JP5944580B2 - スパッタリングターゲット - Google Patents
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Description
また、近年実用化された垂直磁気記録方式を採用するハードディスクの磁性薄膜には、Coを主成分とするCo−Cr−Pt系の強磁性合金と酸化物からなる複合材料が多く用いられている。そして上記の磁性薄膜は、生産性の高さから、上記材料を成分とするスパッタリングターゲットをマグネトロンスパッタ装置でスパッタして作製されることが多い。
このようなことから、磁性粒子を酸化物や炭素といった非磁性材料で孤立させたグラニュラー構造の磁性薄膜が、次世代ハードディスクの磁気記録媒体用に提案されている。このグラニュラー構造の磁性薄膜は、磁性粒子同士が非磁性物質の介在により磁気的に絶縁される構造となっている。グラニュラー構造の磁性薄膜を有する磁気記録媒体及びこれに関連する公知文献としては、例えば、特許文献1を挙げることができる。
参考までにFe−Pt系材料を用いた記録媒体用のスパッタリングターゲットに関する特許文献を下記に示す。
1)Fe−Pt系合金相とAg相とC相とからなるスパッタリングターゲットであって、スパッタリングターゲット全体の組成においてCの原子数比率をAgの原子数比率で除した値が4以上10以下であり、スパッタリングターゲットの断面においてAg相が、Ag相内の任意の点を中心に描いた半径10μmの全ての仮想円に含まれるか又は該仮想円とAg相の外周との間で少なくとも2点以上の接点又は交点を有する形状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)スパッタリングターゲットの断面においてC相の面積比率が10%以上45%以下であることを特徴とする上記1)記載のスパッタリングターゲット、
3)Fe−Pt系合金相とAg相とC相と酸化物相とからなるスパッタリングターゲットであって、スパッタリングターゲット全体の組成においてCの原子数比率をAgの原子数比率で除した値が4以上10以下であり、スパッタリングターゲットの断面においてAg相が、Ag相内の任意の点を中心に描いた半径10μmの全ての仮想円に含まれるか又は該仮想円とAg相の外周との間で少なくとも2点以上の接点又は交点を有する形状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、
4)酸化物相が、Al、B、Ba、Be、Bi、Ca、Ce、Co、Cr、Cs、Cu、Dy、Er、Eu、Fe、Ga、Gd、Ge、Hf、Ho、La、Li、Lu、Mg、Mo、Nb、Nd、Ni、Pr、Sb、Sc、Si、Sm、Sn、Sr、Ta、Tb、Te、Ti、Tm、V、W、Y、Yb、Zn、Zrから選択した一種以上の元素を構成成分とする酸化物であることを特徴とする上記3)記載のスパッタリングターゲット、
5)スパッタリングターゲットの断面においてC相と酸化物相の面積比率の合計が10%以上45%以下であることを特徴とする上記3)又は4)に記載のスパッタリングターゲット、
6)Au、B、Co、Cr、Cu、Ga、Ge、Mn、Mo、Nb、Ni、Pd、Re、Rh、Ru、Sn、Ta、W、V、Znから選択した一種以上の元素を金属成分として含有し、その含有率が金属成分中における原子数の比率で0.5%以上15%以下であることを特徴とする上記1)〜5)のいずれか一に記載のスパッタリングターゲット、を提供する。
また、酸化物相としては、Al、B、Ba、Be、Bi、Ca、Ce、Co、Cr、Cs、Cu、Dy、Er、Eu、Fe、Ga、Gd、Ge、Hf、Ho、La、Li、Lu、Mg、Mo、Nb、Nd、Ni、Pr、Sb、Sc、Si、Sm、Sn、Sr、Ta、Tb、Te、Ti、Tm、V、W、Y、Yb、Zn、Zrから選択した一種以上の元素を構成成分とする酸化物を挙げることができる。これらは所望する磁気特性に合わせて、任意に選択することができる。
