JP2000204494A - High-purity titanium and its production - Google Patents
High-purity titanium and its productionInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、TiCl4を溶
融塩電解し、さらに電子ビーム等により溶解することに
より得た高純度チタン及びその製造方法であり、特にス
パッタリングにより高純度の薄膜の形成に使用すること
のできる高純度チタンに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to high-purity titanium obtained by subjecting TiCl 4 to molten salt electrolysis and further melting by electron beam or the like, and a method for producing the same. It relates to high-purity titanium that can be used.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、半導体の飛躍的な進歩に端を発し
て様々な電子機器が生まれ、さらにその性能の向上と新
しい機器の開発が日々刻々なされている。このような中
で、電子、デバイス機器がより微小化し、かつ集積度が
高まる方向にある。これら多くの製造工程の中で多数の
薄膜が形成されるが、チタンもその特異な金属的性質か
らチタン及びその合金膜、チタンシリサイド膜、あるい
は窒化チタン膜などとして、多くの電子機器薄膜の形成
に利用されている。このようなチタン(合金、化合物を
含む)の薄膜を形成する場合に、注意を要することは、
それ自体が極めて高い純度を必要とすることである。2. Description of the Related Art In recent years, a variety of electronic devices have been born starting from the dramatic progress of semiconductors, and their performance has been improved and new devices have been developed every day. Under such circumstances, there is a tendency that the size of electronic devices and device devices is further reduced and the degree of integration is increased. Numerous thin films are formed in many of these manufacturing processes, and titanium has many unique thin film properties due to its unique metallic properties, such as titanium and its alloy films, titanium silicide films, or titanium nitride films. It is used for When forming such a thin film of titanium (including alloys and compounds), care must be taken that
As such, it requires extremely high purity.
【0003】半導体装置等に使用される薄膜は一層薄く
かつ短小化される方向にあり、相互間の距離が極めて小
さく集積密度が向上しているために、薄膜を構成する物
質あるいはその薄膜に含まれる不純物が隣接する薄膜に
拡散するという問題が発生する。これにより、自膜及び
隣接膜の構成物質のバランスが崩れ、本来所有していな
ければならない膜の機能が低下するという大きな問題が
起こる。このような薄膜の製造工程において、数百度に
加熱される場合あり、また半導体装置を組み込んだ電子
機器の使用中にも温度が上昇する。このような温度上昇
は前記物質の拡散係数をさらに上げ、拡散による電子機
器の機能低下に大きな問題を生ずることとなる。[0003] Thin films used in semiconductor devices and the like tend to be thinner and shorter, and the distance between them is extremely small and the integration density is improved. The problem arises that impurities to be diffused into the adjacent thin film. As a result, the balance between the constituent materials of the self-film and the adjacent film is lost, and a major problem occurs in that the function of the film that must be originally possessed is reduced. In the process of manufacturing such a thin film, the thin film may be heated to several hundred degrees, and the temperature may increase during use of an electronic device incorporating the semiconductor device. Such a rise in temperature further increases the diffusion coefficient of the substance, and causes a serious problem in that the function of electronic devices is reduced due to diffusion.
【0004】また、一般に上記のチタン及びその合金
膜、チタンシリサイド膜、あるいは窒化チタン膜等はス
パッタリングや真空蒸着などの物理的蒸着法により形成
することができる。この中で最も広範囲に使用されてい
るスパッタリング法について説明する。このスパッタリ
ング法は陰極に設置したターゲットに、Ar+などの正
イオンを物理的に衝突させてターゲットを構成する金属
原子をその衝突エネルギーで放出させる手法である。窒
化物を形成するにはターゲットとしてチタンまたはその
合金(TiAl合金など)を使用し、アルゴンガスと窒
素の混合ガス雰囲気中でスパッタリングすることによっ
て形成することができる。In general, the above-mentioned titanium and its alloy film, titanium silicide film, titanium nitride film and the like can be formed by physical vapor deposition such as sputtering and vacuum vapor deposition. The most widely used sputtering method among them will be described. This sputtering method is a method in which positive ions such as Ar + physically collide with a target provided on a cathode, and metal atoms constituting the target are emitted with the collision energy. The nitride can be formed by using titanium or an alloy thereof (such as a TiAl alloy) as a target and performing sputtering in a mixed gas atmosphere of argon gas and nitrogen.
