JPH08144055A - 成膜中にパ−ティクル発生の少ないスパッタリング用Ｎｉシリサイド焼結タ−ゲット材 - Google Patents
成膜中にパ−ティクル発生の少ないスパッタリング用Ｎｉシリサイド焼結タ−ゲット材Info
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- JPH08144055A JPH08144055A JP28999394A JP28999394A JPH08144055A JP H08144055 A JPH08144055 A JP H08144055A JP 28999394 A JP28999394 A JP 28999394A JP 28999394 A JP28999394 A JP 28999394A JP H08144055 A JPH08144055 A JP H08144055A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 成膜中にパ−ティクル発生の少ないスパッタ
リング用Ｎｉシリサイド焼結タ−ゲット材を提供する。 【構成】 スパッタリング用Ｎｉシリサイド焼結タ−ゲ
ット材が、ＮｉＳｉn（ただし、ｎはモル比で０．９〜
１．２）の組成式を満足し、かつＮｉ−Ｓｉ２元合金系
状態図で示されるＮｉＳｉ化合物が反応生成相として存
在し、このＮｉＳｉ反応生成相中に、同状態図における
Ｎｉ3Sｉ2-ＮｉＳｉ 共晶の第１未反応共晶相とＮｉＳ
ｉ−ＮｉＳｉ2共晶の第２未反応共晶相とが分散分布し
た組織を有する。
リング用Ｎｉシリサイド焼結タ−ゲット材を提供する。 【構成】 スパッタリング用Ｎｉシリサイド焼結タ−ゲ
ット材が、ＮｉＳｉn（ただし、ｎはモル比で０．９〜
１．２）の組成式を満足し、かつＮｉ−Ｓｉ２元合金系
状態図で示されるＮｉＳｉ化合物が反応生成相として存
在し、このＮｉＳｉ反応生成相中に、同状態図における
Ｎｉ3Sｉ2-ＮｉＳｉ 共晶の第１未反応共晶相とＮｉＳ
ｉ−ＮｉＳｉ2共晶の第２未反応共晶相とが分散分布し
た組織を有する。
Description
【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Ｎｉ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−ティクルの発生が著しく少ない焼
結タ−ゲット材に関するものである。
ける電極や配線などを構成するＮｉ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−ティクルの発生が著しく少ない焼
結タ−ゲット材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、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Ｎｉシリサイド薄膜を形
成することが行われる場合があり、これにＮｉシリサイ
ド焼結タ−ゲット材が用いられている。また、上記Ｎｉ
シリサイド焼結タ−ゲット材は、原料としてＮｉ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−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Ｎｉシリサイ
ド焼結タ−ゲット材は、組成式：ＮｉＳｉn（ｎはモル
比で０．９〜１．０）を満足する場合、すなわち原料と
してＮｉＳｉ0.９ー１.０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には、Ｎｉ−Ｓｉ２元合金系
状態図におけるＮｉ3Sｉ2化合物とＮｉＳｉ化合物の２
相組織を有し、また、組成式：ＮｉＳｉn（ｎはモル比
で１．０〜１．２）を満足するすなわちＮｉＳｉ1.0ー1.
2の組成を有する粉砕粉末を用いてホットプレスした場
合には、同じく同状態図におけるＮｉＳｉ化合物とＮｉ
Ｓｉ2化合物の２相組織をもつようになることも知られ
ている。
スパッタリングにより低抵抗のＮｉシリサイド薄膜を形
成することが行われる場合があり、これにＮｉシリサイ
ド焼結タ−ゲット材が用いられている。また、上記Ｎｉ
シリサイド焼結タ−ゲット材は、原料としてＮｉ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−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Ｎｉシリサイ
ド焼結タ−ゲット材は、組成式：ＮｉＳｉn（ｎはモル
比で０．９〜１．０）を満足する場合、すなわち原料と
してＮｉＳｉ0.９ー１.０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には、Ｎｉ−Ｓｉ２元合金系
状態図におけるＮｉ3Sｉ2化合物とＮｉＳｉ化合物の２
相組織を有し、また、組成式：ＮｉＳｉn（ｎはモル比
で１．０〜１．２）を満足するすなわちＮｉＳｉ1.0ー1.
