JP2009228061A

JP2009228061A - パーティクル発生の少ない光記録媒体膜形成用Ｔｅ系スパッタリングターゲット

Info

Publication number: JP2009228061A
Application number: JP2008074857A
Authority: JP
Inventors: Kenichiro Miseki; 賢一郎三関
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2008-03-24
Filing date: 2008-03-24
Publication date: 2009-10-08
Anticipated expiration: 2028-03-24
Also published as: JP4953168B2

Abstract

【課題】スパッタリング時にパーティクル発生が少ない光記録媒体膜形成用Ｔｅ系スパッタリングターゲットを提供する。
【解決手段】（Ｔｅ_ｘＰｄ_ｙ）_ａ（ＴｅＯ_２）_ｂ（但し、原子％で３０≦ｙ≦６０、ｘ＝１００−ｙ、５０≦ｂ≦７０、ａ＝１００−ｂ）からなる成分組成を有する光記録媒体膜形成用Ｔｅ系スパッタリングターゲットにおいて、Ｔｅ：３０〜６０原子％を含有し、残部がＴｅおよび不可避不純物からなる組成を有するＴｅＰｄ合金相とＴｅＯ_２相とからなる混合相からなり、前記ＴｅＰｄ合金相の平均粒径が５〜１５μｍ、前記ＴｅＯ_２相の平均粒径が５〜１５μｍを有し、かつＴｅＰｄ合金相の平均粒径とＴｅＯ_２相の平均粒径との比：｛（ＴｅＰｄ合金相の平均粒径）／（ＴｅＯ_２相の平均粒径）｝が０．５〜１．５の範囲内にあることを特徴とする。
【選択図】なし

Description

この発明は、パーティクル発生の少ない光記録媒体膜形成用Ｔｅ系スパッタリングターゲットに関するものである。

光記録媒体膜の一つとしてＴｅ−Ｏ−Ｐｄ膜が知られており、このＴｅ−Ｏ−Ｐｄ膜はＴｅＯ_２相の中にＴｅＰｄ合金相が一様に分散している混合相からなること、このＴｅ−Ｏ−Ｐｄ膜はレーザー光が照射されると溶融してＴｅＰｄ合金相がより大きな結晶粒子となって析出するために光学状態が変化し、その差が信号として検出することができることが知られている。かかるＴｅ−Ｏ−Ｐｄ膜は一般に成膜ガスに酸素を導入して成膜を行う反応性成膜法と呼ばれる方法により成膜されていたが、この方法によると得られたＴｅ−Ｏ−Ｐｄ膜に含まれる酸素の組成比が変動しやすいことから膜組成にバラツキが生じる。
そのために、近年、（Ｔｅ_ｘＰｄ_ｙ）_ａ（ＴｅＯ_２）_ｂ（但し、原子％で３０≦ｙ≦６０、ｘ＝１００−ｙ、５０≦ｂ≦７０、ａ＝１００−ｂ）からなる成分組成を有し、さらにＴｅ：３０〜６０原子％を含有し、残部がＴｅおよび不可避不純物からなる組成を有するＴｅＰｄ合金相とＴｅＯ_２相との混合相からなる組織を有するターゲットを用いてスパッタリングすることによりＴｅ−Ｏ−Ｐｄ膜を成膜しようとしている。
この時使用するターゲットは、ＴｅＰｄ合金粉末およびＴｅＯ_２酸化物粉末を用意し、これら粉末を混合し、得られた混合粉末をホットプレス装置により焼結して作製することができることも知られている（特許文献１参照）。
特開２００５−１３５５６８号公報

しかし、このようにして作製した従来のホットプレス体からなるターゲットを用いてスパッタリングを行うとパーティクルの発生が多く、不良品が多く発生して相変化記録膜を成膜歩留りが悪かった。

