WO2012086578A1 - Ｆｅ－Ｐｔ系強磁性材スパッタリングターゲット及びその製造方法 - Google Patents

Ｆｅ－Ｐｔ系強磁性材スパッタリングターゲット及びその製造方法 Download PDF

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祐希 池田
英生 高見
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    • H01F10/123—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being metals or alloys having a L10 crystallographic structure, e.g. [Co,Fe][Pt,Pd] thin films

Definitions

  • the present invention relates to a ferromagnetic sputtering target used for forming a magnetic thin film of a magnetic recording medium, particularly a magnetic recording layer of a hard disk adopting a perpendicular magnetic recording method, and an oxide that causes generation of particles during sputtering.
  • the present invention relates to a Fe—Pt ferromagnetic sputtering target that can suppress abnormal discharge.
  • a material based on Co, Fe, or Ni which is a ferromagnetic metal, is used as a magnetic thin film material for recording.
  • a Co—Cr-based or Co—Cr—Pt-based ferromagnetic alloy containing Co as a main component has been used for a recording layer of a hard disk employing an in-plane magnetic recording method.
  • a hard disk recording layer employing a perpendicular magnetic recording system that has been put into practical use in recent years often uses a composite material composed of a Co—Cr—Pt-based ferromagnetic alloy mainly composed of Co and non-magnetic inorganic particles. It has been.
  • a magnetic thin film of a magnetic recording medium such as a hard disk is often produced by sputtering a ferromagnetic material sputtering target containing the above material as a component because of high productivity.
  • the recording density of the magnetic recording medium is rapidly increasing year by year, it is believed to the future from the surface density of 100 Gbit / in 2 the current reaches 1 Tbit / in 2.
  • the size of the recording bit becomes less than 10 nm.
  • superparamagnetization due to thermal fluctuation is expected to be a problem, and currently used magnetic recording media,
  • a material in which Pt is added to a Co—Cr based alloy to increase the magnetocrystalline anisotropy or a medium in which B is further added to weaken the magnetic coupling between the magnetic grains is not sufficient. Is done. This is because particles having a size of 10 nm or less and stably acting as ferromagnetism must have higher crystal magnetic anisotropy.
  • FePt phase having an L1 0 structure is attracting attention as a material for an ultra-high density recording medium.
  • the L1 0 FePt phase is excellent in corrosion resistance and oxidation resistance, it is expected to be a material suitable for application as a recording medium.
  • the FePt phase rule to 1573K - has an irregular transformation point, typically having an L1 0 structure by rapid ordering reaction be quenched alloy from the hot.
  • a vapor phase quenching method such as sputtering or vapor deposition
  • a solid phase is formed without passing through the regular transformation point of the solid phase, and therefore the FePt phase in an unordered fcc state. There is a problem that can only be obtained.
  • the magnetic recording layer is composed of a magnetic phase such as an Fe—Pt alloy and a nonmagnetic phase separating the magnetic phase, and a metal oxide is effective as one of the materials of the nonmagnetic phase.
  • a magnetic recording layer is often formed by a sputtering film forming method.
  • the metal oxide is not prepared at the time of sputtering.
  • non-magnetic material particle-dispersed ferromagnetic sputtering targets such as Co—Cr—Pt—oxide and Fe—Pt—oxide contain oxides such as SiO 2 , Cr 2 O 3 , TiO 2, etc. Is an insulator, causing abnormal discharge. Due to this abnormal discharge, generation of particles during sputtering becomes a problem.
  • an object of the present invention is to suppress abnormal discharge of oxides and reduce the generation of particles during sputtering caused by abnormal discharge.
  • the probability of abnormal discharge has been reduced by reducing the particle size of the oxide, but with the increase in recording density of magnetic recording media, the allowable particle level has become stricter, so it has been further improved
  • the present inventors have conducted intensive research. As a result, by adjusting the composition and structure of the target, abnormal discharge due to oxide during sputtering does not occur, and generation of particles is small. We found that a target was obtained.
  • the present invention 1) A sputtering target having a composition in which Pt is 5 to 50 mol%, SiO 2 is 5 to 15 mol%, Sn is 0.05 to 0.60 mol%, and the balance is Fe, and is dispersed in the metal substrate (A).
  • the present invention provides a ferromagnetic sputtering target characterized in that the Sn is contained in SiO 2 particles (B).
  • the present invention also provides: 2) In addition to the SiO 2 , at least one kind of oxidation selected from TiO 2 , Ti 2 O 3 , Cr 2 O 3 , Ta 2 O 5 , Ti 5 O 9 , B 2 O 3 , CoO, and Co 3 O 4 5-15 mol% of the product, these oxides are dispersed in the metal substrate (A), and Sn is contained in these oxides.
  • a ferromagnetic sputtering target is provided.
  • the present invention provides 3) The ferromagnetic sputtering target according to any one of 1) to 2) above, which contains 0.5 to 10 mol% of one or more elements selected from Ru, B, and Cu. To do. 4) The ferromagnetic sputtering target according to any one of 1) to 3) above, wherein the relative density is 97% or more.
  • the present invention provides 5) SiO 2 powder and SnO 2 powder or Sn powder so that the composition is 5 to 50 mol% Pt, 5 to 15 mol% SiO 2 , 0.05 to 0.60 mol% Sn, and the balance is Fe.
  • this mixed powder is further mixed with Fe powder, Pt powder, or Fe—Pt alloy powder prepared in the same manner so as to have the above composition, and these mixed powders are hot pressed to obtain a metal.
  • a method of manufacturing a magnetic material sputtering target is provided.
