JP2000282229A - CoPt系スパッタリングターゲットおよびその製造方法ならびにこれを用いた磁気記録膜およびCoPt系磁気記録媒体 - Google Patents
CoPt系スパッタリングターゲットおよびその製造方法ならびにこれを用いた磁気記録膜およびCoPt系磁気記録媒体Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 膜特性が均一で記録再生特性に優れた記録層
を有する磁気記録媒体を得ることができるCoPt系ス
パッタリングターゲットおよびその製造方法ならびに磁
気記録膜およびCoPt系磁気記録媒体を提供する。 【解決手段】 Coを主体としPtを必須とし4a族元
素、5a族元素、6a族元素、B、Cから選ばれる元素
のうち少なくとも一種以上を含有するターゲット材であ
って、ターゲット組織において実質的にPt単体からな
る相の最大の内接円径が実質的に500μm以下であ
り、Pt相の境界にある拡散層の層厚が実質的に50μ
m以下であるCoPt系スパッタリングターゲットであ
る。このターゲットにより、ディスクの半径方向で測定
したPtの含有量の分析値の差が、±10%以下である
均一なPt分布を有するハードディスク等に用いられる
磁気記録膜を得ることができる。
を有する磁気記録媒体を得ることができるCoPt系ス
パッタリングターゲットおよびその製造方法ならびに磁
気記録膜およびCoPt系磁気記録媒体を提供する。 【解決手段】 Coを主体としPtを必須とし4a族元
素、5a族元素、6a族元素、B、Cから選ばれる元素
のうち少なくとも一種以上を含有するターゲット材であ
って、ターゲット組織において実質的にPt単体からな
る相の最大の内接円径が実質的に500μm以下であ
り、Pt相の境界にある拡散層の層厚が実質的に50μ
m以下であるCoPt系スパッタリングターゲットであ
る。このターゲットにより、ディスクの半径方向で測定
したPtの含有量の分析値の差が、±10%以下である
均一なPt分布を有するハードディスク等に用いられる
磁気記録膜を得ることができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録媒体の記
録層であるCoPt系合金を形成する際に使用されるス
パッタリング用ターゲットおよびその製造方法ならびに
CoPt系磁気記録媒体に関するものである。
録層であるCoPt系合金を形成する際に使用されるス
パッタリング用ターゲットおよびその製造方法ならびに
CoPt系磁気記録媒体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、情報化社会の発展に伴いコンピュ
ータ上で処理する情報量が増加しており、従来に比べて
情報を高密度に記録再生することが必要となっている。
現在、パーソナルコンピュータの外部記憶装置であるハ
ードディスクはAl合金やガラス等の基板上に下地層、
記録層を形成した多層構造が主流となっている。最近の
磁気記録媒体では従来に比べて高密度記録を行うために
保磁力の向上、角形比の向上、低ノイズ化が必要とな
り、従来から使用されているCoCr系合金に保磁力を
増加させる効果があるPtを加えたCoCrTaPtに
代表されるCoCrPt系の合金が主流となっている。
ータ上で処理する情報量が増加しており、従来に比べて
情報を高密度に記録再生することが必要となっている。
現在、パーソナルコンピュータの外部記憶装置であるハ
ードディスクはAl合金やガラス等の基板上に下地層、
記録層を形成した多層構造が主流となっている。最近の
磁気記録媒体では従来に比べて高密度記録を行うために
保磁力の向上、角形比の向上、低ノイズ化が必要とな
り、従来から使用されているCoCr系合金に保磁力を
増加させる効果があるPtを加えたCoCrTaPtに
代表されるCoCrPt系の合金が主流となっている。
【0003】上述の記録層は合金ターゲットを使用して
マグネトロンスパッタリング法により形成されている
が、Co合金のような強磁性ターゲットを使用してマグ
ネトロンスパッタリングを行う場合、タ−ゲット裏面に
配置したマグネットからの磁束がタ−ゲット表面に漏洩
しにくく、プラズマが局所的に発生しタ−ゲットが部分
的に消耗するため使用効率が低下する問題があり、これ
を改善するためにはターゲット材の透磁率を低下させる
ことが有効であるため種々の方法が提案されている。
マグネトロンスパッタリング法により形成されている
が、Co合金のような強磁性ターゲットを使用してマグ
ネトロンスパッタリングを行う場合、タ−ゲット裏面に
配置したマグネットからの磁束がタ−ゲット表面に漏洩
しにくく、プラズマが局所的に発生しタ−ゲットが部分
的に消耗するため使用効率が低下する問題があり、これ
を改善するためにはターゲット材の透磁率を低下させる
ことが有効であるため種々の方法が提案されている。
【0004】例えば、特公平2−49384号はCo合
金内部に冷間加工により歪みを付与し結晶構造を変化さ
せて磁気特性を改善して使用効率を向上させる方法が開
示さされている。特開平8−25270号はCo系合金
タ−ゲットを圧延等の後に熱処理を行うことで結晶構造
を変化させるとともに、結晶粒界に金属間化合物層を析
出させることでターゲットの透磁率を低下させる方法が
開示されている。
金内部に冷間加工により歪みを付与し結晶構造を変化さ
せて磁気特性を改善して使用効率を向上させる方法が開
示さされている。特開平8−25270号はCo系合金
タ−ゲットを圧延等の後に熱処理を行うことで結晶構造
を変化させるとともに、結晶粒界に金属間化合物層を析
出させることでターゲットの透磁率を低下させる方法が
開示されている。
【0005】また、ターゲット組織の不均一性により漏
洩磁束が乱れ、膜の磁気特性が不均一になる問題があ
る。特に、CoCrPtTa合金ターゲットに代表され
る原子量の異なる元素を多量に含有する合金の場合、溶
解鋳造時に鋳造偏析が生じ易く、しかも金属間化合物の
生成により塑性加工性が悪化し組織の均質化は困難とな
るため、次の様な方法が提案されている。
洩磁束が乱れ、膜の磁気特性が不均一になる問題があ
る。特に、CoCrPtTa合金ターゲットに代表され
る原子量の異なる元素を多量に含有する合金の場合、溶
解鋳造時に鋳造偏析が生じ易く、しかも金属間化合物の
生成により塑性加工性が悪化し組織の均質化は困難とな
るため、次の様な方法が提案されている。
【0006】特開平5−86456号では溶解したイン
ゴットをパックして熱処理後にHIP(熱間静水圧プレ
ス)を行い、さらに圧延する方法が開示されており、特
開平5−247638号ではCoを主体としCrを5〜
20原子%、Ptを10〜55原子%、Ni、Taを1
〜15原子%、希土類元素を10〜1500ppm含む
合金で溶解鋳造後、鍛造、熱間圧延、冷間圧延を行うこ
とで組織の均一化と透磁率の低減が可能であることが開
示されている。
ゴットをパックして熱処理後にHIP(熱間静水圧プレ
ス)を行い、さらに圧延する方法が開示されており、特
開平5−247638号ではCoを主体としCrを5〜
20原子%、Ptを10〜55原子%、Ni、Taを1
〜15原子%、希土類元素を10〜1500ppm含む
合金で溶解鋳造後、鍛造、熱間圧延、冷間圧延を行うこ
とで組織の均一化と透磁率の低減が可能であることが開
示されている。
【0007】また、特開平5−247641号ではCo
を主体としCr等を4〜18原子%、Ptを0.5〜1
6原子%、Nb、Ta等を0.1〜8原子%含有した合
金粉末を焼結することでターゲット組織を均一化する方
法が開示されている。以上のように、従来Co系合金タ
ーゲットに対して施されてきた改良は、ターゲット使用
効率向上のための低透磁率化とターゲット組織の均一化
を目的としたものが主流である。
を主体としCr等を4〜18原子%、Ptを0.5〜1
6原子%、Nb、Ta等を0.1〜8原子%含有した合
金粉末を焼結することでターゲット組織を均一化する方
法が開示されている。以上のように、従来Co系合金タ
ーゲットに対して施されてきた改良は、ターゲット使用
