JPH07126868A - 耐食性に優れた半導体製造装置用表面処理鋼材 - Google Patents
耐食性に優れた半導体製造装置用表面処理鋼材Info
- Publication number
- JPH07126868A JPH07126868A JP27371193A JP27371193A JPH07126868A JP H07126868 A JPH07126868 A JP H07126868A JP 27371193 A JP27371193 A JP 27371193A JP 27371193 A JP27371193 A JP 27371193A JP H07126868 A JPH07126868 A JP H07126868A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxide layer
- corrosion resistance
- steel
- gas
- iron oxide
- 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.)
- Withdrawn
Links
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title claims abstract description 37
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 29
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 11
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 32
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 abstract description 14
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 abstract description 14
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 abstract description 10
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 5
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 abstract description 2
- QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N dichromium trioxide Chemical compound O=[Cr]O[Cr]=O QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 238000004532 chromating Methods 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 42
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 40
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 26
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 5
- 239000002335 surface treatment layer Substances 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 4
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019830 Cr2 O3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910000963 austenitic stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N chromate(2-) Chemical compound [O-][Cr]([O-])(=O)=O ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 229910000856 hastalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910001510 metal chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009972 noncorrosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 239000002436 steel type Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- -1 that is Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ハロゲン系ガス等の腐食性ガスに対する耐食