  • the present invention provides 6) In addition to the SiO 2 , at least one kind of oxidation selected from TiO 2 , Ti 2 O 3 , Cr 2 O 3 , Ta 2 O 5 , Ti 5 O 9 , B 2 O 3 , CoO, and Co 3 O 4 5 to 15 mol% of the product is added, and these oxides are dispersed in the metal substrate (A), and a sintered body having a structure containing Sn in these oxides is obtained.
  • the manufacturing method of the ferromagnetic material sputtering target of said 4) is provided.
  • the present invention provides 7) The ferromagnetic material sputtering according to any one of 4) to 5) above, wherein 0.5 to 10 mol% of one or more elements selected from Ru, B, and Cu are added and sintered.
  • a method for manufacturing a target is provided.
  • the thus prepared non-magnetic material particle dispersion type ferromagnetic sputtering target of the present invention does not cause abnormal discharge due to oxide during sputtering, and a target with less generation of particles can be obtained. Furthermore, it has an excellent effect of suppressing the abnormal discharge of the oxide, reducing the generation of particles during sputtering caused by the abnormal discharge, and obtaining the cost improvement effect by improving the yield.
  • the main components constituting the ferromagnetic sputtering target of the present invention are from a metal having a composition in which Pt is 5 to 50 mol%, SiO 2 is 5 to 15 mol%, Sn is 0.05 to 0.60 mol%, and the balance is Fe. Become. These Pt amount and Fe amount are effective amounts for retaining the characteristics of the ferromagnetic material sputtering target, that is, the ferromagnetic material thin film.
  • the above are components required as a magnetic recording medium, and the blending ratio can be variously adjusted within the above range, but any of them can maintain the characteristics as an effective magnetic recording medium.
  • the ferromagnetic Fe-Pt-based, the addition of SiO 2 is SiO 2 in the sintered sputtering target is present as particles, since SiO 2 is an insulator, present alone If you do, it will cause arcing. Therefore, in the present invention, by introducing a Sn having electrical conductivity SiO 2, lowering the electrical resistance, it is to suppress abnormal discharge due to oxides.
  • the reason why the amount of SiO 2 is set to 5 mol% or more and 15 mol% or less is that if the addition amount is out of the range, characteristics as a granular type magnetic recording medium may be lost.
  • Sn may be effective alone or in combination.
  • Single addition means addition as SnO 2 powder or Sn powder
  • composite addition means addition as SiO 2 powder and SnO 2 powder or mixed powder of SiO 2 powder and Sn powder.
  • the effective addition amount is in the range of 0.05 to 0.60 mol%. If it is less than the lower limit, there is no effect of imparting conductivity to SiO 2 , and if it exceeds the upper limit, the magnetic properties of the sputtered film may be affected, and desired properties may not be obtained.
  • one or more oxides selected from TiO 2 , Ti 2 O 3 , Cr 2 O 3 , Ta 2 O 5 , Ti 5 O 9 , B 2 O 3 , CoO, and Co 3 O 4 may be used. 5 to 15 mol% can be contained. These oxides are dispersed in the metal substrate (A), and Sn can also be contained in these oxides as in the case of the SiO 2 . These oxides can be arbitrarily selected and added according to the type of ferromagnetic film required. The said addition amount is an effective amount for exhibiting the effect of addition.
  • 0.5 to 10 mol% of one or more elements selected from Ru, B, and Cu can be added. These are elements added as necessary in order to improve the characteristics as a magnetic recording medium.
  • the said addition amount is an effective amount for exhibiting the effect of addition.
  • the ferromagnetic material sputtering target of the present invention desirably has a relative density of 97% or more.
  • a higher density target can reduce the amount of particles generated during sputtering.
  • a relative density of 97% or more can be achieved.
  • the relative density is a value obtained by dividing the actually measured density of the target by the calculated density (also called the theoretical density).
  • the calculation density is a density when it is assumed that the constituent components of the target are mixed without diffusing or reacting with each other, and is calculated by the following equation.
  • Calculated density Sigma ⁇ (Molecular weight of constituent component x Molar ratio of constituent component) / ⁇ (Molecular weight of constituent component x Molar ratio of constituent component / Document value density of constituent component)
  • ⁇ means taking the sum for all the constituent components of the target.
  • the target adjusted in this way does not cause arcing (abnormal discharge) due to oxide during sputtering, and a target with less generation of particles can be obtained. Furthermore, as described above, it is possible to impart conductivity to the SiO 2 particles by adding Sn, to prevent the occurrence of abnormal discharge, and to reduce the amount of particles that cause a decrease in yield. effective.
  • the ferromagnetic material sputtering target of the present invention can be produced by powder metallurgy.
  • a powder of each metal element and, if necessary, a powder of an additional metal element are prepared. These powders desirably have a maximum particle size of 20 ⁇ m or less. Further, alloy powders of these metals may be prepared instead of the powders of the respective metal elements, but in this case as well, it is desirable that the maximum particle size is 20 ⁇ m or less. On the other hand, if it is too small, there is a problem that oxidation is accelerated and the component composition does not fall within the range.
  • these metal powder and alloy powder are weighed so as to have a desired composition, and mixed by pulverization using a known technique such as a ball mill.
  • a known technique such as a ball mill.
  • the mixer is preferably a planetary motion type mixer or a planetary motion type stirring mixer. Furthermore, considering the problem of oxidation during mixing, it is preferable to mix in an inert gas atmosphere.
  • SiO 2 powder and SnO 2 powder or Sn powder are mixed so that the composition is Pt 5 to 50 mol%, SiO 2 5 to 15 mol%, Sn 0.05 to 0.60 mol%, and the balance Fe. After mixing and mixing in advance, it is effective to further mix this mixed powder with Fe powder and Pt powder similarly prepared so as to have the above composition.
