KR100881851B1 - 고순도 루테니움 분말, 이 고순도 루테니움 분말을소결하여 얻는 스퍼터링 타겟트 및 이 타겟트를 스퍼터링하여 얻은 박막 및 고순도 루테니움 분말의 제조방법 - Google Patents

고순도 루테니움 분말, 이 고순도 루테니움 분말을소결하여 얻는 스퍼터링 타겟트 및 이 타겟트를 스퍼터링하여 얻은 박막 및 고순도 루테니움 분말의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100881851B1
KR100881851B1 KR1020067019851A KR20067019851A KR100881851B1 KR 100881851 B1 KR100881851 B1 KR 100881851B1 KR 1020067019851 A KR1020067019851 A KR 1020067019851A KR 20067019851 A KR20067019851 A KR 20067019851A KR 100881851 B1 KR100881851 B1 KR 100881851B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
purity
powder
wtppm
content
less
Prior art date
Application number
KR1020067019851A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20060120286A (ko
Inventor
유이치로 신도
아키라 히사노
Original Assignee
닛코킨조쿠 가부시키가이샤
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 닛코킨조쿠 가부시키가이샤 filed Critical 닛코킨조쿠 가부시키가이샤
Publication of KR20060120286A publication Critical patent/KR20060120286A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100881851B1 publication Critical patent/KR100881851B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C5/00—Alloys based on noble metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C5/00—Alloys based on noble metals
    • C22C5/04—Alloys based on a platinum group metal
    • 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
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • 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
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • C23C14/3414—Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C5/00—Electrolytic production, recovery or refining of metal powders or porous metal masses
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C5/00—Electrolytic production, recovery or refining of metal powders or porous metal masses
    • C25C5/02—Electrolytic production, recovery or refining of metal powders or porous metal masses from solutions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/134—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by avoiding CO2, e.g. using hydrogen

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Na, K 등의 알카리 금속 원소의 각 함유량이 10wtppm 이하, Al의 함유량이 1~50wtppm인 것을 특징으로 하는 고순도 Ru 분말, 및 순도 3N(99.9%)이하의 Ru 원료를 애노드로 하여, 용액 중에서 전해하여 정제한 것을 특징으로 하는 동 고순도 Ru 분말의 제조방법. 유해물질을 극력 저감시키는 것과 동시에, 성막 시의 파티클의 발생 수가 적고, 막 두께 분포가 균일하며, 또한 4N(99.99%)이상의 순도를 가지며, 반도체 메모리의 케페시터(capacitor)용 전극 재를 형성할 때에 가장 적합한 스퍼터링 타겟트 제조용 고순도 Ru 분말, 이 고순도 Ru 분말을 소결하여 얻은 스퍼터링 타겟트 및 이 타겟트를 스퍼터링하여 얻은 박막 및 상기 고순도 Ru 분말의 제조방법을 제공한다.
고순도 Ru 분말, 스퍼터링 타겟트

