JP5946974B1 - スパッタリングターゲット - Google Patents

Abstract

Ｃｏ又はＦｅを主成分とする合金と、Ｍｎ及びＢを含む酸化物を含有するスパッタリングターゲットであって、前記スパッタリングターゲットの組成において、９ａｔ％≦Ｍｎ＋Ｂ＋Ｏ≦５６ａｔ％、Ｂ≦Ｍｎ（ａｔ％）、Ｍｎ＋Ｂ≦Ｏ（ａｔ％）、の条件を満たすことを特徴とするスパッタリングターゲットであって、スパッタリング時のパーティクル発生の原因となる非磁性材料に起因する異常放電を抑制することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、磁気記録媒体の磁性体薄膜、特に垂直磁気記録方式を採用したハードディスクの磁気記録媒体におけるグラニュラー膜の成膜に使用される磁性材スパッタリングターゲットに関し、スパッタリングの際にパーティクル発生の原因となる非磁性材の異常放電を抑制することができる、Ｃｏ又はＦｅを主成分とする非磁性材粒子分散型磁性材スパッタリングターゲットに関する。

垂直磁気記録方式を採用するハードディスクの記録層には、強磁性金属であるＣｏ又はＦｅをベースとした材料が用いられている。中でも、Ｃｏ−Ｃｒ系、Ｃｏ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系、また、Ｆｅ−Ｐｔ系などの強磁性金属を主成分とする合金と非磁性の無機材料からなる複合材料が多く用いられている。そして、このようなハードディスクなどの磁気記録媒体の磁性薄膜は、生産性の高さから、上記の材料を成分とするスパッタリングターゲットをスパッタリングして作製されることが多い。

磁気記録媒体用スパッタリングターゲットの作製方法としては、溶解法や粉末冶金法が考えられる。どちらの手法で作製するかは、要求される特性によるため一概には言えないが、垂直磁気記録方式のハードディスクの記録層に使用される、強磁性金属を主成分とする合金と非磁性の無機物粒子からなるスパッタリングターゲットは、一般に粉末冶金法によって作製されている。これは無機物粒子を合金素地中に均一に分散させる必要があるため、溶解法では作製することが困難だからである。

粉末冶金法として、例えば、特許文献１には、Ｃｏ粉末とＣｒ粉末とＴｉＯ_２粉末とＳｉＯ_２粉末を混合して得られた混合粉末とＣｏ球形粉末を遊星運動型ミキサーで混合し、この混合粉を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。
また、特許文献２には、Ｃｏ−Ｃｒ二元系合金粉末とＰｔ粉末とＳｉＯ_２粉末を混合して、得られた混合粉末をホットプレスすることにより、磁気記録媒体薄膜形成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。

また、特許文献３には、Ｃｏ、Ｐｔのマトリックス相と、平均粒径が０．０５μｍ以上７．０μｍ未満の金属酸化物相からなるスパッタリングターゲットが提案され、結晶粒の成長を抑制し、低透磁率、高密度のターゲットを得て、成膜効率を上げる提案がなされている。
さらに、特許文献４には、酸化物相が形成する粒子の平均粒径を３μｍ以下とすること、特許文献５には、シリカ粒子又はチタニア粒子はスパッタリングターゲットの主表面に垂直な断面において、スパッタリングターゲットの主表面に対して垂直な方向の粒径をＤｎ、前記主表面に平行な方向の粒径をＤｐとした時に、２≦Ｄｐ／Ｄｎを満たすことが記載されている。
その他、特許文献６には、ターゲット中に存在する酸化物粒子の平均粒径が１．５μｍ以下であり、酸化物粒子の外周上にある任意の２点の距離の最大値を最大径とし、平行な２本の直線で同粒子を挟んだときの２直線間の距離の最小値を最小径とした場合、最大径と最小径の差が０．４μｍ以下の酸化物粒子が、ターゲットの観察面において６０％以上占めることが記載されている。
しかし、これらの条件では、いずれも十分ではなく、さらなる改善が求められているのが現状である。

国際公開第２０１１／０８９７６０号パンフレット 特開２００９−１８６０号公報 特開２００９−１０２７０７号公報 特開２００９−２１５６１７号公報 特開２０１１−２２２０８６号公報 国際公開第２０１３／１２５４６９号パンフレット

一般的に、Ｃｏ又はＦｅを主成分とする非磁性材粒子分散型スパッタリングターゲットにおいて、酸化物などの非磁性材が絶縁体であるため異常放電の原因となっている。そして、この異常放電が原因でスパッタリング中のパーティクル発生が問題となる。特に、Ｂ（ボロン）を含有した場合、スパッタリングターゲットの組織内に粗大なＢを含む酸化物相が形成されると、そこを起点として異常放電が発生して、パーティクルが著しく増加するということがあった。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を行った結果、非磁性材粒子として酸化物相を含有するスパッタリングターゲットにおいて、該酸化物相を融点の高い材料の形態でターゲットの組織中に存在させることにより、酸化物相の粗大化を防止することができ、スパッタリング時の非磁性材による異常放電が生じず、パーティクルの発生の少ないターゲットが得られることを見出した。

