コバルト酸化物が残留したスパッタリングターゲット
【課題】必要量のコバルト酸化物が残存し、スパッタ時のパーティクル発生が少ない十分な焼結密度を有するスパッタリングターゲットを提供する。
【解決手段】Ｃｒが２０ｍｏｌ%以下、残余がＣｏである強磁性合金と非金属無機材料からなる焼結体スパッタリングターゲットであって、前記非金属無機材料が占める体積率が４０ｖｏｌ％以下で、前記非金属無機材料が少なくともコバルト酸化物とホウ素酸化物を含むことを特徴とするスパッタリングターゲット。金属粉末と少なくともコバルト酸化物とホウ素酸化物を含む非金属無機材料粉末を粉砕・混合して得られた混合粉末を保持温度は８００°Ｃ以下で加圧焼結装置により成型・焼結するスパッタリングターゲット用焼結体の製造法。
【解決手段】Ｃｒが２０ｍｏｌ%以下、残余がＣｏである強磁性合金と非金属無機材料からなる焼結体スパッタリングターゲットであって、前記非金属無機材料が占める体積率が４０ｖｏｌ％以下で、前記非金属無機材料が少なくともコバルト酸化物とホウ素酸化物を含むことを特徴とするスパッタリングターゲット。金属粉末と少なくともコバルト酸化物とホウ素酸化物を含む非金属無機材料粉末を粉砕・混合して得られた混合粉末を保持温度は８００°Ｃ以下で加圧焼結装置により成型・焼結するスパッタリングターゲット用焼結体の製造法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスパッタリングターゲット、詳しくはグラニュラー構造を有する磁気記録膜の作製に用いられるスパッタリングターゲットに関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスク装置に代表される磁気記録再生装置の分野では、磁化容易軸を記録面に対し垂直方向に配向させた垂直磁気記録方式が実用化されている。特に垂直磁気記録方式を採用したハードディスク媒体では、高記録密度化と低ノイズ化のために、垂直方向に配向した磁性結晶粒子を非磁性材料で取り囲み、磁性粒子間の磁気的な相互作用を低減したグラニュラー構造を有する磁性膜が開発されている。
【０００３】
上記のグラニュラー構造型磁性膜には、磁性粒子材料としてＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ合金などのＣｏを主成分とした強磁性合金が、非磁性材料としてＳｉＯ２、ＴｉＯ２などの金属酸化物が一般に用いられている。
【０００４】
また上記のグラニュラー構造型磁性膜を作製する方法としては、Ｃｏ基合金と非磁性材料からなる複合スパッタリングターゲットをＤＣマグネトロンスパッタ装置にてスパッタリングする方法が知られている。下記に、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ合金を主成分とする強磁性材料に、非磁性材料を添加した公知文献を掲載する。
【０００５】
一般に、Ｃｏ基合金と非磁性材料からなる複合スパッタリングターゲットは、粉末冶金法によって作製される。これは非磁性材料粒子を合金素地中に均一に分散させる必要があるためである。例えば、急冷凝固法で作製した合金相を持つ合金粉末とセラミックス相を構成する粉末とをメカニカルアロイングし、セラミックス相を構成する粉末を合金粉末中に均一に分散させ、ホットプレスにより成形し磁気記録媒体用スパッタリングターゲットを得る方法が提案されている（特許文献１）。
【０００６】
ところで、上記の複合スパッタリングターゲットをスパッタすると、金属酸化物が金属と酸素に分離し、分解した金属が磁性結晶粒子内に入り込むことで磁気特性が低下してしまうことがある。この問題を解決するために、特許文献２ではコバルト酸化物を適当量含有したスパッタリングターゲットをスパッタすることを提案している。
これはスパッタ時に分解した金属酸化物の金属元素が、コバルト酸化物が分解して生じた酸素と再結合することにより、安定して金属酸化物が磁性粒子間に偏析する効果を狙ったものである。
特許文献２のターゲットは、Ｃｏ合金と、第１の酸化物を形成するＴｉ酸化物及びＳｉ酸化物と、第２の酸化物を形成するＣｏ酸化物を含み、前記ターゲットの前記第１の酸化物の総量はモル分率で約１２ｍｏｌ％以下であることが記載されているが、これは磁気記録媒体に関する発明で、ターゲットとして有効な組成範囲の規定がない。
【０００７】
下記特許文献３には、Ｃｏ及びＰｔ又はＣｏ、Ｃｒ及びＰｔと、ＳｉＯ２及び／又はＴｉＯ２とＣｏ３Ｏ４及び/又はＣｏＯとを含有するスパッタリングターゲットが記載されている。この場合、Ｃｏ３Ｏ４及び/又はＣｏＯの含有量が０．１〜１０ｍｏｌ％である。原料粉末を１０００°Ｃ以下で焼結することにより、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｃｏ３Ｏ４およびＣｏＯ等の酸化物の還元を防止することができ、相対密度を９４％以上とすることが記載されている。
また、１０００°Ｃ以下で焼結することにより、ＣｏＯの還元を防止することができることが、また、段落［００２２］に、酸化物としてＢ２Ｏ３の開示はあるが、それを含むときの効果の記載はない。
【０００８】
下記特許文献４には、ターゲットが酸化コバルトを含むことが記載され、実施例には、
８９（６３Ｃｏ−１７Ｃｒ−１６Ｐｔ−４Ｂ）−４（ＴｉＯ２）−７（ＣｏＯ）のターゲットが記載されている。実施例にＢ及びＣｏＯを含有するターゲットが開示されているが、Ｂを添加させた意味や効果の記載がない。
【０００９】
下記特許文献５には、ターゲットを、Ｃｏの酸化物と、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｇの群の中から選ばれる少なくとも１種類以上の非磁性金属とＣｏとの化合物を含むとともに、又ターゲット中に含有される酸素の比率を、垂直磁性層に含有させる酸素の比率よりも高い比率とすることが記載され、実施例には、５３．５モル％Ｃｏ−８．４モル％ＣｏＳｉ−３８．２モル％ＣｏＯのターゲット、１３モル％Ｃｏ−１５モル％Ｃｒ−１６モル％Ｐｔ−４９モル％ＣｏＯ−７モル％ＣｏＳｉのターゲットの記載がある。しかし、Ｂは含有せず、ターゲットとして有効な組成範囲の開示はない。
【００１０】
下記特許文献６には、ターゲットは、Ｃｏ合金と、Ｓｉ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｗ，Ｎｂの酸化物からなるグループから選択された１以上の第１の酸化物と、第２の酸化物を構成するＣｏ酸化物を含むことを特徴とする磁気記録媒体が記載されているが、ターゲットとして有効な組成範囲の規定がない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−０８８３３３号公報
【特許文献２】特開２００９−２３８３５７号公報
【特許文献３】国際公開ＷＯ２０１００７４１７１号公報
【特許文献４】特開２０１０−１１８１１５号公報
【特許文献５】特開２０１０−１７６７２７号公報
【特許文献６】特開２００９−１７００５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
一般に上記のスパッタリングターゲットは、粉末原料を真空雰囲気中で９００℃以上の温度で加圧焼結して作製される。ところがコバルト酸化物を含む場合、９００℃以上に加熱すると、コバルト酸化物の分解が始まる。特に合金の成分にＣｒなどのコバルト酸化物より標準生成自由エネルギーの小さい元素を含む場合、９００℃未満の温度でもコバルト酸化物はこれらの元素により還元されることがある。それ故必要量のコバルト酸化物をターゲット中に残存させることは困難である。
【００１３】
一方、焼結の温度を８００℃以下にすればコバルト酸化物の残存する割合は増えるものの、粉末の焼結が進まず低密度の焼結体しか得られない。この場合スパッタ時にパーティクル（基板上に付着したゴミ）が大幅に増えるといった問題が生じる。
【００１４】
本発明は上記問題を鑑みて、必要量のコバルト酸化物が残存し、スパッタ時のパーティクル発生が少ない十分な焼結密度を有するスパッタリングターゲットを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
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、ターゲット中にＢ２Ｏ３を少量添加し、８００℃以下の温度で加圧焼結することにより、必要量のコバルト酸化物が残存し、十分な焼結密度を有するスパッタリングターゲットが得られることを見出した。
【００１６】
このような知見に基づき、本発明は、
１）Ｃｒが２０ｍｏｌ%以下、残余がＣｏである強磁性合金と非金属無機材料からなる焼結体スパッタリングターゲットであって、前記非金属無機材料が占める体積率が４０ｖｏｌ％以下で、前記非金属無機材料が少なくともコバルト酸化物とホウ素酸化物を含むことを特徴とするスパッタリングターゲット。
２）Ｃｒが２０ｍｏｌ%以下、Ｐｔが３０ｍｏｌ%以下、残余がＣｏである強磁性合金と非金属無機材料からなる焼結体スパッタリングターゲットであって、前記非金属無機材料が占める体積率が４０ｖｏｌ％以下で、前記非金属無機材料が少なくともコバルト酸化物とホウ素酸化物を含む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。
【００１７】
また、本発明は
３）前記コバルト酸化物は、ＣｏＯ、Ｃｏ２Ｏ３、Ｃｏ３Ｏ４のいずれか１種以上であることを特徴とする１）又は２）に記載のスパッタリングターゲットを提供する。
また、本発明は、
４）前記ホウ素酸化物のスパッタリングターゲット中に占める体積率が５ｖｏｌ％以上、２０ｖｏｌ％以下であることを特徴とする１）〜３）のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲットを提供する。
【００１８】
また、本発明は、
５）前記ホウ素酸化物はＢ２Ｏ３であることを特徴とする１）〜４）のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲットを提供する。
