(57)【要約】【課題】ターゲットを大型化しても抗折強度が高く、また、高出力スパッタリングを行ってもスパッタ割れが発生し難く、かつ成膜安定性を向上し得る。【解決手段】本発明の光記録媒体保護膜形成用焼結体ターゲットは、ＳｉＯ2粉末を１０〜３０モル％含有し、残りがＺｎＳからなる組成を有し、ＺｎＳ母体中にＳｉＯ2粉末が分散している焼結体ターゲットの改良である。その特徴ある構成は、平均粒径１．０〜１０μｍの無定形な第１ＳｉＯ2粒子と平均粒径０．０００５〜０．１μｍの無定形な第２ＳｉＯ2粒子とによりＳｉＯ2粉末が構成されたところにある。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳｉＯ2粉末を１０〜３０モル％含有し、残りがＺｎＳ粉末からなる組成を有し、前記ＺｎＳ母体中にＳｉＯ2粉末が分散している光記録媒体保護膜形成用焼結体ターゲットにおいて、
前記ＳｉＯ2粉末が平均粒径１．０〜１０μｍの無定形な第１ＳｉＯ2粒子と平均粒径０．０００５〜０．１μｍの無定形な第２ＳｉＯ2粒子とにより構成されたことを特徴とする光記録媒体保護膜形成用焼結体ターゲット。
【請求項２】
ＳｉＯ2粉末は第１ＳｉＯ2粒子を５０〜９９．７モル％含有し、残りが第２ＳｉＯ2粒子である請求項１記載の焼結体ターゲット。
【請求項３】
平均粒径１．０〜１０μｍの無定形な第１ＳｉＯ2粒子と平均粒径０．０００５〜０．１μｍの無定形な第２ＳｉＯ2粒子とにより構成されたＳｉＯ2粉末１０〜３０モル％と平均粒径２〜２０μｍのＺｎＳ粉末９０〜７０モル％とを混合し、前記混合粉末をホットプレス型内に充填し、真空又はＡｒガス雰囲気中、７００〜１２００℃の温度で２０〜４０ＭＰａの圧力でホットプレスすることにより光記録媒体保護膜形成用焼結体ターゲットを製造する方法。
【請求項４】
ＳｉＯ2粉末は第１ＳｉＯ2粒子を５０〜９９．７モル％含有し、第２ＳｉＯ2粒子を残部とする請求項３記載の方法。
【請求項５】
ＺｎＳ母体中に分散して光記録媒体保護膜形成用焼結体ターゲットを製造するためのＳｉＯ2粉末において、
平均粒径１．０〜１０μｍの無定形な第１ＳｉＯ2粒子と平均粒径０．０００５〜０．１μｍの無定形な第２ＳｉＯ2粒子とにより構成され、前記第１ＳｉＯ2粒子を５０〜９９．７モル％含有し、前記第２ＳｉＯ2粒子を残部とすることを特徴とするＳｉＯ2粉末。
【請求項６】
請求項１又は２記載の焼結体ターゲット、又は請求項３又は４記載の方法により製造された焼結体ターゲットを用いて形成した光記録媒体保護膜。
【請求項７】
請求項６記載の保護膜を有する光記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザーを用いて情報の記録及び消去を行う相変化型光ディスクなどの保護膜を形成するための硫化亜鉛（ＺｎＳ）−二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）焼結体からなる光記録媒体保護膜形成用焼結体ターゲット及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザーを用いて情報の記録及び消去を行う相変化型光ディスクなどの保護膜としてＺｎＳにＳｉＯ2を分散混合させたＺｎＳ−ＳｉＯ2膜が用いられている。このＺｎＳ−ＳｉＯ2膜を形成するためのスパッタリングターゲットとして、純度９９．９９９重量％以上の高純度ＺｎＳと純度９９．９９９重量％以上の高純度ＳｉＯ2との均質混成固結体からなり、９０％以上の相対密度を有しているスパッタリングターゲットが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に示されるターゲットによって成膜速度の向上や安定な成膜特性を得ることができるほか、生産性の向上を図ることができ工業上有用な効果を有する。
