WO2018164155A1 - 高純度金属の真空梱包品および該真空梱包品の製造方法 - Google Patents

高純度金属の真空梱包品および該真空梱包品の製造方法 Download PDF

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purity metal
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塚本 志郎
竹本 幸一
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Jx金属株式会社
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    • D21H27/00Special paper not otherwise provided for, e.g. made by multi-step processes

Definitions

  • the present invention relates to a vacuum packaged product of high-purity metal and a method for manufacturing the vacuum packaged product.
  • the film for vacuum packaging polyethylene having a low oxygen permeability or aluminum-deposited polyethylene film is used.
  • Products shipped in a vacuum package are used after opening the package.
  • the cleaning operation such as etching is performed after opening the vacuum package
  • the oxidation of the product progresses with the operation. Therefore, the product of high purity metal, for example, the product of high purity tin, which wants to avoid oxidation as much as possible, Shipped in a mode that can be used immediately after opening the vacuum package. For example, it is immediately melted and used for subsequent precision processing.
  • Patent Document 1 describes a technology related to a packaged high-purity target, and a high-purity target is manufactured using a polyethylene bag that is molded and manufactured using clean air having a cleanness of class 6 or less. When packed, the extracted target is said to be able to realize stability and long life characteristics at the start of use in sputtering.
  • dust-free paper In a so-called clean room, paper with a very small amount of dust generation called dust-free paper is used for recording paper.
  • synthetic paper of polyolefin type or polystyrene type has been used in many cases, but it is difficult to use in a heat roll fixing type printer or copier, or is inferior in writing with an aqueous pen or the like.
  • dust-free paper mainly composed of pulp has been developed. Dust-free paper with pulp as the main component is superior from the viewpoint of heat resistance and writing ability, but dust-free paper with pulp emulsion as the main component impregnated with pulp to prevent generation of dust due to pulp fibers falling off, etc. has been developed (Patent Document 2).
  • JP 2001-240959 A Japanese Patent No. 5008127
  • the present inventor has attempted to further refine high purity tin. However, even if high purity is promoted, when a high-purity tin product shipped is heated and melted, carbon impurities are often mixed in the melt, causing unwanted particle formation.
  • an object of the present invention is to provide a high-purity tin product free from unwanted carbon impurities.
  • the present inventor has eagerly studied to solve the above-mentioned problems and has attempted to further purify high-purity tin, but some contamination of carbon impurities could not be avoided.
  • high-purity tin just before heating and melting is observed with an electron microscope, there are fine particles that cannot be observed with the naked eye. I found out.
  • vacuum-packing high-purity tin if dust-free paper is interposed between the polyethylene sheet and tin and vacuum-packaging is performed, the high-purity tin product with the package opened has extremely reduced carbon deposits. As a result, the present invention has been reached.
  • the present invention includes the following (1).
  • the dust-free paper is a dust generation test according to SEMI G67-0996, and has a particle size of 10000 ⁇ m or more and 10000 particles / CF or less in any of a sag test, a rubbing test, and a tear sag test, as described in (1) High-purity metal vacuum packing product.
  • a film for vacuum packaging a laminated film having a metal vapor deposition layer or a metal oxide vapor deposition layer was used, and the metal vapor deposition layer or the metal oxide vapor deposition layer was vacuum packaged without contacting a high-purity metal.
  • a film for vacuum packaging a polyethylene film having a metal vapor deposition layer or a metal oxide vapor deposition layer is used,
  • the high-purity metal has a substantially cylindrical shape, The entire surface of the side curved surface of the high-purity metal having a substantially cylindrical shape is covered with dust-free paper.
  • the high-purity metal according to any one of (1) to (8), wherein a high-purity metal having a substantially cylindrical shape whose side curved surface is covered with dust-free paper is vacuum-packed with a film for vacuum packing. Vacuum packaged product.
  • the dust-free paper has a particle generation test according to SEMI G67-0996, and has a particle size of 10000 ⁇ m or more and 10000 particles / CF or less in any of the stagnation test, rubbing test, and tear sag test. Manufacturing method. (13) The production method according to (11) or (12), wherein the dust-free paper has a thickness of 0.01 to 0.5 mm.
  • a film for vacuum packaging a laminated film having a metal vapor deposition layer or a metal oxide vapor deposition layer is used, The manufacturing method according to any one of (11) to (13), wherein the metal vapor-deposited layer or the metal oxide vapor-deposited layer is vacuum-packed without being in contact with the high-purity metal.
  • a film for vacuum packaging a polyethylene film having a metal vapor deposition layer or a metal oxide vapor deposition layer is used, The production method according to any one of (11) to (14), wherein the metal vapor-deposited layer or the metal oxide vapor-deposited layer is vacuum-packed without being in contact with a high-purity metal.
  • the present invention it is possible to obtain a high-purity metal product (high-purity tin product) in which unwanted carbon impurities are extremely reduced.
  • the high-purity metal vacuum packaged product (high-purity tin vacuum packaged product) of the present invention can be used immediately after opening the vacuum package without washing, etc.
  • a high-purity metal vacuum package according to the present invention can be used as a molten metal in an ultra-fine processing apparatus such as an LSI, and the molten metal has extremely reduced carbon impurities. ing.
  • FIG. 1 is an SEM photograph of the surface of high-purity tin cut by a lathe.
  • FIG. 2-1 is an SEM image of the curved surface of the side surface of the cylindrical object after the vacuum packaged product of the dust-free paper of Example 1 is opened.
  • FIG. 2-2 is an EDX image of the curved surface of the side surface of the cylindrical object after the vacuum packaged product of the dust-free paper of Example 1 is opened.
  • FIG. 3A is an SEM image of the curved surface of the side surface of the cylindrical object after the vacuum packaged product of dust-free paper of Example 4 is opened.
  • FIG. 3-2 is an EDX image of the curved surface on the side surface of the cylindrical object after the vacuum packaged product of the dust-free paper of Example 4 is opened.
  • FIG. 4A is an SEM image of the curved surface of the side surface of the cylindrical object after opening the vacuum packaged product without using dust-free paper of Comparative Example 1.
