JP2861383B2 - シリサイドターゲットおよびその製造方法 - Google Patents
シリサイドターゲットおよびその製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、半導体プロセス等におけるスパッタリン
グに使用されるシリサイドターゲットおよびその製造方
法に関する。
グに使用されるシリサイドターゲットおよびその製造方
法に関する。
「従来の技術」 周知のように、シリコンウエハ等の半導体ウエハの表
面に薄膜を形成する技術の一つとしてスパッタリング法
がある。このスパッタリング法は、ウエハ等の基板の表
面に形成する薄膜を構成する物質からなるターゲットの
表面に高速でイオン等を衝突させることにより、ターゲ
ットから原子を飛び出させて、該原子をターゲットに対
向配置されたウエハの表面に付着させる技術である。
面に薄膜を形成する技術の一つとしてスパッタリング法
がある。このスパッタリング法は、ウエハ等の基板の表
面に形成する薄膜を構成する物質からなるターゲットの
表面に高速でイオン等を衝突させることにより、ターゲ
ットから原子を飛び出させて、該原子をターゲットに対
向配置されたウエハの表面に付着させる技術である。
ところで、近年、高速デバイスのゲート配線材料とし
て、Ｗ、Mo、Ta、Ti、Cr、Zr、Hf等の高融点金属と、Si
との化合物であるシリサイド膜の開発が進みつつある。
て、Ｗ、Mo、Ta、Ti、Cr、Zr、Hf等の高融点金属と、Si
との化合物であるシリサイド膜の開発が進みつつある。
このシリサイド膜を形成する際に使用されるターゲッ
トは、一般に、高融点金属の粉末とSiの粉末とを混合し
て圧縮成形し、この成形体を焼結することにより製造さ
れる。このようにして製造されたターゲットは、高融点
金属とSiとの化合物（金属間化合物）の結晶粒中に遊離
したSi粒子が分散した組織となっている。
トは、一般に、高融点金属の粉末とSiの粉末とを混合し
て圧縮成形し、この成形体を焼結することにより製造さ
れる。このようにして製造されたターゲットは、高融点
金属とSiとの化合物（金属間化合物）の結晶粒中に遊離
したSi粒子が分散した組織となっている。
「発明が解決しようとする課題」 ところで、上記ダーゲットを用いてスパッタリングを
行う場合、Siを原子としてターゲットから飛び出させる
わけであるが、原子の他に粒子として飛び出すものがあ
り、この粒子がウエハにパーティクルとして付着してし
まい、不良品の発生原因の一つとなっている。
行う場合、Siを原子としてターゲットから飛び出させる
わけであるが、原子の他に粒子として飛び出すものがあ
り、この粒子がウエハにパーティクルとして付着してし
まい、不良品の発生原因の一つとなっている。
そこで、本発明者等が、ターゲットからSiが粒子とし
て飛び出す原因すなわちパーティクルが発生する原因に
ついて鋭意研究を重ねた結果、ターゲットの組織におい
て、遊離したSi粒子の分散が均一でない場合、遊離した
Si粒子の粒径が大きい場合等に起きることが判明した。
て飛び出す原因すなわちパーティクルが発生する原因に
ついて鋭意研究を重ねた結果、ターゲットの組織におい
て、遊離したSi粒子の分散が均一でない場合、遊離した
Si粒子の粒径が大きい場合等に起きることが判明した。
「発明の目的」 この発明は上記知見に基づいてなされたものであり、
遊離したSi粒子の粒径を小さくして均一に分散すること
でパーティクルの発生を極力抑えることができるシリサ
