(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成分組成が原子％で、Ｓｉ：５〜２０％、Ｃｒ：５．５〜２５％を含有し、残部：Ａｌおよび不可避不純物であるスパッタリングターゲットであって、
組成の素地中にＡｌリッチの粒子が分散していることを特徴とするスパッタリングターゲット。
【請求項２】
前記Ａｌリッチの粒子の成分組成において全体に占めるＡｌの割合が原子％で、９７％以上であることを特徴とする請求項１に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項３】
前記Ａｌリッチの粒子のターゲットの組織に占める面積率が、５〜５０％であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のスパッタリングターゲットの製造方法であって、
原子％で、Ｓｉ：５〜２０％、Ｃｒ：５．５〜２５％を含有し、残部：Ａｌおよび不可避不純物からなる組成のＡｌＳｉＣｒ合金粉末を作製する合金粉末作製工程と、
前記合金粉末作製工程で得られた合金粉末を焼結して焼結体とする焼結工程と、
前記焼結工程で得られた焼結体を真空中、または不活性ガス雰囲気中にて７２０〜９２０℃、０．５〜１０時間保持の熱処理を行う熱処理工程と、
を備えることを特徴とするスパッタリングターゲットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー光により情報の記録、再生、記録および再生、並びに消去を行う光情報記録媒体（以下、光ディスクという）の反射記録膜を形成するための割れが発生しにくいスパッタリングターゲット（以下、ターゲットという）およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク用の反射膜としては、これまで、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌおよびこれらを主成分とする合金が汎用されてきた。
【０００３】
Ａｌ系反射膜はＢＤ（ブルーレイディスク）の記録再生に使用される青色レーザー（波長４０５ｎｍ）において十分高い反射率を示し、Ａｇ系、Ａｕ系に比べ価格が安価であるものの、Ａｇ系やＡｕ系の反射膜より化学的安定性に劣っている。そこで、このＡｌ系反射膜の合金化成分としてＳｉ、Ｃｒ等を含有させることによって、適切な反射率、すぐれた再生安定性、かつ、すぐれた耐久性を示すＡｌ系反射膜の検討が活発になされている。
【０００４】
例えば、特許文献１は、原子％で、Ｓｉ：５〜４０ａｔ％、Ｃｒ：０．７〜５ａｔ％、Ａｌ：残部の光ディスク用反射膜と光ディスク用反射膜形成用ターゲットが開示されている。すなわち、Ａｌ合金膜の適切な反射率とすぐれた再生安定性の２特性を同時に達成させるには５％以上のＳｉを含有させること、および、反射膜の結晶粒の結晶組織の変化（結晶粒の粗大化）を抑制し、すぐれた耐久性を得るためにＣｒなどの高融点金属元素を含有させることが有効であることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２６７３６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献１に開示された光ディスク用反射膜は、一定の耐食性を備えているが、より長寿命化を求められる光ディスク反射膜としては、さらなる耐食性の向上が望まれている。ところが、耐食性を向上させるためにＣｒの含有量が多い組成のターゲットを作製しようとすると、機械加工時に割れが発生しやすいという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、優れた耐食性機能を奏する高Ｃｒ含有量のＡｌ系のターゲットにおいて、ターゲットの成形後の機械加工時に割れが発生することなく、また、スパッタ時においても割れが発生することがないスパッタリングターゲットおよびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明者らは高Ｃｒ含有量のＡｌ系ターゲットにおいて、ターゲットの作製時およびスパッタ時に割れが発生しないターゲットを得るべく研究を行い、以下の知見を得た。
（イ）高Ｃｒ含有量のＡｌＳｉＣｒ合金の焼結体に、真空中、または不活性ガス雰囲気中にて所定の温度および時間の熱処理を施すことにより、機械加工時において割れが発生せず、また、スパッタ時においても割れが発生しないターゲットが得られる。
