KR100952889B1 - 스퍼터링 타겟트용 산화크롬 분말 및 스퍼터링 타겟트 - Google Patents

스퍼터링 타겟트용 산화크롬 분말 및 스퍼터링 타겟트 Download PDF

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Abstract

유황이 100wtppm 이하인 산화크롬으로 이루어진 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟트용 산화크롬 분말. 스퍼터링 타겟트 중의 유황 함유량이 100wtppm 이하이며, 수분, 탄소, 질소, 유황의 가스성분을 제외한 순도가 99.95wt% 이상인 것을 특징으로 하는 산화크롬 또는 5mol% 이상의 산화크롬을 함유하는 스퍼터링 타겟트. 산화크롬 자체의 순도를 높이는 것과 함께, 스퍼터링 타겟트를 제조할 시에 소결밀도를 올릴 수 있는 스퍼터링 타겟트용 산화크롬 분말을 제공하는 것이며, 또한 이 산화크롬 분말을 사용하여 스퍼터링 타겟트를 제조할 시에 결정입을 미세화하고, 균열의 발생이 없으며, 균일 및 치밀한 스퍼터링 타겟트를 제공하는 것이다.
스퍼터링 타겟트용 산화크롬 분말

Description

스퍼터링 타겟트용 산화크롬 분말 및 스퍼터링 타겟트{CHROMIUM OXIDE POWDER FOR SPATTERING TARGET AND SPATTERING TARGET}
본 발명은 스퍼터링 타겟트에 균열의 발생이 없는 고순도, 고밀도 타겟트를 제공할 수 있는 스퍼터링 타겟트용 산화크롬 분말 및 이 산화크롬 분말을 사용하여 소결한 스퍼터링 타겟트에 관한 것이다.
산화크롬 또는 산화크롬을 함유하는 소결체 타겟트는 써멀헤드(Thermal head)등의 내마모성 보호막, 자기기록매체 또는 자기기록매체용 하지막(下地膜), 액정 디스플레이(LCD)판넬의 블랙 매트릭스(black matrix)막, 발열저항체용 하지막, 상변화형 광기록매체용 유전체막 등의 박막 또는 층을 스퍼터링하는 것에 의해 형성되는 타겟트재료로서 사용되고 있다.
일반적으로 산화크롬 또는 산화크롬을 함유하는 타겟트는 균열이 일어나기 쉽고, 저밀도이며, 순도도 낮은 것이 많다. 타겟트가 저밀도 또는 순도가 낮은 경우에는 박막의 특성에 여러가지 영향을 미친다.
순도가 낮고 불순물이 많은 경우에는 스퍼터링 시에, 그 불순물이 파티클 발생이나 노즐의 기점(起點)이 되기 쉽고, 이상방전이 발생하며, 성막속도 및 막조성의 격차를 발생시키는 원인이 된다.
또한 밀도의 저하는 공공(空孔)을 증가시켜, 결정입이 조대화하며, 타겟트의 스퍼터 면이 불균일하고, 거칠게 되기 때문에 스퍼터링 시의 파티클 발생이나 노즐을 증가시켜, 스퍼터 막의 특성을 저하시키는 원인이 된다.
그러므로 상기와 같이 산화크롬 또는 산화크롬을 함유하는 타겟트는 균열되기 쉽기 때문에, 고밀도화가 어렵다는 문제가 있다. 이 때문에 산화크롬을 적극적으로 첨가하거나, 산화크롬 자체를 타겟트재로서 사용하는 예가 적었다.
그런데 산화크롬 성형체를 소결하여 소결체를 제조할 시에 기공율(氣孔率)을 35%이하의 범위로 조정한다고 하는 기술이 개시되어 있다(예를 들면 특허문헌 1 참조). 이 경우 시판의 녹색 산화크롬 분말을 원료로서 소결하고 있으나, 내화재로서의 사용이라면 모르겠지만, 이 정도의 개량으로서는 스퍼터링용 타겟트재로서는 충분한 특성을 얻을 수 없다는 것이 명백한 것이다.
자기기록매체의 하지박막으로서 산소가 고농도로 함유되는 크롬 타겟트를 사용하는 예가 개시되어 있다(특허문헌 2 참조).
이 경우 크롬은 산소의 고용한(固溶限)이 작기 때문에, 산소가 다량으로 함유되면 산화크롬이되어 비금속 개재물의 형태로 혼입하는 것으로 된다. 이 개재물이 무질서하게 존재하면, 스퍼터링에 의한 성막 시에, 개재물인 산화크롬의 대전(帶電) 또는 국부적인 이상방전이 발생되며, 또한 개재물이 이것에 의해 타겟트로부터 이탈하고, 성막조(成膜槽) 중에서 부유(浮遊)한다고 하는 문제가 발생하는 것이 지적되고 있다.
이의 개량책으로서 금속크롬 중에 산화크롬을 미세하게 균일분산시킨다고 하 는 것이 제안되어 있다. 또한 이 경우에 금속크롬 분말에 산화크롬 분말을 첨가하고, 열처리에 의한 크롬 산화물을 동일하게, 금속크롬 중에 산화크롬을 미세하게 균일분산시킨다고 하는 것도 제안되어 있다(예를 들면 특허문헌 3 참조).
그러나 이들의 경우는 산화크롬 자체의 순도 및 산화크롬이 함유되는 것에 의한 저밀도화의 문제가 해결되어 있지 않기 때문에, 스퍼터링 타겟트를 제조하는 경우의 근본적인 해결책이라고는 말할 수 없다.
또한 액정 디스플레이 판넬의 블랙 매트릭스에 사용되는 산화크롬 박막 형성용 스퍼터링 타겟트로서, 금속크롬과 산화크롬으로 이루어진 크롬계 타겟트의 제조방법이 제안되어 있다(예를 들면 특허문헌 4 참조). 이 경우 금속크롬 중에 산화크롬이 균일하게 분산되고, 또한 치밀하기 때문에 방전전압이 안정되어 있고, 성막이 양호하다고 기재되어 있다.
