JPH0790565A - マグネトロンスパッタ用複合ターゲットおよびその製造方法 - Google Patents
マグネトロンスパッタ用複合ターゲットおよびその製造方法Info
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- JPH0790565A JPH0790565A JP17747393A JP17747393A JPH0790565A JP H0790565 A JPH0790565 A JP H0790565A JP 17747393 A JP17747393 A JP 17747393A JP 17747393 A JP17747393 A JP 17747393A JP H0790565 A JPH0790565 A JP H0790565A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 白金等の貴金属元素等の高価な元素を含む薄
膜（磁気記録媒体のＰｔ含有Ｃｏ合金薄膜等）を成膜す
るためのマグネトロンスパッタに使用されるターゲット
について、該元素の使用量を必要最小限におさえ、成膜
コストを低減する。 【構成】 所定の化学組成を有する焼結合金層１１（Ｃ
ｏＣｒ合金、ＣｏＣｒＮｉＴａ合金等）と、その焼結合
金層内に埋め込まれた所定の化学組成を有する棒材１２
（Ｐｔ等）とからなり、棒材１２は、スパッタ放電集中
領域Ｅ’内に位置してその周方向に一定の間隔を置いて
焼結合金層１１中に分散配置され、焼結合金層１１と棒
材１２とは固相接合により結合一体化されている。
膜（磁気記録媒体のＰｔ含有Ｃｏ合金薄膜等）を成膜す
るためのマグネトロンスパッタに使用されるターゲット
について、該元素の使用量を必要最小限におさえ、成膜
コストを低減する。 【構成】 所定の化学組成を有する焼結合金層１１（Ｃ
ｏＣｒ合金、ＣｏＣｒＮｉＴａ合金等）と、その焼結合
金層内に埋め込まれた所定の化学組成を有する棒材１２
（Ｐｔ等）とからなり、棒材１２は、スパッタ放電集中
領域Ｅ’内に位置してその周方向に一定の間隔を置いて
焼結合金層１１中に分散配置され、焼結合金層１１と棒
材１２とは固相接合により結合一体化されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マグネトロンスパッタ
用ターゲット、特に金属薄膜型磁気記録媒体の磁気記録
膜（磁性膜）等として、Ｐｔ等の高価な元素を含む合金
薄膜の成膜コストの低減に有効なターゲットおよびその
製造方法に関する。
用ターゲット、特に金属薄膜型磁気記録媒体の磁気記録
膜（磁性膜）等として、Ｐｔ等の高価な元素を含む合金
薄膜の成膜コストの低減に有効なターゲットおよびその
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気ディスク、磁気ドラム、磁気シー
ト、磁気テープ等の磁気記録媒体は、高密度記録の要請
から、その磁気記録膜（磁性膜）を、ＣｏＣｒ，ＣｏＮ
ｉ，ＣｏＣｒＮｉ，ＣｏＣｒＴａ等のＣｏ系強磁性合金
で形成した金属薄膜型磁気記録媒体が、従来の塗布型磁
気記録媒体に代わって主流となっている。磁気記録分野
における高密度記録の要請は増大の一途にあり、近時は
この要請に対し、保磁力，角形性，ノイズ特性等の改善
のための磁性膜材料として、上記Ｃｏ合金にＰｔ等を添
加したＣｏＣｒＰｔ，ＣｏＮｉＰｔ，ＣｏＣｒＴａＰｔ
等の白金系合金が開発され、その実用化が試みられてい
る。上記磁性膜を始めとする各種の薄膜の成膜法とし
て、マグネトロンスパッタ法は、複雑な組成を有する合
金薄膜を再現性良く形成でき、またスパッタ過程の基板
の昇温を抑制し得ると共に、スパッタ速度を大きくする
こともでき量産性に優れた工業的な成膜法として実施さ
れている。
ト、磁気テープ等の磁気記録媒体は、高密度記録の要請
から、その磁気記録膜（磁性膜）を、ＣｏＣｒ，ＣｏＮ
ｉ，ＣｏＣｒＮｉ，ＣｏＣｒＴａ等のＣｏ系強磁性合金
で形成した金属薄膜型磁気記録媒体が、従来の塗布型磁
気記録媒体に代わって主流となっている。磁気記録分野
における高密度記録の要請は増大の一途にあり、近時は
この要請に対し、保磁力，角形性，ノイズ特性等の改善
のための磁性膜材料として、上記Ｃｏ合金にＰｔ等を添
加したＣｏＣｒＰｔ，ＣｏＮｉＰｔ，ＣｏＣｒＴａＰｔ
等の白金系合金が開発され、その実用化が試みられてい
る。上記磁性膜を始めとする各種の薄膜の成膜法とし
て、マグネトロンスパッタ法は、複雑な組成を有する合
金薄膜を再現性良く形成でき、またスパッタ過程の基板
