WO2006129410A1

WO2006129410A1 - スパッタリングターゲット及びその製造方法

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Publication number: WO2006129410A1
Application number: PCT/JP2006/305378
Authority: WO
Inventors: Atsushi Nakamura; Masataka Yahagi; Kenji Sato
Original assignee: Nippon Mining & Metals Co., Ltd.
Priority date: 2005-05-30
Filing date: 2006-03-17
Publication date: 2006-12-07
Also published as: CN101189358A; EP1887100A4; JPWO2006129410A1; TWI346713B; TWI368662B; TW201144468A; EP1887100A1; JP4828529B2; CN101189358B; TW200704800A; EP1887100B1

Abstract

　Al2O3：0．2～3．0 at%、MgO及び／又はSiO2：１～27 at%、残部ZnOからなる低屈折率でありかつ低バルク抵抗を備えているスパッタリングターゲット。原料となるAl2O3粉とZnO粉を予め混合して予め仮焼し、次にこの仮焼結したAl2O3－ZnO混合粉に、MgO及び／又はSiO2粉を混合して焼結することを特徴とする低屈折率でありかつ低バルク抵抗を備えているスパッタリングターゲットの製造方法。硫黄を含有せず、バルク抵抗が低くDCスパッタリングが可能であり、低屈折率の光学薄膜形成用ターゲット及びその製造方法を提供する。透過率が高く、非硫化物系で構成されているため、隣接する反射層、記録層の劣化が生じ難い光情報記録媒体用薄膜の形成に有用である。光情報記録媒体の特性の向上、設備コストの低減化、成膜速度の向上によるスループットを大幅に改善する。

Description

明細書

スパッタリングターゲット及びその製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、硫黄を含有せず、バルタ抵抗が低く DCスパッタリングが可能であり、低屈折率の光学薄膜形成用ターゲット及びその製造方法に関する。

背景技術

[0002] 従来、主として相変化型の光情報記録媒体の保護層に一般的に使用される ZnS— SiO

2は、光学特性、熱特性、記録層との密着性等において、優れた特性を有し、広く使用されている。

しかし、今日 Blue-Rayに代表される書き換え型 DVDは、さらに書き換え回数の増加、大容量化、高速記録ィ匕が強く求められている。

[0003] 光情報記録媒体の書き換え回数等が劣化する原因の一つとして、保護層 ZnS— Si 0に挟まれるように配置された記録層材への、 ZnS— SiOからの硫黄成分の拡散が

2 2

挙げられる。

また、大容量化、高速記録化のため高反射率で高熱伝導特性を有する純 Agまたは Ag合金が反射層材に使用されるようになったが、このような反射層も保護層材である ZnS -SiOと接するように配置されている。

2

したがって、この場合も同様に、 ZnS— SiOからの硫黄成分の拡散により、純 Agまた

2

は Ag合金反射層材も腐食劣化して、光情報記録媒体の反射率等の特性劣化を引き起こす要因となっていた。

[0004] これら硫黄成分の拡散防止対策として、反射層と保護層、記録層と保護層の間に、窒化物や炭化物を主成分とした中間層を設けた構成にすることも行なわれている。しかし、これは積層数の増加となり、スループット低下、コスト増加になるという問題を発生している。

上記のような問題を解決するため、保護層材に硫ィ匕物を含まない酸ィ匕物のみの材料へと置き換え、 ZnS -SiOと同等以上の光学特性、非晶質安定性を有する材料系

2

が検討されている。 [0005] また、 ZnS— SiO等のセラミックスターゲットは、バルタ抵抗値が高いため、直流スパッ

2

タリング装置により成膜することができず、通常高周波スパッタリング (RF)装置が使用されている。

ところが、この高周波スパッタリング (RF)装置は、装置自体が高価であるば力りでなぐスパッタリング効率が悪ぐ電力消費量が大きぐ制御が複雑であり、成膜速度も遅、と、う多くの欠点がある。

また、成膜速度を上げるため、高電力を加えた場合、基板温度が上昇し、ポリカーボネート製基板の変形を生ずるという問題がある。また、 ZnS— SiOは膜厚が厚いため

2

に起因するスループット低下やコスト増も問題となっていた。

[0006] 以上のようなことから、 ZnOの使用すなわち硫黄成分を含有させずに透明導電性の薄膜を形成するために、 ZnOに正三価以上の原子価を有する元素を単独で添加するという焼結体ターゲットの提案がなされている (例えば、特許文献 1参照)。しかし、この場合はバルタ抵抗値と低屈折率ィ匕を両立させると、うことが十分にできな、と考えられる。

