JPH11293453A - Production of high purity alloy sputtering target - Google Patents

Production of high purity alloy sputtering target

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JPH11293453A
JPH11293453A JP9969398A JP9969398A JPH11293453A JP H11293453 A JPH11293453 A JP H11293453A JP 9969398 A JP9969398 A JP 9969398A JP 9969398 A JP9969398 A JP 9969398A JP H11293453 A JPH11293453 A JP H11293453A
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alloy
sputtering target
metal
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melting
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良 佳 弘 世
Isamu Nishizawa
澤 勇 西
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Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an alloy sputtering target small in the intrusion of impurities and having a uniform compsn. small in dispersion. SOLUTION: This method for producing the high purity alloy sputtering target comprises a stage where at least >= two kinds of raw material metals are prepd., and weighing and charging are executed, a stage where the raw material metals are charged to a floating and melting crucible and are subjected to floating and melting, a stage where the molten alloy is cast into a preheated mold, a stage in which the cast ingot as the stock of a sputtering target alloy is subjected to machining and a stage where the alloy sputtering target is bonded with a backing plate. A stage where the cast ingot being the sputtering target alloy stock is rolled is added before the stage where machining is executed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、合金製スパッタリ
ングターゲットの製造に係り、更に詳しくは表示デバイ
ス、記録メディア、記録デバイスに使用される材料にス
パッタリング法により磁性薄膜を成形するのに適した高
純度合金ターゲットの製造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the production of a sputtering target made of an alloy, and more particularly to a display device, a recording medium, and a material suitable for forming a magnetic thin film by sputtering on a material used for the recording device. It relates to the production of a high purity alloy target.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、表示デバイス、記録メディア、記
録デバイスなどの各分野において、電子素子、集積回
路、光学部品に合金組成からなる磁性薄膜をPVD法に
より形成するための各種の合金ターゲットの開発が盛ん
である。
2. Description of the Related Art In recent years, in various fields such as display devices, recording media, and recording devices, development of various alloy targets for forming a magnetic thin film having an alloy composition on an electronic element, an integrated circuit, and an optical component by a PVD method. Is thriving.

【0003】磁性薄膜材料のPVD法による形成は、ス
パッター装置により成膜するのが一般的である。スパッ
タリングでは真空容器中に合金ターゲットを配置し、こ
のターゲットと対向させて基板を配置して、真空容器内
にアルゴンガスを加え、高周波電流を流して放電させ
る。そして、この放電によって生じたプラズマ中のアル
ゴンイオンを合金ターゲットに衝突させ、この衝突エネ
ルギーで合金元素をたたき出し、基板に到達させて合金
の薄膜を形成させる。このようにスパッタリング法を利
用して通常数ミクロン以下の磁性薄膜を基板上に形成す
るには、この磁性薄膜の組成にほぼ等しい組成で、しか
も高純度の合金ターゲットを用いることが必要である。
In general, a magnetic thin film material is formed by a PVD method using a sputtering apparatus. In sputtering, an alloy target is placed in a vacuum vessel, a substrate is placed so as to face the target, an argon gas is added into the vacuum vessel, and a high-frequency current flows to discharge. Then, argon ions in the plasma generated by the discharge are caused to collide with the alloy target, and the alloying element is beaten by the collision energy to reach the substrate to form a thin alloy film. In order to form a magnetic thin film of usually several microns or less on a substrate by using the sputtering method, it is necessary to use a high-purity alloy target having a composition substantially equal to the composition of the magnetic thin film.

