JPH05311466A - フッ化不働態膜を形成した工業材料 - Google Patents
フッ化不働態膜を形成した工業材料Info
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- JPH05311466A JPH05311466A JP14812592A JP14812592A JPH05311466A JP H05311466 A JPH05311466 A JP H05311466A JP 14812592 A JP14812592 A JP 14812592A JP 14812592 A JP14812592 A JP 14812592A JP H05311466 A JPH05311466 A JP H05311466A
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Abstract
導体製造の分野において有効なフッ化不働態膜を形成し
た工業材料を提供すること。 【構成】基材の表面に、組成がニッケル・タングステン
・リンからなり、その組成範囲がタングステン5%以下
およびリン9%以上の合金薄膜を形成し、該合金薄膜の
少なくとも表面に、タングステン・リンを含まないフッ
化不働態膜を形成したこと。
Description
るいはプラスチック等の表面にフッ化不働態膜を形成し
た工業材料に関し、特にハロゲンガス等の腐食性ガスに
対する耐食性を著しく向上させることを可能としたフッ
化不働態膜を形成した工業材料に関する。
は、例えば、BCl3、SiF4、WF6、Cl2等の反応
性及び腐食性の強い特殊ガスが使用されており、このガ
ス雰囲気中に水分が存在すると加水分解が生じ、塩化水
素やフッ化水素等の強い腐食性を示す酸が発生してしま
う。そのため、これらのガスを扱う貯蔵容器、配管、反
応チャンバ等にアルミニウムまたはアルミニウム合金製
品(以下アルミニウム製品と略称する)を使用しても、
容易に腐食されてしまうという問題点があった。
試みられている。既に本発明者等は、AlまたはAl合
金の表面にニッケル・タングステン・リンからなるめっ
き膜を形成し、該めっき膜の少なくとも表面にタングス
テン・リンを含まないフッ化不働態膜を形成した材料に
係る発明を出願した(特願平2−283151号)。
願に係る発明により形成されたフッ化不働態膜は、基材
の表面に形成されたニッケル合金薄膜が、一部ニッケル
及びニッケル合金の混合相からなり、従って形成された
フッ化不働態膜も完全な均一膜となり得ず、理想的な不
働態膜が形成されていない。
で、腐食性ガス等における耐食性を著しく向上させるこ
とが出来、特に半導体製造の分野において有効なフッ化
不働態膜を形成した工業材料を提供することをその課題
とする。
に、組成がニッケル・タングステン・リンから成り、且
つその構造が前記ニッケル・タングステン・リンから成
る単一の相(以下単相のニッケル・タングステン・リン
と言う)で構成されたニッケル合金薄膜を形成し、該合
金薄膜の少なくとも表面に、タングステン・リンを含ま
ないフッ化不働態膜を形成した工業材料に於いて、特に
上記3成分から成るニッケル合金薄膜の夫々の組成範囲
をタングステン5%以下およびリン9%以上となすこと
により、解決される。
ン・リンめっき膜は優れた耐食性を示すことは周知の事
実であり、更にニッケル・タングステン・リンめっき膜
をフッ化不働態化処理してニッケル・タングステン・リ
ンめっき膜の表面に形成されたNiF2よりなるフッ化
不働態膜は更に優れた耐食性を示す点については、本発
明者等により、既に出願されている(特願平2−283
151号)。
ねた結果、ニッケル・タングステン・リンめっき膜中の
各元来の比率を最適に設定することにより、著しく優れ
た特性を示す略々単相のニッケル・タングステン・リン
めっき膜上に形成されたフッ化不働態膜を形成し得るこ
とを発見した。
めっき膜はフッ化不働態化処理の過程によりニッケル及
びニッケル合金の混合相からなる膜が形成され、この様
な混合相膜上に形成されたフッ化不働態膜は、粒界を伴
った不均一な不働態膜となり、理想的な不働態膜には成
り難いことが本発明者等の引き続く研究で明らかとなっ
た。
フッ化不働態膜を形成すべくX線回折による構造解析を
試みた結果、目的とする略々単相のニッケル・タングス
テン・リンめっき膜上に形成されたフッ化不働態膜を形
成すべき条件を確立すると共に、本発明により形成され
たフッ化不働態膜は耐食性能を評価するに最も優れた評
価方法である不働態電位測定法により従来のフッ化不働
態膜よりも一段と優れた性能を有することを確認した。
ッケル・タングステン・リンから成るニッケル合金薄膜
の夫々の組成範囲を、特にタングステン5%以下、およ
びリン9%以上、更に望ましくはタングステン0.5%
以上2%以下、およびリン10%以上13.5%以下と
することであり、この様な特定の組成範囲となすことに
より、この上に形成されるフッ化不働態膜の耐食性を著
しく向上せしめ得る点にある。
が上記特定の範囲を外れると、フッ化不働態膜の耐食性
は著しく向上しない。
