KR20170103656A

KR20170103656A - 금속 오염 방지 방법 및 금속 오염 방지 장치, 및 이들을 사용한 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치

Info

Publication number: KR20170103656A
Application number: KR1020170024950A
Authority: KR
Inventors: 사토루 고이케; 게이이치 다나카
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2016-03-04
Filing date: 2017-02-24
Publication date: 2017-09-13
Also published as: CN107151799A; TW201800615A; US20170252782A1; JP6615009B2; TWI683928B; JP2017155314A

Abstract

본 발명은, 산화크롬으로 이루어지는 부동태 막으로 표면이 피복된 금속 부품을 사용하는 경우에, 부동태 막의 형성 방법이나 상태에 의존하지 않고 금속 오염을 방지할 수 있는 금속 오염 방지 방법 및 금속 오염 방지 장치, 및 이들을 사용한 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 산화크롬으로 이루어지는 부동태 막(20)으로 표면이 피복된 금속 부품(10)을 사용하기 전에 행하는 금속 오염 방지 방법은, 상기 금속 부품의 표면을 덮는 상기 부동태 막에 질산을 공급하고, 상기 산화크롬과 상기 질산을 반응시켜, 질산크롬을 생성하는 공정과, 상기 질산크롬을 증발시킴으로써, 상기 부동태 막으로부터 크롬을 제거하는 공정을 갖는다.

Description

금속 오염 방지 방법 및 금속 오염 방지 장치, 및 이들을 사용한 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치{METAL CONTAMINATION PREVENTING METHOD AND APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND APPARATUS USING THE SAME}

본 발명은 금속 오염 방지 방법 및 금속 오염 방지 장치, 및 이들을 사용한 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.

종래부터, 오존 가스 공급원과 오존 가스 사용 장치를 접속하는 오존 가스 공급 경로에, 가스 접촉면을 부동태화 처리한 스테인리스강제 또는 알루미늄제의 오존 공급관 및 기기를 사용한 오존 공급 경로가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).

또한, 스테인리스강 부재의 표면을 건식에 의해 부동태화할 때, 오존 가스를 사용하는 표면 처리 방법에 있어서, 산화 처리 로의 승온 과정에서 사용하는 가스로서, 수분의 노점이 -10℃ 이하인 불활성 가스를 사용함과 함께, 산화 처리 로로부터 배출되는 미반응 오존을 포함하는 배기 가스를 오존 발생 장치에 원료 가스로서 순환 사용시켜, 산소 소비량 및 배기 가스의 양을 저감시키도록 한 스테인리스강 부재의 표면 처리 방법이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 2 참조).

이러한 부동태화 처리된 오존 공급 경로를 기판 처리 장치 등에 사용하는 경우, 처리실에 오존 공급용의 배관을 접속해서 오존을 공급하는데, 처리실 내에서 기판 처리를 개시하기 전에, 오존 공급 경로 내의 부동태 막을 안정시키기 위해, 기판을 반입하지 않고 처리실에 오존을 공급하는, 소위 에이징이 행하여지는 것이 일반적이다. 이것은, 스테인리스 배관으로부터 스테인리스 성분의 금속 오염의 발생을 방지하기 위해서 행하여지고 있다. 상술한 부동태 막은, 크롬 산화막(CrO₃)으로 구성되는 경우가 많다. 즉, 스테인리스강을 오존 공급 배관으로서 사용하는 경우에는, 산화력이 강한 질산을 포함한 전해액으로 전해 연마 처리(EP 처리, Electro Polishing)를 행하고, 플러스 이온화한 스테인리스를 전해액 중에 용출시킴으로써, 표면의 평활화를 행한다. 그때, 전해 연마에 있어서는, 철이 크롬보다 우선적으로 녹기 시작하는 성질이 있기 때문에, 표층의 크롬이 농화하는 현상이 일어나, 이것이 견고한 부동태 막으로 되어, 내식성이 현저히 향상된다.

도 1은, 종래부터 행하여지고 있는 배관을 전해 연마 처리하는 경우의 일련의 처리를 도시한 도면이다. 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 스테인리스강으로 이루어지는 배관(210), 예를 들어 SUS316L로 이루어지는 배관(210)이 준비되고, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 질산을 포함한 전해액(230)으로 전해 연마 처리가 행하여진다. 그렇게 하면, 도 1의 (c)에 도시된 바와 같이, 배관(210)의 표면에, 농화한 크롬 산화막(CrO₃)이 형성되고, 이것이 부동태 막(220)으로서 기능한다.

상술한 에이징은, 오존이라는 강 산화 가스를 스테인리스 배관(210)에 흘림으로써, 표면을 산화하여, 스테인리스 표면에 견고하고 안정적인 부동태 막(크롬 산화막)(220)을 생성하고, 이것을 안정화시킴으로써 금속 오염을 방지한다는 목적으로 행하여지고, 그러한 현상이 스테인리스 표면에서 발생하고 있다고 일반적으로 여겨지고 있다. 이 오존 가스를 미리 흘린다는 에이징은, 금속 오염을 방지하기 위해서 상당한 시간을 요하는데, 그 이유는, 전해액에 의한 전해 연마보다도, 오존 가스에서의 반응이 약하기 때문이라고 일반적으로 생각되고 있다.

도 2는, 종래부터 행하여지고 있는 에이징 방법의 일례를 나타낸 도면이다. 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 전해 연마 처리에 의해 스테인리스강으로 이루어지는 배관(210)의 표면에 크롬 산화막으로 이루어지는 부동태 막(220)이 형성된 배관(210)이 준비되고, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 오존 가스의 공급에 의해, 부동태 막(크롬산화)(220)이 성장한다. 또한, 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이, 에이징을 계속함으로써, 부동태 막(크롬산화)(220)이 더욱 성장한다. 이와 같이 하여, 크롬 산화막으로 이루어지는 부동태 막(220)을 성장시켜서 안정화하여, 금속 오염을 방지하는 것으로 생각되고 있다.

또한, 스테인리스강에 전해 연마 처리를 실시한 것, 및 질산 용액에 의한 산화 부동태 처리를 실시한 것은, 습식 처리이기 때문에, 표면에 수분이 포함되고, 이러한 수분이 NO_x 및 Cr과 반응해서 Cr 화합물이 발생하여, Cr 화합물의 제거에 장시간의 오존 가스 공급에 의한 에이징을 필요로 하므로, 이것을 해결하고자, 드라이 프로세스에서 산화 부동태 피막 처리된 재료를 사용해서 오존 발생 셀 이후의 오존 가스 송출로를 구성하여, Cr 화합물의 발생을 감소시키는 오존 발생 장치가 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 3 참조).