イドターゲットおよびその製造方法を提供することを目
的としている。
遊離したSi粒子の粒径を小さくして均一に分散すること
でパーティクルの発生を極力抑えることができるシリサ
イドターゲットおよびその製造方法を提供することを目
的としている。
「課題を解決するための手段」 上記目的を達成するために、この発明の請求項１のシ
リサイドターゲットは、高融点金属とSiとの化合物から
遊離しているSi粒子の平均粒径が30μｍ以下で、かつ任
意の表面および任意の断面において、1mm四方の範囲内
に、粒径が40μｍ以上の遊離しているSi粒が50個以下と
なるように均一に分散させたことを特徴とするものであ
る。
リサイドターゲットは、高融点金属とSiとの化合物から
遊離しているSi粒子の平均粒径が30μｍ以下で、かつ任
意の表面および任意の断面において、1mm四方の範囲内
に、粒径が40μｍ以上の遊離しているSi粒が50個以下と
なるように均一に分散させたことを特徴とするものであ
る。
請求項２のシリサイドターゲットは、請求項１におい
て、高融点金属をＷ、Mo、Ta、Ti、Cr、Zr、Hfのいずれ
かにしたものである。
て、高融点金属をＷ、Mo、Ta、Ti、Cr、Zr、Hfのいずれ
かにしたものである。
請求項３のシリサイドターゲットの製造方法は、粒径
が200μｍ以下の高融点金属の粉末と、粒径が200μｍ以
下のSiの粉末とを混合して、XSi2（但し、Ｘは高融点金
属）を形成する温度をTM℃として（TM−100）〜（TM−
５）℃の反応温度で焼成した後、これを粒径500μｍ以
下に粉砕して原料粉末を製造し、この原料粉末を高温で
圧縮して焼結して、任意の表面および任意の断面におい
て、1mm四方の範囲内に、粒径が40μｍ以上の遊離して
いるSi粒が50個以下となるように均一に分散させたもの
である。
が200μｍ以下の高融点金属の粉末と、粒径が200μｍ以
下のSiの粉末とを混合して、XSi2（但し、Ｘは高融点金
属）を形成する温度をTM℃として（TM−100）〜（TM−
５）℃の反応温度で焼成した後、これを粒径500μｍ以
下に粉砕して原料粉末を製造し、この原料粉末を高温で
圧縮して焼結して、任意の表面および任意の断面におい
て、1mm四方の範囲内に、粒径が40μｍ以上の遊離して
いるSi粒が50個以下となるように均一に分散させたもの
である。
請求項４のシリサイドターゲットの製造方法は、請求
項３において、高融点金属をＷ、Mo、Ta、Ti、Cr、Zr、
Hfのいずれかにしたものである。
項３において、高融点金属をＷ、Mo、Ta、Ti、Cr、Zr、
Hfのいずれかにしたものである。
「作用」 この発明のシリサイドターゲットにあっては、高融点
金属とSiとの化合物から遊離しているSi粒子の平均粒径
が小さく、しかもこのSi粒子が均一に分散しているの
で、スパッタリングの際に発生するパーティクルの個数
を少なくすることができる。
金属とSiとの化合物から遊離しているSi粒子の平均粒径
が小さく、しかもこのSi粒子が均一に分散しているの
で、スパッタリングの際に発生するパーティクルの個数
を少なくすることができる。
また、この発明のシリサイドターゲットの製造方法に
あっては、製造されたシリサイドターゲットの遊離して
いるSi粒子の平均粒径を30μｍ以下に微細にすることが
できるとともに、任意の表面および任意の断面におい
て、1mm四方の範囲内に、粒径が40μｍ以上の遊離して