性、特に水分とハロゲン系ガスが同時に存在する様な環
境での耐食性を向上させた表面処理鋼材を提供する。 【構成】 鋼材の表面に、９０％以上がＦｅ2 Ｏ3 であ
る酸化鉄層が５０Å以上の厚さで形成されると共に、更
にその上に９０％以上がＣｒ2 Ｏ3 であるＣｒ酸化物層
が５０Å以上の厚さで形成されたものである。
性、特に水分とハロゲン系ガスが同時に存在する様な環
境での耐食性を向上させた表面処理鋼材を提供する。 【構成】 鋼材の表面に、９０％以上がＦｅ2 Ｏ3 であ
る酸化鉄層が５０Å以上の厚さで形成されると共に、更
にその上に９０％以上がＣｒ2 Ｏ3 であるＣｒ酸化物層
が５０Å以上の厚さで形成されたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置の構成
部材として使用される表面処理鋼材に関し、特に半導体
製造に用いられる腐食性の強いＨＣｌ、Ｃｌ2 、ＨＦ等
のハロゲン系ガスに対しても優れた耐食性を示す表面処
理鋼材に関するものである。尚本発明で対象とする鋼材
は、ステンレス鋼や低合金鋼等を含むものであるが、以
下ではステンレス鋼を代表的に取り挙げて説明を進め
る。
部材として使用される表面処理鋼材に関し、特に半導体
製造に用いられる腐食性の強いＨＣｌ、Ｃｌ2 、ＨＦ等
のハロゲン系ガスに対しても優れた耐食性を示す表面処
理鋼材に関するものである。尚本発明で対象とする鋼材
は、ステンレス鋼や低合金鋼等を含むものであるが、以
下ではステンレス鋼を代表的に取り挙げて説明を進め
る。
【０００２】
【従来の技術】近年の半導体製造技術においては、素子
が高集積化し、配線間隔はサブミクロンの精度が要求さ
れる様になっている。その様な素子では、微粒子や細菌
が付着しただけでも回路が短絡し、製品不良が発生する
恐れがある。そのため、半導体の製造に使用されるガス
や純水は超高純度であることが要求され、ガスの場合に
は導入ガス自体の高純度化だけでなく、配管或いは反応
室壁面からの水分等の不純ガスや微粒子の発生を極力低
減することが必要となる。
が高集積化し、配線間隔はサブミクロンの精度が要求さ
れる様になっている。その様な素子では、微粒子や細菌
が付着しただけでも回路が短絡し、製品不良が発生する
恐れがある。そのため、半導体の製造に使用されるガス
や純水は超高純度であることが要求され、ガスの場合に
は導入ガス自体の高純度化だけでなく、配管或いは反応
室壁面からの水分等の不純ガスや微粒子の発生を極力低
減することが必要となる。
【０００３】半導体製造装置用のガス配管には、従来よ
り溶接性や一般耐食性の面からＳＵＳ３０４ＬやＳＵＳ
３１６Ｌ等のオーステナイト系ステンレス鋼が主に使用
されており、その表面を平滑化することにより吸着面積
を減少せしめ、不純ガスの吸着および脱離を少なくする
目的で、電解研磨処理を施したものが用いられている。
また電解研磨処理後に酸化性ガス雰囲気中で加熱処理を
施すことによって非晶質酸化皮膜を形成し、表面のガス
放出量を低減したステンレス鋼材（特開昭６４−８７７
６０号）、あるいは微粒子の発生源および不純物の吸着
・放出場所となる非金属介在物量を極めて少なくさせた
ステンレス鋼管（特開昭６３−１６１１４５号）も提案
されている。更に、ステンレス鋼材表面にクロムめっき
層を形成し、その上にセラミックス層を形成した表面処
理ステンレス鋼材も提案されている（特開平３−１９７
６８８号）。
り溶接性や一般耐食性の面からＳＵＳ３０４ＬやＳＵＳ
３１６Ｌ等のオーステナイト系ステンレス鋼が主に使用
されており、その表面を平滑化することにより吸着面積
を減少せしめ、不純ガスの吸着および脱離を少なくする
目的で、電解研磨処理を施したものが用いられている。
また電解研磨処理後に酸化性ガス雰囲気中で加熱処理を
施すことによって非晶質酸化皮膜を形成し、表面のガス
放出量を低減したステンレス鋼材（特開昭６４−８７７
６０号）、あるいは微粒子の発生源および不純物の吸着
・放出場所となる非金属介在物量を極めて少なくさせた
ステンレス鋼管（特開昭６３−１６１１４５号）も提案
されている。更に、ステンレス鋼材表面にクロムめっき
層を形成し、その上にセラミックス層を形成した表面処
理ステンレス鋼材も提案されている（特開平３−１９７
