JPH01198470A - スパッタリング用ターゲットの製造方法 - Google Patents
スパッタリング用ターゲットの製造方法Info
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はスパッタリング用ターゲ°ットの製造力）去に
関する。
関する。
（従来の技術）
希土類−遷移金属系光磁気記録膜を作成する、スパッタ
リング用ターゲットは、その製造法により、鋳造ターゲ
ット、焼結ターゲット、半溶融ターゲットなどに分類さ
れる。 ここで言う、鋳・造ターゲットとは、所定
の組成を完全に溶解し鋳造した鋳塊を外形加工したもの
であり、焼結ターゲットとは、前記の鋳塊を粉砕し焼結
似て所定の形状にしたものである。半溶融ターゲットと
は、特開昭 ６１−９９６４０に示すものである。
リング用ターゲットは、その製造法により、鋳造ターゲ
ット、焼結ターゲット、半溶融ターゲットなどに分類さ
れる。 ここで言う、鋳・造ターゲットとは、所定
の組成を完全に溶解し鋳造した鋳塊を外形加工したもの
であり、焼結ターゲットとは、前記の鋳塊を粉砕し焼結
似て所定の形状にしたものである。半溶融ターゲットと
は、特開昭 ６１−９９６４０に示すものである。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら前述の焼結ターゲットは、本質的に酸素量
を多く含み（２０００ｐｐｍが限界）、酸化され易い希
土類−遷移金属には適していない。
を多く含み（２０００ｐｐｍが限界）、酸化され易い希
土類−遷移金属には適していない。
一方鋳造法は含有酸素量も少なく （５００ｐｐｍ程度
）好ましいが、成膜面内にて組成分布が生じると言う問
題点を有する。
）好ましいが、成膜面内にて組成分布が生じると言う問
題点を有する。
また半溶融法で作成したターゲットは基盤面内で組成分
布が生じにくいという特徴があるが、半溶融法も基本的
には焼結による方法であるため金属組織は密な状態にな
っておらず表面積が大きいため、大気中に放置された場
合はターゲット表面層が酸化され易く予備スパッタリン
グでは表面層がクリーニングできないほどの酸化層とな
ってしまう。
布が生じにくいという特徴があるが、半溶融法も基本的
には焼結による方法であるため金属組織は密な状態にな
っておらず表面積が大きいため、大気中に放置された場
合はターゲット表面層が酸化され易く予備スパッタリン
グでは表面層がクリーニングできないほどの酸化層とな
ってしまう。
そこで本発明はこの様な問題点を解決するもので、その
目的とするところは従来の鋳造合金ターゲットが持つ成
膜面内で組成分布が生じると言う欠点を克服する希土類
遷移金属系ターゲットを提供するところにある。
目的とするところは従来の鋳造合金ターゲットが持つ成
膜面内で組成分布が生じると言う欠点を克服する希土類
遷移金属系ターゲットを提供するところにある。
（課題を解決するための手段）
そこで本発明は、この様な問題点を解決するもので
（１）希土類金属をＲＥ、 遷移金属を ＴＭで表わ
したとき （ａ）！成の原子比が ＲＥｘＴＭｓ−ｘ （０，３３＜ｘ≦１） なる合金と、微細に分割されたＴＭの粉末を坩堝中に充
填し くｂ）この坩堝中にて上記混合物を加熱溶解しくｃ）上
記溶解物中の７Ｍ粉末が全量溶解する以前に鋳型に注湯
鋳造することを特徴とし、（２）前項記載希土類金属（
ＲＥ）の主たる組成が、Ｇｄ、Ｔ、ｂ、ＤＶののうち少
なくとも１種以上の重希土類金属を含み、ｉ移金属（Ｔ
