JP6557750B1 - Sputtering target material and sputtering target - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、光記録媒体の誘電体層を形成する際に異常放電を効果的に抑制することができ、健康障害防止対策の必要がないスパッタリングターゲット材及びスパッタリングターゲットを提供することを目的とする。【解決手段】本発明の一態様は、亜鉛(Zn)の酸化物、スズ(Sn)の酸化物及びジルコニウム(Zr)の酸化物を含み、酸素(O)以外の全元素に対して、亜鉛の含有量AZnが0at%超50at%以下、スズの含有量ASnが20at%以上80at%以下、及びジルコニウムの含有量AZrが0at%超40at%以下であり、Znの含有量が下記式(1)を満たし、測定される複数の比抵抗値のうち、最小値に対する最大値の比が3以下、及び上記比抵抗値が5×10−1[Ω・cm]以下であり、インジウム(In)を含有しないスパッタリングターゲット材である。AZn/(AZn+ASn)≦0.6・・・・・(1)【選択図】なしThe present invention provides a sputtering target material and a sputtering target that can effectively suppress abnormal discharge when forming a dielectric layer of an optical recording medium and do not require measures for preventing health hazards. Objective. One embodiment of the present invention includes zinc (Zn) oxide, tin (Sn) oxide, and zirconium (Zr) oxide, with respect to all elements other than oxygen (O). Content AZn is more than 0 at% and not more than 50 at%, tin content ASn is not less than 20 at% and not more than 80 at%, zirconium content AZr is more than 0 at% and not more than 40 at%, and the Zn content is represented by the following formula (1 Among the plurality of measured resistivity values, the ratio of the maximum value to the minimum value is 3 or less, and the resistivity value is 5 × 10 -1 [Ω · cm] or less, and indium (In) It is a sputtering target material that does not contain. AZn / (AZn + ASn) ≦ 0.6 (1) [Selection] None

Description

本発明は、スパッタリングターゲット材、及びスパッタリングターゲットに関する。   The present invention relates to a sputtering target material and a sputtering target.

光記録媒体は、CD、DVDといった光ディスクに代表され、再生専用、追記型、及び書き換え型の3種類に分類される。また、光記録媒体の記録方式としては、記録層の構成材料が相変化する方式、多層化された記録層が層間反応する方式、及び記録層の構成材料が分解する方式等が知られている。追記型の光ディスクの記録層材料としては、これまで有機色素材料が広く用いられていたが、近年、記録の高密度化が進み、無機材料も用いられるようになっている。   Optical recording media are typified by optical disks such as CD and DVD, and are classified into three types: read-only, write once, and rewritable. Further, as a recording method of the optical recording medium, a method in which the constituent material of the recording layer changes phase, a method in which the multilayered recording layers react with each other, a method in which the constituent material of the recording layer is decomposed, etc. . As a recording layer material for a write once optical disc, an organic dye material has been widely used so far. However, in recent years, recording density has been increased and an inorganic material has also been used.

記録層に無機材料として金属酸化物を採用した場合、この酸化物の分解によって情報の記録が行われるが、記録層の経時変化による劣化を抑制し、記録層の信号特性を良くするために、記録層の表裏にスパッタリング法で誘電体層を形成することが知られている。誘電体層(保護層)を形成するスパッタリングターゲットであって、含有されるジルコニウム(Zr)の90%以上を、Zrとインジウム(In)との複合酸化物相としてスパッタリングターゲット材中に分散させることで、耐割れ性に優れたZrO−In系スパッタリングターゲットが発案されている(特開2009−62585号公報)。このスパッタリングターゲットによれば、高出力でスパッタリングをしても割れが発生しないため、効率よく誘電体層が形成され、光記録媒体の生産効率が向上するとされている。 When a metal oxide is used as the inorganic material for the recording layer, information is recorded by decomposing the oxide.In order to suppress deterioration due to aging of the recording layer and improve the signal characteristics of the recording layer, It is known to form a dielectric layer on the front and back of the recording layer by sputtering. A sputtering target for forming a dielectric layer (protective layer), in which 90% or more of contained zirconium (Zr) is dispersed in a sputtering target material as a composite oxide phase of Zr and indium (In). Thus, a ZrO 2 —In 2 O 3 -based sputtering target having excellent crack resistance has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 2009-62585). According to this sputtering target, cracking does not occur even when sputtering is performed at a high output, so that a dielectric layer is formed efficiently and the production efficiency of the optical recording medium is improved.

しかしながら、高出力でスパッタリングをすると異常放電が発生し、スパッタリングターゲットの素地が粒状の塊となって記録層に飛散する、いわゆるパーティクルが発生するが、上記ZrO−In系スパッタリングターゲットでは、異常放電を効果的に抑制できないおそれがある。また、Inを含む酸化物によりスパッタリングターゲットの導電性が確保されるため、形成速度を高くして工程作業時間を短縮することができるが、Inは特定化学物質に指定されているため、健康障害防止対策を講じる必要がある。 However, when sputtering is performed at a high output, abnormal discharge occurs, and so-called particles are generated in which the base of the sputtering target becomes a granular lump and scatters in the recording layer. In the ZrO 2 —In 2 O 3 -based sputtering target, The abnormal discharge may not be effectively suppressed. Moreover, since the conductivity of the sputtering target is ensured by the oxide containing In, it is possible to increase the formation speed and shorten the process work time. However, since In is designated as a specific chemical substance, it is a health hazard. It is necessary to take preventive measures.

特開2009−62585号公報JP 2009-62585 A

本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、光記録媒体の誘電体層を形成する際に異常放電を効果的に抑制することができ、健康障害防止対策の必要がないスパッタリングターゲット材及びスパッタリングターゲットを提供することを目的とする。   The present invention has been made based on the above situation, and can effectively suppress abnormal discharge when forming a dielectric layer of an optical recording medium, and there is no need for measures for preventing health problems. It is an object to provide a sputtering target material and a sputtering target.

