JP2000219988A - 高純度ニッケル材の製造法及び薄膜形成用高純度ニッケル材 - Google Patents
高純度ニッケル材の製造法及び薄膜形成用高純度ニッケル材Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アルカリ金属元素，放射性元素，遷移金属元
素，炭素及びガス成分等の不純物含有量が低くて薄膜形
成用材料として好適な高純度ニッケル材を安定かつ低コ
ストで提供する。 【解決手段】 図５に工程例を示すように、原料ニッケ
ルを溶解して塩化ニッケル水溶液とした後、これを陰イ
オン交換樹脂で処理し、更にイオン交換処理後の溶液を
拡散透析に処して脱塩酸するかあるいはイオン交換処理
後の溶液を蒸発乾固又は濃縮して脱塩酸を行ってから水
を加えて活性炭処理するかし、この水溶液を電解液とし
て電解処理を行い、必要により真空溶解することによ
り、アルカリ金属元素：１ppm 以下、 Fe，Co及びCr：10
ppm 以下、 Ｕ，Th：１ppb 以下、 Ｃ：50ppm 以下、 Ｏ：
100ppm以下である高純度ニッケル材を提供する。
素，炭素及びガス成分等の不純物含有量が低くて薄膜形
成用材料として好適な高純度ニッケル材を安定かつ低コ
ストで提供する。 【解決手段】 図５に工程例を示すように、原料ニッケ
ルを溶解して塩化ニッケル水溶液とした後、これを陰イ
オン交換樹脂で処理し、更にイオン交換処理後の溶液を
拡散透析に処して脱塩酸するかあるいはイオン交換処理
後の溶液を蒸発乾固又は濃縮して脱塩酸を行ってから水
を加えて活性炭処理するかし、この水溶液を電解液とし
て電解処理を行い、必要により真空溶解することによ
り、アルカリ金属元素：１ppm 以下、 Fe，Co及びCr：10
ppm 以下、 Ｕ，Th：１ppb 以下、 Ｃ：50ppm 以下、 Ｏ：
100ppm以下である高純度ニッケル材を提供する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、高純度ニッケル材の
製造方法及びその方法を用いて製造された薄膜形成用高
純度ニッケル材に関するものであり、ＶＬＳＩの電極や
配線あるいは磁性膜等として適用される薄膜の性能改善
や形成作業性改善等に大きく寄与する技術思想である。
製造方法及びその方法を用いて製造された薄膜形成用高
純度ニッケル材に関するものであり、ＶＬＳＩの電極や
配線あるいは磁性膜等として適用される薄膜の性能改善
や形成作業性改善等に大きく寄与する技術思想である。
【０００２】従来、半導体デバイスにおける電極材料と
してはポリシリコンが主に用いられてきたが、ＬＳＩの
高集積化に伴ってMo，Ｗ等のシリサイドが使用されよう
になり、更にはTi，CoあるいはNiのシリサイドの活用に
関心が集まるようになってきた。なお、Ti，Co，Niを構
成成分とする上述のような電極は、代表的にはTi，Coあ
るいはNi製のタ−ゲットをAr中でスパッタリングするこ
とにより形成される。
してはポリシリコンが主に用いられてきたが、ＬＳＩの
高集積化に伴ってMo，Ｗ等のシリサイドが使用されよう
になり、更にはTi，CoあるいはNiのシリサイドの活用に
関心が集まるようになってきた。なお、Ti，Co，Niを構
成成分とする上述のような電極は、代表的にはTi，Coあ
るいはNi製のタ−ゲットをAr中でスパッタリングするこ
とにより形成される。
【０００３】ところで、スパッタリング技術を用いて形
成される半導体部材の信頼性ある動作性能を保証するた
めには、スパッタリングにより形成される薄膜（半導体
デバイスの構成要素）が有害な金属不純物を極力含んで
いないことが重要である。即ち、有害な金属不純物であ
る a) Na，Ｋ等のアルカリ金属， b) Ｕ，Th等の放射性元素， c) Fe，Co，Cr等の遷移金属 を極力低減する必要がある。ここで、Na，Ｋ等のアルカ
リ金属はゲ−ト絶縁膜中を容易に移動し、ＭＯＳ−ＬＳ
Ｉ界面特性の劣化原因となる。また、Ｕ，Th等の放射性
元素は放出するα線によって素子のソフトエラ−の原因
となる。そして、Fe，Co，Cr等の遷移金属不純物もまた
界面接合部トラブルの原因となる。更に、“炭素”や
“酸素等のガス成分”もスパッタリングの際のパ−ティ
クルの原因となるため好ましくないとされている。
成される半導体部材の信頼性ある動作性能を保証するた
めには、スパッタリングにより形成される薄膜（半導体
デバイスの構成要素）が有害な金属不純物を極力含んで
いないことが重要である。即ち、有害な金属不純物であ
る a) Na，Ｋ等のアルカリ金属， b) Ｕ，Th等の放射性元素， c) Fe，Co，Cr等の遷移金属 を極力低減する必要がある。ここで、Na，Ｋ等のアルカ
リ金属はゲ−ト絶縁膜中を容易に移動し、ＭＯＳ−ＬＳ
Ｉ界面特性の劣化原因となる。また、Ｕ，Th等の放射性
元素は放出するα線によって素子のソフトエラ−の原因
となる。そして、Fe，Co，Cr等の遷移金属不純物もまた
界面接合部トラブルの原因となる。更に、“炭素”や
“酸素等のガス成分”もスパッタリングの際のパ−ティ
クルの原因となるため好ましくないとされている。
【０００４】そのため半導体デバイス形成用のニッケル
材には極力高い純度が望まれるが、一方、Fe−Ni合金等
の磁性薄膜材料用としても不純物含有量の少ないニッケ
ル材が求められるようになっている。
材には極力高い純度が望まれるが、一方、Fe−Ni合金等
の磁性薄膜材料用としても不純物含有量の少ないニッケ
ル材が求められるようになっている。
【０００５】
【従来技術とその課題】ところが、一般に入手可能なニ
ッケル材（即ち電気ニッケル塊）は数十ppm のFeや数百
ppm のCoを不純物として含有している。このようなニッ
ケル材を高純度化する方法として電解処理法（電解採取
法あるいは電解精製法）が考えられるが、Niと不純物で
あるFe及びCoとの標準電極電位が非常に近いために電解
処理法による高純度化には限界があり、この方法のみに
よって薄膜形成用材料に要求されるような高純度ニッケ
ルを製造することは困難であった。
ッケル材（即ち電気ニッケル塊）は数十ppm のFeや数百
ppm のCoを不純物として含有している。このようなニッ
ケル材を高純度化する方法として電解処理法（電解採取
法あるいは電解精製法）が考えられるが、Niと不純物で
あるFe及びCoとの標準電極電位が非常に近いために電解
処理法による高純度化には限界があり、この方法のみに
よって薄膜形成用材料に要求されるような高純度ニッケ
ルを製造することは困難であった。
【０００６】そこで、電解処理法（電解採取法，電解精
製法）によってニッケルの高純度化を行うに際し、電解
液中の不純物を溶媒抽出法により除去することで高い純
度のニッケルを得る方法が提案された。しかし、溶媒抽
出法は、抽出工程が多くて複雑な操作が必要であり、ま
た特殊な溶媒を必要とすることから抽出剤の安全管理に
多大な考慮を払わなければならないなど、工業的に不利
な多くの問題を有していた。
製法）によってニッケルの高純度化を行うに際し、電解
液中の不純物を溶媒抽出法により除去することで高い純
度のニッケルを得る方法が提案された。しかし、溶媒抽
出法は、抽出工程が多くて複雑な操作が必要であり、ま
た特殊な溶媒を必要とすることから抽出剤の安全管理に
多大な考慮を払わなければならないなど、工業的に不利
な多くの問題を有していた。
【０００７】このようなことから、本発明の目的は、ア
ルカリ金属元素，放射性元素，遷移金属元素といった金
属不純分元素はもとより炭素やガス成分等の不純物も極
力低減された高純度ニッケル材の安定かつ容易な製造手
段を開発し、スパッタリングタ−ゲット等の薄膜形成用
材料として好適な高純度ニッケル材を安定提供すること
に置かれた。
ルカリ金属元素，放射性元素，遷移金属元素といった金
属不純分元素はもとより炭素やガス成分等の不純物も極
力低減された高純度ニッケル材の安定かつ容易な製造手
段を開発し、スパッタリングタ−ゲット等の薄膜形成用
材料として好適な高純度ニッケル材を安定提供すること
に置かれた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成すべく鋭意研究を行った結果、「まず高純度化前
の原料ニッケルを塩酸等で溶解して塩化ニッケル水溶液
とした後、 これを陰イオン交換樹脂で処理し、 更にイオ
ン交換処理後の溶液を拡散透析に処して脱塩酸するか、
あるいはイオン交換処理後の溶液を蒸発乾固又は濃縮し
て脱塩酸を行ってから水を加えて活性炭処理するかし、
続いてこれらの処理を施した水溶液を電解液として電解
処理を行うことにより、 スパッタリングタ−ゲット等の
薄膜形成用材料としても満足できるところの、 アルカリ
金属元素含有量が各１ppm 以下、Fe，Co及びCrの含有量
が各10ppm 以下、 Ｕ及びThの含有量が各１ppb 以下、 炭
素含有量が50ppm 以下、 酸素含有量が100ppm以下である
高純度ニッケル材を安定製造することが可能である」と
いう新規知見を得ることができた。
を達成すべく鋭意研究を行った結果、「まず高純度化前
の原料ニッケルを塩酸等で溶解して塩化ニッケル水溶液
とした後、 これを陰イオン交換樹脂で処理し、 更にイオ
ン交換処理後の溶液を拡散透析に処して脱塩酸するか、
あるいはイオン交換処理後の溶液を蒸発乾固又は濃縮し
て脱塩酸を行ってから水を加えて活性炭処理するかし、
続いてこれらの処理を施した水溶液を電解液として電解
処理を行うことにより、 スパッタリングタ−ゲット等の
薄膜形成用材料としても満足できるところの、 アルカリ
金属元素含有量が各１ppm 以下、Fe，Co及びCrの含有量
が各10ppm 以下、 Ｕ及びThの含有量が各１ppb 以下、 炭
素含有量が50ppm 以下、 酸素含有量が100ppm以下である
高純度ニッケル材を安定製造することが可能である」と
いう新規知見を得ることができた。
【０００９】そして、更なる研究により、次に示す知見
をも得るに至った。 (a) 前述のように原料ニッケルを溶解した塩化ニッケ
ル水溶液を陰イオン交換樹脂で処理する際、塩化ニッケ
ル水溶液の流速を空間速度〔SV〕で0.01〜１に調整する
ことにより高純度化効果は更に安定化する（ここで、 空
間速度〔SV〕とは１時間当りの通液量を充填樹脂の体積
で除した値を指す）。 (b) 前述のような「イオン交換処理後の溶液を拡散透