【０００３】
しかし上記従来のターゲットは原料粉末に粒径の大きいＳｉＯ2を用いて作製された焼結体で構成されていたため、スパッタリング中にターゲットのスパッタ面の表面に存在するＳｉＯ2の粗粒に電荷が集中し易いため、異常放電等が生じ易く、その結果パーティクルが発生するという問題があった。
このような問題点を解決する方策として、ＺｎＳ及びＳｉＯ2を主成分と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、焼結体中のＳｉＯ2の粒径が３０μｍ以下であるスパッタリングターゲットが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。この特許文献２に示されるターゲットによってスパッタリング時における異常放電が生じにくく、パーティクルの発生を防ぐことができ、安定なスパッタリングを行うことが可能となる。
【０００４】
一方、本出願人は、高出力スパッタリングを行っても割れが発生しにくい光記録保護膜形成用スパッタリングターゲットとして、ＺｎＳ素地中に、平均粒径が１０〜３０μｍの範囲にあり、かつ比表面積値が０．５〜５．０ｍ2／ｇの範囲にあるＳｉＯ2粒が均一分散している組織を有するスパッタリングターゲットを提案した（例えば、特許文献３参照。）。この特許文献３に示されるターゲットにより高出力スパッタリングを行っても割れが発生し難いので従来よりも効率よく相変化型光ディスクなどの保護膜を形成することができ、従って光ディスクの生産効率の向上及びコスト削減を行うことができる。
また、本出願人は、広い面積にわたって均一な膜厚を有する光記録保護膜を形成できるターゲットとして、ＳｉＯ2：１０〜３０ｍｏｌ％を含有し、残りがＺｎＳ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、ＺｎＳはα型結晶とβ型結晶の相比（α／β）が０≦α／β＜０．０００５の範囲内にあるスパッタリングターゲットを提案した（例えば、特許文献４参照。）。この特許文献４に示されるターゲットでは、高出力スパッタリングを行っても広い範囲にわたって均一な膜厚の光記録保護膜が得られる。
【０００５】
近年、光記録媒体の製造効率を向上させるために大型の光記録媒体保護膜形成用スパッタリングターゲットを用いて高出力スパッタリングすることにより高速で効率よく光記録媒体保護膜を形成し、それによって光ディスクの生産効率の向上及びコスト削減を行おうとしている。しかし、従来のカルコゲン化Ｚｎ−ＳｉＯ2焼結体からなる光記録媒体保護膜形成用スパッタリングターゲットは、曲げ応力に対する強度（抗折強度）が不足しているところから、ターゲットの大型化には限界があった。また、従来のカルコゲン化Ｚｎ−ＳｉＯ2焼結体からなる光記録媒体保護膜形成用スパッタリングターゲットを用いて高出力スパッタリングを行うと、ターゲットに割れが発生する。そのために高出力スパッタリングを行うことができなかった。
そこで本出願人は、カルコゲン化Ｚｎ素地中に無定形ＳｉＯ2粉末が分散している組織を有するスパッタリングターゲットを提案した（例えば、特許文献５参照。）。この特許文献５に示されるターゲットでは、特に平均粒径０．０００５〜０．１μｍの超微細無定形ＳｉＯ2粉末を使用することで、ターゲットを大型化しても高い抗折強度を有し、かつ高出力スパッタリングを行ってもスパッタ割れが発生し難い。
【特許文献１】特開平６−６５７２５号公報（請求項１、段落［００２１］）
【特許文献２】特開平１１−３５０１１９号公報（請求項１、段落［００３０］）
【特許文献３】特開平１１−３５０１２１号公報（請求項１、段落［００１５］）
