JP6860990B2

JP6860990B2 - Ｍｎ−Ｚｎ−Ｏ系スパッタリングターゲット及びその製造方法

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Publication number: JP6860990B2
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Inventors: 淳一菅原; 雄一加守
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Description

本発明は、Ｍｎ−Ｚｎ−Ｏ系スパッタリングターゲット及びその製造方法に関し、特に、光情報記録媒体の記録層の形成に供して好適な、元素Ｘ（ＸはＷまたはＭｏ）を成分組成に含むＭｎ−Ｚｎ−Ｏ系スパッタリングターゲット及びその製造方法に関する。

合金又は焼結体からなるスパッタリングターゲットにＡｒイオン等を衝突させるスパッタリング法は、ガラスコーティング、半導体素子製造、フラットパネルディスプレイ製造、光情報記録媒体（記録型光ディスク）の記録層形成などの幅広い技術分野において行われている。

これらのうち、例えば光情報記録媒体の技術分野では、取り扱うデータの増大に伴い大容量化が益々求められている。ここで、光情報記録媒体は読み込み専用と記録型に大別され、このうち記録型は、追記型と書き換え型の２種類に区分することができる。追記型光ディスクの記録層材料として、従来は有機色素材料が広く検討されてきたが、近年の大容量化に伴い無機材料も広く検討されるようになってきた。

現状、追記型光ディスクの無機系記録層材料として、パラジウム酸化物系材料が実用化されているが、Ｐｄは希少金属であるために材料コストが高く、安価な材料コストで十分良好な記録特性が得られるものとしてマンガン酸化物系の材料が開発されている。

このようなマンガン酸化物系の材料からなる記録層として、Ｍｎの酸化物と、金属Ｍａ（但し、金属ＭａはＭｇ、Ｍｏ、ＳｉおよびＴｅから選択される）の酸化物とを含み、さらに金属Ｍ（Ｓｎ、Ｚｎ、Ｂｉ等から選択される）を含むＭｎ−Ｚｎ−Ｍａ−Ｏ系記録層が特許文献１において提案されている。そして特許文献１では、上記Ｍｎ−Ｚｎ−Ｍａ−Ｏ系記録層を成膜する具体的な手法として、コスパッタ（多元スパッタ）法を開示している。特許文献１に記載の技術を用いることで、希少金属であるＰｄを用いずに、材料：Ｍｎ−Ｚｎ−Ｍａ−Ｏ系記録層が実現される。

国際公開第２０１３／１８３２７７号

ここで、前述の材料からなるＭｎ−Ｚｎ−Ｍａ−Ｏ系記録層のように、複数種の元素を含有する層をスパッタリング法で形成する方法の一つとして、特許文献１に開示されているように、それぞれの元素からなる複数のターゲットをスパッタする多元スパッタ法が挙げられる。他の方法として、複数の元素を含有する１枚の複合ターゲットを単一ターゲットとしてスパッタリングする方法が挙げられる。ここで、多元スパッタ法は、装置が大型化してコストアップ要因になる上、組成ずれが生じやすいという欠点があるため、量産化の観点では１枚の複合ターゲットを用いて、ＤＣ（直流）スパッタリング法を用いる方が好ましい。

前掲の特許文献１は、情報記録媒体作製用のスパッタリングターゲットとして、Ｍｎの酸化物を含み、上記Ｍｎの酸化物の一部または全部は、Ｍｎの価数が＋４未満の酸化物状態で存在するターゲットを提案し、このターゲットにおいて、上記酸化物状態で存在するＭｎの酸化物は、熱分解しないＭｎ_３Ｏ_４であることが好ましいことが提案されている。さらに、このターゲットは、Ｍｎ以外の金属または該金属の酸化物をさらに含んでもよく、上記金属は、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｃｏ、Ｗ、ＣｕおよびＡｌからなる群より選ばれる１種以上であることが提案されている。さらに、Ｚｒ、Ａｌ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｈｆ、Ｖ、Ｔｉ、Ｓｂ及びＴｅのうち、任意の金属元素が添加されてもよいことが提案されている。