【0004】合金製スパッタリングターゲットの種類は
数多くあり、その用途分野によって合金組成を異にして
いる。すなわち、記録メディア分野においてハードディ
スクの記録膜にはCo−Cr−Pt、Co−Cr−T
a、Co−Ni−CrなどのCo合金ターゲット、およ
び光磁気記録ディスクの記録膜にはTb−Fe−Coの
Tb−Fe系合金ターゲットが用いられる。また、記録
デバイス分野において磁気ヘッド、特にMIGヘッドに
はFe−Ta、Fe−Al−Si、Fe−ZrなどのF
e合金ターゲット、薄膜ヘッドやMRヘッドにはNi−
Fe系合金ターゲット、およびGMRにはFe−N系合
金ターゲットが用いられる。さらに、表示デバイス分野
では液晶ディスプレイの透明導電膜にはITO(In2
3 +SnO2 )ターゲット、また電極にはAl−N
d、Al−Ti、Al−Nb、Al−TaなどのAl合
金ターゲットや、Ti金属ターゲットが用いられる。
There are many types of alloy sputtering targets, and the alloy composition differs depending on the application field. That is, in the recording media field, the recording film of the hard disk is made of Co-Cr-Pt or Co-Cr-T.
a, a Co alloy target such as Co-Ni-Cr, and a Tb-Fe-based alloy target of Tb-Fe-Co are used for the recording film of the magneto-optical recording disk. Further, in the field of recording devices, a magnetic head, particularly a MIG head, has a magnetic head, such as Fe-Ta, Fe-Al-Si,
e-alloy target, thin film head and MR head
An Fe-N alloy target is used for the Fe-based alloy target and GMR. Further, in the field of display devices, ITO (In 2
O 3 + SnO 2 ) target and electrodes are Al-N
An Al alloy target such as d, Al-Ti, Al-Nb, or Al-Ta, or a Ti metal target is used.

【0005】合金スパッタリングターゲットの製造法は
いくつかあるが、次に説明する真空溶解・鋳造法が一般
的である。すなわち、原料金属を準備し、秤量・仕込み
し、真空溶解した後、鍛造工程および/または圧延工程
を経て、または鍛造工程および/または圧延工程を経ず
に機械加工を施し、ターゲット素材を得る。次いでバッ
キングプレートとボンディングして、仕上げを施し、製
品とするものである。
There are several methods for manufacturing an alloy sputtering target, and the vacuum melting and casting method described below is generally used. That is, a raw material metal is prepared, weighed and charged, melted in a vacuum, and then subjected to machining processing through a forging step and / or a rolling step or without a forging step and / or a rolling step to obtain a target material. Then, the product is bonded to a backing plate and finished to give a product.

【0006】しかしながら、従来法の真空溶解工程にお
いては、MgO、Al2 3 、CaOなどの組成からな
るセラミックスるつぼを用いて、誘導加熱により原料を
溶解している。これにより、セラミックスるつぼから不
純物が溶出し、混入してしまうため、高純度で、均一な
品質の合金スパッタリングターゲットを得るのは困難で
あった。
However, in the conventional vacuum melting step, a raw material is melted by induction heating using a ceramic crucible having a composition of MgO, Al 2 O 3 , CaO or the like. As a result, impurities are eluted and mixed in from the ceramic crucible, so that it has been difficult to obtain a high-purity, uniform-quality alloy sputtering target.

【0007】また、比重差の大きい数種類の金属材料を
用いた合金ターゲット、例えばAl−Ni、Al−T
i、Al−WなどAl系合金、Ti−Si合金は、従来
法では撹拌力が大きくないので溶解中に底部に比重の大
きい元素が沈んでしまうため、鋳造しても組成の均一な
インゴットができないという問題があった。
An alloy target using several kinds of metal materials having a large difference in specific gravity, for example, Al—Ni, Al—T
i, Al-based alloys such as Al-W and Ti-Si alloys do not have a large stirring power in the conventional method, so that an element having a large specific gravity sinks to the bottom during melting. There was a problem that it was not possible.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来技術の問題点を解決するためになされたものであっ
て、不純物の混入が少なく、組成が均一でばらつきの少
ない合金スパッタリングターゲットおよびその製造法を
提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide an alloy sputtering target having a small amount of impurities, a uniform composition and a small variation. It aims to provide a manufacturing method.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、高純度の
合金材料を作るために、汚染の元凶となるセラミックス
製るつぼとの接触がない状態で溶解すればよいことに着
目した。そして、合金を完全にしかも安定して浮かせて
溶解する浮揚溶解法を採用すれば電磁力による溶湯の撹
拌力が大きいので所望の合金スパッタリングターゲット
が得られることを見い出した。
Means for Solving the Problems The present inventors have paid attention to the fact that in order to produce a high-purity alloy material, it is only necessary to dissolve it without contact with a ceramic crucible which causes contamination. Then, it has been found that a desired alloy sputtering target can be obtained by employing a levitation melting method in which the alloy is completely and stably floated and melted, since the stirring force of the molten metal by the electromagnetic force is large.

