JP2002208125A - Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系ターゲット材および磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁性膜の保磁力や角型比といった磁気特性の
ばらつきが少なく、膜特性に優れたＣｏ系ターゲット材
を提供する 【解決手段】 本発明はターゲット材のスパッタ面のエ
ロージョン部における算術平均粗さＲａが１．５０μｍ
未満であり、好ましい組成としては、５≦Ｃｒ≦３０ａ
ｔ％、５≦Ｐｔ≦３０ａｔ％、残部実質的にＣｏとす
る。さらに０＜Ｂ≦２５ａｔ％、０＜（Ｔｉ＋Ｚｒ＋Ｈ
ｆ＋Ｖ＋Ｎｂ＋Ｔａ＋Ｍｏ＋Ｗ＋Ｍｎ＋Ｒｅ＋Ｒｕ＋Ｏ
ｓ＋Ｒｈ＋Ｉｒ＋Ｎｉ＋Ｐｄ＋Ｃｕ＋Ａｇ＋Ａｕ＋Ｃ）
≦４０ａｔ％含むことも可能である。また、マトリクス
の平均結晶粒径が４０μｍ以下、純度が３Ｎ以上、Ｆｅ
の含有量が５０ｐｐｍ以下、酸素含有量が２０ｐｐｍ以
下であることであることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク装置
などに用いる磁気記録媒体の磁性膜を形成するために用
いられるＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系ターゲット材および該ター
ゲット材を用いて作製する磁気記録媒体に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、Ｃｏ系磁性膜は高密度な磁気記録
が可能となるように発展してきており、Ｃｏ系磁性膜に
ＣｒおよびＰｔの添加が行われてきた。さらに、最近で
はＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系磁性膜にＢを添加することによ
り、磁気特性が著しく改善されることがＪ．Ａｐｐｌ．
Ｐｈｙｓ．８４、６２０２（１９９８）．などに報告さ
れている。

【０００３】このＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系磁性膜を作製する
方法としては、上述した文献等に記載されるようにスパ
ッタリング法などが使用できる。スパッタリング法にお
いては、膜組成の供給源となるターゲット材が必要とな
る。上述のＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系磁性膜を形成するために
用いるターゲット材は、通常、溶解・鋳造したインゴッ
トに熱間圧延を行った後、機械加工しターゲット材が作
製されており、表面仕上げは旋盤等の切削加工で行われ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐ
ｔ系ターゲット材の表面仕上げを切削加工で行っていた
理由としては、高価なＰｔが添加されているため、リサ
イクルの観点より切削粉として回収した方が容易なため
である。また、研磨仕上げにより表面仕上げを行うと、
ターゲット材表面に砥粒がめり込み、膜特性劣化の原因
となると考えられていた。その結果、従来の切削加工で
作製したＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系ターゲット材の算術平均粗
さＲａは１．５０μｍ以上であった。このような方法で
作製したターゲット材を用いて磁性膜を形成させたとこ
ろ、作製した磁性膜の保磁力や角型比といった磁気特性
にばらつきが生じる問題が発生した。本発明の目的は、
上述した磁気特性のばらつきが少なく、膜特性に優れた
Ｃｏ系ターゲット材を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者が、Ｃｏ−Ｃｒ
−Ｐｔ系ターゲット材のスパッタ面のエロージョン部に
おける算術平均粗さＲａのスパッタ膜の磁気特性への影
響について調査した結果、ターゲット材のスパッタ面の
エロージョン部における算術平均粗さＲａは、膜組成、
特に膜中Ｐｔ量に大きな影響を及ぼすことを分かった。
膜組成、特に膜中Ｐｔ量およびそのバラツキは、磁気記
録媒体の磁性膜における保磁力や角型比といった磁気特
性に大きな影響を及ぼすことが判明した。

【０００６】また、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系ターゲット材の
ように、比重差が大きい元素の組み合わせからなる合金
ターゲット材は、スパッタ時のスパッタ粒子、特に比重
の大きい元素の放出角に指向性が生じ、膜組成とターゲ
ット組成の差が大きくなることや、膜組成のバラツキが
大きくなることにより磁気記録媒体の磁性膜における保
磁力や角型比といった磁気特性のばらつきが生じる可能
性はある。しかし、表面粗さに大きく影響するとは、考
えられていなかったのである。

