JPS6158864A - 高融点金属二珪化物基焼結体の製造方法 - Google Patents

高融点金属二珪化物基焼結体の製造方法

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JPS6158864A
JPS6158864A JP59181552A JP18155284A JPS6158864A JP S6158864 A JPS6158864 A JP S6158864A JP 59181552 A JP59181552 A JP 59181552A JP 18155284 A JP18155284 A JP 18155284A JP S6158864 A JPS6158864 A JP S6158864A
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土方 研一
杉原 忠
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体用Si基板上に配線・ゲート電極用
材料として高融点金属珪化物をスパッタリングにより析
出させるためのターゲツト材として好適な、酸素含有量
の少ない高融点金属二珪化物基焼結体の製造法に関する
〔従来の技術〕
従来、IC用Si基板上に析出される配線・ゲート電極
材として、多結晶SiやA1−5i合金が使用されてき
た。
しかし、半導体の高密度化、高集積化が進むに従い、よ
り比抵抗の小さい電極・配線材料が必要となってきてい
る。この問題を解決すべく、高融点金属珪化物を配線材
料として使用しようという動きが盛んであり、既に一部
の製品に対し実用化が始まっている。
高融点金属珪化物をSi基板上に析出する方法の1つに
スパッタリング法がある。スパッタリング法においては
、スパッタリング装置の陰極(ターゲツト材)に、高融
点金属二珪化物基焼結体が使用される。
この高融点金属二珪化物基焼結体は次のように製造され
る。即ち、例えばMo5iz焼結体の場合は、通常、微
細なMoSi2粉末を成形後、あるいは成形を兼ねて1
600〜1700℃の高温におい・て焼結して、相対密
度9596以上の高密度焼結体を得ている。この場合、
原料となるMo5iz粉末は通常Mo粉と3i粉を混合
し、1000〜1400℃で焼成するか、あるいは反応
時の多量の熱発生を利用した自己焼結合成法により作ら
れる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、合成されたMo5iz粉には、原料であるSi
粉中に含まれるSiO□(Siは非常に酸化されやすい
ため、1μm8度の粒径を有するSi粉末中(=は酸素
が1重塁%以上含まれている)に由来する酸素、及びM
OS 12粒上に吸若された酸素等が含まれるため、そ
の酸素含有量が0.1重1%以上となるのである。Mo
Si2焼結時に、この高濃度の酸素を大巾に減少させる
ことは困難である。例えば、酸素含有量0.5重量%の
MO812粉を1700℃で焼結しても、焼結体中の酸
素含有量は0.2重1%と半分程度に減少するにすぎな
い。
このような焼結体からなり、したがって高濃度の酸素を
含むターゲツト材をスパッタリングに用いると、Sl基
板上に形成された珪化物膜の比抵抗が上昇するという欠
点がある。
したがって、この発明の目的は、酸素含有量が少なく、
スパッタリングターゲツト材に好適な高融点金属二珪化
物基焼結体の製造方法を提供することである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らは種々研究の結果、Mo 、W # Ta及
びTiかうなる群より選ばれた1種の高融点金属分とS
i分よりなる固形体を、無酸素雰囲気においてSi蒸気
にさら丁ことにより、固形体中に主としてSiO2の形
で残存する酸素がSi蒸気と反応して、揮発性物質であ
るSiOが生成し、Sioが揮発するので、酸素含有量
の少ない高融点金属二珪化物基焼結体を製造することが
できることを見い出した。