【特許文献４】特開２０００−２９７３６２号公報（請求項１、段落［００１８］）
【特許文献５】特開２０００−１７８７２６号公報（請求項１及び請求項３、段落［００２９］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献５に示されるターゲットでは、平均粒径０．１μｍ以下の粒径が極めて小さい超微細粉末のみをＳｉＯ2粉末として用いているため、ターゲット自体が大きな比表面積を有することになり、空気中に存在する水分の吸湿量が顕著となる。その結果、スパッタリング中にターゲットから放出する水分を含むガス成分の放出量が増加し、スパッタリング雰囲気を劣悪にするとともに反応器内の排気効率を著しく低下させるため、成膜が不安定で再現性が悪く良質な膜が得られにくいという問題があった。また、平均粒径０．１μｍ以下の粒径が小さい超微細粉末は密度が低くなる傾向にあるため、高い相対密度が要求されるターゲットの焼成が難しい問題もあった。
【０００７】
本発明の目的は、ターゲットを大型化しても抗折強度が高く、また、高出力スパッタリングを行ってもスパッタ割れが発生し難く、かつ成膜安定性を向上し得る、光記録媒体保護膜形成用焼結体ターゲット及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、ＳｉＯ2粉末を１０〜３０モル％含有し、残りがＺｎＳ粉末からなる組成を有し、ＺｎＳ母体中にＳｉＯ2粉末が分散している光記録媒体保護膜形成用焼結体ターゲットの改良である。
その特徴ある構成は、ＳｉＯ2粉末が平均粒径１．０〜１０μｍの無定形な第１ＳｉＯ2粒子と平均粒径０．０００５〜０．１μｍの無定形な第２ＳｉＯ2粒子とにより構成されたところにある。
請求項３に係る発明は、平均粒径１．０〜１０μｍの無定形な第１ＳｉＯ2粒子と平均粒径０．０００５〜０．１μｍの無定形な第２ＳｉＯ2粒子とにより構成されたＳｉＯ2粉末１０〜３０モル％と平均粒径２〜２０μｍのＺｎＳ粉末９０〜７０モル％とを混合し、混合粉末をホットプレス型内に充填し、真空又はＡｒガス雰囲気中、７００〜１２００℃の温度で２０〜４０ＭＰａの圧力でホットプレスすることにより光記録媒体保護膜形成用焼結体ターゲットを製造する方法である。
請求項１に係る焼結体ターゲット及び請求項３に係る方法により得られる焼結体ターゲットでは、平均粒径１．０μｍ以上の粒径が大きい第１ＳｉＯ2粒子と平均粒径０．１μｍ以下の粒径が小さい第２ＳｉＯ2粒子とにより構成されたＳｉＯ2粉末を用いることで、第１ＳｉＯ2粒子の表面を第２ＳｉＯ2粒子が被覆してＳｉＯ2粉末を構成するため、平均粒径０．１μｍ以下の粒径が小さいＳｉＯ2粉末のみの比表面積に比べてＳｉＯ2粉末全体の比表面積を小さくできる。従って、空気中に存在する水分の吸湿量を低減できるため、成膜安定性が向上する。また、平均粒径０．１μｍ以下の粒径が小さいＳｉＯ2粒子のみからなるＳｉＯ2粉末の密度に比べてＳｉＯ2粉末の密度を高めることができるため、高い相対密度を有する焼結体ターゲットを容易に作製できる。また、無定形のＳｉＯ2粉末を使用しているため、大型の焼結体ターゲットを成形しても抗折強度が高く、高出力スパッタリングを行ってもスパッタ割れが発生しないので効率良く相変化型光ディスクなどの保護膜を形成することができる。粒径が大きい第１ＳｉＯ2粒子の表面を粒径が小さい第２ＳｉＯ2粒子が被覆して構成されたＳｉＯ2粉末は、ＺｎＳ母体との密着が良く、ＳｉＯ2由来のパーティクルの発生を減少できる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、ＳｉＯ2粉末は第１ＳｉＯ2粒子を５０〜９９．７モル％含有し、残りが第２ＳｉＯ2粒子である焼結体ターゲットである。