しかしながら、特許文献１は、具体的なＭｎ−Ｚｎ−Ｏ系の複合スパッタリングターゲットについては言及していない。Ｍｎと、Ｚｎと、元素Ｘ（ただし、ＸはＷまたはＭｏである）と、Ｏとを成分組成に含むＭｎ−Ｚｎ−Ｏ系の複合スパッタリングターゲットは、これまでのところ確立されていないのである。

そこで、本発明は、元素Ｘ（ただし、ＸはＷまたはＭｏである）を含むＭｎ−Ｚｎ−Ｏ系スパッタリングターゲット及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、前記諸目的を達成すべく鋭意検討を行い、酸化マンガン粉末、酸化亜鉛粉末、酸化タングステン粉末を原料として、Ｍｎ−Ｚｎ−Ｗ−Ｏ系スパッタリングターゲットの作製を試みた。また、上記Ｍｎ−Ｚｎ−Ｗ−Ｏ系スパッタリングターゲットにおいて、酸化タングステン粉末に替えて、酸化モリブデン粉末を原料として、Ｍｎ−Ｚｎ−Ｍｏ−Ｏ系スパッタリングターゲットの作製も試みた。これらのスパッタリングターゲットをＤＣスパッタリングに供したところ、異常放電（「アーキング」とも呼ばれる。）が発生することが判明した。そこで、原料を全て上記元素の金属粉末に代えて、Ｍｎ−Ｚｎ−Ｗ−Ｏ系スパッタリングターゲット及びＭｎ−Ｚｎ−Ｍｏ−Ｏ系スパッタリングターゲットの作製をそれぞれ試みた。しかしながら、金属亜鉛の融点は酸化亜鉛に比べて低いため、スパッタリングターゲットの作製自体が困難であることが分かった。

そこで本発明者らは、原料粉末として酸化物粉末及び金属粉末を組み合わせてＭｎ−Ｚｎ−Ｏ系スパッタリングターゲットを作製することを着想し、得られたターゲットの被スパッタリング面の算術平均粗さＲａを１．５μｍ以下、または最大高さＲｙを１０μｍ以下とすることにより、ＤＣスパッタリングに供しても異常放電が発生しないことを本発明者らは知見し、本発明を完成させるに至った。

本発明は、本発明者らによる前記知見に基づくものであり、前記諸課題を解決するための手段としては以下の通りである。即ち、
＜１＞Ｍｎと、Ｚｎと、Ｏと、元素Ｘ（ただし、ＸはＷおよびＭｏからなる群より選択される１種単独または２種の元素である）と、を成分組成に含むＭｎ−Ｚｎ−Ｏ系スパッタリングターゲットであって、
前記ターゲットの被スパッタリング面の算術平均粗さが１．５μｍ以下、または最大高さＲｙが１０μｍ以下であることを特徴とするスパッタリングターゲットである。
該＜１＞に記載のＭｎ−Ｚｎ−Ｏ系スパッタリングターゲットは、ＤＣスパッタリングに供することができるＭｎ−Ｚｎ−Ｏ系スパッタリングターゲットである。そして、該＜１＞に記載のＭｎ−Ｚｎ−Ｏ系スパッタリングターゲットによれば、異常放電を発生させることなくＤＣスパッタリングを行うことができる。

＜２＞Ｍｎと、Ｚｎと、前記元素Ｘとの合計１００原子％に対してＭｎ：４〜４０原子％、Ｚｎ：１５〜６０原子％、前記元素Ｘ：５〜４０原子％である、前記＜１＞に記載のスパッタリングターゲットである。