【0010】本発明は、下記の事項をその特徴としてい
る。 (1) 原料金属を準備し、秤量・仕込みする工程、原
料金属を浮揚溶解るつぼに装入し、浮揚溶解する工程、
予熱した鋳型中に溶湯合金を鋳造する工程、スパッタリ
ングターゲット合金素材の鋳造インゴットに機械加工を
施す工程、および合金スパッタリングターゲットをバッ
キングプレートとボンディングする工程、とからなるこ
とを特徴とする、高純度合金スパッタリングターゲット
の製造方法。
The present invention has the following features. (1) Steps of preparing, weighing and charging raw metal, charging raw metal into a floating melting crucible, and floating and melting.
Casting a molten alloy in a preheated mold, machining a cast ingot of a sputtering target alloy material, and bonding an alloy sputtering target to a backing plate, a high-purity alloy. A method for manufacturing a sputtering target.

【0011】(2) 機械加工を施す工程の前に、スパ
ッタリングターゲット合金素材の鋳造インゴットを鍛造
および/または圧延する工程を付加したことを特徴とす
る前記(1)に記載の高純度合金スパッタリングターゲ
ットの製造方法。 (3) ガスおよび金属不純物の含有量が少く、添加金
属の分布が均一であって、原料金属を浮揚溶解により製
造したことを特徴とする、高純度合金スパッタリングタ
ーゲット。
(2) A high-purity alloy sputtering target according to (1), wherein a step of forging and / or rolling a cast ingot of a sputtering target alloy material is added before the step of performing machining. Manufacturing method. (3) A high-purity alloy sputtering target characterized in that the content of gas and metal impurities is small, the distribution of the added metal is uniform, and the raw metal is produced by fusing and melting.

【0012】以下に、本発明を詳細に説明する。本発明
の合金スパッタリングターゲットの製造工程は、概要次
の通りである。まず、原料金属を準備し、秤量・仕込み
する工程、次いで原料金属を浮揚溶解する工程、鋳造工
程、必要に応じて採用される鍛造および/または圧延工
程および機械加工工程、ボンディング工程、最後に仕上
げ工程の各工程からなる。浮揚溶解工程および鋳造工程
における雰囲気は、アルゴンガス雰囲気あるいは、好ま
しくは真空雰囲気とする。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. The manufacturing process of the alloy sputtering target of the present invention is as follows. First, preparing and weighing and charging the raw metal, then floating and dissolving the raw metal, casting, forging and / or rolling and machining as required, bonding, and finally finishing It consists of each step of the process. The atmosphere in the levitation melting step and the casting step is an argon gas atmosphere or preferably a vacuum atmosphere.

【0013】本発明においてスパッタリングターゲット
用合金の原料金属は、浮揚溶解法により次のようにして
溶解される。まず、縦長にスリットの入った水冷銅製る
つぼの中に原料となる固形金属を入れ、電流を流すと、
下のコイル(浮揚用)から電磁力が発生し、金属とるつ
ぼにうず電流が誘起される。これにより、うず電流間に
反発力が働き、金属が浮く。同様に、上のコイル(加熱
用)からの電磁力で金属の上部もるつぼの内壁には接触
せずに完全浮揚状態となる。同時に上のコイルで金属を
加熱すると金属が溶け出し、内部にあった酸化物などの
不純物は表面張力が金属より弱いため表面に押し出され
る。銅製るつぼの内部は常に水で冷却され、高温になっ
て溶け出してしまうのを防いでいる。
In the present invention, the raw material metal of the alloy for the sputtering target is melted by a levitation melting method as follows. First, put the solid metal that is the raw material in a water-cooled copper crucible with a slit that is vertically long, and apply an electric current,
An electromagnetic force is generated from the lower coil (for levitation), and an eddy current is induced in the metal and the crucible. Thereby, a repulsive force acts between the eddy currents, and the metal floats. Similarly, the electromagnetic force from the upper coil (for heating) causes the upper part of the metal to be in a completely levitated state without contacting the inner wall of the crucible. At the same time, when the metal is heated by the upper coil, the metal melts out, and impurities such as oxides inside are pushed out to the surface because the surface tension is weaker than that of the metal. The interior of the copper crucible is constantly cooled with water to prevent it from becoming hot and melting.

