JP4708361B2

JP4708361B2 - Ｓｂ−Ｔｅ系合金焼結体スパッタリングターゲット

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Publication number: JP4708361B2
Application number: JP2006547669A
Authority: JP
Inventors: 秀行高橋
Original assignee: JX Nippon Mining and Metals Corp
Current assignee: JX Nippon Mining and Metals Corp
Priority date: 2004-11-30
Filing date: 2005-09-30
Publication date: 2011-06-22
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Description

この発明は、パーティクル発生を効果的に抑制することができるＳｂ−Ｔｅ系合金焼結体スパッタリングターゲットに関する。

近年、相変化記録用材料として、すなわち相変態を利用して情報を記録する媒体としてＳｂ−Ｔｅ系材料からなる薄膜が用いられるようになってきた。このＳｂ−Ｔｅ系合金材料からなる薄膜を形成する方法としては、真空蒸着法やスパッタリング法などの、一般に物理蒸着法と言われている手段によって行われるのが普通である。特に、操作性や皮膜の安定性からマグネトロンスパッタリング法を用いて形成することが多い。

スパッタリング法による膜の形成は、陰極に設置したターゲットにＡｒイオンなどの正イオンを物理的に衝突させ、その衝突エネルギーでターゲットを構成する材料を放出させて、対面している陽極側の基板にターゲット材料とほぼ同組成の膜を積層することによって行われる。
スパッタリング法による被覆法は処理時間や供給電力等を調節することによって、安定した成膜速度でオングストローム単位の薄い膜から数十μｍの厚い膜まで形成できるという特徴を有している。

相変化記録膜用Ｓｂ−Ｔｅ系合金材料からなる膜を形成する場合に、特に問題となるのは、スパッタリング時にパーティクルが発生したりあるいは異常放電（マイクロアーキング）やクラスター状（固まりになって付着）の薄膜形成の原因となるノジュール（突起物）が発生したり、スパッタリング中にターゲットのクラック又は割れが発生したりすることである。この原因の一つとして、ターゲット用焼結粉の製造工程における多量の酸素等のガス成分の吸収が挙げられる。
このようなターゲット又はスパッタリングの際の問題は、記録媒体である薄膜の品質を低下させる大きな原因となっている。

上記の問題は、焼結用粉末の粒径又はターゲットの構造や性状によって大きく影響を受けることが分かっている。しかしながら、従来は相変化記録層を形成するためのＳｂ−Ｔｅ系合金スパッタリングターゲットを製造する際に、これらの影響を抑制できる製造方法をとりえなかったために、スパッタリングの際の、パーティクルの発生、異常放電、ノジュールの発生、ターゲットのクラック又は割れの発生、さらにはターゲット中に含まれる多量の酸素等のガス成分の混入を避けることができなかった。

従来のＳｂ−Ｔｅ系スパッタリング用ターゲットの製造方法として、Ｇｅ−Ｔｅ合金、Ｓｂ−Ｔｅ合金について不活性ガスアトマイズ法により急冷した粉末を作製し、Ｇｅ／Ｔｅ＝１／１、Ｓｂ／Ｔｅ＝０．５〜２．０なる割合をもつ合金を均一に混合した後加圧焼結を行うＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系スパッタリング用ターゲットの製造方法が開示されている（例えば特許文献１参照）。
また、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅを含む合金粉末のうち、タップ密度（相対密度）が５０％以上になる粉末を型に流し込み、冷間もしくは温間で加圧し、冷間加圧後の密度が９５％以上である成形材をＡｒもしくは真空雰囲気中で熱処理を施すことにより焼結することにより、該焼結体の含有酸素量が７００ｐｐｍ以下であることを特徴とするＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系スパッタリングターゲットの製造方法及びこれらに使用する粉末をアトマイズ法により製造する技術の記載がある（例えば特許文献２参照）。

また、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅを含む原料について不活性ガスアトマイズ方法により急冷した粉末を作製し、該粉末の内粒径が２０μｍ以上かつ単位重量当たりの比表面積が３００ｍｍ^２／ｇ以下の粉末を使用し、冷間もしくは温間にて加圧成形した成形体を焼結するＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系スパッタリングターゲット材の製造方法の記載がある（例えば、特許文献３参照）。
この他にアトマイズ粉を使用してターゲットを製造する技術としては、下記特許文献４、５、６がある。
しかし、以上の特許文献については、アトマイズ粉をそのまま使用するもので、ターゲットの十分な強度が得られておらず、またターゲット組織の微細化及び均質化が達成されているとは言い難い。また、許容される酸素含有量も高く、相変化記録層を形成するためのＳｂ−Ｔｅ系スパッタリングターゲットとしては、十分とは言えないという問題がある。

