JP2001271159A - 導電薄膜形成材料 - Google Patents
導電薄膜形成材料Info
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- JP2001271159A JP2001271159A JP2000084424A JP2000084424A JP2001271159A JP 2001271159 A JP2001271159 A JP 2001271159A JP 2000084424 A JP2000084424 A JP 2000084424A JP 2000084424 A JP2000084424 A JP 2000084424A JP 2001271159 A JP2001271159 A JP 2001271159A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ソフトエラーの原因となるα放射体の含有量を
低減し、その含有量が保証された導電薄膜形成材料を提
供すること。 【解決手段】アルミニウム、銅、銀、又は金、或いはこ
れらの合金からなる導電薄膜形成材料のα放射体からの
総α線量を５０μＢｑ／ｇ以下に低減させた。これの
238Ｕ、232Ｔｈの含有量を、いずれも０．５ｐｐｂ以下
とし、207Ｐｂの含有量を、１０ｐｐｂ以下にする。こ
れらアルミニウム、銅、銀、又は金、或いはこれらの合
金はゾーンメルト法などで真空中または高真空中で溶
解、精製される。
低減し、その含有量が保証された導電薄膜形成材料を提
供すること。 【解決手段】アルミニウム、銅、銀、又は金、或いはこ
れらの合金からなる導電薄膜形成材料のα放射体からの
総α線量を５０μＢｑ／ｇ以下に低減させた。これの
238Ｕ、232Ｔｈの含有量を、いずれも０．５ｐｐｂ以下
とし、207Ｐｂの含有量を、１０ｐｐｂ以下にする。こ
れらアルミニウム、銅、銀、又は金、或いはこれらの合
金はゾーンメルト法などで真空中または高真空中で溶
解、精製される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主としてＶＬＳ
Ｉ、ＵＬＳＩなどの半導体素子の電極や配線の形成に使
用されるアルミニウム、銅、銀、又は金、或いはこれら
の合金からなるスパッタリングターゲットや蒸着材料等
の導電薄膜形成材料に関する。
Ｉ、ＵＬＳＩなどの半導体素子の電極や配線の形成に使
用されるアルミニウム、銅、銀、又は金、或いはこれら
の合金からなるスパッタリングターゲットや蒸着材料等
の導電薄膜形成材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体素子の製作に際して、アル
ミニウム、銅、銀、金、これらの合金をスパッタリング
や蒸着により電極や配線などの薄膜に形成することが一
般的に行われている。また、半導体素子の性能を大きく
左右する因子の一つとして、いわゆるソフトエラーをも
たらすウラン（Ｕ）、トリウム（Ｔｈ）等の放射性同位
体の崩壊に伴い放出されるα線がある。半導体素子に形
成される薄膜の純度は、スパッタリングターゲットや蒸
着材料などの薄膜形成材料の純度によって大きく左右さ
れるものであるから、従来よりスパッタリングターゲッ
ト材料などからウラン（Ｕ）、トリウム（Ｔｈ）の含有
量を低減するための種々の方法による精製が行われてい
る。
ミニウム、銅、銀、金、これらの合金をスパッタリング
や蒸着により電極や配線などの薄膜に形成することが一
般的に行われている。また、半導体素子の性能を大きく
左右する因子の一つとして、いわゆるソフトエラーをも
たらすウラン（Ｕ）、トリウム（Ｔｈ）等の放射性同位
体の崩壊に伴い放出されるα線がある。半導体素子に形
成される薄膜の純度は、スパッタリングターゲットや蒸
着材料などの薄膜形成材料の純度によって大きく左右さ
れるものであるから、従来よりスパッタリングターゲッ
ト材料などからウラン（Ｕ）、トリウム（Ｔｈ）の含有
量を低減するための種々の方法による精製が行われてい
る。
【０００３】しかし、精製された薄膜形成材料に、α放
射体が含有されているかどうかを測定しなければ、半導
体素子の性能を確定できない。一般に、導電薄膜材料で
は、Ｕ、ＴｈとＰｂに関して質量分析装置で測定可能な
同位体は存在するが、アバンダンスが低すぎて微量測定
管理は難しい。従来は、その核種を測定する手段とし
て、238Ｕ、232Ｔｈ、207Ｐｂを測定する質量分析装置
を使用しており、それ以外の核種は含有量が微量である
との理由で測定されておらず、その影響は、放射平衡を
仮定して推定されている。
射体が含有されているかどうかを測定しなければ、半導
体素子の性能を確定できない。一般に、導電薄膜材料で
は、Ｕ、ＴｈとＰｂに関して質量分析装置で測定可能な
同位体は存在するが、アバンダンスが低すぎて微量測定
