JP2904634B2 - ニッケルとシリコンの合金のクリーニング方法 - Google Patents

ニッケルとシリコンの合金のクリーニング方法

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勇 毛利
正 藤井
義幸 小林
伸介 中川
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23GCLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G5/00Cleaning or de-greasing metallic material by other methods; Apparatus for cleaning or de-greasing metallic material with organic solvents

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、粉末・ウイスカー製造
装置、薄膜形成装置、該装置の治具・部品に付着したニ
ッケルとシリコンの合金をClF3 ガスあるいはF2
スと接触させて、水または酸性水溶液で洗浄することに
より装置、治具、部品を傷つけることなく除去するニッ
ケルとシリコンの合金のクリーニング方法に関する。
【0002】
【従来技術とその解決しようとする課題】ニッケル基材
は、種々の酸、アルカリに対して高耐蝕性を持つ材料で
ある。しかしながら、SiH4 、SiH2 Cl2 、Si
Cl4 等を用いて、CVD(熱CVD、プラズマCV
D)によりシリコン化合物薄膜、粉末・ウイスカー等を
製造する際、反応装置、器壁、該装置の治具・部品にニ
ッケル基材を使用した場合は、ニッケルとシリコンの合
金を膜中に形成する。すなわち、シリコン系化合物合成
用CVD装置にニッケル基材を用いると、高温に加熱さ
れる箇所はニッケルとシリコンの合金層(またはそれら
の化合物)を生成する。
【0003】そのため、これら合金の付着物、堆積物の
除去は、酸、アルカリを用いた湿式洗浄では簡便には除
去できず、ニッケルを反応装置用材料として用いること
は困難であった。従来これらの合金層を除去する手段
は、サンドブラスト等の物理的手段に頼るしかなかっ
た。
【0004】しかし、物理的手法によるとニッケル部材
自体の損傷が激しく繰り返し使用することが困難であっ
た。そこで、ニッケル部材に損傷を与えることなくニッ
ケルとシリコンの合金層およびその上部に付着したシリ
コン化合物を同時に反応除去することが望まれている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らはかかる問題
点に鑑み、鋭意検討した結果、ClF3 ガスあるいはF
2 ガスを使用して、当該合金層と接触させ、水または酸
性水溶液で洗浄することにより容易に除去できることを
見出した。
【0006】すなわち本発明は、高温に加熱されたニッ
ケル基材表面とシリコン含有ガスとの反応により形成さ
れたニッケル基材表面のニッケルシリサイドからなるニ
ッケルとシリコンの合金層にClF3ガスあるいはF2
スを接触反応させてニッケルシリサイドをニッケル基材
に付着したフッ化ニッケル粉末に化学変化させ、該フッ
化ニッケル粉末を水または酸性水溶液に溶解してニッケ
ル基材表面から除去することを特徴とするニッケル基材
表面のガスおよび液体による清浄化処理方法を提供する
ものである。また、粉末・ウイスカー製造装置、薄膜形
成装置において、ニッケル素材を用いた粉末・ウイスカ
ー製造装置、薄膜形成装置、該装置の治具・部品に付着
したニッケルとシリコンの合金をClF3ガスあるいは
2ガスと接触させ、水または酸性水溶液で除去するこ
とを特徴とするニッケルとシリコンの合金のクリーニン
グ方法を提供するものである。
【0007】まず、本発明の対象とする粉末・ウイスカ
ー製造装置、薄膜形成装置、該装置の治具・部品等の付
着物は、基材としてニッケルを使用したものに付着した
ものでありニッケルとシリコンの合金(またはそれらの
化合物)の膜または粉体である。普通上記粉末・ウイス
カー製造装置、薄膜形成装置では、目的とする基板上に
CVDを行うことにより粉末・ウイスカー製造または薄
膜を成膜する方法が用いられている。上記方法により粉
末・ウイスカー製造または薄膜の形成を行った際、目的
とする以外の場所である装置、器壁、治具・部品等にニ
ッケルとシリコンの合金(またはそれらの化合物)が膜
状または粉末状で付着するが、本発明はかかる付着物を
除去しようとするものである。
【0008】本発明において除去しようとする付着物
は、ニッケル基材の上にニッケルとシリコンの合金が生
成し更にシリコンがその上部に生成するものである。次
にクリーニングの方法であるが、装置、器壁、治具、部
品の付着物を除去しようとする場合は、装置等の解体を
行わずに、ClF3 ガスあるいはF2 ガスを含むガスを
導入する方法で実施する。ClF3 ガスあるいはF2
スの導入により合金中のシリコンを含め全てのシリコン
は反応しガス化して系外に除去できる。また、合金中の
ニッケルはフッ化ニッケルの粉末として基材上に残る
が、この粉末は、単に付着堆積しているだけであり、水
または酸性水溶液で簡単に洗浄除去できる。
【0009】本発明において使用するClF3 ガスある
