JPH06220069A - タンタルアルコキシドの精製方法、及び高純度タンタルアルコキシド並びにこれを用いた気相成長法 - Google Patents

タンタルアルコキシドの精製方法、及び高純度タンタルアルコキシド並びにこれを用いた気相成長法

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JPH06220069A
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俊行 鈴木
Masami Kuroki
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 塩素元素を含有するタンタルアルコキシドを
金属水素化物または金属水素錯化合物で処理することか
らなるタンタルアルコキシドの精製方法、及び塩素元素
を10ppm以下にした高純度のタンタルアルコキシド、
さらに高純度タンタルアルコキシドを用いて基板表面上
に酸化タンタル膜を形成する気相成長法。 【効果】 タンタルアルコキシド中の微量の塩素元素を
さらに低減させることができ、またこのようにして得ら
れる塩素元素を10ppm以下とした高純度タンタルアル
コキシドを用いることによりパーティクルの発生が少な
くて、平滑性に優れ、後工程での微細加工に支障のない
タンタル酸化膜を形成でき、集積回路装置等を製造する
ために極めて有用である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、集積回路装置等の製造
に用いられる高純度タンタルアルコキシドを得るための
精製方法、及び高純度化したタンタルアルコキシド並び
にこれを用いた気相成長法に関する。
【0002】
【従来の技術】タンタル化合物は集積回路装置のキャパ
シタ等を形成するために用いられている。例えば、タン
タルアルコキシド又は塩化タンタルを酸素又はオゾン
と、或いは塩化タンタルを亜酸化窒素と混合して、熱C
VD法、光CVD法さらにはプラズマ化学反応法等によ
り基板上にタンタルの酸化膜を気相成長させることが提
案されている(例えば、特開平2−128460号公
報、特開平2−250970号公報)。
【0003】かかる方法において、タンタルアルコキシ
ドは酸素やオゾンの存在下で熱CVDや光CVD等の方
法により比較的簡便に基板上に酸化膜を形成でき、特に
注目されている。
【0004】ところで、上記タンタルアルコキシドは、
次の式
【化1】に示したように塩化タンタルとアルコールとを
反応させ、次いでアンモニアガスにより脱塩素を行う方
法で調製される(次式中、Rはアルキル基を示す)。
【化1】
【0005】しかし、このような方法で得たタンタルア
ルコキシド中には微量の塩素元素が残存し、これがタン
タルの酸化膜を形成したときに多数のパーティクルを生
じ、酸化膜の平滑性を劣化せしめ、後工程における微細
加工を困難にさせることが判明した。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記課題を解
決するもので、本発明の目的はタンタルアルコキシド中
の塩素元素の量を大幅に低減させるタンタルアルコキシ
ドの精製方法、及びパーティクルの発生が少なくて、平
滑性に優れ、後工程での微細加工に支障のないタンタル
酸化膜を形成できる高純度タンタルアルコキシド並びに
これを用いた気相成長法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、塩素元素を含
有するタンタルアルコキシドを金属水素化物又は金属水
素錯化合物で処理することからなるタンタルアルコキシ
ドの精製方法、塩素元を10ppm以下にした高純度タ
ンタルアルコキシド、及び前記高純度タンタルアルコキ
シドを用いて基板表面上に酸化タンタル膜を形成するこ
とからなる気相成長法である。
【0008】上記本発明の精製方法は、塩素元素を含有
するタンタルアルコキシドであればどのようなものでも
適用できるが、特には前述したように塩化タンタルとア
ルコールとを反応させ、次いでアンモニアガスにより脱
塩素する方法で調製されたものが好適である。尚、この
発明では、上記塩素元素は塩化物、塩素イオン或いは遊
離の塩素いずれの形態で存在していても特に支障となら
ず除去できる。塩素元素を除去するための金属水素化物
及び金属水素錯化合物としては、水素化リチウム、水素
化ナトリウム、水素化カルシウム、水素化リチウムアル