＜３＞Ｃｕ、Ｍｇ、Ａｇ、Ｒｕ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｐｄ、Ｇａ、Ｔｅ、Ｖ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｔｂからなる群より選択される１種単独又は２種以上の元素を前記成分組成に更に含む、前記＜１＞または＜２＞に記載のスパッタリングターゲットである。

＜４＞前記Ｃｕ、Ｍｇ、Ａｇ、Ｒｕ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｐｄ、Ｇａ、Ｔｅ、Ｖ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｔｂからなる群より選択される１種単独又は２種以上の元素の含有率は、前記スパッタリングターゲットの構成元素のうち、Ｏを除いた合計１００原子％に対して８〜７０原子％である、前記＜３＞に記載のスパッタリングターゲットである。

＜５＞前記＜１＞に記載のＭｎ−Ｚｎ−Ｏ系スパッタリングターゲットを製造する方法であって、
マンガン酸化物粉末と、亜鉛酸化物粉末と、前記元素Ｘを成分含有する金属粉末とを、１２時間以上湿式混合する混合工程と、
該混合工程の後、前記混合粉末を７００℃以上の温度で焼結する焼結工程と、
該焼結工程の後、前記ターゲットの被スパッタリング面を平滑にする仕上げ加工工程と、を含むことを特徴とする製造方法である。
該＜５＞に記載の製造方法によれば、ＤＣスパッタリングに供することが可能なＭｎ−Ｚｎ−Ｏ系スパッタリングターゲットを製造することができる。そして、該＜５＞に記載の方法により製造されたＭｎ−Ｚｎ−Ｏ系スパッタリングターゲットにより、異常放電を発生させることなくＤＣスパッタリングを行うことができる。

＜６＞前記混合粉末は、Ｃｕ、Ｍｇ、Ａｇ、Ｒｕ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｐｄ、Ｇａ、Ｔｅ、Ｖ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｔｂからなる群より選択される１種単独又は２種以上の元素の単体又は化合物からなる粉末を更に含む、前記＜５＞に記載の製造方法である。

本発明によれば、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、ＤＣスパッタリングに供することが可能なＭｎ−Ｚｎ−Ｏ系スパッタリングターゲット及びその製造方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に従うスパッタリングターゲットの製造方法を説明するためのフローチャートである。

（Ｍｎ−Ｚｎ−Ｏ系スパッタリングターゲット）
本発明のＭｎ−Ｚｎ−Ｏ系スパッタリングターゲットは、Ｍｎと、Ｚｎと、元素Ｘと、Ｏとを成分組成に含むＭｎ−Ｚｎ−Ｏ系スパッタリングターゲットである。以下、本発明のＭｎ−Ｚｎ−Ｏ系スパッタリングターゲットを単に「ターゲット」と称し、本発明に従うターゲットを詳細に説明する。なお、元素ＸはＷおよびＭｏからなる群より選択される１種単独または２種の元素であり、以下、単に「（元素）ＸはＷまたはＭｏである」と記載する。

＜ターゲット＞
本発明の一実施形態に従うターゲットは、Ｍｎと、Ｚｎと、元素Ｘと、Ｏとを成分組成に含み、さらに、必要に応じて、その他の成分組成を含む。

＜＜元素Ｘ＞＞
前述のとおり、元素ＸはＷまたはＭｏである。すなわち、元素ＸはＷの１種単独からなることができ、元素ＸはＭｏの１種単独からなることができる。また、元素ＸはＷおよびＭｏの２種の元素からなることもできる。ここで、元素ＸがＷおよびＭｏの２種の元素からなるとは、ターゲットの成分組成にＷおよびＭｏが共に含まれることを意味する。

＜＜算術平均粗さＲａ及び平均高さＲｙ＞＞
本実施形態に従うターゲットは、その被スパッタリング面の算術平均粗さＲａが１．５μｍ以下、または最大高さＲｙが１０μｍ以下であることが肝要である。後述する実施例に示す様に、本発明者らによる検討の結果、ターゲットの被スパッタリング面の算術平均粗さＲａが１．５μｍ以下、または最大高さＲｙが１０μｍ以下であれば、ＤＣスパッタリング時に異常放電が発生しないことが判明した。