さらに、光ディスク記録膜形成用スパッタリングターゲットであって、表面酸化膜又は加工層を除去し、さらに表面粗さを中心線平均粗さＲａ≦１．０μｍとしたターゲットが知られている（特許文献７参照）。このターゲットの目的は、プレスパッタ時間を短縮すること、あるいは全くプレスパッタを必要としないようにすることであり、この目的に対しては極めて有効である。
しかし、最近ＤＶＤやＢＤ（Blue Ray Disc）などでは、さらに高密度化が進み、製品歩留りを向上させるために、ターゲットに起因するパーティクルの低減が極めて重要になっている。
したがって、上記のようなプレスパッタの短縮化に限らず、パーティクル、異常放電、ノジュールの発生、ターゲットのクラック又は割れ発生等を効果的に抑制するために、ターゲットの表面だけでなく、ターゲット全体の品質改善が必要になっている。

特開２０００−２６５２６２号公報特開２００１−９８３６６号公報特開２００１−１２３２６６号公報特開昭１０−８１９６２号公報特開２００１−１２３２６７号公報特開２０００−１２９３１６号公報特開２０００−１６９９６０号公報

本発明は、上記の諸問題点の解決、特にスパッタリングの際の、パーティクルの発生、異常放電、ノジュールの発生、ターゲットのクラック又は割れの発生等を効果的に抑制し、さらにターゲット中に含まれる酸素等のガス成分を減少させることのできるターゲット焼結用Ｓｂ−Ｔｅ系合金粉末、特にＡｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ合金又はＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金からなる相変化記録層を形成するためのスパッタリング用Ｓｂ−Ｔｅ系合金焼結体ターゲットを提供するものである。

上記問題点を解決するための技術的な手段として、粉末の性状並びにターゲットの構造及び特性を工夫することにより、安定しかつ均質な相変化記録層を得ることができるとの知見を得た。
この知見に基づき、次の発明を提供する。
その１）として、Ｓｂ−Ｔｅ系合金焼結体スパッタリングターゲットにおいて、表面粗さＲａが０．４μｍ以下、ガス成分を除く純度が４Ｎ以上、不純物であるガス成分の含有量が１５００ｐｐｍ以下及び平均結晶粒径が５０μｍ以下であることを特徴とし、Ｓｂ及びＴｅのうち少なくとも一つを主成分とするＳｂ−Ｔｅ系合金焼結体スパッタリングターゲットを提供する。ここでＳｂ−Ｔｅ系合金とは、Ｓｂ又はＴｅのそれぞれの量、あるいはこれらの合計量が５０原子％以上のものを言う。
その２）として、機械加工による表面仕上げで発生する最大長１０μｍ以上の欠陥の密度が、８００μｍ角の中に８０個以下である１）記載のＳｂ−Ｔｅ系合金焼結体スパッタリングターゲットを提供する。
その３）として、ガスアトマイズ粉を原料とした上記１）又は２）記載のＳｂ−Ｔｅ系合金焼結体スパッタリングターゲットを提供する。
その４）として、ターゲットの表面粗さＲａが０．１μｍ以下である上記３）記載のＳｂ−Ｔｅ系合金焼結体スパッタリングターゲットを提供する。
その５）として、Ａｇ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄから選択した１種以上の元素を、最大２５ａｔ％含有する上記１）〜４）のいずれかに記載のＳｂ−Ｔｅ系合金焼結体スパッタリングターゲットを提供する。

Ｓｂ−Ｔｅ系合金焼結体は、ターゲットの仕上げの段階で、切削加工との機械加工を行うが、通常の機械加工では表面の加工変質層に大量のクラック等の歪が発生し、これがパーティクル発生の原因となっていたが、本発明により、ターゲット使用開始直後からこのようなパーティクルの発生を大幅に減少させることが可能となった。また、純度を上げることにより、不純物を起点とする異常放電（アーキング）を防止することが可能となり、アーキングによるパーティクルの発生を抑制することができる。さらに、ターゲットの結晶粒径を小さくすることにより、エロージョンされたターゲットの表面を、エロージョン後も平滑とすることができ、従前のエロージョン面に発生した凹凸にリデポ膜（再付着膜）が付着し、それがノジュールに成長し、これが崩壊することによって発生するパーティクルも抑制することが可能となるという優れた効果を有する。

