JP2014240525A - クロム酸化物を含有する強磁性材スパッタリングターゲット - Google Patents

Abstract

【課題】高密度を維持しつつ、酸化物相の粒子を一律に微細化した、パーティクルの発生の少ないクロム酸化物を含有する強磁性材スパッタリングターゲットを提供する。【解決手段】コバルト、或いはコバルト、クロム、或いはコバルト、白金、或いはコバルト、クロム、白金からなるマトリックス相と、少なくともクロム酸化物を含む酸化物相を含有するスパッタリングターゲットであって、Ｚｒ、Ｗのうちいずれか１種以上を合計で１００〜１５０００ｗｔｐｐｍ含有し、相対密度を９７％以上とする強磁性スパッタリングターゲット。クロム酸化物がＣｒ２Ｏ３換算で０．５〜１０ｍｏｌ％含有し、クロム酸化物とＴｉ及びＴａのいずれか一種以上の金属酸化物を合計で５〜２５ｍｏｌ％含有する酸化物相である強磁性スパッタリングターゲット。【選択図】なし

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、スパッタリングの際のパーティクル発生を抑制することができる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、磁気記録媒体中の磁性薄膜の材料として、強磁性金属であるＣｏ、Ｆｅ或いはＮｉをベースとした材料が用いられている。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系やＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系の強磁性合金と非磁性の無機物からなる複合材料が用いられている。

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。外部記録装置として使用されるハードディスクドライブは、年々記録密度の増加が求められており、記録密度上昇に伴って、スパッタリングの際発生するパーティクルを低減することが強く求められている。

例えば、特許文献１、２，３には、コバルト系金属の磁性相と金属酸化物の非磁性相とからなるスパッタリングターゲットであって、酸化物相の粒子を微細化することによって、スパッタリングの際のパーティクルやアーキングの発生を低減することが記載されている。しかしながら、クロム酸化物は焼結し難いため、クロム酸化物を十分に焼結させると、クロム酸化物以外の成分が粒成長することがあり、この粒成長によって粗大組織となったターゲットをスパッタリングすると、パーティクル発生が増加するという問題がある。一方で、このような粒成長を抑制するために焼結を抑制すると、ターゲットの密度が低下してしまい、同様にパーティクル発生が増加するという問題がある。

特開２００９−２１５６１７号公報 国際公開第２００７／０８０７８１号公報 特許第４８３７８０１号公報

一般に、マグネトロンスパッタ装置で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、スパッタリングの際に酸化物相を起因としたパーティクルやアーキングが発生するという問題がある。
この問題を解決するために、酸化物相の粒子を微細化することで、該粒子をスパッタリングターゲット内に均一に分散させることが考えられる。しかし、クロム酸化物は焼結し難い材料であるため、高密度を維持したまま、クロム酸化物相を含む酸化物相の粒子を一律に微細化することは困難である。
本発明は上記の問題を鑑みて、高密度を維持しつつ、酸化物相の粒子を一律に微細化した、パーティクルの発生の少ないクロム酸化物を含有する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、Ｚｒ、Ｗを含有することにより、それらが焼結助剤のように作用して、酸化物相の粒子を一律に微細化した高密度の強磁性材スパッタリング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）コバルト、或いはコバルト、クロム、或いはコバルト、白金、或いはコバルト、クロム、白金からなるマトリックス相と、少なくともクロム酸化物を含む酸化物相を含有するスパッタリングターゲットであって、Ｚｒ、Ｗのうちいずれか１種以上を合計で１００ｗｔｐｐｍ以上１５０００ｗｔｐｐｍ以下含有し、相対密度が９７％以上であ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）クロム酸化物がＣｒ_２Ｏ_３換算で０．５ｍｏｌ％以上１０ｍｏｌ％以下含有す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、
３）酸化物相が、クロム酸化物と、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｔａのうちいずれか１種以上の金属酸化物を合計で５ｍｏｌ％以上２５ｍｏｌ％以下含有することを特徴とする上記１）又は２）記載の強磁性材スパッタリングターゲット、
４）Ｚｒ、Ｗのうちいずれか１種以上を合計で１００ｗｔｐｐｍ以上３０００ｗｔｐｐｍ以下含有することを特徴とする上記１）〜３）のいずれか一に記載の強磁性材スパッタリングターゲット、
５）酸化物相の平均粒子サイズが３μｍ^２／粒子以下であることを特徴とする上記１）〜４）のいずれか一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。