Description

고순도 루테니움 분말, 이 고순도 루테니움 분말을 소결하여 얻는 스퍼터링 타겟트 및 이 타겟트를 스퍼터링 하여 얻은 박막 및 고순도 루테니움 분말의 제조방법{HIGH-PURITY Ru POWDER, SPUTTARING TARGET OBTAINED BY SINTERING THE SAME, THIN FILM OBTAINED BY SPUTTERING THE TARGET AND PROCESS FOR PRODUCING HIGH-PURITY Ru POWDER}
이 발명은 4N(99.99%) 이상의 순도를 가지며, 반도체 메모리의 케페시터(capacitor)용 전극재(材)를 형성할 시에 호적(好適)한 스퍼터링 타겟트 제조용 고순도 Ru 분말, 이 고순도 Ru 분말을 소결하여 얻은 스퍼터링 타겟트 및 이 타겟트를 스퍼터링 하여 얻은 박막 및 상기 고순도 Ru 분말의 제조방법에 관한 것이다.
오늘날, Ru는 반도체 케페시터(capacitor)의 전극재료 등으로 용도가 급속하게 확대되고 있다. 이와 같은 전극은, Ru 타겟트를 스퍼터링 하여 형성하는 것이 일반적이다.
신뢰성이 있는 반도체로서의 동작 성능을 보증하기 위해서는, 스퍼터링 후에 형성되는 상기와 같은 재료 중에 반도체 장치에 대하여 유해한 불순물을 극력 저감 시키는 것이 중요하다.
즉, Na, K 등의 알카리 금속원소
U,Th 등의 방사성 원소
Fe, Ni, Co, Cr, Cu의 천이금속 등의 원소
를 극력 감소시켜, 4N 즉, 99.99%(중량) 이상의 순도를 가지는 것이 바람직하다. 상기 불순물이 유해한 이유로서는, Na, K 등의 알카리 금속은, 게이트 절연막 중을 용이하게 이동하여 MOS-LSI 계면(界面)특성의 열화의 원인이 되며, U, Th 등의 방사성 원소는 이 원소로부터 방출하는 α선에 의하여 소자(素子)의 소프트 에러의 원인이 되며, 또한, 불순물로서 함유된 Fe, Ni, Co, Cr, Cu의 천이금속 등의 원소는 계면접합부의 트러블의 원인이 되기 때문이다.
이 가운데, 특히 Na, K 등의 알카리 금속의 유해성이 지적되고 있다. 역으로 Fe, Ni, Co, Cr, Cu의 천이금속 등의 원소는 그다지 유해 시 되는 것은 아니고, 어느 정도의 존재는 허용되고 있다.
종래의 Ru 타겟트의 조성을 보면, 알카리 금속 원소 각 1ppm미만, 알카리 토류금속 원소 각 1ppm미만, 천이금속 원소 각 1ppm미만, 방사성 원소 각 10ppb미만, 탄소 및 가스성분 원소(산소, 수소, 질소, 염소) 합계로서, 500ppm미만, 가스성분을 제외한 루테니움(Rutenium)의 순도가 99.995%이상, 또한 Al, Si가 각 1ppm미만인 루테니움(예를 들면, 특허문헌 1 참조), 탄소, 산소, 염소의 각 원소의 함유량이 100ppm이하이며, 가스 성분을 제외한 루테니움의 순도가 99.995% 이상인 루테니움(예를 들면, 특허문헌 2 참조), 철계(鐵系)원소 5ppm이하, 알카리 금속원소 1ppm, 방사성 원소 0.01ppm 이하, 텅그스텐(W) 1ppm 이하인 루테리움(예를 들면, 특허문헌 3 참조), 99,999wt% 이상의 고순도 루테니움 스퍼터링 타겟트(예를 들면, 특허문헌 4 참조), 알카리 금속 원소 각 0.1wtppm 이하, 알카리 토류금속 원소 각 0.1wtppm 이하, 백금족 원소 이외의 천이금속 원소 각 0.1wtppm 이하, 방사성 동위체 원소 각 1wtppb 이하, 가스성분 원소의 합계 30wtppm 이하이며, 99,995wt%인 고순도 루테니움 스퍼터링 타겟트(예를 들면, 특허문헌 5 참조), 알카리 금속, 알카리 토류금속, 알루미늄, 철, 니켈, 동이 각 0.1ppm 이하인 고순도 루테니움 분말(예를 들면, 특허문헌 6 참조), Na, K, Ca, Mg가 합계 5ppm 이하, Fe, Ni, Co의 1종 이상 0.5~50ppm, 방사성 동위원소 5ppb이하, Fe, Ni, Co를 제외하고 99.999wt%이상인 루테니움 스퍼터링 타겟트(예를 들면, 특허문헌 7 참조), 99.999% 이상의 고순도 루테니움 스퍼터링 타겟트(예를 들면, 특허문헌 8 참조) 가 개시되어 있다.
특허문헌 1: 일본 특개 평11-50163호 공보