  • Fe—Pt alloy powder may be mixed.
  • the ferromagnetic material sputtering target of the present invention can be produced by molding and sintering the powder thus obtained using a vacuum hot press apparatus and cutting it into a desired shape.
  • the added Sn or SnO 2 is preferentially contained in the SiO 2 particles dispersed in the metal substrate in the sintered compact target, and the electric resistance of the SiO 2 particles is lowered.
  • the electrical resistance after the addition can be 5.5 ⁇ 10 16 ⁇ ⁇ cm or less.
  • Sn or SnO 2 is not added, the electric resistance exceeds 5.5 ⁇ 10 16 ⁇ ⁇ cm and acts as an insulating material, causing abnormal discharge.
  • the present invention eliminates this phenomenon. The occurrence of arcing (abnormal discharge) has been significantly reduced.
  • the molding / sintering is not limited to hot pressing, and a plasma discharge sintering method or a hot isostatic pressing method can also be used.
  • the holding temperature at the time of sintering is preferably set to the lowest temperature in a temperature range where the target is sufficiently densified. Depending on the composition of the target, it is often in the temperature range of 900 to 1200 ° C.
  • Example 1 In Example 1, as raw material powder, SiO 2 powder with an average particle diameter of 1 ⁇ m and SnO 2 powder with an average particle diameter of 1 ⁇ m were weighed in advance so as to be 95 wt% of SiO 2 powder and 5 wt% of SnO 2 powder. For 1 hour to prepare a SiO 2 —SnO 2 mixed powder. This mixed powder, a Pt powder having an average particle diameter of 3 ⁇ m, and an Fe powder having an average particle diameter of 3 ⁇ m are mixed with Fe powder so that the composition of the target is 50Fe-40Pt-10 (SiO 2 —SnO 2 ) (mol%). Weighing was performed at a weight ratio of 24.80 wt%, Pt powder 69.56 wt%, and SiO 2 —SnO 2 mixed powder 5.64 wt%.
  • the Fe powder, Pt powder, and SiO 2 —SnO 2 mixed powder were sealed in a ball mill pot having a capacity of 10 liters together with zirconia balls as a grinding medium, and mixed by rotating for 20 hours.
  • This mixed powder was filled in a carbon mold and hot-pressed in a vacuum atmosphere under conditions of a temperature of 1100 ° C., a holding time of 2 hours, and a pressure of 30 MPa to obtain a sintered body. Further, this was cut with a lathe to obtain a disk-shaped target having a diameter of 180 mm and a thickness of 7 mm.
  • the number of particles generated in a steady state was 2.8.
  • the relative density was 98.5%, and a high-density target exceeding 97% was obtained.
  • Comparative Example 1 Pt powder having an average particle diameter of 3 ⁇ m, Fe powder having an average particle diameter of 3 ⁇ m, and SiO 2 powder having an average particle diameter of 1 ⁇ m were prepared as raw material powders. These powders were weighed at a weight ratio of Fe powder 24.94 wt%, Pt powder 69.69 wt% and SiO 2 powder 5.37 wt% so that the target composition would be 50Fe-40Pt-10SiO 2 (mol%).
  • Example 2 As raw material powder, SiO 2 powder with an average particle diameter of 1 ⁇ m and SnO 2 powder with an average particle diameter of 1 ⁇ m were weighed in advance so as to be 95 wt% of SiO 2 powder and 5 wt% of SnO 2 powder, and placed in a ball mill. For 1 hour to prepare a SiO 2 —SnO 2 mixed powder.
  • This mixed powder, a Pt powder having an average particle size of 3 ⁇ m, an Fe powder having an average particle size of 3 ⁇ m, a Cu powder having an average particle size of 5 ⁇ m, and a Cr 2 O 3 powder having an average particle size of 3 ⁇ m have a target composition of 75Fe-5Pt— 10Cu-5Cr 2 O 3 -5 ( SiO 2 -SnO 2) and such that (mol%), Fe powder 60.97wt%, Pt powder 14.20wt%, Cu powder 9.25wt%, Cr 2 O 3 powder Weighing was performed at a weight ratio of 11.06 wt% and SiO 2 —SnO 2 mixed powder 4.52 wt%.
  • the Fe powder, Pt powder, Cu powder, Cr 2 O 3 powder and SiO 2 —SnO 2 mixed powder are enclosed in a ball mill pot having a capacity of 10 liters together with zirconia balls as a grinding medium, and rotated for 20 hours to be mixed. did.
  • This mixed powder was filled in a carbon mold and hot-pressed in a vacuum atmosphere under conditions of a temperature of 1100 ° C., a holding time of 2 hours, and a pressure of 30 MPa to obtain a sintered body. Further, this was cut with a lathe to obtain a disk-shaped target having a diameter of 180 mm and a thickness of 7 mm.
  • Comparative Example 2 In Comparative Example 2, as a raw material powder, Pt powder with an average particle size of 3 ⁇ m, Fe powder with an average particle size of 3 ⁇ m, Cu powder with an average particle size of 5 ⁇ m, Cr 2 O 3 powder with an average particle size of 3 ⁇ m, and SiO with an average particle size of 1 ⁇ m Two powders were prepared. These powders so that the target composition is 75Fe-5Pt-10Cu-5Cr 2 O 3 -5SiO 2 (mol%), Fe powder 61.06wt%, Pt powder 14.22wt%, Cu powder 9.26wt%, Weighing was performed at a weight ratio of 11.08 wt% of Cr 2 O 3 powder and 4.38 wt% of SiO 2 powder. This component composition does not contain Sn.