実施例２のターゲット表面のＳＥＭ写真を示す。実施例３のターゲット表面のＳＥＭ写真を示す。実施例３のターゲット断面のＳＥＭ写真を示す。比較例４のターゲット表面のＳＥＭ写真を示す。比較例５のターゲット断面のＳＥＭ写真を示す。

本発明は、Ｓｂ−Ｔｅ系合金のガスアトマイズ粉又は機械粉砕して得た粉末を使用して焼結し、焼結体スパッタリングターゲットを得る。
一般に、ガスアトマイズ粉は、機械粉末に比べ極めて微細な粉末を得ることができ、粉砕機械の使用による汚染が防止できるので、そのまま焼結粉末として使用するのが望ましいと言える。このガスアトマイズ粉を用いて焼結したターゲットは、その表面粗さＲａが０．１μｍ以下に小さくなり、後述するように、機械粉砕した粉末に比べ特性上優れている。
しかし、本願発明の条件を満たしている限り、機械粉砕粉を使用することについては特に問題となるものではない。機械粉砕するに際しては、酸素含有量を低減させるために、不活性雰囲気中で機械粉砕することが望ましい。機械粉砕には、振動ボールミルなどを使用することができる。

本発明のＳｂ−Ｔｅ系合金焼結体スパッタリングターゲットは、表面粗さＲａが０．４μｍ以下、ガス成分を除く純度が４Ｎ以上、不純物であるガス成分の含有量が１５００ｐｐｍ以下及び平均結晶粒径が５０μｍ以下であることが大きな特徴である。ターゲットの表面粗さは表面欠陥の存在に強く影響する。
表面粗さが大きければ、その背後に加工変質層を含む表面欠陥があることを意味する。加工変質層を含む表面欠陥は、大量のクラック発生につながる。一見、表面粗さと表面欠陥は直接的な関係がないように見えるが、表面粗さに隠れた表面欠陥が存在する。表面粗さＲａを０．４μｍ以下とすることにより、このような加工変質層を含む表面欠陥の殆どをターゲットから消失させることができ、ターゲットのクラック発生を防止し、クラックに起因するパーティクル発生を効果的に抑制することができる。

また、Ｓｂ−Ｔｅ系合金焼結体スパッタリングターゲットの純度を上げることにより、主成分又は添加成分以外の不純物、例えば酸化物等は、それを起点とする異常放電（アーキング）の原因となる。本願発明では、４Ｎ以上の純度を有し、この不純物によるアーキングを効果的に防止することが可能となり、アーキングによるパーティクルの発生を抑制することができる。純度はさらに５Ｎ以上であることが望ましい。
不純物であるガス成分の含有量が１５００ｐｐｍ以下とすることが必要である。これを超える酸素、窒素、炭素等のガス成分の含有は、酸化物、窒化物、炭化物等の不純物発生の原因となるので、これを減少させることは、アーキングを防止し、このアーキングによるパーティクルの発生を抑制することにつながる。

さらに、ターゲットの結晶粒径を小さくすることにより、エロージョンされたターゲットの表面を、エロージョン後も平滑とすることができ、従前のエロージョン面に発生した凹凸にリデポが付着し、それがノジュールに成長し、これが崩壊することによって発生するパーティクルも抑制することが可能となる。
平均結晶粒径が５０μｍ以下することにより、エロージョン後も平滑とすることが可能となり、ノジュールの成長を防止し、これが崩壊することによって発生するパーティクルも効果的に抑制することができる。
さらに、本願発明のＳｂ−Ｔｅ系合金焼結体スパッタリングターゲットは、機械加工による表面仕上げで発生する最大長１０μｍ以上の欠陥の密度を８００μｍ角の中に８０個以下とすることが望ましい。これによって、欠陥に起因するノジュールの成長を防止し、これが崩壊することによって発生するパーティクルも効果的に抑制することができる。

