JPH08260136A - 高い磁場支配率を有するコバルト基合金からなるスパッタターゲット - Google Patents
高い磁場支配率を有するコバルト基合金からなるスパッタターゲットInfo
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- JPH08260136A JPH08260136A JP8049969A JP4996996A JPH08260136A JP H08260136 A JPH08260136 A JP H08260136A JP 8049969 A JP8049969 A JP 8049969A JP 4996996 A JP4996996 A JP 4996996A JP H08260136 A JPH08260136 A JP H08260136A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
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- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 マグネトロンカソードに対してできるだけ大
きい磁場支配率を有するＣｏＰｔＣｒ合金を基礎とする
ターゲット材料を提供する・ 【解決手段】 ターゲット合金は、Ｐｔ８〜１８ａｔ．
％およびＣｒ１９〜２１ａｔ．％を含有し、合金のキュ
リー温度は８０℃以下である。
きい磁場支配率を有するＣｏＰｔＣｒ合金を基礎とする
ターゲット材料を提供する・ 【解決手段】 ターゲット合金は、Ｐｔ８〜１８ａｔ．
％およびＣｒ１９〜２１ａｔ．％を含有し、合金のキュ
リー温度は８０℃以下である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｃｒおよび元素Ｐ
ｔ，Ｐｄ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｖ，Ｔａ，Ｗ，Ｂの少なくとも
１つからなる添加物を有するＣｏ基合金からなるマグネ
トロンカソードスパッタリング用ターゲットに関する。
ｔ，Ｐｄ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｖ，Ｔａ，Ｗ，Ｂの少なくとも
１つからなる添加物を有するＣｏ基合金からなるマグネ
トロンカソードスパッタリング用ターゲットに関する。
【０００２】マグネトロンカソードスパッタリングにお
いては、スパッタリングプロセスの最適化のために永久
磁石がターゲット（カソード）の後方に、ターゲット前
方の放電室中に磁場が形成されるように配置され、この
磁場により放電プラズマが局在化される。プラズマが局
在化されているターゲット表面の範囲は、好ましくはス
パッタリングされ、その際ここにエロージョン溝が形成
する。
いては、スパッタリングプロセスの最適化のために永久
磁石がターゲット（カソード）の後方に、ターゲット前
方の放電室中に磁場が形成されるように配置され、この
磁場により放電プラズマが局在化される。プラズマが局
在化されているターゲット表面の範囲は、好ましくはス
パッタリングされ、その際ここにエロージョン溝が形成
する。
【０００３】その際、強磁性ターゲットでは、主として
２つの問題が起きる：−第一に、永久磁石の磁束はター
ゲットに集束されるので、僅かな磁束が放電室に進入し
うるにすぎない。従って、この問題は非常に薄い強磁性
ターゲットの使用を必要とする。
２つの問題が起きる：−第一に、永久磁石の磁束はター
ゲットに集束されるので、僅かな磁束が放電室に進入し
うるにすぎない。従って、この問題は非常に薄い強磁性
ターゲットの使用を必要とする。
【０００４】−第二に、強磁性ターゲットでは、カソー
ドスパッタリングの間ターゲットの局所的断面減少（エ
ロージョン溝）がエロージョン溝の直接上方で磁束の増
加を惹起する。これにより、局所的にスパッタリングガ
スの高いイオン化確率および局所的に高いスパッタリン
グ速度が出現し、その結果エロージョン溝が非常に狭く
なり、これはターゲットの僅かな材料収率と結合してい
る。
ドスパッタリングの間ターゲットの局所的断面減少（エ
ロージョン溝）がエロージョン溝の直接上方で磁束の増
加を惹起する。これにより、局所的にスパッタリングガ
スの高いイオン化確率および局所的に高いスパッタリン
グ速度が出現し、その結果エロージョン溝が非常に狭く
なり、これはターゲットの僅かな材料収率と結合してい
る。
【０００５】改善された磁場の形状寸法および高い磁場
支配率は、費用のかかるターゲットの構成によって達成
することができる。磁場の方向に対して垂直な、ターゲ
ット中のスリットにより、ターゲットにおける磁気抵抗
を高め、放電室内に大きい場を達成することができる
（Ｋ．Ｎａｋａｍｕｒａ等、ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔ
ｉｏｎｓｏｎ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ，Ｂｄ．ＭＡＧ−１
８，１９８２年，１０８０〜１０８２ページ）。
