JP7242652B2 - スパッタリングターゲット及びスパッタリングターゲットの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、スパッタリングターゲット及びスパッタリングターゲットの製造方法に関する。

磁気記録媒体の垂直磁気記録の記録層として高い磁気異方性を有するとともに耐食性、耐酸化性の高い材料として、Ｆｅ－Ｐｔ系合金又はＣｏ－Ｐｔ系合金が注目されている。Ｆｅ－Ｐｔ系合金又はＣｏ－Ｐｔ系合金を超高密度記録媒体用材料として使用する場合には、規則化したＦｅ－Ｐｔ磁性粒子又はＣｏ－Ｐｔ粒子を磁気的に孤立させた状態で出来るだけ高密度に方位を揃えて分散させる必要があり、非磁性相として炭素（Ｃ）を含有させたスパッタリングターゲットが知られている。

例えば、国際公開第２０１２／１３３１６６号（特許文献１）には、Ｆｅ粉末、Ｐｔ粉末及びＣ粒子としてカーボンブラックを用意し、これらを秤量した後、混合・粉砕し、ホットプレスし、熱間等方加圧して焼結体を作製することにより、Ｃを含有するＦｅ－Ｐｔ系磁気記録膜用スパッタリングターゲットの例が記載されている。

国際公開第２０１４／１３２７４６号（特許文献２）には、Ｆｅ、Ｐｔ及びＣを含有するＦｅＰｔ－Ｃ系スパッタリングターゲットであって、ＦｅＰｔ系合金相中に、不可避不純物を含む一次粒子のＣ同士がお互いに接触しないように分散した構造を有するＦｅＰｔ－Ｃ系スパッタリングターゲットの例が記載されている。

国際公開第２０１２／１３３１６６号 国際公開第２０１４／１３２７４６号

しかしながら、炭素（Ｃ）を用いた磁性材ターゲットをスパッタリングすると、Ｃ粒子を起因とするパーティクルが多量に発生し、これにより磁性薄膜の成膜工程の歩留まりが悪化する場合がある。特許文献１及び特許文献２に記載された発明のいずれも、パーティクルの発生を抑制するための対策において一定の効果が得られているが、まだ十分であるとは言えない。

上記課題を鑑み、本実施形態は、パーティクルの発生を低減でき、磁性薄膜の成膜工程における製造歩留まりを向上させることが可能な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。

本発明の実施の形態に係るスパッタリングターゲットは一側面において、Ｆｅ－Ｐｔ系合金相と非磁性相とを有するスパッタリングターゲットであって、原子数比率においてＣを１～５０ａｔ％含有し、ＸＲＤ測定においてダイヤモンド由来の回折ピークを有する。

本発明の実施の形態に係るスパッタリングターゲットは別の一側面において、Ｃｏ－Ｐｔ系合金相と非磁性相からなるスパッタリングターゲットであって、原子数比率においてＣを１～５０ａｔ％含有し、ＸＲＤ測定においてダイヤモンド由来の回折ピークを有する。

本発明の実施の形態に係るスパッタリングターゲットの製造方法は一側面において、Ｐｔを１０～４５ａｔ％含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなるＦｅ－Ｐｔ系合金粉末と、ダイヤモンド粉末とを混合し、原子数比率においてＣを１～５０ａｔ％含有する混合粉末を作製し、真空雰囲気下又は不活性ガス雰囲気下において混合粉末中のダイヤモンドが黒鉛に相転移しない焼結温度で焼結して焼結体を作製する工程を有する。

本発明の実施の形態に係るスパッタリングターゲットの製造方法は別の一側面において、Ｐｔを１０～４５ａｔ％含有し、残部がＣｏ及び不可避的不純物からなるＣｏ－Ｐｔ系合金粉末と、ダイヤモンド粉末とを混合し、原子数比率においてＣを１～５０ａｔ％含有する混合粉末を作製し、真空雰囲気下又は不活性ガス雰囲気下において混合粉末中のダイヤモンドが黒鉛に相転移しない焼結温度で焼結して焼結体を作製する工程を有する。

