JPH03115564A - スパッタリングターゲット材の製造方法 - Google Patents
スパッタリングターゲット材の製造方法Info
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- JPH03115564A JPH03115564A JP25093889A JP25093889A JPH03115564A JP H03115564 A JPH03115564 A JP H03115564A JP 25093889 A JP25093889 A JP 25093889A JP 25093889 A JP25093889 A JP 25093889A JP H03115564 A JPH03115564 A JP H03115564A
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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〉
この発明は、マグネトロンスパッタリング用として好適
な磁性膜形成用スパッタリングターゲット材の製造方法
に関するものである。
な磁性膜形成用スパッタリングターゲット材の製造方法
に関するものである。
〈従来技術とその課題〉
近年、エネルギー効率や生産性等の面での有利さが買わ
れて、薄膜形成手段としてマグネトロンスパッタリング
法が広く適用されるようになってきたが、このマグネト
ロンスパッタリング法は、ターゲットの裏側に配置した
磁石によってターゲット表面に漏洩磁界を発生させ、そ
の漏洩磁界によりプラズマをターゲット表面に高密度で
収束させスパッタリング速度の大幅な向上等を図ったも
のである。
れて、薄膜形成手段としてマグネトロンスパッタリング
法が広く適用されるようになってきたが、このマグネト
ロンスパッタリング法は、ターゲットの裏側に配置した
磁石によってターゲット表面に漏洩磁界を発生させ、そ
の漏洩磁界によりプラズマをターゲット表面に高密度で
収束させスパッタリング速度の大幅な向上等を図ったも
のである。
ところが、このマグネトロンスパッタリング法には、タ
ーゲツト材として例えばＣｏ基合金のような強磁性体を
使用した場合、前記磁石から発生する磁束の殆んどが強
磁性体であるターゲットに吸収されて該ターゲット表面
に十分な漏洩磁界を生じな（なり、そのため漏洩磁界に
よるプラズマの収束作用が期待できずにスパッタリング
効率の悪化やターゲットの不均一消耗を招くとの問題が
指摘されていた。従って、強磁性体をターゲツト材とす
る場合には、ターゲットが磁気的に飽和する以上の強い
磁力の磁石を用い、ターゲット表面から飽和状態を超え
て磁束の漏洩が起きるようにする対策を必要としていた
。
ーゲツト材として例えばＣｏ基合金のような強磁性体を
使用した場合、前記磁石から発生する磁束の殆んどが強
磁性体であるターゲットに吸収されて該ターゲット表面
に十分な漏洩磁界を生じな（なり、そのため漏洩磁界に
よるプラズマの収束作用が期待できずにスパッタリング
効率の悪化やターゲットの不均一消耗を招くとの問題が
指摘されていた。従って、強磁性体をターゲツト材とす
る場合には、ターゲットが磁気的に飽和する以上の強い
磁力の磁石を用い、ターゲット表面から飽和状態を超え
て磁束の漏洩が起きるようにする対策を必要としていた
。
しかし、この対策はターゲットの肉厚が薄い場合には有
効であるものの、使用するターゲットが厚くなると磁気
的に飽和し難くなるので十分な漏洩磁界の形成が期待で
きず、根本的な解決策となるものではなかった。
効であるものの、使用するターゲットが厚くなると磁気
的に飽和し難くなるので十分な漏洩磁界の形成が期待で
きず、根本的な解決策となるものではなかった。
ところで、従来、ハードディスク等の磁気記録媒体をマ
グネトロンスパッタリング法によって製造する際に使用
されていた強磁性体ターゲット、例えばＣｏ基合金ター
ゲットとしては、真空溶解炉で溶製されたＣｏ基合金を
高温相である（ｃｃ単相の領域から放冷（溶製したＣｏ
基合金を鋳造後そのまま放冷するか、或いはＣｏ基基合
金鋳塊鍛造・圧延等の熱間加工を施した後に放冷）して
変態させ、一部を低温和であるｈｃｐ相としたものが使
用されていたが、最近、上述した問題を解消すべく、熱