請求項４に係る発明は、請求項３に係る発明であって、ＳｉＯ2粉末は第１ＳｉＯ2粒子を５０〜９９．７モル％含有し、第２ＳｉＯ2粒子を残部とする方法である。
請求項２に係る焼結体ターゲット及び請求項４に係る方法により得られる焼結体ターゲットでは、第１ＳｉＯ2粒子と第２ＳｉＯ2粒子を上記範囲内となるように調整したＳｉＯ2粉末を用いることで、より成膜安定性が向上する。
【００１０】
請求項５に係る発明は、ＺｎＳ母体中に分散して光記録媒体保護膜形成用焼結体ターゲットを製造するためのＳｉＯ2粉末の改良である。その特徴ある構成は、平均粒径１．０〜１０μｍの無定形な第１ＳｉＯ2粒子と平均粒径０．０００５〜０．１μｍの無定形な第２ＳｉＯ2粒子とにより構成され、第１ＳｉＯ2粒子を５０〜９９．７モル％含有し、第２ＳｉＯ2粒子を残部とするところにある。
請求項５に係るＳｉＯ2粉末では、平均粒径１．０μｍ以上の粒径が大きい第１ＳｉＯ2粒子と平均粒径０．１μｍ以下の粒径が小さい第２ＳｉＯ2粒子とにより構成されたＳｉＯ2粉末を用いることで、第１ＳｉＯ2粒子の表面を第２ＳｉＯ2粒子が被覆してＳｉＯ2粉末を構成するため、平均粒径０．１μｍ以下の粒径が小さいＳｉＯ2粉末のみの比表面積に比べてＳｉＯ2粉末全体の比表面積を小さくできる。従って、空気中に存在する水分の吸湿量を低減できるため、この請求項５に係るＳｉＯ2粉末を使用した焼結体ターゲットをスパッタリングすると成膜安定性が向上する。また、平均粒径０．１μｍ以下の粒径が小さいＳｉＯ2粉末のみからなるＳｉＯ2粉末の密度に比べてＳｉＯ2粉末の密度を高めることができるため、高い相対密度を有する焼結体ターゲットが得られる。
【００１１】
請求項６に係る発明は、請求項１又は２記載の焼結体ターゲット、又は請求項３又は４記載の方法により製造された焼結体ターゲットを用いて形成した光記録媒体保護膜である。
請求項７に係る発明は、請求項６記載の保護膜を有する光記録媒体である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の焼結体ターゲット及び本発明の製造方法により得られる焼結体ターゲットでは、平均粒径１．０μｍ以上の粒径が大きい第１ＳｉＯ2粒子と平均粒径０．１μｍ以下の粒径が小さい第２ＳｉＯ2粒子とにより構成されたＳｉＯ2粉末を用いることで、第１ＳｉＯ2粒子の表面を第２ＳｉＯ2粒子が被覆してＳｉＯ2粉末を構成するため、平均粒径０．１μｍ以下の粒径が小さいＳｉＯ2粉末のみの比表面積に比べてＳｉＯ2粉末全体の比表面積を小さくできる。従って、空気中に存在する水分の吸湿量を低減できるため、成膜安定性が向上する。また、平均粒径０．１μｍ以下の粒径が小さいＳｉＯ2粒子のみからなるＳｉＯ2粉末の密度に比べてＳｉＯ2粉末の密度を高めることができるため、高い相対密度を有する焼結体ターゲットを容易に作製できる。また、無定形のＳｉＯ2粉末を使用しているため、大型の焼結体ターゲットを成形しても抗折強度が高く、更に高出力スパッタリングを行ってもスパッタ割れが発生しないので効率良く相変化型光ディスクなどの保護膜を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に本発明を実施するための最良の形態を説明する。
本発明の光記録媒体保護膜形成用焼結体ターゲットを製造するためのＳｉＯ2粉末は、ＺｎＳ母体中に分散して焼結体ターゲットを製造するためのＳｉＯ2粉末である。その特徴ある構成は、平均粒径１．０〜１０μｍの無定形な第１ＳｉＯ2粒子と平均粒径０．０００５〜０．１μｍの無定形な第２ＳｉＯ2粒子とにより構成され、第１ＳｉＯ2粒子を５０〜９９．７モル％含有し、第２ＳｉＯ2粒子を残部とするところにある。
