WO2011102359A1 - スパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体 - Google Patents

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祐希 池田
祐一郎 中村
篤俊 荒川
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    • H01F41/183—Sputtering targets therefor

Definitions

  • the present invention relates to a sputtering target-backing plate assembly with improved PTF (leakage magnetic flux).
  • a sputtering method capable of easily controlling the film thickness and components has been frequently used as one of film forming methods for materials for electronic and electrical parts.
  • a target composed of a positive electrode and a negative electrode is opposed to each other, and an electric field is generated by applying a high voltage between the substrate and the target in an inert gas atmosphere.
  • Ionized electrons collide with inert gas to form a plasma, and cations in the plasma collide with the target (negative electrode) surface to strike out target constituent atoms, and the surface of the substrate where the ejected atoms face each other
  • This is based on the principle that a film is formed by adhering to the film.
  • the quality of the target and the characteristics of the target greatly affect the properties of the thin film formed on the substrate.
  • the production cost is affected by the device manufacturing process.
  • the shape of a sputtering target that can be used is determined depending on the type of sputtering apparatus. The average shape is to use the target itself without bonding the target to the backing plate. In this case, it can be said that the target itself also serves as a backing plate.
  • diffusion bonding As a method for solving this problem, there is a method called diffusion bonding (diffusion bonding). This is a method in which no brazing material is used and solid phase diffusion is performed by combining a sputtering target material and a backing plate and then exposing to a high temperature and high pressure.
  • diffusion bonding since it is necessary to prepare each of the sputtering target and the backing plate in advance, there is a disadvantage that the process becomes longer and the cost is increased.
  • the method of bonding to the backing plate is one of the measures to reduce the price, but in general, the backing plate shape is a flat plate, and the depth of erosion is reduced. Although effective when sputtering in small quantities, it is not suitable for mass production of hard disks. The same was true when the brazing material was used, when diffusion bonding was used, and when the powder and backing plate were simultaneously sintered. Therefore, simply reducing the thickness of the backing plate does not achieve the original objective of cost reduction.
  • a technique is disclosed in which a metal is bonded to the periphery of a ceramic target plate, and this target plate is placed on an ashtray-type Cu backing plate and hot-pressed to join (see Patent Document 4).
  • the purpose is cooling and crack prevention.
  • a technique is disclosed in which a target including an aluminum component, a target material powder, and a backing plate material powder are subjected to hot forging press after cold pressing (see Patent Document 5).
  • the present invention is 1)
  • the raw material powder prepared so as to have the composition of the magnetic material sputtering target is filled into a die together with the backing plate, and hot-pressed to be joined to the backing plate simultaneously with the sintering of the magnetic material target powder.
  • Sputtering target-backing plate assembly 2 The magnetic material target is a material in which one or more inorganic materials selected from carbon, oxide, nitride, carbide and carbonitride are finely dispersed in a metal phase.
  • the sputtering target-backing plate assembly according to 1) above, wherein the magnetic material target contains one or both of 18 mol% or less of Cr and 25 mol% or less of Pt, and the remainder Co and unavoidable The sputter according to 1) or 2) above, which comprises impurities.
  • Target-backing plate assembly 4) The magnetic material target contains one or both of Cr and 18 mol% or less, and Pt or 45 mol% or less, and comprises the balance Fe and inevitable impurities.
  • the sputtering target-backing plate assembly 5) The magnetic material target further contains one or more elements selected from Ru, Ti, Ta, Si, B, and C in a total amount of 12 mol% or less.
  • the sputtering target according to any one of 1-5) - the backing plate assembly provides.
  • the present invention 7) The sputtering target-backing plate assembly according to any one of 1) to 6) above, wherein the permeability of the backing plate is lower than that of the target. 8) The permeability of the backing plate The sputtering target-backing plate assembly 9) according to any one of 1) to 7) above, wherein the backing plate is made of a non-magnetic material of 1.0 or less. Or a non-magnetic material in which one or more inorganic materials selected from carbon, oxide, nitride, carbide and carbonitride are finely dispersed in the metal phase. ) To 8) The sputtering target-backing plate assembly 10) The metal phase of the backing plate is made of Co.
  • a sputtering target-backing plate assembly which contains at least one element selected from Cr, Ti, Ta, Si, B, and C.
  • the inorganic material dispersed in the metal phase is an oxide, nitride, carbide, carbonitride, or carbon composed of at least one element selected from Si, Ti, Ta, Co, Cr, B.
  • the sputtering target-backing plate assembly 12) according to any one of the above 9) or 10), wherein the backing plate comprises 19 to 40 mol% of Cr, Si, Ti, Ta, Co, Cr, B 5 to 15 mol% in total of oxide, nitride, carbide or carbonitride of one or more elements selected from 1) above the sputtering target according to any one of to 11), which is a fine unavoidable impurities - providing backing plate assembly, the.
  • the present invention 13) The difference in linear expansion coefficient between the backing plate and the magnetic material target is within a maximum of 0.5 between room temperature and 1000 ° C., according to any one of 1) to 12) above
  • the raw material powder prepared so as to have a material sputtering target composition is filled into a die together with a backing plate, and then hot-pressed, and bonded to the backing plate simultaneously with the sintering of the magnetic material target powder.
  • Get - The method of manufacturing the backing plate assembly provides.
  • the present invention can obtain a high average leakage magnetic flux in a sputtering target-backing plate assembly manufactured by disposing a target raw material powder on a backing plate and sintering it. Therefore, it has the outstanding effect that a high quality product which can be sputtered more stably can be provided.
  • the manufacturing period can be shortened, and unlike the bonding method using a brazing material such as In, there is no effect of delamination due to temperature rise during sputtering. There is.
  • the part that is deeply eroded is thin, and the part that is not eroded too much can use a rather thick backing plate, so that the expensive target can be made thinner, and cost reduction and PTF (leakage magnetic flux) are improved. It is possible to provide a sputtering target-backing plate assembly that has been made to be free of material, and further, the portion that is not eroded is made of a material that does not contain Pt, so that the cost of raw materials can be reduced compared to an integrated target. effective.
  • FIG. 6 is an explanatory view showing an outline of an ashtray-type target-backing plate assembly shown in Examples 2 and 4. It is a schematic diagram of the erosion profile at the time of using the ashtray-type backing plate of this invention.
  • the raw material powder prepared so as to have the composition of the magnetic material sputtering target is filled into a die together with the backing plate and hot pressed to sinter the magnetic material target powder. At the same time, it is joined to the backing plate.
  • the backing plate can be either a sintered body or a melted one. After placing the backing plate on a carbon graphite die and loading the target raw material powder on the backing plate, the temperature is 1000 to 1200 ° C., the pressure is 20 to 40 MPa, and the holding time is 60 to 120 minutes. It can be easily manufactured by hot pressing.
  • the manufacturing period can be shortened, and unlike the bonding method using a brazing material such as In, the peeling problem due to temperature rise during sputtering There is an effect that does not occur.
  • the portion that is deeply eroded is thin, and the portion that is not eroded very much can use a rather thick backing plate.
  • an expensive target can be made thinner, and cost reduction and PTF (leakage magnetic flux) can be improved. be able to.
  • the sputtering target-backing plate assembly of the present invention can obtain a high average leakage magnetic flux, it has an excellent effect that it can be sputtered more stably and a high-quality product can be provided.
  • the PTF in order to perform stable sputtering, depending on the apparatus, it may be necessary for the PTF to be 50% or more. For example, even if the target has a PTF of less than 50%, according to the present invention, There is a great merit that the PTF can be increased to 50% or more while keeping the thickness of the target as it is.
  • the present invention includes such a target.
  • the magnetic material target of the sputtering target-backing plate assembly of the present invention shall be a material in which one or more inorganic materials selected from carbon, oxide, nitride, carbide and carbonitride are finely dispersed in the metal phase. Can do.
  • the magnetic material target of the present invention is a sputtering target-backing plate assembly containing at least one of Cr and 18 mol% or less and Pt of 25 mol% or less, and the balance Co and inevitable impurities. Can do.
  • the magnetic material target of the present invention is a sputtering target-backing plate assembly containing at least one of Cr and 18 mol% or less, and Pt or 45 mol% or less, the balance being Fe and inevitable impurities. Can do.
  • the magnetic material target of the sputtering target-backing plate assembly of the present invention contains a total of 12 mol% or less of at least one element selected from Ru, Ti, Ta, Si, B, and C in the above target. Can do.
  • the magnetic material target of the sputtering target-backing plate assembly of the present invention includes an oxide, nitride, carbide or charcoal of one or more elements selected from Si, Ti, Ta, Co, Cr, and B in addition to the above target. A total of 5 to 15 mol% of nitride or carbon can be contained. These targets are useful components as magnetic materials.
  • the magnetic material target of the sputtering target-backing plate assembly of the present invention can obtain a high average leakage flux (for example, 50% or more).
  • the sputtering target-backing plate assembly of the present invention allows efficient sputtering by increasing the average leakage magnetic flux of the target by setting the permeability of the backing plate to be lower than that of the target.
  • a more preferable backing plate is a non-magnetic material having a magnetic permeability of 1.0 or less (depending on the CGS unit system, the same shall apply hereinafter). As described above, even when a material having a high magnetic permeability such as a magnetic permeability of the target itself exceeding 10, for example, plasma is generated and sputtering is possible because the magnetic permeability of the backing plate is low.
  • the backing plate can be used only in the metal phase, and one or more inorganic materials selected from carbon, oxide, nitride, carbide, carbonitride may be used in the metal phase. A finely dispersed non-magnetic material can be obtained.
  • the metal phase of the backing plate can contain Co, and can contain one or more elements selected from Cr, Ti, Ta, Si, B, and C. Moreover, it is also possible to contain Fe as a metal phase. Since Co and Fe are both ferromagnetic materials, it is necessary to adjust the additive to reduce the magnetic permeability of the backing plate or to control the backing plate structure. Further, in the sputtering target-backing plate assembly, the inorganic material dispersed in the metal phase of the backing plate is an oxidation comprising at least one element selected from Si, Ti, Ta, Co, Cr, and B. Product, nitride, carbide or carbonitride, or carbon.
  • the backing plate is composed of 19 to 40 mol% of Cr, oxide, nitride, carbide or carbonitride of one or more elements selected from Si, Ti, Ta, Co, Cr and B, or a total of 5 to 15 mol of carbon. It is possible to provide a sputtering target-backing plate assembly containing the remaining amount of Co and the balance being Co and inevitable impurities.
  • the powder used as the raw material of the target is made by using a fine powder to improve the density of the sintered compact target, but the present invention is not intended to simply use the fine powder. Therefore, it is possible to use a powder with a mean particle size already known. In the powders of Examples and Comparative Examples described later, examples of typical powders are shown, but it will be easily understood that the present invention is not limited to these.
  • the sputtering target-backing plate assembly can be manufactured by adding a material capable of adjusting the leakage magnetic flux as necessary to the scrap plate or scrap material of the sputtering target as a material of the backing plate.
  • the material is not limited to surplus materials.
  • the purpose of the material selection is to increase the leakage flux. As long as the material can achieve this purpose, a material that does not generate warpage may be used, and a material having an appropriate strength that can hold the target may be selected. This can be easily obtained by the sintering of the present invention.