【０００７】ターゲット材のスパッタ面のエロージョン
部における表面粗さは、上述したスパッタ粒子の放出角
の問題における本質とは関係無いが、表面粗さが粗くな
ることにより、ターゲット表面の傾斜面が増加すること
や表面積が変化すること、また、Ａｒイオン等の加速イ
オンのターゲット表面との入射角等が変化することによ
り、スパッタ粒子の放出角の指向性が顕著になると考え
られる。

【０００８】本発明者は、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系ターゲッ
ト材のスパッタ膜特性とスパッタ面のエロージョン部に
おける表面粗さとの関係を検討し、表面粗さを示す算術
平均粗さＲａを管理することで、磁気特性のばらつきを
低減できることを見いだし、本発明に到達した。

【０００９】すなわち、本発明はターゲット材のスパッ
タ面のエロージョン部における算術平均粗さＲａが１．
５０μｍ未満であることを特徴とするＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ
系ターゲット材である。

【００１０】本発明のＣｏ系ターゲット材の好ましい組
成としては、５≦Ｃｒ≦３０ａｔ％、５≦Ｐｔ≦３０ａ
ｔ％、残部実質的にＣｏであることが好ましく、さら
に、０＜Ｂ≦２５ａｔ％を含むことも可能である。ま
た、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍ
ｎ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｃ
ｕ、Ａｇ、ＡｕおよびＣから選ばれる１種もしくは２種
以上の元素を０＜（Ｔｉ＋Ｚｒ＋Ｈｆ＋Ｖ＋Ｎｂ＋Ｔａ
＋Ｍｏ＋Ｗ＋Ｍｎ＋Ｒｅ＋Ｒｕ＋Ｏｓ＋Ｒｈ＋Ｉｒ＋Ｎ
ｉ＋Ｐｄ＋Ｃｕ＋Ａｇ＋Ａｕ＋Ｃ）≦４０ａｔ％含むこ
とも可能である。

【００１１】さらに、本発明のＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系ター
ゲット材はマトリクスの平均結晶粒径が４０μｍ以下、
純度が３Ｎ以上、Ｆｅの含有量が５０ｐｐｍ以下、酸素
含有量が２０ｐｐｍ以下であることであることが好まし
い。本発明のＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系ターゲット材を用いて
Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系磁性膜を成膜することにより、磁気
記録媒体の製造を安定して行うことが可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の最大の特徴は、Ｃｏ−Ｃ
ｒ−Ｐｔ系ターゲット材においてターゲット材のスパッ
タ面のエロージョン部における算術平均粗さＲａを１．
５０μｍ未満としたことにある。

【００１３】本発明のＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系ターゲット材
は、ターゲット材のスパッタ面のエロージョン部におけ
る算術平均粗さＲａを１．５０μｍ未満にすることによ
り、膜中のＰｔ量を、ターゲット組成と同等、もしく
は、同等以上にすると同時に組成バラツキが低減され、
磁気記録媒体の磁性膜を形成した場合における保磁力や
角型比といった磁気特性のばらつきを抑制し、磁気記録
媒体の安定製造をもたらすものである。算術平均粗さＲ
ａは、より好ましくは１．００μｍ未満であり、さらに
好ましくは０．５０μｍ未満である。ただし、スパッタ
面のエロージョン部外周等に、付着物の剥離を防止する
ために表面粗さを故意に粗化させる処理を行う場合は、
その粗化領域の表面粗さは、本発明の算術平均粗さＲａ
の規定に含まれるものではない。

【００１４】本発明で、算術平均粗さＲａを１．５０μ
ｍ未満にする具体的な手法としては、例えば切削加工し
たターゲット材の表面をドライエッチングで平滑化し算
術平均粗さＲａを微細化する方法が有効である。しか
し、本発明における表面仕上げ方法は、上述した方法に
限定されるものではなく、生産性は低下するが切削加工
時における切削用刃すなわちバイトの送り速度を低減す
ることや切削用刃の種類を選定することにおいても可能
である。さらに、研磨仕上げ後にドライエッチング等に
よりターゲット表面にめり込んだ砥粒を除去するといっ
た方法も適用可能である。