なお、本発明において「算術平均粗さＲａ」とは、ＪＩＳＢ０６０１（１９９４）に基づく算術平均粗さ（Ｒａ）（単位：μｍ）である。また、本発明において「最大高さ（Ｒｙ）」とは、ＪＩＳＢ０６０１（１９９４）に基づく最大高さ（Ｒｙ）（単位：μｍ）である。

このように、本実施形態に従うスパッタリングターゲットは、ＤＣスパッタリングに供することができるＭｎ−Ｚｎ−Ｏ系スパッタリングターゲットであり、異常放電を発生させることなくＤＣスパッタリングを行うことができる。また、本実施形態に従うターゲットは、光情報記録媒体の記録層の形成に供して特に好適であるが、用途が何ら限定されるものではない。

＜＜成分比＞＞
ここで、本実施形態に従うターゲットの成分比としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、Ｍｎと、Ｚｎと、元素Ｘとの合計１００原子％に対してＭｎ：４〜４０原子％、Ｚｎ：１５〜６０原子％、元素Ｘ：５〜４０原子％とすることができる。

＜＜その他の成分＞＞
本実施形態に従うターゲットには、必要に応じて他の金属元素がさらに含まれていてもよい。これら金属元素を適宜含有させることで、本実施形態に従うターゲットを例えば情報記録媒体の記録層形成に供する場合に、記録層の透過率、反射率及び記録感度を変化させて、多層構造の記録層とすることができる。この目的のために、本実施形態に従うターゲットは、Ｃｕ、Ｍｇ、Ａｇ、Ｒｕ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｐｄ、Ｇａ、Ｔｅ、Ｖ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｔｂからなる群より選択される１種単独又は２種以上の元素を成分組成に更に含むことが好ましい。

−その他の成分の成分比−
上記Ｃｕ、Ｍｇ、Ａｇ、Ｒｕ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｐｄ、Ｇａ、Ｔｅ、Ｖ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｔｂからなる群より選択される１種単独又は２種以上の元素の含有率は、スパッタリングターゲットの構成元素のうち、Ｏ（酸素）を除いた合計１００原子％に対して８〜７０原子％とすることができ、この範囲で用途に応じて適宜選択することができる。

なお、本実施形態に従うターゲットの形状は何ら限定されることはなく、円盤状、円筒状、四角形板状、長方形板状、正方形板状など、任意の形状とすることができ、ターゲットの用途に応じて適宜選択することができる。また、ターゲットの幅及び奥行きの大きさ（円形の場合には直径）についても、ｍｍオーダー〜ｍオーダー程度の範囲で、ターゲットの用途に応じて適宜選択することができる。例えばターゲットが円形の場合、一般的には直径５０ｍｍ〜３００ｍｍ程度である。厚みについても同様であるが、一般的には１ｍｍ〜２０ｍｍ程度である。

＜スパッタリングターゲットの製造方法＞
次に、図１を用いて、前述の本発明の一実施形態に従うターゲットの製造方法を説明する。本発明の一実施形態に従うターゲットの製造方法は、混合工程（Ｓ１０）と、焼結工程（Ｓ２０）と、仕上げ加工工程（Ｓ３０）と、を含み、さらに、必要に応じて適宜選択した、その他の工程を含む。

＜＜混合工程（Ｓ１０）＞＞
混合工程（Ｓ１０）は、マンガン酸化物粉末と、亜鉛酸化物粉末と、元素Ｘを成分含有する金属粉末とを含む混合粉末を、１２時間以上湿式混合する工程である。
湿式混合の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば従来公知のボールミル装置を用いた湿式混合方法、などが挙げられる。本工程で混合する混合粉末及び混合条件を以下に説明する。