効率向上のための低透磁率化とターゲット組織の均一化
を目的としたものが主流である。
【0008】また、本願出願人が提案する特開平4−2
97572号には、ターゲット材の靭性を高めるため
に、Pt粒子を焼結組織中に分散させることを開示して
いる。この技術は、Ptが完全に合金化した場合の脆さ
を改善できるものである。
97572号には、ターゲット材の靭性を高めるため
に、Pt粒子を焼結組織中に分散させることを開示して
いる。この技術は、Ptが完全に合金化した場合の脆さ
を改善できるものである。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、主として
磁気ディスク製造装置の典型的な構造である円形カソー
ドに正対する位置に円形の基板を配置して成膜を行う静
止対向型のスパッタ装置用のターゲットを研究開発して
いる。この研究開発において、発明者が溶解鋳造法や粉
末焼結法によって作製したCoPt系合金ターゲットを
使用して成膜した膜の磁気特性評価を行うなかで、基板
の半径方向で膜の保磁力が連続的に変化するという新し
い問題に直面した。この問題は磁気ディスクの記録再生
特性に深刻な影響を及ぼす大きな問題である。
磁気ディスク製造装置の典型的な構造である円形カソー
ドに正対する位置に円形の基板を配置して成膜を行う静
止対向型のスパッタ装置用のターゲットを研究開発して
いる。この研究開発において、発明者が溶解鋳造法や粉
末焼結法によって作製したCoPt系合金ターゲットを
使用して成膜した膜の磁気特性評価を行うなかで、基板
の半径方向で膜の保磁力が連続的に変化するという新し
い問題に直面した。この問題は磁気ディスクの記録再生
特性に深刻な影響を及ぼす大きな問題である。
【0010】さらに、本発明者が上述の問題について詳
細な調査を行った結果、基板の半径方向で膜組成が連続
的に変化しており、特にターゲットのエロージョン部か
ら遠ざかるにつれて膜中のPt量が相対的に高くなって
おり、上述の膜の保磁力の変化は膜中のPt量の変化と
対応していることを見出した。なお、スパッタ装置のカ
ソードの仕様によっては逆に外周部の方が膜中のPt量
が減少する場合もあり、膜の組織変化の傾向にはスパッ
タ装置による違いがあることもわかった。本発明は上記
問題に鑑みてなされたものであり、膜特性が均一で記録
再生特性に優れた記録層を有する磁気記録媒体を得るこ
とができるCoPt系スパッタリングターゲットおよび
その製造方法ならびに磁気記録膜およびCoPt系磁気
記録媒体を提供することである。
細な調査を行った結果、基板の半径方向で膜組成が連続
的に変化しており、特にターゲットのエロージョン部か
ら遠ざかるにつれて膜中のPt量が相対的に高くなって
おり、上述の膜の保磁力の変化は膜中のPt量の変化と
対応していることを見出した。なお、スパッタ装置のカ
ソードの仕様によっては逆に外周部の方が膜中のPt量
が減少する場合もあり、膜の組織変化の傾向にはスパッ
タ装置による違いがあることもわかった。本発明は上記
問題に鑑みてなされたものであり、膜特性が均一で記録
再生特性に優れた記録層を有する磁気記録媒体を得るこ
とができるCoPt系スパッタリングターゲットおよび
その製造方法ならびに磁気記録膜およびCoPt系磁気
記録媒体を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明者は、ターゲット
の組織と膜特性の変化について詳細に検討を行った結
果、上述の膜の元素分布は合金相で構成されたターゲッ
トにおいて、合金相からスパッタされて飛び出す元素の
分布が均一ではないことに起因することを見出した。そ
して、ターゲットを構成する元素をできるだけ合金化さ
せずに分散させた組織とすることによりスパッタ装置の
カソードの仕様によらず膜の元素分布を均一化出来るこ
とを見出した。
の組織と膜特性の変化について詳細に検討を行った結
果、上述の膜の元素分布は合金相で構成されたターゲッ
トにおいて、合金相からスパッタされて飛び出す元素の
分布が均一ではないことに起因することを見出した。そ
して、ターゲットを構成する元素をできるだけ合金化さ
せずに分散させた組織とすることによりスパッタ装置の
カソードの仕様によらず膜の元素分布を均一化出来るこ
とを見出した。
【0012】さらにCo、Pt以外の元素を含有するC
oPt系の合金ターゲットの場合、ターゲットを構成す
る元素のなかで、少なくともPt相を他の相と境界にあ
る拡散相を特定以下の厚さに抑え、微細に分散させるこ
とが、膜の保磁力に及ぼす影響が特に大きいPtの含有
量を膜面内で均一化しつつ、しかもターゲット材の透磁
率を低減し、使用効率を向上させることが出来ることを
見出し本発明に到達した。
oPt系の合金ターゲットの場合、ターゲットを構成す
る元素のなかで、少なくともPt相を他の相と境界にあ
る拡散相を特定以下の厚さに抑え、微細に分散させるこ
とが、膜の保磁力に及ぼす影響が特に大きいPtの含有
量を膜面内で均一化しつつ、しかもターゲット材の透磁
率を低減し、使用効率を向上させることが出来ることを
見出し本発明に到達した。
【0013】すなわち本発明は、Coを主体としPtを
必須とし4a族元素、5a族元素、6a族元素、B、C
から選ばれる元素のうち少なくとも一種以上を含有する
ターゲット材であって、ターゲット組織において実質的
にPt単体からなる相の最大の内接円径が実質的に50
0μm以下であり、Pt相の境界にある拡散層の層厚が
実質的に50μm以下であるCoPt系スパッタリング
ターゲットである。
必須とし4a族元素、5a族元素、6a族元素、B、C
から選ばれる元素のうち少なくとも一種以上を含有する
ターゲット材であって、ターゲット組織において実質的
にPt単体からなる相の最大の内接円径が実質的に50
0μm以下であり、Pt相の境界にある拡散層の層厚が
実質的に50μm以下であるCoPt系スパッタリング
ターゲットである。
【0014】本発明のターゲットの組織は、ターゲット
を構成する元素が、それぞれ単体相として接合された組
織とすることができる。また、本発明のターゲット組織
は、Coの一部もしくは全部が、Ptを除く残りの元素
の少なくとも1部との合金相として接合された組織とす
ることができる。
を構成する元素が、それぞれ単体相として接合された組
織とすることができる。また、本発明のターゲット組織
は、Coの一部もしくは全部が、Ptを除く残りの元素
の少なくとも1部との合金相として接合された組織とす
ることができる。
【0015】本発明においては、例えばCr含有量が
0.1〜25原子%、Pt含有量が0.1〜20原子
%、Ta含有量が0.1〜15原子%、残部Coを主体
とする組成に適用することができる。
0.1〜25原子%、Pt含有量が0.1〜20原子
%、Ta含有量が0.1〜15原子%、残部Coを主体
とする組成に適用することができる。
【0016】上述した本発明のターゲットは、Pt粉末
およびCoと4a族元素、5a族元素、6a族元素、
B、Cから選ばれる元素から選ばれる元素のうち少なく
とも一種以上の単体元素粉末もしくは合金粉末を秤量混
合し、400〜1000℃で焼結することによって得る
ことができる。本発明のターゲットをスパッタリングし
て磁気記録膜を製造することができ、好ましくは、ディ
スクの半径方向で測定したPtの含有量の分析値の差
が、±10%以下である均一なPt分布を有する磁気記
録膜となる。この薄膜を用いてハードディスク等の磁気
記録媒体を得ることができる。
およびCoと4a族元素、5a族元素、6a族元素、
B、Cから選ばれる元素から選ばれる元素のうち少なく
とも一種以上の単体元素粉末もしくは合金粉末を秤量混
合し、400〜1000℃で焼結することによって得る
ことができる。本発明のターゲットをスパッタリングし
て磁気記録膜を製造することができ、好ましくは、ディ
スクの半径方向で測定したPtの含有量の分析値の差
が、±10%以下である均一なPt分布を有する磁気記
録膜となる。この薄膜を用いてハードディスク等の磁気
