication Critical patent/JPH09217166A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2976333B2 publication Critical patent/JP2976333B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【発明の属する技術分野】本発明はステンレス鋼及びそ
の製造方法並びに減圧装置に係り、特に超高真空、超高
清浄化プロセスを可能にするステンレス鋼及びその製造
方法並びに減圧装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stainless steel, a method for producing the same, and a pressure reducing apparatus, and more particularly to a stainless steel capable of performing an ultra-high vacuum and ultra-high cleaning process, a method for producing the same, and a pressure reducing apparatus.

【従来の技術】近年、超高真空を実現する技術や、ある
いは真空チャンバ内に所定のガスを小流量流し込み超高
清浄な減圧雰囲気をつくり出す技術が非常に重要となっ
てきている。これらの技術は、材料特性の研究、各種薄
膜の形成、半導体デバイスの製造等に広く用いられてお
り、その結果益々高い真空度が実現されているが、さら
に、不純物元素および不純物分子の混入を極限まで減少
させた減圧雰囲気を実現することが非常に強く望まれて
いる。例えば、半導体デバイスを例にとれば、集積回路
の集積度を向上させるため、単位素子の寸法は年々小さ
くなっており、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ため
に盛んに研究開発が行われている。このような半導体デ
バイスの製造は、薄膜を形成する工程や、形成された薄
膜を所定の回路パターンにエッチングする工程等をくり
返して行われる。そしてこのようなプロセスは、通常シ
リコンウェハを真空チャンバ内に入れ、超高真空状態、
あるいは所定のガスを導入した減圧雰囲気で行われるの
が普通である。これらの工程に、もし不純物が混入すれ
ば、例えば薄膜の膜質が劣化したり、微細加工の精度が
得られなくなるなどの問題を生じる。これが超高真空、
超高清浄な減圧雰囲気が要求される理由である。超高真
空や、超高清浄な減圧雰囲気の実現をこれまで阻んでい
た最大の原因の一つとして、チャンバやガス配管などに
広く用いられているステンレス鋼の表面から放出される
ガスがあげられる。特に、表面に吸着した水分が真空あ
るいは減圧雰囲気中において脱離してくるのが最も大き
な汚染源となっていた。第8図は、従来装置におけるガ
ス配管系および反応チャンバを合わせたシステムのトー
タルリーク量(配管系および反応チャンバ内表面からの
放出ガス量と外部リークとの和)とガスの汚染の関係を
示したグラフである。図中の複数の線は、ガスの流量を
パラメータとして様々な値に変化させた場合の結果につ
いて示している。半導体プロセスは、より精度の高いプ
ロセスを実現するためガスの流量を益々少なくする傾向
にあり、例えば10cc/minやそれ以下の流量を用
いるのが普通となっている。かりに、10cc/min
の流量を用いたとすると、現在広く用いられている装置
のように10−3〜10−6Torr・l/sec程度
のシステムトータルリークがあるとガスの純度は10p
pm〜1%になり、高清浄プロセスとは程遠いものにな
ってしまう。本発明者は超高清浄ガス供給システムを発
明し、システムの外部からのリーク量を現状の検出器の
検出限界の1×10−11 Torr・l/sec以下
に抑えこむことに成功している。しかし、システム内部
からのリーク、すなわち、前述のステンレス鋼の表面か
らの放出ガス成分のため、減圧雰囲気の不純物濃度を下
げることができなかった。現在の超高真空技術における
表面処理により得られている表面放出ガス量の最小値
は、ステンレス鋼の場合、1×10−11Torr・l
/sec・cmであり、チャンバの内部に露出してい
る表面積を、例えば1mと最も小さく見積ったとして
も、トータルでは1×10−7Torr・l/secの
リーク量となり、ガス流量10cc/minに対し1p
pm程度の純度のガスしか得られない。ガス流量をさら
に小さくすると、さらに純度が落ちることは言うまでも
ない。チャンバ内表面からの脱ガス成分を、トータルシ
ステムの外部リーク量と同じ1×10−11Torr・
l/secと同程度まで下げるには、ステンレス鋼の表
面からの脱ガスを1×10−15Torr・l/sec
・cm以下とする必要があり、そのため、ガス放出量
を少なくするステンレス鋼の表面の処理技術が強く求め
られていた。また一方、半導体製造プロセスでは、比較
的安定な一般ガス(O,N,Ar,H,He)か
ら反応性、腐食性および毒性の強い特殊ガスまで多種多
様なガスが使用される。特に、特殊ガスの中には雰囲気
中に水分が存在すると加水分解して塩酸やフッ酸を生成
し強い腐食性を示す三塩化ホウ素(BCl)や三フッ
化ホウ素(BF)等がある。通常これらのガスを扱う
配管やチャンバ材料には反応性、耐腐食性、高強度、2
次加工性の容易さ、溶接の容易さ、そして内表面の研磨
の施し易さからステンレス鋼が使用されることが多い。
しかしながら、ステンレス鋼は、乾燥ガス雰囲気中では
耐食性に優れているが、水分の存在する塩素系乃至フッ
素系ガス雰囲気中では容易に腐食されてしまう。このた
め、ステンレス鋼の表面研磨後には耐腐食性処理が不可
欠となる。処理方法としてはステンレス鋼に耐食性の強
い金属を被覆するNi−W−Pコーティング(クリーン
エスコーティング法)等があるが、この方法ではクラッ
ク、ピンホールが生じ易いばかりでなく、湿式メッキを
用いる方法であるために内表面の水分の吸着量や溶液残
留成分が多い等の問題を含んでいる。他の方法としては
金属表面に薄い酸化物皮膜を作る不動態化処理による耐
腐食性処理が挙げられる。ステンレス鋼は、液中に十分
な酸化剤があれば浸漬しただけで不動態化するので、通
常は常温で硝酸溶液に浸漬し、不動態処理を行ってい
る。しかしこの方法も湿式の方法であるため、配管やチ
ャンバ内面に水分および処理溶液の残留分が多く存在す
る。特に水分は塩素系、フッ素系ガスを流した場合、ス
テンレス鋼に痛烈なダメージを与えることになる。従っ
て、腐食性ガスに対してもダメージをうけることなく、
かつ水分の吸蔵や吸着の少ない、不動態膜を形成したス
テンレスによりチャンバやガス供給系を構成すること
が、超高真空技術や半導体プロセスに非常に重要である
が、これまでこのような技術が全く存在しなかった。
2. Description of the Related Art In recent years, a technology for realizing an ultra-high vacuum or a technology for flowing a predetermined gas into a vacuum chamber at a small flow rate to create an ultra-high-purity reduced-pressure atmosphere has become very important. These technologies are widely used for researching material properties, forming various thin films, and manufacturing semiconductor devices.As a result, higher and higher degrees of vacuum have been realized. It is very much desired to achieve a reduced pressure atmosphere that is reduced to the utmost. For example, taking a semiconductor device as an example, the size of a unit element is decreasing year by year in order to improve the degree of integration of an integrated circuit.
Research and development are being actively conducted for practical use of semiconductor devices having a size of 5 μm or less. The manufacture of such a semiconductor device is performed by repeating a process of forming a thin film, a process of etching the formed thin film into a predetermined circuit pattern, and the like. And such a process usually puts a silicon wafer in a vacuum chamber,
Or, it is usually performed in a reduced pressure atmosphere into which a predetermined gas is introduced. If impurities are mixed in these steps, problems such as deterioration of the film quality of the thin film and inaccuracy of the fine processing cannot be obtained. This is an ultra-high vacuum,