支配率は、費用のかかるターゲットの構成によって達成
することができる。磁場の方向に対して垂直な、ターゲ
ット中のスリットにより、ターゲットにおける磁気抵抗
を高め、放電室内に大きい場を達成することができる
（Ｋ．Ｎａｋａｍｕｒａ等、ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔ
ｉｏｎｓｏｎ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ，Ｂｄ．ＭＡＧ−１
８，１９８２年，１０８０〜１０８２ページ）。
【０００６】Ｋｕｋｌａ等（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃ
ｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ，Ｂｄ．ＭＡＧ
−２３，１９８７年，１３７〜１３９ページ）は、高い
マグネトロン磁場を達成するために、２つの平面に上下
に配置された多数の単独ターゲットからなる強磁性材料
用カソードを記載している。しかし、これらの構成は高
価で、マグネトロンカソードスパッタリングを困難にす
る。マグネトロン−カソードスパッタリング装置におい
て使用するためのターゲットも公知（ＤＥ ３８１９９
０６；ＥＰ ２５２４７８８１）であり、これらの装置
においては磁場支配率は六角形の（０００１）−繊維組
織をターゲット面に対して垂直に調節することによって
達成することができる。これにより、大きい原厚さを有
するターゲットが使用でき、さらにターゲットの良好な
利用率が得られる。その際、繊維組織は４００℃以下の
温度における冷間変形により達成される。しかし、相当
する冷間変形は、他の添加物、たとえば数原子％のＰｔ
を含有する合金に対してはこれらの低い温度ではもはや
不可能であることが判明した。これに対して責任がある
のは、合金添加物のため材料の小さすぎる延性である。
ｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ，Ｂｄ．ＭＡＧ
−２３，１９８７年，１３７〜１３９ページ）は、高い
マグネトロン磁場を達成するために、２つの平面に上下
に配置された多数の単独ターゲットからなる強磁性材料
用カソードを記載している。しかし、これらの構成は高
価で、マグネトロンカソードスパッタリングを困難にす
る。マグネトロン−カソードスパッタリング装置におい
て使用するためのターゲットも公知（ＤＥ ３８１９９
０６；ＥＰ ２５２４７８８１）であり、これらの装置
においては磁場支配率は六角形の（０００１）−繊維組
織をターゲット面に対して垂直に調節することによって
達成することができる。これにより、大きい原厚さを有
するターゲットが使用でき、さらにターゲットの良好な
利用率が得られる。その際、繊維組織は４００℃以下の
温度における冷間変形により達成される。しかし、相当
する冷間変形は、他の添加物、たとえば数原子％のＰｔ
を含有する合金に対してはこれらの低い温度ではもはや
不可能であることが判明した。これに対して責任がある
のは、合金添加物のため材料の小さすぎる延性である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、マグネトロンカソードに対してできるだけ大きい磁
場支配率を有するＣｏＰｔＣｒ合金を基礎とするターゲ
ット材料を提供することである。
は、マグネトロンカソードに対してできるだけ大きい磁
場支配率を有するＣｏＰｔＣｒ合金を基礎とするターゲ
ット材料を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明によ
り、Ｐｔ８〜１８ａｔ．％およびＣｒ１９〜２１ａｔ．
％を含有し、それで磁化曲線Ｍ（Ｔ）の高温漸近線と、
磁化曲線Ｍ（Ｔ）の最も急速に降下する範囲における接
線との交点として定義される、合金のキュリー温度が８
０℃以下であるターゲット合金によって解決される。好
ましい実施形においては、Ｃｒ含量の一部は他の元素、
たとえばＴａ，Ｗ，Ｍｏ，Ｐｄ，Ｔｉ，Ｖ，Ｎｉ，Ｂに
よって置換されていて、その際有利な合金含量は数原子
％の範囲内にある。
り、Ｐｔ８〜１８ａｔ．％およびＣｒ１９〜２１ａｔ．
％を含有し、それで磁化曲線Ｍ（Ｔ）の高温漸近線と、
磁化曲線Ｍ（Ｔ）の最も急速に降下する範囲における接
線との交点として定義される、合金のキュリー温度が８
０℃以下であるターゲット合金によって解決される。好
ましい実施形においては、Ｃｒ含量の一部は他の元素、
たとえばＴａ，Ｗ，Ｍｏ，Ｐｄ，Ｔｉ，Ｖ，Ｎｉ，Ｂに
よって置換されていて、その際有利な合金含量は数原子
％の範囲内にある。
【０００９】通常のターゲット合金の磁化挙動の研究に
おいて、幾つかのＣｏＰｔＣｒ合金ではキュリー温度Ｔ
ｃは室温よりさほど高くないことが判明した。さらに、
Ｃｒ含量によりＴｃの意外に強い移動が生じる：
おいて、幾つかのＣｏＰｔＣｒ合金ではキュリー温度Ｔ
ｃは室温よりさほど高くないことが判明した。さらに、
Ｃｒ含量によりＴｃの意外に強い移動が生じる：
【００１０】
【化１】
【００１１】が、Ｐｔ含量は他の元素の含量と同様１ラ
ンク弱く作用する。
ンク弱く作用する。