本実施形態によれば、パーティクルの発生を低減でき、磁性薄膜の成膜工程における製造歩留まりを向上させることが可能なスパッタリングターゲット及びその製造方法が提供できる。

実施例１のＸＲＤ測定結果を示すグラフである。 実施例３、４のＸＲＤ測定結果を示すグラフである。 実施例１の組織観察結果を示す写真である。 実施例３、４、比較例３のパーティクル評価結果を示すグラフである。 実施例７のＸＲＤ測定結果を示すグラフである。 実施例７及び比較例６のパーティクル評価結果を示すグラフである。

（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係るスパッタリングターゲットは、Ｆｅ－Ｐｔ系合金相と非磁性相とを有するスパッタリングターゲットであって、原子数比率においてＣを１～５０ａｔ％含有し、ＸＲＤ測定においてダイヤモンド由来の回折ピークを有し、スパッタリングターゲット中にダイヤモンド粒子、即ち、ダイヤモンド結晶構造を有する炭素（Ｃ）粒子がＦｅ－Ｐｔ系合金相内に分散した構造を有する。

ダイヤモンド結晶構造を有するＣ粒子は、グラファイト構造を有するＣ粒子に比べ、結晶内におけるＣ原子同士の結合力が強いため、結晶内での剥離や割れが起こり難くなり、スパッタリング時においてＣ粒子起因のパーティクルの発生を抑制することができる。

Ｃｕ－Ｋα線を線源とするＸＲＤ測定において、ダイヤモンドの回折ピークは、２θ＝４３．９２°（１１１）に現れる。また、本発明の第１の実施の形態に係るスパッタリングターゲットは、ＸＲＤ測定において黒鉛由来の回折ピーク（２θ＝２６．５４°（００２））を有していない。なお、スパッタリングターゲット中で炭素が非晶質構造として存在する場合には、ＸＲＤ測定においては回折ピーク（２θ＝２６．５４°）付近に、第１の実施の形態に係るスパッタリングターゲットよりもブロードな回折ピークが検出されるが、本発明の第１の実施の形態に係るスパッタリングターゲットには非晶質構造のピークは現れていない。

第１の実施の形態においては、このダイヤモンド由来の回折ピークの有無をＲｉｇａｋｕ社製の粉末Ｘ線回折装置Ｓｍａｒｔ Ｌａｂなどの装置を用いて、統合粉末Ｘ線解析ソフトウェアＰＤＸＬなどを用いた一般的な解析方法により評価することができる。

更に、第１の実施の形態に係るスパッタリングターゲットは、ＸＲＤ測定において、ダイヤモンド（１１１）のピーク強度をＩdiaとし、ＦｅＰｔ（１１１）のピーク強度をＩfeptとしたときに、ピーク強度比（Ｉdia ／Ｉfept）が０．０１～０．５程度の範囲内である。ピーク強度比（Ｉdia ／Ｉfept）は、一実施態様においては０．０２以上であり、更には０．０３以上であり、更には０．０４以上であり、更には０．１０以上である。ピーク強度比（Ｉdia ／Ｉfept）は、一実施態様においては０．４以下であり、更には０．３以下であり、更には０．１５以下である。

Ｆｅ－Ｐｔ系合金相中に分散するＣ粒子の粒径が大きすぎると、Ｃ粒子を起因とするパーティクルが大量に発生する場合があるため、Ｃ粒子の平均粒径は小さいほど好ましい。具体的には、Ｃ粒子の平均粒径を３０μｍ以下とすることが好ましく、より好ましくは２０μｍ以下であり、更に好ましくは１μｍ未満、より更に好ましくは０．６μｍ以下である。Ｃ粒子の粒径は小さすぎるとターゲット中でＣ粒子が凝集し、パーティクルが増えてしまう可能性があることから、好ましくは０．０５μｍ以上、より好ましくは０．１μｍ以上である。