の昇温を抑制し得ると共に、スパッタ速度を大きくする
こともでき量産性に優れた工業的な成膜法として実施さ
れている。
【０００３】マグネトロンスパッタに使用されるターゲ
ットは、同軸型とプレナー型に大別され、そのいずれ
も、ターゲットの背面に配置されたマグネットの磁界
と、ターゲットに印可される電圧とによりターゲット表
面の近傍に直交電磁界が形成され、プラズマ中のＡｒイ
オンは、その電磁界直交領域に捕捉され、そこにスパッ
タ放電が集中して生起する。直交電磁界によるスパッタ
放電の集中領域は、図５に示すようにターゲット１０’
の表面に沿ってその板面の中心を囲む環形状の軌跡を描
き、ターゲットはその領域Ｅ’を溝状にえぐり取られ
て、図６に示すようにエロージョンＥが生じる。エロー
ジョンＥの凹陥深さは、スパッタ時間の経過と共に増大
する（同図（１）〜（３））。スパッタの進行に伴うエ
ロージョンＥの増大のよりターゲット１０’の表面が不
均一な形状になると、スパッタ効率の低下や、基板上に
形成される薄膜の均質性の低下等をきたす原因となるの
で、エロージョンＥがある程度まで進むと、そのターゲ
ットの残材は廃棄され、新たなターゲットと取り替えら
れる。
ットは、同軸型とプレナー型に大別され、そのいずれ
も、ターゲットの背面に配置されたマグネットの磁界
と、ターゲットに印可される電圧とによりターゲット表
面の近傍に直交電磁界が形成され、プラズマ中のＡｒイ
オンは、その電磁界直交領域に捕捉され、そこにスパッ
タ放電が集中して生起する。直交電磁界によるスパッタ
放電の集中領域は、図５に示すようにターゲット１０’
の表面に沿ってその板面の中心を囲む環形状の軌跡を描
き、ターゲットはその領域Ｅ’を溝状にえぐり取られ
て、図６に示すようにエロージョンＥが生じる。エロー
ジョンＥの凹陥深さは、スパッタ時間の経過と共に増大
する（同図（１）〜（３））。スパッタの進行に伴うエ
ロージョンＥの増大のよりターゲット１０’の表面が不
均一な形状になると、スパッタ効率の低下や、基板上に
形成される薄膜の均質性の低下等をきたす原因となるの
で、エロージョンＥがある程度まで進むと、そのターゲ
ットの残材は廃棄され、新たなターゲットと取り替えら
れる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】マグネトロンスパッタ
のターゲットは、上記のように電磁界直交領域にスパッ
タ放電が集中してエロージョンＥが進行するため、薄膜
の形成に有効利用されるのは、その極く一部分に限ら
れ、大部分は使用されないまま、残材として廃棄せざる
を得ず、従ってその有効利用率は著しく低い。同軸型の
ターゲットでは、ターゲット内のマグネットを駆動さ
せ、電磁界の直交領域をシフトさせることによりエロー
ジョン範囲を広げて残材量を少なくすることも行われて
いるが、プレナー型のターゲットではそのような対策は
採用し得ない。前述のように金属薄膜型磁気記録媒体の
分野では、磁性膜材料としてＰｔ等を含むＣｏ合金ター
ゲットの実用化も試みられており、その白金系合金ター
ゲットは極めて高価である。しかるに、ターゲットの有
効利用率が上記のように著しく低いことは、成膜コスト
を高め、その磁気記録媒体の実用化を阻害する大きな要
因となる。本発明は、上記に鑑み、高価な元素の使用量
を必要最小限に抑えながら、所望の化学組成を有する薄
膜を経済的に成膜することができるマグネトロンスパッ
タ用ターゲットおよびその製法方法を提供するものであ
る。
のターゲットは、上記のように電磁界直交領域にスパッ
タ放電が集中してエロージョンＥが進行するため、薄膜
の形成に有効利用されるのは、その極く一部分に限ら
れ、大部分は使用されないまま、残材として廃棄せざる
を得ず、従ってその有効利用率は著しく低い。同軸型の
ターゲットでは、ターゲット内のマグネットを駆動さ
せ、電磁界の直交領域をシフトさせることによりエロー
ジョン範囲を広げて残材量を少なくすることも行われて
いるが、プレナー型のターゲットではそのような対策は
採用し得ない。前述のように金属薄膜型磁気記録媒体の
分野では、磁性膜材料としてＰｔ等を含むＣｏ合金ター
ゲットの実用化も試みられており、その白金系合金ター
ゲットは極めて高価である。しかるに、ターゲットの有
効利用率が上記のように著しく低いことは、成膜コスト
を高め、その磁気記録媒体の実用化を阻害する大きな要
因となる。本発明は、上記に鑑み、高価な元素の使用量
を必要最小限に抑えながら、所望の化学組成を有する薄
膜を経済的に成膜することができるマグネトロンスパッ