  • FIG. 4-2 is an EDX image of the curved surface of the side surface of the cylindrical object after opening the vacuum-packed product by using no dust-free paper of Comparative Example 1.
  • FIG. 5-1 is an SEM image of the curved surface of the side surface of the cylindrical object after the vacuum packaged product of the plain paper of Comparative Example 2 is opened.
  • FIG. 5-2 is an EDX image of the curved surface on the side surface of the cylindrical object after the vacuum packaged product of the plain paper of Comparative Example 2 is opened.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing the positions of three straight lines assumed on the surface of the substantially cylindrical sample side part for measuring the surface roughness.
  • the high-purity metal vacuum packaged product of the present invention comprises a step of covering at least a part of the surface of the high-purity metal with dust-free paper, and a high-purity metal having at least a part of the surface covered with dust-free paper by a film for vacuum packaging.
  • a high purity metal can be vacuum packed and manufactured by a method including a step of vacuum packing.
  • the high purity metal refers to a metal having a purity of 2N or more (99% or more).
  • the purity of the high-purity metal can enjoy the advantages of the present invention without any particular limitation as long as vacuum packaging is used, such as 3N (99.9%), 4N ( Metals with a purity of 99.99%), 5N (99.999%), 6N (99.9999%) can be used.
  • the purity of 2N or higher is an element having an extremely low abundance ratio such as C, N, O, S, and H as gas component elements among the elements from Li to U in the periodic table.
  • the vacuum packaging according to the present invention can be suitably used for high-purity metals that want to avoid oxidation as much as possible.
  • a high-purity metal include high-purity tin (Sn), bismuth (Bi), and copper (Cu).
  • High purity Sn is preferably used.
  • Such high-purity metals can be melted immediately after opening the vacuum packaging without further cleaning operations such as etching, for example, immediately into the ultra-fine processing apparatus such as LSI, and the high-purity metal according to the present invention.
  • LSI ultra-fine processing apparatus
  • reduction of carbon impurities is particularly important.
  • the shape of the high purity metal is not particularly limited as long as the shape of the vacuum packaging according to the present invention can be carried out.
  • Suitable shapes include, for example, shapes such as a substantially cylindrical shape, a substantially rectangular parallelepiped shape, a substantially cubic shape, and a substantially conical shape.
  • it can be a substantially cylindrical shape. It is possible for a person skilled in the art to appropriately carry out vacuum packaging with a film for vacuum packaging by arranging dust-free paper along each shape and covering at least a part thereof.
  • a substantially circular cylinder refers to a column that consists of two parallel planes of “roughly circular” including an ellipse or oval, and side surfaces that connect these two planes.
  • the two parallel planes only need to be generally parallel.
  • the plane may be generally flat, and the column may be generally the shape of the column,
  • a substantially rectangular parallelepiped is a hexahedron in which all surfaces are composed of “roughly rectangular”, and each surface may be generally flat.
  • a substantially cone is a solid that has an oval or oval shape, with a “circular” bottom, and has a substantially cone-shaped solid shape. If it is in the shape.
  • the surface roughness Ra of the high purity metal is, for example, in the range of 0.3 to 5.0 ⁇ m, in the range of 0.3 to 3.3 ⁇ m, preferably in the range of 0.5 to 3.0 ⁇ m. can do.
  • the surface roughness Ra can be obtained as an arithmetic average roughness.
  • the surface roughness Ra is preferably as small as possible from the viewpoint of reducing the carbon adhesion amount. However, if the surface roughness Ra is too small, the surface roughness Ra tends to be scratched during the subsequent work, and the appearance is impaired.
  • the surface roughness Ra (centerline average roughness) is based on the provisions of JIS B0601, and in the present invention, assuming three parallel straight lines on the surface of the sample, each of the three assumed straight lines is 1 Measurement was performed once, and the average value of three measurement values was obtained.
  • the three straight lines had a length of 4 mm and were assumed to be parallel straight lines separated by 1 mm or more. For example, when the sample has a substantially cylindrical shape composed of two substantially circular planes and side surfaces, three straight lines are parallel to the normal direction of the substantially circular plane, and 3 on the side surface. It was assumed that the straight lines of the books were separated by 1 mm to 2 mm so as to be parallel to each other.
  • the surface roughness can be measured using a contact surface roughness meter (Mitutoyo SJ210).
  • the upper and lower surfaces are processed under the same conditions as the side surfaces, and usually have the same roughness.
  • a rectangular parallelepiped, a cube, and a cone measure only one suitable surface as a representative.
  • the roughness is usually the same.
  • the surface roughness of the portion covered by the dust-free paper is within the range of the surface roughness specified above, the surface roughness is not This is an embodiment of a preferred embodiment of the invention.
  • the step of covering with dust-free paper at least a part of the surface of the high-purity metal is covered.
  • the entire surface of the high purity metal may be covered.
  • a surface portion to which the vacuum packing film is strongly pressure-bonded at the time of vacuum packing is selected as at least a portion to be covered according to the shape of the high purity metal.
  • the high purity metal has a substantially cylindrical shape
  • the surface of the side curved surface of the high purity metal having a substantially cylindrical shape is covered with dust-free paper.
  • the upper surface portion and / or the bottom surface portion of the high purity metal having a substantially cylindrical shape may be further covered, and as a result, the entire surface of the high purity metal having a substantially cylindrical shape may be covered.
  • Dust-free paper is paper that generates very little dust.
  • the dust-free paper in the present invention is a dust generation test according to SEMI G67-0996, and has a particle size of 0.10 ⁇ m or more per cubic foot (CF: cubic foot) of air in any stagnation test, rubbing test, and tear sag test.
  • the number of particles of 0.10 ⁇ m or more per cubic foot of air can be 1000 / CF or less.
  • dust-free paper that satisfies the above dust generation test, dust-free paper consisting only of paper, dust-free paper impregnated with resin, dust-free paper coated with paper, dust-free paper mainly composed of materials other than paper Even it can be used.
  • the dust-free paper for example, New Takurin (registered trademark) manufactured by Sakurai Co., Ltd. or clean wrapping paper manufactured by Tanimura Co., Ltd. can be used.
