JP2000309865A - Ni-P ALLOY SPUTTERING TARGET AND ITS MANUFACTURE - Google Patents
Ni-P ALLOY SPUTTERING TARGET AND ITS MANUFACTUREInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ハードディスク等
の記録媒体磁性膜の下地膜であるNi−P合金膜形成の
ために特に有用な、スパッタリング中の異常放電、成膜
中へのパーティクルの混入、スパッタリング中のターゲ
ット割れ等を効果的に低減又は防止できるNi−P合金
スパッタリングターゲット及びその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to abnormal discharge during sputtering and mixing of particles during film formation, which are particularly useful for forming a Ni-P alloy film as a base film of a magnetic film of a recording medium such as a hard disk. The present invention relates to a Ni-P alloy sputtering target that can effectively reduce or prevent cracking of the target during sputtering, and a method for manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、記録密度の向上のために、磁気デ
ィスク(ハードディスク)等の磁気記録媒体は、従来の
塗布型の磁気記録媒体に替わってスパッタリング法等で
形成された薄膜型記録媒体が多く使用されるようになっ
てきた。スパッタリング法は周知のように、荷電粒子を
ターゲットに向けて照射し、その粒子衝撃力によりター
ゲットから粒子を叩き出して、これをターゲットに対向
させた例えばガラスやアルミニウム等の基板に、ターゲ
ット材料から構成される物質を基本成分とする薄膜を形
成する成膜方法である。スパッタリング中にターゲット
材料が高エネルギー状態で基板表面に衝突し、堆積する
ため、基板に対する密着強度が高く、かつ緻密な膜を形
成することができる。一方、ターゲットは荷電粒子の大
量の衝撃を受けるので、ターゲットに投入される熱量が
次第に増大蓄積されてくる。このため、ターゲットの裏
面に純銅や銅合金等の熱伝導性の良い材料(バッキング
プレート)をろう付け等の手段により接合し、かつこの
バッキングプレートを外部からの冷却手段を通じて冷却
し、ターゲットの熱を吸収するようにしている。2. Description of the Related Art In recent years, in order to improve the recording density, a magnetic recording medium such as a magnetic disk (hard disk) has been replaced by a thin film recording medium formed by a sputtering method or the like instead of a conventional coating type magnetic recording medium. It has become increasingly used. As is well known, the sputtering method irradiates charged particles toward a target, strikes out the particles from the target by the particle impact force, and applies this from a target material to a substrate such as glass or aluminum opposed to the target. This is a film formation method for forming a thin film containing a constituent material as a basic component. Since the target material collides with and deposits on the substrate surface in a high energy state during sputtering, a dense film having high adhesion strength to the substrate can be formed. On the other hand, since the target receives a large amount of impact of charged particles, the amount of heat input to the target gradually increases and accumulates. For this reason, a material having good thermal conductivity (backing plate) such as pure copper or a copper alloy is joined to the back surface of the target by brazing or the like, and the backing plate is cooled through an external cooling means, and the heat of the target is cooled. So that it absorbs.
【0003】基板にコバルト合金等の磁性膜を形成する
前に、磁気的・電気的特性を向上させ、均一性を持たせ
るために非磁性膜が形成される。従来このような下地膜
としてクロム膜などが提案されてきたが、最近ではNi
−P合金膜がより高品質の磁気特性をもつ記録媒体が得
られるということから注目されている。しかし、Pが酸
化し易いためにNi−P合金スパッタリングターゲット
に含まれる酸素が3000ppm以上になり、これを用
いてスパッタリングすると下地膜に酸素が多量に存在す
ることになる。このような酸素の多量の存在は、磁性膜
がエピタキシャル成長できず、保磁力が低下するという
問題を生じた。このため、焼結用粉末を予め還元処理
し、Ni−P合金スパッタリングターゲット中に含まれ
る酸素含有量を2000ppm以下(840〜1980
ppm)とする提案がなされた(特開平6−13652
6号、特開平6−25842号)。Before forming a magnetic film such as a cobalt alloy on a substrate, a non-magnetic film is formed in order to improve magnetic and electric characteristics and to provide uniformity. Conventionally, a chromium film or the like has been proposed as such a base film.
Attention has been paid to the fact that a -P alloy film can provide a recording medium having higher quality magnetic properties. However, since P is easily oxidized, oxygen contained in the Ni—P alloy sputtering target becomes 3000 ppm or more, and when sputtering is performed using this, a large amount of oxygen is present in the base film. Such a large amount of oxygen causes a problem that the magnetic film cannot be epitaxially grown and the coercive force is reduced. For this reason, the sintering powder is subjected to a reduction treatment in advance to reduce the oxygen content in the Ni-P alloy sputtering target to 2000 ppm or less (840 to 1980).
ppm) (JP-A-6-13652).
