JP2001115258A - Non-planar, ferromagnetic sputtering target with low magnetic permeability - Google Patents

Non-planar, ferromagnetic sputtering target with low magnetic permeability

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JP2001115258A
JP2001115258A JP2000247144A JP2000247144A JP2001115258A JP 2001115258 A JP2001115258 A JP 2001115258A JP 2000247144 A JP2000247144 A JP 2000247144A JP 2000247144 A JP2000247144 A JP 2000247144A JP 2001115258 A JP2001115258 A JP 2001115258A
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target
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magnetic permeability
ferromagnetic
sputtering
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シオン ウェイ
Peter Mcdonald
マクドナルド ピーター
Hung-Lee Hoo
− リー ホー フン
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    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
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    • C23C14/3407Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • C23C14/3414Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a non-planar sputtering target for magnetron cathode sputtering of magnetic thin film, capable of eliminating waste of expensive ferromagnetic material, reducing the frequency of replacement of target, and causing no deposition of foreign particles, by reducing the magnetic permeability of at least part of the ferromagnetic material to a value lower than the intrinsic magnetic permeability of the material. SOLUTION: The reduction in magnetic permeability can be attained by bending the ferromagnetic material in the part of targets 10 and 100 where most of sputtering occurs. By the reduction in magnetic permeability, considerable increases in leakage flux 26 and 126 at the target surface 38 and 138 are brought about and argon pressure reduction necessary to obtain stable plasma takes place. The reduction in magnetic permeability makes possible the increase of target thickness, which results in the prolongation of target life and reduction in the frequency of target replacement. Because of the absence of machining and target gap, waste of material can be eliminated and deposition of foreign particles can be prevented.

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、低透磁性を有
し、それによってターゲット性能を改良する強磁性非平
面スパッタターゲット、およ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 a ferromagnetic non-planar sputter target having low magnetic permeability and thereby improving target performance, and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】強磁性材料で作ったスパッタターゲット
は、データ記憶およびVLSI(超大規模集積回路)/
半導体のような産業で薄膜被着のために重要である。マ
グネトロン陰極スパッタリングは、磁性薄膜をスパッタ
リングする一つの手段である。
2. Description of the Related Art Sputter targets made of ferromagnetic materials are used for data storage and VLSI (very large scale integrated circuits) /
It is important for thin film deposition in industries such as semiconductors. Magnetron cathode sputtering is one means of sputtering magnetic thin films.

【0003】陰極スパッタリング法は、強磁性材料で作
ったターゲットのイオン衝撃を伴う。この強磁性ターゲ
ットは、アルゴンのような、不活性ガスの入った排気室
の中で陰極組立体の一部を形成する。この室内の陰極組
立体と陽極の間に電界を掛けると、このガスが陰極の表
面から放出された電子との衝突によってイオン化され、
ターゲット表面と基板の間にプラズマを形成する。この
正のガスイオンが陰極表面に吸引され、これらのイオン
がターゲットと衝突するとき、材料の粒子がたたき出さ
れ、次にエンクロージャを横切って、陽極電位またはそ
の近くに維持される支持体上に位置する基板上に薄膜と
して被着する。
[0003] Cathodic sputtering involves ion bombardment of a target made of a ferromagnetic material. The ferromagnetic target forms part of a cathode assembly in an exhaust chamber containing an inert gas, such as argon. When an electric field is applied between the cathode assembly and the anode in this room, the gas is ionized by collision with electrons emitted from the surface of the cathode,
A plasma is formed between the target surface and the substrate. As the positive gas ions are attracted to the cathode surface, and when they collide with the target, particles of material are knocked out and then across the enclosure onto a support maintained at or near the anodic potential. It is deposited as a thin film on the substrate on which it is located.

【0004】スパッタリング法は、電界だけでできる
が、マグネトロン陰極スパッタリングでかなりの被着速
度増加が可能で、その場合、このターゲットの表面上に
閉ループ形状に作った、アーチ形磁界を電界に重ねる。
このアーチ形閉ループ磁界が電子をターゲット表面に隣
接する環状領域に閉込め、それによって、電子とガス原
子の間の衝突を増し、その領域でイオンの数の対応した
増加を生ずる。この磁界は、典型的には、ターゲットの
後ろに一つ以上の磁石を配置することによって創る。こ
れは、プラズマ濃度が増すように、ターゲットの表面上
に漏れ磁界を生ずる。
[0004] The sputtering method can be performed only by an electric field, but it is possible to considerably increase the deposition rate by magnetron cathode sputtering. In this case, an arc-shaped magnetic field formed in a closed loop on the surface of the target is superimposed on the electric field.
This arcuate closed-loop magnetic field confines electrons in an annular region adjacent to the target surface, thereby increasing collisions between the electrons and gas atoms, resulting in a corresponding increase in the number of ions in that region. This magnetic field is typically created by placing one or more magnets behind the target. This creates a stray magnetic field on the surface of the target so that the plasma concentration increases.

【0005】スパッタターゲット表面からの粒子の侵食
は、一般的にこの閉ループ磁界の形状に対応する比較的
狭いリング形領域で起る。この侵食溝、所謂“走路”領
域内の全ターゲット材料の一部しか消費せずに、ターゲ
ットを交換しなければならない。この結果、典型的には
ターゲット材料の18〜25%しか利用しない。それ
で、一般的に非常に高価な材料のかなりの量を浪費する
か、再利用しなければならない。更に、かなりの量の被
着装置“休止時間”が頻繁なターゲット交換の必要性の
ために生ずる。
[0005] Erosion of particles from the sputter target surface generally occurs in a relatively narrow ring-shaped region corresponding to the shape of this closed-loop magnetic field. The target must be replaced without consuming only a portion of the total target material in this erosion channel, the so-called "runway" area. As a result, typically only 18-25% of the target material is utilized. Thus, a significant amount of generally expensive material must be wasted or re-used. In addition, a significant amount of deposition equipment "downtime" results from the need for frequent target replacement.