このような知見に基づき、本発明者らは、以下の発明を提供するものである。
１）Ｃｏ又はＦｅを主成分とする合金と、Ｍｎ及びＢを含む酸化物とを含有するスパッタリングターゲットであって、前記スパッタリングターゲットの組成において、９ａｔ％≦Ｍｎ＋Ｂ＋Ｏ≦５６ａｔ％、Ｂ≦Ｍｎ（ａｔ％）、Ｍｎ＋Ｂ≦Ｏ（ａｔ％）、の条件を満たすことを特徴とするスパッタリングターゲット。
２）Ｃｏ又はＦｅを主成分とする合金と、Ｍｎ、Ｂ及びＸ（但し、ＸはＣｏ、Ｃｒ、Ｓｉから選択される一種以上の元素）を含む酸化物を含有するスパッタリングターゲットであって、前記スパッタリングターゲットの組成において、９ａｔ％≦Ｍｎ＋Ｂ＋Ｘ＋Ｏ≦５６ａｔ％、Ｂ≦Ｍｎ＋Ｘ（ａｔ％）、Ｍｎ＋Ｘ＋Ｂ≦Ｏ（ａｔ％）、の条件を満たすことを特徴とするスパッタリングターゲット。
３）前記スパッタリングターゲットの組成において、Ｍｎ及びＢを含む酸化物、又は、Ｍｎ、Ｘ及びＢを含む酸化物が、各々０．１ｍｏｌ％以上１５ｍｏｌ％以下含有することを特徴とする上記１）又は２）記載のスパッタリングターゲット。
４）スパッタリングターゲットの表面又は断面組織において、酸化物粒子の外周上にある任意の２点の距離の最大値を最大径とし、平行な２本の直線で同粒子を挟んだときの２直線間の距離の最小値を最小径とした場合、その最大径と最小径の比が０．５よりも大きい数値を示し、かつ、粒子面積が６μｍ²以上である酸化物粒子が１ｍｍ^２視野内に平均で１個以下であることを特徴とする上記１）〜３）のいずれか一に記載のスパッタリングターゲット。
５）Ｐｔ、Ｒｕ、Ａｇ、Ｐｄから選択される一種以上の元素をスパッタリングターゲットの合金成分において１ｍｏｌ％以上５０ｍｏｌ％以下含有することを特徴とする上記１）〜４）のいずれか一に記載のスパッタリングターゲット。

このように調整した本発明の非磁性材粒子分散型の磁性材スパッタリングターゲットは、スパッタリング時の非磁性材による異常放電が生ぜず、パーティクルの発生の少ないターゲットが得られる。これにより、歩留まり向上によるコスト改善効果を得ることができるという優れた効果を有する。

実施例１のスパッタリングターゲット断面組織を示す図（写真）である。 比較例１のスパッタリングターゲット断面組織を示す図（写真）である。

本発明のスパッタリングターゲットは、強磁性金属であるＣｏ又はＦｅを主成分とする合金に、非磁性材料として、Ｍｎ及びＢを含む酸化物粒子が分散する組織を有するものである。Ｃｏ又はＦｅを主成分とする合金としては、Ｃｏ−Ｃｒ合金、Ｃｏ−Ｐｔ合金、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ合金、Ｆｅ−Ｐｔ合金などの強磁性合金が挙げられる。
非磁性材料として含有する、Ｍｎ及びＢを含む酸化物粒子は、Ｃｏ又はＦｅを主成分とする合金との濡れ性が良く、磁気記録媒体の品質の向上に有効とされる。ところが、酸化物としてＢ_２Ｏ_３を含む場合、融点が低いために焼結時に酸化物が溶け出して、酸化物粒子（相）が粗大化するといった問題があった。本発明者は、Ｂを含有する酸化物をＭｎ−Ｂ−Ｏの形態として、これが融点の高い材料となることで、スパッタリングターゲット組織中に酸化物の凝集部（粗大化）を防止することができ、これにより、酸化物の凝集部に起因する異常放電を著しく抑制できるとの知見を得た。

