JPS6314864A - Co基合金スパツタタ−ゲツトおよびその製造法 - Google Patents

Co基合金スパツタタ−ゲツトおよびその製造法

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JPS6314864A JP61158755A JP15875586A JPS6314864A JP S6314864 A JPS6314864 A JP S6314864A JP 61158755 A JP61158755 A JP 61158755A JP 15875586 A JP15875586 A JP 15875586A JP S6314864 A JPS6314864 A JP S6314864A
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    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering
    • C23C14/3407Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • C23C14/3414Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、マグネトロンスパッタに適用し得るCo基合
金ターゲットに関する。
(従来の技術〕 従来の00基合金スパッタターゲットは、Co基合金材
を高温にて溶融した後鋳造してFCC単相の領域より冷
却してマルテンサイト変態を生ぜしめその1部がHCP
相となったものであシ、鋳造した後放冷するか、熱間加
工後放冷するかにより製造されたものがマグネトロンス
パッタに使用されている。
マグネトロンスパッタは、ターゲット表面に漏洩磁界を
発生させてプラズマをターゲット表面に集中させるよう
にしているが、従来の上記によって製造されたOo基合
金のような磁性体をターゲットとして使用する場合、磁
束がターゲット内部を通過し易いので、表面に漏洩磁界
をつくるためには、飽和磁化を考慮し、ターゲットの厚
さを薄くしたものを使用する必要があった。
(発明が解決しようとする問題点) 従来の上記Co基合金ス″バッタターゲットは、肉薄で
あるため、使用寿命が短かく、又エロージョンの進行に
伴ないエロージョン内の磁界が大きくなり、プラズマが
二ローション内に集中して、ターゲットが局部的に消耗
し、使用効率が悪いという欠点を有している。
従って、Co基合金スノゼツタターゲットとして、従来
のものに比し肉厚のものが使用できるようにすることが
望ましい。
(問題点を解決するための手段) 本発明者等は、か\る観点に立ち、ターゲットの磁気特
性と表面漏洩磁界や二ローション形状との関係について
、種々検討した結果、表面の磁界は、従来考えられてい
たように、ターゲラ)f料の飽和磁化に依存するもので
はなく、透磁率に依存することを知見した。而して、飽
和磁化の大きいCo基合金でも透磁率を小さくすること
により、漏洩磁界を強くすることができることが分った
。而して、この透磁率の大きさには、 Co基合金の場
合、FCC相とHCP相の量比が最も影響を与えること
を見出した。即ち、Co基合金のHCP相は非常に大き
い結晶磁気異方性を有して居る1万FCC相は結晶磁気
異方性が小さい。従ってHCP相の量を多くすると透磁
率が減少し、ターゲット表面に漏洩磁界がそれだけ発生
し易くなることが分った。更に、COに、Ni、Or、
Pt 、W、V、Ti等の元素の添加量を多くすると、
飽和磁化が減少するにも拘らず、透磁率が大きくなり、
漏洩磁界が弱くなることも分った。
このFCC相とHCP相の量比の見地より、この従来の
製造法によるCo基合金スパッタターゲットのFoe相
を少な(1,HCP相を多くして、FCC相/’HCP
相の量比の値を小さくすることができれば、それだけ透
磁率全減少し、従ってターゲット表面に漏洩磁界の発生
を増大せしめることができ、従ってこのことは、Co基
合金ターゲットの厚さを従来のものに比し厚くしたもの
が使用でき使用寿命の増大、使用効率の向上ができる。
又、従来と同じ厚さのものを使用した場合は、磁界発生
装置の縮・小、消費電力の節約をもたらすことができる
。所で、FCC相とHCP相の量比を容積比で求めるこ
とは困難である。
従って、この容積比と比例関係にあるX線回折ピークの
強度比を求めることが考えられる。この場合、FCC相
のX線ピークとHCP相の回折ピークは、多くが重なっ
ているが、FOC相の(200)ピークとHCP相の(
101)ピークは重なっていないことを利用し=  I
Foo(200)/IHCP(101)の強度比を測定
することにより、両相の混合比を相対値として求めるこ
とができる。
本発明者等は、従来の製造法によって、得られたCo基
合金、即ち、Co基合金材を溶解した後鋳型に流入しそ
のま\冷却したもの、或はその加熱したものの冷却過程
で熱間加工して常温まで冷却したものに、即ち、冷却に
よりマルテンサイト変態をしたCo基合金に、冷間加工
により歪を与えることにより、HCP相に変らずに残っ
ているFCC相の1部を更にHCP相に変態せしめて、
Co基合金のFCC相(200)/HCP相(101)
の強度比が、その冷間加工を施す前のその値よりも小さ
い値を示す、従って透磁率の値もそれに応じて低下した
Co基合金スパッタターゲットを提供し、従来の前記の
不都合を解消し、従来のものに比し、肉厚にしたものと
して使用して、使用寿命の延長した而も使用効率の向上
したC0基合金スノゼツタターゲットをもたらすもので
ある。即ち、本発明のFCC相/ HCP相の比を減少
せしめたので、これに伴ないその透磁率も低下し、従っ
て表面漏洩磁界を発生し易くなるので、スノゼツタター
ゲットを厚くでき、又エロージョン領域を大きくとるこ
とができ、それだけ、ターゲットの使用効率を増大し得
る。
尚、冷間加工は、圧延、引抜き、スウエージング、鍛造
、一般プレス加工など従来性なわれている任意の冷間加
工手段をとることができるが、この場合、加工率として