このように、ジルコニウム（Ｚｒ）やタングステン（Ｗ）を所定の量含有させることにより、高密度の強磁性材スパッタリングターゲットを得ることできる。また、このように調整したスパッタリグターゲットは、スパッタリングの際にアーキングやパーティクルの発生を低減す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、コバルト（Ｃｏ）、コバルト（Ｃｏ）とクロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）と白金（Ｐｔ）、またはコバルト（Ｃｏ）とクロム（Ｃｒ）と白金（Ｐｔ）の金属である。これらは、磁気記録媒体として必要とされる成分であり、配合割合は有効な磁気記録媒体としての特性を維持できる範囲内であれば、特に制限はない。一般には、Ｃｏ：５０ｍｏｌ％以上、またはＣｒ：１〜５０ｍｏｌ％、残部Ｃｏ、Ｐｔ：５〜３０ｍｏｌ％、残部Ｃｏ、またはＣｒ：１〜５０ｍｏｌ％、Ｐｔ：５〜３０ｍｏｌ％、残部Ｃｏの割合で配合したものが用いられる。
また、前記した金属以外にも、ルテニウム（Ｒｕ）やボロン（Ｂ）を成分とすることも可能である。

本願発明において重要なことは、酸化物相としてクロム酸化物を含み、かつ、Ｚｒ、Ｗのうちいずれか１種以上を合計で１００ｗｔｐｐｍ以上１５０００ｗｔｐｐｍ以下含有させることである。
このようなクロム酸化物を含有するターゲットにＺｒやＷが含有されていると、これらが焼結助剤のように作用することによって、クロム酸化物の焼結を促進することができるので、高密度を維持したまま、組織の粗大化を抑制することができる。
本発明において、Ｚｒ、Ｗのいずれか１種以上を最終的にターゲットに合計で１００ｗｔｐｐｍ以上１５０００ｗｔｐｐｍ以下含有されていればよく、含有させる方法については特に問わない。

前記のＺｒやＷは、いずれか一方又は双方を合計で１００ｗｔｐｐｍ以上１５０００ｗｔｐｐｍ以下含有させることが好ましい。１００ｗｔｐｐｍ未満であると、酸化物相の粒子が粒成長してしまい、１５０００ｗｔｐｐｍを超えると、所望の磁気特性が得られなくなるからである。さらに、１００ｗｔｐｐｍ以上３０００ｗｔｐｐｍ以下含有させることがより好ましい。
上述のとおり、ＺｒやＷはクロム酸化物の焼結を促進させる作用を有することから、クロム酸化物の含有量が多いときは、ＺｒやＷの含有量を増やし、一方、クロム酸化物の含有量が少ないときは、ＺｒやＷの含有量を減らすように、クロム酸化物の含有量に応じてＺｒやＷの含有量を定めることで、より効果的に組織の粗大化を抑制できる。

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。ここでの相対密度とは、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

本願発明において、クロム酸化物をＣｒ_２Ｏ_３換算で０．５ｍｏｌ％以上１０ｍｏｌ％以下含有することが有効である。クロム酸化物が１０ｍｏｌ％を超える場合、酸化物の粒子径を調整することが困難となる。
また、本願発明において、さらに、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｔａのうちいずれか１種以上の金属酸化物を合計（クロム酸化物を含む）で５ｍｏｌ％以上２５ｍｏｌ％以下含有することが有効である。これらの元素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。金属酸化物の合計が５ｍｏｌ％未満であるとグラニュラ構造を維持し難くなり、２５ｍｏｌ％を超えると酸化物の粒子径の調整が困難となるからである。また、本願発明において、磁気記録媒体としての優れた特性を得るために、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｔａの金属酸化物が特に有用であるが、Ｂの金属酸化物を含有させることによっても、同様に効果が得られる。

本発明の強磁性材スパッタリングターゲットにおいて、酸化物相の平均粒子サイズが３μｍ^２／粒子以下であることが有効である。平均粒子サイズ（径）は、１００個以上の酸化物粒子が判別出来る程度の倍率の画像において、それぞれの粒子面積を画像処理で算出し、総粒子面積／総粒子数を計算して求める。酸化物相の平均粒子サイズが３μｍ^２／粒子を超えると、パーティクル量が増加するため好ましくない。

