(57)【要約】【課題】高速でスパッタリングすることが可能な硫化亜鉛−二酸化ケイ素焼結体からなる光記録保護膜形成用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。【解決手段】二酸化ケイ素：１０〜３０原子％、アルゴン、窒素、またはアルゴンおよび窒素の混合成分：０．０１〜１０原子％を含有し、残りが硫化亜鉛からなる組成を有する焼結体からなることを特徴とする高速スパッタリングが可能な光記録保護膜形成用スパッタリングターゲット。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
二酸化ケイ素：１０〜３０原子％、アルゴン：０．０１〜１０原子％を含有し、残りが硫化亜鉛からなる組成を有する焼結体からなることを特徴とする高速スパッタリングが可能な光記録保護膜形成用スパッタリングターゲット。
【請求項２】
二酸化ケイ素：１０〜３０原子％、窒素：０．０１〜１０原子％を含有し、残りが硫化亜鉛からなる組成を有する焼結体からなることを特徴とする高速スパッタリングが可能な光記録保護膜形成用スパッタリングターゲット。
【請求項３】
二酸化ケイ素：１０〜３０原子％、アルゴンおよび窒素の混合成分：０．０１〜１０原子％を含有し、残りが硫化亜鉛からなる組成を有する焼結体からなることを特徴とする高速スパッタリングが可能な光記録保護膜形成用スパッタリングターゲット。
【請求項４】
硫化亜鉛粉末と二酸化ケイ素粉末を、二酸化ケイ素粉末：１０〜３０原子％、残部：硫化亜鉛粉末となるように配合し混合して混合粉末を作製し、この混合粉末をガス圧：１０１．３超〜５０６．６ｋＰａの高圧アルゴンガス雰囲気中でホットプレスすることを特徴とする請求項１記載の高速スパッタリングが可能な光記録保護膜形成用スパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項５】
前記硫化亜鉛粉末は、アルゴンガス雰囲気中、温度：２００〜６００℃保持の条件で熱処理した硫化亜鉛粉末であることを特徴とする請求項４記載の高速スパッタリングが可能な光記録保護膜形成用スパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項６】
硫化亜鉛粉末と二酸化ケイ素粉末を、二酸化ケイ素粉末：１０〜３０原子％、残部：硫化亜鉛粉末となるように配合し混合して混合粉末を作製し、この混合粉末をガス圧：１０１．３超〜５０６．６ｋＰａの高圧窒素ガス雰囲気中でホットプレスすることを特徴とする請求項２記載の高速スパッタリングが可能な光記録保護膜形成用スパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項７】
前記硫化亜鉛粉末は、窒素ガス雰囲気中、温度：２００〜６００℃保持の条件で熱処理した硫化亜鉛粉末であることを特徴とする請求項６記載の高速スパッタリングが可能な光記録保護膜形成用スパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項８】
硫化亜鉛粉末と二酸化ケイ素粉末を、二酸化ケイ素粉末：１０〜３０原子％、残部：硫化亜鉛粉末となるように配合し混合して混合粉末を作製し、この混合粉末をガス圧：１０１．３超〜５０６．６ｋＰａのアルゴンガスおよび窒素ガスの高圧混合ガス雰囲気中でホットプレスすることを特徴とする請求項３記載の高速スパッタリングが可能な光記録保護膜形成用スパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項９】
