JP7317741B2 - スパッタリングターゲット、磁性膜、及びスパッタリングターゲット作製用の原料混合粉末 - Google Patents
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Description
特に、上述したような磁性材料用のスパッタリングターゲットでは、Co-Cr-Pt系合金に添加する酸化物が、アーキングの際にスパッタリングターゲットから脱落し、これがパーティクル発生の原因になると考えられている。
スパッタリングターゲットの金属成分は、主として金属Coからなり、それに加えて金属Pt、金属Cr及び金属Ruから選択される少なくとも一種を含むことがある。特に金属成分は、Pt、Cr及びRuから選択される少なくとも一種を含有するCo合金である場合がある。たとえば、Co-Pt合金、Co-Cr-Pt合金またはCo-Cr-Pt-Ru合金等である。あるいは、金属Co以外の金属Ru等が主成分となるものもある。金属Pt、金属Cr及び金属Ruのうちの一種以上、なかでも金属Cr及び金属Ruは含まれないこともある。
理論によって本発明が限定されることを意図するものではないが、Mgは、金属の中でも比較的軽い元素であるため、添加することにより主成分の金属元素の拡散速度が向上し、ターゲット製造中に合金化が促進されることでターゲットを構成する金属相の面内分布が均一化し、スパッタリング時の放電状態が安定化するので、金属側の組成によるアーキングの発生を有効に防止することができると考えられる。それ故に、パーティクルの発生が効果的に抑制されることになる。なお、MgがMgOに代表される酸化物の形態で添加されても、酸化物相に取り込まれるため、ターゲット中における金属相の均一化効果を得ることは困難である。このため、Mgは金属Mgの形態で存在することが重要である。
ところで、Co-Pt合金では、金属Crや金属Ruなどの非磁性金属を加えることで飽和磁化の低減、磁気異方性の低減などの磁気特性の調整を行えることが広く知られている。当該金属Mgについても0.5mol%より多くした場合、膜の飽和磁化、磁気異方性が小さくなる方向に磁気特性が変化する。このような観点から、上記の金属Mgの含有量は、0.005mol%~0.5mol%とすることが好適であり、さらに0.01mol%~0.5mol%とすることがより一層好適であり、0.1mol%~0.4mol%とすることがより一層好適である。
以上に述べたスパッタリングターゲットは、たとえば粉末焼結法により製造することができ、その具体的な製造方法の例を次に述べる。
それにより、安定してスパッタリングを行うのに十分に高い密度の焼結体を得ることができる。
先に述べたようなスパッタリングターゲットを用いて、スパッタリング装置、一般にはマグネトロンスパッタリング装置にてスパッタリングを行うことにより、磁性膜を成膜することができる。
より詳細には、磁性膜は、金属Mgを0.001mol%~0.5mol%、好ましくは0.005mol%~0.5mol%、より好ましくは0.01mol%~0.5mol%で含有するとともに、金属Crを0mol%~45mol%、金属Ptを0mol%~45mol%、金属Ruを0mol%~60mol%、金属酸化物を合計1mol%~40mol%で含有し、残部に金属Co及び不可避的不純物を含むものである。磁性膜は金属Ptを45mol%以下で含有することがあるが、実施形態によっては、金属Ptの含有量が0mol%、つまり金属Ptを含まない磁性膜もある。
磁性膜は、さらに、Au、Ag、B、Cu、Ge、Ir、Mn、Mo、Nb、Ni、Pd、Re、Rh、Ta、W及びVから選択される少なくとも一種を、合計で1mol%~30mol%含有するものとすることができる。
上述したスパッタリングターゲットは、このうちの記録層の成膜に特に適している。
次に、それぞれの粉末を秤量した後、粉砕媒体のジルコニアボールとともに容量10リットルのボールミルポットに封入し、Arガス中で、24時間回転させて混合した。そして、ボールミルから取り出した混合粉末を直径190mmのカーボン製の円柱状の型に充填し、ホットプレスで焼結させた。ホットプレスの条件は、真空雰囲気、昇温速度300℃/時間、保持温度1000℃、保持時間2時間とし、昇温開始時から保持終了まで30MPaで加圧した。保持終了後はチャンバー内でそのまま自然冷却させた。これにより得られた焼結体を切削し、直径180mmの円板形状のスパッタリングターゲットとした。