특허문헌 2: 일본 특개 2000-34563호 공보
특허문헌 3: 일본 특개 평11-217633호 공보
특허문헌 4: 일본 특개 평9-41131호 공보
특허문헌 5: 일본 특개2002-105631호 공보
특허문헌 6: 일본 특개 평9-227966호 공보
특허문헌 7: 일본 특개 평8-199350호 공보
특허문헌 8: 일본 특개 평8-302462호 공보
상기 특허문헌을 보면, 반도체로서의 동작 성능을 보증하기 위하여, 루테니 움 중에 포함되는 유해하다고 생각되는 불순물을 극력 저감시켜, 고순도 화 한 루테니움 기술이 개시되어 있다고 말할 수 있다.
그러나, 반도체 메모리의 케페시터(capacitor)용 전극 재를 형성하는 것에 사용되는 스퍼터링 타겟트 재로서는, 성막 시에 파티클 발생이 적고, 막 두께 분포가 균일하다는 특성이 요구되지만, 실제에 있어서는 그것이 충분하지 않다는 문제가 있다.
(발명의 개시)
본 발명은 유해물질을 극력 저감시키는 것과 함께, 파티클의 발생이 적고, 성막 시의 막 두께 분포가 균일하며, 또한 4N(99.99%) 이상의 순도를 가지며, 반도체 메모리의 케페시터(capacitor)용 전극재(材) 형성에 가장 적합한 스퍼터링 타겟트 제조용 고순도 Ru 분말, 이 고순도 Ru 분말을 소결하여 얻은 스퍼터링 타겟트 및 이 타겟트를 스퍼터링하여 얻은 박막과 상기 고순도 Ru 분말의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명은,
1) Na, K 등의 알카리 금속 원소의 각 함유량이 10wtppm 이하, Al의 함유량이 1~50wtppm인 것을 특징으로 하는 고순도 Ru 분말.
2) Al의 함유량이 5~20wtppm인 것을 특징으로 하는 고순도 Ru 분말.
3) Fe, Ni, Co, Cr, Cu 등의 천이금속 원소의 함유량이 총계로서 100wtppm 이하이며, U, Th 등의 방사성 원소의 각 함유량이 10wtppb 이하인 것을 특징으로 하는 1 또는 2에 기재된 고순도 Ru 분말.
4) 산소, 질소, 수소 등의 가스성분을 제외하고, 순도가 99.99% 이상인 것을 특징으로 하는 1~3의 어느 하나에 기재된 고순도 Ru 분말.
5) 산소가 100wtppm 이하인 것을 특징으로 하는 4에 기재된 고순도 Ru 분말.
6) 상기 1~5의 어느 하나에 기재된 고순도 Ru 분말을 소결하여 얻는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟트 및 이 타겟트를 스퍼터링하여 얻은 박막.
7) 순도 3N(99.9%) 이하의 Ru 원료를 애노드로 하여, 용액 중에서 전해하여 정제한 것을 특징으로 하는 1~5의 어느 하나에 기재된 고순도 Ru 분말의 제조방법을 제공하는 것이다.
(발명의 실시형태)
본 발명의 고순도 Ru 분말은, Na, K 등의 알카리 금속 원소의 각 함유량이 10wtppm 이하, Al의 함유량이 1~50wtppm이다. Al 및 산소, 질소, 수소 등의 가스성분을 제외하고, 순도가 99.99% 이상일 것, 더욱이 순도를 99.999% 이상으로 하는 것이 바람직하다.
Na, K 등의 알카리 금속 원소의 각 함유량이 10wtppm 이하로 하는 이유는, 알카리 금속이 게이트 절연막 중을 이동하기 쉽고, MOS-LSI 계면특성을 열화시키기 때문이다. 그 유해성이 강하게 지적되고 있다.
이와 같은 계면특성의 열화를 억제하기 위하여, 알카리 금속 원소의 각 함유량을 10wtppm 이하로 할 필요가 있다.
본 발명에 있어서, 특징적인 것은 Al을 1~50wtppm의 범위에서 첨가하는 것이다. 이것은 타겟트의 조직을 미세화하여, 결정방위를 랜덤으로 하는 작용이 있으며, 이것에 의해 성막 시의 파티클의 발생수를 감소시켜, 막 두께 분포를 보다 균일하게 하는 효과를 얻을 수 있다.
종래에는, Al은 바람직하지 않은 원소로서, 극력 저감시킨 1ppm 미만으로 하였다. 그러나, Al은 반도체 특성에 큰 영향을 미치지 않을 뿐 아니라, 상기와 같이 우수한 효과를 가진다. 이것은 불순물로서의 영향보다도, 오히려 바람직한 첨가원소로서의 역할을 가지는 것이다. 바람직하게는, Al의 함유량을 5~20wtppm으로 한다.
