JP2003138322A - Method of manufacturing high-purity metal, high-purity metal, sputtering target consisting of this high-purity metal and thin film formed by this sputtering target - Google Patents
Method of manufacturing high-purity metal, high-purity metal, sputtering target consisting of this high-purity metal and thin film formed by this sputtering targetInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、塩酸系浴及び硫
酸系浴を用いて電解精製又は電解採取より得た電析金属
から純度4N5(99.995wt%)以上の高純度金
属、特に高純度鉄、ニッケル又はコバルトニッケルを製
造する方法、並びにそれによって得た高純度金属、同高
純度金属からなるスパッタリングターゲット及び該スパ
ッタリングターゲットにより形成した薄膜に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a high-purity metal having a purity of 4N5 (99.995 wt%) or more, particularly a high-purity metal from an electrodeposited metal obtained by electrolytic refining or electrolytic extraction using a hydrochloric acid type bath and a sulfuric acid type bath. The present invention relates to a method for producing iron, nickel or cobalt nickel, a high-purity metal obtained thereby, a sputtering target made of the same high-purity metal, and a thin film formed by the sputtering target.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、純度4N5レベル以上の高純度
金属、特に高純度鉄、ニッケル又はコバルトは電子・電
気部品用の磁性薄膜形成材料として不可欠なものであ
る。通常、基板にこれらの材料の薄膜を形成する方法と
してスパッタリング法が用いられている。周知のよう
に、スパッタリングによる薄膜形成法は、アルゴン等の
不活性ガス雰囲気で基板とターゲット間で放電させてプ
ラズマを形成し、これによって電離したアルゴンイオン
を陰極側のターゲットに衝突させ、ターゲット材料を対
向する基板側に弾き飛ばし、同ターゲット材料成分を基
板に堆積させるものである。2. Description of the Related Art Generally, high-purity metals having a purity level of 4N5 or higher, particularly high-purity iron, nickel or cobalt are indispensable materials for forming magnetic thin films for electronic and electric parts. Usually, a sputtering method is used as a method for forming a thin film of these materials on a substrate. As is well known, in the thin film forming method by sputtering, plasma is formed by discharging plasma between a substrate and a target in an atmosphere of an inert gas such as argon, and thereby ionized argon ions are made to collide with a target on the cathode side, and the target material Are ejected to the opposing substrate side to deposit the same target material component on the substrate.
【0003】このような磁性薄膜形成材料は、その特性
を利用するために純度4N5レベル以上の純度が要求さ
れるが、ガス成分以外は純度4N5(99.995wt
%)が達成されている材料が得られている。しかし、最
近では上記ガス成分である酸素、塩素、水素等がターゲ
ットをスパッタリングする工程で、異常放電が発生しこ
れに起因するパーティクルやノジュールの発生の原因と
なることが分かり、これらを極力低減する要求がある。
通常、これらのガス成分を除去するには真空溶解、特に
電子ビーム溶解するのが効果的である。[0003] Such a magnetic thin film forming material is required to have a purity of 4N5 level or higher in order to utilize its characteristics, but a purity of 4N5 (99.995 wt) except for gas components.
%) Has been achieved. However, recently, it has been found that oxygen, chlorine, hydrogen, etc., which are the above-mentioned gas components, cause particles and nodules due to abnormal discharge in the step of sputtering the target, and reduce these as much as possible. There is a request.
Usually, vacuum melting, particularly electron beam melting is effective for removing these gas components.
【0004】一方、上記磁性薄膜形成材料として使用さ
れる鉄、ニッケル、コバルト等は、比較的低コストで高
純度金属を製造できることから、塩酸系浴又は硫酸系浴
を使用して、電解精製又は電解採取によって製造される
のが普通である。しかし、これらによって得られる高純
度の鉄、ニッケル又はコバルト等は、電析の条件によっ
て、ガス成分である酸素、塩素、水素、硫黄等の不純物
の量が大きく異なるということが分かった。すなわち、
塩酸系浴を用いて製造した電析金属には、不純物として
酸素(O)や塩素(Cl)、さらには水素(H)の含有
量が高くなり、他方硫酸系浴を使用して電析物を得た場
合には、硫黄(S)が多くなるという問題発生した。こ
れらの酸素、塩素、水素の含有量が高くなると異常放電
が発生し易くなり、これを低減させようとすると収率が
低下する。また、上記のように材料中に硫黄含有量が増
大すると、加工性が著しく低下する。そのため、インゴ
ットからターゲットに鍛造や圧延加工する際に割れが入
り、歩留りが低下するという問題が発生した。On the other hand, since iron, nickel, cobalt, etc. used as the above-mentioned magnetic thin film forming material can produce a high-purity metal at a relatively low cost, they can be electrorefined or purified by using a hydrochloric acid bath or a sulfuric acid bath. It is usually manufactured by electrowinning. However, it has been found that the high-purity iron, nickel, cobalt and the like obtained by these have large amounts of impurities such as oxygen, chlorine, hydrogen and sulfur as gas components depending on the conditions of electrodeposition. That is,
The electrodeposited metal produced using a hydrochloric acid bath has a high content of oxygen (O), chlorine (Cl), and further hydrogen (H) as impurities, while the electrodeposited metal is produced using a sulfuric acid bath. In the case of obtaining, there was a problem that the amount of sulfur (S) increased. If the contents of oxygen, chlorine, and hydrogen become high, abnormal discharge is likely to occur, and if it is attempted to reduce this, the yield will decrease. Further, if the sulfur content in the material is increased as described above, the workability is significantly reduced. Therefore, when the ingot is subjected to forging or rolling on the target, cracks occur and the yield decreases.