上記の知見に基づき、本発明のスパッタリングターゲットは、Ｃｏ又はＦｅを主成分とする合金と、Ｍｎ及びＢを含む酸化物を含有するスパッタリングターゲットであって、該スパッタリングターゲットの組成において、９ａｔ％≦Ｍｎ＋Ｂ＋Ｏ≦５６ａｔ％、Ｂ≦Ｍｎ（ａｔ％）、Ｍｎ＋Ｂ≦Ｏ（ａｔ％）の条件を満たすことを特徴とする。
スパッタリングターゲットにおいて、Ｍｎ、Ｂ、Ｏの合計含有量が９ａｔ％未満であると、Ｍｎ、Ｂ、Ｏを含むことによる垂直磁気記録媒体の良好な特性の効果が得られず、Ｍｎ、Ｂ、Ｏの合計含有量が５６ａｔ％を超えると、Ｍｎ−Ｂ−Ｏからなる酸化物相自体が粗大化してしまう。また、Ｂ＞Ｍｎ（ａｔ％）の場合、ＢがＭｎ−Ｂ−Ｏの形態だけに留まらず、Ｂ−Ｏが存在することになり、焼結時にＢ酸化物が溶け出して、酸化物粒子（相）が粗大化してしまう。さらに、Ｍn＋Ｂ＞Ｏ（ａｔ％）の場合、垂直磁気記録媒体の良好な特性の効果が得られない。

Ｂの酸化物に関し、Ｍｎの他、Ｘ（但し、ＸはＣｏ、Ｃｒ、Ｓｉから選択される一種以上の元素）を含む場合も同様、Ｍｎ−Ｃｏ−Ｂ−Ｏ、Ｍｎ−Ｃｒ−Ｂ−Ｏ、Ｍｎ−Ｓｉ−Ｂ−Ｏ、Ｍｎ−Ｃｏ−Ｃｒ−Ｓｉ−Ｂ−Ｏなどの形態とすることで、Ｂ_２Ｏ_３よりも融点が高くなり、焼結時の溶け出しを抑制することができ、スパッタリング時の粗大粒による異常放電を低減することができる。
また、スパッタリングターゲットの組成において、９ａｔ％≦Ｍｎ＋Ｘ＋Ｂ＋Ｏ≦５６ａｔ％、Ｂ≦Ｍｎ＋Ｘ（ａｔ％）、Ｍｎ＋Ｘ＋Ｂ≦Ｏ（ａｔ％）の条件を満たすものである。
スパッタリングターゲットの組成において、Ｍｎ、Ｘ、Ｂ、Ｏの合計含有量が９ａｔ％未満であると、Ｍｎ、Ｘ、Ｂ、Ｏを含むことによる垂直磁気記録媒体の良好な特性の効果が得られず、Ｍｎ、Ｘ、Ｂ、Ｏの合計含有量が５６ａｔ％を超えると、Ｍｎ−Ｘ−Ｂ−Ｏからなる酸化物相自体が粗大化してしまう。また、Ｂ＞Ｍｎ＋Ｘ（ａｔ％）の場合、ＢがＭｎ−Ｘ−Ｂ−Ｏの形態だけに留まらず、Ｂ−Ｏが存在することになり、焼結時にＢ酸化物が溶け出して、酸化物粒子（相）が粗大化してしまう。さらに、Ｍn＋Ｘ＋Ｂ＞Ｏ（ａｔ％）の場合、垂直磁気記録媒体の良好な特性の効果が得られない。

また本発明は、Ｂを酸化物ではなく単体で表記された組成の場合も発明の適用範囲とするものである。例えば、Ｃｏ−４０Ｐｔ−２Ｂ−２ＭｎＯ−４ＣｏＯ（ｍｏｌ％）と表記される場合でも、Ｂは酸化物として添加されるものではないが、焼結時に、２Ｂ＋３ＣｏＯ→Ｂ_２Ｏ_３＋３Ｃｏの反応が生じてＢ酸化物を形成し、このＢ酸化物が焼結時に溶け出し、肥大した組織が見られることがある。この場合、Ｃｏ−４０Ｐｔ−Ｂ_２Ｏ_３−２ＭｎＯ−ＣｏＯ（ｍｏｌ％）と捉えて、スパッタリングターゲットにおけるＭｎ酸化物とＸ酸化物（ＣｏＯが相当）とＢ酸化物との組成を上記の条件を満たすように調整することが必要である。このように酸化によってＢ_２Ｏ_３が形成される場合も、酸化後のスパッタリングターゲットの組成が本発明に規定する範囲に含まれるものであれば、発明の適用範囲とするものである。

上述した、Ｍｎ及びＢを含む酸化物、あるいは、Ｍｎ、Ｘ及びＢを含む酸化物の含有量は、スパッタリングターゲットの組成において、各々０．１ｍｏｌ％以上１５ｍｏｌ％以下とするのが好ましい。０．１ｍｏｌ％未満であると、含有効果が殆ど見られず、１５ｍｏｌ％超であると、多すぎて所望の効果が得られない。なお、Ｍｎ−Ｓｉ−Ｂ−Ｏ形態の中には、Ｂ_２Ｏ_３よりも融点が高いものの、低融点となる組成域があることから、焼結時に近接粒子同士が溶け出して、粗大化する可能性がある。したがって、Ｓｉ酸化物は１０ｍｏｌ％以下、さらには、６ｍｏｌ％以下とするのが望ましい。