Al 함유량이 50wtppm을 초과하면, 파티클이 역으로 많아지게 되는 경향으로 되었다. 이것은 Al이 Al2O3 등의 이물(異物)로서 존재하도록 되기 위해서라고 생각할 수 있다. 따라서, Al 함유량의 상한치는 50wtppm으로 할 필요가 있다.
또한 Fe, Ni, Co, Cr, Cu 등의 천이금속 원소의 함유량을 총계로서 100wtppm 이하 및 U,Th 등의 방사성 원소의 각 함유량을 10wtppb 이하로 한다. 이들 Fe, Ni, Co, Cr, Cu의 천이금속 등의 원소는 계면접합부의 트러블의 원인이 되는 불순물이기 때문이다. 또한, U, Th 등의 방사성 원소는, 방사되는 α선에 의해 소자(素子)의 소프트 에러로 되기 때문에, 각 함유량을 10wtppb 이하로 하는 것이 바람직하다.
천이금속 원소는, 반도체 기기의 불순물로서는 그다지 큰 영향을 미치는 것이 아니지만, 총계로서는 100wtppm 이하로 하는 것이 바람직하다.
또한, 산소, 질소, 수소 등의 가스성분의 총량은, 1000wtppm 이하로 하는 것이 바람직하다. 이것은 파티클 발생수에 영향을 미치기 때문이다.
고순도 Ru 분말은, 순도3N(99.9%)이하의 Ru 원료를 애노드로 하여, 산성 혹은 암모니아 용액 중에서 전해하여 정제하는 것에 의해 제조한다. 산으로서는, 초산, 염산의 용액이 바람직하다. 이것에 의해, 비교적 저비용으로 안정한 품질의 고순도 Ru 분말을 얻을 수 있다.
스퍼터링 타겟트는, 이와 같이 하여 제조한 고순도 Ru 분말을 소결하는 것에 의해 얻을 수 있다.
이와 같이 하여, 제조한 타겟트를 기판 상에 스퍼터링하는 것에 의해 균일성이 우수하고, 유전체 박막 메모리용 전극 재 등으로서 극히 우수한 특성의 박막을 얻을 수 있다.
다음에 실시 예에 기초하여 본 발명을 설명한다. 실시 예는 발명을 용이하게 이해하기 위한 것이며, 이것에 의해 본 발명이 제한되는 것은 아니다. 즉, 본 발명은 본 발명의 기술사상에 기초하여 다른 실시 예 및 변형을 포함하는 것이다.
(실시예 1)
표1에 나타낸 순도 3N 레벨의 Ru 분말 약 2kg을, 격막(膈膜)을 이용한 애노 드 박스에 넣었다. 캐소드에는 흑연을 사용하였다. 전해액의 전해액은, pH2의 초산산성으로 하여, 전류 5A에서 20hr 전해정제 하였다. 그 후, 애노드 박스에서 Ru 분말을 꺼내어, 세정 건조하였다.
얻어진 Ru 분말의 순도를 동일하게 표1에 나타낸다. Na, K 함유량은, 각각 2wtppm, 0.5wtppm이며, Al 함유량은 10wtppm이었다.
이 Ru 분말을, 핫 프레스를 사용하여 1400℃에서 소결하여, 타겟트로 하였다. 다시 이 타겟트를 사용하여 스퍼터링을 행하였다.
이 결과를 동일하게 표1에 표시한다. 표1에 나타낸 바와 같이, 성막 시의 파티클의 발생 수가 적고, 얻어진 박막은 균일한 막 두께 분포를 가지고 있다는 우수한 결과가 얻어졌다.
(실시예 2)
표1에 나타낸 순도 3N 레벨의 Ru 분말 약 2kg을 격막을 이용한 애노드 박스에 넣었다. 캐소드에는 흑연을 사용하였다. 전해액은 pH2의 염산산성으로 하여, 전류 5A에서 20hr 전해 정제하였다. 그 후, 애노드 박스에서 Ru 분말을 꺼내어 세정건조하였다.
얻어진 Ru 분말의 순도를 동일하게 표1에 나타낸다. Na, K 함유량은 각각 4wtppm, 1wtppm이며, Al 함유량은 15wtppm이었다.
이 Ru 분말을 핫 프레스를 사용하여 1400℃에서 소결하여, 타겟트로 하였다. 다시 이 타겟트를 사용하여 스퍼터링을 행하였다. 그 결과를 동일하게 표1에 나타낸다. 표1에서 보는 바와 같이, 실시 예 1과 동일하게 성막 시의 파티클의 발생수 가 적고, 얻어진 박막은 균일한 막 두께 분포를 가지고 있다는 우수한 결과가 얻어졌다.
(실시예 3)
표1에 나타낸 순도 3N 레벨의 Ru 분말 약 2kg을 격막을 이용한 애노드 박스에 넣었다. 캐소드에는 흑연을 사용하였다. 전해액은 pH 9의 암모니아 용액으로 하여, 전류 5A에서 20hr 전해 정제하였다. 그 후, 애노드 박스로부터 Ru 분말을 꺼내어, 세정 건조하였다.