【0005】このスパッタリング膜の形成に際して、チ
タン(合金・化合物)ターゲットに不純物が存在する
と、スパッタチャンバ内に浮遊する粗大化した粒子が基
板上に付着して薄膜回路を短絡させたり、薄膜の突起物
の原因となるパーティクルの発生量が増し、またガス成
分である酸素、炭素、水素、窒素等が存在するとスパッ
タリング中に、該ガスによる突発が原因と考えられる異
常放電を起こし、均一な膜が形成されないという問題が
発生する。In the formation of this sputtering film, if impurities are present in the titanium (alloy / compound) target, coarse particles floating in the sputtering chamber adhere to the substrate and short-circuit the thin-film circuit, When the amount of generated particles that cause substances increases, and when gas components such as oxygen, carbon, hydrogen, and nitrogen are present, an abnormal discharge that is considered to be caused by the sudden occurrence of the gas occurs during sputtering, and a uniform film is formed. The problem of not being formed occurs.
【0006】このようなことから、従来不純物となる遷
移金属、高融点金属、アルカリ金属、アルカリ土類金属
またはその他の金属、さらに酸素等のガス成分が低減さ
れた高純度のチタンの製造が望まれていた。従来、この
高純度チタンの製造方法としては、四塩化チタン(Ti
Cl4)を、マグネシウム(Mg)で還元するクロール
法や粗チタンを溶融塩電解法によって繰り返し精製する
方法が挙げられる。しかし、低コスト化と高純度化とい
う両方の観点からみた場合、満足のいくものではなかっ
た。例えば、上記クロール法によって高純度のチタンを
得る場合には、得られたチタン材の純度の良い部分だけ
を切り取って使用するなど、著しくコスト高になるもの
であった。しかも、これらの通常の方法によれば、アル
カリ金属、遷移金属、放射性元素、その他の金属が多量
に含有され、また酸素の含有量が高く、工業的規模での
より低コストで安定した真のチタンの高純度化は実現で
きていなかった。For these reasons, it has been desired to produce high-purity titanium in which gas components such as transition metals, refractory metals, alkali metals, alkaline earth metals or other metals, which are impurities, and oxygen are reduced. Was rare. Conventionally, as a method for producing this high-purity titanium, titanium tetrachloride (Ti
Cl 4 ) is reduced by magnesium (Mg), and a method of refining crude titanium by molten salt electrolysis is used. However, it was not satisfactory from both viewpoints of cost reduction and high purification. For example, when high-purity titanium is obtained by the above-mentioned Kroll method, the cost is significantly increased, for example, by cutting and using only a high-purity portion of the obtained titanium material. Moreover, according to these ordinary methods, alkali metals, transition metals, radioactive elements, and other metals are contained in large amounts, and the content of oxygen is high. High purification of titanium has not been realized.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の諸問
題点の解決、特に積層薄膜を構成する物質の相互拡散に
起因する汚染物質の抑制及びパーティクルや異常放電現
象が生じないスパッタリングターゲットなどに使用する
ことができる高純度チタンを低コストで提供することを
目的としたものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems, and in particular, suppresses contaminants caused by mutual diffusion of materials constituting a laminated thin film, and produces a sputtering target free from particles and abnormal discharge. It is an object of the present invention to provide a high-purity titanium that can be used at low cost.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めの技術的な手段は、厳密に管理した溶融塩電解による
不純物のコントロールにより、スパッタリングターゲッ
ト等の用途に用いることができる高純度チタンを得るこ
とができるとの知見を得た。この知見に基づき、本発明
は 1 四塩化チタンを溶融塩電解し、さらに電子ビーム溶
解等により揮発成分を除去した高純度チタン材であっ
て、Fe、Cr、Ni、Cu等の重金属、Al等の軽金
属、Na、K等のアルカリ金属及びU、Th等の放射性
元素の総含有量が50ppm以下であることを特徴とす
る高純度チタン 2 Fe、Cr、Ni、Cu等の重金属、Al等の軽金
属、Na、K等のアルカリ金属及びU、Th等の放射性
元素の総含有量が10ppm以下であることを特徴とす
る上記1記載の高純度チタン 3 不純物である酸素が200ppm以下、炭素が50
ppm以下であることを特徴とする上記1又は2に記載
の高純度チタン 4 Fe、Cr、Ni、Cu等の重金属、Al等の軽金
属、Na、K等のアルカリ金属及びU、Th等の放射性
元素の総含有量が10ppm以下である四塩化チタンを
用いて溶融塩電解し、さらに電子ビーム溶解することを
特徴とする高純度チタンの製造方法。 5 Fe、Cr、Ni、Cu等の重金属、Al等の軽金
属、Na、K等のアルカリ金属及びU、Th等の放射性