混合粉末は、マンガン酸化物粉末と、亜鉛酸化物粉末と、元素Ｘを成分含有する金属粉末とを含み、必要に応じて、その他の粉末を含んでもよい。

−マンガン酸化物粉末−
マンガン酸化物粉末としては、目的に応じて適宜選択することができ、Ｍｎ_３Ｏ_４（酸化マンガン（ＩＩ，ＩＩＩ））及びＭｎ_２Ｏ_３（酸化マンガン（ＩＩＩ））の他、ＭｎＯ、ＭｎＯ_２、ＭｎＯ_３及びＭｎ_２Ｏ_７などＭｎ_３Ｏ_４、Ｍｎ_２Ｏ_３、などを用いることができる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
これらの中でも、Ｍｎ_３Ｏ_４粉末がより好ましい。焼結温度と融点の関係のためである。
なお、マンガン酸化物粉末の平均粒径としては、目的に応じて適宜選択することができる。Ｍｎ_３Ｏ_４粉末の平均粒径としては、市販の３μｍ〜７μｍ程度とすることができる。

−亜鉛酸化物粉末−
亜鉛酸化物粉末としては、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）粉末、過酸化亜鉛（ＺｎＯ_２）粉末、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
これらの中でも、ＺｎＯ粉末がより好ましい。焼結温度と融点の関係のためである。
なお、亜鉛酸化物粉末の平均粒径としては、目的に応じて適宜選択することができる。また、ＺｎＯ粉末の平均粒径としては、市販の１μｍ〜３μｍ程度とすることができる。

−元素Ｘを成分含有する金属粉末−
元素Ｘを成分含有する金属粉末としては、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、Ｗの単体からなる金属タングステン粉末、Ｍｏの単体からなる金属モリブデン粉末、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。ＸがＷ及びＭｏである場合には、金属タングステン粉末及び金属モリブデン粉末を共に用いる。
なお、元素Ｘを成分含有する金属粉末の平均粒径としては、目的に応じて適宜選択することができる。金属タングステン粉末の平均粒径としては、市販の２μｍ〜５μｍ程度とすることができる。また、金属モリブデン粉末の平均粒径としては、市販の１μｍ〜５μｍ程度とすることができる。

−その他の粉末−
その他の粉末としては、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、Ｃｕ、Ｍｇ、Ａｇ、Ｒｕ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｐｄ、Ｇａ、Ｔｅ、Ｖ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｔｂからなる群より選択される１種単独又は２種以上の元素の単体又は化合物からなる粉末、などが挙げられる。ここで、製造するターゲットの所望の目的に応じて、かかる粉末を混合粉末に含ませてもよい。

−混合時間−
ここで、混合粉末を１２時間以上湿式混合することが本実施形態において肝要である。混合時間を１２時間以上とすることにより、十分に混合粉末を混合することができるので、焼結中の酸化マンガンの固相反応を促進して、焼結後の酸化マンガン結晶相の残留を抑制することができる。また、上記範囲の中でも、混合時間を１６時間以上とすることが好ましく、２０時間以上とすることがより好ましく、２４時間以上とすることが最も好ましい。２４時間混合すると、混合の効果が飽和するものの、２４時間以上混合しても構わず、上限を意図するものではないが、工業的な生産性を考慮し、上限を１６８時間と設定することができる。

＜＜焼結工程（Ｓ２０）＞＞
焼結工程（Ｓ２０）は、混合工程（Ｓ１０）の後に行う工程であって、混合粉末を７００℃以上の温度で焼結する焼結工程である。

−焼結−
焼結法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、不活性ガス雰囲気中でのホットプレス、熱間等方圧加圧法（ＨＩＰ法；Hot Isostatic Pressing)、などが挙げられる。

ここで、混合粉末を７００℃以上の温度で焼結することが、本実施形態において肝要である。焼結温度を７００℃以上とすることにより、焼結後の酸化マンガン結晶相の残留を抑制することができる。