얻어진 Ru 분말의 순도를 동일하게 표1에 나타낸다. Na, K 함유량은 각각 0.5wtppm, 0,1wtppm이며, Al 함유량은 7wtppm이었다. 이 Ru 분말을 핫 프레스를 사용하여 1400℃에서 소결하여 타겟트로 하였다. 다시 이 타겟트를 사용하여 스퍼터링을 행하였다.
이 결과를 동일하게 표1에 나타낸다. 표1에 나타낸 바와 같이, 실시 예 1과 동일하게, 파티클의 발생수가 적고, 얻어진 박막은 균일한 막 두께 분포를 가지고 있다는 우수한 결과를 얻었다.
(실시예 4)
표1에 나타낸 순도 3N 레벨의 Ru 분말 약 2kg을 격막을 이용한 애노드 박스에 넣었다. 캐소드에는 흑연을 사용하였다. 전해액은 pH2의 염산 산성으로 하여 1mg/L의 AlCl3를 첨가하고, 전류 5A에서 20hr 전해 정제하였다. 그 후, 애노드 박스로부터 Ru 분말을 꺼내어 세정 건조하였다.
얻어진 Ru 분말의 순도를 동일하게 표1에 나타낸다. Na, K 함유량은 각각 6wtppm, 3wtppm이며, Al 함유량은 43wtppm이었다. 이 Ru 분말을 핫 프레스를 사용하여 1400℃에서 소결하여 타겟트로 하였다. 다시 이 타겟트를 사용하여 스퍼터링을 행하였다.
이 결과를 동일하게 표1에 나타낸다. 표1에 나타낸 바와 같이, 파티클의 발생수가 약간 많아지고, 얻어진 박막의 막 두께 분포도 약간 나빠졌지만, 허용할 수 있는 범위였다.
(비교예 1)
순도 3N 레벨의 Ru 분말을 그대로 핫 프레스하여, 타겟트로 하였다. Na, K는 원료와 같은 순도의 각각 80wtppm, 40wtppm이며, Al 함유량은 110wtppm이었다. 이 타겟트를 사용하여 스퍼터링을 행한 결과, 표1에 나타낸 바와 같이, 파티클의 발생수가 많고, 얻어진 박막의 막 두께 분포도 다소 나빠지는 결과가 되었다.
(비교예 2)
순도 3N 레벨의 Ru 분말을 EB 용해하여, 순도 5N 레벨의 Ru 잉고트를 얻었다. Ru는 압연가공을 할 수 없기 때문에, 그대로 잘라내어 타겟트를 제조하였다.
얻어진 Ru 분말의 순도를 동일하게 표1에 나타낸다. Na, K 함유량은 각각
< 0.1wtppm, < 0.1wtppm 이며, Al 함유량은 < 0.1wtppm이었다. 이 타겟트를 사용하여 스퍼터링 하였다.
타겟트의 결정 입경이 조대화(粗大化)하여, 파티클의 발생이 현저하게 많고, 또한 막 두께 분포도 대단히 나쁘다는 결과가 되었다. 이상으로부터, Ru 타겟트는 소결체인 것이 좋다는 것을 알았다.
(비교예 3)
실시 예 1과 동일한 분말의 제조방법에 의하지만, 전해 정제 시간을 5hr로 짧게 하였다. 이것에 의해 얻어진 Ru 분말을 사용하여 타겟트로 하였다. 타겟트의 순도는 4N이지만, Na, K, Al이 본 발명의 기준치보다도 높은, 즉 Na, K 함유량이 각각 40wtppm, 15wtppm이며, Al 함유량은 70wtppm이었다.
다음에, 이것에 의하여 얻은 타겟트를 사용하여 스퍼터링 하였다. 이 결과, 표1에 나타낸 바와 같이, 파티클의 발생 수가 많게 되고, 얻어진 박막의 막 두께 분포도 다소 나쁘다는 결과가 되었다.
(비교예 4)
실시 예 1과 동일한 분말의 제조방법에 의하지만, 전해 정제 시간을 100hr로 길게 하였다. 이것에 의해 얻어진 Ru 분말을 사용하여 타겟트로 하였다. 순도 4N이지만, Al이 본 발명의 기준치보다도 낮은 1ppm 미만의 Ru 분말을 사용하여 타겟트로 하였다. 다른 불순물량은 표1에 나타낸 바와 같다.
다음에 이것에 의해 얻은 타겟트를 사용하여 스퍼터링 하였다. 그 결과, 입경이 다소 크게 되었으며, 막 두께 분포가 나쁘게 되고 파티클 수도 증가하였다.
Figure 112006069666339-pct00001
타겟트 제조의 원료로 되는 고순도 Ru 분말 중의, Na, K 등의 알카리 금속 원소의 각 함유량이 10wtppm 이하, U, Th 등의 방사성 원소의 각 함유량이 10wtppb 이하로 하고, 또한 Al을 1~50wtppm 함유시키는 것에 의해, 타겟트의 결정 입경을 적게하며, 성막 시의 파티클의 발생 수가 적고, 막 두께 분포가 균일한 타겟트를 제조하는 것이 가능하다. 이것에 의해, 극히 우수한 특성의 박막을 얻는 것이 가능하며, 유전체 박막 메모리용 전극 재로서 유용하다.