上記課題を解決するためになされた本発明の一態様は、亜鉛(Zn)の酸化物、スズ(Sn)の酸化物及びジルコニウム(Zr)の酸化物を含み、酸素(O)以外の全元素に対して、亜鉛の含有量AZnが0at%超50at%以下、スズの含有量ASnが20at%以上80at%以下、及びジルコニウムの含有量AZrが0at%超40at%以下であり、Znの含有量が下記式(1)を満たし、測定される複数の比抵抗値のうち、最小値に対する最大値の比が3以下、及び上記比抵抗値が5×10−1[Ω・cm]以下であり、インジウム(In)を含有しないスパッタリングターゲット材である。
Zn/(AZn+ASn)≦0.6・・・・・(1)
One embodiment of the present invention made to solve the above problems includes an oxide of zinc (Zn), an oxide of tin (Sn), and an oxide of zirconium (Zr), and all elements other than oxygen (O) In contrast, the zinc content A Zn is more than 0 at% and not more than 50 at%, the tin content A Sn is not less than 20 at% and not more than 80 at%, and the zirconium content A Zr is more than 0 at% and not more than 40 at%, Zn The specific resistance satisfies the following formula (1), and among the measured specific resistance values, the ratio of the maximum value to the minimum value is 3 or less, and the specific resistance value is 5 × 10 −1 [Ω · cm]. The sputtering target material does not contain indium (In).
A Zn / (A Zn + A Sn ) ≦ 0.6 (1)

当該スパッタリングターゲット材は、Znの酸化物、Snの酸化物及びZrの酸化物で形成され、含有量が上記範囲であるので、優れた特性を有する誘電体層を形成するスパッタリングターゲットを製造することができる。また、測定される複数の比抵抗値の最小値に対する最大値の比が3以下で、比抵抗値が5×10−1[Ω・cm]以下であるため、スパッタリング法で誘電体層を形成する際に異常放電が効果的に抑制され、パーティクルの発生を低減することができる。また、当該スパッタリングターゲット材は、In元素を含有しないので、健康障害防止対策の必要がない。従って、光記録媒体の生産効率を向上することができる。 The sputtering target material is formed of a Zn oxide, a Sn oxide, and a Zr oxide, and the content is in the above range. Therefore, a sputtering target for forming a dielectric layer having excellent characteristics is manufactured. Can do. Further, since the ratio of the maximum value to the minimum value of the plurality of specific resistance values to be measured is 3 or less and the specific resistance value is 5 × 10 −1 [Ω · cm] or less, the dielectric layer is formed by sputtering. In this case, abnormal discharge is effectively suppressed, and the generation of particles can be reduced. Moreover, since the said sputtering target material does not contain In element, there is no need for a health disorder prevention measure. Accordingly, the production efficiency of the optical recording medium can be improved.

当該スパッタリングターゲット材が、SnO相及びZnSnO相を有し、上記SnO相中のZr元素濃度に対する上記ZnSnO相中のZr元素濃度の比が、0.3以上5以下であるとよい。このようにすることで、強度が優れたスパッタリングターゲットを製造することができる。 The sputtering target material has a SnO 2 phase and a Zn 2 SnO 4 phase, and the ratio of the Zr element concentration in the Zn 2 SnO 4 phase to the Zr element concentration in the SnO 2 phase is 0.3 or more and 5 or less. It is good to be. By doing in this way, the sputtering target excellent in intensity | strength can be manufactured.

当該スパッタリングターゲット材が、ZrOの結晶粒を含み、上記ZrOの結晶粒の平均粒径が5μm以下であるとよい。このようにすることで、強度がより優れたスパッタリングターゲットを製造することができる。 The sputtering target material comprises crystal grains of ZrO 2, the average particle diameter of the crystal grains of the ZrO 2 may If it is 5μm or less. By doing in this way, the sputtering target whose strength was more excellent can be manufactured.

上記課題を解決するためになされた本発明の他の一態様は、上記スパッタリングターゲット材を含むスパッタリングターゲットである。当該スパッタリングターゲットは、スパッタリング法で誘電体層を形成する際に異常放電を効果的に抑制することができるため、誘電体層を効率的に形成できる。   Another embodiment of the present invention made to solve the above problems is a sputtering target including the above sputtering target material. Since the sputtering target can effectively suppress abnormal discharge when the dielectric layer is formed by a sputtering method, the dielectric layer can be formed efficiently.

以上のように、本発明のスパッタリングターゲット材及びスパッタリングターゲットは、光記録媒体の誘電体層を形成する際に異常放電を効果的に抑制することができ、健康障害防止対策の必要がない。   As described above, the sputtering target material and the sputtering target of the present invention can effectively suppress abnormal discharge when forming the dielectric layer of the optical recording medium, and there is no need for measures for preventing health problems.

以下、本発明に係るスパッタリングターゲット材及びスパッタリングターゲットの実施形態について詳説する。   Hereinafter, embodiments of the sputtering target material and the sputtering target according to the present invention will be described in detail.

[スパッタリングターゲット]
本発明の一実施形態であるスパッタリングターゲットは、光記録媒体の記録層の表裏に、誘電体層を形成するのに用いられる。当該スパッタリングターゲットは、亜鉛(Zn)の酸化物、スズ(Sn)の酸化物及びジルコニウム(Zr)の酸化物を含み、酸素(O)以外の全元素に対して、亜鉛の含有量AZnが0at%超50at%以下、スズの含有量ASnが20at%以上80at%以下、及びジルコニウムの含有量AZrが0at%超40at%以下であり、Znの含有量が下記式(1)を満たし、測定される複数の比抵抗値のうち、最小値に対する最大値の比が3以下、及び上記比抵抗値が5×10−1[Ω・cm]以下であり、インジウム(In)を含有しないスパッタリングターゲット材で製造される。当該スパッタリングターゲット材は、本発明の他の一態様である。
Zn/(AZn+ASn)≦0.6・・・・・(1)
[Sputtering target]
A sputtering target according to an embodiment of the present invention is used to form a dielectric layer on the front and back of a recording layer of an optical recording medium. The sputtering target includes an oxide of zinc (Zn), an oxide of tin (Sn), and an oxide of zirconium (Zr), and the zinc content A Zn is present with respect to all elements other than oxygen (O). More than 0 at% and not more than 50 at%, tin content A Sn is not less than 20 at% and not more than 80 at%, zirconium content A Zr is more than 0 at% and not more than 40 at%, and the Zn content satisfies the following formula (1) Among the plurality of measured resistivity values, the ratio of the maximum value to the minimum value is 3 or less, and the resistivity value is 5 × 10 −1 [Ω · cm] or less and does not contain indium (In). Manufactured with sputtering target material. The sputtering target material is another embodiment of the present invention.
A Zn / (A Zn + A Sn ) ≦ 0.6 (1)