記録媒体を得ることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】上述した通り、本発明の重要な特
徴は、ターゲットを構成する元素のなかで、少なくとも
Ptを微細に分散させるとともに、Pt相と他の相と境
界にある拡散相を特定以下の厚さに抑えたことにある。
徴は、ターゲットを構成する元素のなかで、少なくとも
Ptを微細に分散させるとともに、Pt相と他の相と境
界にある拡散相を特定以下の厚さに抑えたことにある。
【0018】具体的には、ターゲット組織において実質
的にPt単体からなる相の最大長径が実質的に500μ
m以下であり、Pt相の境界にある拡散層の層厚が実質
的に50μm以下と規定した。Pt相の実質的な最大長
径を500μm以下と規定したのは最大長径がこれより
大きくなると、スパッタの進行によるターゲット表面の
形態変化が大きくなり、膜組成のスパッタ時間に対する
変動量が大きくなるからである。また、Pt相の境界に
形成される拡散層の層厚を実質的に50μm以下と極め
て薄いものに規定した理由は、拡散がこれ以上進行する
と、膜の元素分布が大きくなるからである。
的にPt単体からなる相の最大長径が実質的に500μ
m以下であり、Pt相の境界にある拡散層の層厚が実質
的に50μm以下と規定した。Pt相の実質的な最大長
径を500μm以下と規定したのは最大長径がこれより
大きくなると、スパッタの進行によるターゲット表面の
形態変化が大きくなり、膜組成のスパッタ時間に対する
変動量が大きくなるからである。また、Pt相の境界に
形成される拡散層の層厚を実質的に50μm以下と極め
て薄いものに規定した理由は、拡散がこれ以上進行する
と、膜の元素分布が大きくなるからである。
【0019】このようにPt相を合金化させず分散させ
た組織としたことで、膜の保磁力に大きく影響する膜中
のPt量を基板全体に渡って均一化することが出来る。
この理由は不詳であるが、次のように推定される。スパ
ッタリングではターゲット表面への入射イオンがターゲ
ット表面にある原子に与えたエネルギーが隣接する原子
との衝突過程で伝搬されることによりスパッタリング粒
子として飛び出すと考えられている。原子量が近い元素
からなる合金ターゲットでは、入射イオンがターゲット
表面の原子に衝突する際に、入射イオンが持つエネルギ
ーがターゲット構成元素に均等に伝達されるため膜の元
素分布を生じないが、原子量の差が大きい元素からなる
合金ターゲットでは衝突過程で授受される運動量、エネ
ルギーが個々の原子の原子量によって異なるため、元素
によって放出角度に指向性を生じると推定される。
た組織としたことで、膜の保磁力に大きく影響する膜中
のPt量を基板全体に渡って均一化することが出来る。
この理由は不詳であるが、次のように推定される。スパ
ッタリングではターゲット表面への入射イオンがターゲ
ット表面にある原子に与えたエネルギーが隣接する原子
との衝突過程で伝搬されることによりスパッタリング粒
子として飛び出すと考えられている。原子量が近い元素
からなる合金ターゲットでは、入射イオンがターゲット
表面の原子に衝突する際に、入射イオンが持つエネルギ
ーがターゲット構成元素に均等に伝達されるため膜の元
素分布を生じないが、原子量の差が大きい元素からなる
合金ターゲットでは衝突過程で授受される運動量、エネ
ルギーが個々の原子の原子量によって異なるため、元素
によって放出角度に指向性を生じると推定される。
【0020】この結果、膜の部位によって飛来する原子
の量が異なり膜組成が均一でなくなると考えられる。特
にCoの原子量は58.9332であるのに対しPtの
原子量は195.09と約3倍大きいことから、上述の
推測からこれらの合金相はスパッタ粒子の指向性を生じ
易く、膜中の元素量を均一化するためにはターゲット組
織における合金相の比率を極力低減することが望ましい
と考えられる。特に、CoPt系合金膜においては、P
tはCoの結晶磁気異方性を高める作用が大きいため、
その他の元素に比べて元素分布の不均一性が磁気ディス
クの磁気特性の均一性に及ぼす影響が大きいと考えられ
る。
の量が異なり膜組成が均一でなくなると考えられる。特
にCoの原子量は58.9332であるのに対しPtの
原子量は195.09と約3倍大きいことから、上述の
推測からこれらの合金相はスパッタ粒子の指向性を生じ
易く、膜中の元素量を均一化するためにはターゲット組
織における合金相の比率を極力低減することが望ましい
と考えられる。特に、CoPt系合金膜においては、P
tはCoの結晶磁気異方性を高める作用が大きいため、
その他の元素に比べて元素分布の不均一性が磁気ディス
クの磁気特性の均一性に及ぼす影響が大きいと考えられ
る。
【0021】以上のことから本発明においては膜の元素
分布を生じる原因となる合金相は、可能な限り低減する
ことが好ましいと考えられる。したがって、元素分布を
できるだけ抑制しようとするためには、ターゲットを構
成する元素が、それぞれ単体相として接合された組織と
することが好ましいのである。
分布を生じる原因となる合金相は、可能な限り低減する
ことが好ましいと考えられる。したがって、元素分布を
できるだけ抑制しようとするためには、ターゲットを構
成する元素が、それぞれ単体相として接合された組織と
することが好ましいのである。
【0022】一方、強磁性体であるCoを含むターゲッ
トの場合、すべてのCoが単体で存在する組織では、C
oを他の元素と合金化した組織に比べて磁化が大きくな
り、最大透磁率も増加するため漏洩磁束が低下し、マグ
ネトロンスパッタで使用する際にターゲットの寿命が低
下するという問題がある。本発明者の検討によれば、原
子量の大きさが比較的近い元素の場合、合金相とした場
合でも膜の元素分布を生じにくく、特に強磁性合金の場
合、ターゲット構成元素の一部を合金化させることによ
り、ターゲット材の透磁率が低下し、膜の元素分布の均
一性を維持しつつ使用効率を大幅に向上させることが出
来る。
トの場合、すべてのCoが単体で存在する組織では、C
oを他の元素と合金化した組織に比べて磁化が大きくな
り、最大透磁率も増加するため漏洩磁束が低下し、マグ
ネトロンスパッタで使用する際にターゲットの寿命が低
下するという問題がある。本発明者の検討によれば、原
子量の大きさが比較的近い元素の場合、合金相とした場
合でも膜の元素分布を生じにくく、特に強磁性合金の場
合、ターゲット構成元素の一部を合金化させることによ
り、ターゲット材の透磁率が低下し、膜の元素分布の均
一性を維持しつつ使用効率を大幅に向上させることが出
来る。
【0023】例えばCo−Cr−Ta−Pt合金ターゲ
ットの場合、Crの原子量(51.996)はCoの原
子量(58.9332)に近いため、ターゲット組織に
Co−Cr合金相として存在させた場合でも膜の元素分
布を生じにくく、含有量の全てもしくは一部をCoと合
金化させた状態で分散させることでターゲットの磁化を
低減し漏洩磁束を高め、使用効率を向上させることが出
来る。このように、Ptの分布を抑え、ターゲットの漏
洩磁束を高めるためには、Coの一部もしくは全部が、
Ptを除く残りの元素の少なくとも1部との合金相とし
て接合された組織を有するように調整することが望まし
い。
ットの場合、Crの原子量(51.996)はCoの原
子量(58.9332)に近いため、ターゲット組織に
Co−Cr合金相として存在させた場合でも膜の元素分
布を生じにくく、含有量の全てもしくは一部をCoと合
金化させた状態で分散させることでターゲットの磁化を
低減し漏洩磁束を高め、使用効率を向上させることが出
来る。このように、Ptの分布を抑え、ターゲットの漏
洩磁束を高めるためには、Coの一部もしくは全部が、
Ptを除く残りの元素の少なくとも1部との合金相とし
て接合された組織を有するように調整することが望まし
い。
【0024】本発明のターゲットの組成はCoを主体と
しPtを必須とし4a族元素、5a族元素、6a族元
素、B、Cから選ばれる元素のうち少なくとも一種以上
を含有し、特にCr含有量が0.1〜25原子%、Pt