前記硫化亜鉛粉末は、アルゴンガスおよび窒素ガスの混合ガス雰囲気中、温度：２００〜６００℃保持の条件で熱処理した硫化亜鉛粉末であることを特徴とする請求項８記載の高速スパッタリングが可能な光記録保護膜形成用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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＣＤＲＷや各種ＤＶＤ、さらにブルーレーザーを用いた高密度記録媒体などの相変化記録ディスクの保護膜を形成するための硫化亜鉛−二酸化ケイ素焼結体からなるスパッタリングターゲットおよびその製造方法に関するものであり、特に高速でスパッタリングすることが可能な硫化亜鉛−二酸化ケイ素焼結体からなる光記録保護膜形成用スパッタリングターゲットおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、相変化記録ディスクの保護膜を形成するための硫化亜鉛−二酸化ケイ素焼結体からなるスパッタリングターゲットは、純度：９９．９９質量％以上の二酸化ケイ素：１０〜３０原子％を含有し、残りが純度：９９．９９質量％以上の硫化亜鉛からなる組成を有することが知られており、その製造方法は、まず、原料粉末としていずれも純度：９９．９９９質量％以上の硫化亜鉛粉末および二酸化ケイ素粉末を用意し、必要に応じて硫化亜鉛粉末に含まれる水分および不純物ガスを除去するために熱処理を施したのち、硫化亜鉛粉末に二酸化ケイ素：１０〜３０原子％を添加して混合粉末を作製し、この混合粉末を図２の断面説明図に示されるように黒鉛型１に充填し、この混合粉末２を充填した黒鉛型１をホットプレスチャンバー４内に挿入設置し、ホットプレスチャンバー４内の雰囲気を真空雰囲気に保つかまたは図２に示されるようにホットプレスチャンバー４に設けられたガス供給穴５からＡｒガスを供給しながら一方でガス排出穴６から排出させて流し、それによってホットプレスチャンバー４内の雰囲気を大気圧以下のＡｒガス雰囲気に保ち、充填されている混合粉末２に押し型３で圧力Ｐ：２０〜３５ＭＰａを加えつつ温度：９００〜１２００℃（好ましくは、１０００〜１１５０℃）、３〜１０時間保持する条件のホットプレスするものである（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−８１９５４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年、硫化亜鉛−二酸化ケイ素焼結体からなるスパッタリングターゲットを用いて形成したスパッタリング膜は最も多くまたは最も厚い膜として使用されるために、その成膜スピードが量産ラインの生産能力を決定するといわれている。
そのために、スパッタリングの出力を上げて高出力スパッタリングを行ない、それによって成膜速度を上げる方法が行われている。しかし、あまりスパッタリングの出力を上げて高速成膜するとディスク表面のパーティクルの発生が多くなり、また広い面積に亘って成膜すると膜厚のばらつきが増大するなどの現象が生じて光記録保護膜の歩留まりが低下するなどの問題点が発生する。そのために、スパッタリングの出力を上げて高速成膜する方法には限界があり、通常の出力で高速成膜のできるスパッタレイトの一層高い特性を有する光記録保護膜形成用スパッタリングターゲットが求められていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者らは、スパッタレイトの一層高い特性を有する高速スパッタリングが可能な光記録保護膜形成用スパッタリングターゲットを開発すべく研究を行なった。その結果、
（イ）二酸化ケイ素：１０〜３０原子％を含有し、残りが硫化亜鉛からなる組成を有する焼結体からなるスパッタリングターゲットにおいて、スパッタリングターゲットに含まれるＡｒおよび／またはＮ２量を０．０１〜１０原子％含有させたスパッタリングターゲットは、ターゲット自体のスパッタレイトが向上し、このスパッタリングターゲットを用いると、同じ条件でスパッタリングした場合、従来のスパッタリングターゲットに比べて均一な膜厚を有する光記録保護膜が一層高速度で成膜することができる、
（ロ）二酸化ケイ素：１０〜３０原子％を含有し、残りが硫化亜鉛からなる組成を有する焼結体からなるスパッタリングターゲットにおいて、スパッタリングターゲットに含まれるＡｒおよび／またはＮ２量を０．０１〜１０原子％含有させるためには、二酸化ケイ素粉末と硫化亜鉛粉末の混合粉末をホットプレスするに際し、Ａｒおよび／またはＮ２雰囲気ガス圧を大気圧（１０１．３Ｐａ）よりも高圧に保持したＡｒおよび／またはＮ２ガス雰囲気中で行なうことが必要である、
