JPH10273776A - Titanium silicide target for sputtering - Google Patents

Titanium silicide target for sputtering

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Publication number
JPH10273776A
JPH10273776A JP8004297A JP8004297A JPH10273776A JP H10273776 A JPH10273776 A JP H10273776A JP 8004297 A JP8004297 A JP 8004297A JP 8004297 A JP8004297 A JP 8004297A JP H10273776 A JPH10273776 A JP H10273776A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
titanium silicide
sputtering
target
thin film
composition
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP8004297A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akira Mori
暁 森
Junichi Oda
淳一 小田
Kazuo Watanabe
和男 渡辺
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Materials Corp
Priority to JP8004297A priority Critical patent/JPH10273776A/en
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体素子の拡散防止膜として使用するチタ
ンシリサイド薄膜を形成にするためのスパッタリングタ
ーゲットをを提供する。 【解決手段】 モル比でSi/Ti=0.5〜0.7の
組成を有し、かつ密度比が95%以上有することを特徴
とする。
(57) Abstract: Provided is a sputtering target for forming a titanium silicide thin film used as a diffusion prevention film of a semiconductor device. SOLUTION: The composition is characterized by having a composition of Si / Ti = 0.5 to 0.7 in molar ratio and having a density ratio of 95% or more.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、4Mや16MD
RMなど半導体素子の拡散防止膜として使用するチタン
シリサイド薄膜を形成にするためのスパッタリングター
ゲットに関するものである。
The present invention relates to 4M and 16MD.
The present invention relates to a sputtering target for forming a titanium silicide thin film used as a diffusion prevention film of a semiconductor device such as an RM.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、4Mや16MDRMなど半導体
素子の電極や配線のためにチタンシリサイド薄膜が使用
されることは知られている。この半導体素子の電極や配
線のためのチタンシリサイド薄膜はTiSi(n:2
〜2.5)(Si/Ti=2〜2.5)の組成を有し、
このチタンシリサイド薄膜を形成するためのスパッタリ
ング用ターゲットもチタンシリサイド薄膜と同じ組成の
チタンシリサイドで構成されている。
2. Description of the Related Art It is generally known that a titanium silicide thin film is used for electrodes and wiring of a semiconductor device such as 4M or 16MDRM. The titanium silicide thin film for electrodes and wiring of this semiconductor element is TiSi n (n: 2
To 2.5) (Si / Ti = 2 to 2.5),
The sputtering target for forming the titanium silicide thin film is also made of titanium silicide having the same composition as the titanium silicide thin film.

【0003】このチタンシリサイドからなるターゲット
を製造するには、まず原料粉末のチタンシリサイド粉末
を、1×10-4〜1×10-3Torrの真空雰囲気中、
圧力:200kg/cm2 、温度:1250〜1400
℃、4時間保持の条件でホットプレスし、前記ホットプ
レスされたチタンシリサイド成形体を熱処理したのち所
定のターゲット形状に加工し仕上げる。
In order to manufacture a target made of titanium silicide, a titanium silicide powder as a raw material powder is first placed in a vacuum atmosphere of 1 × 10 -4 to 1 × 10 -3 Torr.
Pressure: 200 kg / cm 2 , temperature: 1250-1400
After hot-pressing at 4 ° C. for 4 hours, the hot-pressed titanium silicide molded body is heat-treated, processed into a predetermined target shape, and finished.