This is why an ultra-high-purity reduced-pressure atmosphere is required. One of the biggest obstacles to the realization of ultra-high vacuum and ultra-high-purity decompression atmosphere has been the gas released from the surface of stainless steel widely used in chambers and gas piping. . In particular, the largest source of contamination is that moisture adsorbed on the surface is desorbed in a vacuum or reduced-pressure atmosphere. FIG. 8 shows the relationship between the total leak amount (sum of the amount of gas released from the piping system and the inner surface of the reaction chamber and the external leak) of the system combining the gas piping system and the reaction chamber in the conventional apparatus and gas contamination. FIG. A plurality of lines in the figure show the results when the gas flow rate is changed to various values using the parameter as a parameter. In the semiconductor process, the flow rate of the gas tends to be further reduced in order to realize a more accurate process, and for example, a flow rate of 10 cc / min or less is usually used. 10cc / min
If a system total leak of about 10 −3 to 10 −6 Torr · l / sec is present as in a device widely used at present, the purity of the gas is 10 p.
pm to 1%, far from a high clean process. The inventor of the present invention has invented an ultra-high-purity gas supply system, and has succeeded in suppressing the amount of leakage from the outside of the system to 1 × 10 −11 Torr · l / sec or less, which is the current detection limit of the detector. . However, the impurity concentration in the reduced-pressure atmosphere could not be reduced due to the leak from the inside of the system, that is, the above-mentioned gas component released from the surface of stainless steel. The minimum value of the surface emission gas amount obtained by the surface treatment in the current ultra-high vacuum technology is 1 × 10 −11 Torr · l in the case of stainless steel.
/ Sec · cm 2 , and even if the surface area exposed inside the chamber is estimated to be the smallest, for example, 1 m 2 , the total leak amount is 1 × 10 −7 Torr · l / sec, and the gas flow rate is 10 cc. 1p for / min
Only a gas having a purity of about pm can be obtained. If the gas flow rate is further reduced, it goes without saying that the purity is further reduced. The degassing component from the chamber inner surface is reduced to 1 × 10 −11 Torr ·
In order to reduce the pressure to about 1 / sec, degassing from the surface of the stainless steel is performed at 1 × 10 −15 Torr · l / sec.
· Cm 2 or less and must, therefore, the processing techniques of the surface of stainless steel to reduce the outgassing amount is strongly demanded. On the other hand, in the semiconductor manufacturing process, a wide variety of gases are used, from relatively stable general gases (O 2 , N 2 , Ar, H 2 , He) to highly reactive, corrosive and toxic special gases. Particularly, among the special gases, there are boron trichloride (BCl 3 ) and boron trifluoride (BF 3 ) which are hydrolyzed when moisture is present in the atmosphere to generate hydrochloric acid or hydrofluoric acid and exhibit strong corrosiveness. . Reactive, corrosion-resistant, high-strength,
Stainless steel is often used because of its easy workability, ease of welding, and ease of polishing the inner surface.
However, stainless steel has excellent corrosion resistance in a dry gas atmosphere, but is easily corroded in a chlorine-based or fluorine-based gas atmosphere where water is present. For this reason, a corrosion resistance treatment is indispensable after polishing the surface of stainless steel. As a treatment method, there is Ni-WP coating (clean S coating method) for coating stainless steel with a metal having high corrosion resistance, and this method not only easily causes cracks and pinholes but also uses wet plating. Therefore, there are problems such as a large amount of adsorbed water on the inner surface and a large amount of residual components in the solution. Another method is a corrosion resistance treatment by a passivation treatment for forming a thin oxide film on the metal surface. Since stainless steel is passivated only by immersion if there is a sufficient oxidizing agent in the liquid, passivation treatment is usually performed by immersion in a nitric acid solution at room temperature. However, since this method is also a wet method, a large amount of moisture and residual processing solutions are present on the piping and the inner surface of the chamber. In particular, when chlorine-based or fluorine-based gas is flowed, the stainless steel will be severely damaged. Therefore, without damaging corrosive gas,
It is very important for ultra-high vacuum technology and semiconductor processes to configure the chamber and gas supply system with stainless steel that has a passive film with little moisture absorption and adsorption. Did not exist at all.