また、スパッタリングターゲット中のＣの含有量が１ａｔ％未満であると、良好な磁気特性が得られない場合があり、５０ａｔ％を超えるとＣ粒子が凝集し、パーティクルの発生が多くなる場合がある。Ｃの含有量は１～５０ａｔ％であるのがより好ましく、更に好ましくは５～４５ａｔ％である。

第１の実施の形態に係るスパッタリングターゲットは、Ｐｔを１０～４５ａｔ％含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなることが好ましく、より好ましくはＰｔを１５～４０ａｔ％含有し、更に好ましくはＰｔを２０～３５ａｔ％含有する。Ｐｔの含有量が１０ａｔ％未満であったり４５ａｔ％を超えたりすると、Ｆｅ－Ｐｔでｆｃｔ構造が発現しない可能性があり、高い結晶磁気異方性を有する磁性相が形成されない場合がある。

また、第１の実施の形態に係るスパッタリングターゲットは、Ｆｅ、Ｐｔ及びＣ以外の１種以上の添加元素として、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｂ、Ｇｅ、Ａｕ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｔａのうちの１種以上を０～２０ａｔ％、より好ましくは５～１５ａｔ％添加する。これらの添加は任意であるが、Ｆｅ－Ｐｔ磁性相でｆｃｔ構造を発現させるための熱処理温度を下げたり、結晶磁気異方性エネルギーを増大させたりする効果が期待できるため、材料に応じて添加することができる。

更に、第１の実施の形態に係るスパッタリングターゲットは、非磁性材料としてＣ以外に炭化物粉、窒化物粉、酸化物粉等を５～４０ａｔ％、更には５～２０ａｔ％添加することができる。例えば、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、Ｃｒ₂Ｏ₃、ＣｏＯ、Ｔａ₂Ｏ₅、Ｂ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、Ｃｏ₃Ｏ₄、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＴｉＮ、ＶＮ、ＺｒＮ、ＳｉＣ、ＺｒＣ、ＴｉＣ、ＶＣ、ＢＮ等を添加することができる。これらの炭化物や窒化物、酸化物などは、焼結体中の密度を高くするのに寄与したり、またはスパッタ膜中でＦｅ－Ｐｔ磁性粒の分離性を良くしたりする効果が期待できるため、材料に応じて添加することができる。

第１の実施の形態に係るスパッタリングターゲットは、相対密度が８０％以上であり、一実施形態においては８５％以上であり、別の一実施態様においては９３％以上、更に別の実施態様においては９５％以上である。相対密度は、測定された密度及び理論密度によって、相対密度＝（測定密度／理論密度）×１００（％）で表される。理論密度とは、焼結体の各構成元素において、酸素を除いた元素の酸化物の理論密度から算出される密度の値である。

第１の実施の形態に係るスパッタリングターゲットは、焼結粉末法を用いて作製することができる。即ち、第１の実施の形態に係るスパッタリングターゲットは、Ｐｔを１０～４５ａｔ％含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなるＦｅ－Ｐｔ系合金粉末と、ダイヤモンド粉末とを混合し、原子数比率においてＣを１～５０ａｔ％含有する混合粉末を作製し、真空雰囲気下又は不活性ガス雰囲気下において、混合粉末中のダイヤモンドが黒鉛に相転移しない焼結温度で焼結して焼結体を作製する工程を有する。

Ｆｅ粉末としては、平均粒径０．５μｍ以上１０μｍ以下のものを用いることが望ましい。金属粉末の粒径が１０μｍより大きい場合には、非磁性材料が均一に分散しないことがある。また、０．５μｍより小さい場合には、酸化の影響でターゲットの組成が所望の組成から外れてくるという問題が生じることがある。なお、本明細書において「平均粒径」とはレーザー回折法（ＨＯＲＩＢＡ社製ＬＡ－９２０）によって測定されたメジアン径をさす。