【0014】このようにして浮揚溶解され金属は、次の
工程である鋳造工程に運ばれる。所定の形状に鋳造され
た合金スパッタリングターゲット素材は、組織の緻密
化、磁気特性の向上、漏洩磁束の改善を目的として必要
に応じ圧延された後、切削などの機械加工が施される。
次いで、この合金スパッタリングターゲット素材は、バ
ッキングプレートと接合するためにボンディング加工が
施され、最後にスパッタリングターゲットおよびバッキ
ングプレートの表面の汚れ除去などの仕上げ工程に移行
される。
The metal levitated and melted in this way is carried to the next step, a casting step. The alloy sputtering target material cast into a predetermined shape is rolled as necessary for the purpose of densifying the structure, improving magnetic properties, and improving leakage magnetic flux, and then subjected to machining such as cutting.
Next, the alloy sputtering target material is subjected to a bonding process for bonding to the backing plate, and finally the process proceeds to a finishing process such as removal of dirt on the surfaces of the sputtering target and the backing plate.

【0015】本発明の浮揚溶解による合金製スパッタリ
ングターゲットの製造には、次に示す各種の金属系ター
ゲットが適用することができる。すなわち、Co合金、
Fe合金、Ni−Fe合金、Tb−Fe系合金、活性金
属、例えばTb、Ti、Zr、また比重差の大きい合
金、例えばAl−Ta、Al−Nd、Al−Ti、Al
−Nb、Al−Zr、Ti−Siであり、その種類は広
い範囲に及んでいる。
The following various metallic targets can be applied to the production of the alloy sputtering target by levitation melting of the present invention. That is, a Co alloy,
Fe alloys, Ni-Fe alloys, Tb-Fe alloys, active metals such as Tb, Ti and Zr, and alloys having a large specific gravity difference such as Al-Ta, Al-Nd, Al-Ti and Al
—Nb, Al—Zr, and Ti—Si, whose types cover a wide range.

【0016】[0016]

【実施例】以下に、本発明を実施例と比較列によってさ
らに説明する。実施例1 合金組成がCo82Cr13Ta5 (モル%)のスパッタリ
ングターゲット用合金素材を得るために、金属Co75
35g、金属Cr1054gおよび金属Ta1411g
合計10Kgを用意した。原料金属は、純度99.9%
以上のものを使用した。
The present invention will be further described below with reference to examples and comparative columns. Example 1 In order to obtain an alloy material for a sputtering target having an alloy composition of Co 82 Cr 13 Ta 5 (mol%), a metal Co 75 was used.
35 g, metal 1054 g and metal 1411 g
A total of 10 kg was prepared. Raw metal is 99.9% pure
The above was used.

【0017】これら原料金属を浮揚溶解装置(富士電機
株式会社製)の水冷銅製るつぼ内に装入し、2×10-2
Torr以下まで真空引きを行った。次いでアルゴンガ
スを1気圧(ゲージ圧零)まで封入し、電力を150K
wまで投入したところ約15分で溶解した。その後、1
0分間保持し、電力を調整し、溶湯温度が1400℃に
なったところでアルゴンガス雰囲気下で鋳型に鋳造し
た。
These raw materials are charged into a water-cooled copper crucible of a flotation melting apparatus (manufactured by Fuji Electric Co., Ltd.) and 2 × 10 -2.
The evacuation was performed to Torr or less. Next, argon gas is sealed up to 1 atm (zero gauge pressure), and the electric power is reduced to 150K.
When it was charged up to w, it dissolved in about 15 minutes. Then 1
It was held for 0 minutes, the power was adjusted, and when the temperature of the molten metal reached 1400 ° C., it was cast into a mold under an argon gas atmosphere.

【0018】得られたスパッタリングターゲット用合金
素材の鋳造インゴットを1300℃で鍛造し、続いて1
100℃で熱間圧延し、次いで常温で冷間圧延を施し
た。次いで所定の形状になるように機械加工を施した
後、バッキングプレートにボンディングしてCo−Cr
−Ta合金スパッタリングターゲットを得た。
The casting ingot of the obtained alloy material for a sputtering target is forged at 1300 ° C.
Hot rolling was performed at 100 ° C., and then cold rolling was performed at room temperature. Then, after machining to a predetermined shape, bonding to Co-Cr
A -Ta alloy sputtering target was obtained.