【0006】マグネトロンスパッタリング法のこれらの
欠点を解決するために、種々の可能な解決策が追求され
た。一つの可能性ある解決策は、ターゲットの厚さを増
すことである。もし、ターゲットが比較的厚ければ、こ
の走路領域を消費するまでにスパッタリングを長期間進
めることができる。しかし、強磁性材料は、非強磁性材
料で直面しない難点を提示する。マグネトロンスパッタ
リングに対しては、ターゲットスパッタ表面での漏れ磁
束(MLF)がプラズマを起動し、維持するために十分
高くなければならない。アルゴン圧力0.7〜1.3P
aのような、通常のスパッタリング条件の下で、最小M
LFは、高速スパッタリングに対して約15mT、好ま
しくは約20mTでなければならない。通常のスパッタ
リング条件に対し、少なくとも約100mTの磁石強さ
が必要である。陰極磁石強さが一部MLFを決める。磁
石強さが強ければ強い程、MLFが高い。しかし、強磁
性スパッタターゲットの場合、材料の固有の高透磁率が
ターゲットの後ろの磁石から磁界を効果的に遮蔽し、そ
れでターゲット表面上のMLFを減少する。
[0006] To overcome these disadvantages of the magnetron sputtering method, various possible solutions have been sought. One possible solution is to increase the thickness of the target. If the target is relatively thick, sputtering can proceed for a long time before this runway area is consumed. However, ferromagnetic materials present difficulties not encountered with non-ferromagnetic materials. For magnetron sputtering, the leakage flux (MLF) at the target sputter surface must be high enough to activate and sustain the plasma. Argon pressure 0.7-1.3P
under normal sputtering conditions, such as a
LF should be about 15 mT, preferably about 20 mT for high speed sputtering. For normal sputtering conditions, a magnet strength of at least about 100 mT is required. The strength of the cathode magnet partially determines the MLF. The higher the magnet strength, the higher the MLF. However, in the case of a ferromagnetic sputter target, the inherently high permeability of the material effectively shields the magnetic field from the magnet behind the target, thereby reducing the MLF on the target surface.

【0007】空気および非強磁性材料に対して、透磁率
は非常に1.0に近い。ここで称する強磁性材料は、
1.0を超える固有透磁率を有する材料である。透磁率
は、磁界での材料の反応(磁化)を表現する。SI単位
系では、それを次のように定義する: 透磁率={1+4π(M/H)} 但し、Mは磁化、Hは磁界である。現在利用できるスパ
ッタターゲットに対して、透磁率は1.0近くから10
0以上までに亘る。この値は、その特定の材料および製
造方法に依る。例えば、機械加工したCoスパッタター
ゲットが約10未満の透磁率を有するのに対して、機械
加工したNiFeおよびFeスパッタターゲットは20
を超える透磁率を有する。
For air and non-ferromagnetic materials, the permeability is very close to 1.0. The ferromagnetic material referred to here is
It is a material having an intrinsic magnetic permeability exceeding 1.0. Permeability describes the reaction (magnetization) of a material in a magnetic field. In the SI unit system, it is defined as: Permeability = {1 + 4π (M / H)} where M is magnetization and H is magnetic field. For currently available sputter targets, the permeability is from near 1.0 to 10
0 or more. This value depends on the particular material and manufacturing method. For example, a machined Co sputter target has a permeability of less than about 10, while a machined NiFe and Fe sputter target has a permeability of less than about 10.
Has a magnetic permeability exceeding

【0008】高透磁率、従って低MLFの故に、強磁性
スパッタターゲットは、マグネトロンスパッタリングに
必要なプラズマを維持するに十分な磁界を漏出させるた
めに、非磁性スパッタターゲットより一般的に遙かに薄
く作る。強磁性ターゲットが一般的に6.4mm未満で
あるのに対して、非強磁性スパッタターゲットは一般的
に6.4mm以上である。ある強磁性材料、特に高透磁
率の材料では、15mTのMLFを達成するために、タ
ーゲットを1.6mm以下に機械加工しなければなら
ず、それである非常に高い透磁率の材料は、簡単には1
5mTのMLFを達成出来ないので、マグネトロンスパ
ッタすることが不可能である。この様に、これらの強磁
性ターゲットは、装置休止時間を減少するように単純に
厚く作れないだけでなく、それらを実際に厚く作らざる
を得ない。厚さを増すために、MLFを何とかして増加
させねばならない。
[0008] Because of the high permeability and thus the low MLF, ferromagnetic sputter targets are generally much thinner than non-magnetic sputter targets in order to leak out enough magnetic field to sustain the plasma required for magnetron sputtering. create. Non-ferromagnetic sputter targets are typically 6.4 mm or greater, while ferromagnetic targets are typically less than 6.4 mm. For some ferromagnetic materials, especially high permeability materials, the target must be machined to 1.6 mm or less to achieve a MLF of 15 mT, and very high permeability materials are easily Is 1
Since an MLF of 5 mT cannot be achieved, magnetron sputtering is not possible. Thus, these ferromagnetic targets cannot only be made thicker to reduce equipment downtime, but they must actually be made thicker. In order to increase the thickness, the MLF must somehow be increased.

【0009】米国特許第4,401,546号は、区分
したターゲットによって5mmの厚さを達成する平面強
磁性ターゲットを開示し、その場合、これらのセグメン
トを間隙によって分離し、その間隙を通って磁界が漏
れ、ターゲットの表面上に20mTのMLFを作る。こ
れは、20mTのMLFを作るために、1.4mm以
下、好ましくは0.7mm以下に機械加工出来る従来の
強磁性ターゲットに比べて改良であると説明されてい
る。
US Pat. No. 4,401,546 discloses a planar ferromagnetic target which achieves a thickness of 5 mm with a segmented target, wherein the segments are separated by a gap and through the gap. The magnetic field leaks, creating a 20 mT MLF on the surface of the target. This is described as an improvement over conventional ferromagnetic targets that can be machined to 1.4 mm or less, preferably 0.7 mm or less to make a 20 mT MLF.

【0010】米国特許第4,412,907号も、図4
の実施例で、厚さ25mmまでの区分した平面強磁性タ
ーゲットを開示し、個々のセグメントが曲った間隙を作
るように傾斜部を有し、これらの間隙を通って磁界が漏
れ、ターゲットの表面上に73mTまでのMLFを作
る。米国特許第5,827,414号は、やはりターゲ
ットの間隙によって、4〜25mmの厚さを達成すると
主張する平面強磁性ターゲットを開示する。この構成の
間隙は、マグネトロンの磁束に垂直な、ターゲット本体
のスロットによって作った放射状間隙であり、それによ
ってスパッタリングプラズマ濃度が増すように、ターゲ
ット本体上に且つそれと平行により効果的および均質な
漏れ磁界を作る。
US Pat. No. 4,412,907 also discloses FIG.
Discloses a segmented planar ferromagnetic target having a thickness of up to 25 mm, wherein the individual segments have ramps to create curved gaps, through which magnetic fields leak, and the surface of the target Make MLF up to 73mT on top. U.S. Pat. No. 5,827,414 discloses a planar ferromagnetic target which claims to achieve a thickness of 4-25 mm, again due to the gap between the targets. The gap in this configuration is a radial gap created by a slot in the target body, perpendicular to the magnetron flux, thereby increasing the sputter plasma concentration so that a more effective and homogeneous leakage field on and in parallel with the target body. make.

