コバルト、クロム、および白金からなるマトリックス相と酸化物相とを含有するスパッタリングターゲット材およびその製造方法
【課題】金属酸化物が形成する粒子をより微細化することにより、成膜性の向上を実現できるスパッタリングターゲット材およびその製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明のスパッタリングターゲット材の製造方法は、コバルト、クロム、および白金からなるマトリックス相と、少なくとも酸化クロムを含む２種以上の金属酸化物からなる酸化物相とを含有し、かつ該酸化物相が粒子を形成してなるスパッタリングターゲット材の製造方法であって、原料粉末全量１００ｍｏｌ％中、該酸化クロムを１．０ｍｏｌ％以上の量で配合することを特徴とする。
【解決手段】本発明のスパッタリングターゲット材の製造方法は、コバルト、クロム、および白金からなるマトリックス相と、少なくとも酸化クロムを含む２種以上の金属酸化物からなる酸化物相とを含有し、かつ該酸化物相が粒子を形成してなるスパッタリングターゲット材の製造方法であって、原料粉末全量１００ｍｏｌ％中、該酸化クロムを１．０ｍｏｌ％以上の量で配合することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コバルト、クロム、および白金からなるマトリックス相と酸化物相とを含有し、かつ該酸化物相が２種以上の金属酸化物からなるスパッタリングターゲット材およびその製造方法に関する。より詳しくは、原料粉末全量１００ｍｏｌ％中、少なくとも１．０ｍｏｌ％の量の酸化クロムを配合することにより、特に磁気記録膜成膜に好適なスパッタリングターゲット材を得ることができる製造方法、およびその製造方法により得られるスパッタリングターゲット材に関する。
【背景技術】
【０００２】
外部記録装置として採用されるハードディスク装置には、高性能なコンピュータおよびデジタル家電等に対応し得る高密度記録性が要求される。近年、このような高密度記録性を充足する垂直磁気記録方式が注目されており、該方式に用いられる垂直磁化膜としては、Ｃｏ系合金磁性膜が多く採用されている。これら磁性膜においては、各相の結晶粒子の大きさおよびバラツキを抑制して、各粒子間の磁気的相互作用を低減すれば、媒体ノイズを低減し、記録密度を向上させることが可能となること等が知られている。
【０００３】
こうしたＣｏ系合金磁性膜は、現在スパッタリングターゲットをスパッタリングすることにより得られるが、得られる膜の高密度記録化、高保磁力化等を実現するため、用いるスパッタリングターゲットの品質向上を目指すべく様々な研究開発が行われている。
【０００４】
たとえば、特許文献１にはＣｏ系合金からなるスパッタリングターゲット材が開示されており、高保磁力の薄膜が得られることが示されている。しかしながら、該スパッタリングターゲット材はある程度の高温下および高圧下における焼結を要するものであり、依然としてスパッタリングターゲット材自体の生産性向上に改善の余地が残されている。
【０００５】
また、特許文献２にはＣｏ系金属磁性相と金属酸化物非磁性相よりなる高密度のスパッタリングターゲット材が開示されており、金属酸化物相は単一金属酸化物または単一金属酸化物の結合によってできた混合金属酸化物であることが示されている。しかしながら、この非磁性相を形成する金属酸化物は、かなり低融点のものに限定されるとともに、高温下および高圧下における焼結を要するものである。しかも、このように低融点の金属酸化物は、焼結した後、その金属酸化物が形成する粒子の粒径が粗大化するおそれもある。
【０００６】
一方、特許文献３には、シリカを２〜１５質量％、酸化クロムを０．０１〜０．５質量％、Ｃｒを３〜２０質量％、Ｐｔを１５〜４５質量％、残部がＣｒからなるスパッタリングターゲットが開示されている。該ターゲットはパーティクルの発生を抑制すべく見出されたものであるが、酸化クロムは極めて微量な量に限られ、この量を超えて酸化クロムを含有すると、パーティクルの発生が多くなり好ましくないことが示されている上、金属酸化物が形成する粒子の微細化を充分に実現するものではない。
【特許文献１】特開２００７−１５４２４８号公報
【特許文献２】特開２００６−３４８３６６号公報
【特許文献３】特開２００７−３１８０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明では、酸化物相が形成する粒子をより微細化することにより、成膜性の向上を実現できるスパッタリングターゲット材およびその製造方法を提供することを
目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のスパッタリングターゲット材の製造方法は、コバルト、クロム、および白金からなるマトリックス相と、少なくとも酸化クロムを含む２種以上の金属酸化物からなる酸化物相とを含有し、かつ該酸化物相が粒子を形成してなるスパッタリングターゲット材の製造方法であって、原料粉末全量１００ｍｏｌ％中、該酸化クロムを１．０ｍｏｌ％以上の量で配合することを特徴としている。
【０００９】
また、前記酸化物相が形成する粒子の平均粒径は、３μｍ以下であるのが望ましい。
さらに、前記酸化物相が、酸化クロムと、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｂ、Ｍｎ、Ｓｍ、Ｈｆ、Ｇｄからなる群より選ばれる少なくとも１種の金属酸化物とを含むのが好ましい。
【００１０】
本発明のスパッタリングターゲット材は、コバルト、クロム、および白金からなるマトリックス相と、少なくとも酸化クロムを含む２種以上の金属酸化物からなる酸化物相とを含有し、該酸化物相が平均粒径３μｍ以下の粒子を形成してなり、かつ、該酸化物相が、酸化クロムと、Ｓｉからなる金属酸化物とを含み、スパッタリングターゲット材１００ｍｏｌ％中、酸化クロムの含有量が１．２〜１２．０ｍｏｌ％、Ｓｉからなる金属酸化物の含有量が１．５〜１１．９ｍｏｌ％であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の製造方法によれば、特定量の酸化クロムを配合することにより、酸化物相からなる粒子をより微細化したスパッタリングターゲット材を得ることができる。また、該製造方法は、比較的低温下における焼結で足りるので、スパッタリングターゲット材自体の製造工程の効率化を図ることができる。
【００１２】
このような製造方法により得られる本発明のスパッタリングターゲット材は、結晶粒子の粒成長を充分に抑制した高密度のスパッタリングターゲット材であるので、パーティクルおよびアーキングの発生を低減することができる。また、低透磁率であるので、スパッタ速度を向上させることができ、高速成膜化を実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明について具体的に説明する。
なお、本明細書において「酸化物相」とは、少なくとも酸化クロムを含む２種以上の金属酸化物からなる相を意味する。すなわち、金属酸化物の１種である酸化クロムと、その他の金属酸化物、たとえばＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3，Ｙ2Ｏ3などの金属酸化物から選ばれる１