また、本発明は、
６）前記非金属無機材料が、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｅから選択した１種以上の元素の酸化物を含むことを特徴とする１）〜５）のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲットを提供する。
【００１９】
また、本発明は、
７）添加元素としてＢ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｗ、Ｉｒ、Ａｕから選択した１元素以上を、合金中に１５ｍｏｌ％以下含有することを特徴とする１）〜６）のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲットを提供する。
また、本発明は、
８）相対密度が９０％以上であることを特徴とする、１）〜７）のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲットを提供する。
９）金属粉末と少なくともコバルト酸化物とホウ素酸化物を含む非金属無機材料粉末を粉砕・混合して得られた混合粉末を保持温度は８００°Ｃ以下で加圧焼結装置により成型・焼結するスパッタリングターゲット用焼結体の製造法。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のスパッタリングターゲットを用いると、良好な磁気特性を有するグラニュラー構造型磁性膜を、パーティクル発生による歩留まり低下を招くことなく得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明のスパッタリングターゲットは、ＣｏとＣｒを主成分とする合金と非金属無機材料粒子からなる焼結体スパッタリングターゲットであって、非金属無機材料粒子がコバルト酸化物とホウ素酸化物を含むものである。
【００２２】
また本発明のスパッタリングターゲットは、Ｃｒが２０ｍｏｌ％以下、残余がＣｏの合金と非金属無機材料からなる焼結体スパッタリングターゲットであって、非金属無機材料が占める体積率は４０ｖｏｌ％以下である。合金の組成と非金属無機材料の体積率を上記の範囲とするのは、垂直磁気記録方式を採用したハードディスク媒体の磁性層として好ましい組成だからである。
【００２３】
即ち、この範囲内において、合金組成比および非金属無機材料の体積率は、磁性膜に要求される特性に応じて任意の組成を選択することができる。また、高い相対密度において、コバルト酸化物をターゲット中に残存させるという本発明の目的は、ホウ素酸化物をターゲット中に含有させることで達成できる。
これは、ホウ素酸化物の融点がコバルト酸化物の分解温度より十分低いため、コバルト酸化物の分解温度以下でもスパッタリングターゲットとして十分緻密な焼結素材を得ることができるためである。
【００２４】
なお、前記Ｃｒは必須成分として添加するものであり、０ｍｏｌ％を除く。すなわち、少なくとも分析可能な下限値以上のＣｒ量を含有させるものである。Ｃｒ量が２０ｍｏｌ％以下であれば、微量添加する場合においても効果がある。本願発明は、これらを包含する。これらは、磁気記録媒体として必要とされる成分であり、配合割合は上記範囲内で様々であるが、いずれも有効な磁気記録媒体としての特性を維持することができる。
【００２５】
上記の成分組成において、さらにＰｔを添加することができる。この場合も、０ｍｏｌ％を除く。すなわち、少なくとも分析可能な下限値以上のＰｔ量を含有させるものである。Ｐｔ量が３０ｍｏｌ％以下であれば、微量添加する場合においても効果がある。
本願発明は、これらを包含する。これらは、磁気記録媒体として必要とされる成分であり、配合割合は上記範囲内で様々であるが、いずれも有効な磁気記録媒体としての特性を維持することができる。
【００２６】
また、本発明のスパッタリングターゲットは、コバルト酸化物として、ＣｏＯ、Ｃｏ２Ｏ３、Ｃｏ３Ｏ４のいずれか１種以上を用いることができる。いずれのコバルト酸化物を使用した場合でも、本発明はターゲット中にコバルト酸化物として残存させることができる。
また、本発明のスパッタリングターゲットは、スパッタリングターゲット中のホウ素酸化物の体積率を、５ｖｏｌ％以上、２０ｖｏｌ％以下とすることが好ましい。５ｖｏｌ％以上とするのは、これより少ないとホウ素酸化物添加の効果が十分に得られず焼結体密度が上がりにくくなるためである。また２０ｖｏｌ％以下とするのはそれより多いと、磁気記録膜としての特性を損なう恐れがあるためである。
【００２７】
ホウ素酸化物とは、主として、三酸化二ホウ素（Ｂ２Ｏ３）のことであるが、酸化ホウ素（ＢＯ）、酸化二ホウ素（Ｂ２Ｏ）、酸化六ホウ素（Ｂ６Ｏ）、その他の高ホウ素酸化物などを使用することができる。さらに、酸素過剰、ホウ素過剰などの場合でもよい。本願発明においては、いずれも三酸化二ホウ素（Ｂ２Ｏ３）と同等の効果を有するので、本願発明はこれらを全て包含するものである。
【００２８】
また本発明のスパッタリングターゲットは、非金属無機材料として、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｅから選択した１種以上の元素の酸化物を用いることができる。これらの酸化物はコバルト酸化物より標準生成自由エネルギーが大きく、スパッタ時にコバルト酸化物が分解して生じた酸素と再結合して酸化物となって粒界に析出するため、磁性層の材料として好適である。
また、本発明のスパッタリングターゲットは合金中に添加元素としてＢ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｗ、Ｉｒ、Ａｕから選択した１元素以上を、１５ｍｏｌ％以下割合で含有することができる。これらの元素は磁気記録膜の特性をさらに向上させるために必要に応じて添加されるものである。
【００２９】
また、本発明のスパッタリングターゲットは、密度不足によるパーティクル発生を抑制するために、ターゲットの相対密度を９０％以上とすることができる。より好ましくは９５％以上である。
ここでの相対密度とは、スパッタリングターゲットの実測密度を計算密度（理論密度ともいう）で割り返して求めた値である。計算密度とはターゲットの構成成分が互いに拡散あるいは反応せずに混在していると仮定したときの密度で、次式で計算される。
式：計算密度＝Σ（構成成分の分子量×構成成分のモル比）／Σ（構成成分の分子量×構成成分のモル比／構成成分の文献値密度）
ここでΣは、ターゲットの構成成分の全てについて、和をとることを意味する。なお、スパッタリングターゲットの実測密度はアルキメデス法で測定される。
【００３０】
出発原料としては金属粉末と非金属無機材料粉末を用いる。金属粉末は最大粒径が２０μｍ以下のものを用いることが望ましい。また、単元素の金属粉末だけでなく、合金粉末を用いることもできる。その場合も最大粒径が２０μｍ以下とすることが望ましい。
一方、粒径が小さ過ぎると、金属粉末の酸化が促進されて成分組成が範囲内に入らないなどの問題があるため、０．５μｍ以上とすることがさらに望ましい。
また、コバルト酸化物とＢ２Ｏ３を含む非金属無機材料粉末は合金中に微細分散させる必要があるため、最大粒径が５μｍ以下のものを用いることが望ましい。一方、粒径が小さ過ぎると凝集しやすくなるため、０．１μｍ以上のものを用いることがさらに望ましい。
【００３１】
まず、上記の金属粉末と非金属無機材料粉末を所望の組成になるように秤量する。次に秤量した金属粉末と非金属無機材料粉末をボールミル等の既知の方法で粉砕・混合する。こうして得られた混合粉末をホットプレスで成型・焼結する。ホットプレス以外にも、プラズマ放電焼結法、熱間静水圧焼結法を使用することもできる。焼結時の保持温度は８００℃以下に設定する。好ましくは７５０℃以下である。以上の工程により、本発明のスパッタリングターゲット用焼結体を製造することができる。
【実施例】
【００３２】
以下、実施例及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。
【００３３】
（実施例１）
実施例１では金属原料粉末として、平均粒径３μｍのＣｏ粉末と平均粒径５μｍのＣｒ粉末と平均粒径５μｍのＰｔ粉末を、非金属無機材料粒子粉末として平均粒径１μｍのＳｉＯ２粉末と平均粒径１μｍのＣｏＯ粉末と平均粒径５μｍのＢ２Ｏ３粉末を用意した。そして、これらの粉末を以下の組成比で秤量した。
組成は、次の通りである。６１Ｃｏ−１３．３Ｃｒ−９．５Ｐｔ−３．６ＳｉＯ２−７．６ＣｏＯ−５Ｂ２Ｏ３ （ｍｏｌ％)
【００３４】
次に秤量した粉末を粉砕媒体のジルコニアボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、２０時間回転させて混合・粉砕した。次にボールミルから取り出した焼結用粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。
ホットプレスの条件は、真空雰囲気、昇温速度３００℃／時間、保持温度８００°Ｃ、保持時間２時間とし、昇温開始時から保持終了まで３０ＭＰａで加圧した。また保持終了後は自然冷却させた。こうして作製された焼結体を旋盤で切削加工して直径が１８０ｍｍ、厚さが５ｍｍの円盤状のターゲットを得た。
【００３５】
このときのスパッタリングターゲットの相対密度は９５％であった。またターゲットから採取した小片をＩＣＰ発光分光分析装置で組成分析し、その分析結果をもとにＣｏＯの残存量を計算したところ、投入量の９２％のＣｏＯが残存していた。
【００３６】
（比較例１）
比較例１では金属原料粉末として、平均粒径３μｍのＣｏ粉末と平均粒径５μｍのＣｒ粉末と平均粒径５μｍのＰｔ粉末を、非金属無機材料粒子粉末として平均粒径１μｍのＳｉＯ２粉末と平均粒径１μｍのＣｏＯ粉末を用意した。そして、これらの粉末を以下の組成比で秤量した。組成は、次の通りである。６０Ｃｏ−１４Ｃｒ−１０Ｐｔ−８ＳｉＯ２−８ＣｏＯ (ｍｏｌ％)
【００３７】