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される。
まず、各金属元素の粉末と各酸化物の粉末を用意する。これらの金属粉末は平均粒径が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の金属の合金粉末を用意してもよいが、その場合も平均粒径が２０μｍ以下とすることが望ましい。一方、小さすぎると、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以上とすることが望ましい。酸化物粉末は平均粒径が５μｍ以下、さらに望ましくは１μｍ以下のものを用いるのが良い。
そして、これらの金属粉末と酸化物粉末と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段の手法を用いて粉砕を兼ねて混合する。

次に、ＺｒＯ_２粉末やＷＯ_３粉末を用意する。Ｗについては、金属（Ｗ）や炭化カーバイド（ＷＣ）粉末を用いることができる。これらの粉末は平均粒径１μｍ以下のものを用いることが望ましい。一方、小さすぎると凝集しやすくなるため、平均粒径０．１μｍ以上のものを用いることが望ましい。
この粉末を、金属粉末と酸化物粉末との混合粉末に添加して粉砕混合する。このとき添加成分の酸化物粉末とＣｒ_２Ｏ_３粉末を事前に混合し、仮焼した後、粉砕した粉末を原料として使用することもできる。
混合中の酸化の問題を考慮すると、不活性ガス雰囲気中あるいは真空中で混合することが好ましい。また、混合はこれらの粉末の平均粒径が１μｍ以下となるまで粉砕混合することが好ましい。

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が作製される。なお、成形・焼結は、ホットプレスに限らず、プラズマ放電焼結、熱間静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に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。ターゲット組成にもよるが、多くの場合、８００〜１２００℃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）
金属原料粉末として、平均粒径６μｍのＣｏ粉末、平均粒径５μｍのＣｒ粉末、平均粒径９μｍのＰｔ粉末を用意し、酸化物原料粉末として、平均粒径２μｍのＴｉＯ_２粉末、平均粒径３μｍのＣｒ_２Ｏ_３粉末を用意した。
次に、ターゲット組成がＣｏ−１０Ｃｒ−２０Ｐｔ−５Ｃｒ_２Ｏ_３−５ＴｉＯ_２となるように原料粉末を秤量して混合した。得られた混合粉末にさらにＺｒＯ_２粉末を０．１ｍｏｌ％添加して、不活性雰囲気中、平均粒径が１μｍ以下となるまで粉砕した。
その後、この粉砕混合粉をカーボン製の型に充填し、真空雰囲気中、温度９５０℃、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。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。
表１に示すとおり、ターゲットの相対密度は９８％であり、高密度なターゲットが得られた。また、ターゲットの組織を観察したところ、酸化物相の平均粒子サイズは１．２μｍ^２／粒子であり、微細な粒子であった。また、ターゲット中から採取したサンプルの組成分析を行ったところ、成分全量に対するＺｒ量は１０００ｗｔｐｐｍであることを確認した。また、ターゲットをスパッタ評価したところ、パーティクル数は３個と良好であった。

（実施例２）
金属原料粉末として、平均粒径６μｍのＣｏ粉末、平均粒径５μｍのＣｒ粉末、平均粒径９μｍのＰｔ粉末を用意し、酸化物原料粉末として、平均粒径２μｍのＴｉＯ_２粉末、平均粒径３μｍのＣｒ_２Ｏ_３粉末を用意した。
次に、ターゲット組成がＣｏ−１０Ｃｒ−２０Ｐｔ−５Ｃｒ_２Ｏ_３−５ＴｉＯ_２となるように原料粉末を秤量して混合した。得られた混合粉末にさらにＺｒＯ_２粉末を０．０１ｍｏｌ％添加して、不活性雰囲気中、平均粒径が１μｍ以下となるまで粉砕した。
その後、この粉砕混合粉をカーボン製の型に充填し、真空雰囲気中、温度１０５０℃、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。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。
表１に示すとおり、ターゲットの相対密度は９７．５％であり、高密度なターゲットが得られた。また、ターゲットの組織を観察したところ、酸化物相の平均粒子サイズは１．８μｍ^２／粒子であり、微細な粒子であった。また、ターゲット中から採取したサンプルの組成分析を行ったところ、成分全量に対するＺｒ量は１００ｗｔｐｐｍであることを確認した。また、ターゲットをスパッタ評価したところ、パーティクル数は１０個と良好であった。