  • the present invention it is effective to change the shape of the backing plate to an ashtray type (also called a TUB type (bathtub shape)).
  • the shape and dimensions of the ashtray-type backing plate are not particularly limited because they need to be adjusted according to the shape of the target.
  • the target-backing plate assembly itself needs to be designed based on the type of sputtering apparatus, so that the design is arbitrary.
  • FIG. 3 A schematic diagram of the erosion profile of the target when an ashtray-type backing plate is used is shown in FIG.
  • the dotted line indicates the backing plate
  • the alternate long and short dash line indicates the target
  • the solid line indicates the erosion profile.
  • the numerical values indicating the dimensions in FIG. 3 are only examples, and are not limited to these numerical values.
  • target erosion proceeds in such a shape.
  • This erosion profile is only for facilitating the understanding of the present invention. By referring to this erosion profile, it will be easier to understand the present invention.
  • the conditions of the hot press for manufacturing the backing plate are arbitrary as long as an appropriate strength as the backing plate can be achieved. The same applies to the case where a joined body of the target and the backing plate is obtained. Usually, a carbon graphite die is used, a backing plate produced on this die is placed, and further, the mixed powder of the magnetic material target is loaded on the backing plate, and then hot-pressed in vacuum to join them.
  • the temperature, pressure, and holding time can be arbitrarily selected, and a target-backing plate assembly having an appropriate strength may be obtained.
  • a known method can be used.
  • the hot press conditions are not intended to be inventions, and the hot press conditions shown in the examples and comparative examples described below are representative examples of these usually performed, and are not limited thereto. It will be readily understood that it need not be done.
  • the above sputtering target-backing plate assembly can obtain a high average leakage magnetic flux (for example, 50% or more), it has an excellent effect of being able to perform sputtering more stably and providing a high-quality product. .
  • Example 1 Co powder having an average particle diameter of 1 ⁇ m, Cr powder having an average particle diameter of 2 ⁇ m, Pt powder having an average particle diameter of 2 ⁇ m, SiO 2 powder having an average particle diameter of 1 ⁇ m, and CoO powder having an average particle diameter of 3 ⁇ m are prepared. Preparation was made to be ⁇ 17Cr-15Pt-5SiO 2 -8CoO (mol%), and these powders were mixed with a mixer to obtain a mixed powder of a magnetic material target.
  • a Co powder having an average particle diameter of 1 ⁇ m, a Cr powder having an average particle diameter of 2 ⁇ m, and an SiO 2 powder having an average particle diameter of 1 ⁇ m (note that the particle diameter of these powders is not particularly problematic and is not displayed. However, it is possible to use a target surplus powder. The same shall apply hereinafter.), And these powders are prepared so as to be Co-25Cr-9SiO 2 (mol%). Pressed and further machined into a backing plate.
  • the magnetic permeability of this backing plate was 1.0.
  • the permeability of the target was much higher than this.
  • the particle size of the powder does not have to be so strict, and may be a surplus material of the target.
  • the manufacturing method need not be limited to hot pressing. The production method is arbitrary as long as an appropriate strength can be achieved. The same applies to the following.
  • the temperature is 1100 ° C.
  • the pressure is 30 MPa
  • the holding time is 90 in vacuum. Hot pressing was performed at the same time, and bonding was performed simultaneously with sintering to obtain a bonded body composed of a target and a backing plate shown in FIG.
  • the linear expansion coefficient of the target and the backing plate was measured with a thermal mechanical analyzer (manufactured by Rigaku Corporation, TMA-8310E1).
  • the target was 1.4% at 1000 ° C, 0.9% at 500 ° C, and 0.4% at 100 ° C.
  • the linear expansion coefficient of the backing plate was 1.2% at 1000 ° C, 0.7% at 500 ° C, and 0.3% at 100 ° C. Therefore, the difference in linear expansion coefficient between room temperature and 1000 ° C. was a maximum of 0.2.
  • the linear expansion coefficients of the target and the backing plate are very close, there was no possibility of warping, peeling, or cracking of the target.
  • the splicing target / backing plate assembly was obtained by machining the joined body including the target and the backing plate so that the backing plate portion had a thickness of 2.00 mm and the target portion had a thickness of 4.35 mm. .
  • the average leakage magnetic flux (PTF) of this assembly was 53.0%. Thus, since the leakage magnetic flux (PTF) is large, sputtering was easy. A summary of the results is shown in Table 1.
  • Example 1 A Co powder having an average particle diameter of 1 ⁇ m, a Cr powder having an average particle diameter of 2 ⁇ m, a Pt powder having an average particle diameter of 2 ⁇ m, an SiO 2 powder having an average particle diameter of 1 ⁇ m, and a CoO powder having an average particle diameter of 3 ⁇ m are prepared as in Example 1. These powders were blended so as to have a target composition of Co-17Cr-15Pt-5SiO 2 -8CoO (mol%), and the blended powders were mixed with a mixer to produce a magnetic target powder.
  • Example 2 A Co powder having an average particle diameter of 1 ⁇ m, a Cr powder having an average particle diameter of 2 ⁇ m, a Pt powder having an average particle diameter of 2 ⁇ m, an SiO 2 powder having an average particle diameter of 1 ⁇ m, and a CoO powder having an average particle diameter of 3 ⁇ m are prepared as in Example 1. These powders were prepared so as to be a target composition of Co-17Cr-15Pt-5SiO 2 -8CoO (mol%), and these were mixed with a mixer to produce a magnetic material target powder.
  • the backing plate similarly, Co powder, Cr powder and SiO 2 powder are prepared, and these powders are prepared so as to have a composition of Co-25Cr-9SiO 2 (mol%). Hot-pressed and further machined into a backing plate. As a result of measuring the magnetic permeability of this backing plate with a BH meter (analyzer), the magnetic permeability was 1.0. The permeability of the target was much higher than this.
  • the backing plate was shaped as an ashtray with an inner diameter of 153.79 mm (also called TUB type (bathtub shape)).
  • the backing plate material is placed on a carbon graphite die, and the target raw material powder is loaded on the backing plate material, and then heated in vacuum at a temperature of 1100 ° C., a pressure of 30 MPa, and a holding time of 90 minutes. Pressed to obtain a joined body composed of a target and a backing plate material.
  • FIG. 2 The shape and dimensions of FIG. 2 are as follows. Diameter (1) 162.02 mm, Diameter (2) 153.79 mm, Diameter (3) 165.15 mm, Thickness (1) 4.37 mm, Thickness (2) 6.45 mm, Thickness (3) 1.75 mm. The thickest part of the backing plate was 4.45 mm, and the thinnest part was 2.08 mm. Thus, since the backing plate was an ashtray type, there was no possibility of warping, peeling, or cracking of the target. The average leakage flux (PTF) of this assembly was 54.0%. This average leakage magnetic flux (PTF) was further improved as compared with Example 1. Thus, since the leakage magnetic flux (PTF) is large, sputtering was easy. The results are also shown in Table 1.
  • Example 3 Co powder with an average particle diameter of 1 ⁇ m, Cr powder with an average particle diameter of 2 ⁇ m, Pt powder with an average particle diameter of 2 ⁇ m, Ru powder with an average particle diameter of 3 ⁇ m, TiO 2 powder with an average particle diameter of 1 ⁇ m and CoO powder with an average particle diameter of 3 ⁇ m are prepared Then, Co-15Cr-18Pt-5Ru-4TiO 2 -8CoO (mol%) was prepared, and these powders were mixed with a mixer to produce a raw material powder for a magnetic material target.
  • the backing plate similarly, Co powder, Cr powder and SiO 2 powder are prepared, and these powders are prepared so as to have a composition of Co-25Cr-10SiO 2 (mol%). It was hot pressed and further machined to produce a backing plate material. The permeability of this backing plate was measured with a BH meter (analyzer). The permeability was 1.0. The permeability of the target was much higher than this.
  • the backing plate material is placed on a carbon graphite die, and the target raw material powder is loaded on the backing plate material, and then heated in vacuum at a temperature of 1100 ° C., a pressure of 30 MPa, and a holding time of 90 minutes. It pressed and obtained the joined body which consists of a target and backing plate material shown in FIG.
  • the soot target was 0.7% at 1000 ° C, 0.3% at 500 ° C, and 0.2% at 100 ° C.
  • the linear expansion coefficient of the backing plate was 1.0% at 1000 ° C, 0.5% at 500 ° C, and 0.2% at 100 ° C. Therefore, the difference in linear expansion coefficient between room temperature and 1000 ° C. was a maximum of 0.3.
  • the linear expansion coefficients of the target and the backing plate are very close, there was no possibility of warping, peeling, or cracking of the target.
  • the splicing target-backing plate assembly (BP is made by machining the joined body composed of the target and the backing plate to ⁇ 165.08 so that the backing plate portion has a thickness of 2.05 mm and the target portion has a thickness of 4.38 mm. Co-25Cr-10SiO 2 (mol%)).
  • the average leakage flux (PTF) of this assembly was 51.0%. Thus, since the leakage magnetic flux (PTF) was large, sputtering was possible. The results are also shown in Table 1.
  • Example 4 Co powder with an average particle diameter of 1 ⁇ m, Cr powder with an average particle diameter of 2 ⁇ m, Pt powder with an average particle diameter of 2 ⁇ m, Ru powder with an average particle diameter of 3 ⁇ m, TiO 2 powder with an average particle diameter of 1 ⁇ m, and an average particle diameter as in Example 3
  • a 3 ⁇ m CoO powder was prepared, blended so as to be Co-15Cr-18Pt-5Ru-4TiO 2 -8CoO (mol%), and mixed with a mixer to produce a raw material powder for a magnetic material target.
  • the backing plate similarly, Co powder, Cr powder and SiO 2 powder are prepared, and these powders are prepared so as to have a composition of Co-25Cr-10SiO 2 (mol%). It was hot pressed and further machined to produce a backing plate material. The permeability of this backing plate was measured with a BH meter (analyzer). The permeability was 1.0. The permeability of the target was much higher than this.
  • the backing plate was shaped as an ashtray having the same inner diameter of 153.75 mm as in Example 2.
  • the produced backing plate is placed on a carbon graphite die, and the target powder is loaded on the backing plate material, followed by hot pressing in vacuum at a temperature of 1100 ° C., a pressure of 30 MPa, and a holding time of 90 minutes.
  • a joined body composed of the target and the backing plate material was obtained.
  • FIG. 2 The shape and dimensions of FIG. 2 are as follows. Diameter (1) 161.98 mm, Diameter (2) 153.75 mm, Diameter (3) 165.18 mm, Thickness (1) 4.35 mm, Thickness (2) 6.38 mm, Thickness (3) 1.76 mm.
  • the thickest part of the backing plate was 4.42 mm and the thinnest part was 2.03 mm.
  • the average leakage flux (PTF) of this assembly was 52.2%. This average leakage magnetic flux (PTF) was further improved as compared with Example 3. Thus, since the leakage magnetic flux (PTF) is large, sputtering was easy.
  • Table 1 The results are also shown in Table 1.