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の点に鑑
みなされたものである。本発明は、内面からの放出ガス
による不純物を減少させ、さらに、優れた耐腐食性を有
する超真空、超高清浄なステンレス鋼及び減圧装置を提
供することを目的とする。さらに、本発明は、上記目的
に加え、セルフクリーニング、セルフメインテナンスが
可能なステンレス鋼及び減圧装置を提供することを目的
とする。
The present invention has been made in view of the above points. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an ultra-vacuum, ultra-clean stainless steel, and a decompression device that reduce impurities due to gas released from the inner surface and have excellent corrosion resistance. Still another object of the present invention is to provide a stainless steel and a pressure reducing device capable of self-cleaning and self-maintenance, in addition to the above objects.

【課題を解決するための手段】本発明に係るステンレス
鋼及びその製造方法並びに減圧装置は、少なくとも、ク
ロムの酸化物と鉄の酸化物との混合酸化物を主成分とす
る層(但し、外側表面が鉄酸化物よりクロム酸化物が多
い層を除く)からなる不動態膜が電解研磨面上に形成さ
れており、前記不動態膜の形成されたステンレス鋼の電
解研磨面が、半径5μmの円周内における凸部と凹部と
の高さの差の最大値が1μm以下の平坦度を有してお
り、前記電解研磨面はベーキングにより水分が除去され
ていることを特徴とする。ステンレス鋼。ここで、前記
不動態膜の厚さは5nm以上であることが好ましい。さ
らに、前記不動態膜は、400℃以上550℃未満の温
度においてステンレス鋼を加熱酸化せしめて形成された
厚さが10nm以上の膜が好ましい。特に、前記不動態
膜の形成されたステンレス鋼の表面が、半径5μmの円
周内における凸部と凹部との高さの差の最大値が1μm
以下の平坦度を有していることが好ましい。本発明に係
る減圧装置は、主要部分がステンレス鋼で構成されてい
る減圧装置において、装置内部に露出する前記ステンレ
ス鋼の電解研磨表面の少なくとも一部には、クロム酸化
物と鉄の酸化物との混合酸化物を主成分とする層(但
し、外側表面が鉄酸化物よりクロム酸化物が多い層を除
く)からなる不動態膜が形成されており、_前記電解研
磨表面はベーキングにより水分が除去されていることを
特徴とする。この減圧装置においては、前記不動態膜の
厚さは5nm以上であることが好ましい。さらに、前記
不動態膜は、400℃以上550℃未満の温度において
ステンレス鋼を加熱酸化せしめて形成された厚さが10
nm以上の膜が好ましい。また、前記不動態膜の形成さ
れたステンレス鋼の表面が、半径5μmの円周内におけ
る凸部と凹部との高さの差の最大値が1μm以下の平坦
度を有していることが好ましい。なお、前記減圧装置に
は、主要部がステンレス鋼で構成される超高純度ガスを
供給するためのガス供給装置が接続され、かつ、そのガ
ス供給装置の内部に露出するステンレス鋼の表面の少な
くとも一部には前記不動態膜が形成されていることが好
ましい。また、前記減圧装置には、主要部がステンレス
鋼で構成される超高純度ガスを供給するためのガスボン
ベを前記ガス供給装置を介して接続され、かつ、そのガ
スボンベの内部に露出するステンレス鋼の表面の少なく
とも一部には前記不動態膜が形成されていることが好ま
しい。さらに、前記ガス供給装置に、絶縁減圧室内壁に
付着した堆積物をエッチング除去するためのクリーニン
グガス供給系を含に、セルフクリーニング可能とするこ
とが好ましい。グ可能な減圧装置。なお、前記クリーニ
ングガスは、塩素系ガス又はフッ素系ガスとすることが
好ましい。さらに、前記減圧装置が、350℃程度の温
度まで加熱される加熱装置を備えたことが好ましい。こ
こで、前記減圧装置は、例えば、半導体製造装置、ガス
ボンベ、ガスバルブおよびパイプの内から選ばれた1つ
又は2つ以上の組合せである。前記半導体装置は例え
ば、プラズマを用いた成膜装置である。
According to the present invention, there is provided a stainless steel, a method for producing the same, and a decompression device, comprising at least a layer mainly containing a mixed oxide of chromium oxide and iron oxide A passivation film made of a surface having a chromium oxide content larger than that of iron oxide is formed on the electropolished surface, and the stainless steel electropolished surface on which the passivation film is formed has a radius of 5 μm. The maximum difference in height between the convex portion and the concave portion in the circumference has a flatness of 1 μm or less, and the electropolished surface has been subjected to baking to remove moisture. Stainless steel. Here, it is preferable that the thickness of the passivation film is 5 nm or more. Further, the passivation film is preferably a film having a thickness of 10 nm or more formed by heating and oxidizing stainless steel at a temperature of 400 ° C. or more and less than 550 ° C. In particular, the surface of the stainless steel on which the passivation film is formed has a maximum difference in height between the convex portion and the concave portion within a circumference of 5 μm of 1 μm.
It is preferable to have the following flatness. The decompression device according to the present invention, in a decompression device whose main part is made of stainless steel, at least a part of the electropolished surface of the stainless steel exposed inside the device, contains chromium oxide and iron oxide. A passivation film composed of a layer mainly containing a mixed oxide of (except for a layer whose outer surface has more chromium oxide than iron oxide) is formed. It is characterized by being removed. In this decompression device, it is preferable that the thickness of the passivation film is 5 nm or more. Further, the passivation film has a thickness of 10 ° C. formed by heating and oxidizing stainless steel at a temperature of 400 ° C. or more and less than 550 ° C.
Films of nm or more are preferred. Further, it is preferable that the surface of the stainless steel on which the passivation film is formed has a flatness in which the maximum value of the height difference between the convex portion and the concave portion in the circumference having a radius of 5 μm is 1 μm or less. . The decompression device is connected to a gas supply device for supplying an ultra-high purity gas whose main part is made of stainless steel, and at least the surface of the stainless steel exposed inside the gas supply device. It is preferable that the passivation film is formed partially. Further, a gas cylinder for supplying an ultra-high purity gas whose main part is made of stainless steel is connected to the decompression device via the gas supply device, and a stainless steel gas is exposed inside the gas cylinder. It is preferable that the passivation film is formed on at least a part of the surface. Further, it is preferable that the gas supply device includes a cleaning gas supply system for etching and removing deposits adhered to the inner wall of the insulated depressurized chamber so that self-cleaning is possible. Decompressible device. Preferably, the cleaning gas is a chlorine-based gas or a fluorine-based gas. Further, it is preferable that the decompression device includes a heating device that is heated to a temperature of about 350 ° C. Here, the pressure reducing device is, for example, one or a combination of two or more selected from a semiconductor manufacturing device, a gas cylinder, a gas valve, and a pipe. The semiconductor device is, for example, a film forming apparatus using plasma.

【作用】本発明によれば、ステンレス鋼で構成された減
圧装置の内面にピンホール等のない酸化膜を設けたこと
により、内面からの放出ガスによる不純物を減少させ、
さらに、優れた腐食性を有するステンレス鋼あるいは超
真空、超高清浄な減圧装置を得ることができる。
According to the present invention, by providing an oxide film having no pinholes or the like on the inner surface of a pressure reducing device made of stainless steel, impurities due to gas released from the inner surface are reduced,
Further, it is possible to obtain a stainless steel or an ultra-vacuum, ultra-high clean pressure reducing device having excellent corrosiveness.