No. 6, JP-A-6-25842).
【0004】また、同様に溶解鋳造法によるNi−P合
金ターゲットの製造に替えて焼結法を採用し、スパッタ
リングによりNi−P合金下地(アモルファス)膜を形
成した場合に、製造工程中の熱影響を受けてNi−P合
金膜が結晶化するのを防止するために、前記Ni−P合
金ターゲットにTi、Zr、Hf、Cr、Mo、W等の
高融点金属を含有させ、さらに焼結原料粉末混合物の均
一性を高めるためにアトマイズ粉を用いるという提案が
なされている(特開平7−292463号)。[0004] Similarly, when a sintering method is adopted instead of the production of a Ni-P alloy target by a melt casting method, and a Ni-P alloy base (amorphous) film is formed by sputtering, the heat during the production process is reduced. In order to prevent the Ni-P alloy film from being crystallized under the influence, the Ni-P alloy target is made to contain a high melting point metal such as Ti, Zr, Hf, Cr, Mo or W, and further sintered. It has been proposed to use atomized powder in order to improve the uniformity of the raw material powder mixture (Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-292463).
【0005】Ni−P合金膜は基板に磁性膜を形成する
前の下地膜として磁気的、電気的特性を向上させ、均一
性を持たせるために有効であることが認識され、それな
りの改善が施されているが、上記のような改善では必ず
しも満足できる膜が形成されているわけではない。特
に、Ni−P合金ターゲットを用いてスパッタリングす
ると、スパッタリング中に異常放電現象が見られ、さら
にこれが主たる原因と見られるパーティクルが発生し、
これがNi−P合金膜に混入することである。このパー
ティクルの混入はハードディスク等磁気媒体の特性の悪
化を引き起こし、製品歩留りを低下させる原因となっ
た。また、前記のようにスパッタリング中にバッキング
プレートを介してターゲットを冷却する構造となってい
るが、このターゲットとバッキングプレートとの熱膨張
の差から反りや割れが発生するという問題を生じた。ま
た、最近HD用スパッタマシンはバッキングプレートを
使用しない間接冷却タイプが主流となってきており、こ
の場合はターゲットの割れの問題が一層深刻になってい
る。ターゲットの割れや変形は成膜を不安定にし、成膜
不全の重大な問題に至る。[0005] It has been recognized that a Ni-P alloy film is effective as a base film before forming a magnetic film on a substrate to improve magnetic and electrical characteristics and to provide uniformity. However, a satisfactory film is not always formed by the above improvement. In particular, when sputtering is performed using a Ni-P alloy target, an abnormal discharge phenomenon is observed during sputtering, and particles that are considered to be the main cause are generated,
This is to be mixed into the Ni-P alloy film. The mixing of the particles causes deterioration of characteristics of a magnetic medium such as a hard disk and causes a reduction in product yield. In addition, as described above, the target is cooled through the backing plate during sputtering, but there is a problem that warping or cracking occurs due to a difference in thermal expansion between the target and the backing plate. Recently, indirect cooling types that do not use a backing plate have become the mainstream of HD sputtering machines, and in this case, the problem of cracking of the target has become more serious. Cracking or deformation of the target makes the film unstable, leading to a serious problem of insufficient film formation.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明者はターゲッ
ト、特にハードディスク等の記録媒体である磁性膜の下
地膜として使用されるNi−P合金膜の形成のために有
用なNi−P合金スパッタリングターゲットを提供する
ものであり、スパッタリング中の異常放電を抑制し、成
膜中へのパーティクルの発生及び混入を防止し、さらに
スパッタリング中のターゲット割れ等を効果的に低減又
は防止することを課題とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present inventors have developed a Ni-P alloy sputtering target which is useful for forming a target, particularly a Ni-P alloy film used as a base film of a magnetic film as a recording medium such as a hard disk. It is an object to suppress abnormal discharge during sputtering, prevent generation and mixing of particles during film formation, and further effectively reduce or prevent target cracking and the like during sputtering. .