【0011】MLFを増すように、ターゲット本体にス
ロットを機械加工し、個々のセグメントからターゲット
を組立てるこれらの方法は、厚いターゲットを可能には
するが、これらの間隙が、例えば、受け板などから異質
粒子のスパッタリングおよび被着を許容するので望まし
くない。薄膜の中の異質粒子は、目的物の完全性を犠牲
にする。更に、ターゲットの厚さを増すというこの解決
策は、ターゲット材料の浪費量を減らすものではない。
[0011] These methods of machining slots in the target body to increase the MLF and assembling the targets from the individual segments allow for thicker targets, but these gaps can be removed from the backing plate, for example. This is undesirable because it allows for the sputtering and deposition of foreign particles. Foreign particles in the thin film sacrifice the integrity of the target. Furthermore, this solution of increasing the thickness of the target does not reduce the waste of the target material.

【0012】上記の問題に対するもう一つの解決策は、
走路領域の外側のターゲット部分を無くするか、または
走路領域の侵食の効率を増すようにターゲットの設計を
変えることである。当該技術分野では、ある用途で完全
に平坦なターゲット面からの初期スパッタリングが、ア
ーチ形閉ループ磁界の影響のために、不均一になりがち
であることが知られている。スパッタリングが進むと、
この閉ループ磁界領域のターゲット表面に侵食谷ができ
る。ターゲットからスパッタされた材料の被着は、この
谷の形状が安定すると、より均一になりがちである。そ
れで、走路領域に機械加工して予め形成した切欠き、溝
または曲りを有する非平面ターゲットを使って最初から
均一なスパッタリングを得ることが出来る。皿またはコ
ップ形ターゲットが、曲率を自然に出来る谷形に相当す
るように設計するとか、走路領域の中心の不必要な材料
をスパッタリングの前に除去する等の種々の理由で特に
有用であることが分っている。これらの非平面ターゲッ
ト構成は、ターゲット材料の浪費を減らし、効率を増
し、被着した膜の均一性を増すが、それらはターゲット
交換に必要な時間を減らすように強磁性ターゲットのタ
ーゲット厚さを増すために効果的でない。その上、これ
らの非平面ターゲットは、典型的には矩形または円形タ
ーゲットブランクから旋盤等による機械加工によって作
る。機械加工は、簡単に言って、材料除去工程であり、
それでまだマグネトロンスパッタリングの前に不必要な
量の材料浪費をする結果になる。
Another solution to the above problem is
Either eliminating the target portion outside the runway area or changing the design of the target to increase the efficiency of erosion of the runway area. It is known in the art that in some applications, initial sputtering from a perfectly flat target surface tends to be non-uniform due to the effects of an arcuate closed-loop magnetic field. As sputtering progresses,
Erosion valleys form on the target surface in this closed-loop magnetic field region. The deposition of material sputtered from the target tends to be more uniform when the shape of the valley is stable. Thus, uniform sputtering can be obtained from the beginning using a non-planar target which has a notch, groove or bend pre-formed by machining the runway area. The dish or cup-shaped target is particularly useful for a variety of reasons, such as designing it to correspond to a valley with a natural curvature or removing unwanted material in the center of the runway area before sputtering. I know. These non-planar target configurations reduce waste of target material, increase efficiency, and increase the uniformity of the deposited film, but they reduce the target thickness of the ferromagnetic target to reduce the time required for target replacement. Not effective to increase. In addition, these non-planar targets are typically made from a rectangular or circular target blank by machining, such as with a lathe. Machining is simply a material removal process.
It still results in wasting an unnecessary amount of material before magnetron sputtering.

【0013】一般的に、強磁性材料の透磁率が高ければ
高い程、スパッタターゲットが薄いことが必要である。
しかし、そのようなターゲット厚さの制限がターゲット
の短寿命、材料の浪費およびターゲットの頻繁な交換の
必要性の結果となる。更に、強磁性ターゲットの高透磁
率および低MLFが高インピーダンス、低被着速度、狭
侵食溝、膜均一性不良および膜性能不良の問題を生ずる
ことがある。それで、膜完全性を犠牲にすることなく比
較的厚く作れる、低透磁率、高MLF、非平面強磁性ス
パッタターゲットを提供することが望ましい。
In general, the higher the permeability of a ferromagnetic material, the thinner the sputter target needs to be.
However, such target thickness limitations result in short target life, wasted material, and the need for frequent target replacement. Further, the high permeability and low MLF of the ferromagnetic target can cause problems of high impedance, low deposition rate, narrow erosion grooves, poor film uniformity and poor film performance. Thus, it is desirable to provide a low magnetic permeability, high MLF, non-planar ferromagnetic sputter target that can be made relatively thick without sacrificing film integrity.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、磁性
薄膜のマグネトロン陰極スパッタリングに使用するため
の非平面強磁性スパッタターゲットを提供し、そこでは
この強磁性材料がこのターゲットの少なくとも一部でこ
の材料の固有透磁率より低い透磁率を有することとする
ものである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a non-planar ferromagnetic sputter target for use in magnetron cathodic sputtering of magnetic thin films, wherein the ferromagnetic material comprises at least a portion of the target. It has a magnetic permeability lower than the intrinsic magnetic permeability of this material.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】このため、および本発明
の原理によれば、非平面構造をコバルト、ニッケル、鉄
またはそれらの合金を含む中実の単一ターゲットブラン
クから、少なくともターゲットの大部分のスパッタリン
グが起る部分で材料を本質的に曲げる変形手法によって
作る。この変形手法によって、少なくとも1.0であ
る、この材料の固有の透磁率を、磁界の漏れの増加が少
なくともこの変形した領域で起るように低下する。それ
でこの強磁性スパッタターゲットは、マグネトロンスパ
ッタリング用のプラズマを生起および維持できる。
To this end, and in accordance with the principles of the present invention, a non-planar structure is formed from a solid single target blank containing cobalt, nickel, iron or an alloy thereof, at least to a large extent, with a target. Is formed by a deformation method in which a material is essentially bent at a portion where sputtering occurs. This deformation technique reduces the intrinsic permeability of the material, which is at least 1.0, such that an increase in magnetic field leakage occurs at least in the deformed region. The ferromagnetic sputter target can then generate and maintain a magnetron sputtering plasma.

