JPH0796701B2 - スパッタ用ターゲットとその製造方法 - Google Patents
スパッタ用ターゲットとその製造方法Info
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- JPH0796701B2 JPH0796701B2 JP59260920A JP26092084A JPH0796701B2 JP H0796701 B2 JPH0796701 B2 JP H0796701B2 JP 59260920 A JP59260920 A JP 59260920A JP 26092084 A JP26092084 A JP 26092084A JP H0796701 B2 JPH0796701 B2 JP H0796701B2
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- Japan
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- alloy
- target
- sputtering target
- sputtering
- rare earth
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
- C23C14/3414—Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、希土類鉄属合金製のスパッタ用ターゲットと
その製造方法に関する。
その製造方法に関する。
「従来の技術」 最近、電子部品の材料としてセラミック、樹脂、金属等
の基板に、所望組成の薄膜をスパッタリングにより成形
したものが使用されている。この種のスパッタリングに
用いられるターゲットは、通常、所定成分の合金を真空
中又は不活性ガス雰囲気中で溶融し、鋳造して得られた
合金インゴットを粉砕し、得られた粉末を成形し焼結す
ることにより製造されている。
の基板に、所望組成の薄膜をスパッタリングにより成形
したものが使用されている。この種のスパッタリングに
用いられるターゲットは、通常、所定成分の合金を真空
中又は不活性ガス雰囲気中で溶融し、鋳造して得られた
合金インゴットを粉砕し、得られた粉末を成形し焼結す
ることにより製造されている。
「発明が解決しようとする問題点」 しかしながら希土類鉄属合金のタッゲートは、本質的に
もろく、また従来製法による場合は、製造過程で溶解固
化した合金を機械的に粉砕するので、そのときに擦素ガ
ス等を含んでさらにもろくなる欠点があった。また従来
製法によるターゲットを使用してスパッタリングをする
場合、大きな電力を投入するとターゲットが破損するこ
とがあるため、小電力でゆっくりとスパッタリングする
ことが多く、そのため製造時間が長くなり望まいしいも
のではなかった。
もろく、また従来製法による場合は、製造過程で溶解固
化した合金を機械的に粉砕するので、そのときに擦素ガ
ス等を含んでさらにもろくなる欠点があった。また従来
製法によるターゲットを使用してスパッタリングをする
場合、大きな電力を投入するとターゲットが破損するこ
とがあるため、小電力でゆっくりとスパッタリングする
ことが多く、そのため製造時間が長くなり望まいしいも
のではなかった。
さらに酸素ガス等を含んだターゲットを用いてスパッタ
リングして得られた合金膜は、経時変化して膜特性が悪
くなるという問題があった。また、溶解固化し合金を粉
砕、成形しただけでは、ターゲットの組織にむらが生
じ、かつスパッタリングにより基板上に形成される膜の
質にもむらが生じるなどの問題があった。
リングして得られた合金膜は、経時変化して膜特性が悪
くなるという問題があった。また、溶解固化し合金を粉
砕、成形しただけでは、ターゲットの組織にむらが生
じ、かつスパッタリングにより基板上に形成される膜の
質にもむらが生じるなどの問題があった。
なお、これらの問題点を改良するものとして特開昭58−
100679号公報に開示されるように合金成分の２種類の金
属を個別に分割小片に形成し、この分割小片を交互に並
べて機械的に固定するようにしたターゲットがある。し
かし、この種のターゲットは、スパッタ装置への取付け
装置が複雑となり、あるいはスパッタされてできた膜に
組成バラツキが生じ安定量産の上では十分なものとはい
えなかった。
100679号公報に開示されるように合金成分の２種類の金
属を個別に分割小片に形成し、この分割小片を交互に並
べて機械的に固定するようにしたターゲットがある。し
かし、この種のターゲットは、スパッタ装置への取付け
装置が複雑となり、あるいはスパッタされてできた膜に
組成バラツキが生じ安定量産の上では十分なものとはい
えなかった。
「問題点を解決するための手段」 本発明のスパッタ用ターゲットは、上記問題点を解決す
るため、原子％で20〜35％の希土類金属と、残部が鉄お
よびコバルトのうちの１種または２種とからなり、急冷
凝固粉末が焼結した組織を有し、その組織における平均
結晶粒径が20μｍ以下となるように形成されている。
るため、原子％で20〜35％の希土類金属と、残部が鉄お
よびコバルトのうちの１種または２種とからなり、急冷
凝固粉末が焼結した組織を有し、その組織における平均
結晶粒径が20μｍ以下となるように形成されている。