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、(1)P12
〜24at%、酸素含有量が100wtppm以下であ
り、残部Ni及び不可避的不純物からなることを特徴と
するNi−P合金スパッタリングターゲット、(2)酸
素含有量が50wtppm以下であることを特徴とする
前記(1)記載のNi−P合金スパッタリングターゲッ
ト、(3)200μm角エリア内に、NiとNi3Pが
共存する組織を持ち、一つのNi粒の断面積サイズが1
5000μm2以下の均一微細組織をもつ前記(1)又
は(2)記載のNi−P合金スパッタリングターゲッ
ト、(4)不純物であるAl、Si、Mg及びMnの含
有量がそれぞれ10wtppm以下であることを特徴と
する前記(1)〜(3)のそれぞれに記載のNi−P合
金スパッタリングターゲット、(5)5MPam1/2
以上の破壊靭性値(SEVNB法)を有することを特徴
とする(1)〜(4)のそれぞれに記載のNi−P合金
スパッタリングターゲット(6)酸素含有量10wtp
pm以下のNi−P合金地金を溶解し、不活性ガス雰囲
気中でアトマイズ加工して、平均粒径100μm以下の
Ni−P合金アトマイズ加工粉とした後、ホットプレス
(HP)又は熱間静水圧プレス(HIP)加工することを特
徴とする、P12〜24at%、酸素含有量が100w
tppm以下であり、残部Ni及び不可避的不純物から
なるNi−P合金スパッタリングターゲットの製造方
法、を提供するものである。The present invention provides (1) P12
Ni-P alloy sputtering target characterized in that the content of oxygen is 100 wtppm or less, and the balance is composed of Ni and unavoidable impurities. (2) The oxygen content is 50 wtppm or less. (1) Ni-P alloy sputtering target according to (1), (3) a structure in which Ni and Ni 3 P coexist in a 200 μm square area, and the cross-sectional area size of one Ni grain is 1
(1) The Ni-P alloy sputtering target according to the above (1) or (2), which has a uniform microstructure of 2 or less, and (4) the content of Al, Si, Mg, and Mn as impurities is 10 wtppm or less, respectively. The Ni-P alloy sputtering target according to each of the above (1) to (3), (5) 5 MPam 1/2
The Ni-P alloy sputtering target according to any one of (1) to (4), having the above-mentioned fracture toughness (SEVNB method) (6) Oxygen content of 10 wtp
pm or less is melted and atomized in an inert gas atmosphere to obtain a Ni-P alloy atomized powder having an average particle size of 100 μm or less, and then hot pressed (HP) or hot static Characterized by hydraulic pressing (HIP) processing, P12-24at%, oxygen content 100w
The present invention provides a method for producing a Ni-P alloy sputtering target which is not more than tppm, the balance being Ni and unavoidable impurities.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】スパッタリング中に異常放電現象
やこれが主たる原因と見られるパーティクルの発生及び
スパッタリング中の割れ発生の原因を究明すると、Ni
−P合金スパッタリングターゲット中に含まれる微量な
酸化物に起因することが分かった。またスパッタリング
中の割れ発生を引き起こすターゲットの強度の問題も、
ターゲットに局所的に存在する酸化物と内部のポアに原
因があることが分かった。上記従来技術にも示すよう
に、Pが酸化し易いためにNi−P合金スパッタリング
ターゲットに含まれる酸素が3000ppm以上になる
こと、そしてこれを改良するために、Ni−P合金スパ
ッタリングターゲット中に含まれる酸素含有量を200
0ppm以下(840〜1980ppm)とする提案が
なされた。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The abnormal discharge phenomenon during sputtering, the generation of particles which are considered to be the main cause thereof, and the cause of crack generation during sputtering are investigated.
It has been found that it is caused by a trace amount of oxide contained in the -P alloy sputtering target. Also, the problem of the strength of the target that causes cracking during sputtering,
It was found that the cause was due to the oxide locally present in the target and the internal pores. As shown in the above prior art, the oxygen contained in the Ni-P alloy sputtering target becomes 3000 ppm or more because P is easily oxidized, and in order to improve this, it is contained in the Ni-P alloy sputtering target. Oxygen content of 200
It has been proposed that the content be 0 ppm or less (840 to 1980 ppm).
