JPH11256322A - Metal silicide target material - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスに
使用される電極形成あるいは配線形成等に使用される金
属シリサイドタ−ゲットおよびその製造方法に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal silicide target used for forming an electrode or a wiring used in a semiconductor device and a method for manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年のLSIの高集積化に伴い、LSI
の電極および配線としてタングステンシリサイドあるい
はモリブデンシリサイド膜が用いられている。これらの
シリサイド膜を形成する方法としては、スパッタリング
法、化学蒸着法等が使用されており、特に膜の生産性、
再現性および作業の安全性から、スパッタリング法が主
流となっている。このスパッタリング法は、タングステ
ンとシリコンで構成されるターゲットを用いて、アルゴ
ン等の不活性ガスイオンをターゲット表面に衝突させ、
放出される微細な粒子を薄膜として形成させる方法であ
る。具体的なターゲット組成としては、化学量論的な金
属シリサイドMSi2では、形成する金属シリサイド膜
に大きな応力がかかるため、シート抵抗が増大しない範
囲で化学量論組成よりもシリコンを高めた組成のターゲ
ットが通常使用されている。2. Description of the Related Art With the recent high integration of LSIs,
Tungsten silicide or molybdenum silicide films are used as the electrodes and wirings. As a method for forming these silicide films, a sputtering method, a chemical vapor deposition method, and the like are used, and in particular, productivity of the film,
Sputtering is the mainstream because of its reproducibility and work safety. This sputtering method uses a target composed of tungsten and silicon to cause inert gas ions such as argon to collide with the target surface,
This is a method in which the emitted fine particles are formed as a thin film. As a specific target composition, in the case of stoichiometric metal silicide MSi 2 , a large stress is applied to the formed metal silicide film, and therefore, a composition in which silicon is higher than the stoichiometric composition as long as the sheet resistance does not increase. Targets are usually used.
【0003】また、上述したターゲットとしては、使用
中の割れの発生を防止するため、薄膜の均一性、低抵抗
性などを確保するため、あるいはスパッタ時の局部放電
によりターゲット表面に突起が生じ、パーティクルが発
生するのを防止するために、高密度で不純物の少ないタ
ーゲットを製造する方法が検討されている。例えば、特
開昭61−145828号公報では、高純度高融点金属
粉末と高純度シリコン粉末を混合、加圧成形、加熱焼結
して焼結体を得た後、電子ビーム溶解してシリサイド溶
解品を得る方法が開示されている。また、特開昭61−
141673号公報あるいは特開昭61−141674
号公報では、モリブデン粉末あるいはタングステン粉末
を混合後、成形、シリサイド化の後にペレットを粉砕
し、ホットプレスによる焼結体を得る方法によって高密
度ターゲットを得ている。[0003] Further, as the above-mentioned target, in order to prevent the occurrence of cracks during use, to ensure uniformity and low resistance of the thin film, or to cause projections on the target surface due to local discharge during sputtering, In order to prevent generation of particles, a method of manufacturing a high-density target with few impurities has been studied. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-145828 discloses that a high-purity high-melting-point metal powder and a high-purity silicon powder are mixed, pressed, heated and sintered to obtain a sintered body, and then melted with an electron beam to dissolve the silicide. A method for obtaining an article is disclosed. In addition, Japanese Unexamined Patent Publication No.
No. 141673 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-141674
In Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H08-139, a high-density target is obtained by a method of mixing a molybdenum powder or a tungsten powder, molding and silicidation, pulverizing a pellet, and obtaining a sintered body by hot pressing.
