JPS6337072B2 - - Google Patents
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Description
〔産業上の利用分野〕
この発明は半導体電極配線用の高融点金属珪化
物膜をスパツタリングにより形成するために使用
されるターゲツト材の製造法に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
近年、半導体の電極配線には従来のAl膜、Al
―Si膜や多結晶Si膜に代りMoSi2などの高融点金
属珪化物膜が使用されるようになつている。これ
らの高融点金属珪化物は従来の電極配線材と比
べ、比抵抗が小さく、高温における耐腐食性が高
いため、半導体装置における演算の高速化に適し
ており、また半導体製造時において薬品による腐
食や高温処理による酸化を受けにくいという利点
を有している。
一般に、高融点金属珪化物膜を形成する方法と
してはスパツタリング法が用いられる。たとえ
ば、MoとSiを反応させて、モリブデンの珪化物
であるMoSi2を形成させる場合には、反応前の両
者の体積に比べ、反応後の珪化物の体積が小さい
ため、形成された珪化物膜には大きな引張り応力
が発生するが、膜中のSiを過剰にすると引張り応
力を低くおさえることができるため、ターゲツト
材の組成はSi／Mo（原子比）＞２となることが好
ましい。又、形成されたモリブデン珪化物膜がSi
過剰であれば、余分なSiが酸化され、モリブデン
珪化物表面にシリカ保護膜が形成され得るので、
従来のシリコンゲートプロセスとの互換性が保た
れるという利点も有している。しかし、ターゲツ
ト材の組成がSi／Mo（原子比）＞４になると、こ
のターゲツト材のスパツタリングにより得られる
膜の組成もSi／Mo（原子比）＞４となり、膜抵抗
が高くなつてしまい、好ましくない。このよう
に、高融点金属珪化物膜の組成は２＜Si／Ｍ（原
子比）≦４（但し、Ｍ：高融点金属）であることが
要求されており、そのような組成の膜を形成する
ためには、MSi2とSiの複合組織よりなり組成が
２＜Si／Ｍ（原子比）≦４のターゲツト材とするこ
とが不可欠である。
従来、MSi2とSiの複合組織よりなり、組成が
２＜Si／Ｍ（原子比）≦４であるターゲツト材は、
次のように製造されていた。即ち、所定のターゲ
ツト組成になるように原料粉末を混合して、焼結
するのである。焼結方法としては常圧焼結法、ホ
ツトプレス法等である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このような粉末冶金的手法による製造において
は、原料粉、特にSi粉中に含まれる多量の酸素
（酸素含有量：13000ppm）のため、製造されたタ
ーゲツト中にも大量の酸素が取り込まれ（酸素含
有量：約2500ppm）、その結果、スパツタリング
により形成された膜中にも酸素が多く存在し前記
膜を半導体の電極配線に用いたときの抵抗が増加
するという欠点がある。そして、Si粉中の酸素は
SiO2の形で含まれているので、通常の方法では
取り除くことはできない。
この発明の目的は、組成が２＜Si／Ｍ（原子比）
≦４（但し、Ｍ＝Mo，Ｗ，Ta，Ti）の高融点金
属珪化物膜をスパツタリング法によつて形成する
ために適した、MSiとSiの２相からなる複合組織
を有し、酸素含有量が少ないターゲツト材の新し
い製造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仮焼体に溶融珪素を含浸させ
ることにより、仮焼体中に含まれる酸素分が、浸
入してきた溶融Siあるいは、仮焼体中に存在する
Siが前記溶融Siとの接触若しくは間接加熱により
溶融して生成した溶融Siと反応し、揮発性の一酸
化珪素となり、系外に放出されるので、酸素含有
量の極めて少ないターゲツト材を得ることができ
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仮焼体
に溶融珪素を含浸させて、高融点金属の二珪化
物と珪素とよりなる酸素含有量の少ない焼結体
を生成させることを特徴とする半導体電極配線
用の高融点金属珪化物膜を形成するための酸素
含有量の少ないターゲツト材の製造法。
２ 高融点金属分と珪素分の全部又は一部が、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項記載の半導体電極配線用の高融点金
属珪化物膜を形成するための酸素含有量の少な
いターゲツト材の製造法。
である。
以下、この発明の製造法について述べる。
(i) 仮焼体について
仮焼体は次のようにして製造されたものであ
る。即ち、原料としてMSi2又はＭ，Si，ＭとSi
の他の化合物の粉末を用い、MSi2粉末は単独で、
Ｍ，Si，ＭとSiの他の化合物の粉末を用いる場合
は、これらのうちの２種又は３種を必要組成比に
して十分に混合した後、よく乾燥し、一軸プレス