タ用ターゲットおよびその製法方法を提供するものであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のマグネトロンス
パッタ用ターゲットは、所定の化学組成を有する焼結合
金層と、その焼結合金層内に埋め込まれた白金族元素を
含有する棒材とからなり、棒材は、スパッタ放電集中領
域内に位置してその周方向に一定の間隔を置いて焼結合
金層中に分散配置され、棒材と焼結合金層とは固相接合
により結合一体化していることを特徴としている。本発
明のマグネトロンスパッタ用ターゲットは、金属カプセ
ル内に、白金等の貴金属元素を含有する複数本の棒材を
所定位置に固定すると共に、所定の化学組成を有する金
属粉末を充填し、脱気密封したうえ、熱間静水等方加圧
焼結処理することにより製造される。
パッタ用ターゲットは、所定の化学組成を有する焼結合
金層と、その焼結合金層内に埋め込まれた白金族元素を
含有する棒材とからなり、棒材は、スパッタ放電集中領
域内に位置してその周方向に一定の間隔を置いて焼結合
金層中に分散配置され、棒材と焼結合金層とは固相接合
により結合一体化していることを特徴としている。本発
明のマグネトロンスパッタ用ターゲットは、金属カプセ
ル内に、白金等の貴金属元素を含有する複数本の棒材を
所定位置に固定すると共に、所定の化学組成を有する金
属粉末を充填し、脱気密封したうえ、熱間静水等方加圧
焼結処理することにより製造される。
【０００６】
【作用】本発明のターゲットのマグネトロンスパッタで
は、焼結合金層と棒材のスパッタ蒸発により薄膜の形成
が行われる。形成される薄膜の化学組成は、ターゲット
の焼結合金層と棒材のそれぞれの化学組成、およびその
スパッタ放電領域内に占める両者の面積比率より任意か
つ正確に制御される。磁気記録媒体の基板にＰｔ含有Ｃ
ｏ合金薄膜を形成するスパッタ成膜では、ターゲットの
全体を高価なＰｔ含有合金とする必要がなく、棒材をＰ
ｔ含有組成とすることにより必要最少量のＰｔの使用に
より、所望の組成を有するＰｔ含有Ｃｏ合金薄膜が形成
される。
は、焼結合金層と棒材のスパッタ蒸発により薄膜の形成
が行われる。形成される薄膜の化学組成は、ターゲット
の焼結合金層と棒材のそれぞれの化学組成、およびその
スパッタ放電領域内に占める両者の面積比率より任意か
つ正確に制御される。磁気記録媒体の基板にＰｔ含有Ｃ
ｏ合金薄膜を形成するスパッタ成膜では、ターゲットの
全体を高価なＰｔ含有合金とする必要がなく、棒材をＰ
ｔ含有組成とすることにより必要最少量のＰｔの使用に
より、所望の組成を有するＰｔ含有Ｃｏ合金薄膜が形成
される。
【０００７】以下、本発明について詳しく説明する。図
１は、本発明のターゲットの例を示している〔同図(1)
は外観斜視図、同図(2) はそのI-I 断面図) 。１１は焼
結合金層、１２は棒材である。棒材１２はスパッタ放電
が集中する環状領域Ｅ’内に位置しその周方向に一定の
間隔を置いて焼結合金層１１に埋め込まれている。棒材
１２は、鋳造品，もしくは圧延，鍛造等による塑性加工
品、または焼結品等である。
１は、本発明のターゲットの例を示している〔同図(1)
は外観斜視図、同図(2) はそのI-I 断面図) 。１１は焼
結合金層、１２は棒材である。棒材１２はスパッタ放電
が集中する環状領域Ｅ’内に位置しその周方向に一定の
間隔を置いて焼結合金層１１に埋め込まれている。棒材
１２は、鋳造品，もしくは圧延，鍛造等による塑性加工
品、または焼結品等である。
【０００８】焼結合金層１１と棒材１２との化学組成
は、スパッタ成膜しようとす薄膜の化学組成に応じてに
適宜設定される。磁気記録媒体の磁性膜を、Ｐｔ含有Ｃ
ｏ合金で形成するターゲットとして、例えば棒材１２を
Ｐｔとし、焼結合金１１を、それ以外の元素からなる合
金（ＣｏＣｒ，ＣｏＮｉ，ＣｏＴａ，ＣｏＣｒＴａ，Ｃ
ｏＣｒＮｉＴａ等）とする組合せのターゲットとすこと
ができる。また棒材を、Ｐｔと他の元素との合金（例え
ば、ＰｔＣｏ合金，ＰｔＮｉ合金，ＰｔＣｒＴａ合金
等）としてもよく、棒材と焼結合金の構成元素の配分と
その組成の設計は任意である。
は、スパッタ成膜しようとす薄膜の化学組成に応じてに
適宜設定される。磁気記録媒体の磁性膜を、Ｐｔ含有Ｃ
ｏ合金で形成するターゲットとして、例えば棒材１２を
Ｐｔとし、焼結合金１１を、それ以外の元素からなる合
金（ＣｏＣｒ，ＣｏＮｉ，ＣｏＴａ，ＣｏＣｒＴａ，Ｃ
ｏＣｒＮｉＴａ等）とする組合せのターゲットとすこと
ができる。また棒材を、Ｐｔと他の元素との合金（例え