上記の希土類金属は、GdおよびTbのうちの１種または２
種である。
種である。
また、本発明のスパッタ用ターゲットの製造方法は、原
子％で20〜35％の希土類金属と残部が鉄および／または
コバルトとからなる合金を溶解する工程と、この合金溶
湯を急冷して小片合金または粉末合金とする工程と、小
片合金または粉砕合金を成形し焼結して組織における平
均結晶粒径を20μｍ以下とする工程とからなり、かつ前
記の全工程を真空中又は不活性ガス雰囲気中で行うよう
にした。
子％で20〜35％の希土類金属と残部が鉄および／または
コバルトとからなる合金を溶解する工程と、この合金溶
湯を急冷して小片合金または粉末合金とする工程と、小
片合金または粉砕合金を成形し焼結して組織における平
均結晶粒径を20μｍ以下とする工程とからなり、かつ前
記の全工程を真空中又は不活性ガス雰囲気中で行うよう
にした。
本発明において、上記焼結工程は、常圧焼結法、ホット
プレス法または熱間静水圧プレス法（HIP）等が適用で
きる。また本発明により得られるターゲットの形状は、
通常は円板状であるが、他の形状、例えば中空円板状、
棒状、角板状等任意の形状であっても良い。
プレス法または熱間静水圧プレス法（HIP）等が適用で
きる。また本発明により得られるターゲットの形状は、
通常は円板状であるが、他の形状、例えば中空円板状、
棒状、角板状等任意の形状であっても良い。
「実施例」 本発明のターゲットの３つの実施例を下記第１表に基づ
き説明する。
き説明する。
上記第１表に示す３種類（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の組成
となるように原料を秤量配合し、真空中または不活性ガ
ス雰囲気中で混合して約1400℃で溶解した。
となるように原料を秤量配合し、真空中または不活性ガ
ス雰囲気中で混合して約1400℃で溶解した。
溶解した合金の溶湯を、真空中または不活性ガス雰囲気
中で第１表の各急冷法により約103℃/Sec以上の冷却速
度で急冷して、合金の小片を形成した。
中で第１表の各急冷法により約103℃/Sec以上の冷却速
度で急冷して、合金の小片を形成した。
できた合金の小片を約900〜1200℃で第１表の各焼結法
により板状に成形して３種類（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の
ターゲットを得た。
により板状に成形して３種類（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の
ターゲットを得た。
また、上記実施例との比較のために従来法により、第１
表の比較例（ｄ）の組成で比較例のターゲットを得た。
この場合、第１表（ｄ）の組成の合金を溶解した後、急
冷することなく固化した合金を粉砕し、その後に焼結に
より板状のターゲットとした。
表の比較例（ｄ）の組成で比較例のターゲットを得た。
この場合、第１表（ｄ）の組成の合金を溶解した後、急
冷することなく固化した合金を粉砕し、その後に焼結に
より板状のターゲットとした。
本実施例（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のターゲットは、比較
例（ｄ）のターゲットに比較してじょうぶであり、スパ
ッタリングをしてできた膜の質も良いものであった。ま
た、本実施例のターゲットの酸素含有量は、いずれも約
1400ppm程度であるのに対し、比較例のものは約2880ppm
もあり、本発明によるものの方が含有酸素量が少なかっ
た。
例（ｄ）のターゲットに比較してじょうぶであり、スパ
ッタリングをしてできた膜の質も良いものであった。ま
た、本実施例のターゲットの酸素含有量は、いずれも約
1400ppm程度であるのに対し、比較例のものは約2880ppm
もあり、本発明によるものの方が含有酸素量が少なかっ
た。
ターゲットのじょうぶさの実験として、本発明のターゲ
ット（ｂ）と比較例のターゲット（ｄ）とを使用して、
ターゲットを第１図のように配置してスパッタリングを
行なった。この場合Arを３×10-3Torrとして放電を発生
させた場合の電流値を第２図に示す。（ｄ）のターゲッ
トはスパッタ速度の遅い約500V、0.4Aで破損するのに対
し、（ｂ）のターゲットは約600V、2Aでも破損しなかっ
た。
ット（ｂ）と比較例のターゲット（ｄ）とを使用して、
ターゲットを第１図のように配置してスパッタリングを
行なった。この場合Arを３×10-3Torrとして放電を発生
させた場合の電流値を第２図に示す。（ｄ）のターゲッ
トはスパッタ速度の遅い約500V、0.4Aで破損するのに対
し、（ｂ）のターゲットは約600V、2Aでも破損しなかっ
た。
本実施例（ｂ）のターゲットと、比較例（ｄ）のターゲ
ットの顕微鏡組織写真を第３図と第４図とにそれぞれ示
した。なお第３図は3000倍に拡大され、第４図は300倍
に拡大されている。本実施例（ｂ）の場合、希土類金属
と鉄属金属との組織における平均結晶粒径は約８μｍで
あるが、比較例の場合は、希土類金属（Ａ）が長片状と
なって粒径が大きく、組織むらがあった。この組織むら
が前記問題点となっていると考えられる。
ットの顕微鏡組織写真を第３図と第４図とにそれぞれ示
した。なお第３図は3000倍に拡大され、第４図は300倍