あるいは静水圧プレス等を用いて成形する。成形
体を無酸素雰囲気下において、1200〜1750℃の範
囲内の温度において温度で定まる適当な時間熱処
理して、MSi2，又MSi2とSi，又はＭとSiの他の
化合物（例えば、Mo5Si3），又はＭとSiの他の化
合物とSiよりなる仮焼体を得る。仮焼体は上記の
ように成形と熱処理を二段で行なわずに、真空ホ
ツトプレス歩により混合粉末から一段で直接製造
することもできる。
この熱処理（仮焼）により、次工程の溶融Siと
の接触に耐えられるように形状を保持させるもの
であり、又、熱処理（仮焼）温度等を変えること
により仮焼体の密度を調節することができるので
ある。そして、ＭとSiを原料として用いた場合
は、この熱処理（仮焼）工程においてＭとSiとの
間に反応が起こり、MSi2あるいはＭとSiの他の
化合物が生成する。
(ii) 含浸工程について
仮焼体を真空中（好ましくは〜10-1torr）で、
好ましくは温度1430〜1500℃の条件で、酸素含有
量の少ない（〜1ppm）溶融Siと接触させること
により、仮焼体中にSiを含浸させ、MSi2とSiの
２相よりなる複合組織を有する焼結体からなる、
酸素含有量の極めて少ないターゲツト材を得るこ
とができる。
これは、この含浸工程により、知見事項の所で
も述べたように、仮焼体中の酸素分が溶融Siとの
反応によつて一酸化珪素となり揮発・除去される
からである。焼結体からなるターゲツト材の酸素
含有量は、溶融Siと接触させている時間を十分に
長くすることにより、含浸に使用している溶融Si
中の酸素含有量と同程度まで減少させることがで
きるので、時間は60〜120分が望ましい。又、酸
素含有量の少ない（〜1ppm）溶融Siには半導体
用超高純度Siを使用すればよい。
この含浸工程により、焼結も起こり、そして、
仮焼体としてＭとSiの他の化合物及びSiよりなる
ものを用いた場合には、MSi2の生成も起こる。
又、成形と熱処理の二段工程により得られた焼結
体の場合は、溶融Siの含浸によつて仮焼体の空隙
がSiで充填されるので、得られる仮焼体からなる
ターゲツト材のSi／Mo（原子比）は増大するが、
真空ホツトプレス法により一段で得られた仮焼体
の場合は、含浸工程においては溶融Siと仮焼体中
のSiとの置換や、酸素との結合で失われた仮焼体
中のSiの補給が起こるだけなので、得られるター
ゲツト材のSi／Ｍ（原子比）は増大しない。
結局、含浸工程により、MSi2とSiの２相より
なる複合組織を有し、酸素含有量の極めて少ない
焼結体が得られるのである。
(iii) ターゲツト材のSi／Ｍ（原子比）の調節につ
いて
上記の原子比は、仮焼体のための原料混合物中
のSi／Ｍの原子比を変えることによつて、あるい
は仮焼体の密度を変えることによつて、変化させ
ることが可能である。
例えば、仮焼体が、成形と熱処理の二段工程で
製造されたMoSi2仮焼体の場合、Mo粉とSi粉と
からなる原料混合物中のSi／Mo比＜３／５、即
ちMo過剰のとき、溶融Siの含浸時にMoSi2の生
成量が多すぎるため発生する反応熱により形状を
保持し得ない。そして、前記原料混合物中のSi／
Mo比＝約2.0のとき、焼結体の組成がSi／Mo比
＝4.0のものが得られる。したがつて、成形と熱
処理の二段工程で仮焼体を製造する場合には、前
記原料混合物中のSi／Mo比を３／５〜約2.0の範
囲内で変えることが適当であり、こうすることに
より、焼結体の組成がSi／Mo比＝2.57〜4.0のも
のが得られる（第３表参照）。
一方、真空ホツトプレス法により一段で仮焼体
を製造する場合には、一般に、溶融Siの含浸によ
りSi／Ｍ比は増大しないで仮焼体の原料の混合物
中の比とほぼ同じ値をとるので、仮焼体の原料の
混合物中のSi／Mo比＞２が適当である（第４表
参照）。
次に、仮焼体の密度をどのように変えるか、
又、それによつてターゲツト材のSi／Ｍ比がどの
ように変わるかについて説明する。
まず、仮焼体の密度は熱処理（仮焼）温度を変
えることにより、変えることができる。これは特
に成形と熱処理の二段工程で仮焼体を製造する場
合に顕著であるが、熱処理温度が高くなるにつれ
て得られる仮焼体の密度も高くなる。仮焼体の密
度が高くなれば、溶融Siの含浸量が減少するの
で、Si／Ｍ比は小さくなる（第２表，実施例１と
実施例３を参照）。
又、同じ熱処理温度で、しかも原料混合物中の
Si／Ｍ比が同じであつても、原料として化合物を
用いるか、あるいは単体を用いるかによつて、得
られる仮焼体の密度が異なる。例えば、Si／Mo
比＝２のMo粉とSi粉とからなる原料混合物を成
形後、1500℃で熱処理すると、密度3.00ｇ／cm3の
MoSi2仮焼体が得られるのに対して、原料として
MoSi2粉末を用いて上記と同様に成形・熱処理す
ると、4.70ｇ／cm3のMoSi2仮焼体が得られるので
ある。即ち、化合物を用いた場合の方が単体を用
いる場合よりも密度の大きな仮焼体が得られるの