種以上とが混合されてなる金属酸化物からなる相を意味する。また、「マトリックス相」とは、上記「酸化物相」以外の相を意味する。すなわち、コバルト、クロム、および白金を含む金属からなる相であり、上記金属酸化物を含まない相を意味する。
【００１４】
＜スパッタリングターゲット材の製造方法＞
本発明のスパッタリングターゲット材の製造方法は、コバルト、クロム、および白金からなるマトリックス相と、少なくとも酸化クロムを含む２種以上の金属酸化物からなる酸化物相とを含有し、かつ該酸化物相が粒子を形成してなるスパッタリングターゲット材の製造方法であって、該酸化クロムを１．０ｍｏｌ％以上の量で配合することを特徴とするスパッタリングターゲット材の製造方法である。
【００１５】
本発明のスパッタリングターゲット材を得るには、まずコバルト、クロムおよび白金を含む金属と、少なくとも酸化クロムを含む２種以上の金属酸化物とからなる粉末を用いる
。該粉末は、以下の方法により、粉末（Ａ）から得られる粉末（Ｂ）を用いる。
【００１６】
粉末（Ａ）は、ＣｏとＣｒとの合金と金属酸化物とをメカニカルアロイングすることにより得る。まずＣｏとＣｒとの合金をアトマイズする。この場合に原料として用いる合金は、Ｃｒ濃度が、通常５〜９５原子％、好ましくは１０〜７０原子％である。この合金をアトマイズすることにより、粉末を得る。
【００１７】
アトマイズ法としては、特に限定されず、水アトマイズ法、ガスアトマイズ法、真空アトマイズ法、遠心アトマイズ法等のいずれであってもよいが、ガスアトマイズ法が好ましい。出湯温度は、通常１４２０〜１８００℃、好ましくは１４２０〜１６００℃である。ガスアトマイズ法を用いる場合、通常Ｎ2ガスまたはＡｒガスを噴射するが、Ａｒガスを
噴射すると、酸化を抑制することができるとともに球状の粉末が得られるので好ましい。上記合金をアトマイズすることで、平均粒径が１０〜６００μｍ、好ましくは１０〜２００μｍ、より好ましくは１０〜８０μｍのアトマイズ粉が得られる。
【００１８】
そして、ＣｏとＣｒとの合金、あるいはこれらのアトマイズ粉と金属酸化物とをメカニカルアロイングして粉末（Ａ）を得る。用いる金属酸化物は、少なくとも酸化クロムを含む２種以上の金属元素の酸化物からなる酸化物相、すなわち、酸化クロムと酸化クロム以外の金属酸化物である。
【００１９】
酸化クロムとしては、具体的には、たとえばＣｒ2Ｏ3、ＣｒＯ、ＣｒＯ2、Ｃｒ2Ｏ5、
ＣｒＯ3が挙げられ、なかでもＣｒ2Ｏ3であるのが好ましい。これらは１種単独であって
も２種以上混合してもよい。酸化クロムの配合量は、混合して得られる原料粉末全量１００ｍｏｌ％中、通常１．０ｍｏｌ％以上、好ましくは１．０ｍｏｌ％〜１２．０ｍｏｌ％、より好ましくは２．５ｍｏｌ％〜５．０ｍｏｌ％の量である。また、酸化クロム粉末の平均粒径は、３μｍ以下、好ましくは２．５μｍ以下であるのが望ましい。酸化クロムの配合量または粉末粒径を上記範囲内に調整することにより、得られるスパッタリングターゲット材１００ｍｏｌ％中に含有される酸化クロムを、通常１．２ｍｏｌ％以上、好ましくは１．２ｍｏｌ％〜１２．０ｍｏｌ％、より好ましくは２．６ｍｏｌ％〜５．１ｍｏｌ％の量とすることができる。そして、酸化クロムと後述する酸化クロム以外の金属酸化物とから得られる酸化物相が形成する粒子の平均粒径は、３μｍ以下、好ましくは２．０〜３．０μｍ、より好ましくは２．０〜２．５μｍとなり、微細な粒子とすることができる。
【００２０】
なお、本明細書において、酸化クロム粉末の平均粒径とは、マイクロトラック測定により得られるＤ50値により求められる値を意味する。また、酸化物相が形成する粒子の平均粒径とは、スパッタリングターゲット材の切断面を走査型分析電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、ＳＥＭ像１０００倍視野に対角線を引き、この線上に存在する酸化物相が形成する粒子について最大粒径および最小粒径を測定し、これらを平均した値を意味する。
【００２１】
また、スパッタリングターゲット材１００ｍｏｌ％中における上記各成分の含有量は、スパッタリングターゲット材の組成により決定することができる。本明細書において、スパッタリングターゲット材の組成とは、酸化クロムのなかでも安定して生成するＣｒ2Ｏ3を用いて換算して決定される値を意味する。ＣｒとＣｒ2Ｏ3との判別は、スパッタリングターゲット材におけるＣｒ分析および酸素分析により行うことができる。
【００２２】
上記酸化クロム以外の金属酸化物としては、具体的には、たとえばＳｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｂ、Ｍｎ、Ｓｍ、Ｈｆ、Ｇｄの金属元素の酸化物、より具体的にはＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ｔａ2Ｏ5、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｒＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ｓｍ2Ｏ3、ＨｆＯ2、Ｇｄ2Ｏ3などが挙げられ、これらのなかでもＳｉの酸化物であるのが好ま
しく、ＳｉＯ2であるのがより好ましい。これらは１種単独であっても２種以上混合して
もよい。酸化クロム以外の金属酸化物の配合量は、混合して得られる原料粉末全量１００ｍｏｌ％中、通常１．５ｍｏｌ％〜１２．０ｍｏｌ％、好ましくは１．５ｍｏｌ％〜２．５ｍｏｌ％、より好ましくは１．５ｍｏｌ％〜２．０ｍｏｌ％の量である。酸化クロム以外の金属酸化物の配合量を上記範囲内に調整することにより、得られるスパッタリングターゲット材１００ｍｏｌ％中に含有される該金属酸化物を、通常１．５〜１１．９ｍｏｌ％以上、好ましくは１．５ｍｏｌ％〜２．５ｍｏｌ％、より好ましくは１．５ｍｏｌ％〜２．０ｍｏｌ％の量とすることができる。酸化クロム以外の金属酸化物の配合量を上記範囲内に調整することにより、上記配合量の酸化クロムと相まって、得られる酸化物相が形成する粒子をより微細なものとすることができる。なお、残部には、本発明の効果を損なわない範囲で他の元素を含有してもよい。例えば、タンタル、ニオブ、銅、ネオジムなどが挙げられる。メカニカルアロイングは、通常ボールミルにて行う。
【００２３】
上記粉末（Ａ）の粉砕率は、通常３０〜９５％、好ましくは５０〜９５％、より好ましくは８０〜９０％である。粉砕率が上記範囲であると、粉末（Ａ）を充分に微細化してターゲット内における酸化物相からなる粒子をより微細化し、該粒子をコバルト、クロムおよび白金からなる金属相内に均質に分散させることができるとともに、粉砕率の上昇に伴い増加する傾向にあるジルコニウムまたは炭素などの不純物の混入を適度に抑制することができる。
【００２４】
さらに、上記のような粉末（Ａ）を得る代わりに、Ｃｒ含有粉末を直接用いて、次工程以降の処理を行ってもよい。また、該Ｃｒ含有粉末は、ＣｏとＣｒのほか、上記酸化クロムの含有量を満たす限りにおいて、金属酸化物等を含有していてもよい。
【００２５】