제조의 구체적인 예로서, 시판의 산화크롬을 사용하여 이것에 크롬의 탄화물을 혼합하여 소결하여 환원하고, 이것을 분쇄한 후, 다시 진공 중에서 2차 소결을 행하는 것에 의해 금속크롬 중에 산화크롬을 균일하게 분산시켜 치밀한 타겟트를 얻는다고 하는 것이다. 이 경우에도 역시 산화크롬의 순도가 특히 개선된 것은 아니고, 새로운 C가 혼입된다고 하는 문제가 있으며, 산화크롬을 함유하는 스퍼터링 타겟트를 제조하는 경우에 있어서의 근본적인 해결책은 아니다.
동일한 수법으로서 시판의 크롬 산화물에 카본 분말을 혼합해서 소성하여 환원하고, 이것을 분쇄한 후, 다시 소결하는 것에 의해 금속크롬 중에 산화크롬을 균일하게 분산시켜 방전을 안정화시켜, 파티클의 발생을 억제하고자 하는 제안이 있 다(특허문헌 5 참조).
그러나 이것도 산화크롬의 순도가 특히 개선된 것은 아니고, 새로운 C가 혼입된다고 하는 문제가 있으며, 산화크롬을 함유하는 스퍼터링 타겟트를 제조하는 경우의 근본적인 해결책은 아니다.
또한 시판의 크롬 산화물과 산화 지르코늄의 혼합 성형체를 흑연 분말 중에 넣어 소결한 축수(軸受) 등에 사용하는 내마모성, 고강도, 고인성을 구비한 소결체를 얻는 방법이 제안되어 있다(예를들면 특허문헌 6 참조). 이것도 또한 산화크롬의 순도가 특히 개선된 것은 아니고, 소결분위기에서 보아 새로운 C가 혼입된다고 하는 문제가 있으며, 산화크롬을 함유하는 스퍼터링 타겟트의 이용이라고 하는 의미에 있어서는 근본적인 해결책은 아니다.
특허문헌 1: 일본 특개 소54-141808호 공보
특허문헌 2: 일본 특개 평8-73963호 공보
특허문헌 3: 일본 특개 평6-264159호 공보
특허문헌 4: 일본 특개 평8-199349호 공보
특허문헌 5: 일본 특개 평9-279334호 공보
특허문헌 6: 일본 특개 평4-132659호 공보
(발명의 개시)
본 발명은 산화크롬 자체의 순도를 높이는 것과 동시에, 스퍼터링 타겟트를 제조할 시에 소결밀도를 높일 수 있는 스퍼터링 타겟트용 산화크롬 분말을 제공하는 것이며, 또한 이 산화크롬 분말을 사용하여 스퍼터링 타겟트를 제조할 시에 결정입을 미세화하고, 균열의 발생이 없으며, 또한 불순물에서 기인하는 파티클이나 노즐의 발생, 더욱이 이상방전을 억제하는 것이 가능하며, 균일하고 치밀한 스퍼터링 타겟트를 제공하는 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명자들은 예의(銳意) 연구를 행한 결과, 산화크롬 분말 자체의 순도를 높이는 것이 극히 중요하다는 것을 알았으며, 타겟트 밀도, 결정입경, 상대밀도를 최적조건으로 하는 것에 의해, 성막특성을 높이는 것이 가능하다는 것을 알아내었다.
본 발명은 이 알아낸 것을 기초로하여,
1) 유황이 100wtppm이하이며, 수분, 탄소, 질소, 유황의 가스성분을 제외한 순도가 99.95wt%이상인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟트용 산화크롬 분말
2) 유황이 30wtppm이하인 것을 특징으로 하는 상기 1)에 기재된 스퍼터링 타겟트용 산화크롬 분말
3)또한 탄소 함유량이 200wtppm이하인 것을 특징으로 하는 상기 1) 또는 2)에 기재된 스퍼터링 타겟트용 산화크롬 분말
4) 수분, 탄소, 질소, 유황 등의 가스성분을 제외한 순도가 99.95wt% 이상인 것을 특징으로 하는 상기 1)~3)의 어느 하나에 기재된 스퍼터링 타겟트용 산화크롬 분말
5) 불활성 분위기 하(下)에서, 1000℃, 2시간의 가열(加熱) 시의 중량 감소량이 0.7% 이하인 것을 특징으로 하는 상기 1)~4)의 어느 하나에 기재된 스퍼터링 타겟트용 산화크롬 분말
을 제공한다.
본 발명은 또한
6) 스퍼터링 타겟트 중의 유황 함유량이 100wtppm이하이며, 수분, 탄소, 질소, 유황의 가스성분을 제외한 순도가 99.95wt% 이상인 것을 특징으로 하는 산화크롬 또는 5mol% 이상의 산화크롬을 함유하는 스퍼터링 타겟트
7) 유황 함유량이 30wtppm이하인 것을 특징으로 하는 상기 6)에 기재된 스퍼터링 타겟트
8) 또한 탄소 함유량이 200wtppm이하인 것을 특징으로 하는 상기 6) 또는 7)에 기재된 스퍼터링 타겟트
9) 불순물인 Na, Fe, Pb의 총량이 300wtppm이하인 것을 특징으로 하는 상기 6)~8)의 어느 하나에 기재된 스퍼터링 타겟트
10) 20mol%이상의 산화크롬을 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 6)~9)의 어느 하나에 기재된 스퍼터링 타겟트
11) 50mol%이상의 산화크롬을 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 10)에 기재된 스퍼터링 타겟트
12) 평균결정입경이 100㎛이하, 상대밀도가 90%이상인 것을 특징으로 하는 상기 6)~11)의 어느 하나에 기재된 스퍼터링 타겟트
를 제공한다.
