JP5699017B2 - Ｐｄ−Ｖ合金系スパッタリングターゲット及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、Ｐｄ−Ｖ合金系スパッタリングターゲット及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、酸素等の不純物の含有量の少ないＰｄ−Ｖ合金系スパッタリングターゲット及びその製造方法に関する。

図３に示すように、高密度記録を安定して行うことができる垂直磁気記録方式ハードディスク１００においては、磁性記録層１０６の結晶配向性の向上等のために、磁性記録層１０６と基材１０２との間には８〜９種類程度の層からなる下地層１０４（ここでは基材１０２と磁性記録層１０６との間の層は全て下地層と称することとする）が設けられている（例えば、特許文献１、２）。磁性記録層１０６の上には保護層１０８、潤滑層１１０が設けられている。

下地層１０４は多数の層からなるが、垂直磁気記録方式ハードディスクの磁性記録層の結晶配向性を制御する上で最も重要な役割を果たす下地層は磁性記録層１０６の直下に配置される層であり、現状ではＲｕ層やＲｕ合金層が用いられている。このＲｕ層やＲｕ合金層（以下、「Ｒｕ層やＲｕ合金層」を単にＲｕ層と記すことがある）の結晶配向性を向上させることは、その直上に配置される磁性記録層１０６の結晶配向性を制御する上で重要である。

このため、Ｒｕ層の結晶配向性を向上させるべく、Ｒｕ層と基材との間の下地層として最適なものを模索する研究開発が進められており、下地層の種類はさらに増える方向にある。

特開２００８−２７６９１５号公報 特開２０１０−９２５２５号公報

前述したように垂直磁気記録方式ハードディスクの下地層として用いられている層は多種あるところ、ＰｄはＲｕと同じく貴金属であり、また、Ｐｄの原子番号は４６であってＲｕの原子番号４４と近く、原子半径等の特性がＰｄはＲｕと近似しているので、Ｒｕ層と基材との間の下地層の１つとしてＰｄ合金層を適用することによりＲｕ層の結晶配向性を向上させることができ、ひいては垂直磁気記録方式ハードディスクの記録密度のさらなる向上につなげることができる可能性がある。

一方、磁性記録層の結晶配向性を厳密に制御する必要のある垂直磁気記録方式ハードディスクにおいては、下地層における酸素等の不純物を低減させることが求められている。

しかしながら、Ｐｄ単体粉末と他の金属単体粉末を混合して粉末冶金法を用いて作製したＰｄ合金系スパッタリングターゲットには酸素等の不純物が多く含まれてしまう。このため、スパッタリングをして得られるＰｄ合金層にも酸素等の不純物が多く含まれてしまい、垂直磁気記録方式ハードディスクの下地層として用いる際に問題となる。

また、スパッタリングターゲット中に酸素等の不純物が多く含まれていると、スパッタリング時にノジュールおよびパーティクル等の不具合が発生しやすくなる。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、酸素等の不純物の含有量の少ないＰｄ−Ｖ合金系スパッタリングターゲット及びその製造方法を提供することを課題とする。

本発明者は、前記課題を解決するため鋭意研究開発を行った結果、以下のＰｄ−Ｖ合金系スパッタリングターゲット及びその製造方法により、前記課題を解決できることを見出し、本発明をするに至った。

即ち、本発明に係るＰｄ−Ｖ合金系スパッタリングターゲットの第１の態様は、Ｐｄを主要成分として含有するＰｄ−Ｖ合金系スパッタリングターゲットであって、Ｖを３０〜５５ａｔ％含有し、残部がＰｄおよび不可避的不純物からなり、ターゲット全体に対する酸素、窒素、炭素、硫黄の含有量がそれぞれ１５００質量ｐｐｍ以下、７０質量ｐｐｍ以下、１６０質量ｐｐｍ以下、１０質量ｐｐｍ以下であり、さらに相対密度が９７．１％以上であることを特徴とするＰｄ−Ｖ合金系スパッタリングターゲットである。

前記Ｖを３０〜４５ａｔ％含有し、相対密度が９９．３％以上であることが好ましい。

前記Ｖは、前記Ｐｄと固溶していることが好ましい。主要成分であるＰｄと固溶することにより、より良好なスパッタリングが可能となるからである。

前記Ｐｄ−Ｖ合金系スパッタリングターゲットにおいて、不可避的不純物を含むＶ単体相が不可避的不純物を含むＰｄＶ合金マトリックス中に分散している構造としてもよい。

前記Ｐｄ−Ｖ合金系スパッタリングターゲットの中には、垂直磁気記録媒体用として好適に用いることができるものがある。

本発明に係るＰｄ−Ｖ合金系スパッタリングターゲットの製造方法は、Ｖを３０〜５５ａｔ％含有し、残部がＰｄおよび不可避的不純物からなるＰｄ−Ｖ合金粉末をアトマイズ法で作製し、作製した該Ｐｄ−Ｖ合金粉末を加圧下で加熱して成形するＰｄ−Ｖ合金系スパッタリングターゲットの製造方法であって、得られるＰｄ−Ｖ合金系スパッタリングターゲット中の酸素、窒素、炭素、硫黄の含有量がそれぞれ１５００質量ｐｐｍ以下、７０質量ｐｐｍ以下、１６０質量ｐｐｍ以下、１０質量ｐｐｍ以下であり、かつ、得られるＰｄ−Ｖ合金系スパッタリングターゲットの相対密度が９７．１％以上であることを特徴とするＰｄ−Ｖ合金系スパッタリングターゲットの製造方法である。