Claims (17)

  1. 알카리 금속 원소의 각 함유량이 10wtppm이하, Al의 함유량이 7~50wtppm, 산소가 90wtppm 이하, 가스성분을 제외한 순도가 99.99% 이상의 Ru인 것을 특징으로 하는 고순도 Ru 분말.
  2. 제1항에 있어서, Al의 함유량이 7~20wtppm인 것을 특징으로 하는 고순도 Ru 분말.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, Fe, Ni, Co, Cr, Cu 등의 천이금속 원소의 함유량이 총계로서 100wtppm 이하이며, 또한, U, Th 등의 방사성 원소의 각 함유량이 10wtppb 이하인 것을 특징으로 하는 고순도 Ru 분말.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 순도 3N(99.9%)이하의 Ru 원료를 애노드로 하여, 용액 중에서 전해하여 정제하고, 알카리 금속 원소의 각 함유량이 10wtppm이하, Al의 함유량이 7~50wtppm, 산소가 90wtppm이하, 가스성분을 제외한 순도가 99.99% 이상의 Ru인 고순도 Ru 분말의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서, Al의 함유량이 7~20wtppm인 것을 특징으로 하는 고순도 Ru 분말의 제조방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, Fe, Ni, Co, Cr, Cu 등의 천이금속 원소의 함유량이 총계로서 100wtppm이하이며, 또한 U, Th 등의 방사성 원소의 각 함유량이 10wtppb이하인 것을 특징으로 하는 고순도 Ru 분말의 제조방법.
  10. 알카리 금속 원소의 각 함유량이 10wtppm이하, Al의 함유량이 7~50wtppm, 산소가 90wtppm이하, 가스성분을 제외한 순도가 99.99% 이상의 Ru인 것을 특징으로 하는 고순도 Ru 스퍼터링 타겟트.
  11. 제10항에 있어서, Al의 함유량이 7~20wtppm인 것을 특징으로 하는 고순도 Ru 스퍼터링 타겟트.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, Fe, Ni, Co, Cr, Cu 등의 천이금속 원소의 함유량이 총계로서 100wtppm이하이며, 또한 U, Th 등의 방사성 원소의 각 함유량이 10wtppb이하인 것을 특징으로 하는 고순도 Ru 스퍼터링 타겟트.
  13. 삭제
  14. 알카리 금속 원소의 각 함유량이 10wtppm이하, Al의 함유량이 7~50wtppm, 산소가 90wtppm이하, 가스성분을 제외한 순도가 99.99% 이상의 Ru인 것을 특징으로 하는 고순도 Ru 박막.
  15. 제14항에 있어서, Al의 함유량이 7~20wtppm인 것을 특징으로 하는 고순도 Ru 박막.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서, Fe, Ni, Co, Cr, Cu 등의 천이금속 원소의 함유량이 총계로서 100wtppm이하이며, 또한 U, Th 등의 방사성 원소의 각 함유량이 10wtppb이하인 것을 특징으로 하는 고순도 Ru 박막.
  17. 삭제
KR1020067019851A 2004-03-01 2005-02-02 고순도 루테니움 분말, 이 고순도 루테니움 분말을소결하여 얻는 스퍼터링 타겟트 및 이 타겟트를 스퍼터링하여 얻은 박막 및 고순도 루테니움 분말의 제조방법 KR100881851B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004056022 2004-03-01
JPJP-P-2004-00056022 2004-03-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060120286A KR20060120286A (ko) 2006-11-24
KR100881851B1 true KR100881851B1 (ko) 2009-02-06