【0016】本発明の更なる特徴は、まだこのプラズマ
を起動し、維持するために十分に高い漏れ磁束を達成し
ながら、この非平面ターゲットの厚さを増加する能力で
あり、その大きい厚さがターゲット寿命を増し、ターゲ
ット交換頻度を減らす。何れの強磁性材料の強磁性ター
ゲットも、本発明の原理によれば、約15mTの最小M
LFを作るために少なくとも約1.3mmの厚さに作れ
る。このターゲット材料のインピーダンスも、低アルゴ
ン圧力を安定したプラズマを得るために使用でき且つこ
のスパッタリング工程全体を通じて維持できるように、
低下する。
A further feature of the present invention is the ability to increase the thickness of this non-planar target while still achieving a sufficiently high leakage flux to activate and sustain this plasma, Increases target life and reduces target replacement frequency. A ferromagnetic target of any ferromagnetic material, according to the principles of the present invention, has a minimum M of about 15 mT.
It can be made at least about 1.3 mm thick to make LF. The impedance of the target material is also such that a low argon pressure can be used to obtain a stable plasma and can be maintained throughout the sputtering process.
descend.

【0017】本発明のこれらおよびその他の目的並びに
利点は、添付の図面およびこの発明の詳細な説明からよ
り明白となろう。この明細書に組込み、その一部を構成
する添付の図面は、この発明の実施例を示し、上記のこ
の発明の一般的説明および下記の詳細な説明と共にこの
発明の原理を説明するのに役立つ。
These and other objects and advantages of the present invention will become more apparent from the accompanying drawings and detailed description of the invention. The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the general description of the invention and the following detailed description, serve to explain the principles of the invention. .

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本発明は、低透磁率、非平面強磁
性スパッタターゲットを提供する。この低透磁率は、以
下に説明するような変形法を適用することによって達成
する。本発明のスパッタターゲットに使用する強磁性材
料の低透磁率は、この強磁性ターゲットの表面でのML
Fのかなりの増加および安定したプラズマを得るために
必要なアルゴン圧力の低下を生ずる結果となる。この強
磁性材料の低透磁率は、更にターゲット厚さの増加を可
能にし、それがターゲット寿命を延し、ターゲット交換
頻度を減らす。この低透磁率は、同等以下の磁界強さで
高被着速度を可能にし、それが膜の磁気特性改良に貢献
し、膜厚の均一性を改良する。低透磁率ターゲットは、
広スパッタリング侵食溝または領域、従って高度ターゲ
ット利用にも繋がり、それは高価な材料で作ったターゲ
ットの浪費を減少する際に非常に重要である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a low magnetic permeability, non-planar ferromagnetic sputter target. This low magnetic permeability is achieved by applying a deformation method as described below. The low magnetic permeability of the ferromagnetic material used for the sputter target of the present invention depends on the ML
This results in a significant increase in F and a reduction in the argon pressure required to obtain a stable plasma. The low permeability of the ferromagnetic material also allows for an increase in target thickness, which extends target life and reduces target replacement frequency. This low permeability allows for high deposition rates at comparable or lower magnetic field strengths, which contributes to improved magnetic properties of the film and improves film thickness uniformity. The low permeability target is
Wide sputter erosion grooves or areas, and thus also advanced target utilization, are very important in reducing waste of targets made of expensive materials.

【0019】本発明が意図する強磁性材料は、限定とし
てでなく、例として次のようなものがある: a.)純Co並びに磁気記録媒体に使用するCoCr、
CoCrPt、CoCrTa、CoNiCr、CoCr
PtTa、CoCrPtTaNb、CoCrPtTaB
およびCoCrPtTaMo、並びに磁気記録ヘッドで
使用するCoFe、CoNiFe、CoNb、CoNb
Zr、CoTaZr、CoZrCrのようなCoベース
の合金; b.)純Ni並びにNiFeおよびNiFeCoのよう
なNiベースの合金; c.)純Fe並びにFeTa、FeCoおよびFeNi
のようなFeベースの合金;並びに d.)1.0を超える固有透磁率を有する、Ni、F
e、Coおよびその他の元素を含む、その他の二元、三
元、四元および高次元基本合金。
Ferromagnetic materials contemplated by the present invention include, but are not limited to, the following: a. ) Pure Co and CoCr used for magnetic recording media,
CoCrPt, CoCrTa, CoNiCr, CoCr
PtTa, CoCrPtTaNb, CoCrPtTaB
And CoCrPtTaMo, and CoFe, CoNiFe, CoNb, CoNb used in a magnetic recording head
Co-based alloys such as Zr, CoTaZr, CoZrCr; b. B.) Pure Ni and Ni-based alloys such as NiFe and NiFeCo; ) Pure Fe and FeTa, FeCo and FeNi
An Fe-based alloy such as, and d. ) Ni, F having an intrinsic magnetic permeability exceeding 1.0
Other binary, ternary, quaternary and higher dimensional basic alloys, including e, Co and other elements.

【0020】本発明の原理によれば、強磁性材料をここ
で説明するような変形法によって非平面、中実、単一ス
パッタターゲット構造に作る。ここで使用する非平面ス
パッタターゲットとは、スパッタリングがターゲットの
湾曲したまたは曲った領域で起る、凹面の皿形構造のよ
うな、非平坦構造のあらゆるスパッタターゲットを含む
ことを意味する。これらの非平面構造は、ある用途に対
して平面構造に比べて多数の利点を有することが分っ
た。
In accordance with the principles of the present invention, a ferromagnetic material is formed into a non-planar, solid, single-sputter target structure by a modification as described herein. As used herein, non-planar sputter target is meant to include any sputter target having a non-planar structure, such as a concave dish-shaped structure, where sputtering occurs in a curved or curved area of the target. These non-planar structures have been found to have a number of advantages over planar structures for certain applications.