【0004】また、特開昭63−219580号公報に
記載されるように、組織の微細化のために、モリブデン
やタングステン等の高融点金属粉末とシリコン粉末とを
真空中でシリサイド反応させ、得られた仮焼体を熱間静
水圧プレスする方法も提案されている。また、特公平6
−41629号公報に記載されるように、パーティクル
の低減に炭素量が関係することに着目して、金属粉末と
シリコン粉末の混合粉末を作製した後、炭素および酸素
を低減するために高真空中で加熱して炭素および酸素を
低減する工程を付加する方法も開示されている。さらに
最近では、特開平8−49068号公報に記載されるよ
うに、密度向上のために仮焼体を1200℃から140
0℃、110MPa以上という高温度、高圧力で焼結
し、相対密度を101%以上にした方法が開示されてい
る。[0004] As described in JP-A-63-219580, a high melting point metal powder such as molybdenum or tungsten and a silicon powder are subjected to a silicide reaction in vacuum to obtain a finer structure. A method of hot isostatic pressing of the calcined body has also been proposed. In addition, Tokuhei 6
As described in Japanese Patent No. 41629, focusing on the fact that the amount of carbon is related to the reduction of particles, after preparing a mixed powder of a metal powder and a silicon powder, a high vacuum is applied to reduce carbon and oxygen. Also disclosed is a method of adding a step of reducing carbon and oxygen by heating at a temperature. More recently, as described in JP-A-8-49068, a calcined body is heated from 1200 ° C. to 140 ° C. to improve the density.
There is disclosed a method in which sintering is performed at a high temperature and high pressure of 0 ° C. and 110 MPa or more to make the relative density 101% or more.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上述した高密度化、不
純物の低減および組織の微細化は、モリブデンシリサイ
ドあるいはタングステンシリサイドターゲットのパーテ
ィクルの低減のためにそれぞれ有効な方法である。しか
し、近年のLSIの高集積化は著しく、配線などに要求
される薄膜の幅がサブミクロンになってきており、微細
なデバイスのパーティクルの発生をさらに低減する上述
した従来の手法以外の方法が求められている。The above-described high density, reduction of impurities and fine structure are effective methods for reducing particles of a molybdenum silicide or tungsten silicide target, respectively. However, the recent high integration of LSIs is remarkable, and the width of a thin film required for wiring and the like is becoming submicron, and a method other than the above-described conventional method for further reducing the generation of particles in fine devices has been developed. It has been demanded.
【0006】本発明者はターゲット起因のパーティクル
発生要因を種々検討したところ、パーティクルの発生時
期により3種類に分類できることを見いだした。1番目
はターゲット使用期間を通して発生するもので、この原
因はターゲットの密度、ミクロ組織等の材質に起因する
ものである。これについて本発明者はシリサイドターゲ
ット組織中にみられる遊離Si相の微細化、及び焼結条
件の最適化による遊離Si相への転位の集中を回避するこ
とにより、ターゲット使用期間を通して発生するパーテ
ィクルの抑制が可能となることを見いだしている。2番
目は特にターゲット使用終期に発生するものである。タ
ーゲットを継続して使用していくとターゲット表面の非
エロージョン部にはスパッタ粒子の再付着により膜が堆
積してくる。この堆積した膜がある時点で剥離・脱落を
したものがパーティクルとなる。3番目はターゲット使
用初期に発生が集中するものである。本発明は、特に上
述した第3の発生要因に着目し、パーティクルの発生を
使用初期から低減できる新規なターゲット材を提供する
ことである。The present inventor has conducted various studies on the particle generation factors caused by the target, and found that they can be classified into three types according to the particle generation time. The first occurs throughout the life of the target, and this is due to the density of the target, the material such as the microstructure, and the like. In this regard, the present inventor has considered that the generation of particles generated throughout the target usage period can be achieved by miniaturizing the free Si phase found in the silicide target structure and avoiding dislocation concentration in the free Si phase by optimizing the sintering conditions. They have found that suppression is possible. The second occurs especially at the end of target use. As the target is used continuously, a film is deposited on the non-erosion portion of the target surface by reattachment of sputtered particles. Particles that have been separated and dropped at a certain point in time become particles. Thirdly, the occurrence is concentrated in the early stage of using the target. An object of the present invention is to provide a novel target material capable of reducing generation of particles from an early stage of use, paying particular attention to the third generation factor described above.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明者は初期パーティ
クルの発生原因を追求したところ、たとえばスパッタ表
面の加工が通常平行研磨機等により所定の寸法まで粗加
工後、ラップ等により仕上げ加工が行われる。このとき
仕上げ表面の極表層部に加工歪みが残留すると、金属シ
リサイドターゲット材のようなシリサイド化合物と遊離
シリコンという全く異質な相が存在し脆い材料の場合は
特にスパッタ時のイオン衝撃が加わった際にターゲット
表面の欠け・剥離が起こりやすくなり、これが初期パー
ティクルの大きな発生原因になる。本発明者は表面の残
留歪みを除去したターゲットを開発した。The inventor of the present invention has pursued the cause of the generation of initial particles. For example, the surface of a sputtered surface is generally roughened to a predetermined size by a parallel polisher or the like, and then finished by a lap or the like. Will be At this time, if processing strain remains in the extreme surface layer part of the finished surface, completely different phases such as silicide compound and free silicon such as metal silicide target material exist, and in the case of brittle material, especially when ion bombardment during sputtering is applied At the same time, chipping and peeling of the target surface are likely to occur, which causes a large generation of initial particles. The present inventor has developed a target from which the residual strain on the surface has been removed.