いるSi粒を50個以下に均一に分散させることができる。
あっては、製造されたシリサイドターゲットの遊離して
いるSi粒子の平均粒径を30μｍ以下に微細にすることが
できるとともに、任意の表面および任意の断面におい
て、1mm四方の範囲内に、粒径が40μｍ以上の遊離して
いるSi粒を50個以下に均一に分散させることができる。
「実施例」 以下、この発明の実施例を説明する。
粒径が180μｍ以下のＷの粉末と、粒径が180μｍ以下
のSiの粉末とをそれぞれ混合して混合粉末を得、この混
合粉末を第１表に示す反応温度、および反応時間で反応
（焼成）させることにより所定の組成比の11種類の粉末
を得る。
のSiの粉末とをそれぞれ混合して混合粉末を得、この混
合粉末を第１表に示す反応温度、および反応時間で反応
（焼成）させることにより所定の組成比の11種類の粉末
を得る。
上記反応温度は、一般に、XSi2（Ｘ＝Ｗ、Mo、Ta、T
i、Cr、Zr、Hf）を形成する温度をTM（℃）とすると、
（TM−100）〜（TM−５）℃であることが望ましく、上
記実施例ではTM＝1392℃である。このように反応温度を
設定したのは、反応温度が（TM−100）℃未満では、未
反応Si粒子の粒径が30μｍを越え、一方、（TM−５）℃
を越えるとXSi2が粗大化し焼結しないためである。
i、Cr、Zr、Hf）を形成する温度をTM（℃）とすると、
（TM−100）〜（TM−５）℃であることが望ましく、上
記実施例ではTM＝1392℃である。このように反応温度を
設定したのは、反応温度が（TM−100）℃未満では、未
反応Si粒子の粒径が30μｍを越え、一方、（TM−５）℃
を越えるとXSi2が粗大化し焼結しないためである。
次に、上記11種類の粉末をそれぞれ粉砕して粒径が50
0μｍ以下の11種類の原料粉末を得る。
0μｍ以下の11種類の原料粉末を得る。
なお、粉砕粒の粒径が500μｍを越えると密度が低く
なって、ターゲットに空隙等が生じ易くなる。
なって、ターゲットに空隙等が生じ易くなる。
次いで、各原料粉末をそれぞれ真空ホットプレスによ
り焼結させて高密度の11種類の焼結体を得る。
り焼結させて高密度の11種類の焼結体を得る。
このときの焼結条件は、５×10-4Torrの真空下で、加
圧力を150kgf/cm2、温度を1380℃にして行う。
圧力を150kgf/cm2、温度を1380℃にして行う。
次に、上記各焼結体を所定形状に機械加工して11種類
のターゲットを形成する。
のターゲットを形成する。
このようにして得られた各ターゲットの表面を研摩し
て、各研磨面を顕微鏡で100倍に拡大して遊離しているS
i粒子を観察し、Si粒子の平均粒径を測定するととも
に、1mm四方の範囲内において、粒径が40μｍ以上の遊
離しているSi粒子の個数を調べた。その結果を次頁の第
１表に示す。
て、各研磨面を顕微鏡で100倍に拡大して遊離しているS
i粒子を観察し、Si粒子の平均粒径を測定するととも
に、1mm四方の範囲内において、粒径が40μｍ以上の遊
離しているSi粒子の個数を調べた。その結果を次頁の第
１表に示す。
第１表から明らかなように、この実施例のターゲット
においては、遊離しているSi粒子の平均粒径は6.1〜25.
5μｍの範囲にあり、いずれも30μｍ以下であることが
解る。なお、Si粒子の平均粒径は反応温度が高くなるに
したがって、また反応時間を長くするにしたがって大き
くなる傾向にある。
においては、遊離しているSi粒子の平均粒径は6.1〜25.