일본 특허 공개 평9-196298호 공보 일본 특허 공개 평8-337867호 공보 일본 특허 공개 평9-2807호 공보

그런데, 상술한 바와 같이, 기판 처리 등에 오존 발생 장치를 사용하는 경우에는, 처리실과 오존 발생 장치를 접속하는 오존 가스 공급 배관이 필요해진다. 특허문헌 3에 기재된 구성에서는, 오존 발생 장치 내의 오존 발생 셀 이후의 매우 짧은 오존 가스 송출로가 대상이므로, 드라이 프로세스에서 산화 부동태 피막 처리된 재료를 사용함으로써, 수분을 저감시키는 것이 가능할지도 모르지만, 긴 배관에서는, 공기 중에 자연스럽게 함유되어 있는 수분의 영향이 크기 때문에, 반드시 에이징의 시간을 대폭 저감할 수 있는 것은 아니다.

또한, 스테인리스 배관을 사용하는 경우, 상술한 질산을 포함한 전해액으로 전해 연마 처리를 행하는 것이 일반적이며, 이것과 상이한 처리를 행한 배관을 사용하는 것은, 비용 증가로 이어진다. 따라서, 일반적인 스테인리스 배관을 사용한 경우에도, 에이징 시간을 저감할 수 있는 것이 바람직하다.

한편, 특허문헌 1, 2에는, 부동태화 처리된 스테인리스강제의 오존 공급관 및 스테인리스강 부재의 표면 처리 방법에 관한 기재는 있지만, 이들을 실제로 기판 처리 등에 사용할 때의 에이징 처리 등에 대해서는 전혀 언급이 없다.

따라서, 본 발명은, 산화크롬으로 이루어지는 부동태 막으로 표면이 피복된 금속 부품을 사용하는 경우에, 부동태 막의 형성 방법이나 상태에 의존하지 않고 금속 오염을 방지할 수 있는 금속 오염 방지 방법 및 금속 오염 방지 장치, 및 이들을 사용한 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공한다.

본 발명의 일 형태에 관한 금속 오염 방지 방법은, 산화크롬으로 이루어지는 부동태 막으로 표면이 피복된 금속 부품을 사용하기 전에 행하는 금속 오염 방지 방법으로서,

상기 금속 부품의 표면을 덮는 상기 부동태 막에 질산을 공급하여, 상기 산화크롬과 상기 질산을 반응시켜, 질산크롬을 생성하는 공정과,

상기 질산크롬을 증발시킴으로써, 상기 부동태 막으로부터 크롬을 제거하는 공정을 포함한다.

본 발명의 다른 형태에 관한 기판 처리 방법은, 배관은, 기판 처리 장치의 처리실에 접속되어 있고,

상기 금속 오염 방지 방법을 실시한 후, 상기 배관으로부터 상기 처리실에 처리 가스를 공급해서 기판 처리를 행하는 공정을 포함한다.

본 발명의 다른 형태에 관한 금속 오염 방지 장치는, 산화크롬으로 이루어지는 부동태 막으로 표면이 피복된 금속 부품을 사용하기 전에 금속 오염 방지 처리를 실시하는 금속 오염 방지 장치로서,

상기 금속 부품의 표면을 덮는 상기 부동태 막에 질산을 공급하는 질산 공급 수단과,

상기 질산 공급 수단에 의해 공급된 상기 질산과 상기 산화크롬과의 반응에 의해 생성한 질산크롬을 증발시키는 증발 수단을 포함한다.

본 발명의 다른 형태에 관한 기판 처리 장치는,

상기 금속 오염 방지 장치와,

상기 금속 방지 장치가 접속된 상기 배관과,

상기 배관이 접속되고, 상기 배관을 통해서 처리 가스를 공급함으로써, 수용한 기판의 처리가 가능한 처리실을 포함한다.

본 발명에 따르면, 산화크롬으로 이루어지는 부동태 막으로 표면이 피복된 금속 부품을 사용할 때의 금속 오염을 방지할 수 있다.

도 1은 종래부터 행하여지고 있는 배관을 전해 연마 처리하는 경우의 일련의 처리를 도시한 도면이다.
도 2는 종래부터 행하여지고 있는 에이징 방법의 일례를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 따른 금속 오염 방지 방법의 일례를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 따른 금속 오염 방지 장치 및 기판 처리 장치의 일례를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에 관한 금속 오염 방지 방법 및 금속 오염 방지 장치의 실시 결과를 도시한 도면이다.
도 6은 도 5에 더하여 비교예 2를 더 부가한 실시 결과를 도시한 도면이다.
도 7은 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 및 2를, TOF-SIMS(Time-of-Secondary Mass Spectroscopy, 비행 시간형 2차 이온 질량 분석법)로 분석한 결과를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예 4에 관한 금속 오염 방지 방법의 실시 결과를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예 5에 관한 금속 오염 방지 방법의 실시 결과를 도시한 도면이다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명을 실시하기 위한 형태의 설명을 행한다.

〔금속 오염 방법 및 기판 처리 방법〕

도 3은, 본 발명의 실시 형태에 따른 금속 오염 방지 방법의 일례를 도시하는 도면이다. 도 3의 (a)는 표면을 산화크롬으로 이루어지는 부동태 막(20)으로 피복한 스테인리스 배관(10)을 도시한 도면이다. 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 내주면의 표면에 산화크롬(CrO₃)으로 이루어지는 부동태 막(20)이 형성된 스테인리스 배관(10)이 준비된다. 본 발명의 실시 형태에 따른 금속 오염 방지 방법은, 표면에 산화크롬(CrO₃)으로 이루어지는 부동태 막(20)이 형성되어 있는 한, 배관뿐만 아니라, 밸브, 셔터, 처리실의 내벽 등, 다양한 금속 부품에 적용할 수 있다. 또한, 재료에 대해서도, 스테인리스강뿐만 아니라, 철 등의 다양한 금속 재료에 적용 가능하지만, 본 실시 형태에서는, 스테인리스강으로 이루어지는 스테인리스 배관(10)에 적용한 예를 들어서 설명한다. 또한, 스테인리스강은, 용도에 따라서 적절한 종류가 선택되어도 되지만, 본 실시 형태에서는, SUS316L을 사용한 예를 들어서 설명한다.