【0008】すなわち、本発明はシリコンと金属Mとの
原子比Si/Mが2以上、金属Mはタングステンまたは
モリブデンであり、実質的に化合物である金属シリサイ
ドと遊離シリコンからなる組織を有するターゲット材で
あって、ターゲット材が化学量論的な高融点シリサイド
MSi2および純シリコンSiで構成されると仮定して
計算された理論密度に対するターゲット材の真密度の比
である相対密度が100%以上であり、ターゲット材の
X線回折強度測定においてMSi2相(101)ピーク
の半価幅が0.7deg以下である金属シリサイドタ−
ゲット材である。That is, the present invention relates to a target material having an atomic ratio Si / M of silicon to metal M of 2 or more, metal M being tungsten or molybdenum, and having a structure substantially consisting of metal silicide as a compound and free silicon. Wherein the relative density, which is the ratio of the true density of the target material to the theoretical density calculated on the assumption that the target material is composed of stoichiometric high melting point silicide MSi 2 and pure silicon Si, is 100% or more. And the half-width of the MSi 2 phase (101) peak is 0.7 deg or less in the X-ray diffraction intensity measurement of the target material.
Get material.
【0009】本発明のターゲットは、好ましくは高融点
シリサイドMSi2および純シリコンSiで構成される
仮焼体または仮焼体を粉砕した粉末を加圧焼結し、次い
で得られた焼結体をターゲットに機械加工してスパッタ
面の表面粗さをRyにて1μm以下に調整した後、80
0℃以上1250℃以下で熱処理を加える金属シリサイ
ドターゲット材の製造方法により得ることができる。熱
処理は表面の変質を防止するため、好ましくは10マイ
ナス1乗Paよりも減圧の高真空下で行なう。The target of the present invention is preferably obtained by pressure-sintering a calcined body composed of high melting point silicide MSi 2 and pure silicon Si or a powder obtained by pulverizing the calcined body. After machining the target to adjust the surface roughness of the sputtered surface to 1 μm or less by Ry,
It can be obtained by a method for manufacturing a metal silicide target material in which heat treatment is performed at a temperature of 0 ° C. or more and 1250 ° C. or less. The heat treatment is preferably performed under a high vacuum at a pressure lower than 10 minus 1 Pa in order to prevent surface deterioration.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】本発明者は残留歪みとパーティク
ル発生の相関を調査するため残留歪みの指標としてX線
回折強度測定による半価幅を使用した。そしてMSi2
相(101)ピークの半価幅が0.7deg以下になる
と初期パーティクルの低減に有効であるとの知見を得た
ものである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present inventor used the half-width by X-ray diffraction intensity measurement as an index of residual strain to investigate the correlation between residual strain and particle generation. And MSi 2
It has been found that when the half width of the phase (101) peak is 0.7 deg or less, it is effective in reducing initial particles.