【００１５】本発明のＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系ターゲット材
の好ましい組成範囲は５≦Ｃｒ≦３０ａｔ％、５≦Ｐｔ
≦３０ａｔ％、残部実質的にＣｏである。Ｃｒは、膜中
で粒界へ偏析し、粒界を非磁性にすることにより、強磁
性Ｃｏ粒を磁気的に分断する効果があり、５ａｔ％未満
の添加では、磁気的な分断が十分では無く、また、３０
ａｔ％を越える添加は膜そのものの磁化を低下させ過ぎ
るため、５≦Ｃｒ≦３０ａｔ％が好ましい。

【００１６】Ｐｔは、Ｃｏに固溶することにより磁気異
方性を高め、膜の保磁力を上げる効果がある。保磁力増
大には５ａｔ％以上の添加を行うことにより顕著な効果
が見られ、また、３０ａｔ％を越える添加は、Ｃｏが本
来持つ特性である磁気異方性等の磁気特性を著しく低下
させるため、５≦Ｐｔ≦３０ａｔ％が好ましい。

【００１７】また、Ｂは磁気特性を改善する添加元素と
して添加することは有効である。Ｂは、膜中で粒界へ偏
析し、Ｐｔ元素を粒内へ偏析させる効果があり、さらに
Ｃｒ等の非磁性元素も粒界へ偏析させる効果がある。し
かし、Ｂは非晶質化を促進させる元素であり２５ａｔ％
を越える添加を行うと、膜の結晶性を損ない、膜の磁気
特性を劣化させるため、０＜Ｂ≦２５ａｔ％が好まし
い。

【００１８】Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍ
ｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｎｉ、
Ｐｄ、Ｃｕ、Ａｇ、ＡｕおよびＣ添加は、磁気特性を改
善する添加元素として添加可能である。これらの元素は
少量の添加で効果が認められるが、総量で４０ａｔ％を
越えると膜の磁気特性および結晶性を著しく損なうため
０＜（Ｔｉ＋Ｚｒ＋Ｈｆ＋Ｖ＋Ｎｂ＋Ｔａ＋Ｍｏ＋Ｗ＋
Ｍｎ＋Ｒｅ＋Ｒｕ＋Ｏｓ＋Ｒｈ＋Ｉｒ＋Ｎｉ＋Ｐｄ＋Ｃ
ｕ＋Ａｇ＋Ａｕ＋Ｃ）≦４０ａｔ％が好ましい。

【００１９】さらに、本発明のＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系ター
ゲット材において、マトリクスの平均結晶粒径を４０μ
ｍ以下とすることにより、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系スパッタ
膜の磁性膜の保磁力や角型比といった磁気特性のばらつ
きをさらに低減できる。さらに好ましくは２０μｍ以下
である。マトリクスの平均粒径を４０μｍ以下に調整す
る具体的な方法としては、例えば熱間圧延や熱間鍛造の
ような熱間塑性加工を行い、マトリクスを再結晶化させ
ることが有効である。

【００２０】マトリクスの平均結晶粒径のばらつきが少
ないターゲット材は、例えば、熱間塑性加工時の加工率
等の熱間塑性加工条件を制御することにより作製可能と
なる。具体的には、加工率が高過ぎると熱間塑性加工時
の異方性によりばらつきが大きくなり、低過ぎると再結
晶がおきないため熱間塑性加工の効果が無い。また、例
えば、熱間塑性加工として熱間圧延を行う際は、クロス
圧延を行うことにより圧延による組織の異方性があまり
現れないため好ましい。さらに、熱間塑性加工の前後に
熱処理を行って組織制御を行うことも可能である。