に係る先願たる特願平2−283151号の発明に対
し、上記ニッケル合金薄膜の夫々の組成範囲を上記特定
の範囲となすこと以外は、全て上記先願発明の技術がそ
のまま採用される。
強い特殊ガスが多数使用されており、又イオンボンバー
ド装置等の最も苛酷な雰囲気でのプロセスが要求され、
且つこれらのプロセスは常に一定の条件で行われること
が歩留向上の必須条件である。
有しておらず、プロセスに伴う腐食が大きな問題となっ
ている。更にプロセスにより発生する副生成物等の装置
への堆積により、常に一定のプロセス条件が得られな
い。従って定期的に装置を開放し洗浄することにより、
プロセス条件を一定化する方法が一般的である。
ることにより、装置の腐食が防止出来るだけでなく、プ
ロセスにより発生した堆積物の除去も装置を開放するこ
となしに解決し得る。即ち、耐食性、耐イオンボンバー
ド性の向上により、活性なガス及びプラズマ等の使用が
可能となり、従ってプロセスにより発生した堆積物を揮
発性のガス状に転換し、除去する密閉式洗浄が可能とな
る。プロセス装置の開放は稼働率を極端に低下させるだ
けでなく、今後要求される超高集積半導体の製造に於い
て克服すべき最も重要な課題である。本発明により前記
課題を解決し得るものである。
を形成した供試材の基材としてはアルミニウム合金(#
5086)を使用した。上記供試材の表面に、夫々含有
量の異なるニッケル・タングステン・リンの無電解めっ
きを施し、夫々のめっき表面をフッ化不働態化処理し
た。
り、350℃で80分間フッ素化の後、不活性ガス中で
350℃、12時間の熱処理を施してある。
H、Iの9種類からなり、供試材D、E、F、G、H、
Iは本発明による略々単相のニッケル・タングステン・
リン合金薄膜上に形成されたフッ化不働態膜を有す。
Iのうち比較例として例示したA、B、Cはニッケルお
よびニッケル合金からなる混合相のニッケル・タングス
テン・リン合金薄膜上に形成されたフッ化不働態膜を有
す。
G、H、Iのニッケル・タングステン・リンめっき膜
の、めっき処理液のpH、膜厚、めっき膜中のニッケル
・タングステン・リンの各重量%、およびめっき膜の磁
性及び350℃×1時間、350℃×8時間の熱処理後
の磁性を示す。尚、各重量%の分析はEPMA(Ele
ctron Probe Micro Analysi
s)により分析した。
を行う場合のめっき液のpHと、めっき膜中のタングス
テン及びリン濃度の含有量の関係曲線を図1に示す。各
供試材共にめっきは硫酸ニッケル・次亜リン酸ナトリウ
ム・タングステン酸ナトリウム・有機酸からなるめっき
液中で、めっき中の温度は82〜90℃である。図1よ
りめっき膜中のタングステン及びリン濃度はめっき液の
pHに大きく依存することが明白である。
を行う場合のめっき液のpHと、めっき膜の磁性の関
係、ならびにめっき膜を350℃の大気中で1時間及び
8時間熱処理した場合の磁性曲線を図2に示す。
Iに形成されたフッ化不働態膜のX線回折図を夫々図3
〜11に順次示す。供試材A、B、CにはNi及びNi
3Pの混合相からなる回折ピークが認められる。特に供
試材CにはNiの大きな回折ピークが認められる。
G、H、IにはNi又はNi3Pの回折ピークは認めら
れず、単相のニッケル・タングステン・リンから構成さ
れためっき膜であることが確認される。
金薄膜の表面に形成されたフッ化膜のxps(X−ra
y photoelectron spectrome
try)解析結果を図12に示す。形成されたフッ化膜
はタングステン及びリンを含まないフッ化ニッケルの膜
であることが認められる。この図12に於いては、スパ
ッタ時間は表面からの深さに相当する。
金薄膜上に形成されたフッ化膜の耐プラズマ性を図13
に示す。図13はフッ化膜に強度の異なるCF4プラズ
マを30分照射した後の残存フッ化膜の割合を示す。本
発明によるフッ化膜は60eVのプラズマに対しても優
れた耐プラズマ性を示すことが認められる。
き膜及び前記めっき膜の表面に形成されたフッ化膜の密
着性を評価した結果を示す。測定は液体窒素中へサンプ
ルを1分間浸漬した後、沸騰水中に1分間浸漬して1サ
イクルとし、繰り返し同一条件で10サイクル行った。
表2に示す通り、前記過酷な条件においても全く剥離は
認められず、優れた密着性を示す。
っきの合金薄膜上に形成されたフッ化膜の分極測定に供
した測定装置を示す。
lCl3(40℃)及び電気掃引速度30mV/分の電
位走査法により行った。測定は全て窒素雰囲気中で実施
し、測定の大きな誤差要因となる電解液中の溶存酸素は
高純度窒素により十分脱気した後実施した。電流値の測
定もnA/cm2の極めて低いオーダーで測定可能に改
良し、フッ化膜の優れた不働態膜特性を評価し得るもの
である。
E、F、G、H、Iに形成されたフッ化不働態膜の1N
−AlCl3溶液25℃中における分極測定結果を示
す。
Iのうち本発明による供試材D、E、F、G、H、I
は、他の供試材に比べ高電位までnA/cm2の微電流
域においてさえも電流は認められず、良好な不働態膜で
あることが認められる。特に供試材D、Eに形成された