次に、前記粉末（Ａ）とＰｔとを混合し、粉末（Ｂ）を得る。Ｐｔは、単体粉末を用いるのが好ましい。混合方法は、特に限定されないが、ブレンダーミル混合が好適である。
なお、次工程である焼結工程に移行する前に粉末（Ｂ）を整粒してもよい。整粒には、振動ふるいを用いる。整粒することにより、粉末（Ｂ）の均質性をさらに高めることができる。
【００２６】
得られた粉末（Ｂ）を焼結することにより、本発明のスパッタリングターゲット材を得る。焼結温度は、通常１１００℃以下、好ましくは８００〜１１００℃、より好ましくは９５０℃を超え１１００℃以下である。焼結時の圧力は、通常１０〜１００ＭＰａ、好ましくは２０〜８０ＭＰａ、より好ましくは３０〜６０ＭＰａである。焼結雰囲気は、通常、非酸素雰囲気であるのが望ましく、なかでもＡｒ雰囲気であるのが好ましい。
【００２７】
焼結開始時から最高焼結温度に到達するまでは、通常２５０〜６０００℃／ｈ、好ましくは１０００〜６０００℃／ｈの速度で、通常１０ｍｉｎ〜４ｈかけて昇温する。
最高焼結温度保持時間（焼結時間）は、通常３ｍｉｎ〜５ｈ程度である。最高焼結温度保持時間が上記範囲内であると、酸化物相が形成する微細な粒子の粒成長を有効に抑制することができるとともに、得られるターゲットの相対密度を向上させることができる。
【００２８】
さらに、上記焼結温度から２００〜４００℃まで、通常３００〜１０００℃／ｈｒ、好ましくは５００〜１０００℃／ｈｒ、より好ましくは７００〜１０００℃／ｈｒの速度で、通常１〜３ｈかけて降温する。
【００２９】
本発明のスパッタリングターゲット材の製造方法は、焼結温度を上記範囲内とするのが好ましく、かつ降温速度を上記範囲内とするのがより好ましい。すなわち、比較的低温下で焼結し、かつ高速で降温するのがより望ましい。このようにすることで、酸化物相が形成する粒子の粒成長を有効に抑制することができ、得られるターゲットの品質を向上させ
ることが可能となる。
【００３０】
特に、好適な焼結温度および最高焼結温度保持時間は、ターゲットの組成により変動し得る。具体的には、たとえば、原料粉末全量１００ｍｏｌ％中、Ｃｏ；６６．５ｍｏｌ％、Ｐｔ；１９．０ｍｏｌ％、Ｃｒ；９．５ｍｏｌ％、ＳｉＯ2；２．５ｍｏｌ％、Ｃｒ2Ｏ3；２．５ｍｏｌ％を配合した場合、焼結温度は８００〜１１００℃程度が好ましく、最高焼結温度保持時間（焼結時間）は３ｍｉｎ〜５ｈであるのが望ましい。
【００３１】
通電焼結法とは、加圧加電下において大電流を印加することにより焼結をする方法であり、放電プラズマ焼結法、放電焼結法、またはプラズマ活性化焼結法をも含むものである。この方法は、原料粉末の間隙に生じる放電現象を利用して、放電プラズマ等による粒子表面における活性化作用および電場により生じる電解拡散効果やジュール熱による熱拡散効果、加圧による塑性変形圧力などが焼結の駆動力となって焼結が促進される。該方法を用いると、上記焼結温度程度の低温度域であっても成形体を充分に焼結することができ、また上記のような高速降温を容易に実現することができる。
【００３２】
したがって、従来より多く採用されているホットプレス（ＨＰ）法を用いて低温域で焼結すると、酸化物相が形成する粒子の粒成長はある程度抑制できるものの、高密度のターゲットを得られにくい傾向にあるが、通電焼結法を用いれば、種々の焼結温度条件を制御しやすいため、低温域で焼結しても上記酸化物相の粒子の粒成長を抑制するとともに高密度化されたターゲットを容易に得られやすく、好適な焼結方法である。
【００３３】
＜スパッタリングターゲット材＞
本発明のスパッタリングターゲット材は、コバルト、クロム、および白金からなるマトリックス相と、少なくとも酸化クロムを含む２種以上の金属酸化物からなる酸化物相とを含有し、かつ該酸化物相が平均粒径３μｍ以下の粒子を形成してなる。このように、本発明のスパッタリングターゲット材における酸化物相が形成する粒子の平均粒径は、通常３μｍ以下であり、好ましくは２．０〜３．０μｍ、より好ましくは２．０〜２．５μｍである。
【００３４】
そして、この酸化物相は、酸化クロムとＳｉからなる金属酸化物とを含み、酸化クロムの含有量は、該スパッタリングターゲット材１００ｍｏｌ％中、通常１．２ｍｏｌ％以上、好ましくは１．２ｍｏｌ％〜１２．０ｍｏｌ％、より好ましくは２．６ｍｏｌ％〜５．１ｍｏｌ％の量である。また、Ｓｉからなる金属酸化物の含有量は、該スパッタリングターゲット材１００ｍｏｌ％中、通常１．５〜１２．０ｍｏｌ％、好ましくは１．５〜２．０ｍｏｌ％の量である。
【００３５】
さらに、上記Ｓｉからなる金属酸化物の含有量と酸化クロムの含有量との好適なモル比は、通常１．０：０．２〜１．０：４．９であり、酸化物相が形成する粒子の平均粒径を２．０〜２．５μｍの範囲内とすることができるという観点から、好ましくは１．０：１．１〜１．０：２．１である。なお、これら酸化物相には、コバルト、クロム、または白金が、大気中で、あるいは焼結時に酸化された酸化物も微量に含まれる場合がある。
【００３６】
一方、コバルト、クロム、および白金の各々の含有量は特に限定されないが、該スパッタリングターゲット材１００ｍｏｌ％中、通常、コバルトが５９．２〜６８．２ｍｏｌ％、好ましくは６４．０〜６６．４ｍｏｌ％の量、クロムが９．３〜１０．６ｍｏｌ％、好ましくは１０．１〜１０．５ｍｏｌ％の量、白金が１６．９〜１９．５ｍｏｌ％、好ましくは１８．３〜１９．０ｍｏｌ％の量である。
【００３７】
このように、本発明のスパッタリングターゲット材は、特定の量の酸化クロムとＳｉか
らなる金属酸化物とからなる酸化物相を含有することから、該酸化物相が形成する粒子をより微細なものとすることができる。酸化物相の粒子を微細化することで、該粒子をスパッタリングターゲット材内により均質に分散させることができ、高密度のスパッタリングターゲット材を得られることができる。したがって、スパッタリング時におけるパーティクルおよびアーキングの発生量を著しく低減することが可能となる。
【００３８】
なお、本発明のスパッタリングターゲット材の密度を相対密度、すなわち、焼結後の該スパッタリングターゲット材についてアルキメデス法に基づき測定した値で表わすと、通常９０％以上、好ましくは９５％以上、より好ましくは９７％以上であり、上限値については特に限定されないが、通常１００％以下である。上記アルキメデス法とは、ターゲット焼結体の空中重量を、体積（＝ターゲット焼結体の水中重量/計測温度における水比重
）で除し、下記式で表される理論密度ρ（ｇ／ｃｍ3）に対する百分率で定義される相対
密度（％）を求める方法である；
【００３９】
【数１】
（式（Ｘ）中、Ｃ1〜Ｃiはそれぞれターゲット焼結体の構成物質の含有量（重量％）を示し、ρ〜ρiはＣ1〜Ｃiに対応する各構成物質の密度（ｇ/ｃｍ3）を示す。）。
【００４０】
また、微細化された酸化物相の粒子が分散性を増すことで、該スパッタリングターゲット材の透磁率をより均一に低下させ、成膜速度の向上を実現することができるものと考えられる。
【００４１】
＜磁気記録膜＞
本発明のスパッタリングターゲット材は、磁気記録膜、特に垂直磁化膜の形成に好適に用いられる。垂直磁化膜とは、その磁化容易軸が非磁性基板に対して主に垂直方向に向け、記録密度の向上を図る垂直磁気記録方式による記録膜である。本発明のスパッタリングターゲット材をバッキングプレートと接合してスパッタリングターゲットとし、これをスパッタリングすることにより、高品質な磁気記録膜を高速成膜することが可能となる。