そこで、本発明者らは、スパッタリングに際してパーティクル発生の少ないターゲットを得るべく研究を行なった。その結果、
（イ）従来の（Ｔｅ_ｘＰｄ_ｙ）_ａ（ＴｅＯ_２）_ｂ（但し、原子％で３０≦ｙ≦６０、ｘ＝１００−ｙ、５０≦ｂ≦７０、ａ＝１００−ｂ）からなる成分組成を有し、さらにＴｅ：３０〜６０原子％を含有し、残部がＴｅおよび不可避不純物からなる組成を有するＴｅＰｄ合金相とＴｅＯ_２相との混合相からなる組織を有するＴｅ系スパッタリングターゲットは、ＴｅＰｄ合金相の粒径がＴｅＯ_２相の粒径に比べて格段に大きいが、ＴｅＰｄ合金相の粒径とＴｅＯ_２相の粒径との差が小さくなるにしたがってパーティクルの発生が少なくなり、Ｔｅ系スパッタリングターゲットにおけるＴｅＰｄ合金相の粒径とＴｅＯ_２相の粒径が同じになることによりパーティクルの発生が最も少なくなる、
（ロ）ＴｅＰｄ合金相およびＴｅＯ_２相との混合相からなる組織において、前記ＴｅＰｄ合金相の平均粒径が５〜１５μｍ、前記ＴｅＯ_２相の平均粒径が５〜１５μｍの範囲内にあることが好ましく、さらにＴｅＰｄ合金相の平均粒径とＴｅＯ_２相の平均粒径との比：｛（ＴｅＰｄ合金相の平均粒径）／（ＴｅＯ_２相の平均粒径）｝が０．５〜１．５の範囲内にあるターゲットを用いてスパッタリングを行うと、パーティクル発生が極めて少なくなる、などの研究結果が得られたのである。

この発明は、かかる研究結果に基づいて成されたものであって、
（Ｔｅ_ｘＰｄ_ｙ）_ａ（ＴｅＯ_２）_ｂ（但し、原子％で３０≦ｙ≦６０、ｘ＝１００−ｙ、５０≦ｂ≦７０、ａ＝１００−ｂ）からなる成分組成を有する光記録媒体膜形成用Ｔｅ系スパッタリングターゲットにおいて、Ｔｅ：３０〜６０原子％を含有し、残部がＴｅおよび不可避不純物からなる組成を有するＴｅＰｄ合金相とＴｅＯ_２相とからなる混合相からなり、前記ＴｅＰｄ合金相の平均粒径が５〜１５μｍ、前記ＴｅＯ_２相の平均粒径が５〜１５μｍを有し、かつＴｅＰｄ合金相の平均粒径とＴｅＯ_２相の平均粒径との比：｛（ＴｅＰｄ合金相の平均粒径）／（ＴｅＯ_２相の平均粒径）｝が０．５〜１．５の範囲内にあるパーティクル発生の少ない光記録媒体膜形成用Ｔｅ系スパッタリングターゲット、に特徴を有するものである。

この発明の光記録媒体膜形成用Ｔｅ系スパッタリングターゲットの組織におけるＴｅＰｄ合金相の平均粒径を５〜１５μｍに限定した理由は、Ｔｅ系スパッタリングターゲットの組織におけるＴｅＰｄ合金相の平均粒径が５μｍ未満ではある程度のパーティクル発生を少なくする効果は得られるが、ＴｅＰｄ合金の生産歩留まりが悪いので好ましくなく、一方、１５μｍを越えて大きくなるとパーティクルが多く発生するようになるので好ましくないという理由によるものである。

この発明の光記録媒体膜形成用Ｔｅ系スパッタリングターゲットの組織におけるＴｅＯ_２相の平均粒径を５〜１５μｍに限定した理由は、Ｔｅ系スパッタリングターゲットの組織におけるＴｅＯ_２相の平均粒径が５μｍ未満ではパーティクル発生を少なくする効果が得られなくなり、また、生産歩留まりが悪くなるので好ましくなく、一方、１５μｍを越えて大きくなるとパーティクルが多く発生するようになるので好ましくないことによるものである。

この発明のパーティクル発生の少ない光記録媒体膜形成用Ｔｅ系スパッタリングターゲットの組織におけるＴｅＰｄ合金相の平均粒径とＴｅＯ_２相の平均粒径との比：｛（ＴｅＰｄ合金相の平均粒径）／（ＴｅＯ_２相の平均粒径）｝を０．５〜１．５の範囲内に限定した理由は、０．５未満ではパーティクル発生を少なくする効果が得られなくなるので好ましくなく、一方、１．５を越えるとパーティクルが多く発生するようになるので好ましくないという理由によるものである。