、断面積収縮率として約5%以上が特に好ましい。
(実施例〕 次に本発明の詳細な説明する。
Co基合金材は、COを基材とし、これに、Ni。
Or、Pt、Wなどの添加金属の少くとも1aLを所望
の割合添加した各種配合組成から成る全てのCo基合金
材が使用できる。この配合組成のco基合金を溶融物と
したものを、所定の鋳型に注入しそのま\常温まで冷却
したり、或は常温まで冷却する前の熱いうちに熱間加工
を行ない所定の厚さの板状とする。かくして、その冷却
過程でFCC相の1部はHCP相に変るいわゆるマルテ
ンサイト変態する。このように製造したもののIFCC
(200)/I HCP (101)のX線回折ピーク
強度比は、例えば、下記表1に示すように、0o−20
at%Ni−10at%Orから成るCo基合金(試料
A I ) 、 Co−16at % Orから成るC
o基合金(試料A 5 ) 、 Oo −20at%N
ムー10at % Ptから成るCo基合金(試料A7
)、及び0o−25at%Niから成るCo基合金(試
料A9)は、夫々1.75 、1.90 、1.65及
び2.03であった。本発明によれば、これらの試料の
夫々に、冷間加工を例えば冷間圧延を施した。この時そ
の断面積収縮率が5チ以上となるように圧縮した。その
結果、表1に示す本発明の夫々のCo基合金スパッタタ
ーゲットのIFCC(200)/FHCP (101)
の強度比は)試料&1の冷間加工品については、5チの
断面積収縮率で、  1.21と低下した(試料7伍2
)。その断面積収縮率を10チ、15チと増大すると、
これに伴ないその強度比も、  0.3(1,0,30
と低下した(試料高3.A4)。試料煮5.颯7及び息
9についてもその冷間加工品の前記の強度比は、1.9
0(A5)が0.45(試料煮6)に、1.65 (A
7 )が0.35(試料A 8 )に、2.03(A9
)が042(試料A10)に夫々低下していた。該強度
比と透磁率の測定は、各試料は、裏作したターゲットか
ら小片を切)出し、王水で表面をエツチングして切り出
しによって生じた加工層をとり除いた後測定した。夫々
の透磁率についても表1に示すように、冷間加工により
夫々著しく低下することが確認された。
次に、これらの各試料について、5インチ×8インチの
大きさのDoマグネトロン力フードを用いて、その夫々
のターゲット特性を検ぺた。
表中、相対ターゲットの厚さとは、磁極間中心位置で6
00Gの平行磁界が発生しているカソード上に、各種試
料ターゲットを設置して、 25CIGの漏洩磁界が表
面に発生するときのターゲットの厚さである。表1の各
試料の相対的厚さの値から分かるように、冷間加工した
場合の本発明の各Co基合金ターゲット試料は冷間加工
しない試料に比し、その厚さを著しく増大できることが
分る。又、各試料につき、5■厚の夫々のターゲットを
設置して、表面漏洩磁界が250Gになるようにカッ−
1−′を調節した後、使用しプラズマが二ローション内
に集中してターゲットが局部的に消費しその局部での最
大エロージョン部の厚さがOとなったときのターゲット
使用効率を測定した。その結果は、表1に示す通りで、
本発明の冷間力ロエ処理したターゲットは冷間加工しな
いターゲットに比しその使用効率が著しく向上すること
が分る。
第1図及び第2図は、 Co−20at%Ni−10a
t%Orのターゲットを代表例として、X線回折ピーク
強度比L rcc(2oo)/IHopoox)と前記
相対ターゲット厚さとの関係及び前記ターゲット使用効
率との関係を夫々示したもので該強度比が小さくなるに
従いターゲット厚さ及びターゲット使用効率は夫々増大
することが分る。
第3図は、仝様に、0o−20at Ni−10at%
Orのターゲットを代表例として、X線回折ピーク強度
比IFCC(200)/IHCP(101)とターゲッ
トの断面積収縮率を示したもので、該収縮率が大きくな
るに従い該強度比が小さくなることが分る。
尚、実施例ではDoマグネトロンスパッタの場合を述べ
たが、他のスパッタ法、例えば、几Fマグネトロン、同
軸マグネトロン、3極マグネトロン等の磁界を用いてプ
ラズマを制御する型のすべてのスパッタ法に適用できる
(発明の効果) 本発明によれば、CO基合金材を高温のFCC相単相よ
り冷却しその1部I HCP相を生ぜしめていわゆるマ
ルテンサイト変態音生ぜしめたものに冷間歪を生ぜしめ
てX線回折ピーク強度比I FCC(200)/IHC
P (101)の値を低下せしめたものをスパッタター
ゲットとしたので、冷間加工を施さないものに比し、そ
の厚さを厚くしても表面漏洩磁界を容易に発生せしめる
ことができると共にその肉厚としたものに伴ないターゲ
ットの使用効率を向上でき、又その厚さを同じものとし
た場合は、磁界発生装置或は消費電力を必要に応じ小さ
くできる等の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、 Oo基合金スパッタターゲットのX線回折
ピーク強度比IFCC(200)/II(OP(101
)とターゲットの厚さとの関係を示すグラフ、第2図は
仝強度比とターゲット使用効率との関係を示すグラフ、
第3図は仝強度比と断面積収縮率との関係を示すグラフ
である。 第1図 ”FCC(2ωゾI)IcP(101)第2図 第3図 断i檀収1憶阜(%)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、Co基合金スパッタターゲットにおいて、そのX線
    回折のFCC(200)ピークとHCP(101)ピー
    クの強度比I_F_C_C(200)/I_H_C_P
    (101)の値が、その合金を高温のFCC単相領域よ
    り常温まで冷却した時点における値よりも小さい値を有
    することを特徴とするCo基合金スパッタターゲット。 2、Co基合金材を高温のFCC単相領域より冷却した
    ものを冷間加工することを特徴とするCo基合金スパッ
    タターゲットの製造法。
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