JP3173164B2 - 表面物質の改質方法及びそのための装置 - Google Patents
表面物質の改質方法及びそのための装置Info
- Publication number
- JP3173164B2 JP3173164B2 JP23897392A JP23897392A JP3173164B2 JP 3173164 B2 JP3173164 B2 JP 3173164B2 JP 23897392 A JP23897392 A JP 23897392A JP 23897392 A JP23897392 A JP 23897392A JP 3173164 B2 JP3173164 B2 JP 3173164B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrapure water
- fluoride
- inert gas
- modifying
- surface material
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/02—Pretreatment of the material to be coated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
- C23C22/68—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous solutions with pH between 6 and 8
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/82—After-treatment
- C23C22/83—Chemical after-treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
- C23C8/10—Oxidising
- C23C8/16—Oxidising using oxygen-containing compounds, e.g. water, carbon dioxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/80—After-treatment
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超純水を用いた表面物質
の改質方法及びそのための装置に係わる。
の改質方法及びそのための装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】従来、超純水は、薬品の希釈すること
（例えば９８％硫酸を目的の濃度まで希釈すること）に
使用したり、薬品を調合すること（例えば固体の水酸化
ナトリウムを超純水に溶解させ１規定の水酸化ナトリウ
ム溶液を調合すること）に使用したり、洗浄水として、
例えばビーカー、タンク等の容器を洗浄したり、薬液に
浸したシリコンウエハの表面から薬液及び薬液残査を除
去することに使用される。また、電気分解によって水
素、酸素を得る為の原料として使用される。この様に超
純水の使用範囲は狭い。
（例えば９８％硫酸を目的の濃度まで希釈すること）に
使用したり、薬品を調合すること（例えば固体の水酸化
ナトリウムを超純水に溶解させ１規定の水酸化ナトリウ
ム溶液を調合すること）に使用したり、洗浄水として、
例えばビーカー、タンク等の容器を洗浄したり、薬液に
浸したシリコンウエハの表面から薬液及び薬液残査を除
去することに使用される。また、電気分解によって水
素、酸素を得る為の原料として使用される。この様に超
純水の使用範囲は狭い。
【０００３】一方、金属材料表面に形成された表面物質
の特性の改質（例えば、表面物質の組成の制御）は表面
物質の形成時にガス成分、反応温度を制御したり、生成
反応後、再度、他のガスと反応させることにより行われ
ている。
の特性の改質（例えば、表面物質の組成の制御）は表面
物質の形成時にガス成分、反応温度を制御したり、生成
反応後、再度、他のガスと反応させることにより行われ
ている。
【０００４】図１３に、生成反応後、ガスを変えて組成
制御を行った場合の表面物質のＸＰＳ解析図を示す。図
１３中（ａ）は、ＳＵＳ３１６Ｌをフッ素ガスと２２０
℃で８０分間反応させた場合のＸＰＳ解析図であり、図
１３中（ｂ）は図１３（ａ）の処理後４００℃で２４時
間窒素雰囲気下で熱処理させたものである。図１３
（ａ）に示す表面はＦｅ：Ｆの比が１：２．２７と非化
学量論構造を有するのに対して、図１３（ｂ）に示す表