また、透明導電膜及びそれを製造するための焼結体として、 II族、 III族、 IV族元素を様々に組合せた高周波又は直流マグネトロンスパッタリング法による製造方法が提案されている（特許文献 2参照)。しかし、この技術の目的は、ターゲットの低抵抗化を目途とするものではなぐさらにバルタ抵抗値と低屈折率ィ匕を両立させるということが十分にできないと考えられる。

[0007] また、添加する元素の少なくとも 1種が ZnOに固溶されるという条件の ZnOスパッタリングターゲットが提案されている（特許文献 3参照)。これは添加元素の固溶が条件であるから、成分組成に制限があり、したがって光学特性にも制限が生ずるという問題がある。

特許文献 1 :特開平 2— 149459号公報

特許文献 2：特開平 8-264022号公報

特許文献 3：特開平 11-322332号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題 [0008] 本発明は、硫黄を含有せず、バルタ抵抗が低ぐ材料の適宜選択により DCスパッタリングが可能であり、低屈折率の光学薄膜形成用ターゲット及びその製造方法を提供するものであり、かつ記録層との密着性、機械特性に優れ、且つ透過率が高ぐ非硫ィ匕物系で構成されているため、隣接する反射層、記録層の劣化が生じ難い光情報記録媒体用薄膜 (特に保護膜としての使用）の形成に有用であるスパッタリングターゲット及びその製造方法を提供し、これによつて、光情報記録媒体の特性の向上、設備コストの低減化、成膜速度の向上によるスループットを大幅に改善することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0009] 上記の課題を解決するために、本発明者らは鋭意研究を行った結果、従来の保護層材 ZnS-SiOを、下記に提示する硫ィ匕物を含まない酸ィ匕物のみの材料へと置き換

2

え、かつ ZnS-SiOと同等の光学特性及び非晶質安定性を確保し、さらに DC (直流）

2

スパッタによる高速成膜が可能であり、また必要に応じて RFスパッタを実施することができ、光情報記録媒体の特性改善、生産性向上が可能であるとの知見を得た。

[0010] 本発明はこの知見に基づき、 A1 0 : 0. 2〜3. 0 at%、 MgO及び Z又は SiO： 1〜27 at

2 3 2

%、残部 ZnO力なる低屈折率でありかつ低バルタ抵抗を備えて、ることを特徴とするスパッタリングターゲットを提供するものである。

本発明のターゲットを製造する方法としては、原料となる A1 0粉と ZnO粉を予め混

2 3

合して予め仮焼し、次にこの仮焼した A1 0 — ZnO粉 (AZO粉）に、添加材料である M

2 3

g〇及び Z又は SiO粉を混合して再仮焼した後、焼結することが有効である。

2

また、この場合、添加原料となる MgO粉と SiO粉とを同様に混合して仮焼し、この M

2

gO-SiO仮焼粉を前記仮焼した A1 0 — ZnO粉 (AZO粉）に混合して再仮焼した後、

2 2 3

焼結することも有効である。以上力もなるスパッタリングターゲットは、相対密度が 90% 以上を備え、バルタ抵抗が 100m Ω 'cm未満であるターゲットを容易に得ることができる。そして、光情報記録媒体の保護層を形成するためのターゲットとして有用である。発明の効果

[0011] 上記によって、保護層材 ZnS-SiOを、硫ィ匕物を含まない酸ィ匕物のみの材料へと置

2

き換えることによって、隣接する反射層、記録層等への硫黄による劣化を抑制すると共に、 ZnS-SiOと同等又はそれ以上の光学特性を備え、バルタ抵抗値の低減化によ

2

り高速成膜が可能となる。また、記録層との密着性、機械特性に優れ、且つ透過率が高いという優れた特性を持つ光情報記録媒体用薄膜 (特に保護膜、反射層、半透過膜層としての使用）に有用であるパッタリングターゲットを提供できる。以上の通り、光情報記録媒体の特性の向上、設備コストの低減化、成膜速度の向上によるスループットを大幅に改善することが可能となるという優れた効果を有する。

発明を実施するための最良の形態

[0012] 本発明のスパッタリングターゲットは、 A1 0 : 0. 2〜3. 0 at%、 MgO及び Z又は SiO： 1

2 3 2

〜27 at%、残部 ZnOからなる低屈折率でありかつ低バルタ抵抗を備えている。すなわち、 ZnO中に導電性を付与する A1 0と、屈折率を調整する MgO、 SiOの少なくとも 1