  • Example 2 an example in which Cu was further added was shown. However, if the amount was within a predetermined range, this did not cause generation of particles or a decrease in density. It has been confirmed that the characteristics as a magnetic recording medium can be further improved when one or more elements selected from Ru, B, and Cu are contained in an amount of 0.5 to 10 mol%. Although not described in detail, the Fe-Pt-C-oxide can also suppress abnormal discharge caused by the oxide by applying the means of the present invention, and has the effect of reducing particles. I have confirmed that.
  • the present invention makes it possible to adjust the structure of the ferromagnetic material sputtering target and reduce the generation of particles without causing abnormal discharge due to oxides during sputtering. Therefore, when the target of the present invention is used, stable discharge can be obtained when sputtering with a magnetron sputtering apparatus. Furthermore, it has the excellent effect of suppressing the abnormal discharge of oxide, reducing the generation of particles during sputtering caused by the abnormal discharge, and obtaining the cost improvement effect by improving the yield. It is useful as a ferromagnetic sputtering target used for forming a thin film of a body, particularly a hard disk drive recording layer.

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Abstract

Ｐｔが５～５０ｍｏｌ％、ＳｉＯ２が５～１５ｍｏｌ％、Ｓｎが０．０５～０．６０ｍｏｌ％、残余がＦｅである組成のスパッタリングターゲットであって、金属素地（Ａ）中に分散しているＳｉＯ２の粒子（Ｂ）中に、前記Ｓｎが含有されていることを特徴とする強磁性材スパッタリングターゲット。スパッタリング時のパーティクル発生の原因となる酸化物の異常放電を抑制することができる非磁性材粒子分散型強磁性材スパッタリングターゲットを得る。

Description

Ｆｅ－Ｐｔ系強磁性材スパッタリングターゲット及びその製造方法
　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に関し、スパッタリング時のパーティクル発生の原因となる酸化物の異常放電を抑制することができるＦｅ－Ｐｔ系強磁性材スパッタリングターゲットに関する。
　ハードディスクドライブに代表される磁気記録の分野では、記録を担う磁性薄膜の材料として、強磁性金属であるＣｏ、Ｆｅ、あるいはＮｉをベースとした材料が用いられている。例えば、面内磁気記録方式を採用するハードディスクの記録層にはＣｏを主成分とするＣｏ－Ｃｒ系やＣｏ－Ｃｒ－Ｐｔ系の強磁性合金が用いられてきた。
　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記録層には、Ｃｏを主成分とするＣｏ－Ｃｒ－Ｐｔ系の強磁性合金と非磁性の無機物粒子からなる複合材料が多く用いられている。そして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強磁性材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。
　一方、磁気記録媒体の記録密度は年々急速に増大しており、現状の１００Ｇｂｉｔ／ｉｎ２の面密度から将来は１ Ｔｂｉｔ／ｉｎ２に達すると考えられている。Ｔｂｉｔ／ｉｎ２に記録密度が達すると記録ｂｉｔのサイズが１０ｎｍを下回るようになり、その場合熱揺らぎによる超常磁性化が問題となってくると予想され、現在、使用されている磁気記録媒体、例えばＣｏ－Ｃｒ基合金にＰｔを添加して結晶磁気異方性を高めた材料、又はこれにさらにＢを添加して磁性粒間の磁気結合を弱めたような媒体では十分ではないことが予想される。１０ｎｍ以下のサイズで安定に強磁性として振る舞う粒子は、より高い結晶磁気異方性を持っている必要があるからである。
