JPS63179061A - 高融点金属シリサイドタ−ゲツトとその製造方法 - Google Patents

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】 タングステン及びモリブデンに代表される高融点金属粉
及びシリコン粉原料としては、低放射性元素及び低アル
カリ金属含有量のものを使用する。

５〜９　Ｎ　（９９，９９９〜９９．９９９９９９９　
ｗｔ　％　）以上の純度を有するそうした原料シリコン
粉は容易に市販入手しさる。原料高融点金属粉について
も最近アルカリ金属含有率が１０００　ｐｐｂ以下そし
て放射性元素含有率が１００　ｐｐｂ以下の５Ｎ以上の
高純度のものを調製する技術が確立されてい、る。

これは、従来からの一般市販高融点金属或いはその化合
物を溶解して、水溶液を生成し、該水溶液を精製した後
金高融点金属結晶を晶出させ、該結晶を固液分離、洗浄
及び乾燥した後に加熱還元することによって高純度高融
点金属粉末を調製するものである。更に、これら粉末に
再溶解等の精製処理を施すことによって更に高純度のも
のを得ることができる。

こうした原料粉末を目標とするシリサイドＷＳｉｘ１Ｍ
０８ＩＸ（ｘ＞３　）に対応する所定の比率の下でＶＷ
ミキサ等により混合し、例えば真空抵抗炉において加熱
合成を行う。合成条件は一般に次の通りである： 真空圧＝１〜１０Ｐａ 温　　　　度！　　１　２００〜１４００℃時　　　間
：５分〜６時間 反応終了後、放冷し、真空炉から取出された合。

成シリサイドは、ボールミル、振動ミルその他の粉砕機
により充分に粉砕され、合成シリサイド粉を得る。

合成シリサイド粉は、好ましくは５０メツシユ以下、よ
り好ましくは２００メツシユ以下に乾式篩で篩別して粒
度を揃えるのが有益である。

工程を通してのシリコンの揮散損失分を補償するシリサ
イド粉が加えられる。これは添加シリサイド粉と呼ばれ
る。添加シリサイド粉も、−５０メツシユ、好ましくは
一２００メツシュのものが使用される。添加シリサイド
粉は、目標のモル比とする為に、８１７Ｍ　　が２．０
以上のものが使用できるが、混合の容易さからその前後
のモル比のシリサイド粉を使用するのが良い。

原料シリサイド粉と添加シリサイド粉とは例えばＶ型ミ
キサを使用して充分に混合する。

この後ホットプレスが実施される。ホットプレスは混合
粉の充分なる高密度化・高焼結強度化を図る。よう実施
することが肝要である。ホットプレスする際に、予荷重
をかけプレス後ホールドすることが好ましい。ホットプ
レス条件は次の通りであるニ ブレス温度：１３００〜１４００°℃ （好ましくは１３７０〜 １４００℃） プレス圧カニ高い方が良いが、グイケースの強度を考慮
して一般に ２００〜４００Ｋｇ／、” プレス時間＝２０〜４０分 予荷重：６０〜１７０Ｋｆ／ｃｍ” ホールド時間：長い方がよいが最小３０分（一般にプレ
ス時間込みで １〜５時間） 真　空　度：１０ｐｌのオーダー ホットプレスは、上記混合粉を型入れし、昇温を開始し
て１３００〜１４００℃のうちの目標温度に達したら、
その温度水準を維持しつつ所定のプレス圧の適用を開始
する。プレス圧の適用により材料は次第に減厚され、成
る時点を越えると材料厚さは一定に達し、それ以上減厚
されない。この状態で一般にプレス圧の適用が解除され
るが、高密度化をより増進するＫは、プレス時に予荷重
をかけておいて上記時点以降例えば３０分以上その状態
で保持することが効果的である。これをホールドとここ
では呼ぶ。

微細な合成シリサイド粉を原料とし高温で充分の時間プ
レスを行うことにより、粒間の焼結は進行し、均一な焼
結組織が生成される。上記のように、予荷重をかけプレ
ス後ホールドすることも高密度化・高焼結強度化に特に
有効な手段である。

この高温プレスにより、９７％以上９９．９　％にも達
しうる高密度比のターゲットが生成しうる。

プレス後、プレス品は取出され、機械加工によリスバッ
タ用ターゲットに仕上げられる。

ホットプレス法の有意義な点の一つは、高密化に加えて
酸素含有量が低減しうろことである。これは高温加圧工
程においてＳ　ｉ　＋０−＋Ｓ　Ｉ　Ｏ（ｇ）↑の反応
が一層容易に進行するためである。しかし、Ｓ１含有量
の多いシリサイドでは原料シリコンに伴う酸素量がどう
しても増大する。一般に、シリコンにはｔｏ００〜５．
　ＯＯＯｐｐｍの酸素が含まれている。従って、この酸
素を低減するのに、合成時に真空に引く時間を従来より
長目にするのがよい。