フッ化不働態は極めて優れた不働態特性を示すことが認
められる。
及びリンの含有量の関係を示すグラフである。
及び加熱時の磁性曲線を示す。
のX線回折図である。
のX線回折図である。
のX線回折図である。
のX線回折図である。
のX線回折図である。
のX線回折図である。
のX線回折図である。
H)のX線回折図である。
I)のX線回折図である。
である。
ある。
ある。
ある。
Claims (4)
- 【請求項1】基材の表面に、組成がニッケル・タングス
テン・リンからなり、その組成範囲がタングステン5%
以下およびリン9%以上の合金薄膜を形成し、該合金薄
膜の少なくとも表面に、タングステン・リンを含まない
フッ化不働態膜を形成したことを特徴とする工業材料。 - 【請求項2】基材の表面に、組成がニッケル・タングス
テン・リンからなり、その組成範囲がタングステン0.
5%以上2%以下、およびリン10%以上13.5%以
下の合金薄膜を形成し、該合金薄膜の少なくとも表面
に、タングステン・リンを含まないフッ化不働態膜を形
成したことを特徴とする請求項1に記載の工業材料。 - 【請求項3】前記基材を金属またはその合金により形成
したことを特徴とする請求項1に記載の工業材料。 - 【請求項4】前記基材を、セラミックスあるいはプラス
チックにより形成したことを特徴とする請求項1に記載
の工業材料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04148125A JP3115103B2 (ja) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | フッ化不働態膜を形成した工業材料 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04148125A JP3115103B2 (ja) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | フッ化不働態膜を形成した工業材料 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05311466A true JPH05311466A (ja) | 1993-11-22 |
JP3115103B2 JP3115103B2 (ja) | 2000-12-04 |
Family
ID=15445821
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04148125A Expired - Lifetime JP3115103B2 (ja) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | フッ化不働態膜を形成した工業材料 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3115103B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003034879A (ja) * | 2001-07-26 | 2003-02-07 | Sony Chem Corp | Niメッキ粒子及びその製造方法 |
WO2005014881A3 (en) * | 2003-08-08 | 2005-04-21 | Showa Denko Kk | Production method of substrate with black film and substrate with black film |
JP2008056978A (ja) * | 2006-08-30 | 2008-03-13 | Showa Denko Kk | 最表面層がフッ化ニッケル膜である金属材料およびその製造方法 |
-
1992
- 1992-05-13 JP JP04148125A patent/JP3115103B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2003034879A (ja) * | 2001-07-26 | 2003-02-07 | Sony Chem Corp | Niメッキ粒子及びその製造方法 |
WO2005014881A3 (en) * | 2003-08-08 | 2005-04-21 | Showa Denko Kk | Production method of substrate with black film and substrate with black film |
JP2008056978A (ja) * | 2006-08-30 | 2008-03-13 | Showa Denko Kk | 最表面層がフッ化ニッケル膜である金属材料およびその製造方法 |
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---|---|
JP3115103B2 (ja) | 2000-12-04 |
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