【0011】本発明のような金属シリサイドターゲット
材を得ようとする場合、表面に残留歪みを生じにくい加
工方法の実施、具体的にはRyが1μm以下となるよう
な鏡面加工の実施が有効である。また加工後に残留歪み
除去のための熱処理を行うことが効果的である。In order to obtain a metal silicide target material as in the present invention, it is effective to carry out a working method that hardly causes residual strain on the surface, specifically, to carry out a mirror surface working so that Ry is 1 μm or less. is there. It is also effective to perform a heat treatment for removing residual strain after the processing.
【0012】焼結体からターゲットを加工する場合、た
とえばまずスライス加工等により板状に素材を割り出
し、くり抜き加工により外周形状を整えた後、平行研磨
機により所定の板厚になるまでターゲット表面を研削加
工する。そして最後にラップ加工等により仕上げ加工が
行われる。この時点でターゲットの表面に残留歪みを生
じにくくするためには、加工時に過大な負荷を加えない
よう、砥石の種類、加工条件の適正化が不可欠である。
具体的には砥粒の目を細かく、切り込みが小さな加工に
するほどひずみは残留しにくい。このような加工を行っ
た場合、必然的に仕上げ表面の粗さは小さくなる。すな
わち表面が鏡面になるほど加工歪みが残留しないといえ
る。When processing a target from a sintered body, for example, first, a raw material is indexed into a plate shape by slicing or the like, an outer peripheral shape is adjusted by a hollowing process, and then the target surface is adjusted to a predetermined plate thickness by a parallel polishing machine. Grinding. Finally, finishing is performed by lapping or the like. At this point, in order to make it difficult for residual strain to be generated on the surface of the target, it is indispensable to optimize the type of the grindstone and the processing conditions so as not to apply an excessive load during the processing.
Specifically, the finer the grain of the abrasive grain and the smaller the cut, the harder the strain remains. When such processing is performed, the roughness of the finished surface is inevitably reduced. That is, it can be said that the processing distortion does not remain as the surface becomes a mirror surface.
【0013】ところで鏡面加工を実施しても歪みを全く
付加しないようにすることは困難である。そこで加工時
に歪みをなるべく与えないことに加えて、いったん付加
された歪みを除去してやることも初期パーティクルの削
減のためには有効である。そこで熱処理による歪み取り
を検討した。本発明者が種々調査したところ、800℃
以上の熱処理を実施すると、表面の残留歪みを除去でき
ることをX線回折測定より確認した。一方1250℃以
上温度をあげると板状に加工されているターゲット材に
そりを生じてしまうため、熱処理温度としては800℃
以上1250℃以下の温度で行うことが適当である。熱
処理はターゲット表面に酸化層が生じないように真空中
で行うことが望ましい。本発明においては、上述した方
法により高密度で且つX線回折強度測定における半価幅
が狭くなる、すなわち歪を低減したターゲットを得るこ
とができる。By the way, it is difficult to prevent the distortion from being added at all even if the mirror finishing is performed. Therefore, in addition to minimizing distortion during processing, it is also effective to remove the once applied distortion to reduce initial particles. Therefore, the strain removal by the heat treatment was examined. The present inventor conducted various investigations and found that 800 ° C
It was confirmed by X-ray diffraction measurement that the above heat treatment was able to remove the residual strain on the surface. On the other hand, if the temperature is increased to 1250 ° C. or more, the target material processed into a plate shape may warp.
It is appropriate to carry out at a temperature of at least 1250 ° C. The heat treatment is desirably performed in a vacuum so as not to form an oxide layer on the target surface. In the present invention, a target having a high density and a narrow half-value width in X-ray diffraction intensity measurement, that is, a reduced distortion can be obtained by the above-described method.
