高纯度锡或锡合金及高纯度锡的制造方法技术

一种高纯度锡或锡合金，其中，Ｕ和Ｔｈ各自的含量为５ｐｐｂ以下，Ｐｂ和Ｂｉ各自的含量为１ｐｐｍ以下，并且纯度为５Ｎ以上（条件是，Ｏ、Ｃ、Ｎ、Ｈ、Ｓ、Ｐ的气体成分除外）。一种高纯度锡或锡合金，其中，具有铸造组织的高纯度锡的α射线计数为０．００１ｃｐｈ／ｃｍ２以下。目前的半导体装置由于高密度化及高容量化，因此受到来自半导体芯片附近材料的α射线的影响，导致软错误发生的危险增多。特别是对靠近半导体装置使用的焊料或者锡的高纯度化的要求强烈，另外，需要α射线少的材料，因此，本发明专利技术的目的是提供能够应对这些问题的使锡的α射线量减少的高纯度锡或锡合金以及高纯度锡的制造方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在半导体制造装置的制造等中使用的、锡的α射线量减少的高纯度锡或锡合金以及高纯度锡的制造方法。
技术介绍
一般而言，锡是半导体制造中使用的材料，特别是焊料的主要原料。制造半导体 时，焊料在半导体芯片与衬底的接合、把IC或LSI等Si芯片焊接或者密封到引线框或陶瓷 封装上时、TAB(带式自动焊接)或倒装芯片制造时的凸起形成、半导体用布线材料等中使用。目前的半导体装置由于高密度化及高容量化，因此受到来自半导体芯片附近材料 的α射线的影响，导致软错误发生的危险增多。因此，要求前述焊料及锡的高纯度化，另 夕卜，需要α射线少的材料。关于以减少来自锡的α射线为目的的技术，公开了几项。以下对其进行介绍。下述专利文献1中，记载了将锡与α射线量为lOcph/cm2以下的铅合金化后，进 行除去锡中所含铅的精炼处理的低α射线锡的制造方法。该技术的目的是通过添加高纯度的Pb稀释锡中的21°Pb，从而减少α射线量。但 是，此时，在添加到锡中后，需要必须进一步除去Pb的复杂工序，另外，虽然在锡精炼3年后 α射线量显示为大大降低的值，但是也可以理解为经过3年才能使用该α射线量下降的 锡，因此不能说是产业上有效的方法。下述专利文献2中，记载了如果在Sn-Pb合金焊料中添加10至5000ppm选自Na、 Sr、K、Cr、Nb、Mn、V、Ta、Si、Zr和Ba的材料，则放射线α粒子的计数降至0. 5cph/cm2以下。但是，即使通过添加这样的材料，放射线α粒子的计数也只能降低到0. 015cph/ cm2的水平，达不到作为目前的半导体装置用材料能够期待的水平。另外，问题还在于，使用碱金属元素、过渡金属元素、重金属元素等不优选混入半 导体中的元素作为添加材料。因此，如果作为半导体装置组装用材料，则只能说是水平低的 材料。下述专利文献3中，记载了使从焊料极细线释放的放射线α粒子的计数为 0. 5cph/cm2以下，作为半导体装置等的连接布线使用。但是，这种程度的放射线α粒子的 计数水平，达不到作为目前的半导体装置用材料能够期待的水平。下述专利文献4中，记载了使用高度精制硫酸、高度精制盐酸等纯度高的硫酸和 盐酸制作电解液，并且使用高纯度的锡作为阴极进行电解，由此得到铅浓度低、铅的α射 线计数为0.005cph/cm2以下的高纯度锡。如果不考虑成本，使用高纯度的原材料(试剂)， 则当然能够得到高纯度的材料，但是，即便如此，专利文献4的实施例所示的析出锡的最低α射线计数为0. 002cph/cm2，尽管成本很高，但是也达不到能够期待的水平。下述专利文献5中，记载了向添加了粗金属锡的加热水溶液中添加硝酸使偏锡酸沉降，将其过滤并洗涤，洗涤后的偏锡酸用盐酸或氢氟酸溶解，将该溶解液作为电解液，通 过电解沉积得到5N以上的金属锡的方法。虽然该技术模糊地描述了可以应用于半导体装 置，但是对于放射性元素U、Th及放射线α粒子的计数的限制没有特别提及，对于这些限制 而言，可以说是低水平的。下述专利文献6中，公开了使构成焊料合金的Sn中所含的Pb量减少，使用Bi、Sb、 Ag或Zn作为合金材料的技术。但是，对于从根本上解决此时即便尽可能地减少Pb也必然 混入的Pb所引起的放射线α粒子计数问题的方法，没有特别公开。下述专利文献7中，公开了使用高度精制硫酸试剂电解而制造的品位为99. 99% 以上、放射线α粒子的计数为0.03cph/cm2以下的锡。