元素の総含有量が5ppm以下である四塩化チタンを用
いて溶融塩電解することを特徴とする上記4記載の高純
度チタンの製造方法、を提供する。The technical means for solving the above problems is to control high-purity titanium which can be used for a sputtering target or the like by controlling impurities by strictly controlled molten salt electrolysis. The knowledge that it can be obtained was obtained. Based on this finding, the present invention relates to a high-purity titanium material obtained by subjecting titanium tetrachloride to molten salt electrolysis and further removing volatile components by electron beam melting or the like, such as heavy metals such as Fe, Cr, Ni, and Cu; High purity titanium 2 Fe, heavy metals such as Cr, Ni, Cu, etc., characterized in that the total content of light metals, alkali metals such as Na and K and radioactive elements such as U and Th is 50 ppm or less. The total content of light metals, alkali metals such as Na and K, and radioactive elements such as U and Th is 10 ppm or less. The high-purity titanium 3 according to 1 above, wherein oxygen is 200 ppm or less and carbon is 50 ppm or less.
high purity titanium 4 Fe, Cr, Ni, Cu, etc., heavy metals such as Al, light metals such as Al, alkali metals such as Na and K, and radioactivity such as U, Th, etc. A method for producing high-purity titanium, comprising subjecting molten salt electrolysis to titanium tetrachloride having a total content of elements of 10 ppm or less and further performing electron beam melting. 5 Molten salt electrolysis using titanium tetrachloride having a total content of heavy metals such as Fe, Cr, Ni, and Cu, light metals such as Al, alkali metals such as Na and K, and radioactive elements such as U and Th that are 5 ppm or less. 5. The method for producing high-purity titanium according to the above item 4, wherein the method comprises:
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】本発明は、高純度の四塩化チタン
(TiCl4)を用いて溶融塩電解し、さらに電子ビー
ム溶解等により揮発成分を除去し、Fe、Cr、Ni、
Cu等の重金属、Al等の軽金属、Na、K等のアルカ
リ金属及びU、Th等の放射性元素の総含有量が50p
pm以下、好ましくは10ppm以下の高純度チタンを
得る。電子ビーム等の溶解の目的は揮発成分の除去にあ
る。したがって、電子ビームに替わるものとして、プラ
ズマ溶解法、真空アーク溶解法、誘導溶解法などが使用
できるが、安定した製造条件からみれば、特に電子ビー
ム溶解法が好適である。チタン材は酸素との結びつきが
強く必然的に含有量が高いが、この酸素含有量は200
ppm以下、好ましくは50ppm以下とする。その他
のガス成分としての炭素は50ppm、窒素及び酸素は
それぞれ10ppm以下である。硫黄、燐、塩素等のそ
の他の元素は、それぞれ10ppm以下である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, molten salt electrolysis is performed using high-purity titanium tetrachloride (TiCl 4 ), and volatile components are removed by electron beam melting or the like.
The total content of heavy metals such as Cu, light metals such as Al, alkali metals such as Na and K, and radioactive elements such as U and Th is 50 p.
pm or less, preferably 10 ppm or less. The purpose of dissolving an electron beam or the like is to remove volatile components. Therefore, as an alternative to the electron beam, a plasma melting method, a vacuum arc melting method, an induction melting method, or the like can be used, but from the viewpoint of stable manufacturing conditions, the electron beam melting method is particularly preferable. The titanium material has a strong bond with oxygen and necessarily has a high content.
ppm or less, preferably 50 ppm or less. Carbon as other gas components is 50 ppm, and nitrogen and oxygen are each 10 ppm or less. Other elements such as sulfur, phosphorus, and chlorine are each 10 ppm or less.