【0005】上記のガス成分である不純物の量は、多量
に含有されると、前記電子ビーム溶解等の真空溶解によ
っても十分には除去できないという問題がある。また、
このようなガス成分を多量に含有された場合、真空溶解
時にスプラッシュが多くなり、収率が低下する。真空溶
解による精製時間を長くして、徹底的にこのようなガス
成分を除去する方法も考えられるが、目的とする高純度
金属の揮発等により、同様に収率が大きく低下する。ま
た、電子ビーム溶解する場合のるつぼ成分によって、例
えばセラミックス製のるつぼを使用した場合は、その後
のターゲットの不純物としてセラミックス成分が非金属
介在物となって混入するという問題も発生した。この非
金属介在物は同様にスパッタリングの際のパーティクル
やノジュールの発生の原因となることが分かった。この
ような、セラミックス製のるつぼに替えて、銅製るつぼ
を使用することも考えられるが、特に硫酸系浴を使用し
て得た電析金属は、銅製るつぼから銅を巻き込んでしま
い、銅の不純物量が多くなるという問題があった。If a large amount of the above-mentioned gas component impurities is contained, there is a problem that the impurities cannot be sufficiently removed even by vacuum melting such as electron beam melting. Also,
When a large amount of such a gas component is contained, splash is increased during vacuum melting and the yield is reduced. Although a method of thoroughly removing such a gas component by prolonging the purification time by vacuum melting can be considered, the yield is also greatly reduced due to volatilization of the target high-purity metal. Further, depending on the crucible component used in the electron beam melting, for example, when a ceramic crucible is used, there is a problem that the ceramic component is mixed as a non-metallic inclusion as an impurity in the target thereafter. It was found that this non-metal inclusion also causes the generation of particles and nodules during sputtering. Although it is possible to use a copper crucible instead of a ceramic crucible, the electrodeposited metal obtained by using a sulfuric acid bath in particular involves the copper from the copper crucible, which causes impurities in the copper. There was a problem that the amount increased.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、比較的低コ
ストで高純度金属を製造できることから、塩酸系浴又は
硫酸系浴を使用して得た鉄、ニッケル、コバルト等の電
析金属を使用するとともに、ガス成分や真空溶解時に混
入する介在物を極力減少させると同時に、収率良く高純
度の鉄、ニッケル、コバルト等の金属を製造する方法、
並びにこれによって得られる高純度金属、同高純度金属
からなるスパッタリングターゲット及び該スパッタリン
グターゲットにより形成した薄膜を提供することを目的
とする。According to the present invention, a high-purity metal can be produced at a relatively low cost. Therefore, an electrodeposited metal such as iron, nickel or cobalt obtained by using a hydrochloric acid-based bath or a sulfuric acid-based bath can be used. Along with use, a method for producing high-purity metals such as iron, nickel, and cobalt with a high yield while reducing gas components and inclusions mixed during vacuum melting as much as possible,
Another object of the present invention is to provide a high-purity metal obtained thereby, a sputtering target made of the same high-purity metal, and a thin film formed by the sputtering target.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、塩酸系浴を用いて製造した電析金属と硫酸系浴を用
いて製造した電析金属とを混合し、ガス成分等の不純物
の量を調節することによって、最終的に得られる不純物
を調整し、収率を改善す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.塩酸系浴を用いて製造した電析金属と硫酸系浴を用
いて製造した電析金属とを混合し、これを真空溶解して
インゴットとし、ガス成分除きで4N5(99.995
wt%)以上の純度を有する高純度金属の製造方法
2.塩酸系浴を用いて製造した電析金属の比率が5〜9
5wt%であることを特徴とする上記1記載の高純度金
属の製造方法
3.銅製るつぼを使用して真空溶解することを特徴とす
る上記1又は2記載の高純度金属の製造方法
4.製造する高純度金属と同質のるつぼを使用して真空
溶解することを特徴とする上記1又は2記載の高純度金
属の製造方法
5.真空溶解後の不純物であるS含有量1wtppm以
下、Cl含有量1wtppm以下、O含有量100pp
m以下であることを特徴とする上記1〜4のそれぞれに
記載の高純度金属の製造方法
6.真空溶解後の不純物であるS含有量0.5wtpp
m以下、Cl含有量0.1wtppm以下、O含有量5
0ppm以下であることを特徴とする上記1〜4のそれ
ぞれに記載の高純度金属の製造方法
7.混合した電析金属を真空溶解することを特徴とする
上記1〜6のそれぞれに記載の高純度金属の製造方法
8.高純度金属が鉄、ニッケル又はコバルトであること
を特徴とする上記1〜7のそれぞれに記載の高純度金属
の製造方法を提供する。In order to solve the above problems, an electrodeposited metal produced by using a hydrochloric acid-based bath and an electrodeposited metal produced by using a sulfuric acid-based bath are mixed to obtain impurities such as gas components. It was found that the yield can be improved by adjusting the impurities finally obtained by adjusting the amount of. Based on this finding, the present invention provides 1. The electrodeposited metal produced using a hydrochloric acid-based bath and the electrodeposited metal produced using a sulfuric acid-based bath were mixed, and this was vacuum melted to form an ingot.