【0004】この様にして得られたチタンシリサイドか
らなるターゲットは、裏面に銅メッキを施したのち純銅
製冷却板の上にろう付けされ、スパッタリング装置内部
にセットしてスパッタリングし、チタンシリサイド薄膜
を形成する。
[0004] The titanium silicide target thus obtained is plated with copper on the back surface, brazed on a pure copper cooling plate, set inside a sputtering apparatus, and sputtered to form a titanium silicide thin film. Form.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】近年、このチタンシリ
サイド薄膜を拡散防止膜として使用しようとする試みが
成されている。しかし、従来のTiSi(n:2〜
2.5)(Si/Ti=2〜2.5)の組成を有するチ
タンシリサイド薄膜を拡散防止膜として使用しても十分
な拡散防止効果は得られず、新しい組成を有するチタン
シリサイド薄膜が求められていた。
In recent years, attempts have been made to use this titanium silicide thin film as a diffusion preventing film. However, conventional TiSi n (n: 2 to 2)
2.5) Even if a titanium silicide thin film having a composition of (Si / Ti = 2 to 2.5) is used as a diffusion preventing film, a sufficient diffusion preventing effect cannot be obtained, and a titanium silicide thin film having a new composition is required. Had been.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
拡散防止膜として有効なチタンシリサイド薄膜を得るべ
く研究を行なった結果、(a)モル比でSi/Ti=
0.5〜0.7の組成を有するチタンシリサイド薄膜
は、半導体素子の拡散防止膜として有効であり、このモ
ル比でSi/Ti=0.5〜0.7の組成を有するチタ
ンシリサイド薄膜は、同じモル比の組成を有するターゲ
ットをスパッタリングすることにより得られる、(b)
このモル比でSi/Ti=0.5〜0.7の組成を有す
るターゲットを用いてスパッタリングすると、パーティ
クルの発生が多くなり、このパーティクルの発生を押さ
えるにはターゲット材の密度比を95%以上にする必要
がある、などの知見を得たのである。
Means for Solving the Problems Accordingly, the present inventors have:
As a result of research on obtaining a titanium silicide thin film effective as a diffusion prevention film, (a) Si / Ti =
A titanium silicide thin film having a composition of 0.5 to 0.7 is effective as an anti-diffusion film of a semiconductor device, and a titanium silicide thin film having a composition of Si / Ti = 0.5 to 0.7 at this molar ratio is (B) obtained by sputtering a target having the same molar ratio of the composition.
When sputtering is performed using a target having a composition of Si / Ti = 0.5 to 0.7 at this molar ratio, generation of particles increases. To suppress generation of the particles, the density ratio of the target material is set to 95% or more. It was necessary to find out.

【0007】この発明は、かかる知見に基づいて成され
たものであって、モル比でSi/Ti=0.5〜0.7
の組成を有し、かつ密度比が95%以上有するスパッタ
リング用チタンシリサイドターゲットに特徴を有するも
のである。
The present invention has been made based on this finding, and has a molar ratio of Si / Ti = 0.5 to 0.7.
And has a characteristic of a titanium silicide target for sputtering having a density ratio of 95% or more.

【0008】この発明のスパッタリング用チタンシリサ
イドターゲットにおいて、組成をモル比でSi/Ti=
0.5〜0.7に限定しかつ密度比を95%以上にした
のは、Si/Tiがモル比で0.5〜0.7の範囲を外
れると、半導体素子の拡散防止膜として十分に機能しな
いからであり、そのターゲットの密度比が95%未満で
あるとスパッタリングに際してパーティクルの発生が異
常に多くなって好ましくないことによるものである。
In the titanium silicide target for sputtering according to the present invention, the composition is expressed by a molar ratio of Si / Ti =
The reason why the density ratio is limited to 0.5 to 0.7 and the density ratio is set to 95% or more is that when the molar ratio of Si / Ti is out of the range of 0.5 to 0.7, it is sufficient as a diffusion preventing film for a semiconductor element. If the density ratio of the target is less than 95%, the generation of particles during sputtering is abnormally increased, which is not preferable.

【0009】[0009]

【発明の実施の態様】原料粉末として、最大粒径:10
0μmの純度:99.99%の高純度Ti粉末を用意し
た。さらに純度:99.99999%の高純度Si塊を
ボールミルで粉砕後、空気分級器で最大粒径:50μm
に振るい分けし、高純度Si粉末を作製した。この高純
度Ti粉末と高純度Si粉末を配合してV型混合器に入
れ、混合したのち、水素とArの混合気流中(1気圧)
で1200℃、1時間保持の条件で加熱することにより
表1に示される成分組成のチタンシリサイド粉末を作製
した。このチタンシリサイド粉末をさらにボ−ルミルで
粉砕し、平均粒径:10μm以下のチタンシリサイド粉
末を作製した。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The raw material powder has a maximum particle size of 10
A high-purity Ti powder having a purity of 0 μm: 99.99% was prepared. Further, after crushing a high-purity Si lump having a purity of 99.99999% with a ball mill, the maximum particle size is 50 μm with an air classifier.
To produce a high-purity Si powder. The high-purity Ti powder and the high-purity Si powder are blended into a V-type mixer, mixed, and then mixed with hydrogen and Ar (1 atm).
At 1200 ° C. for 1 hour to produce a titanium silicide powder having the component composition shown in Table 1. This titanium silicide powder was further pulverized with a ball mill to produce a titanium silicide powder having an average particle size of 10 μm or less.