【００１２】それで、２０〜２１ａｔ．％より僅かに下
のＣｒ含量を有する合金に対して、Ｃｒ含量をわずかに
高めることにより、室温においてＴｃの移動範囲に基づ
き、マグネトロンカソードの磁場を殆ど弱化しないＣｒ
含有ターゲット合金を製造する意外な可能性が生じる。
Ｐｔ含量および場合により他の元素の含量により、僅か
に異なるＣｒ含量を目指すことができる。この場合かか
るターゲットから製造された層は、Ｃｒ含量が２１ａ
ｔ．％を上回らない場合、なお良好な書き込み−および
読み取り特性を有する。
のＣｒ含量を有する合金に対して、Ｃｒ含量をわずかに
高めることにより、室温においてＴｃの移動範囲に基づ
き、マグネトロンカソードの磁場を殆ど弱化しないＣｒ
含有ターゲット合金を製造する意外な可能性が生じる。
Ｐｔ含量および場合により他の元素の含量により、僅か
に異なるＣｒ含量を目指すことができる。この場合かか
るターゲットから製造された層は、Ｃｒ含量が２１ａ
ｔ．％を上回らない場合、なお良好な書き込み−および
読み取り特性を有する。
【００１３】
【実施例】図１が示すように、磁気天秤で測定した、温
度に依存する磁化曲線からキュリー温度を図式決定する
ためには、磁化曲線６の最も急峻な降下範囲における接
線５を引き、ＨＴ漸近線８との交点７をＴｃとして確か
めることができる。
度に依存する磁化曲線からキュリー温度を図式決定する
ためには、磁化曲線６の最も急峻な降下範囲における接
線５を引き、ＨＴ漸近線８との交点７をＴｃとして確か
めることができる。
【００１４】表１に記載した例は本発明を詳述する。す
べての試験ターゲットは、適当な量割合の原材料を溶融
し、鋼鋳型中に鋳込むことにより製造した。引き続き、
鋳物を熱間圧延し、直径１５０ｍｍ×６ｍｍの円板に加
工した。
べての試験ターゲットは、適当な量割合の原材料を溶融
し、鋼鋳型中に鋳込むことにより製造した。引き続き、
鋳物を熱間圧延し、直径１５０ｍｍ×６ｍｍの円板に加
工した。
【００１５】ターゲット上方の漂遊磁界を簡単に測定す
るためには、円筒形磁石１をターゲット円板３の中心の
下方に位置決めして、厚さ６ｍｍの未磁化ターゲットの
上方に１００〜３００Ｏｅの場の強さが存在するように
した。引き続き、ターゲット円板を試験し、その際ター
ゲット平面に対して垂直な場の強さ成分Ｈｚを、ターゲ
ットおよび磁石の対称軸中でターゲットの直接上方でホ
ールプローブ４を用いて測定した。図２が示すように、
ホールプローブ４は磁石１に相対して存在し、その際こ
の磁石１とプローブ４の間には非磁化材料からなる間隔
保持体２およびターゲット円板３が配置されている。こ
の場合相対的磁場支配率Ｇは、Ｇ＝Ｈｚ（ターゲット）
／Ｈｚ（ターゲットなし）によって与えられている。
るためには、円筒形磁石１をターゲット円板３の中心の
下方に位置決めして、厚さ６ｍｍの未磁化ターゲットの
上方に１００〜３００Ｏｅの場の強さが存在するように
した。引き続き、ターゲット円板を試験し、その際ター
ゲット平面に対して垂直な場の強さ成分Ｈｚを、ターゲ
ットおよび磁石の対称軸中でターゲットの直接上方でホ
ールプローブ４を用いて測定した。図２が示すように、
ホールプローブ４は磁石１に相対して存在し、その際こ
の磁石１とプローブ４の間には非磁化材料からなる間隔
保持体２およびターゲット円板３が配置されている。こ
の場合相対的磁場支配率Ｇは、Ｇ＝Ｈｚ（ターゲット）
／Ｈｚ（ターゲットなし）によって与えられている。
【００１６】表１：本発明によるターゲット組成の選択
例
例
【００１７】
【表１】
【図１】本発明によるターゲット合金のキュリー温度を
図式決定するための温度／磁化曲線図
図式決定するための温度／磁化曲線図
【図２】ターゲット上方の漂遊磁界の簡単な測定装置の
概略断面図
概略断面図
１ 磁石 ２ 間隔保持体 ３ ターゲット円板 ４ ホールプローブ ５ 接線 ６ 磁化曲線 ７ 交点 ８ ＨＴ−漸近線
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｃｒおよび元素Ｐｔ，Ｐｄ，Ｎｉ，Ｔ
ｉ，Ｖ，Ｔａ，Ｗ，Ｂの少なくとも１つの添加物を有す
るＣｏ基合金からなる、マグネトロンカソードスパッタ
リング用ターゲットにおいて、磁化曲線Ｍ（Ｔ）の高温
漸近線と、磁化曲線Ｍ（Ｔ）の最も急速な降下範囲にお
ける切線との交点として定義される、合金のキュリー温
度が８０℃以下であり、かつ合金は０≦Ｐｔ≦１６ａ
ｔ．％および１９ａｔ．％≦（Ｃｒ＋Ｒ）≦２３ａｔ．
％を含有し、その際Ｃｒの一部はＲによって置換可能で
あり、Ｒは元素Ｍｏ，Ｐｄ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｖ，Ｔａ，
Ｗ，Ｂの少なくとも１つを表わすことを特徴とするマグ
ネトロンカソードスパッタリン用ターゲット。 - 【請求項２】 合金が６ａｔ．％≦Ａｔ≦20ａｔ．％お
よび１９ａｔ．％≦Ｃｒ≦２１ａｔ．％を含有すること