【００４２】
成膜の際に採用されるスパッタリング方式としては、通常、ＤＣマグネトロンスパッタリング方式またはＲＦマグネトロンスパッタリング方式が好適である。膜厚は特に限定されるものではないが、通常５〜１００ｎｍであり、５〜２０ｎｍが好適である。
【００４３】
こうして得られる磁気記録膜は、コバルト、クロムおよび白金を、目標とする組成比の約９５％以上の組成比で含有することが可能である。また、該磁気記録膜は、酸化物相が形成する粒子の大きさを低減した本発明のスパッタリングターゲット材から得られることから、均質性および緻密性が高い。さらに、この磁気記録膜は保磁力だけでなく、垂直磁気異方性および垂直抗磁力のような磁気特性にも優れることから、特に垂直磁化膜として好適に用いることができる。
【実施例】
【００４４】
以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、各評価は以下の手順に従って行った。
【００４５】
《相対密度》
アルキメデス法に基づき測定した。具体的には、スパッタリングターゲット焼結体の空中重量を、体積（＝スパッタリングターゲット焼結体の水中重量/計測温度における水比
重）で除し、上記式（Ｘ）に基づく理論密度ρ（ｇ／ｃｍ3）に対する百分率の値を相対
密度（単位：％）とした。
【００４６】
《酸化物相からなる粒子の平均粒径》
ターゲット切断面を走査型分析電子顕微鏡（日本電子データム（株）製）で観察し、ＳＥＭ像（加速電圧２０ｋＶ）１２００μｍ×１６００μｍ中に存在する酸化物相からなる粒子を、画像上に対角線引いた線分上に存在する全ての粒子について、最大粒径および最小粒径を測定し、これを平均した値を平均粒径とした。
【００４７】
《スパッタリングターゲット材の組成》
酸化クロムのなかでも安定して生成するＣｒ2Ｏ3を用いて換算した値によりスパッタリングターゲット材の組成を決定した。なお、酸素分析は、セラミックス標準試料として窒化ケイ素粉末（ＪＣＲＭ Ｒ００５；（社）日本セラミックス協会、酸素濃度平均値１．６５±０．１２ｗｔ％）を用いて検量線を作成し、ＥＭＧＡ−５００（酸素分析装置；(株)堀場製作所製）を用いて行った。Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｓｉ分析は、ＩＣＰ発光分光分析装置を用いて行った。これらＣｒ分析および酸素分析により、ＣｒとＣｒ2Ｏ3とを判別した。
【００４８】
［実施例１］
ＣｏＣｒの合金２ｋｇを超小型ガスアトマイズ装置（日新技研社製）を用いて、出湯温度１６５０℃（放射温度計で測定）下、５０ｋｇ／ｃｍ2のＡｒガスを噴射してガスアト
マイズすることにより粉末を得た。得られた粉末は平均粒径１５０μｍ以下の球状粉末であった。
【００４９】
次いで、得られた粉末と、ＳｉＯ2粉末（平均粒径約０．５μｍ）とを用い、ボールミ
ルにてメカニカルアロイングを施し、粉末（Ａ）を得た。
Ｃｒ2Ｏ3粉末（平均粒径約３μｍ）も、上記ＳｉＯ2粉末と同様にしてメカニカルアロ
イングを施した。
【００５０】
得られた粉末（Ａ）に、さらにＰｔ粉末（平均粒径約０．５μｍ）およびＣｏ粉末と同様の粉末をそれぞれ投入して、Ｃｏ65Ｃｒ12Ｐｔ15(ＳｉＯ2)2.5(Ｃｒ2Ｏ3)1.0の組成比
となるように混合し、粉末（Ｂ）を得た。混合にはボールミルを用いた。
得られた粉末（Ｂ）は、さらに振動ふるいを用いて整粒した。
次いで、粉末（Ｂ）を成形型に入れ、通電焼結装置を用い、以下の条件下で焼結した。
【００５１】
［焼結条件］
焼結雰囲気：Ａｒ雰囲気
昇温速度：８００℃／ｈｒ
焼結温度：１０５０℃
最高焼結温度保持時間：１０ｍｉｎ
圧力：５０ＭＰａ
降温速度：４００℃／ｈｒ（最高焼結温度から２００℃まで）
得られた焼結体を切削加工することにより、φ４インチのスパッタリングターゲットを得た。この焼結体を用いた各測定結果を表１に示す。
【００５２】
［実施例２〜７、比較例１〜２］
実施例１と同様の粉末を用い、ＳｉＯ2およびＣｒ2Ｏ3について表１に示す組成比とな
るように混合して粉末（Ｂ）を得、表１に示す焼結条件に従った以外は実施例１と同様にして、φ４インチのスパッタリングターゲットを得た。これらの焼結体を用いた各測定結果を表１に示す。
【００５３】
［参考例１〜２］
実施例１と同様の粉末を用い、ＳｉＯ2およびＣｒ2Ｏ3について表１に示す組成比とな
るように混合して粉末（Ｂ）を得た後、ホットプレス装置を用い、以下の条件下で焼結した以外は実施例１と同様にして、φ４インチのスパッタリングターゲットを得た。この焼結体を用いた各測定結果を表１に示す。
【００５４】
焼結雰囲気：Ａｒ雰囲気
昇温速度：４５０℃／ｈｒ
焼結温度：１１５０℃
最高焼結温度保持時間：１ｈ
圧力：３０ＭＰａ
降温速度：１５０℃／ｈｒ（最高焼結温度から３００℃まで）
【００５５】
【表１】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コバルト、クロム、および白金からなるマトリックス相と酸化物相とを含有し、かつ該酸化物相が２種以上の金属酸化物からなるスパッタリングターゲット材およびその製造方法に関する。より詳しくは、原料粉末全量１００ｍｏｌ％中、少なくとも１．０ｍｏｌ％の量の酸化クロムを配合することにより、特に磁気記録膜成膜に好適なスパッタリングターゲット材を得ることができる製造方法、およびその製造方法により得られるスパッタリングターゲット材に関する。
【背景技術】
【０００２】
外部記録装置として採用されるハードディスク装置には、高性能なコンピュータおよびデジタル家電等に対応し得る高密度記録性が要求される。近年、このような高密度記録性を充足する垂直磁気記録方式が注目されており、該方式に用いられる垂直磁化膜としては、Ｃｏ系合金磁性膜が多く採用されている。これら磁性膜においては、各相の結晶粒子の大きさおよびバラツキを抑制して、各粒子間の磁気的相互作用を低減すれば、媒体ノイズを低減し、記録密度を向上させることが可能となること等が知られている。
【０００３】
こうしたＣｏ系合金磁性膜は、現在スパッタリングターゲットをスパッタリングすることにより得られるが、得られる膜の高密度記録化、高保磁力化等を実現するため、用いるスパッタリングターゲットの品質向上を目指すべく様々な研究開発が行われている。
【０００４】
たとえば、特許文献１にはＣｏ系合金からなるスパッタリングターゲット材が開示されており、高保磁力の薄膜が得られることが示されている。しかしながら、該スパッタリングターゲット材はある程度の高温下および高圧下における焼結を要するものであり、依然としてスパッタリングターゲット材自体の生産性向上に改善の余地が残されている。
【０００５】
また、特許文献２にはＣｏ系金属磁性相と金属酸化物非磁性相よりなる高密度のスパッタリングターゲット材が開示されており、金属酸化物相は単一金属酸化物または単一金属酸化物の結合によってできた混合金属酸化物であることが示されている。しかしながら、この非磁性相を形成する金属酸化物は、かなり低融点のものに限定されるとともに、高温下および高圧下における焼結を要するものである。しかも、このように低融点の金属酸化物は、焼結した後、その金属酸化物が形成する粒子の粒径が粗大化するおそれもある。