（実施例３）
金属原料粉末として、平均粒径６μｍのＣｏ粉末、平均粒径５μｍのＣｒ粉末、平均粒径９μｍのＰｔ粉末を用意し、酸化物原料粉末として、平均粒径２μｍのＴｉＯ_２粉末、平均粒径３μｍのＣｒ_２Ｏ_３粉末を用意した。
次に、ターゲット組成がＣｏ−１０Ｃｒ−２０Ｐｔ−５Ｃｒ_２Ｏ_３−５ＴｉＯ_２となるように原料粉末を秤量して混合した。得られた混合粉末にさらにＺｒＯ_２粉末を１．５ｍｏｌ％添加して、不活性雰囲気中、平均粒径が１μｍ以下となるまで粉砕した。
その後、この粉砕混合粉をカーボン製の型に充填し、真空雰囲気中、温度１０５０℃、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。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。
表１に示すとおり、ターゲットの相対密度は９９．５％であり、高密度なターゲットが得られた。また、ターゲットの組織を観察したところ、酸化物相の平均粒子サイズは１．９μｍ^２／粒子であり、微細な粒子であった。また、ターゲット中から採取したサンプルの組成分析を行ったところ、成分全量に対するＺｒ量は１５０００ｗｔｐｐｍであることを確認した。また、ターゲットをスパッタ評価したところ、パーティクル数は９個と良好であった。

（実施例４）
金属原料粉末として、平均粒径６μｍのＣｏ粉末、平均粒径５μｍのＣｒ粉末、平均粒径９μｍのＰｔ粉末を用意し、酸化物原料粉末として、平均粒径２μｍのＴｉＯ_２粉末、平均粒径３μｍのＣｒ_２Ｏ_３粉末を用意した。
次に、ターゲット組成がＣｏ−１０Ｃｒ−２０Ｐｔ−５Ｃｒ_２Ｏ_３−５ＴｉＯ_２となるように原料粉末を秤量して混合した。得られた混合粉末にさらにＷＯ_３粉末を０．０５ｍｏｌ％添加して、不活性雰囲気中、平均粒径が１μｍ以下となるまで粉砕した。
その後、この粉砕混合粉をカーボン製の型に充填し、真空雰囲気中、温度１０５０℃、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。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。
表１に示すとおり、ターゲットの相対密度は９８％であり、高密度なターゲットが得られた。また、ターゲットの組織を観察したところ、酸化物相の平均粒子サイズは１．２μｍ^２／粒子であり、微細な粒子であった。また、ターゲット中から採取したサンプルの組成分析を行ったところ、成分全量に対するＷ量は１０００ｗｔｐｐｍであることを確認した。また、ターゲットをスパッタ評価したところ、パーティクル数は３個と良好であった。

（実施例５）
金属原料粉末として、平均粒径６μｍのＣｏ粉末、平均粒径５μｍのＣｒ粉末、平均粒径９μｍのＰｔ粉末を用意し、酸化物原料粉末として、平均粒径２μｍのＴｉＯ_２粉末、平均粒径３μｍのＣｒ_２Ｏ_３粉末を用意した。
次に、ターゲット組成がＣｏ−１０Ｃｒ−２０Ｐｔ−５Ｃｒ_２Ｏ_３−５ＴｉＯ_２となるように原料粉末を秤量して混合した。得られた混合粉末にさらにＷＯ_３粉末を０．００５ｍｏｌ％添加して、不活性雰囲気中、平均粒径が１μｍ以下となるまで粉砕した。
その後、この粉砕混合粉をカーボン製の型に充填し、真空雰囲気中、温度１０５０℃、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。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。
表１に示すとおり、ターゲットの相対密度は９７．６％であり、高密度なターゲットが得られた。また、ターゲットの組織を観察したところ、酸化物相の平均粒子サイズは１．７μｍ^２／粒子であり、微細な粒子であった。また、ターゲット中から採取したサンプルの組成分析を行ったところ、成分全量に対するＷ量は１００ｗｔｐｐｍであることを確認した。また、ターゲットをスパッタ評価したところ、パーティクル数は６個と良好であった。