析に処する手法」による場合でも、これに「活性炭と接
触させる工程」を付加すればより純度の高いニッケル材
を得ることができる。 (c) 活性炭処理を行う場合、予め酸で洗浄した活性炭
を使用することにより高純度化効果は一層改善される。 (d) 前述した高純度ニッケル材製造のための電解装置
の材質を選ぶと共に、電解処理に供する塩化ニッケル水
溶液のニッケル濃度を特定範囲に調整することにより、
高純度化効果の更なる安定化を図ることができる。 (e) 電解装置の工夫により、前記高純度ニッケル材の
製造処理を連続化することも可能である。 (f) 前述した方法によって高純度電析ニッケル材を得
た後、これを更に真空溶解に処すことで一層の高純度化
が可能になる。 (g) 上記方法によれば、アルカリ金属元素含有量が各
0.1ppm以下、 Fe，Co及びCrの含有量が各１ppm 以下、 Ｕ
及びThの含有量が各0.1ppb以下、 炭素含有量が10ppm 以
下、 酸素含有量が20ppm 以下である高純度ニッケル材の
製造も可能である。
をも得るに至った。 (a) 前述のように原料ニッケルを溶解した塩化ニッケ
ル水溶液を陰イオン交換樹脂で処理する際、塩化ニッケ
ル水溶液の流速を空間速度〔SV〕で0.01〜１に調整する
ことにより高純度化効果は更に安定化する（ここで、 空
間速度〔SV〕とは１時間当りの通液量を充填樹脂の体積
で除した値を指す）。 (b) 前述のような「イオン交換処理後の溶液を拡散透
析に処する手法」による場合でも、これに「活性炭と接
触させる工程」を付加すればより純度の高いニッケル材
を得ることができる。 (c) 活性炭処理を行う場合、予め酸で洗浄した活性炭
を使用することにより高純度化効果は一層改善される。 (d) 前述した高純度ニッケル材製造のための電解装置
の材質を選ぶと共に、電解処理に供する塩化ニッケル水
溶液のニッケル濃度を特定範囲に調整することにより、
高純度化効果の更なる安定化を図ることができる。 (e) 電解装置の工夫により、前記高純度ニッケル材の
製造処理を連続化することも可能である。 (f) 前述した方法によって高純度電析ニッケル材を得
た後、これを更に真空溶解に処すことで一層の高純度化
が可能になる。 (g) 上記方法によれば、アルカリ金属元素含有量が各
0.1ppm以下、 Fe，Co及びCrの含有量が各１ppm 以下、 Ｕ
及びThの含有量が各0.1ppb以下、 炭素含有量が10ppm 以
下、 酸素含有量が20ppm 以下である高純度ニッケル材の
製造も可能である。
【００１０】本発明は上記知見事項等に基づいてなされ
たのであり、次の1)項〜 11)項に示す「高純度ニッケル
材の製造方法」並びに「薄膜形成用高純度ニッケル材」
を提供するものである。 1) 原料ニッケルを溶解して得た塩酸濃度５〜12Ｎの塩
化ニッケル水溶液を、まず陰イオン交換樹脂と接触させ
て不純物金属イオンを吸着させた後、この吸着処理後の
溶液から拡散透析により塩酸を除去してｐＨが０〜３の
高純度化塩化ニッケル水溶液を得、その後に該水溶液を
電解液として電解処理し電析ニッケルを得ることを特徴
とする、高純度ニッケル材の製造方法。 2) 陰イオン交換樹脂による不純物金属イオン吸着除去
工程と電析ニッケルを得るための電解処理工程との間
に、活性炭と接触させて水溶液中の有機物を除去する工
程を更に付加することを特徴とする、前記1)項記載の高
純度ニッケル材の製造方法。 3) 原料ニッケルを溶解して得た塩酸濃度５〜12Ｎの塩
化ニッケル水溶液を、まず陰イオン交換樹脂と接触させ
て不純物金属イオンを吸着させた後、この吸着処理後の
溶液を蒸発乾固又は濃縮してからこれに水分を加えｐＨ
が０〜３の高純度化塩化ニッケル水溶液とする工程と、
活性炭と接触させて水溶液中の有機物を除去する工程と
を経させ、その後に該水溶液を電解液として電解処理し
電析ニッケルを得ることを特徴とする、高純度ニッケル
材の製造方法。 4) 予め酸で処理した活性炭を使用することを特徴とす
る、前記2)項又は3)項に記載の高純度ニッケル材の製造
方法。 5) 陰イオン交換樹脂と接触させて不純物金属イオンを
吸着させる際の塩化ニッケル水溶液の流速を空間速度
〔SV〕で0.01〜１とすることを特徴とする、前記1)項乃
至4)項の何れかに記載の高純度ニッケル材の製造方法。 6) 電析ニッケルを得るための電解処理において、電解
装置として少なくとも電解処理に供する高純度化塩化ニ
ッケル水溶液との接触面が可塑剤を含まない合成樹脂あ
るいはガラスで構成されたものを用い、かつ電解処理に
供する高純度化塩化ニッケル水溶液のニッケル濃度を１
０〜８０g/L(リットル) とすることを特徴とする、前記
1)項乃至5)項の何れかに記載の高純度ニッケル材の製造
方法。 7) 電析ニッケルを得るための電解処理において、電解
槽を隔膜あるいは陰イオン交換膜で仕切ってアノ−ド側
区画とカソ−ド側区画とに分けると共に、アノ−ドとし
てニッケル原料を使用し、かつ高純度化塩化ニッケル水
溶液を間歇的乃至は連続的にカソ−ド側区画へ供給する
と共に、アノ−ド側区画内のアノライトを間歇的乃至は
連続的に抜き出して原料溶液である塩化ニッケル水溶液
として利用することを特徴とする、前記1)項乃至6)項の
何れかに記載の高純度ニッケル材の製造方法。 8) 電析ニッケルを得るための電解処理において、電解
槽を隔膜あるいは陰イオン交換膜で仕切ってアノ−ド側
区画とカソ−ド側区画とその間の中間区画とに分けると
共に、アノ−ドとしてニッケル原料を使用し、かつ高純
度化塩化ニッケル水溶液を間歇的乃至は連続的にカソ−
ド側区画へ供給すると共に、アノ−ド側区画内のアノラ
イトを間歇的乃至は連続的に抜き出して原料溶液である
塩化ニッケル水溶液として利用し、また電解後のカソ−
ド側区画内カソライトをアノ−ド電解浴として利用する
ことを特徴とする、前記1)項乃至6)項の何れかに記載の
高純度ニッケル材の製造方法。 9) 前記1)項乃至8)項の何れかに記載の方法で得た電析
ニッケルを更に真空溶解することを特徴とする、高純度
ニッケル材の製造方法。 10) アルカリ金属元素の含有量が何れも１ppm 以下、F
e，Co及びCrの含有量が何れも10ppm 以下、Ｕ及びThの
含有量が何れも１ppb 以下、炭素含有量が50ppm以下、
酸素含有量が100ppm以下であることを特徴とする、薄膜
形成用高純度ニッケル材。 11) アルカリ金属元素の含有量が何れも0.1ppm以下、F
e，Co及びCrの含有量が何れも１ppm 以下、Ｕ及びThの
含有量が何れも0.1ppb以下、炭素含有量が10ppm以下、
酸素含有量が20ppm 以下であることを特徴とする、薄膜
形成用高純度ニッケル材。
たのであり、次の1)項〜 11)項に示す「高純度ニッケル
材の製造方法」並びに「薄膜形成用高純度ニッケル材」
を提供するものである。 1) 原料ニッケルを溶解して得た塩酸濃度５〜12Ｎの塩
化ニッケル水溶液を、まず陰イオン交換樹脂と接触させ
て不純物金属イオンを吸着させた後、この吸着処理後の
溶液から拡散透析により塩酸を除去してｐＨが０〜３の
高純度化塩化ニッケル水溶液を得、その後に該水溶液を
電解液として電解処理し電析ニッケルを得ることを特徴
とする、高純度ニッケル材の製造方法。 2) 陰イオン交換樹脂による不純物金属イオン吸着除去
工程と電析ニッケルを得るための電解処理工程との間
に、活性炭と接触させて水溶液中の有機物を除去する工
程を更に付加することを特徴とする、前記1)項記載の高
純度ニッケル材の製造方法。 3) 原料ニッケルを溶解して得た塩酸濃度５〜12Ｎの塩
化ニッケル水溶液を、まず陰イオン交換樹脂と接触させ
て不純物金属イオンを吸着させた後、この吸着処理後の
溶液を蒸発乾固又は濃縮してからこれに水分を加えｐＨ
が０〜３の高純度化塩化ニッケル水溶液とする工程と、
活性炭と接触させて水溶液中の有機物を除去する工程と
を経させ、その後に該水溶液を電解液として電解処理し
電析ニッケルを得ることを特徴とする、高純度ニッケル
材の製造方法。 4) 予め酸で処理した活性炭を使用することを特徴とす
る、前記2)項又は3)項に記載の高純度ニッケル材の製造
方法。 5) 陰イオン交換樹脂と接触させて不純物金属イオンを
吸着させる際の塩化ニッケル水溶液の流速を空間速度
〔SV〕で0.01〜１とすることを特徴とする、前記1)項乃
至4)項の何れかに記載の高純度ニッケル材の製造方法。 6) 電析ニッケルを得るための電解処理において、電解
装置として少なくとも電解処理に供する高純度化塩化ニ
ッケル水溶液との接触面が可塑剤を含まない合成樹脂あ
るいはガラスで構成されたものを用い、かつ電解処理に
供する高純度化塩化ニッケル水溶液のニッケル濃度を１
０〜８０g/L(リットル) とすることを特徴とする、前記
1)項乃至5)項の何れかに記載の高純度ニッケル材の製造
方法。 7) 電析ニッケルを得るための電解処理において、電解
槽を隔膜あるいは陰イオン交換膜で仕切ってアノ−ド側
区画とカソ−ド側区画とに分けると共に、アノ−ドとし
てニッケル原料を使用し、かつ高純度化塩化ニッケル水
溶液を間歇的乃至は連続的にカソ−ド側区画へ供給する
と共に、アノ−ド側区画内のアノライトを間歇的乃至は
連続的に抜き出して原料溶液である塩化ニッケル水溶液
として利用することを特徴とする、前記1)項乃至6)項の
何れかに記載の高純度ニッケル材の製造方法。 8) 電析ニッケルを得るための電解処理において、電解
槽を隔膜あるいは陰イオン交換膜で仕切ってアノ−ド側
区画とカソ−ド側区画とその間の中間区画とに分けると
共に、アノ−ドとしてニッケル原料を使用し、かつ高純
度化塩化ニッケル水溶液を間歇的乃至は連続的にカソ−
ド側区画へ供給すると共に、アノ−ド側区画内のアノラ
イトを間歇的乃至は連続的に抜き出して原料溶液である
塩化ニッケル水溶液として利用し、また電解後のカソ−
ド側区画内カソライトをアノ−ド電解浴として利用する
ことを特徴とする、前記1)項乃至6)項の何れかに記載の
高純度ニッケル材の製造方法。 9) 前記1)項乃至8)項の何れかに記載の方法で得た電析
ニッケルを更に真空溶解することを特徴とする、高純度
ニッケル材の製造方法。 10) アルカリ金属元素の含有量が何れも１ppm 以下、F
e，Co及びCrの含有量が何れも10ppm 以下、Ｕ及びThの
含有量が何れも１ppb 以下、炭素含有量が50ppm以下、