2 3 2

種類以上を分散させたものである。

A1 0が 0. 2 at%未満では、バルタ抵抗値が上がり、本発明の目的を達成できない。

2 3

また、 A1 0が 3. 0 at%を超えるとバルク抵抗が上昇し、 DCスパッタができなくなるので

2 3

好ましくない。

MgOと SiOは、それぞれ単独添加及び複合添加が可能であり、本願発明の目的を

2

達成することができる。 MgO及び Z又は SiO： 1 at%未満では、低屈折率化を達成で

2

きず、 21 at%を超えると、バルタ抵抗値が増加し、成膜速度が著しく低下するので好ましくない。したがって、上記の成分の組成範囲とするのが良い。

なお、 MgO及び Z又は SiOの添カ卩については 10〜27 at%とするの力さらに好まし

2

い。 MgO及び Z又は SiOの添加量 1〜10 at%に比べて、 10〜27 at%程度添加する方

2

力透過率がより向上し、屈折率を低減ィ匕できるからである。

[0013] このスパッタリングターゲットは、特に屈折率 1. 5〜1. 75 (633nm)の低屈折率の光ディスク用光学薄膜を工業的に製造するために有用である。特に、光情報記録媒体の保護層、反射層又は半透過層を形成するためのターゲットとして用いることができる。

光情報記録媒体の大容量化に伴い、追記型 ·書換型 DVDにも多層記録に対応したものが登場している。このような多層構造をとる場合、一層目と二層目の中間に位置する一層目の反射層は二層目への記録，読み出し光を照射するために透過性を合わせ持つ必要がある。この半透過層として Ag合金を用いた場合、保護層として使用される ZnS-Si02との反応による硫ィ匕が問題となる。

このような硫ィ匕の問題のない半透過層として、高屈折率層と低屈折率層を交互に積層して任意の光学特性を持たせた半透過層とすることができる。本発明のターゲットは、上記保護層以外にも、半透過層を構成する低屈折率層としても、好適に使用することができる。

そして、ターゲットのバルタ抵抗力^ 00m Ω 'cm未満を達成できる。バルタ抵抗値の低減化により、 DCスパッタによる高速成膜が可能となる。材料の選択によっては RFスノッタを必要とするが、その場合でも成膜速度の向上がある。

以上によって、スパッタ成膜速度、光学特性 (屈折率、透過率)の最適な範囲となる。数値範囲から逸脱する範囲は、上記特性に劣る傾向にある。

[0014] さらに、原料となる A1 0粉と ZnO粉を予め混合して予め仮焼し、次にこの仮焼結し

2 3

†A\ 0— ZnO粉 (AZO粉）に、 MgO及び Z又は SiO粉を混合して再度仮焼した後、

2 3 2

焼結することを提案するものである。単に MgO及び Z又は SiO粉を添加した場合に

2

は、 A1 0と MgO及び Z又は SiOが反応してスピネルとなり易ぐバルタ抵抗値が上昇

2 3 2

する傾向にあるからである。したがって、焼結体のより低バルタ抵抗ィ匕を達成するためには、仮焼結した A1 0 ZnO粉 (AZO粉)を使用して焼結することが望まれる。

2 3

さらに、原料となる A1 0粉と ZnO粉を予め混合して予め仮焼して AZO粉とするととも

2 3

に、原料となる MgO粉と SiO粉とを同様に混合して仮焼し、次に前記仮焼した A1 0

2 2 3

— ZnO粉 (AZO粉）に、この MgO— SiO仮焼粉を混合して再度仮焼した後、仮焼し焼

2

結することが推奨される。これによつて、スピネル化をさらに抑制でき低バルタ抵抗化を達成できるからである。

[0015] また、本発明のスパッタリングターゲットは、相対密度が 90%以上とすることが可能である。密度の向上は、スパッタ膜の均一性を高め、またスパッタリング時のパーテイクルの発生を抑制できる効果を有する。

上記に述べるスパッタリングターゲットを使用して、少なくとも薄膜として光情報記録媒体構造の一部を形成する光情報記録媒体を提供することができる。さらに、上記スノッタリングターゲットを使用して、少なくとも薄膜として光情報記録媒体の構造の一部を形成し、且つ記録層又は反射層と隣接して配置されている光情報記録媒体を作製することができる。

[0016] 本発明は、このように酸ィ匕亜鉛を主成分とするターゲットとすることにより、導電性を保有させることができ、これによつて、直流スパッタ（DCスパッタ）によって薄膜を形成することが可能となる。 DCスパッタリングは RFスパッタリングに比べ、成膜速度が速く、スパッタリング効率が良いという点で優れており、スループットを著しく向上できる。また、 DCスパッタリング装置は価格が安ぐ制御が容易であり、電力の消費量も少なくて済むという利点がある。保護膜自体の膜厚を薄くすることも可能となるため、生産性向上、基板加熱防止効果をさらに発揮できる。なお、本発明においては、製造条件及び材料の選択によっては、 RFスパッタリングを行うことが必要な場合もある力その場合でも成膜速度の向上がある。