面はＦｅ：Ｆの比が１：２．００となりＦｅＦ2の化学
量論構造を有している。
制御を行った場合の表面物質のＸＰＳ解析図を示す。図
１３中（ａ）は、ＳＵＳ３１６Ｌをフッ素ガスと２２０
℃で８０分間反応させた場合のＸＰＳ解析図であり、図
１３中（ｂ）は図１３（ａ）の処理後４００℃で２４時
間窒素雰囲気下で熱処理させたものである。図１３
（ａ）に示す表面はＦｅ：Ｆの比が１：２．２７と非化
学量論構造を有するのに対して、図１３（ｂ）に示す表
面はＦｅ：Ｆの比が１：２．００となりＦｅＦ2の化学
量論構造を有している。
【０００５】図１４に化学量論構造を有しているものと
有していないものとをフッ素ガスに曝し、フッ素ガスに
対するバリヤ効果をフッ素ガスの消費圧で比較した結果
を示す。図１４から明らかな様に、白丸で示す化学量論
構造を有する表面の場合はフッ素ガスの圧力は一定であ
り、フッ素ガスの消費がみられないのに対して、黒丸で
示す非化学量論構造を有する表面の場合は、フッ素ガス
の圧力は時間とともに減少し、フッ素ガスの消費がみら
る。すなわち、化学量論構造を有しない表面はフッ素ガ
スに対するバリヤ効果がないことがわかる。この様に、
化学量論構造を有する表面は安定である。しかし、従来
法では高温下で長時間処理する必要がある。
有していないものとをフッ素ガスに曝し、フッ素ガスに
対するバリヤ効果をフッ素ガスの消費圧で比較した結果
を示す。図１４から明らかな様に、白丸で示す化学量論
構造を有する表面の場合はフッ素ガスの圧力は一定であ
り、フッ素ガスの消費がみられないのに対して、黒丸で
示す非化学量論構造を有する表面の場合は、フッ素ガス
の圧力は時間とともに減少し、フッ素ガスの消費がみら
る。すなわち、化学量論構造を有しない表面はフッ素ガ
スに対するバリヤ効果がないことがわかる。この様に、
化学量論構造を有する表面は安定である。しかし、従来
法では高温下で長時間処理する必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、表面物質の
特性の改質（例えば、表面物質の化学組成の制御）を容
易に行うことができると共に超純水の新しい利用分野
（用途）を開発した表面物質の改質方法及びそのための
装置を提供することを目的とする。
特性の改質（例えば、表面物質の化学組成の制御）を容
易に行うことができると共に超純水の新しい利用分野
（用途）を開発した表面物質の改質方法及びそのための
装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の表面物質の改質
方法は、金属材料上に形成された表面物質を、溶存酸素
量が８ｐｐｍ以下の超純水に接触させることを特徴とす
る。
方法は、金属材料上に形成された表面物質を、溶存酸素
量が８ｐｐｍ以下の超純水に接触させることを特徴とす
る。
【０００８】本発明の表面物質の改質装置は、内部に不
活性ガスを導入するための不活性ガス導入手段と、外部
へ該不活性ガスを排出するための不活性ガス排出手段と
を有するチャンバーと、該チャンバーの内部に配置され
た超純水を保持するための超純水用容器と、該チャンバ
ーの内部に配置された該超純水用容器内に保持された超
純水を加熱するための手段と、を少なくとも有すること
を特徴とするここで、金属材料としては、例えば、ニッ
ケル、クロム、鉄、アルミニウム、銅あるいはこれらの
１種以上を主成分とする合金があげられる。
活性ガスを導入するための不活性ガス導入手段と、外部
へ該不活性ガスを排出するための不活性ガス排出手段と
を有するチャンバーと、該チャンバーの内部に配置され
た超純水を保持するための超純水用容器と、該チャンバ
ーの内部に配置された該超純水用容器内に保持された超
純水を加熱するための手段と、を少なくとも有すること
を特徴とするここで、金属材料としては、例えば、ニッ
ケル、クロム、鉄、アルミニウム、銅あるいはこれらの
１種以上を主成分とする合金があげられる。
【０００９】また、表面物質としては、例えば、ニッケ
ルのフッ化物、クロムのフッ化物、鉄のフッ化物、アル
ミニウムのフッ化物または銅のフッ化物等があげられ
る。
ルのフッ化物、クロムのフッ化物、鉄のフッ化物、アル
ミニウムのフッ化物または銅のフッ化物等があげられ
る。
【００１０】酸素を含まない雰囲気は、例えば、超純水
を配置したチャンバー内に不活性ガス（窒素、アルゴ
ン、ヘリウム等のガス）を導入することによって実現さ
れる。また、また、雰囲気中超純水を配置してもよい
し、また、密閉容器に超純水を流す様な方法で大気に触
れなければ不活性ガス雰囲気下でなくても良い。