【実施例】以下本発明の一実施例を図面を用いて説明す
る。第1図は本発明の一実施例を示す減圧装置の模式図
である。第1図において201は真空排気装置であり、
例えば排気量2000L/minのターボ分子ポンプで
ある。202は減圧室であり、ステンレス鋼SUS31
6Lで製作されており、そのチャンバ内壁には不動態膜
203が形成されている。さらに204はガス供給系で
あり、減圧室202に小流量のガス、例えば0.01〜
100cc/min程度を供給することにより、減圧室
を所定のガスで、例えば1×10−4〜1×10−1
orr程度の減圧状態にすることができるようになって
いる。そのためガス供給系204は、ステンレス配管、
つぎ手、バルブ、マスフローコントローラ、減圧弁、セ
ラミックフィルタ等から構成されており、その詳細の説
明はここでは省略する。205は所定のガスをガス供給
装置に供給するガスボンベであり、目的に応じてAr,
He,H,O等の一般ガスの他HCl,Cl,B
Cl,BF等の腐食性ガスを用いることが多い。第
1図では便宜上ボンベは一本しか描いてないが、必要に
応じて複数のボンベを接続する。また、第1図では減圧
室202内面の不動態膜203のみが図示されている
が、腐食性ガスを流す関係上、ガス供給系、ガスボンベ
等も主要部分はステンレス鋼(SUS316L,SUS
304L等)で構成されており、ガスに接する内表面に
はすべて本発明の不動態膜が形成されている。不動態膜
の形成は、まずステンレス鋼の表面を鏡面研磨仕上げ、
例えば電解研磨し、その平坦度を凹凸の差の最大値R
maxで0.1〜1.0μmとした後、純酸素雰囲気に
おいてステンレス鋼を400℃に加熱し約1時間の酸化
を行うことにより行った。これにより約11nm(11
0オングストローム)の酸化膜203が形成された。酸
化物の主成分は位置によって異なり、表面は鉄の酸化膜
が主成分であり、ステンレス鋼202との界面に近い部
分ではCrの酸化物が主成分である。なお、酸化膜の詳
しい分析結果については第2表,第3表および第6図を
用いて後で詳しく説明する。ステンレス鋼表面の鏡面研
磨は、パイプの内面に対しては例えば電解研磨を用い、
チャンバやボンベの内面に対しては電解複合研磨等の技
術を用いて行った。酸化の方法は、例えばパイプの場合
には超高純度ArあるいはHe(水分の含有量1ppb
程度以下)を用いてパイプ内面をパージし十分に水分を
抜いた後さらに150〜200℃程度に昇温してパージ
を行い、内表面に吸着しているHO分子をほぼ完全に
脱離させた後、やはり水分の含有量が1ppb程度以下
の純酸素を流し、パイプに直接電流を流す通電加熱方式
により400℃に昇温し内表面の酸化を行った。このよ
うな減圧装置で不動態膜形成が最も重要なのはガスボン
ベである。ボンベは反応性ガスを長時間蓄える容器であ
るため、ガスの純度を保つためには耐腐食性に優れ、か
つ不純物ガスの吸着吸蔵のほとんどない不動態膜形成が
不可欠であり、本発明によりはじめて実現できた。第2
図はこのボンベの酸化を行う方法の一例を示したもので
ある。例えばガスボンベ301の内表面を酸化する場
合、ガス導入ライン302より超高純度のArあるいは
Heを例えば毎分10L程度ボンベ内に導入し、常温で
十分にパージすることにより水分抜きを行なう。水分抜
きが十分かどうかは例えばパージライン304に設けら
れた露点計305でパージガスの露点をモニタすること
により行えばよい。その後さらに電気炉303によりボ
ンベ301全体を150〜400℃程度に加熱し、ほぼ
完全に内表面に吸着しているHO分子を脱離させる。
次に超高純度Oをボンベ内に導入し、電気炉によりボ
ンベ全体の温度を所定の温度(例えば400〜600
℃)に昇温し内表面の酸化を行う。このようにして形成
した不動態膜はHCl,Cl,BCl,BF等の
腐食性ガスに対しても極めて安定であり、この不動態膜
を形成したガスボンベは長期間腐食性ガスを充填保存し
ても全くダメージを受けないことが実験的にたしかめら
れた。次にこの不動態膜の脱ガス特性についての実験結
果を示す。実験は全長2mの3/8インチ径のパイプに
ついて行った。実験装置の構成を第3図に示す。すなわ
ち、ガス純化装置401を通したArガスを1.2L/
分の流量で試料のSUSパイプ402を通しガス中に含
まれる水分量をAPIMS(大気圧イオン化マス分析装
置)403により測定した。常温でパージした結果を第
4図のグラフに示す。テストしたパイプの種類はパイプ
の内面を電解研磨したもの(A)、電解研磨後硝酸によ
る不動態化処理を行ったもの(B)、および本発明の不
動態膜を形成したもの(C)の3種類であり、第4図で
はそれぞれA,B,Cの線で示されている。各パイプは
相対湿度50%、温度20℃のクリーンルーム内に約1
週間放置した後、本実験を行った。第4図のA,Bから
明らかなように、電解研磨管(A)、硝酸による不動態
化処理をした電解研磨管(B)のいずれも多量の水分が
検出されているのが分る。約1時間通ガスした後もAで
は68ppb,Bでは36ppbもの水分が検出されて
おり、2時間後も水分量はA,Bそれぞれ41ppb,
27ppbでなかなか水分量が減少しないのが分る。こ
れに対し本発明の不動態膜を用いたCでは、通ガス後5
分後には7ppbに落ち、15分以降はバックグラウン
ドのレベル3ppb以下になってしまった。このように
Cは極めて優れた吸着ガスの脱離特性を持っていること
が分った。次にテスト用のパイプ402を電源404に
より通電加熱し、第5図の昇温タイムチャートに従って
パイプの温度を変化させた。温度を室温から120℃、
120℃から200℃、200℃から300℃と変化さ
せたときに出てくる水分量の平均値をまとめたものを第
1表に示す。この結果からも明らかなように本発明によ
るステンレス配管は他にくらべて1ケタ程度水分の放出
がすくないことが分る。このことは、吸着量も少なく、
また容易に脱離できることを意味しており、超高純度ガ
ス供給に最適のものであることが分る。また本発明の減
圧室(真空室)202(第1図)のベーキング後は10
−11〜10−12Torrの真空度が実現されており
超高真空装置としても非常に優れた特性を持っているこ
とが分った。次にステンレス表面を酸化して得られる酸
化被膜について説明する。第2表は、SUS316L,
SUS304Lを超高純度酸素で酸化した場合、表面に
形成される酸化膜の膜厚と屈折率を酸化温度および時間
の関係として示したものである。第3表はSUS316
Lを、400℃〜600℃の温度で、1〜9時間酸化し
た時の酸化膜厚と屈折率を示している。注目すべきこと
は温度400〜500℃の酸化では、酸化膜厚は時間に
は依らず温度だけで決っていることである。これはSU
Sの酸化がCabreraとMottのモデルで説明さ
れるプロセスで進行していることを示唆している。すな
わち、温度を制御し一定とすれば所定の膜厚まで酸化膜
が成長するため、膜厚の均一なピンホールのない緻密な
酸化膜を形成することができる。一方、550℃,60
0℃に温度が上がると、酸化膜中を酸素が拡散で供給さ
るプロセスも重畳するため、酸化時間が長くなると少し
づつ酸化膜厚は厚くなって行く。第6図はSUS316
Lを500℃で約1時間酸化した後、表面の元素分布を
ESCAでしらべた結果である。表面付近でFeの濃度
が高く、深い部分でCrの濃度の高くなっているのが分
る。このことは表面付近ではFeの酸化物が、酸化膜と
SUS基板との界面近くではCrの酸化物がそれぞれで
きている2層構造になっていることを示している。この
ことは、ESCAスペクトルのエネルギー分析の結果、
表面付近のFeでは酸化物形成によるケミカルシフトが
みられ、これが深い部分ではなくなり、またCrは深い
部分でのみ酸化物形成によるケミカルシフトがみられる
ことからも確認されている。これまでSUSの酸化でこ
のような2層膜が形成されたという報告はなく、本発明
による減圧装置が優れた耐腐食性および吸着ガスの脱離
特性を示すメカニズムはまだ明らかでないが、この緻密
な2層膜の形成によるものであると考えられる。また、
緻密な酸化膜を形成するには、ステンレス鋼表面の加工
時に変質した層を除去し、かつ表面を平坦にすることが
重要である。本実施例では表面粗度としてRmax
0.1〜1.0μmのものを用いたが、実験の結果半径
5μmの円周内での凸部と凹部の高さの差の最大値が1
μm程度までは、十分よい不動態膜の形成されることが
分っている。第7図に、第6図に対応して、酸化条件を
変えたときの、不動態膜の表面からの元素分布を示す。
第7図(a),(b),(c),(d)のそれぞれの酸
化条件は、(a)400℃、4時間、(b)500℃、
4時間、(c)550℃、4時間(d)550℃、9時
間である。第7図(c)では、最表面は、鉄酸化物は存
在せず、クロム酸化物のみとなっている。また、第7図
(d)では、表面側では、クロム酸化物が鉄酸化物より
多くなっている。第7図(a)、第7図(b)に対し、
第7図(c)、第7図(d)を比較すると、酸化温度が
高くなるにつれて、表面近傍のクロム酸化膜の比率が高
くなり、550℃、9時間の酸化では、表面近傍でもク
ロム酸化膜の方が鉄の酸化膜より多くなっている。表面
近傍にクロム酸化膜が多くなると化学的に一層強くなっ
て行く。例えば、塩素系のガスであるClやHClに
対しても、まったく腐食されなくなって行く。半導体製
造装置では、Si単結晶、SiO,Si,Al
Nといった絶縁物、Al,Al−Si,Al−Cu−S
i,W,Mo,Ta,Ti,TiN,Cuといった金属
等の薄膜を多層に堆積することが多い。通常、これらの
薄膜は、CVD(Chemical Vapor De
position)やスパッタによって成膜される。そ
の時、従来の装置では半導体ウェハ上にだけ薄膜が堆積
されるのではなく反応チャンバ内壁にも大量の堆積物が
付着する。こうした付着物がダストの原因になって、パ
ターン欠陥を生じるため、たとえばCVD装置では殆ど
連日、チャンバを開けて、チャンバ内壁に付着する堆積
物を除去するし、装置の稼動率もきわめて低いものであ
った。ところが、本発明の不動態膜を表面に設けた反応
チャンバであれば、所定の時間間隔で定期的に反応チャ
ンバの温度を200〜350℃に上げ、例えば、C
,HClといった塩素系のガス、あるいはフッ素系
のガス等のクリーニングガスを流すことによって反応チ
ャンバ内壁に付着している堆積物をエッチングによって
除去することができる。反応チャンバの内表面がきわめ
て平坦である上に、化学的および機械的強度に優れた不
動態膜が設けられているため、堆積物の反応チャンバ内
壁への付着強度がきわめて弱いため、このエッチングに
よる除去がきわめて有効に作用する。つまり、セルフク
リーニング、セルフメインテナンス機能を備えた半導体
製造装置が、本発明により初めて可能となったのであ
る。このセルフクリーニング、セルフメインテナンス機
能を備えた半導体製造装置の開発により、初めて半導体
製造ラインの完全自動化が可能となったのである。第2
表、第3表に示すように、ステンレス鋼表面を加工変質
層のない鏡面に仕上げた後、充分な洗浄と乾燥を行なっ
て、高純度酸素中で酸化して不動態膜を形成すると、酸
化温度が、400℃以上であれば、不動態膜の厚さはつ
ねに10nm以上である。以上、発明の実施例として第
1図の装置について説明したが、これは超高真空の実験
装置であってもよいし、またRIE装置やスパッタ装
置、CVD装置などの半導体の製造装置であってもかま
わない。第1図に示したようにガス供給系やボンベ等も
含めてすべてが1つの減圧装置を構成するものであり、
ボンベの内面やガスバルブやパイプの内面に本発明の不
動態膜を形成したものはすべて本発明の減圧装置に含ま
れることは言うまでもない。真空ポンプの内表面に関し
ても同様である。またさらに減圧室202内に設置され
る例えばウェハ搬送のための機構部品に関しても本発明
の不動態膜を形成した場合にも本発明の減圧装置に含ま
れることは明らかてある。なお、本実施例では装置の内
部に露出する面のほぼ全面に酸化膜を設けているが、例
えば減圧室のように内部の表面積が広く、酸化膜を形成
することによる効果が高い部分にのみ酸化膜を形成して
もよい。さらに、上記実施例においては、ステンレス鋼
としてSUS304L,SUS316Lを例として取り
あげたが、ステンレス鋼としては、Fe−Cr系、Fe
−Cr−Ni系でもよい。また、組織としても、フェラ
イト系、マルテンサイト系、オーステナイト系のいずれ
のステンレス鋼であってもよい。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view of a pressure reducing device showing one embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 201 denotes a vacuum exhaust device,
For example, a turbo molecular pump with a displacement of 2000 L / min. Reference numeral 202 denotes a decompression chamber, which is made of stainless steel SUS31.
The passivation film 203 is formed on the inner wall of the chamber. Reference numeral 204 denotes a gas supply system, and a small flow rate of gas, for example, 0.01 to
By supplying about 100 cc / min, the decompression chamber is filled with a predetermined gas, for example, 1 × 10 -4 to 1 × 10 -1 T.
The pressure can be reduced to about orr. Therefore, the gas supply system 204 is made of stainless steel piping,
It is composed of a second step, a valve, a mass flow controller, a pressure reducing valve, a ceramic filter and the like, and a detailed description thereof will be omitted here. Reference numeral 205 denotes a gas cylinder that supplies a predetermined gas to a gas supply device.
He, another HCl in general gases such as H 2, O 2, Cl 2 , B
Corrosive gases such as Cl 3 and BF 3 are often used. In FIG. 1, only one cylinder is drawn for convenience, but a plurality of cylinders are connected as necessary. Although FIG. 1 shows only the passive film 203 on the inner surface of the decompression chamber 202, the main parts of the gas supply system, the gas cylinder, and the like are made of stainless steel (SUS316L, SUS) because of the flow of corrosive gas.