【0009】しかし、このような酸素レベルでは上記の
ような問題は一向に解決できないことがわかった。Ni
−P合金スパッタリングターゲットを低酸素にする製造
方法自体が、従来の通常の焼結方法では実現できない難
しい工程ではあるが、このような酸素が原因となる成膜
の欠陥に気づくことが必要である。従来技術においては
残念ながらこのような認識に至っていなかった。すなわ
ち、P12〜24at%、残部NiからなるNi−P合
金スパッタリングターゲットにおいて、不純物である酸
素含有量が100wtppm未満とすることにより初め
て解決できた。さらに酸素含有量が50wtppm未満
であることがより望ましい。Pの下限値12at%は成
膜の非磁性を維持し、スパッタリングターゲット及び成
膜の硬度及び強度を維持するために該下限値以上のPの
含有が必要である。しかし、上限値P24at%を超え
ると基板への密着強度が低下し、場合によっては剥離す
るなどの問題を生じ、また例えば上限値P24at%を
超えたNi−25at%Pでは非常に脆いNi3P単一
相となるので、スパッタリング成膜に重大なトラブルを
発生する可能性が高くなる。以上から、上限値をP24
at%とした。However, it has been found that such a problem cannot be solved at all at such an oxygen level. Ni
Although the manufacturing method itself for making the -P alloy sputtering target low in oxygen is a difficult step that cannot be realized by a conventional ordinary sintering method, it is necessary to be aware of a defect in film formation caused by such oxygen. . Unfortunately, this has not been achieved in the prior art. That is, in the Ni-P alloy sputtering target composed of 12 to 24 at% and the balance of Ni, the problem was solved only when the oxygen content as an impurity was less than 100 wtppm. More desirably, the oxygen content is less than 50 wtppm. The lower limit of 12 at% of P requires non-magnetic property of film formation, and the content of P equal to or more than the lower limit is necessary to maintain the hardness and strength of the sputtering target and the film formation. However, the upper limit value exceeds P24at% adhesion strength is lowered to the substrate, if cause problems such as peeling by, also for example the upper limit P24at% of Ni-25 at% P in very brittle Ni 3 P exceeds Since it is a single phase, there is a high possibility that a serious trouble will occur in sputtering film formation. From the above, the upper limit is P24
at%.
【0010】上記従来技術において、Ni−P合金ター
ゲットにTi、Zr、Hf、Cr、Mo、W等の高融点
金属を含有させ、製造工程中の熱影響によるNi−P合
金膜の結晶化防止の提案がなされている例があるが、成
分系が増えるため合金の製造過程における成分コントロ
ールが煩雑となり、また酸素を取り込んで酸化物の発生
原因となり易く、これらの第三成分に含まれる酸素が全
体の酸素レベルを上げてしまう問題もあり、必ずしも得
策と言えない。本発明に示す通り、不純物である酸素含
有量を100wtppm以下とする、特に酸素含有量を
50wtppm以下とすることにより、Ni−P合金タ
ーゲットによるスパッタリング成膜を安定させ、また下
地膜として形成されたNi−P合金薄膜が均一かつ緻密
な組織を有しているという優れた特徴を有する。In the above prior art, the Ni-P alloy target contains a high melting point metal such as Ti, Zr, Hf, Cr, Mo, W, etc. to prevent crystallization of the Ni-P alloy film due to thermal influence during the manufacturing process. However, there is an example in which the component system is increased, so that the component control in the alloy manufacturing process becomes complicated, and it is easy to take in oxygen to generate oxides. There is also the problem of raising the overall oxygen level, which is not always a good idea. As shown in the present invention, the content of oxygen as an impurity is set to 100 wtppm or less, and particularly, the content of oxygen is set to 50 wtppm or less, thereby stabilizing a sputtering film formation using a Ni-P alloy target and forming an underlying film. The Ni-P alloy thin film has an excellent feature of having a uniform and dense structure.
【0011】さらに本発明のNi−P合金スパッタリン
グターゲットは、200μm角エリア内に、NiとNi
3Pが共存する組織を持ち、一つのNi粒の断面積サイ
ズが15000μm2以下の均一微細組織であることが
望ましい。これによってハードディスク等の記録媒体で
ある磁性膜の下地膜として使用できる安定したNi−P
合金成膜が得られる。さらに、安定したスパッタリング
を継続するためにはターゲットに割れが入らない適度な
強度が必要であり、5MPam1/2以上の破壊靭性値
を有することが望ましい。また、酸素を極力低減させる
と同時に、Ni−P合金に混入しかつ該合金中で酸化物
を形成し易いAl、Si、Mg及びMnの不純物含有量
がそれぞれ10wtppm以下であることが望ましい。
従来はこのような酸化物がターゲット中に存在し、これ
らが見過ごされていたために、特にこれらが局在すると
原因不明の異常放電が生じ、パーティクルの発生や割れ
の原因となっていた。これらを低減することにより、こ
れらの欠陥発生が著しく減少した。Further, the Ni—P alloy sputtering target of the present invention has a structure in which Ni and Ni are contained within a 200 μm square area.
It is desirable to have a structure in which 3 P coexists and a uniform fine structure in which the cross-sectional area size of one Ni grain is 15000 μm 2 or less. This makes it possible to use a stable Ni-P film that can be used as a base film of a magnetic film as a recording medium such as a hard disk.