６８８号）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記各
ステンレス鋼材は、酸素や窒素等の如く腐食性のないガ
スの配管材としては優れているものであるが、腐食性の
強いＨＣｌ、Ｃｌ2 、ＨＦ等のハロゲン系ガス中ではそ
の表面が腐食されるため、腐食生成物によるガスの吸着
・放出が起こりガス純度の維持が困難になる。また金属
塩化物等の腐食生成物が微粒子となって汚染の原因にな
る。尚乾燥したハロゲン系ガス中では、ステンレス鋼材
の腐食は軽微であると言われているが、実際にはガス中
にはわずかながらも水分が存在するので腐食は進行す
る。
ステンレス鋼材は、酸素や窒素等の如く腐食性のないガ
スの配管材としては優れているものであるが、腐食性の
強いＨＣｌ、Ｃｌ2 、ＨＦ等のハロゲン系ガス中ではそ
の表面が腐食されるため、腐食生成物によるガスの吸着
・放出が起こりガス純度の維持が困難になる。また金属
塩化物等の腐食生成物が微粒子となって汚染の原因にな
る。尚乾燥したハロゲン系ガス中では、ステンレス鋼材
の腐食は軽微であると言われているが、実際にはガス中
にはわずかながらも水分が存在するので腐食は進行す
る。
【０００５】そのため、今後更に高集積化する傾向のみ
られる半導体製造分野では、これらハロゲン系ガス中で
の耐食性、特に水分とハロゲン系ガスが同時に存在する
様な環境下での耐食性に優れた部材が望まれている。そ
こで、ＳＵＳ３０４ＬやＳＵＳ３１６Ｌに比較して耐食
性の優れた高Ｎｉ合金（ハステロイ等）を使用すること
により腐食を低減することも可能であるが、高Ｎｉ合金
は極めて高価であるばかりでなく、腐食を完全に阻止で
きる訳ではない。
られる半導体製造分野では、これらハロゲン系ガス中で
の耐食性、特に水分とハロゲン系ガスが同時に存在する
様な環境下での耐食性に優れた部材が望まれている。そ
こで、ＳＵＳ３０４ＬやＳＵＳ３１６Ｌに比較して耐食
性の優れた高Ｎｉ合金（ハステロイ等）を使用すること
により腐食を低減することも可能であるが、高Ｎｉ合金
は極めて高価であるばかりでなく、腐食を完全に阻止で
きる訳ではない。
【０００６】本発明はこの様な事情に着目してなされた
ものであって、その目的は、ハロゲン系ガス等の腐食性
ガスに対する耐食性、特に水分とハロゲン系ガスが同時
に存在する様な環境での耐食性を向上させた表面処理鋼
材を提供しようとするものである。
ものであって、その目的は、ハロゲン系ガス等の腐食性
ガスに対する耐食性、特に水分とハロゲン系ガスが同時
に存在する様な環境での耐食性を向上させた表面処理鋼
材を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできた発明とは、鋼材の表面に、９０％以上がＦｅ 2
Ｏ3 である酸化鉄層が５０Å以上の厚さで形成されると
共に、更にその上に９０％以上がＣｒ2 Ｏ3 であるＣｒ
酸化物層が５０Å以上の厚さで形成されたものである点
に要旨を有するものである。
のできた発明とは、鋼材の表面に、９０％以上がＦｅ 2
Ｏ3 である酸化鉄層が５０Å以上の厚さで形成されると
共に、更にその上に９０％以上がＣｒ2 Ｏ3 であるＣｒ
酸化物層が５０Å以上の厚さで形成されたものである点
に要旨を有するものである。
【０００８】
【作用】本発明は上記の様に構成されるが、要するに鋼
材のハロゲン系ガス等の腐食性ガスに対する耐食性を高
めるには、鋼材表面に、９０％以上がＦｅ2 Ｏ3 である
酸化鉄層を所定厚さで形成すると共に、更にその上に９
０％以上がＣｒ2 Ｏ3 であるＣｒ酸化物層を所定厚さで
形成する様な二層構造の表面処理層を形成することが有
効であることを見出し、本発明を完成したものである。
材のハロゲン系ガス等の腐食性ガスに対する耐食性を高
めるには、鋼材表面に、９０％以上がＦｅ2 Ｏ3 である
酸化鉄層を所定厚さで形成すると共に、更にその上に９
０％以上がＣｒ2 Ｏ3 であるＣｒ酸化物層を所定厚さで
形成する様な二層構造の表面処理層を形成することが有
効であることを見出し、本発明を完成したものである。
【０００９】まず鋼材の表面に、９０％以上がＦｅ2 Ｏ
3 である酸化鉄層を形成することによって、更にその表
面に形成される９０％以上がＣｒ2 Ｏ3 であるＣｒ酸化
層との密着性が向上し、鋼材表面にＣｒ酸化層を直接形
成した場合と比較して耐食性が改善される。またＣｒ3
Ｏ3 層に欠陥が存在しても、Ｆｅ2 Ｏ3 を主体とする酸
化鉄層が存在しているので、鋼材表面が外部に直接露出
することがなく、優れた耐食性を保持し、ガス放出特性
の劣化を低減することができる。この酸化鉄層によって
上記の様な効果を発揮させるためには、９０％以上がＦ
ｅ2 Ｏ3 である酸化鉄層の厚さは５０Å以上とする必要
がある。但し、その厚さが５００Åを超えても、上記効