<スパッタリングターゲット材>
当該スパッタリングターゲット材は、Zn、Sn及びZrのそれぞれの酸化物を含む。当該スパッタリングターゲット材がZn、Sn及びZrのそれぞれの酸化物を含むことにより、誘電体層に同一の酸化物を含ませることができる。誘電体層は、記録層の酸化物が分解した際に放出される酸素が記録層から離脱するのを防止する機能、記録層の耐久性を保持する機能、及び透過光の量を調整する機能を有する。
<Sputtering target material>
The sputtering target material includes oxides of Zn, Sn, and Zr. When the sputtering target material includes oxides of Zn, Sn, and Zr, the same oxide can be included in the dielectric layer. The dielectric layer has a function of preventing oxygen released when the oxide of the recording layer is decomposed from the recording layer, a function of maintaining the durability of the recording layer, and a function of adjusting the amount of transmitted light. Have

Znは、Snと同時に誘電体層に添加されることで記録層に形成される記録マークの形状又は寸法のばらつきを抑制してジッターを低下させるための元素である。   Zn is an element for reducing jitter by suppressing variations in the shape or size of recording marks formed in the recording layer by being added to the dielectric layer simultaneously with Sn.

Snは、誘電体層に記録層の分解を防ぐ酸素バリア機能を持たせるための元素である。   Sn is an element for providing the dielectric layer with an oxygen barrier function for preventing the recording layer from being decomposed.

Zrは、誘電体層の酸素バリア機能を向上させ、記録層の記録信号の劣化を抑制するための元素である。   Zr is an element for improving the oxygen barrier function of the dielectric layer and suppressing the deterioration of the recording signal of the recording layer.

当該スパッタリングターゲット材のZnの酸素以外の全元素に対する含有量AZnの下限としては0at%超であり、20at%が好ましく、30at%がより好ましい。一方、Znの含有量の上限としては、50at%であり、47at%が好ましく、45at%がより好ましい。当該スパッタリングターゲット材のZnの含有量が上記下限に満たない場合、誘電体層にZn酸化物が不足し、誘電体層が記録層に形成される記録マークの形状又は寸法のばらつきを十分に抑制できなくなるおそれがある。一方、Znの含有量が上記上限を超える場合、他の元素の酸化物の含有量を不足させるおそれがある。 The lower limit of the content A Zn for all elements other than oxygen of Zn in the sputtering target material is more than 0 at%, preferably 20 at%, more preferably 30 at%. On the other hand, the upper limit of the Zn content is 50 at%, preferably 47 at%, and more preferably 45 at%. When the Zn content of the sputtering target material is less than the above lower limit, the dielectric layer lacks Zn oxide and sufficiently suppresses variations in the shape or size of the recording mark formed on the recording layer. There is a risk that it will not be possible. On the other hand, when the Zn content exceeds the above upper limit, the oxide content of other elements may be insufficient.

当該スパッタリングターゲット材のSnの酸素以外の全元素に対する含有量ASnの下限としては20at%であり、30at%が好ましく、40at%がより好ましい。一方、Snの含有量の上限としては、80at%であり、75at%が好ましく、70at%がより好ましい。当該スパッタリングターゲット材のSnの含有量が上記下限に満たない場合、誘電体層にSn酸化物が不足し、誘電体層に記録層の分解を防ぐ酸素バリア機能を備えさせることが困難になるおそれがある。一方、Snの含有量が上記上限を超える場合、他の元素の酸化物の含有量を不足させるおそれがある。 The lower limit of the content A Sn with respect to all elements other than oxygen of Sn in the sputtering target material is 20 at%, preferably 30 at%, and more preferably 40 at%. On the other hand, the upper limit of the Sn content is 80 at%, preferably 75 at%, and more preferably 70 at%. If the content of Sn in the sputtering target material is less than the lower limit, the dielectric layer may be deficient in Sn oxide, making it difficult to provide the dielectric layer with an oxygen barrier function that prevents decomposition of the recording layer. There is. On the other hand, when the content of Sn exceeds the above upper limit, the content of oxides of other elements may be insufficient.

当該スパッタリングターゲット材のZrの酸素以外の全元素に対する含有量AZrの下限としては0at%超であり、5at%が好ましく、10at%がより好ましい。一方、Zrの含有量の上限としては、40at%であり、35at%が好ましく、30at%がより好ましい。当該スパッタリングターゲット材のZrの含有量が上記下限に満たない場合、誘電体層にZr酸化物が不足して酸素バリア機能が低下し、記録層の記録信号の劣化を抑制することが困難になるおそれがある。一方、Zrの含有量が上記上限を超える場合、他の元素の酸化物の含有量を不足させるおそれがある。 The lower limit of the content A Zr with respect to all elements other than oxygen of Zr in the sputtering target material is more than 0 at%, preferably 5 at%, and more preferably 10 at%. On the other hand, the upper limit of the Zr content is 40 at%, preferably 35 at%, and more preferably 30 at%. When the Zr content of the sputtering target material is less than the lower limit, the dielectric layer lacks Zr oxide, the oxygen barrier function is lowered, and it is difficult to suppress the deterioration of the recording signal of the recording layer. There is a fear. On the other hand, when the content of Zr exceeds the above upper limit, the content of oxides of other elements may be insufficient.