[0017] さらに、本発明のスパッタリングターゲットを使用して形成された薄膜は、光情報記録媒体の構造の一部を形成し、記録層又は反射層と隣接して配置される力上記の通り、 ZnSを使用していないので、 Sによる汚染がなぐ保護層に挟まれるように配置された記録層材への硫黄成分の拡散がなくなり、これによる記録層の劣化がなくなるという著しい効果がある。

また、大容量化、高速記録化のため、高反射率で高熱伝導特性を有する純 Agまたは Ag合金が反射層材に使用されるようになったが、この隣接する反射層への硫黄成分の拡散も無くなり、同様に反射層材が腐食劣化して、光情報記録媒体の反射率等の特性劣化を引き起こす原因が一掃されるという優れた効果を有する。

[0018] 本発明のスパッタリングターゲットは、平均粒径が 5 μ m以下である各構成元素の酸化物粉末を、常圧焼結又は高温加圧焼結することによって製造することができる。これによって、相対密度が 90%以上を有するスパッタリングターゲットが得られる。この場合、焼結前に酸化亜鉛を主成分とした酸化物粉末を、 800〜1200° Cで仮焼することが望ましい。この仮焼後、 3 m以下に粉砕して焼結用の原料とする。

[0019] さらに、本発明のスパッタリングターゲットを使用することにより、生産性が向上し、品質の優れた材料を得ることができ、光ディスク保護膜をもつ光記録媒体を低コストで安定して製造できると、う著し、効果がある。本発明のスパッタリングターゲットの密度向上は、空孔を減少させ結晶粒を微細化し、ターゲットのスパッタ面を均一かつ平滑にすることができるので、スパッタリング時のパーティクルゃノジュールを低減させ、さら〖こターゲットライフも長くすることができるという著しい効果を有し、品質のばらつきが少なく量産性を向上させることができる。実施例

[0020] 以下、実施例および比較例に基づいて説明する。なお、本実施例はあくまで一例であり、この例によって何ら制限されるものではない。すなわち、本発明は特許請求の範囲によってのみ制限されるものであり、本発明に含まれる実施例以外の種々の変形を包含するものである。

[0021] (実施例 1)

4N相当で 5 μ m以下の ΖηΟ粉と 4Ν相当で平均粒径 5 μ m以下の A1 0粉及び 4N相

2 3

当で平均粒径 5 m以下の MgO粉を準備した。次に、 ZnO粉と A1 0粉を表 1に示す

2 3

配合比に調合し、これを混合した後、 1000° Cの温度で仮焼し、 AZO粉とした。この AZOと前記 MgO粉を表 1の配合比となるように混合し、さらに 1000° Cの温度で仮焼した。この仮焼粉をボールミル等で平均粒径 1 μ m以下まで微粉砕した後、成形性を上げるため造粒した。そしてこの造粒した粉末材料を 500kgf/cm²の圧力でプレス成形した。

加圧成形後、酸素雰囲気、 1400° Cの温度で常圧焼結した。この焼結体を機械加ェでターゲット形状に仕上げた。

[0022] 上記の仕上げカ卩ェした 6インチ φサイズのターゲットを使用して、スパッタリングを行つた。スパッタ条件は、 DCスパッタ、スパッタパワー 500W、 Arガス圧 0. 5Paとし、膜厚 1500 Aに成膜した。

成膜サンプルの透過率％ (波長 633nm)、屈折率 (波長 633nm)、さらにスパッタ方式及び成膜速度（ A/sec)の測定した結果等を、まとめて表 1に示す。

[0023] [表 1]

以上の結果、実施例 1のスパッタリングターゲットは、相対密度が 95%に達し、安定した DCスパッタができた。そして、バルタ抵抗値は 60m Ω ' cmとなり、成膜速度は 1. 8 A /secが達成され、良好なスパッタ性を有した。スパッタ膜の透過率は、 97.9% (633nm) に達し、屈折率は 1. 73であった。

本実施例のターゲットは、 ZnSを使用していないので、硫黄の拡散'汚染による光情報記録媒体の特性劣化は生じない。また、後述する比較例に比べて、成膜サンプルの透過率、屈折率、ターゲット密度、成膜速度がいずれも良好な値を示し、 DCスパッタが可能であった。

[0025] (実施例 2)

4N相当で 5 μ m以下の ZnO粉、 4N相当で平均粒径 5 μ m以下の A1 0粉、 4N相当で

2 3

平均粒径 5 m以下の SiO粉及び MgO粉を準備した。まず、 ZnO粉と A1 0粉を表 1に

2 2 3 示す配合比に調合し、これを混合した後、 1000° Cの温度で仮焼し、 AZO粉とした。一方、 4N相当で平均粒径 5 μ m以下の MgO粉と 4Ν相当で平均粒径 5 μ m以下の Si 0粉を、表 1に示す配合比となるように調合して同様に混合し、さらに 1000° Cの温