を配置したチャンバー内に不活性ガス（窒素、アルゴ
ン、ヘリウム等のガス）を導入することによって実現さ
れる。また、また、雰囲気中超純水を配置してもよい
し、また、密閉容器に超純水を流す様な方法で大気に触
れなければ不活性ガス雰囲気下でなくても良い。
【００１１】超純水としては、比抵抗が１８（ＭΩ・ｃ
ｍ ａｔ２５℃）以上のものが好ましい。また、０．２
μｍ以上の微粒子の含有量が２０個／ｍｌ以下のものが
好ましく、０．１μｍ以上の微粒子の含有量が３０個／
ｍｌ以下のものがより好ましい。また、ＴＯＣは１００
（μｇｃ／ｌ）以下が好ましく、５０（μｇｃ／ｌ）以
下がより好ましい。生菌数は１０（個／１００ｍｌ）以
下が好ましく、１（個／１００ｍｌ）以下がより好まし
い。
ｍ ａｔ２５℃）以上のものが好ましい。また、０．２
μｍ以上の微粒子の含有量が２０個／ｍｌ以下のものが
好ましく、０．１μｍ以上の微粒子の含有量が３０個／
ｍｌ以下のものがより好ましい。また、ＴＯＣは１００
（μｇｃ／ｌ）以下が好ましく、５０（μｇｃ／ｌ）以
下がより好ましい。生菌数は１０（個／１００ｍｌ）以
下が好ましく、１（個／１００ｍｌ）以下がより好まし
い。
【００１２】本発明では、酸化雰囲気を制御した超純水
に金属材料を浸すことにより、化学的に安定な構造を有
する表面物質を容易に得ることができ、また、超純水の
新しい利用分野を提供できる。
に金属材料を浸すことにより、化学的に安定な構造を有
する表面物質を容易に得ることができ、また、超純水の
新しい利用分野を提供できる。
【００１３】改善の一例として、金属材料を不活性ガス
雰囲気下で、溶存酸素濃度を制御した超純水に浸す方法
である。この方法における超純水中の溶存酸素濃度は８
ｐｐｍ以下とする。超純水の温度は０℃以上好ましくは
５０℃以上である。また、処理時間は数分〜数時間で良
い。この方法により金属材料表面の物質の組成を制御で
きる。
雰囲気下で、溶存酸素濃度を制御した超純水に浸す方法
である。この方法における超純水中の溶存酸素濃度は８
ｐｐｍ以下とする。超純水の温度は０℃以上好ましくは
５０℃以上である。また、処理時間は数分〜数時間で良
い。この方法により金属材料表面の物質の組成を制御で
きる。
【００１４】
【実施例】以下に実施例を示して本発明を更に詳しく説
明する。
明する。
【００１５】まず、本発明装置の実施例を図１に示す。
【００１６】本例の装置は、内部３に不活性ガスを導入
するための不活性ガス導入口（不活性ガス導入手段）５
と、外部へ該不活性ガスを排出するための不活性ガス排
出口（不活性ガス排出手段）６とを有するチャンバー１
と、チャンバー１の内部３に配置された超純水４を保持
するための超純水用容器２と、チャンバー１の内部３に
配置された超純水用容器２内に保持された超純水４を加
熱するための手段７と、を少なくとも有している。
するための不活性ガス導入口（不活性ガス導入手段）５
と、外部へ該不活性ガスを排出するための不活性ガス排
出口（不活性ガス排出手段）６とを有するチャンバー１
と、チャンバー１の内部３に配置された超純水４を保持
するための超純水用容器２と、チャンバー１の内部３に
配置された超純水用容器２内に保持された超純水４を加
熱するための手段７と、を少なくとも有している。
【００１７】不活性ガス導入口５から窒素、アルゴン等
の不活性ガスを二部３に導入することにより超純水４を
大気に触れない状態とする。その状態で、表面物質が形
成された金属材料を超純水４に浸漬する。その際加熱す
るための手段７により超純水４を加熱し、超純水中の酸
素を超純粋から追い出す。なお、超純水から追い出され
た酸素は、不活性ガスにより不活性ガス排出口６からチ
ャンバー１の外部に排出される。
の不活性ガスを二部３に導入することにより超純水４を
大気に触れない状態とする。その状態で、表面物質が形
成された金属材料を超純水４に浸漬する。その際加熱す
るための手段７により超純水４を加熱し、超純水中の酸
素を超純粋から追い出す。なお、超純水から追い出され
た酸素は、不活性ガスにより不活性ガス排出口６からチ
ャンバー１の外部に排出される。
【００１８】本発明方法の実施例を比較例とともに説明
する。
する。
【００１９】（比較例１）アルミニウムの上にＮｉ−Ｗ
−Ｐメッキを施し、さらにフッ化処理を行った。
−Ｐメッキを施し、さらにフッ化処理を行った。
【００２０】フッ化処理は次の条件で行った。
【００２１】メッキ表面の酸化膜を０．５％希フッ酸溶
液に１分間侵入後、水洗、窒素ガス中で２５０℃におい
て乾燥を行った。次いで、１００％フッ素ガスを用い３
５０℃×８時間」のフッ化処理を行った。フッ化処理後
