JPH0874043A - 成膜中にパーティクル発生の少ないスパッタリング用Coシリサイド焼結ターゲット材 - Google Patents

成膜中にパーティクル発生の少ないスパッタリング用Coシリサイド焼結ターゲット材

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JPH0874043A
JPH0874043A JP6216811A JP21681194A JPH0874043A JP H0874043 A JPH0874043 A JP H0874043A JP 6216811 A JP6216811 A JP 6216811A JP 21681194 A JP21681194 A JP 21681194A JP H0874043 A JPH0874043 A JP H0874043A
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JP
Japan
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cosi
eutectic
phase
compound
target material
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Withdrawn
Application number
JP6216811A
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English (en)
Inventor
Kenichi Hijikata
研一 土方
Takeshi Harada
剛 原田
Masayuki Koiwa
正幸 小岩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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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Co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Coシリサイド焼結タ−ゲ
ット材が、CoSin(ただし、nはモル比で1.8〜
2.5)の組成式を満足し、かつCo−Si 2元合金
系状態図で示されるCoSi2化合物が反応生成相とし
て存在し、このCoSi2反応生成相中に、同状態図に
おけるCoSi−CoSi2共晶の第1未反応共晶相と
CoSi2-Si共晶の第2未反応共晶相が分散分布した
組織を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【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Co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Co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Coシリサイ
ド焼結タ−ゲット材が用いられている。また、上記Co
シリサイド焼結タ−ゲット材は、原料としてCo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Coシリサイ
ド焼結タ−ゲット材は、組成式:CoSin(nはモル
比で1.8〜2.5)を満足する場合、すなわち原料と
してCoSi1.8-2.0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、Co−Si2元合金系状態
図におけるCoSi2化合物とCoSi化合物の2相組
織を有し、また、組成式:CoSi2(nはモル比で
2.0〜2.5)を満足するすなわちCoSi2.0-2.5
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CoSi2化合物とSi
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、Co
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Co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、Co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
Coシリサイド焼結タ−ゲット材を開発すべく研究を行
なつた結果、原料粉末として、予めCo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、Co−
Si2元合金系状態図におけるCoSi化合物とCoS
2化合物の共晶からなるCoSi−CoSi2共晶粉末
と、同じく同状態図におけるCoSi2化合物とSiの
共晶からなるCoSi2-Si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:CoSin(ただし、nは
モル比で1.8〜2.5)を満足するCo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CoSi−CoSi2共晶粉末とCoSi2-Si共
晶粉末が反応して、これら両者間にはCoSi2化合物
が形成されるようになり、したがつてこの結果のCoシ
リサイド焼結タ−ゲット材は、CoSi2化合物の反応
生成相中に、未反応のCoSi−CoSi2共晶相と同
じく未反応のCoSi2-Si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Co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
Co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、CoSin(ただし、nはモル
比で1.8〜2.5)の組成式を満足し、かつCo−S
i2元合金系状態図で示されるCoSi2化合物が反応
生成相として存在し、このCoSi2化合物反応生成相
中に、同状態図におけるCoSi化合物とCoSi2
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CoSi2化合物とSi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Co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1.8〜
2.5としたのは、nの値が1.8未満でも、また2.
5を越えても所望の低抵抗をもつたCo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Co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Co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−
5torr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Co−Si2
元合金系状態図におけるCoSi化合物とCoSi2
合物の共晶からなるCoSi−CoSi2共晶粉末と、
同じく同状態図におけるCoSi2化合物とSiの共晶
からなるCoSi2-Si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、20〜100μm
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:1230℃、圧力:20MPa、保持時
間:40分の条件でホットプレスすることにより組成
式:CoSin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CoSi2化合物反応生成相中に、
CoSi−CoSi2共晶の第1未反応共晶相とCoS
2-Si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:250mm、厚さ:10mmの寸法
をもつた本発明Co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Co板
材と高純度Si塊材の秤量割合をかえて組成式:CoS
nのnが表2に示される値のCoSin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C
o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:200℃ 基板とタ−ゲツト材間の距離:50mm 雰囲気:7X10−3torrのArガス 直流出力:1.32kW スパツタ時間:1分 の条件でSiウェハの表面にCo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、CoSi
2反応生成相中に、CoSi−CoSi2共晶の第1未反
応共晶相と、CoSi2-Si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Coシリサイド薄膜中には、CoSi2
相とSi相、またはCoSi相とCoSi2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Co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。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年11月11日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0002
【補正方法】変更
【補正内容】
【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Co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Coシリサイ
ド焼結タ−ゲット材が用いられている。また、上記Co
シリサイド焼結タ−ゲット材は、原料としてCo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Coシリサイ
ド焼結タ−ゲット材は、組成式:CoSin(nはモル
比で1.8〜2.5)を満足する場合、すなわち原料と
してCoSi1.8-2.0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、Co−Si2元合金系状態
図におけるCoSi2化合物とCoSi化合物の2相組
織を有し、また、組成式:CoSin (nはモル比で
2.0〜2.5)を満足するすなわちCoSi2.0-2.5
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CoSi2化合物とSi
の2相組織をもつようになることも知られている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/203 S 9545−4M

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 CoSin(ただし、nはモル比で1.
    8〜2.5)の組成式を満足し、かつCo−Si2元合
    金系状態図で示されるCoSi2化合物が反応生成相と
    して存在し、このCoSi2化合物反応生成相中に、同
    状態図におけるCoSi化合物とCoSi2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CoSi2化合物とSi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Co
    シリサイド焼結タ−ゲット材。
JP6216811A 1994-09-12 1994-09-12 成膜中にパーティクル発生の少ないスパッタリング用Coシリサイド焼結ターゲット材 Withdrawn JPH0874043A (ja)

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