管理は難しい。従来は、その核種を測定する手段とし
て、238Ｕ、232Ｔｈ、207Ｐｂを測定する質量分析装置
を使用しており、それ以外の核種は含有量が微量である
との理由で測定されておらず、その影響は、放射平衡を
仮定して推定されている。
【０００４】他方、α線量を直接測定する手段として、
電離箱、気体計数管、ＧＭ計数管、半導体検出器、シン
チレイションカウンター、写真乾板の利用が知られてい
る。
電離箱、気体計数管、ＧＭ計数管、半導体検出器、シン
チレイションカウンター、写真乾板の利用が知られてい
る。
【０００５】例えば、238Ｕを５．４ｐｐｂ含有すると
共に232Ｔｈを２０．０ｐｐｂ含有する９９．９９９％
の高純度アルミニウム（Ａｌ）のサンプル（試料１）を
用意し、このサンプルのα線量を半導体検出器により測
定すると、図１に示すようなＵによるαスペクトル曲線
Ａと図２に示すようなＴｈによるαスペクトル曲線Ｂが
得られる。測定条件は、分解重量３３．６７ｇ、測定時
間は、Ｕが358123秒、Ｔｈが500000秒である。これらの
測定結果から明らかなように、238Ｕ、232Ｔｈ以外に、
230Ｔｈ、234Ｕ、228Ｔｈからのピークが存在してい
る。この測定結果に基づき、238Ｕ、232Ｔｈのα線量カ
ウント数から濃度計算した結果と質量分析装置による
238Ｕ、232Ｔｈの測定値を比較すると、238Ｕ、232Ｔｈ
に関しては、質量分析装置とαスペクトロメトリーの結
果同士に良好な相関が得られている。しかし、それぞれ
の系列核種のα線ピーク強度は、238Ｕ、232Ｔｈからの
ピーク強度より大きく、238Ｕ、232Ｔｈだけを測定して
いたのでは、核種の測定として不十分であることが分か
る。この結果を以下に示す。
共に232Ｔｈを２０．０ｐｐｂ含有する９９．９９９％
の高純度アルミニウム（Ａｌ）のサンプル（試料１）を
用意し、このサンプルのα線量を半導体検出器により測
定すると、図１に示すようなＵによるαスペクトル曲線
Ａと図２に示すようなＴｈによるαスペクトル曲線Ｂが
得られる。測定条件は、分解重量３３．６７ｇ、測定時
間は、Ｕが358123秒、Ｔｈが500000秒である。これらの
測定結果から明らかなように、238Ｕ、232Ｔｈ以外に、
230Ｔｈ、234Ｕ、228Ｔｈからのピークが存在してい
る。この測定結果に基づき、238Ｕ、232Ｔｈのα線量カ
ウント数から濃度計算した結果と質量分析装置による
238Ｕ、232Ｔｈの測定値を比較すると、238Ｕ、232Ｔｈ
に関しては、質量分析装置とαスペクトロメトリーの結
果同士に良好な相関が得られている。しかし、それぞれ
の系列核種のα線ピーク強度は、238Ｕ、232Ｔｈからの
ピーク強度より大きく、238Ｕ、232Ｔｈだけを測定して
いたのでは、核種の測定として不十分であることが分か
る。この結果を以下に示す。
【０００６】質量分析装置による濃度238 Ｕ＝５．４ppb232 Ｔｈ＝２０．０ppb α線量カウント数による濃度238 Ｕ＝１０５counts 検出効率＝１２．１６％238 Ｕ比放射能 12432Ｂｑ／ｇ238 Ｕ定量値 193ng/33.67g=5.6ppb （234Ｕ＝１１３counts）232 Ｔｈ＝１９３counts 検出効率＝１３．２２％232 Ｔｈ比放射能 4033Ｂｑ／ｇ232 Ｔｈ定量値 724ng/33.67g=21.5ppb （230Ｔｈ＝２４３counts） （228Ｔｈ＝３３３counts） 尚、α線量カウント数の結果より、238Ｕ、232Ｔｈとそ
れぞれの娘核種（230Ｔｈ、234Ｕ、228Ｔｈ）との放射
能比を確認したところの値を下記に示す。 今回の結果（放射能比） 333(228Ｔｈ)/193(232Ｔｈ)＝1.73 243(230Ｔｈ)/105(238Ｕ)＝2.31 113(234Ｕ)/105(238Ｕ)＝1.08 この結果より、放射平衡からずれて、系列下位のα放射
体の放射能が強いことが確認できた。放射平衡では、崩
壊系列核種の放射能強度が同じになる。この平衡状態を
原子数の比で表現すると、半減期の比に等しくなるの
で、例えば、228Ｔｈの半減期は１．９年、232Ｔｈの半
減期は１．４×１０10であるから、放射平衡にある場合
は、228Ｔｈと232Ｔｈの原子数比は、１．９／１．４×
１０10、つまり約０．１ｐｐｂとなる。232Ｔｈが２０
ｐｐｂの場合、228Ｔｈは、その１．４×１０-10倍のた
め、質量分析の検出限界を大幅に下回る。
れぞれの娘核種（230Ｔｈ、234Ｕ、228Ｔｈ）との放射
能比を確認したところの値を下記に示す。 今回の結果（放射能比） 333(228Ｔｈ)/193(232Ｔｈ)＝1.73 243(230Ｔｈ)/105(238Ｕ)＝2.31 113(234Ｕ)/105(238Ｕ)＝1.08 この結果より、放射平衡からずれて、系列下位のα放射
体の放射能が強いことが確認できた。放射平衡では、崩