次に、秤量した粉末を粉砕媒体のジルコニアボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、２０時間回転させて混合・粉砕した。次にボールミルから取り出した焼結用粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。ホットプレスの条件は実施例１と同様の、真空雰囲気、昇温速度３００℃／時間、保持温度８００°Ｃ、保持時間２時間とし、昇温開始時から保持終了まで３０ＭＰａで加圧した。また保持終了後は自然冷却させた。こうして作製された焼結体を旋盤で切削加工して直径が１８０ｍｍ、厚さが５ｍｍの円盤状のターゲットを得た。
【００３８】
このときのスパッタリングターゲットの相対密度は７８％であった。またターゲットから採取した小片をＩＣＰ発光分光分析装置で組成分析し、その分析結果をもとにＣｏＯの残存量を計算したところ、投入量の９４％のＣｏＯが残存していた。
【００３９】
（比較例２）
比較例２では金属原料粉末として、平均粒径３μｍのＣｏ粉末と平均粒径５μｍのＣｒ粉末と平均粒径５μｍのＰｔ粉末を、非金属無機材料粒子粉末として平均粒径１μｍのＳｉＯ２粉末と平均粒径１μｍのＣｏＯ粉末を用意した。そして、これらの粉末を以下の組成比で秤量した。組成は、次の通りである。６０Ｃｏ−１４Ｃｒ−１０Ｐｔ−８ＳｉＯ２−８ＣｏＯ (ｍｏｌ％)
【００４０】
次に、秤量した粉末を粉砕媒体のジルコニアボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、２０時間回転させて混合・粉砕した。次にボールミルから取り出した焼結用粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。ホットプレスの条件は、真空雰囲気、昇温速度３００℃／時間、保持温度１０００°Ｃ、保持時間２時間とし、昇温開始時から保持終了まで３０ＭＰａで加圧した。また保持終了後は自然冷却させた。こうして作製された焼結体を旋盤で切削加工して直径が１８０ｍｍ、厚さが５ｍｍの円盤状のターゲットを得た。
【００４１】
このときのスパッタリングターゲットの相対密度は９５％であった。またターゲットから採取した小片をＩＣＰ発光分光分析装置で組成分析し、その分析結果をもとにＣｏＯの残存量を計算したところ、投入量の９７％のＣｏＯが分解していた（３％しか残存していなかった）。
【００４２】
これら実施例と比較例の結果を比較すると、Ｂ２Ｏ３を添加していない比較例１ではＣｏＯの残存量は実施例１とほぼ同等であるものの、相対密度が非常に低く実用的に使用可能なものではない。一方、比較例２では実施例１と同等の密度のスパッタリングターゲットが得られたが、焼結温度が高く、ＣｏＯはほぼ全て分解していた。
【００４３】
（実施例２）
実施例２では金属原料粉末として、平均粒径３μｍのＣｏ粉末と平均粒径５μｍのＣｒ粉末を、非金属無機材料粒子粉末として平均粒径１μｍのＴｉＯ２粉末と平均粒径３μｍのＣｏ３Ｏ４粉末と平均粒径５μｍのＢ２Ｏ３粉末を用意した。そして、これらの粉末を以下の組成比で秤量した。組成は、次の通りである。６２．７２Ｃｏ−１９．６Ｃｒ−１３．７２ＴｉＯ２−１．９６Ｃｏ３Ｏ４−２Ｂ２Ｏ３ （ｍｏｌ％)。
【００４４】
次に、秤量した粉末を粉砕媒体のジルコニアボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、２０時間回転させて混合・粉砕した。次にボールミルから取り出した焼結用粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。ホットプレスの条件は、真空雰囲気、昇温速度３００℃／時間、保持温度７５０°Ｃ、保持時間２時間とし、昇温開始時から保持終了まで３０ＭＰａで加圧した。
また保持終了後は自然冷却させた。こうして作製された焼結体を旋盤で切削加工して直径が１８０ｍｍ、厚さが５ｍｍの円盤状のターゲットを得た。
【００４５】
このときのスパッタリングターゲットの相対密度は９３％であった。またターゲットから採取した小片をＩＣＰ発光分光分析装置で組成分析し、その分析結果をもとにＣｏ３Ｏ４の残存量を計算したところ、投入量の９０％のＣｏ３Ｏ４が残存していた。
【００４６】
（比較例３）
比較例３では金属原料粉末として、平均粒径３μｍのＣｏ粉末と平均粒径５μｍのＣｒ粉末を、非金属無機材料粒子粉末として平均粒径１μｍのＴｉＯ２粉末と平均粒径３μｍのＣｏ３Ｏ４粉末を用意した。そして、これらの粉末を以下の組成比で秤量した。
組成は、次の通りである。６４Ｃｏ−２０Ｃｒ−１４ＴｉＯ２−２Ｃｏ３Ｏ４(ｍｏｌ％)
【００４７】
次に、秤量した粉末を粉砕媒体のジルコニアボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、２０時間回転させて混合・粉砕した。次にボールミルから取り出した焼結用粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。ホットプレスの条件は実施例２と同様の、真空雰囲気、昇温速度３００℃／時間、保持温度７５０°Ｃ、保持時間２時間とし、昇温開始時から保持終了まで３０ＭＰａで加圧した。また保持終了後は自然冷却させた。こうして作製された焼結体を旋盤で切削加工して直径が１８０ｍｍ、厚さが５ｍｍの円盤状のターゲットを得た。
このときのスパッタリングターゲットの相対密度は８３％であった。またターゲットから採取した小片をＩＣＰ発光分光分析装置で組成分析し、その分析結果をもとにＣｏ３Ｏ４の残存量を計算したところ、投入量の９２％のＣｏ３Ｏ４が残存していた。
【００４８】
（比較例４）
比較例４では金属原料粉末として、平均粒径３μｍのＣｏ粉末と平均粒径５μｍのＣｒ粉末を、非金属無機材料粒子粉末として平均粒径１μｍのＴｉＯ２粉末と平均粒径３μｍのＣｏ３Ｏ４粉末を用意した。そして、これらの粉末を以下の組成比で秤量した。
組成は、次の通りである。６４Ｃｏ−２０Ｃｒ−１４ＴｉＯ２−２Ｃｏ３Ｏ４(ｍｏｌ％)
【００４９】
次に、秤量した粉末を粉砕媒体のジルコニアボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、２０時間回転させて混合・粉砕した。次にボールミルから取り出した焼結用粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。ホットプレスの条件は、真空雰囲気、昇温速度３００℃／時間、保持温度１０００°Ｃ、保持時間２時間とし、昇温開始時から保持終了まで３０ＭＰａで加圧した。また保持終了後は自然冷却させた。こうして作製された焼結体を旋盤で切削加工して直径が１８０ｍｍ、厚さが５ｍｍの円盤状のターゲットを得た。
【００５０】
このときのスパッタリングターゲットの相対密度は９８％であった。またターゲットから採取した小片をＩＣＰ発光分光分析装置で組成分析し、その分析結果をもとにＣｏ３Ｏ４の残存量を計算したところ、投入量の９９％のＣｏ３Ｏ４が分解していた（１％しか残存していなかった）。
【００５１】
これら実施例と比較例の結果を比較すると、Ｂ２Ｏ３を添加していない比較例３ではコバルト酸化物の残存量は実施例２とほぼ同等であるものの、相対密度が非常に低く実用的に使用可能なものではない。
一方、比較例４では実施例２とほぼ同等の緻密なスパッタリングターゲットが得られたが、焼結温度が高くコバルト酸化物はほぼ全て分解していた。
【００５２】
（実施例３）
実施例３では金属原料粉末として、平均粒径３μｍのＣｏ粉末と平均粒径５μｍのＣｒ粉末と平均粒径５μｍのＰｔ粉末と平均粒径８μｍのＲｕ粉末を、非金属無機材料粒子粉末として平均粒径１μｍのＴｉＯ２粉末と平均粒径１μｍのＳｉＯ２粉末と平均粒径１μｍのＣｏＯ粉末と平均粒径５μｍのＢ２Ｏ３粉末を用意した。そして、これらの粉末を以下の組成比で秤量した。
組成は、次の通りである。６２．６４Ｃｏ−４．３５Ｃｒ−１３．９２Ｐｔ−６．０９Ｒｕ−２ＴｉＯ２−３ＳｉＯ２−６ＣｏＯ−２Ｂ２Ｏ３ （ｍｏｌ％)
【００５３】
次に、秤量した粉末を粉砕媒体のジルコニアボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、２０時間回転させて混合・粉砕した。次にボールミルから取り出した焼結用粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。
ホットプレスの条件は、真空雰囲気、昇温速度３００℃／時間、保持温度７５０°Ｃ、保持時間２時間とし、昇温開始時から保持終了まで３０ＭＰａで加圧した。また保持終了後は自然冷却させた。こうして作製された焼結体を旋盤で切削加工して直径が１８０ｍｍ、厚さが５ｍｍの円盤状のターゲットを得た。
【００５４】
このときのスパッタリングターゲットの相対密度は９７％であった。またターゲットから採取した小片をＩＣＰ発光分光分析装置で組成分析し、その分析結果をもとにＣｏＯの残存量を計算したところ、投入量の８２％のＣｏＯが残存していた。
【００５５】
（比較例５）
比較例５では金属原料粉末として、平均粒径３μｍのＣｏ粉末と平均粒径５μｍのＣｒ粉末と平均粒径５μｍのＰｔ粉末と平均粒径８μｍのＲｕ粉末を、非金属無機材料粒子粉末として平均粒径１μｍのＴｉＯ２粉末と平均粒径１μｍのＳｉＯ２粉末と平均粒径１μｍのＣｏＯ粉末を用意した。そして、これらの粉末を以下の組成比で秤量した。組成は、次の通りである。６１.０５Ｃｏ−４．２４Ｃｒ−１３．５７Ｐｔ−５．９４Ｒｕ−３．６ＴｉＯ２−３．８ＳｉＯ２−７．８ＣｏＯ (ｍｏｌ％)
【００５６】
次に、秤量した粉末を粉砕媒体のジルコニアボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、２０時間回転させて混合・粉砕した。次にボールミルから取り出した焼結用粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。ホットプレスの条件は実施例１と同様の、真空雰囲気、昇温速度３００℃／時間、保持温度７５０°Ｃ、保持時間２時間とし、昇温開始時から保持終了まで３０ＭＰａで加圧した。また保持終了後は自然冷却させた。こうして作製された焼結体を旋盤で切削加工して直径が１８０ｍｍ、厚さが５ｍｍの円盤状のターゲットを得た。