Ｐｔ粉末としては、平均粒径０．５μｍ以上１０μｍ以下のものを用いることが望ましい。Ｃ粉末としては、ダイヤモンド粉末を用いる。ダイヤモンドの粒径が大きいと異常放電を起こし易くなり、異常放電が起きるとダイヤが破壊されてパーティクルの発生源となる可能性があるため、ダイヤモンド粉末は平均粒径が３μｍ以下を用いることが好ましく、より好ましくは１μｍ未満、更に好ましく０．７μｍ以下である。

Ｆｅ－Ｐｔ系合金粉末とダイヤモンド粉末との混合は、篩混合や乳鉢混合等の公知の手法を用いて、粉砕を兼ねて混合することができる。このようにして得られた混合粉末をホットプレス法で、真空雰囲気下或いは不活性ガス雰囲気下において成形及び焼結処理する。

焼結処理においては、ダイヤモンド粉末が黒鉛に相転移しないような焼結温度、即ち焼結温度を１０００℃以下、より好ましくは９００℃以下の温度条件で加熱する。焼結温度が１０００℃を超えると、ダイヤモンド粉末が黒鉛に相転移し、スパッタリング時のパーティクルの発生量が多くなる。一方、焼結温度が低すぎるとターゲットが低密度となり、パーティクルの発生量が多くなることから、焼結温度が６５０℃以上であることが好ましく、より好ましくは７００℃以上である。焼結処理に要する時間は例えば０．５～２時間とすることができる。

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係るスパッタリングターゲットは、Ｃｏ－Ｐｔ系合金相と非磁性相とを有するスパッタリングターゲットであって、原子数比率においてＣを１～５０ａｔ％含有し、ＸＲＤ測定においてダイヤモンド由来の回折ピークを有する。第２の実施の形態に係るスパッタリングターゲットによれば、スパッタリングターゲット中にダイヤモンド粒子、即ち、ダイヤモンド結晶構造を有する炭素（Ｃ）粒子がＣｏ－Ｐｔ系合金相内に分散しているため、グラファイト構造を有するＣ粒子が分散する場合に比べて、結晶内での剥離や割れが起こり難くなり、スパッタリング時においてＣ粒子起因のパーティクルの発生を抑制することができる。

ダイヤモンド由来の回折ピークの有無は、第１の実施の形態と同様に、Ｒｉｇａｋｕ社製の粉末Ｘ線回折装置Ｓｍａｒｔ Ｌａｂなどの装置を用いて、統合粉末Ｘ線解析ソフトウェアＰＤＸＬなどを用いた解析方法により評価することができる。

第２の実施の形態に係るスパッタリングターゲットは、Ｃｕ－Ｋα線を線源とするＸＲＤ測定において、２θ＝４３．９２°（１１１）にダイヤモンドの回折ピークを有しており、例えば、図５に示されるように、隣接するＣｏ₃Ｐｔの回折ピークに続いて高い回折強度を有している。また、本発明の第２の実施の形態に係るスパッタリングターゲットは、ＸＲＤ測定において黒鉛由来の回折ピーク（２θ＝２６．５４°（００２））を有していない。なお、スパッタリングターゲット中で炭素が非晶質構造として存在する場合には、ＸＲＤ測定においては回折ピーク（２θ＝２６．５４）付近に、第２の実施の形態に係るスパッタリングターゲットよりもブロードな回折ピークが検出されるが、本発明の第２の実施の形態に係るスパッタリングターゲットには、非晶質構造のピークは現れていない。

更に、第２の実施の形態に係るスパッタリングターゲットは、ＸＲＤ測定において、ダイヤモンド（１１１）のピーク強度をＩdiaとし、Ｃｏ₃Ｐｔ（１１１）のピーク強度をＩcoptとしたときに、ピーク強度比（Ｉdia／Ｉcopt）は０．１～１．０程度の範囲内である。ピーク強度比（Ｉdia／Ｉcopt）は、一実施態様においては０．２以上であり、更には０．３以上であり、更には０．４以上である。ピーク強度比（Ｉdia ／Ｉcopt）は、一実施態様においては０．９以下であり、更には０．５以下である。