【0014】上述の金属シリサイドと遊離シリコンとで
なる原料としては、例えば金属M粉末とシリコン粉末と
を化学量論的にシリサイドの組成であるMSi2よりも
シリコンを過剰になるように配合し、加熱することによ
り、金属シリサイドと遊離シリコンが分散する仮焼体を
用いるか、この仮焼体をさらに粉砕した粉末を用いるこ
とができる。As a raw material composed of the above-mentioned metal silicide and free silicon, for example, a metal M powder and a silicon powder are blended stoichiometrically so that silicon is more than MSi 2 which is a silicide composition. By heating, a calcined body in which metal silicide and free silicon are dispersed can be used, or a powder obtained by further pulverizing the calcined body can be used.
【0015】なお、本発明にいうシリサイド反応とは、
モリブデンまたはタングステンがシリコンと反応して金
属シリサイドになる反応である。本発明のように化学量
論組成であるMSi2、すなわちシリコンとモリブデン
またはタングステンとの原子比Si/Mが2よりもシリ
コンが過剰になるように調整すると、シリサイド反応に
よって、金属シリサイドと反応にあずからなかった遊離
シリコンとが存在する組織になる。そのため、本発明に
おいて理論密度とは、ターゲット組織中に化学量論的な
金属シリサイドMSi2と純シリコンSiとが、それぞ
れ単独で存在すると仮定して求めるものである。計算の
具体的な手法は後述する通りである。The silicide reaction referred to in the present invention is:
Molybdenum or tungsten reacts with silicon to form metal silicide. When the stoichiometric composition of MSi 2 , that is, the atomic ratio Si / M between silicon and molybdenum or tungsten is adjusted so that silicon is more than 2 , as in the present invention, silicide reaction causes a reaction with metal silicide. It becomes a tissue in which free silicon that did not exist is present. Therefore, in the present invention, the theoretical density is determined on the assumption that stoichiometric metal silicide MSi 2 and pure silicon Si are present alone in the target structure. The specific method of calculation is as described later.
【0016】本発明において、理論密度は次のように計
算できる。シリコンとタングステンの原子比Si/W=
2.75のターゲット材の場合、化学量論的タングステ
ンシリサイドWSi2の密度と分子量は以下の通りであ
る。 密度 9.83[g/cm3] 分子量 240.022[g/g−mol] 純シリコンの密度と分子量は以下の通りである。 密度 2.33[g/cm3] 分子量 28.086[g/g−mol]In the present invention, the theoretical density can be calculated as follows. Atomic ratio of silicon to tungsten Si / W =
For a target material of 2.75, the density and molecular weight of stoichiometric tungsten silicide WSi 2 are as follows: Density 9.83 [g / cm 3 ] Molecular weight 240.022 [g / g-mol] The density and molecular weight of pure silicon are as follows. Density 2.33 [g / cm 3 ] Molecular weight 28.086 [g / g-mol]
【0017】ターゲット材が実質的にWSi2:1[g
−mol]とSi:0.75[g−mol]のみで構成
されると仮定すると、ターゲット材重量は、 (1[g−mol]×240.022[g/g−mo
l])+(0.75[g−mol]×28.086[g
/g−mol])=261.85[g] ターゲット材体積は、 (1[g−mol]×240.022[g/g−mo
l]/9.83[g/cm3])+(0.75[g−m
ol]×28.086[g/g−mol]/2.33
[g/cm3])=33.458[cm3]The target material is substantially WSi 2 : 1 [g]
−mol] and Si: only 0.75 [g-mol], the target material weight is (1 [g-mol] × 240.022 [g / g-mo].