  • Co powder having an average particle diameter of 1 ⁇ m, Cr powder having an average particle diameter of 2 ⁇ m, Pt powder having an average particle diameter of 2 ⁇ m, Ru powder having an average particle diameter of 3 ⁇ m, TiO 2 powder having an average particle diameter of 1 ⁇ m, and the average particle diameter as in Example 3 3 ⁇ m CoO powder was prepared, and these powders were prepared so as to have a composition of Co-15Cr-18Pt-5Ru-4TiO 2 -8CoO (mol%), and these were mixed with a mixer to obtain a raw material powder for a magnetic material target Manufactured.
  • Example 5 Co powder with an average particle diameter of 1 ⁇ m, Cr powder with an average particle diameter of 2 ⁇ m, Pt powder with an average particle diameter of 2 ⁇ m, TiO 2 powder with an average particle diameter of 1 ⁇ m, and SiO 2 powder with an average particle diameter of 1 ⁇ m were prepared, and Co-16Cr-10Pt -3TiO 2 -3SiO 2 (mol%) was prepared, and these powders were mixed with a mixer to produce a raw material powder for a magnetic material target.
  • the backing plate similarly, Co powder, Cr powder and TiO 2 powder are prepared, and these powders are prepared so as to have a composition of Co-25Cr-3TiO 2 (mol%). It was hot pressed and further machined to produce a backing plate material. The permeability of this backing plate was measured with a BH meter (analyzer). The permeability was 1.0. The permeability of the target was much higher than this.
  • the backing plate material is placed on a carbon graphite die, and the target raw material powder is loaded on the backing plate material, and then heated in vacuum at a temperature of 1100 ° C., a pressure of 30 MPa, and a holding time of 90 minutes. It pressed and obtained the joined body which consists of a target and backing plate material shown in FIG.
  • the soot target was 0.8% at 1000 ° C, 0.3% at 500 ° C, and 0.2% at 100 ° C.
  • the linear expansion coefficient of the backing plate was 1.0% at 1000 ° C, 0.5% at 500 ° C, and 0.2% at 100 ° C. Therefore, the difference in linear expansion coefficient between room temperature and 1000 ° C. was a maximum of 0.2.
  • the linear expansion coefficients of the target and the backing plate are very close, there was no possibility of warping, peeling, or cracking of the target.
  • the splicing target-backing plate assembly (BP is made by machining the joined body composed of the target and the backing plate to ⁇ 165.08 so that the backing plate portion has a thickness of 2.05 mm and the target portion has a thickness of 4.38 mm. Co-25Cr-3TiO 2 (mol%)).
  • the average leakage flux (PTF) of this assembly was 50.0%. Thus, since the leakage magnetic flux (PTF) was large, sputtering was possible. The results are also shown in Table 1.
  • Example 6 A Co powder having an average particle diameter of 1 ⁇ m, a Cr powder having an average particle diameter of 2 ⁇ m, a Pt powder having an average particle diameter of 2 ⁇ m, a TiO 2 powder having an average particle diameter of 1 ⁇ m, and an SiO 2 powder having an average particle diameter of 1 ⁇ m are prepared.
  • Co-16Cr-10Pt-3TiO 2 -3SiO 2 (mol%) was prepared, and these were mixed by a mixer to produce a magnetic material target raw material powder.
  • the backing plate similarly, Co powder, Cr powder and TiO 2 powder are prepared, and these powders are prepared so as to have a composition of Co-25Cr-3TiO 2 (mol%). It was hot pressed and further machined to produce a backing plate material. The permeability of this backing plate was measured with a BH meter (analyzer). The permeability was 1.0. The permeability of the target was much higher than this.
  • the backing plate was shaped as an ashtray having the same inner diameter of 153.75 mm as in Example 2.
  • the produced backing plate is placed on a carbon graphite die, and the target powder is loaded on the backing plate material, followed by hot pressing in vacuum at a temperature of 1100 ° C., a pressure of 30 MPa, and a holding time of 90 minutes.
  • a joined body composed of the target and the backing plate material was obtained.
  • FIG. 2 The shape and dimensions of FIG. 2 are as follows. Diameter (1) 161.98 mm, Diameter (2) 153.75 mm, Diameter (3) 165.18 mm, Thickness (1) 4.35 mm, Thickness (2) 6.38 mm, Thickness (3) 1.76 mm.
  • the thickest part of the backing plate was 4.42 mm and the thinnest part was 2.03 mm.
  • the average leakage flux (PTF) of this assembly was 50.5%. This average leakage magnetic flux (PTF) was further improved as compared with Example 5. Thus, since the leakage magnetic flux (PTF) is large, sputtering was easy.
  • Table 1 The results are also shown in Table 1.
  • Example 7 Co powder with an average particle size of 1 ⁇ m, Cr powder with an average particle size of 2 ⁇ m, Ru powder with an average particle size of 3 ⁇ m, TiO 2 powder with an average particle size of 1 ⁇ m, SiO 2 powder with an average particle size of 1 ⁇ m, and Cr 2 O with an average particle size of 1 ⁇ m 3 powder was prepared, and formulated so that the Co-16Cr-3TiO 2 -2SiO 2 -3Cr 2 O 3 (mol%), these powders were mixed in a mixer, to produce a raw material powder of magnetic material targets.
  • Co powder, Cr powder and Ta 2 O 5 powder are similarly prepared, and these powders are prepared so as to have a composition of Co-22Cr-2Ta 2 O 5 (mol%).
  • the backing plate material was hot pressed and further machined to produce a backing plate material.
  • the permeability of this backing plate was measured with a BH meter (analyzer). The permeability was 1.0. The permeability of the target was much higher than this.
  • the backing plate material is placed on a carbon graphite die, and the target raw material powder is loaded on the backing plate material, and then heated in vacuum at a temperature of 1100 ° C., a pressure of 30 MPa, and a holding time of 90 minutes. It pressed and obtained the joined body which consists of a target and backing plate material shown in FIG.
  • the soot target was 0.7% at 1000 ° C, 0.3% at 500 ° C, and 0.2% at 100 ° C.
  • the linear expansion coefficient of the backing plate was 1.2% at 1000 ° C, 0.7% at 500 ° C, and 0.3% at 100 ° C. Therefore, the difference in linear expansion coefficient between room temperature and 1000 ° C. was a maximum of 0.5.
  • the linear expansion coefficients of the target and the backing plate are very close, there was no possibility of warping, peeling, or cracking of the target.
  • the splicing target-backing plate assembly (BP is made by machining the joined body composed of the target and the backing plate to ⁇ 165.08 so that the backing plate portion has a thickness of 2.05 mm and the target portion has a thickness of 4.38 mm.
  • Co-22Cr-2Ta 2 O 5 (mol%)) The average leakage flux (PTF) of this assembly was 50.8%. Thus, since the leakage magnetic flux (PTF) was large, sputtering was possible.
  • Table 1 The results are also shown in Table 1.
  • Example 8 Co powder with an average particle diameter of 1 ⁇ m, Cr powder with an average particle diameter of 2 ⁇ m, Ru powder with an average particle diameter of 3 ⁇ m, TiO 2 powder with an average particle diameter of 1 ⁇ m, SiO 2 powder with an average particle diameter of 1 ⁇ m, and average particles as in Example 7 prepared Cr 2 O 3 powder of diameter 1 [mu] m, were blended so that the Co-16Cr-3TiO 2 -2SiO 2 -3Cr 2 O 3 (mol%), they were mixed in a mixer, the magnetic material target material powder Manufactured.
  • Co powder, Cr powder and Ta 2 O 5 powder are similarly prepared, and these powders are prepared so as to have a composition of Co-22Cr-2Ta 2 O 5 (mol%).
  • the backing plate material was hot pressed and further machined to produce a backing plate material.
  • the permeability of this backing plate was measured with a BH meter (analyzer). The permeability was 1.0. The permeability of the target was much higher than this.
  • the backing plate was shaped as an ashtray having the same inner diameter of 153.75 mm as in Example 2.
  • the produced backing plate is placed on a carbon graphite die, and the target powder is loaded on the backing plate material, followed by hot pressing in vacuum at a temperature of 1100 ° C., a pressure of 30 MPa, and a holding time of 90 minutes.
  • a joined body composed of the target and the backing plate material was obtained.
  • FIG. 2 The shape and dimensions of FIG. 2 are as follows. Diameter (1) 161.98 mm, Diameter (2) 153.75 mm, Diameter (3) 165.18 mm, Thickness (1) 4.35 mm, Thickness (2) 6.38 mm, Thickness (3) 1.76 mm.
  • the thickest part of the backing plate was 4.42 mm and the thinnest part was 2.03 mm.
  • the average leakage flux (PTF) of this assembly was 51.4%. This average leakage magnetic flux (PTF) was further improved as compared with Example 7. Thus, since the leakage magnetic flux (PTF) is large, sputtering was easy.
  • Table 1 The results are also shown in Table 1.
  • Example 9 Prepare Fe powder with an average particle size of 3 ⁇ m, Pt powder with an average particle size of 2 ⁇ m, and SiO 2 powder with an average particle size of 1 ⁇ m, and prepare them to be Fe-41Pt-9SiO 2 (mol%).
  • the raw material powder of the magnetic material target was manufactured.
  • the backing plate similarly, Co powder, Cr powder and SiO 2 powder are prepared, and these powders are prepared so as to have a composition of Co-25Cr-9SiO 2 (mol%). It was hot pressed and further machined to produce a backing plate material. The permeability of this backing plate was measured with a BH meter (analyzer). The permeability was 1.0. The permeability of the target was much higher than this.
  • the backing plate material is placed on a carbon graphite die, and the target raw material powder is loaded on the backing plate material, and then heated in vacuum at a temperature of 1100 ° C., a pressure of 30 MPa, and a holding time of 90 minutes. It pressed and obtained the joined body which consists of a target and backing plate material shown in FIG.
  • the soot target was 0.7% at 1000 ° C, 0.3% at 500 ° C, and 0.2% at 100 ° C.
  • the linear expansion coefficient of the backing plate was 1.0% at 1000 ° C, 0.5% at 500 ° C, and 0.2% at 100 ° C. Therefore, the difference in linear expansion coefficient between room temperature and 1000 ° C. was a maximum of 0.3.
  • the linear expansion coefficients of the target and the backing plate are very close, there is no possibility of warping, peeling, or cracking of the target.
  • the splicing target-backing plate assembly (BP is made by machining the joined body composed of the target and the backing plate to ⁇ 165.08 so that the backing plate portion has a thickness of 2.05 mm and the target portion has a thickness of 4.38 mm. Co-25Cr-9SiO 2 (mol%)).
  • the average leakage flux (PTF) of this assembly was 92.5%. Thus, sputtering was possible without reducing the leakage magnetic flux (PTF).
  • Table 1 The results are also shown in Table 1.
  • Example 10 Fe powder with an average particle diameter of 3 ⁇ m, Pt powder with an average particle diameter of 2 ⁇ m, and SiO 2 powder with an average particle diameter of 1 ⁇ m were prepared in the same manner as in Example 9 and prepared so as to be Fe-41Pt-9SiO 2 (mol%). These were mixed with a mixer to produce a raw material powder for the magnetic material target.
  • the backing plate similarly, Co powder, Cr powder and SiO 2 powder are prepared, and these powders are prepared so as to have a composition of Co-25Cr-9SiO 2 (mol%). It was hot pressed and further machined to produce a backing plate material. The permeability of this backing plate was measured with a BH meter (analyzer). The permeability was 1.0. The permeability of the target was much higher than this.