Ｃｏ－Ｐｔ系合金相中に分散するＣ粒子の粒径が大きすぎると、Ｃ粒子を起因とするパーティクルが大量に発生する場合があるため、Ｃ粒子の平均粒径は小さいほど好ましい。具体的には、Ｃ粒子の平均粒径を３０μｍ以下とすることが好ましく、より好ましくは２０μｍ以下であり、更に好ましくは１μｍ未満、より更に好ましくは０．６μｍ以下である。Ｃ粒子の粒径は小さすぎるとターゲット中でＣ粒子が凝集し、パーティクルが増えてしまう可能性があることから、好ましくは０．０５μｍ以上、より好ましくは０．１μｍ以上である。

また、スパッタリングターゲット中のＣの含有量が１ａｔ％未満であると、良好な磁気特性が得られない場合があり、５０ａｔ％を超えるとＣ粒子が凝集し、パーティクルの発生が多くなる場合がある。Ｃの含有量は１～４０ａｔ％であるのがより好ましく、更に好ましくは５～３５ａｔ％である。

第２の実施の形態に係るスパッタリングターゲットは、Ｐｔを５～３５ａｔ％含有し、残部がＣｏ及び不可避的不純物からなることが好ましく、より好ましくはＰｔを１０～３０ａｔ％含有し、更に好ましくはＰｔを１５～２５ａｔ％含有する。Ｐｔの含有量が５ａｔ％未満であったり３５ａｔ％を超えたりすると、磁性薄膜の磁気特性が悪化する可能性がある。

また、第２の実施の形態に係るスパッタリングターゲットは、Ｃｏ－Ｐｔ及びＣ以外の１種以上の添加元素として、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｂ、Ｇｅ、Ａｕ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｗ、Ｔａ、Ｆｅのうちの１種以上を０～１５ａｔ％、より好ましくは５～１０ａｔ％添加する。これらの添加は任意であるが、磁気特性向上のために材料に応じて添加することができる。

更に、第２の実施の形態に係るスパッタリングターゲットは、非磁性材料としてＣ以外に炭化物粉、窒化物粉、酸化物粉等を１～４０ａｔ％添加することができる。例えば、ＳｉＯ₂、Ｃｒ₂Ｏ₃、ＣｏＯ、Ｔａ₂Ｏ₅、Ｂ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、Ｃｏ₃Ｏ₄、ＴｉＯ₂、ＭｎＯ、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＴｉＮ、ＶＮ、ＺｒＮ、ＳｉＣ、ＺｒＣ、ＴｉＣ、ＶＣ、ＢＮ等を添加することができる。これらの炭化物や窒化物、酸化物などは、焼結体中の密度を高くするのに寄与したり、またはスパッタ膜中でＣｏ－Ｐｔ磁性粒の分離性を良くしたりする効果が期待できるため、材料に応じて添加することができる。

第２の実施の形態に係るスパッタリングターゲットは、相対密度が８５％以上であり、一実施態様においては９３％以上、更に別の実施態様においては９５％以上である。相対密度は、測定された密度及び理論密度によって、相対密度＝（測定密度／理論密度）×１００（％）で表される。理論密度とは、焼結体の各構成元素において、酸素を除いた元素の酸化物の理論密度から算出される密度の値である。

第２の実施の形態に係るスパッタリングターゲットは、焼結粉末法を用いて作製することができる。即ち、第２の実施の形態に係るスパッタリングターゲットは、Ｐｔを１０～４５ａｔ％含有し、残部がＣｏ及び不可避的不純物からなるＣｏ－Ｐｔ系合金粉末と、ダイヤモンド粉末とを混合し、原子数比率においてＣを１～５０ａｔ％含有する混合粉末を作製し、真空雰囲気下又は不活性ガス雰囲気下において、混合粉末中のダイヤモンドが黒鉛に相転移しない焼結温度で焼結して焼結体を作製する工程を有する。