壊系列核種の放射能強度が同じになる。この平衡状態を
原子数の比で表現すると、半減期の比に等しくなるの
で、例えば、228Ｔｈの半減期は１．９年、232Ｔｈの半
減期は１．４×１０10であるから、放射平衡にある場合
は、228Ｔｈと232Ｔｈの原子数比は、１．９／１．４×
１０10、つまり約０．１ｐｐｂとなる。232Ｔｈが２０
ｐｐｂの場合、228Ｔｈは、その１．４×１０-10倍のた
め、質量分析の検出限界を大幅に下回る。
【０００７】ＶＬＳＩ、ＵＬＳＩの配線材料であるアル
ミニウム（Ａｌ）は、通常大気中またはアルゴン雰囲気
中で精製されるが、以上の結果から、５Ｎ（99.999%）
級のＡｌ中には最低でも約０．４９ｍＢｑ／ｇ程度（
238Ｕ、234Ｕ、232Ｔｈ、230Ｔｈ、228Ｔｈの合計）の
α放射体が不純物として存在することが分かる。
ミニウム（Ａｌ）は、通常大気中またはアルゴン雰囲気
中で精製されるが、以上の結果から、５Ｎ（99.999%）
級のＡｌ中には最低でも約０．４９ｍＢｑ／ｇ程度（
238Ｕ、234Ｕ、232Ｔｈ、230Ｔｈ、228Ｔｈの合計）の
α放射体が不純物として存在することが分かる。
【０００８】238Ｕからの放射性崩壊系列、232Ｔｈから
の放射性崩壊系列、235Ｕからの放射性崩壊系列を、各
々図３、図４及び図５に示した。図３から明らかなよう
に、 234Ｕの半減期2.44×１０5年、230Ｔｈの半減期7.7
×１０4年、226Ｒａの半減期１６００年、222Ｒｎの半
減期３．８日、218Ｐｏの半減期３．０５分、214Ｐｏの
半減期１６４μsec（マイクロ秒）、210Ｐｏの半減期１
３８日、といずれの放射性同位体でも238Ｕの半減期4.4
7×１０9年より遙かに短い半減期なので、226Ｒａ又は
210Ｐｂを起源とする部分的な放射平衡が比較的早い期
間に成立する。
の放射性崩壊系列、235Ｕからの放射性崩壊系列を、各
々図３、図４及び図５に示した。図３から明らかなよう
に、 234Ｕの半減期2.44×１０5年、230Ｔｈの半減期7.7
×１０4年、226Ｒａの半減期１６００年、222Ｒｎの半
減期３．８日、218Ｐｏの半減期３．０５分、214Ｐｏの
半減期１６４μsec（マイクロ秒）、210Ｐｏの半減期１
３８日、といずれの放射性同位体でも238Ｕの半減期4.4
7×１０9年より遙かに短い半減期なので、226Ｒａ又は
210Ｐｂを起源とする部分的な放射平衡が比較的早い期
間に成立する。
【０００９】また、図４によれば、228Ｔｈの１．９２
年、224Ｒａの半減期３．６４日、22 0Ｒｎの半減期５
４．５秒、216Ｐｏの半減期０．１５８秒、212Ｂｉの半
減期６０．５分、212Ｐｏの半減期３００ｎｓｅｃ（ナ
ノ秒）、といずれの放射性同位体でも232Ｔｈの半減期
1.4×１０10年より遙かに短い半減期なので、228Ｒａ又
は228Ｔｈを起源とする部分的な放射平衡が比較的早い
期間に成立する。
年、224Ｒａの半減期３．６４日、22 0Ｒｎの半減期５
４．５秒、216Ｐｏの半減期０．１５８秒、212Ｂｉの半
減期６０．５分、212Ｐｏの半減期３００ｎｓｅｃ（ナ
ノ秒）、といずれの放射性同位体でも232Ｔｈの半減期
1.4×１０10年より遙かに短い半減期なので、228Ｒａ又
は228Ｔｈを起源とする部分的な放射平衡が比較的早い
期間に成立する。
【００１０】更に、図５から、231Ｐａの半減期３２５
００年、227Ｔｈの半減期１８．７日、223Ｒａの半減期
１１．４３日、218Ｒｎの半減期３．９６秒、215Ｐｏの
半減期１．７８ｍｓｅｃ（ミリ秒）、211Ｂｉの半減期
２．１３分、といずれの放射性同位体235Ｕの半減期7.0
4×１０8年より遙かに短い半減期なので、231Ｐａ又は
227Ａｃを起源とする部分的な放射平衡が比較的早い期
間に成立する。
００年、227Ｔｈの半減期１８．７日、223Ｒａの半減期
１１．４３日、218Ｒｎの半減期３．９６秒、215Ｐｏの
半減期１．７８ｍｓｅｃ（ミリ秒）、211Ｂｉの半減期
２．１３分、といずれの放射性同位体235Ｕの半減期7.0
4×１０8年より遙かに短い半減期なので、231Ｐａ又は
227Ａｃを起源とする部分的な放射平衡が比較的早い期
間に成立する。
【００１１】この様に、数ＭｅＶのエネルギーを持つα
線は、種々の放射性同位体から放出される。例えば、何
らかの原因で付加された210Ｐｂが存在するならば、210
Ｐｏは、比較的早く成長し、約４年で部分的な放射平衡
に達し、５．３ＭｅＶのα線を放出する状態が普遍的に
存在する。エネルギー５．３ＭｅＶのα線が半導体装置
の基板のＳｉに１個入射すると、約１．５×１０6個の
電子対が形成されることが知られており、この電荷量
は、４Ｍｂｉｔ（メガビット）以上のＤＲＡＭに対して
約３個分以上のソフトエラーを発生させるに十分な電荷
量である。
線は、種々の放射性同位体から放出される。例えば、何