で、溶融Siの含浸量も、得られる焼結体のSi／Ｍ
比も小さい。
〔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
平均粒径3μｍのMo粉（酸素含有量1400ppm）
と平均粒径1.5μｍのSi粉（酸素含有量13000ppm）
とを用意し、Mo粉63重量部とSi粉37重量部とか
らなる組成物をヘキサンを混合溶媒としてボール
ミルで２時間混合後、十分に乾燥し、−軸プレス
（プレス圧：2t／cm2）により30mm×30mm×５mmの
大きさの成形体を作製する。この成形体を1200℃
の温度、10-1Torrの真空中で１時間加熱して
MoSi2にした後、1700℃で１時間熱処理し、密度
が4.10ｇ／cm3の仮焼体（酸素含有量2000ppm）を
得る。
このようにして得られたMoSi2仮焼体に
10-3Torrの真空中において1500℃で酸素含有量
が〜1ppmである溶融Siを４時間含浸させた後炉
冷し、組成がSi／Mo比＝3.06でありMoSi2とSi
の複合組織よりなる焼結体（酸素含有量6ppm）
を製造した。
上記の製造方法において含浸時間を変えて、及
びMoSi2仮焼体のかわりに、WSi2，TaSi2あるい
はTiSi2仮焼体を用いて同様な溶融Si含浸処理を
行なつた。なお、TiSi2の場合の熱処理温度とシ
リコン含浸温度は1430℃である。これらの結果を
上記結果とともに第１表に示した。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a method for producing a target material used for forming a high melting point metal silicide film for semiconductor electrode wiring by sputtering. [Conventional technology] In recent years, conventional Al film, Al
- High melting point metal silicide films such as MoSi 2 are being used instead of Si films and polycrystalline Si films. Compared to conventional electrode wiring materials, these high-melting point metal silicides have lower resistivity and higher corrosion resistance at high temperatures, making them suitable for faster calculations in semiconductor devices, and are also less susceptible to corrosion caused by chemicals during semiconductor manufacturing. It has the advantage of being less susceptible to oxidation due to high temperature treatment. Generally, a sputtering method is used as a method for forming a high melting point metal silicide film. For example, when reacting Mo and Si to form MoSi 2 , which is a molybdenum silicide, the volume of the silicide after the reaction is smaller than the volume of both before the reaction, so the formed silicide Although a large tensile stress is generated in the film, the tensile stress can be kept low by increasing the Si content in the film. Therefore, it is preferable that the composition of the target material is Si/Mo (atomic ratio)>2. Moreover, the formed molybdenum silicide film is Si
If it is excessive, excess Si may be oxidized and a silica protective film may be formed on the molybdenum silicide surface.