Ｍ）の主たる組成がＦｅ、 Ｃｏ、 Ｎｉのうち少
なくとも１種以上を含むことを特徴とする。
したとき （ａ）！成の原子比が ＲＥｘＴＭｓ−ｘ （０，３３＜ｘ≦１） なる合金と、微細に分割されたＴＭの粉末を坩堝中に充
填し くｂ）この坩堝中にて上記混合物を加熱溶解しくｃ）上
記溶解物中の７Ｍ粉末が全量溶解する以前に鋳型に注湯
鋳造することを特徴とし、（２）前項記載希土類金属（
ＲＥ）の主たる組成が、Ｇｄ、Ｔ、ｂ、ＤＶののうち少
なくとも１種以上の重希土類金属を含み、ｉ移金属（Ｔ
Ｍ）の主たる組成がＦｅ、 Ｃｏ、 Ｎｉのうち少
なくとも１種以上を含むことを特徴とする。
（作用）
従来より実験室で用いられているＴＭツタ−ゲット上Ｒ
Ｅチップを配して成膜する複合ターゲット方式の場合、
基盤面内の組成分布は完全溶融の鋳造合金ターゲットの
それとは逆の傾向を示す。
Ｅチップを配して成膜する複合ターゲット方式の場合、
基盤面内の組成分布は完全溶融の鋳造合金ターゲットの
それとは逆の傾向を示す。
つまり複合ターゲットの場合は、ターゲットの直上にな
るほどＲＥが多く側面はどＴＭが多い。
るほどＲＥが多く側面はどＴＭが多い。
一方鋳造合金ターゲットのそれは、ターゲットの直上に
なるほどＴＭが多く、側面はどＲＥが多い。
なるほどＴＭが多く、側面はどＲＥが多い。
このことからターゲットの金属組織に出現している金属
相によりＲＥとＴＭのスパッタ粒子の飛び方に違いがあ
ることがわかる。
相によりＲＥとＴＭのスパッタ粒子の飛び方に違いがあ
ることがわかる。
従ってターゲット金属組織中にＲＥ、ＴＭ単相およびＲ
Ｅ−ＴＭ合金相を適度な割合で出現させ混在させること
により、基盤面内で組成分布のない均一な成膜が可能と
なる。
Ｅ−ＴＭ合金相を適度な割合で出現させ混在させること
により、基盤面内で組成分布のない均一な成膜が可能と
なる。
（実施例）
（実施例１）
実施例により本発明の効果を述べる。まず原料として組
成の原子比がＴ ｂ Ｔ２Ｆ ６２８．２ＣＯｔ、ｅな
る合金を作成する。また平均粒径が１００μｍのＦ ｅ
ｓ３．ｅｃ Ｏｅ、ａアトマイズ粉末を用意する。
成の原子比がＴ ｂ Ｔ２Ｆ ６２８．２ＣＯｔ、ｅな
る合金を作成する。また平均粒径が１００μｍのＦ ｅ
ｓ３．ｅｃ Ｏｅ、ａアトマイズ粉末を用意する。
次に上記合金と粉末を原子比で、合金が３０゜６、粉末
が６９．４となるように用意して、坩堝中に充填する。
が６９．４となるように用意して、坩堝中に充填する。
この坩堝を真空溶解炉に入れ誘導加熱する。Ｔ ｂｖ２
Ｆ ｅ２ｅ、２ｃ ｏｔ、ｅ合金は融点が低いため約８
５０℃以上になると溶解しＦｅｅｚ、ｅＣＯｅ、ａ粉末
に浸透し攪拌する。この合金の融液と粉末の混合体は粘
性が高いため坩堝より流出しずらい。このため混合体の
温度を上げ粘性を下げ、粉末が溶解する前に鋳型に注湯
した。
Ｆ ｅ２ｅ、２ｃ ｏｔ、ｅ合金は融点が低いため約８
５０℃以上になると溶解しＦｅｅｚ、ｅＣＯｅ、ａ粉末
に浸透し攪拌する。この合金の融液と粉末の混合体は粘
性が高いため坩堝より流出しずらい。このため混合体の
温度を上げ粘性を下げ、粉末が溶解する前に鋳型に注湯
した。
このようにしてできた鋳造合金の金属組織の模式図第１
図に示す。組織中には遷移金属（Ｆｅｓｓ、ｅＣｏｅ、
ａ） の単独相１０１． 希土類金属（Ｔｂ）の単独
相１０２、遷移金属と希土類金属の合金相１０３が混在
する。
図に示す。組織中には遷移金属（Ｆｅｓｓ、ｅＣｏｅ、
ａ） の単独相１０１． 希土類金属（Ｔｂ）の単独