　上記のようなことから、Ｌ１０構造を持つＦｅＰｔ相が超高密度記録媒体用材料として注目されている。また、Ｌ１０ＦｅＰｔ相は耐食性、耐酸化性に優れているため、記録媒体としての応用に適した材料と期待されているものである。
　このＦｅＰｔ相は１５７３Ｋに規則－不規則変態点を持ち、通常合金を高温から焼き入れても急速な規則化反応によりＬ１０構造を持つ。しかし、スパッタリング法や蒸着法などの気相急冷法を用いてＦｅＰｔ薄膜を作製すると、固相の規則変態点を経ないで固相が形成されるために、規則化していないｆｃｃ状態のＦｅＰｔ相しか得られないという問題がある。
　ＦｅＰｔ相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ＦｅＰｔナノ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そろえて分散させるという技術の開発が求められている。
　このようなことから、グラニュラー型の磁気記録媒体が提案されている。このグラニュラー媒体は、酸化物等の非磁性マトリックス中に磁性微粒子を析出させた構造を有し、磁性粒子間が非磁性物質の介在により磁気的に絶縁される構造が必要となる。
　グラニュラー型の磁気記録媒体及びこれに関連する公知文献としては、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４を挙げることができる。
　また、上記磁気記録層はＦｅ－Ｐｔ合金などの磁性相とそれを分離している非磁性相から構成されており、非磁性相の材料の一つとして金属酸化物が有効である。
　このような磁気記録層は、多くはスパッタリング成膜法により形成されるが、一般にマグネトロンスパッタ装置で金属酸化物の含まれる強磁性材スパッタリングターゲットをスパッタしようとすると、スパッタ時に金属酸化物の不用意な脱離やターゲットに内包される空孔を起点として異常放電が生じパーティクル（基板上に付着したゴミ）が発生するという問題がある。この問題を解決するには、金属酸化物と母材合金との密着性を高め、さらに、スパッタリングターゲットを高密度化させる必要がある。
特開２０００－３０６２２８号公報 特開２０００－３１１３２９号公報 特開２００８－５９７３３号公報 特開２００８－１６９４６４号公報
　一般に、Ｃｏ－Ｃｒ－Ｐｔ－酸化物やＦｅ－Ｐｔ－酸化物などの、非磁性材粒子分散型強磁性材スパッタリングターゲットにおいては、含有するＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２などの酸化物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。
　本発明は上記問題を鑑みて、酸化物の異常放電を抑制し、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ることを課題とする。これまでは、酸化物の粒径を小さくすることで異常放電の確率を減らしてきたが、磁気記録媒体の記録密度向上に伴い、許容パーティクルレベルが厳しくなってきていることから、より改善された非磁性材粒子分散型強磁性材スパッタリングターゲットを提供することを課題とする。
　上記の課題を解決するために、本発明者らは鋭意研究を行った結果、ターゲットの組成及び組織構造を調整することにより、スパッタリング時の酸化物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、本発明は、
　１）Ｐｔが５～５０ｍｏｌ％、ＳｉＯ２が５～１５ｍｏｌ％、Ｓｎが０．０５～０．６０ｍｏｌ％、残余がＦｅである組成のスパッタリングターゲットであって、金属素地（Ａ）中に分散しているＳｉＯ２の粒子（Ｂ）中に、前記Ｓｎが含有されていることを特徴とする強磁性材スパッタリングターゲットを提供する。
　また、本発明は、
　２）前記ＳｉＯ２以外に、さらにＴｉＯ２、Ｔｉ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５，Ｔｉ５Ｏ９、Ｂ２Ｏ３、ＣｏＯ、Ｃｏ３Ｏ４から選択した一種以上の酸化物を５～１５ｍｏｌ％含有し、これらの酸化物が金属素地（Ａ）中に分散しており、かつこれらの酸化物中に、Ｓｎが含有されていることを特徴とする上記１）記載の強磁性材スパッタリングターゲットを提供する。
　さらに、本発明は、
　３）Ｒｕ、Ｂ、Ｃｕから選択した一種以上の元素を、０．５～１０ｍｏｌ％含有することを特徴とする上記１）～２）のいずれか一項に記載の強磁性材スパッタリングターゲットを提供する。
　４）相対密度が９７％以上であることを特徴とする上記１）～３）のいずれか一項に記載の強磁性材スパッタリングターゲットを提供する。
　さらに、本発明は、
　５）Ｐｔが５～５０ｍｏｌ％、ＳｉＯ２が５～１５ｍｏｌ％、Ｓｎが０．０５～０．６０ｍｏｌ％、残余がＦｅである組成となるように、ＳｉＯ２粉とＳｎＯ２粉若しくはＳｎ粉を、予め調合し混合した後、さらにこの混合粉に、上記組成となるように同様に調合したＦｅ粉、Ｐｔ粉若しくはＦｅ－Ｐｔ合金粉を混合し、これらの混合粉をホットプレスして、金属素地（Ａ）中にＳｉＯ２の粒子（Ｂ）を分散させると共に、該分散したＳｉＯ２の粒子（Ｂ）中に、前記Ｓｎが含有された組織の焼結体を得ることを特徴とする強磁性材スパッタリングターゲットの製造方法を提供する。
　さらに、本発明は、
　６）前記ＳｉＯ２以外に、さらにＴｉＯ２、Ｔｉ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５，Ｔｉ５Ｏ９、Ｂ２Ｏ３、ＣｏＯ、Ｃｏ３Ｏ４から選択した一種以上の酸化物を５～１５ｍｏｌ％添加し、これらの酸化物が金属素地（Ａ）中に分散させると共に、かつこれらの酸化物中に、Ｓｎが含有された組織の焼結体を得ることを特徴とする上記４）記載の強磁性材スパッタリングターゲットの製造方法を提供する。
　さらに、本発明は、