（ロ）前記ターゲットについて、電子線マイクロアナライザー（以下、ＥＰＭＡという）により断面組織の観察と分析を行ったところ、前記ターゲットは、素地に粒子径（絶対最大長）０．１〜５０μｍのＡｌリッチな粒子が分散した構造の組織を有する。
（ハ）前記Ａｌリッチな粒子を３点定量分析し、組成の平均値を求めたところ、原子％で、Ａｌを９７％以上含有している。
（ニ）また、Ａｌリッチな粒子のターゲットの組織に占める面積率が、５〜５０％であることがわかった。
【０００９】
前記の知見に基づき、本発明者が鋭意研究を重ねた結果、次のような本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、
「（１）  成分組成が原子％で、Ｓｉ：５〜２０％、Ｃｒ：５．５〜２５％を含有し、残部：Ａｌおよび不可避不純物であるスパッタリングターゲットであって、
組成の素地中にＡｌリッチの粒子が分散していることを特徴とするスパッタリングターゲット。
（２）  前記Ａｌリッチの粒子の成分組成において全体に占めるＡｌの割合が原子％で、９７％以上であることを特徴とする（１）に記載のスパッタリングターゲット。
（３）  前記Ａｌリッチの粒子のターゲットの組織に占める面積率が、５〜５０％であることを特徴とする（１）または（２）に記載のスパッタリングターゲット。
（４）  （１）乃至（３）のいずれかに記載のスパッタリングターゲットの製造方法であって、
原子％で、Ｓｉ：５〜２０％、Ｃｒ：５．５〜２５％を含有し、残部：Ａｌおよび不可避不純物からなる組成のＡｌＳｉＣｒ合金粉末を作製する合金粉末作製工程と、
前記合金粉末作製工程で得られた合金粉末を焼結して焼結体とする焼結工程と、
前記焼結工程で得られた焼結体を真空中、または不活性ガス雰囲気中にて７２０〜９２０℃、０．５〜１０時間保持の熱処理を行う熱処理工程と、
を備えることを特徴とするスパッタリングターゲットの製造方法。」
を特徴とするものである。
【００１１】
ここで、本発明において、ターゲットの組成をＳｉ：５〜２０％、Ｃｒ：５．５〜２５％を含有し、残部：Ａｌおよび不可避不純物と限定した理由は、Ｓｉが５％未満であると記録信号（再生信号）の精度が低下（すなわち、ジッター値が上昇）し、安定した再生を行うことができないため好ましくない。また、Ｓｉの含有量が２０％を超えると反射膜を構成するＡｌ合金膜の吸収量が増加し、相対的に反射率が低下するため好ましくない。よって、反射率とジッター値のバランスの観点から、Ｓｉの含有量は、５〜２０％と定めた。一方、Ｃｒは、反射膜にさらなる耐食性を付与するために必要な成分であるが、含有量が５．５％未満であると十分に耐食性を持たせることができず、また、含有量が２５％を超えると光ディスク反射膜として用いたときに再生安定性に劣る。よって、Ｃｒの含有量は、５．５〜２５％と定めた。
【００１２】
さらに本発明において、Ａｌリッチとは、素地よりもＡｌの含有量が多いことを意味する、例えば、Ａｌを９７％以上含有する粒子は、Ａｌリッチの粒子に該当する。
【００１３】
Ａｌリッチの粒子の面積率は、５％未満であるとＡｌリッチの粒子の効果が十分に発揮されないため、ターゲットの割れを防止することができず、一方、５０％を超えるとスパッタ成膜時に膜組成がＡｌリッチ側にずれてしまい、形成された膜の品質、特に耐湿性が低下するため好ましくない。よって、Ａｌリッチの粒子の面積率は、５〜５０％、より好ましくは１５%〜４５％と定めた。
【００１４】
また、本発明のターゲットは、Ａｌリッチの粒子がターゲットの素地に分散した構造の組織を有するので、ターゲットの成形後の機械加工時の割れやスパッタ時の割れを防止するという効果を有するが、Ａｌリッチの粒子の粒子径が０．１μｍ未満であるとＡｌリッチの粒子の効果が十分に発揮されず、一方、５０μｍを超えるとスパッタ時に異常放電が起きやすいため好ましくない。したがって、Ａｌリッチの粒子の粒子径は、０．１〜５０μｍ、より好ましくは０．５〜３５μｍと定めた。なお、本発明において、粒子径は粒子の輪郭線上の任意の２点間の距離の最大値、すなわち絶対最大値長によって定義している。
【００１５】