間加工、歪取り焼鈍を行ったＣｏ基合金に加工率１０〜
７０％の冷間加工を施すことから成るＣｏ基合金ターゲ
ツト材の製造方法が提案された（特開平１−１３２７５
７号）。
グネトロンスパッタリング法によって製造する際に使用
されていた強磁性体ターゲット、例えばＣｏ基合金ター
ゲットとしては、真空溶解炉で溶製されたＣｏ基合金を
高温相である（ｃｃ単相の領域から放冷（溶製したＣｏ
基合金を鋳造後そのまま放冷するか、或いはＣｏ基基合
金鋳塊鍛造・圧延等の熱間加工を施した後に放冷）して
変態させ、一部を低温和であるｈｃｐ相としたものが使
用されていたが、最近、上述した問題を解消すべく、熱
間加工、歪取り焼鈍を行ったＣｏ基合金に加工率１０〜
７０％の冷間加工を施すことから成るＣｏ基合金ターゲ
ツト材の製造方法が提案された（特開平１−１３２７５
７号）。
これは、ターゲツト材の最大ｍｌ率（μ、）を小さくし
てターゲツト材中を磁束が通り難くし、ターゲツト材が
厚くなってもその表面からの磁束の漏洩が確保されるよ
うにしようとの考え方に基づいたものである。即ち、最
大透磁率（μ、）は材料中の内部エネルギーを大きくす
れば低下するが、冷間加工を施すとターゲツト材中に内
部歪が導入されて内部欠陥の増大をもたらし、その最大
透磁率（μ、）が低下する。そのため、冷間加工を施す
ことで最大透磁率（μ、）の小さいＣｏ基合金ターゲツ
ト材を得ようとしたのが前記提案であった。
てターゲツト材中を磁束が通り難くし、ターゲツト材が
厚くなってもその表面からの磁束の漏洩が確保されるよ
うにしようとの考え方に基づいたものである。即ち、最
大透磁率（μ、）は材料中の内部エネルギーを大きくす
れば低下するが、冷間加工を施すとターゲツト材中に内
部歪が導入されて内部欠陥の増大をもたらし、その最大
透磁率（μ、）が低下する。そのため、冷間加工を施す
ことで最大透磁率（μ、）の小さいＣｏ基合金ターゲツ
ト材を得ようとしたのが前記提案であった。
しかしながら、上記提案になる方法では確かに従来の熱
間加工材等に比べて改善された漏洩磁界発生傾向を示す
Ｃｏ基ターゲット材が得られるものの、冷間加工材であ
るが故に前記′効果に異方性が出るのを如何ともし難く
、その上冷間加工が困難で割れ等を発生し易い材料には
適用できないと言う問題があった。
間加工材等に比べて改善された漏洩磁界発生傾向を示す
Ｃｏ基ターゲット材が得られるものの、冷間加工材であ
るが故に前記′効果に異方性が出るのを如何ともし難く
、その上冷間加工が困難で割れ等を発生し易い材料には
適用できないと言う問題があった。
（課題を解決するための手段〉
このようなことから、本発明者等は、マグネトロンスパ
ッタリングに際し、肉厚を厚くしても実際上十分な漏洩
磁界が均一に発生して高い使用効率が確保できる磁性膜
形成用の強磁性体ターゲツト材を材質の冷間加工性等に
影響されることなく安定して提供し得る手段を確立すべ
（、様々な観点から研究を重ねた結果、次の（ａ）乃至
（Ｃ）に示すような新たな知見を得ることができた。即
ち、（ａ） ｌ！和磁化の大きいＣｏ基合金等の強磁
性体ターゲットの漏洩磁界を強くするにはその透磁率の
減少を図ることが欠かせないが、そのためにはターゲッ
ト内の残留歪を多くすることもさることながら、低温和
（Ｃｏ基合金の場合には低温和としてｈｃｐ相が存在す
るものが多いのでこのｈｃｐ相）の量を増加させたり積
層欠陥を導入することが極めて効果的である０例えば、
Ｃｏ基合金では、低温和として存在することの多いｈｃ
ｐ相は非常に大きい結晶磁気異方性を有している一方で
、高温相たるｆｃｃ相は磁気異方性が小さい。そのため
、ｈｃｐ相の量が多いと合金材の透磁率が減少すること
となって、表面からの漏洩磁界が発生し易くなる訳であ
る。
ッタリングに際し、肉厚を厚くしても実際上十分な漏洩
磁界が均一に発生して高い使用効率が確保できる磁性膜
形成用の強磁性体ターゲツト材を材質の冷間加工性等に
影響されることなく安定して提供し得る手段を確立すべ
（、様々な観点から研究を重ねた結果、次の（ａ）乃至
（Ｃ）に示すような新たな知見を得ることができた。即
ち、（ａ） ｌ！和磁化の大きいＣｏ基合金等の強磁
性体ターゲットの漏洩磁界を強くするにはその透磁率の
減少を図ることが欠かせないが、そのためにはターゲッ
ト内の残留歪を多くすることもさることながら、低温和