本発明のスパッタリングターゲットは、ターゲット表面又は断面組織において、酸化物粒子の外周上にある任意の２点の距離の最大値を最大径とし、平行な２本の直線で同粒子を挟んだときの２直線間の距離の最小値を最小径とした場合、その最大径と最小径の比が０．５よりも大きい数値を示し、かつ、粒子面積が６μｍ²以上である酸化物粒子が１ｍｍ^２視野内に平均１個未満であることを特徴とする。なお、本願発明のスパッタリングターゲットにおける全ての酸化物粒子が、前記最大径と最小径の比が０．５よりも大きい数値を示すものではない。
焼結時にＢ酸化物が溶け出して、酸化物相が粗大化してしまうサイズとして、粒子面積が６μｍ^２以上であると、パーティクル数の増加に大きな影響があり、また、
酸化物粒子の形状が細長く連なった粒子であると、脱粒しにくく放電異常を起こしにくいが、酸化物粒子の径上が円形や正方形に近い（つまり、最大径と最小径の比が０．５よりも大きい数値を示す）と、パーティクル数増加に大きな影響がある。
スパッタリングターゲットの組織観察は、ターゲット表面を研磨し、電子顕微鏡（視野１ｍｍ^２）にて、任意の５箇所について行う。その顕微鏡像をＰＣ画面に映し出し、画像解析処理（二値化処理）して、酸化物粒子（黒い部分）の輪郭を明確にした上で、所定のサイズの酸化物粒子の個数を計数して、その平均個数を求める。

本発明のスパッタリングターゲットは、磁性金属として、Ｃｏ−Ｃｒ系合金、Ｃｏ−Ｐｔ系合金、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系合金などのＣｏ系合金、あるいは、Ｆｅ−Ｐｔ系合金などのＦｅ系合金が有効であり、例えば、Ｐｔが１ｍｏｌ％以上５０ｍｏｌ％以下、残部Ｃｏ及び不可避的不純物からなるＣｏ−Ｐｔ系合金、Ｃｒが１０ｍｏｌ％以上５０ｍｏｌ％以下、Ｐｔが５ｍｏｌ％を超え５０ｍｏｌ％以下、残部Ｃｏ及び不可避不純物から成るＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ合金、Ｐｔが１ｍｏｌ％を超え５０ｍｏｌ％以下、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなるＦｅ系合金を用いることができる。さらに磁気記録媒体としての特性を向上させるために、Ｐｔ、Ｒｕ、Ａｇ、Ｐｄから選択される一種以上の元素をスパッタリングターゲットの合金成分において１ｍｏｌ％以上５０ｍｏｌ％以下含有することが好ましい。これらは必要に応じて添加される元素であり、前記添加量は、添加の効果を発揮させるための有効量である。

本発明のスパッタリングターゲットは、粉末冶金法により作製することができる。粉末冶金法の場合、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｐｔなどの金属原料粉と、ＭｎＯなどの非磁性材原料粉、また必要に応じて、Ａｇなどの添加金属粉を用意する。原料の粒度は、金属粉で平均粒径１０μｍ以下、非磁性材粉で５μｍ以下のものを用いることが望ましい。非磁性材原料粉はできるだけ球状に近い方が、本発明の微細組織を達成しやすい。また、各金属元素の粉末の代わりにこれら金属の合金粉末を用意してもよい。なお、粉末の粒径はレーザー回折式粒度分布計で測定することができる。

本発明において重要なのは、焼結時にＢ酸化物のような融点の低い酸化物原料が溶け出して酸化物相が粗大化しないようにすることであり、融点の高い酸化物（ＭｎＢＯ_３、Ｍｎ_３Ｂ_２Ｏ_６など）を事前に作製し、これを原料粉として用いることである。ＭｎＢＯ_３粉末については、例えば、Ｍｎ_２Ｏ_３粉末とＢ_２Ｏ_３粉末とを混合、合成、粉砕したものを使用することができる。但し、ＭｎＢＯ_３粉は、化学量論比よりも、Ｍｎリッチ、Ｂリッチ、酸素リッチなＭｎＢＯ_３粉となる場合がある。その場合は、作製したＭｎＢＯ_３粉のＭｎとＢ組成を、混合、合成、粉砕したロット毎に分析し、所定のターゲット組成になるよう秤量値を決めることが好ましい。また、その際、所望の組成を得るための調整用として、少量のＣｏＯ粉、Ｍｎ粉、ＣｏＢ粉等を用いるのが好ましい。Ｍｎ_３Ｂ_２Ｏ_６粉末については、例えば、ＭｎＯ粉末とＢ_２Ｏ_３粉末とを混合、合成、粉砕したものを使用することができる。但し、Ｍｎ_３Ｂ_２Ｏ_６粉末は、ＭｎＢＯ_３粉末と同様に、化学量論比よりも、Ｍｎリッチ、Ｂリッチ、酸素リッチなＭｎ_３Ｂ_２Ｏ_６粉となる場合があるため、作製したＭｎ_３Ｂ_２Ｏ_６粉のＭｎとＢ組成を、混合、合成、粉砕したロット毎に分析し、所定のターゲット組成になるよう秤量値を決めることが好ましい。また、その際、所望の組成を得るための調整用として、少量のＣｏＯ粉、Ｍｎ粉、ＣｏＢ粉等を用いるのが好ましい。次に、これらの金属粉末や非磁性材原料粉末などを所望の組成になるように秤量し、ボールミル等の公知の手法を用いて粉砕を兼ねて混合する。混合時間を短縮して生産性を高めるためには、高エネルギーボールミルを用いることが好ましい。