なお、焼結時間は特に限定されず、適宜選択することが可能であり、一般的に行われる１時間〜６時間程度の焼結時間とすればよい。

＜＜仕上げ加工工程（Ｓ３０）＞＞
仕上げ加工工程（Ｓ３０）は、焼結工程（Ｓ２０）の後に行う工程であって、ターゲットの被スパッタリング面を平滑にする工程である。

上記仕上げ加工工程は、平面研削機を用いて行うことができる。具体的には、ダイアモンド砥石または砥粒砥石を用いて、研削を行う。その後、スコッチブライト等の研磨用パッドにて仕上げ加工を行い、ターゲットの被スパッタリング面を平滑にする。

以上の工程を経て、ターゲットの被スパッタリング面の算術平均粗さＲａが１．５μｍ以下、または最大高さＲｙが１０μｍ以下であるＭｎ−Ｚｎ−Ｏ系スパッタリングターゲットを製造することができる。

＜＜その他の工程＞＞
その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、混合粉末の成形工程、などが挙げられる。

−成形工程−
なお、上記混合粉末の成形工程は、本発明において必須ではなく、ターゲットの形状を成形するために行われることがある。

以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

以下のとおり、元素ＸとしてＷを用い、本発明に従うターゲットとして実施例１−１〜１−２を作製し、対照用のターゲットとして比較例１−１〜１−２を作製して、異常放電の回数を評価した。
（実施例１−１）
原料粉末として、以下の粉末を用意した。
純度：９９．９％以上、平均粒径：５μｍ、Ｍｎ_３Ｏ_４粉末
純度：９９．９％以上、平均粒径：１．４μｍ、ＺｎＯ粉末
純度：９９．９％以上、平均粒径：２μｍ、Ｗ粉末
各金属元素の割合を、Ｍｎ：Ｚｎ：Ｗ＝２０：５０：３０（原子％）となるように、上記Ｍｎ_３Ｏ_４粉末、ＺｎＯ粉末及びＷ粉末を秤量した。秤量した各原料粉末と、各原料粉末の合計重量の３倍のジルコニアボール（直径５ｍｍ）と、アルコールとをポリ容器に入れ、ボールミル装置にて、湿式混合を２４時間行った。混合粉末を乾燥後、目開き５００μｍのふるいにかけた。次いで、焼結温度：９００℃、焼結時間：２時間、圧力：２００ｋｇｆ／ｃｍ^２、不活性ガス雰囲気中でホットプレスを行った。続いて、焼成により得られたターゲットの表面を平面研削機により、算術平均粗さＲａが０．５μｍ、最大高さＲｙが４μｍとなるように仕上げ加工を行った。ここで、上記算術平均粗さＲａ及び最大高さＲｙの値は、東京精密株式会社製サーフコム４８０Ａを用いて測定したものである。最後に、無酸素銅製のバッキングプレートにＩｎはんだでボンディングを行って、実施例１−１に係るターゲットを作製した。

（実施例１−２）
実施例１−１と同様にターゲットを作製した。ただし、ターゲットの被スパッタリング面の仕上げ加工は、砥粒サイズを変更することにより、表面の算術平均粗さＲａが１．５μｍ、最大高さＲｙが１０μｍとなるように行い、実施例１−２に係るターゲットを作製した。その他の条件は実施例１−１と全て同じである。

（比較例１−１）
実施例１−１と同様にターゲットを作製した。ただし、ターゲットの被スパッタリング面の仕上げ加工は、砥粒サイズを変更することにより、表面の算術平均粗さＲａが１．６μｍ、最大高さＲｙが１２μｍとなるように行い、比較例１−１に係るターゲットを作製した。その他の条件は実施例１−１と全て同じである。