また、Znの含有量は、下記式(1)を満たす。下記式(1)の値の下限は、0であり、0.1がより好ましく、0.2がさらに好ましい。一方、下記式(1)の値の上限としては、0.5が好ましく、0.4がより好ましい。下記式(1)の値が上記上限を超える場合、誘電体層におけるZn酸化物が不要に増大し、誘電体層の酸素バリア機能が低下するおそれがある。
Zn/(AZn+ASn)≦0.6・・・・・(1)
The Zn content satisfies the following formula (1). The lower limit of the value of the following formula (1) is 0, more preferably 0.1, and still more preferably 0.2. On the other hand, as an upper limit of the value of following formula (1), 0.5 is preferable and 0.4 is more preferable. When the value of the following formula (1) exceeds the upper limit, Zn oxide in the dielectric layer increases unnecessarily, and the oxygen barrier function of the dielectric layer may decrease.
A Zn / (A Zn + A Sn ) ≦ 0.6 (1)

当該スパッタリングターゲット材は、Inを含有しない。具体的には、Inの含有量は、検出限界である100ppm未満である。当該スパッタリングターゲット材は、特定化学物質に指定されているIn元素を含まないため、健康障害防止対策の必要がない。   The sputtering target material does not contain In. Specifically, the In content is less than the detection limit of 100 ppm. Since the sputtering target material does not contain the In element designated as the specific chemical substance, there is no need for measures for preventing health problems.

当該スパッタリングターゲット材で測定される複数の比抵抗値のうち、最小値に対する最大値の比の上限としては、3であり、2.4がより好ましく、1.7がさらに好ましい。上記比抵抗の最小値に対する最大値の比が上記上限を超える場合、当該スパッタリングターゲット材を用いたスパッタリングターゲットで誘電体層を形成する際に、異常放電を十分に抑制することができないおそれがある。   Of the plurality of specific resistance values measured with the sputtering target material, the upper limit of the ratio of the maximum value to the minimum value is 3, more preferably 2.4, and even more preferably 1.7. When the ratio of the maximum value to the minimum value of the specific resistance exceeds the upper limit, abnormal discharge may not be sufficiently suppressed when forming a dielectric layer with a sputtering target using the sputtering target material. .

当該スパッタリングターゲット材の比抵抗値の上限としては、5×10−1[Ω・cm]であり、3×10−1[Ω・cm]が好ましく、1×10−1[Ω・cm]がさらに好ましい。上記比抵抗値が上記上限を超える場合、当該スパッタリングターゲット材を用いたスパッタリングターゲットで誘電体層を形成する際に、異常放電を十分に抑制することができないおそれがある。 The upper limit of the specific resistance value of the sputtering target material is 5 × 10 −1 [Ω · cm], preferably 3 × 10 −1 [Ω · cm], and 1 × 10 −1 [Ω · cm]. Further preferred. When the specific resistance value exceeds the upper limit, abnormal discharge may not be sufficiently suppressed when a dielectric layer is formed with a sputtering target using the sputtering target material.

当該スパッタリングターゲット材には、SnO相及びZnSnO相を有する。このSnO相中のZr元素濃度に対するZnSnO相中のZr元素濃度の比の下限としては、0.1が好ましく、0.15がより好ましく、0.2がさらに好ましい。一方、Zr元素濃度の比の上限としては、5が好ましく、4がより好ましく、3がさらに好ましい。Zr元素濃度の比が上記下限及び上限の範囲にない場合、絶縁体であるZrOが多く残存するため、ZrOを起点とした異常放電が発生するおそれがある。 The sputtering target material has a SnO 2 phase and a Zn 2 SnO 4 phase. The lower limit of the ratio of the Zr element concentration in the Zn 2 SnO 4 phase to the Zr element concentration in the SnO 2 phase is preferably 0.1, more preferably 0.15, and even more preferably 0.2. On the other hand, the upper limit of the ratio of the Zr element concentration is preferably 5, more preferably 4, and even more preferably 3. When the ratio of the Zr element concentration is not in the above lower limit and upper limit range, a large amount of ZrO 2 that is an insulator remains, and there is a possibility that abnormal discharge starting from ZrO 2 may occur.

また、当該スパッタリングターゲット材には、ZrOの結晶粒を有する。このZrOの結晶粒の平均粒径の上限としては、5μmが好ましく、4μmがより好ましく、3μmがさらに好ましい。ZrOの結晶粒の平均粒が上記上限を超える場合、絶縁体であるZrO2を起点とした異常放電が発生するおそれがある。 Further, the sputtering target material has ZrO 2 crystal grains. The upper limit of the average grain size of the ZrO 2 crystal grains is preferably 5 μm, more preferably 4 μm, and even more preferably 3 μm. When the average grain size of ZrO 2 exceeds the upper limit, abnormal discharge starting from ZrO 2 that is an insulator may occur.

[スパッタリングターゲットの製造方法]
当該スパッタリングターゲットは、Zn、Sn及びZrの酸化物を混合及び焼結した酸化物焼結体であるスパッタリングターゲット材を成形加工したものを用いて得ることができる。以下に説明するスパッタリングターゲットの製造方法は、その一例を示すものであって、当該製造方法に限定されるものではない。
[Method of manufacturing sputtering target]
The sputtering target can be obtained by molding and processing a sputtering target material that is an oxide sintered body obtained by mixing and sintering Zn, Sn, and Zr oxides. The manufacturing method of the sputtering target demonstrated below shows the example, and is not limited to the said manufacturing method.

具体的には、当該スパッタリングターゲットの製造方法は、Zn、Sn及びZrを混合する工程(S01)、混合物を乾燥する工程(S02)、乾燥された混合物を焼結して酸化物焼結体とする工程(S03)、酸化物焼結体を成形加工する工程(S04)、及び成形物をバッキングプレートに接合する工程(S05)を有する。   Specifically, the manufacturing method of the sputtering target includes a step of mixing Zn, Sn, and Zr (S01), a step of drying the mixture (S02), and sintering the dried mixture to obtain an oxide sintered body. A step (S03), a step of forming the oxide sintered body (S04), and a step of bonding the molded product to the backing plate (S05).