【0021】本発明の強磁性ターゲットは、ターゲット
ブランクをその全体でまたはスパッタリングが起る領域
だけで変形することによって製造し、それによってこの
強磁性材料の透磁率をこの変形した領域でその固有の値
から下げる。それで、ここで使用する、本発明の“低透
磁率”強磁性ターゲットは、1.0を超える固有透磁率
の材料を含み、透磁率が1.0を超えるがこの材料の固
有透磁率より低い変形した領域を有する、スパッタター
ゲットを指す。この非平面ターゲットの湾曲したまたは
曲った領域は、特に、走路領域での(機械加工による材
料の除去とは違って)変形によって作る。この変形によ
って、特に変形工程による材料の曲げによって、この材
料に導入した応力および歪みが変形した領域で強磁性材
料の透磁率を減少させる。理論に束縛されずに、材料に
導入した応力および歪みが材料の磁気エネルギーを変
え、それが次に透磁率を変えると信じられている。それ
で、この非平面ターゲットは、少なくとも、ターゲット
の湾曲したまたは曲った部分で低透磁率を有し、それは
設計によってスパッタリングが起る走路領域の中にあ
る。強磁性ターゲットの高透磁率が磁石からの磁界を阻
止または遮蔽するだろうから、変形した領域でのターゲ
ット材料の透磁率の減少は、このターゲット材料から磁
界を漏れさせ、ターゲット表面上に高いMLFを生じ、
それでプラズマを維持する結果となる。もし望むなら、
全ターゲットを変形してもよく、それはスパッタリング
領域だけでなく、ターゲット材料全体に亘って透磁率を
減らすだろう。これは、同様にこの強磁性ターゲットの
表面でMLFが増加する結果となるだろう。
The ferromagnetic target of the present invention is manufactured by deforming the target blank in its entirety or only in the region where sputtering occurs, thereby increasing the permeability of the ferromagnetic material to its own in the deformed region. Decrease from value. Thus, as used herein, a "low-permeability" ferromagnetic target of the present invention includes a material having an intrinsic magnetic permeability greater than 1.0, wherein the magnetic permeability is greater than 1.0 but less than the intrinsic magnetic permeability of this material. Refers to a sputter target having a deformed area. The curved or curved area of this non-planar target is created by deformation (unlike removal of the material by machining), especially in the runway area. This deformation reduces the permeability of the ferromagnetic material in regions where the stresses and strains introduced into the material, particularly by bending of the material during the deformation process, are deformed. Without being bound by theory, it is believed that the stresses and strains introduced into the material change the magnetic energy of the material, which in turn changes the permeability. Thus, this non-planar target has a low magnetic permeability, at least in the curved or curved portion of the target, which is by design in the runway region where sputtering occurs. Since the high permeability of the ferromagnetic target will block or shield the magnetic field from the magnet, a decrease in the permeability of the target material in the deformed region will cause the magnetic field to leak from this target material and a high MLF on the target surface Yields
This results in maintaining the plasma. If you want
The entire target may be deformed, which will reduce the permeability throughout the target material, not just the sputtering area. This will also result in increased MLF at the surface of the ferromagnetic target.

【0022】限定ではなく例として、従来の方法によっ
て機械加工したNiFeターゲットブランクが20.5
の均一な透磁率を示した。本発明の原理に従って変形し
た同じNiFeターゲットブランクは、変形した領域で
19の透磁率を示した。厚さ2.8mm、磁石強さ10
0mTおよびアルゴン圧力約0.7〜1.3Paで、従
来のNiFeスパッタターゲットは、スパッタリング表
面で約30mTのMLFを有し、一方本発明の二つの
2.8mmNiFeターゲットは、それぞれ、スパッタ
リング表面で38mTおよび約35mTのMLFを有し
た。
By way of example, and not limitation, a NiFe target blank machined by a conventional method may be 20.5.
Showed a uniform magnetic permeability. The same NiFe target blank deformed according to the principles of the present invention exhibited a permeability of 19 in the deformed region. 2.8mm thickness, magnet strength 10
At 0 mT and an argon pressure of about 0.7-1.3 Pa, a conventional NiFe sputter target has an MLF of about 30 mT at the sputtering surface, while the two 2.8 mm NiFe targets of the present invention each have a MLF of 38 mT at the sputtering surface. And an MLF of about 35 mT.

【0023】本発明の変形手法は、透磁率に均一なまた
は局部的変化を生ずるために材料に応力、歪みまたはそ
の他の微細構造的または物理的変化を導入するあらゆる
変形法を含む。曲げ、圧縮、引き伸しまたはその他の変
形作用がターゲットブランク材料の全体または一部に影
響するかも知れない。例としてであって、この発明の範
囲をどの様にも限定することを意図せずに、この変形手
法は、スピニング、プレス成形、ロール成形、深または
浅絞り、深押出し、スタンピング、打抜き、ドロップハ
ンマ成形、および爆発成形のどれでもよい。これらの手
法の中で、スピニング、プレス成形、深押出しおよびド
ロップハンマ成形が最良の結果および/または最も効率
的および経済的アプローチを提供しそうである。材料の
曲げを行う変形手法に対して、好ましくは約10°以上
の変化が透磁率に変化を生ずるために十分な応力および
/または歪みを導入するだろう。
The deformation techniques of the present invention include any deformation method that introduces stress, strain, or other microstructural or physical changes in a material to produce a uniform or localized change in magnetic permeability. Bending, compressing, stretching or other deformation effects may affect all or part of the target blank material. By way of example, and without intending to limit the scope of the invention in any way, this deformation technique may include spinning, press forming, roll forming, deep or shallow drawing, deep extrusion, stamping, stamping, dropping. Any of hammer molding and explosive molding may be used. Among these approaches, spinning, press forming, deep extrusion and drop hammer forming are likely to provide the best results and / or the most efficient and economical approach. For deformation approaches to bending the material, preferably a change of about 10 ° or more will introduce enough stress and / or strain to cause a change in permeability.

【0024】スピニング法は、ターゲットブランクを回
転と力の組合せによって底付きまたは底なしのシームレ
ス中空円筒、またはその他の円環形に作る。一般的に、
湾曲または曲ったスパッタターゲットは、端面−底を作
る。プレス成形法は、ダイおよびラムと一致するように
設計した形の非平面ターゲットを作るように、プレスラ
ムに圧力を加えてターゲットブランクをプレスダイに押
付けて変形する。この変形工程中、ラム速度および保持
圧力を厳密に制御できる。
The spinning process produces a target blank into a seamless hollow cylinder with or without a bottom, or other toroid, by a combination of rotation and force. Typically,
A curved or bent sputter target creates an end-to-bottom. Press molding applies pressure to the press ram and presses the target blank against the press die to create a non-planar target shaped to match the die and ram. During this deformation step, the ram speed and holding pressure can be tightly controlled.

【0025】ロール成形法は、3本以上のロールを使っ
てターゲットブランクをシームのある非平面形状に変形
する。このロール成形法は、材料の厚さを単に減らす、
2本の対向するロールを使う他の圧延方法と違って、材
料の曲げを伴う。しかし、このシームは、被着した膜に
ある不均一性を生ずるかも知れない。深および浅絞り法
は、ターゲットブランクを変形してコップ、円錐または
類似の形状を作るために縁が対向するパンチおよびダイ
(絞りリング)を使う。深押出し法は、均一ではないが
定常圧力の下での塑性流動による強磁性材料の変位を伴
う。パンチとダイの間の相対運動が強磁性材料を必要な
方向に流れさせる。この強磁性材料は、それらの再結晶
温度以下の温度で変形されるとき、加工硬化する。
The roll forming method uses three or more rolls to transform a target blank into a non-planar shape with a seam. This roll forming method simply reduces the thickness of the material,
Unlike other rolling methods that use two opposing rolls, it involves bending the material. However, this seam may cause some non-uniformity in the deposited film. Deep and shallow drawing methods use punches and dies (drawing rings) with opposing edges to deform the target blank to make a cup, cone or similar shape. Deep extrusion involves displacement of the ferromagnetic material by plastic flow under non-uniform but steady pressure. The relative movement between the punch and the die causes the ferromagnetic material to flow in the required direction. The ferromagnetic materials work harden when deformed at temperatures below their recrystallization temperature.