  • the backing plate was shaped as an ashtray having the same inner diameter of 153.75 mm as in Example 2.
  • the produced backing plate is placed on a carbon graphite die, and the target powder is loaded on the backing plate material, followed by hot pressing in vacuum at a temperature of 1100 ° C., a pressure of 30 MPa, and a holding time of 90 minutes.
  • a joined body composed of the target and the backing plate material was obtained.
  • FIG. 2 The shape and dimensions of FIG. 2 are as follows. Diameter (1) 161.98 mm, Diameter (2) 153.75 mm, Diameter (3) 165.18 mm, Thickness (1) 4.35 mm, Thickness (2) 6.38 mm, Thickness (3) 1.76 mm.
  • the thickest part of the backing plate was 4.42 mm and the thinnest part was 2.03 mm.
  • the average leakage flux (PTF) of this assembly was 94.0%. This average leakage magnetic flux (PTF) was further improved as compared with Example 9. Thus, the leakage magnetic flux (PTF) did not decrease and sputtering was easy.
  • Table 1 The results are also shown in Table 1.
  • the present invention can obtain a high average leakage flux (for example, 50% or more) in a sputtering target-backing plate assembly manufactured by disposing and sintering a target raw material powder on a backing plate. Therefore, it has the outstanding effect that a high quality product which can be sputtered more stably can be provided.
  • a high quality product which can be sputtered more stably can be provided.
  • the manufacturing process is reduced, the manufacturing period can be shortened, and, unlike bonding methods using brazing materials such as In, there is no effect of peeling due to temperature rise during sputtering. There is.
  • the deeply eroded part is thin, and the part that is not eroded too much can use a rather thick backing plate, which can make the expensive target thinner, thereby reducing cost and improving PTF (leakage magnetic flux). It is possible to provide a sputtering target-backing plate assembly that has been made to be free of material, and further, the portion that is not eroded is made of a material that does not contain Pt, so that the cost of raw materials can be reduced compared to an integrated target. effective.

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Abstract

磁性材スパッタリングターゲットの組成になるように調合した原料粉末を、バッキングプレートと共にダイスへ充填し、ホットプレスすることにより、前記磁性材ターゲット粉末の焼結と同時にバッキングプレートに接合したことを特徴とするスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体。バッキングプレートにターゲットの原料粉末を配置し、焼結することにより、高い平均漏洩磁束を得ることができ、より安定してスパッタできるスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体を得ることを課題とする。また焼結と接合を同時に行うことによって、製造プロセスが少なく、製造期間を短縮でき、スパッタ中の温度上昇による剥離問題が生じさせない同組立体を提供する。また、コスト低減化とＰＴＦ（漏洩磁束）を向上させたスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体を可能とすることを課題とする。

Description

スパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体
　本発明は、ＰＴＦ（漏洩磁束）を向上させたスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体に関する。
 近年、膜厚や成分を容易に制御できるスパッタリング法が、電子・電気部品用材料の成膜法の一つとして多く使用されている。
 このスパッタリング法は正の電極と負の電極とからなるターゲットとを対向させ、不活性ガス雰囲気下でこれらの基板とターゲットの間に高電圧を印加して電場を発生させるものであり、この時電離した電子と不活性ガスが衝突してプラズマが形成され、このプラズマ中の陽イオンがターゲット（負の電極）表面に衝突してターゲット構成原子を叩きだし、この飛び出した原子が対向する基板表面に付着して膜が形成されるという原理を用いたものである。
 このスパッタリング法を用いる場合、ターゲットの形状や特性の良否が、基板へ成膜される薄膜の性質に大きな影響を与える。また、ターゲットの製造工程の工夫により生産コストに影響を与える。
 一般に、スパッタリング装置の種類によって、使用できるスパッタリングターゲットの形状が決められる。ターゲットをバッキングプレートにボンディングせずに、ターゲットそのものを使用するのが平均的な形状である。この場合は、ターゲット自体がバッキングプレートを兼ねているとも言える。
 しかし、スパッタリングターゲットの価格を低減する場合又は漏洩磁束向上など、必要性がある場合には、安価で非磁性材料を用いたバッキングプレートに、ターゲットをボンディングする手法がとられることが多い。
 ボンディング方法として一般的な方法の一つはインジウムなどのロウ材を使用する方法である。しかし、この場合は、スパッタリング中にスパッタリングターゲットの温度上昇し、これによってロウ材の融点以上に温度が上昇し、ボンディング剥がれを起こしてしまうという問題がある。
 これを解決する手段としてとられる方法としてディフュージョンボンディング（拡散接合）と呼ばれるものがある。これは、ロウ材を一切用いず、スパッタリングターゲット材とバッキングプレートを合わせた後、高温・高圧下に曝すことで固相拡散する方法である。但し、この場合は、スパッタリングターゲットとバッキングプレートのそれぞれを、予め機械加工しておく準備が必要なため、工程が長くなり、コスト高になるという欠点があった。
　一方、ハードディスクを作製する時には、磁性材料をマグネトロンスパッタする方法が一般的である。しかし、磁性材料のスパッタリングターゲットは、貴金属を含み高価であることが多い。また、透磁率が高いと漏洩磁束が不十分となり、放電が安定しないか又は放電が全く起こらない、などの問題が起こる。
　したがって、磁性材用途では、ＰＴＦ（漏洩磁束）の向上のために、より高いＰＴＦのターゲットが求められており、エロージョンされない部分、すなわちバッキングプレートに相当する部分を極力漏洩磁束の大きい材質に変更すること、さらにターゲットとバッキングプレートとを各々製造（焼結等の手段で）し、これらをロウ材による接合や固相拡散接合することが試みられた。
 しかし、上記のように、これらの接合の場合には、ターゲット及びバッキングプレートの両者を、組合せ時に隙間が生じないように、予め適切な形状に切削加工しておく必要があるが、これはスパッタリング中に両者が界面で剥離するという、磁性材料という特殊な材料でも例外ではなく、上記で述べた一般的なターゲット－バッキングプレート組立体と同様の問題が生じた。
 さらに、従来技術を述べると、バッキングプレートへボンディングする方法は低価格化対策の一つであるが、一般的にバッキングプレート形状は平板であり、エロージョンできる深さが減ってしまうため、研究機関において少量スパッタリングする時には有効であるが、ハードディスクの大量生産には不向きであった。
 それは、ロウ材を用いた場合もディフュージョンボンディングした場合でも、粉末とバッキングプレートを同時焼結する場合も同様であった。したがって、バッキングプレートの厚さを単純に薄くするだけでは、本来の目的である低価格化が達成されない。
 このようなことから、深くエロージョンされる部分と、あまりエロージョンされない部分があることを利用し、エロージョン形状に合わせてバッキングプレート厚を変化させると、ボンディング方法によっては低価格化も高漏洩磁束化も達成することができる。このボンディング方法は、粉末とバッキングプレートを同時焼結するものである。
 一方、ロウ材を用いた方法やディフュージョンボンディングする方法を用いると、用意するターゲット母材の形状が小さくできず、また機械加工を施す工程がボンディング前に必要となるため、結局低価格化の障壁となってしまうという問題がある。
 上記から、成型された固体同士の接合は、ボンディング材を使用した場合は接合部の強度の問題、拡散接合する場合は製造工程の煩雑さから生産コストの上昇を招くという問題があった。
　従来公知の技術として、Ｗ－Ｔｉターゲットの粉末とバッキングプレートとを焼結する際の、工程を短くする手段として、スパッタリングターゲット材の組成になるように準備した粉末をバッキングプレートと一緒にカプセルに充填し、ＨＩＰ処理する方法が提案されている（特許文献１参照）。この場合、スパッタリングターゲットの焼結工程とバッキングプレートとの接合工程が同時に行われているが、工程が複雑で、高価なＨＩＰを用いて処理を採用しなければならないというターゲット材料の特殊性がある。
 また、ターゲット・インサートを支持板に接合する際に、タングステン粉末などの高純度粉末を一旦成型してターゲット・インサートを作製し、これを窪みのある支持板に直接圧縮し、固相拡散させてボンディングがスパッタリング中に剥がれを防止する技術が開示されている（特許文献２参照）。
 また、母材金属と分散金属からなる圧粉体の上に母材金属のインゴットを載せ、このインゴットを溶解して圧粉体の空孔に金属を浸透させて接合し、このインゴットの一部をバッキングプレートとする技術が開示されている（特許文献３参照）。
 セラミックスターゲット板の周囲に金属を接着し、このターゲット板を灰皿型のＣｕ製バッキングプレートに載置しホットプレスして接合する技術が開示されている（特許文献４参照）。この目的は冷却と割れ防止である。また、アルミニウム成分を含むターゲット、ターゲット材料粉末とバッキングプレート材料粉末とをコールドプレス後熱間鍛造プレスする技術が開示されている（特許文献５参照）。
　しかし、上記の公知技術は、磁性材ターゲットの固有の問題を解決するための具体的手段が開示されていないという問題がある。