相１０２、遷移金属と希土類金属の合金相１０３が混在
する。
このＴ ｂ Ｆ ｅ Ｃｏインゴットを外形加工し作成
したターゲットを第２図に示すようなスパッタリング装
置に装着、成膜し、その磁気特性及び組成分布を調べて
みた。第２図中２０１がスパッタリングターゲットであ
り２０２が基盤ホルダー（３００φ）である。成膜条件
は、Ａｒ圧２．５ｍＴＯｒ ｒｓ 初期真空度３Ｘ１０
−’Ｔｏｒｒ、 投入電力はＤＣ電源を用い１、ＯＡ、
３４０Ｖで行なった。第三図に本発明ターゲットを用い
た基板内組成分布及び磁気特性分布図である。この図に
示すように組成は、ＲＥが２２．０−２２．５ａｔ％で
均一であり、磁気特性もＨｅが１４．７−１５゜５ｋＯ
ｅで均一である。基板ホルダー内に殆どと言って良い程
均−な膜が成膜できている。またこのターゲットは希土
類金属をインゴットの形で供給し粉末としないため含有
酸素量は少なく６００ｐｐｍであった。
したターゲットを第２図に示すようなスパッタリング装
置に装着、成膜し、その磁気特性及び組成分布を調べて
みた。第２図中２０１がスパッタリングターゲットであ
り２０２が基盤ホルダー（３００φ）である。成膜条件
は、Ａｒ圧２．５ｍＴＯｒ ｒｓ 初期真空度３Ｘ１０
−’Ｔｏｒｒ、 投入電力はＤＣ電源を用い１、ＯＡ、
３４０Ｖで行なった。第三図に本発明ターゲットを用い
た基板内組成分布及び磁気特性分布図である。この図に
示すように組成は、ＲＥが２２．０−２２．５ａｔ％で
均一であり、磁気特性もＨｅが１４．７−１５゜５ｋＯ
ｅで均一である。基板ホルダー内に殆どと言って良い程
均−な膜が成膜できている。またこのターゲットは希土
類金属をインゴットの形で供給し粉末としないため含有
酸素量は少なく６００ｐｐｍであった。
（比較例１）
一方、比較のために従来の方法でＴｂＦｅＣ。
ターゲットを作成した。まずＴｂ、Ｆｅ、Ｃｏ金属原料
をＴｂ２２ＦｅｖｓＣ０５となるように坩堝中にて溶解
して、そして鋳型に注湯鋳造した。この様にして作成し
た鋳塊を切断研磨して直径４インチ厚さ６ｍｍの寸法の
ターゲットに作成した。第４図にこの従来の製造方法に
よる鋳造合金ＴｂＦｅＣｏターゲットを用いた基盤ホル
ダー内組成分布及び磁気特性分布図を示す。この図に示
すように組成はＲＥが２２．８−１９．８ａｔ％で基盤
ホルダー中心へいくほどＲＥが多く、逆にホルダー外周
へ行くほどＲＥが少なくなっている。また磁気特性もＨ
ｅが１ｌ−１７ｋＯｅとホルダー中心へ行くほど）ｌｃ
が大きくなっている。これは組成分布と一致する。つま
り従来の方法による鋳造合金ＴｂＦｅＣｏターゲットは
ターゲットの上方向はどＴＭ（遷移金属）がとびやすく
、横方向はどＲＥがとびやすい特性を示し、基盤ホルダ
ー内で組成分布を生じさせてしまう。
をＴｂ２２ＦｅｖｓＣ０５となるように坩堝中にて溶解
して、そして鋳型に注湯鋳造した。この様にして作成し
た鋳塊を切断研磨して直径４インチ厚さ６ｍｍの寸法の
ターゲットに作成した。第４図にこの従来の製造方法に
よる鋳造合金ＴｂＦｅＣｏターゲットを用いた基盤ホル
ダー内組成分布及び磁気特性分布図を示す。この図に示
すように組成はＲＥが２２．８−１９．８ａｔ％で基盤
ホルダー中心へいくほどＲＥが多く、逆にホルダー外周
へ行くほどＲＥが少なくなっている。また磁気特性もＨ
ｅが１ｌ−１７ｋＯｅとホルダー中心へ行くほど）ｌｃ
が大きくなっている。これは組成分布と一致する。つま
り従来の方法による鋳造合金ＴｂＦｅＣｏターゲットは
ターゲットの上方向はどＴＭ（遷移金属）がとびやすく