らかの原因で付加された210Ｐｂが存在するならば、210
Ｐｏは、比較的早く成長し、約４年で部分的な放射平衡
に達し、５．３ＭｅＶのα線を放出する状態が普遍的に
存在する。エネルギー５．３ＭｅＶのα線が半導体装置
の基板のＳｉに１個入射すると、約１．５×１０6個の
電子対が形成されることが知られており、この電荷量
は、４Ｍｂｉｔ（メガビット）以上のＤＲＡＭに対して
約３個分以上のソフトエラーを発生させるに十分な電荷
量である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】以上のことから、ＶＬ
ＳＩ、ＵＬＳＩの配線材料中に不純物として存在するα
放射体量の管理として、238Ｕ、232Ｔｈ、207Ｐｂだけ
では不足していることが確認できる。５Ｎ（99.999％）
級のアルミニウムでも、もともとの鉱石の中に含まれて
いたのか、あるいは通常の精錬方法のいずれかの工程で
汚染されたと予想される、放射非平衡の娘核種が存在し
ており、これらの中には非常に半減期の短い放射性同位
体（半減期１．９年の228Ｔｈ、半減期7.7×１０4年の
230Ｔｈ、半減期2.44×１０5年の234Ｕ、半減期１３８
日の210Ｐｏ等）が存在しており、これらα放射体もソ
フトエラーを起こす。
ＳＩ、ＵＬＳＩの配線材料中に不純物として存在するα
放射体量の管理として、238Ｕ、232Ｔｈ、207Ｐｂだけ
では不足していることが確認できる。５Ｎ（99.999％）
級のアルミニウムでも、もともとの鉱石の中に含まれて
いたのか、あるいは通常の精錬方法のいずれかの工程で
汚染されたと予想される、放射非平衡の娘核種が存在し
ており、これらの中には非常に半減期の短い放射性同位
体（半減期１．９年の228Ｔｈ、半減期7.7×１０4年の
230Ｔｈ、半減期2.44×１０5年の234Ｕ、半減期１３８
日の210Ｐｏ等）が存在しており、これらα放射体もソ
フトエラーを起こす。
【００１３】しかし、従来は、半減期の極めて長い、4.
47×１０9年の238Ｕ、1.4×１０10年の232Ｔｈを管理し
ているにすぎないので、半導体素子製品の寿命を１０年
と設定して考えた場合でも、238Ｕや232Ｔｈからの崩壊
に伴うα線放出の確率は非常に小さく、それよりも例え
ば、228Ｔｈのような１．９年で準放射平衡に達してい
る放射性同位体の存在を監視したほうがソフトエラーの
撲滅には有効である。即ち、このような半減期の短い放
射性同位体からは、半導体素子製品の寿命を１０年と考
えた場合に、その寿命中に確実にα線が放出されてソフ
トエラーを引き起こす。アルミニウムに限らず、銅、
銀、金に於いても同様である。
47×１０9年の238Ｕ、1.4×１０10年の232Ｔｈを管理し
ているにすぎないので、半導体素子製品の寿命を１０年
と設定して考えた場合でも、238Ｕや232Ｔｈからの崩壊
に伴うα線放出の確率は非常に小さく、それよりも例え
ば、228Ｔｈのような１．９年で準放射平衡に達してい
る放射性同位体の存在を監視したほうがソフトエラーの
撲滅には有効である。即ち、このような半減期の短い放
射性同位体からは、半導体素子製品の寿命を１０年と考
えた場合に、その寿命中に確実にα線が放出されてソフ
トエラーを引き起こす。アルミニウムに限らず、銅、
銀、金に於いても同様である。
【００１４】本発明は、ソフトエラーの原因となるα放
射体の含有量を低減し、その含有量が保証された導電薄
膜形成材料を提供することを目的とするものである。
射体の含有量を低減し、その含有量が保証された導電薄
膜形成材料を提供することを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明では、アルミニウ
ム、銅、銀、又は金、或いはこれらの合金中のα放射体
からの総α線量を５０μＢｑ／ｇ以下に低減させること
により、上記の目的を達成するようにした。該アルミニ
ウム、銅、銀、又は金、或いはこれらの合金は配線用の
スパッタリングターゲット又は蒸着材料を構成し、238
Ｕ、232Ｔｈの含有量を、いずれも０．５ｐｐｂ以下と
し、207Ｐｂの含有量を、１０ｐｐｂ以下とすること
で、より一層的確に上記目的を達成でき、該アルミニウ
ム、銅、銀、又は金、或いはこれらの合金を真空中また
は高真空中でゾーンメルト法などにより溶解、精製して
導電薄膜形成材料とする。
ム、銅、銀、又は金、或いはこれらの合金中のα放射体
からの総α線量を５０μＢｑ／ｇ以下に低減させること
により、上記の目的を達成するようにした。該アルミニ
ウム、銅、銀、又は金、或いはこれらの合金は配線用の
スパッタリングターゲット又は蒸着材料を構成し、238
Ｕ、232Ｔｈの含有量を、いずれも０．５ｐｐｂ以下と
し、207Ｐｂの含有量を、１０ｐｐｂ以下とすること
で、より一層的確に上記目的を達成でき、該アルミニウ
ム、銅、銀、又は金、或いはこれらの合金を真空中また