米国特許第５３９７０５０号公報 特開２００４－５３００４８号公報 特開２００４－２９３８号公報 特開平７－１８４３２号公報 特許第４２２６９００号公報
 本発明は、バッキングプレートにターゲットの原料粉末を配置し、焼結することにより、高い平均漏洩磁束を得ることができ、より安定してスパッタできるスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体を得ることを課題とする。また焼結と接合を同時に行うことによって、製造プロセスが少なく、製造期間を短縮でき、スパッタ中の温度上昇による剥離問題を生じさせない同組立体を提供する。
 また、深くエロージョンされる部分が薄く、あまりエロージョンされない部分はむしろ厚いバッキングプレートを用いることを可能とし、それに伴い高価なターゲットをより薄くすることができ、コスト低減化とＰＴＦ（漏洩磁束）を向上させたスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体を可能とすることを課題とする。
 上記から、本願発明は、
１）磁性材スパッタリングターゲットの組成になるように調合した原料粉末を、バッキングプレートと共にダイスへ充填し、ホットプレスすることにより、前記磁性材ターゲット粉末の焼結と同時にバッキングプレートに接合したことを特徴とするスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体
２）前記磁性材ターゲットが、金属相中に炭素、酸化物、窒化物、炭化物、炭窒化物から選択した１成分以上の無機物材料が微細分散した材料であることを特徴とする上記１）記載のスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体
３）前記磁性材ターゲットが、Ｃｒを１８ｍｏｌ％以下、Ｐｔを２５ｍｏｌ％以下、の一方又は双方を含有し、残部Ｃｏ及び不可避的不純物からなることを特徴とする上記１）又は２）記載のスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体
４）前記磁性材ターゲットが、Ｃｒを１８ｍｏｌ％以下、Ｐｔを４５ｍｏｌ％以下、の一方又は双方を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなることを特徴とする上記１）又は２）記載のスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体
５）前記磁性材ターゲットが、さらにＲｕ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｂ、Ｃから選択される元素の１種以上を合計で１２ｍｏｌ％以下含有することを特徴とする上記３）又は４）記載のスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体
６）前記磁性材ターゲットが、さらにＳｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｂから選択した１種以上の元素の酸化物、窒化物、炭化物若しくは炭窒化物、又は炭素を合計５～１５ｍｏｌ％含有することを特徴とする上記３）～５）のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体、を提供する。
 また、本願発明は、
７）バッキングプレートの透磁率が、ターゲットよりも低い透磁率を有することを特徴とする上記１）～６）のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体
８）バッキングプレートの透磁率が、１．０以下の非磁性材からなるバッキングプレートであることを特徴とする上記１）～７）のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体
９）バッキングプレートが、金属相のみであるか又は該金属相中に炭素、酸化物、窒化物、炭化物、炭窒化物から選択した１成分以上の無機物材料を微細分散させた非磁性体であることを特徴とする、上記１）～８）のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体
１０）バッキングプレートの金属相が、Ｃｏを含有し、且つＣｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｂ、Ｃから選択される元素のうち１種以上を含有することを特徴とする上記９）記載のスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体
１１）バッキングプレートの金属相中に分散する前記無機物材料が、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｂから選択される少なくとも１種以上の元素からなる酸化物、窒化物、炭化物若しくは炭窒化物、又は炭素であることを特徴とする上記９）又は１０）のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体
１２）バッキングプレートが、Ｃｒを１９～４０ｍｏｌ％、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｂから選択した１種以上の元素の酸化物、窒化物、炭化物若しくは炭窒化物、又は炭素を合計５～１５ｍｏｌ％含有し、残部がＣｏ及び不可避的不純物であることを特徴とする上記１）～１１）のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体、を提供する。
 また、本願発明は、
１３）バッキングプレートと磁性材ターゲットの線膨張率の差が、室温から１０００°Ｃまでの間で最大０．５以内であることを特徴とする上記１）～１２）のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体
１４）バッキングプレートがスパッタリングターゲットのスクラップ材又は廃材を原料として作製された上記１）～１３）のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体
１５）磁性材スパッタリングターゲットの組成になるように調合した原料粉末を、バッキングプレートと共にダイスへ充填した後、ホットプレスし、前記磁性材ターゲット粉末の焼結と同時にバッキングプレートに接合することを特徴とする上記１）～１４）のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体の製造方法、を提供する。
 本発明は、バッキングプレートにターゲットの原料粉末を配置し、焼結することによって製造されたスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体において、高い平均漏洩磁束を得ることができる。そのため、より安定してスパッタできる、高品質な製品を提供できるという優れた効果を有する。
 また、焼結と接合を同時に行うため、製造プロセスが少なく、製造期間を短縮でき、またＩｎなどのロウ材を使用する接合方法とは違い、スパッタ中の温度上昇による剥離問題が起こらないという効果がある。
 さらに、深くエロージョンされる部分が薄く、あまりエロージョンされない部分はむしろ厚いバッキングプレートを用いることを可能とし、それに伴い高価なターゲットをより薄くすることができ、コスト低減化とＰＴＦ（漏洩磁束）を向上させたスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体を提供することが可能であるという効果があり、さらにエロージョンされない部分はＰｔを含まない材質とすることで、一体型のターゲットに比べて原料代が抑えられるという効果がある。
 以上から、目標組成になるよう調合されたスパッタリングターゲットとなる原料粉末とバッキングプレートを焼結と同時に接合することにより、磁性材スパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体を安価に、かつ安定して提供できる技術を提供することができるという著しい効果を有する。
実施例１に示すターゲットとバッキングプレート材料からなる接合体の概要を示す説明図である。 実施例２及び４に示す灰皿型のターゲット－バッキングプレート組立体の概要を示す説明図である。 本願発明の灰皿型バッキングプレートを使用した場合のエロージョンプロファイルの模式図である。
 本願発明のスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体は、磁性材スパッタリングターゲットの組成になるように調合した原料粉末を、バッキングプレートと共にダイスへ充填し、ホットプレスすることにより、前記磁性材ターゲット粉末の焼結と同時にバッキングプレートに接合する。バッキングプレートは、焼結体でも溶解したものでも、いずれも使用可能である。
 カーボングラファイト製ダイスに、前記バッキングプレートを配置し、このバッキングプレートの上にターゲットの原料粉末を積載した後、真空中、温度１０００～１２００°Ｃ、圧力２０～４０ＭＰａ、保持時間６０～１２０分でホットプレスすることによって、容易に製造することができる。
 このように、焼結と接合を同時に行うため、製造プロセスが少なく、製造期間を短縮でき、またＩｎなどのロウ材を使用する接合方法の欠点とは相違し、スパッタ中の温度上昇による剥離問題が起こらないという効果がある。
 また、深くエロージョンされる部分が薄く、あまりエロージョンされない部分はむしろ厚いバッキングプレートを用いることができ、逆に高価なターゲットをより薄くすることができ、コスト低減化とＰＴＦ（漏洩磁束）を向上させることができる。
 また、本発明のスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体は、高い平均漏洩磁束を得ることができるので、より安定してスパッタでき、高品質な製品を提供できるという優れた効果を有する。
 一般に、安定したスパッタリングを実施するために、装置によってはＰＴＦが５０％以上であることが必要である場合もあるが、例えばＰＴＦが５０％を下回るターゲットであっても、本願発明によれば、このターゲットの厚さをそのままにして、ＰＴＦを５０％以上にすることができるという大きなメリットがある。本願発明は、上記のようなターゲットを包含するものである。
 本願発明のスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体の磁性材ターゲットは、金属相中に炭素、酸化物、窒化物、炭化物、炭窒化物から選択した１成分以上の無機物材料が微細分散した材料とすることができる。また、本発明の磁性材ターゲットは、Ｃｒを１８ｍｏｌ％以下、Ｐｔを２５ｍｏｌ％以下、のいずれか一方又は双方を含有し、残部Ｃｏ及び不可避的不純物からなるスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体とすることができる。
 また、本発明の磁性材ターゲットは、Ｃｒを１８ｍｏｌ％以下、Ｐｔを４５ｍｏｌ％以下、のいずれか一方又は双方を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなるスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体とすることができる。
 本願発明のスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体の磁性材ターゲットは、上記ターゲットにおいて、Ｒｕ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｂ、Ｃから選択される元素の１種以上を合計で１２ｍｏｌ％以下を含有させることができる。
 本願発明のスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体の磁性材ターゲットは、上記ターゲットに、さらにＳｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｂから選択した１種以上の元素の酸化物、窒化物、炭化物若しくは炭窒化物、又は炭素を合計５～１５ｍｏｌ％含有させることができる。これらのターゲットは、磁性材として有用な成分である。本願発明のスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体の磁性材ターゲットは、高い（例えば、５０％以上の）平均漏洩磁束を得ることができる。