1. A method for producing a high-purity metal having a purity of not less than wt% 2. The ratio of electrodeposited metal manufactured using a hydrochloric acid bath is 5 to 9
2. The method for producing a high-purity metal according to the above 1, wherein the content is 5 wt%. 3. The method for producing a high-purity metal according to the above 1 or 2, wherein the melting is performed in a vacuum using a copper crucible. 4. The method for producing a high-purity metal according to the above 1 or 2, wherein the melting is performed in a vacuum using a crucible of the same quality as the high-purity metal to be produced. S content 1 wtppm or less as impurities after vacuum melting, Cl content 1 wtppm or less, O content 100 pp
5. The method for producing a high-purity metal according to each of the above 1 to 4, characterized in that it is m or less. S content of 0.5 wtpp, which is an impurity after vacuum melting
m or less, Cl content 0.1 wtppm or less, O content 5
7. The method for producing a high-purity metal according to each of 1 to 4, wherein the content is 0 ppm or less. 7. The method for producing a high-purity metal according to each of 1 to 6 above, wherein the mixed electrodeposited metal is vacuum-melted. The high-purity metal is iron, nickel or cobalt, and the method for producing a high-purity metal according to each of 1 to 7 above is provided.
【0008】本発明は、また
9.不純物であるS含有量1wtppm以下、Cl含有
量1wtppm以下、O含有量100ppm以下である
ことを特徴とするガス成分除きで4N5(99.995
wt%)以上の純度を有する高純度金属、同高純度金属
からなるスパッタリングターゲット及び該スパッタリン
グターゲットにより形成した薄膜
10.不純物であるS含有量0.5wtppm以下、C
l含有量0.1wtppm以下、O含有量50ppm以
下であることを特徴とするガス成分除きで4N5(9
9.995wt%)以上の純度を有する高純度金属、同
高純度金属からなるスパッタリングターゲット及び該ス
パッタリングターゲットにより形成した薄膜
11.高純度金属が鉄、ニッケル又はコバルトであるこ
とを特徴とする上記9又は10に記載の高純度金属、同
高純度金属からなるスパッタリングターゲット及び該ス
パッタリングターゲットにより形成した薄膜
12.上記1〜8により製造した不純物であるS含有量
1wtppm以下、Cl含有量1wtppm以下、O含
有量100ppm以下であることを特徴とするガス成分
除きで4N5(99.995wt%)以上の純度を有す
る高純度金属、同高純度金属からなるスパッタリングタ
ーゲット及び該スパッタリングターゲットにより形成し
た薄膜を提供する。The present invention also relates to 9. 4N5 (99.995) excluding gas components characterized by S content of 1 wtppm or less, Cl content of 1 wtppm or less, and O content of 100 ppm or less as impurities
wt%) or higher purity metal, a sputtering target made of the same, and a thin film formed by the sputtering target. Impurity S content 0.5 wtppm or less, C
lN content of 0.1 wtppm or less, O content of 50 ppm or less, excluding gas components, 4N5 (9
9.995 wt% or more of high purity metal, a sputtering target made of the same high purity metal, and a thin film formed by the sputtering target. 11. The high-purity metal is iron, nickel, or cobalt, and the high-purity metal according to 9 or 10 above, a sputtering target made of the same high-purity metal, and a thin film formed by the sputtering target. It has a purity of 4N5 (99.995 wt%) or more excluding gas components characterized by having an S content of 1 wtppm or less, a Cl content of 1 wtppm or less, and an O content of 100 ppm or less, which are impurities produced by the above 1 to 8. Provided are a high-purity metal, a sputtering target made of the same high-purity metal, and a thin film formed by the sputtering target.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】図1に示すような電解槽1を用
い、例えば3Nレベルの塊状の鉄、コバルト、ニッケル
等の目的とする原料2をアノード5とし、またカソード
4に同材料を使用して、浴温10〜70°C、硫酸系電
解液又は塩酸系電解液を使用して、電流密度0.1〜1
0A/dm2で実施する。図1において、符号3はアノ
ードバスケットを示す。これによって、カソード4に純
度4N5以上の電析鉄、コバルト、ニッケル(析出)が
得られる。本発明においては、このような電析方法を発
明の要件とするものではないので、通常の製造方法の概
要を示す。ガス成分を除き4N5(99.995wt
%)以上の純度を有する電析物を得るものであれば、い
ずれの方法も適宜採用できる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Using an electrolytic cell 1 as shown in FIG. 1, a target raw material 2 such as massive 3N level iron, cobalt, nickel or the like is used as an anode 5, and the same material is used for a cathode 4. Then, the bath temperature is 10 to 70 ° C., the sulfuric acid electrolyte or the hydrochloric acid electrolyte is used, and the current density is 0.1 to 1.