【0010】一方、キャビティ内径が350mmのグラ
ファイト製モールドを用意し、このグラファイト製モー
ルドに前記チタンシリサイド粉末を充填し、1×10-4
Torrの真空雰囲気中、圧力:250kg/cm2
条件で表1に示される温度および時間で保持のホットプ
レスを行った。得られたホットプレス焼結体の密度を測
定したのち、さらにこのホットプレス焼結体を機械加工
して直径:300mm、厚さ:5mmの本発明チタンシ
リサイドターゲット(以下、本発明ターゲットという)
1〜9および比較チタンシリサイドターゲット(以下、
比較ターゲットという)1を作製した。
On the other hand, a graphite mold having a cavity inner diameter of 350 mm is prepared, and the graphite silicide powder is filled in the graphite mold and 1 × 10 -4.
Hot pressing was performed in a Torr vacuum atmosphere at a temperature and time shown in Table 1 under the conditions of a pressure of 250 kg / cm 2 . After measuring the density of the obtained hot-pressed sintered body, the hot-pressed sintered body was further machined to obtain a titanium silicide target of the present invention having a diameter of 300 mm and a thickness of 5 mm (hereinafter referred to as the present target).
1 to 9 and a comparative titanium silicide target (hereinafter, referred to as
1 (referred to as a comparative target).

【0011】次に、本発明ターゲット1〜9および比較
ターゲット1を厚さ:10mmの無酸素銅製冷却板にI
n−Sn共晶はんだを用いてはんだ付けしたのち、通常
の高周波マグネトロンスパッタ装置に取り付け、下記の
条件、 基板:Siウエハー(152mm)、 基板温度:200℃、 基板とターゲットとの距離:5cm、 雰囲気:8×10-3TorrのAr雰囲気、 高周波出力:3kw、 成膜時間:2分、 にてスパッタすることにより前記基板である直径:15
2mmのSiウエハ上にチタンシリサイド薄膜を形成
し、市販のパーティクルカウンターにてSiウエハ上に
形成された粒径:0.3μm以上のパーティクル数を数
え、その結果を表1に示した。
Next, the targets 1 to 9 of the present invention and the comparative target 1 were placed on an oxygen-free copper cooling plate having a thickness of 10 mm.
After soldering using n-Sn eutectic solder, it was attached to a normal high-frequency magnetron sputtering apparatus, under the following conditions: substrate: Si wafer (152 mm), substrate temperature: 200 ° C., distance between substrate and target: 5 cm, Atmosphere: Ar atmosphere of 8 × 10 −3 Torr, high-frequency output: 3 kw, film formation time: 2 minutes, and the diameter of the substrate by sputtering: 15
A titanium silicide thin film was formed on a 2 mm Si wafer, and the number of particles having a particle size of 0.3 μm or more formed on the Si wafer was counted by a commercially available particle counter. The results are shown in Table 1.

【0012】[0012]

【表1】 [Table 1]

【0013】[0013]

【発明の効果】表1に示される結果から、半導体素子の
拡散防止膜として有効なチタンシリサイド薄膜を形成す
るためのSi/Ti=0.5〜0.7および密度比:9
5%以上を有する本発明ターゲット1〜9は、スパッタ
リングに際してパーティクル発生が少ないが、密度比:
94%の比較ターゲット1はパーティクル発生が極めて
多くなることが分かる。
As can be seen from the results shown in Table 1, Si / Ti = 0.5 to 0.7 and a density ratio of 9 for forming a titanium silicide thin film effective as a diffusion preventing film of a semiconductor device.
The targets 1 to 9 of the present invention having 5% or more generate less particles during sputtering, but have a density ratio of:
It can be seen that 94% of the comparative targets 1 generate extremely large particles.

【0014】上述のように、この発明は、半導体素子の
拡散防止膜として有効なチタンシリサイド薄膜を形成す
るための優れたスパッタリング用ターゲットを提供する
ことができ、半導体産業の発展に大いに貢献し得るもの
である。
As described above, the present invention can provide an excellent sputtering target for forming a titanium silicide thin film effective as a diffusion preventing film for a semiconductor device, and can greatly contribute to the development of the semiconductor industry. Things.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 モル比でSi/Ti=0.5〜0.7の
組成を有し、かつ密度比が95%以上有することを特徴
とするスパッタリング用チタンシリサイドターゲット。
1. A titanium silicide target for sputtering, which has a composition of Si / Ti = 0.5 to 0.7 in molar ratio and a density ratio of 95% or more.
JP8004297A 1997-03-31 1997-03-31 Titanium silicide target for sputtering Withdrawn JPH10273776A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100403671B1 (en) * 2000-02-11 2003-10-30 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션 Diffusion barrier layer and semiconductor device containing same

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Date Code Title Description
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Effective date: 20040601