2

度で仮焼した。

次に、前記 AZO粉及び MgO粉と SiO粉の仮焼粉を、さらに混合し再仮焼した。これ

2

をボールミルで平均粒径 1 μ m以下まで微粉砕した後、成形性を上げるため造粒した。そして、この造粒した粉末材料を 500kgf/cm²の圧力でプレス成形した。

加圧成形後酸素雰囲気、 1400° Cの温度で常圧焼結した。そして、この焼結体を機械加工でターゲット形状に仕上げた。

上記の仕上げカ卩ェした 6インチ φサイズのターゲットを使用して、スパッタリングを行つた。スパッタ条件及び評価方法は、実施例 1と同様である。この結果を、同様に表 1 に示す。

[0026] 以上の結果、実施例 2のスパッタリングターゲットは、相対密度が 95%に達し、安定した DCスパッタができた。そして、バルタ抵抗値は 38m Ω 'cmとなり、成膜速度は 1. 7 A /secが達成され、良好なスパッタ性を有した。

スパッタ膜の透過率は、 98.7% (633nm)に達し、屈折率は 1. 7であった。本実施例のターゲットは、 ZnSを使用していないので、硫黄の拡散'汚染による光情報記録媒体の特性劣化は生じない。また、後述する比較例に比べて、成膜サンプルの透過率、屈折率、ターゲット密度、成膜速度がいずれも良好な値を示し、 DCスパッタが可能であった。

[0027] (実施例 3)

4N相当で 5 μ m以下の ZnO粉と 4Ν相当で平均粒径 5 μ m以下の A1 0粉及び 4N相当で平均粒径 5 m以下の MgO粉を準備した。次に、 ZnO粉と A1 0粉を表 1に示す

2 3

加圧成形後、酸素雰囲気、 1400° Cの温度で常圧焼結した。この焼結体を機械カロェでターゲット形状に仕上げた。

[0028] 以上の結果、実施例 3のスパッタリングターゲットは、相対密度が 99%に達し、またバルク抵抗値は 35m Ω 'cmとなり、安定した DCスパッタができた。そして、成膜速度が 2

A/secが達成され、良好なスパッタ性を有した。

スパッタ膜の透過率は、 98.5% (633nm)に達し、屈折率は 1. 75であった。本実施例のターゲットは、 ZnSを使用していないので、硫黄の拡散'汚染による光情報記録媒体の特性劣化は生じない。また、後述する比較例に比べて、成膜サンプルの透過率、屈折率、ターゲット密度、成膜速度がいずれも良好な値を示し、 DCスパッタが可能であった。

[0029] (実施例 4)

4N相当で 5 μ m以下の ZnO粉と 4Ν相当で平均粒径 5 μ m以下の A1 0粉及び 4N相

2 3

当で平均粒径 5 /z m以下の SiO粉を準備した。次に、 ZnO粉と A1 0粉を表 1に示す配

2 2 3

合比に調合し、これを混合した後、 1000° Cの温度で仮焼し、 AZO粉とした。

この AZOと前記 SiO粉を表 1の配合比となるように混合し、さらに 1000° Cの温度で

2

仮焼した。この仮焼粉をボールミル等で平均粒径 1 μ m以下まで微粉砕した後、成形性を上げるため造粒した。そしてこの造粒した粉末材料を 500kgf/cm²の圧力でプレス成形した。

[0030] 以上の結果、実施例 4のスパッタリングターゲットは、相対密度が 99%に達し、安定した DCスパッタができた。そして、バルタ抵抗値は 45πι Ω 'cmとなり、成膜速度が 2. 2A /secが達成され、良好なスパッタ性を有した。スパッタ膜の透過率は、 99.4% (633nm) に達し、屈折率は 1. 7であった。

本実施例のターゲットは、 ZnSを使用していないので、硫黄の拡散'汚染による光情報記録媒体の特性劣化は生じない。また、後述する比較例に比べて、成膜サンプルの透過率、屈折率、非晶質の安定性、ターゲット密度、成膜速度がいずれも良好な値を示し、 DCスパッタが可能であった。

[0031] (実施例 5)

2 3

2 2 3 示す配合比に調合し、これを混合した後、 1000° Cの温度で仮焼し、 AZO粉とした。一方、 4N相当で平均粒径 5 μ m以下の MgO粉と 4Ν相当で平均粒径 5 μ m以下の Si 0粉を、表 1に示す配合比となるように調合して、同様に混合し、さらに 1000° Cの温

2

度で仮焼した。

次に、前記 AZO粉及び MgO粉と SiO粉の仮焼粉をさらに混合した後再仮焼した。こ

2

れをボールミルで平均粒径 1 _μ m以下まで微粉砕した後、成形性を上げるため造粒した。そして、この造粒した粉末材料を 500kgf/cm²の圧力でプレス成形した。