果が飽和するので、酸化鉄層の厚さの上限は５００Å程
度が適当である。酸化鉄層の厚さをあまり大きくするこ
とは、層の形成に時間がかかり過ぎることにもなるの
で、こうした観点からも酸化鉄層の厚さの上限は５００
Å程度が適当である。
3 である酸化鉄層を形成することによって、更にその表
面に形成される９０％以上がＣｒ2 Ｏ3 であるＣｒ酸化
層との密着性が向上し、鋼材表面にＣｒ酸化層を直接形
成した場合と比較して耐食性が改善される。またＣｒ3
Ｏ3 層に欠陥が存在しても、Ｆｅ2 Ｏ3 を主体とする酸
化鉄層が存在しているので、鋼材表面が外部に直接露出
することがなく、優れた耐食性を保持し、ガス放出特性
の劣化を低減することができる。この酸化鉄層によって
上記の様な効果を発揮させるためには、９０％以上がＦ
ｅ2 Ｏ3 である酸化鉄層の厚さは５０Å以上とする必要
がある。但し、その厚さが５００Åを超えても、上記効
果が飽和するので、酸化鉄層の厚さの上限は５００Å程
度が適当である。酸化鉄層の厚さをあまり大きくするこ
とは、層の形成に時間がかかり過ぎることにもなるの
で、こうした観点からも酸化鉄層の厚さの上限は５００
Å程度が適当である。
【００１０】本発明で用いる鋼材の種類（鋼種）は特に
限定されるものではないが、半導体製造装置の素材とし
て一般的に使用されているＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６
Ｌの他、低合金鋼等が挙げられる。
限定されるものではないが、半導体製造装置の素材とし
て一般的に使用されているＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６
Ｌの他、低合金鋼等が挙げられる。
【００１１】また本発明で用いる鋼材の表面は常法に従
って電解研摩や機械研摩等によって研摩仕上げされる
が、このときの表面粗さはガス放出特性を考慮してＲ
max で１μｍ以下であるのが好ましい。尚機械研摩面は
電解研摩面に比較して活性であり、ガスが吸着し易いと
一般的に言われているが、本発明材においては、最表面
にＣｒ酸化物層を形成するので、研摩方法の種類はガス
吸着に影響を及ぼすことはない。
って電解研摩や機械研摩等によって研摩仕上げされる
が、このときの表面粗さはガス放出特性を考慮してＲ
max で１μｍ以下であるのが好ましい。尚機械研摩面は
電解研摩面に比較して活性であり、ガスが吸着し易いと
一般的に言われているが、本発明材においては、最表面
にＣｒ酸化物層を形成するので、研摩方法の種類はガス
吸着に影響を及ぼすことはない。
【００１２】本発明においては、まず鋼材表面にＦｅ2
Ｏ3 を主体とする酸化鉄層を形成するものであるが、そ
の形成方法としては、例えば酸素を含む雰囲気下で加熱
することによって行なえばよい。このときの雰囲気およ
び加熱条件については、特に限定するものではなく、上
記Ｆｅ2 Ｏ3 が形成され且つ素材の表面荒れや材料特性
の劣化を招かない条件であればよい。具体的には、例え
ば大気雰囲気下、３５０〜４５０℃の温度で１時間以上
の処理を行なうことによって、上記の様な酸化鉄層が得
られる。
Ｏ3 を主体とする酸化鉄層を形成するものであるが、そ
の形成方法としては、例えば酸素を含む雰囲気下で加熱
することによって行なえばよい。このときの雰囲気およ
び加熱条件については、特に限定するものではなく、上
記Ｆｅ2 Ｏ3 が形成され且つ素材の表面荒れや材料特性
の劣化を招かない条件であればよい。具体的には、例え
ば大気雰囲気下、３５０〜４５０℃の温度で１時間以上
の処理を行なうことによって、上記の様な酸化鉄層が得
られる。
【００１３】本発明の表面処理鋼材は、上記酸化鉄層上
にＣｒ2 Ｏ3 を主体とするＣｒ酸化物層を形成したもの
であるが、このときのＣｒ酸化物層の形成方法について
は、例えばクロメート処理等の湿式処理や、真空蒸着，
スパッタ等の乾式処理によることになるが、湿式処理の
場合には表面層に水分が含まれることになるので、処理
後に乾式ガス中でのベーキングによる水分除去が必要で
ある。
にＣｒ2 Ｏ3 を主体とするＣｒ酸化物層を形成したもの
であるが、このときのＣｒ酸化物層の形成方法について
は、例えばクロメート処理等の湿式処理や、真空蒸着，
スパッタ等の乾式処理によることになるが、湿式処理の
場合には表面層に水分が含まれることになるので、処理
後に乾式ガス中でのベーキングによる水分除去が必要で
ある。
【００１４】Ｃｒ2 Ｏ3 を主体とするＣｒ酸化物層は、
Ｆｅ2 Ｏ3 を主体とする酸化鉄層に比較して、元来耐食
性および耐ガス放出性に優れているが、この様な特性を
ん有効に発揮させるためには、９０％以上がＣｒ2 Ｏ3
であるＣｒ酸化物層の厚さは少なくとも５０Åは必要で
ある。またこの厚さが１μｍ以下の範囲では、厚ければ
厚い程その表面層の欠陥が少なくねってその効果が大き