本発明のＳｂ−Ｔｅ系合金焼結体スパッタリングターゲットには、添加元素としては、Ｓｂ−Ｔｅ系合金に添加されるとセラミックスとなり、粉末焼結による製法をとることができるものから選ばれ、そのような元素としてＡｇ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄから選択した１種以上の元素を最大２５ａｔ％含有させることができる。この範囲であれば、所望のガラス転移点や変態速度を得ることができると同時に、機械加工によって導入される表面欠陥を最小限に抑えることが可能となり、パーティクルも効果的に抑制することができる。
一般に、スパッタリング後のエロージョン面は、表面粗さＲａが１μｍ以上の粗い面となり、スパッタリングの進行と共にさらに粗くなる傾向になるが、本発明のＳｂ−Ｔｅ系合金スパッタリングターゲットについては、スパッタリングした後のエロージョン面の表面粗さＲａが０．４μｍ以下とすることにより、パーティクル発生を効果的に抑制し、特異なＳｂ−Ｔｅ系合金スパッタリングターゲットを得ることができる。

このように、均一微細な結晶構造の相変化ターゲットは、スパッタエロージョンによる表面凹凸が減少し、ターゲット上面へのリデポ（再付着物）膜剥離によるパーティクル発生が抑制できる。
また、組織微細化によりスパッタ膜も面内及びロット間の組成変動が抑えられ、相変化記録層の品質が安定するというメリットがある。そして、このようにスパッタリングの際の、パーティクルの発生、異常放電、ノジュールの発生等を効果的に抑制することができる。
さらに、本発明のＳｂ−Ｔｅ系スパッタリングターゲットにおいて、酸素等のガス成分含有量を１５００ｐｐｍ以下、特に１０００ｐｐｍ以下、さらに好ましくは５００ｐｐｍ以下とすることができる。このような酸素等のガス成分の低減は、パーティクルの発生や異常放電の発生をさらに低減することができる。

本発明の実施例について説明する。なお、本実施例はあくまで一例であり、この例に制限されるものではない。すなわち、本発明の技術思想の範囲内で、実施例以外の態様あるいは変形を全て包含するものである。

（実施例１）
純度が４Ｎ以上であるＡｇ_５Ｉｎ_５Ｓｂ_７０Ｔｅ_２０合金原料をガスアトマイズ装置を用い、噴射ガスとしてアルゴン（１００ｋｇｆ／ｃｍ^２）を使用して７８０°Ｃで噴射しアトマイズ粉を製造した。
これによって、平均粒径３μｍのきれいな球形の粉末が得られた。このガスアトマイズの酸素含有量は１５０ｐｐｍであった。さらに、このアトマイズ粉をホットプレスした。
このようにして得た焼結体を機械加工し、さらにこれを研磨して、Ａｇ_５Ｉｎ_５Ｓｂ_７０Ｔｅ_２０合金ターゲットとした。
この結果、ターゲット表面粗さＲａは０．１μｍ、ガス成分を除く純度が４Ｎ、不純物であるガス成分の含有量が２２０ｗｔｐｐｍ、平均結晶粒径３μｍ、１０μｍ欠陥密度が３個／８００μｍ角であった。そして、クラックの発生は全く認められなかった。この結果を表１に示す。
なお、表１において、「ガスアトマイズ粉酸素濃度」の欄で表示する「NA」の符号は、ガスアトマイズ粉を使用していないために、分析の対象になっていないことを示す。また、ガスアトマイズ粉を使用している場合をYes、使用していない場合をNoと記述している。以下、同様である。

このターゲットを用いてスパッタリングを実施した。この結果、アーキングの発生がなく、１０ｋＷ・ｈｒまで及び１００ｋＷ・ｈｒまでのスパッタリングを実施した場合の、パーティクル発生個数、ノジュール個数の結果を、表１に示す。
この表１に示すように、１０ｋＷ・ｈｒまで及び１００ｋＷ・ｈｒまでのスパッタリングを実施した場合の、パーティクル発生個数はそれぞれ、１３個／ウエハー、３１個／ウエハー、ターゲットのノジュール個数が４０個／ターゲットであり、優れたターゲットが得られた。