（Ｃｏ基合金の場合には低温和としてｈｃｐ相が存在す
るものが多いのでこのｈｃｐ相）の量を増加させたり積
層欠陥を導入することが極めて効果的である０例えば、
Ｃｏ基合金では、低温和として存在することの多いｈｃ
ｐ相は非常に大きい結晶磁気異方性を有している一方で
、高温相たるｆｃｃ相は磁気異方性が小さい。そのため
、ｈｃｐ相の量が多いと合金材の透磁率が減少すること
となって、表面からの漏洩磁界が発生し易くなる訳であ
る。
（ｂ）シかるに、Ｃｏ基合金等では高温相（ｆ ｃ ｃ
）状態から単に放冷しただけでは変態生成する低温和（
ｈ ｃ ｐ）の量が十分に多くはならず、透磁率の高い
材料になってしまう、この場合、冷間加工を施すと低温
和への変態が多少促進される上、前述したように内部歪
の増大も加わって透磁率の低下がみられるが、冷間加工
を施した場合には透磁率低下効果に異方性が見られる上
、強磁性体材料には冷間加工性に劣るものが多くて冷間
加工そのものを実施できないことがあり、実用性に優れ
た手段とは言えない。
）状態から単に放冷しただけでは変態生成する低温和（
ｈ ｃ ｐ）の量が十分に多くはならず、透磁率の高い
材料になってしまう、この場合、冷間加工を施すと低温
和への変態が多少促進される上、前述したように内部歪
の増大も加わって透磁率の低下がみられるが、冷間加工
を施した場合には透磁率低下効果に異方性が見られる上
、強磁性体材料には冷間加工性に劣るものが多くて冷間
加工そのものを実施できないことがあり、実用性に優れ
た手段とは言えない。
（Ｃ１ところが、強磁性材料を高温相領域（純ＣＯでは
４２２℃以上）に加熱して該碩域内で熱間加工を施し、
その後直ちに常温まで゛急冷すると、素材特性の均質化
や形状調整が簡単に行えることに加えて、低温相の比率
や内部歪、積層欠陥が増大されて材料のｉ３磁率がある
程度低下する上、この材料を更に極低温域にまで冷却し
た場合には大きな相変態駆動力が確保されることとなっ
て低温相への変態量が著しく多くなる。従って、材料の
透磁率も顕著に低減され、これをマグネトロンスパッタ
リングのターゲツト材として使用した場合には、ターゲ
ット表面に大きな漏洩磁界が発生することとなってター
ゲットの厚さを従来のものよりも十分厚くすることが可
能となり、ターゲットの使用寿命増大や使用効率の向上
が図れる。しかも、この場合、従来と同じ厚さのものを
使用すれば磁界発生装置の小型化縮小や消費電力の著し
い節約がもたらされる。
４２２℃以上）に加熱して該碩域内で熱間加工を施し、
その後直ちに常温まで゛急冷すると、素材特性の均質化
や形状調整が簡単に行えることに加えて、低温相の比率
や内部歪、積層欠陥が増大されて材料のｉ３磁率がある
程度低下する上、この材料を更に極低温域にまで冷却し
た場合には大きな相変態駆動力が確保されることとなっ
て低温相への変態量が著しく多くなる。従って、材料の
透磁率も顕著に低減され、これをマグネトロンスパッタ
リングのターゲツト材として使用した場合には、ターゲ
ット表面に大きな漏洩磁界が発生することとなってター
ゲットの厚さを従来のものよりも十分厚くすることが可
能となり、ターゲットの使用寿命増大や使用効率の向上
が図れる。しかも、この場合、従来と同じ厚さのものを
使用すれば磁界発生装置の小型化縮小や消費電力の著し
い節約がもたらされる。
本発明は、上記知見等に基づいてなされたものであって
、ｒｃｏ基合金等の磁性材料を高温相領域（Ｃｏ基合金
では４２２℃以上）に加熱して熱間加工し、該高温相領
域内で最終加工を終えた後直ちに３０℃／ｓｅｃ以上の
冷却速度で常温まで急冷し、その後更に一７８℃以下に
まで冷却することにより、十分な漏洩磁界が確保されて
使用寿命、使用効率が著しく改善された所望形状・寸法
の磁性膜形成用スパッタリングターゲット材を、冷間加
工を導入することなく少ない工程で安定して製造できる
ようにした点」に特徴を有している。
、ｒｃｏ基合金等の磁性材料を高温相領域（Ｃｏ基合金
では４２２℃以上）に加熱して熱間加工し、該高温相領
域内で最終加工を終えた後直ちに３０℃／ｓｅｃ以上の
冷却速度で常温まで急冷し、その後更に一７８℃以下に
まで冷却することにより、十分な漏洩磁界が確保されて
使用寿命、使用効率が著しく改善された所望形状・寸法
の磁性膜形成用スパッタリングターゲット材を、冷間加
工を導入することなく少ない工程で安定して製造できる
