JP2000087228A - スパッタリングターゲットの製造方法 - Google Patents
スパッタリングターゲットの製造方法Info
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Abstract
ラックが生じ難く、安定してスパッタリングに使用でき
る、Sb及びTeを主成分として含むスパッタリングタ
ーゲットの製造方法を提供すること。 【解決手段】 Sb及びTeを含む原料金属を溶解して
合金とし、得られた合金を粉砕して合金粉末とし、次い
でその合金粉末をダイスに充填し、不活性ガス雰囲気中
で加圧しながら加熱昇温して400〜600℃の範囲で
焼結させるスパッタリングターゲットの製造方法におい
て、焼結終了後もひき続き加圧しながら冷却し、その後
200℃超の加圧停止温度で加圧を止めることを特徴と
するSb及びTeを主成分とするスパッタリングターゲ
ットの製造方法。
Description
体の薄膜作成用に好適な、Sb及びTeを主成分とするスパ
ッタリングターゲットの製造方法に関する。
ジタル処理用情報記録媒体、コンピュータ用記憶装置等
はますます高密度化(大容量化)、高速化の方向に進ん
でいる。中でも光ディスクはレーザ光を用いて非接触で
高密度の記録、再生(書換)が可能であることから特に
注目されている。
相変化型光ディスクが開発されている。即ち、レーザ光
による加熱急冷により記録薄膜を非晶質状態として記録
記号を形成し、加熱徐冷により結晶状態に戻して記録記
号の消去を行うものである。
しては、Ge-Sb-Te(特開平8−282106)やAg-In-
Sb-Te(特開平9−263055)等のSb及びTeを主成
分として含む合金の薄膜が用いられている。これらの薄
膜は主にスパッタリング法によって形成されている。ス
パッタリング法は均一な組成の薄膜を連続的に形成する
方法として最適であるが、光ディスクを開発するために
はスパッタリングに用いられるこれらの材料のターゲッ
トの開発もきわめて重要である。
ため、低温で熔融させることができ合金化することが可
能であるが、得られる合金は非常に脆くて割れやすいう
えに、結晶粒径が粗大化しやすく、結晶粒径も不均一に
なるため、そのままターゲットとして用いることはでき
ない。そのため、得られた合金インゴットを粉砕して粉
末とし、これを焼結することでターゲットを得るのが一
般的である(特開平5−311423公報参照)。焼結
方法としては、不活性ガス雰囲気中で加圧しながら加熱
昇温して焼結を行う、ホットプレス法が広く用いられて
いる。
所望のサイズに仕上げ、表面を平滑にしてターゲットと
して使用した場合に均一な薄膜を作成し得ることを目的
として、旋盤加工、砥石加工等の機械加工を行う。とこ
ろが、Sb及びTeを主成分として含む合金粉末をホットプ
レスして得られた焼結体は、機械加工時に、表面や角の
部分が薄く剥離するように欠けやすいという問題を有し
ている。特に旋盤加工や砥石加工を行う場合に、ターゲ
ット表面がところどころで剥離したように欠けてそこが
穴になり、表面に凹凸ができてしまうことがあった。こ
のような凹凸が表面に存在するターゲットをスパッタリ
ングに用いると、凹凸部分が異常放電の原因となった
り、膜厚分布不均一の原因になるなど、好ましくない。
加圧焼結後の機械加工時に剥離状の欠けを生じることが
ない、表面が平滑な、Sb及びTeを主成分として含むスパ
ッタリングターゲットの製造方法を提供することであ
る。
に本発明はSb及びTeを含む原料金属を融解して合金と
し、得られた合金を粉砕して合金粉末とし、次いでその
合金粉末をダイスに充填し、不活性ガス雰囲気中で加圧
しながら加熱昇温して400〜600℃の範囲で焼結さ
せるスパッタリングターゲットの製造方法において、焼
結終了後もひき続き加圧しながら冷却し、その後200
℃超の加圧停止温度で加圧を止めることを特徴とする、
Sb及びTeを主成分とするスパッタリングターゲットの製
造方法を提供する。
として含む焼結体をホットプレスを用いて様々な条件で
試作し、機械加工テストを繰り返すことにより、次のよ
うな知見を得た。即ち、イ)ホットプレス焼結終了直後
直ちに加圧を止めて冷却した焼結体は機械加工時に剥離
状の欠けが著しく多く発生すること。ロ)ホットプレス
焼結終了後そのまま加圧を止めないで冷却した焼結体は
ホットプレスより焼結体を取り出した時点で全体に大き
くクラックが入ってしまうこと。ハ)ホットプレス焼結
終了後そのまま加圧を止めないで冷却し、適当な温度に
まで温度が低下した時点で加圧を止めて冷却した焼結体
は機械加工時にも表面剥離状欠けが殆ど見られず、かつ
クラックもみられないこと、である。
ス焼結温度及び焼結終了後の加圧停止温度の最適条件を
検討した結果、焼結温度として400〜600℃、加圧停止温
度として200℃超、好ましくは250℃以上350℃以下とい
う条件が最適であることを見い出すに至った。
密度が低くなり強度が弱くなる。焼結温度が600℃よ
りも高いと焼結体の一部が溶融したり、結晶粒径が粗大
化することがある。また、加圧停止温度は200℃より
低い場合は焼結体全体に大きくクラックが入り、加圧停
止温度が400℃より高い場合は、機械加工時に焼結体
表面に剥離状欠けが多く発生する。これらの現象の理由
は次のように考えられる。本発明のスパッタリングター
ゲットは、微視的には組成の異なる金属間化合物粒子が
含まれた焼結体と考えられ、焼結後の冷却過程で熱膨張