（実施例６）
金属原料粉末として、平均粒径６μｍのＣｏ粉末、平均粒径５μｍのＣｒ粉末、平均粒径９μｍのＰｔ粉末を用意し、酸化物原料粉末として、平均粒径２μｍのＴｉＯ_２粉末、平均粒径３μｍのＣｒ_２Ｏ_３粉末を用意した。
次に、ターゲット組成がＣｏ−１０Ｃｒ−２０Ｐｔ−５Ｃｒ_２Ｏ_３−５ＴｉＯ_２となるように原料粉末を秤量して混合した。得られた混合粉末にさらにＷＯ_３粉末を０．７５ｍｏｌ％添加して、不活性雰囲気中、平均粒径が１μｍ以下となるまで粉砕した。
その後、この粉砕混合粉をカーボン製の型に充填し、真空雰囲気中、温度１０５０℃、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。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。
表１に示すとおり、ターゲットの相対密度は９９．４％であり、高密度なターゲットが得られた。また、ターゲットの組織を観察したところ、酸化物相の平均粒子サイズは２．１μｍ^２／粒子であり、微細な粒子であった。また、ターゲット中から採取したサンプルの組成分析を行ったところ、成分全量に対するＷ量は１５０００ｗｔｐｐｍであることを確認した。また、ターゲットをスパッタ評価したところ、パーティクル数は１０個と良好であった。

（実施例７）
金属原料粉末として、平均粒径６μｍのＣｏ粉末、平均粒径５μｍのＣｒ粉末を用意し、酸化物原料粉末として、平均粒径３μｍのＣｒ_２Ｏ_３粉末、平均粒径０．５μｍのＳｉＯ_２粉末、平均粒径２μｍのＴａ_２Ｏ_５粉末を用意した。
次に、ターゲット組成がＣｏ−１０Ｃｒ−２Ｃｒ_２Ｏ_３−２ＳｉＯ_２−２Ｔａ_２Ｏ_５となるように原料粉末を秤量して混合した。得られた混合粉末にさらにＺｒＯ_２粉末を０．０７４ｍｏｌ％添加して、不活性雰囲気中、平均粒径が１μｍ以下となるまで粉砕した。
その後、この粉砕混合粉をカーボン製の型に充填し、真空雰囲気中、温度１０５０℃、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。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。
表１に示すとおり、ターゲットの相対密度は９９．８％であり、高密度なターゲットが得られた。また、ターゲットの組織を観察したところ、酸化物相の平均粒子サイズは１．８μｍ^２／粒子であり、微細な粒子であった。また、ターゲット中から採取したサンプルの組成分析を行ったところ、成分全量に対するＺｒ量は１０００ｗｔｐｐｍであることを確認した。また、ターゲットをスパッタ評価したところ、パーティクル数は８個と良好であった。

（実施例８）
金属原料粉末として、平均粒径６μｍのＣｏ粉末、平均粒径５μｍのＣｒ粉末を用意し、酸化物原料粉末として、平均粒径３μｍのＣｒ_２Ｏ_３粉末、平均粒径０．５μｍのＳｉＯ_２粉末を用意した。
次に、ターゲット組成がＣｏ−１０Ｃｒ−５Ｃｒ_２Ｏ_３−１０ＳｉＯ_２となるように原料粉末を秤量して混合した。得られた混合粉末にさらにＺｒＯ_２粉末を１．０５ｍｏｌ％添加して、不活性雰囲気中、平均粒径が１μｍ以下となるまで粉砕した。
その後、この粉砕混合粉をカーボン製の型に充填し、真空雰囲気中、温度１０５０℃、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。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。
表１に示すとおり、ターゲットの相対密度は９９％であり、高密度なターゲットが得られた。また、ターゲットの組織を観察したところ、酸化物相の平均粒子サイズは３．０μｍ^２／粒子であり、微細な粒子であった。また、ターゲット中から採取したサンプルの組成分析を行ったところ、成分全量に対するＺｒ量は１５０００ｗｔｐｐｍであることを確認した。また、ターゲットをスパッタ評価したところ、パーティクル数は１５個と良好であった。

（実施例９）
金属原料粉末として、平均粒径６μｍのＣｏ粉末、平均粒径５μｍのＣｒ粉末、平均粒径９μｍのＰｔ粉末を用意し、酸化物原料粉末として、平均粒径３μｍのＣｒ_２Ｏ_３粉末、平均粒径２μｍのＴｉＯ_２粉末を用意した。
次に、ターゲット組成がＣｏ−１０Ｃｒ−２０Ｐｔ−５Ｃｒ_２Ｏ_３−５ＴｉＯ_２となるように原料粉末を秤量して混合した。得られた混合粉末にさらにＺｒＯ_２粉末を０．０２ｍｏｌ％、ＷＯ_３粉末を０．０１ｍｏｌ％添加して、不活性雰囲気中、平均粒径が１μｍ以下となるまで粉砕した。
その後、この粉砕混合粉をカーボン製の型に充填し、真空雰囲気中、温度１０５０℃、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。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。
表１に示すとおり、ターゲットの相対密度は９９％であり、高密度なターゲットが得られた。また、ターゲットの組織を観察したところ、酸化物相の平均粒子サイズは１．３μｍ^２／粒子であり、微細な粒子であった。また、ターゲット中から採取したサンプルの組成分析を行ったところ、成分全量に対するＺｒ量は２００ｗｔｐｐｍ、Ｗ量は２００ｗｔｐｐｍであることを確認した。また、ターゲットをスパッタ評価したところ、パーティクル数は５個と良好であった。