It is carried out at 0 A / dm 2 . In FIG. 1, reference numeral 3 indicates an anode basket. As a result, electrodeposited iron, cobalt, and nickel (deposition) having a purity of 4N5 or more can be obtained on the cathode 4. In the present invention, since such an electrodeposition method is not a requirement of the invention, an outline of a usual production method will be shown. Excluding gas components, 4N5 (99.995wt
Any method can be adopted as appropriate as long as an electrodeposit having a purity of at least%) can be obtained.
【0010】本発明は、塩酸系浴を用いて製造した電析
金属と硫酸系浴を用いて製造した4N5(99.995
wt%)以上の電析金属とを混合し、これを真空溶解し
てインゴットとする。これによってガス成分を除き4N
5(99.995wt%)以上の高純度金属を製造す
る。この塩酸系浴を用いて製造した電析金属と硫酸系浴
を用いて製造した電析金属とを混合して真空溶解するこ
とが本発明の大きな特徴である。塩酸系浴は上記の通
り、酸素、塩素、水素等のガス成分が増加し、収率はや
や低いが、逆に硫黄は極めて少ない。これに対して、硫
酸系浴は硫黄の含有量は高いが酸素、塩素、水素等のガ
ス成分は極めて低く、また収率が高いという特徴があ
る。したがって、上記混合はこれらの不純物を相互に相
殺し、かつ収率も向上する。さらに硫黄が混入すること
による加工性が悪化することがなく、圧延又は鍛造時に
割れの発生が少なくなる。According to the present invention, 4N5 (99.995) produced by using an electrodeposited metal produced by using a hydrochloric acid type bath and a sulfuric acid type bath
(wt%) or more of the electrodeposited metal is mixed and vacuum-melted to form an ingot. This removes gas components and 4N
A high-purity metal of 5 (99.995 wt%) or more is manufactured. It is a major feature of the present invention that the electrodeposited metal produced using this hydrochloric acid type bath and the electrodeposited metal produced using the sulfuric acid type bath are mixed and dissolved in vacuum. As described above, in the hydrochloric acid type bath, gas components such as oxygen, chlorine and hydrogen increase, and the yield is slightly low, but conversely, the amount of sulfur is extremely small. On the other hand, the sulfuric acid-based bath is characterized by a high sulfur content, but extremely low gas components such as oxygen, chlorine and hydrogen, and a high yield. Therefore, the above-mentioned mixing cancels out these impurities and improves the yield. Further, the workability does not deteriorate due to the inclusion of sulfur, and the occurrence of cracks during rolling or forging is reduced.
【0011】真空溶解としては、電子ビーム溶解が好適
である。以上によって、真空溶解後の不純物であるS含
有量を1wtppm以下、Cl含有量を1wtppm以
下、O含有量を100ppm以下とすることができる。
好ましくは、不純物であるS含有量0.5wtppm以
下、Cl含有量0.1wtppm以下、O含有量50p
pm以下である。本発明において適用できる高純度金属
として、鉄、ニッケル又はコバルトが代表的なものであ
り、後述する磁性薄膜を形成するスパッタリングターゲ
ット材として使用できる。Electron beam melting is preferable as the vacuum melting. As described above, the S content as an impurity after vacuum melting can be 1 wtppm or less, the Cl content can be 1 wtppm or less, and the O content can be 100 ppm or less.
Preferably, the content of S as an impurity is 0.5 wtppm or less, the content of Cl is 0.1 wtppm or less, and the content of O is 50 p.
It is pm or less. Typical high-purity metals applicable in the present invention are iron, nickel, and cobalt, which can be used as a sputtering target material for forming a magnetic thin film described later.
【0012】前記、塩酸系浴を用いて製造した電析金属
と硫酸系浴を用いて製造した4N5(99.995wt
%)以上の電析金属とを混合して真空溶解する場合、塩
酸系浴を用いて製造した電析金属の比率を5〜95wt
%とすることが望ましい。これによって、S含有量を1
wtppm以下、Cl含有量を1wtppm以下、O含
有量を100ppm以下、さらにはS含有量0.5wt
ppm以下、Cl含有量0.1wtppm以下、O含有
量50ppm以下とすることが容易となる。本発明にお
いては、製造する高純度金属と同質のるつぼを使用する
か又は銅製るつぼを使用して真空溶解することが望まれ
る。前記のように、セラミックス製るつぼを使用した場
合、非金属介在物が高純度金属に混入する可能性が高く
なるからである。銅製るつぼを使用して真空溶解する場
合、特に塩酸系の電解液を使用した電析物を使用する
と、銅含有量が低くなる傾向にあるが、逆に硫酸系の電
解液を使用した電析物では高くなるので、相殺されて銅
含有量の影響は小さくなる。[0012] The above-mentioned electrodeposited metal produced using a hydrochloric acid type bath and 4N5 (99.995 wt) produced using a sulfuric acid type bath
%) Or more of the electrodeposited metal to be dissolved in vacuum, the ratio of the electrodeposited metal produced using a hydrochloric acid bath is 5 to 95 wt.
It is desirable to set it as%. As a result, the S content is 1
wtppm or less, Cl content is 1wtppm or less, O content is 100ppm or less, and further S content is 0.5wt.