ば、ＰｔＣｏ合金，ＰｔＮｉ合金，ＰｔＣｒＴａ合金
等）としてもよく、棒材と焼結合金の構成元素の配分と
その組成の設計は任意である。
【０００９】上記棒材１２と焼結合金層１１とからなる
ターゲット１０を使用するマグネトロンスパッタによ
り、例えば、原子％で、Ｃｒ６〜１７％，Ｐｔ１〜１５
％，残部ＣｏからなるＣｏＣｒＰｔ合金薄膜、Ｎｉもし
くはＴａの１種ないし２種１〜３８％（２種複合の場合
は合計量），Ｐｔ１〜１５％，残部ＣｏからなるＣｏＮ
ｉ（Ｔａ）Ｐｔ合金薄膜、Ｃｒ６〜１７％，Ｎｉもしく
はＴａの１種ないし２種１〜３８％（ＮｉとＴａの複合
の場合は合計量），Ｐｔ１〜１５％，残部Ｃｏからなる
ＣｏＣｒＮｉ（Ｔａ）Ｐｔ合金薄膜、等を成膜すること
ができる。形成される薄膜の組成は、むろん上記例示の
それに限定されず、焼結合金層１１と棒材１２の化学組
成、および焼結合金層１１に埋め込まれる棒材１２の断
面径と埋め込み本数（スパッタ放電領域Ｅ’内の焼結合
金層１１と棒材１２との容積比率）により任意かつ正確
に制御することができる。
ターゲット１０を使用するマグネトロンスパッタによ
り、例えば、原子％で、Ｃｒ６〜１７％，Ｐｔ１〜１５
％，残部ＣｏからなるＣｏＣｒＰｔ合金薄膜、Ｎｉもし
くはＴａの１種ないし２種１〜３８％（２種複合の場合
は合計量），Ｐｔ１〜１５％，残部ＣｏからなるＣｏＮ
ｉ（Ｔａ）Ｐｔ合金薄膜、Ｃｒ６〜１７％，Ｎｉもしく
はＴａの１種ないし２種１〜３８％（ＮｉとＴａの複合
の場合は合計量），Ｐｔ１〜１５％，残部Ｃｏからなる
ＣｏＣｒＮｉ（Ｔａ）Ｐｔ合金薄膜、等を成膜すること
ができる。形成される薄膜の組成は、むろん上記例示の
それに限定されず、焼結合金層１１と棒材１２の化学組
成、および焼結合金層１１に埋め込まれる棒材１２の断
面径と埋め込み本数（スパッタ放電領域Ｅ’内の焼結合
金層１１と棒材１２との容積比率）により任意かつ正確
に制御することができる。
【００１０】なお、焼結合金層１１と棒材１２のそれぞ
れに対する元素の配分とその化学組成は、白金等の貴金
属元素等の高価な元素を棒材１２の構成元素とする例に
限定されない。例えば、薄膜を構成する全元素を一の合
金として含有するターゲット１０を製作することが、製
造工程上の不利、例えば工程の煩瑣や、ターゲット品質
の確保の困難（構成元素の汚染、歩留りの低下等）を伴
うような場合には、その構成元素を焼結合金層１１と棒
材１２とに二分し、両者部材の組合せとすることによ
り、製作工程上の不利を回避しながら所定の組成を有す
るターゲットを構成することができる。
れに対する元素の配分とその化学組成は、白金等の貴金
属元素等の高価な元素を棒材１２の構成元素とする例に
限定されない。例えば、薄膜を構成する全元素を一の合
金として含有するターゲット１０を製作することが、製
造工程上の不利、例えば工程の煩瑣や、ターゲット品質
の確保の困難（構成元素の汚染、歩留りの低下等）を伴
うような場合には、その構成元素を焼結合金層１１と棒
材１２とに二分し、両者部材の組合せとすることによ
り、製作工程上の不利を回避しながら所定の組成を有す
るターゲットを構成することができる。
【００１１】本発明のターゲット１０は、熱間静水等方
圧焼結法（ＨＩＰ焼結法）により好適に製造される。Ｈ
ＩＰ焼結法によれば、焼結合金層１１を高緻密質化する
と共に、焼結合金層１１と棒材１２との界面を固相接合
による確実な結合状態とし、また棒材１２をターゲット
のスパッタ放電集中領域内の所定位置に正確に配置固定
された構成とすることができる。
圧焼結法（ＨＩＰ焼結法）により好適に製造される。Ｈ
ＩＰ焼結法によれば、焼結合金層１１を高緻密質化する
と共に、焼結合金層１１と棒材１２との界面を固相接合
による確実な結合状態とし、また棒材１２をターゲット
のスパッタ放電集中領域内の所定位置に正確に配置固定
された構成とすることができる。
【００１２】図２は、ＨＩＰ焼結法による本発明のター
ゲットの製造例を示している。Ｃはカプセル（軟鋼，ス
テンレス鋼等の容器）、１１’は焼結合金粉末であり、
カプセルＣ内に棒材（Ｐｔ棒等）を所定の位置に分散配
置して固定（溶接等）すると共に、棒材１２の周りに焼
結原料粉末１１’が充填される。棒材１２は、所定の化
学組成を有する鋳造材、もしくは圧延，鍛造等の塑性加
工材，あるいは焼結材等を機械加工により所定サイズに
仕上げた部材である。焼結原料粉末は、複数種の金属粉
末を、所定の成分組成となる割合に配合し混練した混合
粉末であってもよいが、混合される粉末の比重差による
不均一性を回避するために、所定の構成元素を含有する