<混合工程>
Zn、Sn及びZrを混合する工程(S01)では、粉末状のZn、Sn及びZrをそれぞれ所定の割合で配合し、混合する。用いられる各原料粉末の純度はそれぞれ、99.99%以上であることが好ましい。各原料粉末の純度が上記下限に満たないと、当該スパッタリングターゲットを用いて形成される誘電体層の特性を損なうおそれがある。各原料粉末の配合割合は、酸化物焼結体に含まれる酸素を除く全金属元素に対して、Znが0at%超50at%以下、Snが20at%以上80at%以下、Zrが0at%超40at%以下、かつZn及びSnの含有量の和に対するZnの含有量の比が0.6以下となるように調整する。
<Mixing process>
In the step of mixing Zn, Sn, and Zr (S01), powdery Zn, Sn, and Zr are mixed at a predetermined ratio and mixed. The purity of each raw material powder used is preferably 99.99% or more. If the purity of each raw material powder is less than the lower limit, the characteristics of the dielectric layer formed using the sputtering target may be impaired. The blending ratio of each raw material powder is such that Zn is greater than 0 at% and less than 50 at%, Sn is greater than or equal to 20 at% and less than or equal to 80 at%, and Zr is greater than 0 at% and 40 at with respect to all metal elements excluding oxygen contained in the oxide sintered body. %, And the ratio of the Zn content to the sum of the Zn and Sn contents is adjusted to 0.6 or less.

混合する手段としては、特に限定されないが、例えばボールミルを用いて、各原料粉末と水とをボールミルに投入して混合することができる。水と共に、均一に混合する目的で分散剤を用いてもよいし、後述する予備成形工程で成形を容易にするためにバインダーを用いてもよい。ボールミルのボールやビーズの材質としては、特に限定されないが、例えばナイロン、アルミナ、ジルコニア等が挙げられる。   The means for mixing is not particularly limited, and for example, using a ball mill, each raw material powder and water can be added to the ball mill and mixed. A dispersant may be used for the purpose of uniformly mixing with water, or a binder may be used for facilitating molding in the preforming step described later. The material of the ball or ball of the ball mill is not particularly limited, and examples thereof include nylon, alumina, zirconia and the like.

<乾燥工程>
乾燥工程(S02)では、例えばスプレードライヤ等を用いて、混合工程で得られた混合物を乾燥する。乾燥後に、混合物を予備成形することが好ましい。また、分散剤やバインダーを用いた場合は、混合物を脱脂することが好ましい。
<Drying process>
In the drying step (S02), the mixture obtained in the mixing step is dried using, for example, a spray dryer. It is preferred to preform the mixture after drying. Moreover, when a dispersing agent and a binder are used, it is preferable to degrease the mixture.

(予備成形工程)
乾燥された混合物を、焼結炉にセットする際のハンドリング性を向上させるため、予備成形を行うことが好ましい。予備成形の方法としては、特に限定されないが、乾燥後の混合物を所定寸法の金型に充填し、金型プレスで予備成形することが挙げられる。金型プレスでの加圧力としては、例えば0.5tonf/cm以上1.0tonf/cm以下とすることができる。
(Preliminary molding process)
In order to improve the handling property when the dried mixture is set in a sintering furnace, it is preferable to perform preforming. Although it does not specifically limit as a method of a preforming, Filling the mixture after drying to the metal mold | die of a predetermined dimension, and pre-molding with a metal mold press is mentioned. The applied pressure in the die press can be, for example, 0.5 tof / cm 2 or more and 1.0 tof / cm 2 or less.

(脱脂工程)
混合工程(S01)で分散剤やバインダーを添加した場合には、分散剤やバインダーを除去するため、乾燥された混合物又は予備成形物を加熱して脱脂を行うことが好ましい。加熱の条件としては、特に限定されないが、例えば大気中であれば、加熱温度を500℃、保持時間を5時間等とすることにより、分散剤やバインダーを除去することができる。
(Degreasing process)
When a dispersing agent or binder is added in the mixing step (S01), it is preferable to degrease by heating the dried mixture or preform in order to remove the dispersing agent or binder. The heating conditions are not particularly limited. For example, in the air, the dispersant and the binder can be removed by setting the heating temperature to 500 ° C. and the holding time to 5 hours.

<焼結工程>
焼結工程(S03)では、乾燥された混合物を焼結して、酸化物焼結体とする。この酸化物焼結体が、当該スパッタリングターゲット材である。また、焼結によって、当該スパッタリングターゲット材には、SnO相及びZnSnO相が形成され、ZrOの結晶粒が形成される。焼結の加熱温度の下限としては、900℃が好ましく、920℃がより好ましく、940℃がさらに好ましい。一方、加熱温度の上限としては、1100℃が好ましく、1050℃がより好ましい。加熱温度が上記下限に満たない場合、酸化物焼結体を十分に緻密化することができず、材料強度が低下するおそれがある。一方、加熱温度が上記上限を超える場合、結晶粒が粗大化してしまい、材料強度が低下するおそれがある。
<Sintering process>
In the sintering step (S03), the dried mixture is sintered to form an oxide sintered body. This oxide sintered body is the sputtering target material. Moreover, by the sintering, an SnO 2 phase and a Zn 2 SnO 4 phase are formed on the sputtering target material, and ZrO 2 crystal grains are formed. As a minimum of heating temperature of sintering, 900 ° C is preferred, 920 ° C is more preferred, and 940 ° C is still more preferred. On the other hand, as an upper limit of heating temperature, 1100 degreeC is preferable and 1050 degreeC is more preferable. When heating temperature is less than the said minimum, oxide sintered compact cannot fully be densified and there exists a possibility that material strength may fall. On the other hand, when the heating temperature exceeds the above upper limit, the crystal grains are coarsened, which may reduce the material strength.

上記加熱温度までの平均昇温速度の上限としては、600℃/hrが好ましく、500℃/hrがより好ましく、400℃/hrがさらに好ましい。平均昇温速度が上記上限を超える場合、結晶粒の異常成長が起こりやすくなり、また、酸化物焼結体の相対密度を十分に高めることができないおそれがある。   As an upper limit of the average temperature increase rate up to the heating temperature, 600 ° C./hr is preferable, 500 ° C./hr is more preferable, and 400 ° C./hr is more preferable. When the average heating rate exceeds the above upper limit, abnormal growth of crystal grains is likely to occur, and the relative density of the oxide sintered body may not be sufficiently increased.