5μｍの範囲にあり、いずれも30μｍ以下であることが
解る。なお、Si粒子の平均粒径は反応温度が高くなるに
したがって、また反応時間を長くするにしたがって大き
くなる傾向にある。
また、この実施例のターゲットにおいては、ターゲッ
トの表面の1mm四方の範囲内において、粒径が40μｍ以
上の遊離しているSi粒子の個数が14〜45個の範囲にあ
り、いずれも50個以下であることが解る。
トの表面の1mm四方の範囲内において、粒径が40μｍ以
上の遊離しているSi粒子の個数が14〜45個の範囲にあ
り、いずれも50個以下であることが解る。
次に、比較例１、２として、粒径が180μｍ以下のＷ
の粉末と、粒径が180μｍ以下のSiの粉末とをそれぞれ
混合して混合粉末を得、この混合粉末を上記実施例と異
なる温度で反応させることにより２種類の粉末を得、こ
れら粉末をそれぞれ粉砕して粒径が500μｍ以下の２種
類の原料粉末を得る。また、比較例３として粒径が212
μｍ以下のＷの粉末と、粒径が212μｍ以下のSiの粉末
とをそれぞれ混合して混合粉末を得、この混合粉末を第
１表に示す反応温度、および反応時間で反応（焼成）さ
せることにより粉末を得、この粉末を粉砕して粒径が50
0μｍ以下の原料粉末を得る。さらに、比較例４とし
て、粒径が180μｍ以下のＷの粉末と、粒径が180μｍ以
下のSiの粉末とをそれぞれ混合して混合粉末を得、上記
と同様にして反応（焼成）させることにより粉末を得、
この粉末を粉砕して粒径が600μｍ以下の原料粉末を得
る。
の粉末と、粒径が180μｍ以下のSiの粉末とをそれぞれ
混合して混合粉末を得、この混合粉末を上記実施例と異
なる温度で反応させることにより２種類の粉末を得、こ
れら粉末をそれぞれ粉砕して粒径が500μｍ以下の２種
類の原料粉末を得る。また、比較例３として粒径が212
μｍ以下のＷの粉末と、粒径が212μｍ以下のSiの粉末
とをそれぞれ混合して混合粉末を得、この混合粉末を第
１表に示す反応温度、および反応時間で反応（焼成）さ
せることにより粉末を得、この粉末を粉砕して粒径が50
0μｍ以下の原料粉末を得る。さらに、比較例４とし
て、粒径が180μｍ以下のＷの粉末と、粒径が180μｍ以
下のSiの粉末とをそれぞれ混合して混合粉末を得、上記
と同様にして反応（焼成）させることにより粉末を得、
この粉末を粉砕して粒径が600μｍ以下の原料粉末を得
る。
そして、各原料粉末を上記実施例と同様の条件で真空
ホットプレスにより焼結させて４種類の焼結体を得、各
焼結体を所定形状に機械加工して４種類のターゲットを
形成した。
ホットプレスにより焼結させて４種類の焼結体を得、各
焼結体を所定形状に機械加工して４種類のターゲットを
形成した。
そして、上記実施例と同様にして遊離しているSi粒子
の平均粒径を測定するとともに、1mm四方の範囲内にお
いて、粒径が40μｍ以上の遊離しているSi粒子の個数を
調べた。その結果を第１表に示す。
の平均粒径を測定するとともに、1mm四方の範囲内にお
いて、粒径が40μｍ以上の遊離しているSi粒子の個数を
調べた。その結果を第１表に示す。
次に、上記各実施例のターゲットと各比較例のターゲ
ットを用いて実際にスッパタリングを行った。スパッタ
リング条件は以下の通りである。
ットを用いて実際にスッパタリングを行った。スパッタ
リング条件は以下の通りである。
スパッタリング方法：直流マグネトロンスパッタリン
グ ターゲット寸法：φ127×5t（単位mm） 基板：φ４″、シリコンウエハ Ar圧:3×10-3Torr、 シリサイド膜の膜厚:3000Å 電力：直流500V×0.8A 上記の条件で各ターゲットを用いてそれぞれ15枚のシ
リコンウエハの表面にシリサイド膜を形成し、シリサイ
ド膜の表面に発生しているパーティクルの個数を調べ
た。その結果を次頁の第２表に示す。なお、各ターゲッ
トによるスパッタリングにおいてはシリコンウエハに連
続的にシリサイド膜を形成した。
グ ターゲット寸法：φ127×5t（単位mm） 基板：φ４″、シリコンウエハ Ar圧:3×10-3Torr、 シリサイド膜の膜厚:3000Å 電力：直流500V×0.8A 上記の条件で各ターゲットを用いてそれぞれ15枚のシ
リコンウエハの表面にシリサイド膜を形成し、シリサイ
ド膜の表面に発生しているパーティクルの個数を調べ
た。その結果を次頁の第２表に示す。なお、各ターゲッ
トによるスパッタリングにおいてはシリコンウエハに連
続的にシリサイド膜を形成した。
第２表から明らかなように、実施例１〜11のターゲッ
トによるスパッタリングでは、発生しているパーティク
ルの個数が70〜169個の間にあり、比較例１〜４のター
ゲットによるものに比べて少なく、しかもそのバラツキ