合金の粉末であるのが好ましい。また、その粉末とし
て、合金溶湯をアトマイズ処理に付して得られる急冷凝
固された微細粉末（例えば粒径２２メッシュ以下）は、
固溶限の低いＢ，Ｔａなどの偏析も軽微であり、均質性
のよい粉末として好適に使用される。
ゲットの製造例を示している。Ｃはカプセル（軟鋼，ス
テンレス鋼等の容器）、１１’は焼結合金粉末であり、
カプセルＣ内に棒材（Ｐｔ棒等）を所定の位置に分散配
置して固定（溶接等）すると共に、棒材１２の周りに焼
結原料粉末１１’が充填される。棒材１２は、所定の化
学組成を有する鋳造材、もしくは圧延，鍛造等の塑性加
工材，あるいは焼結材等を機械加工により所定サイズに
仕上げた部材である。焼結原料粉末は、複数種の金属粉
末を、所定の成分組成となる割合に配合し混練した混合
粉末であってもよいが、混合される粉末の比重差による
不均一性を回避するために、所定の構成元素を含有する
合金の粉末であるのが好ましい。また、その粉末とし
て、合金溶湯をアトマイズ処理に付して得られる急冷凝
固された微細粉末（例えば粒径２２メッシュ以下）は、
固溶限の低いＢ，Ｔａなどの偏析も軽微であり、均質性
のよい粉末として好適に使用される。
【００１３】カプセルＣに棒材１２と焼結原料粉末１
１’を充填したうえ、脱気管Ｄを介してカプセルＣ内を
真空密封する。この場合、真空脱気が不十分であると、
得られたターゲットのスパッタ工程で、ターゲット内に
残留した窒素，酸素等のガスが異常放電の原因となるの
で、その真空密封は約０．１mmHg以下とするのが好まし
い。真空密封後の熱間静水圧焼結処理は、温度：８００
〜１２５０℃、加圧力：５００〜２０００Ｋｇｆ／ｃｍ
2 、保持時間：０．５〜４Ｈｒの条件下に首尾よく達成
され、相対密度約９８％以上の高緻密性を確保できると
共に、形成される焼結合金層１１と棒状体１２との界面
の接合を強化が確保される。上記工程を経てえられる焼
結品に機械加工を加えてカプセルＣを除去すると共に、
所定の形状サイズに仕上げてターゲット１０を得る。
１’を充填したうえ、脱気管Ｄを介してカプセルＣ内を
真空密封する。この場合、真空脱気が不十分であると、
得られたターゲットのスパッタ工程で、ターゲット内に
残留した窒素，酸素等のガスが異常放電の原因となるの
で、その真空密封は約０．１mmHg以下とするのが好まし
い。真空密封後の熱間静水圧焼結処理は、温度：８００
〜１２５０℃、加圧力：５００〜２０００Ｋｇｆ／ｃｍ
2 、保持時間：０．５〜４Ｈｒの条件下に首尾よく達成
され、相対密度約９８％以上の高緻密性を確保できると
共に、形成される焼結合金層１１と棒状体１２との界面
の接合を強化が確保される。上記工程を経てえられる焼
結品に機械加工を加えてカプセルＣを除去すると共に、
所定の形状サイズに仕上げてターゲット１０を得る。
【００１４】
〔１〕ターゲットの製造：図２に示すようにカプセルＣ
（軟鋼製）に棒材１２を溶接により所定位置に固定し、
焼結原料粉末１１’を充填したうえ、脱気密封し、熱間
静水圧焼結処理（ＨＩＰ処理）に付し、焼結後機械加工
を加えてターゲットを調製する。 (1) 原料粉末：Ｃｏ合金アトマイズ粉末（粒径２２メッ
シュアンダ） 成分組成（Wt%) Ｃｒ ８，Ｎｉ ４，Ｔａ １０，Ｃ
ｏ Bal。 (2) 棒材：Ｐｔ棒（純度９９．９９％）、直径１０ｍ
ｍ。 (3) 真空密封：０．０８ｍｍＨｇ。 (4) 焼結条件：温度１０００℃，圧力１０００ｋｇｆ／
ｃｍ2 、保持時間２Ｈｒ。
（軟鋼製）に棒材１２を溶接により所定位置に固定し、
焼結原料粉末１１’を充填したうえ、脱気密封し、熱間
静水圧焼結処理（ＨＩＰ処理）に付し、焼結後機械加工
を加えてターゲットを調製する。 (1) 原料粉末：Ｃｏ合金アトマイズ粉末（粒径２２メッ
シュアンダ） 成分組成（Wt%) Ｃｒ ８，Ｎｉ ４，Ｔａ １０，Ｃ
ｏ Bal。 (2) 棒材：Ｐｔ棒（純度９９．９９％）、直径１０ｍ
ｍ。 (3) 真空密封：０．０８ｍｍＨｇ。 (4) 焼結条件：温度１０００℃，圧力１０００ｋｇｆ／
ｃｍ2 、保持時間２Ｈｒ。
【００１５】(5) 供試ターゲット形状・サイズ：ＨＩＰ
処理後、機械加工によりカプセルを除去して焼結合金層
１２と棒材とからなる複合焼結体（板状体、板厚40ｍ
ｍ）を取り出し、機械加工を加えて、図１に示す角板型
のターゲット複数枚を得る。 サイズ（ｍｍ）：１３０×５００×１０。 棒材の分布：スパッタ放電集中領域である略矩形環状領
域の中心線に沿って、２０ｍｍの等間隔を置いて分布。
スパッタ放電集中領域内における棒材の占める面積比率