304L), and the passivation film of the present invention is formed on all inner surfaces in contact with the gas. To form a passivation film, first, the surface of stainless steel is mirror-polished,
For example, electrolytic polishing is performed, and the flatness is adjusted to the maximum value R of the difference between the irregularities.
After a maximum of 0.1 to 1.0 μm, the stainless steel was heated to 400 ° C. in a pure oxygen atmosphere and oxidized for about 1 hour. Thereby, about 11 nm (11
(0 angstrom) of the oxide film 203 was formed. The main component of the oxide differs depending on the position. The surface is mainly composed of an oxide film of iron, and the portion near the interface with the stainless steel 202 is mainly composed of the oxide of Cr. The detailed analysis results of the oxide film will be described later in detail with reference to Tables 2, 3 and 6. For the mirror polishing of the stainless steel surface, for example, electrolytic polishing is used for the inner surface of the pipe,
The inner surfaces of the chamber and the cylinder were subjected to a technique such as electrolytic combined polishing. The oxidation method is, for example, in the case of a pipe, ultra-high purity Ar or He (water content 1 ppb).
After purging the inner surface of the pipe to remove water sufficiently, the temperature is further raised to about 150 to 200 ° C. to perform purging, and H 2 O molecules adsorbed on the inner surface are almost completely desorbed. After that, pure oxygen having a water content of about 1 ppb or less was passed, and the temperature was raised to 400 ° C. by an electric heating method in which a current was directly passed through the pipe to oxidize the inner surface. In such a decompression device, the most important thing for forming a passive film is a gas cylinder. Since a cylinder is a container for storing a reactive gas for a long time, it is indispensable to form a passive film having excellent corrosion resistance and almost no adsorption and occlusion of impurity gas in order to maintain the purity of the gas. I realized it. Second
The figure shows an example of a method for oxidizing the cylinder. For example, when oxidizing the inner surface of the gas cylinder 301, ultrapure Ar or He is introduced into the cylinder, for example, at a rate of about 10 L / min from the gas introduction line 302, and water is removed by sufficiently purging at room temperature. Whether the moisture removal is sufficient may be determined by monitoring the dew point of the purge gas with a dew point meter 305 provided in the purge line 304, for example. Thereafter, the entire cylinder 301 is further heated to about 150 to 400 ° C. by the electric furnace 303 to desorb H 2 O molecules almost completely adsorbed on the inner surface.
Next, ultra-high purity O 2 is introduced into the cylinder, and the temperature of the entire cylinder is adjusted to a predetermined temperature (for example, 400 to 600) by an electric furnace.
℃) to oxidize the inner surface. The passivation film thus formed is extremely stable against corrosive gases such as HCl, Cl 2 , BCl 3 and BF 3 , and the gas cylinder formed with the passivation film is filled with a corrosive gas for a long time. It was experimentally confirmed that no damage was caused when stored. Next, experimental results on the degassing characteristics of the passivation film will be described. The experiment was performed on a 3/8 inch diameter pipe having a total length of 2 m. FIG. 3 shows the configuration of the experimental apparatus. That is, the Ar gas passed through the gas purification device 401 is supplied at a rate of 1.2 L /
The amount of water contained in the gas was measured by an APIMS (atmospheric pressure ionization mass spectrometer) 403 at a flow rate of one minute through the SUS pipe 402 of the sample. The result of purging at room temperature is shown in the graph of FIG. The types of pipes tested were those in which the inner surface of the pipe was electropolished (A), those in which passivation treatment with nitric acid was performed after electropolishing (B), and those in which the passivation film of the present invention was formed (C). There are three types, which are indicated by lines A, B, and C in FIG. 4, respectively. Each pipe is about 1% in a clean room with a relative humidity of 50% and a temperature of 20 ° C.
After standing for a week, the experiment was performed. As is clear from FIGS. 4A and 4B, a large amount of water is detected in both the electropolishing tube (A) and the electropolishing tube (B) that has been passivated with nitric acid. Even after passing the gas for about 1 hour, 68 ppb of moisture was detected in A and 36 ppb of moisture was detected in B. Even after 2 hours, the moisture content of A and B was 41 ppb, respectively.
It can be seen that the water content does not readily decrease at 27 ppb. On the other hand, in the case of C using the passivation film of the present invention, 5% after gas passage.
After 15 minutes, it dropped to 7 ppb, and after 15 minutes, it was below the background level of 3 ppb. As described above, C was found to have extremely excellent adsorption gas desorption characteristics. Next, the test pipe 402 was energized and heated by the power supply 404, and the temperature of the pipe was changed according to the temperature rise time chart of FIG. Temperature from room temperature to 120 ° C,
Table 1 summarizes the average values of the amounts of water that appear when the temperature is changed from 120 ° C to 200 ° C and from 200 ° C to 300 ° C. As is apparent from these results, the stainless steel pipe according to the present invention emits less than one digit of water as compared with the others. This means that the amount of adsorption is small,
In addition, it means that it can be easily desorbed, and it is understood that it is optimal for supplying ultra-high purity gas. After baking of the decompression chamber (vacuum chamber) 202 (FIG. 1) of the present invention, 10
It has been found that a degree of vacuum of −11 to 10 −12 Torr has been realized, and that the device has extremely excellent characteristics as an ultrahigh vacuum device. Next, an oxide film obtained by oxidizing the stainless steel surface will be described. Table 2 shows SUS316L,
In the case where SUS304L is oxidized with ultra-high purity oxygen, the thickness and the refractive index of an oxide film formed on the surface are shown as a relationship between the oxidation temperature and time. Table 3 is SUS316
L shows the oxide film thickness and refractive index when L is oxidized at a temperature of 400 ° C. to 600 ° C. for 1 to 9 hours. It should be noted that in the oxidation at a temperature of 400 to 500 ° C., the oxide film thickness is determined only by the temperature without depending on the time. This is SU
