JPH07197246A - 成膜中にパーティクル発生の少ないスパッタリング用Tiシリサイド焼結ターゲット材 - Google Patents

成膜中にパーティクル発生の少ないスパッタリング用Tiシリサイド焼結ターゲット材

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Publication number
JPH07197246A
JPH07197246A JP35441393A JP35441393A JPH07197246A JP H07197246 A JPH07197246 A JP H07197246A JP 35441393 A JP35441393 A JP 35441393A JP 35441393 A JP35441393 A JP 35441393A JP H07197246 A JPH07197246 A JP H07197246A
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JP
Japan
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target material
tisi
film formation
compound
eutectic
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP35441393A
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English (en)
Inventor
Kenichi Hijikata
研一 土方
Takeshi Harada
剛 原田
Masayuki Koiwa
正幸 小岩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 成膜中にパーティクル発生の少ないスパッタ
リング用Tiシリサイド焼結ターゲット材を提供する。 【構成】 スパッタリング用Tiシリサイド焼結ターゲ
ット材が、TiSin(ただし、nはモル比で2〜2.
5)の組成式を満足し、かつTi−Si2元状態図で示
されるTiSi2 化合物が反応生成相として存在し、こ
のTiSi2 反応生成相中に、同状態図におけるTiS
2 −Si共晶の未反応共晶相が分散分布した組織を有
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体デバイスにお
ける電極や配線などを構成するTiシリサイド薄膜をス
パッタリングにより形成するのに用いた場合に、成膜中
に薄膜欠陥となるパーティクルの発生が著しく少ない焼
結ターゲット材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、一般に半導体デバイスの製造に際
して、スパッタリングにより低抵抗のTiシリサイド薄
膜を形成することが行なわれており、これにTiシリサ
イド焼結ターゲット材が用いられている。また、上記T
iシリサイド焼結ターゲット材は、例えば特開平1−1
36969号公報に記載されるように、原料としてTi
板材とSi塊材を用い、これを所定の割合に秤量し、非
酸化性雰囲気中で電子ビーム溶解などにより溶解し、つ
いで、粉砕し、ホットプレスすることにより製造される
ことも知られている。さらに、この結果得られたTiシ
リサイド焼結ターゲット材は、組成式:TiSin(n
はモル比で2〜2.5)を満足する場合、すなわち原料
としてTiSi2 〜2.5 の組成を有する粉砕粉末を用い
てホットプレスした場合、Ti−Si2元状態図におけ
るTiSi2 化合物とSiの2相組織をもつようになる
ことも知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年のスパッタ
リング技術の進歩はめざましく、スパッタリング装置の
高出力化および大型化が可能となり、これに伴ない、T
iシリサイド薄膜の形成に際しても、成膜の高速化およ
び大面積化がはかられる傾向にあるが、上記の従来Ti
シリサイド焼結ターゲット材においては、これを用いて
高速成膜や大面積成膜を行なうと、成膜中にパーティク
ル(微細粒子)が発生し易くなるという問題がある。な
お、薄膜中にパーティクルが多数存在すると、これが例
えば0.5〜4μmの線幅で形成された電極を断線させ
たり、配線内を短絡させたりするなどの原因となり、不
良率が増大するようになるものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、Tiシリサイド薄膜のスパッタ
リングによる形成に際して、パーティクル発生の少ない
Tiシリサイド焼結ターゲット材を開発すべく研究を行
なった結果、原料粉末として、予めTi板材とSi塊材
を所定の割合に秤量し、これを例えば電子ビーム溶解な
どにより溶解し、粉砕することにより調製した、Ti−
Si2元状態図におけるTiSi化合物とTiSi2
合物の共晶からなるTiSi−TiSi2 共晶粉末と、
同じく同状態図におけるTiSi2 化合物とSiの共晶
からなるTiSi2 −Si共晶粉末を用い、これら両原
料粉末を所定の割合に配合し、混合した後、ホットプレ
スすることにより組成式:TiSin(ただし、nはモ
ル比で2〜2.5)を満足するTiシリサイド焼結ター
ゲット材を製造すると、上記ホットプレス時に、上記T
iSi−TiSi2 共晶粉末とTiSi2 −Si共晶粉
末が反応して、これら両者間にはTiSi2 化合物が形
成されるようになり、したがってこの結果のTiシリサ
イド焼結ターゲット材は、TiSi2 化合物の反応生成
相中に、未反応のTiSi2 −Si共晶相が分散分布し
た組織をもつようになり、このような組織を有するTi
シリサイド焼結ターゲット材においては、成膜中のパー
ティクル発生が著しく減少し、パーティクルのきわめて
少ないTiシリサイド薄膜の形成が可能になるという研
究結果を得たのである。
【0005】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、TiSin(ただし、nはモル