このＳｉＯ2粉末では、平均粒径１．０μｍ以上の粒径が大きい第１ＳｉＯ2粒子と平均粒径０．１μｍ以下の粒径が小さい第２ＳｉＯ2粒子とにより構成されたＳｉＯ2粉末を用いることで、第１ＳｉＯ2粒子の表面を第２ＳｉＯ2粒子が被覆してＳｉＯ2粉末を構成するため、平均粒径０．１μｍ以下の粒径が小さいＳｉＯ2粉末のみの比表面積に比べてＳｉＯ2粉末全体の比表面積を小さくできる。従って、空気中に存在する水分の吸湿量を低減できるため、本発明のＳｉＯ2粉末を使用した焼結体ターゲットをスパッタリングすると成膜安定性が向上する。また、平均粒径０．１μｍ以下の粒径が小さいＳｉＯ2粉末のみからなるＳｉＯ2粉末の密度に比べてＳｉＯ2粉末の密度を高めることができるため、高い相対密度を有する焼結体ターゲットが得られる。また、無定形のＳｉＯ2粉末を使用しているため、このＳｉＯ2粉末を用いて大型の焼結体ターゲットを成形しても抗折強度が高く、更に高出力スパッタリングを行ってもスパッタ割れが発生しないので効率良く相変化型光ディスクなどの保護膜を形成することができる。粒径が大きい第１ＳｉＯ2粒子の表面を粒径が小さい第２ＳｉＯ2粒子が被覆して構成されたＳｉＯ2粉末は、ＺｎＳ母体との密着が良く、ＳｉＯ2由来のパーティクルの発生を減少できる。
【００１４】
第１ＳｉＯ2粒子を平均粒径１．０〜１０μｍに規定したのは、平均粒径が１．０μｍ未満であると、ＳｉＯ2粉末全体の比表面積が大きくなりすぎてしまい、成膜安定性が低下するためであり、平均粒径が１０μｍを越えたＳｉＯ2粉末を用いたターゲットをスパッタリングすると、スパッタリング中にターゲットのスパッタ面の表面に存在するＳｉＯ2の粗粒に電荷が集中し易くなり、異常放電等が生じ易く、その結果パーティクルが発生するためである。第２ＳｉＯ2粒子を平均粒径０．０００５〜０．１μｍに規定したのは、平均粒径が０．０００５μｍ未満の粒子を製造するのは難しいためであり、平均粒径が０．１μｍを越えると、第１ＳｉＯ2粒子への被覆効果が得られないからである。第１ＳｉＯ2粒子の好ましい平均粒径は０．４〜５μｍであり、第２ＳｉＯ2粒子の好ましい平均粒径は０．００５〜０．０５μｍである。第１ＳｉＯ2粒子と第２ＳｉＯ2粒子の割合は、第１ＳｉＯ2粒子が５０〜９９．７モル％含有し、残りを第２ＳｉＯ2粒子とすることが好ましく、特に第１ＳｉＯ2粒子が８０〜９９．５モル％含有し、残りを第２ＳｉＯ2粒子とすることが好適である。
【００１５】
また本発明の光記録媒体保護膜形成用焼結体ターゲットは、ＳｉＯ2粉末を１０〜３０モル％含有し、残りがＺｎＳ粉末からなる組成を有し、ＺｎＳ母体中にＳｉＯ2粉末が分散している焼結体ターゲットの改良である。その特徴ある構成は、平均粒径１．０〜１０μｍの無定形な第１ＳｉＯ2粒子と平均粒径０．０００５〜０．１μｍの無定形な第２ＳｉＯ2粒子とによりＳｉＯ2粉末が構成されたところにある。
平均粒径１．０μｍ以上の粒径が大きい第１ＳｉＯ2粒子と平均粒径０．１μｍ以下の粒径が小さい第２ＳｉＯ2粒子とにより構成されたＳｉＯ2粉末を用いることで、第１ＳｉＯ2粒子の表面を第２ＳｉＯ2粒子が被覆してＳｉＯ2粉末を構成するため、平均粒径０．１μｍ以下の粒径が小さいＳｉＯ2粉末のみの比表面積に比べてＳｉＯ2粉末全体の比表面積を小さくできる。従って、空気中に存在する水分の吸湿量を低減できるため、成膜安定性が向上する。また、平均粒径０．１μｍ以下の粒径が小さいＳｉＯ2粒子のみからなるＳｉＯ2粉末の密度に比べてＳｉＯ2粉末の密度を高めることができるため、高い相対密度を有する焼結体ターゲットが得られる。また、無定形のＳｉＯ2粉末を使用しているため、大型の焼結体ターゲットを成形しても抗折強度が高く、更に高出力スパッタリングを行ってもスパッタ割れが発生しないので効率良く相変化型光ディスクなどの保護膜を形成することができる。粒径が大きい第１ＳｉＯ2粒子の表面を粒径が小さい第２ＳｉＯ2粒子が被覆して構成されたＳｉＯ2粉末は、ＺｎＳ母体との密着が良く、ＳｉＯ2由来のパーティクルの発生を減少できる。