焼結体を真空中にて熱処理を行う際の温度については７２０℃より低くても、９２０℃より高くてもＡｌリッチの粒子が析出した組織が得られないため、７２０〜９２０℃、より好ましくは７６０〜８８０℃とした。また熱処理の保持時間は０．５時間より短くても、１０時間より長くてもＡｌリッチの粒子が析出した組織が得られないため、０．５〜１０時間、より好ましくは１〜７時間とした。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のスパッタリングターゲットは、原子％で、Ｓｉ：５〜２０％、Ｃｒ：５．５〜２５％を含有し、残部：Ａｌおよび不可避不純物からなる組成の素地中にＡｌリッチの粒子が分散しているので、焼結時およびスパッタ時にターゲット内部に発生する応力を緩和するため、Ｃｒの含有量が多い場合であっても焼結時およびスパッタ時に割れが発生することがない。
【００１７】
また、本発明のスパッタターゲットは、前記の構成に加えて、ターゲットの組織においてＡｌリッチの粒子の面積率が、５〜５０％であることによって、前述したターゲットの割れを防止するという効果が得られる。
【００１８】
さらに、本発明のスパッタターゲットの製造方法によれば、ＡｌＳｉＣｒ合金粉末を作製する合金粉末作製工程と、前記合金粉末作製工程で得られた合金粉末を焼結して焼結体とする焼結工程と、前記焼結工程で得られた焼結体を真空中にて７２０〜９２０℃、０．５〜１０時間保持の熱処理を行う熱処理工程を備えていることによって、Ａｌリッチな粒子を均一に分散させて析出させることができるので、前述のターゲットを再現性よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明ターゲット１のＥＰＭＡ面分析で得られるマッピング像。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明のスパッタリングターゲットおよびスパッタリングターゲットの製造方法について、実施例を挙げて具体的に説明する。ただし、本発明は本実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００２１】
まず、原料として、純度：９９．９９％以上のＡｌ、純度：９９．９９９％以上のＳｉ、純度：９９．９９％以上のＣｒを用意した。
つぎに、これらの原料を表１に示される配合組成となるように秤量しアルミナるつぼに投入した。そして、このアルミナるつぼをガスアトマイズ装置にセットしてＡｒガス噴射によるガスアトマイズ法によりＡｌＳｉＣｒ合金粉末とした。ガスアトマイズの条件は溶解温度１２００℃、噴射Ａｒガス圧２８ｋｇｆ/ｃｍ２、るつぼのノズル径は１．５ｍｍとした。その後、目開き１００μｍの篩にて粉末を分級し、篩の下の粉末を回収し、原料粉末とした。この原料粉末を直径１６５ｍｍの黒鉛製モールドに充填し、真空ホットプレスにて温度７００℃、圧力１５０ｋｇｆ／ｃｍ２の条件にて３時間保持することによりＡｌＳｉＣｒ合金の焼結体を得た。この焼結体を真空炉を用いて、真空中にて表１に示す条件において熱処理を行った。
【００２２】
得られた焼結体を旋盤を使用した切削加工により直径１５２．４ｍｍ、厚さ６ｍｍの円盤とした。本発明ターゲット１〜９の表面を目視にて観察したが、いずれもクラックは発生していなかった。
【００２３】
その後、Ｉｎハンダにて無酸素銅製のバッキングプレートにボンディングして表１の配合組成と同じ成分組成を有する本発明ターゲット１〜９とした。
【００２４】
さらに本発明ターゲット１〜９をスパッタ装置に装着し、Ａｒガス圧０．５Ｐａ、直流１０００Ｗの条件で１時間放電させた後、表面を目視にて観察したが、いずれもクラックは発生していなかった。
【００２５】
次に表１に示す焼結体の組織を観察するために、小片を樹脂に埋め、試料研磨装置にて鏡面研磨した後、ＥＰＭＡ（日本電子製、ＪＸＡ−８５００Ｆ）により断面組織の観察と分析を実施した。ＥＰＭＡの分析条件は、
加速電圧：１５ｋＶ、
照射電流：５Ｅ−８Ａ
ビーム系：１μｍ
とした。なお分析にあたり使用した分光結晶は、Ａｌ：ＴＡＰＨ、Ｃｒ：ＬＩＦ、Ｓｉ：ＰＥＴＨである。
【００２６】
本発明ターゲット１〜９の断面組織について５００倍の視野にて、面分析を行い２４０μｍ×１８０μｍの視野の元素分布画像得て、解析したところ、素地に、粒子径（絶対最大長）０．５〜３５μｍのＡｌリッチな粒子が分散した構造を有していることがわかった。例えば、図１は、本発明ターゲット１のＥＰＭＡ面分析で得られるマッピング像であるが、０．５〜３５μｍのＡｌリッチな粒子が分散していることがわかる。
【００２７】
このＡｌリッチな粒子を前記視野の中で３か所定量分析し、組成の平均値を求めた。その結果を表１に示す。いずれも９７原子％を超えるＡｌを含有していることがわかった。
【００２８】