酸素含有量が100ppm以下であることを特徴とする、薄膜
形成用高純度ニッケル材。 11) アルカリ金属元素の含有量が何れも0.1ppm以下、F
e，Co及びCrの含有量が何れも１ppm 以下、Ｕ及びThの
含有量が何れも0.1ppb以下、炭素含有量が10ppm以下、
酸素含有量が20ppm 以下であることを特徴とする、薄膜
形成用高純度ニッケル材。
【００１１】上述のように、本発明によれば、アルカリ
金属不純物元素，放射性金属元素不純物及び遷移金属不
純物元素のみならず、炭素やガス成分等の不純物の含有
量も極めて少なくて、ＶＬＳＩの電極及び配線形成用タ
−ゲット材あるいは磁性膜形成用タ−ゲット材の原料等
として好適な高純度ニッケル材を安定かつ容易に提供す
ることが可能となるが、以下、本発明をより具体的に詳
述する。
金属不純物元素，放射性金属元素不純物及び遷移金属不
純物元素のみならず、炭素やガス成分等の不純物の含有
量も極めて少なくて、ＶＬＳＩの電極及び配線形成用タ
−ゲット材あるいは磁性膜形成用タ−ゲット材の原料等
として好適な高純度ニッケル材を安定かつ容易に提供す
ることが可能となるが、以下、本発明をより具体的に詳
述する。
【００１２】
【課題解決手段の詳細説明】本発明方法において用いる
原料ニッケルは特に限定されるものではないが、通常は
市販の数十ppm のFe，数百ppm のCoを不純物として含有
するいわゆる電気ニッケル（粗ニッケル）を使用するの
が一般的である。そして、原料ニッケルを溶解する方法
も格別に限定されるものではなく、例えば「原料である
電気ニッケルを容器に充填すると共に12Ｎの塩酸を加え
て加熱溶解する方法」や「電解装置内のアノ−ド室に原
料である電気ニッケルを装入して“塩酸”もしくは“電
解処理後の塩化ニッケル溶液（電解後のカソライト）”
を電解液とし電解溶解する方法」等を採用することがで
きる。なお、溶解槽（溶解容器等）の材質としては、フ
ッ素樹脂，石英，グラファイト，ポリプロピレン又はポ
リエチレンが望ましいが、これらを内張りした溶解槽で
あっても満足することができる。また、原料ニッケルを
溶解する装置には、作業環境を良くするために塩化水素
ガスの回収装置を設けることが望ましい。
原料ニッケルは特に限定されるものではないが、通常は
市販の数十ppm のFe，数百ppm のCoを不純物として含有
するいわゆる電気ニッケル（粗ニッケル）を使用するの
が一般的である。そして、原料ニッケルを溶解する方法
も格別に限定されるものではなく、例えば「原料である
電気ニッケルを容器に充填すると共に12Ｎの塩酸を加え
て加熱溶解する方法」や「電解装置内のアノ−ド室に原
料である電気ニッケルを装入して“塩酸”もしくは“電
解処理後の塩化ニッケル溶液（電解後のカソライト）”
を電解液とし電解溶解する方法」等を採用することがで
きる。なお、溶解槽（溶解容器等）の材質としては、フ
ッ素樹脂，石英，グラファイト，ポリプロピレン又はポ
リエチレンが望ましいが、これらを内張りした溶解槽で
あっても満足することができる。また、原料ニッケルを
溶解する装置には、作業環境を良くするために塩化水素
ガスの回収装置を設けることが望ましい。
【００１３】原料ニッケルの溶解温度は、塩酸による加
熱溶解の場合には５０〜１００℃が望ましく、より好ま
しくは８０〜９５℃に調整するのが良い。なぜなら、溶
解温度が５０℃未満では溶解度が小さく、一方、１００
℃を超えると蒸発が激しくなって水補給が頻繁になるか
らである。また、電解溶解の場合は、原料ニッケルの溶
解温度は３０〜７０℃、より好ましくは４０〜６０℃と
するのが良い。
熱溶解の場合には５０〜１００℃が望ましく、より好ま
しくは８０〜９５℃に調整するのが良い。なぜなら、溶
解温度が５０℃未満では溶解度が小さく、一方、１００
℃を超えると蒸発が激しくなって水補給が頻繁になるか
らである。また、電解溶解の場合は、原料ニッケルの溶
解温度は３０〜７０℃、より好ましくは４０〜６０℃と
するのが良い。
【００１４】原料ニッケルの溶解後は、溶解によって生
成する塩化ニッケル水溶液を取り出し、必要によりこれ
に塩酸を添加して塩酸濃度が５〜12Ｎとなるよう調整す
る。塩化ニッケル水溶液の塩酸濃度が５Ｎ未満であった
り12Ｎを超えたりすると、次工程の陰イオン交換樹脂に
よるイオン交換精製の際に不純物であるFe，Co分が陰イ
オン交換樹脂に吸着・除去されないので好ましくない。
なお、以上の工程で用いる塩酸は試薬級の高純度のもの
でなくても良く、工業用として用いられる純度のもので
あって構わない。この理由は、塩酸中に含まれる不純物
も本発明法を実施することによって除去することができ
るからである。
成する塩化ニッケル水溶液を取り出し、必要によりこれ
に塩酸を添加して塩酸濃度が５〜12Ｎとなるよう調整す
る。塩化ニッケル水溶液の塩酸濃度が５Ｎ未満であった
り12Ｎを超えたりすると、次工程の陰イオン交換樹脂に
よるイオン交換精製の際に不純物であるFe，Co分が陰イ
オン交換樹脂に吸着・除去されないので好ましくない。
なお、以上の工程で用いる塩酸は試薬級の高純度のもの
でなくても良く、工業用として用いられる純度のもので
あって構わない。この理由は、塩酸中に含まれる不純物
も本発明法を実施することによって除去することができ
るからである。
【００１５】塩酸濃度が５〜12Ｎとなるよう調整された
上記塩化ニッケル水溶液は、次いで例えばカラムの中に
充填した陰イオン交換樹脂と接触せしめられ、水溶液中
の不純物の吸着・除去が図られる。即ち、不純物元素で
あるCo，Fe，Ｕは高濃度の塩酸中では塩化物錯体を形成
し陰イオンとして存在するため、陰イオン交換樹脂に吸
着する。一方、Niや不純物であるNa，Ｋ等のアルカリ金
属及びThは塩化物錯体を形成しないため、陰イオン交換
樹脂に吸着せずにカラムより流出する。従って、塩化ニ
ッケル水溶液を陰イオン交換樹脂と接触させることによ
り、Co，Fe，Ｕの不純物元素を分離・除去することがで
きる。ここで、使用するイオン交換樹脂は陰イオン交換
樹脂であれば特に限定されるものではない。
上記塩化ニッケル水溶液は、次いで例えばカラムの中に
充填した陰イオン交換樹脂と接触せしめられ、水溶液中
の不純物の吸着・除去が図られる。即ち、不純物元素で
あるCo，Fe，Ｕは高濃度の塩酸中では塩化物錯体を形成
し陰イオンとして存在するため、陰イオン交換樹脂に吸
着する。一方、Niや不純物であるNa，Ｋ等のアルカリ金
属及びThは塩化物錯体を形成しないため、陰イオン交換
樹脂に吸着せずにカラムより流出する。従って、塩化ニ
ッケル水溶液を陰イオン交換樹脂と接触させることによ
り、Co，Fe，Ｕの不純物元素を分離・除去することがで
きる。ここで、使用するイオン交換樹脂は陰イオン交換
樹脂であれば特に限定されるものではない。
【００１６】この際、NiとFe，Coとの分離性を良くする
ためには、水溶液の流速をSV＝0.01〜１とするのが良
い。ここで、SVとは空間速度のことであり、１時間当り
の通液量を充填樹脂の体積で除した値であることは既に
説明した通りである。即ち、陰イオン交換樹脂と接触さ
せる際の塩化ニッケル水溶液の流速が空間速度〔SV〕で
0.01未満では生産性が悪く、一方、１を超えるとFe，Co
の吸着が不十分であるため高純度のニッケルを得る上で
不利となる。以上の操作により、不純物であるCo，Fe及
びＵとニッケルとを分離することができる。
ためには、水溶液の流速をSV＝0.01〜１とするのが良
い。ここで、SVとは空間速度のことであり、１時間当り
の通液量を充填樹脂の体積で除した値であることは既に
説明した通りである。即ち、陰イオン交換樹脂と接触さ
せる際の塩化ニッケル水溶液の流速が空間速度〔SV〕で
0.01未満では生産性が悪く、一方、１を超えるとFe，Co
の吸着が不十分であるため高純度のニッケルを得る上で
不利となる。以上の操作により、不純物であるCo，Fe及
びＵとニッケルとを分離することができる。
【００１７】なお、陰イオン交換樹脂に吸着しているC
o，Fe，Ｕは純水あるいは１Ｎ未満の塩酸を用いること
により容易に溶離することができる。従って、陰イオン
交換樹脂の吸着容量等を考慮に入れ、適当な時期にCo，
Fe，Ｕの溶離を行うことによって陰イオン交換樹脂を再
生することができる。
o，Fe，Ｕは純水あるいは１Ｎ未満の塩酸を用いること
により容易に溶離することができる。従って、陰イオン
交換樹脂の吸着容量等を考慮に入れ、適当な時期にCo，
Fe，Ｕの溶離を行うことによって陰イオン交換樹脂を再
生することができる。
【００１８】陰イオン交換樹脂と接触させてFe，Co及び
Ｕ等の不純物を除去した塩化ニッケル水溶液は、塩酸濃
度が高いため、そのままでは電析ニッケルを得るための
電解処理に供することはできない。そこで、前記塩化ニ
ッケル水溶液は“拡散透析処理”あるいは“蒸発乾固又
は濃縮してから純水を加える処理”を施すことによりｐ
Ｈ＝０〜３の水溶液となされ、該水溶液を電解処理に供
する。
Ｕ等の不純物を除去した塩化ニッケル水溶液は、塩酸濃
度が高いため、そのままでは電析ニッケルを得るための
電解処理に供することはできない。そこで、前記塩化ニ
ッケル水溶液は“拡散透析処理”あるいは“蒸発乾固又
は濃縮してから純水を加える処理”を施すことによりｐ
Ｈ＝０〜３の水溶液となされ、該水溶液を電解処理に供
する。
【００１９】拡散透析は、例えば透析室型枠と拡散室枠
で強塩基性透析膜（例えば旭ガラス株式会社製の商品
名：ＡＭＶ等）をサンドイッチ状に組み込んだ拡散透析
槽を用いて行う。なお、図１は拡散透析装置の１例を示
す概要図であるが、この拡散透析装置において、処理に
付す塩化ニッケル水溶液（原液）は拡散透析槽の片側の
下部から流入せしめられて上昇流とされ、一方、拡散透
析槽の他側の上部から純水を流入させて下降流で流し、
前記透析膜を介して対向流で透析が行われる。この透析
操作によって原液中の塩酸は透析膜を通過して水側へ移
動するので、原液は拡散透析槽の上部へ行くほど塩酸濃
度が低下する。そこで、これを透析液として取り出す。
一方、水は、拡散してきた塩酸によって次第に塩酸濃度
が高くなり、拡散透析槽の下部に至るので、この拡散液
を回収塩酸として回収する。
で強塩基性透析膜（例えば旭ガラス株式会社製の商品
名：ＡＭＶ等）をサンドイッチ状に組み込んだ拡散透析
槽を用いて行う。なお、図１は拡散透析装置の１例を示