【００５７】
このときのスパッタリングターゲットの相対密度は７１％であった。またターゲットから採取した小片をＩＣＰ発光分光分析装置で組成分析し、その分析結果をもとにＣｏＯの残存量を計算したところ、投入量の８３％のＣｏＯが残存していた。
【００５８】
（比較例６）
比較例６では金属原料粉末として、平均粒径３μｍのＣｏ粉末と平均粒径５μｍのＣｒ粉末と平均粒径５μｍのＰｔ粉末と平均粒径８μｍのＲｕ粉末を、非金属無機材料粒子粉末として平均粒径１μｍのＴｉＯ２粉末と平均粒径１μｍのＳｉＯ２粉末と平均粒径１μｍのＣｏＯ粉末を用意した。そして、これらの粉末を以下の組成比で秤量した。組成は、次の通りである。６１.０５Ｃｏ−４．２４Ｃｒ−１３．５７Ｐｔ−５．９４Ｒｕ−３．６ＴｉＯ２−３．８ＳｉＯ２−７．８ＣｏＯ (ｍｏｌ％)
【００５９】
次に、秤量した粉末を粉砕媒体のジルコニアボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、２０時間回転させて混合・粉砕した。次にボールミルから取り出した焼結用粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。ホットプレスの条件は、真空雰囲気、昇温速度３００℃／時間、保持温度１０５０°Ｃ、保持時間２時間とし、昇温開始時から保持終了まで３０ＭＰａで加圧した。また保持終了後は自然冷却させた。こうして作製された焼結体を旋盤で切削加工して直径が１８０ｍｍ、厚さが５ｍｍの円盤状のターゲットを得た。
【００６０】
このときのスパッタリングターゲットの相対密度は９６％であった。またターゲットから採取した小片をＩＣＰ発光分光分析装置で組成分析し、その分析結果をもとにＣｏＯの残存量を計算したところ、投入量の９９％のＣｏＯが分解していた（１％しか残存していなかった）。
【００６１】
これら実施例と比較例の結果を比較すると、Ｂ２Ｏ３を添加していない比較例５ではＣｏＯの残存量は実施例３とほぼ同等であるものの、相対密度が非常に低く実用的に使用可能なものではない。一方、比較例６では実施例３と同等の密度のスパッタリングターゲットが得られたが、焼結温度が高く、ＣｏＯはほぼ全て分解していた。
【００６２】
（実施例４）
実施例４では金属原料粉末として、平均粒径３μｍのＣｏ粉末と平均粒径５μｍのＣｒ粉末と平均粒径５μｍのＰｔ粉末と平均粒径２０μｍのＢ粉末を、非金属無機材料粒子粉末として平均粒径１μｍのＳｉＯ２粉末と平均粒径３μｍのＣｒ２Ｏ３粉末と平均粒径１μｍのＣｏＯ粉末と平均粒径５μｍのＢ２Ｏ３粉末を用意した。そして、これらの粉末を以下の組成比で秤量した。組成は、次の通りである。６４．２４Ｃｏ−８．８Ｃｒ−１３．２Ｐｔ−１．７６Ｂ−２ＳｉＯ２−２Ｃｒ２Ｏ３−５ＣｏＯ−３Ｂ２Ｏ３ （ｍｏｌ％)。
【００６３】
次に、秤量した粉末を粉砕媒体のジルコニアボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、２０時間回転させて混合・粉砕した。次にボールミルから取り出した焼結用粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。ホットプレスの条件は、真空雰囲気、昇温速度３００℃／時間、保持温度７５０°Ｃ、保持時間２時間とし、昇温開始時から保持終了まで３０ＭＰａで加圧した。
また保持終了後は自然冷却させた。こうして作製された焼結体を旋盤で切削加工して直径が１８０ｍｍ、厚さが５ｍｍの円盤状のターゲットを得た。
【００６４】
このときのスパッタリングターゲットの相対密度は９６％であった。またターゲットから採取した小片をＩＣＰ発光分光分析装置で組成分析し、その分析結果をもとにＣｏＯの残存量を計算したところ、投入量の９３％のＣｏＯが残存していた。
【００６５】
（比較例７）
金属原料粉末として、平均粒径３μｍのＣｏ粉末と平均粒径５μｍのＣｒ粉末と平均粒径５μｍのＰｔ粉末と平均粒径２０μｍのＢ粉末を、非金属無機材料粒子粉末として平均粒径１μｍのＳｉＯ２粉末と平均粒径３μｍのＣｒ２Ｏ３粉末と平均粒径１μｍのＣｏＯ粉末を用意した。そして、これらの粉末を以下の組成比で秤量した。
組成は、次の通りである。６３．１４Ｃｏ−８．６５Ｃｒ−１２．９８Ｐｔ−１．７３Ｂ−３ＳｉＯ２−３Ｃｒ２Ｏ３−７．５ＣｏＯ （ｍｏｌ％)。
【００６６】
次に、秤量した粉末を粉砕媒体のジルコニアボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、２０時間回転させて混合・粉砕した。次にボールミルから取り出した焼結用粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。ホットプレスの条件は実施例２と同様の、真空雰囲気、昇温速度３００℃／時間、保持温度７５０°Ｃ、保持時間２時間とし、昇温開始時から保持終了まで３０ＭＰａで加圧した。また保持終了後は自然冷却させた。こうして作製された焼結体を旋盤で切削加工して直径が１８０ｍｍ、厚さが５ｍｍの円盤状のターゲットを得た。
このときのスパッタリングターゲットの相対密度は８９％であった。またターゲットから採取した小片をＩＣＰ発光分光分析装置で組成分析し、その分析結果をもとにＣｏＯの残存量を計算したところ、投入量の９１％のＣｏＯが残存していた。
【００６７】
（比較例８）
比較例８では金属原料粉末として、平均粒径３μｍのＣｏ粉末と平均粒径５μｍのＣｒ粉末と平均粒径５μｍのＰｔ粉末と平均粒径２０μｍのＢ粉末を、非金属無機材料粒子粉末として平均粒径１μｍのＳｉＯ２粉末と平均粒径３μｍのＣｒ２Ｏ３粉末と平均粒径１μｍのＣｏＯ粉末を用意した。そして、これらの粉末を以下の組成比で秤量した。
組成は、次の通りである。６３．１４Ｃｏ−８．６５Ｃｒ−１２．９８Ｐｔ−１．７３Ｂ−３ＳｉＯ２−３Ｃｒ２Ｏ３−７．５ＣｏＯ （ｍｏｌ％)
【００６８】
次に、秤量した粉末を粉砕媒体のジルコニアボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、２０時間回転させて混合・粉砕した。次にボールミルから取り出した焼結用粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。ホットプレスの条件は、真空雰囲気、昇温速度３００℃／時間、保持温度１１００°Ｃ、保持時間２時間とし、昇温開始時から保持終了まで３０ＭＰａで加圧した。また保持終了後は自然冷却させた。こうして作製された焼結体を旋盤で切削加工して直径が１８０ｍｍ、厚さが５ｍｍの円盤状のターゲットを得た。
【００６９】
このときのスパッタリングターゲットの相対密度は９８％であった。またターゲットから採取した小片をＩＣＰ発光分光分析装置で組成分析し、その分析結果をもとにＣｏＯの残存量を計算したところ、投入量の９９％のＣｏＯが分解していた（１％しか残存していなかった）。
【００７０】
これら実施例と比較例の結果を比較すると、Ｂ２Ｏ３を添加していない比較例７ではコバルト酸化物の残存量は実施例４とほぼ同等であるものの、相対密度が非常に低く実用的に使用可能なものではない。
一方、比較例８では実施例４とほぼ同等の緻密なスパッタリングターゲットが得られたが、焼結温度が高くコバルト酸化物はほぼ全て分解していた。
【００７１】
以上のとおり、本発明のスパッタリングターゲットは非金属無機材料としてＢ２Ｏ３などのホウ素酸化物を含有させることにより、コバルト酸化物が分解する温度よりも低い焼結温度で作製しても、十分な密度を有しているところに特徴がある。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明のスパッタリングターゲットを用いると、良好な磁気特性を有するグラニュラー型磁性膜を、パーティクル発生による歩留まり低下を招くことなく得ることができる。特に垂直磁気記録方式を採用したハードディスク媒体における、高記録密度化と低ノイズ化に貢献する。
【技術分野】
【０００１】
本発明はスパッタリングターゲット、詳しくはグラニュラー構造を有する磁気記録膜の作製に用いられるスパッタリングターゲットに関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスク装置に代表される磁気記録再生装置の分野では、磁化容易軸を記録面に対し垂直方向に配向させた垂直磁気記録方式が実用化されている。特に垂直磁気記録方式を採用したハードディスク媒体では、高記録密度化と低ノイズ化のために、垂直方向に配向した磁性結晶粒子を非磁性材料で取り囲み、磁性粒子間の磁気的な相互作用を低減したグラニュラー構造を有する磁性膜が開発されている。
【０００３】
上記のグラニュラー構造型磁性膜には、磁性粒子材料としてＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ合金などのＣｏを主成分とした強磁性合金が、非磁性材料としてＳｉＯ２、ＴｉＯ２などの金属酸化物が一般に用いられている。
【０００４】
また上記のグラニュラー構造型磁性膜を作製する方法としては、Ｃｏ基合金と非磁性材料からなる複合スパッタリングターゲットをＤＣマグネトロンスパッタ装置にてスパッタリングする方法が知られている。下記に、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ合金を主成分とする強磁性材料に、非磁性材料を添加した公知文献を掲載する。
【０００５】
一般に、Ｃｏ基合金と非磁性材料からなる複合スパッタリングターゲットは、粉末冶金法によって作製される。これは非磁性材料粒子を合金素地中に均一に分散させる必要があるためである。例えば、急冷凝固法で作製した合金相を持つ合金粉末とセラミックス相を構成する粉末とをメカニカルアロイングし、セラミックス相を構成する粉末を合金粉末中に均一に分散させ、ホットプレスにより成形し磁気記録媒体用スパッタリングターゲットを得る方法が提案されている（特許文献１）。
【０００６】