以上のように得られる混合粉をホットプレスや熱間静水圧プレスを用いて焼結を行う。ターゲットの成分組成にもよるが、上記原料の混合条件、焼結条件の設定により、密度が十分に高くなり、かつ、非磁性材粒子が金属相中に微細に分散する条件を見出して、その製造条件を固定すれば、常時そのような非磁性材粒子が分散した焼結体ターゲットを得ることができる。

以下、実施例およ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。

（実施例１）
金属原料粉末として、平均粒径４μｍのＣｏ粉末、平均粒径３μｍのＰｔ粉末を、非磁性材粉末として、平均粒径１μｍのＣｒ_２Ｏ_３粉末、平均粒径１．２μｍのＭｎＢＯ_３粉末、平均粒径０．７μｍのＳｉＯ_２粉末、平均粒径２μｍのＣｏＯ粉末を用意した。ＭｎＢＯ_３粉末については、予めＭｎ_２Ｏ_３粉末、Ｂ_２Ｏ_３粉末を混合、合成、粉砕したものを使用した。そして、これらの粉末を以下の組成比で１５００ｇ秤量した。
組成（ｍｏｌ％）：Ｃｏ−２０Ｐｔ−２Ｂ_２Ｏ_３−２ＣｏＯ−２Ｃｒ_２Ｏ_３−４ＭｎＯ−ＳｉＯ_２
なお、この酸化物成分の組成は、Ｍｎ：３．２ａｔ％、ＸとしてＣｏ：１．６ａｔ％及びＣｒ：３．２ａｔ％及びＳｉ：０．８ａｔ％、Ｂ：３．２ａｔ％、Ｏ：１６．１ａｔ％である。

次に、秤量した粉末を粉砕媒体のタングステン合金ボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、１２０時間回転させて混合した。このようにして得られた混合粉をカーボン製の型に充填し、真空雰囲気中、温度９８０°Ｃ、保持時間２時間、加圧力３０ＭＰａの条件でホットプレスして焼結体を得た。さらにこれを旋盤で切削加工して直径が１８０ｍｍ、厚さが４ｍｍの円盤状スパッタリングターゲットを得た。

このターゲット表面を研磨し、任意の５箇所を電子顕微鏡で観察した結果、１ｍｍ^２視野を内に、最大径と最小径の比が０．５よりも大きい数値を示し、かつ、粒子面積が６μｍ^２以上の酸化物粒子は平均で０．５個であった。なお、酸化物粒子の最大径、最小径、粒子面積を算出するにあたっては、図１に示すように、顕微鏡像をＰＣ画面に映し出し、画像解析処理（二値化処理）して、酸化物粒子（黒い部分）の輪郭を明確にした上で、これらを算出した。

次に、このターゲットをＤＣマグネトロンスパッタ装置に取り付けスパッタリングを行った。スパッタ条件は、スパッタパワー１．２ｋＷ、Ａｒガス圧１．５Ｐａとし、２ｋＷｈｒのプレスパッタを実施した後、４インチ径のシリコン基板上へ目標膜厚１０００ｎｍでスパッタした。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。このときのシリコン基板上のパーティクル数は７個であった。なお、スパッタリングしない場合でも、パーティクルカウンターで測定すると、シリコン基板上にパーティクル数が４〜６個とカウントされる場合があるので、本実施例のパーティクル数７個は、極めて少ないレベルにあると言える。

