JPH01129964A - スパッタリング用ターゲット - Google Patents

スパッタリング用ターゲット

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JPH01129964A
JPH01129964A JP28864687A JP28864687A JPH01129964A JP H01129964 A JPH01129964 A JP H01129964A JP 28864687 A JP28864687 A JP 28864687A JP 28864687 A JP28864687 A JP 28864687A JP H01129964 A JPH01129964 A JP H01129964A
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JP
Japan
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target
rare earth
ingot
sputtering
phase
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Pending
Application number
JP28864687A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Aoyama
明 青山
Toshihiko Yamagishi
山岸 敏彦
Satoshi Shimokawato
下川渡 聡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Priority to JP28864687A priority Critical patent/JPH01129964A/ja
Publication of JPH01129964A publication Critical patent/JPH01129964A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

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〕 本発明は希土類遷移金属合金スパッタリング用ターゲッ
トの組織及び組成に関する。
〔従来の技術〕
希土類遷移金属系光磁気記録膜を作成するスパッタリン
グ用ターゲットは従来より鋳造法、焼結法、半溶融法な
どがある。ここでいう鋳造法とは鋳込んだ鋳塊をそのま
ま外径・表面加工にてターゲットにするものであり、焼
結法とは一度鋳込んだ鋳塊を粉砕し、焼結にてターゲッ
ト形状とするものである。又、半溶融法とは特開昭61
−99640号に示すものである。
しかしながら前述の焼結法は、本質的に酸素量を多(含
み(2000ppm程度)、酸化され易い希土類遷移金
属系には適していない。一方、鋳造法はTbFe系に関
しては非常に脆く、新しい組成系としてNdDyFeC
o系が注目されている。(特開昭61−16822号、
62−12941号等) 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、前述の従来技術による鋳造法によるNd
DyFeCo5NdTbFeCo、PrDyFeCo5
PrTbFeCo系鋳造合金ターゲットでスパッタリン
グにて成膜した場合、基板面内で組成分布が生じるとい
う問題点を有する。
(ISMOo 87 21B−14) 又、半溶融法で作成したターゲットは基板面内で組成分
布が生じにくいという特長がある。(第10回日本応用
磁気学会学術講演概要集5aB−7,5aB−8) しかし、半溶融法は基本的には焼結による製造であるた
め、ターゲットは完全な密状態となっておらず、大気中
に放置された場合はターゲットの表面層が酸化されてし
まい、予備スパッタリングでは表面層をクリーニングで
きないほどの酸化層となってしまう。又、半溶融法は遷
移金属単体相を含むため、ターゲットの透磁率が大きく
、マグネトロンスパッタ時には、ターゲットを薄くしな
いと十分な漏洩磁場が出ないという欠点がある。
そこで本発明はこのような問題点を解決するもので、そ
の目的とするところは従来の鋳造合金ターゲットがもつ
成膜面内で組成分布が生じるという欠点を克服し、さら
に半溶融法によるターゲットのもつ酸化されやすい、透
磁率が大きいという欠点を克服するターゲットを提供す
るところにある。
〔問題点を解決するための手段〕
希土類遷移金属合金からなる光磁気記録層をスパッタリ
ングにて製造する鋳造合金ターゲットにおいて、鋳造合
金ターゲット中の金属組織が、希土類金属単体相と希土
類遷移金属合金相からなることを特徴とする。
〔作用〕
従来より実験室で用いられているTMツタ−ゲット上R
Eチップを配して成膜する複合ターゲット方式の場合、
基板面内の組成分布は鋳造合金ターゲットのそれとは逆
の傾を示す。
つまり、複合ターゲットの場合はターゲットの直上にな
るほどREが多く側面はどTMが多い。
一方、鋳造合金ターゲットのそれはターゲットの直上に
なるほどTMが多く、側面はどREが多い。
これらをより詳細に見てみると、TMの飛び方は複合タ
ーゲット、鋳造合金ともほぼ同じで大きな差はなかった
。一方、REの飛び方が複合ターゲットと鋳造合金とで
大きな差があることがわかった。つまり、複合ターゲッ
トのときのREはターゲットの上方向に飛び易く、鋳造
合金ターゲットのときのREはターゲットの横方向に飛
び易いのである。つまりRE単体相と、RE−7M合金
相を適当に混存させた鋳造合金ターゲットができれば、