도 3의 (b)는, 질산 생성 공정의 일례를 나타낸 도면이다. 질산 생성 공정에서는, 부동태 막(20)으로 피복된 스테인리스 배관(10)에 산소 함유 가스 및 질소 함유 가스를 공급하여, NO_x를 생성시킴과 함께, 이것을 수분과 반응시켜, 질산(HNO₃)을 생성한다. 산소 함유 가스는, 산소(O₃), 오존(O₃) 등의 산소 원소(O)를 함유하는 가스이면 되고, 질소 함유 가스는, 질소(N₂), 암모니아(NH₃) 등의 질소 원소(N)를 함유하는 가스이면 된다. 도 3의 (b)에서는, 산소 함유 가스로서 오존(O₃)이 공급되고, 질소 함유 가스로서 질소(N₂)가 공급된 예가 도시되어 있다. 오존 및 질소가 동시에 1군데(스테인리스 배관(10))에 공급됨으로써, NO_x가 발생한다. 또한, 산화 가스는 오존이 공급되는 경우에는, 오존은 15％ 정도에 그치고, 나머지(약 85％)는 산소가 함께 공급되는 경우가 대부분이다. 즉, 오존의 발생은 일반적으로는 오존 발생 장치를 사용해서 행하여지지만, 오존 발생 장치에 공급된 산소로부터 100％ 오존만 생성할 수 있는 오존 발생 장치는 아직 존재하지 않아, 오존의 생성은 15％ 정도에 그치는 것이 현재의 일반적인 오존 발생 장치의 성능이기 때문이다. 단, 오존 발생 장치의 성능이 장래 비약적으로 향상될 가능성도 충분히 있다. 어떤 경우에든, NO_x가 발생하는 한, 본 실시 형태에 따른 금속 오염 방지 방법은 적용 가능하다.

또한, 물은 직접적으로는 스테인리스 배관(10)에 공급되어 있지 않지만, 산소나 질소 등의 순도는 통상 100％가 아니라, 미량의 물을 함유하고 있는 경우가 대부분이다. 예를 들어, 질소를 공급하는 경우, 순도가 높은 것이라도 99.99995vol％ 정도에 그치고, 0.5ppm 정도의 물이 포함되어 있다. 또한, 스테인리스 배관(10)의 표면에 미량의 수분이 부착되어 있는 것이 일반적이다. 따라서, 물을 특별히 공급하지 않아도, 질소 및 산소가 공급된 스테인리스 배관(10) 내에 물은 미량으로 존재한다.

따라서, 스테인리스 배관(10), 보다 정확하게는 부동태 막(20)의 표면에 오존 및 질소를 공급함으로써, NO_x(N_xO_x)와 물(H₂O)이 반응하여, 질산(HNO₃)이 발생한다. 그리고, 발생한 질산과 산화크롬은, 이하의 (1)식과 같은 반응을 한다.

2CrO₃+6HNO₃→2Cr(NO₃)₃↑+3H₂O↑+O₃↑ (1)

즉, 산화크롬과 질산이 반응하여, 질산크롬(Cr(NO₃)₃)과 물과 오존이 발생한다. (1)식에 나타낸 바와 같이, 질산크롬과 질산이 반응하면, 자동으로 물이 생성되므로, 물은, (1)식의 반응이 일단 발생해버리면, 그 후에는 적극적으로 공급할 필요는 없다. 따라서, 스테인리스 배관(10)에 오존과 질소를 공급하면, 미량으로 존재하는 물과 반응해서 (1)식의 반응이 발생하고, 그 후에는 반응이 계속된다. 즉, (1)식의 반응이 일단 개시되면, 산화크롬(CrO₃)이 존재하는 한, (1)식의 반응은 계속된다.

여기서, 질산크롬(Cr(NO₃)₃)은 수용성이며, 또한 비점이 100℃로 비교적 낮지만, 실온(25℃ 전후)보다는 높은 온도이기 때문에, 용출 Cr이 스테인리스 배관(10)의 유로 내에 방출되어, Cr과 결합하고 있던 다른 스테인리스 성분(Fe, Ni 등)도 메탈 콘터미네이션(금속 오염)으로서 발생하고 있다고 생각된다.

배경기술에 있어서, 오존을 공급하는 에이징에 의해, 서서히 금속 오염이 마르는(없어지는) 현상에 대해서 설명했지만, 이것은, 실제로는, 도 2에서 설명한 바와 같은 산화크롬의 성장 및 안정화에 의한 것이 아니라, 오히려 산화크롬이 없어져서, 오존을 흘려도 질산크롬이 발생하지 않게 되는 상태로 되어 있는 것은 아닌가라고 생각된다.

따라서, 산화크롬이 존재하는 한 금속 오염은 존재하게 되므로, 에이징의 단계에서는, (1)식의 반응이 발생하도록 촉진하여, 산화크롬을 소실시켜버리면, 금속 오염의 원인이 없어지게 된다.

발명자들은, 다양한 에이징의 실험을 거듭하여, 스테인리스 배관(10)을 진공 배기하고 있는 경우에는, 금속 오염이 비교적 빠르게 소멸하여, 에이징이 단시간에 끝나는 것을 알아내었다. 에이징의 경우에는, 처리실을 가열하지 않은 경우가 많기 때문에, 질산크롬의 비점인 100℃에 도달하지 않고, 상온의 25℃의 환경 하에 있는 경우가 많아, 질산크롬이 금속 오염의 원인으로 되어도 이상하지 않다. 그러나, 진공 배기를 행하면, 포화 증기압이 저하되어, 25℃ 정도의 실온에서도, 질산크롬이 증발한다. 그렇게 하면, (1)식의 반응을 촉진함으로써, 산화크롬을 질산크롬으로 변환하고, 변환된 질산크롬을 증발시킴으로써, 크롬의 성분을 스테인리스 배관(10)으로부터 제거하여, 금속 오염의 발생을 방지할 수 있다. 즉, 질산크롬이 증발하지 않는 환경에서 (1)식의 반응을 촉진하면, 금속 오염이 발생해버리지만, 질산크롬이 증발하는 환경에서 (1)식의 반응을 촉진하면, 부동태 막(20)의 표면으로부터 크롬 성분을 제거하여, 금속 오염이 발생하지 않는 상태를 단시간에 만들어 낼 수 있다.

종래의 에이징에서는, 오존은 공급하지만, 질소를 공급하고 있지 않기 때문에, 질산이 많이 발생하지 않아, (1)의 반응은 발생하기 어렵다. 따라서, 에이징에 몇백 시간 정도의 장시간을 요하는 것도 드문 일은 아니다. 본 실시 형태에서는, 오존뿐만 아니라 질소도 적극적으로 공급하여, 질산을 많이 생성한다. 그리고, (1)식의 반응을 발생시켜, 효율적으로 부동태 막(20)의 표면으로부터 Cr 성분을 제거하여, 금속 오염이 발생하지 않는 상태를 만들어 낸다. 이에 의해, 단시간의 에이징으로 확실하게 금속 오염을 방지할 수 있다.

또한, 질산크롬을 증발시키기 위해서는, 상술한 바와 같이 스테인리스 배관(10)을 진공 배기해서 포화 증기압을 저하시켜도 되고, 스테인리스 배관(10)을 가열해서 비점인 100℃의 환경을 만들어 내도 되고, 가열과 감압의 조합이어도 된다. (1)식의 반응을 촉진함과 함께, 질산크롬을 증발시켜서 제거할 수 있으면, 그 수단 및 방법은 상관없다.