　７）Ｒｕ、Ｂ、Ｃｕから選択した一種以上の元素を０．５～１０ｍｏｌ％添加し、焼結することを特徴とする上記４）～５）のいずれか一項に記載の強磁性材スパッタリングターゲットの製造方法を提供する。
　このように調整した本発明の非磁性材粒子分散型の強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酸化物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。
　さらに、酸化物の異常放電を抑制し、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。
　本発明の強磁性材スパッタリングターゲットを構成する主要成分は、Ｐｔが５～５０ｍｏｌ％、ＳｉＯ２が５～１５ｍｏｌ％、Ｓｎが０．０５～０．６０ｍｏｌ％、残余がＦｅである組成の金属からなる。これらのＰｔ量、Ｆｅ量は、それぞれ強磁性材スパッタリングターゲットとして、すなわち強磁性材薄膜の特性を保有させるための有効量である。
　上記は、磁気記録媒体として必要とされる成分であり、配合割合は上記範囲内で様々に調整できるが、いずれも有効な磁気記録媒体としての特性を維持することができる。
　一般に、Ｆｅ－Ｐｔ系の強磁性体に、ＳｉＯ２を添加した場合には、焼結体スパッタリングターゲットの中でＳｉＯ２が粒子として存在するが、ＳｉＯ２が絶縁体であるため、単独で存在する場合には、アーキングを誘発する原因となる。このため、本願発明においては、ＳｉＯ２に電気伝導性を有するＳｎを導入して、電気抵抗を下げ、酸化物による異常放電を抑制するものである。
　ＳｉＯ２の量を５ｍｏｌ％以上１５ｍｏｌ％以下とするのは、それを外れる添加量では、グラニュラー型の磁気記録媒体としての特性を失う虞があるからである。
　Ｓｎの添加は、単独であっても良いし、複合添加であっても、効果を有する。なお、単独添加は、ＳｎＯ２粉又はＳｎ粉としての添加、複合添加はＳｉＯ２粉とＳｎＯ２粉又はＳｉＯ２粉とＳｎ粉の混合粉としての添加を意味する。
　その有効添加量は、０．０５～０．６０ｍｏｌ％の範囲である。下限値未満であると、ＳｉＯ２に導電性を付与する効果がなく、また上限値を超えると、スパッタ膜の磁気特性に影響を与え、所望の特性を得られなくなる虞がある。
　前記ＳｉＯ２以外に、さらにＴｉＯ２、Ｔｉ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５，Ｔｉ５Ｏ９、Ｂ２Ｏ３、ＣｏＯ、Ｃｏ３Ｏ４から選択した一種以上の酸化物を５～１５ｍｏｌ％含有させることができる。
　これらの酸化物が金属素地（Ａ）中に分散しており、かつこれらの酸化物中に、前記ＳｉＯ２と同様に、Ｓｎを含有させることもできる。これらの酸化物は、必要とされる強磁性膜の種類に応じて、任意に選択し添加することができる。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。
　さらに、本発明の強磁性材スパッタリングターゲットは、Ｒｕ、Ｂ、Ｃｕから選択した一種以上の元素を、０．５～１０ｍｏｌ％を添加することができる。これらは磁気記録媒体としての特性を向上させるために、必要に応じて添加される元素である。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。
　本発明の強磁性材スパッタリングターゲットは、相対密度を９７％以上とすることが望ましい。一般に、高密度のターゲットほどスパッタ時に発生するパーティクルの量を低減させることができることが知られている。
　本発明においても同様、高密度とするのが好ましい。本願発明では、相対密度９７％以上を達成することができる。
　本発明において相対密度とは、ターゲットの実測密度を計算密度（理論密度ともいう）で割り返して求めた値である。計算密度とはターゲットの構成成分が互いに拡散あるいは反応せずに混在していると仮定したときの密度で、次式で計算される。
　式：計算密度＝シグマΣ（構成成分の分子量×構成成分のモル比）／Σ（構成成分の分子量×構成成分のモル比／構成成分の文献値密度）
　ここでΣは、ターゲットの構成成分の全てについて、和をとることを意味する。
　このように調整したターゲットは、スパッタリング時の酸化物によるアーキング（異常放電）が発生せず、パーティクルの発生の少ないターゲットが得られる。
　さらに、上記の通り、Ｓｎの添加によりＳｉＯ２の粒子に導電性を付与し、異常放電の発生を防止することが可能となり、歩留まり低下の原因となるパーティクルの発生量を低減させることができるという効果がある。
　本発明の強磁性材スパッタリングターゲットは、粉末冶金法によって作製することができる。この場合、まず各金属元素の粉末と、さらに必要に応じて添加金属元素の粉末を用意する。これらの粉末は最大粒径が２０μｍ以下のものを用いることが望ましい。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が、その場合も最大粒径が２０μｍ以下とすることが望ましい。
　一方、小さ過ぎると、酸化が促進されて成分組成が範囲内に入らないなどの問題があるため、０．１μｍ以上とすることがさらに望ましい。
　そして、これらの金属粉末及び合金粉末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。ＳｉＯ２以外の酸化物粉末を添加する場合は、この段階で金属粉末と混合すればよい。酸化物粉末としては、最大粒径が５μｍ以下のものを用いることが望ましい。一方、小さ過ぎると凝集しやすくなるため、０．１μｍ以上のものを用いることがさらに望ましい。
　また、ミキサーとしては、遊星運動型ミキサーあるいは遊星運動型攪拌混合機であることが好ましい。さらに、混合中の酸化の問題を考慮すると、不活性ガス雰囲気中で混合することが好ましい。