Family

ID=34908891

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020067019851A KR100881851B1 (ko) 2004-03-01 2005-02-02 고순도 루테니움 분말, 이 고순도 루테니움 분말을소결하여 얻는 스퍼터링 타겟트 및 이 타겟트를 스퍼터링하여 얻은 박막 및 고순도 루테니움 분말의 제조방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7578965B2 (ko)
EP (1) EP1724364B1 (ko)
JP (2) JP4522991B2 (ko)
KR (1) KR100881851B1 (ko)
CN (1) CN100552068C (ko)
TW (1) TW200538563A (ko)
WO (1) WO2005083136A1 (ko)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040144204A1 (en) * 2002-06-24 2004-07-29 Akira Hisano Airu spattering target and method for preparation thereof
WO2006134743A1 (ja) * 2005-06-16 2006-12-21 Nippon Mining & Metals Co., Ltd. ルテニウム合金スパッタリングターゲット
JP4800317B2 (ja) * 2005-10-14 2011-10-26 Ｊｘ日鉱日石金属株式会社 高純度Ｒｕ合金ターゲット及びその製造方法並びにスパッタ膜
EP2003226B1 (en) * 2006-02-22 2013-04-24 JX Nippon Mining & Metals Corporation Sintered sputtering target made of high-melting metals
JP4527743B2 (ja) * 2007-03-09 2010-08-18 アサヒプリテック株式会社 ルテニウム金属粉末の製造方法
KR100885698B1 (ko) * 2007-08-17 2009-02-26 희성금속 주식회사 단상구조를 갖는 고온재료용 Ｒｕ계 금속간화합물의제조방법
CA2733647A1 (en) * 2008-08-11 2010-02-18 Sumitomo Chemical Company, Limited Method for purifying material containing metalloid element or metal element as main component
KR101638270B1 (ko) 2012-07-30 2016-07-08 제이엑스금속주식회사 루테늄 스퍼터링 타깃 및 루테늄 합금 스퍼터링 타깃
CN104001926B (zh) * 2014-04-12 2016-03-09 北京工业大学 四棱锥形、四棱凸台形金属微颗粒的制备方法
CN104032270B (zh) * 2014-06-12 2016-05-04 贵研铂业股份有限公司 一种大尺寸钌基合金溅射靶材及其制备方法
CN104308185B (zh) * 2014-10-14 2016-08-24 昆明贵金属研究所 一种用三氯化钌制备靶材用钌粉的方法
CN115449764B (zh) * 2022-09-14 2023-09-01 中国工程物理研究院材料研究所 一种锕系合金梯度膜及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001020065A (ja) * 1999-07-07 2001-01-23 Hitachi Metals Ltd スパッタリング用ターゲット及びその製造方法ならびに高融点金属粉末材料
KR20010021519A (ko) * 1998-06-17 2001-03-15 다나까 세이이찌로 스퍼터링 타겟재