ところで、上記の複合スパッタリングターゲットをスパッタすると、金属酸化物が金属と酸素に分離し、分解した金属が磁性結晶粒子内に入り込むことで磁気特性が低下してしまうことがある。この問題を解決するために、特許文献２ではコバルト酸化物を適当量含有したスパッタリングターゲットをスパッタすることを提案している。
これはスパッタ時に分解した金属酸化物の金属元素が、コバルト酸化物が分解して生じた酸素と再結合することにより、安定して金属酸化物が磁性粒子間に偏析する効果を狙ったものである。
特許文献２のターゲットは、Ｃｏ合金と、第１の酸化物を形成するＴｉ酸化物及びＳｉ酸化物と、第２の酸化物を形成するＣｏ酸化物を含み、前記ターゲットの前記第１の酸化物の総量はモル分率で約１２ｍｏｌ％以下であることが記載されているが、これは磁気記録媒体に関する発明で、ターゲットとして有効な組成範囲の規定がない。
【０００７】
下記特許文献３には、Ｃｏ及びＰｔ又はＣｏ、Ｃｒ及びＰｔと、ＳｉＯ２及び／又はＴｉＯ２とＣｏ３Ｏ４及び/又はＣｏＯとを含有するスパッタリングターゲットが記載されている。この場合、Ｃｏ３Ｏ４及び/又はＣｏＯの含有量が０．１〜１０ｍｏｌ％である。原料粉末を１０００°Ｃ以下で焼結することにより、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｃｏ３Ｏ４およびＣｏＯ等の酸化物の還元を防止することができ、相対密度を９４％以上とすることが記載されている。
また、１０００°Ｃ以下で焼結することにより、ＣｏＯの還元を防止することができることが、また、段落［００２２］に、酸化物としてＢ２Ｏ３の開示はあるが、それを含むときの効果の記載はない。
【０００８】
下記特許文献４には、ターゲットが酸化コバルトを含むことが記載され、実施例には、
８９（６３Ｃｏ−１７Ｃｒ−１６Ｐｔ−４Ｂ）−４（ＴｉＯ２）−７（ＣｏＯ）のターゲットが記載されている。実施例にＢ及びＣｏＯを含有するターゲットが開示されているが、Ｂを添加させた意味や効果の記載がない。
【０００９】
下記特許文献５には、ターゲットを、Ｃｏの酸化物と、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｇの群の中から選ばれる少なくとも１種類以上の非磁性金属とＣｏとの化合物を含むとともに、又ターゲット中に含有される酸素の比率を、垂直磁性層に含有させる酸素の比率よりも高い比率とすることが記載され、実施例には、５３．５モル％Ｃｏ−８．４モル％ＣｏＳｉ−３８．２モル％ＣｏＯのターゲット、１３モル％Ｃｏ−１５モル％Ｃｒ−１６モル％Ｐｔ−４９モル％ＣｏＯ−７モル％ＣｏＳｉのターゲットの記載がある。しかし、Ｂは含有せず、ターゲットとして有効な組成範囲の開示はない。
【００１０】
下記特許文献６には、ターゲットは、Ｃｏ合金と、Ｓｉ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｗ，Ｎｂの酸化物からなるグループから選択された１以上の第１の酸化物と、第２の酸化物を構成するＣｏ酸化物を含むことを特徴とする磁気記録媒体が記載されているが、ターゲットとして有効な組成範囲の規定がない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−０８８３３３号公報
【特許文献２】特開２００９−２３８３５７号公報
【特許文献３】国際公開ＷＯ２０１００７４１７１号公報
【特許文献４】特開２０１０−１１８１１５号公報
【特許文献５】特開２０１０−１７６７２７号公報
【特許文献６】特開２００９−１７００５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
一般に上記のスパッタリングターゲットは、粉末原料を真空雰囲気中で９００℃以上の温度で加圧焼結して作製される。ところがコバルト酸化物を含む場合、９００℃以上に加熱すると、コバルト酸化物の分解が始まる。特に合金の成分にＣｒなどのコバルト酸化物より標準生成自由エネルギーの小さい元素を含む場合、９００℃未満の温度でもコバルト酸化物はこれらの元素により還元されることがある。それ故必要量のコバルト酸化物をターゲット中に残存させることは困難である。
【００１３】
一方、焼結の温度を８００℃以下にすればコバルト酸化物の残存する割合は増えるものの、粉末の焼結が進まず低密度の焼結体しか得られない。この場合スパッタ時にパーティクル（基板上に付着したゴミ）が大幅に増えるといった問題が生じる。
【００１４】
本発明は上記問題を鑑みて、必要量のコバルト酸化物が残存し、スパッタ時のパーティクル発生が少ない十分な焼結密度を有するスパッタリングターゲットを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
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、ターゲット中にＢ２Ｏ３を少量添加し、８００℃以下の温度で加圧焼結することにより、必要量のコバルト酸化物が残存し、十分な焼結密度を有するスパッタリングターゲットが得られることを見出した。
【００１６】
このような知見に基づき、本発明は、
１）Ｃｒが２０ｍｏｌ%以下、残余がＣｏである強磁性合金と非金属無機材料からなる焼結体スパッタリングターゲットであって、前記非金属無機材料が占める体積率が４０ｖｏｌ％以下で、前記非金属無機材料が少なくともコバルト酸化物とホウ素酸化物を含むことを特徴とするスパッタリングターゲット。
２）Ｃｒが２０ｍｏｌ%以下、Ｐｔが３０ｍｏｌ%以下、残余がＣｏである強磁性合金と非金属無機材料からなる焼結体スパッタリングターゲットであって、前記非金属無機材料が占める体積率が４０ｖｏｌ％以下で、前記非金属無機材料が少なくともコバルト酸化物とホウ素酸化物を含む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。
【００１７】
また、本発明は
３）前記コバルト酸化物は、ＣｏＯ、Ｃｏ２Ｏ３、Ｃｏ３Ｏ４のいずれか１種以上であることを特徴とする１）又は２）に記載のスパッタリングターゲットを提供する。
また、本発明は、
４）前記ホウ素酸化物のスパッタリングターゲット中に占める体積率が５ｖｏｌ％以上、２０ｖｏｌ％以下であることを特徴とする１）〜３）のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲットを提供する。
【００１８】
また、本発明は、
５）前記ホウ素酸化物はＢ２Ｏ３であることを特徴とする１）〜４）のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲットを提供する。
また、本発明は、
６）前記非金属無機材料が、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｅから選択した１種以上の元素の酸化物を含むことを特徴とする１）〜５）のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲットを提供する。
【００１９】
また、本発明は、
７）添加元素としてＢ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｗ、Ｉｒ、Ａｕから選択した１元素以上を、合金中に１５ｍｏｌ％以下含有することを特徴とする１）〜６）のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲットを提供する。
また、本発明は、
８）相対密度が９０％以上であることを特徴とする、１）〜７）のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲットを提供する。
９）金属粉末と少なくともコバルト酸化物とホウ素酸化物を含む非金属無機材料粉末を粉砕・混合して得られた混合粉末を保持温度は８００°Ｃ以下で加圧焼結装置により成型・焼結するスパッタリングターゲット用焼結体の製造法。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のスパッタリングターゲットを用いると、良好な磁気特性を有するグラニュラー構造型磁性膜を、パーティクル発生による歩留まり低下を招くことなく得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明のスパッタリングターゲットは、ＣｏとＣｒを主成分とする合金と非金属無機材料粒子からなる焼結体スパッタリングターゲットであって、非金属無機材料粒子がコバルト酸化物とホウ素酸化物を含むものである。
【００２２】
また本発明のスパッタリングターゲットは、Ｃｒが２０ｍｏｌ％以下、残余がＣｏの合金と非金属無機材料からなる焼結体スパッタリングターゲットであって、非金属無機材料が占める体積率は４０ｖｏｌ％以下である。合金の組成と非金属無機材料の体積率を上記の範囲とするのは、垂直磁気記録方式を採用したハードディスク媒体の磁性層として好ましい組成だからである。
【００２３】
即ち、この範囲内において、合金組成比および非金属無機材料の体積率は、磁性膜に要求される特性に応じて任意の組成を選択することができる。また、高い相対密度において、コバルト酸化物をターゲット中に残存させるという本発明の目的は、ホウ素酸化物をターゲット中に含有させることで達成できる。
これは、ホウ素酸化物の融点がコバルト酸化物の分解温度より十分低いため、コバルト酸化物の分解温度以下でもスパッタリングターゲットとして十分緻密な焼結素材を得ることができるためである。
【００２４】
なお、前記Ｃｒは必須成分として添加するものであり、０ｍｏｌ％を除く。すなわち、少なくとも分析可能な下限値以上のＣｒ量を含有させるものである。Ｃｒ量が２０ｍｏｌ％以下であれば、微量添加する場合においても効果がある。本願発明は、これらを包含する。これらは、磁気記録媒体として必要とされる成分であり、配合割合は上記範囲内で様々であるが、いずれも有効な磁気記録媒体としての特性を維持することができる。
【００２５】