【０００６】
一方、特許文献３には、シリカを２〜１５質量％、酸化クロムを０．０１〜０．５質量％、Ｃｒを３〜２０質量％、Ｐｔを１５〜４５質量％、残部がＣｒからなるスパッタリングターゲットが開示されている。該ターゲットはパーティクルの発生を抑制すべく見出されたものであるが、酸化クロムは極めて微量な量に限られ、この量を超えて酸化クロムを含有すると、パーティクルの発生が多くなり好ましくないことが示されている上、金属酸化物が形成する粒子の微細化を充分に実現するものではない。
【特許文献１】特開２００７−１５４２４８号公報
【特許文献２】特開２００６−３４８３６６号公報
【特許文献３】特開２００７−３１８０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明では、酸化物相が形成する粒子をより微細化することにより、成膜性の向上を実現できるスパッタリングターゲット材およびその製造方法を提供することを
目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のスパッタリングターゲット材の製造方法は、コバルト、クロム、および白金からなるマトリックス相と、少なくとも酸化クロムを含む２種以上の金属酸化物からなる酸化物相とを含有し、かつ該酸化物相が粒子を形成してなるスパッタリングターゲット材の製造方法であって、原料粉末全量１００ｍｏｌ％中、該酸化クロムを１．０ｍｏｌ％以上の量で配合することを特徴としている。
【０００９】
また、前記酸化物相が形成する粒子の平均粒径は、３μｍ以下であるのが望ましい。
さらに、前記酸化物相が、酸化クロムと、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｂ、Ｍｎ、Ｓｍ、Ｈｆ、Ｇｄからなる群より選ばれる少なくとも１種の金属酸化物とを含むのが好ましい。
【００１０】
本発明のスパッタリングターゲット材は、コバルト、クロム、および白金からなるマトリックス相と、少なくとも酸化クロムを含む２種以上の金属酸化物からなる酸化物相とを含有し、該酸化物相が平均粒径３μｍ以下の粒子を形成してなり、かつ、該酸化物相が、酸化クロムと、Ｓｉからなる金属酸化物とを含み、スパッタリングターゲット材１００ｍｏｌ％中、酸化クロムの含有量が１．２〜１２．０ｍｏｌ％、Ｓｉからなる金属酸化物の含有量が１．５〜１１．９ｍｏｌ％であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の製造方法によれば、特定量の酸化クロムを配合することにより、酸化物相からなる粒子をより微細化したスパッタリングターゲット材を得ることができる。また、該製造方法は、比較的低温下における焼結で足りるので、スパッタリングターゲット材自体の製造工程の効率化を図ることができる。
【００１２】
このような製造方法により得られる本発明のスパッタリングターゲット材は、結晶粒子の粒成長を充分に抑制した高密度のスパッタリングターゲット材であるので、パーティクルおよびアーキングの発生を低減することができる。また、低透磁率であるので、スパッタ速度を向上させることができ、高速成膜化を実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明について具体的に説明する。
なお、本明細書において「酸化物相」とは、少なくとも酸化クロムを含む２種以上の金属酸化物からなる相を意味する。すなわち、金属酸化物の１種である酸化クロムと、その他の金属酸化物、たとえばＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3，Ｙ2Ｏ3などの金属酸化物から選ばれる１
種以上とが混合されてなる金属酸化物からなる相を意味する。また、「マトリックス相」とは、上記「酸化物相」以外の相を意味する。すなわち、コバルト、クロム、および白金を含む金属からなる相であり、上記金属酸化物を含まない相を意味する。
【００１４】
＜スパッタリングターゲット材の製造方法＞
本発明のスパッタリングターゲット材の製造方法は、コバルト、クロム、および白金からなるマトリックス相と、少なくとも酸化クロムを含む２種以上の金属酸化物からなる酸化物相とを含有し、かつ該酸化物相が粒子を形成してなるスパッタリングターゲット材の製造方法であって、該酸化クロムを１．０ｍｏｌ％以上の量で配合することを特徴とするスパッタリングターゲット材の製造方法である。
【００１５】
本発明のスパッタリングターゲット材を得るには、まずコバルト、クロムおよび白金を含む金属と、少なくとも酸化クロムを含む２種以上の金属酸化物とからなる粉末を用いる
。該粉末は、以下の方法により、粉末（Ａ）から得られる粉末（Ｂ）を用いる。
【００１６】
粉末（Ａ）は、ＣｏとＣｒとの合金と金属酸化物とをメカニカルアロイングすることにより得る。まずＣｏとＣｒとの合金をアトマイズする。この場合に原料として用いる合金は、Ｃｒ濃度が、通常５〜９５原子％、好ましくは１０〜７０原子％である。この合金をアトマイズすることにより、粉末を得る。
【００１７】
アトマイズ法としては、特に限定されず、水アトマイズ法、ガスアトマイズ法、真空アトマイズ法、遠心アトマイズ法等のいずれであってもよいが、ガスアトマイズ法が好ましい。出湯温度は、通常１４２０〜１８００℃、好ましくは１４２０〜１６００℃である。ガスアトマイズ法を用いる場合、通常Ｎ2ガスまたはＡｒガスを噴射するが、Ａｒガスを
噴射すると、酸化を抑制することができるとともに球状の粉末が得られるので好ましい。上記合金をアトマイズすることで、平均粒径が１０〜６００μｍ、好ましくは１０〜２００μｍ、より好ましくは１０〜８０μｍのアトマイズ粉が得られる。
【００１８】
そして、ＣｏとＣｒとの合金、あるいはこれらのアトマイズ粉と金属酸化物とをメカニカルアロイングして粉末（Ａ）を得る。用いる金属酸化物は、少なくとも酸化クロムを含む２種以上の金属元素の酸化物からなる酸化物相、すなわち、酸化クロムと酸化クロム以外の金属酸化物である。
【００１９】
酸化クロムとしては、具体的には、たとえばＣｒ2Ｏ3、ＣｒＯ、ＣｒＯ2、Ｃｒ2Ｏ5、
ＣｒＯ3が挙げられ、なかでもＣｒ2Ｏ3であるのが好ましい。これらは１種単独であって
も２種以上混合してもよい。酸化クロムの配合量は、混合して得られる原料粉末全量１００ｍｏｌ％中、通常１．０ｍｏｌ％以上、好ましくは１．０ｍｏｌ％〜１２．０ｍｏｌ％、より好ましくは２．５ｍｏｌ％〜５．０ｍｏｌ％の量である。また、酸化クロム粉末の平均粒径は、３μｍ以下、好ましくは２．５μｍ以下であるのが望ましい。酸化クロムの配合量または粉末粒径を上記範囲内に調整することにより、得られるスパッタリングターゲット材１００ｍｏｌ％中に含有される酸化クロムを、通常１．２ｍｏｌ％以上、好ましくは１．２ｍｏｌ％〜１２．０ｍｏｌ％、より好ましくは２．６ｍｏｌ％〜５．１ｍｏｌ％の量とすることができる。そして、酸化クロムと後述する酸化クロム以外の金属酸化物とから得られる酸化物相が形成する粒子の平均粒径は、３μｍ以下、好ましくは２．０〜３．０μｍ、より好ましくは２．０〜２．５μｍとなり、微細な粒子とすることができる。