この発明のパーティクル発生の少ない光記録媒体膜形成用Ｔｅ系スパッタリングターゲットを製造するには、まず、ＴｅとＰｄを不活性ガス雰囲気中で溶解鋳造してＴｅＰｄ合金インゴットを作製し、このインゴットを粉砕し分級して平均粒径：５〜１５μｍを有するＴｅＰｄ合金粉末を作製し、また、市販のＴｅＯ_２粉末をボールミルで粉砕して分級して平均粒径：５〜１５μｍを有するＴｅＯ_２粉末を作製し、
これら粉末を（Ｔｅ_ｘＰｄ_ｙ）_ａ（ＴｅＯ_２）_ｂ（但し、原子％で３０≦ｙ≦６０、ｘ＝１００−ｙ、５０≦ｂ≦７０、ａ＝１００−ｂ）からなる成分組成、並びにＴｅＰｄ合金相の平均粒径とＴｅＯ_２相の平均粒径との比｛（ＴｅＰｄ合金相の平均粒径）／（ＴｅＯ_２相の平均粒径）｝が０．５〜１．５の範囲内にあるように配合し混合し、得られた混合粉末を真空ホットプレス法または熱間静水圧プレス法などの加圧焼結することにより得られる。
前記原料合金粉末を加圧焼結するには真空ホットプレス法または熱間静水圧プレス法を用いることが好ましく、その加圧焼結条件は、圧力：５０〜７０ＭＰａ、温度：３７０〜４３０℃、１〜３時間保持の条件で行われている。

この発明の光記録媒体膜形成用Ｔｅ系スパッタリングターゲットは、スパッタリングを行うに際してパーティクルの発生が少なく、したがって不良品の発生が少ないことから、歩留良く光記録媒体膜を作製することができ、光記録ディスク産業および新しい半導体メモリー産業の発展に大いに貢献し得るものである。

原料として純度：９９．９９９質量％以上のＴｅ、純度：９９．９質量％以上のＰｄ、純度：９９．９９質量％以上のＴｅＯ_２を準備し、これらＴｅ原料とＰｄ原料とをＡｒガス雰囲気中で溶解鋳造し、ＴｅＰｄ合金インゴットを作製し、このインゴットをハンマーを用いて破砕し、続いて振動ミル装置を用いて微粉砕し、その後の分級することにより表１に示される成分組成および平均粒径を有するＴｅＰｄ合金粉末Ａ〜Ｙを得た。
さらに、ＴｅＯ_２をボールミルにて粉砕し分級して表２に示される平均粒径を有するＴｅＯ_２粉末ａ〜ｉを得た。

実施例１
表１に示されるＴｅＰｄ合金粉末Ａ〜ＦおよびＹと表２に示されるＴｅＯ_２粉末ａ〜ｉとを表３に示される割合で配合し、ロッキングミキサーにて1時間混合後、得られた混合粉末を金型に充填し、以下の条件にて真空中にてホットプレスにて焼結体を作製した。
・到達真空圧力：０．０６ＭＰａ、
・加圧力：５８．８ＭＰａ、
・キープ温度：３８０℃
・キープ時間：２時間

得られた焼結体を機械加工にて、直径：１５４ｍｍ、厚さ：６ｍｍの寸法を有する本発明ターゲット１〜６、比較ターゲット１〜６および従来ターゲット１をそれぞれ２個作製し、これら本発明ターゲット１〜６、比較ターゲット１〜６および従来ターゲット１の相対密度を求め、その結果を表３に示し、さらに各ターゲットを中心線に沿って切断し、ターゲットのほぼ中央部から組織観察用サンプルを切り出し、前記サンプル断面を研磨にて観察用試料を作製し、走査型電子顕微鏡にて倍率：５０倍で撮影し、その写真から、画像解析ソフト「ＷｉｎＲｏｏＦ」に読み込ませて二値化し、ターゲット組織におけるＴｅＰｄ合金の平均粒径およびＴｅＯ_２の平均粒径を計測し、その結果を表３に示した。

さらに、もう一方の本発明ターゲット１〜６、比較ターゲット１〜６および従来ターゲット１を酸素銅製のバッキングプレートにＩｎハンダにてボンディングし、異常放電回数を計測できるＥＮＩ社製直流電源（ＲＰＧ−５０）を備えたスパッタリング装置にセットし、
到達真空圧力：５×１０^-5Ｐａ、
スパッタガス（Ａｒ）圧：１．０Ｐａ、
スパッタパワー：８００Ｗ、
の条件にて２時間プレスパッタした。プレスパッタ後、一旦スパッタチャンバーを開放し、チャンバー内の防着板を交換し、直径：１２０ｍｍ、厚さ：１．２ｍｍのポリカーボネート基板をターゲット−基板間距離：７０ｍｍに設定し、ターゲットに対向させて装着し、再び、
到達真空圧力：５×１０^-5Ｐａ、
スパッタガス（Ａｒ）圧：１．０Ｐａ、
スパッタパワー：８００Ｗ、
の条件にて連続して1時間スパッタを継続し、その間に発生した異常放電回数を計測し、その結果を表３に示した。