[0032] 以上の結果、実施例 5のスパッタリングターゲットは、相対密度が 95%に達し、安定した DCスパッタができた。そして、バルタ抵抗値は 50m Ω 'cmとなり、成膜速度は 1. 9 A /secが達成され、良好なスパッタ性を有した。スパッタ膜の透過率は、 97.4% (633nm) に達し、屈折率は 1. 78であった。

[0033] (実施例 6)

2 3

配合比に調合し、これを混合した後、 1000° Cの温度で仮焼し、 AZO粉とした。

この AZOと前記 MgO粉を表 1の配合比となるように混合し、さらに 1000° Cの温度で仮焼した。この仮焼粉をボールミル等で平均粒径 1 μ m以下まで微粉砕した後、成形性を上げるため造粒した。そしてこの造粒した粉末材料を 500kgf/cm²の圧力でプレス成形した。

[0034] 以上の結果、実施例 6のスパッタリングターゲットは、相対密度が 99%に達し、またバルク抵抗値は 30m Ω 'cmとなり、安定した DCスパッタができた。そして、成膜速度が 2. 2A/secが達成され、良好なスパッタ性を有した。

スパッタ膜の透過率は、 95.8% (633nm)に達し、屈折率は 1. 82であった。なお、この実施例 6は、表 1に示す通り、 MgO含有量が lat%と本発明の下限値であるため、スパッタリング膜の透過率はやや低くなり、屈折率も高めになった。しかし、この透過率と屈折率の範囲であれば、目標とする特性が得られる範囲にある。

[0035] (実施例 7)

2 3

2 2 3 示す配合比に調合し、これを混合した後、 1000° Cの温度で仮焼し、 AZO粉とした。一方、 4N相当で平均粒径 5 μ m以下の MgO粉と 4Ν相当で平均粒径 5 μ m以下の Si 0粉を、表 1に示す配合比となるように調合して同様に混合し、さらに 1000° Cの温度で仮焼した。

次に、前記 AZO粉及び MgO粉と SiO粉の仮焼粉を、さらに混合'仮焼した。そしてこ

2

[0036] 以上の結果、実施例 7のスパッタリングターゲットは、相対密度が 95%に達し、安定した DCスパッタができた。そして、バルタ抵抗値は 30πι Ω 'cmとなり、成膜速度は 2. 5A /secが達成され、良好なスパッタ性を有した。

スパッタ膜の透過率は、 96.9% (633nm)に達し、屈折率は 1. 82であった。なお、この実施例 6は、表 1に示す通り、 MgOと SiOの合計含有量が lat%と本発明の下限値であ

2

るため、スパッタリ膜の透過率はやや低くなり、屈折率も高めになった。しかし、この透過率と屈折率の範囲であれば、目標とする特性が得られる範囲にある。

[0037] (実施例 8)

2 3

当で平均粒径 5 m以下の MgO粉を準備した。次に、 ZnO粉と A1 0粉と MgO粉を表 1

2 3

に示す配合比に調合し、これを混合した後、 1000° Cの温度で仮焼した。

この仮焼粉をボールミル等で平均粒径 1 μ m以下まで微粉砕した後、成形性を上げるため造粒した。そしてこの造粒した粉末材料を 500kgf/cm²の圧力でプレス成形した。加圧成形後、酸素雰囲気、 1400° Cの温度で常圧焼結した。この焼結体を機械カロェでターゲット形状に仕上げた。 [0038] 以上の結果、実施例 8のスパッタリングターゲットは、相対密度が 99%に達し、またバルク抵抗値は 120m Ω 'cmとなった。 DCスパッタができないので、 RF (高周波）スパッタを実施した。成膜速度が 0.9A/secであり、 DCスパッタリングよりも成膜速度がやや劣る力通常のスパッタ速度よりも速いという結果が得られた。スパッタ膜の透過率は、 9 7.5% (633nm)、屈折率は 1. 74であり、良好であった。

本実施例のターゲットは、 ZnSを使用していないので、硫黄の拡散'汚染による光情報記録媒体の特性劣化は生じない。また、後述する比較例に比べて、成膜サンプルの透過率、屈折率、ターゲット密度がいずれも良好な値を示した。また、バルタ抵抗値及び成膜速度はやや劣るが、後述する比較例に比べて良好な値を示した。

[0039] (実施例 9)