  • the thickness of the dust-free paper can be, for example, in the range of 0.01 to 0.5 mm, preferably in the range of 0.05 to 0.3 mm. If the thickness of the dust-free paper is 0.01 mm or less, it is easy to tear, and if it is 0.5 mm or more, it is difficult to wind. By setting it as such a range, the rigidity for reducing a carbon deposit
  • a vacuum packaging film As the vacuum packaging film, a vacuum packaging film conventionally used for vacuum packaging of high-purity metal can be used without particular limitation.
  • the vacuum packaging film used in this way include a film having reduced oxygen permeability (oxygen barrier film) and a film having reduced water vapor permeability (water vapor barrier film).
  • a film for vacuum packaging for example, a highly flexible resin film, a laminated film provided by depositing a metal layer and / or a metal oxide layer, and the like can be given.
  • the resin film used for such a laminated film include a polyethylene film, a nylon film, and a PET film.
  • the metal of the metal layer provided by vapor deposition include Al (aluminum) and Sn.
  • the metal oxide of the metal oxide layer examples include Al 2 O 3 (aluminum oxide) and SiO 2 ( Silicon oxide).
  • an Al vapor-deposited polyethylene film or a Sn vapor-deposited polyethylene film can be used.
  • a laminated film further laminated on such a film can be used.
  • a polyethylene film, a nylon film, and a PET film are further laminated on the surfaces of the metal layer and the metal oxide layer. It can be set as a laminated film.
  • vacuum packaging can be performed by appropriately stacking a plurality of films (laminated films) as desired, such as ensuring protection during transportation and further improving water vapor barrier properties.
  • Vacuum packaging using a vacuum packaging film can be performed by known means and conditions.
  • the tin product having the above shape is covered with dust-free paper, placed in a bag-shaped vacuum packing film, evacuated by a compressor, and finally sealed in a bag for vacuum packaging.
  • Usable vacuum packaging devices include, for example, Kashiwagi-type vacuum packaging machine (NPC) and GDP-400 (Tamura Seal).
  • the vacuum packaging can be performed under conditions with few particles.
  • the vacuum degree of vacuum suction by the vacuum packing device can be a vacuum degree which is a general packing condition by these devices, and can be, for example, 1 to 90 kPa, preferably 1 to 50 kPa.
  • the high-purity metal vacuum packaged product (high-purity tin vacuum packaged product) of the present invention can be used immediately without cleaning after opening the vacuum package.
  • the high-purity metal vacuum package according to the present invention can be used as a molten metal in an ultrafine processing apparatus such as an LSI. This molten metal has extremely low carbon impurities, can suppress the formation of undesired particles, and does not cause clogging of fine flow paths.
  • Example 1 Commercially available massive tin having a purity of 4N (99.99% by mass) was prepared. Note that 4N means gas component elements C, N, O, S, H among elements from Li to U in the periodic table, and Po, At, Fr, which are elements with extremely low abundance ratios. 73 species except Ra, Ac, Pa, and artificial elements Tc and Pm were analyzed by GDMS (Glow Discharge Mass Spectrometry) method (VG-9000 manufactured by VG Scientific). The purity of the high-purity metal (the ratio of the target metal contained in the high-purity metal) determined by subtracting the total value of impurities as the total value of impurities, assuming that it exists as the value of the lower limit of detection. It means 99.99%.
  • the high-purity tin cylinder of the sample is laid so that the center axis of the cylinder is horizontal, and a straight line parallel to the center axis direction of the cylinder is placed on the surface of the side surface of the cylinder located on the upper side in that state. Measured assuming that there are three separated by 1 mm to 2 mm or more. These three straight lines are assumed for measurement and are not actually drawn on the sample surface, but an explanatory diagram for showing the assumed state is shown in FIG. The photograph which observed the surface of the high purity tin machined with the lathe with SEM (scanning electron microscope) is shown in FIG. FIG.
  • FIG. 1 is a photograph of the surface of high-purity tin cut by a lathe, observed with an SEM (scanning electron microscope). As shown in FIG. 1, the surface of high-purity tin that looks smooth in macro observation has peaks and valleys formed in micro observation. Thus, no adhesion of foreign matter is observed in the photograph of FIG.
  • This tin cylinder is wrapped in dust-free paper New Tacrine RC (manufactured by Sakurai Co., Ltd.) with a thickness of 0.07 mm and basis weight of 50 g / m 2 , and two Al-deposited polyethylene films (Dai Nippon Printing Co., Ltd., trade name) DNP techno pack) (Al vapor deposition thickness 12 ⁇ m, polyethylene thickness 80 ⁇ m) After sandwiching the polyethylene surface inward from the top and bottom, heat-sealing the end with a sealer to form a bag and wrapping it, 50 kPa Under the following vacuum suction, the opening of the bag was heat-sealed and vacuum packed.
  • New Tacrine RC manufactured by Sakurai Co., Ltd.
  • a Kashiwagi-type vacuum packaging machine was used as a vacuum packing device.
  • the dust-free paper used in this test was made by impregnating a long fiber with an acrylic resin, and particles having a particle size of 0.10 ⁇ m or more in the dust generation test according to SEMI G67-0996 were 10 stagnation tests / CF, rubbing The combined test is 56 pieces / CF, and the tear sag test is 46 pieces / CF.
  • the vacuum packaged product was allowed to stand for 3 hours and then opened, and the curved surface of the side surface of the cylindrical object was observed with SEM / EDX. The results are shown in FIGS. 2-1 and 2-2.
  • Example 2 Except that the thickness of the dust-free paper in Example 1 was changed, the results of the experiment performed in the same manner as in Example 1 were the same as those in Example 2 (dust-free paper thickness 0.14 mm, basis weight 100 g / m 2 ) and implementation. As Example 3 (dust-free paper thickness 0.5 mm, basis weight 415 g / m 2 ), the results are shown in Table 1.
  • Example 4 After vacuum packaging in the same manner as in Example 1 using another grade of dust-free paper EX Clean (thickness 0.1 mm, basis weight 72 g / m 2 ) manufactured by Sakurai Co., Ltd., and then leaving the vacuum packaged product for 3 hours After opening, the curved surface on the side surface of the cylindrical object was observed with SEM / EDX.