【００２０】
なお、本明細書において、酸化クロム粉末の平均粒径とは、マイクロトラック測定により得られるＤ50値により求められる値を意味する。また、酸化物相が形成する粒子の平均粒径とは、スパッタリングターゲット材の切断面を走査型分析電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、ＳＥＭ像１０００倍視野に対角線を引き、この線上に存在する酸化物相が形成する粒子について最大粒径および最小粒径を測定し、これらを平均した値を意味する。
【００２１】
また、スパッタリングターゲット材１００ｍｏｌ％中における上記各成分の含有量は、スパッタリングターゲット材の組成により決定することができる。本明細書において、スパッタリングターゲット材の組成とは、酸化クロムのなかでも安定して生成するＣｒ2Ｏ3を用いて換算して決定される値を意味する。ＣｒとＣｒ2Ｏ3との判別は、スパッタリングターゲット材におけるＣｒ分析および酸素分析により行うことができる。
【００２２】
上記酸化クロム以外の金属酸化物としては、具体的には、たとえばＳｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｂ、Ｍｎ、Ｓｍ、Ｈｆ、Ｇｄの金属元素の酸化物、より具体的にはＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ｔａ2Ｏ5、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｒＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ｓｍ2Ｏ3、ＨｆＯ2、Ｇｄ2Ｏ3などが挙げられ、これらのなかでもＳｉの酸化物であるのが好ま
しく、ＳｉＯ2であるのがより好ましい。これらは１種単独であっても２種以上混合して
もよい。酸化クロム以外の金属酸化物の配合量は、混合して得られる原料粉末全量１００ｍｏｌ％中、通常１．５ｍｏｌ％〜１２．０ｍｏｌ％、好ましくは１．５ｍｏｌ％〜２．５ｍｏｌ％、より好ましくは１．５ｍｏｌ％〜２．０ｍｏｌ％の量である。酸化クロム以外の金属酸化物の配合量を上記範囲内に調整することにより、得られるスパッタリングターゲット材１００ｍｏｌ％中に含有される該金属酸化物を、通常１．５〜１１．９ｍｏｌ％以上、好ましくは１．５ｍｏｌ％〜２．５ｍｏｌ％、より好ましくは１．５ｍｏｌ％〜２．０ｍｏｌ％の量とすることができる。酸化クロム以外の金属酸化物の配合量を上記範囲内に調整することにより、上記配合量の酸化クロムと相まって、得られる酸化物相が形成する粒子をより微細なものとすることができる。なお、残部には、本発明の効果を損なわない範囲で他の元素を含有してもよい。例えば、タンタル、ニオブ、銅、ネオジムなどが挙げられる。メカニカルアロイングは、通常ボールミルにて行う。
【００２３】
上記粉末（Ａ）の粉砕率は、通常３０〜９５％、好ましくは５０〜９５％、より好ましくは８０〜９０％である。粉砕率が上記範囲であると、粉末（Ａ）を充分に微細化してターゲット内における酸化物相からなる粒子をより微細化し、該粒子をコバルト、クロムおよび白金からなる金属相内に均質に分散させることができるとともに、粉砕率の上昇に伴い増加する傾向にあるジルコニウムまたは炭素などの不純物の混入を適度に抑制することができる。
【００２４】
さらに、上記のような粉末（Ａ）を得る代わりに、Ｃｒ含有粉末を直接用いて、次工程以降の処理を行ってもよい。また、該Ｃｒ含有粉末は、ＣｏとＣｒのほか、上記酸化クロムの含有量を満たす限りにおいて、金属酸化物等を含有していてもよい。
【００２５】
次に、前記粉末（Ａ）とＰｔとを混合し、粉末（Ｂ）を得る。Ｐｔは、単体粉末を用いるのが好ましい。混合方法は、特に限定されないが、ブレンダーミル混合が好適である。
なお、次工程である焼結工程に移行する前に粉末（Ｂ）を整粒してもよい。整粒には、振動ふるいを用いる。整粒することにより、粉末（Ｂ）の均質性をさらに高めることができる。
【００２６】
得られた粉末（Ｂ）を焼結することにより、本発明のスパッタリングターゲット材を得る。焼結温度は、通常１１００℃以下、好ましくは８００〜１１００℃、より好ましくは９５０℃を超え１１００℃以下である。焼結時の圧力は、通常１０〜１００ＭＰａ、好ましくは２０〜８０ＭＰａ、より好ましくは３０〜６０ＭＰａである。焼結雰囲気は、通常、非酸素雰囲気であるのが望ましく、なかでもＡｒ雰囲気であるのが好ましい。
【００２７】
焼結開始時から最高焼結温度に到達するまでは、通常２５０〜６０００℃／ｈ、好ましくは１０００〜６０００℃／ｈの速度で、通常１０ｍｉｎ〜４ｈかけて昇温する。
最高焼結温度保持時間（焼結時間）は、通常３ｍｉｎ〜５ｈ程度である。最高焼結温度保持時間が上記範囲内であると、酸化物相が形成する微細な粒子の粒成長を有効に抑制することができるとともに、得られるターゲットの相対密度を向上させることができる。
【００２８】
さらに、上記焼結温度から２００〜４００℃まで、通常３００〜１０００℃／ｈｒ、好ましくは５００〜１０００℃／ｈｒ、より好ましくは７００〜１０００℃／ｈｒの速度で、通常１〜３ｈかけて降温する。
【００２９】
本発明のスパッタリングターゲット材の製造方法は、焼結温度を上記範囲内とするのが好ましく、かつ降温速度を上記範囲内とするのがより好ましい。すなわち、比較的低温下で焼結し、かつ高速で降温するのがより望ましい。このようにすることで、酸化物相が形成する粒子の粒成長を有効に抑制することができ、得られるターゲットの品質を向上させ
ることが可能となる。
【００３０】
特に、好適な焼結温度および最高焼結温度保持時間は、ターゲットの組成により変動し得る。具体的には、たとえば、原料粉末全量１００ｍｏｌ％中、Ｃｏ；６６．５ｍｏｌ％、Ｐｔ；１９．０ｍｏｌ％、Ｃｒ；９．５ｍｏｌ％、ＳｉＯ2；２．５ｍｏｌ％、Ｃｒ2Ｏ3；２．５ｍｏｌ％を配合した場合、焼結温度は８００〜１１００℃程度が好ましく、最高焼結温度保持時間（焼結時間）は３ｍｉｎ〜５ｈであるのが望ましい。
【００３１】
通電焼結法とは、加圧加電下において大電流を印加することにより焼結をする方法であり、放電プラズマ焼結法、放電焼結法、またはプラズマ活性化焼結法をも含むものである。この方法は、原料粉末の間隙に生じる放電現象を利用して、放電プラズマ等による粒子表面における活性化作用および電場により生じる電解拡散効果やジュール熱による熱拡散効果、加圧による塑性変形圧力などが焼結の駆動力となって焼結が促進される。該方法を用いると、上記焼結温度程度の低温度域であっても成形体を充分に焼結することができ、また上記のような高速降温を容易に実現することができる。
【００３２】
したがって、従来より多く採用されているホットプレス（ＨＰ）法を用いて低温域で焼結すると、酸化物相が形成する粒子の粒成長はある程度抑制できるものの、高密度のターゲットを得られにくい傾向にあるが、通電焼結法を用いれば、種々の焼結温度条件を制御しやすいため、低温域で焼結しても上記酸化物相の粒子の粒成長を抑制するとともに高密度化されたターゲットを容易に得られやすく、好適な焼結方法である。
【００３３】
＜スパッタリングターゲット材＞