Ｃｏ粉末としては、平均粒径０．５μｍ以上１０μｍ以下のものを用いることが望ましい。金属粉末の粒径が１０μｍより大きい場合には、非磁性材料が均一に分散しないことがある。また、０．５μｍより小さい場合には、酸化の影響でターゲットの組成が所望の組成から外れてくるという問題が生じることがある。なお、本明細書において平均粒径とはレーザー回折法（ＨＯＲＩＢＡ社製ＬＡ－９２０）によって測定されたメジアン径をさす。

Ｐｔ粉末としては、平均粒径０．５μｍ以上１０μｍ以下のものを用いることが望ましい。Ｃ粉末としては、ダイヤモンド粉末を用いる。ダイヤモンドの粒径が大きいと異常放電を起こし易くなり、異常放電が起きるとダイヤが破壊されてパーティクルの発生源となる可能性があるため、ダイヤモンド粉末は平均粒径が３μｍ以下を用いることが好ましく、より好ましくは１μｍ未満、更に好ましく０．７μｍ以下である。

Ｃｏ－Ｐｔ系合金粉末とダイヤモンド粉末との混合は篩混合や乳鉢混合等の公知の手法を用いて、粉砕を兼ねて混合することができる。このようにして得られた混合粉末をホットプレス法で、真空雰囲気下或いは不活性ガス雰囲気下において成形及び焼結処理する。

焼結処理においては、ダイヤモンド粉末が黒鉛に相転移しないように焼結温度を１０００℃以下、より好ましくは９００℃以下の温度条件で加熱する。焼結温度が１０００℃を超えると、ダイヤモンド粉末が黒鉛に相転移し、スパッタリング時のパーティクルの発生量が多くなる。一方、焼結温度が低すぎるとターゲットが低密度となり、パーティクルの発生量が多くなることから、焼結温度が６５０℃以上であることが好ましく、より好ましくは７００℃以上である。焼結処理に要する時間は０．５～２時間とすることができる。

本発明は上記の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。即ち、本発明は各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態の構成要素を適宜組み合わせてもよい。

以下に本発明の実施例を比較例と共に示すが、これらの実施例は本発明及びその利点をよりよく理解するために提供するものであり、発明が限定されることを意図するものではない。

（実施例１～６）
Ｐｔ、Ｆｅ及び必要に応じて添加元素及び非磁性材料を含有する粉末及びダイヤモンド紛末からなるＣ粉末を表１に示す組成となるように秤量し、混合して得られた混合粉末を温度７５０－９５０℃、圧力１５０ＭＰａ、２時間、真空雰囲気でホットプレスを行い、実施例１～６の焼結体を作製した。混合については、篩混合や乳鉢混合、ボールミル等の公知の手法を用いて粉砕を兼ねて混合した。このとき、粉砕容器内にＡｒやＮ₂などの不活性ガスを封入して原料粉の酸化をできるかぎり抑制するように処理した。

（実施例７～１０）
Ｐｔ、Ｃｏ及び必要に応じて添加元素及び非磁性材料を含有する粉末及びダイヤモンド紛末からなるＣ粉末を表１に示す組成となるように秤量し、混合して得られた混合粉末を温度８００－９５０℃、圧力１５０ＭＰａ、２時間、真空雰囲気でホットプレスを行い、実施例７～１０の焼結体を作製した。混合については、篩混合や乳鉢混合、ボールミル等の公知の手法を用いて粉砕を兼ねて混合した。このとき、粉砕容器内にＡｒやＮ₂などの不活性ガスを封入して原料粉の酸化をできるかぎり抑制するように処理した。