（比較例１）
金属原料粉末として、平均粒径４μｍのＣｏ粉末、平均粒径３μｍのＰｔ粉末、非磁性材粉末として、平均粒径１μｍのＣｒ_２Ｏ_３粉末、平均粒径２μｍのＢ_２Ｏ_３粉末、平均粒径１．２μｍのＭｎＯ粉末、平均粒径０．７μｍのＳｉＯ_２粉末を用意した。そして、これらの粉末を以下の組成比で１５００ｇ秤量した。
組成（ｍｏｌ％）：Ｃｏ−２０Ｐｔ−５Ｂ_２Ｏ_３−Ｃｒ_２Ｏ_３−３ＭｎＯ−ＳｉＯ_２
なお、この酸化物成分の組成は、Ｍｎ：２．３ａｔ％、ＸとしてＣｒ：１．６ａｔ％及びＳｉ：０．８ａｔ％、Ｂ：７．８ａｔ％、Ｏ：１７．８ａｔ％である。

次に、秤量した粉末を粉砕媒体のタングステン合金ボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、１２０時間回転させて混合した。このようにして得られた混合粉をカーボン製の型に充填し、実施例１と同様に、真空雰囲気中、温度９８０°Ｃ、保持時間２時間、加圧力３０ＭＰａでホットプレスして焼結体を得た。さらにこれを旋盤で切削加工して直径が１８０ｍｍ、厚さが４ｍｍの円盤状のスパッタリングターゲットを得た。

このターゲット表面を研磨し、任意の５箇所を電子顕微鏡で観察した結果、１ｍｍ^２視野内に、最大径と最小径の比が０．５よりも大きい数値を示し、かつ、粒子面積が６μｍ^２以上の酸化物粒子は平均で３．０個であった。なお、酸化物粒子の最大径、最小径、粒子面積を算出するにあたっては、実施例１と同様の方法で算出した。

次に、このターゲットをＤＣマグネトロンスパッタ装置に取り付けスパッタリングを行った。スパッタ条件は、スパッタパワー１．２ｋＷ、Ａｒガス圧１．５Ｐａとし、２ｋＷｈｒのプレスパッタを実施した後、４インチ径のシリコン基板上へ目標膜厚１０００ｎｍでスパッタした。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。このときのシリコン基板上のパーティクル数は３５個であった。

（実施例２）
金属原料粉末として、平均粒径４μｍのＣｏ粉末、平均粒径３μｍのＰｔ粉末、平均粒径５μｍのＲｕ粉末、平均粒径４μｍのＭｎ粉末、非磁性材粉末として、平均粒径１μｍのＣｒＢＯ_３粉末、平均粒径１．２μｍのＭｎＢＯ_３粉末、平均粒径１μｍのＴｉＯ_２粉末を用意した。ＭｎＢＯ_３粉末については、予め、Ｍｎ_２Ｏ_３粉末とＢ_２Ｏ_３粉末を混合、合成、粉砕したものを使用した。またＣｒＢＯ_３粉末についても同様と使用した。なお、このときＭｎＢＯ_３粉やＣｒＢＯ_３粉を用いることに伴う酸素量の調整用としてＭｎ粉末やＣｒ粉末をごく少量使用した。そして、これらの粉末を以下の組成比で１５００ｇ秤量した。
組成（ｍｏｌ％）：Ｃｏ−２２Ｐｔ−５Ｒｕ−４Ｂ_２Ｏ_３−３Ｃｒ_２Ｏ_３−３ＭｎＯ−ＴｉＯ_２
なお、この酸化物成分の組成は、Ｍｎ：２．３ａｔ％、ＸとしてＣｒ：４．５ａｔ％、Ｂ：６．０ａｔ％、Ｏ：１９．６ａｔ％である。なお、Ｔｉについては省略する。

次に、秤量した粉末を粉砕媒体のタングステン合金ボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、１２０時間回転させて混合した。このようにして得られた混合粉をカーボン製の型に充填し、実施例１と同様に、真空雰囲気中、温度９８０°Ｃ、保持時間２時間、加圧力３０ＭＰａでホットプレスして焼結体を得た。さらにこれを旋盤で切削加工して直径が１８０ｍｍ、厚さが４ｍｍの円盤状のスパッタリングターゲットを得た。

このターゲット表面を研磨し、任意の５箇所を電子顕微鏡で観察した結果、１ｍｍ^２視野内に、最大径と最小径の比が０．５よりも大きい数値を示し、かつ、粒子面積が６μｍ^２以上の酸化物粒子は平均で０．８個であった。なお、酸化物粒子の最大径、最小径、粒子面積を算出するにあたっては、実施例１と同様の方法で算出した。

次に、このターゲットをＤＣマグネトロンスパッタ装置に取り付けスパッタリングを行った。スパッタ条件は、スパッタパワー１．２ｋＷ、Ａｒガス圧１．５Ｐａとし、２ｋＷｈｒのプレスパッタを実施した後、４インチ径のシリコン基板上へ目標膜厚１０００ｎｍでスパッタした。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。このときのシリコン基板上のパーティクル数は９個であった。