上記の成分組成において、さらにＰｔを添加することができる。この場合も、０ｍｏｌ％を除く。すなわち、少なくとも分析可能な下限値以上のＰｔ量を含有させるものである。Ｐｔ量が３０ｍｏｌ％以下であれば、微量添加する場合においても効果がある。
本願発明は、これらを包含する。これらは、磁気記録媒体として必要とされる成分であり、配合割合は上記範囲内で様々であるが、いずれも有効な磁気記録媒体としての特性を維持することができる。
【００２６】
また、本発明のスパッタリングターゲットは、コバルト酸化物として、ＣｏＯ、Ｃｏ２Ｏ３、Ｃｏ３Ｏ４のいずれか１種以上を用いることができる。いずれのコバルト酸化物を使用した場合でも、本発明はターゲット中にコバルト酸化物として残存させることができる。
また、本発明のスパッタリングターゲットは、スパッタリングターゲット中のホウ素酸化物の体積率を、５ｖｏｌ％以上、２０ｖｏｌ％以下とすることが好ましい。５ｖｏｌ％以上とするのは、これより少ないとホウ素酸化物添加の効果が十分に得られず焼結体密度が上がりにくくなるためである。また２０ｖｏｌ％以下とするのはそれより多いと、磁気記録膜としての特性を損なう恐れがあるためである。
【００２７】
ホウ素酸化物とは、主として、三酸化二ホウ素（Ｂ２Ｏ３）のことであるが、酸化ホウ素（ＢＯ）、酸化二ホウ素（Ｂ２Ｏ）、酸化六ホウ素（Ｂ６Ｏ）、その他の高ホウ素酸化物などを使用することができる。さらに、酸素過剰、ホウ素過剰などの場合でもよい。本願発明においては、いずれも三酸化二ホウ素（Ｂ２Ｏ３）と同等の効果を有するので、本願発明はこれらを全て包含するものである。
【００２８】
また本発明のスパッタリングターゲットは、非金属無機材料として、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｅから選択した１種以上の元素の酸化物を用いることができる。これらの酸化物はコバルト酸化物より標準生成自由エネルギーが大きく、スパッタ時にコバルト酸化物が分解して生じた酸素と再結合して酸化物となって粒界に析出するため、磁性層の材料として好適である。
また、本発明のスパッタリングターゲットは合金中に添加元素としてＢ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｗ、Ｉｒ、Ａｕから選択した１元素以上を、１５ｍｏｌ％以下割合で含有することができる。これらの元素は磁気記録膜の特性をさらに向上させるために必要に応じて添加されるものである。
【００２９】
また、本発明のスパッタリングターゲットは、密度不足によるパーティクル発生を抑制するために、ターゲットの相対密度を９０％以上とすることができる。より好ましくは９５％以上である。
ここでの相対密度とは、スパッタリングターゲットの実測密度を計算密度（理論密度ともいう）で割り返して求めた値である。計算密度とはターゲットの構成成分が互いに拡散あるいは反応せずに混在していると仮定したときの密度で、次式で計算される。
式：計算密度＝Σ（構成成分の分子量×構成成分のモル比）／Σ（構成成分の分子量×構成成分のモル比／構成成分の文献値密度）
ここでΣは、ターゲットの構成成分の全てについて、和をとることを意味する。なお、スパッタリングターゲットの実測密度はアルキメデス法で測定される。
【００３０】
出発原料としては金属粉末と非金属無機材料粉末を用いる。金属粉末は最大粒径が２０μｍ以下のものを用いることが望ましい。また、単元素の金属粉末だけでなく、合金粉末を用いることもできる。その場合も最大粒径が２０μｍ以下とすることが望ましい。
一方、粒径が小さ過ぎると、金属粉末の酸化が促進されて成分組成が範囲内に入らないなどの問題があるため、０．５μｍ以上とすることがさらに望ましい。
また、コバルト酸化物とＢ２Ｏ３を含む非金属無機材料粉末は合金中に微細分散させる必要があるため、最大粒径が５μｍ以下のものを用いることが望ましい。一方、粒径が小さ過ぎると凝集しやすくなるため、０．１μｍ以上のものを用いることがさらに望ましい。
【００３１】
まず、上記の金属粉末と非金属無機材料粉末を所望の組成になるように秤量する。次に秤量した金属粉末と非金属無機材料粉末をボールミル等の既知の方法で粉砕・混合する。こうして得られた混合粉末をホットプレスで成型・焼結する。ホットプレス以外にも、プラズマ放電焼結法、熱間静水圧焼結法を使用することもできる。焼結時の保持温度は８００℃以下に設定する。好ましくは７５０℃以下である。以上の工程により、本発明のスパッタリングターゲット用焼結体を製造することができる。
【実施例】
【００３２】
以下、実施例及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。
【００３３】
（実施例１）
実施例１では金属原料粉末として、平均粒径３μｍのＣｏ粉末と平均粒径５μｍのＣｒ粉末と平均粒径５μｍのＰｔ粉末を、非金属無機材料粒子粉末として平均粒径１μｍのＳｉＯ２粉末と平均粒径１μｍのＣｏＯ粉末と平均粒径５μｍのＢ２Ｏ３粉末を用意した。そして、これらの粉末を以下の組成比で秤量した。
組成は、次の通りである。６１Ｃｏ−１３．３Ｃｒ−９．５Ｐｔ−３．６ＳｉＯ２−７．６ＣｏＯ−５Ｂ２Ｏ３ （ｍｏｌ％)
【００３４】
次に秤量した粉末を粉砕媒体のジルコニアボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、２０時間回転させて混合・粉砕した。次にボールミルから取り出した焼結用粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。
ホットプレスの条件は、真空雰囲気、昇温速度３００℃／時間、保持温度８００°Ｃ、保持時間２時間とし、昇温開始時から保持終了まで３０ＭＰａで加圧した。また保持終了後は自然冷却させた。こうして作製された焼結体を旋盤で切削加工して直径が１８０ｍｍ、厚さが５ｍｍの円盤状のターゲットを得た。
【００３５】
このときのスパッタリングターゲットの相対密度は９５％であった。またターゲットから採取した小片をＩＣＰ発光分光分析装置で組成分析し、その分析結果をもとにＣｏＯの残存量を計算したところ、投入量の９２％のＣｏＯが残存していた。
【００３６】
（比較例１）
比較例１では金属原料粉末として、平均粒径３μｍのＣｏ粉末と平均粒径５μｍのＣｒ粉末と平均粒径５μｍのＰｔ粉末を、非金属無機材料粒子粉末として平均粒径１μｍのＳｉＯ２粉末と平均粒径１μｍのＣｏＯ粉末を用意した。そして、これらの粉末を以下の組成比で秤量した。組成は、次の通りである。６０Ｃｏ−１４Ｃｒ−１０Ｐｔ−８ＳｉＯ２−８ＣｏＯ (ｍｏｌ％)
【００３７】
次に、秤量した粉末を粉砕媒体のジルコニアボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、２０時間回転させて混合・粉砕した。次にボールミルから取り出した焼結用粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。ホットプレスの条件は実施例１と同様の、真空雰囲気、昇温速度３００℃／時間、保持温度８００°Ｃ、保持時間２時間とし、昇温開始時から保持終了まで３０ＭＰａで加圧した。また保持終了後は自然冷却させた。こうして作製された焼結体を旋盤で切削加工して直径が１８０ｍｍ、厚さが５ｍｍの円盤状のターゲットを得た。
【００３８】
このときのスパッタリングターゲットの相対密度は７８％であった。またターゲットから採取した小片をＩＣＰ発光分光分析装置で組成分析し、その分析結果をもとにＣｏＯの残存量を計算したところ、投入量の９４％のＣｏＯが残存していた。
【００３９】
（比較例２）
比較例２では金属原料粉末として、平均粒径３μｍのＣｏ粉末と平均粒径５μｍのＣｒ粉末と平均粒径５μｍのＰｔ粉末を、非金属無機材料粒子粉末として平均粒径１μｍのＳｉＯ２粉末と平均粒径１μｍのＣｏＯ粉末を用意した。そして、これらの粉末を以下の組成比で秤量した。組成は、次の通りである。６０Ｃｏ−１４Ｃｒ−１０Ｐｔ−８ＳｉＯ２−８ＣｏＯ (ｍｏｌ％)
【００４０】
次に、秤量した粉末を粉砕媒体のジルコニアボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、２０時間回転させて混合・粉砕した。次にボールミルから取り出した焼結用粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。ホットプレスの条件は、真空雰囲気、昇温速度３００℃／時間、保持温度１０００°Ｃ、保持時間２時間とし、昇温開始時から保持終了まで３０ＭＰａで加圧した。また保持終了後は自然冷却させた。こうして作製された焼結体を旋盤で切削加工して直径が１８０ｍｍ、厚さが５ｍｍの円盤状のターゲットを得た。
【００４１】
このときのスパッタリングターゲットの相対密度は９５％であった。またターゲットから採取した小片をＩＣＰ発光分光分析装置で組成分析し、その分析結果をもとにＣｏＯの残存量を計算したところ、投入量の９７％のＣｏＯが分解していた（３％しか残存していなかった）。
【００４２】
これら実施例と比較例の結果を比較すると、Ｂ２Ｏ３を添加していない比較例１ではＣｏＯの残存量は実施例１とほぼ同等であるものの、相対密度が非常に低く実用的に使用可能なものではない。一方、比較例２では実施例１と同等の密度のスパッタリングターゲットが得られたが、焼結温度が高く、ＣｏＯはほぼ全て分解していた。
【００４３】
（実施例２）
実施例２では金属原料粉末として、平均粒径３μｍのＣｏ粉末と平均粒径５μｍのＣｒ粉末を、非金属無機材料粒子粉末として平均粒径１μｍのＴｉＯ２粉末と平均粒径３μｍのＣｏ３Ｏ４粉末と平均粒径５μｍのＢ２Ｏ３粉末を用意した。そして、これらの粉末を以下の組成比で秤量した。組成は、次の通りである。６２．７２Ｃｏ−１９．６Ｃｒ−１３．７２ＴｉＯ２−１．９６Ｃｏ３Ｏ４−２Ｂ２Ｏ３ （ｍｏｌ％)。
【００４４】
次に、秤量した粉末を粉砕媒体のジルコニアボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、２０時間回転させて混合・粉砕した。次にボールミルから取り出した焼結用粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。ホットプレスの条件は、真空雰囲気、昇温速度３００℃／時間、保持温度７５０°Ｃ、保持時間２時間とし、昇温開始時から保持終了まで３０ＭＰａで加圧した。