（比較例１～９）
Ｃ粉末としてグラファイト（黒鉛）紛末を用い、焼結温度を７５０－１２００℃とし、その他の条件は実施例１～１０と同様の条件で焼結体を作製した。

（比較例１０）
Ｐｔを３０ｍｏｌ％、Ｆｅを３０ｍｏｌ％、Ｃが４０ｍｏｌ％となるように、Ｐｔ粉、Ｆｅ粉及び平均粒径０．６μｍのダイヤモンド紛末（Ｃ原料粉）を混合して得られた混合粉末を温度１１００℃、圧力１５０ＭＰａ、２時間、真空雰囲気でホットプレスを行い、比較例１０の焼結体を作製した。

（ＸＲＤ回折ピーク観察結果）
ＸＲＤによる構造解析を実施した。本実施例では、分析装置としてＲｉｇａｋｕ社製の粉末Ｘ線回折装置 Ｓｍａｒｔ Ｌａｂを用いた。管球にＣｕ（ＣｕＫαにて測定）を用いて、管電圧を４０ｋＶ、管電流を３０ｍＡとし、２θを１０°～９０°の範囲内で測定を行った。なお、ダイヤモンドの回折ピークが最も強く表れる角度は、４３．９２°（１１１）であり、グラファイトのピークが最も強く表れる角度は２６．５４°（００２）である。実施例１及び実施例３及び４の結果を図１～図２に示す。図中でダイヤモンドの最強線のピークを矢印で示す。図１～図２に示すように、実施例１及び３～４のいずれもグラファイト（黒鉛）相のピークが観察されず、ＸＲＤ測定においてダイヤモンド由来の回折ピークを有することが分かった。また、図５に実施例７のＸＲＤ測定結果を示す。図５に示すように、実施例７においてもグラファイト（黒鉛）相のピークが観察されず、ＸＲＤ測定においてダイヤモンド由来の回折ピークを有することが解った。

（パーティクル数）
作製した焼結体をターゲット形状に加工し、スパッタリングを行った際に発生するパーティクル数を評価した。評価には、マグネトロンスパッタリング装置（キヤノンアネルバ製Ｃ－３０１０スパッタリングシステム）を用いた。スパッタリング条件は、投入電力１ｋＷ、Ａｒガス圧１．７Ｐａとし、シリコン基板上に２０秒間成膜した。基板上へ付着したパーティクル（粒径０．０９～３μｍ）の個数をパーティクルカウンター（ＫＬＡ－Ｔｅｎｃｏｒ社製、装置名：Ｃａｎｄｅｌａ ＣＳ９２０）で測定した。実施例３、４及び比較例３の評価結果を図４に、実施例７及び比較例６の結果を図６に示す。図４及び図６に示すように、グラファイト（黒鉛）粉末の代わりにダイヤモンド粉末を用いることで、パーティクル数を大幅に減少させることができた。また、Ｃ原料粉であるダイヤモンド粉の粒径が小さい方がパーティクル数が少なくなるという結果が得られた。また、比較例１０に示すように、ダイヤモンド粉末を使用した場合においても焼結温度が適正でない場合には、パーティクルが多量に発生した。

（組織観察結果）
各焼結体について、組織観察をレーザー顕微鏡により行った。実施例１についての組織観察結果を図３に示す。濃い灰色の粒子がダイヤモンドに相当する。図３に示すように、ターゲット中で２．６μｍ程度のダイヤモンド粉がＦｅ－Ｐｔ中に散在していることが分かる。

（相対密度）
作製した焼結体の相対密度について、相対密度＝（測定密度／理論密度）×１００（％）で評価した。理論密度とは、成形体または焼結体の各構成元素において、酸素を除いた元素の酸化物の理論密度から算出される密度の値とし、一方、測定密度とは、重量を体積で割った値であり、焼結体の場合は、アルキメデス法により体積を求めて算出した。結果を表１に示す。

Claims (15)