(발명의 실시형태)
본 발명의 스퍼터링 타겟트용 산화크롬 분말 및 스퍼터링 타겟트의 큰 특징은 산화크롬 분말 중 또는 산화크롬 혹은 산화크롬을 함유하는 스퍼터링 타겟트 중의 유황 함유량이 100wtppm이하로 하는 것이다. 단, 본원발명에 있어서 사용되는 산화크롬은 주로 Cr2O3를 의미하나, 반드시 이 Cr2O3에만 제한하는 것은 아니다. 즉, 산화크롬에는 이 외에 Cr5O12, Cr3O4, CrO2, CrO, Cr3O2 등이 있으나, 이들 및 이들의 혼합물을 포함하여 전부를 대상으로 하는 것이다.
일반적으로 시판되는 산화크롬 분말은 무수(無水)크롬 산을 소성하여 제조하지만, 황산근 (SO4 -2)가 잔존하고, 결과로서 산화크롬 분말에 유황이 잔존하고 있다. 통상의 소결체에서는 이와 같은 유황의 존재는 무시되어 소결체 또는 소결 타겟트로서 제조되고 있다. 따라서 타겟트의 균열의 원인은 명확하지 않으나, 균열방지의 의미에서 종래에는 저밀도의 타겟트가 제조되고 있다.
그러나, 이 유황의 일정량 이상의 존재는 타겟트의 균열발생의 직접적이며, 또한 큰 요인인 것을 알았다. 따라서 산화크롬 중의 유황함유량은 엄격하게 제한할 필요가 있다. 스퍼터링 타겟트 중의 유황 함유량을 저감시키기 위해서는, 당연하지만 소결원료가 되는 산화크롬 분말의 유황함유량을 저감할 필요가 있다. 보다 바람직한 유황의 함유량은 30wtppm이하이다.
소결용 원료분말과 타겟트의 유황 함유량에는 약간 차이가 있으나, 유황의 혼입은 산화크롬 소결 원료분말에 기인하는 것이 대부분이며, 타겟트에 직접 반영된다. 그러나 타 재료로부터의 유황의 혼입이 있으면, 당연히 그것을 제한할 필요가 있으며, 총량으로서 타겟트 중의 유황을 저감시키는 것이 필요하다.
원료 산화크롬 분말은 유황을 저감시키기 위하여 대기 중, 산소가스 분위기(또는 흐름) 중, 불활성 가스 분위기(또는 흐름) 중, 또는 진공 중에서 900℃~1200℃ 정도의 온도에서 가열처리하는 것이 유효하다. 이것에 의하여 산화크롬 중에 함유되는 수분, 유황, 탄소, 산소(유리(遊離)), 질소 등의 가스성분을 대폭으로 저감시키는 것이 가능하다. 또한 산화크롬 원료분말의 유동성도 향상되기 때문에, 소결 시의 타겟트의 균열발생 요인의 대부분을 제거할 수 있다.
특히, 900℃이상의 가열에 의하여 유황이 증발하기 때문에, 유황을 효과적으로 제거할 수가 있다. 단, 1200℃를 초과하면, 산화크롬 분말의 비표면적이 작아지고, 소결성이 나쁘게 되기 때문에, 900℃~1200℃정도의 온도에서 가열처리하는 것이 바람직하다. 또한 산소 함유 분위기 중에서의 가열은, 원료분말의 충분한 산화를 행하도록 하는 것에 의하여, 상기 수분, 유황, 탄소, 산소(유리), 질소 등의 가스성분을 더욱 효과적으로 제거할 수 있다.
상기 유황에 이어서, 탄소의 존재도 타겟트의 균열발생에 영향을 미친다. 따라서 산화크롬을 탄소 또는 탄화물로서 환원하는 것과 같은 수법(手法)은 탄소의 증가로 이어지기 때문에 부적당하다. 통상은 산화크롬 중의 유황을 콘트롤함으로서 충분하나, 특히 탄소량이 많은 재료를 사용한 경우 또는 제조공정 중에 있어서, 탄소의 혼입이 현저하게 되는 것과 같은 경우에는, 필요에 따라 탄소의 양도 관리할 필요가 있다.
또한 상기 대기 중에서의 가열처리는 산화크롬 원료분말에 포함되는 Na, Fe, Pb도 동시에 제거할 수 있다. 산화크롬 원료분말은 고순도의 것을 사용하는 것이 필요하지만, 상기 가열처리에 의하여 더욱 순도가 향상되고, 상기 가스성분을 제외한 순도 99.95wt%이상인 산화크롬 원료분말을 얻을 수 있다.
또한 불활성 분위기 하(下)에서 1000℃, 2시간의 가열(加熱) 시의 중량 감소량을 0.7%이하로 하는 것이 바람직하다. 통상 산화크롬을 함유하는 재료의 소결은 1000℃이상에서 행하나, 1000℃이하의 휘발물(揮發物)의 다량의 발생은 소결체의 균열이나 불균일한 소결의 원인이 된다. 따라서 산화크롬 분말의 소결원료로부터 휘발물을 사전에 제거해 두는 것이 바람직하다. 이렇게 하여 불활성 분위기하에서, 1000℃에서의 중량 감소량이 0.7%이하로 되는 정도까지, 상기 가열처리에 의해 산화크롬 원료분말로부터 휘발물을 제거한다. 이것에 의해 소결 시에 있어서 휘발물의 발생을 작게하는 것이 가능하다.
또한 원료분말의 평균입경은 10㎛이하로 조정하는 것이 바람직하다.
상기에 의하여 얻어진 산화크롬 원료분말을 사용하여 소결함으로서, 소결 후의 스퍼터링 타겟트의 평균 결정입도를 100㎛이하, 상대밀도를 90%이상으로 하는 것이 가능하다. 스퍼터링 타겟트의 밀도의 향상은 공공(空孔)을 감소시켜 결정입을 미세화하고, 타겟트의 스퍼터 면을 균일하고 평활(平滑)하게 하는 것이 가능하기 때문에, 스퍼터링 시의 파티클이나 노즐을 저감시켜, 더욱 타겟트 라이프도 길게 할 수 있다는 현저한 효과를 가진다.