【００１６】
ＺｎＳ粉末及びＳｉＯ2粉末ともに、その純度は９９．９９９重量％以上を有する。好ましい組成は、ＳｉＯ2粉末を１０〜３０モル％含有し、残りがＺｎＳであり、特にＳｉＯ2粉末を２０モル％含有し、残りがＺｎＳからなる組成を有することが好適である。
第１ＳｉＯ2粒子を平均粒径１．０〜１０μｍに規定したのは、平均粒径が１．０μｍ未満であると、ＳｉＯ2粉末全体の比表面積が大きくなりすぎてしまい、成膜安定性が低下するためであり、平均粒径が１０μｍを越えたＳｉＯ2粉末を用いたターゲットをスパッタリングすると、スパッタリング中にターゲットのスパッタ面の表面に存在するＳｉＯ2の粗粒に電荷が集中し易くなり、異常放電等が生じ易く、その結果パーティクルが発生するためである。第２ＳｉＯ2粒子を平均粒径０．０００５〜０．１μｍに規定したのは、平均粒径が０．０００５μｍ未満の粒子を製造するのは難しいためであり、平均粒径が０．１μｍを越えると、第１ＳｉＯ2粒子への被覆効果が得られないからである。第１ＳｉＯ2粒子の好ましい平均粒径は０．４〜５μｍであり、第２ＳｉＯ2粒子の好ましい平均粒径は０．００５〜０．０５μｍである。第１ＳｉＯ2粒子と第２ＳｉＯ2粒子の割合は、第１ＳｉＯ2粒子が５０〜９９．７モル％含有し、残りを第２ＳｉＯ2粒子とすることが好ましく、特に第１ＳｉＯ2粒子が８０〜９９．５モル％含有し、残りを第２ＳｉＯ2粒子とすることが好適である。第１ＳｉＯ2粒子が約９７モル％含有し、残りが第２ＳｉＯ2粒子の割合となるように配合することで、第１ＳｉＯ2粒子の周面に第２ＳｉＯ2粒子が隙間なく被覆される。第１ＳｉＯ2粒子の含有量が９５モル％未満で、残りが第２ＳｉＯ2粒子の割合となるように配合すると、第１ＳｉＯ2粒子の周面に第２ＳｉＯ2粒子が隙間なく被覆されるだけでなく、ＺｎＳ粒子の周面に第２ＳｉＯ2粒子が被覆したり、第１ＳｉＯ2粒子の周面に第２ＳｉＯ2粒子が被覆して形成されたＳｉＯ2粉末に第２ＳｉＯ2粒子が堆積しているような形態を取る。
【００１７】
次に、光記録媒体保護膜形成用焼結体ターゲットを製造する方法を説明する。
先ず、市販されている純度が９９．９９９重量％以上のＺｎＳ粉末を用意する。この市販ＺｎＳ粉末をＡｒガス雰囲気中、３００〜７００℃の温度で熱処理を０．５〜１２時間施して市販ＺｎＳ粉末に多く含まれるＨ2Ｓ等の不純物ガスを除去し、平均粒径２〜２０μｍの焼結体ターゲット用ＺｎＳ粉末を作製する。次いで、ＳｉＯ2粉末として平均粒径１．０〜１０μｍの無定形な第１ＳｉＯ2粒子と、平均粒径０．０００５〜０．１μｍの無定形な第２ＳｉＯ2粒子をそれぞれ用意する。次に、第１ＳｉＯ2粒子と第２ＳｉＯ2粒子の組成比を第１ＳｉＯ2粒子が５０〜９９．７モル％含有し、第２ＳｉＯ2粒子が残部となるように混合し、この混合粉末をφ２ｍｍのアルミナボールとともにポリポットの中に入れ、０．５〜３時間乾式混合することにより第１ＳｉＯ2粒子の表面を第２ＳｉＯ2粒子が被覆して構成されたＳｉＯ2粉末を作製する。次に、ＳｉＯ2粉末とＺｎＳ粉末の組成比が１０〜３０モル％：９０〜７０モル％となるように混合し、この混合粉末をφ２ｍｍのアルミナボールとともにポリポットの中に入れ、０．５〜３時間乾式混合して焼結体ターゲット用混合粉末を作製する。なお、混合粉末を２段階に分けて作製したが、ＺｎＳ粉末、第１ＳｉＯ2粒子及び第２ＳｉＯ2粒子を１段階で混合して混合粉末を作製してもよい。
【００１８】