、横方向はどＲＥがとびやすい特性を示し、基盤ホルダ
ー内で組成分布を生じさせてしまう。
（実施例２）
次に原料として組成の原子比がＤ ｙｖ２Ｆ ｅ２６．
２Ｃｏｔ、９なる合金を作成する。また平均粒径が１０
０μｍのＦ ｅｓ３．ｅｃ ０１１．４アトマイズ粉末
を用意する。
２Ｃｏｔ、９なる合金を作成する。また平均粒径が１０
０μｍのＦ ｅｓ３．ｅｃ ０１１．４アトマイズ粉末
を用意する。
次に上記合金と粉末を原子比で、合金が３０゜６、粉末
が６９．４となるように用意して、坩堝中に充填する。
が６９．４となるように用意して、坩堝中に充填する。
この坩堝を真空溶解炉に入れ誘導加熱する。Ｄ ｙｖ２
Ｆ ｅ２ａ、２ｃ ｏｉ、ｅ合金は融点が低いため約９
００℃以上になると溶解しＦｅ９３．ａＣＯｅ、ａ粉末
に浸透し攪拌する。この合金も（実施例１）と同様、融
液と粉末の混合体は粘性が高いため坩堝より流出しずら
い。このため混合体の温度を上げ粘性を下げ、粉末が溶
解する前に鋳型に注湯した。
Ｆ ｅ２ａ、２ｃ ｏｉ、ｅ合金は融点が低いため約９
００℃以上になると溶解しＦｅ９３．ａＣＯｅ、ａ粉末
に浸透し攪拌する。この合金も（実施例１）と同様、融
液と粉末の混合体は粘性が高いため坩堝より流出しずら
い。このため混合体の温度を上げ粘性を下げ、粉末が溶
解する前に鋳型に注湯した。
このＩ）ｙｐｅｃｏインゴットをスパッタリングターゲ
ットとし実施例１と同じ成膜装置成膜方法で、基板ホル
ダー内の組成分布と磁気特性分布を評価した結果、ＲＥ
が２２．０−２２．５ａｔ％であり均一であり、磁気特
性もＨｅが１２．０−１３．０ｋＯｅで均一であった。
ットとし実施例１と同じ成膜装置成膜方法で、基板ホル
ダー内の組成分布と磁気特性分布を評価した結果、ＲＥ
が２２．０−２２．５ａｔ％であり均一であり、磁気特
性もＨｅが１２．０−１３．０ｋＯｅで均一であった。
含有酸素量は６１０ｐｐｍであった。
（比較例２）
一方、比較のために従来の方法でＤｙＦｅＣ。
ターゲットを作成した。まずＤ ｙＳＦ ｅｓ Ｃｏ
金属原料をＤ ｙ２２Ｆｅｖ３ＣＯｓとなるように坩堝
中にて溶解して、そして鋳型に注湯鋳造した。この様に
して作成した鋳塊を切断研磨して直径４インチ厚さ６ｍ
ｍの寸法のターゲットに作成した。
金属原料をＤ ｙ２２Ｆｅｖ３ＣＯｓとなるように坩堝
中にて溶解して、そして鋳型に注湯鋳造した。この様に
して作成した鋳塊を切断研磨して直径４インチ厚さ６ｍ
ｍの寸法のターゲットに作成した。
このＤｙＦｅＣｏインゴットをスパッタリングターゲッ
トとし実施例１と同じ成膜装置成膜方法で、基板ホルダ
ー内の組成分布と磁気特性分布を評価した結果、ＲＥが
２２．９１９．５ａｔ％で基盤ホルダー中心へいくほど
ＲＥが多く、逆にホルダー外周へ行くほどＲＥが少なく
なっている。
トとし実施例１と同じ成膜装置成膜方法で、基板ホルダ
ー内の組成分布と磁気特性分布を評価した結果、ＲＥが
２２．９１９．５ａｔ％で基盤ホルダー中心へいくほど
ＲＥが多く、逆にホルダー外周へ行くほどＲＥが少なく
なっている。
また磁気特性もＨｅが７−１８ｋＯｅとホルダー中心へ
行くほどＨｅが大きくなっている。
行くほどＨｅが大きくなっている。
（実施例３）
次に原料として組成の原子比がＴ ｂ３ｅＧ ｄ３ｅＦ
ｅ ２Ｂ、２ＣＯ１，８なる合金を作成する。また平均
粒径カ月００μｍのＦ ｅ ｓａ、ａ Ｃｏ ６．４ア
トマイズ粉末を用意する。
ｅ ２Ｂ、２ＣＯ１，８なる合金を作成する。また平均