（実施例２）
ガス成分を除くそれぞれの純度が４Ｎ以上であるＡｇ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｔｅ粉末原料をＡｇ_５Ｉｎ_５Ｓｂ_７０Ｔｅ_２０合金となるように調合・合成し、不活性雰囲気中で機械粉砕した。これによって、平均粒径３０μｍの粒度の粉末が得られた。さらに、この粉末をホットプレスした。このようにして得た焼結体を機械加工し、さらにこれを研磨して、Ａｇ_５Ｉｎ_５Ｓｂ_７０Ｔｅ_２０合金ターゲットとした。
この結果、ターゲット表面粗さＲａは０．４μｍ、ガス成分を除く純度が４Ｎ、不純物であるガス成分の含有量が９００ｗｔｐｐｍ、平均結晶粒径３０μｍ、１０μｍ欠陥密度が２６個／８００μｍ角であった。そして、クラックの発生は全く認められなかった。この結果を表１に示す。

このターゲットを用いてスパッタリングを実施した。この結果、アーキングの発生がなく、１０ｋＷ・ｈｒまで及び１００ｋＷ・ｈｒまでのスパッタリングを実施した場合の、パーティクル発生個数、ノジュール個数の結果を表１に示す。
表１に示すように、１０ｋＷ・ｈｒまで及び１００ｋＷ・ｈｒまでのスパッタリングを実施した場合の、パーティクル発生個数はそれぞれ、１８個／ウエハー、４０個／ウエハー、ターゲットのノジュール個数が５２個／ターゲットであり、優れたターゲットが得られた。

（実施例３）
Ｇｅ_２２．２Ｓｂ_２２．２Ｔｅ_５５．６合金原料を、ガスアトマイズ装置を用い、噴射ガスとしてアルゴン（１００ｋｇｆ／ｃｍ^２）を使用して７８０°Ｃで噴射しアトマイズ粉を製造した。
これによって、きれいな球形の粉末が得られた。このガスアトマイズの酸素含有量は２５０ｐｐｍであった。さらに、このアトマイズ粉をホットプレスした。
このようにして得た焼結体を機械加工し、さらに研磨して、Ｇｅ_２２．２Ｓｂ_２２．２Ｔｅ_５５．６合金ターゲットとした。
この結果、ターゲット表面粗さＲａは０．１μｍ、ガス成分を除く純度が４．５Ｎ、不純物であるガス成分の含有量が３２０ｗｔｐｐｍ、平均結晶粒径が４μｍであった。１０μｍ欠陥密度が３個／８００μｍ角であった。この結果を表１に示す。また、このようにして得たターゲット表面のＳＥＭ写真を図１に示す。この図１に示すように、クラック等の欠陥は全く見られなかった。
このターゲットを用いてスパッタリングを実施した。この結果、アーキングの発生がなく、１０ｋＷ・ｈｒまで及び１００ｋＷ・ｈｒまでのスパッタリングを実施した場合の、パーティクル発生個数、ノジュール個数の結果を、同様に表１に示す。
表１に示すように、１０ｋＷ・ｈｒまで及び１００ｋＷ・ｈｒまでのスパッタリングを実施した場合の、パーティクル発生個数はそれぞれ、１２個／ウエハー、２１個／ウエハー、ターゲットのノジュール個数が３０個／ターゲットであり、優れたターゲットが得られた。

（実施例４）
ガス成分を除くそれぞれの純度が５Ｎ以上であるＧｅ、Ｓｂ、Ｔｅ原料粉末を、Ｇｅ_２２．２Ｓｂ_２２．２Ｔｅ_５５．６合金となるように調合・合成し、不活性雰囲気中で機械粉砕した。これによって、平均粒径４μｍのきれいな球形の粉末が得られた。
さらに、この粉末をホットプレスした。このようにして得た焼結体を機械加工し、さらにこれを研磨して、Ｇｅ_２２．２Ｓｂ_２２．２Ｔｅ_５５．６合金ターゲットとした。
この結果、ターゲット表面粗さＲａは０．４μｍ、ガス成分を除く純度が５Ｎ、不純物であるガス成分の含有量が８７０ｗｔｐｐｍ、平均結晶粒径３５μｍ、１０μｍ欠陥密度が３０個／８００μｍ角であった。そして、クラックの発生は全くみとめられなかった。この結果を表１に示す。
このようにして得たターゲット表面のＳＥＭ写真を図２に示す。この図２では、若干の欠陥（図２における白い斑点部）が見られるが、その量は３０個／８００μｍ角と僅かであった。また、ターゲットの断面ＳＥＭ写真を図３に示す。この図に示すように表面欠陥は殆どみとめられなかった。
このターゲットを用いてスパッタリングを実施した。この結果、アーキングの発生がなく、１０ｋＷ・ｈｒまで及び１００ｋＷ・ｈｒまでのスパッタリングを実施した場合の、パーティクル発生個数、ノジュール個数の結果を、同様に表１に示す。
表１に示すように、１０ｋＷ・ｈｒまで及び１００ｋＷ・ｈｒまでのスパッタリングを実施した場合の、パーティクル発生個数はそれぞれ、１７個／ウエハー、３０個／ウエハー、ターゲットのノジュール個数が４５個／ターゲットであり、優れたターゲットが得られた。