くなるのであるが、厚さが１μｍを超えると処理時間が
長くなるのは勿論のこと、表面層の内部応力による剥離
や割れを生じることがあり、欠陥が却って多くなる。従
って、Ｃｒ酸化物層の厚さの上限は１μｍとするのが好
ましい。
Ｆｅ2 Ｏ3 を主体とする酸化鉄層に比較して、元来耐食
性および耐ガス放出性に優れているが、この様な特性を
ん有効に発揮させるためには、９０％以上がＣｒ2 Ｏ3
であるＣｒ酸化物層の厚さは少なくとも５０Åは必要で
ある。またこの厚さが１μｍ以下の範囲では、厚ければ
厚い程その表面層の欠陥が少なくねってその効果が大き
くなるのであるが、厚さが１μｍを超えると処理時間が
長くなるのは勿論のこと、表面層の内部応力による剥離
や割れを生じることがあり、欠陥が却って多くなる。従
って、Ｃｒ酸化物層の厚さの上限は１μｍとするのが好
ましい。
【００１５】本発明では、鋼材表面に上記の様な二層構
造の表面処理層を形成することによって、即ちＦｅ2 Ｏ
3 とＣｒ2 Ｏ3 の両特性を相乗させることによって、Ｆ
ｅ2Ｏ3 のみまたはＣｒ2 Ｏ3 のみのからなる表面処理
層を形成した場合と比べて、極めて高い耐食性（耐ガス
性）および耐ガス放出性を発揮することができる。即
ち、Ｆｅ2 Ｏ3 皮膜処理だけでは耐食性（耐ガス性）が
十分に発揮されない様な、特に水分が共存する様な腐食
性の高いハロゲンガス中で使用しても、本発明によるＣ
ｒ2 Ｏ3 ／Ｆｅ2 Ｏ3 の二層構造の表面層を有する表面
処理鋼材を使用すれば、鋼材は腐食することなく良好な
耐ガス放出性を保持することができたのである。
造の表面処理層を形成することによって、即ちＦｅ2 Ｏ
3 とＣｒ2 Ｏ3 の両特性を相乗させることによって、Ｆ
ｅ2Ｏ3 のみまたはＣｒ2 Ｏ3 のみのからなる表面処理
層を形成した場合と比べて、極めて高い耐食性（耐ガス
性）および耐ガス放出性を発揮することができる。即
ち、Ｆｅ2 Ｏ3 皮膜処理だけでは耐食性（耐ガス性）が
十分に発揮されない様な、特に水分が共存する様な腐食
性の高いハロゲンガス中で使用しても、本発明によるＣ
ｒ2 Ｏ3 ／Ｆｅ2 Ｏ3 の二層構造の表面層を有する表面
処理鋼材を使用すれば、鋼材は腐食することなく良好な
耐ガス放出性を保持することができたのである。
【００１６】以下本発明を実施例によって更に詳細に説
明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のもので
はなく、前・後記の趣旨に徴して設計変更することはい
ずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のもので
はなく、前・後記の趣旨に徴して設計変更することはい
ずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【００１７】
【実施例】市販のＳＵＳ３１６Ｌ鋼板および低合金鋼を
使用し、これを下記表１に示す方法で研磨した後、大気
中加熱酸化処理によってＦｅ2 Ｏ3 層を形成すると共
に、その上にスパッタ法によってＣｒ2 Ｏ3 層の形成を
行った。表面処理層の構成を表１に併記する。得られた
表面処理材を、２５０℃の５％Ｃｌ2 雰囲気中で４時間
曝した後、オージェ電子分光分析によってＣｌの侵入深
さを測定し、腐食性（耐ガス性）の良否を評価した。そ
の結果を、表１に併記する。
使用し、これを下記表１に示す方法で研磨した後、大気
中加熱酸化処理によってＦｅ2 Ｏ3 層を形成すると共
に、その上にスパッタ法によってＣｒ2 Ｏ3 層の形成を
行った。表面処理層の構成を表１に併記する。得られた
表面処理材を、２５０℃の５％Ｃｌ2 雰囲気中で４時間
曝した後、オージェ電子分光分析によってＣｌの侵入深
さを測定し、腐食性（耐ガス性）の良否を評価した。そ
の結果を、表１に併記する。
【００１８】
【表１】
【００１９】表１から次の様に考察することができる。
Ｎo.１〜７は本発明の規定要件をすべて満たす実施例で
あり、Ｆｅ2 Ｏ3 ／Ｃｒ2 Ｏ3 の二層構造の表面処理層
が形成されることによって優れた耐食性を示している。
これらに対しＮo.８〜１２は、下記の様に本発明の規定
要件のいずれかを欠く比較例であり、十分な耐食性が得
られていない。
Ｎo.１〜７は本発明の規定要件をすべて満たす実施例で
あり、Ｆｅ2 Ｏ3 ／Ｃｒ2 Ｏ3 の二層構造の表面処理層
が形成されることによって優れた耐食性を示している。
これらに対しＮo.８〜１２は、下記の様に本発明の規定
要件のいずれかを欠く比較例であり、十分な耐食性が得
られていない。
【００２０】Ｎo.８：酸化処理およびＣｒ2 Ｏ3 層形成
のいずれも実施されていないので、十分な耐食性が得ら
れず、多量のＣｌガスが侵入している。 Ｎo.９：Ｃｒ2 Ｏ3 層の本発明の規定要件を満たしてお