【００２１】本発明のＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系ターゲット材
は、純度が３Ｎ以上であることが好ましい。特に、Ｆｅ
および酸素は、不純物としてターゲット材に混入しやす
く膜特性を劣化させ易いため可能な限り汚染を防ぐこと
が好ましい。純度が低下することにより、膜特性が低下
するが、３Ｎ以下の不純物量になることにより、急激に
膜特性が劣化するため、純度は３Ｎ以上としたが、好ま
しくは４Ｎ以上、さらに好ましくは５Ｎ以上である。こ
こで、純度とは、主成分以外の元素の総量を質量％で１
００から差し引いた割合であり、３Ｎは９９．９％、４
Ｎは９９．９９％、５Ｎは９９．９９９％を意味する。

【００２２】また、Ｆｅは５０ｐｐｍを越えると、膜特
性が劣化するため、５０ｐｐｍ以下としたが、好ましく
は３０ｐｐｍ以下、さらに好ましくは１０ｐｐｍ以下で
ある。さらに、酸素は２０ｐｐｍを越えると、膜特性が
劣化するため、２０ｐｐｍ以下としたが、好ましくは１
０ｐｐｍ以下である。ここでｐｐｍは質量ｐｐｍを意味
する。

【００２３】

【実施例】（実施例1）表１に示すＣｏ−２０Ｃｒ−１
０Ｐｔ−５Ｂ（ａｔ％）の組成を持つφ１８０ｍｍ×５
ｍｍｔのターゲット材を作製した。試料１〜１０は真空
溶解・鋳造後熱間圧延を行い、ターゲット材を作製し
た。試料１〜５はＦｅ量の少ないＣｏ原料を用いて溶
解，鋳造を行い、熱間圧延時の圧延率は５０％で行っ
た。試料６〜１０はＦｅ量のやや高いＣｏ原料を用いて
溶解，鋳造を行い、熱間圧延時の圧延率は２５％で行っ
た。また、試料１１〜１５は粉末焼結によってターゲッ
ト材を作製した。さらに、表面粗さは、表面仕上げ加工
時の旋盤による切削加工のバイトの送り速度を制御する
ことにより変化をさせた。

【００２４】表１中には、ＪＩＳ−Ｂ０６０１に基づい
て測定したターゲット材のスパッタ面のエロージョン部
における算術平均粗さＲａ、ミクロ組織をスパッタ面方
向から光学顕微鏡で行い、切断法によるマトリクス平均
結晶粒径、Ｆｅおよび酸素の分析値を示す。また、一例
として試料１のＧＤ−ＭＳによる分析結果を表２に示
す。さらに、本発明の試料２および３と比較例の試料５
の表面粗さ曲線を図１、図２および図３に示す。

【００２５】ＮｉＰメッキを施したＡｌ基板を用い、基
板上に、基板温度１５０℃、Ａｒ圧０．６６Ｐａ、ＤＣ
電力５００Ｗの条件でＣｒ下地膜および表１に示す各種
条件で作製したＣｏ−２０Ｃｒ−１０Ｐｔ−５Ｂ（ａｔ
％）のターゲット材で磁性膜を成膜した。磁性膜の特性
ばらつきを調査するため、総成膜時間を１時間から４時
間まで１時間間隔で成膜基板を作製し、ＶＳＭ（振動試
料型磁力計）で測定した保磁力Ｈｃの計測結果を表３に
示す。

【００２６】表３より、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系ターゲット
材のスパッタ面のエロージョン部における算術平均粗さ
Ｒａを小さくすること、具体的には、本発明で規定する
１．５０μｍ未満とすることによりスパッタ成膜時の膜
特性の向上および安定化がなされていることがわかる。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【表２】

【００２９】

【表３】

【００３０】

【実施例】（実施例２）表４に示す組成を持つφ１８０
ｍｍ×５ｍｍｔのターゲットを作製した。ターゲットは
真空溶解・鋳造後、圧延率５０％の熱間圧延を行い作製
した。さらに、表面粗さは、表面仕上げ加工時の旋盤に
よる切削加工のバイトの送り速度を制御することにより
変化をさせた。

【００３１】表５に作製したターゲット材のＪＩＳ−Ｂ
０６０１に基づいて測定したターゲット材のスパッタ面
のエロージョン部における算術平均粗さ、ミクロ組織を
スパッタ面方向から光学顕微鏡で行い、切断法によるマ
トリクス平均結晶粒径、Ｆｅおよび酸素の分析値を示
す。