粒径カ月００μｍのＦ ｅ ｓａ、ａ Ｃｏ ６．４ア
トマイズ粉末を用意する。
次に上記合金と粉末を原子比で、合金が３０゜６、粉末
が６９．４となるように用意して、坩堝中に充填する。
が６９．４となるように用意して、坩堝中に充填する。
この坩堝を真空溶解炉に入れ誘導加熱する＊ Ｔ ｂ
３ｅＧ ｄｓａＦ ｅ２ｅ、２ｃ Ｑ＋、ｅ合金は・約
９００℃以上になると溶解しＦ ｅ ｓｓ、ｅＣＯｅ、
４粉末に浸透し攪拌する。この合金も（実施例１）と同
様、融液と粉末の混合体は粘性が高いため坩堝より流出
しすらい。このため混合体の温度を上げ粘性を下げ、粉
末が溶解する前に鋳型に注湯鋳造した。
３ｅＧ ｄｓａＦ ｅ２ｅ、２ｃ Ｑ＋、ｅ合金は・約
９００℃以上になると溶解しＦ ｅ ｓｓ、ｅＣＯｅ、
４粉末に浸透し攪拌する。この合金も（実施例１）と同
様、融液と粉末の混合体は粘性が高いため坩堝より流出
しすらい。このため混合体の温度を上げ粘性を下げ、粉
末が溶解する前に鋳型に注湯鋳造した。
このＴｂＧｄＦｅＣｏインゴットをスパッタリングター
ゲットとし実施例１と同じ成膜装置成膜方法で、基板ホ
ルダー内の組成分布と磁気特性分布を評価した結果、Ｒ
Ｅが２２． ０−２２． ５ａｔ％であり均一であり、
磁気特性もＨｅが１２゜０−１３．０ｋＯｅで均一であ
った。含有酸素量は少なく６００ｐｐｍである。
ゲットとし実施例１と同じ成膜装置成膜方法で、基板ホ
ルダー内の組成分布と磁気特性分布を評価した結果、Ｒ
Ｅが２２． ０−２２． ５ａｔ％であり均一であり、
磁気特性もＨｅが１２゜０−１３．０ｋＯｅで均一であ
った。含有酸素量は少なく６００ｐｐｍである。
これら実施例１． ２． ３に示した組成系以外に、Ｔ
ｂＤｙＦｅＣｏ、ＤｙＧｄＦｅＣｏ、ＴｂＤｙＦｅ等の
組成系についても本発明の効果が存在することを確認し
た。
ｂＤｙＦｅＣｏ、ＤｙＧｄＦｅＣｏ、ＴｂＤｙＦｅ等の
組成系についても本発明の効果が存在することを確認し
た。
（発明の効果）
このように本発明を用いれば、ターゲット中の酸素量が
少ないという鋳造合金の特性を保ったまま成膜面内で組
成分布ができないという効果を有する。
少ないという鋳造合金の特性を保ったまま成膜面内で組
成分布ができないという効果を有する。
また、ＲＥ、ＴＭ金合金組成の原子比をＲＥ ｘ Ｔ
Ｍ １− ｘ （０，３３＜ｘ≦１） に設定し合金の融点を下げることにより、ＴＭの粉末と
合金融液の混合体の温度を下げ反応速度を遅らせること
を可能にし、ＴＭ粉末が完全に融液に溶解する以前に鋳
造する事が可能になった。
Ｍ １− ｘ （０，３３＜ｘ≦１） に設定し合金の融点を下げることにより、ＴＭの粉末と
合金融液の混合体の温度を下げ反応速度を遅らせること
を可能にし、ＴＭ粉末が完全に融液に溶解する以前に鋳
造する事が可能になった。
第１図は本発明ターゲットの表面組織の模式図。
第２図はスパッタリング装置の概略図。
第３図は本発明ターゲットを用いた基板ホルダー内組成
分布及び磁気特性分布図。 第４図は従来の製造方法による鋳造合金ターゲットを用
いた基板ホルダー内組成分布及び磁気特性分布図。 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 最上 務・’ｔ、−：ｉ１名ニイｆ
７ １ 基 基第４！！ｌ
分布及び磁気特性分布図。 第４図は従来の製造方法による鋳造合金ターゲットを用
いた基板ホルダー内組成分布及び磁気特性分布図。 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 最上 務・’ｔ、−：ｉ１名ニイｆ