この発明は、上記知見に基いて発明されたものであり、 (1)  Mo 、W 、 Ta及びTiかうなる群よ
り選ばれた1種の高融点金属分とSi分よりなる固形体
を、無酸素雰囲気において3i蒸気にさら丁ことを特徴
とする酸素含有量の少ない高融点金属二珪化物基焼結体
の製造方法。
(2)  固形体が圧粉体である特許請求の範囲第1屓
記載の酸素含有量の少ない高融点金属二珪化物基焼結体
の製造方法。
(3)固形体が仮焼結体である特許請求の範囲第1項記
載の酸素含イJ量の少ない冒融点金属二珪化物基焼結体
の製造方法。
旧 高融点金属分とSi分の原子比、即ちSi /Mが
下記の条件を猫足する特許請求の範囲第1乃至3項のい
ずれかに記載の酸素含有量の少ない高融点金属二珪化物
基焼結体の製造方法、 1/3≦Si/M≦2゜ (5)  固形体を構成する高融点金属分とS1分の全
部あるいは一部が、両元素からなる化合物を形成してい
る特許請求の範囲第1乃至4項のいずれかに記載の酸素
含有量の少ない高融点金属二珪化物基焼結体の製造方法 である。
以下、この発明の詳細な説明する。
(1)固形体について この発明において3i蒸気にさらされる固形体は、Mo
、W、Ta及びTlからなる群より選ばれた1種の高融
点金属(以下2Mで示−r )分とSi分よりなる圧粉
体であってもよいし、前記M分とSi分よりなる仮焼結
体であってもよい。そして、前記M分とSi分の全部あ
るいは一部は、両元奏かうなる化合物(例えば、MSi
2. M5Si3. M3Si等)を形成してもよいし
、M分とSi分は、ともに単体であってもよい。
より詳しくは、前記固形体は、例えば次のように製造さ
れたものである。
即ち、出発原料はM分とSi分とを含有するものであれ
ば任意のものでよいが、例えば、Mの粉末とSiの粉末
の混合物、又はMsi2の粉末若しくはMと3iの他の
化合物(例えば、 Mo3Siなど)の粉末などを挙げ
ることができる、一種類の粉末を用いたときはそのまま
、又、複数の種類の粉末を用いたときはよく湿式混合し
、乾燥後、プレス成形して圧粉体とする。あるいは、こ
の圧粉体を更に、好ましくは1000−1400℃の範
囲内の温度、1〜l 0−3torrの範囲内の圧力で
10分〜1時間熱処理して、仮焼結体とする。この仮焼
結体にするための熱処理は、このように別個に行なって
もよいが、圧粉体を用いて、次工程のSi蒸気による処
理を行なう際に昇温すると、途中で仮焼結体が生成する
ので、固形体としては圧粉体の方が望ましい。この熱処
理により、圧粉体よりう寥強度が大きいが、Si蒸気を
その内部まで通すことができる程度の多孔質を維持した
仮焼結体が生成する。そして、出発原料としてM粉末と
Si粉末の混合物を用いた場合には、上記熱処理により
MとSiの化合物の生成も起こる。仮焼結体の組織はM
3Siのみ、M3 S 1 トMs S t 3 ノ混
在、M5Si3ノミ、M5Si3トMsi2の混在、M
si2のみのいずれかになる。
出発原料中のM分とSi分の原子比、即ちSi/M、し
たがって、固形体中のSi/Mは、下記の条件を満足す
ることが望ましい。
1/3≦3i /M≦2 これは、固形体中のSi/Mが173未満になると、次
工程のSi蒸気にさら丁ための昇温工程において、ある
い(・マ仮焼結体を得るための熱処理工程において、固
形体組織がMとM3Siとになり、このMのために固形
体の焼結収縮が進み、固形体が緻密なものとなるために
、3i蒸気にさらすと、きにはもはやその内部までSi
蒸気が浸入していくことが困難となるからである。そし
て、固形体中のSi量は、次工程のSi蒸気にさら丁工
程において増えるので、高融点金属二珪化物基焼結体を
製造するための固形体中のSi/Mは通常2以下でよい
(li)  Si蒸気による処理工程 Si蒸気にさらす際の雰囲気は、無酸素雰囲気であるこ
とが必要である。これは、Si蒸気は非常に酸化されや
すいために、酸素を含む雰囲気中で処理を行なうと、S
i蒸気が酸化により失われ、有効に固形体中の主として
SiO□として存在する酸素分と反応することができな