【0019】実施例2 合金組成がNi80Fe20(モル%)のスパッタリングタ
ーゲット用合金素材を得るために、NiおよびFeの原
料金属を秤量し、用意した。これら原料金属を浮揚溶解
装置(富士電機株式会社製)の水冷銅製るつぼ内に装入
し、2×10-2Torr以下まで真空引きを行った。次
いでアルゴンガスを1気圧(ゲージ圧零)まで封入し、
電力を150Kwまで投入したところ約15分で溶解し
た。その後、10分間保持し、電力を調整し、溶湯温度
が1350℃になったところでアルゴンガス雰囲気下で
鋳型に鋳造した。
Example 2 In order to obtain an alloy material for a sputtering target having an alloy composition of Ni 80 Fe 20 (mol%), raw materials of Ni and Fe were weighed and prepared. These raw material metals were charged into a water-cooled copper crucible of a flotation melting apparatus (manufactured by Fuji Electric Co., Ltd.), and vacuuming was performed to 2 × 10 −2 Torr or less. Next, argon gas is sealed up to 1 atm (gauge pressure is zero),
When electric power was applied up to 150 Kw, it dissolved in about 15 minutes. Thereafter, the temperature was maintained for 10 minutes, the electric power was adjusted, and when the temperature of the molten metal reached 1350 ° C., casting was performed in a mold under an argon gas atmosphere.

【0020】得られたスパッタリングターゲット用合金
素材の鋳造インゴットを1100℃で熱間圧延し、次い
で所定の形状に機械加工を施し、バッキングプレートに
ボンディングしてNi−Fe合金スパッタリングターゲ
ットを得た。
The cast ingot of the obtained alloy material for a sputtering target was hot-rolled at 1100 ° C., machined into a predetermined shape, and bonded to a backing plate to obtain a Ni—Fe alloy sputtering target.

【0021】実施例3 合金組成がTb25Fe65Co10(モル%)のスパッタリ
ングターゲット用合金素材を得るためにTb、Fe、C
oの原料金属を秤量し、用意した。これら原料金属を浮
揚溶解装置(富士電機株式会社製)の水冷銅製るつぼ内
に装入し、2×10-2Torr以下まで真空引きを行っ
た。次いでアルゴンガスを1気圧(ゲージ圧零)まで封
入し、電力を150Kwまで投入したところ約15分で
溶解した。その後、10分間保持し、電力を調整し、溶
湯温度が1200℃になったところでアルゴンガス雰囲
気下で鋳型に鋳造した。
Example 3 In order to obtain an alloy material for a sputtering target having an alloy composition of Tb 25 Fe 65 Co 10 (mol%), Tb, Fe, C
The raw material metal of o was weighed and prepared. These raw material metals were charged into a water-cooled copper crucible of a flotation melting apparatus (manufactured by Fuji Electric Co., Ltd.), and vacuuming was performed to 2 × 10 −2 Torr or less. Next, argon gas was sealed up to 1 atm (zero gauge pressure), and when electric power was applied up to 150 Kw, it dissolved in about 15 minutes. Thereafter, the temperature was maintained for 10 minutes, the electric power was adjusted, and when the temperature of the molten metal reached 1200 ° C., casting was performed in a mold under an argon gas atmosphere.

【0022】得られたスパッタリングターゲット用合金
素材の鋳造インゴットを所定の形状に機械加工を施し、
バッキングプレートにボンディングしてTb−Fe−C
o合金スパッタリングターゲットを得た。
The casting ingot of the obtained alloy material for a sputtering target is machined into a predetermined shape,
Tb-Fe-C bonded to backing plate
An o alloy sputtering target was obtained.

【0023】実施例4 合金組成がTi80Si20(モル%)のスパッタリングタ
ーゲット用合金素材を得るためにTiおよびSiの原料
金属を秤量し、用意した。これら原料金属を浮揚溶解装
置(富士電機株式会社製)の水冷銅製るつぼ内に装入
し、2×10-2Torr以下まで真空引きを行った。次
いでアルゴンガスを1気圧(ゲージ圧零)まで封入し、
電力を150Kwまで投入したところ約15分で溶解し
た。その後、10分間保持し、電力を調整し、溶湯温度
が1300℃になったところでアルゴンガス雰囲気下で
鋳型に鋳造した。
Example 4 In order to obtain an alloy material for a sputtering target having an alloy composition of Ti 80 Si 20 (mol%), raw materials of Ti and Si were weighed and prepared. These raw material metals were charged into a water-cooled copper crucible of a flotation melting apparatus (manufactured by Fuji Electric Co., Ltd.), and vacuuming was performed to 2 × 10 −2 Torr or less. Next, argon gas is sealed up to 1 atm (gauge pressure is zero),
When electric power was applied up to 150 Kw, it dissolved in about 15 minutes. Thereafter, the temperature was maintained for 10 minutes, the power was adjusted, and when the temperature of the molten metal reached 1300 ° C., casting was performed in a mold under an argon gas atmosphere.