2 3

平均粒径 5 m以下の SiO粉及び MgO粉を準備した。まず、 ZnO粉、 A1 0粉、 SiO粉

2 2 3 2 及び MgO粉を表 1に示す配合比に調合し、これを混合した後、 1000° Cの温度で仮した。

次に、 Zn〇粉、 A1 0粉、 Mg〇粉及び SiO粉の仮焼粉をボールミルで平均粒径 1 μ

2 3 2

m以下まで微粉砕した後、成形性を上げるため造粒した。そして、この造粒した粉末材料を 500kgf/cm²の圧力でプレス成形した。

加圧成形後酸素雰囲気、 1400° Cの温度で常圧焼結した。そして、この焼結体を機械加工でターゲット形状に仕上げた。上記の仕上げ加工した 6インチ φサイズのタ一ゲットを使用して、スパッタリングを行った。スパッタ条件及び評価方法は、実施例 1と同様である。この結果を、同様に表 1に示す。

[0040] 以上の結果、実施例 9のスパッタリングターゲットは、相対密度が 95%に達し、安定した DCスパッタができた。そして、バルタ抵抗値は 250m Ω 'cmとなった。 DCスパッタができないので、 RF (高周波)スパッタを実施した。成膜速度が 0.8 A/secであり、 DCスノッタリングよりも成膜速度が劣る力 S、通常のスパッタ速度よりも速いという結果が得られた。

スパッタ膜の透過率は 98.8% (633nm)、屈折率は 1. 7であり、良好な結果となった。本実施例のターゲットは、 ZnSを使用していないので、硫黄の拡散.汚染による光情報記録媒体の特性劣化は生じない。また、後述する比較例に比べて、成膜サンプルの透過率、屈折率、ターゲット密度、成膜速度がいずれも良好な値を示し、 DCスパッタが可能であった。

[0041] (比較例 1)

表 1に示すように、本願発明の条件とは異なる原料粉の成分及び組成比の材料の原料粉、すなわち 4N相当で 5 μ m以下の ΖηΟ粉、 4Ν相当で平均粒径 5 μ m以下の A1

2

0粉を準備した。次に、 ZnO粉と A1 0粉を表 1に示す配合比に調合し、これを混合し

3 2 3

た後、 1000° Cの温度で仮焼した。

この仮焼粉をボールミル等で平均粒径 1 μ m以下まで微粉砕した後、成形性を上げるため造粒した。そしてこの造粒した粉末材料を 500kgf/cm²の圧力でプレス成形した。加圧成形後、酸素雰囲気、 1400° Cの温度で常圧焼結した。この焼結体を機械カロェでターゲット形状に仕上げた。

[0042] 以上の結果、比較例 1のスパッタリングターゲットは、相対密度が 99%に達し、またバルク抵抗値は 20m Ω 'cmとなった。そして、 DCスパッタを実施した。成膜速度が 2.2 A /secであり、成膜速度は良好であった。しかし、スパッタ膜の透過率は、 97.5% (633nm )と良力つたが、屈折率は 1. 84と極めて高ぐ良好な膜とは言えな力つた。この結果を、同様に表 1に示す。

[0043] (比較例 2)

表 1に示すように、 4N相当で 5 μ m以下の ZnO粉と 4Ν相当で平均粒径 5 μ m以下の A 1 O粉及び 4N相当で平均粒径 5 m以下の MgO粉を準備した。次に、 ZnO粉と A1 0

2 3 2 3 粉を表 1に示す配合比に調合し、これを混合した後、 1000° Cの温度で仮焼し、 AZO 粉とした。

この AZOと前記 MgO粉を表 1の配合比（この配合比は、本発明の条件を超えており、 MgO粉が過剰に添加されたものである）となるように混合し、さらに 1000° Cの温度で仮焼した。この仮焼粉をボールミル等で平均粒径 1 μ m以下まで微粉砕した後、成形性を上げるため造粒した。

[0044] そして、この造粒した粉末材料を 500kgf/cm²の圧力でプレス成形した。加圧成形後、酸素雰囲気、 1400° Cの温度で常圧焼結した。この焼結体を機械加工でターゲット形状に仕上げた。

以上の結果、比較例 2のスパッタリングターゲットは相対密度が 99%であった力ノルク抵抗値は 450m Ω 'cmとなった。 DCスパッタができないので、 RF (高周波）スパッタを実施した。成膜速度が 0.4A/secであり、成膜速度が著しく劣るという結果が得られた。

[0045] (比較例 3)

表 1に示すように、 4N相当で 5 μ m以下の ZnO粉、 4N相当で平均粒径 5 μ m以下の A 1 O粉、 4N相当で平均粒径 5 m以下の MgO粉と SiO粉を準備した。まず、 ZnO粉と A

2 3 2

1 0粉を表 1に示す配合比に調合し、これを湿式混合し乾燥した後、 1000° Cの温度

2 3

で仮焼し、 AZO粉とした。

一方、 4N相当で平均粒径 5 μ m以下の MgO粉と 4Ν相当で平均粒径 5 μ m以下の Si 0粉を、表 1に示す配合比となるように調合して、同様に混合し、さらに 1000° Cの温