【0026】スタンピング法は、パンチとダイの間の圧
縮によってターゲットブランクに浅い圧痕を作る。一般
的に、ターゲットのあらゆる領域で均一な厚さが維持さ
れるが、ある引き伸しが起るかも知れない。打抜き法
は、スタンピングとプレス加工に類似する。変形中、タ
ーゲットの形状または輪郭は、嵌合いダイ部分によって
制御される。ドロップハンマ成形法は、ドロップハンマ
から高率の変形エネルギーを放出する、急激な衝撃によ
ってターゲットブランクを変形する。この鍛造ハンマ
は、その力のための重力に依存する。爆発成形法は、爆
薬の爆発から生ずる瞬間高圧によってターゲットブラン
クを成形する。この爆発作業は、密封系で行っても、非
密封系で行ってもよい。
The stamping method creates a shallow indentation in the target blank by compression between the punch and the die. Generally, a uniform thickness is maintained in all areas of the target, but some stretching may occur. Stamping is similar to stamping and pressing. During deformation, the shape or contour of the target is controlled by the mating die portion. In the drop hammer molding method, a target blank is deformed by a sudden impact that emits a high rate of deformation energy from the drop hammer. This forged hammer relies on gravity for its force. Explosive molding processes a target blank by the instantaneous high pressure resulting from the explosion of an explosive. This explosion operation may be performed in a sealed system or a non-sealed system.

【0027】強磁性材料の透磁率を減らし、それによっ
てターゲットの表面でのMLFを増すことによって、本
発明の強磁性ターゲットは、従来の機械加工した強磁性
ターゲットより厚くできる。もはや高透磁率によって遮
蔽されない磁界が今度は厚いターゲット材料を通って漏
れることが出来る。本発明のターゲットも、ターゲット
構造中の間隙を通して異質粒子が被着した膜に混入され
ないように、一体品として作る。
By reducing the permeability of the ferromagnetic material and thereby increasing the MLF at the surface of the target, the ferromagnetic targets of the present invention can be made thicker than conventional machined ferromagnetic targets. Magnetic fields that are no longer shielded by high permeability can now leak through the thick target material. The target of the present invention is also made as an integral product so that foreign particles are not mixed into the deposited film through the gaps in the target structure.

【0028】本発明のターゲットの特定の厚さおよび形
状は、顧客仕様および使用する特定の強磁性材料によっ
て異なる。一般的に、どんな形状および材料のどんなタ
ーゲットも本発明の原理に従って変形すれば、厚く作れ
る。コバルトおよびその合金は、ニッケルおよび鉄より
本質的に低透磁率を有し、それでコバルトベースのター
ゲットでは、本発明の変形法を使っても使わなくても、
ニッケルベースおよび鉄ベースのターゲットに比べて一
般的に厚くできる。本発明は、出発材料の透磁率が従来
達成できなかった15mTのMLF程に高く、それでマ
グネトロンスパッタリングが使えなかった、ニッケルベ
ースおよび鉄ベースのターゲット、または磁界の十分な
漏れを可能にするために非常に薄い寸法に機械加工しな
ければならなかったターゲットの生産に特に有利であ
る。これらの材料は、今や、プラズマを起動し且つ維持
するために十分な磁界を、および同じ磁界強さで被着速
度を増すためにより多くの量さえ漏れさせる比較的厚い
ターゲットに成形できる。
The particular thickness and shape of the target of the present invention will depend on customer specifications and the particular ferromagnetic material used. In general, any target of any shape and material can be made thick if deformed according to the principles of the present invention. Cobalt and its alloys have inherently lower magnetic permeability than nickel and iron, so that with cobalt-based targets, with or without the variants of the present invention,
Generally thicker than nickel-based and iron-based targets. The present invention is intended to enable nickel- and iron-based targets, or magnets that do not allow magnetron sputtering, to achieve sufficient leakage of the magnetic field, where the permeability of the starting material is as high as 15 mT previously not achievable. It is particularly advantageous for the production of targets that had to be machined to very thin dimensions. These materials can now be formed into relatively thick targets that leak enough magnetic field to activate and sustain the plasma, and even greater amounts to increase deposition rates at the same field strength.

【0029】[0029]

【実施例】限定ではなくて例として、図1は、リング形
底部12、側壁部14およびこの底部と側壁部の間の曲
った領域16を有してシームレスの一体構造を形成す
る、中央で取付け可能な、直角皿形ターゲット10(逆
使用位置で示す)を断面で描く。ターゲット10は、円
形ターゲットブランク(図示せず)から、変形の大部分
を、最終的に曲った部分16および側壁14を含む材料
の部分18に適用する、スピニングのような、変形手法
によって作った。それによってこの材料の透磁率は、こ
の変形部分18およびその付近で最も著しく下がり、透
磁率の減少は底部12の中央22に向う方向に目立たな
くなる。ターゲット10の後ろの磁石(図示せず)から
の磁界の漏れの大部分は、磁束線26によって示すよう
に、透磁率が最低である変形領域18で起る。仮想線で
示すように、変形領域18は、侵食区域または溝30が
できる領域、これらの特別に設計したターゲットの所謂
走路領域を含む。それによって濃いプラズマ34がこの
走路領域付近に維持され、そこでガスイオンが絶えずス
パッタ表面38を叩いてターゲット粒子42を放出し、
次にターゲット材料をスパッタし尽すまで、それらを磁
性薄膜として基板46上に被着する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As an example and not by way of limitation, FIG. 1 illustrates a centrally-located central section having a ring-shaped bottom 12, a side wall 14, and a curved region 16 between the bottom and the side wall. An attachable, right-angled dish-shaped target 10 (shown in reverse use position) is depicted in cross section. The target 10 was made from a circular target blank (not shown) by a deformation technique, such as spinning, in which most of the deformation was applied to a portion 18 of the material, including the bent portion 16 and the sidewalls 14. . Thereby, the permeability of the material is most significantly reduced at and near this deformed portion 18 and the decrease in permeability becomes less noticeable in the direction toward the center 22 of the bottom 12. Most of the leakage of the magnetic field from the magnet (not shown) behind the target 10 occurs in the deformation region 18 where the permeability is lowest, as indicated by the magnetic flux lines 26. As indicated by phantom lines, the deformation area 18 includes the area where erosion areas or grooves 30 are created, the so-called runway area of these specially designed targets. A dense plasma 34 is thereby maintained near this runway region, where gas ions constantly strike the sputter surface 38, releasing target particles 42,
Next, they are deposited on the substrate 46 as a magnetic thin film until the target material is completely sputtered.