の少ないことが解る。
トによるスパッタリングでは、発生しているパーティク
ルの個数が70〜169個の間にあり、比較例１〜４のター
ゲットによるものに比べて少なく、しかもそのバラツキ
の少ないことが解る。
また、第１表および第２表から明らかなように、実施
例１〜７のターゲットでは、1mm四方の範囲内における
粒径が40μｍ以上の遊離しているSi粒子の個数が実施例
８〜11に比べて少なく、実施例１〜７のターゲットによ
るスパッタリングでは、実施例８〜11のターゲットより
パーティクルの個数が少ない。このことにより、遊離し
ているSi粒子を均一に分散させることにより発生するパ
ーティクルの個数を少なくすることができることが解
る。
例１〜７のターゲットでは、1mm四方の範囲内における
粒径が40μｍ以上の遊離しているSi粒子の個数が実施例
８〜11に比べて少なく、実施例１〜７のターゲットによ
るスパッタリングでは、実施例８〜11のターゲットより
パーティクルの個数が少ない。このことにより、遊離し
ているSi粒子を均一に分散させることにより発生するパ
ーティクルの個数を少なくすることができることが解
る。
さらに、実施例１〜７のターゲットでは、遊離してい
るSi粒子の平均粒径が実施例８〜11のターゲットより小
さく、実施例１〜７のターゲットによるスパッタリング
では実施例８〜11のターゲットよりパーティクルの個数
が少ない。このことにより、遊離しているSi粒子の平均
粒径を小さくすることにより発生するパーティクルの個
数を少なくすることができることが解る。
るSi粒子の平均粒径が実施例８〜11のターゲットより小
さく、実施例１〜７のターゲットによるスパッタリング
では実施例８〜11のターゲットよりパーティクルの個数
が少ない。このことにより、遊離しているSi粒子の平均
粒径を小さくすることにより発生するパーティクルの個
数を少なくすることができることが解る。
なお、上記実施例では、高融点金属としてＷを例にと
って説明したが、Ｗの他、Mo、Ta、Ti、Cr、Zr、Hf等を
使用しても同様の効果を得ることができる。
って説明したが、Ｗの他、Mo、Ta、Ti、Cr、Zr、Hf等を
使用しても同様の効果を得ることができる。
「発明の効果」 以上説明したように、この発明のシリサイドターゲッ
トによれば、高融点金属とSiとの化合物から遊離してい
るSi粒子の平均粒径が30μｍ以下、かつ任意の表面およ
び任意の断面において、1mm四方の範囲内に、粒径が40
μｍ以上の遊離しているSi粒が50個以下となるように均
一に分散させたから、遊離しているSi粒子の粒径が小さ
く、しかもSi粒子が均一に分散しており、よって、スパ
ッタリングの際に発生するパーティクルの個数を少なく
することができる。
トによれば、高融点金属とSiとの化合物から遊離してい
るSi粒子の平均粒径が30μｍ以下、かつ任意の表面およ
び任意の断面において、1mm四方の範囲内に、粒径が40
μｍ以上の遊離しているSi粒が50個以下となるように均
一に分散させたから、遊離しているSi粒子の粒径が小さ
く、しかもSi粒子が均一に分散しており、よって、スパ
ッタリングの際に発生するパーティクルの個数を少なく
することができる。
また、この発明のシリサイドターゲットの製造方法に
よれば、粒径が200μｍ以下の高融点金属の粉末と、粒
径が200μｍ以下のSiの粉末とを混合して、XSi2（但
し、Ｘは前記高融点金属）を形成する温度をTM℃として
（TM−100）〜（TM−５）℃の反応温度で焼成した後、
これを粒径500μｍ以下に粉砕して原料粉末を製造し、
この原料粉末をホットプレスにより高温で圧縮して焼結
して、任意の表面および任意の断面において、1mm四方
の範囲内に、粒径が40μｍ以上の遊離しているSi粒が50
個以下となるように均一に分散させたので、製造された
シリサイドターゲットの遊離しているSi粒子の平均粒径
を30μｍ以下に微細にすることができると共にSi粒子を
均一に分散させることができ、スパッタリングの際に発
生するパーティクルの個数を少なくできることになる。
よれば、粒径が200μｍ以下の高融点金属の粉末と、粒
径が200μｍ以下のSiの粉末とを混合して、XSi2（但
し、Ｘは前記高融点金属）を形成する温度をTM℃として
（TM−100）〜（TM−５）℃の反応温度で焼成した後、
これを粒径500μｍ以下に粉砕して原料粉末を製造し、
この原料粉末をホットプレスにより高温で圧縮して焼結
して、任意の表面および任意の断面において、1mm四方
の範囲内に、粒径が40μｍ以上の遊離しているSi粒が50
個以下となるように均一に分散させたので、製造された
シリサイドターゲットの遊離しているSi粒子の平均粒径