率の差等により粒子界面に応力が生じ、剥離状欠けを生
じる原因になるのではないかと思われる。焼結終了後も
ひき続き加圧を継続することにより、この剥離現象を強
制的に押え込み、応力の一部を結晶の変形や物質移動に
変換させることにより応力の緩和が行われ、残りの応力
は焼結体の変形が可能な温度領域にあるときに加圧を停
止することにより、焼結体の変形の形で解放されると考
えられる。尚、残留応力による焼結体の変形が不可能な
温度まで冷却された時点では、加圧を開放しても、残留
応力は焼結体の変形として逃げることができず、焼結体
のクラックとして解放されると思われる。
000℃/Hr程度が好ましい。昇温速度が2000℃/Hrよりも
速いと、温度制御が追い付かずにオーバーシュートして
温度が上がりすぎ、Sb及びTeが融解してダイスから外へ
流出する恐れがある。逆に200℃/Hrよりも遅いと合金
粉末の粒子が粒成長して焼結密度が上がりにくくなるの
で好ましくない。また、冷却速度は500℃/Hr以下が好ま
しい。冷却速度が速すぎると、加圧を停止する際に減圧
している途中で温度が下がりすぎて焼結体にクラックが
生じる。減圧はあまり急激に行うと焼結体やダイスを破
損する恐れがあるので、1〜15分間程度の時間をかける
ことが好ましい。
方法は、Ge-Sb-Te、Ag-In-Sb-Teのみでなく、主成分で
あるSb-Teの他にS、Se等のカルコゲン系元素、Au、Pd、
Sn、Bi、Zn、その他の元素を含んだスパッタリングター
ゲットの製造方法にも適用することができる。合金粉末
をホットプレスにより焼結する場合には、目的とする組
成と同じ組成の粉末をホットプレスに供してもよいし、
異なる金属粉末または異なる複数の金属からなる合金粉
末、または同種の金属からなる、異なる組成の合金粉末
を混合して目的組成に調整し、ホットプレスに供しても
よい。得られた焼結体は機械加工の後、バッキングプレ
ートにボンディング加工され、スパッタリングターゲッ
トとしてスパッタリングに供される。本発明が適用され
る、Sb及びTeを主成分とするスパッタリングターゲット
の製造工程を図1に示す。
本発明は実施例によって何ら限定されるものではない。
Te(4N)を組成比がモル比で、2:2:5となるように
秤量配合し(工程1)、石英るつぼに入れAr雰囲気で65
0℃で2時間溶解し合金インゴットを得た(工程2)。
得られた合金インゴットをハンマーで適当な大きさに割
り、振動粉砕機に入れて有機溶媒中で湿式粉砕し(工程
3)、60メッシュ以下の合金粉末を得た(工程4)。得
られた合金粉末を真空乾燥したのち、グラファイト製ダ
イスに充填し、ホットプレスを使用して、Ar雰囲気中で
1000℃/hrの速度で昇温し、550℃で2時間、200kgf/cm2
の圧力で加圧焼結した(工程5)。焼結体の収縮速度が
0または0に近くなったことを付属の変位計で確認し、
焼結を終了した。焼結終了後、200℃/hrの速度で冷却し
ながら加圧を継続し、300℃まで冷却した時点で加圧を
停止し、3分間かけて減圧して加圧を解放した。その状
態で室温まで冷却した(工程6)後、焼結体を取り出
し、砥石加工(工程7)して直径101.6mm、厚さ
5mm(密度d=6.32g/cm3)のスパッタリングターゲッ
トを得たがその表面は剥離状の欠けもなく滑らかであっ
た。またクラックも見られなかった。この焼結体をバッ
キングプレートにボンディング加工した後、スパッタリ
ングを行ったところ異常放電の発生は見られなかった。
た合金粉末を、同様にAr雰囲気中で1000℃/hrの速度で
昇温し、550℃で2時間、200kgf/cm2の圧力で加圧焼結
した。焼結終了後、直ちに加圧を停止し、圧力を3分間
かけて減圧して大気圧に戻し、200℃/hrの速度で室温ま
で冷却した。冷却後、焼結体を取り出し、砥石加工して
直径101.6mm、厚さ5mm(密度d=6.19g/cm3)
のスパッタリングターゲットを得たが、その表面は表層
が剥離したように欠けて無数の穴が見られ、スパッタリ
ング時も異常放電の発生が見られた。
た合金粉末を、同様にAr雰囲気中で1000℃/hrの速度で
昇温し、550℃で2時間、200kgf/cm2の圧力で加圧焼結
した。焼結終了後、200℃/hrの速度で冷却しながら加圧
を継続し、200℃まで冷却した時点で加圧を停止し、圧
力を3分間かけて減圧した。室温まで冷却後、焼結体を
取り出したところ、クラックが入っており、スパッタリ
ングターゲットとして使用に耐えるものではなかった。
継続したこと以外は比較例2と同一条件で焼結体を製造
した。得られた焼結体にはクラックが入っており、スパ
ッタリングターゲットとして使用に耐えるものではなか
った。
工時に表面に剥離状の欠け等の欠陥が生じることなく、
表面が平滑な、Sb及びTeを主成分として含むスパッタリ
ングターゲットを得ることができる。本ターゲットを用
いて、均一性が高く、品質の安定した光ディスク記録媒
体用薄膜を経済的に形成することが可能となる。
Te(4N)を組成比がモル比で、2:2:5となるように
秤量配合し(工程1)、石英るつぼに入れAr雰囲気で65
0℃で2時間溶解し合金インゴットを得た(工程2)。
得られた合金インゴットをハンマーで適当な大きさに割
り、振動粉砕機に入れて有機溶媒中で湿式粉砕し(工程
3)、60メッシュ以下の合金粉末を得た(工程4)。得
られた合金粉末を真空乾燥したのち、グラファイト製ダ
イスに充填し、ホットプレスを使用して、Ar雰囲気中で