前記Ｐｄ−Ｖ合金粉末はＶを３０〜４５ａｔ％含有しており、前記得られるＰｄ−Ｖ合金系スパッタリングターゲットの相対密度が９９．３％以上であることが好ましい。

前記アトマイズ法で作製した前記Ｐｄ−Ｖ合金粉末に含まれる前記Ｖは、Ｐｄと固溶していることが好ましい。

前記アトマイズ法は、アルゴンガスまたは窒素ガスを用いて行うことが好ましい。

得られるＰｄ−Ｖ合金系スパッタリングターゲットの中には、垂直磁気記録媒体用として好適に用いることができるものがある。

本発明に係るＰｄ−Ｖ合金系スパッタリングターゲットの第２の態様は、前記製造方法により製造されるＰｄ−Ｖ合金系スパッタリングターゲットである。

本発明に係るＰｄ−Ｖ合金系スパッタリングターゲットは、Ｖを３０〜５５ａｔ％含有し、残部がＰｄおよび不可避的不純物からなり、ターゲット全体に対する酸素、窒素、炭素、硫黄の含有量がそれぞれ１５００質量ｐｐｍ以下、７０質量ｐｐｍ以下、１６０質量ｐｐｍ以下、１０質量ｐｐｍ以下であり、さらに相対密度が９７．１％以上であるので、本発明に係るＰｄ−Ｖ合金系スパッタリングターゲットを用いて形成したＰｄ−Ｖ合金層は垂直磁気記録方式ハードディスクの下地層の１つとして好適に用いることができる。また、スパッタリング時にノジュールおよびパーティクル等の不具合が発生しにくい。

本発明に係るＰｄ−Ｖ合金系スパッタリングターゲットの製造方法によれば、Ｖを３０〜５５ａｔ％含有し、残部がＰｄおよび不可避的不純物からなるＰｄ−Ｖ合金粉末をアトマイズ法で作製し、作製した該Ｐｄ−Ｖ合金粉末を加圧下で加熱して成形するので、ターゲット中の酸素等の不純物の量を少なくすることができる。

実施例３における焼結体の断面の低倍率の電子顕微鏡写真 実施例３における焼結体の断面の高倍率の電子顕微鏡写真 垂直磁気記録方式ハードディスクの一例について、厚さ方向断面を模式的に示す図

以下、本発明の参考実施形態について詳細に説明する。

１．スパッタリングターゲットの構成成分および構造
本発明の参考実施形態に係るＰｄ合金系スパッタリングターゲットは、Ｐｄを主要成分として含有するＰｄ合金系スパッタリングターゲットであって、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａのうちの少なくとも１種以上を合計で１〜６０ａｔ％含有し、残部がＰｄおよび不可避的不純物からなり、ターゲット全体に対する酸素含有量が２０００質量ｐｐｍ以下であることを特徴とする。

１−１．Ｐｄについて
垂直磁気記録方式ハードディスクの磁性記録層の結晶配向性を制御する上で最も重要な役割を果たす下地層は磁性記録層の直下に配置されるＲｕ層であるが、ＰｄはＲｕと同じく貴金属であり、また、Ｐｄの原子番号は４６であってＲｕの原子番号４４と近く、原子半径等の特性がＰｄはＲｕと近似している。このため、Ｒｕ層と基材との間の下地層としてＰｄ合金層を設けることにより、Ｒｕ層の結晶配向性を良好に制御し易くなる。Ｒｕ層の結晶配向性が良好になれば、Ｒｕ層の上に積層される磁気記録層の結晶配向性も良好になり、垂直磁気記録方式ハードディスクの情報記録密度をさらに向上させることができる。

したがって、ＰｄはＲｕ層と基材との間の下地層の主要成分になるという役割を有する。

１−２．Ｖ、Ｎｂ、Ｔａについて
Ｖ、Ｎｂ、Ｔａは、面心立方構造（ｆｃｃ）であるＰｄの結晶構造に積層欠陥を導入して、スパッタリングにより得られるＰｄの結晶構造を、六方最密充填構造（ｈｃｐ）であるＲｕの結晶構造に近づけるという役割を有する。

Ｖ、Ｎｂ、Ｔａのうちの少なくとも１種以上を合計で１〜６０ａｔ％含有し、残部がＰｄおよび不可避的不純物からなるＰｄ合金層をＲｕ層と基材との間の下地層として用いることにより、Ｒｕ層の結晶配向性を良好に制御し易くなる。

ターゲット全体に対するＶ、Ｎｂ、Ｔａの合計の含有量は１〜６０ａｔ％であることが必要である。Ｖ、Ｎｂ、Ｔａの合計の含有量が１ａｔ％未満であると、該ターゲットを用いてスパッタリングにより形成される下地層において、Ｐｄの結晶構造中へ導入される積層欠陥の量が少なすぎ、該下地層におけるＰｄの結晶構造がＲｕの六方最密充填構造（ｈｃｐ）に近づかず、該下地層よりも上方に位置するＲｕ層は良好にｃ軸配向しにくくなる。なお、該下地層はＲｕ層と基材との間に位置すればよく、Ｒｕ層の直下に位置しなくてもよい。また、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａの合計の含有量が１ａｔ％未満であると、Ｐｄ合金溶湯の粘性が十分には低くならず、アトマイズをしにくくなる。