An alloy film is obtained. Furthermore, in order to maintain stable sputtering, the target needs to have an appropriate strength to prevent cracking, and preferably has a fracture toughness of 5 MPam 1/2 or more. In addition, it is desirable that the impurity contents of Al, Si, Mg, and Mn that are mixed with the Ni-P alloy and easily form an oxide in the alloy at the same time as reducing oxygen as much as possible are 10 wtppm or less.
Conventionally, such oxides have been present in the target and have been overlooked. In particular, when they are localized, abnormal discharge of unknown cause occurs, causing the generation and cracking of particles. By reducing these, the occurrence of these defects was significantly reduced.
【0012】本発明における酸素を低減した高純度のN
i−P合金スパッタリングターゲットの製造は粉末焼結
法による。まず酸素含有量10wtppm以下のNi−
P合金地金準備し、これを溶解する。次にこの高純度N
i−P合金溶湯をアルゴン、ヘリウム、窒素ガス等の不
活性ガス雰囲気中で噴霧・急速冷却・凝固させる、いわ
ゆるアトマイズ加工して、平均粒径100μm以下のN
i−P合金アトマイズ加工粉を製造する。本発明のアト
マイズ加工粉はほぼ球状を呈しており、比表面積を最小
限に抑えることができる。これによって、酸素の取り込
みを抑制でき、酸素含有量の増加があっても40wtp
pm以下にすることができる。In the present invention, high-purity N with reduced oxygen is used.
The production of the i-P alloy sputtering target is based on the powder sintering method. First, Ni- with an oxygen content of 10 wtppm or less
A P alloy ingot is prepared and melted. Next, this high purity N
The i-P alloy melt is sprayed, rapidly cooled, and solidified in an atmosphere of an inert gas such as argon, helium, nitrogen gas, etc., so-called atomizing, and N 2 having an average particle diameter of 100 μm or less is used.
Produce i-P alloy atomized powder. The atomized powder of the present invention has a substantially spherical shape, and the specific surface area can be minimized. As a result, the uptake of oxygen can be suppressed, and even if the oxygen content increases, 40 wtp.
pm or less.
【0013】次に、このアトマイズ加工粉を用いてホッ
トプレス(HP)又は熱間静水圧プレス(HIP)加工す
る。ホットプレスの場合は750°C〜850°C(合金
の融点は870°Cであり、それ以下の温度に加熱す
る)、100〜300Kgf/cm 2、30分〜5時間
の条件下で行う。また熱間静水圧プレスの場合は、同様
に750°C〜850°C、1000〜1500Kgf/
cm2、30分〜5時間の条件下で行う。これによっ
て、P12〜24at%、酸素含有量が100wtpp
m以下であり、残部Ni及び不可避的不純物からなるN
i−P合金スパッタリングターゲット材料が得られる。
これをさらにターゲット形状に切断、研削・研磨、バッ
キングプレートへのボンディング等通常の加工を行い、
高純度Ni−P合金スパッタリングターゲットを得る。Next, using this atomized powder,
Press (HP) or hot isostatic press (HIP)
You. 750 ° C ~ 850 ° C for hot press (alloy
Has a melting point of 870 ° C.
100) to 300 kgf / cm 2, 30 minutes to 5 hours
Under the conditions described below. Also, in the case of hot isostatic pressing,
750 to 850 ° C, 1000 to 1500 kgf /
cm2For 30 minutes to 5 hours. By this
And P12-24at%, oxygen content is 100wtpp
m or less, and the balance of Ni and inevitable impurities
An i-P alloy sputtering target material is obtained.
This is further cut into target shapes, ground and polished,
Perform normal processing such as bonding to the king plate,
Obtain a high-purity Ni-P alloy sputtering target.
【0014】[0014]
【実施例1】次に、本発明の実施例に基づいて説明す
る。なお、以下の実施例はあくまで一例であり、この例
のみに制限されるものではない。すなわち、本発明の技
術思想に含まれる他の態様または変形を包含するもので
ある。酸素含有量10wtppm以下であるNi−P合
金地金を溶解する。次に、ガスアトマイズ法を用いて、
Ni−19atP合金後アトマイズ加工粉を得た。アト
マイズ加工粉はほぼ球状であり、酸素含有量は30wt
ppmであった。また、この原料粉の比表面積は0.0
1m2/gで、みかけ密度は5.2g/cm3であっ
た。次に、このアトマイズ加工粉を軟鋼製カプセルに充
填後真空密封し、830°C、1500Kgf/cm2、
2時間の条件下で熱間静水圧プレスを行った。Embodiment 1 Next, a description will be given based on an embodiment of the present invention. The following embodiment is merely an example, and the present invention is not limited to this example. That is, the present invention includes other aspects or modifications included in the technical idea of the present invention. Dissolve a Ni-P alloy ingot having an oxygen content of 10 wtppm or less. Next, using the gas atomization method,
Atomized powder was obtained after the Ni-19atP alloy. The atomized powder is almost spherical and has an oxygen content of 30 wt.
ppm. The specific surface area of the raw material powder is 0.0
At 1 m 2 / g, the apparent density was 5.2 g / cm 3 . Next, the atomized powder was filled in a mild steel capsule and then vacuum-sealed, at 830 ° C., 1500 kgf / cm 2 ,
The hot isostatic pressing was performed under the condition of 2 hours.