2の組成を有する粉砕粉末を用いてホットプレスした場
合には、同じく同状態図におけるＮｉＳｉ化合物とＮｉ
Ｓｉ2化合物の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】−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、これに伴い、Ｎｉ
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Ｎｉシ
リサイド焼結タ−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おこなうと、成膜中にパ−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−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。
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、これに伴い、Ｎｉ
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Ｎｉシ
リサイド焼結タ−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おこなうと、成膜中にパ−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−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、Ｎｉ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−ティクル発生の少ない
Ｎｉシリサイド焼結タ−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Ｎｉ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−ム溶解な
どにより溶解し、粉砕することにより調製した、Ｎｉ−
Ｓｉ２元合金系状態図におけるＮｉ3Sｉ 2化合物とＮｉ
Ｓｉ化合物の共晶からなるＮｉ3Sｉ2-ＮｉＳｉ共晶粉末
と、同じく同状態図におけるＮｉＳｉ化合物とＮｉＳｉ
2化合物の共晶からなるＮｉＳｉ−ＮｉＳｉ2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：ＮｉＳｉn
（ただし、ｎはモル比で０．９〜１．２）を満足するＮ
ｉシリサイド焼結タ−ゲット材を製造すると、上記ホッ
トプレス時に、上記Ｎｉ3Sｉ2-ＮｉＳｉ共晶粉末とＮｉ
Ｓｉ−ＮｉＳｉ2共晶粉末が反応して、これら両者間に
はＮｉＳｉ化合物が形成されるようになり、したがって
この結果のＮｉシリサイド焼結タ−ゲット材は、ＮｉＳ
ｉ化合物の反応生成相中に、未反応のＮｉ3Sｉ2-ＮｉＳ
ｉ共晶相と同じく未反応のＮｉＳｉ−ＮｉＳｉ2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Ｎｉシリサイド焼結タ−ゲット材においては、
成膜中のパ−ティクル発生が著しく減少し、パ−ティク
ルのきわめて少ないＮｉ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。
上述のような観点から、Ｎｉ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−ティクル発生の少ない
Ｎｉシリサイド焼結タ−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Ｎｉ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−ム溶解な
どにより溶解し、粉砕することにより調製した、Ｎｉ−
Ｓｉ２元合金系状態図におけるＮｉ3Sｉ 2化合物とＮｉ
Ｓｉ化合物の共晶からなるＮｉ3Sｉ2-ＮｉＳｉ共晶粉末
と、同じく同状態図におけるＮｉＳｉ化合物とＮｉＳｉ
2化合物の共晶からなるＮｉＳｉ−ＮｉＳｉ2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：ＮｉＳｉn
（ただし、ｎはモル比で０．９〜１．２）を満足するＮ
ｉシリサイド焼結タ−ゲット材を製造すると、上記ホッ
トプレス時に、上記Ｎｉ3Sｉ2-ＮｉＳｉ共晶粉末とＮｉ
Ｓｉ−ＮｉＳｉ2共晶粉末が反応して、これら両者間に
はＮｉＳｉ化合物が形成されるようになり、したがって
この結果のＮｉシリサイド焼結タ−ゲット材は、ＮｉＳ
ｉ化合物の反応生成相中に、未反応のＮｉ3Sｉ2-ＮｉＳ
ｉ共晶相と同じく未反応のＮｉＳｉ−ＮｉＳｉ2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Ｎｉシリサイド焼結タ−ゲット材においては、
成膜中のパ−ティクル発生が著しく減少し、パ−ティク
ルのきわめて少ないＮｉ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
なされたものであつて、ＮｉＳｉn（ただし、ｎはモル
比で０．９〜１．２）の組成式を満足し、かつＮｉ−Ｓ
ｉ２元合金系状態図で示されるＮｉＳｉ化合物が反応生
成相として存在し、このＮｉＳｉ化合物反応生成相中
に、同状態図におけるＮｉ3Sｉ2化合物とＮｉＳｉ化合
物の共晶からなる第１未反応共晶相と、同じく同状態図
におけるＮｉＳｉ化合物とＮｉＳｉ2化合物の共晶から
なる第２未反応共晶相とが分散分布した組織を有するス
パッタリング用Ｎｉシリサイド焼結タ−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