含有量が0.1〜20原子%、Ta含有量が0.1〜1
5原子%とすることが好ましい。このように成分を規程
した理由は、次の通りである。
しPtを必須とし4a族元素、5a族元素、6a族元
素、B、Cから選ばれる元素のうち少なくとも一種以上
を含有し、特にCr含有量が0.1〜25原子%、Pt
含有量が0.1〜20原子%、Ta含有量が0.1〜1
5原子%とすることが好ましい。このように成分を規程
した理由は、次の通りである。
【0025】Ptは前記のようにCoの結晶磁気異方性
を高め、保磁力を増加させる作用があることから記録密
度の向上には欠くことの出来ない元素である。4a族元
素、5a族元素、6a族元素、B、Cについては膜の結
晶粒微細化や偏析構造、結晶配向性の向上等の効果があ
り、記録層の磁気特性を高める効果がある元素である。
これらの元素の添加量は、磁気記録媒体に要求される性
能、具体的には保磁力と磁束密度に依存するが、基本的
な磁気特性を担うCoを確保する必要があるため、トー
タルで50原子%以下にすることが望ましい。
を高め、保磁力を増加させる作用があることから記録密
度の向上には欠くことの出来ない元素である。4a族元
素、5a族元素、6a族元素、B、Cについては膜の結
晶粒微細化や偏析構造、結晶配向性の向上等の効果があ
り、記録層の磁気特性を高める効果がある元素である。
これらの元素の添加量は、磁気記録媒体に要求される性
能、具体的には保磁力と磁束密度に依存するが、基本的
な磁気特性を担うCoを確保する必要があるため、トー
タルで50原子%以下にすることが望ましい。
【0026】特に、上述の元素のうちCrを0.1〜2
5原子%、Ptを0.1〜20原子%、Taを0.1〜
15原子%、あるいはさらにBを0.1〜15原子%の
範囲で含有する合金は磁気ディスクの記録層として高い
記録再生特性が得られるため特に好ましい。また、ター
ゲットに含まれる酸素は、膜の磁気特性を低下させる原
因となるため好ましくは1500ppm以下であり、さ
らに好ましくは800ppm以下とすることが望まし
い。
5原子%、Ptを0.1〜20原子%、Taを0.1〜
15原子%、あるいはさらにBを0.1〜15原子%の
範囲で含有する合金は磁気ディスクの記録層として高い
記録再生特性が得られるため特に好ましい。また、ター
ゲットに含まれる酸素は、膜の磁気特性を低下させる原
因となるため好ましくは1500ppm以下であり、さ
らに好ましくは800ppm以下とすることが望まし
い。
【0027】本発明のターゲットの製法上の特徴は、粉
末焼結法を採用し焼結温度を400〜1000℃と規定
したことにある。焼結温度をこのように定めたのは、4
00℃以下では拡散が不十分なため組織に空孔が残留し
て異常放電の原因となるためであり、1000℃を超え
ると粉末同士の界面における拡散により合金相の比率が
増加し、膜の元素分布を生じるからである。焼結温度は
計算密度に対して99%以上のターゲット密度が得られ
る下限に設定することが好ましい。
末焼結法を採用し焼結温度を400〜1000℃と規定
したことにある。焼結温度をこのように定めたのは、4
00℃以下では拡散が不十分なため組織に空孔が残留し
て異常放電の原因となるためであり、1000℃を超え
ると粉末同士の界面における拡散により合金相の比率が
増加し、膜の元素分布を生じるからである。焼結温度は
計算密度に対して99%以上のターゲット密度が得られ
る下限に設定することが好ましい。
【0028】尚、原料粉末はいかなる形態のものでも用
いることが出来るが、合金粉末の製造に際してはガス分
の少ないガスアトマイズ法が好ましい。また、焼結時に
はHIP(熱間静水圧プレス)、ホットプレス、熱間押
し出し等の加圧焼結を施すことにより低温で焼結を行っ
た場合でも高密度な焼結体が得られるため特に好まし
い。
いることが出来るが、合金粉末の製造に際してはガス分
の少ないガスアトマイズ法が好ましい。また、焼結時に
はHIP(熱間静水圧プレス)、ホットプレス、熱間押
し出し等の加圧焼結を施すことにより低温で焼結を行っ
た場合でも高密度な焼結体が得られるため特に好まし
い。
【0029】本発明のターゲットを用いることによっ
て、磁気記録媒体、例えばハードディスクの記録面にお
ける元素分布を低減した新規の磁気記録媒体を得ること
ができる。具体的には、ディスクの半径方向に測定した
Pt含有量の分析値の差が、±10%以下となり磁気特
性が半径方向で均一なCoPt系磁気記録媒体が得られ
る。
て、磁気記録媒体、例えばハードディスクの記録面にお
ける元素分布を低減した新規の磁気記録媒体を得ること
ができる。具体的には、ディスクの半径方向に測定した
Pt含有量の分析値の差が、±10%以下となり磁気特
性が半径方向で均一なCoPt系磁気記録媒体が得られ
る。
【0030】
【実施例】以下に本発明を実施例により説明する。 (ターゲット材の製造)表1に示すPt単体粉末をはじ
めとする各種単体元素粉末とCo系合金粉末を用意し
た。Co系合金粉末は溶解鋳造により作製した25kg
マスターインゴットを窒素ガス雰囲気でガスアトマイズ
した後60メッシュ以下に分級した。次にこれらを表2
に示す配合組成となるようそれぞれ秤量しロッキングミ
キサーによって30分間混合を行った。これらの混合粉
を軟鉄性のHIP缶に充填し、HIP缶内を400℃以
上で加熱を行いながら油拡散ポンプによって10マイナ
ス1乗Pa以下の圧力に排気して脱気封止を行った後H
IP処理を行った。
めとする各種単体元素粉末とCo系合金粉末を用意し
た。Co系合金粉末は溶解鋳造により作製した25kg
マスターインゴットを窒素ガス雰囲気でガスアトマイズ
した後60メッシュ以下に分級した。次にこれらを表2
に示す配合組成となるようそれぞれ秤量しロッキングミ
キサーによって30分間混合を行った。これらの混合粉
を軟鉄性のHIP缶に充填し、HIP缶内を400℃以
上で加熱を行いながら油拡散ポンプによって10マイナ
ス1乗Pa以下の圧力に排気して脱気封止を行った後H
IP処理を行った。
【0031】
【表1】
【0032】HIP条件は950℃、150MPa、1
時間保持とした。尚、試料番号9は拡散を進行させた比
較例であり、HIP条件を1250℃、127MPa、
3時間とした。次にこれらのターゲットに機械加工を施
してHIP缶を除去し、φ100×4tのターゲット材
と組織調査用の試験片を得た。試料番号10、11は所
望の組成となるよう秤量した原料を真空溶解により合金
鋳塊としたのち1150℃にて1パスあたりの加工率を
10%として計3パスの熱間圧延を施して得られた板材
に機械加工を施してφ100×4tのターゲット材と組
織調査用の試験片を得た。
時間保持とした。尚、試料番号9は拡散を進行させた比
較例であり、HIP条件を1250℃、127MPa、
3時間とした。次にこれらのターゲットに機械加工を施
してHIP缶を除去し、φ100×4tのターゲット材
と組織調査用の試験片を得た。試料番号10、11は所
望の組成となるよう秤量した原料を真空溶解により合金
鋳塊としたのち1150℃にて1パスあたりの加工率を
10%として計3パスの熱間圧延を施して得られた板材
に機械加工を施してφ100×4tのターゲット材と組
織調査用の試験片を得た。
【0033】(ターゲット材のミクロ組織)本発明のタ
ーゲットのミクロ組織は典型的には図1に示す試料番号
3の150倍のSEM(走査型電子顕微鏡)像のように
なり、焼結体の相構成は実質的に原料粉末の相構成を維
持した状態であることが確認された。このターゲットの
Pt相と隣接するCo合金相の境界におけるPtの拡散
状態をJEOL社製EPMA分析装置JXA−8900
を用いて、加速電圧15.0kV、照射電流0.7μ
A、測定間隔1μmにて分析を行った結果が図2であ
る。図2は、Ptを検出したカウントを縦軸に走査距離
を横軸にしたものである。この図から、最大で約30μ
mの拡散層が形成されているが、この部分を除いて実質
的に純PtのままのPt相が存在する事が確認された。
また、Pt単体からなる相の大きさは原料となるPt単
体粉末の大きさにほぼ一致し、最大の内接円径は実質的