도 3의 (c)는, 질산크롬 증발 공정의 일례를 나타낸 도면이다. 질산크롬 증발 공정에서는, 상술한 바와 같이, 산소 함유 가스 및 질소 함유 가스의 공급을 계속하여, (1)식의 반응을 계속함과 함께, 질산크롬이 증발하는 환경을 만들어 내어, 부동태 막(20)으로부터 Cr 성분을 제거하여, 부동태 막(20)의 두께를 감소시킨다. 이에 의해, 효율적으로 단시간에 금속 오염이 발생하지 않는 환경을 만들어 낼 수 있다.

또한, 질산의 발생량을 증가시키면, (1)식의 반응은 촉진되어, 산화크롬의 감소 속도가 빨라지므로, 공급하는 질소는, 효율적으로 질산을 발생할 수 있는 범위에서 많은 것이 더 바람직하다.

또한, 크롬의 농도는, 부동태 막(20)의 표면으로부터 2㎛ 이하의 깊이의 범위에서 적어지도록 설정하는 것이 바람직하다. 부동태 막(20)의 깊은 위치에 크롬 성분이 존재해도, 표면 상에 영향을 미치는 일은 적어, 표면에 가까운 소정 깊이까지의 크롬 농도가 금속 오염에 관계된다고 생각되기 때문이다. 또한, 소정 깊이에 있어서의 소정의 크롬 농도는, 스테인리스 배관(10)의 사양 및 용도 등을 고려하여, 개별적으로 적절한 값으로 정해져도 된다.

또한, 질산은, 상술한 바와 같이 NO_x와 H₂O와의 반응에 의해 생성해도 되고, 직접적으로 스테인리스 배관(10)에 질산을 공급해도 된다. 이 경우에는, 질산의 공급원을 준비하여, 스테인리스 배관(10)에 공급하게 된다. 또한, 질산의 농도는, 용도에 따라서 적절한 농도로 설정되어도 되지만, 예를 들어 1ppb 내지 5％의 범위 내로 설정되어도 되고, 1ppb 내지 30ppm의 범위 내로 설정되어도 된다.

또한, 각 가스의 가스 농도도, 용도에 따라서 각각 적절한 농도로 설정되어도 되지만, 예를 들어 오존은 50％ 이하로 설정하는 것이 바람직하다. 단, 오존 발생 장치의 능력으로부터, 실제로는 15％ 정도 이하로 설정되는 경우가 많다. 또한, 오존과 함께 공급되는 산소는, 50％ 이상의 농도로 설정되는 것이 바람직하다. 실제로는, 역시 오존 발생 장치의 능력으로부터, 낮게 설정해도 85％ 이상이 되는 경우가 많다.

질소의 농도는, 예를 들어 1ppb 내지 2.5％의 범위로 설정되어도 되고, 0.2ppm 내지 2.5％의 범위로 설정되어도 된다. 또한, 물의 농도는, 예를 들어 1ppb 내지 2.5％의 범위로 설정되어도 되고, 1ppb 내지 30ppm의 범위로 설정되어도 되고, 1ppb 내지 0.5ppm의 범위로 설정되어도 된다.

또한, 스테인리스 배관(10)은, 예를 들어 성막 장치, 에칭 장치 등의 기판 처리 장치에 처리 가스를 공급하기 위한 배관으로서 구성할 수 있고, 스테인리스 배관(10)의 내주면에 부동태 막(20)이 형성된다. 통상, 스테인리스 배관(10)은, 오존 가스 등의 산화 가스의 공급 배관에 적용되는 경우가 많지만, 산화크롬으로 이루어지는 부동태 막(20)이 표면의 적어도 일부에 피복된 배관이나 금속 부품이라면, 다양한 기판 처리 방법의 용도에 이용할 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따른 금속 오염 방지 방법 및 기판 처리 방법에 의하면, 산화크롬으로 이루어지는 부동태 막(20)이 형성된 금속 부품의 금속 오염을 단시간의 에이징에 의해 확실하게 방지할 수 있다. 이에 의해, 금속 오염을 발생시키지 않고 기판 처리 등의 원하는 처리를 행할 수 있다.

또한, 스테인리스 배관(10)에는, 산화 가스를 공급하기 위해서, 산화 가스 공급 배관에 본 실시 형태에 따른 금속 오염 방지 방법 및 기판 처리 방법을 적용하는 것이 효과적인데, 산화크롬의 부동태 막(20)을 제거한 후, 산화 가스 이외의 처리 가스를 공급해도 된다. 즉, 본 실시 형태에 따른 금속 오염 방지 방법 및 기판 처리 방법은, 산화크롬으로 이루어지는 부동태 막(20)이 형성된 금속 부품 전반에 적용할 수 있으며, 그 용도는 특별히 상관없다.

〔금속 오염 방지 장치 및 기판 처리 장치〕

도 4는, 본 발명의 실시 형태에 따른 금속 오염 방지 장치 및 기판 처리 장치의 일례를 나타낸 도면이다.

본 발명의 실시 형태에 따른 금속 오염 방지 장치(100)는, 질산 생성 유닛(50)과, 증발 유닛(80)을 구비한다. 질산 생성 유닛(50)은, 분기 배관(11, 12)과, 오존 발생 장치(30)와, 질소 공급 유닛(40)을 구비한다. 또한, 증발 유닛(80)은, 진공 펌프(60) 및 히터(70) 중 적어도 1개를 구비한다.

또한, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(150)는, 배관(10a)과, 금속 오염 방지 장치(100)와, 가스 유닛(110)과, 처리실(120)과, 기판 적재대(130)와, 가스 토출 유닛(140)을 구비한다.

배관(10a)은, 도 3에서 설명한 바와 같이, 내주면 상에 부동태 막(20)이 형성되고, 표면이 부동태 막(20)으로 덮인 배관(10a)이다. 도 3에서 설명한 스테인리스 배관(10)과 같이, 스테인리스강으로 형성되어도 되고, 철 등의 다른 금속 재료로 구성되어도 된다. 한편, 부동태 막(20)은 산화 크롬으로 구성된다. 배관(10a)은, 기판 처리 장치(100)의 처리실(70)에 접속되어 있어, 처리실(70) 내에 처리 가스를 공급하기 위한 처리 가스 공급용 배관으로서 구성되어 있다. 또한, 처리 가스는, 용도에 따라서 다양한 가스가 사용되어도 되지만, 여기에서는, 산화 가스로서 오존 가스를 공급하는 경우를 예로 들어 설명한다.