  • the dust generation property of the dust-free paper used in this test was 476 sag / CF, 11 rubs / CF, and 452 / snear sag test for particles of 0.10 ⁇ m or more.
  • the vacuum packaged product was allowed to stand for 3 hours and then opened, and the curved surface of the side surface of the cylindrical object was observed with SEM / EDX.
  • the results are shown in FIGS. 3-1 and 3-2.
  • the high-purity tin unsealed product vacuum-packed through dust-free paper has no carbon adhesion, indicating that SEM (scanning electron microscope) and EDX ( This was confirmed by observation of energy dispersive X-ray spectroscopy.
  • the vertical white streaks visible on the photo are lathes and not foreign matter.
  • Table 1 The results are summarized in Table 1.
  • Comparative Example 1 In Comparative Example 1, in Example 1, without using dust-free paper, that is, directly vacuum-packed in the same manner as in Example 1 with an Al vapor-deposited polyethylene film, the vacuum-packed product was left for 3 hours, and then opened. SEM / EDX observation was performed on the curved surface of the side surface of the cylindrical object. The results are shown in FIGS. 4-1 and 4-2. A black deposit was confirmed on the SEM, and as a result of EDX, it was confirmed to be a carbon deposit. These are summarized in Table 1.
  • the present invention it is possible to obtain a high-purity metal product (high-purity tin product) free from unwanted carbon impurities.
  • the present invention is industrially useful.

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Abstract

高純度金属(高純度錫)が真空梱包されてなる高純度金属真空梱包品(高純度錫真空梱包品)であって、高純度金属の表面の少なくとも一部が無塵紙で覆われており、無塵紙で少なくとも一部の表面が覆われた高純度金属が真空梱包用フィルムによって真空梱包されてなる高純度金属真空梱包品(高純度錫真空梱包品)によって、望まれない炭素不純物が含有されない高純度錫製品を提供する。

Description

高純度金属の真空梱包品および該真空梱包品の製造方法
 本発明は、高純度金属の真空梱包品および該真空梱包品の製造方法に関する。
 酸化を極力避けたい高純度金属の製品、例えば高純度錫の製品は、酸化や汚染を防ぐために真空梱包して出荷される。真空梱包用フィルムとしては、酸素透過度の低いポリエチレンやアルミニウム蒸着ポリエチレンフィルムが使用されている。
 真空梱包されて出荷された製品は、梱包を開いて使用される。真空梱包を開いた後に、エッチング等の洗浄操作を行うと、操作に伴って製品の酸化が進行してしまうために、酸化を極力避けたい高純度金属の製品、例えば高純度錫の製品は、真空梱包を開いてそのまますぐに使用できる態様で出荷される。そして、例えば、すぐに溶融させてその後の精密加工に使用される。
 特許文献1は、梱包された高純度ターゲットに係る技術が記載されており、空気清浄度がクラス6以下のクリーンエアーを使用して成型して製造されたポリエチレン袋を用いて、高純度ターゲットを梱包すると、取り出されたターゲットは、スパッタリングでの使用開始時の安定性と長寿命特性が実現できるとしている。
 いわゆるクリーンルーム内では、記録用紙等の用途に無塵紙と呼ばれる発塵量が極めて少ない紙が使用されている。このような無塵紙として、ポリオレフィン系やポリスチレン系の合成紙が多く用いられてきたが、ヒートロール定着方式のプリンターやコピー機での使用が困難であったり、水性ペンなどによる筆記適正に劣るなどの問題があり、近年ではパルプを主成分とする無塵紙が開発されている。耐熱性や筆記適性の観点からパルプを主成分とする無塵紙が優れているが、パルプ繊維の脱落等による塵の発生を防ぐためにパルプを主成分とする基紙に樹脂エマルジョンを含浸した無塵紙が開発されている(特許文献2)。
特開2001-240959号公報 特許5008127号公報
 本発明者は、高純度錫をさらに高純度化することを試みてきた。ところが、高純度化を進めても、出荷された高純度錫の製品を加熱溶融すると、しばしばその溶融液には、炭素不純物が混入して、望まれないパーティクル形成の原因となっていた。
 したがって、本発明の目的は、望まれない炭素不純物が含有されない、高純度錫製品を、提供することにある。