 本願発明のスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体は、バッキングプレートの透磁率が、ターゲットよりも低い透磁率とすることにより、ターゲットの平均漏洩磁束を増加させ、効率的なスパッタリングが可能となる。より好適なバッキングプレートは、透磁率が１．０以下（ＣＧＳ単位系による。以下、同様とする。）の非磁性材である。このように、ターゲット自体の透磁率が、例えば１０を超えるような、高透磁率の材料を使用しても、バッキングプレートの透磁率が低いために、プラズマが立ち、スパッタリングが可能となる。バッキングプレートの透磁率が十分に低ければ、バッキングプレートが、金属相のみでも使用でき、また金属相中に炭素、酸化物、窒化物、炭化物、炭窒化物から選択した１成分以上の無機物材料を微細分散させた非磁性体とすることができる。
 これを実現するために、バッキングプレートの金属相に、Ｃｏを含有させ、且つＣｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｂ、Ｃから選択される元素のうち１種以上を含有させることができる。また、金属相としてＦｅを含有させることも可能である。Ｃｏ及びＦｅは、いずれも強磁性体であるので、バッキングプレートの透磁率を低減させる添加物の調整又はバッキングプレート組織を制御することが必要である。また、スパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体において、前記バッキングプレートの金属相中に分散する前記無機物材料を、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｂから選択される少なくとも１種以上の元素からなる酸化物、窒化物、炭化物若しくは炭窒化物、又は炭素とすることができる。
 バッキングプレートを、Ｃｒを１９～４０ｍｏｌ％、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｂから選択した１種以上の元素の酸化物、窒化物、炭化物若しくは炭窒化物、又は炭素を合計５～１５ｍｏｌ％含有させ、残部がＣｏ及び不可避的不純物としたスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体を提供することができる。
 一般に、ターゲットの原料となる粉末は、微細粉末を使用して焼結体ターゲットの密度の向上を図ることが行われているが、本発明は、単に微細粉末を使用することが目的ではない。したがって、既に知られているレベルの平均粒径の粉末を使用することができる。後述する実施例、比較例の粉末では、代表的な粉末の例を示しているが、これらに本願発明が制限されるものでないことは容易に理解できるであろう。
 また、バッキングプレートを製作する場合も同様である。後述するように、バッキングプレート材の原料粉末は、多くはターゲットに類似しているので、ターゲットの余剰材又はスクラップを使用することができる。すなわち、バッキングプレートの材料として、スパッタリングターゲットのスクラップ材又は廃材を原料とし、さらに必要に応じて、漏洩磁束を調整できる材料を添加して、スパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体を作製することができる。しかし、余剰材に限定されるものでないことも又容易に理解できるであろう。材料の選択は、あくまで漏洩磁束を増加させることが狙いである。この目的を達成できる材料であれば、反りなどの発生ない材料を使用し、ターゲットを保持できる適度な強度を有する材料を選択すれば良い。これは本願発明の焼結により容易に得ることができる。
 本発明では、バッキングプレートの形状を、灰皿型（別名、ＴＵＢ型（バスタブ形状）とも言う。）にするのが有効である。灰皿型のバッキングプレートの形状と寸法は、ターゲットの形状に合わせて調整する必要があることから、特に制限はない。
 また、ターゲット－バッキングプレート組立体自体も、スパッタリング装置の種類に基づいて設計する必要があることから、設計は任意である。
 灰皿型のバッキングプレートを使用した場合の、ターゲットのエロージョンプロファイルの模式図を図３に示す。この図３において、点線はバッキングプレートを、一点鎖線はターゲットを、実線はエロージョンプロファイルを示す。なお、図３の寸法を示す数値は、いずれも一例を示すものであり、この数値に限定されるものでないことは、容易に理解されるべきものである。
 本願発明のターゲット－バッキングプレート組立体は、このような形状にターゲットエロージョンが進行する。このエロージョンプロファイルは、あくまで本願発明の理解を容易にするためであり、このエロージョンプロファイルを参照することにより、本願発明の理解がより容易になるであろう。
 バッキングプレートの製造に際するホットプレスの条件は、バッキングプレートとしての適度な強度を達成できれば任意である。また、ターゲットとバッキングプレートの接合体を得る場合も同様である。通常、カーボングラファイト製ダイスを使用し、このダイスに作製したバッキングプレートを配置し、さらにバッキングプレートの上に上記磁性材ターゲットの混合粉末を積載した後、真空中でホットプレスして接合する。
 この場合の温度、圧力、保持時間の選定は任意であり、適度な強度のターゲット－バッキングプレート組立体が得られれば良い。いずれも公知の方法を用いることができる。本願発明は、ホットプレスの条件を発明とするものではないこと及び後述する実施例及び比較例に示すホットプレスの条件は、これらの通常行われる代表例を示しているものであり、これらに制限される必要はないことは容易に理解できるであろう。
 さらに、バッキングプレートと磁性材ターゲットの線膨張率の差を、室温から１０００°Ｃまでの間で最大０．５以内であるスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体を提供することができる。この線膨張率の差を少なくすることにより、ターゲットの反りを防止することができる。以上のスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体は、高い（例えば、５０％以上の）平均漏洩磁束を得ることができるので、より安定してスパッタでき、高品質な製品を提供できるという優れた効果を有する。
　次に、実施例について説明する。なお、この実施例は理解を容易にするためのものであり、本発明を制限するものではない。すなわち、本発明の技術思想の範囲内における、他の実施例及び変形は、本発明に含まれるものである。
（実施例１）
 平均粒径１μｍのＣｏ粉末、平均粒径２μｍのＣｒ粉末、平均粒径２μｍのＰｔ粉末、平均粒径１μｍのＳｉＯ２粉末及び平均粒径３μｍのＣｏＯ粉末を用意し、これらの原料粉末をＣｏ－１７Ｃｒ－１５Ｐｔ－５ＳｉＯ２－８ＣｏＯ（ｍｏｌ％）となるように調合し、これらの粉末をミキサーで混合し、磁性材ターゲットの混合粉末とした。
 一方、バッキングプレートについては、同様に平均粒径１μｍのＣｏ粉末、平均粒径２μｍのＣｒ粉末及び平均粒径１μｍのＳｉＯ２粉末（なお、これらの粉末の粒径は特に問題とならないので表示しないが、ターゲットの余剰粉末を使用することができる。以下同様である。）を用意し、これらの粉末をＣｏ－２５Ｃｒ－９ＳｉＯ２（ｍｏｌ％）となるように調合し、この調合した粉末をホットプレスし、さらに機械加工してバッキングプレートとした。
 このバッキングプレートの透磁率をＢ－Ｈメータ（アナライザ）で測定した結果、透磁率は１．０であった。ターゲットの透磁率はこれよりもかなり高かった。
 なお、バッキングプレートの製造に際しては、粉末の粒度は、それほど厳密なものである必要はなく、ターゲットの余剰材であっても良い。また、製造方法はホットプレスに限定する必要もない。適度な強度を達成できれば、製造方法は任意である。これについては、以下同様である。
 次に、カーボングラファイト製ダイスに、上記作製したバッキングプレートを配置し、このバッキングプレートの上に上記磁性材ターゲットの混合粉末を充填した後、真空中、温度１１００°Ｃ、圧力３０ＭＰａ、保持時間９０分でホットプレスし、焼結と同時に接合して、図１に示すターゲットとバッキングプレートからなる接合体を得た。
 熱機械分析装置（リガク社製、ＴＭＡ－８３１０Ｅ１）で、上記ターゲットとバッキングプレートの線膨張率を測定した。ターゲットは１０００°Ｃにおいて１．４％、５００°Ｃにおいて０．９％、１００°Ｃにおいて０．４％であった。これに対し、バッキングプレートの線膨張率は１０００°Ｃにおいて１．２％、５００°Ｃにおいて０．７％、１００°Ｃにおいて０．３％であった。したがって、室温から１０００°Ｃまでの間での線膨張率の差は最大０．２であった。このように、ターゲットとバッキングプレートの線膨張率が極めて近似しているため、ターゲットの反り、剥離、割れの虞は全くなかった。
 このターゲットとバッキングプレートからなる接合体を、φ１６５．１０で、バッキングプレート部分が厚み２．００ｍｍ、ターゲット部分が厚み４．３５ｍｍとなるように機械加工してスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体を得た。この組立体の平均漏洩磁束（ＰＴＦ）は５３．０％であった。このように漏洩磁束（ＰＴＦ）が大きいので、スパッタリングが容易であった。この結果のまとめを、表１に示す。
 なお、漏洩磁束の測定はＡＳＴＭ　Ｆ２０８６－０１（Standard Test Method for　Pass Through Flux of Circular Magnetic Sputtering Targets, Method 2）に則して実施した。ターゲットの中心を固定し、０度、３０度、６０度、９０度、１２０度、１５０度、１８０度、２１０度、２４０度、２７０度、３００度、３３０度と回転させて測定した漏洩磁束を、ＡＳＴＭで定義されているreference fieldの値で割り返し、１００を掛けてパーセントで表した。そしてこれら１２点について平均した結果を、平均漏洩磁束（％）として表１に記載した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
（比較例１）
 実施例１と同様の平均粒径１μｍのＣｏ粉末、平均粒径２μｍのＣｒ粉末、平均粒径２μｍのＰｔ粉末、平均粒径１μｍのＳｉＯ２粉末及び平均粒径３μｍのＣｏＯ粉末を用意し、これらの粉末をターゲット組成であるＣｏ－１７Ｃｒ－１５Ｐｔ－５ＳｉＯ２－８ＣｏＯ（ｍｏｌ％）となるように調合し、調合した粉末をミキサーで混合し、磁性材ターゲットの粉末を製造した。
 これをカーボングラファイト製ダイスに入れ、真空中、温度１１００°Ｃ、圧力３０ＭＰａ、保持時間９０分でホットプレスした。この場合は、バッキングプレートを使用していない。このようにして得たターゲット材を、φ１６５．１×６．３５ｔとなるように加工した。このターゲットの平均漏洩磁束（ＰＴＦ）は４５．０％であった。
 スパッタ装置にもよるが、平均漏洩磁束４５．０％では放電が始まらず、スパッタリングができない状態となった。この結果を、同様に表１に示す。
（実施例２）
 実施例１と同様の平均粒径１μｍのＣｏ粉末、平均粒径２μｍのＣｒ粉末、平均粒径２μｍのＰｔ粉末、平均粒径１μｍのＳｉＯ２粉末及び平均粒径３μｍのＣｏＯ粉末を用意し、これらの粉末をターゲット組成であるＣｏ－１７Ｃｒ－１５Ｐｔ－５ＳｉＯ２－８ＣｏＯ（ｍｏｌ％）となるように調合し、これらをミキサーで混合し、磁性材ターゲットの粉末を製造した。
 一方、バッキングプレートについては、同様にＣｏ粉末、Ｃｒ粉末及びＳｉＯ２粉末を用意し、これらの粉末をＣｏ－２５Ｃｒ－９ＳｉＯ２（ｍｏｌ％）の組成になるように調合し、この調合した粉末をホットプレスし、さらに機械加工してバッキングプレートとした。
 このバッキングプレートの透磁率をＢ－Ｈメータ（アナライザ）で測定した結果、透磁率は１．０であった。ターゲットの透磁率はこれよりもかなり高かった。
 バッキングプレートの形状を内径１５３．７９ｍｍの灰皿型（別名、ＴＵＢ型（バスタブ形状）とも言う。）にした。次に、カーボングラファイト製ダイスに、前記バッキングプレート材を配置し、このバッキングプレート材の上にターゲットの原料粉末を積載した後、真空中、温度１１００°Ｃ、圧力３０ＭＰａ、保持時間９０分でホットプレスし、ターゲットとバッキングプレート材料からなる接合体を得た。
 これをさらに、機械加工してターゲット－バッキングプレート組立体を得た。これを図２に示す。図２の形状と寸法は、次の通りである。径（１）１６２．０２ｍｍ、径（２）１５３．７９ｍｍ、径（３）1６５．１５ｍｍ、厚み（１）４．３７ｍｍ、厚み（２）６．４５ｍｍ、厚み（３）１．７５ｍｍである。バッキングプレートの最厚部は４．４５ｍｍ、最薄部は２．０８ｍｍとした。このように、バッキングプレートが灰皿型であるため、ターゲットの反り、剥離、割れの虞は全くなかった。