【0010】従来、四塩化チタンの純度が低く溶融塩電
解により、高純度のチタンを得ることができるとは考え
られなかったが、四塩化チタンを蒸留して純度を上げ、
また溶融塩電解装置に使用する装置の材料として高耐食
性のニッケルやタンタル及びグラファイトを使用し、装
置の材料に起因する汚染を防止することによって、これ
を達成することができた。蒸留法としては、弱減圧下又
は不活性雰囲気下での多段蒸留が好適である。溶融塩電
解に際しては、このような蒸留法等によって得たFe、
Cr、Ni、Cu等の重金属、Al等の軽金属、Na、
K等のアルカリ金属及びU、Th等の放射性元素の総含
有量が10ppm以下である四塩化チタンを使用する。Conventionally, the purity of titanium tetrachloride was low, and it was not considered that high purity titanium could be obtained by molten salt electrolysis. However, the purity of titanium tetrachloride was increased by distillation.
This was achieved by using high corrosion resistant nickel, tantalum and graphite as the material of the apparatus used in the molten salt electrolysis apparatus and preventing contamination caused by the material of the apparatus. As the distillation method, multistage distillation under a weak reduced pressure or under an inert atmosphere is preferable. At the time of molten salt electrolysis, Fe obtained by such a distillation method,
Heavy metals such as Cr, Ni and Cu, light metals such as Al, Na,
Titanium tetrachloride having a total content of alkali metals such as K and radioactive elements such as U and Th of 10 ppm or less is used.
【0011】四塩化チタン(TiCl4)の溶融塩電解
の段階では、ナトリウムやカリウム等のアルカリ金属
が、通常200ppmにまで上がる。これらのアルカリ
金属元素はゲート絶縁膜中を移動し、MOS界面特性を
劣化させるので、半導体装置の中では特に嫌われる不純
物である。これらのアルカリ金属元素は電子ビーム溶解
等により容易に除去することができ、それぞれ1ppm
以下に下げることができる。また、同様に界面準位を発
生させたり接合リークの原因となる遷移金属、重金属及
び軽金属を5ppm以下に、またMOS素子に悪影響を
与える放射性元素はそれぞれ1ppb以下とすることが
できる。In the stage of molten salt electrolysis of titanium tetrachloride (TiCl 4 ), alkali metals such as sodium and potassium usually increase to 200 ppm. Since these alkali metal elements move in the gate insulating film and deteriorate the MOS interface characteristics, they are impurities particularly disliked in semiconductor devices. These alkali metal elements can be easily removed by electron beam melting or the like.
It can be reduced to: Similarly, transition metals, heavy metals, and light metals that generate interface states and cause junction leakage can be reduced to 5 ppm or less, and radioactive elements that adversely affect MOS devices can be reduced to 1 ppb or less.
【0012】[0012]
【実施例1】次に、本発明の実施例について説明する。
なお、本実施例はあくまで1例であり、この例に制限さ
れるものではない。すなわち、本発明は特許請求の範囲
によってのみ制限されるものであり、本発明に含まれる
実施例以外の態様あるいは変形を全て包含するものであ
る。本発明の実施例では、電解浴として塩化ナトリウム
(NaCl)−塩化カリウム(KCl)浴の塩化物浴を
使用した。この電解浴としては、この外に塩化物−弗化
物浴、弗化物浴が使用できる。この電解浴は使用に先立
ち、30Aで20hr予備電解を行い、不純物及び水分
の除去を行った。電解槽及びその周辺機器には耐食性に
富むニッケルを使用し、不純物の混入及び汚染防止を図
った。また、塩素ガスが発生するアノードには高純度の
グラファイトを使用し、隔膜には多孔質のグラファイト
を使用した。Embodiment 1 Next, an embodiment of the present invention will be described.
This embodiment is merely an example, and the present invention is not limited to this example. That is, the present invention is limited only by the scope of the claims, and covers all aspects or modifications other than the examples included in the present invention. In the embodiment of the present invention, a chloride bath of a sodium chloride (NaCl) -potassium chloride (KCl) bath was used as the electrolytic bath. As the electrolytic bath, a chloride-fluoride bath or a fluoride bath can be used. Prior to use, this electrolytic bath was subjected to preliminary electrolysis at 30 A for 20 hours to remove impurities and moisture. Nickel, which has high corrosion resistance, was used for the electrolytic cell and its peripheral devices to prevent contamination of impurities and contamination. In addition, high-purity graphite was used for the anode from which chlorine gas was generated, and porous graphite was used for the diaphragm.