す概要図であるが、この拡散透析装置において、処理に
付す塩化ニッケル水溶液（原液）は拡散透析槽の片側の
下部から流入せしめられて上昇流とされ、一方、拡散透
析槽の他側の上部から純水を流入させて下降流で流し、
前記透析膜を介して対向流で透析が行われる。この透析
操作によって原液中の塩酸は透析膜を通過して水側へ移
動するので、原液は拡散透析槽の上部へ行くほど塩酸濃
度が低下する。そこで、これを透析液として取り出す。
一方、水は、拡散してきた塩酸によって次第に塩酸濃度
が高くなり、拡散透析槽の下部に至るので、この拡散液
を回収塩酸として回収する。
【００２０】この場合、原液の処理速度は 0.3〜 1.5L/
m2 ・hrの範囲が適当である。また、透析する温度は１０
〜５０℃が良く、液温度が低いと透析膜の性能が悪くな
り、逆に温度が高いと透析室枠と拡散室枠から可塑剤が
溶出しやすくなって後の電解により得られるニッケル電
析物中の酸素や炭素の含有量が高くなるおそれが出てく
る。このような懸念を払拭するためにも、透析室枠や拡
散室枠の材質は、出来れば可塑剤を使用していないかも
しくは使用していても使用量の少ないものであって、か
つ耐酸性に優れているところの、ポリプロピレン，フッ
素樹脂（四フッ化エチレン）もしくはガラス等が好まし
いと言える。
m2 ・hrの範囲が適当である。また、透析する温度は１０
〜５０℃が良く、液温度が低いと透析膜の性能が悪くな
り、逆に温度が高いと透析室枠と拡散室枠から可塑剤が
溶出しやすくなって後の電解により得られるニッケル電
析物中の酸素や炭素の含有量が高くなるおそれが出てく
る。このような懸念を払拭するためにも、透析室枠や拡
散室枠の材質は、出来れば可塑剤を使用していないかも
しくは使用していても使用量の少ないものであって、か
つ耐酸性に優れているところの、ポリプロピレン，フッ
素樹脂（四フッ化エチレン）もしくはガラス等が好まし
いと言える。
【００２１】一方、イオン交換処理後の塩化ニッケル水
溶液の塩酸濃度を下げるために“蒸発乾固又は濃縮して
から純水を加える処理”を採用する場合、蒸発乾固又は
濃縮には例えばロ−タリ−エバポレ−タ−装置等を使用
するのが良い。そして、蒸発乾固又は濃縮のための加熱
温度は８０℃以上（好ましくは１００℃以上）とするの
が良い。なぜなら、８０℃未満であると蒸発乾固又は濃
縮するのに時間がかかるため好ましくない。なお、アス
ピレ−タ−で弱減圧下にしながら蒸発乾固又は濃縮を行
えば処理時間を短縮することができる。蒸発乾固又は濃
縮する際の装置材質も、石英，グラファイト，フッ素樹
脂等が好ましい。また、蒸発乾固又は濃縮の際に発生す
る塩酸ガスは、冷却・凝縮させて原料ニッケル溶解時に
用いる塩酸として再利用することができる。
溶液の塩酸濃度を下げるために“蒸発乾固又は濃縮して
から純水を加える処理”を採用する場合、蒸発乾固又は
濃縮には例えばロ−タリ−エバポレ−タ−装置等を使用
するのが良い。そして、蒸発乾固又は濃縮のための加熱
温度は８０℃以上（好ましくは１００℃以上）とするの
が良い。なぜなら、８０℃未満であると蒸発乾固又は濃
縮するのに時間がかかるため好ましくない。なお、アス
ピレ−タ−で弱減圧下にしながら蒸発乾固又は濃縮を行
えば処理時間を短縮することができる。蒸発乾固又は濃
縮する際の装置材質も、石英，グラファイト，フッ素樹
脂等が好ましい。また、蒸発乾固又は濃縮の際に発生す
る塩酸ガスは、冷却・凝縮させて原料ニッケル溶解時に
用いる塩酸として再利用することができる。
【００２２】ところで、前述したイオン交換処理時に、
陰イオン交換樹脂中の有機物（スチレン，ジビニルベン
ゼン，アミン類等）が少しずつ流れ出して塩化ニッケル
水溶液中に混入することが考えられる。そのような塩化
ニッケル水溶液中の有機物を除去するのに“活性炭と接
触させる処理”が有効である。ただ、活性炭にはFe等の
不純物が含まれるため、予め塩酸等の酸で不純物を洗浄
除去する酸処理を行ってから使用することが好ましい。
陰イオン交換樹脂中の有機物（スチレン，ジビニルベン
ゼン，アミン類等）が少しずつ流れ出して塩化ニッケル
水溶液中に混入することが考えられる。そのような塩化
ニッケル水溶液中の有機物を除去するのに“活性炭と接
触させる処理”が有効である。ただ、活性炭にはFe等の
不純物が含まれるため、予め塩酸等の酸で不純物を洗浄
除去する酸処理を行ってから使用することが好ましい。
【００２３】もっとも、拡散透析処理工程を採用した場
合には、面倒で手間のかかる「蒸発乾固又は濃縮」とい
う工程が避けられる上、拡散透析によって塩化ニッケル
水溶液中の有機物も殆どが除去されるので「活性炭処
理」の工程を必ずしも必要としない。勿論、この場合で
も活性炭処理を施すことによって塩化ニッケル水溶液中
の有機不純物の除去がより十分となることは言うまでも
ない。
合には、面倒で手間のかかる「蒸発乾固又は濃縮」とい
う工程が避けられる上、拡散透析によって塩化ニッケル
水溶液中の有機物も殆どが除去されるので「活性炭処
理」の工程を必ずしも必要としない。勿論、この場合で
も活性炭処理を施すことによって塩化ニッケル水溶液中
の有機不純物の除去がより十分となることは言うまでも
ない。
【００２４】なお、活性炭処理は、通常はイオン交換処
理した塩化ニッケル水溶液を拡散浸透処理するかあるい
は蒸発乾固又は濃縮し水を加える処理を行ってｐＨを０
〜３に調整した後に行うのが処理操作上好ましいが、必
ずしもこの順番でなくても良く、イオン交換処理以降電
析ニッケルを得るための電解処理までの間であればどの
時点で行っても構わない。
理した塩化ニッケル水溶液を拡散浸透処理するかあるい
は蒸発乾固又は濃縮し水を加える処理を行ってｐＨを０
〜３に調整した後に行うのが処理操作上好ましいが、必
ずしもこの順番でなくても良く、イオン交換処理以降電
析ニッケルを得るための電解処理までの間であればどの
時点で行っても構わない。
【００２５】さて、“拡散透析処理”あるいは“蒸発乾
固又は濃縮してから純水を加える処理”を施して得られ
た高純度化塩化ニッケル水溶液は、ｐＨを０〜３（好ま
しくは 0.5〜２）に調整される。なぜなら、ｐＨが０未
満であると次工程の電解処理時に水素の発生が多くなっ
て電流効率が低下し、一方、ｐＨが３を超えるとNiが水
酸化ニッケルとなり沈殿するので好ましくないためであ
る。
固又は濃縮してから純水を加える処理”を施して得られ
た高純度化塩化ニッケル水溶液は、ｐＨを０〜３（好ま
しくは 0.5〜２）に調整される。なぜなら、ｐＨが０未
満であると次工程の電解処理時に水素の発生が多くなっ
て電流効率が低下し、一方、ｐＨが３を超えるとNiが水
酸化ニッケルとなり沈殿するので好ましくないためであ
る。
【００２６】電解処理に供する高純度化塩化ニッケル水
溶液中のニッケル濃度は１０〜８０g/L （好ましくは２
０〜５０g/L ）とするのが良い。なぜなら、上記ニッケ
ル濃度が１０g/L 未満であると電解処理時に水素の発生
量が多くなって電流効率が低下し、一方、８０g/L を超
えると電析物中の酸素濃度が上がって好ましくないから
である。
溶液中のニッケル濃度は１０〜８０g/L （好ましくは２
０〜５０g/L ）とするのが良い。なぜなら、上記ニッケ
ル濃度が１０g/L 未満であると電解処理時に水素の発生
量が多くなって電流効率が低下し、一方、８０g/L を超
えると電析物中の酸素濃度が上がって好ましくないから
である。
【００２７】なお、図２は塩化ニッケル水溶液のｐＨと
これを電解処理して得られる電析ニッケル中のＣ，Ｏ含
有量との関係を示したグラフであり、図３は塩化ニッケ
ル水溶液のニッケル濃度とこれを電解処理して得られる
電析ニッケル中のＣ，Ｏ含有量との関係を示したグラ
フ、そして図４は塩化ニッケル水溶液を電解処理する際
の電流密度と電析ニッケル中のＣ，Ｏ含有量との関係を
示したグラフである。これら図２，図３及び図４から明
らかなように、電解処理して得られる電析高純度ニッケ
ル中の酸素及び炭素を共に低く抑えるためには、電流密
度や電解液（塩化ニッケル水溶液）のｐＨの影響は若干
あるもののニッケル濃度の影響が大きく、少なくともニ
ッケル濃度を１０〜８０g/L に、好ましくは２０〜５０
g/L とするのが良いことが分かる。
これを電解処理して得られる電析ニッケル中のＣ，Ｏ含
有量との関係を示したグラフであり、図３は塩化ニッケ
ル水溶液のニッケル濃度とこれを電解処理して得られる
電析ニッケル中のＣ，Ｏ含有量との関係を示したグラ
フ、そして図４は塩化ニッケル水溶液を電解処理する際
の電流密度と電析ニッケル中のＣ，Ｏ含有量との関係を
示したグラフである。これら図２，図３及び図４から明
らかなように、電解処理して得られる電析高純度ニッケ
ル中の酸素及び炭素を共に低く抑えるためには、電流密
度や電解液（塩化ニッケル水溶液）のｐＨの影響は若干
あるもののニッケル濃度の影響が大きく、少なくともニ
ッケル濃度を１０〜８０g/L に、好ましくは２０〜５０
g/L とするのが良いことが分かる。
【００２８】ところで、高純度化塩化ニッケル水溶液を
電解処理する際の電流密度は１００〜３００Ａ/m2 とす
るのが望ましい。なぜなら、電流密度が１００Ａ/m2 未
満では生産性が低下して効率的ではなく、電析ニッケル
中の不純物濃度も若干高くなり、一方、３００Ａ/m2 を
超えると電析ニッケル中の不純物濃度が若干減少するも
のの電流効率が悪くなるからである。そして、電解温度
は３０〜７０℃（好ましくは４０〜６０℃）に調整する
のが望ましい。これは、電解温度が１０℃未満では電流
効率が低下し、一方、９０℃を超えると電解液の蒸発が
多くなって好ましくないからである。
電解処理する際の電流密度は１００〜３００Ａ/m2 とす
るのが望ましい。なぜなら、電流密度が１００Ａ/m2 未
満では生産性が低下して効率的ではなく、電析ニッケル
中の不純物濃度も若干高くなり、一方、３００Ａ/m2 を
超えると電析ニッケル中の不純物濃度が若干減少するも
のの電流効率が悪くなるからである。そして、電解温度
は３０〜７０℃（好ましくは４０〜６０℃）に調整する
のが望ましい。これは、電解温度が１０℃未満では電流
効率が低下し、一方、９０℃を超えると電解液の蒸発が
多くなって好ましくないからである。
【００２９】更に、高純度化塩化ニッケル水溶液から高
純度ニッケルを電析させるための電解装置に関し、電解