【0015】これによって得られたNi−19at%P
の焼結体は、密度が99%以上、酸素含有量は40wt
ppmであった。この焼結体は、均一微細な組織を持
ち、200μm角エリア内に、NiとNi 3Pが共存
し、Ni粒の断面積サイズが約10000μm2以内の
良好なものであった。次に、このNi−P合金焼結体か
ら作製したターゲットを用いてスパッタリングを行い、
P酸化物量(個/500mm2)、破壊靭性値(SEV
NB法)、異常放電の回数、パーティクルの発生量を調
べた。なお、P酸化物量は約100mm2の研磨サンプ
ルを5個作製し、EPMAにて確認した結果である。下
記の比較例においても同様に調査した。以上の結果を表
1に示す。The resulting Ni-19 at% P
Has a density of 99% or more and an oxygen content of 40 wt.
ppm. This sintered body has a uniform fine structure.
In the 200 μm square area, Ni and Ni 3P coexists
And the cross-sectional area size of Ni particles is about 10,000μm2Within
It was good. Next, this Ni-P alloy sintered body
Sputtering using the target prepared from
P oxide amount (pcs / 500mm2), Fracture toughness (SEV
NB method), adjust the number of abnormal discharges, and the amount of generated particles
Solid. The amount of P oxide is about 100 mm2Polishing sump
This is the result of preparing five samples and confirming with EPMA. under
The same investigation was performed in the comparative examples described above. Table showing the above results
It is shown in FIG.
【0016】[0016]
【表1】 [Table 1]
【0017】[0017]
【比較例1】次に、比較例1について説明する。酸素含
有量10wtppm未満であるNi−P合金地金を溶解
する。次に、水アトマイズ法を用いて、Ni−19at
P合金後アトマイズ加工粉を得た。アトマイズ加工粉は
十分な真球状には作製できず、酸素含有量は1100w
tppmであった。また、この原料粉の比表面積は0.
04m2/gで、みかけ密度は4.0g/cm3、平均
粒径は約100μmであった。次に、このアトマイズ加
工粉を軟鋼製カプセルに充填後真空密封し、830°
C、1500Kgf/cm2、2時間の条件下で熱間静水
圧プレスを行った。これによって得られたNi−19a
t%Pの焼結体は、密度が99%以上、酸素含有量は8
60wtppmであった。実施例1と同様に、このNi
−P合金焼結体から作製したターゲットを用いてスパッ
タリングを行い、P酸化物量(個/500mm2)、破
壊靭性値、異常放電の回数、パーティクルの発生量を調
べた。この結果を実施例と対比して表1に示す。Comparative Example 1 Next, Comparative Example 1 will be described. Dissolve a Ni-P alloy ingot having an oxygen content of less than 10 wtppm. Next, using a water atomizing method, Ni-19at
Atomized powder was obtained after the P alloy. Atomized powder cannot be produced in a sufficiently spherical shape, and the oxygen content is 1100 w
tppm. Further, the specific surface area of the raw material powder is 0.1.
In 04m 2 / g, apparent density 4.0 g / cm 3, average particle diameter was about 100 [mu] m. Next, this atomized powder was filled in a mild steel capsule and then vacuum sealed, and 830 °
C, hot isostatic pressing was performed under the conditions of 1500 kgf / cm 2 and 2 hours. The Ni-19a obtained by this
The sintered body of t% P has a density of 99% or more and an oxygen content of 8%.
It was 60 wtppm. As in Example 1, this Ni
Sputtering is carried out using the target prepared from -P alloy sintered body, P oxide content (pieces / 500 mm 2), the fracture toughness value, the number of abnormal discharge was examined generation of particles. The results are shown in Table 1 in comparison with the examples.