一方、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａの合計の含有量が６０ａｔ％を上回ると、該ターゲットを用いてスパッタリングにより形成される下地層においてＶ、Ｎｂ、Ｔａの特性の影響が大きくなりすぎ、該下地層よりも上方に位置するＲｕ層は良好にｃ軸配向しにくくなる。また、アトマイズをする際に用いるルツボからの不純物の混入が多くなる。

以上述べたＰｄの結晶構造中へ導入する積層欠陥の量の観点、Ｐｄ合金溶湯の粘性の観点、アトマイズをする際に用いるルツボからの不純物の混入の観点から見て、ターゲット全体に対するＶ、Ｎｂ、Ｔａの合計の含有量は１〜６０ａｔ％であることが必要であるが、２０〜５８ａｔ％であることが好ましく、２５〜５６ａｔ％であることがより好ましく、３０〜５５ａｔ％であることがさらに好ましい。

１−３．ＰｄとＶ、Ｎｂ、Ｔａとの固溶について
ターゲットに含まれるＶ、Ｎｂ、Ｔａがターゲットの主要成分であるＰｄと固溶することにより、ターゲット全体において構成元素が均等に分布することとなり、スパッタリングにおいて、特定の箇所の削られる速度が極端に大きくなるということがなくなり、スパッタリングは良好なものとなる。

ただし、ターゲットに含まれるＶ、Ｎｂ、Ｔａのうちの少量が単体としてターゲットに分散していても、スパッタリングの際に実質的な悪影響は生じず、得られるＰｄ合金膜も良好なものであることを確認している。即ち、後述する実施例２で作製したターゲットでは、ＰｄとＶが固溶したＰｄ−Ｖ合金マトリックス中に少量のＶ粒子が分散した構造となっているが、スパッタリング時にノジュールおよびパーティクル等の不具合の発生は観察されず、良好にスパッタリングを行うことができることを確認している。

２．製造方法について
本発明の参考実施形態に係るＰｄ合金系スパッタリングターゲットの製造方法は、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａのうちの少なくとも１種以上を合計で１〜６０ａｔ％含有し、残部がＰｄおよび不可避的不純物からなるＰｄ合金粉末をアトマイズ法で作製し、作製した該Ｐｄ合金粉末を加圧下で加熱して成形することを特徴とする。

このような製造方法を採ることにより、得られるターゲットは、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａのうちの少なくとも１種以上を合計で１〜６０ａｔ％含有し、残部がＰｄおよび不可避的不純物からなるものとすることができ、さらに、得られるＰｄ合金系スパッタリングターゲット中の酸素含有量を２０００質量ｐｐｍ以下に抑えることが可能となる。また、得られるＰｄ合金系スパッタリングターゲット中の窒素、炭素、硫黄の含有量をそれぞれ１００質量ｐｐｍ以下、２００質量ｐｐｍ以下、３０質量ｐｐｍ以下に抑えることも可能となる。

２−１．Ｐｄ合金粉末の作製について
Ｖ、Ｎｂ、Ｔａのうちの少なくとも１種以上を合計で１〜６０ａｔ％含有し、残部がＰｄおよび不可避的不純物からなる溶湯に、アトマイズ法を適用して、該溶湯と同一組成のＰｄ合金粉末を作製する。

本参考実施形態ではアトマイズ法によりＰｄ合金粉末を作製するため、原料金属はいったん高温まで加熱されて溶湯となるので、その段階で、Ｎａ、Ｋ等のアルカリ金属やＣａ等のアルカリ土類金属、酸素や窒素等のガス不純物は外部に揮発して除去される。また硫黄も外部に揮発して除去される。このため、得られるＰｄ合金粉末中の不純物量は少なくなる。

したがって、アトマイズ法により得られたＰｄ合金粉末を用いて得られるターゲット中の不純物量も少なくなり、酸素含有量は２０００質量ｐｐｍ以下に抑えることができる。また、窒素、炭素、硫黄の含有量もそれぞれ１００質量ｐｐｍ以下、２００質量ｐｐｍ以下、３０質量ｐｐｍ以下に抑えることができる。このため、該ターゲットを用いてのスパッタリングは良好となり、得られるＰｄ膜も良好なものとなる。該ターゲットを用いてのスパッタリングをより良好にするとともに、得られるＰｄ膜もより良好なものとする観点から、Ｐｄ合金系スパッタリングターゲット中の酸素含有量は１５００質量ｐｐｍ以下に抑えることがより好ましく、窒素、炭素、硫黄の含有量はそれぞれ７０質量ｐｐｍ以下、１６０質量ｐｐｍ以下、１０質量ｐｐｍ以下に抑えることがより好ましい。

また、アルゴンガスまたは窒素ガスを使用したガスアトマイズ法で作製すると、得られるＰｄ合金粉末において、酸素含有量をより低く抑えることができ、より良好な原料粉末となる。

なお、適用可能なアトマイズ法としては、例えばガスアトマイズ法、遠心力アトマイズ法等がある。

次に、Ｐｄ合金溶湯の組成の数値限定理由について説明する。

Ｐｄ合金溶湯にＶ、Ｎｂ、Ｔａのうちの少なくとも１種以上を合計で１〜６０ａｔ％含有させることによる製造方法上の利点は、前述したように、Ｐｄ合金溶湯の粘性が小さくなり、アトマイズを行いやすくなる点と、ルツボからＰｄ合金溶湯中への不純物の混入が少量にとどめられる点にある。

