JP6971901B2 - スパッタリングターゲット - Google Patents
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Description
なお、以下の説明において、「スパッタリングターゲット」を、単に「ターゲット」と略記するところがあるが、実質的に同一のことを意味するものである。念のため申し添える。
また、近年実用化された垂直磁気記録方式を採用するハードディスクの記録層には、Coを主成分とするCo−Cr−Pt系の強磁性合金と非磁性の無機物からなる複合材料が多く用いられている。
(1)Coが50〜90at%であり、Ruが10〜50at%であり、残部が不純物からなるスパッタリングターゲットであって、前記不純物のうち、酸素が10000wtppmを超え、炭素が50wtppm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。
(2)前記不純物のうち、炭素が30wtppm以下であることを特徴とする(1)に記載のスパッタリングターゲット。
(3)さらにCr、Ti、Si、Ta、及びBよりなる群から選択される1種以上の元素と、酸化物の形態として存在する酸素を含み、前記Cr、Ti、Si、Ta、及びBよりなる群から選択される1種以上の元素及び前記酸化物の形態として存在する酸素の量がそれぞれ1at%以上であることを特徴とする(1)又は(2)に記載のスパッタリングターゲット。
(4)理論密度に対する相対密度が98.0%以上であることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載のスパッタリングターゲット。
上記Ruについては、10at%以上から磁性薄膜の効果を得ることができるので、下限値を前記の通りとした。一方、Ruが多すぎると、磁性材としての特性上好ましくないので、上限値を50at%とした。
酸素濃度は、上記試料を酸素・窒素同時分析装置[LECO社製、TC−600]を用いて、不活性ガス溶融法により測定できる。
なお、酸化物の形態として存在する酸素は、不純物としての酸素ではない。
式:計算密度=Σ(構成成分の分子量×構成成分のモル比)/Σ(構成成分の分子量×構成成分のモル比/構成成分の文献値密度)
ここでΣは、ターゲットの構成成分の全てについて、和をとることを意味する。
本発明のタングステンスパッタリングターゲットは、上述した各特性を有しているものであれば、製造方法は特に限定されるものではないが、このような特性を有するスパッタリングターゲットを得る手段として、粉末焼結法を用いて、例えば、以下の方法によって作製することができる。まず、CoとRuとが互いに分散し合っている粒子粉末を作製し、そしてこれらを所望のターゲット組成になるように秤量し、焼結用の粉末とする。これをホットプレス等で焼結し、本発明のスパッタリングターゲットを作製することができる。
原料粉末として、平均粒径3μmのCo粉末、平均粒径3μmのCr粉末、平均粒径3μmのRu粉末、平均粒径1μmのTiO2粉末を用意した。
これらの粉末をターゲットの組成が50Co−20Cr−20Ru−10TiO2(mol%)となるように、Co粉末58.24wt%、Cr粉末3.43wt%、Ru粉末26.64wt%、TiO2粉末7.01wt%の重量比率で秤量した。
さらにこれらの焼結体を、平面研削盤を用いて研削加工して直径が180mm、厚さが5mmの円盤状のターゲットを得た。
炭素濃度は、各スパッタリングターゲットの円中心部から直径100mm×厚さ0.1mm分の切粉を旋盤で採取し、この試料を炭素分析装置[LECO社製、CSLS600]を用いて、不活性ガス溶融法により測定した。
酸素濃度は、上記試料を酸素・窒素同時分析装置[LECO社製、TC−600]を用いて、不活性ガス溶融法により測定した。
次にこのターゲットをDCマグネトロンスパッタ装置に取り付けスパッタリングを行った。スパッタ条件は、スパッタパワー1.0kW、Arガス圧1.7Paとし、スパッタ時間20秒として、4インチ径のシリコン基板上へスパッタした。そして基板上へ付着したパーティクルの個数をパーティクルカウンターで測定した。このスパッタリングは、ターゲットライフが3kWhr以上になるように実施し、各時点におけるパーティクル発生数を測定した。
原料粉末として、平均粒径3μmのCo粉末、平均粒径3μmのB粉末、平均粒径3μmのRu粉末、平均粒径1μmのSiO2粉末を用意した。
これらの粉末をターゲットの組成が78Co−10B−10Ru−2SiO2(mol%)となるように、Co粉末78.77wt%、B粉末1.85wt%、Ru粉末17.32wt%、SiO2粉末2.06wt%の重量比率で秤量した。
さらにこれらの焼結体を、平面研削盤を用いて研削加工して直径が180mm、厚さが5mmの円盤状のターゲットを得た。
炭素濃度は、各スパッタリングターゲットの円中心部から直径100mm×厚さ0.1mm分の切粉を旋盤で採取し、この試料を炭素分析装置[LECO社製、CSLS600]を用いて、不活性ガス溶融法により測定した。