본원발명의 타겟트는 100%의 산화크롬뿐만 아니라, 산화크롬을 함유시킨 타겟트 전부를 포함한다. 예를 들면 써멀헤드 등의 내마모성 보호막, 자기기록매체 또는 자기기록매체용 하지막, 액정 디스플레이(LCD) 판넬의 블랙 매트릭스막, 발열저항체용 하지막, 상변화형 광기록매체용 유전체막 등의 박막 또는 층을 형성하기 위하여 사용하는 산화크롬을 함유하는 전부의 타겟트에 적용할 수 있다.
이들의 산화크롬을 함유하는 타겟트의 예로서는, Cr-Cr2O3로 이루어진 자기기록매체의 하지막 형성 타겟트 또는 액정 디스플레이 판넬의 블랙 판넬의 박막 형성 타겟트, CrN-Cr2O3로 이루어진 써멀 프린트 헤드용 타겟트, 써멀 프린트 헤드용의 Cr2O3-Al, Ti, Zr, Hf, Mg, Y로부터 선택한 산화물-나머지 질화규소로 이루어진 타겟트, 상변화형 광기록 매체에 사용하는 Cr2O3-CeO2로 이루어진 유전체막 형성용 타겟트, 산화물 자기기록매체 박막형성을 위한 Co-Pt-Cr 타겟트와 같은 예를 들 수 있다.
산화크롬의 존재는 미량이라도, 유황이나 타 가스성분이 혼입된 산화크롬은, 균열이나 크랙 발생의 원인이 되기 때문에, 요소 성분으로서 뿐만 아니라, 오히려 이상 방전이나 파티클의 발생이나 노즐 발생의 원인으로도 되기 때문에, 5mol%이상의 산화크롬을 함유하는 스퍼터링 타겟트에 있어서도 대상이 되는 것이다.
또한 산화크롬의 함유량이 많게 됨에 따라서, 그 영항은 증대한다. 이런 의미에서 산화크롬 20mol%이상에서 큰 영향을 받아, 산화크롬 50mol%이상에서는 더욱 강한 영향을 받기 때문에, 가스성분을 포함하는 불순물의 보다 한층 엄밀한 관리가 필요하게 된다.
다음으로 실시예 및 비교예에 기초하여 설명한다. 단, 본 실시예는 어디까지나 일 예이며, 이 예에 의하여 어떠한 제한도 되는 것은 아니다. 즉, 본 발명은 특허청구범위에 의해서만 제한되는 것이며, 본 발명에 포함되는 실시예 이외의 여러가지 변형을 포함하는 것이다.
(실시예 1)
99.8% 순도의 산화크롬(Cr2O3)분말을 준비하고, 이것을 대기 중, 1000℃에서 5시간 가열처리 하였다. 가열처리 전과 후의 불순물의 분석치를 표 1에 나타낸다. 가열처리한 후의 원료분말의 대표적인 불순물량을 보면, S: 60wtppm, C: 200wtppm, Na: 50wtppm, Fe: 50wtppm, Pb: 0.1wtppm였다. 또한 원료분말의 평균입경은 2㎛였다.
기타 불순물은 표 1에 나타난 바와 같다. 여기서는 주된 불순물만을 기재한다. 단, 이 분말원료를 불활성 분위기(Ar 흐름)하에서 1000℃, 2시간 가열한 경우의 중량감소량은 0.3wt%였다.
다음에 이와 같이 하여 유황 등의 가스성분 및 기타 휘발성분을 제거한 순도 99.98%(가스성분을 제외함)의 산화크롬 분말 8mol%와, 잔량, 순도 99.9%의 금속크롬 분말을 조합(調合)하고, 이것을 건식혼합한 후, 카본제 다이스에 충진하여, 온도 1100℃, 압력 150kg/㎠의 조건에서 핫프레스 소결을 행하였다.
이 소결체를 마무리 가공하여, Cr을 주성분으로 하는 타겟트(Cr-Cr2O3)로 하였다. 소결체의 대표적인 불순물량을 보면, S: 45wtppm, C: 180wtppm, Na: 5wtppm, Fe: 250wtppm, Pb: 10wtppm였다. 단, 여기서 소결체 중에 있어서의 Fe의 증가는 크롬(Cr) 원료분말에 포함되는 Fe에 기인하는 것이다.
그러나, 이 경우에 있어서도 Na, Fe, Pb의 총량은 300wtppm이하였다. 기타 불순물은 표 2에 나타난 바와 같다.
여기에서는 주된 불순물만을 기재한다. 동일하게 기타 불순물로서, 크롬(Cr)원료분말에서 오는 불순물(Pb, Al, Si, Cu)의 증가가 있으나, 이들은 실시예에 보는 Cr을 주성분으로 하는 타겟트에 있어서는 균열의 원인이 되는 것은 아니었다.
이상에서 보는 바와 같이, 가열처리한 후의 산화크롬(Cr2O3) 원료분말 및 소결 후의 타겟트의 불순물량은 어느 것이나 본원발명의 범위에 포함되는 것이었다. 타겟트의 상대밀도는 97.5%(밀도로서 6.5g/㎤)이며, 타겟트의 균열은 발생하지 않았다. 이 결과를 표 2에 나타낸다.
Figure 112007091073911-pct00001
Figure 112007091073911-pct00002
(실시예 2)
99.8 순도의 산화크롬(Cr2O3)분말을 준비하고, 이것을 대기 중, 1200℃에서 5시간 가열처리하였다. 가열처리 전과 후의 불순물의 분석치를 표1에 나타낸다. 가열처리한 후의 원료분말의 대표적인 불순물량을 보면, S: 10wtppm, C: 90wtppm, Na: 20wtppm, Fe: 40wtppm, pb: 0.1wtppm였다. 기타의 불순물은 표 1에 나타난 바와 같다. 여기에서는 주된 불순물만을 기재한다. 단, 이 분말원료를 불활성 분위기(Ar 흐름) 하에서 1000℃, 2시간 가열한 경우의 중량감소량은 0.1wt%미만이었다.