Claims (17)
- 金属Mgを0.001mol%~0.5mol%(ただし、0.5mol%を除く)、金属Crを0mol%~45mol%、金属Ptを0mol%~45mol%、金属Ruを0mol%~60mol%、金属酸化物を合計1mol%~40mol%で含有し、残部に金属Co及び不可避的不純物を含んでなるスパッタリングターゲット。
- 金属Mgを0.005mol%~0.5mol%(ただし、0.5mol%を除く)で含有してなる請求項1に記載のスパッタリングターゲット。
- 金属Mgを0.01mol%~0.5mol%(ただし、0.5mol%を除く)で含有してなる請求項2に記載のスパッタリングターゲット。
- 前記金属酸化物にはMgの酸化物が含まれない請求項1~3の何れか一項に記載のスパッタリングターゲット。
- 前記金属酸化物には、Co、Cr、Si、Ti及びBから選択される少なくとも一種の元素の酸化物が含まれる請求項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。
- さらに、金属成分として、Au、Ag、B、Cu、Ge、Ir、Mn、Mo、Nb、Ni、Pd、Re、Rh、Ta、W及びVから選択される少なくとも一種を、合計で1mol%~30mol%含有してなる請求項1~5のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲット。
- 金属Mgを0.001mol%~0.5mol%(ただし、0.5mol%を除く)、金属Crを0mol%~45mol%、金属Ptを0mol%~45mol%、金属Ruを0mol%~60mol%、金属酸化物を合計1mol%~40mol%で含有し、残部に金属Co及び不可避的不純物を含んでなる磁性膜。
- 金属Mgを0.005mol%~0.5mol%(ただし、0.5mol%を除く)で含有してなる請求項7に記載の磁性膜。
- 金属Mgを0.01mol%~0.5mol%(ただし、0.5mol%を除く)で含有してなる請求項8に記載の磁性膜。
- 前記金属酸化物には、Co、Cr、Si、Ti及びBから選択される少なくとも一種の元素の酸化物が含まれる請求項7~9のいずれか一項に記載の磁性膜。
- さらに、金属成分として、Au、Ag、B、Cu、Ge、Ir、Mn、Mo、Nb、Ni、Pd、Re、Rh、Ta、W及びVから選択される少なくとも一種を、合計で1mol%~30mol%含有してなる請求項7~10のいずれか一項に記載の磁性膜。
- 金属Mg粉末を0.001mol%~0.5mol%(ただし、0.5mol%を除く)、金属Cr粉末を0mol%~45mol%、金属Pt粉末を0mol%~45mol%、金属Ru粉末を0mol%~60mol%、金属酸化物粉末を合計1mol%~40mol%含有し、残部が金属Co粉末であるスパッタリングターゲット作製用の原料混合粉末。
- 金属Mg粉末を0.001mol%~0.5mol%、金属Cr粉末を0mol%~45mol%、金属Pt粉末を0mol%~45mol%、金属Ru粉末を0mol%~60mol%、金属酸化物粉末を合計1mol%~40mol%含有し、残部が金属Co粉末であるスパッタリングターゲット作製用の原料混合粉末であって、金属Mg粉末中に含まれる酸素濃度が2質量%以下である原料混合粉末。
- 金属Mg粉末を0.005mol%~0.5mol%(ただし、0.5mol%を除く)で含有する請求項12又は13に記載の原料混合粉末。
- 金属Mg粉末を0.01mol%~0.5mol%(ただし、0.5mol%を除く)で含有する請求項14に記載の原料混合粉末。
- 前記金属酸化物粉末には、Co、Cr、Si、Ti及びBから選択される少なくとも一種の元素の酸化物粉末が含まれる請求項12~15のいずれか一項に記載の原料混合粉末。
- さらに、金属成分として、Au、Ag、B、Cu、Ge、Ir、Mn、Mo、Nb、Ni、Pd、Re、Rh、Ta、W及びVから選択される少なくとも一種の金属粉末を、合計で1mol%~30mol%含有する請求項12~16のいずれか一項に記載の原料混合粉末。
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