　さらに、Ｐｔが５～５０ｍｏｌ％、ＳｉＯ２が５～１５ｍｏｌ％、Ｓｎが０．０５～０．６０ｍｏｌ％、残余がＦｅである組成となるように、ＳｉＯ２粉とＳｎＯ２粉若しくはＳｎ粉を、予め調合し混合した後、さらにこの混合粉に、上記組成となるように同様に調合したＦｅ粉、Ｐｔ粉を混合する方法が有効である。ここでは、Ｆｅ－Ｐｔ合金粉を混合してもよい。
　このようにして得られた粉末を、真空ホットプレス装置を用いて成型・焼結し、所望の形状へ切削加工することで、本発明の強磁性材スパッタリングターゲットを作製することができる。
　本発明において、重要なことは金属素地（Ａ）中にＳｉＯ２の粒子（Ｂ）を分散させると共に、該分散したＳｉＯ２の粒子（Ｂ）中に、前記Ｓｎが含有された組織の焼結体を得ることである。
　添加したＳｎ若しくはＳｎＯ２は、焼結体ターゲット中では、優先的に金属素地中に分散したＳｉＯ２粒子に含有され、ＳｉＯ２粒子の電気抵抗を低下させるようになる。添加後の電気抵抗は、５．５×１０１６Ω・ｃｍ以下にすることができる。
　Ｓｎ若しくはＳｎＯ２を添加しない場合の電気抵抗は５．５×１０１６Ω・ｃｍを超え、絶縁物質として作用するため、異常放電を引き起こす原因となっていたが、本願発明はこの現象を無くすことが可能となり、アーキング（異常放電）の発生は著しく減少した。
　前記、成型・焼結は、ホットプレスに限らず、プラズマ放電焼結法、熱間静水圧焼結法を使用することもできる。焼結時の保持温度はターゲットが十分緻密化する温度域のうち最も低い温度に設定するのが好ましい。ターゲットの組成にもよるが、多くの場合、９００～１２００°Ｃの温度範囲にある。
　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）
　実施例１では、原料粉末として、あらかじめ、平均粒径１μｍのＳｉＯ２粉末と平均粒径１μｍのＳｎＯ２粉末を、ＳｉＯ２粉末９５ｗｔ％、ＳｎＯ２粉末５ｗｔ％となるように秤量し、ボールミルにて1時間混合し、ＳｉＯ２－ＳｎＯ２混合粉末を用意した。この混合粉末と、平均粒径３μｍのＰｔ粉末、平均粒径３μｍのＦｅ粉末とを、ターゲットの組成が５０Ｆｅ－４０Ｐｔ－１０（ＳｉＯ２－ＳｎＯ２）（ｍｏｌ％）となるように、Ｆｅ粉末２４．８０ｗｔ％、Ｐｔ粉末６９．５６ｗｔ％、ＳｉＯ２－ＳｎＯ２混合粉末５．６４ｗｔ％の重量比率で秤量した。
　次に、前記Ｆｅ粉末とＰｔ粉末とＳｉＯ２－ＳｎＯ２混合粉末を、粉砕媒体のジルコニアボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、２０時間回転させて混合した。
　この混合粉をカーボン製の型に充填し、真空雰囲気中、温度１１００°Ｃ、保持時間２時間、加圧力３０ＭＰａの条件のもとホットプレスして、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７ｍｍの円盤状のターゲットを得た。
　このターゲットを用いてスパッタリングした結果、定常状態時のパーティクル発生数は２．８個であった。又、相対密度は９８．５％となり、９７％を超える高密度なターゲットが得られた。
　また、ＳｉＯ２－ＳｎＯ２混合粉末の電気抵抗を測定するために、平均粒径１μｍのＳｉＯ２粉末９５ｗｔ％と平均粒径１μｍのＳｎＯ２粉末５ｗｔ％を、容量１０リットルのボールミルポットに封入し、1時間回転させて混合した。この混合粉をカーボン製の型に充填し、真空雰囲気中、温度１１００°Ｃ、保持時間３時間、加圧力３０ＭＰａの条件のもとホットプレスして焼結体を得、この場合の電気抵抗を測定したところ、４．０×１０１６Ω・ｃｍであった。
（比較例１）
　比較例１では、原料粉末として、平均粒径３μｍのＰｔ粉末、平均粒径３μｍのＦｅ粉末、平均粒径１μｍのＳｉＯ２粉を用意した。これらの粉末をターゲット組成が５０Ｆｅ－４０Ｐｔ－１０ＳｉＯ２（ｍｏｌ％）となるように、Ｆｅ粉末２４．９４ｗｔ％、Ｐｔ粉末６９．６９ｗｔ％、ＳｉＯ２粉末５．３７ｗｔ％の重量比率で秤量した。
　そして、これらの粉末を、粉砕媒体のジルコニアボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、２０時間回転させて混合した。
　次に、この混合粉をカーボン製の型に充填し、真空雰囲気中、温度１１００°Ｃ、保持時間２時間、加圧力３０ＭＰａの条件のもとホットプレスして、焼結体を得た。さらにこれを旋盤で直径が１８０ｍｍ、厚さが７ｍｍの円盤状のターゲットへ加工した。
　このターゲットを用いてスパッタリングした結果、定常状態時のパーティクル発生数は６．７個と増加した。なお、相対密度は９８．０％であった。
　（実施例２）
　実施例２では、原料粉末として、あらかじめ、平均粒径１μｍのＳｉＯ２粉末と平均粒径１μｍのＳｎＯ２粉末を、ＳｉＯ２粉末９５ｗｔ％、ＳｎＯ２粉末５ｗｔ％となるように秤量し、ボールミルにて1時間混合し、ＳｉＯ２－ＳｎＯ２混合粉末を用意した。この混合粉末と、平均粒径３μｍのＰｔ粉末、平均粒径３μｍのＦｅ粉末、平均粒系５μｍのＣｕ粉末、平均粒径３μｍのＣｒ２Ｏ３粉末とを、ターゲットの組成が７５Ｆｅ－５Ｐｔ－１０Ｃｕ－５Ｃｒ２Ｏ３－５（ＳｉＯ２－ＳｎＯ２）（ｍｏｌ％）となるように、Ｆｅ粉末６０．９７ｗｔ％、Ｐｔ粉末１４．２０ｗｔ％、Ｃｕ粉末９．２５ｗｔ％、Ｃｒ２Ｏ３粉末１１．０６ｗｔ％、ＳｉＯ２－ＳｎＯ２混合粉末４．５２ｗｔ％の重量比率で秤量した。
　次に、前記Ｆｅ粉末とＰｔ粉末とＣｕ粉末とＣｒ２Ｏ３粉末とＳｉＯ２－ＳｎＯ２混合粉末を、粉砕媒体のジルコニアボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、２０時間回転させて混合した。