（ハ）原料粉末である硫化亜鉛粉末は、Ａｒおよび／またはＮ２雰囲気中で加熱することにより熱処理した硫化亜鉛粉末を使用することが一層好ましく、その熱処理の条件は通常行なわれている条件で十分であり、Ａｒおよび／またはＮ２ガス圧：１０〜２００ｋＰａ、温度：２００〜６００℃、１〜１０時間保持することが一層好ましい、などの知見を得たのである。
【０００６】
この発明は、かかる知見に基づいて成されたものであって、
（１）二酸化ケイ素：１０〜３０原子％、アルゴン：０．０１〜１０原子％を含有し、残りが硫化亜鉛からなる組成を有する焼結体からなる高速スパッタリングが可能な光記録保護膜形成用スパッタリングターゲット、
（２）二酸化ケイ素：１０〜３０原子％、窒素：０．０１〜１０原子％を含有し、残りが硫化亜鉛からなる組成を有する焼結体からなる高速スパッタリングが可能な光記録保護膜形成用スパッタリングターゲット、
（３）二酸化ケイ素：１０〜３０原子％、アルゴンおよび窒素の混合成分：０．０１〜１０原子％を含有し、残りが硫化亜鉛からなる組成を有する焼結体からなる高速スパッタリングが可能な光記録保護膜形成用スパッタリングターゲット、
（４）硫化亜鉛粉末と二酸化ケイ素粉末を、二酸化ケイ素粉末：１０〜３０原子％、残部：硫化亜鉛粉末となるように配合し混合して混合粉末を作製し、この混合粉末をガス圧：１０１．３超〜５０６．６ｋＰａの高圧アルゴンガス雰囲気中でホットプレスする前記（１）記載の高速スパッタリングが可能な光記録保護膜形成用スパッタリングターゲットの製造方法、
（５）前記硫化亜鉛粉末は、ガス圧：１０〜２００ｋＰａのアルゴンガス雰囲気中、温度：２００〜６００℃、１〜１０時間保持の条件で熱処理した硫化亜鉛粉末である前記（４）記載の高速スパッタリングが可能な光記録保護膜形成用スパッタリングターゲットの製造方法、
（６）硫化亜鉛粉末と二酸化ケイ素粉末を、二酸化ケイ素粉末：１０〜３０原子％、残部：硫化亜鉛粉末となるように配合し混合して混合粉末を作製し、この混合粉末をガス圧：１０１．３超〜５０６．６ｋＰａの高圧窒素ガス雰囲気中でホットプレスする前記（２）記載の高速スパッタリングが可能な光記録保護膜形成用スパッタリングターゲットの製造方法、
（７）前記硫化亜鉛粉末は、ガス圧：１０〜２００ｋＰａの窒素ガス雰囲気中、温度：２００〜６００℃、１〜１０時間保持の条件で熱処理した硫化亜鉛粉末である前記（６）記載の高速スパッタリングが可能な光記録保護膜形成用スパッタリングターゲットの製造方法、
（８）硫化亜鉛粉末に二酸化ケイ素粉末を、二酸化ケイ素粉末：１０〜３０原子％、残部：硫化亜鉛粉末となるように配合し混合して混合粉末を作製し、この混合粉末をガス圧：１０１．３超〜５０６．６ｋＰａのアルゴンガスおよび窒素ガスの高圧混合ガス雰囲気中でホットプレスする前記（３）記載の高速スパッタリングが可能な光記録保護膜形成用スパッタリングターゲットの製造方法、
（９）前記硫化亜鉛粉末は、ガス圧：１０〜２００ｋＰａのアルゴンガスおよび窒素ガスの混合ガス雰囲気中、温度：２００〜６００℃、１〜１０時間保持の条件で熱処理した硫化亜鉛粉末である前記（８）記載の高速スパッタリングが可能な光記録保護膜形成用スパッタリングターゲットの製造方法、に特徴を有するものである。
【０００７】
この発明の高速スパッタリングが可能な光記録保護膜形成用スパッタリングターゲットを製造するには、まず、硫化亜鉛粉末および二酸化ケイ素粉末を用意し、必要に応じて硫化亜鉛粉末に含まれるガスを除去する熱処理を施したのち、硫化亜鉛粉末に対し、二酸化ケイ素粉末：１０〜３０原子％添加混合し、得られた混合粉末を大気圧より高圧力のガス圧：１０１．３超〜５０６．６ｋＰａに保持し、この高圧アルゴンガス、高圧窒素ガス、またはアルゴンガスおよび窒素ガスからなる高圧混合ガス雰囲気中でホットプレスすることにより得られる。
前記硫化亜鉛粉末に含まれるガスを除去するための熱処理は通常行われている処理であり、特許文献１にはアルゴンガス雰囲気中、温度：５００〜９００℃、５〜１０時間保持したのち、２００度までを冷却速度：２〜１０℃／ｍｉｎで冷却する方法が知られている。しかし、この発明では硫化亜鉛粉末をガス圧：１０〜２００ｋＰａのアルゴンガス、窒素ガス、またはアルゴンガスおよび窒素ガスの混合ガス雰囲気中、温度：２００〜６００℃、１〜１０時間保持の条件でおこなうことが好ましい。前記混合ガスにおけるアルゴンガスと窒素ガスの比率は任意である。