Ｐｄ合金溶湯中のＶ、Ｎｂ、Ｔａの合計の含有量が１ａｔ％を下回ると、Ｐｄ合金溶湯の粘性が十分には小さくならず、アトマイズを行いにくくなる。

一方、Ｐｄ合金溶湯中のＶ、Ｎｂ、Ｔａの合計の含有量が６０ａｔ％を上回ると、ルツボからＰｄ合金溶湯中への不純物の混入が多くなってしまう。

Ｐｄ合金溶湯にＶ、Ｎｂ、Ｔａのうちの少なくとも１種以上を合計で１〜６０ａｔ％含有させると、得られるＰｄ合金粉末も同様の組成を有することとなり、該Ｐｄ合金粉末を用いて得られるターゲットにおいて、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａがターゲットの主要成分であるＰｄと固溶することになる。これにより、ターゲット全体においてＶ、Ｎｂ、Ｔａが均等に分布することとなり、スパッタリングにおいて、特定の箇所の削られる速度（スパッタリングレート）が極端に大きくなるということがなくなり、スパッタリングが良好なものとなる。

２−２．成形方法について
前記のようにしてアトマイズ法により作製したＰｄ合金粉末を加圧下で加熱して成形する方法は特に限定されず、例えば、ホットプレス法、熱間等方圧プレス法（ＨＩＰ法）、放電プラズマ焼結法（ＳＰＳ法）等を用いることができる。

３．用途について
本参考実施形態に係るＰｄ合金系スパッタリングターゲットを用いて作製したＰｄ合金層は、酸素等の不純物量が少なくなるため、垂直磁気記録方式ハードディスクの下地層の１つとして好適に用いることができる。

ただし、本参考実施形態に係るＰｄ合金系スパッタリングターゲットは、垂直磁気記録媒体用という用途に限定されず、Ｐｄ合金層が用いられている用途であれば、垂直磁気記録媒体用以外の用途にも用いることができる。例えば、Ｐｄ合金膜は水素分離膜として一般的に用いられているが、本発明に係るＰｄ合金系スパッタリングターゲットを用いて作製したＰｄ合金膜は、酸素等の不純物量が少なくなるため、水素分離膜としても好適に用いることができると考えられる。

（実施例１）
本実施例１では、ターゲット組成の目標を４５ａｔ％Ｐｄ−５５ａｔ％Ｖに設定してターゲットの作製を行った。

まず、合金組成がＰｄ：４５ａｔ％、Ｖ：５５ａｔ％となるようにバルク状の各金属を秤量し、高周波で加熱して１８００℃のＰｄ−Ｖ合金溶湯とし、アルゴンガスを用いたガスアトマイズ法により４５ａｔ％Ｐｄ−５５ａｔ％Ｖ合金粉末を作製した。得られたＰｄ−Ｖ合金粉末の平均粒径を日機装株式会社製のマイクロトラックＭＴ３０００により測定したところ、５０μｍであった。

得られたＰｄ−Ｖ合金粉末を、温度：１２７０℃、圧力：２５ＭＰａ、時間：４５ｍｉｎ、雰囲気：５×１０^-2Ｐａ以下の真空中の条件でホットプレスを行い、焼結体を得た。サンプル数は１とした。得られた焼結体の構造は、日本電子株式会社製の電子顕微鏡ＪＳＭ−６５００Ｆで観察したところ、Ｐｄ−Ｖ合金マトリックス中に少量のＶ粒子が分散した構造となっていた。

作製した焼結体の密度をアルキメデス法により測定し、それぞれの測定値を理論密度で除して相対密度を求めた。その結果を下記の表１に示す。

次に、得られた焼結体を、直径１８０．０ｍｍ、厚さ５．０ｍｍに加工し、スパッタリングターゲットとした。得られたスパッタリングターゲットについて、ＬＥＣＯ社製のＴＣ−６００型酸素窒素同時分析装置およびＨＯＲＩＢＡ製ＣＳ（炭素硫黄）分析装置により酸素、窒素、炭素、硫黄の含有量を２回測定したところ、下記の表２のようになった。下記の表２において、酸素、窒素の値はＬＥＣＯ社製のＴＣ−６００型酸素窒素同時分析装置による測定結果であり、炭素、硫黄の値はＨＯＲＩＢＡ製ＣＳ（炭素硫黄）分析装置による測定結果である。

次に、得られたスパッタリングターゲットを用いてキャノンアネルバ株式会社製のスパッタリング装置によりスパッタリングを行い、Ｐｄ−Ｖ合金層を形成させたが、スパッタリング時にノジュールおよびパーティクル等の不具合の発生は観察されず、良好にスパッタリングを行うことができた。

（実施例２）
本実施例２では、ターゲット組成の目標を５０ａｔ％Ｐｄ−５０ａｔ％Ｖに設定してターゲットの作製を行った。

合金組成がＰｄ：５０ａｔ％、Ｖ：５０ａｔ％となるように各金属を秤量し、５０ａｔ％Ｐｄ−５０ａｔ％Ｖ合金粉末を作製した点、ホットプレス温度を１２６０℃とした点、およびターゲットの厚さを６ｍｍとした点以外は、実施例１と同様にして、焼結体、スパッタリングターゲットを作製するとともに、それらについて評価を行った。サンプル数は５とした。