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08302462A (ja) * 1995-05-09 1996-11-19 Mitsubishi Materials Corp Ｒｕスパッタリングターゲットおよびその製造方法
JPH09227965A (ja) * 1996-02-19 1997-09-02 Mitsubishi Materials Corp 精製金属ルテニウム粉末とその製造方法
JP4058777B2 (ja) * 1997-07-31 2008-03-12 日鉱金属株式会社 薄膜形成用高純度ルテニウム焼結体スパッタリングターゲット及び同ターゲットをスパッタリングすることによって形成される薄膜
JP2000034563A (ja) * 1998-07-14 2000-02-02 Japan Energy Corp 高純度ルテニウムスパッタリングターゲットの製造方法及び高純度ルテニウムスパッタリングターゲット
JP2000178721A (ja) 1998-12-08 2000-06-27 Mitsubishi Materials Corp Ｒｕスパッタリングターゲット、並びにこのターゲットを製造するためのＲｕ原料粉末およびその製造方法
JP2002105631A (ja) * 2000-09-28 2002-04-10 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 高純度ルテニウムスパッタリングターゲット及びその製造方法
JP4503817B2 (ja) * 2000-11-30 2010-07-14 株式会社東芝 スパッタリングターゲットおよび薄膜
JP2002180112A (ja) * 2000-12-19 2002-06-26 Hitachi Metals Ltd 高融点金属粉末材料の製造方法
JP3878432B2 (ja) * 2001-04-27 2007-02-07 日鉱金属株式会社 高純度ルテニウムターゲット及び同ターゲットの製造方法
US20040144204A1 (en) * 2002-06-24 2004-07-29 Akira Hisano Airu spattering target and method for preparation thereof
JP4544501B2 (ja) * 2002-08-06 2010-09-15 日鉱金属株式会社 導電性酸化物焼結体、同焼結体からなるスパッタリングターゲット及びこれらの製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010021519A (ko) * 1998-06-17 2001-03-15 다나까 세이이찌로 스퍼터링 타겟재
JP2001020065A (ja) * 1999-07-07 2001-01-23 Hitachi Metals Ltd スパッタリング用ターゲット及びその製造方法ならびに高融点金属粉末材料

Also Published As

Publication number Publication date
KR20060120286A (ko) 2006-11-24
CN1926252A (zh) 2007-03-07
TW200538563A (en) 2005-12-01
TWI303666B (ko) 2008-12-01
US7578965B2 (en) 2009-08-25
JP4522991B2 (ja) 2010-08-11
JP4907708B2 (ja) 2012-04-04
EP1724364A4 (en) 2009-11-04
WO2005083136A1 (ja) 2005-09-09
EP1724364A1 (en) 2006-11-22
JPWO2005083136A1 (ja) 2008-04-24
CN100552068C (zh) 2009-10-21
EP1724364B1 (en) 2014-01-22
JP2010047844A (ja) 2010-03-04
US20070240992A1 (en) 2007-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100881851B1 (ko) 고순도 루테니움 분말, 이 고순도 루테니움 분말을소결하여 얻는 스퍼터링 타겟트 및 이 타겟트를 스퍼터링하여 얻은 박막 및 고순도 루테니움 분말의 제조방법
KR100457724B1 (ko) 스퍼터링용 텅스텐 타겟트 및 그 제조방법
US6328927B1 (en) Method of making high-density, high-purity tungsten sputter targets
JP4409572B2 (ja) Ｎｉ−Ｐｔ合金及び同合金ターゲット
CN102046822B (zh) 钨烧结体溅射靶
RU2341577C2 (ru) Стойкая к высоким температурам ниобиевая проволока
TWI588282B (zh) A tungsten sintered sputtering target and a tungsten film formed using the target
JP4885065B2 (ja) スッパタリング用タングステン焼結体ターゲットの製造方法
JP4800317B2 (ja) 高純度Ｒｕ合金ターゲット及びその製造方法並びにスパッタ膜
JP2003055758A (ja) スッパタリング用タングステン焼結体ターゲット及びその製造方法
TWI579243B (zh) 釕燒結體濺鍍靶及釕合金燒結體濺鍍靶
US6663687B2 (en) Niobium powder for capacitor, sintered body thereof and capacitor using the sintered body
JP2665928B2 (ja) タンタル粉末及びその製造法
JP5660701B2 (ja) 高純度バナジウム、高純度バナジウムターゲット及び高純度バナジウムス薄膜
JPS6386836A (ja) 真空バルブ用接点合金

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
AMND Amendment
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130111

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140107

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150105

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160104

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170102

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180103

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190103

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200103

Year of fee payment: 12