It becomes easy to set ppm or less, Cl content of 0.1 wtppm or less, and O content of 50 ppm or less. In the present invention, it is desirable to use a crucible of the same quality as the high-purity metal to be produced, or to use a copper crucible for vacuum melting. This is because, as described above, when a ceramic crucible is used, there is a high possibility that non-metallic inclusions will be mixed with high-purity metal. When vacuum melting using a copper crucible, especially when using an electrodeposit using a hydrochloric acid-based electrolytic solution, the copper content tends to be low, but on the contrary, electrodeposition using a sulfuric acid-based electrolytic solution Since it is higher in the product, the effect of the copper content is offset by being offset.
【0013】本発明は、上記の方法により、不純物であ
るS含有量1wtppm以下、Cl含有量1wtppm
以下、O含有量100ppm以下、さらにはS含有量
0.5wtppm以下、Cl含有量0.1wtppm以
下、O含有量50ppm以下である、ガス成分除きで4
N5(99.995wt%)以上の純度を有する高純度
金属、特に高純度の鉄、ニッケル又はコバルトを得るこ
とができるが、これはスパッタリングターゲットとして
好適であり、スパッタリング時の異常放電を減少させ、
パーティクルやノジュールの発生を抑制でき、特性に優
れたスパッタリングターゲット薄膜を得ることができ
る。According to the present invention, according to the above method, the S content as impurities is 1 wtppm or less and the Cl content is 1 wtppm.
Hereinafter, the O content is 100 ppm or less, the S content is 0.5 wtppm or less, the Cl content is 0.1 wtppm or less, and the O content is 50 ppm or less.
It is possible to obtain a high-purity metal having a purity of N5 (99.995 wt%) or higher, particularly high-purity iron, nickel or cobalt, which is suitable as a sputtering target and reduces abnormal discharge during sputtering.
Generation of particles and nodules can be suppressed, and a sputtering target thin film having excellent characteristics can be obtained.
【0014】[0014]
【実施例及び比較例】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一例であり、この例
に制限されるものではない。すなわち、本発明の技術思
想の範囲内で、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。Examples and Comparative Examples Next, examples of the present invention will be described. The present embodiment is merely an example, and the present invention is not limited to this example. That is, it includes all aspects or modifications other than the examples within the scope of the technical idea of the present invention.
【0015】(実施例1)塩酸系浴を使用して製造した
純度4N5(99.995wt%)電析コバルト0.5
kgと硫酸系浴を使用して製造した純度4N5(99.
995wt%)電析コバルト2kgを混合し、銅製るつ
ぼを使用して電子ビーム溶解し、インゴットを得た。電
子ビーム溶解は、1A、30kW、真空度2〜5×10
−4mmHgの条件で実施した。塩酸系浴を使用して製
造した純度4N5電析コバルトと硫酸系浴を使用して製
造した純度4N5電析コバルトを混合し、これをさらに
電子ビーム溶解しインゴットとした同インゴットの不純
物である酸素、硫黄、塩素、銅の分析値及びインゴット
の分析値を表1中に示す。さらに、インゴットを冷間圧
延し、ターゲット形状に圧延した。圧延による割れの発
生はなく、正常な高純度コバルトターゲットが得られ
た。Example 1 Purity 4N5 (99.995 wt%) electrodeposited cobalt 0.5 produced using a hydrochloric acid type bath
4N5 (99.
995 wt%) 2 kg of electrodeposited cobalt was mixed and subjected to electron beam melting using a copper crucible to obtain an ingot. Electron beam melting is 1 A, 30 kW, vacuum degree 2-5 × 10
It carried out on the conditions of -4 mmHg. Oxygen, which is an impurity of the same ingot, obtained by mixing 4N5 electrodeposited cobalt produced using a hydrochloric acid bath and 4N5 electrodeposited cobalt produced using a sulfuric acid bath, and further subjecting this mixture to electron beam melting to form an ingot. The analytical values of sulfur, chlorine, copper and ingot are shown in Table 1. Further, the ingot was cold-rolled to a target shape. A normal high-purity cobalt target was obtained without any cracking due to rolling.
【0016】[0016]
【表1】 [Table 1]
【0017】(比較例1)塩酸系浴を使用して製造した
純度4N5(99.995wt%)電析コバルトを銅製
るつぼを使用して電子ビーム溶解し、インゴットを得
た。電子ビーム溶解は、実施例1と同様に、1A、30
kW、真空度2〜5×10 −4mmHgの条件で実施し
た。塩酸系浴を使用して製造した純度4N5電析コバル
トの不純物である酸素、硫黄、塩素、銅の分析値及びイ
ンゴットの分析値を表1中に示す。さらに、このインゴ
ットを冷間圧延し、ターゲット形状に圧延した。その結
果圧延による割れの発生はなかった。以上の結果を同様
に表1中に示す。Comparative Example 1 Produced using a hydrochloric acid type bath
Purity 4N5 (99.995wt%) electrodeposited cobalt made of copper
Electron beam melting using crucible to get ingot
It was Electron beam melting was performed in the same manner as in Example 1 with 1A, 30
kW, vacuum degree 2-5 × 10 -4Conducted under the condition of mmHg
It was Purity 4N5 electrodeposited cobalt produced using hydrochloric acid bath
Of impurities such as oxygen, sulfur, chlorine, and copper
The analytical values of the ngots are shown in Table 1. Furthermore, this ingo
Cold rolled into a target shape. That conclusion
There was no cracking due to fruit rolling. Same as above results
Are shown in Table 1.