 本発明者は上記課題を解決すべく鋭意検討して、高純度錫をさらに高純度化することを試みてきたのであるが、炭素不純物のある程度の混入はどうしても回避することができなかった。ところが、研究開発の視点を全く変えて、加熱溶融する直前の高純度錫の表面を電子顕微鏡で観察すると、肉眼では観察されない微粒子が存在していること、この成分を解析すると炭素を含有するものであることを見出した。そして、高純度錫を真空梱包する際に、ポリエチレンシートと錫の間に無塵紙を介在させて真空梱包すると、梱包を開いた高純度錫製品では、炭素付着物が極めて低減されていることを見出して、本発明に到達した。
 したがって本発明は次の(1)以下を含む。
(1)
 高純度金属が真空梱包されてなる、高純度金属真空梱包品であって、
 高純度金属の表面の少なくとも一部が無塵紙で覆われており、
 無塵紙で少なくとも一部の表面が覆われた高純度金属が、真空梱包用フィルムによって真空梱包されてなる、高純度金属真空梱包品。
(2)
 無塵紙が、SEMI G67-0996による発塵性試験で、揉み試験、擦り合わせ試験、引裂き揉み試験のいずれにおいても、0.10μm以上のパーティクルが10000個/CF以下である、(1)に記載の高純度金属真空梱包品。
(3)
 無塵紙が、0.01~0.5mmの厚みを有する、(1)又は(2)に記載の高純度金属真空梱包品。
(4)
 真空梱包用フィルムとして、金属蒸着層又は金属酸化物蒸着層を有する積層フィルムが用いられ、該金属蒸着層又は該金属酸化物蒸着層が、高純度金属に接触することなく真空梱包された、(1)~(3)のいずれかに記載の高純度金属真空梱包品。
(5)
 真空梱包用フィルムとして、金属蒸着層又は金属酸化物蒸着層を有するポリエチレンフィルムが用いられ、
 金属蒸着層又は金属酸化物蒸着層が、高純度金属に接触することなく真空梱包された、(1)~(4)のいずれかに記載の高純度金属真空梱包品。
(6)
 高純度金属が、略円柱、略直方体、略立方体、又は略円錐の形状である、(1)~(5)のいずれかに記載の高純度金属真空梱包品。
(7)
 高純度金属の表面粗さRaが、0.3~5.0μmの範囲にある、(1)~(6)のいずれかに記載の高純度金属真空梱包品。
(8)
 高純度金属が高純度錫である、(1)~(7)のいずれかに記載の高純度金属真空梱包品。
(9)
 高純度金属が、略円柱の形状であり、
 略円柱の形状の高純度金属の側部曲面の表面の全部が、無塵紙で覆われており、
 側部曲面の表面が無塵紙で覆われた、略円柱の形状の高純度金属が、真空梱包用フィルムによって真空梱包されてなる、(1)~(8)のいずれかに記載の高純度金属真空梱包品。
(11)
 高純度金属の表面の少なくとも一部を、無塵紙で覆う工程、
 無塵紙で少なくとも一部の表面が覆われた高純度金属を、真空梱包用フィルムによって真空梱包する工程、
を含む、高純度金属が真空梱包されてなる、高純度金属真空梱包品の製造方法。
(12)
 無塵紙が、SEMI G67-0996による発塵性試験で、揉み試験、擦り合わせ試験、引裂き揉み試験のいずれにおいても、0.10μm以上のパーティクルが10000個/CF以下である、(11)に記載の製造方法。
(13)
 無塵紙が、0.01~0.5mmの厚みを有する、(11)又は(12)に記載の製造方法。
(14)
 真空梱包用フィルムとして、金属蒸着層又は金属酸化物蒸着層を有する積層フィルムが使用され、
 金属蒸着層又は金属酸化物蒸着層が、高純度金属に接触することなく真空梱包される、(11)~(13)のいずれかに記載の製造方法。
(15)
 真空梱包用フィルムとして、金属蒸着層又は金属酸化物蒸着層を有するポリエチレンフィルムが使用され、
 該金属蒸着層又は該金属酸化物蒸着層が、高純度金属に接触することなく真空梱包される、(11)~(14)のいずれかに記載の製造方法。
(16)
 高純度金属が、略円柱の形状である、(11)~(15)のいずれかに記載の製造方法。
(17)
 高純度金属の表面粗さRaが、0.3~5.0μmの範囲にある、(11)~(16)のいずれかに記載の製造方法。
(18)
 高純度金属が、高純度錫である、(11)~(17)のいずれかに記載の製造方法。
(19)
 高純度金属の表面の少なくとも一部を、無塵紙で覆う工程が、
 略円柱の形状の高純度金属の側部曲面の表面を、無塵紙で覆う工程であり、
 無塵紙で少なくとも一部の表面が覆われた高純度金属を、真空梱包用フィルムによって真空梱包する工程が、
 側部曲面の表面が無塵紙で覆われた、略円柱の形状の高純度金属を、真空梱包用フィルムによって真空梱包する工程である、(11)~(18)のいずれかに記載の製造方法。
 本発明によれば、望まれない炭素不純物が極めて低減された、高純度金属製品(高純度錫製品)を得ることができる。本発明の高純度金属真空梱包品(高純度錫真空梱包品)は、真空梱包を開封した後に洗浄等することなくすぐに使用することができ、例えばすぐに加熱溶融して高純度の金属(錫)の溶湯を調製して、LSI等の超微細加工装置に、本発明による高純度金属真空梱包品を溶湯として使用することができ、その溶湯は、炭素不純物が極めて低減されたものとなっている。
図1は旋盤によって切削加工した高純度錫の表面のSEM写真である。 図2-1は実施例1の無塵紙による真空梱包品の開封後の円柱形状物の側面の曲面表面のSEM画像である。 図2-2は実施例1の無塵紙による真空梱包品の開封後の円柱形状物の側面の曲面表面のEDX画像である。 図3-1は実施例4の無塵紙による真空梱包品の開封後の円柱形状物の側面の曲面表面のSEM画像である。 図3-2は実施例4の無塵紙による真空梱包品の開封後の円柱形状物の側面の曲面表面のEDX画像である。 図4-1は比較例1の無塵紙不使用による真空梱包品の開封後の円柱形状物の側面の曲面表面のSEM画像である。 図4-2は比較例1の無塵紙不使用による真空梱包品の開封後の円柱形状物の側面の曲面表面のEDX画像である。 図5-1は比較例2の普通紙による真空梱包品の開封後の円柱形状物の側面の曲面表面のSEM画像である。 図5-2は比較例2の普通紙による真空梱包品の開封後の円柱形状物の側面の曲面表面のEDX画像である。 図6は表面粗さ測定のために略円柱状試料側部表面上へ想定した3本の直線の位置を示す説明図である。
 以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。本発明は以下に説明する実施の態様に限定されるものではない。
[高純度金属真空梱包品の製造方法]