분기 배관(11)은, 배관(10a)에 접속되어 있는 배관이며, 배관(10a)에 오존을 공급하기 위한 배관이다. 따라서, 분기 배관(11)의 하류측은, 배관(10a)에 접속되어 있지만, 상류측은 오존 발생 장치(30)에 접속되어 있다. 또한, 분기 배관(11)의 내주면에는, 부동태 막(20)은 형성되어 있어도, 되어 있지 않아도 된다.

분기 배관(12)도, 배관(10a)에 접속되어 있는 배관이며, 배관(10a)에 질소를 공급하기 위한 배관이다. 따라서, 분기 배관(11)의 하류측은 배관(10a)에 접속되어 있지만, 상류측은 질소 공급 유닛(40)에 접속되어 있다. 또한, 분기 배관(12)의 내주면에도, 부동태 막(20)은 형성되어 있어도, 되어 있지 않아도 된다.

분기 배관(11)과 분기 배관(12)과의 합류 지점(13) 및 그 하류의 배관(10a) 내의 영역은, 질산 생성 영역으로서 기능한다. 즉, 분기 배관(11)과 분기 배관(12)과의 합류 지점(13)으로부터 질산이 생성되고, 식 (1)의 반응이 개시한다.

오존 발생 장치(30)는 오존을 발생시키는 장치이다. 오존 발생 장치(30)는, 내부에 도시하지 않은 오존 발생 셀을 구비하여, 산소 입구(31)로부터 공급된 산소로부터 오존을 발생시킨다. 공급된 산소로부터 오존 발생 셀에서 오존을 발생시키는데, 상술한 바와 같이, 예를 들어 15％ 정도의 오존과, 85％ 정도의 산소를 오존 출구(35)로부터 토출한다. 당연히, 오존과 산소와의 토출비는 이것에 한정되는 것은 아니며, 성능 및 용도에 따라서 다양한 설정으로 되어도 된다. 또한, 오존 발생 장치(30)는, 필요에 따라 질소 입구(32)를 구비해도 된다. 질소 입구(32)로부터 질소를 공급함으로써, 오존 발생 셀의 전극의 클리닝에 질소가 사용되는 경우가 있다. 이 경우, 미량의 질산을 발생하는 경우가 있고, 그 경우에는, 질산도 함께 오존 출구(35)로부터 토출되어, 배관(10a)에 공급되어도 된다.

또한, 이러한 질소를 질소 입구(32)로부터 공급하는 오존 발생 장치(30)에서는, 일반적으로는 질소의 공급량의 상한이 정해져 있는 경우가 많지만, 다량의 질소의 공급이 가능하고, 질산 또는 질소를 그대로 오존 출구(35)로부터 토출하는 타입의 오존 발생 장치(30)의 경우에는, 그대로 사용 가능하다. 본 실시 형태에 따른 금속 오염 방지 장치(100)에 있어서는, 질산을 질산 생성 유닛(50)에서 생성하고, 생성한 질산을 배관(10a)에 공급할 수 있으면 되며, 그 기능을 달성할 수 있는 한, 오존 발생 장치(30)는 다양한 구성으로 되어도 된다.

질소 공급 유닛(40)은 질소를 공급하기 위한 수단이다. 질소 공급 유닛(40)은, 예를 들어 질소가 충전되어, 질소를 유지하는 탱크로 구성되어도 되고, 질소 입구(41)를 구비하여, 질소 입구(41)로부터 질소가 공급되는 버퍼 탱크로서 구성되어도 된다. 질소 공급 유닛(40)은, 분기 배관(12)에 접속된 질소 출구(45)를 구비하여, 배관(10a)에 질소를 공급하는 역할을 한다.

또한, 금속 오염 방지 장치(100)에는, 물을 공급하는 수단은 구비되어 있지 않지만, 상술한 바와 같이, 산소 또는 질소에 함유되어 있는 물이나, 분기 배관(11, 12) 또는 배관(10a)에 부착되어 있는 물로 (1)식의 반응을 개시하는 데에는 충분하므로, 특별히 물을 공급하는 수단을 설치할 필요는 없다.

증발 유닛(80)은, 배관(10a) 내에 생성한 질산크롬을 증발시키기 위한 유닛이다. 이에 의해, 크롬 성분을 부동태 막(20) 상에 다시 퇴적시키지 않고, 배관(10a) 및 부동태 막(20)으로부터 크롬 성분을 제거할 수 있다.

증발 유닛(80)은, 진공 펌프(60) 또는 히터(70) 중 적어도 한쪽을 구비한다. 상술한 바와 같이, 배관(10a) 내를 감압하거나, 또는 가열함으로써, 생성한 질산크롬을 증발(기화)시켜서 소실시킬 수 있다.

진공 펌프(60)는, 배기관(63)을 통해서 처리실(120)에 접속되어, 처리실(120) 내를 진공 배기 가능하게 구성되어 있다. 처리실(120)과 배관(10a)은, 접속되어 있으므로, 진공 펌프(60)의 진공 배기에 의해, 처리실(120)을 통해서 배관(10a) 내가 감압된다. 배관(10a) 내를 감압함으로써, 질산크롬의 포화 증기압이 하강하고, 상온 등의 비점 이하의 온도에서의 증발이 가능하게 된다. 따라서, 진공 펌프(60)로 진공 배기를 행하면서 질산 생성 유닛(50)에서 질산을 배관(10a)에 공급함으로써, (1)식의 반응이 발생하여, 질산크롬을 부동태 막(20)으로부터 제거할 수 있다.

또한, 진공 펌프(60) 외에, 필요에 따라, 유량 제어기(61), 밸브(62) 등을 배기관(63)에 설치하여, 배기량의 제어를 행하도록 해도 된다. 또한, 도 4에서는, 진공 펌프(60)를 감압 수단의 일례로서 들고 있지만, 배관(10a) 내의 분위기를 감압할 수 있으면, 다른 수단이어도 된다.

히터(70)는, 배관(10a) 내의 분위기를 가열하기 위한 가열 수단이다. 히터(70)는, 배관(10a)의 주위에 설치되어, 배관(10a) 내의 분위기 온도를 높게 할 수 있으면, 그 구조는 상관없다. 상술한 바와 같이, 질산크롬의 비점은 100℃이므로, 진공 펌프(60)를 설치하지 않고, 히터(70)만으로 질산크롬을 증발시키는 경우에는, 히터(70)는, 배관(10a) 내의 분위기가 100℃에 도달할 수 있도록 가열 가능하게 구성되는 것이 바람직하다. 물론, 진공 펌프(60)와의 병용에 의해 질산크롬을 기화해도 되므로, 이러한 온도 조건은 반드시 필수가 아니다.

어떠한 경우이든, 증발 유닛(80)은, 배관(10a) 내에서 생성한 질산크롬을 포화 증기압에 도달시켜, 질산크롬을 증발시킬 수 있으면, 다양한 구성으로 되어도 된다.