３５０℃×１２時間の熱処理を行った。
液に１分間侵入後、水洗、窒素ガス中で２５０℃におい
て乾燥を行った。次いで、１００％フッ素ガスを用い３
５０℃×８時間」のフッ化処理を行った。フッ化処理後
３５０℃×１２時間の熱処理を行った。
【００２２】その表面にはＮｉＦ2が形成されていた。
このサンプルを大気中で、超純水に浸漬し、５時間煮沸
した。図２に前記条件で形成された表面物質のＸＰＳ解
析図を示す。図２中（ａ）は超純水煮沸前、（ｂ）は超
純水煮沸後である。図から明らかな様に膜厚が減少した
ばかりでなく、酸素を含んだ膜となっていた。なお、図
２におけるスパッタリング時のスパッタ速度は１２０Å
／ｍｉｎであり、他の図におけるスパッタリング速度も
同じである。
このサンプルを大気中で、超純水に浸漬し、５時間煮沸
した。図２に前記条件で形成された表面物質のＸＰＳ解
析図を示す。図２中（ａ）は超純水煮沸前、（ｂ）は超
純水煮沸後である。図から明らかな様に膜厚が減少した
ばかりでなく、酸素を含んだ膜となっていた。なお、図
２におけるスパッタリング時のスパッタ速度は１２０Å
／ｍｉｎであり、他の図におけるスパッタリング速度も
同じである。
【００２３】（実施例１）アルミニウムの上にＮｉ−Ｗ
−Ｐメッキを施し、さらにフッ化処理を行って表面にＮ
ｉＦ2を形成させたサンプルを窒素雰囲気下で、溶存酸
素１ｐｐｍの超純水に浸漬し、溶存酸素１ｐｐｍの超純
水を流しながら、１時間煮沸した。図３に前記条件で形
成された表面物質のＸＰＳ解析図を示す。図３中（ａ）
は超純水煮沸前、図３中（ｂ）は超純水煮沸後である。
図から明らかな様に窒素雰囲気下、溶存酸素１ｐｐｍの
超純水で煮沸処理することによりＮｉ：Ｆの比が１：２
となり、ＮｉＦ2の化学量論構造ヘと組成変化してい
た。
−Ｐメッキを施し、さらにフッ化処理を行って表面にＮ
ｉＦ2を形成させたサンプルを窒素雰囲気下で、溶存酸
素１ｐｐｍの超純水に浸漬し、溶存酸素１ｐｐｍの超純
水を流しながら、１時間煮沸した。図３に前記条件で形
成された表面物質のＸＰＳ解析図を示す。図３中（ａ）
は超純水煮沸前、図３中（ｂ）は超純水煮沸後である。
図から明らかな様に窒素雰囲気下、溶存酸素１ｐｐｍの
超純水で煮沸処理することによりＮｉ：Ｆの比が１：２
となり、ＮｉＦ2の化学量論構造ヘと組成変化してい
た。
【００２４】（実施例２）アルミニウムの上にＮｉ−Ｗ
−Ｐメッキを施し、さらにフッ化処理を行って表面にＮ
ｉＦ2を形成させたサンプルを大気に触れない雰囲気下
（密閉容器中）で、溶存酸素１ｐｐｂの超純水に浸漬
し、溶存酸素１ｐｐｂの超純水を流しながら、１時間煮
沸した。図４に前記条件で形成された表面物質のＸＰＳ
解析図を示す。図中（ａ）は超純水煮沸前、（ｂ）は超
純水煮沸後である。図から明らかな様に窒素雰囲気下、
溶存酸素１ｐｐｂの超純水で煮沸処理することによりＮ
ｉ：Ｆの比が１：２となり、ＮｉＦ2の化学量論構造へ
と組成変化していた。
−Ｐメッキを施し、さらにフッ化処理を行って表面にＮ
ｉＦ2を形成させたサンプルを大気に触れない雰囲気下
（密閉容器中）で、溶存酸素１ｐｐｂの超純水に浸漬
し、溶存酸素１ｐｐｂの超純水を流しながら、１時間煮
沸した。図４に前記条件で形成された表面物質のＸＰＳ
解析図を示す。図中（ａ）は超純水煮沸前、（ｂ）は超
純水煮沸後である。図から明らかな様に窒素雰囲気下、
溶存酸素１ｐｐｂの超純水で煮沸処理することによりＮ
ｉ：Ｆの比が１：２となり、ＮｉＦ2の化学量論構造へ
と組成変化していた。
【００２５】実施例１で形成された表面と超純水処理前
の表面を１規定のＡｌＣｌ3溶液中に浸し、腐食電流を
測定し、耐食性能を比較した。分極曲線を図５に示す。
図から明らかな様に実施例１で形成された化学量論構造
をもつ表面は−６００ｍＶ〜２００ｍＶの間において腐
食電流が流れず、優れた耐食性能が認められた。
の表面を１規定のＡｌＣｌ3溶液中に浸し、腐食電流を
測定し、耐食性能を比較した。分極曲線を図５に示す。
図から明らかな様に実施例１で形成された化学量論構造
をもつ表面は−６００ｍＶ〜２００ｍＶの間において腐
食電流が流れず、優れた耐食性能が認められた。
【００２６】大気中煮沸で形成された表面と不活性ガス
雰囲気下で形成された表面を走査型顕微鏡（ＳＥＭ）で
観察した。図６に表面写真を示す。図中（ａ）は大気中
で煮沸した表面、（ｂ）は不活性ガス雰囲気下、溶存酸
素１ｐｐｍの超純水で煮沸した表面、（Ｃ）は不活性ガ
ス雰囲気下、溶存酸素１ｐｐｂの超純水で煮沸した表面
である。大気中で煮沸処理した表面は結晶粒が大きく、
ピットの様に隙間がみられるが、不活性ガス雰囲気下で