【0018】(比較例2)硫酸系浴を使用して製造した
純度4N5(99.995wt%)電析コバルトを銅製
るつぼを使用して電子ビーム溶解し、インゴットを得
た。電子ビーム溶解は、実施例1と同様に、1A、30
kW、真空度2〜5×10 −4mmHgの条件で実施し
た。硫酸系浴を使用して製造した純度4N5電析コバル
トの不純物である酸素、硫黄、塩素、銅の分析値及びイ
ンゴットの分析値を表1中に示す。さらに、このインゴ
ットを冷間圧延し、ターゲット形状に圧延した。その結
果圧延による割れが発生した。以上の結果を同様に表1
中に示す。(Comparative Example 2) Production using a sulfuric acid bath
Purity 4N5 (99.995wt%) electrodeposited cobalt made of copper
Electron beam melting using crucible to get ingot
It was Electron beam melting was performed in the same manner as in Example 1 with 1A, 30
kW, vacuum degree 2-5 × 10 -4Conducted under the condition of mmHg
It was Purity 4N5 electrodeposited cobalt produced using sulfuric acid bath
Of impurities such as oxygen, sulfur, chlorine, and copper
The analytical values of the ngots are shown in Table 1. Furthermore, this ingo
Cold rolled into a target shape. That conclusion
Cracking occurred due to fruit rolling. The above results are similarly shown in Table 1.
Shown inside.
【0019】表1に示すように、比較例1である塩酸系
浴で得た電析コバルトでは、酸素及び塩素の含有量が多
く、真空溶解時にスプラッシュが多かった。また、収率
が90%以下と低かった。しかし、銅の不純物含有量は
低いという結果になった。これに対し、比較例2である
硫酸系で得た電析コバルトでは、酸素及び塩素の含有量
が小さく、真空溶解時にスプラッシュは少なかった。し
かし、銅の不純物含有が高いという結果になった。そし
て、インゴット段階までの収率は98%と高かった。し
かし、ターゲット形状への圧延時に割れを発生した。以
上に対して、実施例のインゴットは酸素、塩素、硫黄及
び銅の含有量はいずれも低減されており、上記のように
ターゲット形状への加工時に割れは発生しなかった。As shown in Table 1, the electrodeposited cobalt obtained in the hydrochloric acid type bath of Comparative Example 1 contained a large amount of oxygen and chlorine and had a large amount of splash during vacuum melting. In addition, the yield was low at 90% or less. However, the result is that the impurity content of copper is low. On the other hand, in the electrodeposited cobalt obtained in the sulfuric acid system of Comparative Example 2, the oxygen and chlorine contents were small and the splash was small during vacuum melting. However, the result is that the content of impurities in copper is high. The yield up to the ingot stage was as high as 98%. However, cracking occurred during rolling into the target shape. On the other hand, in the ingots of Examples, the contents of oxygen, chlorine, sulfur and copper were all reduced, and as described above, no cracks were generated during processing into the target shape.
【0020】実施例1と同様の条件である塩酸系浴及び
硫酸系浴を使用して製造した混合金属において、塩酸系
浴を使用して得た電析金属の量(wt%)と酸素含有量
との関係を調べた結果を図2に示す。この図2からパー
ティクルの発生量を低く押えることのできる酸素100
wtppm以下とするためには、塩酸系浴を使用して得
た電析金属の量を80wt%以下が望ましいことが分か
る。実施例1と同様の条件である塩酸系浴及び硫酸系浴
を使用して製造した混合金属において、塩酸系浴を使用
して得た電析金属の量(wt%)と加工時の割れ発生と
の関係を調べた結果を図3に示す。この図3から割れを
防止でき条件とするためには、硫酸系浴を使用して得た
電析金属の量を減少させる、すなわち塩酸系浴を使用し
て得た電析金属の量を15wt%以上とすることが望ま
しいことが分かる。In a mixed metal produced using a hydrochloric acid type bath and a sulfuric acid type bath under the same conditions as in Example 1, the amount (wt%) of electrodeposited metal and oxygen content obtained using the hydrochloric acid type bath The result of examining the relationship with the amount is shown in FIG. From this FIG. 2, it is possible to suppress the amount of particles generated to a low level by oxygen 100.
It can be seen that the amount of the electrodeposited metal obtained by using the hydrochloric acid bath is preferably 80 wt% or less in order to set the wtppm or less. In a mixed metal produced using a hydrochloric acid-based bath and a sulfuric acid-based bath under the same conditions as in Example 1, the amount (wt%) of electrodeposited metal obtained by using the hydrochloric acid-based bath and cracking during processing The result of examining the relationship with is shown in FIG. From FIG. 3, in order to prevent cracking, the amount of electrodeposited metal obtained by using a sulfuric acid-based bath should be reduced, that is, the amount of electrodeposited metal obtained by using a hydrochloric acid-based bath should be 15 wt. It can be seen that it is desirable to set it to be at least%.