ホットプレス前の組成調整をシリサイド粉を用いて行う
ことは、ターゲットの脆化防止に効果的であると共に、
凝集シリコンに起因するパーティクル発生の防止にも役
立つ。パーティクルとは、ターゲットをスパッタして配
線膜等を形成する除、飛散する微粒子がウェハー上に堆
積したものを云う、この微粒子は直径が数μｍ程度のも
のが多く、断線等ＬＳＩの不良率の増大の原因となる。

このパーティクルの発生に凝集シリコン中に取込まれた
粒子が関与する。従って、ホットプレ“ス前の組成比調
整に凝集しゃすいシＩ／　ｊン粉を加えずにシリサイド
粉を添加することによりパーティクルの発生が抑制され
る。

本方法によって、シリサイドの組成比（Ｓｉ／Ｍ）が原
子比で３を超えるもの、一般に３〜４５、最大限では１
０までの高シリコン含有シリサイドが得られる。

発明の効果 斯界で初めて割れに（いＭＳｉｘ（ｘ＞５　）のシリサ
イドターゲットを実用化した。

実施例１ ５Ｎ（９９，９９９Ｗｔ＊）のＷ粉（−ｓｏ、＋ッシュ
）　９．９　Ｆ４と５Ｎ（９９，９９９ｗｔ％）のｓ１
粉７．　Ｉ　Ｋｆ（−５０メツシユ）にリターン材とし
てのＷＳｉｘ　　粉末（−５０メツシユ）を１５ｗｔ＊
加え、これらをＶ型ミキサーで混合した。混合時のモル
比は８１／ｗ　　＝４５であった。混合粉を合成炉にお
いて合成した。合成条件は、４Ｘ１０−”Ｐａまで真空
排気した後、１３３０℃で４ｈｒ反応を行うものとした
０反応終了後放冷し、５０”Ｃまで下がった時点で炉か
ら取出した。これをボールミルで粉砕し、乾式篩で−２
００メツシー粒度のものを篩別回収した。これをタング
ステンシリサイド原料粉とする。この原料粉を分析して
モル比を正確に測定したところ！＝４２　（ＷＳｉ４２
　）であった。

ＷＳｉ４．Ｑのシリサイドターゲット製品を作製するべ
く、添加タングステンシリサイド粉ＷＳｉ１４を別に用
意した。

原料シリサイド粉７．７Ｋｆと添加シリサイド粉２．３
ＫｆとをＶ型ミキサーで混合し、カーボン製ダイスに装
入し、ホットプレスを行った。ホットプレスは１１５０
℃から予荷重をかけ、１３８０℃でプレスし、プレス時
間は３０分とし、その後１時間ホールドした。

プレス後、プレス品を取出し、機械加工によってスパッ
タ用ターゲットに仕上げた。こうして、ＷＳｉ４ｏター
ゲット渠品が得られた。このターゲットはスパッタ用タ
ーゲットとして使用するに充分に強度を有した。

実施例２ 原料Ｓｉ粉添加量を増大し、実施例１に従５工程によっ
てＷＳｉ４４ターゲット梨品が製造できた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）高融点金属シリサイドの組成比（Ｓｉ／Ｍ）が厚子
   比で３を超えることを特徴とする高融点金属シリサイド
   ターゲット。 ２）高融点金属シリサイドの合成、合成シリサイドの粉
   砕、組成比調整及び調整された合成シリサイド粉のホッ
   トプレスの工程により高融点金属シリサイドターゲット
   を製造する方法において、前記シリサイドの合成工程で
   Ｓｉ／Ｍの原子比が３を超えるシリサイドを生成するこ
   とを特徴とする組成比（Ｓｉ／Ｍ）が原子比で３を超え
   る高融点シリサイドターゲットを製造する方法。 ３）高融点金属シリサイドの合成、合成シリサイドの粉
   砕、組成比調整及び調整された合成シリサイド粉のホッ
   トプレスの工程により高融点金属シリサイドターゲット
   を製造する方法において、前記シリサイドの合成工程で
   Ｓｉ／Ｍの原子比が３を超えるシリサイドを生成しそし
   て組成比調整を高融点金属シリサイド粉を用いて行うこ
   とを特徴とする組成比（Ｓｉ／Ｍ）が原子比で３を超え
   る高融点シリサイドターゲットを製造する方法。