槽，ポンプ，配管等に合成樹脂を用いたものを使用した
場合には、温度が高くなるとその中に含まれる可塑剤と
しての有機物が溶出し、電析ニッケルの炭素含有量が高
くなるおそれがある。これを防止するためには、電解装
置の少なくとも高純度化塩化ニッケル水溶液（電解液）
と接する部材に、可塑剤を使用していない合成樹脂もし
くは可塑剤の使用量が極力少ない合成樹脂か、あるいは
可塑剤を使用していない他の材質からなるものを使用す
るのが良い。勿論、耐塩酸性の良好な材質であることも
重要である。このような材料としては、ポリプロピレ
ン，フッ素樹脂もしくはアクリル樹脂あるいはガラス等
が挙げられる。なお、電解槽の内側等といった高純度化
塩化ニッケル水溶液（電解液）と直に接する部位に上記
材質の内張りを施すのも効果的である。
純度ニッケルを電析させるための電解装置に関し、電解
槽，ポンプ，配管等に合成樹脂を用いたものを使用した
場合には、温度が高くなるとその中に含まれる可塑剤と
しての有機物が溶出し、電析ニッケルの炭素含有量が高
くなるおそれがある。これを防止するためには、電解装
置の少なくとも高純度化塩化ニッケル水溶液（電解液）
と接する部材に、可塑剤を使用していない合成樹脂もし
くは可塑剤の使用量が極力少ない合成樹脂か、あるいは
可塑剤を使用していない他の材質からなるものを使用す
るのが良い。勿論、耐塩酸性の良好な材質であることも
重要である。このような材料としては、ポリプロピレ
ン，フッ素樹脂もしくはアクリル樹脂あるいはガラス等
が挙げられる。なお、電解槽の内側等といった高純度化
塩化ニッケル水溶液（電解液）と直に接する部位に上記
材質の内張りを施すのも効果的である。
【００３０】高純度化塩化ニッケル水溶液から高純度ニ
ッケルを電析させるための電解装置におけるアノ−ドと
しては、チタン板や白金板等を用いても良いが、原料ニ
ッケルである粗ニッケル（市販の電気ニッケル）を適用
すれば原料ニッケルの溶解をも行うことができるので効
率的である。一方、電解装置のカソ−ドとしては、ニッ
ケル板，チタン板，白金板等を用いれば良い。
ッケルを電析させるための電解装置におけるアノ−ドと
しては、チタン板や白金板等を用いても良いが、原料ニ
ッケルである粗ニッケル（市販の電気ニッケル）を適用
すれば原料ニッケルの溶解をも行うことができるので効
率的である。一方、電解装置のカソ−ドとしては、ニッ
ケル板，チタン板，白金板等を用いれば良い。
【００３１】高純度ニッケルを電析させるための電解処
理においては、電解槽のカソ−ド側とアノ−ド側を隔膜
（濾布あるいは陰イオン交換樹脂膜）で仕切ってアノ−
ドから溶出した不純物がカソ−ド側に浸入しないよう
に、かつカソ−ド側に前述した陰イオン交換樹脂による
イオン交換等の処理により精製した高純度化塩化ニッケ
ル水溶液を間欠的乃至は連続的に供給してカソライトと
すると共に、アノ−ド側から不純物濃度の高いアノライ
ト（例えばアノ−ドとして用いた原料ニッケルの溶解
液）を間欠的乃至は連続的に抜き出すという手法を採用
するのが好ましい。このようにすれば、抜き出したアノ
ライトを塩酸濃度５〜12Ｎに調整し、前述の陰イオン交
換樹脂によるイオン交換にまわすことができるので、ア
ノライトの循環再利用が可能となり、電解処理の連続化
を行える。この時添加するカソライト（高純度化塩化ニ
ッケル水溶液）量は、少なくとも抜き出すアノライト量
と同等以上とするのが良い。
理においては、電解槽のカソ−ド側とアノ−ド側を隔膜
（濾布あるいは陰イオン交換樹脂膜）で仕切ってアノ−
ドから溶出した不純物がカソ−ド側に浸入しないよう
に、かつカソ−ド側に前述した陰イオン交換樹脂による
イオン交換等の処理により精製した高純度化塩化ニッケ
ル水溶液を間欠的乃至は連続的に供給してカソライトと
すると共に、アノ−ド側から不純物濃度の高いアノライ
ト（例えばアノ−ドとして用いた原料ニッケルの溶解
液）を間欠的乃至は連続的に抜き出すという手法を採用
するのが好ましい。このようにすれば、抜き出したアノ
ライトを塩酸濃度５〜12Ｎに調整し、前述の陰イオン交
換樹脂によるイオン交換にまわすことができるので、ア
ノライトの循環再利用が可能となり、電解処理の連続化
を行える。この時添加するカソライト（高純度化塩化ニ
ッケル水溶液）量は、少なくとも抜き出すアノライト量
と同等以上とするのが良い。
【００３２】なお、電析ニッケルの純度を更に安定化さ
せるためには、電解槽のカソ−ド側とアノ−ド側を電解
質から成る中間層によって仕切るのが良い。図５は、上
記中間層を設けた電解槽を用いて高純度ニッケルを電析
させる電解処理の１例に関する説明図である。図５にお
いて、電解槽は隔膜（濾布あるいは陰イオン交換樹脂
膜）によってカソ−ド側室，中間層及びアノ−ド側室の
３区画に仕切られている。そして、中間層及びアノ−ド
側室には電解質である塩酸もしくは電解後のカソライト
が収容され、カソ−ド側室にはイオン交換等の処理によ
り精製した高純度化塩化ニッケル水溶液（カソライト）
が供給される。これらの電解質は各区画内で静置状態に
置いても循環させても良いが、ポンプ等で循環させる方
が液濃度，液温度を一定に保つ上で好ましい。
せるためには、電解槽のカソ−ド側とアノ−ド側を電解
質から成る中間層によって仕切るのが良い。図５は、上
記中間層を設けた電解槽を用いて高純度ニッケルを電析
させる電解処理の１例に関する説明図である。図５にお
いて、電解槽は隔膜（濾布あるいは陰イオン交換樹脂
膜）によってカソ−ド側室，中間層及びアノ−ド側室の
３区画に仕切られている。そして、中間層及びアノ−ド
側室には電解質である塩酸もしくは電解後のカソライト
が収容され、カソ−ド側室にはイオン交換等の処理によ
り精製した高純度化塩化ニッケル水溶液（カソライト）
が供給される。これらの電解質は各区画内で静置状態に
置いても循環させても良いが、ポンプ等で循環させる方
が液濃度，液温度を一定に保つ上で好ましい。
【００３３】電解が始まると、アノ−ドである原料ニッ
ケルが電解溶解し始めてアノライト中に原料ニッケルか
らの不純物が溶出するが、前記中間層によって溶出した
不純物のカソ−ド側室への浸入が確実に防止される。従
って、カソ−ド側室では、アノ−ドからの不純物汚染に
さらされることなく、高純度化塩化ニッケル水溶液中に
残っていた微量のアルカリ金属（Na，Ｋ等）やThを分離
除去した高純度ニッケルの電析物を得ることができる。
ケルが電解溶解し始めてアノライト中に原料ニッケルか
らの不純物が溶出するが、前記中間層によって溶出した
不純物のカソ−ド側室への浸入が確実に防止される。従
って、カソ−ド側室では、アノ−ドからの不純物汚染に
さらされることなく、高純度化塩化ニッケル水溶液中に
残っていた微量のアルカリ金属（Na，Ｋ等）やThを分離
除去した高純度ニッケルの電析物を得ることができる。
【００３４】ここで、電解後のカソライトは、例えばア
ノ−ド側室や中間層で用いる電解液として再利用され
る。一方、アノライトは、抜き出して塩酸あるいは水を
添加し塩酸濃度５〜12Ｎの塩化ニッケル水溶液とした
後、陰イオン交換樹脂と接触させて金属不純物元素を吸
着させ、更に“拡散透析”や“蒸発乾固又は濃縮と活性
炭処理”等を経させてからｐＨ調整して高純度化塩化ニ
ッケル水溶液となし、カソ−ド側室へ供給するカソライ
トとしてリサイクルすることができる。
ノ−ド側室や中間層で用いる電解液として再利用され
る。一方、アノライトは、抜き出して塩酸あるいは水を
添加し塩酸濃度５〜12Ｎの塩化ニッケル水溶液とした
後、陰イオン交換樹脂と接触させて金属不純物元素を吸
着させ、更に“拡散透析”や“蒸発乾固又は濃縮と活性
炭処理”等を経させてからｐＨ調整して高純度化塩化ニ
ッケル水溶液となし、カソ−ド側室へ供給するカソライ
トとしてリサイクルすることができる。
【００３５】上述のように、電解処理によって“イオン
交換処理”並びに“拡散透析”又は“蒸発乾固又は濃縮
と活性炭処理”を経た後も高純度化塩化ニッケル水溶液
中に残っていた微量のアルカリ金属（Na，Ｋ等）やThが
分離除去されるので、極めて純度の高いニッケル材を得
ることができる。
交換処理”並びに“拡散透析”又は“蒸発乾固又は濃縮
と活性炭処理”を経た後も高純度化塩化ニッケル水溶液
中に残っていた微量のアルカリ金属（Na，Ｋ等）やThが
分離除去されるので、極めて純度の高いニッケル材を得
ることができる。
【００３６】このように、本発明方法に係る一連の操作
によって製造した高純度ニッケル材は、含有される不純
物が極めて少なく、スパッタリングタ−ゲット等といっ
た半導体デバイス用薄膜を形成するための材料として特
に好ましいものである。
によって製造した高純度ニッケル材は、含有される不純
物が極めて少なく、スパッタリングタ−ゲット等といっ
た半導体デバイス用薄膜を形成するための材料として特
に好ましいものである。
【００３７】なお、ニッケル材中の不純物元素であるア
ルカリ金属元素はＭＯＳ−ＬＳＩ界面特性の劣化原因と
なるため、その含有量は各１ppm 以下、好ましくは各0.
1ppm以下、更に好ましくは0.05ppm 以下とすべきであ
る。遷移金属であるFe，Co，Crといった不純物元素も界
面接合部のトラブルの原因となり、また薄膜の比抵抗を
増大させる要因ともなるので、各10ppm 以下、好ましく
は１ppm 以下とすべきである。また、Ｕ，Thといった放
射性不純物元素は、放出するα線によって素子のソフト
エラ−の原因となるため、各１ppb 以下、好ましくは0.
1ppb以下とすべきである。更に、炭素及び酸素はスパッ
タリングの際のパ−ティクル発生の原因となるため、炭
素は50ppm 以下、酸素は100ppm以下（好ましくは20ppm
以下）とすべきである。しかるに、前述した本発明方法
によってこれらの条件を満たす高純度ニッケル材を得る
ことができる。
ルカリ金属元素はＭＯＳ−ＬＳＩ界面特性の劣化原因と
なるため、その含有量は各１ppm 以下、好ましくは各0.
1ppm以下、更に好ましくは0.05ppm 以下とすべきであ
る。遷移金属であるFe，Co，Crといった不純物元素も界
面接合部のトラブルの原因となり、また薄膜の比抵抗を
増大させる要因ともなるので、各10ppm 以下、好ましく
は１ppm 以下とすべきである。また、Ｕ，Thといった放
射性不純物元素は、放出するα線によって素子のソフト
エラ−の原因となるため、各１ppb 以下、好ましくは0.