다음에 이와 같이 하여 유황 등의 가스성분 및 기타 휘발성분을 제거한 순도 99.98%(가스성분을 제외함)의 산화크롬 분말 15mol%와, 잔량, 순도 99.9%의 금속크롬 분말을 조합(調合)하고, 이것을 건식혼합한 후, 카본제 다이스에 충진하고, 온도 1130℃, 압력 150kg/㎠의 조건에서 핫프레스 소결을 행하였다.
이 소결체를 마무리 가공하여, Cr을 주성분으로 하는 타겟트(Cr-Cr2O3)로 하였다. 소결체의 대표적인 불순물량을 보면, S: 40wtppm, C: 80wtppm, Na:10wtppm, Fe: 230wtppm, Pb: 8wtppm였다. 단, 여기서 소결체 중에 있어서의 Fe 의 증가는 크롬(Cr) 원료분말에 포함되는 Fe에 기인하는 것이다.
그러나, 이 경우에 있어서도 Na, Fe, Pb의 총량은 300wtppm 이하였다. 기타의 불순물은 표 2에 나타낸 바와 같다.
여기에서는 주된 불순물만을 기재한다. 동일하게 기타의 불순물로서, 크롬(Cr) 원료분말에서 오는 불순물(Pb, Al, Si, Cu)의 증가가 있으나, 이들은 실시예 1에서 보는 Cr을 주성분으로 하는 타겟트에 있어서는 균열의 원인이 되는 것은 아니였다.
이상에서 보는 바와 같이, 가열처리한 후의 산화크롬(Cr2O3) 원료분말 및 소결 후의 타겟트의 불순물량은 어느 것이나 본원발명의 범위에 포함되는 것이었다. 타겟트의 상대밀도는 92.6%(밀도로서 5.9g/㎤)이며, 타겟트의 균열은 발생하지 않았다. 이 결과를 표 2에 나타낸다.
( 실시예 3)
99.8 순도의 산화크롬(Cr2O3)분말을 준비하고, 이것을 대기 중, 900℃에서 48시간 가열처리하였다. 가열처리 전과 후의 불순물의 분석치를 표1에 나타낸다. 가열처리한 후의 원료분말의 대표적인 불순물량을 나타내면, S: 90wtppm, C: 150wtppm, Na: 70wtppm, Fe: 50wtppm, pb: 1wtppm였다. 기타의 불순물은 표 1에 나타난 바와 같다. 여기서는 주된 불순물만을 기재한다. 단, 이 분말원료를 불활성 분위기(Ar 흐름) 하에서 1000℃, 2시간 가열한 경우의 중량감소량은 0.6wt%이었다.
다음에 이와 같이 하여 유황 등의 가스성분 및 기타 휘발성분을 제거한 순도 99.98%(가스성분을 제외함)의 산화크롬 분말을 카본제 다이스에 충진하고, 온도 1130℃, 압력 150kg/㎠의 조건에서 핫프레스 소결을 행하였다.
이 소결체를 마무리 가공하여 타겟트(Cr-Cr2O3)로 하였다. 소결체의 대표적인 불순물량을 보면, S: 40wtppm, C: 130wtppm, Na:25wtppm, Fe: 40wtppm, Pb: 0.1wtppm였다. 기타의 불순물은 표 2에서 보는 바와 같다. 여기에서는 주된 불순물만을 기재한다. 표 2에 나타난 바와 같이, 소결에 의하여 모든 불순물은 더욱 저감되였다.
이상에 보는 바와 같이, 가열처리한 후의 산화크롬(Cr2O3)원료분말 및 소결 후의 타겟트의 불순물량은 어느 것이나 본원발명의 범위에 포함되는 것이었다. 타겟트의 상대밀도는 97.9%(밀도로서 5.1g/㎤)이며, 타겟트의 균열은 발생하지 않았다. 이 결과를 표 2에 나타낸다.
(실시예 4)
실시예 1과 동일하게 가열처리한 후의 원료분말인 산화크롬(Cr2O3)을 사용하여 유황 등의 가스성분 및 기타 휘발성분을 제거한 99.98%(가스성분을 제외함)의 산화크롬 분말 70mol%와, 잔량, 순도 99.9%의 산화아연(ZnS) 분말을 조합(調合)하고, 이들의 혼합분말을 카본제 다이스에 충진하고, 온도 1100℃, 압력 150kg/㎠의 조건에서 핫프레스 소결을 행하였다.
이 소결체를 마무리 가공하여, Cr2O3을 주성분으로 하는 타겟트(ZnS-Cr2O3)로 하였다. 소결체의 대표적인 불순물량을 보면, S: 성분원소, C: 100wtppm, Na:12wtppm, Fe: 30wtppm, Pb: 0.1wtppm였다. 기타 불순물은 표 2에 나타난 바와 같다. 여기에서는 주된 불순물만을 기재한다. 표 2에 나타난 바와 같이, 소결에 의하여 모든 불순물은 더욱 저감되었다.
이상에서 보는 바와 같이, 가열처리한 후의 산화크롬(Cr2O3) 원료분말 및 소결 후의 타겟트(ZnS-Cr2O3)의 불순물량은 어느 것이나 본원발명의 범위에 포함되는 것이었다. 타겟트의 상대밀도는 91.6%(밀도 4.5g/㎤)이며, 타겟트의 균열은 발생하지 않았다. 이 결과를 표 2에 나타낸다.
(실시예 5)
실시예 1과 동일하게 가열처리한 후의 원료분말인 산화크롬(Cr2O3)을 사용하여 유황 등의 가스성분 및 기타 휘발성분을 제거한 99.98%(가스성분을 제외함)의 산화크롬 분말 60mol%와, 잔량, 순도 99.9%의 오산화 탄탈륨(Ta2O5) 분말을 조합하고, 이들의 혼합분말을 카본제 다이스에 충진하고, 온도 1250℃, 압력 200kg/㎠의 조건에서 핫프레스 소결을 행하였다.