また保持終了後は自然冷却させた。こうして作製された焼結体を旋盤で切削加工して直径が１８０ｍｍ、厚さが５ｍｍの円盤状のターゲットを得た。
【００４５】
このときのスパッタリングターゲットの相対密度は９３％であった。またターゲットから採取した小片をＩＣＰ発光分光分析装置で組成分析し、その分析結果をもとにＣｏ３Ｏ４の残存量を計算したところ、投入量の９０％のＣｏ３Ｏ４が残存していた。
【００４６】
（比較例３）
比較例３では金属原料粉末として、平均粒径３μｍのＣｏ粉末と平均粒径５μｍのＣｒ粉末を、非金属無機材料粒子粉末として平均粒径１μｍのＴｉＯ２粉末と平均粒径３μｍのＣｏ３Ｏ４粉末を用意した。そして、これらの粉末を以下の組成比で秤量した。
組成は、次の通りである。６４Ｃｏ−２０Ｃｒ−１４ＴｉＯ２−２Ｃｏ３Ｏ４(ｍｏｌ％)
【００４７】
次に、秤量した粉末を粉砕媒体のジルコニアボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、２０時間回転させて混合・粉砕した。次にボールミルから取り出した焼結用粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。ホットプレスの条件は実施例２と同様の、真空雰囲気、昇温速度３００℃／時間、保持温度７５０°Ｃ、保持時間２時間とし、昇温開始時から保持終了まで３０ＭＰａで加圧した。また保持終了後は自然冷却させた。こうして作製された焼結体を旋盤で切削加工して直径が１８０ｍｍ、厚さが５ｍｍの円盤状のターゲットを得た。
このときのスパッタリングターゲットの相対密度は８３％であった。またターゲットから採取した小片をＩＣＰ発光分光分析装置で組成分析し、その分析結果をもとにＣｏ３Ｏ４の残存量を計算したところ、投入量の９２％のＣｏ３Ｏ４が残存していた。
【００４８】
（比較例４）
比較例４では金属原料粉末として、平均粒径３μｍのＣｏ粉末と平均粒径５μｍのＣｒ粉末を、非金属無機材料粒子粉末として平均粒径１μｍのＴｉＯ２粉末と平均粒径３μｍのＣｏ３Ｏ４粉末を用意した。そして、これらの粉末を以下の組成比で秤量した。
組成は、次の通りである。６４Ｃｏ−２０Ｃｒ−１４ＴｉＯ２−２Ｃｏ３Ｏ４(ｍｏｌ％)
【００４９】
次に、秤量した粉末を粉砕媒体のジルコニアボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、２０時間回転させて混合・粉砕した。次にボールミルから取り出した焼結用粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。ホットプレスの条件は、真空雰囲気、昇温速度３００℃／時間、保持温度１０００°Ｃ、保持時間２時間とし、昇温開始時から保持終了まで３０ＭＰａで加圧した。また保持終了後は自然冷却させた。こうして作製された焼結体を旋盤で切削加工して直径が１８０ｍｍ、厚さが５ｍｍの円盤状のターゲットを得た。
【００５０】
このときのスパッタリングターゲットの相対密度は９８％であった。またターゲットから採取した小片をＩＣＰ発光分光分析装置で組成分析し、その分析結果をもとにＣｏ３Ｏ４の残存量を計算したところ、投入量の９９％のＣｏ３Ｏ４が分解していた（１％しか残存していなかった）。
【００５１】
これら実施例と比較例の結果を比較すると、Ｂ２Ｏ３を添加していない比較例３ではコバルト酸化物の残存量は実施例２とほぼ同等であるものの、相対密度が非常に低く実用的に使用可能なものではない。
一方、比較例４では実施例２とほぼ同等の緻密なスパッタリングターゲットが得られたが、焼結温度が高くコバルト酸化物はほぼ全て分解していた。
【００５２】
（実施例３）
実施例３では金属原料粉末として、平均粒径３μｍのＣｏ粉末と平均粒径５μｍのＣｒ粉末と平均粒径５μｍのＰｔ粉末と平均粒径８μｍのＲｕ粉末を、非金属無機材料粒子粉末として平均粒径１μｍのＴｉＯ２粉末と平均粒径１μｍのＳｉＯ２粉末と平均粒径１μｍのＣｏＯ粉末と平均粒径５μｍのＢ２Ｏ３粉末を用意した。そして、これらの粉末を以下の組成比で秤量した。
組成は、次の通りである。６２．６４Ｃｏ−４．３５Ｃｒ−１３．９２Ｐｔ−６．０９Ｒｕ−２ＴｉＯ２−３ＳｉＯ２−６ＣｏＯ−２Ｂ２Ｏ３ （ｍｏｌ％)
【００５３】
次に、秤量した粉末を粉砕媒体のジルコニアボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、２０時間回転させて混合・粉砕した。次にボールミルから取り出した焼結用粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。
ホットプレスの条件は、真空雰囲気、昇温速度３００℃／時間、保持温度７５０°Ｃ、保持時間２時間とし、昇温開始時から保持終了まで３０ＭＰａで加圧した。また保持終了後は自然冷却させた。こうして作製された焼結体を旋盤で切削加工して直径が１８０ｍｍ、厚さが５ｍｍの円盤状のターゲットを得た。
【００５４】
このときのスパッタリングターゲットの相対密度は９７％であった。またターゲットから採取した小片をＩＣＰ発光分光分析装置で組成分析し、その分析結果をもとにＣｏＯの残存量を計算したところ、投入量の８２％のＣｏＯが残存していた。
【００５５】
（比較例５）
比較例５では金属原料粉末として、平均粒径３μｍのＣｏ粉末と平均粒径５μｍのＣｒ粉末と平均粒径５μｍのＰｔ粉末と平均粒径８μｍのＲｕ粉末を、非金属無機材料粒子粉末として平均粒径１μｍのＴｉＯ２粉末と平均粒径１μｍのＳｉＯ２粉末と平均粒径１μｍのＣｏＯ粉末を用意した。そして、これらの粉末を以下の組成比で秤量した。組成は、次の通りである。６１.０５Ｃｏ−４．２４Ｃｒ−１３．５７Ｐｔ−５．９４Ｒｕ−３．６ＴｉＯ２−３．８ＳｉＯ２−７．８ＣｏＯ (ｍｏｌ％)
【００５６】
次に、秤量した粉末を粉砕媒体のジルコニアボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、２０時間回転させて混合・粉砕した。次にボールミルから取り出した焼結用粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。ホットプレスの条件は実施例１と同様の、真空雰囲気、昇温速度３００℃／時間、保持温度７５０°Ｃ、保持時間２時間とし、昇温開始時から保持終了まで３０ＭＰａで加圧した。また保持終了後は自然冷却させた。こうして作製された焼結体を旋盤で切削加工して直径が１８０ｍｍ、厚さが５ｍｍの円盤状のターゲットを得た。
【００５７】
このときのスパッタリングターゲットの相対密度は７１％であった。またターゲットから採取した小片をＩＣＰ発光分光分析装置で組成分析し、その分析結果をもとにＣｏＯの残存量を計算したところ、投入量の８３％のＣｏＯが残存していた。
【００５８】
（比較例６）
比較例６では金属原料粉末として、平均粒径３μｍのＣｏ粉末と平均粒径５μｍのＣｒ粉末と平均粒径５μｍのＰｔ粉末と平均粒径８μｍのＲｕ粉末を、非金属無機材料粒子粉末として平均粒径１μｍのＴｉＯ２粉末と平均粒径１μｍのＳｉＯ２粉末と平均粒径１μｍのＣｏＯ粉末を用意した。そして、これらの粉末を以下の組成比で秤量した。組成は、次の通りである。６１.０５Ｃｏ−４．２４Ｃｒ−１３．５７Ｐｔ−５．９４Ｒｕ−３．６ＴｉＯ２−３．８ＳｉＯ２−７．８ＣｏＯ (ｍｏｌ％)
【００５９】
次に、秤量した粉末を粉砕媒体のジルコニアボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、２０時間回転させて混合・粉砕した。次にボールミルから取り出した焼結用粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。ホットプレスの条件は、真空雰囲気、昇温速度３００℃／時間、保持温度１０５０°Ｃ、保持時間２時間とし、昇温開始時から保持終了まで３０ＭＰａで加圧した。また保持終了後は自然冷却させた。こうして作製された焼結体を旋盤で切削加工して直径が１８０ｍｍ、厚さが５ｍｍの円盤状のターゲットを得た。
【００６０】
このときのスパッタリングターゲットの相対密度は９６％であった。またターゲットから採取した小片をＩＣＰ発光分光分析装置で組成分析し、その分析結果をもとにＣｏＯの残存量を計算したところ、投入量の９９％のＣｏＯが分解していた（１％しか残存していなかった）。
【００６１】
これら実施例と比較例の結果を比較すると、Ｂ２Ｏ３を添加していない比較例５ではＣｏＯの残存量は実施例３とほぼ同等であるものの、相対密度が非常に低く実用的に使用可能なものではない。一方、比較例６では実施例３と同等の密度のスパッタリングターゲットが得られたが、焼結温度が高く、ＣｏＯはほぼ全て分解していた。
【００６２】
（実施例４）
実施例４では金属原料粉末として、平均粒径３μｍのＣｏ粉末と平均粒径５μｍのＣｒ粉末と平均粒径５μｍのＰｔ粉末と平均粒径２０μｍのＢ粉末を、非金属無機材料粒子粉末として平均粒径１μｍのＳｉＯ２粉末と平均粒径３μｍのＣｒ２Ｏ３粉末と平均粒径１μｍのＣｏＯ粉末と平均粒径５μｍのＢ２Ｏ３粉末を用意した。そして、これらの粉末を以下の組成比で秤量した。組成は、次の通りである。６４．２４Ｃｏ−８．８Ｃｒ−１３．２Ｐｔ−１．７６Ｂ−２ＳｉＯ２−２Ｃｒ２Ｏ３−５ＣｏＯ−３Ｂ２Ｏ３ （ｍｏｌ％)。
【００６３】
次に、秤量した粉末を粉砕媒体のジルコニアボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、２０時間回転させて混合・粉砕した。次にボールミルから取り出した焼結用粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。ホットプレスの条件は、真空雰囲気、昇温速度３００℃／時間、保持温度７５０°Ｃ、保持時間２時間とし、昇温開始時から保持終了まで３０ＭＰａで加圧した。