It suggests that the oxidation of S proceeds in the process described by the Cabrera and Mott model. That is, if the temperature is controlled and kept constant, the oxide film grows to a predetermined thickness, so that a dense oxide film having a uniform thickness and no pinholes can be formed. On the other hand, 550 ° C, 60
When the temperature rises to 0 ° C., a process in which oxygen is supplied by diffusion in the oxide film is also superimposed. Therefore, as the oxidation time increases, the oxide film thickness gradually increases. Fig. 6 shows SUS316
This is the result of examining the element distribution on the surface by ESCA after oxidizing L at 500 ° C. for about 1 hour. It can be seen that the concentration of Fe is high near the surface and the concentration of Cr is high in the deep part. This indicates that the oxide has a two-layer structure in which the oxide of Fe is formed near the surface and the oxide of Cr is formed near the interface between the oxide film and the SUS substrate. This is the result of the energy analysis of the ESCA spectrum,
In Fe near the surface, a chemical shift due to the formation of an oxide is observed, and this is not present in a deep portion. It is also confirmed that a chemical shift due to the formation of an oxide is observed in Cr only in a deep portion. To date, there has been no report that such a two-layer film was formed by SUS oxidation, and the mechanism by which the decompression device according to the present invention exhibits excellent corrosion resistance and desorption characteristics of adsorbed gas is not yet clear. It is considered that this is due to the formation of a suitable two-layer film. Also,
In order to form a dense oxide film, it is important to remove the deteriorated layer and flatten the surface during the processing of the stainless steel surface. Although R max as the surface roughness in the present embodiment is used as a 0.1 to 1.0 [mu] m, the maximum value of the difference of the convex portion and the concave portion of the height of the inside circumference of the results radius 5μm experiment 1
It has been found that a sufficiently good passivation film is formed up to about μm. FIG. 7 shows the element distribution from the surface of the passivation film when the oxidation conditions are changed, corresponding to FIG.
7 (a), (b), (c), and (d) are as follows: (a) 400 ° C, 4 hours, (b) 500 ° C,
4 hours, (c) 550 ° C., 4 hours (d) 550 ° C., 9 hours. In FIG. 7 (c), the outermost surface has no chromium oxide and no chromium oxide. Further, in FIG. 7 (d), the chromium oxide is larger than the iron oxide on the surface side. 7 (a) and 7 (b),
Comparing FIGS. 7 (c) and 7 (d), the ratio of the chromium oxide film near the surface increases as the oxidation temperature increases. The film is more than the iron oxide film. As the chromium oxide film increases near the surface, it becomes chemically stronger. For example, even chlorine gas such as Cl 2 and HCl is not corroded at all. In a semiconductor manufacturing apparatus, a single crystal of Si, SiO 2 , Si 3 N 4 , Al
Insulators such as N, Al, Al-Si, Al-Cu-S
Thin films of metals such as i, W, Mo, Ta, Ti, TiN, and Cu are often deposited in multiple layers. Usually, these thin films are formed by CVD (Chemical Vapor Deposit).
The film is formed by position or sputtering. At that time, in the conventional apparatus, not only a thin film is deposited on a semiconductor wafer but also a large amount of deposit adheres to the inner wall of the reaction chamber. Since such deposits cause dust and cause pattern defects, for example, in a CVD apparatus, the chamber is opened almost every day to remove deposits adhering to the inner wall of the chamber, and the operation rate of the apparatus is extremely low. there were. However, in the case of a reaction chamber provided with the passivation film of the present invention on the surface, the temperature of the reaction chamber is periodically raised to 200 to 350 ° C. at predetermined time intervals, and for example, C
Deposits adhering to the inner wall of the reaction chamber can be removed by etching by flowing a cleaning gas such as a chlorine-based gas such as l 2 or HCl or a fluorine-based gas. Since the inner surface of the reaction chamber is extremely flat and a passivation film with excellent chemical and mechanical strength is provided, the adhesion strength of deposits to the inner wall of the reaction chamber is extremely low. Removal works very effectively. In other words, a semiconductor manufacturing apparatus having self-cleaning and self-maintenance functions has been made possible for the first time by the present invention. The development of a semiconductor manufacturing apparatus having self-cleaning and self-maintenance functions has made it possible for the first time to completely automate a semiconductor manufacturing line. Second
As shown in Tables and Tables 3, after the stainless steel surface is finished to a mirror surface without a work-affected layer, it is thoroughly washed and dried, and oxidized in high-purity oxygen to form a passivation film. If the temperature is above 400 ° C., the thickness of the passivation film is always above 10 nm. As described above, the apparatus of FIG. 1 has been described as an embodiment of the invention, but this may be an ultrahigh vacuum experimental apparatus, or a semiconductor manufacturing apparatus such as an RIE apparatus, a sputtering apparatus, or a CVD apparatus. It doesn't matter. As shown in FIG. 1, all the components including the gas supply system and the cylinder constitute one pressure reducing device.
It is needless to say that all the structures in which the passivation film of the present invention is formed on the inner surface of the cylinder or the inner surface of the gas valve or the pipe are included in the decompression device of the present invention. The same applies to the inner surface of the vacuum pump. Further, it is clear that, for example, a mechanical component for transferring a wafer installed in the decompression chamber 202 is also included in the decompression device of the present invention even when the passivation film of the present invention is formed. In this embodiment, the oxide film is provided on almost the entire surface exposed to the inside of the device. However, for example, only in a portion having a large internal surface area, such as a decompression chamber, where the effect of forming the oxide film is high, is provided. An oxide film may be formed. Further, in the above embodiment, SUS304L and SUS316L are taken as examples of stainless steel.
-Cr-Ni type may be used. Further, the structure may be any of ferritic, martensitic, and austenitic stainless steels.