を特徴とする請求項１記載のターゲット。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19508535A DE19508535A1 (de) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | Sputtertarget aus einer Kobalt-Basislegierung mit hohem Magnetfelddurchgriff |
| DE19508535.3 | 1995-03-10 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08260136A true JPH08260136A (ja) | 1996-10-08 |
Family
ID=7756234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8049969A Pending JPH08260136A (ja) | 1995-03-10 | 1996-03-07 | 高い磁場支配率を有するコバルト基合金からなるスパッタターゲット |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6372104B1 (ja) |
| JP (1) | JPH08260136A (ja) |
| DE (1) | DE19508535A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001279439A (ja) * | 2000-02-04 | 2001-10-10 | Unaxis Deutschland Gmbh | 基板を製造する方法、マグネトロン源、およびスパッタリング成膜チャンバ |
| US6797137B2 (en) * | 2001-04-11 | 2004-09-28 | Heraeus, Inc. | Mechanically alloyed precious metal magnetic sputtering targets fabricated using rapidly solidfied alloy powders and elemental Pt metal |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6521108B1 (en) * | 1998-12-29 | 2003-02-18 | Tosoh Smd, Inc. | Diffusion bonded sputter target assembly and method of making same |
| WO2006016473A1 (ja) * | 2004-08-10 | 2006-02-16 | Nippon Mining & Metals Co., Ltd. | フレキシブル銅基板用バリア膜及びバリア膜形成用スパッタリングターゲット |
| US20070007130A1 (en) * | 2005-07-11 | 2007-01-11 | Heraeus, Inc. | Enhanced magnetron sputtering target |
| US20070017803A1 (en) * | 2005-07-22 | 2007-01-25 | Heraeus, Inc. | Enhanced sputter target manufacturing method |
| DE102005049328B4 (de) * | 2005-10-12 | 2007-07-26 | W.C. Heraeus Gmbh | Materialmischung, Sputtertarget, Verfahren zu seiner Herstellung sowie Verwendung der Materialmischung |
| US20090028744A1 (en) * | 2007-07-23 | 2009-01-29 | Heraeus, Inc. | Ultra-high purity NiPt alloys and sputtering targets comprising same |
Family Cites Families (12)
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| JPS6314864A (ja) | 1986-07-08 | 1988-01-22 | Ulvac Corp | Ｃｏ基合金スパツタタ−ゲツトおよびその製造法 |
| DE3819906C1 (ja) * | 1988-06-11 | 1989-08-03 | Degussa Ag, 6000 Frankfurt, De | |
| DE69020032D1 (de) * | 1989-04-04 | 1995-07-20 | Mitsubishi Chem Corp | Magnetisches Aufzeichnungsmedium und Herstellungsverfahren desselben. |
| JP2763165B2 (ja) * | 1989-07-10 | 1998-06-11 | 株式会社東芝 | 磁気記録媒体の製造方法 |
| US5057200A (en) * | 1990-08-15 | 1991-10-15 | Hmt Technology Corporation | Method of forming thin-film recording medium |