It also has the advantage of maintaining compatibility with conventional silicon gate processes. However, when the composition of the target material becomes Si/Mo (atomic ratio)>4, the composition of the film obtained by sputtering this target material also becomes Si/Mo (atomic ratio)>4, and the film resistance becomes high. Undesirable. As described above, the composition of a high melting point metal silicide film is required to be 2<Si/M (atomic ratio)≦4 (where M: high melting point metal), and it is difficult to form a film with such a composition. In order to achieve this, it is essential to use a target material consisting of a composite structure of MSi 2 and Si with a composition of 2<Si/M (atomic ratio)≦4. Conventionally, the target material is composed of a composite structure of MSi 2 and Si and has a composition of 2<Si/M (atomic ratio)≦4.
It was manufactured as follows. That is, the raw material powders are mixed to have a predetermined target composition and sintered. Sintering methods include normal pressure sintering, hot pressing, and the like. [Problems to be solved by the invention] In production using such a powder metallurgy method, a large amount of oxygen (oxygen content: 13,000 ppm) is contained in the raw material powder, especially Si powder, so A large amount of oxygen is taken in (oxygen content: approximately 2500 ppm), and as a result, a large amount of oxygen is present in the film formed by sputtering, increasing the resistance when the film is used for semiconductor electrode wiring. There is a drawback. And the oxygen in Si powder is
Since it is present in the form of SiO 2 , it cannot be removed using normal methods. The purpose of this invention is that the composition is 2<Si/M (atomic ratio)
≦4 (where M = Mo, W, Ta, Ti), it has a composite structure consisting of two phases of MSi and Si, which is suitable for forming a high melting point metal silicide film by sputtering method, and has an oxygen An object of the present invention is to provide a new method for producing a target material with a small content. [Means for Solving the Problems] As a result of various studies, the present inventors have developed a calcined body consisting of one kind of high melting point metal selected from the group consisting of Mo, W, Ta and Ti and silicon. By impregnating molten silicon, the oxygen contained in the calcined body is removed from the infiltrated molten Si or the oxygen present in the calcined body.
The Si reacts with the molten Si generated by melting through contact with the molten Si or indirect heating, becomes volatile silicon monoxide, and is released outside the system, so that a target material with an extremely low oxygen content can be obtained. I discovered that it can be done. This invention was invented based on the above findings. For forming a high melting point metal silicide film for semiconductor electrode wiring, characterized by impregnating silicon to produce a sintered body with low oxygen content consisting of a high melting point metal disilicide and silicon. A method for producing target materials with low oxygen content. 2. For forming a high melting point metal silicide film for semiconductor electrode wiring according to claim 1, in which all or part of the high melting point metal component and the silicon component form a compound consisting of both elements. A method for producing target materials with low oxygen content. It is. The manufacturing method of this invention will be described below. (i) Regarding the calcined body The calcined body was manufactured as follows. That is, MSi 2 or M, Si, M and Si as raw materials
Using powders of other compounds, MSi 2 powder alone,
When using powders of M, Si, or other compounds of M and Si, mix two or three of these in the required composition ratio, thoroughly dry, and press using a uniaxial press or isostatic press. Shape using. The molded body is heat-treated in an oxygen-free atmosphere at a temperature in the range of 1200 to 1750°C for an appropriate time determined by the temperature to form MSi 2 , MSi 2 and Si, or other compounds of M and Si (for example, Mo 5 Si 3 ) or other compounds of M and Si and Si are obtained. The calcined body can also be produced directly from the mixed powder in one step by vacuum hot pressing, instead of performing the two-stage molding and heat treatment as described above. This heat treatment (calcination) maintains the shape so that it can withstand contact with molten Si in the next process, and the density of the calcined body can be adjusted by changing the heat treatment (calcination) temperature, etc. It is possible. When M and Si are used as raw materials, a reaction occurs between M and Si in this heat treatment (calcination) step, producing MSi 2 or other compounds of M and Si. (ii) Regarding the impregnation process, the calcined body is heated in vacuum (preferably ~10 -1 torr),
By contacting molten Si with a low oxygen content (~1 ppm) preferably at a temperature of 1430 to 1500°C, the calcined body is impregnated with Si and a composite structure consisting of two phases of MSi 2 and Si is formed. consisting of a sintered body having
A target material with extremely low oxygen content can be obtained. This is because, as mentioned in the findings section, during this impregnation step, the oxygen content in the calcined body reacts with the molten Si to become silicon monoxide, which is volatilized and removed. The oxygen content of the target material made of sintered body can be adjusted by keeping it in contact with molten Si for a sufficiently long time.