이 소결체를 마무리 가공하여, Cr2O3을 주성분으로 하는 타겟트(Ta2O5-Cr2O3)로 하였다. 소결체의 대표적인 불순물량을 보면, S: 15wtppm, C: 90wtppm, Na:50wtppm, Fe: 15wtppm, Pb: 0.2wtppm였다.
기타의 불순물은 표 2에 나타난 바와 같다. 여기에서는 주된 불순물만을 기재한다. 동일하게 기타의 불순물로서 Ta2O5원료 분말에서 오는 불순물(Pb, Si, Cl, Cu)의 증가는 있으나, 이들은 실시예에 나타난 Cr2O3를 주성분으로 하는 타겟트에 있어서는 균열의 원인이 되는 것은 아니었다.
이상에서 보는 바와 같이, 가열처리한 후의 산화크롬(Cr2O3) 원료분말 및 소결 후의 타겟트의 불순물량은 어느 것이나 본원발명의 범위에 포함되는 것이었다. 타겟트의 상대밀도는 95.8%(밀도 6.8g/㎤)이며, 타겟트의 균열은 발생하지 않았다. 이 결과를 표 2에 나타낸다.
(비교예 1)
99.8% 순도의 산화크롬(Cr2O3) 분말의 불순물의 분석치를 표 1에 나타낸다. 이 원료분말의 대표적인 불순물량을 보면, S: 300wtppm, C: 250wtppm, Na: 170wtppm, Fe: 200wtppm, Pb: 70wtppm였다. 기타 불순물은 표 1에 나타난 바와 같다. 여기에서는 주된 불순물만을 기재한다. 단, 이 분말원료를 불활성 분위기(Ar흐름) 하에서 1000℃, 2시간 가열한 경우의 중량 감소량은 1.2wt%였다.
다음에 이 순도 99.8%의 산화크롬 분말 15mol%와, 잔량, 순도 99.9%의 금속크롬 분말을 조합하여, 이것을 건식혼합한 후, 카본제 다이스에 충진하고, 온도 1100℃, 압력 150kg/㎠의 조건에서 핫프레스 소결을 행하였다.
이 Cr을 주성분으로 하는 소결체(Cr-Cr2O3)의 대표적인 불순물량을 보면, S: 160wtppm, C: 300wtppm, Na:50wtppm, Fe: 430wtppm, Pb:40wtppm였다. 이상에 보는 바와 같이, 가열처리한 후의 산화크롬(Cr2O3) 원료분말 및 소결 후의 소결체의 불순물량은 어느 것이나 본원발명의 범위 밖이었다.
이 소결체를 실시예 1과 동일한 가공을 행하고자 하였으나, 타겟트에 균열이 발생하고, 사용에 견디지 못하였다. 따라서 상대밀도의 측정도 사실상 곤란하였다. 이 결과를 표 2에 나타낸다.
( 비교예 2)
99.8% 순도의 산화크롬(Cr2O3) 분말을 준비하고, 이것을 대기 중, 800℃에서 5시간 가열처리 하였다. 가열처리 전과 후의 불순물의 분석치를 표 1에 나타낸다. 가열처리한 후의 원료분말의 대표적인 불순물량을 보면, S: 300wtppm, C: 200wtppm였다. 이 분말원료를 불활성 분위기(Ar흐름) 하에서 1000℃, 2시간 가열한 경우의 중량 감소량은 1wt%였다.
다음으로 가열처리 후의 산화크롬 분말을 카본제 다이스에 충진하고, 온도 1200℃, 압력 150kg/㎠의 조건에서 핫프레스 소결을 행하였다. 소결체(Cr2O3)의 대표적인 불순물량을 보면, S: 280wtppm, C: 230wtppm, Na:150wtppm, Fe: 190wtppm, Pb:30wtppm였다. 이 결과를 표 2에 나타낸다.
표 2에 나타난 바와 같이, 산화크롬(Cr2O3) 원료분말 및 소결 후의 타겟트의 불순물량은 어느 것이나 본원발명의 범위 밖이었다. 그리고 이 소결체를 실시예 1과 동일한 가공을 행하고자 하였으나, 타겟트에 균열이 발생하고, 사용에 견디지 못하였다. 따라서 상대밀도의 측정도 사실상 곤란하였다.
( 비교예 3)
99.8% 순도의 산화크롬(Cr2O3) 분말을 준비하고, 이것을 대기 중, 800℃에서 48시간 가열처리 하였다. 가열처리 전과 후의 불순물의 분석치를 표 1에 나타낸다. 가열처리한 후의 원료분말의 대표적인 불순물량을 보면, S: 290wtppm, C: 140wtppm, Na: 70wtppm, Fe: 70wtppm였다. 이 분말원료를 불활성 분위기(Ar흐름) 하에서 1000℃, 2시간 가열한 경우의 중량 감소량은 0.75wt%였다.
이 산화크롬 분말 60mol%와 잔량, 순도 99.9%의 오산화 탄탈륨(Ta2O5) 분말을 조합하고, 이들의 혼합분말을 카본제 다이스에 충진하고, 온도 1250℃, 압력 200kg/㎠의 조건에서 핫프레스 소결을 행하였다.
Cr2O3을 주성분으로 하는 소결체(Ta2O5-Cr2O3)의 대표적인 불순물량을 보면, S: 150wtppm, C: 100wtppm, Na:110wtppm, Fe: 200wtppm, Pb:25wtppm였다.
이 결과를 표 2에 나타낸다. 표 2에서 보는 바와 같이, 가열처리한 후의 산화크롬(Cr2O3) 원료분말 및 소결 후의 타겟트의 불순물량은 어느 것이나 본원발명의 범위 밖이었다. 그리고 이 소결체를 실시예 1과 동일한 가공을 행하고자 하였으나, 타겟트에 균열이 발생하고, 사용에 견디지 못하였다. 따라서 상대밀도의 측정도 사실상 곤란하였다.