【００３２】ＮｉＰメッキを施したＡｌ基板を用い、基
板上に、基板温度１５０℃、Ａｒ圧０．６６Ｐａ、ＤＣ
電力５００Ｗの条件でＣｒ下地膜および表４に示すＣｏ
−Ｃｒ−Ｐｔ系ターゲット材で磁性膜を成膜した。磁性
膜の特性ばらつきを調査するため、総成膜時間を１時間
から４時間まで１時間間隔で成膜基板を作製し、ＶＳＭ
（振動試料型磁力計）で測定した保磁力Ｈｃの計測結果
を表６に示す。

【００３３】表６より、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系ターゲット
材のスパッタ面のエロージョン部における算術平均粗さ
Ｒａを小さくすること、具体的には、本発明で規定する
１．５０μｍ未満とすることによりスパッタ成膜時の膜
特性の向上および安定化がなされていることがわかる。

【００３４】

【表４】

【００３５】

【表５】

【００３６】

【表６】

【００３７】

【発明の効果】本発明のＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系ターゲット
材により、磁気ディスク装置用などの磁気記録媒体中に
用いるＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系磁性膜を磁気特性に優れたも
のとすることが可能となり、磁気記録媒体の製造に欠か
せない技術となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の試料２におけるエロージョン部におけ
る表面粗さ曲線の一部である。

【図２】本発明の試料３におけるエロージョン部におけ
る表面粗さ曲線の一部である。

【図３】比較例の試料５におけるエロージョン部におけ
る表面粗さ曲線の一部である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K029 BA24 BC06 BD11 DC04 DC08 DC12 5D006 BB02 EA03 5E049 AA04 AA09 AC05 BA06 GC02

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ターゲット材のスパッタ面のエロージョ
   ン部における算術平均粗さＲａが１．５０μｍ未満であ
   ることを特徴とするＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系ターゲット材。
2. 【請求項２】 Ｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔ
   ａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｒｈ、Ｉｒ、
   Ｎｉ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ａｇ、ＡｕおよびＣから選ばれる１
   種または２種以上の元素を含むことを特徴とする請求項
   １に記載のＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系ターゲット材。
3. 【請求項３】 ５≦Ｃｒ≦３０ａｔ％、５≦Ｐｔ≦３０
   ａｔ％であることを特徴とする請求項１または２に記載
   のＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系ターゲット材。
4. 【請求項４】 ０＜Ｂ≦２５ａｔ％であることを特徴と
   する請求項１ないし３のいずれかに記載のＣｏ−Ｃｒ−
   Ｐｔ系ターゲット材。
5. 【請求項５】 ０＜（Ｔｉ＋Ｚｒ＋Ｈｆ＋Ｖ＋Ｎｂ＋Ｔ
   ａ＋Ｍｏ＋Ｗ＋Ｍｎ＋Ｒｅ＋Ｒｕ＋Ｏｓ＋Ｒｈ＋Ｉｒ＋
   Ｎｉ＋Ｐｄ＋Ｃｕ＋Ａｇ＋Ａｕ＋Ｃ）≦４０ａｔ％であ
   ることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載
   のＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系ターゲット材。
6. 【請求項６】 マトリクスの平均結晶粒径が４０μｍ以
   下であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか
   に記載のＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系ターゲット材。
7. 【請求項７】 純度が３Ｎ以上であることを特徴とする
   請求項１ないし６のいずれかに記載のＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ
   系ターゲット材。
8. 【請求項８】 Ｆｅ含有量が５０ｐｐｍ以下であること
   を特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のＣｏ
   −Ｃｒ−Ｐｔ系ターゲット材。
9. 【請求項９】 酸素含有量が２０ｐｐｍ以下であること
   を特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載のＣｏ
   −Ｃｒ−Ｐｔ系ターゲット材。
10. 【請求項１０】 非磁性基板上に請求項１ないし９のい
    ずれかに記載のＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系ターゲット材を用い
    て成膜したＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系薄膜を少なくとも１層以
    上形成していることを特徴とする磁気記録媒体。