上記加熱温度の保持時間の下限としては、0.5時間が好ましく、2時間がより好ましく、3.5時間がさらに好ましい。一方、上記保持時間の上限としては、24時間が好ましく、12時間がより好ましく、8時間がさらに好ましい。上記保持時間を上記範囲とすることで、所望の化合物相を得ることができる。   The lower limit of the heating temperature holding time is preferably 0.5 hours, more preferably 2 hours, and even more preferably 3.5 hours. On the other hand, the upper limit of the holding time is preferably 24 hours, more preferably 12 hours, and even more preferably 8 hours. By setting the retention time within the above range, a desired compound phase can be obtained.

上記加熱後、さらに加熱温度が400℃以上700℃以下、保持時間が1時間以上10時間以下の条件下で加熱をすることが好ましい。このようにすることで、酸化物焼結体の相対密度をより高めることができる。   After the heating, it is preferable to further heat under conditions where the heating temperature is 400 ° C. or higher and 700 ° C. or lower and the holding time is 1 hour or longer and 10 hours or shorter. By doing in this way, the relative density of oxide sinter can be raised more.

上記焼結は、還元雰囲気で行うことが好ましい。一酸化炭素(CO)雰囲気、真空雰囲気等の還元雰囲気で上記焼結を行うことにより、比抵抗を低減することができる。その詳細機構については未解明の部分があるが、酸素欠損が発生する還元雰囲気で処理することによりキャリアが増加し、導電性が向上すると考察される。   The sintering is preferably performed in a reducing atmosphere. By performing the sintering in a reducing atmosphere such as a carbon monoxide (CO) atmosphere or a vacuum atmosphere, the specific resistance can be reduced. Although there is an unclear part about the detailed mechanism, it is considered that the carrier is increased and the conductivity is improved by processing in a reducing atmosphere in which oxygen deficiency occurs.

或いは、混合工程(S01)で、材料粉末及び水に、炭素(C)を投入して、この混合物を乾燥し(S02)、この乾燥された混合物を焼結しても良い。乾燥された混合物内にCが存在することで加熱によって還元反応が発生し、還元雰囲気で焼結したのと同じ効果を得ることができる。   Alternatively, in the mixing step (S01), carbon (C) may be added to the material powder and water, the mixture may be dried (S02), and the dried mixture may be sintered. The presence of C in the dried mixture causes a reduction reaction by heating, and the same effect as that obtained by sintering in a reducing atmosphere can be obtained.

<成形工程>
成形工程(S04)では、上記酸化物焼結体(スパッタリングターゲット材)を成形加工して、各種用途に応じた形状にする。成形する手段としては、特に限定されないが、例えば冷間等方圧加圧法(CIP:Cold Isostatic Pressing:)を採用することができる。CIPでの加圧力の下限としては、1000kgf/cmが好ましく、900kgf/cmがより好ましく、800kgf/cmがさらに好ましい。CIPでの加圧力が上記下限に満たない場合、酸化物焼結体の相対密度を十分に向上することができないおそれがある。
<Molding process>
In the forming step (S04), the oxide sintered body (sputtering target material) is formed into a shape corresponding to various uses. The means for molding is not particularly limited, and for example, a cold isostatic pressing method (CIP: Cold Isostatic Pressing) can be employed. The lower limit of the pressure in the CIP, preferably 1000 kgf / cm 2, more preferably 900 kgf / cm 2, further preferably 800 kgf / cm 2. When the applied pressure at CIP is less than the lower limit, the relative density of the oxide sintered body may not be sufficiently improved.

<接合工程>
接合工程(S05)では、上記成形物をバッキングプレートに接合して、スパッタリングターゲットを得る。バッキングプレートの素材としては、特に限定されないが、熱伝導性に優れた純銅又は銅合金が好ましい。接合する手段としては、特に限定されないが、例えばボンディング剤によって接合することができる。ボンディング剤の種類としては、特に限定されないが、導電性を有する各種公知のボンディング剤を採用することができ、例えばSn系はんだ材が挙げられる。接合方法としては、特に限定されないが、例えば成形物及びバッキングプレートをボンディング剤が溶解する温度、例えば140℃以上240℃以下に加熱し、バッキングプレートの接合面に溶解したボンディング剤を塗布し、成形物の接合面を貼り合わせて圧着した後、冷却することができる。
<Joint process>
In the joining step (S05), the molded product is joined to a backing plate to obtain a sputtering target. Although it does not specifically limit as a raw material of a backing plate, The pure copper or copper alloy excellent in heat conductivity is preferable. The means for joining is not particularly limited, but it can be joined by, for example, a bonding agent. Although it does not specifically limit as a kind of bonding agent, Various well-known bonding agents which have electroconductivity can be employ | adopted, for example, Sn type solder material is mentioned. The bonding method is not particularly limited. For example, the molding and the backing plate are heated to a temperature at which the bonding agent dissolves, for example, 140 ° C. or higher and 240 ° C. or lower, and the dissolved bonding agent is applied to the bonding surface of the backing plate. After the bonded surfaces of the objects are bonded and pressure-bonded, cooling can be performed.

[利点]
当該スパッタリングターゲット材及びスパッタリングターゲットは、Zn、Sn及びZrのそれぞれの酸化物を含み、これらの元素の含有量が所定の範囲であるので、優れた特性を有する誘電体層を形成することができる。また、比抵抗値の最小値に対する最大値の比及び比抵抗値が、所定の範囲にあるため、スパッタリング中での異常放電を抑制することができ、パーティクルの発生を低減することができる。さらに、Inを含有しないため、健康障害防止対策の必要がない。よって、当該スパッタリングターゲット材及びスパッタリングターゲットを用いることで、光記録媒体を安全かつ効率的に生産することができる。
[advantage]
Since the sputtering target material and the sputtering target contain respective oxides of Zn, Sn, and Zr and the content of these elements is within a predetermined range, a dielectric layer having excellent characteristics can be formed. . Further, since the ratio of the maximum value to the minimum value of the specific resistance value and the specific resistance value are in a predetermined range, abnormal discharge during sputtering can be suppressed, and generation of particles can be reduced. Furthermore, since it does not contain In, there is no need for measures to prevent health problems. Therefore, an optical recording medium can be produced safely and efficiently by using the sputtering target material and the sputtering target.