基板面内で組成分布が少ない均一な成膜が可能となり、
又TM単体相がないため透磁率も小さくなりターゲット
を厚くしても十分マグネトロンスパッタが可能となる。
さらに鋳造合金であるための本来の酸素含有量も少なく
、予備スパッタリングも非常に短くなる。
〔実施例1〕 まず原料として、(Ndo、z D’io、+ ) q
z、z(F eo、n C06,2) Z7.8at%
の鋳塊を作る(以下この鋳塊をR+ RIT 2鋳塊と
呼ぶ)。この鋳塊の融点は830°C程度と極めて低い
。そして次に(Ndo、z D Vo、s ) to、
s (F eo、a C00,2)eq、sat%の鋳
塊を作り、平均粒径が200μm程度となる様にこの鋳
塊を粉砕し粉末とする(以下この粉末をRzTyt粉末
と呼ぶ)。このRzT+を粉末の融点は1330°Cで
ある。
これら原料、つまりR十Rr T z鋳塊とRz T 
17粉末を(R+R+ Tt ) : (Rz Tit
) = 17 :44.7の比になる様にルツボ中に投
入する。その後ルツボを1050°Cまで温度を上げる
。つまりこの1050°Cの状態のときはR+RI T
Z鋳塊が溶解されておりRzT+、粉末“は溶解しな、
いまま粒末が溶湯中に混合されている状態となる。そし
て、この状態のまま鋳型に鋳込み、出来上がった鋳造合
金を加工し、4“φX6tのスパッタリングターゲット
を作成した。このターゲットの組成はNds、s Dy
zg−F ese、ocO+4.5at%となっている
。このターゲットの表面組織の模式図を第1図に示す。
1の相はNd+ Dyaの希土類(R)単独相であり、
2の相は(Nd0.□Dyo、a)+(F eo、s 
C00,2)zの希土類遷移金属合金相(R。
T2)である。又、3の相は(Ndo、z Dyo、a
)z(F eo、B COo、z L7の希土類遷移金
属合金相(Rz’r’+t)である。つまり大きくわけ
て希土類単独相と希土類遷移金属合金相の2相になって
いるのである。
このNdDyFeCoターゲットを第2図に示す様なス
パッタリング装置に装着し、成膜しその磁気特性及び組
成分布を調べてみた。第2図の21が、スパッタリング
ターゲットであり、22が基板ホルダー(300φ)で
ある。成膜条件はAr圧2.5mTorr 、初期真空
度3 X 10−’T、、、 。
投入電力はDC電源を用い1.OA340 Vでおこな
った。第3図に本発明ターゲットを用いた基板ホルダー
内組成分布及び磁気特性分布図である。
この図に示す様に組成はREが28.0〜28゜5at
%で均一であり、磁気特性もHcが9.7〜10.5K
 Oeで均一である。基板ホルダー内にほとんどといっ
て良いほど均一な膜が成膜できている。当然このターゲ
ットは鋳造合金であるので酸素量は少なく350ppm
であった。
一方、比較のために従来の製造方法でNdDyFeCo
ターゲットを作成した。すわわちNdDyFec、o全
組成を1500°Cでルツボ中にて溶解し、そして鋳型
に注湯し鋳塊を作った。そしてこの鋳塊を切断、研磨し
4“φ×6むのNdDyFeCoターゲットを作成した
。このターゲットの表面組織の模式図が第4図である。
41は(Ndo、+zDyo、5s)zs (Feo、
a C。
o、 z) q5at%組成相で42は(Ndo、3D
yo、t )31−3 (F e On B COO−
2)66.7at%組成相である。
つまり、両相ともNdDyFeCo合金相であった。全
体ではNdb、s D yz+、sF essc ol
aの組成であった。このターゲットを第2図に示す装置
で成膜をおこなった。成膜条件は先述の本発明ターゲッ
トの場合と同じである。第5図にこの従来の製造方法に
よる鋳造合金NdDyFeCoターゲットを用いた基板
ホルダー内組成分布及び磁気特性分布図を示す。この図
に示す様に組成はREが29.8〜26.8at%で、
基板ホルダー中心へいくほどREが多く、逆にホルダー
外周へいくほどRE  −が少なくなっている。又、磁
気特性もHcが12〜5KOeとホルダー中心へいくほ
どHcが大きくなっている。これは組成分布とも一致す
る。つまり従来の製造方法による鋳造合金NdDyFe
C0ターゲットはターゲットの上方向はどTM(遷移金
属)がとびやすく、横方向はどREがとびやすい特性を
示し、基板ホルダー内で組成分布を生じさせてしまう。
さらに半溶融法により製造したターゲットと比較するた
め、先述の本発明ターゲット組成と同様のNds、s 
D)’zzF ese、ocO+4.sat%の組成で
半溶融法を用い4“φX6tのターゲットを作成した。
そして、これら本発明品と半溶融品のターゲットの透磁
率を測定した所、本発明品が3であったのに対し、半溶
融品は55と大きな値であった。そして、半溶融品を先
述のスパッタ装置に装着し、放電を試みたが、放、電し
なかった。そこでターゲット厚みを薄くしていったとこ
ろ、3.3mmtでやっと放電する様になった。つまり
半溶融品は透磁率が大きく、マグネトロン放電させるた
めにはターゲットを薄くする必要がある。このことは、
1枚のターゲットから製造できる薄膜が少ないというこ
とであり、製品のコスト面で非常に悪いということを意
味する。当然本発明品は6 mm tでも十分な漏洩磁
場が出ており、製品コストの点でも非常にメリットがあ
る。ここで示した方法以外にRZTI7粉末を作成せず
、R6T2ff粉末あるいはR,T3あるいはR,T、
粉末を用いても本発明は有効であることは確認した。
〔実施例2] 次にPrTbFeCoについて本発明法による効果を確
認した。製造方法は実施例1に示す本発明品と同じであ
り、まず原料として(Pro、zTE)o、s)go 