に拡大されている。本実施例（ｂ）の場合、希土類金属
と鉄属金属との組織における平均結晶粒径は約８μｍで
あるが、比較例の場合は、希土類金属（Ａ）が長片状と
なって粒径が大きく、組織むらがあった。この組織むら
が前記問題点となっていると考えられる。
なお、ターゲットの組織において、希土類金属と鉄属金
属との組織における平均結晶粒径は約20μｍ以下であれ
ば組織むらがないといえるが、その組織における平均結
晶粒径は小さいほどよく、好ましくは10μｍ以下とする
ことが良い。
属との組織における平均結晶粒径は約20μｍ以下であれ
ば組織むらがないといえるが、その組織における平均結
晶粒径は小さいほどよく、好ましくは10μｍ以下とする
ことが良い。
「発明の効果」 本発明のターゲットは、合金の溶解、固化後に再溶解す
るかあるいは溶解後に、溶湯急冷して合金小片を形成
し、この小片合金を焼結等により板状のターゲットとす
るので、その組織において両金属の粒径は非常に小さく
なって、組織むらがない。また従来のように合金の溶解
固化後に粉砕する工程がないので、ターゲット中に含有
する酸素等のガス量は少なく、スパッタリングにより形
成される膜は、経時変化を生じることなく良い膜質とな
る。また強度も向上し、スパッタ速度を速くしても破損
を生じず、生産能率向上に寄与する。
るかあるいは溶解後に、溶湯急冷して合金小片を形成
し、この小片合金を焼結等により板状のターゲットとす
るので、その組織において両金属の粒径は非常に小さく
なって、組織むらがない。また従来のように合金の溶解
固化後に粉砕する工程がないので、ターゲット中に含有
する酸素等のガス量は少なく、スパッタリングにより形
成される膜は、経時変化を生じることなく良い膜質とな
る。また強度も向上し、スパッタ速度を速くしても破損
を生じず、生産能率向上に寄与する。
第１図は使用した対抗ターゲットスパッタ装置のターゲ
ットと基板の配置図、第２図はスパッタリングにおける
電流と電圧の関係を示すグラフ、第３図は本発明のター
ゲットの顕微鏡による金属組織写真、第４図は従来法に
よる比較例のターゲットの顕微鏡による金属組織写真で
ある。
ットと基板の配置図、第２図はスパッタリングにおける
電流と電圧の関係を示すグラフ、第３図は本発明のター
ゲットの顕微鏡による金属組織写真、第４図は従来法に
よる比較例のターゲットの顕微鏡による金属組織写真で
ある。
フロントページの続き (72)発明者 野澤 康人 埼玉県熊谷市三ヶ尻5200番地 日立金属株 式会社磁性材料研究所内 (56)参考文献 特開 昭59−88814（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−147007（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−119996（ＪＰ，Ａ) 実開 昭53−70047（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭53−114739（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−154551（ＪＰ，Ｕ)
Claims (3)
- 【請求項１】原子％で20〜35％の希土類金属と、残部が
鉄およびコバルトのうちの１種または２種とからなり、
かつその組織は、急冷法によって粉末化された合金粉末
を焼結せしめてなるものであって、その組織における平
均結晶粒径が20μｍ以下であることを特徴とするスパッ
タ用ターゲット。 - 【請求項２】上記希土類金属が、GdおよびTbのうちの１
種または２種であることを特徴とする特許請求の範囲第
１項に記載のスパッタ用ターゲット。 - 【請求項３】原子％で20〜35％の希土類金属と残部が鉄
および／またはコバルトとからなる合金を溶解する工程
と、この合金溶湯を急冷して小片合金または粉末合金と
する工程と、小片合金または粉末合金を成形し焼結して
組織における平均結晶粒径を20μｍ以下とする工程とか
らなり、かつ前記の全工程を真空中又は不活性ガス雰囲
気中で行なうスパッタ用ターゲットの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59260920A JPH0796701B2 (ja) | 1984-12-12 | 1984-12-12 | スパッタ用ターゲットとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59260920A JPH0796701B2 (ja) | 1984-12-12 | 1984-12-12 | スパッタ用ターゲットとその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61139637A JPS61139637A (ja) | 1986-06-26 |
| JPH0796701B2 true JPH0796701B2 (ja) | 1995-10-18 |
Family