(비교예 4)
99.8% 순도의 산화크롬(Cr2O3) 분말을 준비하고, 이것을 대기 중, 900℃에서 24시간 가열처리 하였다. 가열처리 전과 후의 불순물의 분석치를 표 1에 나타낸다. 가열처리한 후의 원료분말의 대표적인 불순물량을 보면, S: 160wtppm, C: 170wtppm, Na: 110wtppm, Fe: 60wtppm였다. 이 분말원료를 불활성 분위기(Ar흐름) 하에서 1000℃, 2시간 가열한 경우의 중량 감소량은 0.8wt%였다.
이 산화크롬 분말을 카본제 다이스에 충진하고, 온도 1200℃, 압력 200kg/㎠의 조건에서 핫프레스 소결을 행하였다.
소결체(Cr2O3)의 대표적인 불순물량을 보면, S: 200wtppm, C: 150wtppm, Na:150wtppm, Fe: 100wtppm, Pb: 11wtppm였다.
이 결과를 표 2에 나타낸다. 표 2에 나타난 바와 같이, 가열처리한 후의 산화크롬(Cr2O3) 원료분말 및 소결 후의 타겟트의 불순물량은 어느 것이나 본원발명의 범위 밖이었다. 그리고 이 소결체를 실시예 1과 동일한 가공을 행하고자 하였으나, 타겟트에 균열이 발생하고, 사용에 견디지 못하였다. 따라서 상대밀도의 측정도 사실상 곤란하였다.
상기의 실시예와 비교예와의 대비로부터 명백한 바와 같이, 산화크롬 자체의 순도를 높이는 것, 특히 유황, 더욱이 탄소를 극력 저감하는 것에 의하여, 스퍼터링 타겟트를 제조할 시에 균열을 방지하고, 소결밀도를 높여, 공공을 억제하는 것이 가능하다고 하는 우수한 효과가 있다. 또한 본원발명은 이것에 적응할 수 있는 스퍼터링 타겟트용 산화크롬 분말을 제공하는 것이다. 실시예에 나타낸 바와 같이 본 발명은 산화크롬을 소정량 함유하는 소결체에 넓게 적용할 수 있는 것이다.
본 발명의 산화크롬 자체의 순도를 높여, 특히 유황, 더욱이 탄소를 극력 저감시킨 고순도 산화크롬 분말을 사용하여 소결한 고밀도 스퍼터링 타겟트는, 스퍼터링 타겟트를 제조할 시에 균열을 방지하고, 소결밀도를 높이는 것이 가능하며, 결정입을 미세화하고, 공공(空孔)을 억제할 수 있다.
이렇게 함으로서 불순물에 의한 파티클이나 노즐의 발생, 더욱이 이상방전을 억제하는 것이 가능하다고 하는 효과가 있기 때문에, 예를 들면 써멀헤드 등의 내마모성 보호막, 자기기록매체 또는 자기기록매체용 하지막, 액정 디스플레이(LCD) 판넬의 블랙 매트릭스막, 발열저항체용 하지막, 상변화형 광기록매체용 유전체막 등의 박막 또는 층을 형성하기 위하여 사용하는 산화크롬을 함유하는 많은 타겟트에 적용할 수 있다.

Claims (14)

  1. 유황이 100wtppm이하이며, 수분, 탄소, 질소, 유황의 가스성분을 제외한 순도가 99.95wt%이상인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟트용 산화크롬 분말
  2. 제1항에 있어서, 유황이 30wtppm이하인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟트용 산화크롬 분말
  3. 제1항에 있어서, 탄소 함유량이 200wtppm이하인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟트용 산화크롬 분말
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 불순물인 Na, Fe, Pb의 총량이 300wtppm 이하인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟트용 산화크롬 분말
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 불활성 분위기 하(下)에서, 1000℃, 2시간의 가열 시의 중량 감소량이 0.7% 이하인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟트용 산화크롬 분말
  6. 제4항에 있어서, 1000℃, 2시간의 가열시의 중량감소량이 0.7% 이하인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟트용 산화크롬 분말
  7. 상대밀도가 90% 이상이며, 유황 함유량이 100wtppm 이하, 수분, 탄소, 질소, 유황의 가스성분을 제외한 순도가 99.95wt% 이상인 산화크롬으로 이루어지는 스퍼터링 타겟트 또는 상기 산화크롬을 5mol% 이상 함유하고(단, 크롬 제외), 유황 함유량이 100wtppm 이하, 수분, 탄소, 질소, 유황의 가스성분을 제외한 순도가 99.95wt% 이상인 스퍼터링 타겟트
  8. 제7항에 있어서, 유황 함유량이 30wtppm이하인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟트
  9. 제7항에 있어서, 탄소 함유량이 200wtppm 이하인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟트
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 불순물인 Na, Fe, Pb의 총량이 300wtppm 이하인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟트
  11. 제7항에 있어서, 20mol% 이상의 산화크롬을 함유하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟트
  12. 제7항에 있어서, 50mol% 이상의 산화크롬을 함유하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟트
  13. 제7항 내지 제9항, 제11항, 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 평균 결정 입경이 100㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟트
  14. 제10항에 있어서, 평균 결정 입경이 100㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟트
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180092856A (ko) * 2017-02-09 2018-08-20 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 포토마스크 블랭크의 제조 방법, 포토마스크 블랭크, 포토마스크의 제조 방법, 포토마스크 및 크롬 금속 타겟

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009215617A (ja) * 2008-03-11 2009-09-24 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd コバルト、クロム、および白金からなるマトリックス相と酸化物相とを含有するスパッタリングターゲット材およびその製造方法
CN103946415B (zh) * 2012-01-25 2016-02-10 吉坤日矿日石金属株式会社 强磁性材料溅射靶
SG11201401899YA (en) 2012-02-23 2014-10-30 Jx Nippon Mining & Metals Corp Ferromagnetic material sputtering target containing chrome oxide
SG11201404067PA (en) 2012-06-18 2014-10-30 Jx Nippon Mining & Metals Corp Sputtering target for magnetic recording film