に30μm以下であった。
ーゲットのミクロ組織は典型的には図1に示す試料番号
3の150倍のSEM(走査型電子顕微鏡)像のように
なり、焼結体の相構成は実質的に原料粉末の相構成を維
持した状態であることが確認された。このターゲットの
Pt相と隣接するCo合金相の境界におけるPtの拡散
状態をJEOL社製EPMA分析装置JXA−8900
を用いて、加速電圧15.0kV、照射電流0.7μ
A、測定間隔1μmにて分析を行った結果が図2であ
る。図2は、Ptを検出したカウントを縦軸に走査距離
を横軸にしたものである。この図から、最大で約30μ
mの拡散層が形成されているが、この部分を除いて実質
的に純PtのままのPt相が存在する事が確認された。
また、Pt単体からなる相の大きさは原料となるPt単
体粉末の大きさにほぼ一致し、最大の内接円径は実質的
に30μm以下であった。
【0034】一方、HIP温度を高めた試料番号9の比
較例のターゲットのミクロ組織は、図3に示す150倍
のSEM(走査型電子顕微鏡)像のようになり、前記本
発明例に比べて拡散が進行していることが判る。上記と
同様にPt相と隣接するCo合金相との境界におけるP
tの拡散状態の分析を行った結果が図4である。この図
から、約100μmにも及ぶ拡散層が存在することが確
認された。また、試料番号10、11の比較例のターゲ
ットは完全な合金相からなる圧延組織であった。尚、H
IP温度の違いにより拡散状態の違いが靱性に及ぼす影
響を調査するために、前記本発明例試料番号2と比較例
試料番号9について、スパン50mm断面5mm×5m
mの3点曲げ抗折試験片を5本採取し、それぞれ抗折試
験を行い抗折力の平均値を測定したところ、本発明例試
料番号2の抗折力は1620N/mm2、比較例の試料
番号9の抗折力は1870N/mm2であった。本発明
においては、拡散層厚を抑制することで、拡散の進んだ
ターゲットに比べて、やや靱性が低いものとなるが、タ
ーゲットとしては十分な靱性を有している。
較例のターゲットのミクロ組織は、図3に示す150倍
のSEM(走査型電子顕微鏡)像のようになり、前記本
発明例に比べて拡散が進行していることが判る。上記と
同様にPt相と隣接するCo合金相との境界におけるP
tの拡散状態の分析を行った結果が図4である。この図
から、約100μmにも及ぶ拡散層が存在することが確
認された。また、試料番号10、11の比較例のターゲ
ットは完全な合金相からなる圧延組織であった。尚、H
IP温度の違いにより拡散状態の違いが靱性に及ぼす影
響を調査するために、前記本発明例試料番号2と比較例
試料番号9について、スパン50mm断面5mm×5m
mの3点曲げ抗折試験片を5本採取し、それぞれ抗折試
験を行い抗折力の平均値を測定したところ、本発明例試
料番号2の抗折力は1620N/mm2、比較例の試料
番号9の抗折力は1870N/mm2であった。本発明
においては、拡散層厚を抑制することで、拡散の進んだ
ターゲットに比べて、やや靱性が低いものとなるが、タ
ーゲットとしては十分な靱性を有している。
【0035】(ターゲットの磁気特性)上述のターゲッ
トの端材より30mm×10mm×5mmの試験片を採
取し電磁石法により測定した磁化曲線から最大透磁率を
求めた結果を表2に示す。この表において、本発明例の
うち同一組成である試料番号1、2、3を比較すると構
成元素の単体相からなる組織を有するターゲットよりも
構成元素の一部を合金化した組織を有する本発明のター
ゲットの方が最大透磁率が低くなっていることが判る。
トの端材より30mm×10mm×5mmの試験片を採
取し電磁石法により測定した磁化曲線から最大透磁率を
求めた結果を表2に示す。この表において、本発明例の
うち同一組成である試料番号1、2、3を比較すると構
成元素の単体相からなる組織を有するターゲットよりも
構成元素の一部を合金化した組織を有する本発明のター
ゲットの方が最大透磁率が低くなっていることが判る。
【0036】
【表2】
【0037】(膜の元素分布)上述の本発明及び比較例
のターゲットを図5に示す基板1、ターゲット2、マグ
ネット3を配置するスパッタ装置に装着し、10マイナ
ス4乗Pa以下に排気を行った後、高純度Arガスを
0.3Paまで導入し、直流電源により500Wの電力
を印可してスライドガラス上に膜厚1μmの薄膜を形成
した。このスライドガラスを基板中心(X=0mm)か
ら基板端部(X=50mm)まで10mm間隔に切断し
てEPMAによりそれぞれの位置における膜組成の分析
を行った。次に分析結果を元に元素別に基板中心からd
mmの位置での膜組成分析値をCA(X=d)(原子
%)として、基板中心(X=0mm)での膜組成分析値
に対するずれ量を次式で評価した。 ずれ量(%)=100×{CA(X=d)−CA(X=
0)}÷CA(X=0)
のターゲットを図5に示す基板1、ターゲット2、マグ
ネット3を配置するスパッタ装置に装着し、10マイナ
ス4乗Pa以下に排気を行った後、高純度Arガスを
0.3Paまで導入し、直流電源により500Wの電力
を印可してスライドガラス上に膜厚1μmの薄膜を形成
した。このスライドガラスを基板中心(X=0mm)か
ら基板端部(X=50mm)まで10mm間隔に切断し
てEPMAによりそれぞれの位置における膜組成の分析
を行った。次に分析結果を元に元素別に基板中心からd
mmの位置での膜組成分析値をCA(X=d)(原子
%)として、基板中心(X=0mm)での膜組成分析値
に対するずれ量を次式で評価した。 ずれ量(%)=100×{CA(X=d)−CA(X=
0)}÷CA(X=0)
【0038】本発明のターゲットの膜組成のずれ量の基
板半径方向での変化は典型的にはそれぞれ図6に示す試
料番号3の結果の様になり、比較例のターゲットでは図
7、図8にそれぞれ示した試料番号9、10の結果の様
になり、本発明のターゲットを使用して形成された膜は
比較例のターゲットを使用して形成された膜に比べて膜
中の元素分布が均一であり、特にエロージョン部(X=
30mm)から外側での膜中Pt含有量の変化が極めて
小さいことが判る。
板半径方向での変化は典型的にはそれぞれ図6に示す試
料番号3の結果の様になり、比較例のターゲットでは図
7、図8にそれぞれ示した試料番号9、10の結果の様
になり、本発明のターゲットを使用して形成された膜は
比較例のターゲットを使用して形成された膜に比べて膜
中の元素分布が均一であり、特にエロージョン部(X=
30mm)から外側での膜中Pt含有量の変化が極めて
小さいことが判る。
【0039】
【発明の効果】本発明によれば従来の製法によるCoP
t系ターゲットにより形成された磁気記録媒体で問題と
なる基板半径方向での元素分布を均一化することがで
き、磁気記録媒体の品質を向上させる上で欠くことので
きない技術となる。
t系ターゲットにより形成された磁気記録媒体で問題と
なる基板半径方向での元素分布を均一化することがで
き、磁気記録媒体の品質を向上させる上で欠くことので
きない技術となる。
【図1】本発明例試料番号3の金属ミクロ組織写真の1
例である。
例である。
【図2】本発明例試料番号3のPt相境界のEPMA線
分析結果である。
分析結果である。
【図3】比較例試料番号9の金属ミクロ組織写真の1例
である。
である。
【図4】比較例試料番号9のPt相境界のEPMA線分
析結果である。
析結果である。
【図5】成膜評価を行った装置の配置図である。
【図6】本発明例試料番号3の膜の元素分布である。
【図7】比較例試料番号9の膜の元素分布である。
【図8】比較例試料番号10の膜の元素分布である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成11年4月5日(1999.4.5)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正内容】
【0010】さらに、本発明者が上述の問題について詳
細な調査を行った結果、基板の半径方向で膜組成が連続
的に変化しており、特にターゲットのエロージョン部か
ら遠ざかるにつれて膜中のPt量が相対的に高くなって