The desired time is 60 to 120 minutes, as this can reduce the oxygen content to the same level as the oxygen content in the mixture. Moreover, ultra-high purity Si for semiconductors may be used for molten Si with a low oxygen content (~1 ppm). This impregnation step also causes sintering, and
When a calcined body made of other compounds of M and Si and Si is used, MSi 2 is also generated.
In addition, in the case of a sintered body obtained by a two-step process of forming and heat treatment, the voids in the calcined body are filled with Si by impregnation with molten Si, so that the target material made of the resulting calcined body is Although Si/Mo (atomic ratio) increases,
In the case of a calcined body obtained in one step by the vacuum hot pressing method, the impregnation process involves replacing the Si in the calcined body with molten Si and replenishing the Si lost due to bonding with oxygen. only occurs, so the Si/M (atomic ratio) of the target material obtained does not increase. In the end, the impregnation process yields a sintered body that has a composite structure consisting of two phases, MSi 2 and Si, and has an extremely low oxygen content. (iii) Adjustment of the Si/M (atomic ratio) of the target material The above atomic ratio can be adjusted by changing the Si/M atomic ratio in the raw material mixture for the calcined body, or by changing the Si/M atomic ratio of the calcined body. It can be changed by changing the density. For example, if the calcined body is a MoSi 2 calcined body manufactured by a two-step process of forming and heat treatment, the Si/Mo ratio in the raw material mixture consisting of Mo powder and Si powder is <3/5, that is, Mo is excessive. In this case, the amount of MoSi 2 produced during impregnation with molten Si is too large and the shape cannot be maintained due to the generated reaction heat. Then, Si/
When the Mo ratio is approximately 2.0, a sintered body having a composition of Si/Mo ratio of 4.0 is obtained. Therefore, when producing a calcined body through a two-step process of forming and heat treatment, it is appropriate to vary the Si/Mo ratio in the raw material mixture within the range of 3/5 to about 2.0. By doing so, a sintered body having a composition of Si/Mo ratio of 2.57 to 4.0 can be obtained (see Table 3). On the other hand, when producing a calcined body in one step using the vacuum hot press method, the Si/M ratio generally does not increase due to impregnation with molten Si and takes approximately the same value as the ratio in the mixture of raw materials for the calcined body. , a Si/Mo ratio of >2 in the mixture of raw materials for the calcined body is suitable (see Table 4). Next, how to change the density of the calcined body.
Also, how the Si/M ratio of the target material changes accordingly will be explained. First, the density of the calcined body can be changed by changing the heat treatment (calcination) temperature. This is particularly noticeable when the calcined body is manufactured by a two-step process of forming and heat treatment, and as the heat treatment temperature increases, the density of the calcined body obtained also increases. As the density of the calcined body increases, the amount of molten Si impregnated decreases, so the Si/M ratio decreases (see Table 2, Examples 1 and 3). Furthermore, at the same heat treatment temperature, the
Even if the Si/M ratio is the same, the density of the calcined body obtained differs depending on whether a compound or a single substance is used as the raw material. For example, Si/Mo
When a raw material mixture consisting of Mo powder and Si powder with a ratio of 2 is molded and then heat-treated at 1500℃, it becomes a material with a density of 3.00g/ cm3 .
