JPH0285358A

JPH0285358A - 減圧装置

Info

Publication number: JPH0285358A
Application number: JP538988A
Authority: JP
Inventors: Tadahiro Omi; 忠弘大見; Masaru Umeda; 優梅田
Original assignee: Mitsubishi Corp
Current assignee: Mitsubishi Corp
Priority date: 1987-10-24
Filing date: 1988-01-13
Publication date: 1990-03-26
Anticipated expiration: 2014-11-10
Also published as: JP2976301B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は減圧装置に係り、特に超高真空、超高清浄化プ
ロセス・を可能にする減圧装置に関するものである。

［従来技術及びその問題点］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りてきている．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ツチン
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テフである。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１
０ｃｃ／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
〜１Ｏ−６Ｔｏｒｒ−ｕ／ｓｅｃ程度のシスタムトータ
ルリークがあるとガスの純度は１０ｐｐｍ〜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０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１×１
０−目Ｔｏｒｒ−ｊ！／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、ｔｘｌＯ−”Ｔｏｒｒ−ＩＬ／５ｅｃ−ｃｒｄであ
り、チャンバの内部に露出している表面積を、例えば１
ｒｒｆと最も小さく見積ったとしても、トータルではｌ
Ｘｌ０−’ＴＯｔ”ｒ・１１　／　ｓ　ｅ　ｃのリーク
量となり、ガス流量１０ｃｃ／ｍｉｎに対しｉｐｐｍ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ｌＸｌ０−目Ｔｏｒｒ−Ｊ２／ｓ
ｅｃ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ｌＸｌ０−”Ｔｏｒｒ−ｕ／５ｅｃ−ｃｒｎ
”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（０２、Ｎ２　、Ａｒ、Ｈ２、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かスが
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（ＢＣＪＺ３　）や三フッ化ホウ
素（ＢＦ３）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Ｎ１−Ｗ−Ｐコーティング（クリーン
ニスコーティング法）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、湿式メツキを
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６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、腐食性ガス辷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。

［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、優れた腐食性を有する超真空、超高清浄な減
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減圧装置を提供する
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明に係る減圧装置は、第１に、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表面の少なくとも一部には、
ステンレス鋼と不動態膜との界面近傍に形成されたクロ
ムの酸化物を主成分とする層と、不動態膜の表面近傍に
形成された鉄の酸化物を主成分とする層との２つ以上の
層から構成され、厚さが５０Å以上の不動態膜が形成さ
れていることを特徴とする。

そして、前記不動態膜は、１５０℃以上４００℃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
た膜であることが好ましい。

本発明に係る減圧装置は、第２に、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表面の少なくとも一部には、
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
する層からなる、厚さが５０Å以上の不動態膜が形成さ
れていることを特徴とする。

そして、前記不動態膜は、４００℃以上５００℃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１００Å以上の膜であることが好ましい。

本発明に係る減圧装置は、第３に、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表面の少なくとも一部には、
クロムの酸化物を主成分とする層からなる、厚さが５０
Å以上の不動態膜が形成されていることを特徴とする。

そして、前記不動態膜は、５５０℃以上の温度において
９時間以上ステンレス鋼を加熱酸化せしめて形成された
厚さが１３０Å以上の膜であることが好ましい。

本発明に係る減圧装置は、第４に、上記第１乃至第３の
特徴に加え、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
を特徴とする。

本発明に係る減圧装置は、第５に、上記第１乃至第４の
特徴に加え、前記減圧室には、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。

本発明に係る減圧装置は、第６に、上記第１乃至第５の
特徴に加え、前記減圧室には、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ａ態膜が形成されていることを特徴とす
る。

本発明に係る減圧装置は、第７に、上記第３の特徴に加
え、前記ガス供給系に、絶縁減圧室内壁に付着した堆積
物をエツ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。

そして、前記クリーニングガスは、塩素系ガス又はフッ
素系ガスであることが好ましい。

本発明に係る減圧装置は、第８に、上記第７の特徴に加
え、前記減圧室が、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。

以上ににおいて、減圧装置には、例えば、半導体製造装
置、ガスボンベ、ガスパルプおよびバイブの内から選ば
れた１つ又は１つ以上の組合せが含まれる。

［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超真空、超高清浄な減圧装置を
得ることができる。

（以下余白）［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２０００１／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ｍ５Ｕｓ３１６Ｌ
で製作されており、そのチャンバ内壁には不動態膜２０
３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０．０１〜１０
０ｃｃ／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ｌＸｌ０−’〜１×１０−’Ｔｏｒ
ｒ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、マフスローコントローラ、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、Ｈａ。

Ｈ，、Ｏ，等の一般ガスの他Ｈ（１！、ＣＪ２□。

ＢＣｆｉ３　、ＢＦ３等の腐食性ガスを用いることが多
い、Ｎ１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１１４（
ＳＵＳ３１６Ｌ、５ＵＳ３０４Ｌ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□８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１１０人
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＃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、バイブの内面に対して
は例えば電界研磨を用い、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、例えばバイブの場合には超高純度ＡｒあるいはＨ
ｅ（水分の含有量ＩＰＰｂ程度以下）を用いてバイブ内
面をパージし十分に水分を抜いた後さらに１５０〜２０
０℃程度に昇温しでパージを行い、内表面に吸着してい
るＨ２０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、バイブに直
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１０１．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３
０１全体を１５０〜４００℃程度に加熱し、はぼ完全に
内表面に吸着しているＨ２０分子を脱離させる。次に超
高純度０２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４００〜６゛００℃）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ＨＣｆＬ、ＣＩＬ２　、ＢＣｌ２．ＢＦ３等の
腐触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蝕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なしかめら
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インチ径のバイブについて
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１．２ＪＺ／分の
流量で試料のＳＵＳバイブ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
したバイブの種類はバイブの内面を電界研磨したもの（
Ａ）、電界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３ｆｉ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。各バイブは相対湿度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
行フた。