煮沸処理された表面は均一的な表面である。
雰囲気下で形成された表面を走査型顕微鏡（ＳＥＭ）で
観察した。図６に表面写真を示す。図中（ａ）は大気中
で煮沸した表面、（ｂ）は不活性ガス雰囲気下、溶存酸
素１ｐｐｍの超純水で煮沸した表面、（Ｃ）は不活性ガ
ス雰囲気下、溶存酸素１ｐｐｂの超純水で煮沸した表面
である。大気中で煮沸処理した表面は結晶粒が大きく、
ピットの様に隙間がみられるが、不活性ガス雰囲気下で
煮沸処理された表面は均一的な表面である。
【００２７】（実施例３）ステンレス鋼（ＳＵＳ３１６
Ｌ）をフッ化処理することによりサンプルを得た。この
サンプルを室温で５時間、溶存酸素１ｐｐｍの超純水に
窒素雰囲気下で浸漬処理した。図７に超純水処理前後の
ＸＰＳ解析図、図８に超純水処理前後のＸＲＤ解析図を
示す。図７、図８中（ａ）は超純水処理前の表面、
（ｂ）は超純水処理後の表面である。酸化雰囲気を抑え
た超純水に浸漬することにより、ＦｅＦ2主体の膜から
ＣｒＦ3を主体とした不動態膜となった。
Ｌ）をフッ化処理することによりサンプルを得た。この
サンプルを室温で５時間、溶存酸素１ｐｐｍの超純水に
窒素雰囲気下で浸漬処理した。図７に超純水処理前後の
ＸＰＳ解析図、図８に超純水処理前後のＸＲＤ解析図を
示す。図７、図８中（ａ）は超純水処理前の表面、
（ｂ）は超純水処理後の表面である。酸化雰囲気を抑え
た超純水に浸漬することにより、ＦｅＦ2主体の膜から
ＣｒＦ3を主体とした不動態膜となった。
【００２８】本例で形成された不動態膜を５％ＨＦ水溶
液中に２５℃、５時間浸漬し、耐食性を調査した。図９
に耐食性テスト後のＸＰＳ解析図を示す。図１０に同サ
ンプルのＸＲＤ解析図を示す。耐食性テスト前の解析図
（図７（ｂ）及びに図８（ｂ））に対して耐食性テスト
後の図９及び図１０は何ら変化は認められない。腐食性
の強い５％ＨＦ水溶液に対し優れた耐食性が認められ
た。
液中に２５℃、５時間浸漬し、耐食性を調査した。図９
に耐食性テスト後のＸＰＳ解析図を示す。図１０に同サ
ンプルのＸＲＤ解析図を示す。耐食性テスト前の解析図
（図７（ｂ）及びに図８（ｂ））に対して耐食性テスト
後の図９及び図１０は何ら変化は認められない。腐食性
の強い５％ＨＦ水溶液に対し優れた耐食性が認められ
た。
【００２９】（比較例２）ステンレス鋼（ＳＵＳ３１６
Ｌ）及びＳｉウエハー上にスパッタで形成された純クロ
ムをフッ素化した場合の結果を図１１及び図１２に示
す。但し、図１１はスパッタにより形成されるクロムの
スパッタ膜を示し、また図１２はこれをフッ素化した場
合を示す。尚、これら図において、１１はステンレス鋼
またはＳｉウエハーを、１２はクロムのスパッタ膜を示
し、１３はフッ素化した場合を示す。純クロムをフッ素
化するとＣｒＦ4、ＣｒＦ5等の低沸点高次フッ化物が形
成されるために、フッ化不動態膜は形成し得ない。
Ｌ）及びＳｉウエハー上にスパッタで形成された純クロ
ムをフッ素化した場合の結果を図１１及び図１２に示
す。但し、図１１はスパッタにより形成されるクロムの
スパッタ膜を示し、また図１２はこれをフッ素化した場
合を示す。尚、これら図において、１１はステンレス鋼
またはＳｉウエハーを、１２はクロムのスパッタ膜を示
し、１３はフッ素化した場合を示す。純クロムをフッ素
化するとＣｒＦ4、ＣｒＦ5等の低沸点高次フッ化物が形
成されるために、フッ化不動態膜は形成し得ない。
【００３０】
【発明の効果】本発明の超純水を用いて金属材料の表面
物質の組成を制御することにより、低温度、短時間で容
易に化学的に安定な化学量論構造の組成にすることがで
きる。また、超純水の新しい利用分野を見いだした。即
ち、超純水の工業的応用技術としての効果が期待でき
る。
物質の組成を制御することにより、低温度、短時間で容
易に化学的に安定な化学量論構造の組成にすることがで
きる。また、超純水の新しい利用分野を見いだした。即
ち、超純水の工業的応用技術としての効果が期待でき
る。
【図１】本発明の実施例に係る表面物質の改質装置を示
す概念図である。
す概念図である。
【図２】比較例１において形成された表面物質のＸＰＳ
解析図である。
解析図である。
【図３】実施例１において形成された表面物質のＸＰＳ
解析図である。
解析図である。
【図４】実施例２において形成された表面物質のＸＰＳ
解析図である。
解析図である。
【図５】実施例２において形成された表面物質の分極曲
線図である。
線図である。
【図６】実施例２において形成された表面物質のＳＥＭ
表面写真である。
表面写真である。
【図７】実施例３において形成された表面物質の超純水