作製した混合粉末は黒鉛製のホットプレス型内に充填する。次に、混合粉末を充填したホットプレス型をＡｒガス雰囲気中、７００〜１２００℃の温度で２０〜４０ＭＰａの圧力で１〜２０時間保持することにより混合粉末をホットプレスし、続いて冷却速度６０〜１８０℃／時間で冷却することにより、ホットプレス体を作製する。ホットプレスの条件は、無定形ＳｉＯ2粉末が結晶化しない条件で行われる。８５０〜１１５０℃の温度で２５〜３５ＭＰａの圧力で２〜８時間保持することにより混合粉末をホットプレスし、続いて冷却速度１２０〜１８０℃／時間で冷却することが好ましい。得られたホットプレス体を所定の直径、所定の厚さに機械加工することで焼結体ターゲットが得られる。
このようにして得られた本発明の焼結体ターゲットは、高い抗折強度を有するため、ターゲットの直径を大きくすることができ、大型のターゲットで高出力スパッタリングを行ったとしてもスパッタ割れが発生せず、かつ成膜安定性が高い。
【実施例】
【００１９】
次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。
＜実施例１＞
先ず、市販されている純度が９９．９９９重量％以上のＺｎＳ粉末を用意した。この市販ＺｎＳ粉末をＡｒガス雰囲気中、６５０℃の温度で熱処理を１時間施して市販ＺｎＳ粉末に多く含まれるＨ2Ｓ等の不純物ガスを除去し、焼結体ターゲット用ＺｎＳ粉末を作製した。作製した焼結体ターゲット用ＺｎＳ粉末の平均粒径は約８μｍであった。次いで、ＳｉＯ2粉末として平均粒径２．０μｍ、比表面積２ｍ2／ｇの無定形第１ＳｉＯ2粒子と、平均粒径１０ｎｍ、比表面積１００ｍ2／ｇの無定形第２ＳｉＯ2粒子をそれぞれ用意した。
次に、ＺｎＳ粉末と第１ＳｉＯ2粒子と第２ＳｉＯ2粒子の組成比を８０：１９．５：０．５となるように混合し、この混合粉末をφ２ｍｍのアルミナボールとともにポリポットの中に入れ、１時間乾式混合して焼結体ターゲット用混合粉末を作製した。作製した混合粉末は黒鉛製のホットプレス型内に充填した。次に、混合粉末を充填したホットプレス型をＡｒガス雰囲気中において圧力２５ＭＰａ、１０００℃の温度で２時間保持することにより混合粉末をホットプレスし、続いて冷却速度１２０℃／時間で冷却することにより、ホットプレス体を作製した。得られたホットプレス体は直径２００ｍｍ、厚さ５ｍｍの寸法に機械加工して円盤状の焼結体ターゲットを作製した。
【００２０】
＜実施例２＞
ＺｎＳ粉末と第１ＳｉＯ2粒子と第２ＳｉＯ2粒子の組成比を８０：１５：５とした以外は実施例１と同様にして焼結体ターゲットを作製した。
＜実施例３＞
実施例１で使用した焼結体ターゲット用ＺｎＳ粉末と、平均粒径０．５μｍ、比表面積６ｍ2／ｇの無定形第１ＳｉＯ2粒子と、平均粒径３０ｎｍ、比表面積５０ｍ2／ｇの無定形第２ＳｉＯ2粒子をそれぞれ用意し、ＺｎＳ粉末と第１ＳｉＯ2粒子と第２ＳｉＯ2粒子の組成比を８０：１９：１とした以外は実施例１と同様にして焼結体ターゲットを作製した。
＜実施例４＞
実施例１で使用した焼結体ターゲット用ＺｎＳ粉末と、平均粒径０．５μｍ、比表面積６ｍ2／ｇの無定形第１ＳｉＯ2粒子と、平均粒径３０ｎｍ、比表面積５０ｍ2／ｇの無定形第２ＳｉＯ2粒子をそれぞれ用意し、ＺｎＳ粉末と第１ＳｉＯ2粒子と第２ＳｉＯ2粒子の組成比を８０：１２：８とした以外は実施例１と同様にして焼結体ターゲットを作製した。
＜実施例５＞
実施例１で使用した焼結体ターゲット用ＺｎＳ粉末と、平均粒径４．０μｍ、比表面積１．５ｍ2／ｇの無定形第１ＳｉＯ2粒子と、平均粒径９６ｎｍ、比表面積５０ｍ2／ｇの無定形第２ＳｉＯ2粒子をそれぞれ用意し、ＺｎＳ粉末と第１ＳｉＯ2粒子と第２ＳｉＯ2粒子の組成比を８０：１５：５とした以外は実施例１と同様にして焼結体ターゲットを作製した。
【００２１】
＜実施例６＞