（棒材／焼結合金）は７％である。
処理後、機械加工によりカプセルを除去して焼結合金層
１２と棒材とからなる複合焼結体（板状体、板厚40ｍ
ｍ）を取り出し、機械加工を加えて、図１に示す角板型
のターゲット複数枚を得る。 サイズ（ｍｍ）：１３０×５００×１０。 棒材の分布：スパッタ放電集中領域である略矩形環状領
域の中心線に沿って、２０ｍｍの等間隔を置いて分布。
スパッタ放電集中領域内における棒材の占める面積比率
（棒材／焼結合金）は７％である。
【００１６】〔２〕磁気記録媒体の磁性膜のスパッタ成
膜試験 上記ターゲットを磁気記録媒体（面内異方性磁気ディス
ク）の磁性膜形成用ターゲットとし、マグネトロンスパ
ッタにより、アルミニウム合金板（非磁性膜として膜厚
20μｍのNi-P無電解めっき膜と磁性層の下地膜として膜
厚1000ÅのＣｒ膜が積層成膜されている) に、ＣｏＣｒ
ＮｉＴａＰｔ合金薄膜（膜厚６００Å）を成膜した。 スパッタ条件：雰囲気１×１０-2TorrＡｒガス、基板温
度２５０℃、基板バイアス電圧−１５０Ｖ。
膜試験 上記ターゲットを磁気記録媒体（面内異方性磁気ディス
ク）の磁性膜形成用ターゲットとし、マグネトロンスパ
ッタにより、アルミニウム合金板（非磁性膜として膜厚
20μｍのNi-P無電解めっき膜と磁性層の下地膜として膜
厚1000ÅのＣｒ膜が積層成膜されている) に、ＣｏＣｒ
ＮｉＴａＰｔ合金薄膜（膜厚６００Å）を成膜した。 スパッタ条件：雰囲気１×１０-2TorrＡｒガス、基板温
度２５０℃、基板バイアス電圧−１５０Ｖ。
【００１７】図３は、上記ターゲットのスパッタ放電集
中領域におけるエロージョンＥの発生状況を示してい
る。スパタリングの進行と共に、棒材１２を中心として
エロージョンＥは深くなり、棒材１２は効果的にスパッ
タ成膜に使用されている。図４は、上記スパッタリング
により基板上に形成される磁性膜（ＣｏＣｒＮｉＴａＰ
ｔ合金）の組成について、そのＰｔ含有量の経時変動を
示している。図より、ターゲットの使用開始当初から、
その寿命に到るまで、形成される磁性膜の組成の変動は
殆どなく、Ｐｔ含有Ｃｏ合金からなるターゲットを使用
する場合と同様に所定の合金組成を有する磁性膜が安定
に形成されていることが分かる。
中領域におけるエロージョンＥの発生状況を示してい
る。スパタリングの進行と共に、棒材１２を中心として
エロージョンＥは深くなり、棒材１２は効果的にスパッ
タ成膜に使用されている。図４は、上記スパッタリング
により基板上に形成される磁性膜（ＣｏＣｒＮｉＴａＰ
ｔ合金）の組成について、そのＰｔ含有量の経時変動を
示している。図より、ターゲットの使用開始当初から、
その寿命に到るまで、形成される磁性膜の組成の変動は
殆どなく、Ｐｔ含有Ｃｏ合金からなるターゲットを使用
する場合と同様に所定の合金組成を有する磁性膜が安定
に形成されていることが分かる。
【００１８】
【発明の効果】本発明のターゲットは、焼結合金層と棒
材との複合構造を有するので、白金族元素等の高価な元
素を含有する薄膜のスパッタ成膜、例えば、磁気記録媒
体の磁性膜として、Ｐｔ等を含有するＣｏ合金薄膜を成
膜する場合において、そのターゲットを、Ｐｔ等の棒材
と焼結合金層との複合構造とすることにより、高価な元
素の使用量を必要最小限に抑えながら、所定の化学組成
を有する磁性薄膜を経済的に形成することができ、磁気
記録媒体の実用価値を高めるものである。また本発明
は、高価な元素を含有する薄膜をスパッタ成膜するため
のターゲットに留まらず、例えば、薄膜の形成に必要な
元素の全てを含有する一の合金としてターゲットを製作
することが、製造工程の煩瑣、あるいはターゲット品質
の確保（合金成分の汚染、歩留りの低下等の防止）の困
難を伴うような場合において、その構成元素を焼結合金
層と棒材とに二分し、両者を複合した構成とすることに
より、ターゲット製造工程の簡素化、コスト低減、ター
ゲット品質の改善等の効果が得られ、更にターゲットの
品質の改善効果は、スパッタ成膜される薄膜の品質の向
上を可能とする。
材との複合構造を有するので、白金族元素等の高価な元
素を含有する薄膜のスパッタ成膜、例えば、磁気記録媒
体の磁性膜として、Ｐｔ等を含有するＣｏ合金薄膜を成
膜する場合において、そのターゲットを、Ｐｔ等の棒材
と焼結合金層との複合構造とすることにより、高価な元
素の使用量を必要最小限に抑えながら、所定の化学組成
を有する磁性薄膜を経済的に形成することができ、磁気
記録媒体の実用価値を高めるものである。また本発明
は、高価な元素を含有する薄膜をスパッタ成膜するため