おり、上述の膜の保磁力の変化は膜中のPt量の変化と
対応していることを見出した。なお、スパッタ装置のカ
ソードの仕様によっては逆に外周部の方が膜中のPt量
が減少する場合もあり、膜の組成変化の傾向にはスパッ
タ装置による違いがあることもわかった。本発明は上記
問題に鑑みてなされたものであり、膜特性が均一で記録
再生特性に優れた記録層を有する磁気記録媒体を得るこ
とができるCoPt系スパッタリングターゲットおよび
その製造方法ならびに磁気記録膜およびCoPt系磁気
記録媒体を提供することである。
細な調査を行った結果、基板の半径方向で膜組成が連続
的に変化しており、特にターゲットのエロージョン部か
ら遠ざかるにつれて膜中のPt量が相対的に高くなって
おり、上述の膜の保磁力の変化は膜中のPt量の変化と
対応していることを見出した。なお、スパッタ装置のカ
ソードの仕様によっては逆に外周部の方が膜中のPt量
が減少する場合もあり、膜の組成変化の傾向にはスパッ
タ装置による違いがあることもわかった。本発明は上記
問題に鑑みてなされたものであり、膜特性が均一で記録
再生特性に優れた記録層を有する磁気記録媒体を得るこ
とができるCoPt系スパッタリングターゲットおよび
その製造方法ならびに磁気記録膜およびCoPt系磁気
記録媒体を提供することである。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0018
【補正方法】変更
【補正内容】
【0018】具体的には、ターゲット組織において実質
的にPt単体からなる相の最大内接円径が実質的に50
0μm以下であり、Pt相の境界にある拡散層の層厚が
実質的に50μm以下と規定した。Pt相の実質的な最
大内接円径を500μm以下と規定したのは最大内接円
径がこれより大きくなると、スパッタの進行によるター
ゲット表面の形態変化が大きくなり、膜組成のスパッタ
時間に対する変動量が大きくなるからである。また、P
t相の境界に形成される拡散層の層厚を実質的に50μ
m以下と極めて薄いものに規定した理由は、拡散がこれ
以上進行すると、膜の元素分布が大きくなるからであ
る。
的にPt単体からなる相の最大内接円径が実質的に50
0μm以下であり、Pt相の境界にある拡散層の層厚が
実質的に50μm以下と規定した。Pt相の実質的な最
大内接円径を500μm以下と規定したのは最大内接円
径がこれより大きくなると、スパッタの進行によるター
ゲット表面の形態変化が大きくなり、膜組成のスパッタ
時間に対する変動量が大きくなるからである。また、P
t相の境界に形成される拡散層の層厚を実質的に50μ
m以下と極めて薄いものに規定した理由は、拡散がこれ
以上進行すると、膜の元素分布が大きくなるからであ
る。
Claims (7)
- 【請求項1】 Coを主体としPtを必須とし4a族元
素、5a族元素、6a族元素、B、Cから選ばれる元素
のうち少なくとも一種以上を含有するターゲット材であ
って、ターゲット組織において実質的にPt単体からな
る相の最大の内接円径が実質的に500μm以下であ
り、Pt相の境界にある拡散層の層厚が実質的に50μ
m以下であることを特徴とするCoPt系スパッタリン
グターゲット。 - 【請求項2】 ターゲットを構成する元素が、それぞれ
単体相として接合された組織を有することを特徴とする
請求項1に記載のCoPt系スパッタリングターゲッ
ト。 - 【請求項3】 Coの一部もしくは全部が、Ptを除く
残りの元素の少なくとも一部との合金相として接合され
た組織を有することを特徴とする請求項1に記載のCo
Pt系スパッタリングターゲット。 - 【請求項4】 Cr含有量が0.1〜25原子%、Pt
含有量が0.1〜20原子%、Ta含有量が0.1〜1
5原子%、残部Coを主体とする組成を有することを特
徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のCoPt
系スパッタリングターゲット。 - 【請求項5】 Pt粉末およびCoと4a族元素、5a
族元素、6a族元素、B、Cから選ばれる元素から選ば
れる元素のうち少なくとも一種以上の単体元素粉末もし
くは合金粉末を秤量混合し、400〜1000℃で焼結
することを特徴とするCoPt系スパッタリングターゲ
ットの製造方法。 - 【請求項6】 請求項1ないし4のターゲットをスパッ
タリングして得られた磁気記録膜。 - 【請求項7】 ディスクの半径方向で測定したPtの含
有量の分析値の差が、±10%以下である請求項6に記
載の磁気記録膜を具備することを特徴とするCoPt系
磁気記録媒体。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP11085414A JP2000282229A (ja) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | CoPt系スパッタリングターゲットおよびその製造方法ならびにこれを用いた磁気記録膜およびCoPt系磁気記録媒体 |
| US09/395,348 US6406600B1 (en) | 1999-03-29 | 1999-09-14 | CoPt-base sputtering target, method of making same, magnetic recording film and Co-Pt-base magnetic recording medium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11085414A JP2000282229A (ja) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | CoPt系スパッタリングターゲットおよびその製造方法ならびにこれを用いた磁気記録膜およびCoPt系磁気記録媒体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000282229A true JP2000282229A (ja) | 2000-10-10 |
Family
ID=13858155
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11085414A Pending JP2000282229A (ja) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | CoPt系スパッタリングターゲットおよびその製造方法ならびにこれを用いた磁気記録膜およびCoPt系磁気記録媒体 |
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Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001303241A (ja) * | 2000-04-27 | 2001-10-31 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | スパッタリングターゲットの製造方法 |
| WO2002083974A1 (en) * | 2001-04-11 | 2002-10-24 | Heraeus, Inc. | Pt-co based sputtering targets |
| WO2003104521A3 (en) * | 2002-06-07 | 2004-06-10 | Heraeus Inc | Targets with high pass-through-flux magnetic material sputtering, method of manufacture and hard disk obtainable thereof |
| JP2009001860A (ja) * | 2007-06-21 | 2009-01-08 | Mitsubishi Materials Corp | 比透磁率の低い垂直磁気記録媒体膜形成用スパッタリングターゲット |