を30μｍ以下に微細にすることができると共にSi粒子を
均一に分散させることができ、スパッタリングの際に発
生するパーティクルの個数を少なくできることになる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蔵持 邦雄 埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地 三 菱金属株式会社中央研究所内 (56)参考文献 特開 平２−47261（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−247379（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C23C 14/34 B22F 3/14
Claims (4)
- 【請求項１】高融点金属とSiとからなるシリサイドター
ゲットにおいて、高融点金属とSiとの化合物から遊離し
ているSi粒子の平均粒径が30μｍ以下で、かつ任意の表
面および任意の断面において、1mm四方の範囲内に、粒
径が40μｍ以上の遊離しているSi粒子が50個以下となる
ように均一に分散させたことを特徴とするシリサイドタ
ーゲット。 - 【請求項２】高融点金属が、Ｗ、Mo、Ta、Ti、Cr、Zr、
Hfのいずれかであることを特徴とする請求項１記載のシ
リサイドターゲット。 - 【請求項３】粒径が200μｍ以下の高融点金属の粉末
と、粒径が200μｍ以下のSiの粉末とを混合して、XSi2
（但し、Ｘは前記高融点金属）を形成する温度をTM℃と
して（TM−100）〜（TM−５）℃の反応温度で焼成した
後、これを粒径500μｍ以下に粉砕して原料粉末を製造
し、この原料粉末をホットプレスにより高温で圧縮して
焼結して、任意の表面および任意の断面において、1mm
四方の範囲内に、粒径が40μｍ以上の遊離しているSi粒
が50個以下となるように均一に分散させたことを特徴と
するシリサイドターゲットの製造方法。 - 【請求項４】高融点金属が、Ｗ、Mo、Ta、Ti、Cr、Zr、
Hfのいずれかであることを特徴とする請求項３記載のシ
リサイドターゲットの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32017890A JP2861383B2 (ja) | 1990-11-22 | 1990-11-22 | シリサイドターゲットおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32017890A JP2861383B2 (ja) | 1990-11-22 | 1990-11-22 | シリサイドターゲットおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04191366A JPH04191366A (ja) | 1992-07-09 |
| JP2861383B2 true JP2861383B2 (ja) | 1999-02-24 |
Family
ID=18118568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32017890A Expired - Lifetime JP2861383B2 (ja) | 1990-11-22 | 1990-11-22 | シリサイドターゲットおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2861383B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5036936B2 (ja) * | 2001-03-12 | 2012-09-26 | Ｊｘ日鉱日石金属株式会社 | ゲート酸化膜形成用シリサイドターゲット及びその製造方法 |
| CN103060762B (zh) * | 2013-01-11 | 2018-02-23 | 江西科泰新材料有限公司 | 钼铌合金靶材的生产工艺 |
| JP6768575B2 (ja) | 2017-03-24 | 2020-10-14 | Ｊｘ金属株式会社 | タングステンシリサイドターゲット及びその製造方法 |
-
1990
- 1990-11-22 JP JP32017890A patent/JP2861383B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04191366A (ja) | 1992-07-09 |
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