得られた５０ａｔ％Ｐｄ−５０ａｔ％Ｖ合金粉末の平均粒径は５０μｍであり、得られた焼結体の構造は、日本電子株式会社製の電子顕微鏡ＪＳＭ−６５００Ｆで観察したところ、Ｐｄ−Ｖ合金マトリックス中に少量のＶ粒子が分散した構造となっていた。

作製した５サンプルの焼結体の密度をアルキメデス法により測定し、それぞれの測定値を理論密度で除して相対密度を求めた。その結果を下記の表３に示す。

次に、得られた焼結体を、直径１８０．０ｍｍ、厚さ６．０ｍｍに加工し、スパッタリングターゲットとした。得られたスパッタリングターゲットについて、ＬＥＣＯ社製のＴＣ−６００型酸素窒素同時分析装置およびＨＯＲＩＢＡ製ＣＳ（炭素硫黄）分析装置により酸素、窒素、炭素、硫黄の含有量を２回測定したところ、下記の表４のようになった。下記の表４において、酸素、窒素の値はＬＥＣＯ社製のＴＣ−６００型酸素窒素同時分析装置による測定結果であり、炭素、硫黄の値はＨＯＲＩＢＡ製ＣＳ（炭素硫黄）分析装置による測定結果である。

次に、得られたスパッタリングターゲットを用いてキャノンアネルバ株式会社製のスパッタリング装置によりスパッタリングを行い、Ｐｄ−Ｖ合金層を形成させたが、スパッタリング時にノジュールおよびパーティクル等の不具合の発生は観察されず、良好にスパッタリングを行うことができた。

（実施例３）
本実施例３では、ターゲット組成の目標を５５ａｔ％Ｐｄ−４５ａｔ％Ｖに設定してターゲットの作製を行った。

合金組成がＰｄ：５５ａｔ％、Ｖ：４５ａｔ％となるように各金属を秤量し、５５ａｔ％Ｐｄ−４５ａｔ％Ｖ合金粉末を作製した点、ホットプレス温度を１２７０℃とした点、およびターゲットの厚さを７ｍｍ、直径を１８０ｍｍとした点以外は、実施例２と同様にして、焼結体、スパッタリングターゲットを作製するとともに、それらについて評価を行った。サンプル数は２とした。

得られた５５ａｔ％Ｐｄ−４５ａｔ％Ｖ合金粉末の平均粒径は５０μｍであった。得られた焼結体の構造は、日本電子株式会社製の電子顕微鏡ＪＳＭ−６５００Ｆで観察したところ、Ｐｄ−Ｖ合金マトリックス中に少量のＶ粒子が分散した構造となっていた。

作製した２サンプルの焼結体の密度をアルキメデス法により測定し、それぞれの測定値を理論密度で除して相対密度を求めた。その結果を下記の表５に示す。

得られた焼結体の断面を日本電子株式会社製の電子顕微鏡ＪＳＭ−６５００Ｆで観察した。図１、図２に該電子顕微鏡により撮像した組織写真を示す。図１は低倍率の組織写真であり、図２は高倍率の組織写真である。図１、図２において、黒い部分がＶ粒子であり、灰色の部分がＰｄ−Ｖ合金であり、得られた焼結体は、Ｐｄ−Ｖ合金マトリックス中に少量のＶ粒子が分散した構造となっていることがわかる。

次に、得られた焼結体を、直径１８０．０ｍｍ、厚さ７．０ｍｍに加工し、スパッタリングターゲットとした。得られたスパッタリングターゲットについて、ＬＥＣＯ社製のＴＣ−６００型酸素窒素同時分析装置およびＨＯＲＩＢＡ製ＣＳ（炭素硫黄）分析装置により酸素、窒素、炭素、硫黄の含有量を２回測定したところ、下記の表６のようになった。下記の表６において、酸素、窒素の値はＬＥＣＯ社製のＴＣ−６００型酸素窒素同時分析装置による測定結果であり、炭素、硫黄の値はＨＯＲＩＢＡ製ＣＳ（炭素硫黄）分析装置による測定結果である。

次に、得られたスパッタリングターゲットを用いてキャノンアネルバ株式会社製のスパッタリング装置によりスパッタリングを行い、Ｐｄ−Ｖ合金層を形成させたが、スパッタリング時にノジュールおよびパーティクル等の不具合の発生は観察されず、良好にスパッタリングを行うことができた。

（実施例４）
本実施例４では、ターゲット組成の目標を７０ａｔ％Ｐｄ−３０ａｔ％Ｖに設定してターゲットの作製を行った。

合金組成がＰｄ：７０ａｔ％、Ｖ：３０ａｔ％となるように各金属を秤量し、７０ａｔ％Ｐｄ−３０ａｔ％Ｖ合金粉末を作製した点、およびホットプレス温度を１２７０℃とした点以外は、実施例１と同様にして、焼結体、スパッタリングターゲットを作製するとともに、それらについて評価を行った。サンプル数は１とした。

得られた７０ａｔ％Ｐｄ−３０ａｔ％Ｖ合金粉末の平均粒径は５０μｍであった。得られた焼結体の構造は、日本電子株式会社製の電子顕微鏡ＪＳＭ−６５００Ｆで観察したところ、Ｐｄ−Ｖ合金マトリックス中に少量のＶ粒子が分散した構造となっていた。