り、Ｎo.７のものよりも腐食が低減されているが、酸化
処理を行っていないのでＣｒ2 Ｏ3 層の僅かな欠陥部分
からＣｌガス侵入による腐食が進行し、十分な耐食性が
得られていない。
のいずれも実施されていないので、十分な耐食性が得ら
れず、多量のＣｌガスが侵入している。 Ｎo.９：Ｃｒ2 Ｏ3 層の本発明の規定要件を満たしてお
り、Ｎo.７のものよりも腐食が低減されているが、酸化
処理を行っていないのでＣｒ2 Ｏ3 層の僅かな欠陥部分
からＣｌガス侵入による腐食が進行し、十分な耐食性が
得られていない。
【００２１】Ｎo.１０〜１２：加熱酸化処理によって適
切なＦｅ2 Ｏ3 層が形成されているが、Ｃｒ2 Ｏ3 層が
形成されていないために、Ｃｌガス侵入による腐食が進
行し、十分な耐食性が得られていない。
切なＦｅ2 Ｏ3 層が形成されているが、Ｃｒ2 Ｏ3 層が
形成されていないために、Ｃｌガス侵入による腐食が進
行し、十分な耐食性が得られていない。
【００２２】次に、上記と同様にして表面処理した各鋼
材（ステンレス鋼または低合金鋼）を、水分とハロゲン
ガスが共存する環境を模擬して３０℃の３％ＮａＣｌ水
溶液による腐食試験を行った。その結果を表面研摩方法
および表面処理層の構成と共に表２に示す。尚表２中の
耐食性の評価基準は下記の通りである。 （耐食性の評価基準） ○：アノード分極によっても孔食が発生しないもの ×：アノード分極により孔食が発生したもの
材（ステンレス鋼または低合金鋼）を、水分とハロゲン
ガスが共存する環境を模擬して３０℃の３％ＮａＣｌ水
溶液による腐食試験を行った。その結果を表面研摩方法
および表面処理層の構成と共に表２に示す。尚表２中の
耐食性の評価基準は下記の通りである。 （耐食性の評価基準） ○：アノード分極によっても孔食が発生しないもの ×：アノード分極により孔食が発生したもの
【００２３】
【表２】
【００２４】表２から明らかな様に、本発明の限定要件
をすべて満足する実施例（No. １３〜１６）は、水分と
ハロゲン系ガスが同時に存在する環境下においても優れ
た耐食性を示していることがわかる。
をすべて満足する実施例（No. １３〜１６）は、水分と
ハロゲン系ガスが同時に存在する環境下においても優れ
た耐食性を示していることがわかる。
【００２５】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、鋼
材の表面に酸化鉄層およびＣｒ酸化物層の二層構造から
なる表面処理層を形成することによって、特に水分とハ
ロゲン系ガスが同時に存在する様な環境下においても優
れた耐食性を示し、不純物ガスの吸着・放出が少ない、
半導体製造装置用として卓越した性能の表面処理鋼材を
提供し得ることになった。
材の表面に酸化鉄層およびＣｒ酸化物層の二層構造から
なる表面処理層を形成することによって、特に水分とハ
ロゲン系ガスが同時に存在する様な環境下においても優
れた耐食性を示し、不純物ガスの吸着・放出が少ない、
半導体製造装置用として卓越した性能の表面処理鋼材を
提供し得ることになった。
Claims (1)
- 【請求項１】 鋼材の表面に、９０％以上がＦｅ2 Ｏ3
である酸化鉄層が５０Å以上の厚さで形成されると共
に、更にその上に９０％以上がＣｒ2 Ｏ3 であるＣｒ酸
化物層が５０Å以上の厚さで形成されたものであること
を特徴とする耐食性に優れた半導体製造装置用表面処理
鋼材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27371193A JPH07126868A (ja) | 1993-11-01 | 1993-11-01 | 耐食性に優れた半導体製造装置用表面処理鋼材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27371193A JPH07126868A (ja) | 1993-11-01 | 1993-11-01 | 耐食性に優れた半導体製造装置用表面処理鋼材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07126868A true JPH07126868A (ja) | 1995-05-16 |
Family
ID=17531497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27371193A Withdrawn JPH07126868A (ja) | 1993-11-01 | 1993-11-01 | 耐食性に優れた半導体製造装置用表面処理鋼材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07126868A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2443266A4 (en) * | 2009-06-16 | 2012-12-26 | Scania Cv Ab | ENGINE COMPONENT COMPRISING A CORROSION PROTECTION LAYER AND MANUFACTURING PROCESS |