【0024】得られたスパッタリングターゲット用合金
素材の鋳造インゴットを所定の形状に機械加工を施し、
バッキングプレートにボンディングしてTi−Si合金
スパッタリングターゲットを得た。
The casting ingot of the obtained alloy material for a sputtering target is machined into a predetermined shape,
Bonding to a backing plate gave a Ti-Si alloy sputtering target.

【0025】実施例5 合金組成がAl−5%Zr(重量%)のスパッタリング
ターゲット用合金素材を得るためにAlおよびZrの原
料金属を秤量し、用意した。これら原料金属を浮揚溶解
装置(富士電機株式会社製)の水冷銅製るつぼ内に装入
し、2×10-2Torr以下まで真空引きを行った。次
いでアルゴンガスを1気圧(ゲージ圧零)まで封入し、
電力を150Kwまで投入したところ約15分で溶解し
た。その後、10分間保持し、電力を調整し、溶湯温度
が1200℃になったところでアルゴンガス雰囲気下で
鋳型に鋳造した。
Example 5 In order to obtain an alloy material for a sputtering target having an alloy composition of Al-5% Zr (% by weight), raw materials of Al and Zr were weighed and prepared. These raw material metals were charged into a water-cooled copper crucible of a flotation melting apparatus (manufactured by Fuji Electric Co., Ltd.), and vacuuming was performed to 2 × 10 −2 Torr or less. Next, argon gas is sealed up to 1 atm (gauge pressure is zero),
When electric power was applied up to 150 Kw, it dissolved in about 15 minutes. Thereafter, the temperature was maintained for 10 minutes, the electric power was adjusted, and when the temperature of the molten metal reached 1200 ° C., casting was performed in a mold under an argon gas atmosphere.

【0026】得られたスパッタリングターゲット用合金
素材の鋳造インゴットを600℃で熱間圧延し、次いで
所定の形状に機械加工を施し、バッキングプレートにボ
ンディングして200×600×7tのAl−Zr合金
スパッタリングターゲットを得た。
The obtained cast ingot of the alloy material for a sputtering target is hot-rolled at 600 ° C., then machined into a predetermined shape, bonded to a backing plate, and sputtered on a 200 × 600 × 7 ton Al—Zr alloy. Got the target.

【0027】比較例1〜5 比較例1〜5は、本発明の実施例1〜5とそれぞれ対比
したものである。溶解炉として、実施例1〜5は銅製る
つぼで浮揚溶解装置を用いたが、比較例1〜4はMgO
るつぼ、比較例5はカーボンるつぼで高周波誘導炉を用
いた。比較例1〜5においては上記溶解条件以外は実施
例1〜5と同様の条件で合金スパッタリングターゲット
を得た。
Comparative Examples 1 to 5 Comparative Examples 1 to 5 are contrasted with Examples 1 to 5 of the present invention, respectively. Examples 1 to 5 used a flotation melting apparatus using a copper crucible as a melting furnace, while Comparative Examples 1 to 4 used MgO.
In the crucible and Comparative Example 5, a high-frequency induction furnace was used as a carbon crucible. In Comparative Examples 1 to 5, alloy sputtering targets were obtained under the same conditions as in Examples 1 to 5, except for the above melting conditions.

【0028】実施例1〜5および比較例1〜5で得られ
た各合金スパッタリングターゲットに含まれる不純物元
素の量を、表1に示す。また実施例5および比較例5で
得られた合金スパッタリングターゲットに含まれる添加
金属について、図1に示す点A〜Dの位置におけるZr
量の分布を、表2に示す。
Table 1 shows the amounts of impurity elements contained in the alloy sputtering targets obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5. Further, with respect to the additional metal contained in the alloy sputtering targets obtained in Example 5 and Comparative Example 5, Zr at points A to D shown in FIG.
The distribution of the quantities is shown in Table 2.