（実施例５）
ガス成分を除くそれぞれの純度が５Ｎ以上であるＧａ、Ｓｂ原料粉末を、Ｇａ_２０Ｓｂ_８０合金となるように調合・合成し、不活性雰囲気中で機械粉砕した。これによって、平均粒径３０μｍの粒度の粉末が得られた。
さらに、この粉末をホットプレスした。このようにして得た焼結体を機械加工し、さらにこれを研磨して、Ｇａ_２０Ｓｂ_８０合金ターゲットとした。
この結果、ターゲット表面粗さＲａは０．４μｍ、ガス成分を除く純度が４Ｎ、不純物であるガス成分の含有量が４００ｗｔｐｐｍ、平均結晶粒径４５μｍ、１０μｍ欠陥密度が７１個／８００μｍ角であった。そして、クラックの発生は全くみとめられなかった。この結果を表１に示す。
また、このターゲットを用いてスパッタリングを実施した。この結果、アーキングの発生がなく、１０ｋＷ・ｈｒまで及び１００ｋＷ・ｈｒまでのスパッタリングを実施した場合の、パーティクル発生個数、ノジュール個数の結果を、同様に表１に示す。
表１に示すように、１０ｋＷ・ｈｒまで及び１００ｋＷ・ｈｒまでのスパッタリングを実施した場合の、パーティクル発生個数はそれぞれ、２１個／ウエハー、３１個／ウエハー、ターゲットのノジュール個数が２５個／ターゲットであり、優れたターゲットが得られた。

（比較例１）
ガス成分を除くそれぞれの純度が５Ｎ以上であるＡｇ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｔｅ粉末原料をＡｇ_５Ｉｎ_５Ｓｂ_７０Ｔｅ_２０合金となるように調合・合成し、不活性雰囲気中で機械粉砕した。これによって、平均粒径３０μｍの粒度の粉末が得られた。さらに、この粉末をホットプレスした。このようにして得た焼結体を機械加工（旋盤加工仕上げ）して、Ａｇ_５Ｉｎ_５Ｓｂ_７０Ｔｅ_２０合金ターゲットとした。
この結果、ターゲット表面粗さＲａは４．５μｍ（これは、本願発明から大きく逸脱している）、ガス成分を除く純度が４Ｎ、不純物であるガス成分の含有量が９００ｗｔｐｐｍ、平均結晶粒径３０μｍ、１０μｍ欠陥密度は計数不能であった。また、この結果を表１に示す。
このターゲットを用いてスパッタリングを実施した。この結果、アーキングの発生がなく、１０ｋＷ・ｈｒまで及び１００ｋＷ・ｈｒまでのスパッタリングを実施した場合の、パーティクル発生個数、ノジュール個数の結果を、同様に表１に示す。
表１に示すように、１０ｋＷ・ｈｒまで及び１００ｋＷ・ｈｒまでのスパッタリングを実施した場合の、パーティクル発生個数はそれぞれ、１５０個／ウエハー、１０２個／ウエハー、ターゲットのノジュール個数が３００個以上／ターゲットであり、従来と同様の、劣るターゲットとなった。

（比較例２）
ガス成分を除くそれぞれの純度が３Ｎ以上であるＡｇ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｔｅ粉末原料をＡｇ_５Ｉｎ_５Ｓｂ_７０Ｔｅ_２０合金となるように調合・合成し、大気中で機械粉砕した。これによって、平均粒径４２μｍの粒度の粉末が得られた。さらに、この粉末をホットプレスした。このようにして得た焼結体を機械加工し、さらに研磨して、Ａｇ_５Ｉｎ_５Ｓｂ_７０Ｔｅ_２０合金ターゲットとした。
この結果、ターゲット表面粗さＲａは０．４μｍ、ガス成分を除く純度が３Ｎ、不純物であるガス成分の含有量が１８００ｗｔｐｐｍ、平均結晶粒径４２μｍ、１０μｍ欠陥密度は３０個／８００μｍ角であった。この結果を表１に示す。
このターゲットを用いてスパッタリングを実施した。この結果、アーキングの発生がなく、１０ｋＷ・ｈｒまで及び１００ｋＷ・ｈｒまでのスパッタリングを実施した場合の、パーティクル発生個数、ノジュール個数の結果を、同様に表１に示す。
表１に示すように、１０ｋＷ・ｈｒまで及び１００ｋＷ・ｈｒまでのスパッタリングを実施した場合の、パーティクル発生個数はそれぞれ、２１個／ウエハー、７０個／ウエハー、ターゲットのノジュール個数が２５０個／ターゲットであり、従来と同様の、劣るターゲットとなった。