先ず、実施例１で使用した焼結体ターゲット用ＺｎＳ粉末を用意した。同様に実施例１で使用した無定形第１ＳｉＯ2粒子と無定形第２ＳｉＯ2粒子をそれぞれ用意した。次に、第１ＳｉＯ2粒子と第２ＳｉＯ2粒子の組成比を１９．５：０．５となるように混合し、この混合粉末をφ２ｍｍのアルミナボールとともにポリポットの中に入れ、１時間乾式混合した。得られた混合物にＺｎＳ粉末をＺｎＳと第１ＳｉＯ2粒子と第２ＳｉＯ2粒子の組成比が８０：１９．５：０．５となるように投入し、更に１時間混合して焼結体ターゲット用混合粉末を作製した。上記以外は実施例１と同様にして焼結体ターゲットを作製した。
＜実施例７＞
実施例１で使用した焼結体ターゲット用ＺｎＳ粉末と、平均粒径０．５μｍ、比表面積６ｍ2／ｇの無定形第１ＳｉＯ2粒子と、平均粒径３０ｎｍ、比表面積５０ｍ2／ｇの無定形第２ＳｉＯ2粒子をそれぞれ用意し、ＺｎＳ粉末と第１ＳｉＯ2粒子と第２ＳｉＯ2粒子の組成比を８０：１９：１とした以外は実施例６と同様にして焼結体ターゲットを作製した。
【００２２】
＜比較例１＞
実施例１で使用した焼結体ターゲット用ＺｎＳ粉末を用意し、第１ＳｉＯ2粒子として平均粒径４μｍ、比表面積４ｍ2／ｇの結晶質ＳｉＯ2粒子を用意し、第２ＳｉＯ2粒子を用いず、ＺｎＳ粉末と第１ＳｉＯ2粒子の組成比を８０：２０とした以外は実施例１と同様にして焼結体ターゲットを作製した。
＜比較例２＞
実施例１で使用した焼結体ターゲット用ＺｎＳ粉末を用意し、第１ＳｉＯ2粒子を用いず、第２ＳｉＯ2粒子として平均粒径１８ｎｍ、比表面積７０ｍ2／ｇの非結晶質ＳｉＯ2粒子を用意し、ＺｎＳ粉末と第２ＳｉＯ2粒子の組成比を８０：２０とした以外は実施例１と同様にして焼結体ターゲットを作製した。
＜比較例３＞
実施例１で使用した焼結体ターゲット用ＺｎＳ粉末を用意し、第１ＳｉＯ2粒子として平均粒径４μｍ、比表面積４ｍ2／ｇの非結晶質ＳｉＯ2粒子を用意し、第２ＳｉＯ2粒子を用いず、ＺｎＳ粉末と第１ＳｉＯ2粒子の組成比を８０：２０とした以外は実施例１と同様にして焼結体ターゲットを作製した。
【００２３】
【表１】
2005171315.tif 000002
【００２４】
＜比較試験１＞
先ず、上記実施例１〜７及び比較例１〜３の焼結体ターゲットを用意し、これらの焼結体ターゲットにおける抗折強度及び相対密度を測定した。次に、実施例１〜７及び比較例１〜３の焼結体ターゲットをそれぞれモリブデン製の冷却用バッキングプレートに純度９９．９９９重量％のイリジウムろう材によりはんだ付けし、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０．６６５Ｐａ（５×１０-3Ｔｏｒｒ）、スパッタ電力１３．５６ＭＨｚの高周波電力１５００ｋＷ（約８．５Ｗ／ｃｍ2）、スパッタ時間５分間でスパッタリングを行い、厚さ１００ｎｍのＳｉＯ2膜が積層したＳｉ基板上に保護膜を成膜した。
次に、成膜後得られた保護膜をパーティクルカウンターで基板上のサイズが１μｍ以上のパーティクル数を測定した。更に、上記スパッタリング条件でスパッタリングを連続して行い、ターゲットにスパッタ割れが発生したか否かを目視にて観察した。実施例１〜７及び比較例１〜３のの焼結体ターゲットにおける相対密度、抗折強度、パーティクル数及びスパッタ割れの有無を表２にそれぞれ示す。
【００２５】
【表２】
2005171315.tif 000003
【００２６】
表２より明らかなように、比較例１及び比較例３のターゲットではパーティクル数が多く、またスパッタ割れが発生していた。また比較例２のターゲットでは低い相対密度であった。これに対して実施例１〜７の焼結体ターゲットは比較例１及び３の焼結体ターゲットに比べて、相対密度及び抗折強度がそれぞれ高く、また高出力の高周波マグネトロンスパッタを行ってもスパッタ割れが発生しないことが判った。