０．９〜１．２としたのは、ｎの値が０．９未満でも、
また１．２を越えても所望の低抵抗をもったＮｉシリサ
イド薄膜の形成を行うことができないという理由による
ものである。
なされたものであつて、ＮｉＳｉn（ただし、ｎはモル
比で０．９〜１．２）の組成式を満足し、かつＮｉ−Ｓ
ｉ２元合金系状態図で示されるＮｉＳｉ化合物が反応生
成相として存在し、このＮｉＳｉ化合物反応生成相中
に、同状態図におけるＮｉ3Sｉ2化合物とＮｉＳｉ化合
物の共晶からなる第１未反応共晶相と、同じく同状態図
におけるＮｉＳｉ化合物とＮｉＳｉ2化合物の共晶から
なる第２未反応共晶相とが分散分布した組織を有するス
パッタリング用Ｎｉシリサイド焼結タ−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
０．９〜１．２としたのは、ｎの値が０．９未満でも、
また１．２を越えても所望の低抵抗をもったＮｉシリサ
イド薄膜の形成を行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Ｎｉシリサイド焼結タ−
ゲット材を実施例により具体的に説明する。 まず、５
Ｎ（ナイン）の高純度Ｎｉ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：１０-5
tｏｒｒの雰囲気中、水冷銅ハ−スにて電子ビ−ム溶解
を行ない、ついでジョ−クラッシャ−にて粗粉砕し、さ
らにボ−ルミルで微粉砕して、それぞれＮｉ−Ｓｉ２元
合金系状態図におけるＮｉ3Sｉ2化合物とＮｉＳｉ化合
物の共晶からなるＮｉ3Sｉ2-ＮｉＳｉ共晶粉末と、同じ
く同状態図におけるＮｉＳｉ化合物とＮｉＳｉ2化合物
の共晶からなるＮｉＳｉ−ＮｉＳｉ2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、２
０〜１００μｍ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−にて
３０分間混合した後、温度：９６０℃、圧力：２０ＭＰ
ａ、保持時間：３０分の条件でホットプレスすることに
より組成式：ＮｉＳｉn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ＮｉＳｉ化合物反応生成相
中に、Ｎｉ3Sｉ2-ＮｉＳｉ共晶の第１未反応共晶相とＮ
ｉＳｉ−ＮｉＳｉ2共晶の第２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：１
０ｍｍの寸法をもった本発明Ｎｉシリサイド焼結タ−ゲ
ット材（以下、本発明タ−ゲット材という）１〜８をそ
れぞれ製造した。
ゲット材を実施例により具体的に説明する。 まず、５
Ｎ（ナイン）の高純度Ｎｉ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：１０-5
tｏｒｒの雰囲気中、水冷銅ハ−スにて電子ビ−ム溶解
を行ない、ついでジョ−クラッシャ−にて粗粉砕し、さ
らにボ−ルミルで微粉砕して、それぞれＮｉ−Ｓｉ２元
合金系状態図におけるＮｉ3Sｉ2化合物とＮｉＳｉ化合
物の共晶からなるＮｉ3Sｉ2-ＮｉＳｉ共晶粉末と、同じ
く同状態図におけるＮｉＳｉ化合物とＮｉＳｉ2化合物
の共晶からなるＮｉＳｉ−ＮｉＳｉ2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、２
０〜１００μｍ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−にて
３０分間混合した後、温度：９６０℃、圧力：２０ＭＰ
ａ、保持時間：３０分の条件でホットプレスすることに
より組成式：ＮｉＳｉn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ＮｉＳｉ化合物反応生成相
中に、Ｎｉ3Sｉ2-ＮｉＳｉ共晶の第１未反応共晶相とＮ
ｉＳｉ−ＮｉＳｉ2共晶の第２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：１
０ｍｍの寸法をもった本発明Ｎｉシリサイド焼結タ−ゲ
ット材（以下、本発明タ−ゲット材という）１〜８をそ
れぞれ製造した。
【０００７】また、比較の目的で、上記の高純度Ｎｉ板
材と高純度Ｓｉ塊材の秤量割合をかえて組成式：ＮｉＳ
ｉnのｎが表２に示される値のＮｉＳｉn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Ｎ
ｉシリサイド焼結タ−ゲット材（以下、従来タ−ゲット
材という）１〜８をそれぞれ製造した。さらに表２には
この結果得られた従来タ−ゲット材１〜８の構成相（組
織）を示した。
材と高純度Ｓｉ塊材の秤量割合をかえて組成式：ＮｉＳ
ｉnのｎが表２に示される値のＮｉＳｉn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Ｎ
ｉシリサイド焼結タ−ゲット材（以下、従来タ−ゲット
材という）１〜８をそれぞれ製造した。さらに表２には
この結果得られた従来タ−ゲット材１〜８の構成相（組
織）を示した。
【０００８】つぎに、この結果得られた各種タ−ゲット
材を、スパッタリング装置に組み込み、 基板：直径１５２ｍｍのＳｉウェハ 基板温度：１６０℃ 基板とタ−ゲツト材間の距離：６０ｍｍ 雰囲気：３×１０-3tｏｒｒのＡｒガス 直流出力：１．９ｋＷ スパツタ時間：１．５分 の条件でＳｉウェハの表面にＮｉ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−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。