【0030】更なる例として、図2は、本発明の代替実
施例である支持裏当てトレー110に取付けた湾曲した
皿形ターゲット100(逆使用位置で示す)を断面で描
き、そこではターゲット100が底部112、側壁部1
14およびこの底部と側壁部の間の湾曲領域116を有
してシームレスの一体構造を形成する。変形は、最終的
に湾曲領域116および側壁114を含む材料の部分1
18に適用した。再び、磁界の漏れの大部分は、磁束線
126によって示すように、変形領域118で起る。そ
れによって濃いプラズマ134が仮想線で示す侵食溝1
30ができる領域付近に得られ、ターゲット粒子142
が絶えずスパッタ表面138から追出され、磁性薄膜と
して基板146上に被着する。
As a further example, FIG. 2 depicts a cross-section of a curved dish-shaped target 100 (shown in an inverted position) mounted on a supporting backing tray 110, which is an alternative embodiment of the present invention. Is the bottom 112, the side wall 1
14 and a curved area 116 between the bottom and the side walls to form a seamless unitary structure. The deformation eventually results in a portion 1 of the material comprising the curved region 116 and the side wall 114.
18 was applied. Again, most of the magnetic field leakage occurs in the deformation region 118, as indicated by the magnetic flux lines 126. The erosion groove 1 indicated by the phantom line due to the thick plasma 134 is thereby formed.
30 is obtained in the vicinity of the region where
Is constantly expelled from the sputter surface 138 and is deposited on the substrate 146 as a magnetic thin film.

【0031】本発明の低透磁率ターゲットは、同等以下
のマグネトロン磁界強さで高被着速度を可能にする。高
速被着は、多くの場合膜の磁気特性を改良するために有
用であることが分る。低透磁率ターゲットは、より均一
な膜厚および広スパッタリング侵食溝、従ってターゲッ
ト利用性が向上される。それで、本発明のターゲット
は、均一、高純度の磁性薄膜を提供することに加えて、
ターゲット交換頻度を低下し、ターゲット材料浪費を減
少する。
The low permeability target of the present invention enables high deposition rates with magnetron field strengths of equal or less. High speed deposition has been found to be useful in many cases to improve the magnetic properties of the film. A low magnetic permeability target has a more uniform film thickness and a wide sputtering erosion groove, thus improving target utilization. Therefore, the target of the present invention, in addition to providing a uniform, high-purity magnetic thin film,
Reduces target replacement frequency and reduces target material waste.

【0032】本発明の付加的利点は、ターゲットのML
Fの増加と共に、スパッタリングインピーダンスに対応
する減少があり、それが同様に安定したプラズマを得る
ために必要な最小アルゴン圧力を減少する。高インピー
ダンスは、プラズマアークを生じ、それがプラズマを不
安定にし、ターゲットをスパッタするのを困難にするこ
とがある。本発明によれば、ターゲットのインピーダン
スを下げることによって、安定したプラズマが得られ、
このスパッタリング工程全体を通じて低最小アルゴン圧
力で維持できる。
An additional advantage of the present invention is that the target ML
With increasing F, there is a corresponding decrease in sputtering impedance, which also reduces the minimum argon pressure required to obtain a stable plasma. High impedance creates a plasma arc, which can destabilize the plasma and make it difficult to sputter the target. According to the present invention, a stable plasma can be obtained by lowering the impedance of the target,
A low minimum argon pressure can be maintained throughout this sputtering process.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明の効果を示すために、灰皿型形状
を有し、厚さ2.8mmの二つのNiFeスパッタター
ゲットをマグネトロン陰極スパッタリングによった標準
以下の条件でスパッタした。この陰極は、標準Sガン磁
石を含み、プラズマを内灰皿リングの隅に閉じ込めた。
米国カリフォルニア州サンタバーバラのスパッタ・フィ
ルム社から入手できるような、標準Sガン磁石は、磁石
強さが約40mTしかなく、典型的には、アルミニウム
のような、非強磁性材料をスパッタリングするために使
う。この標準Sガン磁石は、磁石の隅で、従ってターゲ
ット表面では遙かに弱い磁束を生ずる。安定したプラズ
マを得るために要した最小アルゴン圧力およびターゲッ
ト表面での磁束を、従来の均一透磁率ターゲットおよび
本発明のターゲットの対して表1に与える。
In order to demonstrate the effects of the present invention, two NiFe sputter targets having an ashtray shape and a thickness of 2.8 mm were sputtered by magnetron cathode sputtering under substandard conditions. The cathode contained a standard S gun magnet and trapped the plasma in the corner of the inner ashtray ring.
Standard S gun magnets, such as those available from Sputter Film Company of Santa Barbara, California, have a magnet strength of only about 40 mT and are typically used to sputter non-ferromagnetic materials, such as aluminum. use. This standard S gun magnet produces a much weaker magnetic flux at the corners of the magnet and thus at the target surface. The minimum argon pressure required to obtain a stable plasma and the magnetic flux at the target surface are given in Table 1 for the conventional uniform permeability target and the target of the present invention.

【0034】表1 Table 1

【0035】表1が示すように、等厚および等形状のタ
ーゲットに対して、本発明の改良したNiFeターゲッ
トには安定したプラズマを得るために少しのアルゴン圧
力しか必要なかった。この安定したプラズマを達成して
維持すると、本発明のターゲットの表面にかなり高ML
Fが、特に従来のターゲットの表面より65%も多いM
LFが起った。
As Table 1 shows, for targets of equal thickness and shape, the improved NiFe target of the present invention required only a small argon pressure to obtain a stable plasma. Achieving and maintaining this stable plasma results in significantly higher ML on the surface of the target of the present invention.
F is 65% greater than the surface of a conventional target, especially M
LF has occurred.