実施例２
表１に示されるＴｅＰｄ合金粉末Ｇ〜Ｌと表２に示されるＴｅＯ_２粉末ａ〜ｉとを表４に示される割合で配合し、ロッキングミキサーにて1時間混合後、得られた混合粉末を金型に充填し、
・到達真空圧力：０．０６ＭＰａ、
・加圧力：５８．８ＭＰａ、
・キープ温度：３８０℃、
・キープ時間：２時間、
の条件にて真空中にてホットプレスにて焼結体を作製し、得られた焼結体を機械加工にて、直径：１５４ｍｍ、厚さ：６ｍｍの寸法を有する本発明ターゲット７〜１２および比較ターゲット７〜１２をそれぞれ２個作製し、これら本発明ターゲット７〜１２および比較ターゲット７〜１２の相対密度を求め、その結果を表４に示し、さらに各ターゲットを中心線に沿って切断し、ターゲットのほぼ中央部から組織観察用サンプルを切り出し、前記サンプル断面を研磨にて観察用試料を作製し、走査型電子顕微鏡にて倍率：５０倍で撮影し、その写真から、画像解析ソフト「ＷｉｎＲｏｏＦ」に読み込ませて二値化し、ターゲット組織におけるＴｅＰｄ合金の平均粒径およびＴｅＯ_２の平均粒径を計測し、その結果を表４に示した。

さらに、もう一方の本発明ターゲット７〜１２および比較ターゲット７〜１２を酸素銅製のバッキングプレートにＩｎハンダにてボンディングし、異常放電回数を計測できるＥＮＩ社製直流電源（ＲＰＧ−５０）を備えたスパッタリング装置にセットし、
到達真空圧力：５×１０^-5Ｐａ、
スパッタガス（Ａｒ）圧：１．０Ｐａ、
スパッタパワー：８００Ｗ、
の条件にて２時間プレスパッタした。プレスパッタ後、一旦スパッタチャンバーを開放し、チャンバー内の防着板を交換し、直径：１２０ｍｍ、厚さ：１．２ｍｍのポリカーボネート基板をターゲット−基板間距離：７０ｍｍに設定し、ターゲットに対向させて装着し、再び、
到達真空圧力：５×１０^-5Ｐａ、
スパッタガス（Ａｒ）圧：１．０Ｐａ、
スパッタパワー：８００Ｗ、
の条件にて連続して1時間スパッタを継続し、その間に発生した異常放電回数を計測し、その結果を表４に示した。

実施例３
表１に示されるＴｅＰｄ合金粉末Ｍ〜Ｒと表２に示されるＴｅＯ_２粉末ａ〜ｉとを表５に示される割合で配合し、ロッキングミキサーにて1時間混合後、得られた混合粉末を金型に充填し、
・到達真空圧力：０．０６ＭＰａ、
・加圧力：５８．８ＭＰａ、
・キープ温度：３８０℃、
・キープ時間：２時間、
の条件にて真空中にてホットプレスにて焼結体を作製し、得られた焼結体を機械加工にて、直径：１５４ｍｍ、厚さ：６ｍｍの寸法を有する本発明ターゲット１３〜１８および比較ターゲット１３〜１８をそれぞれ２個作製し、これら本発明ターゲット１３〜１８および比較ターゲット１３〜１８の相対密度を求め、その結果を表５に示し、さらに各ターゲットを中心線に沿って切断し、ターゲットのほぼ中央部から組織観察用サンプルを切り出し、前記サンプル断面を研磨にて観察用試料を作製し、走査型電子顕微鏡にて倍率：５０倍で撮影し、その写真から、画像解析ソフト「ＷｉｎＲｏｏＦ」に読み込ませて二値化し、ターゲット組織におけるＴｅＰｄ合金の平均粒径およびＴｅＯ_２の平均粒径を計測し、その結果を表５に示した。