は高真空中でゾーンメルト法などにより溶解、精製して
導電薄膜形成材料とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の配線材料等に使用される
導電薄膜形成材料は、アルミニウム、銅、銀、又は金、
或いはこれらの合金で構成され、スパッタリングターゲ
ット又は蒸着材料として形成されるもので、アルミニウ
ム、銅、銀、又は金、或いはこれらの合金を真空中若し
くは高真空中で溶解、精製することでα放射体からの総
α線量を５０μＢｑ／ｇ以下に低減させたもので、前記
した試料１と同等の５Ｎ（99.999%）の高純度アルミニ
ウム（Ａｌ）からなる試料２を用意し、これを例えば１
０-4Ｐａの真空中で１方向凝固により真空精製してイン
ゴットを得る。
導電薄膜形成材料は、アルミニウム、銅、銀、又は金、
或いはこれらの合金で構成され、スパッタリングターゲ
ット又は蒸着材料として形成されるもので、アルミニウ
ム、銅、銀、又は金、或いはこれらの合金を真空中若し
くは高真空中で溶解、精製することでα放射体からの総
α線量を５０μＢｑ／ｇ以下に低減させたもので、前記
した試料１と同等の５Ｎ（99.999%）の高純度アルミニ
ウム（Ａｌ）からなる試料２を用意し、これを例えば１
０-4Ｐａの真空中で１方向凝固により真空精製してイン
ゴットを得る。
【００１７】このインゴットの真空精製部分よりサンプ
リングして質量分析装置とαスペクトロメトリーで測定
した結果を以下に示す。質量分析での測定条件は、分解
重量１ｇ、測定質量数２３２、２３８であり、αスペク
トロメトリーでの測定条件は、分解重量３５ｇ、測定時
間を2200000秒とした。この結果から、α放射体からの
α線が検出されていないことが確認された。
リングして質量分析装置とαスペクトロメトリーで測定
した結果を以下に示す。質量分析での測定条件は、分解
重量１ｇ、測定質量数２３２、２３８であり、αスペク
トロメトリーでの測定条件は、分解重量３５ｇ、測定時
間を2200000秒とした。この結果から、α放射体からの
α線が検出されていないことが確認された。
【００１８】 質量分析装置による濃度 試料２の精製部分 238Ｕ＜０．１ppb 232Ｔｈ＜０．１ppb α線量カウント数及び濃度 試料２の精製部分 ＊１０カウントとして計算すると 238Ｕ＝no peak 検出効率＝５６．４５％ 238Ｕ比放射能 12432Ｂｑ／ｇ 238Ｕ定量値 0.6ng/35g=0.02ppb （234Ｕ＝no peak） （less than 10 counts） ＊この条件での238Ｕ定量下限値０．０２ｐｐｂ以下である。 ＊１０カウントとして計算すると 232Ｔｈ＝no peak 検出効率＝５６．４５％ 232Ｔｈ比放射能 4033Ｂｑ／ｇ 232Ｔｈ定量値 2.0ng/35g=0.06ppb （230Ｔｈ＝no peak） （228Ｔｈ＝no peak） （less than 10 counts） ＊この条件での232Ｔｈ定量下限値は０．０６ｐｐｂ以下である。
【００１９】次に、試料２の精製中に於ける送り速度、
即ちインゴットの溶解部分の進行速度により精製された
インゴットのα線量の変化を検討するため、送り速度を
変えてサンプルを作製した。この場合にはα線量の測定
ではなく、ＩＣＰ−ＭＳ分析装置（誘導結合型高周波プ
ラズマ質量分析装置）を用いて行い、238Ｕと232Ｔｈの
みで検討した。（238Ｕと232Ｔｈの測定結果が両分析法
で良好な相関関係を示している。）この分析のためのサ
ンプリングは、原料、インゴット精製部分、インゴット
不純物濃縮部分とで行った。（インゴット不純物濃縮部
分とは、溶融帯を移動させて精錬するゾーンメルト法等
による精錬の際、最後に溶融される端部の部分で、その
部分には原料中の不純物が濃縮される。）その結果を以
下に示す。
即ちインゴットの溶解部分の進行速度により精製された
インゴットのα線量の変化を検討するため、送り速度を
変えてサンプルを作製した。この場合にはα線量の測定
ではなく、ＩＣＰ−ＭＳ分析装置（誘導結合型高周波プ
ラズマ質量分析装置）を用いて行い、238Ｕと232Ｔｈの
みで検討した。（238Ｕと232Ｔｈの測定結果が両分析法
で良好な相関関係を示している。）この分析のためのサ
ンプリングは、原料、インゴット精製部分、インゴット
不純物濃縮部分とで行った。（インゴット不純物濃縮部
分とは、溶融帯を移動させて精錬するゾーンメルト法等
による精錬の際、最後に溶融される端部の部分で、その
部分には原料中の不純物が濃縮される。）その結果を以
下に示す。