| WO2009054369A1 (ja) * | 2007-10-24 | 2009-04-30 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | 磁気記録膜用スパッタリングターゲットおよびその製造方法 |
| JP2009108336A (ja) * | 2007-10-26 | 2009-05-21 | Mitsubishi Materials Corp | 比透磁率の低い磁気記録膜形成用Co基焼結合金スパッタリングターゲットの製造方法 |
| WO2010119887A1 (ja) * | 2009-04-14 | 2010-10-21 | 株式会社コベルコ科研 | Cu-Ga合金スパッタリングターゲットおよびその製造方法 |
| JP4673453B1 (ja) * | 2010-01-21 | 2011-04-20 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 強磁性材スパッタリングターゲット |
| WO2011089760A1 (ja) * | 2010-01-21 | 2011-07-28 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 強磁性材スパッタリングターゲット |
| WO2012133166A1 (ja) * | 2011-03-30 | 2012-10-04 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 磁気記録膜用スパッタリングターゲット |
| JPWO2013133163A1 (ja) * | 2012-03-09 | 2015-07-30 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 磁気記録媒体用スパッタリングターゲット及びその製造方法 |
| WO2015166795A1 (ja) * | 2014-05-02 | 2015-11-05 | 田中貴金属工業株式会社 | スパッタリングターゲットおよびその製造方法 |
| JP2016176087A (ja) * | 2015-03-18 | 2016-10-06 | Jx金属株式会社 | 強磁性材スパッタリングターゲット |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020106297A1 (en) * | 2000-12-01 | 2002-08-08 | Hitachi Metals, Ltd. | Co-base target and method of producing the same |
| US20070189916A1 (en) * | 2002-07-23 | 2007-08-16 | Heraeus Incorporated | Sputtering targets and methods for fabricating sputtering targets having multiple materials |
| US6759005B2 (en) | 2002-07-23 | 2004-07-06 | Heraeus, Inc. | Fabrication of B/C/N/O/Si doped sputtering targets |
| US20090028744A1 (en) * | 2007-07-23 | 2009-01-29 | Heraeus, Inc. | Ultra-high purity NiPt alloys and sputtering targets comprising same |
| CN101981224B (zh) * | 2008-03-28 | 2012-08-22 | Jx日矿日石金属株式会社 | 非磁性材料粒子分散型强磁性材料溅射靶 |
| US8394243B1 (en) | 2008-07-24 | 2013-03-12 | Wd Media, Inc. | Sputtered cobalt oxide for perpendicular magnetic recording medium with low media noise |
| US8488276B1 (en) | 2008-09-30 | 2013-07-16 | WD Media, LLC | Perpendicular magnetic recording medium with grain isolation magnetic anistropy layer |
| JP4673448B2 (ja) * | 2009-03-27 | 2011-04-20 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 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 |
| US20110003177A1 (en) * | 2009-07-06 | 2011-01-06 | Solar Applied Materials Technology Corp. | Method for producing sputtering target containing boron, thin film and magnetic recording media |
| MY148731A (en) | 2009-08-06 | 2013-05-31 | Jx Nippon Mining & Metals Corp | Inorganic-particle-dispersed sputtering target |
| WO2011070860A1 (ja) | 2009-12-11 | 2011-06-16 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 磁性材スパッタリングターゲット |
| CN102482765B (zh) | 2010-07-20 | 2014-03-26 | 吉坤日矿日石金属株式会社 | 粉粒产生少的强磁性材料溅射靶 |
| CN103080368B (zh) * | 2010-12-09 | 2014-08-27 | 吉坤日矿日石金属株式会社 | 强磁性材料溅射靶 |
| US8993133B1 (en) | 2010-12-23 | 2015-03-31 | WD Media, LLC | Intermediate layer for perpendicular magnetic recording medium with high permeability grain boundaries |
| US10186404B2 (en) | 2013-03-01 | 2019-01-22 | Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K. | FePt—C-based sputtering target and method for manufacturing same |
| US9685184B1 (en) | 2014-09-25 | 2017-06-20 | WD Media, LLC | NiFeX-based seed layer for magnetic recording media |
| JP6878349B2 (ja) * | 2018-04-27 | 2021-05-26 | 田中貴金属工業株式会社 | C含有スパッタリングターゲット及びその製造方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0249384A (ja) | 1988-08-09 | 1990-02-19 | Dainippon Printing Co Ltd | ヒートシールコネクタの製造方法 |
| JP3494302B2 (ja) | 1991-03-26 | 2004-02-09 | 日立金属株式会社 | Co−Cr−Pt系磁気記録媒体用ターゲット |