1. Ｆｅ－Ｐｔ系合金相と非磁性相とを有するスパッタリングターゲットであって、原子数比率においてＣを１～５０ａｔ％含有し、ＸＲＤ測定においてダイヤモンド由来の回折ピークを有し、黒鉛由来の回折ピークを有しないことを特徴とするスパッタリングターゲット。
2. Ｆｅ－Ｐｔ系合金相と非磁性相とを有するスパッタリングターゲットであって、原子数比率においてＣを１～５０ａｔ％含有し、ＸＲＤ測定においてダイヤモンド由来の回折ピークを有し、ダイヤモンド（１１１）のピーク強度をＩdiaとし、ＦｅＰｔ（１１１）のピーク強度をＩfeptとしたときに、ピーク強度比（Ｉdia ／Ｉfept）が０．０１～０．５の範囲にあることを特徴とするスパッタリングターゲット。
3. Ｃｏ－Ｐｔ系合金相と非磁性相からなるスパッタリングターゲットであって、原子数比率においてＣを１～５０ａｔ％含有し、ＸＲＤ測定においてダイヤモンド由来の回折ピークを有することを特徴とするスパッタリングターゲット。
4. 前記ＸＲＤ測定において、黒鉛由来の回折ピークを有しない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。
5. 前記ＸＲＤ測定において、黒鉛由来の回折ピークを有しないことを特徴とする請求項３に記載のスパッタリングターゲット。
6. Ｆｅ、Ｐｔ及びＣ以外の１種以上の添加元素の含有量が０～２０ａｔ％であることを特徴とする請求項１、２又は４に記載のスパッタリングターゲット。
7. Ｃｏ、Ｐｔ及びＣ以外の１種以上の添加元素の含有量が０～１５ａｔ％含有であることを特徴とする請求項３又は５に記載のスパッタリングターゲット。
8. 前記ＸＲＤ測定において、ダイヤモンド（１１１）のピーク強度をＩdiaとし、ＦｅＰｔ（１１１）のピーク強度をＩfeptとしたときに、ピーク強度比（Ｉdia ／Ｉfept）が０．０１～０．５の範囲にある請求項４又は６に記載のスパッタリングターゲット。
9. 前記ＸＲＤ測定において、ダイヤモンド（１１１）のピーク強度をＩdiaとし、Ｃｏ₃Ｐｔ（１１１）のピーク強度をＩcoptとしたときに、ピーク強度比（Ｉdia／Ｉcopt）は０．１～１．０の範囲にある請求項３、５、７のいずれか１項に記載のスパッタリングターゲット。
10. 平均粒径１μｍ未満のダイヤモンド構造を有するＣ粒子を含有することを特徴とする請求項１～９のいずれか１項に記載のスパッタリングターゲット。
11. 相対密度が８０％以上である請求項１～１０のいずれか１項に記載のスパッタリングターゲット。
12. Ｐｔを１０～４５ａｔ％含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなるＦｅ－Ｐｔ系合金粉末と、ダイヤモンド粉末とを混合し、原子数比率においてＣを１～５０ａｔ％含有する混合粉末を作製し、真空雰囲気下又は不活性ガス雰囲気下において前記混合粉末中のダイヤモンドが黒鉛に相転移しない焼結温度で焼結して焼結体を作製する工程を有することを特徴とするスパッタリングターゲットの製造方法。
13. Ｐｔを１０～４５ａｔ％含有し、残部がＣｏ及び不可避的不純物からなるＣｏ－Ｐｔ系合金粉末と、ダイヤモンド粉末とを混合し、原子数比率においてＣを１～５０ａｔ％含有する混合粉末を作製し、真空雰囲気下又は不活性ガス雰囲気下において前記混合粉末中のダイヤモンドが黒鉛に相転移しない焼結温度で焼結して焼結体を作製する工程を有することを特徴とするスパッタリングターゲットの製造方法。
14. 前記ダイヤモンド粉末の平均粒径が１μｍ未満である請求項１２又は１３に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
15. 前記焼結温度が１０００℃以下である請求項１２～１４のいずれか１項に記載のスパッタリングターゲットの製造方法。

Images