 本発明の高純度金属真空梱包品は、高純度金属の表面の少なくとも一部を、無塵紙で覆う工程、無塵紙で少なくとも一部の表面が覆われた高純度金属を、真空梱包用フィルムによって真空梱包する工程、を含む方法によって、高純度金属を真空梱包して製造することができる。
[高純度金属]
 本発明において高純度金属とは、2N以上(99%以上)の純度の金属をいう。好適な実施の態様において、高純度金属の純度は、真空梱包が使用される程度の純度であれば、特に制限なく本発明の優位性を享受でき、例えば3N(99.9%)、4N(99.99%)、5N(99.999%)、6N(99.9999%)といった純度の金属を使用できる。
 尚、ここでいう純度が2N以上とは、周期表のLiからUまでの各元素のうち、ガス成分元素であるC、N、O、S、Hと、極端に存在比の低い元素であるPo、At、Fr、Ra、Ac、Pa、人工元素であるTc、Pmを除く73種をGDMS(Glow Discharge Mass Spectrometry)法(V.G.Scientific社製 VG-9000)によって分析し、検出下限値未満であっても検出下限値の値で存在するものとして合計した値を不純物の合計値とし、高純度金属の総量から差し引いて求めた高純度金属の純度(高純度金属中における対象金属の含有の割合)が99%以上ということである。
 本発明による真空梱包は、酸化を極力避けたい高純度金属に好適に使用できる。このような高純度金属としては、例えば高純度の錫(Sn)、ビスマス(Bi)、銅(Cu)をあげることができる。好適には高純度のSnが使用される。このような高純度金属は、エッチング等の洗浄操作をさらに行うことなく、真空梱包を開いてそのまますぐに、例えば、すぐに溶融させて、LSI等の超微細加工装置に、本発明による高純度金属真空梱包品を溶湯として使用されるために、炭素不純物の低減が特に重要である。
[高純度金属の形状]
 高純度金属の形状は、本発明による真空梱包の操作が実施できる形状であれば、特に制限はない。好適な形状として、例えば、略円柱、略直方体、略立方体、略円錐などの形状をあげることができる。好適には略円柱とすることができる。それぞれの形状に沿って、無塵紙を配置して少なくとも一部を覆い、真空梱包用フィルムによって真空梱包を行うことは、当業者がその形状に応じて、適宜実施することができる。
 尚、ここでいう、「略」とは、ほぼ、おおかた、だいたいの意味であり、
 略円柱とは、楕円形あるいは長円形等を含めた“おおむね円形”の平行な二平面と、これら二平面をつなぐ側面からなる柱体を示し、平行な二平面は、おおむね平行であればよく、平面は、おおむね平面であればよく、柱体はおおむね柱体の形状であればよく、
 略直方体とは、すべての面が“おおむね長方形”で構成される六面体を示し、それぞれの面はおおむね平面であればよく、
 略立方体とは、すべての面が“おおむね正方形”で構成される六面体を示し、それぞれの面はおおむね平面であればよく、
 略円錐とは、楕円形あるいは長円形等を含めた“おおむね円形”の底面を持つ錐(きり)状にとがった立体を示し、底面は、おおむね平面であればよく、錐状とはおおむね錐状であればよい。
[高純度金属の表面粗さ]
 好適な実施の態様において、高純度金属の表面粗さRaは、例えば0.3~5.0μmの範囲、0.3~3.3μmの範囲、好ましくは0.5~3.0μmの範囲とすることができる。本発明において表面粗さRaは、算術平均粗さとして求めることができる。表面粗さRaは、炭素付着量の低減の観点からは小さいほうが好ましいが、小さすぎるとその後の作業時にこすり傷がつきやすくなって外観を損ねる。表面粗さRa(中心線平均粗さ)はJIS B0601の規定に基づき、本発明においては、試料の表面において平行な3本の直線を想定して、この3本の想定した直線上でそれぞれ1回測定して、合計3回の測定値の平均値として求めた。3本の直線は、長さ4mmで、それぞれ1mm以上離間して想定した平行な直線とした。例えば、試料が、略円形の2つの平面と側面からなる略円柱形である場合には、3本の直線は、略円形の平面の法線方向に平行な直線を、側面の表面において、3本の直線互いが平行になるように、1mm~2mm離間して想定した。表面粗さは、接触表面粗さ計(ミツトヨ SJ210)を用いて測定することができる。
 なお、上下面は、側面と同じ条件で加工しており、通常は当然同じ粗さになる。又、直方体、立方体、円錐は、代表として適当な一面のみを測定する。前記同様、同じ加工条件で加工するため、通常は当然同じ粗さになる。しかし、もし、これらの面が同じ表面粗さではなかったとしても、無塵紙によって覆われる部分の表面粗さが、上記規定した表面粗さの範囲内にある場合には、その部分においては本発明の好適な実施の一態様となる。
[無塵紙で覆う工程]
 無塵紙で覆う工程では、高純度金属の表面の少なくとも一部を覆う。高純度金属の表面の全部を覆ってもよい。作業性を維持しながら効果的に覆うためには、高純度金属の形状に応じて、真空梱包用フィルムが真空梱包時に強く圧着される表面部分を、覆うべき少なくとも一部として、選択する。例えば、高純度金属が略円柱状である場合には、略円柱の形状の高純度金属の側部曲面の表面を、無塵紙で覆う。この場合に、所望により、略円柱の形状の高純度金属の上面部及び/又は底面部をさらに覆ってもよく、結果として略円柱の形状の高純度金属の表面の全部を覆ってもよい。
[無塵紙]
 無塵紙は発塵量が極めて少ない紙である。本発明における無塵紙は、SEMI G67-0996による発塵性試験で、揉み試験、擦り合わせ試験、引裂き揉み試験のいずれにおいても、空気1立方フィート(CF:キュービックフィート)あたりの0.10μm以上のパーティクルが10000個/CF以下のものをいう。好ましくは空気1立方フィートあたりの0.10μm以上のパーティクルの数は、1000個/CF以下とすることができる。上記の発塵性試験を満たす無塵紙であれば、紙だけからなる無塵紙、紙に樹脂を含浸した無塵紙、紙にコーティングを行った無塵紙、紙以外の材質を主成分とする無塵紙であっても、使用することができる。
 好適な実施の態様において、無塵紙として、例えば、桜井株式会社製ニュースタクリン(登録商標)やタニムラ株式会社製クリーン包装紙を使用できる。好適な実施の態様において、無塵紙の厚みは、例えば0.01~0.5mmの範囲、好ましくは0.05~0.3mmの範囲とすることができる。無塵紙の厚みが0.01mm以下だと破れやすく、0.5mm以上だと巻くのが困難となる。このような範囲とすることによって、炭素付着物を低減するための剛直さと、真空梱包時に真空梱包用フィルムを破断させないための柔軟さを両立することができる。無塵紙は、高純度金属の様々な形状に追随して変形しやすいので、擦れにくく、発塵しにくい。