のターゲットに留まらず、例えば、薄膜の形成に必要な
元素の全てを含有する一の合金としてターゲットを製作
することが、製造工程の煩瑣、あるいはターゲット品質
の確保（合金成分の汚染、歩留りの低下等の防止）の困
難を伴うような場合において、その構成元素を焼結合金
層と棒材とに二分し、両者を複合した構成とすることに
より、ターゲット製造工程の簡素化、コスト低減、ター
ゲット品質の改善等の効果が得られ、更にターゲットの
品質の改善効果は、スパッタ成膜される薄膜の品質の向
上を可能とする。
【図１】本発明のターゲットの実施例を示す図（同図
（１）：外観斜視図、同図（２）I-I 断面図）である。
（１）：外観斜視図、同図（２）I-I 断面図）である。
【図２】熱間静水圧焼結法による本発明のターゲットの
製造法の断面説明図である。
製造法の断面説明図である。
【図３】マグネトロンスパッタにおける本発明のターゲ
ットのエロージョンの発生状況を示す断面図である。
ットのエロージョンの発生状況を示す断面図である。
【図４】本発明のターゲットを使用して形成される薄膜
の組成変動の例を示すグラフである。
の組成変動の例を示すグラフである。
【図５】マグネトロンスパッタにおけるターゲット表面
のスパッタ放電集中領域を示す斜視説明図である。
のスパッタ放電集中領域を示す斜視説明図である。
【図６】マグネトロンスパッタにおける従来のターゲッ
トのエロージョンを示す断面説明図である。
トのエロージョンを示す断面説明図である。
１０，１０’：ターゲット、１１：焼結合金層、１２：
棒材、Ｅ’：スパッタ放電集中領域、Ｅ：エロージョ
ン。Ｃ：カプセル、１１’：焼結原料粉末。
棒材、Ｅ’：スパッタ放電集中領域、Ｅ：エロージョ
ン。Ｃ：カプセル、１１’：焼結原料粉末。
【手続補正書】
【提出日】平成５年１２月２１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】マグネトロンスパッタ
のターゲットは、上記のように電磁界直交領域にスパッ
タ放電が集中してエロージョンＥが進行するため、薄膜
の形成に有効利用されるのは、その極く一部分に限ら
れ、大部分は使用されないまま、残材として廃棄せざる
を得ず、従ってその有効利用率は著しく低い。前述のよ
うに金属薄膜型磁気記録媒体の分野では、磁性膜材料と
してＰｔ等を含むＣｏ合金ターゲットの実用化も試みら
れており、その白金系合金ターゲットは極めて高価であ
る。しかるに、ターゲットの有効利用率が上記のように
著しく低いことは、成膜コストを高め、その磁気記録媒
体の実用化を阻害する大きな要因となる。本発明は、上
記に鑑み、高価な元素の使用量を必要最小限に抑えなが
ら、所望の化学組成を有する薄膜を経済的に成膜するこ
とができるマグネトロンスパッタ用ターゲットおよびそ
の製法方法を提供するものである。
のターゲットは、上記のように電磁界直交領域にスパッ
タ放電が集中してエロージョンＥが進行するため、薄膜
の形成に有効利用されるのは、その極く一部分に限ら
れ、大部分は使用されないまま、残材として廃棄せざる
を得ず、従ってその有効利用率は著しく低い。前述のよ
うに金属薄膜型磁気記録媒体の分野では、磁性膜材料と
してＰｔ等を含むＣｏ合金ターゲットの実用化も試みら
れており、その白金系合金ターゲットは極めて高価であ
る。しかるに、ターゲットの有効利用率が上記のように
著しく低いことは、成膜コストを高め、その磁気記録媒
体の実用化を阻害する大きな要因となる。本発明は、上
記に鑑み、高価な元素の使用量を必要最小限に抑えなが
ら、所望の化学組成を有する薄膜を経済的に成膜するこ
とができるマグネトロンスパッタ用ターゲットおよびそ
の製法方法を提供するものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２３Ｃ 14/35 Ｚ 8414−4Ｋ Ｇ１１Ｂ 5/85 Ｃ 7303−5Ｄ Ｈ０１Ｆ 41/18 (72)発明者 安井 雅彦 大阪市浪速区敷津東一丁目２番47号 株式 会社クボタ内
Claims (2)
- 【請求項１】 磁気記録媒体の磁気記録層をスパッタ成
膜するための、所定の化学組成を有する焼結合金層と、
その焼結合金層内に埋め込まれた白金等の貴金属元素を
含有する棒材とからなり、棒材は、スパッタ放電集中領
域内に位置してその周方向に一定の間隔を置いて焼結合
金層中に分散配置され、棒材と焼結合金層とは固相接合
により結合一体化していることを特徴とするマグネトロ
ンスパッタ用複合ターゲット。 - 【請求項２】 金属カプセル内に、白金等の貴金属元素