ようにした点」に特徴を有している。
なお、磁性材料としては、Ｃｏ基合金のほか磁性膜形成
用スパッタリングターゲット材として使用されている材
料の何れであっても良（、また処理対象材としては鋳造
材が一般的であるが、鍛造。
用スパッタリングターゲット材として使用されている材
料の何れであっても良（、また処理対象材としては鋳造
材が一般的であるが、鍛造。
熱間圧延その他の加工材であっても格別に差し支えはな
い。
い。
ここで、高温相領域で熱間加工を終えた後直ちに実施す
る急冷処理時の冷却速度を３０℃／ｓｅｃ以上と限定し
たのは、該冷却速度が３０℃／ｓｅｃ未満であると変態
生成する低温相の量や内部歪、積層欠陥の導入が十分で
なくて所望の透磁率低減効果を確保できないからである
。
る急冷処理時の冷却速度を３０℃／ｓｅｃ以上と限定し
たのは、該冷却速度が３０℃／ｓｅｃ未満であると変態
生成する低温相の量や内部歪、積層欠陥の導入が十分で
なくて所望の透磁率低減効果を確保できないからである
。
また、極低温域冷却処理（深冷処理）の冷却温度を一７
８℃以下と定めたのは、該温度が一７８℃を上回る場合
には相変態駆動力が不足して十分な量の低温相が確保で
きず、やはり所望の透磁率低減効果が得られないので必
要な漏洩磁界が生じなくなるためである。
８℃以下と定めたのは、該温度が一７８℃を上回る場合
には相変態駆動力が不足して十分な量の低温相が確保で
きず、やはり所望の透磁率低減効果が得られないので必
要な漏洩磁界が生じなくなるためである。
続いて、本発明の効果を実施例によって具体的に説明す
る。
る。
〈実施例）
常法通り真空誘導炉によってＣｏ−３０，Ｏａｔ、ＸＮ
ｉ −７，５ａｔ、χＣｒ合金を溶製して複数の鋳塊と
なし、次いでこれに次の各処理を施してから機械加工仕
上げを行い６．２鶴厚のスパッタリングターゲットを作
成した。
ｉ −７，５ａｔ、χＣｒ合金を溶製して複数の鋳塊と
なし、次いでこれに次の各処理を施してから機械加工仕
上げを行い６．２鶴厚のスパッタリングターゲットを作
成した。
八）比較処理材■
鋳塊に熱間圧延を施して１２００℃で仕上げた後、放冷
。
。
Ｂ）比較処理材■
鋳塊に熱間圧延を施して１１００℃で仕上げた後、直ち
に常温まで水冷。
に常温まで水冷。
Ｃ）比較処理材■
鋳塊に熱間圧延を施して１２００℃で仕上げた後、直ち
に常温まで水冷。
に常温まで水冷。
Ｄ）本発明品■
上記比較処理材■を一１９６℃まで冷却して１時間保持
。
。
Ｅ）本発明品■
上記比較処理材■を一１９６℃まで冷却して１時間保持
。
。
そして、前記鋳塊並びに上記各スパッタリングターゲッ
トからそれぞれ６．２ｍ厚の試験片を切り出し、これら
について漏洩磁束密度を測定したところ、第１表に示さ
れる結果が得られた。
トからそれぞれ６．２ｍ厚の試験片を切り出し、これら
について漏洩磁束密度を測定したところ、第１表に示さ
れる結果が得られた。
なお、漏洩磁束密度の測定には、第１図で示したように
、試験片（１）を５ｏｏｏｃの５ｗＣｏ永久磁石＋２）
、 （２１の上にセットし、試験片面に平行な方向の磁
界の磁束密度の最大値をガウスメータで測定する方法を
採用した。
、試験片（１）を５ｏｏｏｃの５ｗＣｏ永久磁石＋２）
、 （２１の上にセットし、試験片面に平行な方向の磁
界の磁束密度の最大値をガウスメータで測定する方法を
採用した。
第 １ 表
第１表に示、される結果からも、
本発明法による
と、鋳造材、熱間圧延材或いは単なる焼入れ材と比較し
て漏洩磁束密度が顕著に優れたターゲツト材を冷間塑性
加工なしに経済的に得られることが明らかであり、マグ
ネトロンスパッタリングのターゲツト材として使用した
場合に大きな漏洩磁界発生を発生して高い使用効率が確
保されることが分かる。また、本発明法によるターゲツ
ト材は、冷間加工材と異なって漏洩磁界増大の効果に異
方性のないことも確認された。
て漏洩磁束密度が顕著に優れたターゲツト材を冷間塑性
加工なしに経済的に得られることが明らかであり、マグ
ネトロンスパッタリングのターゲツト材として使用した
場合に大きな漏洩磁界発生を発生して高い使用効率が確
保されることが分かる。また、本発明法によるターゲツ
ト材は、冷間加工材と異なって漏洩磁界増大の効果に異
方性のないことも確認された。
（効果の総括〉
以上に説明した如く、この発明によれば、十分な漏洩磁