処理前後のＸＰＳ解析図である。
処理前後のＸＰＳ解析図である。
【図８】実施例３において形成された表面物質の超純水
処理前後のＸＲＤ解析図である。
処理前後のＸＲＤ解析図である。
【図９】実施例３において形成された表面物質の耐食性
テスト後のＸＰＳ解析図
テスト後のＸＰＳ解析図
【図１０】実施例３において形成された表面物質の耐食
性テスト後のＸＲＤ解析図である。
性テスト後のＸＲＤ解析図である。
【図１１】スパッタにより形成されるクロムのスパッタ
膜を示す概念図である。
膜を示す概念図である。
【図１２】スパッタにより形成されるクロムのスパッタ
膜をフッ素化した場合を示す概念図である。
膜をフッ素化した場合を示す概念図である。
【図１３】生成反応後、ガスを変えて組成制御を行った
場合の表面物質のＸＰＳ解析図である。
場合の表面物質のＸＰＳ解析図である。
【図１４】化学量論構造を有しているものと有していな
いものとをフッ素ガスに曝し、フッ素ガスに対するバリ
ヤ効果をフッ素ガスの消費圧で比較した結果を示すグラ
フである。
いものとをフッ素ガスに曝し、フッ素ガスに対するバリ
ヤ効果をフッ素ガスの消費圧で比較した結果を示すグラ
フである。
１ チャンバー、 ２ 超純水用容器、 ３ 内部、 ４ 超純水、 ５ 不活性ガス導入口（不活性ガス導入手段）、 ６ 不活性ガス排出口（不活性ガス排出手段）、 ７ 超純水を加熱するための手段。
フロントページの続き (72)発明者 中川 佳紀 宮城県仙台市青葉区字青葉（無番地）東 北大学工学部電子工学科内 (56)参考文献 特開 平５−33115（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 8/40
Claims (8)
- 【請求項１】 金属材料上に形成された金属フッ化物
を、溶存酸素量が８ｐｐｍ以下の超純水に接触させるこ
とを特徴とする表面物質の改質方法。 - 【請求項２】 前記超純水中の溶存酸素量を１ｐｐｍ以
下とすることを特徴とする請求項１記載の表面物質の改
質方法。 - 【請求項３】 前記超純水を加熱することを特徴とする
請求項１または２に記載の表面物質の改質方法。 - 【請求項４】 前記超純水を沸騰状態にすることを特徴
とする請求項３に記載の組成制御法。 - 【請求項５】 前記金属フッ化物がニッケルのフッ化
物、クロムのフッ化物、鉄のフッ化物、アルミニウムの
フッ化物または銅のフッ化物のいずれか１種以上を主成
分とするフッ化物であることを特徴とする請求項１ない
し４のいずれか１項に記載の表面物質の改質方法。 - 【請求項６】 前記金属材料がステンレス鋼であり、且
つ前記金属フッ化物がクロムのフッ化物または鉄のフッ
化物を主成分とするフッ化物であることを特徴とする請
求項１ないし４のいずれか１項に記載の表面物質の改質
方法。 - 【請求項７】 前記金属フッ化物が前記金属材料上にメ
ッキにより形成された第２の金属材料をフッ化処理する
ことにより形成されたニッケルのフッ化物であることを
特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の表
面物質の改質方法。 - 【請求項８】 内部に不活性ガスを導入するための不活
性ガス導入手段と、外部へ該不活性ガスを排出するため
の不活性ガス排出手段とを有するチャンバーと、該チャ
ンバーの内部に配置された超純水を保持するための超純
水用容器と、該チャンバーの内部に配置された該超純水
用容器内に保持された超純水を加熱するための手段と、
を少なくとも有することを特徴とする表面物質の改質装
置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23897392A JP3173164B2 (ja) | 1992-08-14 | 1992-08-14 | 表面物質の改質方法及びそのための装置 |
| EP94908102A EP0655517A1 (en) | 1992-08-14 | 1993-08-12 | Method and apparatus for modifying surface material |
| PCT/JP1993/001138 WO1994004717A1 (en) | 1992-08-14 | 1993-08-12 | Method and apparatus for modifying surface material |