（比較例１−２）
実施例１−１と同様にターゲットを作製した。ただし、ターゲットの被スパッタリング面の仕上げ加工は、砥粒サイズを変更することにより、表面の算術平均粗さＲａが１．６μｍ、最大高さＲｙが１２μｍとなるように行い、比較例１−２に係るターゲットを作製した。その他の条件は実施例１−１と全て同じである。

＜異常放電の発生回数の評価＞
以上の実施例１−１〜１−２、及び比較例１−１〜１−２に係るターゲットについて、異常放電の発生回数の評価を行った。具体的には、実施例１−１〜１−２、及び比較例１−１〜１−２に係るターゲットをスパッタリング装置に取り付け、それぞれＤＣスパッタリングを行った。すなわち、スパッタリング装置内を１×１０^−４Ｐａ以下まで真空排気し、ＡｒガスとＯ_２ガスを導入し、装置内圧力を０．３Ｐａとした。酸素の分圧（［Ｏ_２］／［Ａｒ＋Ｏ_２］）は、７０％とした。ＤＣ電源にて電力５Ｗ／ｃｍ^２を印加して、３０分間スパッタリングを行い、アーキングカウンターによりスパッタリング中の異常放電の発生回数を計測した。なお、放電直後の異常放電は除外した。得られた結果を表１に示す。

表１から、元素ＸがＷの場合、ターゲットの被スパッタリング面の算術平均粗さＲａが１．５μｍ以下、または最大高さＲｙが１０μｍ以下を満足する実施例１−１、１−２に係るターゲットは、異常放電が発生した回数は０回であり、異常放電を発生させることなくスパッタリングできることが分かる。これに対して、ターゲットの被スパッタリング面の算術平均粗さＲａが１．５μｍを超えているか、あるいは最大高さＲｙが１０μｍを超えている比較例１−１及び１−２の場合、異常放電が少なくとも３０回発生することが分かる。

以下のとおり、元素ＸとしてＭｏを用い、本発明に従うターゲットとして実施例２−１〜２−２を作製し、対照用のターゲットとして比較例２−１〜２−２を作製し、異常放電の有無を評価した。
（実施例２−１）
原料粉末として、以下の粉末を用意した。
純度：９９．９％以上、平均粒径：５μｍ、Ｍｎ_３Ｏ_４粉末
純度：９９．９％以上、平均粒径：１．４μｍ、ＺｎＯ粉末
純度：９９．９％以上、平均粒径：２μｍ、Ｍｏ粉末
各金属元素の割合を、Ｍｎ：Ｚｎ：Ｍｏ＝２０：５０：３０（原子％）となるように、上記Ｍｎ_３Ｏ_４粉末、ＺｎＯ粉末及びＷ粉末を秤量した。秤量した各原料粉末と、各原料粉末の合計重量の３倍のジルコニアボール（直径５ｍｍ）と、アルコールとをポリ容器に入れ、ボールミル装置にて、湿式混合を２４時間行った。混合粉末を乾燥後、目開き５００μｍのふるいにかけた。次いで、焼結温度：９００℃、焼結時間：２時間、圧力：２００ｋｇｆ／ｃｍ^２、不活性ガス雰囲気中でホットプレスを行った。続いて、焼成により得られたターゲットの表面を平面研削機により、算術平均粗さＲａが０．５μｍ、最大高さＲｙが４μｍとなるように仕上げ加工を行った。ここで、上記算術平均粗さＲａ及び最大高さＲｙは、東京精密株式会社製サーフコム４８０Ａを用いて測定した。最後に、無酸素銅製のバッキングプレートにＩｎはんだでボンディングを行って、実施例２−１に係るターゲットを作製した。

（実施例２−２）
実施例２−１と同様にターゲットを作製した。ただし、ターゲットの被スパッタリング面の仕上げ加工は、砥粒サイズを変更することにより、表面の算術平均粗さＲａが１．５μｍ、最大高さＲｙが１０μｍとなるように行い、実施例２−２に係るターゲットを作製した。その他の条件は実施例２−１と全て同じである。