　この混合粉をカーボン製の型に充填し、真空雰囲気中、温度１１００°Ｃ、保持時間２時間、加圧力３０ＭＰａの条件のもとホットプレスして、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７ｍｍの円盤状のターゲットを得た。
　このターゲットを用いてスパッタリングした結果、定常状態時のパーティクル発生数は３．１個であった。又、相対密度は９７．８％となり、９７％を超える高密度なターゲットが得られた。
（比較例２）
　比較例２では、原料粉末として、平均粒径３μｍのＰｔ粉末、平均粒径３μｍのＦｅ粉末、平均粒系５μｍのＣｕ粉末、平均粒径３μｍのＣｒ２Ｏ３粉末と平均粒径１μｍのＳｉＯ２粉を用意した。これらの粉末をターゲット組成が７５Ｆｅ－５Ｐｔ－１０Ｃｕ－５Ｃｒ２Ｏ３－５ＳｉＯ２（ｍｏｌ％）となるように、Ｆｅ粉末６１．０６ｗｔ％、Ｐｔ粉末１４．２２ｗｔ％、Ｃｕ粉末９．２６ｗｔ％、Ｃｒ２Ｏ３粉末１１．０８ｗｔ％、ＳｉＯ２粉末４．３８ｗｔ％の重量比率で秤量した。この成分組成には、Ｓｎが含有されていない。
　そして、これらの粉末を、粉砕媒体のジルコニアボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、２０時間回転させて混合した。
　次に、この混合粉をカーボン製の型に充填し、真空雰囲気中、温度１１００°Ｃ、保持時間２時間、加圧力３０ＭＰａの条件のもとホットプレスして、焼結体を得た。さらにこれを旋盤で直径が１８０ｍｍ、厚さが７ｍｍの円盤状のターゲットへ加工した。
　このターゲットを用いてスパッタリングした結果、定常状態時のパーティクル発生数は１０．０個と増加し、悪くなった。なお、相対密度は９７．４％であった。
　なお、上記実施例においては、ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３の添加の例を示したが、さらにＴｉＯ２、Ｔｉ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５，Ｔｉ５Ｏ９、Ｂ２Ｏ３、ＣｏＯ、Ｃｏ３Ｏ４から選択した一種以上の酸化物を添加した場合でも、ＳｉＯ２を添加した場合と同等の効果を得ることができる。
　また、上記実施例２において、さらにＣｕを添加した例を示したが、所定の範囲の量であれば、これによってパーティクルの発生又は密度低下の原因になることはなかった。そして、Ｒｕ、Ｂ、Ｃｕから選択した一種以上の元素を、０．５～１０ｍｏｌ％含有する場合には、磁気記録媒体としての特性を、さらに向上させることができることを確認している。
　特に詳しい説明をしていないが、Ｆｅ－Ｐｔ－Ｃ－酸化物についても、本願発明の手段を適用することにより、酸化物起因による異常放電を抑制することができ、パーティクル低減につながる効果があることを確認している。
　本発明は、強磁性材スパッタリングターゲットの組織構造を調整し、スパッタリング時の酸化物による異常放電が生じず、パーティクルの発生を減少させることを可能とする。従って本発明のターゲットを使用すれば、マグネトロンスパッタ装置でスパッタリングする際に安定した放電が得られる。さらに、酸化物の異常放電を抑制し、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 (7)

  1. 　Ｐｔが５～５０ｍｏｌ％、ＳｉＯ２が５～１５ｍｏｌ％、Ｓｎが０．０５～０．６０ｍｏｌ％、残余がＦｅである組成のスパッタリングターゲットであって、金属素地（Ａ）中に分散しているＳｉＯ２の粒子（Ｂ）中に、前記Ｓｎが含有されていることを特徴とする強磁性材スパッタリングターゲット。
  2. 　前記ＳｉＯ２以外に、さらにＴｉＯ２、Ｔｉ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５，Ｔｉ５Ｏ９、Ｂ２Ｏ３、ＣｏＯ、Ｃｏ３Ｏ４から選択した一種以上の酸化物を５～１５ｍｏｌ％含有し、これらの酸化物が金属素地（Ａ）中に分散しており、かつこれらの酸化物中に、Ｓｎが含有されていることを特徴とする請求項１記載の強磁性材スパッタリングターゲット。
  3. 　Ｒｕ、Ｂ、Ｃｕから選択した一種以上の元素を、０．５～１０ｍｏｌ％含有することを特徴とする請求項１～２のいずれか一項に記載の強磁性材スパッタリングターゲット。
  4. 　相対密度が９７％以上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強磁性材スパッタリングターゲット。
  5. 　Ｐｔが５～５０ｍｏｌ％、ＳｉＯ２が５～１５ｍｏｌ％、Ｓｎが０．０５～０．６０ｍｏｌ％、残余がＦｅである組成となるように、ＳｉＯ２粉とＳｎＯ２粉若しくはＳｎ粉を、予め調合し混合した後、さらにこの混合粉に、上記組成となるように同様に調合したＦｅ粉、Ｐｔ粉若しくはＦｅ－Ｐｔ合金粉を混合し、これらの混合粉をホットプレスして、金属素地（Ａ）中にＳｉＯ２の粒子（Ｂ）を分散させると共に、該分散したＳｉＯ２の粒子（Ｂ）中に、前記Ｓｎが含有された組織の焼結体を得ることを特徴とする強磁性材スパッタリングターゲットの製造方法。
  6. 　前記ＳｉＯ２以外に、さらにＴｉＯ２、Ｔｉ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５，Ｔｉ５Ｏ９、Ｂ２Ｏ３、ＣｏＯ、Ｃｏ３Ｏ４から選択した一種以上の酸化物を５～１５ｍｏｌ％添加し、これらの酸化物が金属素地（Ａ）中に分散させると共に、かつこれらの酸化物中に、Ｓｎが含有された組織の焼結体を得ることを特徴とする請求項４記載の強磁性材スパッタリングターゲットの製造方法。
  7. 　Ｒｕ、Ｂ、Ｃｕから選択した一種以上の元素を０．５～１０ｍｏｌ％添加し、焼結することを特徴とする請求項４～５のいずれか一項に記載の強磁性材スパッタリングターゲットの製造方法。
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