まず、金属粉としてFe粉、Pt粉、Ag粉、また、必要に応じて添加金属粉を用意する。このとき、単元素の金属粉だけでなく、合金粉を用いることもできる。これらの金属粉は、平均粒径が1〜10μmのものを用いることが望ましい。平均粒径が1〜10μmであると、より均一な混合が可能であり、ターゲット組織中の偏析と粗大結晶化を防止できる。一方、金属粉の平均粒径が10μm超であると、C相や酸化物相が均一に分散しないことがあり、また、1μm未満であると、金属粉の酸化の影響が問題になることがある。但し、この粒径範囲は好ましい条件であり、この範囲を超えることが本発明を否定することにはならない。なお、Ag粉には、粒径や形状によって凝集性が強いものがあり、その場合は、凝集防止のコーティング処理を施されたものを使用することが好ましい。
焼結時の保持温度はターゲットの構成成分にもよるが、多くの場合、500〜950°Cの温度範囲とすることが好ましい。さらに、Ag相がターゲットの断面においてAg相内の任意の点を中心に描いた半径10μmの全ての仮想円よりも小さいか又は該仮想円とAg相の外周との間で少なくとも2点以上の接点又は交点を有する形状を実現するためには900℃以下の温度にすることが望ましい。900℃以上の温度ではAgが粒成長して上記の特徴を満たすことが難しくなるからである。
このようにして製造したスパッタリングターゲットは、スパッタリング時に発生するパーティクル量を低減することができるので、成膜時における歩留まりを向上することができるという優れた効果を有する。
原料粉として平均粒径3μmのFe粉、平均粒径3μmのPt粉、平均粒径2μmのAg粉、平均粒径10μmのC粉(グラファイト粉)を用意した。Ag粉には凝集防止のため有機系材料でコーティング処理が施されたものを用いた。
そして以下の組成比で合計の重量が2500gとなるように秤量した。
秤量組成(モル分率):30Fe−30Pt−5Ag−35C
スパッタリングの条件は、投入電力1kW、Arガス圧1.7Paとし、2kWhrのプレスパッタリングを実施した後、4インチ径のシリコン基板上に20秒間成膜した。そして、基板上へ付着したパーティクルの個数をパーティクルカウンターで測定した。その結果、パーティクル個数は83個であった。
原料粉として平均粒径3μmのFe粉、平均粒径3μmのPt粉、平均粒径2μmのAg粉、平均粒径10μmのC粉(グラファイト粉)を用意した。Ag粉には凝集防止のため有機系材料でコーティング処理が施されたものを用いた。
そして以下の組成比で合計の重量が2500gとなるように秤量した。
秤量組成(モル分率):30Fe−30Pt−2Ag−38C
原料粉として平均粒径3μmのFe粉、平均粒径3μmのPt粉、平均粒径30μmのAg粉、平均粒径10μmのC粉(グラファイト粉)を用意した。そして以下の組成比で合計の重量が2500gとなるように秤量した。
秤量組成(モル分率):30Fe−30Pt−5Ag−35C
原料粉として平均粒径3μmのFe粉、平均粒径3μmのPt粉、平均粒径2μmのAg粉、平均粒径10μmのC粉(グラファイト粉)を用意した。Ag粉には凝集防止のため有機系材料でコーティング処理が施されたものを用いた。
そして以下の組成比で合計の重量が1800gとなるように秤量した。
秤量組成(モル分率):17Fe−17Pt−6Ag−60C
原料粉として平均粒径3μmのFe粉、平均粒径3μmのPt粉、平均粒径2μmのAg粉、平均粒径10μmのC粉(グラファイト粉)、平均粒径1μmのSiO2粉を用意した。Ag粉には、凝集防止のため有機系材料でコーティング処理が施されたものを用いた。
そして以下の組成比で合計の重量が2200gとなるように秤量した。
秤量組成(モル分率):30Fe−30Pt−5Ag−30C−5SiO2
原料粉として平均粒径3μmのFe粉、平均粒径3μmのPt粉、平均粒径2μmのAg粉、平均粒径10μmのC粉(グラファイト粉)、平均粒径1μmのSiO2粉を用意した。Ag粉には、凝集防止のため有機系材料でコーティング処理が施されたものを用いた。
