[发明专利]高纯度锡或锡合金及高纯度锡的制造方法

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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，另外，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10cph/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²¹⁰Pb，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。