이와 같이, 금속 오염 방지 장치(100)는, 질산 생성 유닛(50)에서 질산을 생성해서 배관(10a)에 공급하여, 배관(10a) 내에서 생성한 질산크롬을 증발시키는 구성 및 기능을 갖는다. 이에 의해, 상술한 (1)식의 반응을 발생시켜, 효율적이고 단시간의 에이징을 행하여, 배관(10a)의 금속 오염을 방지할 수 있다.

또한, 도 4에서는, 질산 생성 유닛(50)이, 오존 및 질소로부터 질산을 생성하는 구성으로 되어 있지만, 질산 공급원으로서 구성되어, 직접적으로 배관(10a)에 질산을 공급 가능하게 구성되어도 된다. 질산 생성 유닛(50)은, 질산을 생성해서 배관(10a)에 공급 가능하면, 그 형태는 상관없다. 또한, 필요에 따라, 각 가스의 농도나 유량을 조정하는 수단을 구비해도 된다.

이어서, 기판 처리 장치(150)에 대해서 설명한다.

가스 유닛(110)은, 배관(10a)으로부터 공급된 처리 가스를 처리실(120)에 공급하기 위한 가스 공급 수단이다. 가스 유닛(110)은, 예를 들어 밸브(111)를 구비하여, 처리실(120)에의 처리 가스의 공급을 제어한다. 또한, 가스 유닛(110)은, 필요에 따라 유량 제어기 등의 조정 수단을 구비하여, 처리 가스의 유량 등을 제어해도 된다.

처리실(120)은, 웨이퍼(W) 등의 기판을 수용하여, 소정의 기판 처리를 실시하기 위한 용기이다. 처리실(120)은, 예를 들어 내부에 기판 적재대(130)를 구비하고, 기판 적재대(130)의 표면 상에 성막 등의 소정의 기판 처리를 실시한다. 또한, 처리실(120) 내에는, 배관(10a)과 접속된 가스 토출 유닛(140)이 설치되어, 배관(10a)으로부터 공급된 처리 가스를 처리실(120) 내에 공급하여, 소정의 기판 처리를 행하는 것이 가능하게 구성되어 있다.

또한, 기판 적재대(130)는, 회전 테이블과 같은 테이블 형상의 구성을 가져도 되고, 복수의 기판을 적재해서 유지하는 선반 형상의 웨이퍼 보트로서 구성되어도 된다.

또한, 처리 가스 토출 유닛(140)으로부터 토출 공급되는 처리 가스는, 기판 처리의 내용에 따라 선택되어도 되고, 예를 들어 기판을 산화하기 위해서 사용되는 오존 등의 산화 가스가 공급되어도 된다.

또한, 상술한 진공 펌프(60)는, 처리실(120)에 접속되어, 처리실(120) 내를 진공 배기 가능하게 구성되어 있다. 처리실(120) 내에서 진공 프로세스를 행하는 경우에는, 진공 펌프(60)로 처리실(130) 내를 진공 배기하면서 성막, 에칭 등의 기판 처리를 행한다.

본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(150)에 의하면, 배관(10a)에서의 금속 오염을 방지할 수 있기 때문에, 배관(10a)에 기인하는 금속 오염을 방지할 수 있어, 고품질의 기판 처리를 행할 수 있다. 또한, 배관(10a)의 에이징에 필요한 시간을 단축할 수 있기 때문에, 기판 처리의 생산성을 높일 수 있다.

또한, 기판 처리 장치(150)의 형태는, 처리실(120)에 배관(10a)이 접속되어, 배관(10a)으로부터 처리 가스의 공급이 가능하면, 다양한 형태로 할 수 있다. 처리 가스는, 오존 가스 등의 산화 가스이어도 되고, 다른 종류의 가스이어도 되는 것은, 상술한 바와 같다.

또한, 금속 오염 방지 장치(100)는, 배관(10a)뿐만 아니라, 산화크롬으로 이루어지는 부동태 막(20)이 표면에 형성되어 있는 다양한 금속 부품에 적용 가능한 점은, 상술한 바와 같다.

〔실시예〕

이어서, 본 발명의 실시 형태에 따른 금속 오염 방지 방법 및 금속 오염 방지 장치를 실시한 실시예에 대해서 설명한다.

도 5는, 본 발명의 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에 관한 금속 오염 방지 방법 및 금속 오염 방지 장치의 실시 결과를 도시한 도면이다. 비교예 1은, 금속 오염 방지 방법을 실시 전인 스테인리스 배관이며, 실시예 1은, 본 실시 형태에 따른 금속 오염 방지 방법을 96시간 실시한 예이다. 마찬가지로, 실시예 2는, 본 실시 형태에 따른 금속 오염 방지 방법을 200시간 실시한 예이며, 실시예 3은, 본 실시 형태에 따른 금속 오염 방지 방법을 368시간 실시한 예이다. 이들 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에 대해서, XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy, X선 광전자 분광 분석)에 의해, 깊이 방향에서의 Cr 및 Fe의 원자 농도를 측정하였다.

또한, 측정 조건으로서는, Al의 여기 X선을 사용하고, 검출 영역은 100㎛의 직경의 영역으로 하였다. 또한, 취출각은 45°, 검출 깊이는 약 4 내지 5nm로 하였다. 스퍼터 조건은, Ar⁺ 이온으로 1.0kV로 하고, 스퍼터 레이트는 약 2nm로 하였다. 또한, 도 5에서, 횡축은 스퍼터 시간(min), 종축은 원자 농도(％)를 나타내고 있는데, 횡축의 1분의 개소가, 부동태 막의 표층으로부터 2nm의 깊이의 위치에 상당한다. 따라서, 눈금이 2인 개소는 4nm의 깊이, 4인 개소는 8nm의 깊이의 위치에 상당한다.

먼저, 도 5에 도시되는 바와 같이, 부동태화 처리를 행하면, 표층의 Fe의 비율은 증가하고, Cr의 비율은 내려가는 경향이 있다. Cr의 비율이 내려가는 것은, 지금까지의 설명과 합치하고 있다.

그리고, Cr끼리를 비교하면, △로 나타내고 있는 비교예 1의 표층 2nm 이하의 영역에서의 농도보다도, 실시예 1, 2에서는 대폭 농도가 감소하고, 또한 실시예 3에서는 대폭 감소하고 있다. 또한, 비교예 1의 농도의 피크는 2nm보다도 얕은 위치에 있는데, 실시예 1 내지 3에서는, 실시예 1<실시예 2<실시예 3으로 농도의 피크가 우측의 깊은 위치로 시프트되어 있다. 금속 오염은, 표층에서의 농도, 특히 2㎛보다도 얕은 영역에서의 농도가 문제가 되므로, 피크가 오른쪽으로 이동할수록, 표층의 농도는 낮아져, 금속 오염이 발생하기 어려운 것을 의미한다.