l]) + (0.75 [g-mol] × 28.086 [g
/G-mol])=261.85 [g] The volume of the target material is (1 [g-mol] × 240.022 [g / g-mo]
l] /9.83 [g / cm 3 ]) + (0.75 [g-m
ol] × 28.086 [g / g-mol] /2.33
[G / cm 3 ]) = 33.458 [cm 3 ]
【0018】このときの密度は、ターゲット材重量/タ
ーゲット材体積=7.803[g/cm3]となる。こ
れが理論密度である。一方真密度は、ターゲット材をア
ルキメデス法によって体積を求め、また秤量することに
より重量を求めることによって得ることができる。これ
によって得られた真密度が例えば、7.90[g/cm
3]であれば、相対密度は、(真密度×100)/理論
密度=(7.90[g/cm3]×100)/7.80
3[g/cm3]=101.2%である。また本発明に
おいて、シリコンと高融点金属の原子比Si/Mが2を
越えると規定したのは、Si/Mが2以下であると、膜
応力の増大を招き、膜剥がれの問題が発生するためであ
る。またLSIの電極または配線として使用する場合に
は、Si/Mが4を越えるとシート抵抗が高くなってし
まう問題があるため、好ましくはSi/Mを4以下とす
る。The density at this time is target material weight / target material volume = 7.803 [g / cm 3 ]. This is the theoretical density. On the other hand, the true density can be obtained by determining the volume of the target material by the Archimedes method and determining the weight by weighing the target material. The true density thus obtained is, for example, 7.90 [g / cm
3 ], the relative density is (true density × 100) / theoretical density = (7.90 [g / cm 3 ] × 100) /7.80
3 [g / cm 3 ] = 101.2%. In addition, in the present invention, the reason that the atomic ratio Si / M of silicon and the refractory metal exceeds 2 is that when Si / M is 2 or less, the film stress increases, and the problem of film peeling occurs. That's why. When used as an electrode or wiring of an LSI, if Si / M exceeds 4, there is a problem that the sheet resistance becomes high. Therefore, Si / M is preferably set to 4 or less.
【0019】[0019]
【実施例】(実施例1)高純度タングステン粉末(純度
99.999%以上、平均粒径4.8μm)と高純度シ
リコン粉末(純度99.999%以上、平均粒径2μ
m)をSi/W=2.75の配合比に秤量し、ブレンダ
ーにて混合した。この時の理論密度は上述した手法で計
算すると7.803[g/cm3]である。混合して得
られた混合粉末を1350℃×2hrの条件で6×10
マイナス2乗Pa以下の高真空下でシリサイド化反応を
行い仮焼体を得た。この仮焼体をアルゴン雰囲気中で1
00メッシュ(150μm)以下まで粉砕し、粉砕粉を
温度1300℃、圧力500気圧の条件により熱間静水
圧プレスにより加圧焼結し、相対密度100%以上、遊
離Si相のTEM観察により確認される転位の存在しな
い領域が(1μm角以上)である焼結体を生成した。こ
の焼結体から機械加工により300mmφのタングステ
ンシリサイドターゲット材を得た。なお最終仕上げにラ
ップ加工を用い、面粗さRy0.8μmに仕上げた。この
ターゲット材に加工ひずみ除去の目的で表1に示す条件
で熱処理を実施した。熱処理雰囲気は、10マイナス1
乗Paより減圧に調整して行なった。(Example 1) High-purity tungsten powder (purity 99.999% or more, average particle size 4.8 μm) and high-purity silicon powder (purity 99.999% or more, average particle size 2 μm)
m) was weighed to a compounding ratio of Si / W = 2.75 and mixed with a blender. The theoretical density at this time is 7.803 [g / cm 3 ] calculated by the above-described method. The mixed powder obtained by mixing was mixed at 1350 ° C. × 2 hr for 6 × 10 2
The silicidation reaction was performed under a high vacuum of less than minus square Pa to obtain a calcined body. This calcined body was placed in an argon atmosphere for 1 hour.
The powder is pulverized to a size of not more than 00 mesh (150 μm), and the pulverized powder is pressure-sintered by a hot isostatic press at a temperature of 1300 ° C. and a pressure of 500 atm. A relative density of 100% or more is confirmed by TEM observation of a free Si phase. A sintered body in which a region where no dislocations exist (1 μm square or more) was produced. A 300 mmφ tungsten silicide target material was obtained from the sintered body by machining. In addition, the surface was finished to a surface roughness Ry of 0.8 μm by using lapping for final finishing. This target material was subjected to a heat treatment under the conditions shown in Table 1 for the purpose of removing working strain. Heat treatment atmosphere is 10 minus 1
The adjustment was performed under reduced pressure from the power Pa.