【0013】本発明の実施に使用した電解装置の概略説
明図を図1に示す。符号1は電解浴5に四塩化チタンを
導入するための導入パイプである。上記のようにアノー
ド3側には塩素ガスが発生するので、アノード隔膜4に
より塩素ガスがカソード2側に行かないようにすること
が必要である。この発生した塩素ガスは原料であるチタ
ンを四塩化チタンとするためのソースとして使用でき
る。また、これは水酸化ナトリウム等で廃液処理しても
よい。符号6はゲートバルブ、7は発生した塩素ガスを
中和槽又は塩素ガスを排出するパイプである。FIG. 1 is a schematic explanatory view of an electrolysis apparatus used for carrying out the present invention. Reference numeral 1 denotes an introduction pipe for introducing titanium tetrachloride into the electrolytic bath 5. Since chlorine gas is generated on the anode 3 side as described above, it is necessary to prevent the chlorine gas from going to the cathode 2 side by the anode diaphragm 4. The generated chlorine gas can be used as a source for converting titanium as a raw material into titanium tetrachloride. This may be subjected to waste liquid treatment with sodium hydroxide or the like. Reference numeral 6 denotes a gate valve, and reference numeral 7 denotes a neutralization tank for generating the chlorine gas or a pipe for discharging the chlorine gas.
【0014】カソード側に導入する四塩化チタンは、9
9%の純度のものを予め蒸留して99.99%の純度の
四塩化チタンとする。具体的には四塩化チタンをガラス
製容器に入れ、弱減圧下又は不活性雰囲気(Ar、N2
等)で、温度120°Cで多段蒸留を行った。このこと
は本発明の高純度チタン材を得る上で重要であり、この
ように純度を高めた四塩化チタンを使用することによっ
て、直接溶融塩電解による高純度のチタンを得ることが
できる。前記四塩化チタン(TiCl4)はTiCl2
に変換して導入するとより好適である。電解温度は68
0°〜850°C、カソード初期電流密度0.25A/
cm2で電解した。The titanium tetrachloride introduced on the cathode side is 9
9% pure titanium tetrachloride is distilled in advance to give 99.99% pure titanium tetrachloride. Specifically put titanium tetrachloride in a glass container, a weak reduced pressure or an inert atmosphere (Ar, N 2
Etc.), multistage distillation was performed at a temperature of 120 ° C. This is important in obtaining the high-purity titanium material of the present invention, and by using titanium tetrachloride having such high purity, high-purity titanium can be obtained by direct molten salt electrolysis. The titanium tetrachloride (TiCl 4 ) is TiCl 2
It is more preferable to convert to and introduce. Electrolysis temperature is 68
0 ° to 850 ° C, cathode initial current density 0.25A /
Electrolyzed at cm 2 .
【0015】四塩化チタン、電解析出チタン、電子ビー
ム溶解後のインゴットの不純物分析値を表1に示す。溶
融塩電解によってアルカリ金属元素は大きく増えるが、
電子ビーム溶解により大きく減少させることができるの
で、特に問題となることはない。放射性元素のU、Th
は電解の際に浴中に濃縮するので、電解析出チタンの不
純物としてはさらに減少する。また、溶融塩電解及び電
子ビーム溶解の際に増えるが、この程度の増加は問題と
なることはない。いずれにしても、従来の方法に比べて
低コストで高純度のチタンを得ることができる。Table 1 shows the impurity analysis values of titanium tetrachloride, electrolytically deposited titanium, and ingot after electron beam melting. Alkali metal elements are greatly increased by molten salt electrolysis,
Since it can be greatly reduced by electron beam melting, there is no particular problem. U, Th of radioactive element
Is concentrated in the bath at the time of electrolysis, so that it is further reduced as an impurity of electrolytically deposited titanium. In addition, it increases during molten salt electrolysis and electron beam melting, but such an increase does not pose a problem. In any case, high-purity titanium can be obtained at lower cost than in the conventional method.