(F eo、a Coo、z)zoat%の鋳塊を作る
この鋳塊の融点は810°C程度である。そして次に(
P r o、z T 1)o、1)to、s(F e 
o、s COo、z)aq、sat%の鋳塊を作り、平
均粒径が200μm程度となる様にこの鋳塊を粉砕し粉
末とする。この粉末の融点は1275°Cである。
これら原料、つまり鋳塊と粉末を13.6 : 42の
比になる様にルツボ中に投入する。その後ルツボを10
50℃まで温度を上げる。そして鋳型に鋳込み出来上が
った鋳造合金を加工し、4“φ×6tのスパッタリング
ターゲットを作成し実施例1と同様の成膜を試みた所、
基板ホルダー内に均一な組成、均一な磁気特性の膜が得
られた。このターゲットの酸素量は380ppm、透磁
率は3.8であった。このターゲット組成はPrs、s
Tb*z、。
F e ss、 o CO14,sat%である。又、
金属組織は、大きくわけて希土類単独相と希土類遷移金
属合金相の2相になっていた。
〔実施例3〕 次にSmGdFeCoについても同様のターゲットを作
成した。製造方法は実施例1に示す本発明品と同じであ
り、まず原料として(Smo、zGdo、a)yz、t
 (F eo、e Coo、り!?、1lat%の鋳塊
を作る。この鋳塊の融点は808 ’C程度である。そ
して次に(Smo、z G do、5)to、s (F
 ea、s C。
。0g)sq、sat%の鋳塊を作り、平均粒径が20
0μm程度となる様にこの鋳塊を粉砕し粉末とする。
この粉末の融点は1325°Cである。
これら原料、つまり鋳塊と粉末を17 : 44.7の
比になる様にルツボ中に投入する。その後ルツボを10
50°Cまで温度を上げる。そして鋳型に鋳込み出来上
がった鋳造合金を加工し、4”φ×6tのスパッタリン
グターゲットを作成し実施例1と同様の成膜を試みた所
、基板ホルダー内に均一な組成、均一な磁気特性の膜が
得られた。このターゲット酸素量は390ppm、透磁
率は4.0であった。また、このターゲットの組成はS
ms、sGdgz、oF ess、ocO+4.5at
%である。又、金属組織は大きくわけて希土類単独相と
希土類遷移金属合金相の2相になっていた。
〔実施例4〕 次にNdSmDyTbFeCoについても同様のターゲ
ットを作成した。製造方法は実施例1に示す本発明品と
同じであり、まず原料として(Ndo、+ Smo、+
 D )’0.4 T bo、4)、z、z (F e
o、aCo o、 g) !?+ llat%の鋳塊を
作る。この鋳塊の融点は830℃程度である。そして次
に(Ndo、+Smo、+ D )’ o、a T b
o、n)+o、s (F eo、11 COo、z)s
q、5at%の鋳塊を作り、平均粒径が200μm程度
となる様にこの鋳塊を粉砕し粉末とする。この粉末の融
点は1320°Cである。
これら原料、つまり鋳塊と粉末を17 : 44.7の
比になる様にルツボ中に投入する。その後ルツボを10
50″Cまで温度を上げる。そして鋳型に鋳込み出来上
がった鋳造合金を加工し、4#φ×6tのスパッタリン
グターゲットを作成し実施例1と同様の成膜を試みた所
、基板ホルダー内に均一な組成、均一な磁気特性の膜が
得られた。このターゲットの酸素量は375ppm、透
磁率は3.2であった。またこのターゲットの組成はN
dz、tsS mz、、sD y++、oT b z、
oF e 511.(Ic O+a、sat%であり、
金属組織は大きくわけて希土類単独相と希土類遷移金属
合金相の2相になっていた。
これら実施例1,2.3.4に示す組成系以外にNdG
dFeCo、NdTbFeCo、NdPrDyFeCo
、NdPrDyTbFeCo、PrDyFeCo、Nd
SmGdFeCo、CeNd’DyFeco、 CeN
dPrDyFeCo、等のSm、Nd、’Pr、Ceの
うち少なくとも1種以上の軽希土と、Fe、Coのうち
の少なくとも1種以上の遷移金属とを含む全ての組成系
について本発明効果が存在することを確認した。
〔発明の効果〕
このように本発明を用いれば、ターゲット中の酸素量が
少ないという鋳造合金の特性を保ったまま、成膜面内で
組成分布が生じないという効果を有する。しかも、透磁
率が小さく、マグネトロンスパッタに適しており、ター
ゲット厚みも厚くすることができるため、作成した膜の
製品コストを減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明ターゲットの表面組織の模式図。 第2図はスパッタリング装置の概略図。 第3図は本発明のターゲットを用いた基板ホルダー内組
成分布及び磁気特性分布図。 第4図は従来の製造方法による鋳造合金ターゲットの表
面組織の模式図。 第5図は従来の製造方法による鋳造合金ターゲットを用
いた基板ホルダー内組成分布及び磁気特性分布図。 1・・・Nd+D)’4の希土類(R)単独相2…(N
do、z D )’o、s)+ (F eo、s Co
o、z)zの希土類遷移金属合金相(RI T! )3
・・・(Ndo、gI))’o、s)z (F eo、
sc Oolg)+。 の希土類遷移金属合金相(RzT+t)21・・・スパ
ッタリングターゲット 22・・・基板ホルダー(300φ) 41 ”・(N do、+zD )’o、5s)zs 
 (F eo、a COo、zL5at%組成相 42・= (Ndo、:+ D yo、t)3s、t 
(F eo、a COo、z)66.78t%組成相 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人弁理士 最上  務 他1名 第 1 図 (Y=1剖C祷