当該スパッタリングターゲットの製造方法によれば、強度に優れたスパッタリングターゲットを得ることができる。従って、接合工程での作業時の衝撃やスパッタリングでの熱履歴で発生する応力等による割れを抑制することができる。また、当該スパッタリングターゲットの製造方法によれば、比抵抗、SnO相中のZr元素濃度に対するZnSnO相中のZr元素濃度の比、及びZrOの結晶粒の平均粒径を所望する値とすることが容易にできる。よって、安全かつ効率的に誘電体層を形成することができるスパッタリングターゲットを比較的容易に製造することができる。 According to the manufacturing method of the sputtering target, a sputtering target having excellent strength can be obtained. Therefore, it is possible to suppress cracks due to stress generated by impact during operation in the joining process or thermal history during sputtering. In addition, according to the sputtering target manufacturing method, the specific resistance, the ratio of the Zr element concentration in the Zn 2 SnO 4 phase to the Zr element concentration in the SnO 2 phase, and the average grain size of the ZrO 2 crystal grains are desired. The value can be easily set. Therefore, a sputtering target capable of safely and efficiently forming a dielectric layer can be manufactured relatively easily.

以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples.

Zn、Sn及びZrの配合条件を表1とした試料1〜3を用いて、表2の製造条件で実施例1〜4、及び比較例1〜3の成形物を得た。成形物の厚みは、それぞれ6mmとした。混合工程では、試料1〜3のそれぞれに、水とポリカルボン酸アンモニウムを混合した。焼結工程では、還元雰囲気でホットプレスを行った。なお、表2中、「N」は、窒素を示す。 Using Samples 1 to 3 in which the blending conditions of Zn, Sn, and Zr were Table 1, moldings of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 were obtained under the manufacturing conditions of Table 2. The thickness of the molded product was 6 mm. In the mixing step, water and ammonium polycarboxylate were mixed in each of samples 1 to 3. In the sintering process, hot pressing was performed in a reducing atmosphere. In Table 2, “N 2 ” represents nitrogen.

Figure 0006557750
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Figure 0006557750
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<相の同定>
実施例1〜4、及び比較例1〜3の相の同定は、X線回折によって以下の条件で測定した。なお、表記方法はICDD(International Centre for Diffraction Data:国際回析データセンター)のカード番号の化学式による。
74−2184:ZnSnO
77−0447:SnO
74−1200:ZrO
86−2265:Sn
750576:ZnO
分析条件:
ターゲット:Cu
単色化:モノクロメートを使用(Kα
ターゲット出力:40kV−200mA
(連続焼測定)θ/2θ走査
スリット:発散角:1/2°、散乱角:1/2°、受光幅:0.15mm
モノクロメータ受光スリット幅:0.6mm
走査速度:2°/min
サンプリング間隔:0.02°
測定角度(2θ):5〜90°
分析装置:理学電機製「X線回折装置RINT−1500」
<Phase identification>
The identification of the phases of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 was measured under the following conditions by X-ray diffraction. In addition, the notation method is based on the chemical formula of the card number of ICDD (International Center for Diffraction Data).
74-2184: Zn 2 SnO 4
77-0447: SnO 2
74-1200: ZrO 2
86-2265: Sn
750576: ZnO
Analysis conditions:
Target: Cu
Monochromatic: Uses a monochrome mate (K α )
Target output: 40kV-200mA
(Continuous firing measurement) θ / 2θ scanning Slit: Divergence angle: 1/2 °, Scattering angle: 1/2 °, Light receiving width: 0.15 mm
Monochromator light receiving slit width: 0.6mm
Scanning speed: 2 ° / min
Sampling interval: 0.02 °
Measurement angle (2θ): 5 to 90 °
Analysis device: “X-ray diffractometer RINT-1500” manufactured by Rigaku Corporation

<Zr量の評価と平均粒径>
成形物中のZr量の評価、及びZrOの結晶粒の平均粒径の測定は、以下の手順で行った。
(1)成形物を任意の位置で厚み方向に切断し、その切断面の任意の位置を鏡面研削した。
(2)鏡面研削された切断面の組織を、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて倍率10000倍で写真撮影し、エネルギー分散型X線分光法(EDS)を用いて相を同定した。SEM及びEDSに検出されたZrの固溶量をZr量とした。また、SEM及びEDSに検出されたZrOの結晶粒の平均粒径を計測した。
(3)SnO相及びZnSnO相の上記Zr量の比率を算出した。
分析装置:
SEM:日本電子株式会社製「JSM−7800F」
EDS:日本電子株式会社製「JED−2300」
<Evaluation of Zr amount and average particle size>
Evaluation of the Zr amount in the molded product and measurement of the average grain size of the crystal grains of ZrO 2 were performed according to the following procedure.
(1) The molded product was cut in the thickness direction at an arbitrary position, and the arbitrary position of the cut surface was mirror-ground.
(2) The structure of the mirror-ground cut surface was photographed at a magnification of 10,000 using a scanning electron microscope (SEM), and the phase was identified using energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS). The amount of Zr solid solution detected in SEM and EDS was taken as the amount of Zr. It was also measured average grain size of the crystal grains of ZrO 2, which is detected in the SEM and EDS.
(3) The ratio of the Zr amount of the SnO 2 phase and the Zn 2 SnO 4 phase was calculated.
Analysis equipment:
SEM: “JSM-7800F” manufactured by JEOL Ltd.
EDS: “JED-2300” manufactured by JEOL Ltd.