比で2〜2.5)の組成式を満足し、かつTi−Si2
元状態図で示されるTiSi2 化合物が反応生成相とし
て存在し、このTiSi2 化合物反応生成相中に、同状
態図におけるTiSi2 化合物とSiの共晶からなる未
反応共晶相が分散分布した組織を有するスパッタリング
用Tiシリサイド焼結ターゲット材に特徴を有するもの
である。なお、組成式におけるnの値を2〜2.5とし
たのは、nの値が2未満では上記の組織を形成するのが
困難になり、一方n値が2.5を越えると所望の低抵抗
をもったTiシリサイド薄膜の形成を行なうことができ
ないという理由によるものである。
【0006】
【実施例】つぎに、この発明のTiシリサイド焼結ター
ゲット材を実施例により具体的に説明する。まず、5N
(ナイン)の高純度Ti板材と7Nの高純度Si塊材を
用い、これらを所定の割合に秤量し、真空度:10-5to
rrの雰囲気中、水冷銅ハースにて電子ビーム溶解を行な
い、ついでジョークラッシャーにて粗粉砕し、さらにボ
ールミルで微粉砕して、それぞれTi−Si2元状態図
におけるTiSi化合物とTiSi2 化合物の共晶から
なるTiSi−TiSi2 共晶粉末と、同じく同状態図
におけるTiSi2 化合物とSiの共晶からなるTiS
2 −Si共晶粉末を調製し、ついでこれら両共晶粉末
を原料粉末として用い、20〜100μmの範囲内の所
定の平均粒径に調整した状態で、表1に示される割合に
配合し、V型ミキサーにて30分間混合した後、温度:
1300℃、圧力:20MPa、保持時間:60分の条
件でホットプレスすることにより組成式:TiSinの
nの値がそれぞれ表1に示される値をもち、かついずれ
もTiSi2 化合物反応生成相中に、TiSi2 −Si
共晶の未反応共晶相が分散分布した組織を有し、さらに
直径:250mmφ×厚さ:10mmの寸法をもった本発明
Tiシリサイド焼結ターゲット材(以下、本発明ターゲ
ット材という)1〜6をそれぞれ製造した。
【0007】また、比較の目的で、上記の高純度Ti板
材と高純度Si塊材の秤量割合をかえて組成式:TiS
inのnが表2に示される値のTiSin粉末を調製
し、これを原料粉末として用いる以外は同一の条件で従
来Tiシリサイド焼結ターゲット材(以下、従来ターゲ
ット材という)1〜6をそれぞれ製造した。この従来タ
ーゲット材1〜6は、いずれもTiSi2 相とSi相か
らなる組織をもつものであった。
【0008】つぎに、この結果得られた各種ターゲット
材を、スパッタリング装置に組み込み、基板:直径15
2mmのSiウェハ、基板温度:150℃、基板とターゲ
ット材間の距離:40mm、雰囲気:6×10-3torrのA
rガス、直流出力:2.2KW、成膜速度:400nm/
min 、スパッタ時間:0.5分、の条件でSiウェハの
表面にTiシリサイド薄膜を形成し、Siウェハ表面の
薄膜における直径:0.3μm以上のパーティクル発生
数を測定した。この測定結果をそれぞれ表1,2に示し
た。
【0009】
【表1】
【0010】
【表2】
【0011】
【発明の効果】表1,2に示される結果から、TiSi
2 反応生成相中に、TiSi2 −Si共晶の未反応共晶
相が分散分布する組織を有する本発明ターゲット材1〜
6で形成されたTiシリサイド薄膜中には、TiSi2
相とSi相からなる組織を有する従来ターゲット材1〜
6を用いて形成された薄膜に比してパーティクル発生が
著しく少ないことが明らかである。上述のように、この
発明のスパッタリング用Tiシリサイド焼結ターゲット
材は、成膜中のパーティクル発生がきわめて少なく、こ
れは成膜速度を上げても、また成膜面積を大きくしても
変らないので、スパッタリング装置の高出力化および大
型化に十分満足に対応することができるものである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 TiSin(ただし、nはモル比で2〜
    2.5)の組成式を満足し、かつTi−Si2元状態図
    で示されるTiSi2 化合物が反応生成相として存在
    し、このTiSi2 化合物反応生成相中に、同状態図に
    おけるTiSi2 化合物とSiの共晶からなる未反応共
    晶相が分散分布した組織を有することを特徴とする成膜
    中にパーティクル発生の少ないスパッタリング用Tiシ
    リサイド焼結ターゲット材。
JP35441393A 1993-12-28 1993-12-28 成膜中にパーティクル発生の少ないスパッタリング用Tiシリサイド焼結ターゲット材 Withdrawn JPH07197246A (ja)

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JP (1) JPH07197246A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6344694B1 (en) * 1998-11-12 2002-02-05 Nec Corporation Semiconductor device and method for manufacturing same
JP2007258743A (ja) * 1998-12-29 2007-10-04 Hynix Semiconductor Inc 半導体素子のゲート電極形成方法
RU2674179C2 (ru) * 2013-07-03 2018-12-05 Эрликон Серфиз Солюшнз Аг, Пфеффикон СЛОИ TixSi1-xN И ИХ ПОЛУЧЕНИЕ

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JP2007258743A (ja) * 1998-12-29 2007-10-04 Hynix Semiconductor Inc 半導体素子のゲート電極形成方法
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Effective date: 20010306