（実施例３）
金属原料粉末として、平均粒径４μｍのＦｅ粉末、平均粒径３μｍのＰｔ粉末、平均粒径５μｍのＡｇ粉末、非磁性材粉末として、平均粒径１．２μｍのＭｎＢＯ_３粉末、平均粒径０．７μｍのＳｉＯ_２粉末を用意した。ＭｎＢＯ_３粉末については、予めＭｎ_２Ｏ_３粉末、Ｂ_２Ｏ_３粉末を混合、合成、粉砕したものを使用した。そして、これらの粉末を以下の組成比で１５００ｇ秤量した。
組成（ｍｏｌ％）：Ｆｅ−４２Ｐｔ−３Ａｇ−Ｂ_２Ｏ_３−２ＭｎＯ−７ＳｉＯ_２
なお、この酸化物成分の組成は、Ｍｎ：１．７ａｔ％、ＸとしてＳｉ：５．８ａｔ％、Ｂ：１．７ａｔ％、Ｏ：１５．８ａｔ％である。

次に、秤量した粉末を粉砕媒体のタングステン合金ボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、１２０時間回転させて混合した。このようにして得られた混合粉をカーボン製の型に充填し、実施例１と同様に、真空雰囲気中、温度９８０°Ｃ、保持時間２時間、加圧力３０ＭＰａでホットプレスして焼結体を得た。さらにこれを旋盤で切削加工して直径が１８０ｍｍ、厚さが４ｍｍの円盤状のスパッタリングターゲットを得た。

このターゲット表面を研磨し、任意の５箇所を電子顕微鏡で観察した結果、１ｍｍ^２視野内に、最大径と最小径の比が０．５よりも大きい数値を示し、かつ、粒子面積が６μｍ^２以上の酸化物粒子は平均で１．０個であった。なお、酸化物粒子の最大径、最小径、粒子面積を算出するにあたっては、実施例１と同様の方法で算出した。

次に、このターゲットをＤＣマグネトロンスパッタ装置に取り付けスパッタリングを行った。スパッタ条件は、スパッタパワー１．２ｋＷ、Ａｒガス圧１．５Ｐａとし、２ｋＷｈｒのプレスパッタを実施した後、４インチ径のシリコン基板上へ目標膜厚１０００ｎｍでスパッタした。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。このときのシリコン基板上のパーティクル数は１１個であった。

（実施例４）
金属原料粉末として、平均粒径４μｍのＣｏ粉末、平均粒径３μｍのＰｔ粉末、平均粒径５μｍのＰｄ粉末、非磁性材粉末として、平均粒径１．２μｍのＭｎＢＯ_３粉末、平均粒径２μｍのＣｏ_３Ｏ_４粉末を用意した。ＭｎＢＯ_３粉末については、予め、Ｍｎ_２Ｏ_３粉末、Ｂ_２Ｏ_３粉末を混合、合成、粉砕したものを使用した。そして、これらの粉末を以下の組成比で１５００ｇ秤量した。
組成（ｍｏｌ％）：Ｃｏ−３８Ｐｔ−２Ｐｄ−Ｂ_２Ｏ_３−Ｍｎ_２Ｏ_３−３Ｃｏ_３Ｏ_４
なお、この酸化物成分の組成は、Ｍｎ：１．６ａｔ％、ＸとしてＣｏ：７．１ａｔ％、Ｂ：１．６ａｔ％、Ｏ：１４．３ａｔ％である。

次に、秤量した粉末を粉砕媒体のタングステン合金ボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、１２０時間回転させて混合した。このようにして得られた混合粉をカーボン製の型に充填し、実施例１と同様に、真空雰囲気中、温度９８０°Ｃ、保持時間２時間、加圧力３０ＭＰａでホットプレスして焼結体を得た。さらにこれを旋盤で切削加工して直径が１８０ｍｍ、厚さが４ｍｍの円盤状のスパッタリングターゲットを得た。

このターゲット表面を研磨し、任意の５箇所を電子顕微鏡で観察した結果、１ｍｍ^２視野内に、最大径と最小径の比が０．５よりも大きい数値を示し、かつ、粒子面積が６μｍ^２以上の酸化物粒子は平均で１．０個であった。なお、酸化物粒子の最大径、最小径、粒子面積を算出するにあたっては、実施例１と同様の方法で算出した。

次に、このターゲットをＤＣマグネトロンスパッタ装置に取り付けスパッタリングを行った。スパッタ条件は、スパッタパワー１．２ｋＷ、Ａｒガス圧１．５Ｐａとし、２ｋＷｈｒのプレスパッタを実施した後、４インチ径のシリコン基板上へ目標膜厚１０００ｎｍでスパッタした。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。このときのシリコン基板上のパーティクル数は８個であった。