While a MoSi 2 calcined body is obtained, as a raw material
When MoSi 2 powder is molded and heat treated in the same manner as above, a MoSi 2 calcined body of 4.70 g/cm 3 is obtained. In other words, when a compound is used, a calcined body with a higher density can be obtained than when a single substance is used, so the amount of molten Si impregnated also depends on the Si/M of the obtained sintered body.
The ratio is also small. [Example] Hereinafter, the structure and effects of the present invention will be explained in detail using Examples. Example 1 Mo powder with an average particle size of 3 μm (oxygen content 1400 ppm)
and Si powder with an average particle size of 1.5μm (oxygen content 13000ppm)
A composition consisting of 63 parts by weight of Mo powder and 37 parts by weight of Si powder was mixed in a ball mill using hexane as a mixed solvent for 2 hours, thoroughly dried, and then pressed using a -axis press (press pressure: 2t/cm 2 ). ) to produce a molded body with a size of 30 mm x 30 mm x 5 mm. This molded body was heated to 1200℃.
temperature, heated in a vacuum of 10 -1 Torr for 1 hour.
After converting into MoSi 2 , heat treatment is performed at 1700° C. for 1 hour to obtain a calcined body with a density of 4.10 g/cm 3 (oxygen content 2000 ppm). The MoSi 2 calcined body obtained in this way
Molten Si with an oxygen content of ~1 ppm was impregnated for 4 hours at 1500 °C in a vacuum of 10 -3 Torr, and then cooled in the furnace, and the composition was Si/Mo ratio = 3.06, MoSi 2 and Si.
Sintered body consisting of a composite structure (oxygen content 6ppm)
was manufactured. A similar molten Si impregnation process was carried out in the above manufacturing method by changing the impregnation time and using a WSi 2 , TaSi 2 or TiSi 2 calcined body instead of the MoSi 2 calcined body. Note that the heat treatment temperature and silicon impregnation temperature in the case of TiSi 2 are 1430°C. These results are shown in Table 1 together with the above results.
【表】
実施例 ２
平均粒径5μｍのMoSi2粉（酸素含有量：
5500ppm）を一軸プレス法によりプレス圧2t／cm2
でプレス成形し、30mm×30mm×５mmの直方体とし
た。直方体の密度は3.30ｇ／cm3で密度比は52.9％
である。この直方体を0.1torr以下の真空中にお
いて1450℃で１時間熱処理し、密度4.80ｇ／cm3の
仮焼体とした。
次に、10-3torrの真空中において1450℃の温度
で90分間溶融Si（酸素含有量：1ppm）と接触させ
て、Siを含浸させたのち炉冷する。
製造された焼結体の密度は5.33ｇ／cm3で、気孔
量は１％以下である。この焼結体のMoSi2の含有
率は77容量％で残部はSiであり、組成はSi／Mo
（原子比）＝2.60である。そして、酸素含有量は、
10ppmであつた。
同様の方法で仮焼温度を変化させた場合の結果
を前記結果とともに第２表に示す。なお、仮焼温
度が1500℃以上の場合には、Siを含浸させる温度
を1500℃とした。
実施例 ３
平均粒径3μmのMo粉（酸素含有量：1400ppm）
63重量部、平均粒径1.5μmのSi粉（酸素含有量：
13000ppm）37重量部（Si／Moのｇ原子比は
2.006である）からなる組成物を、ヘキサンを混
合溶媒としてボールミルで２時間混[Table] Example 2 MoSi 2 powder with an average particle size of 5 μm (oxygen content:
5500ppm) with a press pressure of 2t/cm 2 using the uniaxial press method.