도 5에서는, 본 실시예에 관한 금속 오염 방지 방법을 실시하면, 긴 시간 실시할수록, Cr 성분을 표층으로부터 제거하는 효과가 얻어지고 있음이 확인되었다. 즉, 본 실시 형태에 따른 금속 오염 방지 방법을 실시함으로써, 확실하게 금속 오염 방지 효과를 얻을 수 있음이 확인되었다.

도 6은, 도 5에 더하여 비교예 2를 더 부가한 실시 결과를 도시한 도면이다. 비교예 2는, 질소를 첨가하지 않고 에이징을 157시간 행한 예이다. 또한, 도 6의 (a)는 전체도이며, 도 6의 (b)는 도 6의 (a)의 파선부의 확대도이다.

도 6의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이, 비교예 2는 비교예 1보다도 표층의 2nm보다 얕은 영역에서 Cr의 농도가 낮고, 농도의 피크도 표면으로부터 2nm의 위치보다도 깊은 위치로 시프트되어 있다. 그러나, 그 농도의 특성은, 농도의 크기 및 피크의 위치의 양쪽 모두, 비교예 2에서는 157시간의 에이징을 행했지만, 96시간밖에 에이징을 행하지 않은 실시예 1과 동일 정도이다. 즉, 질소를 공급하지 않은 비교예 2도, 특성적으로는 실시예 1과 마찬가지의 특성을 나타낼 수 있지만, 동일한 특성을 나타내기 위해서 2배 가까운 에이징 시간을 소비하고 있다. 이에 의해, 본 실시 형태에 따른 금속 오염 방지 방법에 의하면, 단시간에 금속 오염 방지의 상태를 만들 수 있음을 알 수 있다.

또한, 200시간 에이징을 행한 실시예 2 및 368시간 에이징을 행한 실시예 3은, 비교예 2보다도, 명백하게 농도는 감소하고 있고, 또한 피크도 표층으로부터 먼 깊은 위치에 있다.

따라서, 도 6으로부터, 질소를 첨가하는 본 실시 형태에 따른 금속 오염 방지 방법은, 간단히 오존으로 에이징을 행하는 종래의 방법보다도 단시간에 금속 오염을 방지하는 상태를 만들 수 있음과 함께, 또한 시간을 소비함으로써, 금속 오염 방지 효과가 더욱 높은 상태를 만들 수 있는 것으로 확인되었다.

도 7은, 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 및 2를, TOF-SIMS(Time-of-Secondary Mass Spectroscopy, 비행 시간형 2차 이온 질량 분석법)로 분석한 결과를 도시한 도면이다. 도 7의 (a)는 Fe의 분석 결과를 나타내고, 도 7의 (b)는 Cr의 분석 결과를 나타낸다.

도 7의 (a)에 나타내는 바와 같이, Fe에 있어서는, 질소가 무첨가인 경우에는, 산화철의 증막 속도는 느리고, 실시예 1<실시예 2<실시예 3으로 증막 속도가 커지고 있다. 따라서, 확실하게 본 실시 형태에 따른 금속 오염 방지 방법의 효과가 발휘되고 있는 것으로 확인되었다.

도 7의 (b)에 나타내는 바와 같이, Cr에 있어서는, 최표층에 있어서의 산화크롬량은, 실시예 3 이외는 그다지 큰 차이는 나타나지 않고, 질소를 첨가하지 않은 비교예 2에서도, 나름대로 금속 오염 방지 효과는 얻어지고 있다. 그러나, 실시예 1, 2에서는, 산화크롬량의 피크는 비교예 2보다도 깊은 위치로 시프트되어 있고, 특히 실시예 2에서는, 표층 영역에서의 산화크롬량도 비교예 2보다 작다. 따라서, 질소를 첨가하지 않은 비교예 2에서는, 그대로 에이징을 계속해도 큰 금속 오염 방지 효과는 얻어지지 않지만, 본 실시 형태에 따른 금속 오염 방지 방법에서는, 시간이 경과하면 확실하게 큰 효과가 얻어지는 것으로 확인되었다고 할 수 있다.

도 8은, 본 발명의 실시예 4에 관한 금속 오염 방지 방법의 실시 결과를 도시한 도면이다. 실시예 4에서는, 질소의 유량을 상당히 작게 하여, 그다지 본 실시 형태에 따른 금속 오염 방지 방법의 효과를 얻지 못한, 비교적 종래 기술에 가까운 조건에서 에이징을 행하였다. 도 8은, 에이징에 의한 소정의 금속 오염 방지 상태를 달성하는 시간을 나타내고 있다. 또한, 소정의 금속 오염 방지 상태를 달성하는 시간이란, 금속 오염이 발생하지 않은 상태의 역치인 (1.00E+10) 미만에 도달한 시간을 의미한다. 에이징의 조건으로서는, 산소의 유량은 6slm, 질소의 유량은 0.06sccm(산소에 대한 질소의 농도비는 100ppm), 오존의 농도는 300g/Nm³에서 행하였다.

이 경우, 크롬의 농도가, 금속 오염이 발생하지 않았다고 간주할 수 있는 역치 (1.00E+10) 미만을 달성할 때까지, 272시간을 필요로 하였다.

도 9는, 본 발명의 실시예 5에 관한 금속 오염 방지 방법의 실시 결과를 도시한 도면이다. 실시예 5에서는, 산소 및 질소의 유량을 상당히 크게 함과 함께, 오존의 농도도 높게 설정하였다. 구체적으로는, 산소의 유량을 10slm, 질소의 유량을 0.1slm으로 설정하여, 실시예 4의 2배 가까운 유량 설정으로 하였다. 단, 산소에 대한 질소의 농도비는 100ppm이며, 실시예 4와 동일하다. 또한, 오존의 농도도 400g/Nm³으로 설정하여, 실시예 4보다도 높게 설정하였다. 이와 같이, 실시예 5에서는, 실시예 4보다도 산소량, 질소 첨가량 및 오존 농도를 증가시켜서 에이징을 행하였다.

그 결과, 소정의 금속 방지 상태를 나타내는 역치 (1.0E+10) 미만에는, 176시간에서 도달할 수 있었다. 실시예 4에서는 272시간 필요했으므로, 100시간 가까이 에이징의 시간을 단축할 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명의 실시 형태에 따른 금속 오염 방지 방법의 효과를 충분히 얻기 위해, 질산이 충분히 발생하도록 산소의 공급량, 질소의 공급량 및 오존의 농도를 높게 함으로써, 에이징 시간을 더욱 단축할 수 있다.