（実施例５）
金属原料粉末として、平均粒径４μｍのＣｏ粉末、平均粒径３μｍのＰｔ粉末、非磁性材粉末として、平均粒径２．４μｍのＭｎ_３Ｂ_２Ｏ_６粉末、平均粒径２μｍのＳｉＯ_２粉末、平均粒径２μｍのＣｏＯ粉末を用意した。Ｍｎ_３Ｂ_２Ｏ_６粉末については、予めＭｎＯ粉末、Ｂ_２Ｏ_３粉末を混合、合成、粉砕したものを使用した。そして、これらの粉末を以下の組成比で１５００ｇ秤量した。
組成（ｍｏｌ％）：Ｃｏ−１５Ｐｔ−３ＭｎＯ-１Ｂ_２Ｏ_３−２ＳｉＯ_２-４ＣｏＯ
なお、この酸化物成分の組成は、Ｍｎ：２．６ａｔ％、ＸとしてＣｏ：３．５ａｔ％、Ｂ：１．７ａｔ％、Ｓｉ：１．７ａｔ％、Ｏ：１２．２ａｔ％である。

次に、秤量した粉末を粉砕媒体のタングステン合金ボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、１２０時間回転させて混合した。このようにして得られた混合粉をカーボン製の型に充填し、実施例１と同様に、真空雰囲気中、温度９８０°Ｃ、保持時間２時間、加圧力３０ＭＰａでホットプレスして焼結体を得た。さらにこれを旋盤で切削加工して直径が１８０ｍｍ、厚さが４ｍｍの円盤状のスパッタリングターゲットを得た。

このターゲット表面を研磨し、任意の５箇所を電子顕微鏡で観察した結果、１ｍｍ^２視野内に、最大径と最小径の比が０．５よりも大きい数値を示し、かつ、粒子面積が６μｍ^２以上の酸化物粒子は平均で０．８個であった。なお、酸化物粒子の最大径、最小径、粒子面積を算出するにあたっては、実施例１と同様の方法で算出した。

次に、このターゲットをＤＣマグネトロンスパッタ装置に取り付けスパッタリングを行った。スパッタ条件は、スパッタパワー１．２ｋＷ、Ａｒガス圧１．５Ｐａとし、２ｋＷｈｒのプレスパッタを実施した後、４インチ径のシリコン基板上へ目標膜厚１０００ｎｍでスパッタした。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。このときのシリコン基板上のパーティクル数は７個であった。

本発明は、酸化物相の凝集（粗大化）を抑制することにより、スパッタリング時の非磁性材による異常放電を抑制することができる。本発明によれば、異常放電が原因となるスパッタリング中のパーティクル発生を減少させ、歩留まり向上によるコスト改善効果を得ることができるという優れた効果を有するので、磁気記録媒体の磁性体薄膜、特にハードディスクドライブ記録層の成膜に使用される強磁性材スパッタリングターゲットとして有用である。

Claims (5)

1. Ｃｏ又はＦｅを含む合金と、Ｍｎ及びＢを含む酸化物とを含有するスパッタリングターゲットであって、前記スパッタリングターゲットの組成において、９ａｔ％≦Ｍｎ＋Ｂ＋Ｏ≦５６ａｔ％、Ｂ≦Ｍｎ（ａｔ％）、Ｍｎ＋Ｂ≦Ｏ（ａｔ％）、の条件を満たすことを特徴とするスパッタリングターゲット。
2. Ｃｏ又はＦｅを主成分とする合金と、Ｍｎ、Ｂ及びＸ（但し、ＸはＣｏ、Ｃｒ、Ｓｉから選択される一種以上の元素）を含む酸化物とを含有するスパッタリングターゲットであって、前記スパッタリングターゲットの組成において、９（ａｔ％）≦Ｍｎ＋Ｂ＋Ｘ＋Ｏ≦５６（ａｔ％）、Ｂ≦Ｍｎ＋Ｘ（ａｔ％）、Ｍｎ＋Ｘ＋Ｂ≦Ｏ（ａｔ％）、の条件を満たすことを特徴とするスパッタリングターゲット。
3. 前記スパッタリングターゲットの組成において、Ｍｎ及びＢを含む酸化物、又は、Ｍｎ、Ｘ及びＢを含む酸化物が、各々０．１ｍｏｌ％以上１５ｍｏｌ％以下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。
4. スパッタリングターゲットの表面又は断面組織において、酸化物粒子の外周上にある任意の２点の距離の最大値を最大径とし、平行な２本の直線で同粒子を挟んだときの２直線間の距離の最小値を最小径とした場合、その最大径と最小径の比が０．５よりも大きい数値を示し、かつ、粒子面積が６μｍ²以上である酸化物粒子が１ｍｍ^２視野内に平均で１個以下であることを特徴とする請求項１〜３いずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
5. Ｐｔ、Ｒｕ、Ａｇ、Ｐｄから選択される一種以上の元素をスパッタリングターゲットの合金成分において１ｍｏｌ％以上５０ｍｏｌ％以下含有す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。