| JP2019206741A (ja) * | 2018-05-30 | 2019-12-05 | 株式会社デンソー | 表面被覆部材及びその製造方法 |
-
1993
- 1993-11-01 JP JP27371193A patent/JPH07126868A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2443266A4 (en) * | 2009-06-16 | 2012-12-26 | Scania Cv Ab | ENGINE COMPONENT COMPRISING A CORROSION PROTECTION LAYER AND MANUFACTURING PROCESS |
| JP2019206741A (ja) * | 2018-05-30 | 2019-12-05 | 株式会社デンソー | 表面被覆部材及びその製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2730695B2 (ja) | タングステン膜の成膜装置 | |
| JP2996245B2 (ja) | 酸化スケ―ル層付きマルテンサイト系ステンレス鋼材およびその製造方法 | |
| US5580398A (en) | Method of forming passive oxide film based on chromium oxide, and stainless steel | |
| US5944917A (en) | Stainless steel for ozone added water and manufacturing method thereof | |
| EP0493373A2 (en) | A production process of ferrite stainless steel covered with oxide whisker | |
| JP3379071B2 (ja) | 酸化クロムを主成分とする酸化不動態膜の形成方法及びステンレス鋼 | |
| JPH07126868A (ja) | 耐食性に優れた半導体製造装置用表面処理鋼材 | |
| US5395461A (en) | Method of producing titanium material resistant to hydrogen absorption in aqueous hydrogen sulfide solution | |
| JPH04183846A (ja) | 高純度ガス用ステンレス鋼材及びその製造方法 | |
| JP3797152B2 (ja) | 耐食性に優れる合金並びにそれを用いた半導体製造装置用部材およびその製造方法 | |
| JP4100093B2 (ja) | オーステナイト系ステンレス鋼管の製造方法 | |
| JPH07145498A (ja) | 半導体製造装置用金属材の表面処理法 | |
| JP3499418B2 (ja) | 酸化不動態膜を有するステンレス鋼およびその形成方法 | |
| JPH07207459A (ja) | 多層皮膜被覆金属材料 | |
| JP2720716B2 (ja) | 耐食性に優れる高純度ガス用オーステナイト系ステンレス鋼材及びその製造方法 | |
| JPS6142783B2 (ja) | ||
| JP2737551B2 (ja) | 耐食性に優れる高純度ガス用オーステナイト系ステンレス鋼材の製造方法 | |
| JP3838858B2 (ja) | 耐銹性に優れたＦｅ−Ｎｉ合金板およびその製造方法 | |
| JPH07180034A (ja) | 鋼材の表面改質法 | |
| JPH07197159A (ja) | Ｎｉ基合金とそれを用いた半導体製造装置用部材及び液晶製造装置用部材 | |
| JP3119165B2 (ja) | 高純度ガス用ステンレス鋼材の製造方法 | |
| JPH07180088A (ja) | 鋼材の表面改質方法 | |
| JP3084306B2 (ja) | フッ化不動態膜の形成方法 | |
| JP3684259B2 (ja) | 耐ハロゲン系ガス腐食性及び耐ハロゲン系プラズマ腐食性に優れたコーティング膜並びに該コーティング膜を施した積層構造体 | |
| JP3058936B2 (ja) | ほうろうステンレス鋼板の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010130 |