 この組立体の平均漏洩磁束（ＰＴＦ）は５４．０％であった。この平均漏洩磁束（ＰＴＦ）は、実施例１よりもさらに向上した。このように漏洩磁束（ＰＴＦ）が大きいので、スパッタリングが容易であった。この結果を、同様に表１に示す。
（実施例３）
 平均粒径１μｍのＣｏ粉末、平均粒径２μｍのＣｒ粉末、平均粒径２μｍのＰｔ粉末、平均粒径３μｍのＲｕ粉末、平均粒径１μｍのＴｉＯ２粉末及び平均粒径３μｍのＣｏＯ粉末を用意し、Ｃｏ－１５Ｃｒ－１８Ｐｔ－５Ｒｕ－４ＴｉＯ２－８ＣｏＯ（ｍｏｌ％）となるように調合し、これらの粉末をミキサーで混合し、磁性材ターゲットの原料粉末を製造した。
 一方、バッキングプレートについては、同様にＣｏ粉末、Ｃｒ粉末及びＳｉＯ２粉末を用意し、これらの粉末をＣｏ－２５Ｃｒ－１０ＳｉＯ２（ｍｏｌ％）の組成となるように調合し、このバッキングプレート材料をホットプレスし、さらに機械加工し、バッキングプレート材を作製した。
 このバッキングプレートの透磁率をＢ－Ｈメータ（アナライザ）で測定した。透磁率は１．０であった。ターゲットの透磁率はこれよりもかなり高かった。
 次に、カーボングラファイト製ダイスに、前記バッキングプレート材を配置し、このバッキングプレート材の上にターゲットの原料粉末を積載した後、真空中、温度１１００°Ｃ、圧力３０ＭＰａ、保持時間９０分でホットプレスし、図１に示すターゲットとバッキングプレート材料からなる接合体を得た。
 ターゲットは１０００°Ｃにおいて０．７％、５００°Ｃにおいて０．３％、１００°Ｃにおいて０．２％であった。これに対し、バッキングプレートの線膨張率は１０００°Ｃにおいて１．０％、５００°Ｃにおいて０．５％、１００°Ｃにおいて０．２％であった。したがって、室温から１０００°Ｃまでの間での線膨張率の差は最大０．３であった。このように、ターゲットとバッキングプレートの線膨張率が極めて近似しているため、ターゲットの反り、剥離、割れの虞は全くなかった。
 このターゲットとバッキングプレートからなる接合体を、φ１６５．０８で、バッキングプレート部分が厚み２．０５ｍｍ、ターゲット部分が厚み４．３８ｍｍとなるように機械加工してスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体（ＢＰはＣｏ－２５Ｃｒ－１０ＳｉＯ２（ｍｏｌ％）である）を得た。この組立体の平均漏洩磁束（ＰＴＦ）は５１．０％であった。このように漏洩磁束（ＰＴＦ）が大きいので、スパッタリングが可能であった。この結果を、同様に表１に示す。
（実施例４）
 実施例３と同様の平均粒径１μｍのＣｏ粉末、平均粒径２μｍのＣｒ粉末、平均粒径２μｍのＰｔ粉末、平均粒径３μｍのＲｕ粉末、平均粒径１μｍのＴｉＯ２粉末及び平均粒径３μｍのＣｏＯ粉末を用意し、Ｃｏ－１５Ｃｒ－１８Ｐｔ－５Ｒｕ－４ＴｉＯ２－８ＣｏＯ（ｍｏｌ％）となるように調合し、これらをミキサーで混合し、磁性材ターゲットの原料粉末を製造した。
 一方、バッキングプレートについては、同様にＣｏ粉末、Ｃｒ粉末及びＳｉＯ２粉末を用意し、これらの粉末をＣｏ－２５Ｃｒ－１０ＳｉＯ２（ｍｏｌ％）の組成となるように調合し、このバッキングプレート材料をホットプレスし、さらに機械加工して、バッキングプレート材を作製した。
 このバッキングプレートの透磁率をＢ－Ｈメータ（アナライザ）で測定した。透磁率は１．０であった。ターゲットの透磁率はこれよりもかなり高かった。
 バッキングプレートの形状を、実施例２と同じ内径１５３．７５ｍｍの灰皿型にした。次に、カーボングラファイト製ダイスに、作製した前記バッキングプレートを配置し、このバッキングプレート材の上にターゲット粉末を積載した後、真空中、温度１１００°Ｃ、圧力３０ＭＰａ、保持時間９０分でホットプレスし、ターゲットとバッキングプレート材料からなる接合体を得た。
 これをさらに、機械加工してターゲット－バッキングプレート組立体を得た。これを図２に示す。図２の形状と寸法は、次の通りである。径（１）１６１．９８ｍｍ、径（２）１５３．７５ｍｍ、径（３）1６５．１８ｍｍ、厚み（１）４．３５ｍｍ、厚み（２）６．３８ｍｍ、厚み（３）１．７６ｍｍである。バッキングプレートの最厚部は４．４２ｍｍ、最薄部は２．０３ｍｍとした。このように、バッキングプレートが灰皿型であるため、ターゲットの反り、剥離、割れの虞は全くなかった。
 この組立体の平均漏洩磁束（ＰＴＦ）は５２.２％であった。この平均漏洩磁束（ＰＴＦ）は、実施例３よりもさらに向上した。このように漏洩磁束（ＰＴＦ）が大きいので、スパッタリングが容易であった。この結果を、同様に表１に示す。
（比較例２）
 実施例３と同様の平均粒径１μｍのＣｏ粉末、平均粒径２μｍのＣｒ粉末、平均粒径２μｍのＰｔ粉末、平均粒径３μｍのＲｕ粉末、平均粒径１μｍのＴｉＯ２粉末、平均粒径３μｍのＣｏＯ粉末を用意し、これらの粉末をＣｏ－１５Ｃｒ－１８Ｐｔ－５Ｒｕ－４ＴｉＯ２－８ＣｏＯ（ｍｏｌ％）の組成となるように調合し、これらをミキサーで混合し、磁性材ターゲットの原料粉末を製造した。
 これをカーボングラファイト製ダイスに入れ、真空中、温度１１００°Ｃ、圧力３０ＭＰａ、保持時間９０分でホットプレスした。この場合は、バッキングプレートを使用していない。このようにして得たターゲット材を、φ１６５．１×６．３５ｔとなるように加工した。このターゲットの平均漏洩磁束（ＰＴＦ）は４３.４％であった。
 スパッタ装置にもよるが、平均漏洩磁束４３.４％では放電が始まらず、スパッタリングができない状態となった。この結果を、同様に表１に示す。
 上記比較例１及び比較例２から、単純な製造工程（一体ものを製造する工程）で得た磁性材ターゲットでは、漏洩磁束（ＰＴＦ）が小さいため、スパッタリングができないことが理解できる。
（実施例５）
 平均粒径１μｍのＣｏ粉末、平均粒径２μｍのＣｒ粉末、平均粒径２μｍのＰｔ粉末、平均粒径１μｍのＴｉＯ２粉末及び平均粒径１μｍのＳｉＯ２粉末を用意し、Ｃｏ―１６Ｃｒ―１０Ｐｔ－３ＴｉＯ２－３ＳｉＯ２（ｍｏｌ％）となるように調合し、これらの粉末をミキサーで混合し、磁性材ターゲットの原料粉末を製造した。
 一方、バッキングプレートについては、同様にＣｏ粉末、Ｃｒ粉末、ＴｉＯ２粉末を用意し、これらの粉末をＣｏ－２５Ｃｒ－３ＴｉＯ２（ｍｏｌ％）の組成となるように調合し、このバッキングプレート材料をホットプレスし、さらに機械加工し、バッキングプレート材を作製した。
 このバッキングプレートの透磁率をＢ－Ｈメータ（アナライザ）で測定した。透磁率は１．０であった。ターゲットの透磁率はこれよりもかなり高かった。
 次に、カーボングラファイト製ダイスに、前記バッキングプレート材を配置し、このバッキングプレート材の上にターゲットの原料粉末を積載した後、真空中、温度１１００°Ｃ、圧力３０ＭＰａ、保持時間９０分でホットプレスし、図１に示すターゲットとバッキングプレート材料からなる接合体を得た。
 ターゲットは１０００°Ｃにおいて０．８％、５００°Ｃにおいて０．３％、１００°Ｃにおいて０．２％であった。これに対し、バッキングプレートの線膨張率は１０００°Ｃにおいて１．０％、５００°Ｃにおいて０．５％、１００°Ｃにおいて０．２％であった。したがって、室温から１０００°Ｃまでの間での線膨張率の差は最大０．２であった。このように、ターゲットとバッキングプレートの線膨張率が極めて近似しているため、ターゲットの反り、剥離、割れの虞は全くなかった。
 このターゲットとバッキングプレートからなる接合体を、φ１６５．０８で、バッキングプレート部分が厚み２．０５ｍｍ、ターゲット部分が厚み４．３８ｍｍとなるように機械加工してスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体（ＢＰはＣｏ－２５Ｃｒ－３ＴｉＯ２（ｍｏｌ％）である）を得た。この組立体の平均漏洩磁束（ＰＴＦ）は５０．０％であった。このように漏洩磁束（ＰＴＦ）が大きいので、スパッタリングが可能であった。この結果を、同様に表１に示す。
（実施例６）
 実施例５と同様の平均粒径１μｍのＣｏ粉末、平均粒径２μｍのＣｒ粉末、平均粒径２μｍのＰｔ粉末、平均粒径１μｍのＴｉＯ２粉末及び平均粒径１μｍのＳｉＯ２粉末を用意し、Ｃｏ－１６Ｃｒ－１０Ｐｔ－３ＴｉＯ２－３ＳｉＯ２（ｍｏｌ％）となるように調合し、これらをミキサーで混合し、磁性材ターゲットの原料粉末を製造した。
 一方、バッキングプレートについては、同様にＣｏ粉末、Ｃｒ粉末、ＴｉＯ２粉末を用意し、これらの粉末をＣｏ－２５Ｃｒ－３ＴｉＯ２（ｍｏｌ％）の組成となるように調合し、このバッキングプレート材料をホットプレスし、さらに機械加工して、バッキングプレート材を作製した。
 このバッキングプレートの透磁率をＢ－Ｈメータ（アナライザ）で測定した。透磁率は１．０であった。ターゲットの透磁率はこれよりもかなり高かった。
 バッキングプレートの形状を、実施例２と同じ内径１５３．７５ｍｍの灰皿型にした。次に、カーボングラファイト製ダイスに、作製した前記バッキングプレートを配置し、このバッキングプレート材の上にターゲット粉末を積載した後、真空中、温度１１００°Ｃ、圧力３０ＭＰａ、保持時間９０分でホットプレスし、ターゲットとバッキングプレート材料からなる接合体を得た。
 これをさらに、機械加工してターゲット－バッキングプレート組立体を得た。これを図２に示す。図２の形状と寸法は、次の通りである。径（１）１６１．９８ｍｍ、径（２）１５３．７５ｍｍ、径（３）1６５．１８ｍｍ、厚み（１）４．３５ｍｍ、厚み（２）６．３８ｍｍ、厚み（３）１．７６ｍｍである。バッキングプレートの最厚部は４．４２ｍｍ、最薄部は２．０３ｍｍとした。このように、バッキングプレートが灰皿型であるため、ターゲットの反り、剥離、割れの虞は全くなかった。
 この組立体の平均漏洩磁束（ＰＴＦ）は５０.５％であった。この平均漏洩磁束（ＰＴＦ）は、実施例５よりもさらに向上した。このように漏洩磁束（ＰＴＦ）が大きいので、スパッタリングが容易であった。この結果を、同様に表１に示す。
（実施例７）
 平均粒径１μｍのＣｏ粉末、平均粒径２μｍのＣｒ粉末、平均粒径３μｍのＲｕ粉末、平均粒径１μｍのＴｉＯ２粉末、平均粒径１μｍのＳｉＯ２粉末及び平均粒径１μｍのＣｒ２Ｏ３粉末を用意し、Ｃｏ－１６Ｃｒ－３ＴｉＯ２－２ＳｉＯ２－３Ｃｒ２Ｏ３（ｍｏｌ％）となるように調合し、これらの粉末をミキサーで混合し、磁性材ターゲットの原料粉末を製造した。
 一方、バッキングプレートについては、同様にＣｏ粉末、Ｃｒ粉末、Ｔａ２Ｏ５粉末を用意し、これらの粉末をＣｏ－２２Ｃｒ－２Ｔａ２Ｏ５（ｍｏｌ％）の組成となるように調合し、このバッキングプレート材料をホットプレスし、さらに機械加工し、バッキングプレート材を作製した。
 このバッキングプレートの透磁率をＢ－Ｈメータ（アナライザ）で測定した。透磁率は１．０であった。ターゲットの透磁率はこれよりもかなり高かった。
 次に、カーボングラファイト製ダイスに、前記バッキングプレート材を配置し、このバッキングプレート材の上にターゲットの原料粉末を積載した後、真空中、温度１１００°Ｃ、圧力３０ＭＰａ、保持時間９０分でホットプレスし、図１に示すターゲットとバッキングプレート材料からなる接合体を得た。
 ターゲットは１０００°Ｃにおいて０．７％、５００°Ｃにおいて０．３％、１００°Ｃにおいて０．２％であった。これに対し、バッキングプレートの線膨張率は１０００°Ｃにおいて１．２％、５００°Ｃにおいて０．７％、１００°Ｃにおいて０．３％であった。したがって、室温から１０００°Ｃまでの間での線膨張率の差は最大０．５であった。このように、ターゲットとバッキングプレートの線膨張率が極めて近似しているため、ターゲットの反り、剥離、割れの虞は全くなかった。
 このターゲットとバッキングプレートからなる接合体を、φ１６５．０８で、バッキングプレート部分が厚み２．０５ｍｍ、ターゲット部分が厚み４．３８ｍｍとなるように機械加工してスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体（ＢＰはＣｏ－２２Ｃｒ－２Ｔａ２Ｏ５（ｍｏｌ％）である）を得た。この組立体の平均漏洩磁束（ＰＴＦ）は５０．８％であった。このように漏洩磁束（ＰＴＦ）が大きいので、スパッタリングが可能であった。この結果を、同様に表１に示す。
（実施例８）
 実施例７と同様の平均粒径１μｍのＣｏ粉末、平均粒径２μｍのＣｒ粉末、平均粒径３μｍのＲｕ粉末、平均粒径１μｍのＴｉＯ２粉末、平均粒径１μｍのＳｉＯ２粉末及び平均粒径１μｍのＣｒ２Ｏ３粉末を用意し、Ｃｏ－１６Ｃｒ－３ＴｉＯ２－２ＳｉＯ２－３Ｃｒ２Ｏ３（ｍｏｌ％）となるように調合し、これらをミキサーで混合し、磁性材ターゲットの原料粉末を製造した。
 一方、バッキングプレートについては、同様にＣｏ粉末、Ｃｒ粉末、Ｔａ２Ｏ５粉末を用意し、これらの粉末をＣｏ－２２Ｃｒ－２Ｔａ２Ｏ５（ｍｏｌ％）の組成となるように調合し、このバッキングプレート材料をホットプレスし、さらに機械加工して、バッキングプレート材を作製した。