1000℃/hrの速度で昇温し、550℃で2時間、200kgf/cm2
の圧力で加圧焼結した(工程5)。焼結体の収縮速度が
0または0に近くなったことを付属の変位計で確認し、
焼結を終了した。焼結終了後、200℃/hrの速度で冷却し
ながら加圧を継続し(工程6)、300℃まで冷却した時
点で加圧を停止し、3分間かけて減圧して加圧を解放し
た(工程7)。その状態で室温まで冷却した(工程8)
後、焼結体を取り出し、砥石加工(工程9)して直径1
01.6mm、厚さ5mm(密度d=6.32g/cm3)のスパ
ッタリングターゲットを得たがその表面は剥離状の欠け
もなく滑らかであった。またクラックも見られなかっ
た。この焼結体をバッキングプレートにボンディング加
工した後、スパッタリングを行ったところ異常放電の発
生は見られなかった。
Claims (2)
- 【請求項1】 Sb及びTeを含む原料金属を溶融して合金
とし、得られた合金を粉砕して合金粉末とし、次いでそ
の合金粉末をダイスに充填し、不活性ガス雰囲気中で加
圧しながら加熱昇温して400〜600℃の範囲で焼結
させるスパッタリングターゲットの製造方法において、
焼結終了後もひき続き加圧しながら冷却し、その後20
0℃超の加圧停止温度で加圧を止めることを特徴とす
る、Sb及びTeを主成分とするスパッタリングターゲット
の製造方法。 - 【請求項2】上記加圧停止温度が250℃以上350℃
以下の範囲であることを特徴とする、請求項1に記載の
スパッタリングターゲットの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10251384A JP2000087228A (ja) | 1998-09-04 | 1998-09-04 | スパッタリングターゲットの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10251384A JP2000087228A (ja) | 1998-09-04 | 1998-09-04 | スパッタリングターゲットの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000087228A true JP2000087228A (ja) | 2000-03-28 |
Family
ID=17222044
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10251384A Pending JP2000087228A (ja) | 1998-09-04 | 1998-09-04 | スパッタリングターゲットの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000087228A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005023349A (ja) * | 2003-06-30 | 2005-01-27 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | ターゲット材の再生方法 |
JP2010003402A (ja) * | 2002-02-25 | 2010-01-07 | Nippon Mining & Metals Co Ltd | 相変化型メモリー用スパッタリングターゲット及び同ターゲットを用いて形成された相変化メモリー用膜並びに同ターゲットの製造方法 |
TWI448558B (zh) * | 2010-03-31 | 2014-08-11 | Tanaka Precious Metal Ind | The metal recovery method of the target and the manufacturing method of the target |
-
1998
- 1998-09-04 JP JP10251384A patent/JP2000087228A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010003402A (ja) * | 2002-02-25 | 2010-01-07 | Nippon Mining & Metals Co Ltd | 相変化型メモリー用スパッタリングターゲット及び同ターゲットを用いて形成された相変化メモリー用膜並びに同ターゲットの製造方法 |
JP2010236095A (ja) * | 2002-02-25 | 2010-10-21 | Jx Nippon Mining & Metals Corp | 相変化型メモリー用スパッタリングターゲットの製造方法 |
JP2005023349A (ja) * | 2003-06-30 | 2005-01-27 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | ターゲット材の再生方法 |
TWI448558B (zh) * | 2010-03-31 | 2014-08-11 | Tanaka Precious Metal Ind | The metal recovery method of the target and the manufacturing method of the target |
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