【００２０】 238Ｕの場合 精製送り速度 投入原料 精製部分 濃縮部分 40mm／hour 14.0ppb ＜0.1ppb 101ppb 80mm／hour 13.2ppb 0.3ppb 65.3ppb 120mm／hour 15.2ppb 9.4ppb 21.8ppb ２３２Ｔｈの場合 精製送り速度 投入原料 精製部分 濃縮部分 40mm／hour 14.8ppb ＜0.1ppb 110ppb 80mm／hour 14.3ppb ＜0.1ppb 89.1ppb 120mm／hour 21.62ppb 7.8ppb 36.2ppb 以上の結果から、精製速度は、80mm／hour以下で望まし
くは40mm／hourに設定し、さらにインゴットの不純物濃
縮部分（インゴット全体の約１０％）を除去してスパッ
タリングターゲット或いは蒸着材料などの導電薄膜形成
材料に使用することが好ましい。
くは40mm／hourに設定し、さらにインゴットの不純物濃
縮部分（インゴット全体の約１０％）を除去してスパッ
タリングターゲット或いは蒸着材料などの導電薄膜形成
材料に使用することが好ましい。
【００２１】本発明の導電薄膜形成材料は、ＶＬＳＩ、
ＵＬＳＩの配線の薄膜となるＡｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ及
びこれらの合金中のα放射体からの総α線量を５０μＢ
ｑ／ｇ以下とするもので、これを使用して形成された薄
膜中のα放射体が極めて少ないから、この薄膜でソフト
エラーを発生することは極めて少なくなる。図６にα線
束とソフトエラーの関係を示した。
ＵＬＳＩの配線の薄膜となるＡｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ及
びこれらの合金中のα放射体からの総α線量を５０μＢ
ｑ／ｇ以下とするもので、これを使用して形成された薄
膜中のα放射体が極めて少ないから、この薄膜でソフト
エラーを発生することは極めて少なくなる。図６にα線
束とソフトエラーの関係を示した。
【００２２】
【実施例】（実施例１）通常の精錬方法で作製された30
mm×40mm×長さ950mmのアルミニウム製の棒（試料１）
を原料とし、これに１０-4Ｐａの真空中で７５０℃の温
度で幅約50mmの溶融帯を作成し、この溶融帯を棒の一端
から他端へ移動させるゾーンメルト法により精製インゴ
ットを得た。該溶融帯の移動速度は40mm／hourとした。
mm×40mm×長さ950mmのアルミニウム製の棒（試料１）
を原料とし、これに１０-4Ｐａの真空中で７５０℃の温
度で幅約50mmの溶融帯を作成し、この溶融帯を棒の一端
から他端へ移動させるゾーンメルト法により精製インゴ
ットを得た。該溶融帯の移動速度は40mm／hourとした。
【００２３】この精製インゴットの溶融帯の移動端部で
ある不純物濃縮部分（インゴット全体の約１０％）を除
去し、精製部分を238Ｕ、232Ｔｈ、207Ｐｂ及びα放射
体の分析のサンプルとした。このアルミニウムサンプル
中の238Ｕ、232Ｔｈの含有量を分析するため、該サンプ
ルを酸で分解し、イオン交換分離後にＩＣＰ−ＭＳ分析
装置で測定した。207Ｐｂの分析は、ＧＤ−ＭＳ分析装
置（グロー放電質量分析装置）で測定した。
ある不純物濃縮部分（インゴット全体の約１０％）を除
去し、精製部分を238Ｕ、232Ｔｈ、207Ｐｂ及びα放射
体の分析のサンプルとした。このアルミニウムサンプル
中の238Ｕ、232Ｔｈの含有量を分析するため、該サンプ
ルを酸で分解し、イオン交換分離後にＩＣＰ−ＭＳ分析
装置で測定した。207Ｐｂの分析は、ＧＤ−ＭＳ分析装
置（グロー放電質量分析装置）で測定した。
【００２４】αスペクトロメトリーの試料準備を更に説
明すると以下の様になる。該サンプルを酸で分解し、イ
オン交換分離後の濃縮された溶液に、原子吸光分析用サ
マリウム標準溶液とフッ化水素酸とを加えることでα放
射体をフッ化サマリウムと同時に沈殿させる。そして得
られた沈殿物をメンブランフィルターを用いて吸引濾過
した後、真空デシケータで乾燥させαスペクトルを半導
体検出器でエネルギーごとに分解してα線量を測定し
た。
明すると以下の様になる。該サンプルを酸で分解し、イ
オン交換分離後の濃縮された溶液に、原子吸光分析用サ
マリウム標準溶液とフッ化水素酸とを加えることでα放
射体をフッ化サマリウムと同時に沈殿させる。そして得
られた沈殿物をメンブランフィルターを用いて吸引濾過
した後、真空デシケータで乾燥させαスペクトルを半導
体検出器でエネルギーごとに分解してα線量を測定し
た。
【００２５】該サンプルの分析にあたり、238Ｕ、232Ｔ
ｈの分析ではサンプルを１ｇ分解して質量数２３８、２
３２で測定し、207Ｐｂでは固体サンプルをスパッタし
て質量数２０７で測定した。αスペクトルは、分解重量
３５ｇ、測定時間200000秒で測定した。その結果は次表
の通りであった。
ｈの分析ではサンプルを１ｇ分解して質量数２３８、２
３２で測定し、207Ｐｂでは固体サンプルをスパッタし
て質量数２０７で測定した。αスペクトルは、分解重量
３５ｇ、測定時間200000秒で測定した。その結果は次表