【0018】[0018]
【比較例2】次に、比較例2について説明する。酸素含
有量10wtppm未満であるNi−P合金地金を溶解
する。次に、水アトマイズ法を用いて、Ni−19at
P合金後アトマイズ加工粉を得た。アトマイズ加工粉は
ほぼ球状ではあるが、酸素含有量は210wtppmで
あった。また、この原料粉の比表面積は0.01m2/
gで、みかけ密度は4.8g/cm3、平均粒径は約1
00μmであった。次に、このアトマイズ加工粉を軟鋼
製カプセルに充填後真空密封し、830°C、1500K
gf/cm2、2時間の条件下で熱間静水圧プレスを行
った。これによって得られたNi−19at%Pの焼結
体は、密度が99%以上、酸素含有量は220wtpp
mであった。実施例1と同様に、このNi−P合金焼結
体から作製したターゲットを用いてスパッタリングを行
い、P酸化物量(個/500mm2)、破壊靭性値、異
常放電の回数、パーティクルの発生量を調べた。この結
果を実施例と対比して同様に表1に示す。Comparative Example 2 Next, Comparative Example 2 will be described. Dissolve a Ni-P alloy ingot having an oxygen content of less than 10 wtppm. Next, using a water atomizing method, Ni-19at
Atomized powder was obtained after the P alloy. Although the atomized powder was substantially spherical, the oxygen content was 210 wtppm. The specific surface area of this raw material powder was 0.01 m 2 /
g, the apparent density is 4.8 g / cm 3 , and the average particle size is about 1
It was 00 μm. Next, this atomized powder was filled in a mild steel capsule and sealed in a vacuum.
Hot isostatic pressing was performed under conditions of gf / cm 2 and 2 hours. The Ni-19at% P sintered body thus obtained has a density of 99% or more and an oxygen content of 220 wtpp.
m. In the same manner as in Example 1, sputtering was performed using a target manufactured from this Ni-P alloy sintered body, and the amount of P oxide (pieces / 500 mm 2 ), the fracture toughness value, the number of abnormal discharges, and the amount of generated particles were determined. Examined. The results are similarly shown in Table 1 in comparison with the examples.
【0019】表1から明らかなように、酸素含有量30
wtppmである実施例1ではP酸化物が確認されず
(無し)、破壊靭性値が5.0MPam1/2であり、
また問題となるような異常放電は発生せず、パーティク
ルの発生もない。これに対し、酸素含有量860wtp
pmである比較例1ではP酸化物が23個/500mm
2存在し、破壊靭性値が4.4MPam1/2と低く、
また異常放電やパーティクルの発生が生産上問題となる
程度に増大する。同様に、比較例1よりも少ないが、依
然として220wtppmもの酸素を含有する比較例2
では、P酸化物が6個/500mm2存在し、破壊靭性
値が4.4MPam1/2と低く、また異常放電やパー
ティクルの発生が生産上問題となる程度に多い。As is apparent from Table 1, the oxygen content is 30%.
In Example 1 in which the content was wt ppm, no P oxide was confirmed (absent), and the fracture toughness value was 5.0 MPam 1/2 ,
No problematic abnormal discharge occurs and no particles are generated. On the other hand, the oxygen content of 860 wtp
pm in Comparative Example 1, 23 P oxides / 500 mm
2 , the fracture toughness value is as low as 4.4 MPam 1/2 ,
In addition, the occurrence of abnormal discharge and particles increases to a degree that causes a problem in production. Similarly, Comparative Example 2 which is less than Comparative Example 1 but still contains as much as 220 wtppm oxygen
In this case, there are 6 P oxides / 500 mm 2 , the fracture toughness value is as low as 4.4 MPam 1/2, and the occurrence of abnormal discharge and particles is so large as to be a problem in production.
【0020】上記の対比から明らかなように、実施例及
び比較例においてP酸化物量、破壊靭性値、異常放電発
生数、パーティクル量に違いがみられ、これはターゲッ
トの酸素含有量に依存するものと考えられる。異常放電
発生数及びパーティクル量に関しては、特にP酸化物量
に依存するものと考えられる。これらを避けるために
は、酸素含有量を100wtppm以下、好ましくは5
0wtppm以下にする必要がある。さらに、酸素を多
量(1000wtppm以上)に含有し、Al、Si、
Mg及びMnを含有しているNi−P合金ターゲットで
は、Al2O3、SiO2、MgO、MnOなどがター
ゲット内に存在し、HD生産上大きな問題となる。破壊
靭性値も酸素を低減させることにより向上する。これ
は、ターゲット内部に局在するP酸化物に起因している
と考えられ、局在するP酸化物の部分が材料学的に欠陥
になっていることを意味している。したがって、Ni−
P合金ターゲットの酸素含有量を低減することは、ター
ゲット加工時及びスパッタリング時の割れを防ぐ意味で
極めて重要である。As is clear from the above comparison, there is a difference in the amount of P oxide, the fracture toughness, the number of abnormal discharges, and the amount of particles in Examples and Comparative Examples, which depend on the oxygen content of the target. it is conceivable that. The number of abnormal discharges and the amount of particles are considered to depend particularly on the amount of P oxide. In order to avoid these, the oxygen content should be 100 wtppm or less, preferably 5 wtppm.