【発明の効果】本発明により耐腐食性に優れ、かつガス
放出の極めてすくない不動態膜をその内表面に有する減
圧装置が実現し、これにより超高真空、超高清浄減圧プ
ロセス等が可能となった。また、上記効果に加え、セル
フクリーニング、セルフメインテナンスが可能となっ
た。
According to the present invention, it is possible to realize a decompression device having a passivation film having excellent corrosion resistance and extremely low outgassing on its inner surface, thereby enabling an ultra-high vacuum, an ultra-high clean pressure reduction process and the like. became. In addition to the above effects, self-cleaning and self-maintenance have become possible.

【表1】 [Table 1]

【表2】 [Table 2]

【表3】 [Table 3]

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

【図1】図1は本発明の一実施例を示す減圧装置の模式
図である。
FIG. 1 is a schematic view of a pressure reducing device showing one embodiment of the present invention.

【図2】図2はボンベの酸化方法の一例を示す模式図で
ある。
FIG. 2 is a schematic view showing an example of a method for oxidizing a cylinder.

【図3】図3は脱ガス特性を調べるための実験装置の構
成図であり。
FIG. 3 is a configuration diagram of an experimental device for examining degassing characteristics.

【図4】図4は実験結果を示すグラフであり。FIG. 4 is a graph showing experimental results.

【図5】図5は実験における昇温タイムチャートであ
る。
FIG. 5 is a heating time chart in an experiment.

【図6】図6は酸化後における表面の元素分布を示すグ
ラフである。
FIG. 6 is a graph showing element distribution on a surface after oxidation.

【図7】図7は酸化後における表面の元素分布を示すグ
ラフである。
FIG. 7 is a graph showing element distribution on a surface after oxidation.

【図8】図8は従来装置における装置の全リーク量と不
純物濃度との関係を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the total leak amount and the impurity concentration of the conventional device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

201 排気装置、 202 減圧室、 203 不動態膜、 204 ガス供給システム、 205,301 ガスボンベ、 302 ガス導入ライン、 303 電気炉、 304 パージライン、 305 露点計、 401 ガス純化装置、 402 SUSパイプ、 403 APIMS、 404 電源。 201 exhaust device, 202 decompression chamber, 203 passivation membrane, 204 gas supply system, 205, 301 gas cylinder, 302 gas introduction line, 303 electric furnace, 304 purge line, 305 dew point meter, 401 gas purification device, 402 SUS pipe, 403 APIMS, 404 power supply.

フロントページの続き (72)発明者 梅田 優 東京都中央区日本橋室町4丁目2番16号 株式会社渡辺商行内 (56)参考文献 特開 昭54−52636(JP,A) 特開 昭63−232126(JP,A) 特開 昭62−224935(JP,A) 特開 昭62−130524(JP,A)Continuation of front page (72) Inventor Yu Umeda 4-2-16-1 Nihombashi Muromachi, Chuo-ku, Tokyo Inside Watanabe Shoko Co., Ltd. (56) References JP-A-54-52636 (JP, A) JP-A-63-232126 (JP, A) JP-A-62-224935 (JP, A) JP-A-62-130524 (JP, A)

Claims (17)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 少なくとも、クロムの酸化物と鉄の酸化
物との混合酸化物を主成分とする層(但し、外側表面が
鉄酸化物よりクロム酸化物が多い層を除く)からなる不
動態膜が電解研磨面上に形成されており、 前記不動態膜の形成されたステンレス鋼の電解研磨面
が、半径5μmの円周内における凸部と凹部との高さの
差の最大値が1μm以下の平坦度を有しており、 前記電解研磨面はベーキングにより水分が除去されてい
ることを特徴とするステンレス鋼。
1. A passivation comprising at least a layer mainly composed of a mixed oxide of chromium oxide and iron oxide (excluding a layer whose outer surface has more chromium oxide than iron oxide). A film is formed on the electropolished surface, and the electropolished surface of the stainless steel on which the passivation film is formed has a maximum value of a height difference of 1 μm between a convex portion and a concave portion in a circumference having a radius of 5 μm. A stainless steel having the following flatness, wherein the electropolished surface has been subjected to baking to remove moisture.
【請求項2】 前記不動態膜の厚さは5nm以上である
ことを特徴とする請求項1記載のステンレス鋼。
2. The stainless steel according to claim 1, wherein said passivation film has a thickness of 5 nm or more.
【請求項3】 前記不動態膜は、400℃以上550℃
未満の温度においてステンレス鋼を加熱酸化せしめて形
成された厚さが10nm以上の膜であることを特徴とす
る請求項1または2に記載のステンレス鋼。
3. The method according to claim 1, wherein the passivation film is at least 400 ° C. and 550 ° C.
The stainless steel according to claim 1 or 2, wherein the stainless steel is a film having a thickness of 10 nm or more formed by heating and oxidizing the stainless steel at a temperature of less than.
【請求項4】 主要部分がステンレス鋼で構成されてい
る減圧装置において、装置内部に露出する前記ステンレ
ス鋼の電解研磨面が、クロム酸化物と鉄の酸化物との混
合酸化物を主成分とする層(但し、外側表面が鉄酸化物
よりクロム酸化物が多い層を除く)からなる不動態膜が
形成されており、 前記不動態膜の形成されたステンレス鋼の電解研磨面
が、半径5μmの円周内における凸部と凹部との高さの
差の最大値が1μm以下の平坦度を有しており、 前記電解研磨面はベーキングにより水分が除去されてい
ることを特徴とする減圧装置。
4. A decompression apparatus whose main part is made of stainless steel, wherein the electropolished surface of the stainless steel exposed inside the apparatus mainly contains a mixed oxide of chromium oxide and iron oxide. A passivation film (except for a layer whose outer surface has more chromium oxide than iron oxide) is formed, and the electropolished surface of the stainless steel on which the passivation film is formed has a radius of 5 μm. A maximum value of a difference in height between the convex portion and the concave portion in the circumference of the flat surface is 1 μm or less, and the electrolytic polishing surface is removed of moisture by baking. .
【請求項5】 前記不動態膜の厚さは5nm以上である
ことを特徴とする請求項4に記載の減圧装置。
5. The pressure reducing device according to claim 4, wherein the thickness of the passivation film is 5 nm or more.
【請求項6】 前記不動態膜は、400℃以上550℃
未満の温度においてステンレス鋼を加熱酸化せしめて形
成された厚さが10nm以上の膜である請求項4または
5に記載の減圧装置。
6. The passivation film according to claim 1, wherein said passivation film is at least 400 ° C. and 550 ° C.
The pressure reducing device according to claim 4 or 5, wherein the film is a film having a thickness of 10 nm or more formed by heating and oxidizing stainless steel at a temperature of less than.
【請求項7】 前記減圧装置には、主要部がステンレス
鋼で構成される超高純度ガスを供給するためのガス供給
装置が接続され、かつ、そのガス供給装置の内部に露出
するステンレス鋼の表面の少なくとも一部には前記不動
態膜が形成されていることを特徴とする請求項4ないし
6のいずれか1項に記載の減圧装置。
7. A gas supply device for supplying an ultra-high-purity gas whose main part is made of stainless steel is connected to the pressure reducing device, and a stainless steel material exposed inside the gas supply device is provided. The pressure reducing device according to claim 4, wherein the passivation film is formed on at least a part of a surface.
【請求項8】 前記減圧装置には、主要部がステンレス
鋼で構成される超高純度ガスを供給するためのガスボン
ベを前記ガス供給装置を介して接続され、かつ、そのガ
スボンベの内部に露出するステンレス鋼の表面の少なく
とも一部には前記不動態膜が形成されていることを特徴
とする請求項4乃至7のいずれか1項に記載の減圧装
置。
8. A gas cylinder for supplying an ultra-high-purity gas whose main part is made of stainless steel is connected to the decompression device via the gas supply device, and is exposed inside the gas cylinder. The pressure reducing device according to any one of claims 4 to 7, wherein the passivation film is formed on at least a part of a surface of the stainless steel.
【請求項9】 前記ガス供給装置に、絶縁減圧室内壁に
付着した堆積物をエッチング除去するためのクリーニン
グガス供給系を含むことを特徴とする請求項7または8
に記載のセルフクリーニング可能な減圧装置。
9. The cleaning apparatus according to claim 7, wherein said gas supply device includes a cleaning gas supply system for etching and removing deposits attached to the inner wall of the insulating decompression chamber.
A pressure reducing device capable of self-cleaning according to item 1.
【請求項10】 前記クリーニングガスは、塩素系ガス
又はフッ素系ガスである請求項8に記載のセルフクリー
ニング可能な減圧装置。
10. The self-cleaning pressure reducing device according to claim 8, wherein the cleaning gas is a chlorine-based gas or a fluorine-based gas.
【請求項11】 前記減圧装置が、350℃程度の温度
まで加熱される加熱装置を備えたことを特徴とする請求
項9または10に記載のセルフクリーニング可能な減圧
装置。
11. The self-cleaning-capable pressure reducing device according to claim 9, wherein the pressure reducing device includes a heating device that is heated to a temperature of about 350 ° C.
【請求項12】 前記減圧装置は、半導体製造装置、ガ
スボンベ、ガスバルブおよびパイプの内から選ばれた1
つ又は2つ以上の組合せである請求項4乃至11のいず
れか1項に記載の減圧装置。
12. The pressure reducing device is selected from a semiconductor manufacturing device, a gas cylinder, a gas valve and a pipe.
The pressure reducing device according to any one of claims 4 to 11, wherein the pressure reducing device is one or a combination of two or more.
【請求項13】 前記半導体装置はプラズマを用いた成
膜装置であることを特徴とする請求項12記載の減圧装
置。
13. The pressure reducing device according to claim 12, wherein the semiconductor device is a film forming device using plasma.
【請求項14】 前記ステンレス鋼はオーステナイト系
ステンレス鋼であることを特徴とする請求項1乃至3の
いずれか1項記載のステンレス鋼。
14. The stainless steel according to claim 1, wherein the stainless steel is an austenitic stainless steel.
【請求項15】 前記ステンレス鋼はフェライト系ステ
ンレス鋼であることを特徴とする請求項1乃至3のいず
れか1項記載のステンレス鋼。
15. The stainless steel according to claim 1, wherein the stainless steel is a ferritic stainless steel.
【請求項16】 前記ステンレス鋼はオーステナイト系
ステンレス鋼であることを特徴とする請求項4乃至請求
項13のいずれか1項に記載の減圧装置。
16. The pressure reducing device according to claim 4, wherein the stainless steel is austenitic stainless steel.
【請求項17】 前記ステンレス鋼はフェライト系ステ
ンレス鋼であることを特徴とする請求項4乃至請求項1
3のいずれか1項に記載の減圧装置。
17. The stainless steel according to claim 4, wherein the stainless steel is a ferritic stainless steel.
4. The pressure reducing device according to any one of items 3 to 5.
JP9004165A 1987-10-24 1997-01-13 Stainless steel, its manufacturing method and pressure reducing device Expired - Lifetime JP2976333B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9004165A JP2976333B2 (en) 1987-10-24 1997-01-13 Stainless steel, its manufacturing method and pressure reducing device