くなるし、又、せっかく生成したSiOが酸化されて不
揮発性になるためである。無酸素雰囲気としては、真空
、不活性ガス雰囲気等を挙げることができるが、より低
温でSi蒸気を得ることができる点で真空が望ましい。
更に、真空度としては1〜10−3torrが望ましい
Si蒸気にさらす温度は、雰囲気及び圧力にも依るが、
上記のような真空度の真空中においては1430℃が望
ましい。
そして、Si蒸気にさらす時間は、得られる焼結変化す
るのに充分な時間であれば任意の時間でよいが、通常5
〜30時間くらいである。
(i1項で説明した固形体を無酸素雰囲気においてSi
蒸気にさらすことにより、固形体中に主としてSiO2
の形で残存する酸素がSi蒸気と反応して、揮発性物質
であるSiOが生成し、SiOが揮発するので、固形体
中の酸素含有量を減少させることができるのである。又
、Si蒸気にさらす温度が高温であるので、固形体が圧
粉体の場合には焼結も、そして、固形体が仮焼結体の場
合には緻密な焼結体への焼結も起こる。更に、Si蒸気
にさら丁ことによって、たいていの場合、得られる焼結
体中の3i毒が増え、又、場合によっては、Msi2等
のMとSiの化合物の生成も起こる。
〔実施例〕
以下、実施例によりこの発明の構成及び効果を詳細に説
明する。
実施例1 M分とSi分よりなる固形体は次のように製造されたも
のを用いた。
即ち、平均粒径3μmのMoSi2粉(酸素含有量:6
500ppm)をプレス圧3t/cylで一軸プレスし
て30 in X 30 mm X 10 mmの大き
さの圧粉体としたものである。
このようにして得られ、密度が3.459/C−で相対
密度が55.396であり、酸素含有量が6500pp
mのMoSi2固形体を、温度1550℃、真空度〜1
0−3torrの条件の下でグラファイトルツボ中で溶
融させたSiの表面の上方2αのところに吊し、Si蒸
気中に24時間さらした後、徐冷した。
このようにして得られたMoSi2焼結体は相対密度8
458まで収縮しており、Mo5izが8496.Si
が〜2%、残りが気孔の複合組織を有し、酸素含有量は
30 p pmであった。
実施例2 M分とSi分よりなる固形体は次のよう(=製造された
ものを用いた。
即ち、平均粒径3μmのMo粉(酸素含有量:1600
ppm)63.1重量部と平均粒径2μmのSi粉(酸
素含有n、’ : 12000 p p m ) 36
.9重G部(Si /Mo (?原子比)=2.0)と
を配合し、ヘキナン混合溶媒中で2時間ボールミル混合
し、十分に乾燥したのら、プレス圧2t / crlで
30m++X 3 Q mm X 10 mmの大きさ
の圧粉体とした。この圧粉体を1200℃の温度、10
−3torrの圧力で111#、間熱処理して、MoS
i2からなる仮焼結体としたものである。
このようにして得られ、密度が2.581 / Cm3
で相対密度が4158であり、酸素含有tが1800p
pmのMoSi2固形体を、前記熱処理の炉内に入れた
ままで、1550℃の温度に昇温しで実施例1と同様な
方法で24時間Si蒸気(:さらした。
このようにして密度が3.749/ cm3  で相対
密度が6096であるMoSi2焼結体が得られ、酸素
含有分は20ppmであった。
実施例3 M分とSi分よりなる固形体に次のように製造されたも
のを用いた。
即ち、まず、MO粉85.1重量部とSi粉14.9重
重部との配合組成物(Si /Mo (y原子比) −
315)を用いることを除いて実施例2と同様な方法で
圧粉体を得た。この圧粉体を真空度I F3torr、
温度1200℃で1時間熱処理して、MO5S i 3
かうなる仮焼結体としたものである。
このようCニジて得られ、相対密度が5896で酸素含
有量が1500ppmのMoSi3固形体を、前記熱処
理の炉内に入れたままで、1550℃の温度(:昇温し
て実施例1と同様な方法で24時間Si蒸気にさらした
このようにして、相対密度78%のMoSi2焼結体が
得られ、その酸素含有量は15ppmであった。