界が確保されるまでに透磁率が減少され、優れた使用寿
命、使用効率が達成できる磁性膜形成用スパッタリング
ターゲット材を経済性良く安定製造することが可能とな
るなど、産業上極めて有用な効果がもたらされる。
界が確保されるまでに透磁率が減少され、優れた使用寿
命、使用効率が達成できる磁性膜形成用スパッタリング
ターゲット材を経済性良く安定製造することが可能とな
るなど、産業上極めて有用な効果がもたらされる。
第１図は、実施例で適用した漏洩磁束密度の測定方法の
説明図であり、第１図（ａｌは要部の正面図を、そして
第１図（ｂ）は要部の底面図を示している。 図面において、 １・・・試験片、 ２・・・ＳｍＣｏ永久磁石
。
説明図であり、第１図（ａｌは要部の正面図を、そして
第１図（ｂ）は要部の底面図を示している。 図面において、 １・・・試験片、 ２・・・ＳｍＣｏ永久磁石
。
Claims (1)
- 磁性材料を高温相領域に加熱して熱間加工し、該高温相
領域内で最終加工を終えた後直ちに３０℃／ｓｅｃ以上
の冷却速度で常温まで急冷し、その後更に−７８℃以下
にまで冷却することを特徴とする、磁性膜形成用スパッ
タリングターゲット材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25093889A JPH03115564A (ja) | 1989-09-27 | 1989-09-27 | スパッタリングターゲット材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25093889A JPH03115564A (ja) | 1989-09-27 | 1989-09-27 | スパッタリングターゲット材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03115564A true JPH03115564A (ja) | 1991-05-16 |
Family
ID=17215247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25093889A Pending JPH03115564A (ja) | 1989-09-27 | 1989-09-27 | スパッタリングターゲット材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03115564A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6176944B1 (en) * | 1999-11-01 | 2001-01-23 | Praxair S.T. Technology, Inc. | Method of making low magnetic permeability cobalt sputter targets |
| KR100356213B1 (ko) * | 2000-10-11 | 2002-10-18 | 현대자동차주식회사 | 자동차용 시트벨트의 꼬임 방지 장치 |
| JP2011208265A (ja) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Sanyo Special Steel Co Ltd | スパッタリングターゲット材の製造方法 |
| JP2011214039A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Sanyo Special Steel Co Ltd | スパッタリングターゲット材の製造方法 |
| JP2013231236A (ja) * | 2011-06-30 | 2013-11-14 | Jx Nippon Mining & Metals Corp | Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｂ系合金スパッタリングターゲット及びその製造方法 |
-
1989
- 1989-09-27 JP JP25093889A patent/JPH03115564A/ja active Pending
Cited By (8)
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