【０００８】
この発明の高速スパッタリングが可能な光記録保護膜形成用スパッタリングターゲットを製造するには、まず、図１の断面説明図に示される高圧ガス供給可能なガス供給穴５´およびガス排出量を調整することができるバルブ７を有するガス排出穴６´を設けたホットプレスチャンバー４を用意する。
一方、必要に応じて熱処理した硫化亜鉛粉末に二酸化ケイ素粉末を、二酸化ケイ素粉末：１０〜３０原子％、残部：硫化亜鉛粉末となるように配合し混合して混合粉末を作製し、この混合粉末２を図１に示されるように黒鉛型１に充填し、この混合粉末２を充填した黒鉛型１をホットプレスチャンバー４内に装入設置し、ホットプレスチャンバー４内に高圧ガス供給可能なガス供給穴５´を通してアルゴンガス、窒素ガス、またはアルゴンガスおよび窒素ガスからなる混合ガスを供給し、他方では、ガス排出穴６´に設けられたバルブ７によりアルゴンガス、窒素ガス、またはアルゴンガスおよび窒素ガスからなる混合ガスの排出量を調整してホットプレスチャンバー４内のガス圧を大気圧よりも高い高いガス圧：１０１．３超〜５０６．６ｋＰａに保持し、この高圧アルゴンガス、高圧窒素ガス、またはアルゴンガスおよび窒素ガスからなる高圧混合ガス雰囲気に保持しながら、黒鉛型１に充填されている混合粉末２に押し型３で圧力Ｐ：２０〜４０ＭＰａを加えつつ温度：９００〜１２００℃（好ましくは、１０００〜１１５０℃）、３〜１０時間保持する条件のホットプレスを行ない、ついでこの保持温度から１〜３℃／ｍｉｎの範囲内の冷却速度で冷却することにより行なわれる。
なお、アルゴンガス、窒素ガス、またはアルゴンガスおよび窒素ガスからなる混合ガスのホットプレスチャンバー４内におけるガス圧を大気圧よりも高い高いガス圧：１０１．３超〜５０６．６ｋＰａに保持する理由は、アルゴンガス、窒素ガス、またはアルゴンガスおよび窒素ガスからなる混合ガスのそれぞれのガス圧力が１０１．３ｋＰａ以下（１気圧以下）であると、ターゲットに含まれるアルゴンガス、窒素ガス、またはアルゴンガスおよび窒素ガスからなる混合ガスが０．０１原子％以下となって好ましくなく、一方、５０６．６ｋＰａ（約５気圧）を越えて保持するためにはホットプレスチャンバーの強度を高める必要があり、また５０６．６ｋＰａを越える高圧ガス雰囲気で行なって１０原子％を越えて含有させてもスパッタレイトの向上は飽和し、スパッタレイトの格段な向上は見られないのでコストの面でその上限を５０６．６ｋＰａに定めた。
この発明の高速スパッタリングが可能な光記録保護膜形成用スパッタリングターゲットを製造するための具体的方法を図１に基づいて説明したが、この発明では前述の図１に示される方法に限定されるものではない。
【０００９】
この発明の二酸化ケイ素および硫化亜鉛を含む組成を有する焼結体からなるスパッタリングターゲットに含まれる、Ａｒ、Ｎ２、またはＡｒ＋Ｎ２からなる混合成分の量を０．０１〜１０原子％に限定した理由は、０．０１原子％未満含まれていると従来のターゲットと比較してスパッタレイトが向上することがなく、一方、Ａｒ、Ｎ２、またはＡｒ＋Ｎ２からなる混合成分の含有量が増加するにつれてスパッタレイトは向上するが、１０原子％を越えて含有してもスパッタレイトの向上はない。したがって、この発明の二酸化ケイ素および硫化亜鉛を含む組成を有する焼結体からなるスパッタリングターゲットに含まれる、Ａｒガス、Ｎ２ガス、またはＡｒ＋Ｎ２ガスからなる混合ガスの量を０．０１〜１０原子％（一層好ましくは、０．１〜５原子％）に定めた。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施例１
原料粉末として、平均粒径：１μｍを有する市販のＺｎＳ粉末、および平均粒径：２．８μｍを有する市販のＳｉＯ２粉末を用意した。