It is necessary to make it 0 wtppm or less. Furthermore, oxygen is contained in a large amount (1000 wtppm or more), and Al, Si,
In a Ni—P alloy target containing Mg and Mn, Al 2 O 3 , SiO 2 , MgO, MnO, and the like are present in the target, which is a major problem in HD production. Fracture toughness is also improved by reducing oxygen. This is considered to be caused by the P oxide localized inside the target, and means that the localized portion of the P oxide is materially defective. Therefore, Ni-
Reducing the oxygen content of the P alloy target is extremely important in preventing cracking during target processing and sputtering.
【0021】[0021]
【発明の効果】以上から、本発明はNi−P合金スパッ
タリングターゲット中の不純物である酸素含有量を10
0wtppm以下とする、特に酸素含有量を50wtp
pm以下とすることにより、特にハードディスク等の記
録媒体である磁性膜の下地膜として使用されるNi−P
合金膜の形成のために有用であり、スパッタリング中の
異常放電を抑制し、成膜中へのパーティクルの発生及び
混入を防止し、さらにスパッタリング中のターゲット割
れ等を効果的に低減又は防止することができる。また、
これによって記録媒体磁性膜の保持力が向上し、破壊靭
性が大きいという優れた効果を有する。As described above, according to the present invention, the content of oxygen, which is an impurity in a Ni-P alloy sputtering target, is reduced to 10%.
0 wtppm or less, especially the oxygen content is 50 wtp
pm or less, Ni-P used especially as a base film of a magnetic film as a recording medium such as a hard disk.
It is useful for forming an alloy film, suppresses abnormal discharge during sputtering, prevents generation and mixing of particles during film formation, and effectively reduces or prevents target cracking and the like during sputtering. Can be. Also,
As a result, the coercive force of the magnetic film of the recording medium is improved, and an excellent effect of high fracture toughness is obtained.
Claims (6)
0wtppm以下であり、残部Ni及び不可避的不純物
からなることを特徴とするNi−P合金スパッタリング
ターゲット。1. P12 to 24 at%, oxygen content is 10
A Ni-P alloy sputtering target, which is 0 wtppm or less, the balance being Ni and unavoidable impurities.
ことを特徴とする請求項1記載のNi−P合金スパッタ
リングターゲット。2. The Ni-P alloy sputtering target according to claim 1, wherein the oxygen content is 50 wtppm or less.
Pが共存する組織を持ち、一つのNi粒の断面積サイズ
が15000μm2以下の均一微細組織をもつ請求項1
又は2記載のNi−P合金スパッタリングターゲット。3. Ni and Ni 3 in a 200 μm square area.
2. A microstructure in which P has a coexisting structure and a uniform fine structure in which one Ni grain has a cross-sectional area size of 15000 μm 2 or less.
Or the Ni-P alloy sputtering target according to 2.
の含有量がそれぞれ10wtppm以下であることを特
徴とする請求項1〜3のそれぞれに記載のNi−P合金
スパッタリングターゲット。4. Al, Si, Mg and Mn as impurities
The Ni-P alloy sputtering target according to any one of claims 1 to 3, wherein the content of each is 10 wtppm or less.
することを特徴とする請求項1〜4のそれぞれに記載の
Ni−P合金スパッタリングターゲット。5. The Ni—P alloy sputtering target according to claim 1, which has a fracture toughness value of 5 MPam 1/2 or more.
P合金地金を溶解し、不活性ガス雰囲気中でアトマイズ
加工して、平均粒径100μm以下のNi−P合金アト
マイズ加工粉とした後、ホットプレス(HP)又は熱間静
水圧プレス(HIP)加工することを特徴とする、P12
〜24at%、酸素含有量が100wtppm以下であ
り、残部Ni及び不可避的不純物からなるNi−P合金
スパッタリングターゲットの製造方法。6. A Ni— alloy having an oxygen content of 10 wt ppm or less.
A P alloy ingot is melted and atomized in an inert gas atmosphere to obtain a Ni-P alloy atomized powder having an average particle diameter of 100 μm or less, and then hot pressed (HP) or hot isostatic press (HIP). P12 characterized by processing
A method for producing a Ni-P alloy sputtering target having a content of up to 24 at%, an oxygen content of not more than 100 wtppm, and a balance of Ni and unavoidable impurities.
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