| JPH05148631A (ja) * | 1991-10-31 | 1993-06-15 | Mitsubishi Materials Corp | スパツタリング用ターゲツト |
| US5789088A (en) * | 1994-04-28 | 1998-08-04 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Magnetic recording medium having a metal underlayer and a CoCr alloy magnetic thin film |
| JPH0817155A (ja) * | 1994-06-30 | 1996-01-19 | Sony Corp | 磁気ディスク |
| JPH0825270A (ja) | 1994-07-08 | 1996-01-30 | Sony Corp | 真空チャック方法及び装置 |
-
1999
- 1999-03-29 JP JP11085414A patent/JP2000282229A/ja active Pending
- 1999-09-14 US US09/395,348 patent/US6406600B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001303241A (ja) * | 2000-04-27 | 2001-10-31 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | スパッタリングターゲットの製造方法 |
| WO2002083974A1 (en) * | 2001-04-11 | 2002-10-24 | Heraeus, Inc. | Pt-co based sputtering targets |
| US6797137B2 (en) | 2001-04-11 | 2004-09-28 | Heraeus, Inc. | Mechanically alloyed precious metal magnetic sputtering targets fabricated using rapidly solidfied alloy powders and elemental Pt metal |
| EP1595971A1 (en) * | 2001-04-11 | 2005-11-16 | Heraeus, Inc. | Pt-Co based sputtering targets and method of fabricating them |
| US7229588B2 (en) | 2001-04-11 | 2007-06-12 | Heraeus, Inc. | Mechanically alloyed precious metal magnetic sputtering targets fabricated using rapidly solidified alloy powders and elemental Pt metal |
| WO2003104521A3 (en) * | 2002-06-07 | 2004-06-10 | Heraeus Inc | Targets with high pass-through-flux magnetic material sputtering, method of manufacture and hard disk obtainable thereof |
| JP2009001860A (ja) * | 2007-06-21 | 2009-01-08 | Mitsubishi Materials Corp | 比透磁率の低い垂直磁気記録媒体膜形成用スパッタリングターゲット |
| WO2009054369A1 (ja) * | 2007-10-24 | 2009-04-30 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | 磁気記録膜用スパッタリングターゲットおよびその製造方法 |
| JP2009108336A (ja) * | 2007-10-26 | 2009-05-21 | Mitsubishi Materials Corp | 比透磁率の低い磁気記録膜形成用Co基焼結合金スパッタリングターゲットの製造方法 |
| CN102362002A (zh) * | 2009-04-14 | 2012-02-22 | 株式会社钢臂功科研 | Cu-Ga合金溅射靶及其制造方法 |
| WO2010119887A1 (ja) * | 2009-04-14 | 2010-10-21 | 株式会社コベルコ科研 | Cu-Ga合金スパッタリングターゲットおよびその製造方法 |
| JP4673453B1 (ja) * | 2010-01-21 | 2011-04-20 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 強磁性材スパッタリングターゲット |
| WO2011089760A1 (ja) * | 2010-01-21 | 2011-07-28 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 強磁性材スパッタリングターゲット |
| WO2012133166A1 (ja) * | 2011-03-30 | 2012-10-04 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 磁気記録膜用スパッタリングターゲット |
| CN103459656A (zh) * | 2011-03-30 | 2013-12-18 | 吉坤日矿日石金属株式会社 | 磁记录膜用溅射靶 |
| JP5497904B2 (ja) * | 2011-03-30 | 2014-05-21 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 磁気記録膜用スパッタリングターゲット |
| CN103459656B (zh) * | 2011-03-30 | 2015-05-06 | 吉坤日矿日石金属株式会社 | 磁记录膜用溅射靶 |
| JPWO2013133163A1 (ja) * | 2012-03-09 | 2015-07-30 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 磁気記録媒体用スパッタリングターゲット及びその製造方法 |
| JP2015180775A (ja) * | 2012-03-09 | 2015-10-15 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 磁気記録媒体用スパッタリングターゲット及びその製造方法 |
| WO2015166795A1 (ja) * | 2014-05-02 | 2015-11-05 | 田中貴金属工業株式会社 | スパッタリングターゲットおよびその製造方法 |
| JP2015212409A (ja) * | 2014-05-02 | 2015-11-26 | 田中貴金属工業株式会社 | スパッタリングターゲットおよびその製造方法 |
| US10636633B2 (en) | 2014-05-02 | 2020-04-28 | Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K. | Sputtering target and process for production thereof |
| JP2016176087A (ja) * | 2015-03-18 | 2016-10-06 | Jx金属株式会社 | 強磁性材スパッタリングターゲット |
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| Publication number | Publication date |
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