| US08/901,341 US6110534A (en) | 1992-08-01 | 1997-07-28 | Method and apparatus for modifying surface material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23897392A JP3173164B2 (ja) | 1992-08-14 | 1992-08-14 | 表面物質の改質方法及びそのための装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0657405A JPH0657405A (ja) | 1994-03-01 |
| JP3173164B2 true JP3173164B2 (ja) | 2001-06-04 |
Family
ID=17038051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23897392A Expired - Lifetime JP3173164B2 (ja) | 1992-08-01 | 1992-08-14 | 表面物質の改質方法及びそのための装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0655517A1 (ja) |
| JP (1) | JP3173164B2 (ja) |
| WO (1) | WO1994004717A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0354607A (ja) * | 1989-07-21 | 1991-03-08 | Fanuc Ltd | 自動運転のプログラム再開方式 |
| DE19548740A1 (de) * | 1995-12-23 | 1997-06-26 | Abb Research Ltd | Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Aluminium und Aluminiumlegierungen |
| DE10314700A1 (de) | 2003-03-31 | 2004-10-14 | Behr Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Herstellung oberflächenmodifizierter Werkstücke |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6445130A (en) * | 1987-08-14 | 1989-02-17 | Hitachi Ltd | Underwater oxidation of semiconductor wafer |
| JPH04234122A (ja) * | 1990-12-28 | 1992-08-21 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1992
- 1992-08-14 JP JP23897392A patent/JP3173164B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-08-12 WO PCT/JP1993/001138 patent/WO1994004717A1/ja not_active Application Discontinuation
- 1993-08-12 EP EP94908102A patent/EP0655517A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0655517A1 (en) | 1995-05-31 |
| JPH0657405A (ja) | 1994-03-01 |
| WO1994004717A1 (en) | 1994-03-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5009963A (en) | Metal material with film passivated by fluorination and apparatus composed of the metal material | |
| JP3379070B2 (ja) | クロム酸化物層を表面に有する酸化不動態膜の形成方法 | |
| TW432763B (en) | Excimer laser generator provided with a laser chamber with a fluoride passivated inner surface | |