作製した焼結体の密度をアルキメデス法により測定し、それぞれの測定値を理論密度で除して相対密度を求めた。その結果を下記の表７に示す。

次に、得られた焼結体を、直径１８０．０ｍｍ、厚さ５．０ｍｍに加工し、スパッタリングターゲットとした。得られたスパッタリングターゲットについて、ＬＥＣＯ社製のＴＣ−６００型酸素窒素同時分析装置およびＨＯＲＩＢＡ製ＣＳ（炭素硫黄）分析装置により酸素、窒素、炭素、硫黄の含有量を２回測定したところ、下記の表８のようになった。下記の表８において、酸素、窒素の値はＬＥＣＯ社製のＴＣ−６００型酸素窒素同時分析装置による測定結果であり、炭素、硫黄の値はＨＯＲＩＢＡ製ＣＳ（炭素硫黄）分析装置による測定結果である。

次に、得られたスパッタリングターゲットを用いてキャノンアネルバ株式会社製のスパッタリング装置によりスパッタリングを行い、Ｐｄ−Ｖ合金層を形成させたが、スパッタリング時にノジュールおよびパーティクル等の不具合の発生は観察されず、良好にスパッタリングを行うことができた。

（比較例１）
本比較例１では、ターゲット組成の目標を４５ａｔ％Ｐｄ−５５ａｔ％Ｖに設定してターゲットの作製を行ったが、Ｐｄ−Ｖ合金粉末は用いず、Ｐｄ粉末とＶ粉末とを用いて混合粉末を作製し、ターゲットの作製を行った。

まず、平均粒径５μｍのＰｄ粉末と平均粒径１００μｍのＶ粉末とを、実施例１のターゲットの組成と同様の組成である、Ｐｄ：４５ａｔ％、Ｖ：５５ａｔ％となるように秤量し、混合攪拌機で１時間混合して混合粉末を作製した。なお、用いたＰｄ粉末、Ｖ粉末は、還元雰囲気中で加熱して還元処理を行っている。

得られた混合粉末を、実施例１と同様の条件である、温度：１２４０℃、圧力：２５ＭＰａ、時間：４５ｍｉｎ、雰囲気：５×１０^-2Ｐａ以下の真空中の条件でホットプレスを行い、焼結体を得た。

作製した焼結体の密度をアルキメデス法により測定し、それぞれの測定値を理論密度で除して相対密度を求めた。その結果を下記の表９に示す。

得られた焼結体を実施例１と同様に加工を行い、スパッタリングターゲットとした。得られたスパッタリングターゲットについて、ＬＥＣＯ社製のＴＣ−６００型酸素窒素同時分析装置およびＨＯＲＩＢＡ製ＣＳ（炭素硫黄）分析装置により酸素、窒素、炭素、硫黄の含有量を２回測定したところ、下記の表１０のようになった。下記の表１０において、酸素、窒素の値はＬＥＣＯ社製のＴＣ−６００型酸素窒素同時分析装置による測定結果であり、炭素、硫黄の値はＨＯＲＩＢＡ製ＣＳ（炭素硫黄）分析装置による測定結果である。

次に、得られたスパッタリングターゲットを用いてキャノンアネルバ株式会社製のスパッタリング装置によりスパッタリングを行い、Ｐｄ−Ｖ合金層の形成を行ったところ、スパッタリング時にノジュールおよびパーティクルの発生が観察された。

（比較例２）
本比較例２では、ターゲット組成の目標を５０ａｔ％Ｐｄ−５０ａｔ％Ｖに設定してターゲットの作製を行ったが、Ｐｄ−Ｖ合金粉末は用いず、Ｐｄ粉末とＶ粉末とを用いて混合粉末を作製し、ターゲットの作製を行った。

まず、平均粒径５μｍのＰｄ粉末と平均粒径１００μｍのＶ粉末とを、実施例２と同様の比率である、Ｐｄ：５０ａｔ％、Ｖ：５０ａｔ％となるように秤量し、混合攪拌機で１時間混合して混合粉末を作製した。なお、用いたＰｄ粉末、Ｖ粉末は、還元雰囲気中で加熱して還元処理を行っている。

得られた混合粉末を、実施例２と同様の条件である、温度：１２６０℃、圧力：２５ＭＰａ、時間：４５ｍｉｎ、雰囲気：５×１０^-2Ｐａ以下の真空中の条件でホットプレスを行い、焼結体を得た。

作製した焼結体の密度をアルキメデス法により測定し、それぞれの測定値を理論密度で除して相対密度を求めた。その結果を下記の表１１に示す。

得られた焼結体を実施例２と同様に加工を行い、スパッタリングターゲットとした。得られたスパッタリングターゲットについて、ＬＥＣＯ社製のＴＣ−６００型酸素窒素同時分析装置およびＨＯＲＩＢＡ製ＣＳ（炭素硫黄）分析装置により酸素、窒素、炭素、硫黄の含有量を２回測定したところ、下記の表１２のようになった。下記の表１２において、酸素、窒素の値はＬＥＣＯ社製のＴＣ−６００型酸素窒素同時分析装置による測定結果であり、炭素、硫黄の値はＨＯＲＩＢＡ製ＣＳ（炭素硫黄）分析装置による測定結果である。