It was press-molded into a rectangular parallelepiped of 30 mm x 30 mm x 5 mm. The density of the rectangular parallelepiped is 3.30g/cm 3 and the density ratio is 52.9%.
It is. This rectangular parallelepiped was heat-treated at 1450° C. for 1 hour in a vacuum of 0.1 torr or less to obtain a calcined body with a density of 4.80 g/cm 3 . Next, it is brought into contact with molten Si (oxygen content: 1 ppm) in a vacuum of 10 -3 torr at a temperature of 1450° C. for 90 minutes to impregnate it with Si, and then cooled in a furnace. The density of the produced sintered body is 5.33 g/cm 3 and the amount of pores is 1% or less. The content of MoSi 2 in this sintered body is 77% by volume, the remainder is Si, and the composition is Si/Mo.
(atomic ratio) = 2.60. And the oxygen content is
It was 10ppm. The results obtained when the calcination temperature was varied in the same manner are shown in Table 2 together with the above results. Note that when the calcination temperature was 1500°C or higher, the temperature for impregnating Si was 1500°C. Example 3 Mo powder with an average particle size of 3 μm (oxygen content: 1400 ppm)
63 parts by weight, Si powder with an average particle size of 1.5 μm (oxygen content:
13000ppm) 37 parts by weight (g atomic ratio of Si/Mo is
2.006) was mixed in a ball mill for 2 hours using hexane as a mixed solvent.
【表】
合後、十分に乾燥し、一軸プレス（プレス圧：
2t／cm2）により、30mm×30mm×５mmの成形体を作
製する。成形体の密度は2.52ｇ／cm3である。この
成形体を0.1torr以下の真空中で1200℃まで600
℃／hr.で昇温し、化学反応によりMoSi2にした
後、1500℃で１時間熱処理し、密度が3.00ｇ／cm3
の仮焼体を得る。
この仮焼体を1500℃の温度、10-1torr以下の真
空中において60分間溶融Si（酸素含有量：〜
1ppm）と接触させ、Siを含浸させた後、炉冷す
る。製造された焼結体の密度は4.28ｇ／cm3で気孔
率は１％以下であり、しかも焼結体中のMoSi2含
有率は50容量％で残部はSiであつて、組成はSi／
Mo（原子比）＝4.00であつた。そして、焼結体の
酸素含有量は7ppmである。
原料であるMo粉とSi粉の混合比を変えて、上
記の方法を繰り返した結果を、上記結果とともに
第３表に示す。[Table] After bonding, dry thoroughly and press using a uniaxial press (press pressure:
2t/cm 2 ) to produce a molded body of 30 mm x 30 mm x 5 mm. The density of the molded body is 2.52 g/cm 3 . This molded body is heated to 1200℃ in a vacuum of 0.1torr or less at 600℃.
The temperature was raised at ℃/hr. to form MoSi 2 through a chemical reaction, and then heat treated at 1500℃ for 1 hour, resulting in a density of 3.00g/cm 3
A calcined body is obtained. This calcined body was melted with Si (oxygen content : ~
1ppm) to impregnate it with Si, and then cooled in the furnace. The produced sintered body has a density of 4.28 g/cm 3 and a porosity of 1% or less, and the MoSi 2 content in the sintered body is 50% by volume with the remainder being Si, with a composition of Si/cm3.
Mo (atomic ratio) was 4.00. The oxygen content of the sintered body is 7 ppm. The results of repeating the above method by changing the mixing ratio of the raw materials Mo powder and Si powder are shown in Table 3 together with the above results.