【0020】得られたターゲット材のX線回折強度測定
結果(WSi2(101)ピークの半価幅測定結果)を
表1に示す。X線回折強度測定にはX線源にCo−kα
線を使用し、X線の入射角はターゲット最表面を評価す
るため低入射角(0.5deg)で測定を実施した。ま
た、得られたタングステンシリサイドターゲット材を表
2の条件でスパッタリングを行い累積膜厚が1μmと5
0μmのときの6インチウエハ上に発生する0.2μm
以上のパーティクル数を測定した。結果を表1に示す。
熱処理を行わない試料No.4は使用初期のパーティク
ルが82ヶと多いが、No.1〜3のように800℃以
上の熱処理を実施して表面の残留ひずみを除去してやる
ことで、初期パーティクルの低減が可能となる。ところ
でNo.6のように熱処理温度をあげすぎると熱処理中
に表面酸化が起きやすくなり表面粗さが粗くなるので初
期パーティクル低減効果が相殺されてしまう。Table 1 shows the results of X-ray diffraction intensity measurement (measurement of the half-width of the WSi 2 (101) peak) of the obtained target material. For X-ray diffraction intensity measurement, Co-kα
Using a line, the X-ray incidence angle was measured at a low incidence angle (0.5 deg) to evaluate the outermost surface of the target. The obtained tungsten silicide target material was sputtered under the conditions shown in Table 2 so that the cumulative film thickness was 1 μm and 5 μm.
0.2 μm generated on 6 inch wafer at 0 μm
The above number of particles was measured. Table 1 shows the results.
Sample No. without heat treatment In the case of No. 4, the number of particles in the early stage of use is as many as 82, By removing the residual strain on the surface by performing a heat treatment at 800 ° C. or higher as in 1 to 3, the initial particles can be reduced. By the way, No. If the heat treatment temperature is too high as in 6, the surface oxidation is likely to occur during the heat treatment, and the surface roughness becomes coarse, thus offsetting the initial particle reduction effect.
【0021】 [0021]
【0022】 [0022]
【0023】(実施例2)高純度モリブデン粉末(純度
99.999%以上、平均粒径4.2μm)と高純度シ
リコン粉末(純度99.999%以上、平均粒径2μ
m)をSi/Mo=2.3の配合比に秤量し、ブレンダ
ーにて混合した。この時の理論密度はMoSi2の密度
を6.24[g/cm3]として上述した手法で計算す
ると5.734[g/cm3]である。混合して得られ
た混合粉末を1250℃×4hrの条件で6×10マイ
ナス2乗Pa以下の高真空下でシリサイド化反応を行い
仮焼体を得た。この仮焼体をアルゴン雰囲気中で100
メッシュ(150μm)以下まで粉砕し、粉砕粉を表3
に示す条件により熱間静水圧プレスにより加圧焼結し、
機械加工により300mmφのモリブデンシリサイドタ
ーゲット材を得た。このターゲット材の熱処理は表3に
示す条件で実施した。熱処理雰囲気は、10マイナス1
乗Paより減圧に調整して行なった。(Example 2) High-purity molybdenum powder (purity of 99.999% or more, average particle size of 4.2 μm) and high-purity silicon powder (purity of 99.999% or more, average particle size of 2 μm)
m) was weighed to a mixing ratio of Si / Mo = 2.3 and mixed with a blender. The theoretical density at this time is 5.734 [g / cm 3 ] when calculated by the above-described method with the density of MoSi 2 being 6.24 [g / cm 3 ]. The mixed powder thus obtained was subjected to a silicidation reaction at 1250 ° C. × 4 hr under a high vacuum of 6 × 10−2 Pa or less to obtain a calcined body. This calcined body is placed in an argon atmosphere for 100
Pulverize to mesh (150 μm) or less and pulverized powder
Pressure sintering by hot isostatic pressing under the conditions shown in
A molybdenum silicide target material having a diameter of 300 mm was obtained by machining. The heat treatment of this target material was performed under the conditions shown in Table 3. Heat treatment atmosphere is 10 minus 1
The adjustment was performed under reduced pressure from the power Pa.