を含有する複数本の棒材を所定位置に固定すると共に、
所定の化学組成を有する金属粉末を充填し、脱気密封し
たうえ、熱間静水等方加圧焼結処理することを特徴とす
る請求項１に記載のマグネトロンスパッタ用複合ターゲ
ットの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17747393A JPH0790565A (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | マグネトロンスパッタ用複合ターゲットおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17747393A JPH0790565A (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | マグネトロンスパッタ用複合ターゲットおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0790565A true JPH0790565A (ja) | 1995-04-04 |
Family
ID=16031537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17747393A Pending JPH0790565A (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | マグネトロンスパッタ用複合ターゲットおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0790565A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000070106A1 (en) * | 1999-05-14 | 2000-11-23 | Fuji Electric Co., Ltd. | Magnetic alloy and magnetic recording medium and method for preparation thereof, and target for forming magnetic film and magnetic recording device |
| CN106270555A (zh) * | 2015-05-25 | 2017-01-04 | 宁波江丰电子材料股份有限公司 | 加工螺纹的方法、靶材组件的制作方法以及靶材组件 |
| CN116770240A (zh) * | 2023-06-30 | 2023-09-19 | 福建阿石创新材料股份有限公司 | 一种大尺寸银合金镶嵌靶材及其制备方法和应用 |
-
1993
- 1993-06-23 JP JP17747393A patent/JPH0790565A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000070106A1 (en) * | 1999-05-14 | 2000-11-23 | Fuji Electric Co., Ltd. | Magnetic alloy and magnetic recording medium and method for preparation thereof, and target for forming magnetic film and magnetic recording device |
| US6607612B1 (en) | 1999-05-14 | 2003-08-19 | Migaku Takahashi | Magnetic alloy and magnetic recording medium and method for preparation thereof, and target for forming magnetic film and magnetic recording device |
| CN106270555A (zh) * | 2015-05-25 | 2017-01-04 | 宁波江丰电子材料股份有限公司 | 加工螺纹的方法、靶材组件的制作方法以及靶材组件 |
| CN116770240A (zh) * | 2023-06-30 | 2023-09-19 | 福建阿石创新材料股份有限公司 | 一种大尺寸银合金镶嵌靶材及其制备方法和应用 |
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