また、ＥＰＭＡの面分析の結果得られたＡｌの組成像において、Ａｌリッチの粒子に相当するＡｌの特性Ｘ線のピーク強度が５６２を超える部分の視野中における面積率についても表１に示す。なお、ピーク強度とは、図１に例として示す、ＥＰＭＡ面分析で得られるマッピング像にて表示される「ＬＶ」の数値であり、また、「ピーク強度カウントが５６２を超える部分の面積率」とは、図１のピーク強度カウントが５６２より大きい部分の、「Ａｒｅａ%」の数値の合計値を示す。
［比較例１〜４］
本発明の実施例と同様に、原料として、純度：９９．９９％以上のＡｌ、純度：９９．９９％以上のＳｉ、純度：９９．９９％以上のＣｒを用意した。
つぎに、これらの原料を表１に示される配合組成となるように秤量しアルミナるつぼに投入した。そして、このアルミナるつぼをガスアトマイズ装置にセットして実施例と同様の条件にてＡｒガス噴射によるガスアトマイズ法によりＡｌＳｉＣｒを作製した後、目開き１００μｍの篩にて粉末を分級し、篩の下の粉末を回収し、原料粉末とした。この原料粉末を実施例と同様の条件にて真空ホットプレスによりＡｌＳｉＣｒ合金の焼結体を得た。この焼結体を真空炉を用いて、真空中にて表１に示す条件において熱処理を行った。
【００２９】
得られた焼結体を旋盤を使用して直径１５２．４ｍｍ、厚さ６ｍｍの円盤とすべく切削加工を行ったが、比較例１では切削加工中にクラックを生じた。比較例２〜４においてはクラックは発生せず、所定サイズの円盤を得ることが出来た。
その後、比較例２〜４の焼結体について、Ｉｎハンダにて無酸素銅のバッキングプレートにボンディングして表１の配合組成と同じ成分組成を有する比較例ターゲット２〜４とした。
【００３０】
さらに比較例ターゲット２〜４をスパッタ装置に装着し、実施例と同様の条件にて１時間放電させた後、表面を目視にて観察したところ、いずれも表面にクラックを生じていた。
【００３１】
また、この比較例ターゲット１〜４について実施例と同様にＥＰＭＡにより面分析、定量分析を実施したところ、比較例ターゲット１の場合Ａｌ、Ｓｉ、Ｃｒの原子比がおよそ７３：８：１９、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃｒの原子比がおよそ８５：１：１４、およびＡｌ、Ｓｉ、Ｃｒの原子比がおよそ６２：１９：１９の３種の領域が観察されたが、実施例でみられたＡｌリッチの粒子は存在しないことが分かった。比較例ターゲット２〜４についても同様の分析を行った結果、Ａｌリッチの粒子は存在しないことが分かった。
［比較例５］
比較のために、実施例と同様に、原料として、純度：９９．９９％以上のＡｌ、９９．９９％以上のＳｉ、純度：９９．９９％以上のＣｒを用意しアルミナるつぼに投入した。そして、このアルミナるつぼをガスアトマイズ装置にセットしてＡｒガス噴射によるガスアトマイズ法によりＡｌＳｉＣｒ合金粉末とした後、目開き１００μｍの篩にて粉末を分級し、篩の下の粉末を回収し、原料粉末とした。この原料粉末を直径１６５ｍｍの黒鉛製モールドに充填し、真空ホットプレスにて温度７００℃、圧力１５０ｋｇｆ／ｃｍ２の条件にて３時間保持することによりＡｌＳｉＣｒ合金の焼結体を得た。
【００３２】
得られた焼結体を熱処理することなく、旋盤を使用して直径１５２．４ｍｍ、厚さ６ｍｍの円盤とすべく、切削加工を行ったが、加工中にクラックを生じた。
【００３３】
また、この比較例ターゲット５について実施例と同様にＥＰＭＡにより面分析、定量分析を実施したところ、Ａｌリッチの粒子は存在しないことが分かった。
【００３４】
【表１】
0005669016.tif 000002
以上の結果から分かるように、本発明ターゲットは、Ａｌの素地中にＡｌリッチの粒子を含有しているので、Ａｌの素地に生じる応力をＡｌリッチの粒子によって緩和されるので、Ｃｒの含有量が多いにもかかわらず、成形中およびスパッタ中に割れることを防止できる。
【００３５】
これに対して、Ａｌリッチの粒子がターゲットの素地に分散していない比較例ターゲットは、Ｃｒの含有量が多いことによって生じる応力の影響で、ターゲットの成形後の機械加工中またはスパッタ中に割れてしまうことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明のスパッタリングターゲットは、より優れた耐食性を備えた反射記録膜を形成することができ、しかも、ターゲットの成形後の機械加工中及びスパッタ中に割れが生じないので、光ディスクの反射記録膜の形成に好適に使用できるため、産業上の利用可能性がきわめて大きい。
【図１】
0005669016.tif 000003