1ppb以下とすべきである。更に、炭素及び酸素はスパッ
タリングの際のパ−ティクル発生の原因となるため、炭
素は50ppm 以下、酸素は100ppm以下（好ましくは20ppm
以下）とすべきである。しかるに、前述した本発明方法
によってこれらの条件を満たす高純度ニッケル材を得る
ことができる。
【００３８】ただ、より好ましくは、本発明方法に従い
電解処理して得た電析ニッケルを更に電子ビ−ム溶解等
の真空溶解法で溶解処理し、揮発性不純物の更なる除去
を図るのが良い。例えば電子ビ−ム溶解は、電析ニッケ
ルで作成した電極を真空室内で電子ビ−ムにより再溶解
して高純度のインゴットを得る方法であるが、電極の高
温・高真空下での溶解中に揮発成分が蒸発し除去され
る。なお、電子ビ−ム溶解では、例えば溶解量が５kgの
場合には次の条件を採用するのが良い。 電流 ： 0.7Ａ， 電圧 ：２０ｋＶ， 真空度 ：１０-5mmHg， 処理時間：２hr。
電解処理して得た電析ニッケルを更に電子ビ−ム溶解等
の真空溶解法で溶解処理し、揮発性不純物の更なる除去
を図るのが良い。例えば電子ビ−ム溶解は、電析ニッケ
ルで作成した電極を真空室内で電子ビ−ムにより再溶解
して高純度のインゴットを得る方法であるが、電極の高
温・高真空下での溶解中に揮発成分が蒸発し除去され
る。なお、電子ビ−ム溶解では、例えば溶解量が５kgの
場合には次の条件を採用するのが良い。 電流 ： 0.7Ａ， 電圧 ：２０ｋＶ， 真空度 ：１０-5mmHg， 処理時間：２hr。
【００３９】
【実施例】次に、実施例によって本発明を更に具体的に
説明する。 〔実施例１〕まず、原料ニッケルとして市販の電気ニッ
ケル塊１０kgをフッ素樹脂製の容器に充填してから約1
2.5L の塩酸（塩酸濃度11.6Ｎ）を注入し、温度９５℃
で溶解した後、塩酸並びに純水によって濃度調整を行
い、塩酸濃度が６Ｎ，ニッケル濃度が８０g/L の塩化ニ
ッケル水溶液を得た。
説明する。 〔実施例１〕まず、原料ニッケルとして市販の電気ニッ
ケル塊１０kgをフッ素樹脂製の容器に充填してから約1
2.5L の塩酸（塩酸濃度11.6Ｎ）を注入し、温度９５℃
で溶解した後、塩酸並びに純水によって濃度調整を行
い、塩酸濃度が６Ｎ，ニッケル濃度が８０g/L の塩化ニ
ッケル水溶液を得た。
【００４０】次いで、この塩化ニッケル水溶液の１２L
を、１２L の陰イオン交換樹脂（室町化学株式会社製の
商品名：ＤＯＷＥＸ２×８）を充填したポリプロピレン
製カラム（内径１３０mm，長さ９００mm）に空間速度
〔SV〕＝0.1 で通液してイオン交換し、Fe，Co，Ｕを陰
イオン交換樹脂に吸着させ除去した。このように処理さ
れた精製塩化ニッケル水溶液のニッケル濃度は43.9g/L
，遊離塩酸濃度は5.72Ｎであった。
を、１２L の陰イオン交換樹脂（室町化学株式会社製の
商品名：ＤＯＷＥＸ２×８）を充填したポリプロピレン
製カラム（内径１３０mm，長さ９００mm）に空間速度
〔SV〕＝0.1 で通液してイオン交換し、Fe，Co，Ｕを陰
イオン交換樹脂に吸着させ除去した。このように処理さ
れた精製塩化ニッケル水溶液のニッケル濃度は43.9g/L
，遊離塩酸濃度は5.72Ｎであった。
【００４１】続いて、この塩化ニッケル水溶液を原液と
し、前記図１に示した様式の拡散透析装置を用いて温度
１０℃で脱塩酸処理を行った。その結果を表１の「１回
目の結果」の欄に示したが、第１回目の透析では原液処
理速度 0.4L/m2・hrで透析した塩化ニッケル水溶液（透
析液）のニッケル濃度は39.0g/L 、ｐＨは0.3 という結
果となった。
し、前記図１に示した様式の拡散透析装置を用いて温度
１０℃で脱塩酸処理を行った。その結果を表１の「１回
目の結果」の欄に示したが、第１回目の透析では原液処
理速度 0.4L/m2・hrで透析した塩化ニッケル水溶液（透
析液）のニッケル濃度は39.0g/L 、ｐＨは0.3 という結
果となった。
【００４２】
【表１】
【００４３】そこで、塩化ニッケル水溶液のニッケル濃
度が３０g/L 、ｐＨが 0.5となるように、再度の拡散透
析を行ってから（第２回目の透析結果も表１に併記し
た）純水並びに塩酸で調整した後、更に活性炭による有
機物の除去を行って高純度化塩化ニッケル水溶液を得
た。なお、活性炭は、予め６Ｎの塩酸で洗浄し、Fe等の
不純物を十分に除去したものを用いた。
度が３０g/L 、ｐＨが 0.5となるように、再度の拡散透
析を行ってから（第２回目の透析結果も表１に併記し
た）純水並びに塩酸で調整した後、更に活性炭による有
機物の除去を行って高純度化塩化ニッケル水溶液を得
た。なお、活性炭は、予め６Ｎの塩酸で洗浄し、Fe等の
不純物を十分に除去したものを用いた。
【００４４】次に、得られた高純度化塩化ニッケル水溶
液を電解処理に付した。電解処理は、電解槽内面をフッ
素樹脂コ−ティングした図６で示す様式の電解装置を使
用し、カソ−ドしてニッケル板を、そしてアノ−ドとし
て白金板で市販の電気ニッケル塊（原料ニッケル）を支
持したものを適用して行った。なお、電解装置は、電解
処理の際にアノ−ドから溶出した不純物がカソ−ド側に
進入するのを防止するため、アノ−ド及びカソ−ドはそ
れぞれ陰イオン交換樹脂膜の壁を有するアノ−ドボック
スとカソ−ドボックスで隔離し、アノ−ド電解浴と中間
電解浴とカソ−ド電解浴が陰イオン交換樹脂膜を介して
のみ接触できるような構成とした。
液を電解処理に付した。電解処理は、電解槽内面をフッ
素樹脂コ−ティングした図６で示す様式の電解装置を使
用し、カソ−ドしてニッケル板を、そしてアノ−ドとし
て白金板で市販の電気ニッケル塊（原料ニッケル）を支
持したものを適用して行った。なお、電解装置は、電解
処理の際にアノ−ドから溶出した不純物がカソ−ド側に
進入するのを防止するため、アノ−ド及びカソ−ドはそ
れぞれ陰イオン交換樹脂膜の壁を有するアノ−ドボック
スとカソ−ドボックスで隔離し、アノ−ド電解浴と中間
電解浴とカソ−ド電解浴が陰イオン交換樹脂膜を介して
のみ接触できるような構成とした。
【００４５】そして、拡散透析とｐＨ調整がなされた前
記ニッケル濃度約３０g/L の高純度化塩化ニッケル水溶
液をカソライトとしてカソ−ドボックス内に１０L/hrで
循環供給すると共に、アノ−ドボックス内には電解後の
カソライトをやはり１０L/hrで循環供給し、また電解槽
にはカソ−ドボックスとアノ−ドボックスの間に介在す
る中間電解浴としてｐＨ＝５の塩酸を収容して、電流密
度２００Ａ/m2 ，温度５０℃として電解処理を行った。
なお、中間電解浴は液循環は行わず、電解槽内の温度を
５０℃に保つためにフッ素樹脂製の攪拌器で攪拌しなが
らヒ−タで加熱した。
記ニッケル濃度約３０g/L の高純度化塩化ニッケル水溶
液をカソライトとしてカソ−ドボックス内に１０L/hrで
循環供給すると共に、アノ−ドボックス内には電解後の
カソライトをやはり１０L/hrで循環供給し、また電解槽
にはカソ−ドボックスとアノ−ドボックスの間に介在す
る中間電解浴としてｐＨ＝５の塩酸を収容して、電流密
度２００Ａ/m2 ，温度５０℃として電解処理を行った。
なお、中間電解浴は液循環は行わず、電解槽内の温度を
５０℃に保つためにフッ素樹脂製の攪拌器で攪拌しなが
らヒ−タで加熱した。
【００４６】電解処理では２４時間の電解操作を２回続
けて行ったが、この結果、カソ−ド上に得られた高純度
ニッケル電析物は何れも２１４〜２２２ｇであり、電流
効率は５４〜５８％であった。そして、電析状態は良
く、表面は凹凸のない平滑なものであった。２回の電解
操作により得られた高純度ニッケル電析物の含有成分分
析結果を、原料ニッケル（市販電気ニッケル）の含有成
分分析結果，カソ−ドボックス内に供給した高純度化塩
化ニッケル水溶液のニッケル濃度及び電流効率と共にそ
れぞれ表２に示す。
けて行ったが、この結果、カソ−ド上に得られた高純度
ニッケル電析物は何れも２１４〜２２２ｇであり、電流
効率は５４〜５８％であった。そして、電析状態は良
く、表面は凹凸のない平滑なものであった。２回の電解
操作により得られた高純度ニッケル電析物の含有成分分
析結果を、原料ニッケル（市販電気ニッケル）の含有成
分分析結果，カソ−ドボックス内に供給した高純度化塩
化ニッケル水溶液のニッケル濃度及び電流効率と共にそ
れぞれ表２に示す。
【００４７】
【表２】
【００４８】なお、この電解処理後のアノライトは抜き
出して塩酸濃度５〜12Ｎの塩化ニッケル水溶液とした
後、陰イオン交換樹脂と接触させて不純物金属イオンを
吸着させ、更に拡散透析，ｐＨ調整を行って高純度化塩
化ニッケル水溶液となし、これをカソライトとしてリサ
イクルしたが、このような処理によっても同様に純度の
高いニッケル材を電析させることができた。
出して塩酸濃度５〜12Ｎの塩化ニッケル水溶液とした
後、陰イオン交換樹脂と接触させて不純物金属イオンを
吸着させ、更に拡散透析，ｐＨ調整を行って高純度化塩
化ニッケル水溶液となし、これをカソライトとしてリサ
イクルしたが、このような処理によっても同様に純度の
高いニッケル材を電析させることができた。
【００４９】〔実施例２〕塩化ニッケル水溶液に対し拡
散透析に続いて純水並びに塩酸でｐＨ等の調整を行った
後の“活性炭処理”を行わなかった以外は、実施例１と
同様な方法及びほぼ同様な条件で高純度ニッケル電析物
を製造した。このようにして得られたニッケル電析物の
含有成分分析結果を、カソ−ドボックス内に供給した高
純度化塩化ニッケル水溶液のニッケル濃度及び電流効率
と共にそれぞれ表３に示す。
散透析に続いて純水並びに塩酸でｐＨ等の調整を行った
後の“活性炭処理”を行わなかった以外は、実施例１と
同様な方法及びほぼ同様な条件で高純度ニッケル電析物
を製造した。このようにして得られたニッケル電析物の
含有成分分析結果を、カソ−ドボックス内に供給した高
純度化塩化ニッケル水溶液のニッケル濃度及び電流効率
と共にそれぞれ表３に示す。
【００５０】
【表３】
【００５１】表３に示される結果からも明らかなよう
に、この実施例の方法では透析液を活性炭処理しなかっ
た場合に比べ炭素，酸素の割合が高いが、それでも薄膜
形成用高純度ニッケル材料として問題ない高純度ニッケ
ル材が得られることを確認することができる。拡散透析
した塩化ニッケル溶液（透析液）は、活性炭処理なしで
も電解液としての使用が可能である。
に、この実施例の方法では透析液を活性炭処理しなかっ