【0036】少なくとも約15mTのMLFを達成する
ためには、強磁性ターゲットを標準条件でスパッタすべ
きである。標準条件を達成するためには、少なくとも1
00mTの磁石強さが典型的に必要であり、これは0.
1に近い低透磁率領域の給仕性ターゲット、または比較
的薄いターゲットには小さいかも知れない。本発明の原
理に従って使うことが出来る、約100mTの強さを有
する陰極磁石の例は、米国ニューヨーク州オレンジバー
グのマテリアル・リサーチ社から入手できるRMX−3
4型磁石である。高MLF読みまたは厚いターゲットに
対して、日本国東京のソニー社の200〜300mTの
SYM−4B型磁石のような、高強度磁石を本発明の原
理に従って使ってもよい。強磁性ターゲット用に設計し
た高強度磁石を使えば、安定したプラズマを達成し且つ
維持するためには0.7〜1.3Pa以下のオーダのア
ルゴン圧力しか要らないだろう。
To achieve an MLF of at least about 15 mT, the ferromagnetic target should be sputtered under standard conditions. To achieve standard conditions, at least one
A magnet strength of 00 mT is typically required,
It may be small for serving targets in low permeability regions close to 1, or for relatively thin targets. An example of a cathodic magnet having a strength of about 100 mT that can be used in accordance with the principles of the present invention is RMX-3 available from Materials Research, Inc. of Orangeburg, NY, USA.
It is a 4-type magnet. For high MLF readings or thick targets, high strength magnets, such as a 200-300 mT SYM-4B magnet from Sony Corporation of Tokyo, Japan, may be used in accordance with the principles of the present invention. With a high-strength magnet designed for a ferromagnetic target, an argon pressure on the order of 0.7 to 1.3 Pa or less will be required to achieve and maintain a stable plasma.

【0037】本発明をその実施例の説明によって明らか
にし、これらの実施例をかなり詳細に説明したが、それ
らは、前記請求項の範囲をそのような詳細に限定しまた
はどの様にも制限することを意図しない。付加的利点お
よび修正が当業者には容易に明白だろう。例えば、ここ
にある変形手法を説明したが、他の手法もその手法がタ
ーゲットの変形した領域で材料の透磁率を下げるのに効
果的であれば、本発明の原理に従って使ってもよい。従
って、この発明は、その広い態様で特定の詳細、代表的
装置および方法並びに図示し、説明した実施例に限定さ
れない。従って、出願人の一般的発明概念の範囲または
精神から逸脱することなく、そのような詳細から離脱す
ることができる。
The invention has been elucidated by the description of its embodiments, and these embodiments have been described in considerable detail, which limit the scope of the appended claims to such details or to limit them in any way. Not intended. Additional advantages and modifications will be readily apparent to those skilled in the art. For example, while the deformation techniques described herein have been described, other techniques may be used in accordance with the principles of the present invention, provided that the techniques are effective in reducing the magnetic permeability of the material in the deformed region of the target. Accordingly, the invention is not limited in its broader aspects to the specific details, representative devices and methods, and the illustrated and described embodiments. Accordingly, departures may be made from such details without departing from the scope or spirit of applicant's general inventive concept.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】直角形状を有する本発明の非平面ターゲットの
断面側面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional side view of a non-planar target of the present invention having a right angle shape.

【図2】湾曲形状を有する本発明の非平面ターゲットの
断面側面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional side view of a non-planar target of the present invention having a curved shape.

【符号の説明】 10 スパッタターゲット 12 底部 14 側壁部 16 曲った領域 100 スパッタターゲット 112 底部 114 側壁部 116 湾曲した領域[Description of Signs] 10 Sputter target 12 Bottom 14 Side wall 16 Curved region 100 Sputter target 112 Bottom 114 Side wall 116 Curved region

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01F 41/18 H01F 41/18 (72)発明者 ピーター マクドナルド アメリカ合衆国 ニューヨーク、サファー ン、 ワイルダー ロード 63 (72)発明者 フン − リー ホー アメリカ合衆国 ニュージャージー、リビ ングストン、ダブリュ、シダー ストリー ト 64──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification FI FI Theme Court ゛ (Reference) H01F 41/18 H01F 41/18 (72) Inventor Peter MacDonald United States New York, Suffern, Wilder Road 63 (72) Inventor Hun-Lee Ho United States of America New Jersey, Livingstone, AW, Cedar Street 64

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マグネトロン陰極スパッタリングに使用
するための低透磁率、非平面強磁性スパッタターゲット
の製作方法であって:1.0を超える固有透磁率の強磁
性材料からターゲットブランクを作る工程;およびこの
ターゲットブランクを非平面スパッタターゲットに変形
し、それによってこの強磁性材料の透磁率をこの固有の
値から少なくともこのスパッタターゲットの一部で下げ
る工程を含む方法。
1. A method of making a low magnetic permeability, non-planar ferromagnetic sputter target for use in magnetron cathode sputtering, comprising: forming a target blank from a ferromagnetic material having an intrinsic magnetic permeability greater than 1.0; Transforming the target blank into a non-planar sputter target, thereby lowering the permeability of the ferromagnetic material from the intrinsic value at least in a portion of the sputter target.
【請求項2】 マグネトロン陰極スパッタリングに使用
するための非平面強磁性スパッタターゲット(10、1
00)であって、Co、CoCr、CoCrPt、Co
CrTa、CoNiCr、CoCrPtTa、CoCr
PtTaNb、CoCrPtTaB、CoCrPtTa
Mo、CoFe、CoNiFe、CoNb、CoNbZ
r、CoTaZr、CoZrCr、Ni、NiFe、N
iFeCo、Fe、FeTa、FeCo、FeNiおよ
びそれらの合金から成るグループから選択した材料を含
み、少なくともこのターゲットのスパッタリングの大部
分が起る領域で透磁率がこの材料の固有透磁率より低
く、このスパッタターゲットが底部(12、112)、
側壁部(14、114)および湾曲したまたは曲った領
域(16、116)を有する皿形形状を有し、この強磁
性材料の透磁率が少なくともこのスパッタターゲットの
湾曲したまたは曲った領域でこの材料の固有透磁率より
低いスパッタターゲット。
2. A non-planar ferromagnetic sputter target for use in magnetron cathode sputtering.
00), Co, CoCr, CoCrPt, Co
CrTa, CoNiCr, CoCrPtTa, CoCr
PtTaNb, CoCrPtTaB, CoCrPtTa
Mo, CoFe, CoNiFe, CoNb, CoNbZ
r, CoTaZr, CoZrCr, Ni, NiFe, N
a material selected from the group consisting of iFeCo, Fe, FeTa, FeCo, FeNi and alloys thereof, wherein the permeability is lower than the intrinsic permeability of the material, at least in the region where most of the sputtering of the target occurs; The target is at the bottom (12, 112),
It has a dish shape with sidewalls (14, 114) and curved or curved regions (16, 116), wherein the permeability of the ferromagnetic material is at least in the curved or curved regions of the sputter target. Sputter target lower than the intrinsic magnetic permeability of
【請求項3】 請求項2によるスパッタターゲット(1
0、100)に於いて、固有透磁率が1.0より大き
く、且つこのスパッタターゲットのスパッタ表面(3
8、138)上で少なくとも15mTの漏れ磁束を有す
るスパッタターゲット。
3. The sputter target according to claim 2, wherein
0, 100), the specific magnetic permeability is greater than 1.0 and the sputter surface (3
8, 138) having a leakage flux of at least 15 mT.
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