【表】
実施例 ４
実施例３と同様にして、Si／Mo（原子比）＝
2.28であり、Mo粉とSi粉とからなる原料混合物
を1300℃の温度、150Kgｆ／cm2の圧力、真空度
10-3torrの条件下で１時間ホツトプレス、し、密
度5.50ｇ／cm3の仮焼体を得る。
この仮焼体を実施例３と同じ条件でSiを含浸さ
せて、焼結体を製造した。
この焼結体の密度は5.77ｇ／cm3で、組成はSi／
Mo（原子比）＝2.30であり、焼結体中のMoSi2の
含有率は87容量％で残部はSiであつた。そして、
酸素含有量は19ppmであつた。
原料混合物中のMoとSiの混合比を変えて前記
と同様な方法を行なつた場合の結果を、前記の結
果とともに第４表に示す。
実施例 ５
平均粒径4μmのWSi2粉末（酸素含有量：
6200ppm）を一軸プレスによりプレス圧2t／cm2で
プレス成形し、30mm×30mm×５mmの大きさの直方
体とした。直方体の密度は4.95ｇ／[Table] Example 4 Similar to Example 3, Si/Mo (atomic ratio) =
2.28, a raw material mixture consisting of Mo powder and Si powder was heated at a temperature of 1300℃, a pressure of 150Kgf/ cm2 , and a degree of vacuum.
Hot pressing was carried out for 1 hour under the condition of 10 -3 torr to obtain a calcined body with a density of 5.50 g/cm 3 . This calcined body was impregnated with Si under the same conditions as in Example 3 to produce a sintered body. The density of this sintered body is 5.77g/ cm3 , and the composition is Si/
Mo (atomic ratio) was 2.30, and the content of MoSi 2 in the sintered body was 87% by volume, with the remainder being Si. and,
The oxygen content was 19 ppm. Table 4 shows the results when the same method as above was carried out by changing the mixing ratio of Mo and Si in the raw material mixture, together with the above results. Example 5 WSi 2 powder with an average particle size of 4 μm (oxygen content:
6,200 ppm) was press-molded using a uniaxial press at a press pressure of 2 t/cm 2 to form a rectangular parallelepiped with dimensions of 30 mm x 30 mm x 5 mm. The density of the rectangular parallelepiped is 4.95g/
この発明の製造法により、酸素含有量が〜
20ppmまで大巾に減少したターゲツト材を製造す
ることができるので、この発明の製造法で製造さ
れたターゲツト材をスパツタリングに用いれば、
酸素含有量がターゲツト材と同程度の高融点金属
珪化物膜を形成することができる。この膜は前記
のように酸素含有量が極めて低いので、膜抵抗が
小さく、したがつて半導体の電極配線に好適に用
いられる。
By the production method of this invention, the oxygen content can be reduced to
Since it is possible to produce a target material with a greatly reduced amount of down to 20 ppm, if the target material produced by the production method of this invention is used for sputtering,
A high melting point metal silicide film having an oxygen content comparable to that of the target material can be formed. Since this film has an extremely low oxygen content as described above, it has a low film resistance and is therefore suitable for use in semiconductor electrode wiring.
Claims (1)
た１種の高融点金属分と珪素分よりなる仮焼体に
溶融珪素を含浸させて、高融点金属の二珪化物と
珪素とよりなる酸素含有量の少ない焼結体を生成
させることを特徴とする半導体電極配線用の高融
点金属珪化物膜を形成するための酸素含有量の少
ないターゲツト材の製造法。 ２ 高融点金属分と珪素分の全部又は一部が、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項記載の半導体電極配線用の高融点金属珪
化物膜を形成するための酸素含有量の少ないター
ゲツト材の製造法。[Claims] 1. Disilicification of the high melting point metal by impregnating molten silicon into a calcined body consisting of one type of high melting point metal selected from the group consisting of Mo, W, Ta, and Ti and silicon. 1. A method for producing a target material with a low oxygen content for forming a high melting point metal silicide film for semiconductor electrode wiring, which is characterized by producing a sintered body with a low oxygen content consisting of metal and silicon. 2. For forming a high melting point metal silicide film for semiconductor electrode wiring according to claim 1, in which all or part of the high melting point metal component and the silicon component form a compound consisting of both elements. A method for producing target materials with low oxygen content.
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP59181553A JPS6158866A (en) | 1984-08-30 | 1984-08-30 | Manufacture of high melting point metal silicate base composite material |
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| GB08521604A GB2166160B (en) | 1984-08-30 | 1985-08-30 | Sputtering target material and process for producing the same |
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|---|---|
| JPS6158866A JPS6158866A (en) | 1986-03-26 |
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