[真空梱包用フィルム]
 真空梱包用フィルムとしては、高純度金属の真空梱包のために従来から使用されている真空梱包用フィルムを、特に制限無く使用することができる。このように使用される真空梱包用フィルムとしては、酸素の透過性を低減したフィルム(酸素バリア性のフィルム)及び水蒸気の透過性を低減したフィルム(水蒸気バリア性のフィルム)をあげることができる。このような真空梱包用フィルムとして、例えば可撓性の大きな樹脂フィルム、金属層及び/又は金属酸化物層を蒸着等して設けた積層フィルムをあげることができる。このような積層フィルムに使用される樹脂フィルムとしては、ポリエチレンフィルム、ナイロンフィルム、PETフィルムをあげることができる。蒸着等して設けられる金属層の金属としては、例えばAl(アルミニウム)、Snをあげることができ、金属酸化物層の金属酸化物としては、例えばAl23(酸化アルミニウム)、SiO2(酸化ケイ素)をあげることができる。好適にはAl蒸着ポリエチレンフィルム、Sn蒸着ポリエチレンフィルムを使用することができる。真空梱包用フィルムとしては、このようなフィルムに対してさらに積層された積層フィルムを使用することができ、例えば金属層及び金属酸化物層の表面にさらにポリエチレンフィルム、ナイロンフィルム、PETフィルムを積層した積層フィルムとすることができる。あるいは、輸送時の保護の確実や、さらに水蒸気バリア性を高める等の所望に応じて、複数枚のフィルム(積層フィルム)を適宜重ねて、真空梱包を行うことができる。
[真空梱包]
 真空梱包用フィルムを使用した真空梱包は、公知の手段及び条件下によって行うことができる。好適な実施の態様において、上記形状の錫製品を、無塵紙で覆った後に、袋状に形成した真空梱包用フィルムに入れ、コンプレッサーにより真空引きを行い、最後に袋をシールすることで真空梱包する。使用可能な真空梱包装置としては、例えば柏木式真空包装機(NPC社製)、GDP-400(タムラシール社製)をあげることができる。好適な実施の態様において、真空梱包は、パーティクルの少ない条件下で行うことができる。真空梱包装置による真空吸引の真空度は、これらの装置による一般的な梱包条件である真空度とすることができ、例えば1~90kPa、好ましくは1~50kPaの範囲とすることができる。
[高純度金属真空梱包品]
 本発明の高純度金属真空梱包品(高純度錫真空梱包品)は、真空梱包を開封した後に洗浄等することなくすぐに使用することができる。例えば、LSI等の超微細加工装置に、本発明による高純度金属真空梱包品を溶湯として使用することができる。この溶湯は、炭素不純物が極めて低減されており、望まれないパーティクルの形成を抑制でき、微細な流路に目詰まりを起こすことがない。
[高純度金属表面のミクロな山谷と付着物]
 本発明者は、後述する比較例において観察されるような炭素付着物の起源となり得る候補を検討した結果、錫表面に圧着されたポリエチレンフィルムであると、結論した。高純度錫の表面は、マクロ的に観察した場合には十分に滑らかなものとなっているが、これをミクロ的に観察した場合には、切削加工等に由来して、山と谷とが形成されている。例えば実施例において後述する図1の写真に示す通りである。この山と谷とにポリエチレンフィルムが削られて、真空梱包時の圧着によって微小な断片が、付着すると本発明者は考えている。
 このような高純度錫の表面のミクロ的な山と谷は、おそらくは刃のようになっていて、真空梱包の際に柔軟なポリエチレンシートが錫表面の山と谷に圧着されて表面を擦る際に、発生すると考えている。これに対して、無塵紙などの紙類は、繊維状であるためミクロな山と谷で擦れることがなく、ポリエチレンのように錫表面に付着することないと考えている。
 以下に、実施例及び比較例をもって説明するが、これらは発明を理解し易いようにするためであり、本発明は実施例又は比較例によって限定されるものではない。
[実施例1]
 純度4N(99.99質量%)の市販の塊状錫を用意した。なお、4Nとは、周期表のLiからUまでの各元素のうち、ガス成分元素であるC、N、O、S、Hと、極端に存在比の低い元素であるPo、At、Fr、Ra、Ac、Pa、人工元素であるTc、Pmを除く73種をGDMS(Glow Discharge Mass Spectrometry)法(V.G.Scientific社製 VG-9000)によって分析し、検出下限値未満であっても検出下限値の値で存在するものとして、合計した値を不純物の合計値とし、高純度金属の総量から差し引いて求めた高純度金属の純度(高純度金属中における対象金属の含有の割合)が99.99%であることを意味する。
 旋盤で50φmm、長さ50mm、表面粗さRa3.0μmの円柱状に切削加工した。
 表面粗さは接触表面粗さ計(ミツトヨ SJ210)を用いて測定した。表面粗さRa(中心線平均粗さ)はJIS B0601の規定に基づき、本発明においては、円柱形状の試料の側面の表面において、上面と底面にあたる平面の法線方向(すなわち円柱の高さ方向)に平行な3本の直線(長さ4mm)を、3本の直線が互いに1mm~2mm離間するように想定して、この3本の想定した直線上で1回ずつ測定した測定値(合計3回)の平均値として求めた。具体的には、試料の高純度錫の円柱を、円柱の中心軸が水平となるように寝かせて、その状態で上側に位置した円柱の側面の表面に、円柱の中心軸方向と平行な直線を1mm~2mm以上離間させて3本想定して測定した。この3本の直線は測定のために想定したものであって、実際に試料表面上に直線を描画したものではないが、想定した様子を示すための説明図を、図6に示す。
 旋盤によって切削加工した高純度錫の表面を、SEM(走査型電子顕微鏡)によって観察した写真を、図1として示す。図1は、旋盤によって切削加工した高純度錫の表面を、SEM(走査型電子顕微鏡)によって観察した写真である。図1に示すように、マクロ的な観察では滑らかに見える高純度錫の表面は、ミクロ的な観察では山と谷とが形成されている。このように、図1の写真には、異物の付着は観察されない。