いはF2 ガスは、金属不純物ができるだけ少ないものが
好ましく、ガスの濃度、圧力、温度は問わないが、Cl
3ガスあるいはF2 ガスのみを装置内に導入してもよ
く、Ar、N2 等の不活性ガスを混合してクリーニング
ガスとして使用してもよい。安全性、反応速度の問題か
ら好ましくは、ClF3 ガス、F2 ガスの濃度はそれぞ
れ10Vol%以上50Vol%以下、圧力数Torr〜常圧が好ま
しい。
【0010】使用する水または酸性水溶液は、基材上に
付着堆積しているフッ化ニッケルを水洗除去するもの
で、洗浄後乾燥させるため高純度のものが好ましい。ま
た、酸は特に限定されない。除去方法は、水溶液中に浸
漬すれば十分であるが、振動や超音波で洗浄すればより
効果がある。
【0011】上述したような方法により、比較的簡単に
粉末・ウイスカー製造装置、薄膜形成装置、該装置の治
具・部品等の付着物をクリーニング処理できる。
【0012】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はかかる実施例により限定されるものでは
ない。
【0013】実施例1 プラズマCVD装置の対向電極上にニッケルを設置し、
その上にSiH4 ガスを用いてSiを堆積させた。対向
電極上の膜の一部を剥離し、ニッケルと接触していた面
をXMA(X線マイクロアナライザー)にて元素分析を
行ったところ、ニッケルのみが検出された。また、この
膜を破砕するとSiとニッケルが存在することを確認し
た。この膜を粉砕した粉末をXRD(粉末X線回折)に
て分析したところSi3 Niとその他のニッケルシリサ
イド、シリコンが検出された。
【0014】このニッケル板をClF3 ガス濃度10
%、ガス温度常温、10Torrにて20分間接触させたと
ころ、表面に黄白色の粉体が生成した。この粉体の一部
をXMAにて元素分析したところニッケルが検出され、
Siは検出できなかった。ClF3 ガスと接触させたこ
とによりフッ化ニッケル(NiF2 )が生成したもので
ある。ClF3 ガスと接触させた後のニッケル板を純水
中に浸漬したところ粉体は完全に除去できた。また、ニ
ッケル板の表面は成膜前と顕著な変化は認められなかっ
た。
【0015】実施例2 SiH4 を用いて熱CVDにてニッケル板上にSiを堆
積させた。その際、実施例1と同様に膜下層(ニッケル
板と接触している面)にシリコンとニッケルの合金層が
生成した。
【0016】この膜が堆積しているニッケル板とClF
3 ガス濃度10%、ガス温度常温、10TorrにてClF
3 ガスと接触させた後、純水中に浸漬したところ、ニッ
ケル板は完全にシリコン堆積前の状態に戻った。
【0017】実施例3 実施例1と同様にニッケル板上にシリコンとニッケルシ
リサイドを堆積させ、F2 ガス濃度10%、ガス温度常
温、10TorrにてF2 ガスと接触させた後、純水にて洗
浄したところニッケル板をシリコン堆積前の状態に完全
に復帰できた。
【0018】実施例4〜14 実施例2と同様の操作でニッケル板上にシリコンとニッ
ケルシリサイドを形成させたものをClF3 ガスと種々
の条件で接触させた場合の結果を表1に示す。
【0019】
【表1】
【0020】実施例15〜25 実施例2と同様の操作でニッケル板上にシリコンとニッ
ケルシリサイドを形成させたものをF2 ガスと種々の条
件で接触させた場合の結果を表2に示す。
【0021】
【表2】
【0022】比較例1 実施例2と同様の操作でニッケル板上にシリコンとニッ
ケルシリサイドを形成させたものを48%NaOH中で
煮沸した(10時間)。煮沸後、ニッケル板上には黒色
の粉体が残留していた。これを純水中に浸漬したが、除
去することはできなかった。また、50%HCl水溶液
中に浸漬したが除去できなかった。この粉体をXMAで
元素分析したところ、NiとSiが確認できた。
【0023】
【発明の効果】ClF3 ガス、F2 ガスを用い、水また
は酸性水溶液で洗浄する本発明のクリーニング方法は、
粉末・ウイスカー製造装置、薄膜形成装置、治具、部品
等に耐腐食性のあるニッケル基材を使用できることを可
能にするものである。
フロントページの続き (72)発明者 中川 伸介 山口県宇部市大字沖宇部5253番地 セン トラル硝子株式会社宇部研究所内 (56)参考文献 特開 平3−146681(JP,A) 特開 昭62−77484(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C23G 5/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高温に加熱されたニッケル基材表面とシ
    リコン含有ガスとの反応により形成されたニッケル基材
    表面のニッケルシリサイドからなるニッケルとシリコン
    の合金層にClF3ガスあるいはF2ガスを接触反応させ
    てニッケルシリサイドをニッケル基材に付着したフッ化
    ニッケル粉末に化学変化させ、該フッ化ニッケル粉末を
    水または酸性水溶液に溶解してニッケル基材表面から除
    去することを特徴とするニッケル基材表面のガスおよび
    液体による清浄化処理方法。
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