材を、スパッタリング装置に組み込み、 基板：直径１５２ｍｍのＳｉウェハ 基板温度：１６０℃ 基板とタ−ゲツト材間の距離：６０ｍｍ 雰囲気：３×１０-3tｏｒｒのＡｒガス 直流出力：１．９ｋＷ スパツタ時間：１．５分 の条件でＳｉウェハの表面にＮｉ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−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、ＮｉＳｉ
反応生成相中に、Ｎｉ3Sｉ2-ＮｉＳｉ共晶の第１未反応
共晶相と、ＮｉＳｉ−ＮｉＳｉ2共晶の第２未反応共晶
相が分散分布する３相組織を有する本発明タ−ゲット材
１〜８で形成されたＮｉシリサイド薄膜中には、ＮｉＳ
ｉ相とＮｉＳｉ2相、またはＮｉ3Sｉ2相とＮｉＳｉ相の
２相組織を有する従来タ−ゲット材１〜８に比してパ−
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Ｎｉシリサイド
焼結タ−ゲット材は、成膜中のパ−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
を大きくしても変わらないので、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。
反応生成相中に、Ｎｉ3Sｉ2-ＮｉＳｉ共晶の第１未反応
共晶相と、ＮｉＳｉ−ＮｉＳｉ2共晶の第２未反応共晶
相が分散分布する３相組織を有する本発明タ−ゲット材
１〜８で形成されたＮｉシリサイド薄膜中には、ＮｉＳ
ｉ相とＮｉＳｉ2相、またはＮｉ3Sｉ2相とＮｉＳｉ相の
２相組織を有する従来タ−ゲット材１〜８に比してパ−
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Ｎｉシリサイド
焼結タ−ゲット材は、成膜中のパ−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
を大きくしても変わらないので、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)
- 【請求項１】 ＮｉＳｉn（ただし、ｎはモル比で０．
９〜１．２）の組成式を満足し、かつＮｉ−Ｓｉ２元合
金系状態図で示されるＮｉＳｉ化合物が反応生成相とし
て存在し、このＮｉＳｉ化合物反応生成相中に、同状態
図におけるＮｉ3Sｉ2化合物とＮｉＳｉ化合物の共晶か
らなる第１未反応共晶相と、同じく同状態図におけるＮ
ｉＳｉ化合物とＮｉＳｉ2化合物の共晶からなる第２未
反応共晶相と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−ティクル発生の少ないスパッタリング
用Ｎｉシリサイド焼結タ−ゲット材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28999394A JPH08144055A (ja) | 1994-11-24 | 1994-11-24 | 成膜中にパ−ティクル発生の少ないスパッタリング用Ｎｉシリサイド焼結タ−ゲット材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28999394A JPH08144055A (ja) | 1994-11-24 | 1994-11-24 | 成膜中にパ−ティクル発生の少ないスパッタリング用Ｎｉシリサイド焼結タ−ゲット材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08144055A true JPH08144055A (ja) | 1996-06-04 |
Family
ID=17750396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28999394A Withdrawn JPH08144055A (ja) | 1994-11-24 | 1994-11-24 | 成膜中にパ−ティクル発生の少ないスパッタリング用Ｎｉシリサイド焼結タ−ゲット材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08144055A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011115259A1 (ja) | 2010-03-19 | 2011-09-22 | Jx日鉱日石金属株式会社 | ニッケル合金スパッタリングターゲット、Ｎｉ合金薄膜及びニッケルシリサイド膜 |
-
1994
- 1994-11-24 JP JP28999394A patent/JPH08144055A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011115259A1 (ja) | 2010-03-19 | 2011-09-22 | Jx日鉱日石金属株式会社 | ニッケル合金スパッタリングターゲット、Ｎｉ合金薄膜及びニッケルシリサイド膜 |
| US9249497B2 (en) | 2010-03-19 | 2016-02-02 | Jx Nippon Mining & Metals Corporation | Ni alloy sputtering target, Ni alloy thin film and Ni silicide film |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020205 |