| Ohmi et al. | Formation of chromium oxide on 316L austenitic stainless steel | |
| Guo et al. | Corrosion mechanisms of nickel-based alloys in chloride-containing hydrofluoric acid solution | |
| JPH03504253A (ja) | チタン構造体の処理方法 | |
| JPH0466657A (ja) | アルミニウム合金材およびその製造方法 | |
| JP3173164B2 (ja) | 表面物質の改質方法及びそのための装置 | |
| Chawla et al. | The early stage of atmospheric corrosion of copper by sulfur dioxide | |
| JP2867376B2 (ja) | フッ化不動態膜が形成された金属材料、その金属材料を用いたガス装置、並びに該フッ化不動態膜の形成方法 | |
| JPH02175855A (ja) | フッ化不働態膜が形成された金属材料並びにその金属材料を用いた装置 | |
| JPH05287496A (ja) | ステンレス鋼部材の表面処理方法 | |
| US6110534A (en) | Method and apparatus for modifying surface material | |
| JPH05311455A (ja) | 半導体製造装置用ステンレス鋼部材およびその表面処理方法 | |
| JP2836531B2 (ja) | 耐食性に優れたステンレス鋼部材の製造方法 | |
| JP3030351B2 (ja) | フッ化不働態膜が形成されたステンレス鋼、その製造方法並びにそのステンレスを用いた装置 | |
| JP3350691B2 (ja) | 水素吸蔵金属材の高活性化及び安定化処理法 | |
| JPH08183601A (ja) | 水素吸蔵金属材の高活性化及び安定化処理法 | |
| JP3063315B2 (ja) | 耐薬液性に優れた金属材並びにそれを用いた薬液処理装置又は薬液処理装置用部品 | |
| JP3020873B2 (ja) | 有機アミン系薬剤使用機器用材料 | |
| US5032240A (en) | Method of activation of porous carbonaceous electrodes | |
| JPH10212564A (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 | |
| JP3115103B2 (ja) | フッ化不働態膜を形成した工業材料 | |
| JPH10280123A (ja) | オゾン含有超純水用ステンレス鋼部材およびその製造方法 | |
| De Cristofaro et al. | An ellipsometric study of the anodic passivation of iron—nickel alloys in acid solution |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010227 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080330 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090330 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100330 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100330 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110330 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120330 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120330 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130330 Year of fee payment: 12 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130330 Year of fee payment: 12 |