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62-268762 1987-10-24
JP26876287 1987-10-24
JP9004165A JP2976333B2 (en) 1987-10-24 1997-01-13 Stainless steel, its manufacturing method and pressure reducing device

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63005389A Division JP2976301B2 (en) 1987-10-24 1988-01-13 Stainless steel, its manufacturing method and pressure reducing device

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10101616A Division JP3037928B2 (en) 1987-10-24 1998-04-13 Stainless steel, its manufacturing method and pressure reducing device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09217166A JPH09217166A (en) 1997-08-19
JP2976333B2 true JP2976333B2 (en) 1999-11-10

Family

ID=26337892

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9004165A Expired - Lifetime JP2976333B2 (en) 1987-10-24 1997-01-13 Stainless steel, its manufacturing method and pressure reducing device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2976333B2 (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10265839A (en) * 1997-03-26 1998-10-06 Anelva Corp Treatment method of stainless steel surface, treatment device and vacuum device
US6228445B1 (en) * 1999-04-06 2001-05-08 Crucible Materials Corp. Austenitic stainless steel article having a passivated surface layer
US6677229B2 (en) * 2000-10-20 2004-01-13 Sumitomo Special Metals Co., Ltd. Solder bump transfer sheet, method for producing the same, and methods for fabricating semiconductor device and printed board
JP3946130B2 (en) * 2002-11-20 2007-07-18 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing apparatus and plasma processing method
JP5097331B2 (en) * 2004-07-27 2012-12-12 株式会社アルバック Surface treatment method
JP4541389B2 (en) * 2007-09-03 2010-09-08 昭和電工株式会社 GaN compound semiconductor manufacturing method
JP6220393B2 (en) * 2013-06-13 2017-10-25 東洋鋼鈑株式会社 Gold-plated coated stainless steel and method for producing gold-plated coated stainless steel
US10294568B2 (en) 2013-09-20 2019-05-21 Toyo Kohan Co., Ltd. Metal plate coated stainless material and method of producing metal plate coated stainless material
JP6887688B2 (en) * 2019-02-07 2021-06-16 株式会社高純度化学研究所 A container for evaporative raw materials and a solid vaporization supply system using the container for evaporative raw materials
JP6901153B2 (en) 2019-02-07 2021-07-14 株式会社高純度化学研究所 Solid vaporization supply system for metal halogen compounds for thin film formation.

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE407081B (en) * 1977-07-27 1979-03-12 Hultquist Gunnar B METHODS TO PROVIDE SURFACES WITH IMPROVED CORROSION PROPERTIES FOR FORMAL OF IRON CHROME OILS
JPS635389A (en) * 1986-06-25 1988-01-11 株式会社日立製作所 Image signal conversion circuit

Also Published As

Publication number Publication date
JPH09217166A (en) 1997-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2976301B2 (en) Stainless steel, its manufacturing method and pressure reducing device
JP3990881B2 (en) Semiconductor manufacturing apparatus and cleaning method thereof
KR101787139B1 (en) A coating method for gas delivery system
JP2768952B2 (en) Metal oxidation treatment apparatus and metal oxidation treatment method
JP2730695B2 (en) Tungsten film forming equipment
JP3433392B2 (en) Cleaning gas and cleaning method for vacuum processing apparatus
US6899767B2 (en) Method of cleaning processing chamber of semiconductor processing apparatus
US5789086A (en) Stainless steel surface having passivation film
JP3181053B2 (en) Method for forming passive film on stainless steel, and stainless steel and fluid contact parts
JP2976333B2 (en) Stainless steel, its manufacturing method and pressure reducing device
TWI768619B (en) Cleaning method of reaction tube, manufacturing method of semiconductor device, and substrate processing apparatus
JP3017301B2 (en) Method of forming passivation film
JP6609054B2 (en) Substrate processing apparatus, metal member, and semiconductor device manufacturing method
JP3037928B2 (en) Stainless steel, its manufacturing method and pressure reducing device
WO1990002212A1 (en) Metal oxidation apparatus
WO1995018240A1 (en) Austenitic stainless steel, piping system and fluid-contacting parts
US5906688A (en) Method of forming a passivation film
WO1993024267A1 (en) Method of forming oxide passivation film at weld portion and process apparatus
JP4319356B2 (en) Stainless steel on which a fluorinated passive film is formed and apparatus using the same
JPH02179867A (en) Process gas supply system
US5591267A (en) Reduced pressure device
JPH06283463A (en) Semiconductor manufacturing equipment
JP3084306B2 (en) Method of forming fluorinated passivation film
JPH10212564A (en) Stainless steel having oxidized passive coating and its formation
JPH08288248A (en) Liq. contacting member

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080910

Year of fee payment: 9