【0021】[0021]
【発明の効果】以上に示すように、塩酸系浴を用いて製
造した電析金属と硫酸系浴を用いて製造した電析金属と
を混合し、これを真空溶解してインゴットとすることに
より、4N5(99.995wt%)以上の純度を有す
る高純度金属の収率を向上させ、かつガス成分等の混入
を抑制できるという著しい効果を有する。これによっ
て、特に高純度の鉄、ニッケル又はコバルト等を得るこ
とができ、これはスパッタリングターゲットとして好適
であり、スパッタリング時の異常放電を減少させ、パー
ティクルやノジュールの発生を抑制でき、特性に優れた
磁性薄膜等のスパッタリング薄膜を得ることができると
いう著しい効果を有する。As described above, by mixing the electrodeposited metal produced using the hydrochloric acid type bath and the electrodeposited metal produced using the sulfuric acid type bath, and melting them in vacuum to form an ingot, 4 has a remarkable effect that the yield of high-purity metal having a purity of 4N5 (99.995 wt%) or higher can be improved and that the mixing of gas components and the like can be suppressed. By this, particularly high-purity iron, nickel, cobalt, or the like can be obtained, which is suitable as a sputtering target, can reduce abnormal discharge during sputtering, can suppress the generation of particles or nodules, and has excellent characteristics. It has a remarkable effect that a sputtering thin film such as a magnetic thin film can be obtained.
【図1】電解工程の概要を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an outline of an electrolysis process.
【図2】塩酸系浴及び硫酸系浴を使用して製造した混合
金属における塩酸系浴を使用して得た電析金属の量(w
t%)と酸素含有量との関係を調べた結果を示す図であ
る。FIG. 2 Amount (w) of electrodeposited metal obtained using a hydrochloric acid-based bath in a mixed metal produced using a hydrochloric acid-based bath and a sulfuric acid-based bath
It is a figure which shows the result of having investigated the relationship between t%) and oxygen content.
【図3】塩酸系浴及び硫酸系浴を使用して製造した混合
金属における塩酸系浴を使用して得た電析金属の量(w
t%)と加工時の割れ発生との関係を調べた結果を示す
図である。FIG. 3 Amount (w) of electrodeposited metal obtained using a hydrochloric acid-based bath in a mixed metal produced using a hydrochloric acid-based bath and a sulfuric acid-based bath
It is a figure which shows the result of having investigated the relationship between the crack generation at the time of processing and t%).
1 電解槽 2 塊状の原料 3 アノードバスケット 4 カソード 5 アノード 1 electrolysis tank 2 lumps of raw material 3 Anode basket 4 cathode 5 anode
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成13年12月10日(2001.12.
10)[Submission date] December 10, 2001 (2001.12.
10)
【手続補正1】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0020[Correction target item name] 0020
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0020】実施例1と同様の条件である塩酸系浴及び
硫酸系浴を使用して製造した混合金属において、塩酸系
浴を使用して得た電析金属の量(wt%)と酸素含有量
との関係を調べた結果を図2に示す。この図2からパー
ティクルの発生量を低く押えることのできる酸素100
wtppm以下とするためには、塩酸系浴を使用して得
た電析金属の量を95wt%以下が望ましいことが分か
る。実施例1と同様の条件である塩酸系浴及び硫酸系浴
を使用して製造した混合金属において、塩酸系浴を使用
して得た電析金属の量(wt%)と加工時の割れ発生と
の関係を調べた結果を図3に示す。この図3から割れを
防止できる条件とするためには、硫酸系浴を使用して得
た電析金属の量を減少させる、すなわち塩酸系浴を使用
して得た電析金属の量を5wt%以上とすることが望ま
しいことが分かる。In a mixed metal produced using a hydrochloric acid type bath and a sulfuric acid type bath under the same conditions as in Example 1, the amount (wt%) of electrodeposited metal and oxygen content obtained using the hydrochloric acid type bath The result of examining the relationship with the amount is shown in FIG. From this FIG. 2, it is possible to suppress the amount of particles generated to a low level by oxygen 100.
It can be seen that the amount of the electrodeposited metal obtained by using the hydrochloric acid-based bath is preferably 95 wt% or less in order to achieve the wtppm or less. In a mixed metal produced using a hydrochloric acid-based bath and a sulfuric acid-based bath under the same conditions as in Example 1, the amount (wt%) of electrodeposited metal obtained by using the hydrochloric acid-based bath and cracking during processing The result of examining the relationship with is shown in FIG. Cracks from this Figure 3
In order to make the conditions that can be prevented, it is necessary to reduce the amount of electrodeposited metal obtained using a sulfuric acid-based bath, that is, to set the amount of electrodeposited metal obtained using a hydrochloric acid-based bath to 5 wt% or more. I find it desirable.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C25C 1/06 C25C 1/06 1/08 1/08 Fターム(参考) 4K001 AA07 AA10 AA19 BA24 EA02 FA13 GA19 4K029 BA06 BA09 BA12 BC06 CA05 DC03 DC08 4K058 AA12 BA17 BA18 CA04 CA05 CA13 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) C25C 1/06 C25C 1/06 1/08 1/08 F term (reference) 4K001 AA07 AA10 AA19 BA24 EA02 FA13 GA19 4K029 BA06 BA09 BA12 BC06 CA05 DC03 DC08 4K058 AA12 BA17 BA18 CA04 CA05 CA13
Claims (12)
酸系浴を用いて製造した電析金属とを混合し、これを真
空溶解してインゴットとし、ガス成分除きで4N5(9
9.995wt%)以上の純度を有する高純度金属の製
造方法。1. An electrodeposited metal produced using a hydrochloric acid type bath and an electrodeposited metal produced using a sulfuric acid type bath are mixed and vacuum-dissolved to form an ingot.