第４図のＡ、Ｂから明らかなように、電界研磨管（Ａ）
、硝酸による不動態化処理をした電界研磨管（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。

次にテスト用のバイブ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ワてバイブの温
度を変化させた。温度を室温から１２０℃、１・２０℃
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
空り２０２（第１図）のベーキング後は１０−”　〜１
０−１２Ｔｏ　ｒ　ｒ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つていることが分
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、５ＵＳ３１６Ｌ、５ＵＳ３０４
Ｌ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５ＵＳ３１６Ｌ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ＳＵＳの酸化がＣ
ａｂｒｅｒａ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℃、６００℃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Ｓυ５３１６Ｌ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９
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ＳＵ
Ｓ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Ｏ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０本実施例では表面粗度としてＲ，□
が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
１μｍ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１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。酸化温度が高くなり、酸化時間が長くなるに
つれて、表面近傍のクロム酸化膜の比率が高くなり、５
５０℃、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０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Ｃ１２やＨＣＪｌ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、Ｓｔ単結晶、ＳｉＯ□、Ｓｔ、Ｎ４．ＡＪ！Ｎとい
った絶縁物、ＡＪ２．ＡＩＬ−Ｓｉ、ＡＪ２−Ｃｕ−Ｓ
Ｌ、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、
ＣＶ　Ｄ　（Ｃｈｅ＋＋＋１ｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅ
ｐｏｓｉ−ｔｌｏｎ）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、ｃｕ
２．ＨＣＪＺといった塩素系のガス。あるいはフ素系の
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ツチングによって除
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、このエツチングによ
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ト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１００Å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パルプや
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・ンブ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である。

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５
ＵＳ３０４Ｌ、５ＵＳ３１６Ｌ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。

［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、セルフマ
インテナンスが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す眼圧装置の模式図であ
る。第２図はボンベの酸化方法の一例を示す模式図であ
る。第３図は脱ガス特性を調べるための実験装置の構成
図であり、第４図は実験結果を示すグラフであり、第５
図は実験における昇温タイムチャートである。第６図お
よび第７図は酸化後における表面の元素分布を示すグラ
フである。第８図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。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、４０
２・・・ＳＵＳバイブ、・４０３・・−ＡＰＩＭＳ、４
０４・・・電源。別紙１別紙２第１表　サンプル配管から脱離する水分量（温度依存性
）第２表　不動態膜の膜厚単位（ｐｐｂ）３１紙第図第図第図第図時間（Ｈｒ、）第図手続補正書昭和６３年９月７日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）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表
面の少なくとも一部には、ステンレス鋼と不動態膜との
界面近傍に形成されたクロムの酸化物を主成分とする層
と、不動態膜の表面近傍に形成された鉄の酸化物を主成
分とする層との２つ以上の層から構成され、厚さが５０
Å上の不動態膜が形成されていることを特徴とする減圧
装置。
（２）前記不動態膜は、１５０℃以上４００℃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
膜である特許請求の範囲第１項に記載の減圧装置。
（３）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表
面の少なくとも一部には、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からなる、厚さが５０
Å以上の不動態膜が形成されていることを特徴とする減
圧装置。
（４）前記不動態膜は、４００℃以上５００℃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１００Å上の膜である特許請求の範囲第３項に記
載の減圧装置。
（５）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表
面の少なくとも一部には、クロムの酸化物を主成分とす
る層からなる、厚さが５０Å上の不動態膜が形成されて
いることを特徴とする減圧装置。
（６）前記不動態膜は、５５０℃以上の温度において９
時間以上ステンレス鋼を加熱酸化せしめて形成された厚
さが１３０Å上の膜である特許請求の範囲第Ｓ項に記載
の減圧装置。
（７）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を特徴と
する特許請求の範囲第１項乃至第６項のいずれかに記載
の減圧装置。
（８）前記減圧室には、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特許請求の範囲第１項乃至
第７項のいずれかに記載の減圧装置。
（９）前記減圧室には、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特許
請求の範囲第１項乃至第８項のいずれかに記載の減圧装
置。
（１０）前記ガス供給系に、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特許請求の範囲第５項又は
第６項のいずれかに記載のセルフクリーニング可能な減
圧装置。
（１１）前記クリーニングガスは、塩素系ガス又はフッ
素系ガスである特許請求の範囲第１０項に記載のセルフ
クリーニング可能な減圧装置。
（１２）前記減圧室が、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前記特許請求の
範囲第１１項又は第１２項のいずれかに記載のセルフク
リーニング可能な減圧装置。
（１３）前記減圧装置は、半導体製造装置、ガスボンベ
、ガスパルプおよびパイプの内から選ばれた１つ又は１
つ以上の組合せである特許請求の範囲第１項乃至第１２
項のいずれかに記載の減圧装置。