７ １ 基 基第４！！ｌ
Claims (2)
- （１）希土類金属をＲＥ、遷移金属をＴＭで表わしたと
き （ａ）組成の原子比が ＲＥ＿ｘＴＭ＿１＿−ｘ （０．３３＜ｘ≦１） なる合金と、微細に分割されたＴＭの粉末を坩堝中に充
填し （ｂ）この坩堝中にて上記混合物を加熱溶解し （ｃ）上記溶解物中のＴＭ粉末が全量溶解する以前に鋳
型に注湯鋳造することを特徴とする スパッタリング用ターゲットの製造方法。 - （２）前項記載希土類金属（ＲＥ）の主たる組成が、Ｇ
ｄ、Ｔｂ、Ｄｙののうち少なくとも１種以上の重希土類
金属を含み、遷移金属（ＴＭ）の主たる組成がＦｅ、Ｃ
ｏ、Ｎｉのうち少なくとも１種以上を含むことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載のスパッタリング用ター
ゲットの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2314888A JPH01198470A (ja) | 1988-02-03 | 1988-02-03 | スパッタリング用ターゲットの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2314888A JPH01198470A (ja) | 1988-02-03 | 1988-02-03 | スパッタリング用ターゲットの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01198470A true JPH01198470A (ja) | 1989-08-10 |
Family
ID=12102486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2314888A Pending JPH01198470A (ja) | 1988-02-03 | 1988-02-03 | スパッタリング用ターゲットの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01198470A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5338331A (en) * | 1991-06-12 | 1994-08-16 | Mitsubishi Materials Corporation | Low-permeability high-strength target material for the formation of thin magnetooptical recording films |
-
1988
- 1988-02-03 JP JP2314888A patent/JPH01198470A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5338331A (en) * | 1991-06-12 | 1994-08-16 | Mitsubishi Materials Corporation | Low-permeability high-strength target material for the formation of thin magnetooptical recording films |
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