 この錫の円柱を厚さ0.07mm、坪量50g/m2の無塵紙ニュースタクリンRC(桜井株式会社製)で包み、さらに2枚のAl蒸着ポリエチレンフィルム(大日本印刷株式会社製、商品名DNPテクノパック)(Al蒸着厚12μm、ポリエチレン厚80μm)によって上下方向から、ポリエチレン面を内側に向けて挟んだ後に、シーラーで端部を加熱封止して袋を形成して包んだ後に、50kPa以下の真空吸引下で袋の開口部を加熱封止して、真空梱包をした。真空梱包装置として柏木式真空包装機を使用した。当試験で用いた無塵紙は長繊維にアクリル樹脂を含浸させて作製したものであり、SEMI G67-0996による発塵性試験での0.10μm以上のパーティクルは、揉み試験10個/CF、擦り合せ試験56個/CF、引裂き揉み試験46個/CFである。
 真空梱包品を3時間放置した後に開封して、円柱形状物の側面の曲面表面をSEM/EDX観察を行った。結果を図2-1、図2-2に示す。
 図2-1、図2-2に示すように、無塵紙を介して真空梱包された高純度錫の開封品には、炭素の付着がないことが、SEM(走査型電子顕微鏡)及びEDX(エネルギー分散型X線分光法)の観察によって確認された。この観察は、SEM及びEDXの観察のために設置したそれぞれ試料に対して、試料の上面の全体に対して行った。この結果を表1にまとめて示す。
[実施例2、3]
 実施例1における無塵紙の厚さを変更した以外については、実施例1と同様に行った実験の結果を、実施例2(無塵紙厚さ0.14mm、坪量100g/m2)及び実施例3(無塵紙厚さ0.5mm、坪量415g/m2)として、表1にまとめて示す。
[実施例4]
 桜井株式会社製の別のグレードの無塵紙EXクリーン(厚み0.1mm、坪量72g/m2)を用いて、実施例1と同様に真空梱包した後に、真空梱包品を3時間放置した後に開封して、円柱形状物の側面の曲面表面をSEM/EDX観察を行った。当試験に用いた無塵紙の発塵性試験特性は、0.10μm以上のパーティクルは、揉み試験476個/CF、擦り合せ試験11個/CF、引裂き揉み試験452個/CFであった。
 真空梱包品を3時間放置した後に開封して、円柱形状物の側面の曲面表面をSEM/EDX観察を行った。結果を図3-1、図3-2に示す。
 図3-1、図3-2に示すように、無塵紙を介して真空梱包された高純度錫の開封品には、炭素の付着がないことが、SEM(走査型電子顕微鏡)及びEDX(エネルギー分散型X線分光法)の観察によって確認された。写真上に見える縦の白い筋は、旋盤目であり、異物ではない。この結果を表1にまとめて示す。
[比較例1]
 比較例1では、実施例1において、無塵紙を介することなく、すなわち直接にAl蒸着ポリエチレンフィルムによって、実施例1と同様に真空梱包した後に、真空梱包品を3時間放置した後に開封して、円柱形状物の側面の曲面表面をSEM/EDX観察を行った。この結果を図4-1及び図4-2に示す。SEM上に黒い付着物が確認され、EDXの結果炭素付着物であることが確認された。また、これらを表1にまとめて示す。
[比較例2]
 無塵紙ではなく、厚み0.09mm、坪量50g/m2の普通紙(王子製紙株式会社製スーパーホワイトライラック)を介して、Al蒸着ポリエチレンフィルムに包み、実施例1と同様に真空梱包した後に、真空梱包品を3時間放置した後に開封して、円柱形状物の側面の曲面表面をSEM/EDX観察を行った。普通紙のSEMI G67-0996に準ずる発塵性試験での0.10μm以上のパーティクルは、揉み試験約4540個/CF、擦り合せ試験約1362個/CF、引裂き揉み試験約11722個/CFであった。
 この結果を図5-1及び図5-2に示す。錫表面に多数の炭素系パーティクルが確認された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 本発明によれば、望まれない炭素不純物が含有されない、高純度金属製品(高純度錫製品)を得ることができる。本発明は産業上有用な発明である。

Claims (10)

  1.  高純度金属が真空梱包されてなる、高純度金属真空梱包品であって、
     高純度金属の表面の少なくとも一部が無塵紙で覆われており、
     無塵紙で少なくとも一部の表面が覆われた高純度金属が、真空梱包用フィルムによって真空梱包されてなる、高純度金属真空梱包品。
  2.  無塵紙が、SEMI G67-0996による発塵性試験で、揉み試験、擦り合わせ試験、引裂き揉み試験のいずれにおいても、0.10μm以上のパーティクルが10000個/CF以下である、請求項1に記載の高純度金属真空梱包品。
  3.  無塵紙が、0.01~0.5mmの厚みを有する、請求項1又は2に記載の高純度金属真空梱包品。
  4.  真空梱包用フィルムとして、金属蒸着層又は金属酸化物蒸着層を有する積層フィルムが用いられ、該金属蒸着層又は該金属酸化物蒸着層が、高純度金属に接触することなく真空梱包された、請求項1~3のいずれかに記載の高純度金属真空梱包品。
  5.  真空梱包用フィルムとして、金属蒸着層又は金属酸化物蒸着層を有するポリエチレンフィルムが用いられ、
     該金属蒸着層又は該金属酸化物蒸着層が、高純度金属に接触することなく真空梱包された、請求項1~4のいずれかに記載の高純度金属真空梱包品。
  6.  高純度金属の表面粗さRaが、0.3~5.0μmの範囲にある、請求項1~5のいずれかに記載の高純度金属真空梱包品。
  7.  高純度金属が高純度錫である、請求項1~6のいずれかに記載の高純度金属真空梱包品。
  8.  高純度金属の表面の少なくとも一部を、無塵紙で覆う工程、
     無塵紙で少なくとも一部の表面が覆われた高純度金属を、真空梱包用フィルムによって真空梱包する工程、
    を含む、高純度金属が真空梱包されてなる、高純度金属真空梱包品の製造方法。
  9.  真空梱包用フィルムとして、金属蒸着層又は金属酸化物蒸着層を有する積層フィルムが使用され、
     該金属蒸着層又は該金属酸化物蒸着層が、高純度金属に接触することなく真空梱包される、請求項8に記載の製造方法。
  10.  真空梱包用フィルムとして、金属蒸着層又は金属酸化物蒸着層を有するポリエチレンフィルムが使用され、
     該金属蒸着層又は該金属酸化物蒸着層が、高純度金属に接触することなく真空梱包される、請求項8又は9に記載の製造方法。
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