次に、得られたスパッタリングターゲットを用いてキャノンアネルバ株式会社製のスパッタリング装置によりスパッタリングを行い、Ｐｄ−Ｖ合金層の形成を行ったところ、スパッタリング時にノジュールおよびパーティクルの発生が観察された。

（比較例３）
本比較例３では、ターゲット組成の目標を５５ａｔ％Ｐｄ−４５ａｔ％Ｖに設定してターゲットの作製を行ったが、Ｐｄ−Ｖ合金粉末は用いず、Ｐｄ粉末とＶ粉末とを用いて混合粉末を作製し、ターゲットの作製を行った。

まず、平均粒径５μｍのＰｄ粉末と平均粒径１００μｍのＶ粉末とを、実施例３と同様の比率である、Ｐｄ：５５ａｔ％、Ｖ：４５ａｔ％となるように秤量し、混合攪拌機で１時間混合して混合粉末を作製した。なお、用いたＰｄ粉末、Ｖ粉末は、還元雰囲気中で加熱して還元処理を行っている。

得られた混合粉末を、実施例３と同様の条件である、温度：１２７０℃、圧力：２５ＭＰａ、時間：４５ｍｉｎ、雰囲気：５×１０^-2Ｐａ以下の真空中の条件でホットプレスを行い、焼結体を得た。

作製した焼結体の密度をアルキメデス法により測定し、それぞれの測定値を理論密度で除して相対密度を求めた。その結果を下記の表１３に示す。

得られた焼結体を実施例３と同様に加工を行い、スパッタリングターゲットとした。得られたスパッタリングターゲットについて、ＬＥＣＯ社製のＴＣ−６００型酸素窒素同時分析装置およびＨＯＲＩＢＡ製ＣＳ（炭素硫黄）分析装置により酸素、窒素、炭素、硫黄の含有量を２回測定したところ、下記の表１４のようになった。下記の表１４において、酸素、窒素の値はＬＥＣＯ社製のＴＣ−６００型酸素窒素同時分析装置による測定結果であり、炭素、硫黄の値はＨＯＲＩＢＡ製ＣＳ（炭素硫黄）分析装置による測定結果である。

次に、得られたスパッタリングターゲットを用いてキャノンアネルバ株式会社製のスパッタリング装置によりスパッタリングを行い、Ｐｄ−Ｖ合金層の形成を行ったところ、スパッタリング時にノジュールおよびパーティクルの発生が観察された。

（比較例４）
本比較例４では、ターゲット組成の目標を７０ａｔ％Ｐｄ−３０ａｔ％Ｖに設定してターゲットの作製を行ったが、Ｐｄ−Ｖ合金粉末は用いず、Ｐｄ粉末とＶ粉末とを用いて混合粉末を作製し、ターゲットの作製を行った。

まず、平均粒径５μｍのＰｄ粉末と平均粒径１００μｍのＶ粉末とを、実施例４と同様の比率である、Ｐｄ：７０ａｔ％、Ｖ：３０ａｔ％となるように秤量し、混合攪拌機で１時間混合して混合粉末を作製した。なお、用いたＰｄ粉末、Ｖ粉末は、還元雰囲気中で加熱して還元処理を行っている。

得られた混合粉末を、実施例４と同様の条件である、温度：１２７０℃、圧力：２５ＭＰａ、時間：４５ｍｉｎ、雰囲気：５×１０^-2Ｐａ以下の真空中の条件でホットプレスを行い、焼結体を得た。

作製した焼結体の密度をアルキメデス法により測定し、それぞれの測定値を理論密度で除して相対密度を求めた。その結果を下記の表１５に示す。

得られた焼結体を実施例４と同様に加工を行い、スパッタリングターゲットとした。得られたスパッタリングターゲットについて、ＬＥＣＯ社製のＴＣ−６００型酸素窒素同時分析装置およびＨＯＲＩＢＡ製ＣＳ（炭素硫黄）分析装置により酸素、窒素、炭素、硫黄の含有量を測定したところ、下記の表１６のようになった。下記の表１６において、酸素、窒素の値はＬＥＣＯ社製のＴＣ−６００型酸素窒素同時分析装置による測定結果であり、炭素、硫黄の値はＨＯＲＩＢＡ製ＣＳ（炭素硫黄）分析装置による測定結果である。

次に、得られたスパッタリングターゲットを用いてキャノンアネルバ株式会社製のスパッタリング装置によりスパッタリングを行い、Ｐｄ−Ｖ合金層の形成を行ったところ、スパッタリング時にノジュールおよびパーティクルの発生が観察された。

（考察）
実施例１〜４、比較例１〜４におけるターゲット中の酸素、窒素、炭素、硫黄の含有量の測定結果およびスパッタリング時のノジュール、パーティクルの発生の有無を下記の表１７にまとめて示す。

実施例１〜４では真空ホットプレスに用いた粉末がＰｄ−Ｖ合金アトマイズ粉末であるのに対し、比較例１〜４では真空ホットプレスに用いた粉末がＰｄ単体粉末とＶ単体粉末とを混合した混合粉末である点が異なり、その他の点については比較例１〜４の実験条件はそれぞれ実施例１〜４の実験条件と同一である。