（比較例２−１）
実施例２−１と同様にターゲットを作製した。ただし、ターゲットの被スパッタリング面の仕上げ加工は、砥粒サイズを変更することにより、表面の算術平均粗さＲａが１．６μｍ、最大高さＲｙが１２μｍとなるように行い、比較例２−１に係るターゲットを作製した。その他の条件は実施例２−１と全て同じである。

（比較例２−２）
実施例２−１と同様にターゲットを作製した。ただし、ターゲットの被スパッタリング面の仕上げ加工は、砥粒サイズを変更することにより、表面の算術平均粗さＲａが１．６μｍ、最大高さＲｙが１２μｍとなるように行い、比較例２−２に係るターゲットを作製した。その他の条件は実施例２−１と全て同じである。

＜異常放電の発生回数の評価＞
以上の実施例２−１〜２−２、及び比較例２−１〜２−２に係るターゲットについて、異常放電の発生回数の評価を行った。具体的には、実施例２−１〜２−２、及び比較例２−１〜２−２に係るターゲットをスパッタリング装置に取り付け、それぞれＤＣスパッタリングを行った。すなわち、スパッタリング装置内を１×１０^−４Ｐａ以下まで真空排気し、ＡｒガスとＯ_２ガスを導入し、装置内圧力を０．３Ｐａとした。酸素の分圧（［Ｏ_２］／［Ａｒ＋Ｏ_２］）は、７０％とした。ＤＣ電源にて電力５Ｗ／ｃｍ^２を印加して、３０分間スパッタリングを行い、アーキングカウンターによりスパッタリング中の異常放電の発生回数を計測した。なお、放電直後の異常放電は除外した。得られた結果を表２に示す。

表２から、元素ＸがＷの場合、ターゲットの被スパッタリング面の算術平均粗さＲａが１．５μｍ以下、または最大高さＲｙが１０μｍ以下を満足する実施例２−１、２−２に係るターゲットは、異常放電が発生した回数は０回であり、異常放電を発生させることなくスパッタリングできることが分かる。これに対して、ターゲットの被スパッタリング面の算術平均粗さＲａが１．５μｍを超えているか、あるいは最大高さＲｙが１０μｍを超えている比較例２−１、２−２の場合、異常放電が少なくとも２０回発生することが分かる。

本発明によれば、光情報記録媒体の記録層の形成に供して特に好適な、ＤＣスパッタリングに供することのできるＭｎ−Ｚｎ−Ｏ系スパッタリングターゲット及びその製造方法を提供することができる。

Ｓ１０・・・混合工程
Ｓ２０・・・焼結工程
Ｓ３０・・・仕上げ加工工程

Claims

Ｍｎと、Ｚｎと、Ｏと、元素Ｘ（ただし、ＸはＷおよびＭｏからなる群より選択される１種単独または２種の元素である）と、からなるＭｎ−Ｚｎ−Ｏ系スパッタリングターゲットであって、
前記ターゲットの被スパッタリング面の算術平均粗さＲａが１．５μｍ以下であり、かつ最大高さＲｙが１０μｍ以下であり、
Ｍｎと、Ｚｎと、前記元素Ｘとの合計１００原子％に対してＭｎ：４〜４０原子％、Ｚｎ：１５〜６０原子％、前記元素Ｘ：５〜４０原子％であることを特徴とするスパッタリングターゲット。
請求項１に記載のＭｎ−Ｚｎ−Ｏ系スパッタリングターゲットを製造する方法であって、
マンガン酸化物粉末と、亜鉛酸化物粉末と、前記元素Ｘを成分含有する金属粉末とを含む混合粉末を、１２時間以上湿式混合する混合工程と、
該混合工程の後、前記混合粉末を７００℃以上の温度で焼結する焼結工程と、
該焼結工程の後、前記ターゲットの被スパッタリング面を平滑にする仕上げ加工工程と、
を含むことを特徴とするスパッタリングターゲットの製造方法。