【0016】[0016]
【表1】 [Table 1]
【0017】[0017]
【実施例2】カソード初期電流密度0.8A/cm2で
電解する以外は、実施例1と同じ条件で電解した。この
結果を表2に示す。FeとCrが若干増える傾向にある
が、他の不純物は全て実施例1よりも、さらに減少して
いる。特に酸素、炭素等のガス成分の減少が著しい。ま
た、いずれも以下に示す比較例に比べ格段に純度が向上
していることが分かる。Example 2 Electrolysis was performed under the same conditions as in Example 1 except that electrolysis was performed at a cathode initial current density of 0.8 A / cm 2 . Table 2 shows the results. Fe and Cr tend to slightly increase, but all other impurities are further reduced as compared with Example 1. In particular, the reduction of gas components such as oxygen and carbon is remarkable. In addition, it can be seen that the purity is significantly improved in each case as compared with the comparative examples described below.
【0018】[0018]
【表2】 [Table 2]
【0019】[0019]
【比較例】次に、従来使用されていた四塩化チタンの純
度が低い材料を用いて溶融塩電解及び電子ビーム溶解し
た場合の例を示す。溶融塩電解及び電子ビーム溶解の条
件は実施例1と同一である。この場合に使用した四塩化
チタン、溶融塩電解後の電解析出チタン及び電子ビーム
溶解後のインゴットの不純物分析値を表3に示す。上記
実施例とこの比較例との対比から明らかなように、比較
例により得られた電解析出チタンは、放射性元素の若干
の減少が見られるが、重金属、軽金属、酸素等のガス成
分がいずれも大幅に増加している。また、電子ビーム溶
解後のインゴットではアルカリ金属元素の減少が見られ
るが、他の不純物は引き続き多く、いずれも実施例1及
び2に比べてはるかに劣ることが分かる。[Comparative Example] Next, an example in which molten salt electrolysis and electron beam melting are performed using a conventionally used material having a low purity of titanium tetrachloride will be described. The conditions of the molten salt electrolysis and the electron beam melting are the same as in the first embodiment. Table 3 shows the impurity analysis values of the titanium tetrachloride used in this case, the electrolytically deposited titanium after the electrolysis of the molten salt, and the ingot after the electron beam melting. As is clear from the comparison between the above example and this comparative example, the electrolytically deposited titanium obtained by the comparative example shows a slight decrease in radioactive elements, but heavy metals, light metals, and any gas components such as oxygen. Has also increased significantly. Further, in the ingot after the electron beam melting, a decrease in the alkali metal element is observed, but other impurities continue to be large, and it can be seen that both are much inferior to Examples 1 and 2.
【0020】[0020]
【表3】 [Table 3]
【0021】次に、このようにして得られた実施例と比
較例のチタン材からターゲット形状に加工し、スパッタ
リングによる成膜の電気抵抗とパーティクルの発生個数
を比較した。その結果を表4に示す。この表4から明ら
かなように、比較例では7.4μΩ・cmであるのに対
し、本発明の実施例1及び2の電気抵抗はそれぞれ、
6.9μΩ・cm、6.5μΩ・cmである。また、パ
ーティクルの発生個数が比較例では50ケ/ウエハーで
あるのに対し、実施例1及び2ではそれぞれ25ケ/ウ
エハー、10ケ/ウエハーであり、いずれも本発明の方
が優れている。このように本発明の純度が向上したこと
により、電気抵抗が減少し、またスパッタリング時のパ
ーティクルの発生個数も著しく減少している。Next, the titanium materials of the example and the comparative example thus obtained were processed into a target shape, and the electrical resistance of the film formed by sputtering and the number of generated particles were compared. Table 4 shows the results. As is clear from Table 4, the electric resistance of each of Examples 1 and 2 of the present invention was 7.4 μΩ · cm in the comparative example, whereas
It is 6.9 μΩ · cm and 6.5 μΩ · cm. In addition, the number of generated particles is 50 / wafer in the comparative example, but 25 / wafer and 10 / wafer in Examples 1 and 2, respectively, and the present invention is superior in both cases. As described above, since the purity of the present invention is improved, the electric resistance is reduced, and the number of particles generated during sputtering is significantly reduced.