9.995 wt%) or higher purity metal production method.
率が5〜95wt%であることを特徴とする請求項1記
載の高純度金属の製造方法。2. The method for producing a high purity metal according to claim 1, wherein the ratio of the electrodeposited metal produced using a hydrochloric acid bath is 5 to 95 wt%.
を特徴とする請求項1又は2記載の高純度金属の製造方
法。3. The method for producing a high-purity metal according to claim 1, wherein the melting is performed in a vacuum using a copper crucible.
用して真空溶解することを特徴とする請求項1又は2記
載の高純度金属の製造方法。4. The method for producing a high-purity metal according to claim 1 or 2, wherein the melting is performed in a vacuum using a crucible of the same quality as the high-purity metal to be produced.
tppm以下、Cl含有量1wtppm以下、O含有量
100ppm以下であることを特徴とする請求項1〜4
のそれぞれに記載の高純度金属の製造方法。5. The S content of 1 w as an impurity after vacuum melting
5. Tppm or less, Cl content 1 wtppm or less, O content 100 ppm or less.
The method for producing a high-purity metal according to each item.
5wtppm以下、Cl含有量0.1wtppm以下、
O含有量50ppm以下であることを特徴とする請求項
1〜4のそれぞれに記載の高純度金属の製造方法。6. The content of S which is an impurity after vacuum melting is 0.
5 wtppm or less, Cl content 0.1 wtppm or less,
O content is 50 ppm or less, The manufacturing method of the high purity metal of each of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned.
特徴とする請求項1〜6のそれぞれに記載の高純度金属
の製造方法。7. The method for producing a high-purity metal according to claim 1, wherein the mixed electrodeposited metal is vacuum-melted.
であることを特徴とする請求項1〜7のそれぞれに記載
の高純度金属の製造方法。8. The method for producing a high-purity metal according to each of claims 1 to 7, wherein the high-purity metal is iron, nickel or cobalt.
下、Cl含有量1wtppm以下、O含有量100pp
m以下であることを特徴とするガス成分除きで4N5
(99.995wt%)以上の純度を有する高純度金
属、同高純度金属からなるスパッタリングターゲット及
び該スパッタリングターゲットにより形成した薄膜。9. An impurity S content of 1 wtppm or less, Cl content of 1 wtppm or less, and O content of 100 pp.
4N5 excluding gas components characterized by being less than m
A high-purity metal having a purity of (99.995 wt%) or higher, a sputtering target made of the same high-purity metal, and a thin film formed by the sputtering target.
m以下、Cl含有量0.1wtppm以下、O含有量5
0ppm以下であることを特徴とするガス成分除きで4
N5(99.995wt%)以上の純度を有する高純度
金属、同高純度金属からなるスパッタリングターゲット
及び該スパッタリングターゲットにより形成した薄膜。10. The content of S as an impurity is 0.5 wtpp
m or less, Cl content 0.1 wtppm or less, O content 5
4 excluding gas components characterized by being below 0 ppm
A high-purity metal having a purity of N5 (99.995 wt%) or higher, a sputtering target made of the same high-purity metal, and a thin film formed by the sputtering target.
トであることを特徴とする請求項9又は10に記載の高
純度金属、同高純度金属からなるスパッタリングターゲ
ット及び該スパッタリングターゲットにより形成した薄
膜。11. The high-purity metal is iron, nickel or cobalt, and the high-purity metal according to claim 9, a sputtering target made of the same high-purity metal, and a thin film formed by the sputtering target.
あるS含有量1wtppm以下、Cl含有量1wtpp
m以下、O含有量100ppm以下であることを特徴と
するガス成分除きで4N5(99.995wt%)以上
の純度を有する高純度金属、同高純度金属からなるスパ
ッタリングターゲット及び該スパッタリングターゲット
により形成した薄膜。12. An S content of 1 wtppm or less and an Cl content of 1 wtpp, which are impurities produced according to claims 1 to 8.
m or less, O content 100 ppm or less, formed by a high-purity metal having a purity of 4N5 (99.995 wt%) or more, excluding gas components, a sputtering target made of the same high-purity metal, and the sputtering target. Thin film.
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---|---|---|---|
JP2001333716A JP2003138322A (en) | 2001-10-31 | 2001-10-31 | Method of manufacturing high-purity metal, high-purity metal, sputtering target consisting of this high-purity metal and thin film formed by this sputtering target |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012012619A (en) * | 2010-06-29 | 2012-01-19 | Jx Nippon Mining & Metals Corp | Cobalt powder and method for producing the same |
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-
2001
- 2001-10-31 JP JP2001333716A patent/JP2003138322A/en not_active Withdrawn
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