た場合に比べ炭素，酸素の割合が高いが、それでも薄膜
形成用高純度ニッケル材料として問題ない高純度ニッケ
ル材が得られることを確認することができる。拡散透析
した塩化ニッケル溶液（透析液）は、活性炭処理なしで
も電解液としての使用が可能である。
【００５２】〔実施例３〕原料ニッケルとして市販の電
気ニッケル塊６００ｇをフッ素樹脂製の容器に充填して
から約12.5L の塩酸（塩酸濃度11.6Ｎ）を注入し、温度
９５℃で溶解した後、塩酸並びに純水によって濃度調整
を行い、塩酸濃度が６Ｎ，ニッケル濃度が５０g/L の塩
化ニッケル水溶液を得た。
気ニッケル塊６００ｇをフッ素樹脂製の容器に充填して
から約12.5L の塩酸（塩酸濃度11.6Ｎ）を注入し、温度
９５℃で溶解した後、塩酸並びに純水によって濃度調整
を行い、塩酸濃度が６Ｎ，ニッケル濃度が５０g/L の塩
化ニッケル水溶液を得た。
【００５３】次いで、この塩化ニッケル水溶液の１２L
を、１２L の陰イオン交換樹脂（室町化学株式会社製の
商品名：ＤＯＷＥＸ２×８）を充填したポリプロピレン
製カラム（内径１３０mm，長さ９００mm）に空間速度
〔SV〕＝0.1 で通液してイオン交換し、Fe，Co，Ｕを陰
イオン交換樹脂に吸着させ除去した。
を、１２L の陰イオン交換樹脂（室町化学株式会社製の
商品名：ＤＯＷＥＸ２×８）を充填したポリプロピレン
製カラム（内径１３０mm，長さ９００mm）に空間速度
〔SV〕＝0.1 で通液してイオン交換し、Fe，Co，Ｕを陰
イオン交換樹脂に吸着させ除去した。
【００５４】続いて、得られた精製塩化ニッケル水溶液
をロ−タリ−エバポレ−ション装置を用いて温度１３０
℃で蒸発乾固させた。得られた蒸発乾固物はNiCl2 ・6Ｈ
2 Ｏであった。次に、この蒸発乾固物を純水に溶解して
１５L とした。この時のニッケル濃度は約４０g/L であ
った。そして、ｐＨを２に調整した後、活性炭により有
機物を除去した。なお、活性炭は、予め６Ｎの塩酸で洗
浄しFe等の不純物を十分に除去したものを用いた。
をロ−タリ−エバポレ−ション装置を用いて温度１３０
℃で蒸発乾固させた。得られた蒸発乾固物はNiCl2 ・6Ｈ
2 Ｏであった。次に、この蒸発乾固物を純水に溶解して
１５L とした。この時のニッケル濃度は約４０g/L であ
った。そして、ｐＨを２に調整した後、活性炭により有
機物を除去した。なお、活性炭は、予め６Ｎの塩酸で洗
浄しFe等の不純物を十分に除去したものを用いた。
【００５５】このようにして得られた高純度化塩化ニッ
ケル水溶液を電解処理に付した。電解処理は、電解槽内
面をフッ素樹脂コ−ティングした図５で示す様式の電解
装置を使用し、カソ−ドしてニッケル板を、そしてアノ
−ドとして白金板で市販の電気ニッケル塊（原料ニッケ
ル）を支持したものを適用して行った。なお、電解装置
は、電解処理の際にアノ−ドから溶出した不純物がカソ
−ド側に進入するのを防止するため、アノ−ド側とカソ
−ド側との間に隔膜（安積濾紙株式会社製の商品名：Ｐ
Ｐ２０２０）で区切った中間電解浴層を介在させた。
ケル水溶液を電解処理に付した。電解処理は、電解槽内
面をフッ素樹脂コ−ティングした図５で示す様式の電解
装置を使用し、カソ−ドしてニッケル板を、そしてアノ
−ドとして白金板で市販の電気ニッケル塊（原料ニッケ
ル）を支持したものを適用して行った。なお、電解装置
は、電解処理の際にアノ−ドから溶出した不純物がカソ
−ド側に進入するのを防止するため、アノ−ド側とカソ
−ド側との間に隔膜（安積濾紙株式会社製の商品名：Ｐ
Ｐ２０２０）で区切った中間電解浴層を介在させた。
【００５６】そして、蒸発乾固とｐＨ調整がなされた前
記ニッケル濃度約４０g/L の高純度化塩化ニッケル水溶
液をカソライトとしてカソ−ド側区画内に供給した。ま
た、アノ−ド側区画と中間層には電解後のカソライトを
供給した。ここで、カソ−ド側区画へのカソライトの供
給は供給速度１L/hrで連続的に行い、アノ−ド側区画か
らアノライトを同じ速度で抜き出すようにした。そし
て、電流密度２００Ａ/m2 ，温度５０℃として電解処理
を行い、高純度ニッケル電析物を得た。電析状態は表面
の凹凸のない平滑なもので、電析ニッケルの剥離は生じ
なかった。なお、得られたニッケル電析物の含有成分分
析結果を、原料ニッケル（市販電気ニッケル）の含有成
分分析結果と共に表４に示す。
記ニッケル濃度約４０g/L の高純度化塩化ニッケル水溶
液をカソライトとしてカソ−ド側区画内に供給した。ま
た、アノ−ド側区画と中間層には電解後のカソライトを
供給した。ここで、カソ−ド側区画へのカソライトの供
給は供給速度１L/hrで連続的に行い、アノ−ド側区画か
らアノライトを同じ速度で抜き出すようにした。そし
て、電流密度２００Ａ/m2 ，温度５０℃として電解処理
を行い、高純度ニッケル電析物を得た。電析状態は表面
の凹凸のない平滑なもので、電析ニッケルの剥離は生じ
なかった。なお、得られたニッケル電析物の含有成分分
析結果を、原料ニッケル（市販電気ニッケル）の含有成
分分析結果と共に表４に示す。
【００５７】
【表４】
【００５８】更に、得られた電析ニッケルについて電子
ビ−ム溶解を行い、スパッタリングタ−ゲットに加工し
た。この電子ビ−ム溶解後のニッケル材の含有成分分析
結果も表４に併せて示す。表４に示す結果からも明らか
なように、原料ニッケルの溶解液である塩化ニッケル水
溶液を蒸発乾固によって脱塩酸し、かつ活性炭処理を行
った場合でも、薄膜形成用として満足できる純度の高純
度ニッケル材を得ることができる。
ビ−ム溶解を行い、スパッタリングタ−ゲットに加工し
た。この電子ビ−ム溶解後のニッケル材の含有成分分析
結果も表４に併せて示す。表４に示す結果からも明らか
なように、原料ニッケルの溶解液である塩化ニッケル水
溶液を蒸発乾固によって脱塩酸し、かつ活性炭処理を行
った場合でも、薄膜形成用として満足できる純度の高純
度ニッケル材を得ることができる。
【００５９】〔実施例４〕「蒸発乾固した塩化ニッケル
水溶液を純水に溶解して“電解処理に供する高純度化塩
化ニッケル水溶液”を得る工程」において「酸による洗
浄処理（酸処理）を施していない活性炭を用いて“活性
炭処理”を行ったこと」以外は、実施例３と同様な方法
及びほぼ同様な条件で高純度ニッケル材を製造した。こ
の場合の電子ビ−ム溶解後のニッケル材の含有成分分析
結果を表５に示す。
水溶液を純水に溶解して“電解処理に供する高純度化塩
化ニッケル水溶液”を得る工程」において「酸による洗
浄処理（酸処理）を施していない活性炭を用いて“活性
炭処理”を行ったこと」以外は、実施例３と同様な方法
及びほぼ同様な条件で高純度ニッケル材を製造した。こ
の場合の電子ビ−ム溶解後のニッケル材の含有成分分析
結果を表５に示す。
【００６０】
【表５】
【００６１】表５に示される結果は、“酸による洗浄処
理を施していない活性炭”を用いた場合には得られるニ
ッケル材は“酸処理を施した活性炭”を用いた場合に比
べて不純物Feの含有量が高くなることを示している。し
かし、Fe含有量の少ない活性炭を使用すればこの問題が
生じないことは言うまでもない。
理を施していない活性炭”を用いた場合には得られるニ
ッケル材は“酸処理を施した活性炭”を用いた場合に比
べて不純物Feの含有量が高くなることを示している。し
かし、Fe含有量の少ない活性炭を使用すればこの問題が
生じないことは言うまでもない。
【００６２】〔比較例１〕市販の電気ニッケル（表４に
示した原料ニッケルと同じもの）を高周波溶解してか
ら、これをスパッタリングタ−ゲットに加工した。この
高周波溶解後のニッケル材の含有成分分析結果を表５に
併せて示す。表５に示される結果からも明らかなよう
に、市販の電気ニッケルを高周波溶解しただけでは不純
物成分の十分な低減は達成されない。
示した原料ニッケルと同じもの）を高周波溶解してか
ら、これをスパッタリングタ−ゲットに加工した。この
高周波溶解後のニッケル材の含有成分分析結果を表５に
併せて示す。表５に示される結果からも明らかなよう
に、市販の電気ニッケルを高周波溶解しただけでは不純
物成分の十分な低減は達成されない。
【００６３】〔比較例２〕「蒸発乾固した塩化ニッケル
水溶液を純水に溶解して“電解処理に供する高純度化塩
化ニッケル水溶液”を得る工程」において「純水に溶解
して得た塩化ニッケル水溶液に対し“活性炭処理”を行
わなかったこと」以外は、実施例３と同様な方法及びほ
ぼ同様な条件でニッケル電析物を得た。そして、この処
理により得られたニッケル電析物をそのままスパッタリ
ングタ−ゲットに加工したが、このニッケル材の含有成
分分析結果を表５に併せて示した。表５に示される結果
からも明らかなように、原料ニッケルの溶解液である塩
化ニッケル水溶液を蒸発乾固によって脱塩酸する場合、
“活性炭処理”を併用しないと炭素及び酸素量が高いニ
ッケル材（ニッケル電析物）しか得られないことが分か
る。更に、この場合におけるニッケルの電析状態は満足
できるものではなく、凹凸のある電析表面状態となっ
て、一部はカソ−ド板から剥離しており、非常に脆いも
のであった。
水溶液を純水に溶解して“電解処理に供する高純度化塩
化ニッケル水溶液”を得る工程」において「純水に溶解
して得た塩化ニッケル水溶液に対し“活性炭処理”を行
わなかったこと」以外は、実施例３と同様な方法及びほ
ぼ同様な条件でニッケル電析物を得た。そして、この処
理により得られたニッケル電析物をそのままスパッタリ
ングタ−ゲットに加工したが、このニッケル材の含有成
分分析結果を表５に併せて示した。表５に示される結果
からも明らかなように、原料ニッケルの溶解液である塩
化ニッケル水溶液を蒸発乾固によって脱塩酸する場合、
“活性炭処理”を併用しないと炭素及び酸素量が高いニ
ッケル材（ニッケル電析物）しか得られないことが分か
る。更に、この場合におけるニッケルの電析状態は満足
できるものではなく、凹凸のある電析表面状態となっ
て、一部はカソ−ド板から剥離しており、非常に脆いも
のであった。
【００６４】〔参考例１〕“実施例３",“実施例４",
“比較例１”並びに“比較例２”で製造された各スパッ
タリングタ−ゲットを用いてそれぞれスパッタリング試
験を行い、「スパッタリング直後(as deposition) の形
成薄膜（膜厚３０nm）」及び「これを７００℃でアニ−
ルした後の薄膜」の電気抵抗を測定した。なお、このと