また保持終了後は自然冷却させた。こうして作製された焼結体を旋盤で切削加工して直径が１８０ｍｍ、厚さが５ｍｍの円盤状のターゲットを得た。
【００６４】
このときのスパッタリングターゲットの相対密度は９６％であった。またターゲットから採取した小片をＩＣＰ発光分光分析装置で組成分析し、その分析結果をもとにＣｏＯの残存量を計算したところ、投入量の９３％のＣｏＯが残存していた。
【００６５】
（比較例７）
金属原料粉末として、平均粒径３μｍのＣｏ粉末と平均粒径５μｍのＣｒ粉末と平均粒径５μｍのＰｔ粉末と平均粒径２０μｍのＢ粉末を、非金属無機材料粒子粉末として平均粒径１μｍのＳｉＯ２粉末と平均粒径３μｍのＣｒ２Ｏ３粉末と平均粒径１μｍのＣｏＯ粉末を用意した。そして、これらの粉末を以下の組成比で秤量した。
組成は、次の通りである。６３．１４Ｃｏ−８．６５Ｃｒ−１２．９８Ｐｔ−１．７３Ｂ−３ＳｉＯ２−３Ｃｒ２Ｏ３−７．５ＣｏＯ （ｍｏｌ％)。
【００６６】
次に、秤量した粉末を粉砕媒体のジルコニアボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、２０時間回転させて混合・粉砕した。次にボールミルから取り出した焼結用粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。ホットプレスの条件は実施例２と同様の、真空雰囲気、昇温速度３００℃／時間、保持温度７５０°Ｃ、保持時間２時間とし、昇温開始時から保持終了まで３０ＭＰａで加圧した。また保持終了後は自然冷却させた。こうして作製された焼結体を旋盤で切削加工して直径が１８０ｍｍ、厚さが５ｍｍの円盤状のターゲットを得た。
このときのスパッタリングターゲットの相対密度は８９％であった。またターゲットから採取した小片をＩＣＰ発光分光分析装置で組成分析し、その分析結果をもとにＣｏＯの残存量を計算したところ、投入量の９１％のＣｏＯが残存していた。
【００６７】
（比較例８）
比較例８では金属原料粉末として、平均粒径３μｍのＣｏ粉末と平均粒径５μｍのＣｒ粉末と平均粒径５μｍのＰｔ粉末と平均粒径２０μｍのＢ粉末を、非金属無機材料粒子粉末として平均粒径１μｍのＳｉＯ２粉末と平均粒径３μｍのＣｒ２Ｏ３粉末と平均粒径１μｍのＣｏＯ粉末を用意した。そして、これらの粉末を以下の組成比で秤量した。
組成は、次の通りである。６３．１４Ｃｏ−８．６５Ｃｒ−１２．９８Ｐｔ−１．７３Ｂ−３ＳｉＯ２−３Ｃｒ２Ｏ３−７．５ＣｏＯ （ｍｏｌ％)
【００６８】
次に、秤量した粉末を粉砕媒体のジルコニアボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、２０時間回転させて混合・粉砕した。次にボールミルから取り出した焼結用粉末をカーボン製の型に充填しホットプレスした。ホットプレスの条件は、真空雰囲気、昇温速度３００℃／時間、保持温度１１００°Ｃ、保持時間２時間とし、昇温開始時から保持終了まで３０ＭＰａで加圧した。また保持終了後は自然冷却させた。こうして作製された焼結体を旋盤で切削加工して直径が１８０ｍｍ、厚さが５ｍｍの円盤状のターゲットを得た。
【００６９】
このときのスパッタリングターゲットの相対密度は９８％であった。またターゲットから採取した小片をＩＣＰ発光分光分析装置で組成分析し、その分析結果をもとにＣｏＯの残存量を計算したところ、投入量の９９％のＣｏＯが分解していた（１％しか残存していなかった）。
【００７０】
これら実施例と比較例の結果を比較すると、Ｂ２Ｏ３を添加していない比較例７ではコバルト酸化物の残存量は実施例４とほぼ同等であるものの、相対密度が非常に低く実用的に使用可能なものではない。
一方、比較例８では実施例４とほぼ同等の緻密なスパッタリングターゲットが得られたが、焼結温度が高くコバルト酸化物はほぼ全て分解していた。
【００７１】
以上のとおり、本発明のスパッタリングターゲットは非金属無機材料としてＢ２Ｏ３などのホウ素酸化物を含有させることにより、コバルト酸化物が分解する温度よりも低い焼結温度で作製しても、十分な密度を有しているところに特徴がある。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明のスパッタリングターゲットを用いると、良好な磁気特性を有するグラニュラー型磁性膜を、パーティクル発生による歩留まり低下を招くことなく得ることができる。特に垂直磁気記録方式を採用したハードディスク媒体における、高記録密度化と低ノイズ化に貢献する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃｒが２０ｍｏｌ%以下、残余がＣｏである強磁性合金と非金属無機材料からなる焼結体スパッタリングターゲットであって、前記非金属無機材料が占める体積率が４０ｖｏｌ％以下で、前記非金属無機材料が少なくともコバルト酸化物とホウ素酸化物を含むことを特徴とするスパッタリングターゲット。
【請求項２】
Ｃｒが２０ｍｏｌ%以下、Ｐｔが３０ｍｏｌ%以下、残余がＣｏである強磁性合金と非金属無機材料からなる焼結体スパッタリングターゲットであって、前記非金属無機材料が占める体積率が４０ｖｏｌ％以下で、前記非金属無機材料が少なくともコバルト酸化物とホウ素酸化物を含むことを特徴とするスパッタリングターゲット。
【請求項３】
前記コバルト酸化物は、ＣｏＯ、Ｃｏ２Ｏ３、Ｃｏ３Ｏ４のいずれか１種以上であることを特徴とする請求項１又は２記載のスパッタリングターゲット。
【請求項４】
前記ホウ素酸化物のスパッタリングターゲット中に占める体積率が５ｖｏｌ％以上、２０ｖｏｌ％以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項５】
前記ホウ素酸化物はＢ２Ｏ３であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲットを提供する。
【請求項６】
前記非金属無機材料が、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｅから選択した１種以上の元素の酸化物を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項７】
添加元素としてＢ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｗ、Ｉｒ、Ａｕから選択した１元素以上を、合金中に１５ｍｏｌ％以下含有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項８】
相対密度が９０％以上であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項９】
金属粉末と少なくともコバルト酸化物とホウ素酸化物を含む非金属無機材料粉末を粉砕・混合して得られた混合粉末を保持温度は８００°Ｃ以下で加圧焼結装置により成型・焼結するスパッタリングターゲット用焼結体の製造法。
【請求項１】
Ｃｒが２０ｍｏｌ%以下、残余がＣｏである強磁性合金と非金属無機材料からなる焼結体スパッタリングターゲットであって、前記非金属無機材料が占める体積率が４０ｖｏｌ％以下で、前記非金属無機材料が少なくともコバルト酸化物とホウ素酸化物を含むことを特徴とするスパッタリングターゲット。
【請求項２】
Ｃｒが２０ｍｏｌ%以下、Ｐｔが３０ｍｏｌ%以下、残余がＣｏである強磁性合金と非金属無機材料からなる焼結体スパッタリングターゲットであって、前記非金属無機材料が占める体積率が４０ｖｏｌ％以下で、前記非金属無機材料が少なくともコバルト酸化物とホウ素酸化物を含むことを特徴とするスパッタリングターゲット。
【請求項３】
前記コバルト酸化物は、ＣｏＯ、Ｃｏ２Ｏ３、Ｃｏ３Ｏ４のいずれか１種以上であることを特徴とする請求項１又は２記載のスパッタリングターゲット。
【請求項４】
前記ホウ素酸化物のスパッタリングターゲット中に占める体積率が５ｖｏｌ％以上、２０ｖｏｌ％以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項５】
前記ホウ素酸化物はＢ２Ｏ３であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲットを提供する。
【請求項６】
前記非金属無機材料が、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｅから選択した１種以上の元素の酸化物を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項７】
添加元素としてＢ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｗ、Ｉｒ、Ａｕから選択した１元素以上を、合金中に１５ｍｏｌ％以下含有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項８】
相対密度が９０％以上であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
【請求項９】
金属粉末と少なくともコバルト酸化物とホウ素酸化物を含む非金属無機材料粉末を粉砕・混合して得られた混合粉末を保持温度は８００°Ｃ以下で加圧焼結装置により成型・焼結するスパッタリングターゲット用焼結体の製造法。
【公開番号】特開２０１２−１１７１４７（Ｐ２０１２−１１７１４７Ａ）
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３１３０１（Ｐ２０１１−２３１３０１）
【出願日】平成２３年１０月２１日（２０１１．１０．２１）
【出願人】（５０２３６２７５８）ＪＸ日鉱日石金属株式会社 (482)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２１日（２０１１．１０．２１）
【出願人】（５０２３６２７５８）ＪＸ日鉱日石金属株式会社 (482)
【Ｆターム（参考）】
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