実施例4 M分とSi分よりなる固形体は次のように製造°された
ものを用いた。
即ち、平均粒径5μmのM03Si粉(酸素含有量:4
000ppm)から−軸ブレス法によりプレス圧1 t
 / ctdで、密度が3.60 ? / c7rL3
であり大きさが30陣×30陣×1011II++の圧
粉体(酸素含有力t:4000pprn)としたもので
ある。
このようにして得られたMo3Si固形体を真空度10
″″3torr−1550℃の温度の条件下で30時間
Si蒸気!=さらした後、炉冷して、密度が5,22P
/cm3で酸素含有量が10ppmのMoSi2焼結体
を得た。
実施例5 MoSix粉(=代えて、平均粒径4pmのWSi2粉
(酸素含有量:3500ppm)、平均粒径5pmのT
aSi2粉(cR素含有量:4000ppm)又に!平
均粒径〜45μmのTi3i2粉(酸素含有量:160
0ppm)を用いて実施例1を繰り返丁。
但し、TiSi2粉を用いた場合(=は、S1蒸気にさ
ら丁温度を1450℃とした。その結果を下記の表に示
した。
〔発明の総括的効果〕
以上説明したように、この発明の方法(=よれば、酸素
含有全が30ppm以下と極めて少ない高融点金属二珪
化物基焼結体を製造することができる。
したがって、この発明で製造された高融点金属二珪化物
基焼結体をスパッタリングターゲツト材として用いれば
、従来の焼結ターゲツト材を使用して作成した(膜のシ
ート抵抗値に比べて約5096減少した抵抗値をもち、
配線・ゲート電極(=適した高融点金属珪化物膜が得ら
れるのである。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)Mo、W、Ta及びTiからなる群より選ばれた
    1種の高融点金属分と珪素分よりなる固形体を、無酸素
    雰囲気において珪素蒸気にさらすことを特徴とする酸素
    含有量の少ない高融点金属二珪化物基焼結体の製造方法
  2. (2)固形体が圧粉体である特許請求の範囲第1項記載
    の酸素含有量の少ない高融点金属二珪化物基焼結体の製
    造方法。
  3. (3)固形体が仮焼結体である特許請求の範囲第1項記
    載の酸素含有量の少ない高融点金属二珪化物基焼結体の
    製造方法。
  4. (4)高融点金属分と珪素分の原子比、即ちSi/Mが
    下記の条件を満足する特許請求の範囲第1乃至3項のい
    ずれかに記載の酸素含有量の少ない高融点金属二珪化物
    基焼結体の製造方法、 1/3≦Si/M≦2。
  5. (5)固形体を構成する高融点金属分と珪素分の全部あ
    るいは一部が、両元素からなる化合物を形成している特
    許請求の範囲第1乃至4項のいずれかに記載の酸素含有
    量の少ない高融点金属二珪化物基焼結体の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61116835A (ja) * 1984-11-13 1986-06-04 Shinku Yakin Kk Lsi又は超lsi電極配線材料用スパツタリングタ−ゲツト
JPS63219580A (ja) * 1987-03-09 1988-09-13 Hitachi Metals Ltd スパツタリングタ−ゲツトおよびその製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61116835A (ja) * 1984-11-13 1986-06-04 Shinku Yakin Kk Lsi又は超lsi電極配線材料用スパツタリングタ−ゲツト
JPH0518453B2 (ja) * 1984-11-13 1993-03-12 Shinku Yakin Kk
JPS63219580A (ja) * 1987-03-09 1988-09-13 Hitachi Metals Ltd スパツタリングタ−ゲツトおよびその製造方法

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