酸素濃度は、上記試料を酸素・窒素同時分析装置[LECO社製、TC−600]を用いて、不活性ガス溶融法により測定した。
次にこのターゲットをDCマグネトロンスパッタ装置に取り付けスパッタリングを行った。スパッタ条件は、スパッタパワー1.0kW、Arガス圧1.7Paとし、スパッタ時間20秒として、4インチ径のシリコン基板上へスパッタした。そして基板上へ付着したパーティクルの個数をパーティクルカウンターで測定した。このスパッタリングは、ターゲットライフが3kWhr以上になるように実施し、各時点におけるパーティクル発生数を測定した。
原料粉末として、平均粒径3μmのCo粉末、平均粒径3μmのRu粉末、平均粒径1μmのCoO粉末を用意した。
これらの粉末をターゲットの組成が80Co−10Ru−10CoO(mol%)となるように、Co粉末72.82wt%、Ru粉末15.61wt%、CoO粉末11.57wt%の重量比率で秤量した。
さらにこれらの焼結体を、平面研削盤を用いて研削加工して直径が180mm、厚さが5mmの円盤状のターゲットを得た。
炭素濃度は、各スパッタリングターゲットの円中心部から直径100mm×厚さ0.1mm分の切粉を旋盤で採取し、この試料を炭素分析装置[LECO社製、CSLS600]を用いて、不活性ガス溶融法により測定した。
酸素濃度は、上記試料を酸素・窒素同時分析装置[LECO社製、TC−600]を用いて、不活性ガス溶融法により測定した。
次にこのターゲットをDCマグネトロンスパッタ装置に取り付けスパッタリングを行った。スパッタ条件は、スパッタパワー1.0kW、Arガス圧1.7Paとし、スパッタ時間20秒として、4インチ径のシリコン基板上へスパッタした。そして基板上へ付着したパーティクルの個数をパーティクルカウンターで測定した。このスパッタリングは、ターゲットライフが3kWhr以上になるように実施し、各時点におけるパーティクル発生数を測定した。
原料粉末として、平均粒径3μmのCo粉末、平均粒径3μmのRu粉末、平均粒径1μmのCr2O3粉末を用意した。
これらの粉末をターゲットの組成が50Co−45Ru−5Cr2O3(mol%)となるように、Co粉末35.70wt%、Ru粉末55.10wt%、Cr2O3粉末9.20wt%の重量比率で秤量した。
さらにこれらの焼結体を、平面研削盤を用いて研削加工して直径が180mm、厚さが5mmの円盤状のターゲットを得た。
炭素濃度は、各スパッタリングターゲットの円中心部から直径100mm×厚さ0.1mm分の切粉を旋盤で採取し、この試料を炭素分析装置[LECO社製、CSLS600]を用いて、不活性ガス溶融法により測定した。
酸素濃度は、上記試料を酸素・窒素同時分析装置[LECO社製、TC−600]を用いて、不活性ガス溶融法により測定した。
次にこのターゲットをDCマグネトロンスパッタ装置に取り付けスパッタリングを行った。スパッタ条件は、スパッタパワー1.0kW、Arガス圧1.7Paとし、スパッタ時間20秒として、4インチ径のシリコン基板上へスパッタした。そして基板上へ付着したパーティクルの個数をパーティクルカウンターで測定した。このスパッタリングは、ターゲットライフが3kWhr以上になるように実施し、各時点におけるパーティクル発生数を測定した。
一方、比較例1では、炭素量が380wtppmであるので、スパッタリング開始後にパーティクル数が爆発的に増加した。
比較例2では、炭素量が80wtppmであるので、スパッタリング開始後にパーティクル数が爆発的に増加した。
比較例3では、炭素量が100wtppmであるので、スパッタリング開始後にパーティクル数が爆発的に増加した。
比較例4では、炭素量が140wtppmであるので、スパッタリング開始後にパーティクル数が爆発的に増加した。
Claims (4)
- Coが50〜90at%であり、Ruが10〜50at%であり、残部が不純物からなるスパッタリングターゲットであって、前記不純物のうち、酸素が10000wtppmを超え、炭素が50wtppm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。
- 前記不純物のうち、炭素が30wtppm以下であることを特徴とする請求項1に記載のスパッタリングターゲット。
- さらにCr、Ti、Si、Ta、及びBよりなる群から選択される1種以上の元素と、酸化物の形態として存在する酸素を含み、前記Cr、Ti、Si、Ta、及びBよりなる群から選択される1種以上の元素及び前記酸化物の形態として存在する酸素の量がそれぞれ1at%以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載のスパッタリングターゲット。
- 理論密度に対する相対密度が98.0%以上であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のスパッタリングターゲット。
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