本発明のスパッタリングターゲット材は、コバルト、クロム、および白金からなるマトリックス相と、少なくとも酸化クロムを含む２種以上の金属酸化物からなる酸化物相とを含有し、かつ該酸化物相が平均粒径３μｍ以下の粒子を形成してなる。このように、本発明のスパッタリングターゲット材における酸化物相が形成する粒子の平均粒径は、通常３μｍ以下であり、好ましくは２．０〜３．０μｍ、より好ましくは２．０〜２．５μｍである。
【００３４】
そして、この酸化物相は、酸化クロムとＳｉからなる金属酸化物とを含み、酸化クロムの含有量は、該スパッタリングターゲット材１００ｍｏｌ％中、通常１．２ｍｏｌ％以上、好ましくは１．２ｍｏｌ％〜１２．０ｍｏｌ％、より好ましくは２．６ｍｏｌ％〜５．１ｍｏｌ％の量である。また、Ｓｉからなる金属酸化物の含有量は、該スパッタリングターゲット材１００ｍｏｌ％中、通常１．５〜１２．０ｍｏｌ％、好ましくは１．５〜２．０ｍｏｌ％の量である。
【００３５】
さらに、上記Ｓｉからなる金属酸化物の含有量と酸化クロムの含有量との好適なモル比は、通常１．０：０．２〜１．０：４．９であり、酸化物相が形成する粒子の平均粒径を２．０〜２．５μｍの範囲内とすることができるという観点から、好ましくは１．０：１．１〜１．０：２．１である。なお、これら酸化物相には、コバルト、クロム、または白金が、大気中で、あるいは焼結時に酸化された酸化物も微量に含まれる場合がある。
【００３６】
一方、コバルト、クロム、および白金の各々の含有量は特に限定されないが、該スパッタリングターゲット材１００ｍｏｌ％中、通常、コバルトが５９．２〜６８．２ｍｏｌ％、好ましくは６４．０〜６６．４ｍｏｌ％の量、クロムが９．３〜１０．６ｍｏｌ％、好ましくは１０．１〜１０．５ｍｏｌ％の量、白金が１６．９〜１９．５ｍｏｌ％、好ましくは１８．３〜１９．０ｍｏｌ％の量である。
【００３７】
このように、本発明のスパッタリングターゲット材は、特定の量の酸化クロムとＳｉか
らなる金属酸化物とからなる酸化物相を含有することから、該酸化物相が形成する粒子をより微細なものとすることができる。酸化物相の粒子を微細化することで、該粒子をスパッタリングターゲット材内により均質に分散させることができ、高密度のスパッタリングターゲット材を得られることができる。したがって、スパッタリング時におけるパーティクルおよびアーキングの発生量を著しく低減することが可能となる。
【００３８】
なお、本発明のスパッタリングターゲット材の密度を相対密度、すなわち、焼結後の該スパッタリングターゲット材についてアルキメデス法に基づき測定した値で表わすと、通常９０％以上、好ましくは９５％以上、より好ましくは９７％以上であり、上限値については特に限定されないが、通常１００％以下である。上記アルキメデス法とは、ターゲット焼結体の空中重量を、体積（＝ターゲット焼結体の水中重量/計測温度における水比重
）で除し、下記式で表される理論密度ρ（ｇ／ｃｍ3）に対する百分率で定義される相対
密度（％）を求める方法である；
【００３９】
【数１】
（式（Ｘ）中、Ｃ1〜Ｃiはそれぞれターゲット焼結体の構成物質の含有量（重量％）を示し、ρ〜ρiはＣ1〜Ｃiに対応する各構成物質の密度（ｇ/ｃｍ3）を示す。）。
【００４０】
また、微細化された酸化物相の粒子が分散性を増すことで、該スパッタリングターゲット材の透磁率をより均一に低下させ、成膜速度の向上を実現することができるものと考えられる。
【００４１】
＜磁気記録膜＞
本発明のスパッタリングターゲット材は、磁気記録膜、特に垂直磁化膜の形成に好適に用いられる。垂直磁化膜とは、その磁化容易軸が非磁性基板に対して主に垂直方向に向け、記録密度の向上を図る垂直磁気記録方式による記録膜である。本発明のスパッタリングターゲット材をバッキングプレートと接合してスパッタリングターゲットとし、これをスパッタリングすることにより、高品質な磁気記録膜を高速成膜することが可能となる。
【００４２】
成膜の際に採用されるスパッタリング方式としては、通常、ＤＣマグネトロンスパッタリング方式またはＲＦマグネトロンスパッタリング方式が好適である。膜厚は特に限定されるものではないが、通常５〜１００ｎｍであり、５〜２０ｎｍが好適である。
【００４３】
こうして得られる磁気記録膜は、コバルト、クロムおよび白金を、目標とする組成比の約９５％以上の組成比で含有することが可能である。また、該磁気記録膜は、酸化物相が形成する粒子の大きさを低減した本発明のスパッタリングターゲット材から得られることから、均質性および緻密性が高い。さらに、この磁気記録膜は保磁力だけでなく、垂直磁気異方性および垂直抗磁力のような磁気特性にも優れることから、特に垂直磁化膜として好適に用いることができる。
【実施例】
【００４４】
以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、各評価は以下の手順に従って行った。
【００４５】
《相対密度》
アルキメデス法に基づき測定した。具体的には、スパッタリングターゲット焼結体の空中重量を、体積（＝スパッタリングターゲット焼結体の水中重量/計測温度における水比
重）で除し、上記式（Ｘ）に基づく理論密度ρ（ｇ／ｃｍ3）に対する百分率の値を相対
密度（単位：％）とした。
【００４６】
《酸化物相からなる粒子の平均粒径》
ターゲット切断面を走査型分析電子顕微鏡（日本電子データム（株）製）で観察し、ＳＥＭ像（加速電圧２０ｋＶ）１２００μｍ×１６００μｍ中に存在する酸化物相からなる粒子を、画像上に対角線引いた線分上に存在する全ての粒子について、最大粒径および最小粒径を測定し、これを平均した値を平均粒径とした。
【００４７】
《スパッタリングターゲット材の組成》
酸化クロムのなかでも安定して生成するＣｒ2Ｏ3を用いて換算した値によりスパッタリングターゲット材の組成を決定した。なお、酸素分析は、セラミックス標準試料として窒化ケイ素粉末（ＪＣＲＭ Ｒ００５；（社）日本セラミックス協会、酸素濃度平均値１．６５±０．１２ｗｔ％）を用いて検量線を作成し、ＥＭＧＡ−５００（酸素分析装置；(株)堀場製作所製）を用いて行った。Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｓｉ分析は、ＩＣＰ発光分光分析装置を用いて行った。これらＣｒ分析および酸素分析により、ＣｒとＣｒ2Ｏ3とを判別した。
【００４８】
［実施例１］
ＣｏＣｒの合金２ｋｇを超小型ガスアトマイズ装置（日新技研社製）を用いて、出湯温度１６５０℃（放射温度計で測定）下、５０ｋｇ／ｃｍ2のＡｒガスを噴射してガスアト
マイズすることにより粉末を得た。得られた粉末は平均粒径１５０μｍ以下の球状粉末であった。
【００４９】
次いで、得られた粉末と、ＳｉＯ2粉末（平均粒径約０．５μｍ）とを用い、ボールミ
ルにてメカニカルアロイングを施し、粉末（Ａ）を得た。
Ｃｒ2Ｏ3粉末（平均粒径約３μｍ）も、上記ＳｉＯ2粉末と同様にしてメカニカルアロ
イングを施した。
【００５０】
得られた粉末（Ａ）に、さらにＰｔ粉末（平均粒径約０．５μｍ）およびＣｏ粉末と同様の粉末をそれぞれ投入して、Ｃｏ65Ｃｒ12Ｐｔ15(ＳｉＯ2)2.5(Ｃｒ2Ｏ3)1.0の組成比
となるように混合し、粉末（Ｂ）を得た。混合にはボールミルを用いた。