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)希土類遷移金属合金からなる光磁気記録層をスパ
    ッタリングにて製造するための鋳造合金ターゲットにお
    いて、前記鋳造合金ターゲット中の金属組織が希土類金
    属単体相と希土類遷移金属合金相からなることを特徴と
    するスパッタリング用ターゲット。
  2. (2)前記スパッタリング用ターゲットの主たる組成が
    、Sn、Nd、Pr、Ceのうち少なくとも1種以上の
    軽希土類金属(LR)と、Gd、Tb、Dyのうちの少
    なくとも1種類以上の重希土類金属(HR)とを含み、
    さらにFe、Coのうち少なくとも1種以上の遷移金属
    (TM)を含むことを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載のスパッタリング用ターゲット。
JP28864687A 1987-11-16 1987-11-16 スパッタリング用ターゲット Pending JPH01129964A (ja)

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JP28864687A JPH01129964A (ja) 1987-11-16 1987-11-16 スパッタリング用ターゲット

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JP28864687A JPH01129964A (ja) 1987-11-16 1987-11-16 スパッタリング用ターゲット

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010061660A (ko) * 1999-12-28 2001-07-07 이구택 이물질유입방지장치를 구비한 카메라 케이스

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010061660A (ko) * 1999-12-28 2001-07-07 이구택 이물질유입방지장치를 구비한 카메라 케이스

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