の通りであった。
【００２６】 ゾーンメルト精製前（原料） ゾーンメルト精製部分 含有量（Ｕ） ５．４ppb ＜０．１ppb 含有量（Ｔｈ） ２０．９ppb ＜０．１ppb 含有量（Ｐｂ） ０．０３ppm ＜０．０１ppm α線量カウント数(238Ｕ) １０５counts no peak α線量カウント数(234Ｕ) １１３counts no peak α線量カウント数(232Ｔｈ) １９３counts no peak α線量カウント数(230Ｔｈ) ２４３counts no peak α線量カウント数(228Ｔｈ) ３３３counts not appreciab le 以上の通り、ゾーンメルト法で精製したアルミニウム中
もα放射体が極めて少ないことが確認された。
もα放射体が極めて少ないことが確認された。
【００２７】
【実施例２】アルミニウムに代え、高純度の銅、銀、金
の棒を実施例１と同様のゾーンメルト法でそれぞれ精製
し、ＧＤ−ＭＳ分析装置で分析したところ、銅及び銀の
場合、238Ｕ及び232Ｔｈは０．１ppb以下であった。金
の場合は、238Ｕが１ppb以下、232Ｔｈは５ppb以下であ
った。
の棒を実施例１と同様のゾーンメルト法でそれぞれ精製
し、ＧＤ−ＭＳ分析装置で分析したところ、銅及び銀の
場合、238Ｕ及び232Ｔｈは０．１ppb以下であった。金
の場合は、238Ｕが１ppb以下、232Ｔｈは５ppb以下であ
った。
【００２８】
【発明の効果】このように本発明によるときは、アルミ
ニウム、銅、銀、金またはこれらの合金の導電薄膜形成
材料のα線量を５０μＢｑ／ｇ以下としたので、これを
使用して形成された配線などの薄膜中からα放射体が低
減されてソフトエラーの発生が極めて少なくなり、ＶＬ
ＳＩ、ＵＬＳＩの導電薄膜材料として好都合である等の
効果がある。
ニウム、銅、銀、金またはこれらの合金の導電薄膜形成
材料のα線量を５０μＢｑ／ｇ以下としたので、これを
使用して形成された配線などの薄膜中からα放射体が低
減されてソフトエラーの発生が極めて少なくなり、ＶＬ
ＳＩ、ＵＬＳＩの導電薄膜材料として好都合である等の
効果がある。
【図１】市販５Ｎ（99.999%）級のアルミニウム中のＵ
によるα線スペクトル
によるα線スペクトル
【図２】市販５Ｎ（99.999%）級のアルミニウム中のＴ
ｈによるα線スペクトル
ｈによるα線スペクトル
【図３】238Ｕからの放射性崩壊系列図
【図４】232Ｔｈからの放射性崩壊系列図
【図５】235Ｕからの放射性崩壊系列図
【図６】α線束とソフトエラー発生率との関係を示す線
図
図
フロントページの続き (72)発明者 黒岩 洋一 鹿児島県姶良郡横川町上ノ3313 ユーマッ ト株式会社九州工場内 (72)発明者 三頭 聰明 茨城県東茨城郡大洗町成田町字上ヶ沢平 2145−２ 東北大学金属材料研究所 附属 材料試験炉利用施設内 (72)発明者 金 豊 千葉県山武郡山武町横田516番地 真空冶 金株式会社内 Ｆターム(参考） 4K029 BA03 BA04 BA05 BA08 BA21 BA22 BA23 BC00 BD02 CA01 CA05 DB03 DB04 DC03 DC04 DC07 4M104 BB02 BB04 BB08 BB09 DD34 DD40 HH20 5F033 HH08 HH11 HH13 HH14 PP15 PP19 WW04 5F103 AA08 BB22 DD30 LL14 NN10 PP11 RR04 RR05 RR10
Claims (6)
- 【請求項１】アルミニウム、銅、銀、又は金、或いはこ
れらの合金中のα放射体からの総α線量を５０μＢｑ／
ｇ以下に低減させたことを特徴とする導電薄膜形成材
料。 - 【請求項２】アルミニウム、銅、銀、又は金、或いはこ
れらの合金からなる配線用のスパッタリングターゲット
又は蒸着材料中のα放射体からの総α線量を５０μＢｑ
／ｇ以下に低減させたことを特徴とする導電薄膜形成材
料。 - 【請求項３】238Ｕ、232Ｔｈの含有量が、いずれも０．
５ｐｐｂ以下であることを特徴とする請求項１又は２に
記載の導電薄膜形成材料。 - 【請求項４】207Ｐｂの含有量が、１０ｐｐｂ以下であ
ることを特徴とする請求項１又は２に記載の導電薄膜形
成材料。 - 【請求項５】アルミニウム、銅、銀、又は金、或いはこ
れらの合金を真空中または高真空中で方向性凝固法によ
り溶解、精製したことを特徴とする請求項１又は２に記
載の導電薄膜形成材料。 - 【請求項６】アルミニウム、銅、銀、又は金、或いはこ
れらの合金を真空中または高真空中でゾーンメルト法で
溶解、精製したことを特徴とする請求項１又は２に記載