さらに、もう一方の本発明ターゲット１３〜１８および比較ターゲット１３〜１８を酸素銅製のバッキングプレートにＩｎハンダにてボンディングし、異常放電回数を計測できるＥＮＩ社製直流電源（ＲＰＧ−５０）を備えたスパッタリング装置にセットし、
到達真空圧力：５×１０^-5Ｐａ、
スパッタガス（Ａｒ）圧：１．０Ｐａ、
スパッタパワー：８００Ｗ、
の条件にて２時間プレスパッタした。プレスパッタ後、一旦スパッタチャンバーを開放し、チャンバー内の防着板を交換し、直径：１２０ｍｍ、厚さ：１．２ｍｍのポリカーボネート基板をターゲット−基板間距離：７０ｍｍに設定し、ターゲットに対向させて装着し、再び、
到達真空圧力：５×１０^-5Ｐａ、
スパッタガス（Ａｒ）圧：１．０Ｐａ、
スパッタパワー：８００Ｗ、
の条件にて連続して1時間スパッタを継続し、その間に発生した異常放電回数を計測し、その結果を表５に示した。

実施例４
表１に示されるＴｅＰｄ合金粉末Ｓ〜Ｘと表２に示されるＴｅＯ_２粉末ａ〜ｉとを表６に示される割合で配合し、ロッキングミキサーにて1時間混合後、得られた混合粉末を金型に充填し、
・到達真空圧力：０．０６ＭＰａ、
・加圧力：５８．８ＭＰａ、
・キープ温度：３８０℃、
・キープ時間：２時間、
の条件にて真空中にてホットプレスにて焼結体を作製し、得られた焼結体を機械加工にて、直径：１５４ｍｍ、厚さ：６ｍｍの寸法を有する本発明ターゲット１９〜２４および比較ターゲット１９〜２４をそれぞれ２個作製し、これら本発明ターゲット１９〜２４および比較ターゲット１９〜２４の相対密度を求め、その結果を表６に示し、さらに各ターゲットを中心線に沿って切断し、ターゲットのほぼ中央部から組織観察用サンプルを切り出し、前記サンプル断面を研磨にて観察用試料を作製し、走査型電子顕微鏡にて倍率：５０倍で撮影し、その写真から、画像解析ソフト「ＷｉｎＲｏｏＦ」に読み込ませて二値化し、ターゲット組織におけるＴｅＰｄ合金の平均粒径およびＴｅＯ_２の平均粒径を計測し、その結果を表６に示した。

さらに、もう一方の本発明ターゲット１９〜２４および比較ターゲット１９〜２４を酸素銅製のバッキングプレートにＩｎハンダにてボンディングし、異常放電回数を計測できるＥＮＩ社製直流電源（ＲＰＧ−５０）を備えたスパッタリング装置にセットし、
到達真空圧力：５×１０^-5Ｐａ、
スパッタガス（Ａｒ）圧：１．０Ｐａ、
スパッタパワー：８００Ｗ、
の条件にて２時間プレスパッタした。プレスパッタ後、一旦スパッタチャンバーを開放し、チャンバー内の防着板を交換し、直径：１２０ｍｍ、厚さ：１．２ｍｍのポリカーボネート基板をターゲット−基板間距離：７０ｍｍに設定し、ターゲットに対向させて装着し、再び、
到達真空圧力：５×１０^-5Ｐａ、
スパッタガス（Ａｒ）圧：１．０Ｐａ、
スパッタパワー：８００Ｗ、
の条件にて連続して1時間スパッタを継続し、その間に発生した異常放電回数を計測し、その結果を表６に示した。

表３〜６に示される結果から、本発明ターゲット１〜２４の異常放電回数は表３の従来ターゲット１の異常放電回数に比べて格段に少ないことが分かる。しかし、この発明の範囲から外れた値を有する比較ターゲット１〜２４は異常放電回数が増えることがわかる。

Claims

（Ｔｅ_ｘＰｄ_ｙ）_ａ（ＴｅＯ_２）_ｂ（但し、原子％で３０≦ｙ≦６０、ｘ＝１００−ｙ、５０≦ｂ≦７０、ａ＝１００−ｂ）からなる成分組成を有する光記録媒体膜形成用Ｔｅ系スパッタリングターゲットにおいて、Ｔｅ：３０〜６０原子％を含有し、残部がＴｅおよび不可避不純物からなる組成を有するＴｅＰｄ合金相とＴｅＯ_２相とからなる混合相からなり、前記ＴｅＰｄ合金相の平均粒径が５〜１５μｍ、前記ＴｅＯ_２相の平均粒径が５〜１５μｍを有し、かつＴｅＰｄ合金相の平均粒径とＴｅＯ_２相の平均粒径との比：｛（ＴｅＰｄ合金相の平均粒径）／（ＴｅＯ_２相の平均粒径）｝が０．５〜１．５の範囲内にあることを特徴とするパーティクル発生の少ない光記録媒体膜形成用Ｔｅ系スパッタリングターゲット。