ミニウム、ナトリウム水素化ビス(2−メトキシエトキ
シ)アルミニウム、ジイソブチルアルミニウムハイドラ
イド、アルミニウムハイドライド、ナトリウムボロハイ
ドライド、リチウムボロハイドライド等を例示できる
が、特には、水素化リチウム、水素化ナトリウム、水素
化カルシウム、ナトリウム水素化ビス(2−メトキシエ
トキシ)アルミニウム等が簡便であり好ましい。この金
属水素化物及び金属水素錯化合物の使用量はタンタルア
ルコキシド中に含まれる塩素元素の量にもよるが、一般
に塩素元素の5〜30倍モルの範囲で適宜選定して用い
ると良い。
【0009】このタンタルアルコキシドの金属水素化物
または金属水素錯化合物での処理は、タンタルアルコキ
シドに上記金属水素化物または金属水素錯化合物を添加
し、撹拌混合することにより行うと良い。この場合、タ
ンタルアルコキシド或いは金属水素化物または金属水素
錯化合物はそのまま用いることが簡便で好ましいが、こ
れらはベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキサン等の有
機溶剤に50〜70%の濃度に溶解して用いても良い。
【0010】この金属水素化物または金属水素錯化合物
による処理により、塩素元素は好ましくは10ppm以
下とする。すなわち、これはタンタルアルコキシド中に
含まれている塩化物、塩素イオン或いは遊離塩素等が塩
素元素として10ppm以下含有することを意味する。
この塩素元素を10ppm以下とすると、熱CVD法や
光CVD法等の気相成長法によりタンタルの酸化膜を形
成した場合、当該酸化膜上へのパーティクル発生を抑制
でき、微細なデバイス形成加工において支障ない鏡面と
することができる。
【0011】一方、気相成長法により塩素元素を10p
pm以下とした高純度タンタルアルコキシドを用いて基
板面にタンタル酸化膜を形成するが、この気相成長法と
しては、従来の気相成長法をそのまま使用でき、例え
ば、上記高純度タンタルアルコキシドを酸素、オゾン或
いはこれらを含むアルゴン等の不活性ガスの雰囲気下に
接触させ、熱或いは紫外線等の光により酸化分解し、シ
リコン等からなる基板上に酸化タンタル膜を形成させ
る。
【0012】尚、本発明に用いるタンタルアルコキシド
のアルコキシ基としては、特には制限はないが、メトキ
シ、エトキシ、iso−プロポキシ基等が酸化膜形成が
容易であることから特に好ましい。
【0013】
【実施例】
(参考例)塩化タンタル(TaCl5)100gをトル
エン700mlに分散させ、窒素ガス雰囲気下に、アン
モニアガスを500ml/minの流量で吹き込みなが
ら、エタノール240mlを滴下した。次いで、生成し
た塩化アンモニウムをろ別し、50℃に加熱して、再度
アンモニアガスを500ml/minの流量で7時間吹
き込んだ。生成した塩化アンモニウムをろ別し、ろ液か
らトルエン及びエタノールを留去し、次いで、これを減
圧蒸留(140℃、0.2〜0.4mmHg)し、ペン
タエトキシタンタル93gを得た。この中には、塩素元
素として300ppmが混入していた。
【0014】(実施例1)上記参考例で得られたペンタ
エトキシタンタル20gに水素化リチウム0.04gを
添加し、150℃の温度で、7時間撹拌した。次いで、
エタノールを0.3ml添加して、75℃に加熱し、3
時間撹拌した後、100℃に昇温して、エタノールを留
去した。次いで、減圧蒸留(140℃、0.2〜0.4
mmHg)によりペンタエトキシタンタル13gを回収
した。このペンタエトキシタンタル中の塩素元素として
は1ppm以下であった。
【0015】(実施例2)上記参考例で得られたペンタ
エトキシタンタル23gに水素化カルシウム0.4gを
添加し、120℃の温度で、5時間撹拌した。次いで、
エタノールを1.1ml添加して、65℃に加熱し、5
時間撹拌した後、100℃に昇温して、エタノールを留
去した。次いで、減圧蒸留(140℃、0.2〜0.4
mmHg)によりペンタエトキシタンタル15.4gを
回収した。このペンタエトキシタンタル中の塩素元素と
しては5.5ppmであった。
【0016】(実施例3)上記参考例で得られたペンタ
エトキシタンタル23.4gに水素化ナトリウム0.4
gを添加し、150℃の温度で、5時間撹拌した。次い
で、エタノールを2.0ml添加して、65℃に加熱
し、5時間撹拌した後、100℃に昇温して、エタノー
ルを留去した。次いで、減圧蒸留(140℃、0.2〜
0.4mmHg)によりペンタエトキシタンタル11.