【0024】得られたターゲット材のX線回折強度測定
結果、真密度および相対密度を実施例1と同様に求め
た。結果を表3に示す。また、得られたモリブデンシリ
サイドターゲット材を実施例1と同様に表2の条件でス
パッタリングを行い6インチウエハ上に発生する0.2
μm以上のパーティクル数を測定した。結果を表3に示
す。As a result of measuring the X-ray diffraction intensity of the obtained target material, the true density and the relative density were determined in the same manner as in Example 1. Table 3 shows the results. Further, the obtained molybdenum silicide target material was sputtered under the conditions shown in Table 2 in the same manner as in Example 1 to produce a molybdenum silicide target material on a 6-inch wafer.
The number of particles of μm or more was measured. Table 3 shows the results.
【0025】 [0025]
【0026】[0026]
【発明の効果】本発明によれば、スパッタ初期に発生す
るパーティクルを抑えることが可能になる。したがっ
て、本発明のターゲット材を使用することにより、半導
体デバイスの製造歩留まり向上あるいは半導体デバイス
の信頼性向上となり、工業上極めて有効である。According to the present invention, it is possible to suppress particles generated at the beginning of sputtering. Therefore, by using the target material of the present invention, the production yield of the semiconductor device or the reliability of the semiconductor device is improved, which is extremely industrially effective.
Claims (3)
2以上、金属Mはタングステンまたはモリブデンであ
り、実質的に化合物である金属シリサイドと遊離シリコ
ンからなる組織を有するターゲット材であって、ターゲ
ット材が化学量論的な高融点シリサイドMSi2および
純シリコンSiで構成されると仮定して計算された理論
密度に対するターゲット材の真密度の比である相対密度
が100%以上であり、ターゲット材スパッタ面のX線
回折強度測定においてMSi2相の(101)ピークの
半価幅が0.7deg以下であることを特徴とする金属
シリサイドタ−ゲット材。1. A target material having an atomic ratio Si / M of silicon to metal M of 2 or more, wherein metal M is tungsten or molybdenum, and having a structure substantially composed of metal silicide as a compound and free silicon. A relative density which is a ratio of a true density of the target material to a theoretical density calculated on the assumption that the target material is composed of stoichiometric high melting point silicide MSi 2 and pure silicon Si is 100% or more; A metal silicide target material characterized in that the half-width of the (101) peak of the MSi 2 phase is 0.7 deg or less in the X-ray diffraction intensity measurement of the sputtering surface of the target material.
y)が1μm以下であることを特徴とする請求項1に記
載の金属シリサイドタ−ゲット材。2. The surface roughness (R) of a sputtering surface of a target material.
2. The metal silicide target material according to claim 1, wherein y) is 1 μm or less.
コンSiで構成される仮焼体または仮焼体を粉砕した粉
末を加圧焼結し、次いで得られた焼結体をターゲットに
機械加工してスパッタ面の表面粗さをRyにて1μm以
下に調整した後、800℃以上1250℃以下で熱処理
を加えることを特徴とする金属シリサイドターゲット材
の製造方法。3. A calcined body composed of high melting point silicide MSi 2 and pure silicon Si or a powder obtained by pulverizing a calcined body is pressure-sintered, and then the obtained sintered body is machined into a target. A method for producing a metal silicide target material, comprising adjusting the surface roughness of a sputtered surface to 1 μm or less by Ry, and then performing a heat treatment at 800 ° C. or more and 1250 ° C. or less.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5798398A JPH11256322A (en) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | Metal silicide target material |
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JP5798398A JPH11256322A (en) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | Metal silicide target material |
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JP (1) | JPH11256322A (en) |
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1998
- 1998-03-10 JP JP5798398A patent/JPH11256322A/en active Pending
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