（実施例１０）
金属原料粉末として、平均粒径６μｍのＣｏ粉末、平均粒径５μｍのＣｒ粉末を用意し、酸化物原料粉末として、平均粒径３μｍのＣｒ_２Ｏ_３粉末、平均粒径０．５μｍのＳｉＯ_２粉末を用意した。
次に、ターゲット組成がＣｏ−１０Ｃｒ−５Ｃｒ_２Ｏ_３−５ＳｉＯ_２となるように原料粉末を秤量して混合した。得られた混合粉末にさらにＺｒＯ_２粉末を０．２１ｍｏｌ％添加して、不活性雰囲気中、平均粒径が１μｍ以下となるまで粉砕した。
その後、この粉砕混合粉をカーボン製の型に充填し、真空雰囲気中、温度１０５０℃、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。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。
表１に示すとおり、ターゲットの相対密度は９９．４％であり、高密度なターゲットが得られた。また、ターゲットの組織を観察したところ、酸化物相の平均粒子サイズは１．５μｍ^２／粒子であり、微細な粒子であった。また、ターゲット中から採取したサンプルの組成分析を行ったところ、成分全量に対するＺｒ量は３０００ｗｔｐｐｍであることを確認した。また、ターゲットをスパッタ評価したところ、パーティクル数は８個と良好であった。

（実施例１１）
金属原料粉末として、平均粒径６μｍのＣｏ粉末、平均粒径５μｍのＣｒ粉末を用意し、酸化物原料粉末として、平均粒径３μｍのＣｒ_２Ｏ_３粉末、平均粒径０．５μｍのＳｉＯ_２粉末を用意した。
次に、ターゲット組成がＣｏ−１０Ｃｒ−５Ｃｒ_２Ｏ_３−５ＳｉＯ_２となるように原料粉末を秤量して混合した。得られた混合粉末にさらにＷＯ_３粉末を０．１ｍｏｌ％添加して、不活性雰囲気中、平均粒径が１μｍ以下となるまで粉砕した。
その後、この粉砕混合粉をカーボン製の型に充填し、真空雰囲気中、温度１０５０℃、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。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。
表１に示すとおり、ターゲットの相対密度は９９．１％であり、高密度なターゲットが得られた。また、ターゲットの組織を観察したところ、酸化物相の平均粒子サイズは１．６μｍ^２／粒子であり、微細な粒子であった。また、ターゲット中から採取したサンプルの組成分析を行ったところ、成分全量に対するＷ量は３０００ｗｔｐｐｍであることを確認した。また、ターゲットをスパッタ評価したところ、パーティクル数は８個と良好であった。
（実施例１２）
金属原料粉末として、平均粒径６μｍのＣｏ粉末、平均粒径５μｍのＣｒ粉末を用意し、酸化物原料粉末として、平均粒径３μｍのＣｒ_２Ｏ_３粉末、平均粒径２μｍのＴｉＯ_２粉末を用意した。
次に、ターゲット組成がＣｏ−１０Ｃｒ−５Ｃｒ_２Ｏ_３−２０ＴｉＯ_２となるように原料粉末を秤量して混合した。得られた混合粉末にさらにＺｒＯ_２粉末を０．７４ｍｏｌ％添加して、不活性雰囲気中、平均粒径が１μｍ以下となるまで粉砕した。
その後、この粉砕混合粉をカーボン製の型に充填し、真空雰囲気中、温度９５０℃、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。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。
表１に示すとおり、ターゲットの相対密度は９９．２％であり、高密度なターゲットが得られた。また、ターゲットの組織を観察したところ、酸化物相の平均粒子サイズは２．７μｍ^２／粒子であり、微細な粒子であった。また、ターゲット中から採取したサンプルの組成分析を行ったところ、成分全量に対するＺｒ量は１００００ｗｔｐｐｍであることを確認した。また、ターゲットをスパッタ評価したところ、パーティクル数は１２個と良好であった。