（比較例３）
ガス成分を除くそれぞれの純度が５Ｎ以上であるＡｇ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｔｅ粉末原料をＡｇ_５Ｉｎ_５Ｓｂ_７０Ｔｅ_２０合金となるように調合・合成し、機械粉砕混合した。これによって、平均粒径７０μｍの粒度の粉末が得られた。さらに、この粉末をホットプレスした。このようにして得た焼結体を機械加工し、さらに研磨して、Ａｇ_５Ｉｎ_５Ｓｂ_７０Ｔｅ_２０合金ターゲットとした。
この結果、ターゲット表面粗さＲａは０．４μｍ、ガス成分を除く純度が４Ｎ、不純物であるガス成分の含有量が９００ｗｔｐｐｍ、平均結晶粒径は７０μｍ、１０μｍ欠陥密度は７８個／８００μｍ角であった。この結果を表１に示す。
このターゲットを用いてスパッタリングを実施した。この結果、アーキングの発生がなく、１０ｋＷ・ｈｒまで及び１００ｋＷ・ｈｒまでのスパッタリングを実施した場合の、パーティクル発生個数、ノジュール個数の結果を、同様に表１に示す。
表１に示すように、１０ｋＷ・ｈｒまで及び１００ｋＷ・ｈｒまでのスパッタリングを実施した場合の、パーティクル発生個数はそれぞれ、３０個／ウエハー、９０個／ウエハー、ターゲットのノジュール個数が３００個以上／ターゲットであり、従来と同様の、劣るターゲットとなった。

（比較例４）
Ｇｅ_２２．２Ｓｂ_２２．２Ｔｅ_５５．６合金原料を、ガスアトマイズ装置を用い噴射ガスとしてアルゴン（１００ｋｇｆ／ｃｍ^２）を使用して７８０°Ｃで噴射しアトマイズ粉を製造した。このアトマイズ粉をホットプレスした。このようにして得た焼結体を機械加工（旋盤加工仕上げ）し、Ｇｅ_２２．２Ｓｂ_２２．２Ｔｅ_５５．６合金ターゲットとした。
この結果、ターゲット表面粗さＲａは３．５μｍ、ガス成分を除く純度が４．５Ｎ、不純物であるガス成分の含有量が３２０ｗｔｐｐｍ、平均結晶粒径は４μｍであった。１０μｍ欠陥密度は計測不能であった。ターゲットの表面のＳＥＭ写真を図４に示す。図４に示すように、クラックの発生が無数に多く見られた。また、この結果を表１に示す。
このターゲットを用いてスパッタリングを実施した。この結果、アーキングの発生がなく、１０ｋＷ・ｈｒまで及び１００ｋＷ・ｈｒまでのスパッタリングを実施した場合の、パーティクル発生個数、ノジュール個数の結果を、同様に表１に示す。
表１に示すように、１０ｋＷ・ｈｒまで及び１００ｋＷ・ｈｒまでのスパッタリングを実施した場合の、パーティクル発生個数はそれぞれ、１２８個／ウエハー、６６個／ウエハー、ターゲットのノジュール個数が２３０個／ターゲットであり、従来と同様の、劣るターゲットとなった。