<比抵抗の測定方法>
比抵抗は4探針法により測定した。具体的には、成形物の表面を鏡面研削して平滑化した。上記成形物の中心から10mm間隔で、端子間の距離が1.5mmのプローブを接触させて測定した。比抵抗値は10点で測定された値の平均値とし、10点で測定された比抵抗値の最小値に対する最大値の比を算出した。
測定装置:三菱化学アナリテック社製「ロレスタGP測定器」
<Measurement method of specific resistance>
The specific resistance was measured by a 4-probe method. Specifically, the surface of the molded product was smoothed by mirror grinding. Measurement was performed by contacting a probe having a distance between terminals of 1.5 mm at intervals of 10 mm from the center of the molded product. The specific resistance value was an average value of the values measured at 10 points, and the ratio of the maximum value to the minimum value of the specific resistance values measured at 10 points was calculated.
Measuring device: “Loresta GP measuring instrument” manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech

<相対密度>
相対密度は、以下のようにして測定した気孔率により求めた。まず、成形物を任意の位置で厚み方向に切断し、その切断面の任意の位置を鏡面研削した。次に、SEMを用いて1000倍で写真撮影し、50μm角の領域に占める気孔の面積率(%)を測定して気孔率とした。20箇所について同様の操作を行い、その平均を当該試料の平均気孔率(%)とした。相対密度は、〔100−平均気孔率〕(%)により算出した。
<Relative density>
The relative density was determined from the porosity measured as follows. First, the molded product was cut in the thickness direction at an arbitrary position, and an arbitrary position of the cut surface was mirror-ground. Next, a photograph was taken at a magnification of 1000 using an SEM, and the area ratio (%) of the pores in a 50 μm square region was measured to obtain the porosity. The same operation was performed at 20 locations, and the average was defined as the average porosity (%) of the sample. The relative density was calculated by [100-average porosity] (%).

<異常放電の有無>
異常放電の有無は、以下のように確認した。実施例1〜4、及び比較例1〜3の成形物をスパッタリングターゲットとした。このスパッタリングターゲットを用いて、DCスパッタリングパワー200W、Ar/0.1体積%O雰囲気、圧力0.3Paの条件で、スパッタリング法で記録層上に誘電体層を形成し、形成中の異常放電を100min.当りのアーキングの発生回数をカウントし確認した。
<Existence of abnormal discharge>
The presence or absence of abnormal discharge was confirmed as follows. The molded products of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 were used as sputtering targets. Using this sputtering target, a dielectric layer was formed on the recording layer by sputtering under the conditions of DC sputtering power 200 W, Ar / 0.1 volume% O 2 atmosphere, and pressure 0.3 Pa, and abnormal discharge during formation For 100 min. The number of occurrences of arcing per hit was counted and confirmed.

測定結果を表3に示す。なお、表3中、「比抵抗バラつき」とは、比抵抗の最小値に対する最大値の比を示す。「Zr量比率」とは、SnO相中のZr元素濃度に対するZnSnO相中のZr量の比を示す。「−」は、データを取得していないことを示す。 Table 3 shows the measurement results. In Table 3, “specific resistance variation” indicates the ratio of the maximum value to the minimum value of the specific resistance. The “Zr amount ratio” indicates the ratio of the Zr amount in the Zn 2 SnO 4 phase to the Zr element concentration in the SnO 2 phase. “-” Indicates that data is not acquired.

Figure 0006557750
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比較例1は、酸化物の還元が起こりにくくなっているために比抵抗が大きくなり、異常放電が発生した。比較例2は、Snの含有量が80at%超で、Zrの含有量が0at%であるため、比抵抗が大きくなり、異常放電が発生した。比較例3は、N雰囲気で焼結時の還元が不安定となり、最外周部の影響が出ているため、比抵抗のバラつきが大きくなり、異常放電が発生した。 In Comparative Example 1, since the reduction of the oxide is difficult to occur, the specific resistance is increased, and abnormal discharge occurs. In Comparative Example 2, since the Sn content was more than 80 at% and the Zr content was 0 at%, the specific resistance increased and abnormal discharge occurred. In Comparative Example 3, the reduction during sintering was unstable in an N 2 atmosphere and the influence of the outermost peripheral portion was exerted, so that the variation in specific resistance increased and abnormal discharge occurred.

本発明のスパッタリングターゲット材及びスパッタリングターゲットは、健康障害防止対策の必要がなく、異常放電を抑制することができるため、光記録媒体の生産に好適に用いることができる。   The sputtering target material and the sputtering target of the present invention do not require measures for preventing health hazards and can suppress abnormal discharge, and therefore can be suitably used for production of optical recording media.

Claims (4)

亜鉛(Zn)の酸化物、スズ(Sn)の酸化物及びジルコニウム(Zr)の酸化物を含み、
酸素(O)以外の全元素に対して、
亜鉛の含有量AZnが0at%超50at%以下、
スズの含有量ASnが20at%以上80at%以下、及び
ジルコニウムの含有量AZr10at%以上40at%以下
であり、
Znの含有量が下記式(1)を満たし、
測定される複数の比抵抗値のうち、最小値に対する最大値の比が3以下、及び
上記比抵抗値が5×10−1[Ω・cm]以下
であり、
インジウム(In)を含有しないスパッタリングターゲット材。
Zn/(AZn+ASn)≦0.6・・・・・(1)
Including an oxide of zinc (Zn), an oxide of tin (Sn) and an oxide of zirconium (Zr),
For all elements except oxygen (O),
Zinc content A Zn is more than 0 at% and 50 at% or less,
The tin content A Sn is 20 at% or more and 80 at% or less, and the zirconium content A Zr is 10 at% or more and 40 at% or less,
Zn content satisfies the following formula (1),
Among the measured specific resistance values, the ratio of the maximum value to the minimum value is 3 or less, and the specific resistance value is 5 × 10 −1 [Ω · cm] or less.
A sputtering target material that does not contain indium (In).
A Zn / (A Zn + A Sn ) ≦ 0.6 (1)
SnO相及びZnSnO相を有し、上記SnO相中のZr元素濃度に対する上記ZnSnO相中のZr元素濃度の比が、0.1以上5以下である請求項1に記載のスパッタリングターゲット材。 The invention has a SnO 2 phase and a Zn 2 SnO 4 phase, and the ratio of the Zr element concentration in the Zn 2 SnO 4 phase to the Zr element concentration in the SnO 2 phase is 0.1 or more and 5 or less. The sputtering target material described. ZrOの結晶粒を含み、上記ZrOの結晶粒の平均粒径が5μm以下である請求項1又は請求項2に記載のスパッタリングターゲット材。 3. The sputtering target material according to claim 1, comprising ZrO 2 crystal grains, wherein the ZrO 2 crystal grains have an average grain size of 5 μm or less. 請求項1、請求項2又は請求項3に記載のスパッタリングターゲット材を含むスパッタリングターゲット。   A sputtering target comprising the sputtering target material according to claim 1, claim 2 or claim 3.
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