そして以下の組成比で合計の重量が2300gとなるように秤量した。
秤量組成(モル分率):32.5Fe−32.5Pt−2Ag−28C−5SiO2
原料粉として平均粒径3μmのFe粉、平均粒径3μmのPt粉、平均粒径2μmのAg粉、平均粒径10μmのC粉(グラファイト粉)を用意した。Ag粉には凝集防止のため有機系材料でコーティング処理が施されたものを用いた。
そして以下の組成比で合計の重量が1700gとなるように秤量した。
秤量組成(モル分率):24Fe−24Pt−5Ag−40C−7SiO2
原料粉として平均粒径3μmのFe粉、平均粒径3μmのPt粉、平均粒径2μmのAg粉、平均粒径3μmのCu粉、平均粒径3μmのCo粉、平均粒径10μmのC粉(グラファイト粉)を用意した。Ag粉には凝集防止のため有機系材料でコーティング処理が施されたものを用いた。
そして以下の組成比で合計の重量が2200gとなるように秤量した。
秤量組成(モル分率):26Fe−26Pt−6Cu−5Co−7Ag−30C
原料粉として平均粒径3μmのFe粉、平均粒径3μmのPt粉、平均粒径2μmのAg粉、平均粒径3μmのCu粉、平均粒径3μmのCo粉、平均粒径10μmのC粉(グラファイト粉)を用意した。Ag粉には凝集防止の処理が施されていないものを用いた。
そして以下の組成比で合計の重量が2200gとなるように秤量した。
秤量組成(モル分率):26Fe−26Pt−6Cu−5Co−7Ag−30C
なお、実施例では、添加金属としてCu、Coを含有するターゲットを例示したが、この他の金属元素(Au、B、Cr、Ga、Ge、Mn、Mo、Nb、Ni、Pd、Re、Rh、Ru、Sn、Ta、W、V、Zn)を含有する場合であっても、同様の結果が得られた。
Claims (4)
- Fe−Pt系合金相とAg相とC相とからなるスパッタリングターゲットであって、スパッタリングターゲット全体の組成においてCの原子数比率をAgの原子数比率で除した値が4以上10以下であり、スパッタリングターゲットの断面においてAg相が、Ag相内の任意の点を中心に描いた半径10μmの全ての仮想円に含まれるか又は該仮想円とAg相の外周との間で少なくとも2点以上の接点又は交点を有する形状を備えており、スパッタリングターゲットの断面においてC相の面積比率が10%以上45%以下であることを特徴とするスパッタリングターゲット。
- Fe−Pt系合金相とAg相とC相と酸化物相とからなるスパッタリングターゲットであって、スパッタリングターゲット全体の組成においてCの原子数比率をAgの原子数比率で除した値が4以上10以下であり、スパッタリングターゲットの断面においてAg相が、Ag相内の任意の点を中心に描いた半径10μmの全ての仮想円に含まれるか又は該仮想円とAg相の外周との間で少なくとも2点以上の接点又は交点を有する形状を備えており、スパッタリングターゲットの断面においてC相と酸化物相の面積比率の合計が10%以上45%以下であることを特徴とするスパッタリングターゲット。
- 酸化物相が、Al、B、Ba、Be、Bi、Ca、Ce、Co、Cr、Cs、Cu、Dy、Er、Eu、Fe、Ga、Gd、Ge、Hf、Ho、La、Li、Lu、Mg、Mo、Nb、Nd、Ni、Pr、Sb、Sc、Si、Sm、Sn、Sr、Ta、Tb、Te、Ti、Tm、V、W、Y、Yb、Zn、Zrから選択した一種以上の元素を構成成分とする酸化物であることを特徴とする請求項2に記載のスパッタリングターゲット。
- Au、B、Co、Cr、Cu、Ga、Ge、Mn、Mo、Nb、Ni、Pd、Re、Rh、Ru、Sn、Ta、W、V、Znから選択した一種以上の元素を金属成分として含有し、その含有率が金属成分中における原子数の比率で0.5%以上15%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。
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