CN103060762B (zh) * 2013-01-11 2018-02-23 江西科泰新材料有限公司 钼铌合金靶材的生产工艺
JP2020203821A (ja) 2018-11-22 2020-12-24 東ソー株式会社 Ｃｒ−Ｓｉ系焼結体
JP6756886B1 (ja) * 2019-04-26 2020-09-16 Ｊｘ金属株式会社 ニオブ酸カリウムナトリウムスパッタリングターゲット
WO2021205970A1 (ja) * 2020-04-06 2021-10-14 Ｊｘ金属株式会社 ターゲット、焼結体及びこれらの製造方法
CN116786810A (zh) * 2023-07-11 2023-09-22 涿州安泰六九新材料科技有限公司 一种溅射靶材用铬粉及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54141808A (en) 1978-04-24 1979-11-05 Akira Yamaguchi Method of controlling porosity of chromic oxide sintered body
JPS55109231A (en) 1979-02-13 1980-08-22 Union Carbide Corp Method of producing chromium hydrate and or oxide from chromium ore
JPH0873963A (ja) * 1994-09-08 1996-03-19 Japan Metals & Chem Co Ltd 高酸素クロムターゲット用焼結成形体の製造方法
JPH09279334A (ja) * 1996-04-10 1997-10-28 Tosoh Corp クロム系スパッタリングターゲットの製造方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4296076A (en) * 1979-01-15 1981-10-20 British Chrome & Chemicals Ltd. Chromic oxide production
SU1168511A1 (ru) 1983-05-04 1985-07-23 Предприятие П/Я А-7125 Способ получени хромового ангидрида
JPS6345125A (ja) 1986-08-13 1988-02-26 Tosoh Corp 研摩剤
JPH02275814A (ja) * 1989-04-18 1990-11-09 Nippon Chem Ind Co Ltd 化粧料
JPH04132659A (ja) 1990-09-21 1992-05-06 Brother Ind Ltd 酸化クロム系複合焼結体
JPH04323366A (ja) * 1991-04-19 1992-11-12 Asahi Glass Co Ltd スパッタリング用ターゲット及びその製造方法
US5320729A (en) * 1991-07-19 1994-06-14 Hitachi, Ltd. Sputtering target
US5397373A (en) * 1993-06-09 1995-03-14 Japan Metals & Chemicals Co., Ltd. Raw material for high oxygen chromium target
US5561833A (en) * 1993-03-11 1996-10-01 Japan Metals & Chemicals Co., Ltd. Method of making high oxygen chromium target
JP3450370B2 (ja) 1993-03-11 2003-09-22 日本重化学工業株式会社 高酸素クロムターゲット用原料およびその製造方法
JP3733607B2 (ja) 1995-01-20 2006-01-11 東ソー株式会社 クロム系スパッタリングターゲットの製造方法
JP3127820B2 (ja) 1996-02-28 2001-01-29 三菱マテリアル株式会社 強誘電体膜形成用スパッタリングターゲットおよびその製造方法
US5866067A (en) * 1997-03-24 1999-02-02 Sony Corporation And Materials Research Corporation High purity chromium metal by casting with controlled oxygen content
JP4424889B2 (ja) 2001-06-26 2010-03-03 三井金属鉱業株式会社 高抵抗透明導電膜用スパッタリングターゲット及び高抵抗透明導電膜の製造方法
CN1320155C (zh) * 2001-06-26 2007-06-06 三井金属矿业株式会社 高电阻透明导电膜用溅射靶及高电阻透明导电膜的制造方法
JP4276849B2 (ja) * 2003-01-27 2009-06-10 日鉱金属株式会社 Ｇｅ−Ｃｒ合金スパッタリングターゲット
US7635440B2 (en) * 2003-03-04 2009-12-22 Nippon Mining & Metals Co., Ltd. Sputtering target, thin film for optical information recording medium and process for producing the same
JP4351213B2 (ja) * 2003-09-03 2009-10-28 日鉱金属株式会社 スパッタリング用ターゲット及びその製造方法
WO2005041290A1 (ja) * 2003-10-24 2005-05-06 Nikko Materials Co., Ltd. ニッケル合金スパッタリングターゲット及びニッケル合金薄膜
JP3964453B2 (ja) * 2004-03-26 2007-08-22 日鉱金属株式会社 Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｂ系合金スパッタリングターゲット
DE602005016432D1 (de) * 2004-08-10 2009-10-15 Nippon Mining Co Barrierefilm für flexbilbes kupfersubstrat und sputtertarget zur bildung eines barrierefilms

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54141808A (en) 1978-04-24 1979-11-05 Akira Yamaguchi Method of controlling porosity of chromic oxide sintered body
JPS55109231A (en) 1979-02-13 1980-08-22 Union Carbide Corp Method of producing chromium hydrate and or oxide from chromium ore
JPH0873963A (ja) * 1994-09-08 1996-03-19 Japan Metals & Chem Co Ltd 高酸素クロムターゲット用焼結成形体の製造方法
JPH09279334A (ja) * 1996-04-10 1997-10-28 Tosoh Corp クロム系スパッタリングターゲットの製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180092856A (ko) * 2017-02-09 2018-08-20 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 포토마스크 블랭크의 제조 방법, 포토마스크 블랭크, 포토마스크의 제조 방법, 포토마스크 및 크롬 금속 타겟
KR102297163B1 (ko) 2017-02-09 2021-09-01 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 포토마스크 블랭크의 제조 방법, 포토마스크 블랭크, 포토마스크의 제조 방법, 포토마스크 및 크롬 금속 타겟

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