또한, 실시예 4는, 실시예 5와 비교하면 에이징에 장시간을 필요로 하고 있지만, 이 경우에도, 질소를 공급하지 않은 종래의 에이징 방법보다는 에이징의 시간은 단축되어 있어, 본 발명의 효과를 전혀 얻을 수 없는 것은 아니다.

이와 같이, 본 발명의 실시 형태에 따른 금속 방지 방법 및 기판 처리 방법에 있어서, 최적의 조건을 알아냄으로써, 에이징의 단축과 확실한 금속 오염 방지를 더욱 달성할 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태 및 실시예에 대해서 상세하게 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시 형태 및 실시예에 제한되지 않으며, 본 발명의 범위를 일탈하지 않고, 상술한 실시 형태 및 실시예에 다양한 변형 및 치환을 가할 수 있다.

10, 10a, 210 : 배관 11, 12 : 분기 배관
20, 220 : 부동태 막 30 : 오존 발생 장치
40 : 질소 공급 유닛 50 : 질산 생성 유닛
60 : 진공 펌프 70 : 히터
80 : 증발 수단 100 : 금속 오염 방지 장치
110 : 가스 유닛 120 : 처리실
130 : 기판 적재대 140 : 처리 가스 토출 유닛
150 : 기판 처리 장치

Claims

산화크롬으로 이루어지는 부동태 막으로 표면이 피복된 금속 부품을 사용하기 전에 행하는 금속 오염 방지 방법으로서,
상기 금속 부품의 표면을 덮는 상기 부동태 막에 질산을 공급하고, 상기 산화크롬과 상기 질산을 반응시켜, 질산크롬을 생성하는 공정과,
상기 질산크롬을 증발시킴으로써, 상기 부동태 막으로부터 크롬을 제거하는 공정을 포함하는 금속 오염 방지 방법.
제1항에 있어서,
상기 질산은, 상기 금속 부품에 공급된 복수의 가스의 반응에 의해 생성되는, 금속 오염 방지 방법.
제2항에 있어서,
상기 복수의 가스는 질소 함유 가스와, 산소 함유 가스를 포함하는, 금속 오염 방지 방법.
제3항에 있어서,
상기 질소 함유 가스는 N₂이며,
상기 산소 함유 가스는 O₃을 포함하는, 금속 오염 방지 방법.
제3항에 있어서,
상기 질소 함유 가스 및 상기 산소 함유 가스는, 상기 금속 부품에서 합류하도록 각각 분기 배관을 통해서 공급되는, 금속 오염 방지 방법.
제5항에 있어서,
상기 질산은, 상기 질소 함유 가스와, 상기 산소 함유 가스가, 각각에 함유되는 수분, 또는 상기 분기 배관 및 상기 금속 부품 중 적어도 한쪽의 표면에 부착되어 있는 수분과 반응함으로써 생성되는, 금속 오염 방지 방법.
제1항에 있어서,
상기 질산은, 상기 금속 부품에 직접 공급되는, 금속 오염 방지 방법.
제1항에 있어서,
상기 부동태 막으로부터 크롬을 제거하는 공정은, 상기 금속 부품의 주위의 분위기를 감압하는 공정을 포함하는, 금속 오염 방지 방법.
제1항에 있어서,
상기 부동태 막으로부터 크롬을 제거하는 공정은, 상기 금속 부품의 주위의 분위기를 가열하는 공정을 포함하는, 금속 오염 방지 방법.
제1항에 있어서,
상기 부동태 막으로부터 크롬을 제거하는 공정은, 상기 부동태 막의 표면으로부터 미리 정해진 깊이 이하의 표층 영역에서의 상기 크롬의 농도가 미리 정해진 값 이하로 될 때까지 행하여지는, 금속 오염 방지 방법.
제10항에 있어서,
상기 미리 정해진 깊이는 2nm인, 금속 오염 방지 방법.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 부품은 배관이며,
상기 표면은 상기 배관의 내주면인, 금속 오염 방지 방법.
제12항에 있어서,
상기 배관은 스테인리스로 이루어지는, 금속 오염 방지 방법.
제12항에 있어서,
상기 배관은 산화 가스 공급용의 배관인, 금속 오염 방지 방법.
배관은, 기판 처리 장치의 처리실에 접속되어 있고,
제12항에 기재된 금속 오염 방지 방법을 실시한 후, 상기 배관으로부터 상기 처리실에 처리 가스를 공급해서 기판 처리를 행하는 공정을 포함하는 기판 처리 방법.
산화크롬으로 이루어지는 부동태 막으로 표면이 피복된 금속 부품을 사용하기 전에 금속 오염 방지 처리를 실시하는 금속 오염 방지 장치로서,
상기 금속 부품의 표면을 덮는 상기 부동태 막에 질산을 공급하는 질산 공급 수단과,
상기 질산 공급 수단에 의해 공급된 상기 질산과 상기 산화크롬과의 반응에 의해 생성한 질산크롬을 증발시키는 증발 수단을 포함하는 금속 오염 방지 장치.
제16항에 있어서,
상기 질산 공급 수단은, 상기 금속 부품에 질소 함유 가스와, 산소 함유 가스를 개별로 공급하는 제1 및 제2 분기 배관을 포함하는, 금속 오염 방지 장치.
제17항에 있어서,
상기 산소 함유 가스를 공급하는 상기 제2 분기 배관에는 오존 발생 장치가 접속되고,
상기 산소 함유 가스는 상기 오존 발생 장치에 의해 생성되는 오존을 포함하는, 금속 오염 방지 장치.
제18항에 있어서,
상기 오존 발생 장치에는, 산소 및 질소가 공급 가능하고,
상기 오존 발생 장치는, 상기 오존 외에 질산 및 질소 중 적어도 하나를 생성 가능한, 금속 오염 방지 장치.
제16항에 있어서,
상기 증발 수단은, 상기 금속 부품의 주위의 분위기를 감압하는 감압 수단을 포함하는, 금속 오염 방지 장치.
제16항에 있어서,
상기 증발 수단은, 상기 금속 부품의 주위의 분위기를 가열하는 가열 수단을 포함하는, 금속 오염 방지 장치.
제16항에 있어서,
상기 금속 부품은 배관이며,
상기 표면은 상기 배관의 내주면인, 금속 오염 방지 장치.
제22항에 있어서,
상기 배관은 스테인리스로 이루어지는, 금속 오염 방지 장치.
제22항에 있어서,
상기 배관은 산화 가스 공급용의 배관인, 금속 오염 방지 장치.
제22항 내지 제24항 중 어느 한 항에 기재된 금속 오염 방지 장치와,
상기 금속 오염 방지 장치가 접속된 상기 배관과,
상기 배관이 접속되고, 상기 배관을 통해서 처리 가스를 공급함으로써, 수용한 기판의 처리가 가능한 처리실을 포함하는 기판 처리 장치.