きのスパッタ条件は下記の通りであった。 基板 ：直径６インチ(152mm) のシリコンウエハ−， 基板とタ−ゲット材間の距離：６０mm， スパッタ雰囲気 ： 3.5×10-3torrのArガス， スパッタ出力 ： 1.5ｋＷ， スパッタ時間 ： 1.5分。
“比較例１”並びに“比較例２”で製造された各スパッ
タリングタ−ゲットを用いてそれぞれスパッタリング試
験を行い、「スパッタリング直後(as deposition) の形
成薄膜（膜厚３０nm）」及び「これを７００℃でアニ−
ルした後の薄膜」の電気抵抗を測定した。なお、このと
きのスパッタ条件は下記の通りであった。 基板 ：直径６インチ(152mm) のシリコンウエハ−， 基板とタ−ゲット材間の距離：６０mm， スパッタ雰囲気 ： 3.5×10-3torrのArガス， スパッタ出力 ： 1.5ｋＷ， スパッタ時間 ： 1.5分。
【００６５】また、上記各スパッタリングタ−ゲットを
用いてスパッタリング試験を行った際の、６インチウエ
ハ−上に認められた直径 0.3μｍ以上のパ−ティクル数
も測定した。これらの測定結果を表６に示す。
用いてスパッタリング試験を行った際の、６インチウエ
ハ−上に認められた直径 0.3μｍ以上のパ−ティクル数
も測定した。これらの測定結果を表６に示す。
【００６６】
【表６】
【００６７】表６に示される結果からも、アルカリ金属
不純物，遷移金属不純物並びに放射性金属不純物のみな
らず、炭素及び酸素の含有量も特定値以下に低減された
本発明に係る高純度ニッケル材（スパッタリングタ−ゲ
ット）は、電気抵抗値の低い高性能薄膜の形成が可能で
あり、またスパッタリングの際に発生するパ−ティクル
も少なくて良好な薄膜形成作業を行えることが分かる。
不純物，遷移金属不純物並びに放射性金属不純物のみな
らず、炭素及び酸素の含有量も特定値以下に低減された
本発明に係る高純度ニッケル材（スパッタリングタ−ゲ
ット）は、電気抵抗値の低い高性能薄膜の形成が可能で
あり、またスパッタリングの際に発生するパ−ティクル
も少なくて良好な薄膜形成作業を行えることが分かる。
【００６８】なお、実施例１及び実施例２で得られた高
純度ニッケルを電子ビ−ム溶解し、タ−ゲットとした場
合も、ほぼ同様の結果が得られた。
純度ニッケルを電子ビ−ム溶解し、タ−ゲットとした場
合も、ほぼ同様の結果が得られた。
【００６９】
【効果の総括】以上に説明した如く、この発明によれ
ば、アルカリ金属不純物，遷移金属不純物並びに放射性
金属不純物はもとより、炭素及び酸素等のガス不純物成
分の含有量も極めて低い安定した品質の高純度ニッケル
材を、操作性良く安定かつ低コストで提供することが可
能となって、半導体デバイスや磁性材料に適用される薄
膜形成用スパッタリングタ−ゲットの性能改善に大きく
寄与できるなど、産業上有用な効果がもたらされる。
ば、アルカリ金属不純物，遷移金属不純物並びに放射性
金属不純物はもとより、炭素及び酸素等のガス不純物成
分の含有量も極めて低い安定した品質の高純度ニッケル
材を、操作性良く安定かつ低コストで提供することが可
能となって、半導体デバイスや磁性材料に適用される薄
膜形成用スパッタリングタ−ゲットの性能改善に大きく
寄与できるなど、産業上有用な効果がもたらされる。
【図１】拡散透析装置の１例を示す概要図である。
【図２】塩化ニッケル水溶液の“ｐＨ”と“これを電解
処理して得られる電析ニッケル中のＣ，Ｏ含有量”との
関係を示したグラフである。
処理して得られる電析ニッケル中のＣ，Ｏ含有量”との
関係を示したグラフである。
【図３】塩化ニッケル水溶液の“ニッケル濃度”と“こ
れを電解処理して得られる電析ニッケル中のＣ，Ｏ含有
量”との関係を示したグラフである。
れを電解処理して得られる電析ニッケル中のＣ，Ｏ含有
量”との関係を示したグラフである。
【図４】塩化ニッケル水溶液を電解処理する際の電流密
度と電析ニッケル中のＣ，Ｏ含有量との関係を示したグ
ラフである。
度と電析ニッケル中のＣ，Ｏ含有量との関係を示したグ
ラフである。
【図５】中間層を設けた電解槽を用いて高純度ニッケル
を電析させる電解処理の１例に関する説明図である。
を電析させる電解処理の１例に関する説明図である。
【図６】実施例１及び２で適用された電解処理の説明図
である。
である。
フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K029 BA12 BC03 BD01 BD11 DC03 DC07 4K058 AA11 BA17 BB03 CA05 CA10 CA11 CA12 CB03 FA03 4M104 BB05
Claims (11)
- 【請求項１】 原料ニッケルを溶解して得た塩酸濃度５
〜12Ｎの塩化ニッケル水溶液を、まず陰イオン交換樹脂
と接触させて不純物金属イオンを吸着させた後、この吸
着処理後の溶液から拡散透析により塩酸を除去してｐＨ
が０〜３の高純度化塩化ニッケル水溶液を得、その後に
該水溶液を電解液として電解処理し電析ニッケルを得る
ことを特徴とする、高純度ニッケル材の製造方法。 - 【請求項２】 陰イオン交換樹脂による不純物金属イオ
ン吸着除去工程と電析ニッケルを得るための電解処理工
程との間に、活性炭と接触させて水溶液中の有機物を除
去する工程を更に付加することを特徴とする、請求項１
記載の高純度ニッケル材の製造方法。 - 【請求項３】 原料ニッケルを溶解して得た塩酸濃度５
〜12Ｎの塩化ニッケル水溶液を、まず陰イオン交換樹脂
と接触させて不純物金属イオンを吸着させた後、この吸
着処理後の溶液を蒸発乾固又は濃縮してからこれに水分
を加えｐＨが０〜３の高純度化塩化ニッケル水溶液とす
る工程と、活性炭と接触させて水溶液中の有機物を除去
する工程とを経させ、その後に該水溶液を電解液として
電解処理し電析ニッケルを得ることを特徴とする、高純
度ニッケル材の製造方法。 - 【請求項４】 予め酸で処理した活性炭を使用すること
を特徴とする、請求項２又は３に記載の高純度ニッケル
材の製造方法。 - 【請求項５】 陰イオン交換樹脂と接触させて不純物金
属イオンを吸着させる際の塩化ニッケル水溶液の流速を
空間速度〔SV〕で0.01〜１とすることを特徴とする、請
求項１乃至４の何れかに記載の高純度ニッケル材の製造
方法。 - 【請求項６】 電析ニッケルを得るための電解処理にお
いて、電解装置として少なくとも電解処理に供する高純
度化塩化ニッケル水溶液との接触面が可塑剤を含まない
合成樹脂あるいはガラスで構成されたものを用い、かつ
電解処理に供する高純度化塩化ニッケル水溶液のニッケ
ル濃度を１０〜８０g/L とすることを特徴とする、請求
項１乃至５の何れかに記載の高純度ニッケル材の製造方
法。 - 【請求項７】 電析ニッケルを得るための電解処理にお
いて、電解槽を隔膜あるいは陰イオン交換膜で仕切って
アノ−ド側区画とカソ−ド側区画とに分けると共に、ア
ノ−ドとしてニッケル原料を使用し、かつ高純度化塩化
ニッケル水溶液を間歇的乃至は連続的にカソ−ド側区画
へ供給すると共に、アノ−ド側区画内のアノライトを間
歇的乃至は連続的に抜き出して原料溶液である塩化ニッ
ケル水溶液として利用することを特徴とする、請求項１
乃至６の何れかに記載の高純度ニッケル材の製造方法。 - 【請求項８】 電析ニッケルを得るための電解処理にお
いて、電解槽を隔膜あるいは陰イオン交換膜で仕切って
アノ−ド側区画とカソ−ド側区画とその間の中間区画と
に分けると共に、アノ−ドとしてニッケル原料を使用
し、かつ高純度化塩化ニッケル水溶液を間歇的乃至は連
続的にカソ−ド側区画へ供給すると共に、アノ−ド側区
画内のアノライトを間歇的乃至は連続的に抜き出して原
料溶液である塩化ニッケル水溶液として利用し、また電
解後のカソ−ド側区画内カソライトをアノ−ド電解浴と
して利用することを特徴とする、請求項１乃至６の何れ
かに記載の高純度ニッケル材の製造方法。 - 【請求項９】 請求項１乃至８の何れかに記載の方法で
得た電析ニッケルを更に真空溶解することを特徴とす
る、高純度ニッケル材の製造方法。 - 【請求項１０】 アルカリ金属元素の含有量が何れも１
ppm 以下、Fe，Co及びCrの含有量が何れも10ppm 以下、
Ｕ及びThの含有量が何れも１ppb 以下、炭素含有量が50
ppm 以下、酸素含有量が100ppm以下であることを特徴と
する、薄膜形成用高純度ニッケル材。 - 【請求項１１】 アルカリ金属元素の含有量が何れも0.
1ppm以下、Fe，Co及びCrの含有量が何れも１ppm 以下、
Ｕ及びThの含有量が何れも0.1ppb以下、炭素含有量が10
ppm 以下、酸素含有量が20ppm 以下であることを特徴と
する、薄膜形成用高純度ニッケル材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2443499A JP2000219988A (ja) | 1999-02-01 | 1999-02-01 | 高純度ニッケル材の製造法及び薄膜形成用高純度ニッケル材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2443499A JP2000219988A (ja) | 1999-02-01 | 1999-02-01 | 高純度ニッケル材の製造法及び薄膜形成用高純度ニッケル材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000219988A true JP2000219988A (ja) | 2000-08-08 |
Family
ID=12138058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2443499A Pending JP2000219988A (ja) | 1999-02-01 | 1999-02-01 | 高純度ニッケル材の製造法及び薄膜形成用高純度ニッケル材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000219988A (ja) |
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-
1999
- 1999-02-01 JP JP2443499A patent/JP2000219988A/ja active Pending
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