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】[0030]

【表2】 [Table 2]

【0031】表1から分かるように、C,O,N,P,
Sの不純物量は、比較例として示した従来法に比べ、本
発明方法では著しく減少していることが分る。Co系合
金、Ni−Fe系合金スパッタリングターゲットはHD
やMRヘッドの記録膜に使用されるもので、C,O,
N,P,S等の元素はいずれも100ppmを越えると
著しく磁気特性が劣化するので本発明方法が有用であ
る。
As can be seen from Table 1, C, O, N, P,
It can be seen that the impurity amount of S is significantly reduced in the method of the present invention as compared with the conventional method shown as a comparative example. Co-based alloy, Ni-Fe-based alloy sputtering target is HD
Used for recording films of MR heads and MR heads.
If any of the elements such as N, P, S, etc. exceeds 100 ppm, the magnetic properties are remarkably deteriorated, so that the method of the present invention is useful.

【0032】表2は、比重差の大きい種類の金属を用い
た合金スパッタリングターゲット中の添加金属の成分比
のばらつきを示したものであるが、本発明のものは、従
来例に比べ、幅方向においても厚み方向においてもばら
つきが少ない。
Table 2 shows the variation in the component ratio of the added metal in the alloy sputtering target using a metal having a large difference in specific gravity. And the variation is small in the thickness direction.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明によれば、従来例と異なり、セラ
ミックス製のるつぼを使用しないのでヒートショックに
よる割れがないため、急速加熱が可能となり、溶解・鋳
造時間を従来に比べて約3分の1以下と大幅に短縮でき
る。また、本発明の合金スパッタリングターゲットの製
造ではるつぼからの微量金属不純物、ガス不純物の混入
が低減されるため、不純物量の少ない極めて高純度のス
パッタリングターゲットが得られる。また、従来の誘導
溶解に比べ、溶湯に対する攪拌力が大きいので比重の差
が大きい種類の金属原料を溶解しても組成が均一であ
る。このため、新しい種類の合金からなる合金スパッタ
リングターゲットを製造することができ、またターゲッ
トの大型化が可能となる。
According to the present invention, unlike the conventional example, since a ceramic crucible is not used, there is no crack due to heat shock, so rapid heating is possible, and the melting / casting time is about 3 minutes as compared with the conventional example. Of 1 or less. In addition, in the production of the alloy sputtering target of the present invention, the inclusion of trace metal impurities and gas impurities from the crucible is reduced, so that an extremely high-purity sputtering target with a small amount of impurities can be obtained. Further, since the stirring power for the molten metal is larger than that of the conventional induction melting, the composition is uniform even when a metal material having a large difference in specific gravity is melted. Therefore, an alloy sputtering target made of a new kind of alloy can be manufactured, and the size of the target can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例5において合金スパッタリング
ターゲットに含まれるZrの含有量の測定位置を示す図
である。
FIG. 1 is a diagram showing a measurement position of a Zr content contained in an alloy sputtering target in Example 5 of the present invention.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】原料金属を準備し、秤量・仕込みする工
程、 原料金属を浮揚溶解るつぼに装入し、浮揚溶解する工
程、 予熱した鋳型中に溶湯合金を鋳造する工程、 スパッタリングターゲット合金素材の鋳造インゴットに
機械加工を施す工程、および合金スパッタリングターゲ
ットをバッキングプレートとボンディングする工程、 とからなることを特徴とする、高純度合金スパッタリン
グターゲットの製造方法。
1. A step of preparing, weighing and charging a raw material metal, a step of charging a raw metal into a floating melting crucible, a step of floating and melting, a step of casting a molten metal alloy in a preheated mold, and a step of forming a sputtering target alloy material. A method for producing a high-purity alloy sputtering target, comprising: a step of machining a cast ingot; and a step of bonding an alloy sputtering target to a backing plate.
【請求項2】機械加工を施す工程の前に、スパッタリン
グターゲット合金素材の鋳造インゴットを鍛造および/
または圧延する工程を付加したことを特徴とする請求項
1に記載の高純度合金スパッタリングターゲットの製造
方法。
2. A method for forging and / or forging a cast ingot of a sputtering target alloy material before a step of machining.
The method for producing a high-purity alloy sputtering target according to claim 1, wherein a rolling step is added.
【請求項3】ガスおよび金属不純物の含有量が少く、添
加金属の分布が均一であって、原料金属を浮揚溶解によ
り製造したことを特徴とする、高純度合金スパッタリン
グターゲット。
3. A high-purity alloy sputtering target characterized in that the content of gas and metal impurities is small, the distribution of the added metal is uniform, and the raw metal is produced by fusing and melting.
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