 このバッキングプレートの透磁率をＢ－Ｈメータ（アナライザ）で測定した。透磁率は１．０であった。ターゲットの透磁率はこれよりもかなり高かった。
 バッキングプレートの形状を、実施例２と同じ内径１５３．７５ｍｍの灰皿型にした。次に、カーボングラファイト製ダイスに、作製した前記バッキングプレートを配置し、このバッキングプレート材の上にターゲット粉末を積載した後、真空中、温度１１００°Ｃ、圧力３０ＭＰａ、保持時間９０分でホットプレスし、ターゲットとバッキングプレート材料からなる接合体を得た。
 これをさらに、機械加工してターゲット－バッキングプレート組立体を得た。これを図２に示す。図２の形状と寸法は、次の通りである。径（１）１６１．９８ｍｍ、径（２）１５３．７５ｍｍ、径（３）1６５．１８ｍｍ、厚み（１）４．３５ｍｍ、厚み（２）６．３８ｍｍ、厚み（３）１．７６ｍｍである。バッキングプレートの最厚部は４．４２ｍｍ、最薄部は２．０３ｍｍとした。このように、バッキングプレートが灰皿型であるため、ターゲットの反り、剥離、割れの虞は全くなかった。
 この組立体の平均漏洩磁束（ＰＴＦ）は５１.４％であった。この平均漏洩磁束（ＰＴＦ）は、実施例７よりもさらに向上した。このように漏洩磁束（ＰＴＦ）が大きいので、スパッタリングが容易であった。この結果を、同様に表１に示す。
（実施例９）
 平均粒径３μｍのＦｅ粉末、平均粒径２μｍのＰｔ粉末、平均粒径１μｍのＳｉＯ２粉末を用意し、Ｆｅ－４１Ｐｔ－９ＳｉＯ２（ｍｏｌ％）となるように調合し、これらの粉末をミキサーで混合し、磁性材ターゲットの原料粉末を製造した。
 一方、バッキングプレートについては、同様にＣｏ粉末、Ｃｒ粉末及びＳｉＯ２粉末を用意し、これらの粉末をＣｏ－２５Ｃｒ－９ＳｉＯ２（ｍｏｌ％）の組成となるように調合し、このバッキングプレート材料をホットプレスし、さらに機械加工し、バッキングプレート材を作製した。
 このバッキングプレートの透磁率をＢ－Ｈメータ（アナライザ）で測定した。透磁率は１．０であった。ターゲットの透磁率はこれよりもかなり高かった。
 次に、カーボングラファイト製ダイスに、前記バッキングプレート材を配置し、このバッキングプレート材の上にターゲットの原料粉末を積載した後、真空中、温度１１００°Ｃ、圧力３０ＭＰａ、保持時間９０分でホットプレスし、図１に示すターゲットとバッキングプレート材料からなる接合体を得た。
 ターゲットは１０００°Ｃにおいて０．７％、５００°Ｃにおいて０．３％、１００°Ｃにおいて０．２％であった。これに対し、バッキングプレートの線膨張率は１０００°Ｃにおいて１．０％、５００°Ｃにおいて０．５％、１００°Ｃにおいて０．２％であった。したがって、室温から１０００°Ｃまでの間での線膨張率の差は最大０．３であった。このように、ターゲットとバッキングプレートの線膨張率が極めて近似しているため、ターゲットの反り、剥離、割れの虞は全くなかった。
 このターゲットとバッキングプレートからなる接合体を、φ１６５．０８で、バッキングプレート部分が厚み２．０５ｍｍ、ターゲット部分が厚み４．３８ｍｍとなるように機械加工してスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体（ＢＰはＣｏ－２５Ｃｒ－９ＳｉＯ２（ｍｏｌ％）である）を得た。この組立体の平均漏洩磁束（ＰＴＦ）は９２．５％であった。このように漏洩磁束（ＰＴＦ）は低下することなく、スパッタリングが可能であった。この結果を、同様に表１に示す。
（実施例１０）
 実施例９と同様の平均粒径３μｍのＦｅ粉末、平均粒径２μｍのＰｔ粉末、平均粒径１μｍのＳｉＯ２粉末を用意し、Ｆｅ－４１Ｐｔ－９ＳｉＯ２（ｍｏｌ％）となるように調合し、これらをミキサーで混合し、磁性材ターゲットの原料粉末を製造した。
 一方、バッキングプレートについては、同様にＣｏ粉末、Ｃｒ粉末及びＳｉＯ２粉末を用意し、これらの粉末をＣｏ－２５Ｃｒ－９ＳｉＯ２（ｍｏｌ％）の組成となるように調合し、このバッキングプレート材料をホットプレスし、さらに機械加工して、バッキングプレート材を作製した。
 このバッキングプレートの透磁率をＢ－Ｈメータ（アナライザ）で測定した。透磁率は１．０であった。ターゲットの透磁率はこれよりもかなり高かった。
 バッキングプレートの形状を、実施例２と同じ内径１５３．７５ｍｍの灰皿型にした。次に、カーボングラファイト製ダイスに、作製した前記バッキングプレートを配置し、このバッキングプレート材の上にターゲット粉末を積載した後、真空中、温度１１００°Ｃ、圧力３０ＭＰａ、保持時間９０分でホットプレスし、ターゲットとバッキングプレート材料からなる接合体を得た。
 これをさらに、機械加工してターゲット－バッキングプレート組立体を得た。これを図２に示す。図２の形状と寸法は、次の通りである。径（１）１６１．９８ｍｍ、径（２）１５３．７５ｍｍ、径（３）1６５．１８ｍｍ、厚み（１）４．３５ｍｍ、厚み（２）６．３８ｍｍ、厚み（３）１．７６ｍｍである。バッキングプレートの最厚部は４．４２ｍｍ、最薄部は２．０３ｍｍとした。このように、バッキングプレートが灰皿型であるため、ターゲットの反り、剥離、割れの虞は全くなかった。
 この組立体の平均漏洩磁束（ＰＴＦ）は９４．０％であった。この平均漏洩磁束（ＰＴＦ）は、実施例９よりもさらに向上した。このように漏洩磁束（ＰＴＦ）は低下することなく、スパッタリングが容易であった。この結果を、同様に表１に示す。
 本発明は、バッキングプレートにターゲットの原料粉末を配置し、焼結することによって製造されたスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体において、高い（例えば、５０％以上の）平均漏洩磁束を得ることができる。そのため、より安定してスパッタできる、高品質な製品を提供できるという優れた効果を有する。
 さらに、焼結と接合を同時に行うため、製造プロセスが少なく、製造期間を短縮でき、またＩｎなどのロウ材を使用する接合方法とは違い、スパッタ中の温度上昇による剥離問題が起こらないという効果がある。
 また、深くエロージョンされる部分が薄く、あまりエロージョンされない部分はむしろ厚いバッキングプレートを用いることを可能とし、それに伴い高価なターゲットをより薄くすることができ、コスト低減化とＰＴＦ（漏洩磁束）を向上させたスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体を提供することが可能であるという効果があり、さらにエロージョンされない部分はＰｔを含まない材質とすることで、一体型のターゲットに比べて原料代が抑えられるという効果がある。
 以上から、目標組成になるよう調合されたスパッタリングターゲットとなる原料粉末とバッキングプレートを焼結と同時に接合することにより、磁性材スパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体を安価に、かつ安定して提供できる技術を提供することができるという効果を有するので、磁性材ターゲットとして極めて有用である。

Claims (15)

  1.  磁性材スパッタリングターゲットの組成になるように調合した原料粉末を、バッキングプレートと共にダイスへ充填し、ホットプレスすることにより、前記磁性材ターゲット粉末の焼結と同時にバッキングプレートに接合したことを特徴とするスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体。
  2.  前記磁性材ターゲットが、金属相中に炭素、酸化物、窒化物、炭化物、炭窒化物から選択した１成分以上の無機物材料が微細分散した材料であることを特徴とする請求項１記載のスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体。
  3.  前記磁性材ターゲットが、Ｃｒを１８ｍｏｌ％以下、Ｐｔを２５ｍｏｌ％以下、の一方又は双方を含有し、残部Ｃｏ及び不可避的不純物からなることを特徴とする請求項１又は２記載のスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体。
  4.  前記磁性材ターゲットが、Ｃｒを１８ｍｏｌ％以下、Ｐｔを４５ｍｏｌ％以下、の一方又は双方を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなることを特徴とする請求項１又は２記載のスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体。
  5.  前記磁性材ターゲットが、さらにＲｕ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｂ、Ｃから選択される元素の１種以上を合計で１２ｍｏｌ％以下含有することを特徴とする請求項４記載のスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体。
  6.  前記磁性材ターゲットが、さらにＳｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｂから選択した１種以上の元素の酸化物、窒化物、炭化物若しくは炭窒化物、又は炭素を合計５～１５ｍｏｌ％含有することを特徴とする請求項４又は５に記載のスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体。
  7.  バッキングプレートの透磁率が、ターゲットよりも低い透磁率を有することを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体。
  8.  バッキングプレートの透磁率が、１．０以下の非磁性材からなるバッキングプレートであることを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体。
  9.  バッキングプレートが、金属相のみであるか又は該金属相中に炭素、酸化物、窒化物、炭化物、炭窒化物から選択した１成分以上の無機物材料を微細分散させた非磁性体であることを特徴とする、請求項１～８のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体。
  10.  バッキングプレートの金属相が、Ｃｏを含有し、且つＣｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｂ、Ｃから選択される元素のうち１種以上を含有することを特徴とする請求項９記載のスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体。
  11.  バッキングプレートの金属相中に分散する前記無機物材料が、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｂから選択される少なくとも１種以上の元素からなる酸化物、窒化物、炭化物若しくは炭窒化物、又は炭素であることを特徴とする請求項９又は１０記載のスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体。
  12.  バッキングプレートが、Ｃｒを１９～４０ｍｏｌ％、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｂから選択した１種以上の元素の酸化物、窒化物、炭化物若しくは炭窒化物、又は炭素を合計５～１５ｍｏｌ％含有し、残部がＣｏ及び不可避的不純物であることを特徴とする請求項１～１１のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体。
  13.  バッキングプレートと磁性材ターゲットの線膨張率の差が、室温から１０００°Ｃまでの間で最大０．５以内であることを特徴とする請求項１～１２のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体。
  14. 　バッキングプレートがスパッタリングターゲットのスクラップ材又は廃材を原料として作製された請求項１～１３のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体。
  15.  磁性材スパッタリングターゲットの組成になるように調合した原料粉末を、バッキングプレートと共にダイスへ充填した後、ホットプレスし、前記磁性材ターゲット粉末の焼結と同時にバッキングプレートに接合することを特徴とする請求項１～１４のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット－バッキングプレート組立体の製造方法。
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