ID=17354591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59260920A Expired - Fee Related JPH0796701B2 (ja) | 1984-12-12 | 1984-12-12 | スパッタ用ターゲットとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0796701B2 (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6270550A (ja) * | 1985-09-20 | 1987-04-01 | Mitsubishi Metal Corp | タ−ゲツト材 |
| JPH0768611B2 (ja) * | 1986-08-20 | 1995-07-26 | 日立金属株式会社 | スパツタリング用合金タ−ゲツトの製造方法 |
| JPS63216966A (ja) * | 1987-03-06 | 1988-09-09 | Toshiba Corp | スパツタタ−ゲツト |
| JPS63259077A (ja) * | 1987-04-16 | 1988-10-26 | Mitsubishi Kasei Corp | 合金タ−ゲツト材 |
| JPH0768612B2 (ja) * | 1987-04-20 | 1995-07-26 | 日立金属株式会社 | 希土類金属―鉄族金属ターゲット用合金粉末、希土類金属―鉄族金属ターゲット、およびそれらの製造方法 |
| JPS63262460A (ja) * | 1987-04-21 | 1988-10-28 | Mitsubishi Kasei Corp | スパツタリング用タ−ゲツト |
| JPS63274764A (ja) * | 1987-04-30 | 1988-11-11 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 光磁気記録用合金タ−ゲツト |
| US4824481A (en) * | 1988-01-11 | 1989-04-25 | Eaastman Kodak Company | Sputtering targets for magneto-optic films and a method for making |
| JP2747359B2 (ja) * | 1990-05-18 | 1998-05-06 | 日立電線株式会社 | 希土類元素添加導波路の製造方法 |
| DE69223479T2 (de) * | 1991-09-27 | 1998-04-02 | Hitachi Metals Ltd | Target zum reaktiven Sputtern sowie Verfahren zur Bildung eines Films unter Verwendung des Targets |
| US5785828A (en) | 1994-12-13 | 1998-07-28 | Ricoh Company, Ltd. | Sputtering target for producing optical recording medium |
| US5590389A (en) * | 1994-12-23 | 1996-12-31 | Johnson Matthey Electronics, Inc. | Sputtering target with ultra-fine, oriented grains and method of making same |
| US5710384A (en) * | 1995-03-08 | 1998-01-20 | Hitachi Metals, Ltd. | Magneto-optical recording medium target and manufacture method of same |
| US20070017803A1 (en) * | 2005-07-22 | 2007-01-25 | Heraeus, Inc. | Enhanced sputter target manufacturing method |
| EP1923481A3 (en) * | 2005-07-22 | 2008-06-18 | Heraeus, Inc. | Enhanced sputter target manufacturing method |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58147007A (ja) * | 1982-02-25 | 1983-09-01 | Hitachi Metals Ltd | 永久磁石の製造方法 |
| JPS5988814A (ja) * | 1982-11-12 | 1984-05-22 | Agency Of Ind Science & Technol | 希土類金属と鉄を主体としたアモルフアス垂直磁化膜の製造方法 |
-
1984
- 1984-12-12 JP JP59260920A patent/JPH0796701B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61139637A (ja) | 1986-06-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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