の導電薄膜形成材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000084424A JP4533498B2 (ja) | 2000-03-24 | 2000-03-24 | スパッタリングターゲットないし蒸着材料とその分析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000084424A JP4533498B2 (ja) | 2000-03-24 | 2000-03-24 | スパッタリングターゲットないし蒸着材料とその分析方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001271159A true JP2001271159A (ja) | 2001-10-02 |
| JP4533498B2 JP4533498B2 (ja) | 2010-09-01 |
Family
ID=18600903
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000084424A Expired - Lifetime JP4533498B2 (ja) | 2000-03-24 | 2000-03-24 | スパッタリングターゲットないし蒸着材料とその分析方法 |
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| JP (1) | JP4533498B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015028215A (ja) * | 2014-07-30 | 2015-02-12 | Jx日鉱日石金属株式会社 | α線量が少ない銀又は銀を含有する合金及びその製造方法 |
| JP5690917B2 (ja) * | 2011-03-07 | 2015-03-25 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 銅又は銅合金、ボンディングワイヤ、銅の製造方法、銅合金の製造方法及びボンディングワイヤの製造方法 |
| US9340850B2 (en) | 2005-07-01 | 2016-05-17 | Jx Nippon Mining & Metals Corporation | Process for producing high-purity tin |
| US9394590B2 (en) | 2010-03-16 | 2016-07-19 | Jx Nippon Mining & Metals Corporation | Low α-dose tin or tin alloy, and method for producing same |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH07300668A (ja) * | 1994-05-02 | 1995-11-14 | Vacuum Metallurgical Co Ltd | 鉛の含有量を低減したスパッタリングターゲット |
| JPH10330923A (ja) * | 1997-06-02 | 1998-12-15 | Japan Energy Corp | 高純度銅スパッタリングタ−ゲットおよび薄膜 |
| JPH11350120A (ja) * | 1998-06-03 | 1999-12-21 | Japan Energy Corp | 拡散接合されたスパッタリングターゲット組立体及びその製造方法 |
-
2000
- 2000-03-24 JP JP2000084424A patent/JP4533498B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP5690917B2 (ja) * | 2011-03-07 | 2015-03-25 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 銅又は銅合金、ボンディングワイヤ、銅の製造方法、銅合金の製造方法及びボンディングワイヤの製造方法 |
| US9597754B2 (en) | 2011-03-07 | 2017-03-21 | Jx Nippon Mining & Metals Corporation | Copper or copper alloy, bonding wire, method of producing the copper, method of producing the copper alloy, and method of producing the bonding wire |
| JP2015028215A (ja) * | 2014-07-30 | 2015-02-12 | Jx日鉱日石金属株式会社 | α線量が少ない銀又は銀を含有する合金及びその製造方法 |
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