（比較例５）
ガス成分を除くそれぞれの純度が５Ｎ以上であるＧｅ、Ｓｂ、Ｔｅ粉末原料をＧｅ_２２．２Ｓｂ_２２．２Ｔｅ_５５．６合金となるように調合・合成し、機械粉砕混合した。これによって、平均粒径７０μｍの粒度の粉末が得られた。さらに、この粉末をホットプレスした。このようにして得た焼結体を機械加工（旋盤加工仕上げ）し、Ｇｅ_２２．２Ｓｂ_２２．２Ｔｅ_５５．６合金ターゲットとした。
この結果、ターゲット表面粗さＲａは４．４μｍ、ガス成分を除く純度が５Ｎ、不純物であるガス成分の含有量が８７０ｗｔｐｐｍ、平均結晶粒径は３５μｍ、１０μｍ欠陥密度は計測不能であった。また、ターゲットの断面ＳＥＭ写真を図５に示す。この図５に示すように、ターゲット断面の加工変質層は１００μｍ以上の深さで広範囲に存在することが分かる。さらに、この結果を表１に示す。
このターゲットを用いてスパッタリングを実施した。この結果、アーキングの発生がなく、１０ｋＷ・ｈｒまで及び１００ｋＷ・ｈｒまでのスパッタリングを実施した場合の、パーティクル発生個数、ノジュール個数の結果を、同様に表１に示す。
表１に示すように、１０ｋＷ・ｈｒまで及び１００ｋＷ・ｈｒまでのスパッタリングを実施した場合の、パーティクル発生個数はそれぞれ、１３０個／ウエハー、８０個／ウエハー、ターゲットのノジュール個数が２００個以上／ターゲットであり、従来と同様の、劣るターゲットとなった。

（比較例６）
ガス成分を除くそれぞれの純度が４Ｎ以上であるＡｇ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｔｅ粉末原料をＡｇ_５Ｉｎ_５Ｓｂ_７０Ｔｅ_２０合金となるように調合・合成し、不活性雰囲気中で機械粉砕した。これによって、平均粒径３０μｍの粒度の粉末が得られた。さらに、この粉末をホットプレスした。このようにして得た焼結体を機械加工し、さらに旋盤加工により仕上げ、Ａｇ_５Ｉｎ_５Ｓｂ_７０Ｔｅ_２０合金ターゲットとした。このターゲットにはクラックの発生が無数に多く見られた。
ターゲット表面粗さＲａは０．２μｍ、ガス成分を除く純度が４Ｎ、不純物であるガス成分の含有量が９００ｗｔｐｐｍ、平均結晶粒径３０μｍ、１０μｍ欠陥密度が２５０個／８００μｍ角であった。
このターゲットを用いてスパッタリングを実施した。この結果、１０ｋＷ・ｈｒまで及び１００ｋＷ・ｈｒまでのスパッタリングを実施した場合の、パーティクル発生個数、ノジュール個数の結果を、同様に表１に示す。
表１に示すように、１０ｋＷ・ｈｒまで及び１００ｋＷ・ｈｒまでのスパッタリングを実施した場合の、パーティクル発生個数はそれぞれ、１６０個／ウエハー、１３５個／ウエハー、ターゲットのノジュール個数が３００個以上／ターゲットであり、ターゲットとしては著しく不良であった。

本発明のＳｂ−Ｔｅ系合金焼結体は、ターゲット使用開始直後からパーティクルの発生を大幅に減少させることが可能であり、また、純度を上げることにより、不純物を起点とする異常放電（アーキング）を防止することができ、アーキングによるパーティクルの発生を抑制することができる。さらには、ターゲットの結晶粒径を小さくすることにより、エロージョンされたターゲットの表面を、エロージョン後も平滑とすることができ、従前のエロージョン面に発生した凹凸にリデポが付着し、それがノジュールに成長し、これが崩壊することによって発生するパーティクルも抑制することが可能であるため、相変化記録用材料、すなわち相変態を利用して情報を記録する媒体として極めて有用である。

Claims

ガスアトマイズ粉を原料とするＳｂ−Ｔｅ系合金焼結体スパッタリングターゲットにおいて、ターゲットの表面粗さＲａが０．１μｍ以下、ガス成分及び添加元素を除く純度が４Ｎ以上、不純物であるガス成分の含有量が１５００ｐｐｍ以下、平均結晶粒径が５０μｍ以下、機械加工による表面仕上げで発生する最大長１０μｍ以上の欠陥の密度が、８００μｍ角の中に８０個以下であることを特徴とするＳｂ及びＴｅのうち少なくとも一つを主成分とするＳｂ−Ｔｅ系合金焼結体スパッタリングターゲット。
Ａｇ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｇｅから選択した１種以上の元素を、最大２５ａｔ％含有することを特徴とする請求項１に記載のＳｂ−Ｔｅ系合金焼結体スパッタリングターゲット。