アトマイズ法を用いてＰｄ−Ｖ合金粉末を作製してホットプレスを行った、本発明の範囲内である実施例１〜４においては、いずれも、得られたスパッタリングターゲット中の酸素含有量が２０００質量ｐｐｍ以下であるのに対し、Ｐｄ粉末、Ｖ粉末を用いて混合粉末を作製してホットプレスを行った、本発明の範囲外である比較例１〜４においては、いずれも、得られたスパッタリングターゲット中の酸素含有量が２０００質量ｐｐｍを上回っており、ターゲット中の酸素含有量が高くなっている。

また、本発明の範囲内である実施例１〜４においては、いずれも、得られたスパッタリングターゲット中の窒素、炭素、硫黄の含有量がそれぞれ１００質量ｐｐｍ以下、２００質量ｐｐｍ以下、３０質量ｐｐｍ以下であるのに対し、本発明の範囲外である比較例１〜４においては、いずれも、得られたスパッタリングターゲット中の窒素、炭素、硫黄の含有量がそれぞれ１００質量ｐｐｍ、２００質量ｐｐｍ、３０質量ｐｐｍを上回っており、ターゲット中の窒素、炭素、硫黄の含有量が高くなっている。

また、本発明の範囲内である実施例１〜４においては、スパッタリング時にノジュール、パーティクル等の不具合の発生は見られなかったが、本発明の範囲外である比較例１〜４においては、いずれも、スパッタリング時にノジュール、パーティクルが見られた。

本発明に係るＰｄ−Ｖ合金系スパッタリングターゲットを用いて作製したＰｄ−Ｖ合金層は、酸素等の不純物が少なくなるため、垂直磁気記録方式ハードディスクの下地層の１つとして好適に用いることができる。

また、本発明に係るＰｄ−Ｖ合金系スパッタリングターゲットを用いて作製したＰｄ−Ｖ合金膜は、酸素等の不純物が少なくなるため、水素分離膜としても好適に用いることができると考えられる。

１００…ハードディスク
１０２…基材
１０４…下地層
１０６…磁性記録層
１０８…保護層
１１０…潤滑層

Claims (11)

1. Ｐｄを主要成分として含有するＰｄ−Ｖ合金系スパッタリングターゲットであって、
   Ｖを３０〜５５ａｔ％含有し、残部がＰｄおよび不可避的不純物からなり、ターゲット全体に対する酸素、窒素、炭素、硫黄の含有量がそれぞれ１５００質量ｐｐｍ以下、７０質量ｐｐｍ以下、１６０質量ｐｐｍ以下、１０質量ｐｐｍ以下であり、さらに相対密度が９７．１％以上であることを特徴とするＰｄ−Ｖ合金系スパッタリングターゲット。
2. 請求項１において、
   前記Ｖを３０〜４５ａｔ％含有し、相対密度が９９．３％以上であることを特徴とするＰｄ−Ｖ合金系スパッタリングターゲット。
3. 請求項１または２において、
   前記Ｖは、前記Ｐｄと固溶していることを特徴とするＰｄ−Ｖ合金系スパッタリングターゲット。
4. 請求項１または２において、
   不可避的不純物を含むＶ単体相が不可避的不純物を含むＰｄＶ合金マトリックス中に分散していることを特徴とするＰｄ−Ｖ合金系スパッタリングターゲット。
5. 請求項１〜４のいずれかにおいて、
   垂直磁気記録媒体用であることを特徴とするＰｄ−Ｖ合金系スパッタリングターゲット。
6. Ｖを３０〜５５ａｔ％含有し、残部がＰｄおよび不可避的不純物からなるＰｄ−Ｖ合金粉末をアトマイズ法で作製し、作製した該Ｐｄ−Ｖ合金粉末を加圧下で加熱して成形するＰｄ−Ｖ合金系スパッタリングターゲットの製造方法であって、
   得られるＰｄ−Ｖ合金系スパッタリングターゲット中の酸素、窒素、炭素、硫黄の含有量がそれぞれ１５００質量ｐｐｍ以下、７０質量ｐｐｍ以下、１６０質量ｐｐｍ以下、１０質量ｐｐｍ以下であり、かつ、得られるＰｄ−Ｖ合金系スパッタリングターゲットの相対密度が９７．１％以上であることを特徴とするＰｄ−Ｖ合金系スパッタリングターゲットの製造方法。
7. 請求項６において、
   前記Ｐｄ−Ｖ合金粉末はＶを３０〜４５ａｔ％含有しており、前記得られるＰｄ−Ｖ合金系スパッタリングターゲットの相対密度が９９．３％以上であることを特徴とするＰｄ−Ｖ合金系スパッタリングターゲットの製造方法。
8. 請求項６または７において、
   前記アトマイズ法で作製した前記Ｐｄ−Ｖ合金粉末に含まれる前記Ｖは、Ｐｄと固溶していることを特徴とするＰｄ−Ｖ合金系スパッタリングターゲットの製造方法。
9. 請求項６〜８のいずれかにおいて、
   前記アトマイズ法は、アルゴンガスまたは窒素ガスを用いて行うことを特徴とするＰｄ−Ｖ合金系スパッタリングターゲットの製造方法。
10. 請求項６〜９のいずれかにおいて、
    得られるＰｄ−Ｖ合金系スパッタリングターゲットは、垂直磁気記録媒体用であることを特徴とするＰｄ−Ｖ合金系スパッタリングターゲットの製造方法。
11. 請求項６〜１０のいずれかに記載の製造方法により製造されるＰｄ−Ｖ合金系スパッタリングターゲット。