此时，如果不考虑成本，使用高纯度 的原材料(试剂)，则当然可以得到高纯度的材料，但是即便如此，专利文献7的实施例所示 的析出锡的最低α射线计数为0.003cph/cm2，尽管成本高，但是达不到能够期待的水平。下述专利文献8中，记载了具有4N以上的品位、放射性同位素低于50ppm、放射线 α粒子的计数为0. 5cph/cm2以下的半导体装置用钎料用铅。另外。下述专利文献9中，记 载了品位为99. 95%以上、放射性同位素低于30ppm、放射线α粒子的计数为0. 2cph/cm2以 下的半导体装置用钎料用锡。上述专利文献8和9的放射线α粒子计数的容许量均比较宽松，也都存在作为目 前的半导体装置用材料达不到能够期待的水平的问题。专利文献10中公开了纯度99. 999% (5Ν)的Sn的例子，但是该Sn是用于隔震结 构体用金属插塞材料，因此对于放射性元素U、Th及放射线α粒子计数的限制完全没有记 载，这样的材料不能作为半导体装置组装用材料使用。另外，在专利文献11中，公开了利用石墨或活性炭的粉末从被大量的锝(Tc)、铀、 钍污染的镍中除去锝的方法。其理由是，如果想通过电解精炼法除去锝，则其会伴随镍在阴 极上共沉积，因此不能分离。即，不能通过电解精炼法除去镍中所含的放射性物质锝。专利 文献11的技术是被锝污染的镍所特有的问题，不能应用于其它物质。另外，该技术作为处理对人体有害的产业废弃物的高纯度化技术，不过是低水平 的技术，达不到作为半导体装置用材料的水平。专利文献1 日本专利第3528532号公报专利文献2 日本专利第3227851号公报专利文献3 日本专利第2913908号公报专利文献4 日本专利第2754030号公报专利文献5 日本特开平11-343590号公报专利文献6 日本特开平9-260427号公报专利文献7 日本特开平1-283398号公报专利文献8 日本特开昭62-47955号公报专利文献9 日本特开昭62-1478号公报专利文献10 日本特开2001-82538号公报专利文献11 日本特开7-280998号公报
技术实现思路
目前的半导体装置由于高密度化及高容量化，因此受到来自半导体芯片附近材料的α射线的影响，导致软错误发生的危险增多。特别是对靠近半导体装置使用的焊料或者 锡的高纯度化的要求强烈，另外，需要α射线少的材料，因此，本专利技术的目的是提供能够应 对这些问题的使锡的α射线量减少的高纯度锡或锡合金以及高纯度锡的制造方法。为了解决上述问题，本专利技术的高纯度锡或锡合金，其特征在于，纯度为5Ν以上(条 件是，0、C、N、H、S、P的气体成分除外)，其中放射性元素U和Th各自的含量为5ppb以下， 释放放射线α粒子的Pb和Bi各自的含量为Ippm以下，可以尽量地排除α射线对半导体 芯片的影响(另外，本专利技术使用的％、？ 111、？ 13全部表示重量(Wt))。本专利技术的高纯度锡或锡合金最后通过熔解和铸造、以及根据需要进行轧制和切割 来制造，因此该高纯度锡的α射线计数优选为O.OOlcph/cm2以下，本专利技术的高纯度锡或锡 合金可以实现这一点。本专利技术中，高纯度锡的制造特别重要，作为该高纯度锡的制造方法，用酸、例如硫 酸使原料锡浸出后，将该浸出液作为电解液，使杂质的吸附材料悬浮于该电解液中，使用原 料锡阳极进行电解精炼，由此，可以得到纯度为5N以上(条件是，O、C、N、H、S、P的气体成 分除外)，其中放射性元素U和Th各自的含量为5ppb以下，释放放射线α粒子的Pb和Bi 各自的含量为Ippm以下的高纯度锡。Pb和Bi都与Sn电位接近，因此存在难以除去的问题，但是，通过本专利技术的方法，可 以实现有效除去。作为前述悬浮于电解液中的吸附材料，可以使用氧化钛、氧化铝、氧化锡等氧化 物，活性炭，碳等。另外，将通过上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高纯度锡，其中，Ｕ和Ｔｈ各自的含量为５ｐｐｂ以下，Ｐｂ和Ｂｉ各自的含量为１ｐｐｍ以下，并且除Ｏ、Ｃ、Ｎ、Ｈ、Ｓ、Ｐ的气体成分外的纯度为５Ｎ以上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：新藤裕一朗，竹本幸一，
申请(专利权)人：日矿金属株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]