2

度で仮焼した。

次に、前記 AZO粉及び MgO粉と SiO粉の仮焼粉をさらに混合'仮焼した。これをボ

2

ールミルで平均粒径 1 μ m以下まで微粉砕した後、成形性を上げるため造粒した。そして、この造粒した粉末材料を 500kgf/cm²の圧力でプレス成形した。 AZOと前記 Mg 0粉と SiO粉との配合比は、本発明の条件を超えており、 MgO粉と SiO粉の合計量が

2 2

過剰に添加されたものである。

[0046] 加圧成形後、酸素雰囲気、 1400° Cの温度で常圧焼結した。この焼結体を機械カロェでターゲット形状に仕上げた。

以上の結果、比較例 3のスパッタリングターゲットは相対密度が 99%であった力ノルク抵抗値は 750m Ω 'cmとなった。 DCスパッタができないので、 RF (高周波）スパッタを実施した。成膜速度が 0.5A/secであり、成膜速度が著しく劣るという結果が得られた。

産業上の利用可能性

[0047] 本発明のスパッタリングターゲットを使用して形成された薄膜は、光情報記録媒体の構造の一部を形成し、 ZnSを使用していないので、記録層材への硫黄成分の拡散がなくなり、これによる記録層の劣化がなくなるという著しい効果がある。また、隣接する高反射率で高熱伝導特性を有する純 Agまたは Ag合金を反射層に用いた場合には、該反射層への硫黄成分の拡散も無くなり、反射層が腐食劣化して特性劣化を引き起こす原因が一掃されるという優れた効果を有する。

また、硫ィ匕の問題のない半透過層として、高屈折率層と低屈折率層を交互に積層して任意の光学特性を持たせた半透過層とすることができる。本発明のターゲットは、半透過層を構成する低屈折率層としても有用である。

さらに、本発明の大きな特徴は、ターゲットバルタ抵抗値が減少し、導電性が付与され、相対密度を 90%以上の高密度化によって、材料によっては安定した DCスパッタを可能とする。そして、この DCスパッタリングの特徴である、スパッタの制御性を容易にし、成膜速度を上げ、スパッタリング効率を向上させることができるという著しい効果がある。必要に応じて RFスパッタを実施するが、その場合でも成膜速度の向上が見られる。

また、成膜の際にスパッタ時に発生するパーティクル (発塵)ゃノジュールを低減し、品質のばらつきが少なく量産性を向上させることができ、光ディスク保護膜をもつ光記録媒体等を低コストで安定して製造できるという著しい効果がある。したがって、本願発明は、光学薄膜用として極めて有用である。

Claims

請求の範囲

[1] Al O : 0. 2〜3. 0 at%、 MgO及び Z又は SiO： 1〜27 at%、残部 ZnOからなる低屈折

2 3 2

率でありかつ低バルタ抵抗を備えていることを特徴とするスパッタリングターゲット。

[2] MgO及び/又は SiO含有量が 10〜27 at%であることを特徴とする請求の範囲 1記

2

載のスパッタリングターゲット。

[3] 相対密度力 ¾0%以上であることを特徴とする請求の範囲 1又は 2記載のスパッタリングターゲット。

[4] 光情報記録媒体の保護層、反射層又は半透過層を形成するためのターゲットとして用いることを特徴とする請求の範囲 1〜3のいずれかに記載のスパッタリングターゲッ卜。

[5] ターゲットのバルタ抵抗が 100m Ω 'cm未満であることを特徴とする請求の範囲 1〜4 の！、ずれかに記載のスパッタリングターゲット。

[6] 原料となる A1 0粉と ZnO粉を予め混合して予め仮焼し、次にこの仮焼結した A1 0

2 3 2 3

—ZnO混合粉に、 MgO及び Z又は SiO粉を混合して再仮焼した後、焼結することを

2

特徴とする低屈折率でありかつ低バルタ抵抗を備えてい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。

[7] 原料となる A1 0粉と ZnO粉を予め混合して予め仮焼し、また原料となる MgO粉と Si

2 3

0粉とを同様に混合して仮焼し、次に前記仮焼した A1 0—ZnO粉に、この MgO— Si

2 2 3

o仮焼粉を混合して再仮焼した後、焼結することを特徴とする低屈折率でありかつ低

2

バルタ抵抗を備えてい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。

[8] 総合的な量として、 A1 0 : 0. 2〜3. 0 at%、 MgO及び Z又は SiO： 1〜27 at%、残部 Z

2 3 2

ηθからなる低屈折率でありかつ低バルタ抵抗を備えていることを特徴とする請求の範囲 6又は 7記載のスパッタリングターゲットの製造方法。

[9] MgO及び/又は SiO含有量が 10〜27 at%であることを特徴とする請求の範囲 8記

2

載のスパッタリングターゲットの製造方法。