得られた粉末（Ｂ）は、さらに振動ふるいを用いて整粒した。
次いで、粉末（Ｂ）を成形型に入れ、通電焼結装置を用い、以下の条件下で焼結した。
【００５１】
［焼結条件］
焼結雰囲気：Ａｒ雰囲気
昇温速度：８００℃／ｈｒ
焼結温度：１０５０℃
最高焼結温度保持時間：１０ｍｉｎ
圧力：５０ＭＰａ
降温速度：４００℃／ｈｒ（最高焼結温度から２００℃まで）
得られた焼結体を切削加工することにより、φ４インチのスパッタリングターゲットを得た。この焼結体を用いた各測定結果を表１に示す。
【００５２】
［実施例２〜７、比較例１〜２］
実施例１と同様の粉末を用い、ＳｉＯ2およびＣｒ2Ｏ3について表１に示す組成比とな
るように混合して粉末（Ｂ）を得、表１に示す焼結条件に従った以外は実施例１と同様にして、φ４インチのスパッタリングターゲットを得た。これらの焼結体を用いた各測定結果を表１に示す。
【００５３】
［参考例１〜２］
実施例１と同様の粉末を用い、ＳｉＯ2およびＣｒ2Ｏ3について表１に示す組成比とな
るように混合して粉末（Ｂ）を得た後、ホットプレス装置を用い、以下の条件下で焼結した以外は実施例１と同様にして、φ４インチのスパッタリングターゲットを得た。この焼結体を用いた各測定結果を表１に示す。
【００５４】
焼結雰囲気：Ａｒ雰囲気
昇温速度：４５０℃／ｈｒ
焼結温度：１１５０℃
最高焼結温度保持時間：１ｈ
圧力：３０ＭＰａ
降温速度：１５０℃／ｈｒ（最高焼結温度から３００℃まで）
【００５５】
【表１】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コバルト、クロム、および白金からなるマトリックス相と、少なくとも酸化クロムを含む２種以上の金属酸化物からなる酸化物相とを含有し、かつ該酸化物相が粒子を形成してなるスパッタリングターゲット材の製造方法であって、
原料粉末全量１００ｍｏｌ％中、該酸化クロムを１．０ｍｏｌ％以上の量で配合することを特徴とするスパッタリングターゲット材の製造方法。
【請求項２】
前記酸化物相が形成する粒子の平均粒径が、３μｍ以下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材の製造方法。
【請求項３】
前記酸化物相が、酸化クロムと、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｂ、Ｍｎ、Ｓｍ、Ｈｆ、Ｇｄからなる群より選ばれる少なくとも１種の金属酸化物とを含むことを特徴とする請求項１または２に記載のスパッタリングターゲット材の製造方法。
【請求項４】
前記酸化クロムが、Ｃｒ2Ｏ3、ＣｒＯ、ＣｒＯ2、Ｃｒ2Ｏ5、ＣｒＯ3からなる群より選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスパッタリングターゲット材の製造方法。
【請求項５】
前記酸化物相が、酸化クロムと、Ｓｉからなる金属酸化物とを含み、
スパッタリングターゲット材１００ｍｏｌ％中、酸化クロムの含有量が１．２〜１２．０ｍｏｌ％、Ｓｉからなる金属酸化物の含有量が１．５〜１１．９ｍｏｌ％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のスパッタリングターゲット材の製造方法。
【請求項６】
通電焼結法により１１００℃以下の温度で焼結することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のスパッタリングターゲット材の製造方法。
【請求項７】
コバルト、クロム、および白金からなるマトリックス相と、少なくとも酸化クロムを含む２種以上の金属酸化物からなる酸化物相とを含有し、該酸化物相が平均粒径３μｍ以下の粒子を形成してなり、かつ、
該酸化物相が、酸化クロムと、Ｓｉからなる金属酸化物とを含み、
スパッタリングターゲット材１００ｍｏｌ％中、酸化クロムの含有量が１．２〜１２．０ｍｏｌ％、Ｓｉからなる金属酸化物の含有量が１．５〜１１．９ｍｏｌ％であることを特徴とするスパッタリングターゲット材。
【請求項１】
コバルト、クロム、および白金からなるマトリックス相と、少なくとも酸化クロムを含む２種以上の金属酸化物からなる酸化物相とを含有し、かつ該酸化物相が粒子を形成してなるスパッタリングターゲット材の製造方法であって、
原料粉末全量１００ｍｏｌ％中、該酸化クロムを１．０ｍｏｌ％以上の量で配合することを特徴とするスパッタリングターゲット材の製造方法。
【請求項２】
前記酸化物相が形成する粒子の平均粒径が、３μｍ以下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材の製造方法。
【請求項３】
前記酸化物相が、酸化クロムと、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｂ、Ｍｎ、Ｓｍ、Ｈｆ、Ｇｄからなる群より選ばれる少なくとも１種の金属酸化物とを含むことを特徴とする請求項１または２に記載のスパッタリングターゲット材の製造方法。
【請求項４】
前記酸化クロムが、Ｃｒ2Ｏ3、ＣｒＯ、ＣｒＯ2、Ｃｒ2Ｏ5、ＣｒＯ3からなる群より選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスパッタリングターゲット材の製造方法。
【請求項５】
前記酸化物相が、酸化クロムと、Ｓｉからなる金属酸化物とを含み、
スパッタリングターゲット材１００ｍｏｌ％中、酸化クロムの含有量が１．２〜１２．０ｍｏｌ％、Ｓｉからなる金属酸化物の含有量が１．５〜１１．９ｍｏｌ％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のスパッタリングターゲット材の製造方法。
【請求項６】
通電焼結法により１１００℃以下の温度で焼結することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のスパッタリングターゲット材の製造方法。
【請求項７】
コバルト、クロム、および白金からなるマトリックス相と、少なくとも酸化クロムを含む２種以上の金属酸化物からなる酸化物相とを含有し、該酸化物相が平均粒径３μｍ以下の粒子を形成してなり、かつ、
該酸化物相が、酸化クロムと、Ｓｉからなる金属酸化物とを含み、
スパッタリングターゲット材１００ｍｏｌ％中、酸化クロムの含有量が１．２〜１２．０ｍｏｌ％、Ｓｉからなる金属酸化物の含有量が１．５〜１１．９ｍｏｌ％であることを特徴とするスパッタリングターゲット材。
【公開番号】特開２００９−２１５６１７（Ｐ２００９−２１５６１７Ａ）
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６１３１０（Ｐ２００８−６１３１０）
【出願日】平成２０年３月１１日（２００８．３．１１）
【出願人】（０００００６１８３）三井金属鉱業株式会社 (1,121)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１１日（２００８．３．１１）
【出願人】（０００００６１８３）三井金属鉱業株式会社 (1,121)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]