前記ＺｎＳ粉末にＳｉＯ２粉末：２０原子％を配合して配合粉末を作製し、この配合粉末をエタノールと共にポリポットに入れ、１時間混合してスラリーを作製した。得られたスラリーをホットプレート上に乗せ、エタノールを蒸発させ、乾燥固化した後、軽く解砕し、得られた混合解砕粉末を作製し、この混合解砕粉末をホットプレスの黒鉛型に充填したのちホットプレスチャンバー内に装入し、ホットプレスチャンバー内の雰囲気を表１〜２に示されるガス雰囲気およびガス圧力になるように調整し、かかる条件下に黒鉛型内に充填されている混合解砕粉末を１１５０℃、圧力：３０ＭＰａ、５時間保持の条件でホットプレスし、表１〜２に示される成分組成を有し、直径：１２５ｍｍ、厚さ：５ｍｍの寸法を有する円盤状の本発明ターゲット１〜１３、比較ターゲット１〜４および従来ターゲット１〜３を製造した。
【００１１】
このようにして得られた本発明ターゲット１〜１３、比較ターゲット１〜４および従来ターゲット１〜３に含まれるＡｒガス、Ｎ２ガス、またはＡｒ＋Ｎ２ガスからなる混合ガスの量を二次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）（ＣＡＭＥＣＡ製ＩＭＳ−３ｆ）により測定してその結果を表１〜２に示したのち、本発明ターゲット１〜１３、比較ターゲット１〜４および従来ターゲット１〜３をＣｕ製の冷却用バッキングプレートに純度：９９．９９９質量％のＩｎろう材にて接合し、これを高周波マグネトロンスパッタリング装置にセットし、
スパッタガス：Ａｒ、
スパッタガス圧力：５ｍｍＴｏｒｒ（０．６７Ｐａ）、
ターゲットと酸化膜付きシリコン基板の距離：７０ｍｍ、
スパッタ電力：１．５ＫＷ、
の条件でスパッタを行い、酸化膜付きシリコン基板上にＺｎＳ−ＳｉＯ２膜を成膜し、１秒間に形成された膜厚を測定し、スパッタレイトとして表１〜２に示した。
【００１２】
【表１】
2004183083.tif 000002
【００１３】
【表２】
2004183083.tif 000003
【００１４】
表１〜２に示される結果から、本発明ターゲット１〜１３は従来ターゲット１〜３に比べてスパッタレイトが向上していることが分かる。しかし、比較ターゲット１および３に見られるように、Ａｒガス、Ｎ２ガス、またはＡｒ＋Ｎ２ガスからなる混合ガスの含有量がこの発明の範囲の０．０１原子％よりも少ないとスパッタレイトは極端に悪くなり、一方、１０原子％を越えても格別なスパッタレイトの向上は見られないことが分かる。
【００１５】
実施例２
実施例１で用意した市販のＺｎＳ粉末を表３に示される条件で熱処理を施すことにより熱処理ＺｎＳ粉末Ａ〜Ｔを作製し、この熱処理ＺｎＳ粉末Ａ〜Ｔを用いて実施例１と同様にして本発明ターゲット１４〜３３を作製し、これらターゲットに含まれるＡｒ、Ｎ２、またはＡｒ＋Ｎ２からなる混合成分の含有量を実施例１と全く同様にして測定し、これら本発明ターゲット１４〜３３を用いて実施例１と同様にしてスパッタレイトを測定し、それらの結果を表５〜６に示した。
【００１６】
【表３】
2004183083.tif 000004
【００１７】
【表４】
2004183083.tif 000005
【００１８】
【表５】
2004183083.tif 000006
【００１９】
表３〜５に示される結果から、本発明ターゲット１４〜３３は表１の従来ターゲット１〜３に比べてスパッタレイトが向上していることが分かる。
【００２０】
【発明の効果】
上述のように、この発明の高速スパッタリングが可能な光記録保護膜形成用スパッタリングターゲットは、従来のスパッタリングターゲットに比べてスパッタレイトが高いために高速スパッタリングが可能となり、生産性の向上に大いに貢献し得るものである。なお、本発明における製造方法は、硫化亜鉛／ニ酸化ケイ素に限らず、すべての粉末成形ターゲットにおいて同様の効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の高速スパッタリングが可能な光記録保護膜形成用スパッタリングターゲットを製造するための一例を示す装置の断面説明図である。
【図２】従来の光記録保護膜形成用スパッタリングターゲットを製造するための一例を示す装置の断面説明図である。
【符号の説明】
１：黒鉛型、２：混合粉末、３：押し型、４：ホットプレスチャンバー、５：ガス供給穴、５´：ガス供給穴、６：ガス排出穴、６´：ガス排出穴、７：バルブ
【図１】
2004183083.tif 000007
【図２】
2004183083.tif 000008