3gを回収した。このペンタエトキシタンタル中の塩素
元素としては1ppm以下であった。
【0017】(実施例4)上記参考例で得られたペンタ
エトキシタンタル16.5gにナトリウム水素化ビス
(2−メトキシエトキシ)アルミニウム1.2mlを添
加し、110℃の温度で、5.5時間撹拌した。そのま
ま、常圧蒸留し引き続き減圧蒸留(140℃、0.2〜
0.4mmHg)して、ペンタエトキシタンタル10.
5gを回収した。このペンタエトキシタンタル中の塩素
元素としては1ppm以下であった。
【0018】(実施例5)上記参考例で得られたペンタ
エトキシタンタル25.3gに水素化リチウムアルミニ
ウム0.4gを添加し、95℃の温度で、5時間撹拌し
た。次いで、エタノーを1.2ml添加して、70℃に
加熱し、3時間撹拌した後、100℃に昇温して、エタ
ノールを留去した。次いで、減圧蒸留(140℃、0.
2〜0.4mmHg)によりペンタエトキシタンタル1
6.0gを回収した。このペンタエトキシタンタル中の
塩素元素としては5.6ppmであった。
【0019】(実施例6)窒素と酸素との混合ガス(窒
素:0.8l/min、酸素:0.5l/min)気流
中で、基板温度420℃、Ta2O5膜の生成速度約1
0Å/minの条件下に熱CVD法により、上記実施例
1で得たペンタエトキシタンタルを用いてシリコン基板
上にタンタルの酸化膜(100Å)を形成した。得られ
た酸化膜にはパーティクルが0.05個/cm2以下で
あった。
【0020】一方、参考例で得られた塩素元素として3
00ppmを含有するペンタエトキシタンタルを用い
て、同様の方法で酸化膜を形成した結果、この酸化膜に
はパーティクルが10個/mm2あった。
【0021】
【発明の効果】本発明の精製方法は、タンタルアルコキ
シド中の微量の塩素元素をさらに低減させることがで
き、またこのようにして得られる塩素元素を10ppm
以下とした高純度タンタルアルコキシドを用いることに
よりパーティクルの発生が少なくて、平滑性に優れ、後
工程での微細加工に支障のないタンタル酸化膜を形成で
き、集積回路装置等を製造するために極めて有用であ
る。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 塩素元素を含有するタンタルアルコキシ
    ドを金属水素化物又は金属水素錯化合物で処理すること
    を特徴とするタンタルアルコキシドの精製方法。
  2. 【請求項2】 塩素元素を含有するタンタルアルコキシ
    ドを金属水素化物又は金属水素錯化合物で処理し、前記
    塩素元素を10ppm以下にすることを特徴とするタンタ
    ルアルコキシドの精製方法。
  3. 【請求項3】 塩素元素を10ppm以下にしたことから
    なる高純度タンタルアルコキシド。
  4. 【請求項4】 塩素元素を10ppm以下とした高純
    度タンタルアルコキシドを用いて基板表面上に酸化タン
    タル膜を形成することを特徴とする気相成長法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1764354A1 (de) 2005-08-27 2007-03-21 H.C. Starck GmbH & Co. KG Verfahren zur Herstellung hochreiner Zirkonium-, Hafnium-, Tantal- und Niobalkoxide
JP2010155795A (ja) * 2008-12-26 2010-07-15 Air Water Inc アミンアランの精製方法
CN115282628A (zh) * 2022-10-10 2022-11-04 稀美资源(广东)有限公司 一种乙醇钽提纯设备

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