【0022】[0022]
【表4】 [Table 4]
【0023】[0023]
【発明の効果】高純度TiCl4を用いて溶融塩電解す
ることにより高純度電解析出(電析)チタンを得、さら
にこれを電子ビーム等により溶解して揮発成分を除去
し、高純度チタンを低コストかつ安定した製造条件で得
ることができる。また、この溶解後のチタンインゴット
から作製したターゲットを用いてスパッタリングするこ
とにより、特に半導体装置に好適な不純物の少ない高純
度チタン(合金又は化合物)薄膜を形成することがで
き、またスパッタリング中のパーティクルの発生個数が
減少し、また電気抵抗も小さいという優れた特徴を有す
る。According to the present invention, molten salt electrolysis is performed using high-purity TiCl 4 to obtain high-purity electrodeposited (deposited) titanium, which is further dissolved by an electron beam or the like to remove volatile components. Can be obtained at low cost and under stable production conditions. In addition, by sputtering using a target manufactured from the melted titanium ingot, a high-purity titanium (alloy or compound) thin film having few impurities and particularly suitable for a semiconductor device can be formed. And the electrical resistance is small.
【図1】四塩化チタンの電解装置の概略説明図である。FIG. 1 is a schematic explanatory view of a titanium tetrachloride electrolytic device.
1 四塩化チタンの導入パイプ 2 カソード 3 アノード 4 アノード隔膜 5 電解浴 6 ゲートバルブ 7 中和槽又はチタン反応槽へ向かう排出パイプ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Introduction pipe of titanium tetrachloride 2 Cathode 3 Anode 4 Anode diaphragm 5 Electrolysis bath 6 Gate valve 7 Discharge pipe toward neutralization tank or titanium reaction tank
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4K001 AA27 BA08 DB21 EA01 FA13 GA13 4K058 AA11 BA10 BB06 CB03 CB04 CB17 CB23 DD02 ED03 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4K001 AA27 BA08 DB21 EA01 FA13 GA13 4K058 AA11 BA10 BB06 CB03 CB04 CB17 CB23 DD02 ED03
Claims (5)
子ビーム溶解等により揮発成分を除去した高純度チタン
材であって、Fe、Cr、Ni、Cu等の重金属、Al
等の軽金属、Na、K等のアルカリ金属及びU、Th等
の放射性元素の総含有量が50ppm以下であることを
特徴とする高純度チタン。1. A high-purity titanium material obtained by subjecting titanium tetrachloride to molten salt electrolysis and further removing volatile components by electron beam melting or the like, comprising heavy metals such as Fe, Cr, Ni, and Cu;
High-purity titanium characterized in that the total content of light metals such as Na and K, alkali metals such as Na and K and radioactive elements such as U and Th is 50 ppm or less.
l等の軽金属、Na、K等のアルカリ金属及びU、Th
等の放射性元素の総含有量が10ppm以下であること
を特徴とする請求項1記載の高純度チタン。2. A heavy metal such as Fe, Cr, Ni, or Cu;
l, alkali metals such as Na and K, and U, Th
2. The high-purity titanium according to claim 1, wherein the total content of radioactive elements such as is 10 ppm or less.
炭素が50ppm以下であることを特徴とする請求項1
又は2に記載の高純度チタン。3. The method according to claim 1, wherein oxygen as an impurity is 200 ppm or less.
The carbon content is 50 ppm or less.
Or the high-purity titanium according to 2.
l等の軽金属、Na、K等のアルカリ金属及びU、Th
等の放射性元素の総含有量が10ppm以下である四塩
化チタンを用いて溶融塩電解し、さらに電子ビーム溶解
することを特徴とする高純度チタンの製造方法。4. A heavy metal such as Fe, Cr, Ni, or Cu;
l, alkali metals such as Na and K, and U, Th
A molten salt electrolysis using titanium tetrachloride having a total content of radioactive elements such as 10 ppm or less, followed by electron beam melting, and a method for producing high-purity titanium.
l等の軽金属、Na、K等のアルカリ金属及びU、Th
等の放射性元素の総含有量が5ppm以下である四塩化
チタンを用いて溶融塩電解することを特徴とする請求項
4記載の高純度チタンの製造方法。5. A heavy metal such as Fe, Cr, Ni, Cu, etc., A
l, alkali metals such as Na and K, and U, Th
The method for producing high-purity titanium according to claim 4, wherein molten salt electrolysis is performed using titanium tetrachloride having a total content of radioactive elements such as 5 ppm or less.
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JP11002821A JP2000204494A (en) | 1999-01-08 | 1999-01-08 | High-purity titanium and its production |
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-
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