| US5180640A (en) * | 1990-10-01 | 1993-01-19 | Komag, Inc. | Magnetic recording medium comprising a magnetic alloy layer of cobalt nickel, platinum and chromium formed directly on a nickel alloy amorphous underlayer |
| US5149409A (en) * | 1991-01-11 | 1992-09-22 | International Business Machines Corporation | Process for fabricating thin film metal alloy magnetic recording disks to selectively variable coercivities |
| US5232566A (en) * | 1991-05-14 | 1993-08-03 | International Business Machines Corporation | Underlayer doping in thin film magnetic recording media |
| EP0535314A1 (en) * | 1991-08-30 | 1993-04-07 | Mitsubishi Materials Corporation | Platinum-cobalt alloy sputtering target and method for manufacturing same |
| JPH087859B2 (ja) * | 1991-09-06 | 1996-01-29 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション | 磁気記録媒体及びその製造方法 |
| US5523173A (en) * | 1994-12-27 | 1996-06-04 | International Business Machines Corporation | Magnetic recording medium with a CoPtCrB alloy thin film with a 1120 crystallographic orientation deposited on an underlayer with 100 orientation |
| US5512150A (en) * | 1995-03-09 | 1996-04-30 | Hmt Technology Corporation | Target assembly having inner and outer targets |
-
1995
- 1995-03-10 DE DE19508535A patent/DE19508535A1/de not_active Ceased
- 1995-12-15 US US08/572,792 patent/US6372104B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-03-07 JP JP8049969A patent/JPH08260136A/ja active Pending
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|---|---|---|---|---|
| JP2001279439A (ja) * | 2000-02-04 | 2001-10-10 | Unaxis Deutschland Gmbh | 基板を製造する方法、マグネトロン源、およびスパッタリング成膜チャンバ |
| US6797137B2 (en) * | 2001-04-11 | 2004-09-28 | Heraeus, Inc. | Mechanically alloyed precious metal magnetic sputtering targets fabricated using rapidly solidfied alloy powders and elemental Pt metal |
| US7229588B2 (en) | 2001-04-11 | 2007-06-12 | Heraeus, Inc. | Mechanically alloyed precious metal magnetic sputtering targets fabricated using rapidly solidified alloy powders and elemental Pt metal |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19508535A1 (de) | 1996-09-12 |
| US6372104B1 (en) | 2002-04-16 |
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