（比較例１）
金属原料粉末として、平均粒径６μｍのＣｏ粉末、平均粒径５μｍのＣｒ粉末、平均粒径９μｍのＰｔ粉末を用意し、酸化物原料粉末として、平均粒径２μｍのＴｉＯ_２粉末、平均粒径３μｍのＣｒ_２Ｏ_３粉末を用意した。
次に、ターゲット組成がＣｏ−１０Ｃｒ−２０Ｐｔ−５Ｃｒ_２Ｏ_３−５ＴｉＯ_２となるように原料粉末を秤量して混合した。ＺｒＯ_２粉末やＷＯ_３粉末は添加しなかった。
その後、この粉砕混合粉をカーボン製の型に充填し、真空雰囲気中、温度１１５０℃、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。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。
表１に示すとおり、ターゲットの相対密度は９９％であったが、ターゲットの組織を観察したところ、酸化物相の平均粒子サイズは３．６μｍ^２／粒子であり、ターゲットをスパッタ評価したところ、パーティクル数は２０個と多くなっていた。なお、ターゲット中から採取したサンプルの組成分析を行ったところ、成分全量に対するＺｒ量やＷ量はいずれも１０ｐｐｍ未満（検出限界値未満）であることを確認した。
このように、比較例１では、ＺｒＯ_２粉末やＷＯ_３粉末は添加せず、密度が低下するため焼結温度を上げたところ、酸化物相の粒子が粒成長してしまい、所望のパーティクル特性が得られなかった。

（比較例２）
金属原料粉末として、平均粒径６μｍのＣｏ粉末、平均粒径５μｍのＣｒ粉末を用意し、酸化物原料粉末として、平均粒径０．５μｍのＳｉＯ_２粉末、平均粒径３μｍのＣｒ_２Ｏ_３粉末を用意した。
次に、ターゲット組成がＣｏ−１０Ｃｒ−２０Ｐｔ−１５Ｃｒ_２Ｏ_３−５ＳｉＯ_２となるように原料粉末を秤量して混合した。得られた混合粉末にさらにＺｒＯ_２粉末を１．６５ｍｏｌ％添加して、不活性雰囲気中、平均粒径が１μｍ以下となるまで粉砕した。
その後、この粉砕混合粉をカーボン製の型に充填し、真空雰囲気中、温度１１００℃、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。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。
表１に示すとおり、ターゲットの相対密度は９５％と、密度の低下が見られた。またターゲットの組織を観察したところ、酸化物相の平均粒子サイズは４．４μｍ^２／粒子であり、ターゲットをスパッタ評価したところ、パーティクル数は５２個と多くなっていた。なお、ターゲット中から採取したサンプルの組成分析を行ったところ、成分全量に対するＺｒ量は１５０００ｗｔｐｐｍであった。
このように、比較例２では、Ｃｒ_２Ｏ_３量が多すぎるため、酸化物相の粒子の粒成長を十分に抑制できず、所望のパーティクル特性が得られなかった。
（比較例３）
金属原料粉末として、平均粒径６μｍのＣｏ粉末、平均粒径５μｍのＣｒ粉末を用意し、酸化物原料粉末として、平均粒径３μｍのＣｒ_２Ｏ_３粉末、平均粒径２μｍのＴｉＯ_２粉末を用意した。
次に、ターゲット組成がＣｏ−１０Ｃｒ−１０Ｃｒ_２Ｏ_３−２０ＴｉＯ_２となるように原料粉末を秤量して混合した。得られた混合粉末にさらにＺｒＯ_２粉末を１．１９ｍｏｌ％添加して、不活性雰囲気中、平均粒径が１μｍ以下となるまで粉砕した。
その後、この粉砕混合粉をカーボン製の型に充填し、真空雰囲気中、温度１１００℃、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。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。
表１に示すとおり、ターゲットの相対密度は９７％であった。また、ターゲットの組織を観察したところ、酸化物相の平均粒子サイズは８．２μｍ^２／粒子であり、ターゲットをスパッタ評価したところ、パーティクル数は６１個と多くなっていた。なお、ターゲット中から採取したサンプルの組成分析を行ったところ、成分全量に対するＺｒ量は１５０００ｗｔｐｐｍであった。
このように、比較例３では、酸化物量が多すぎるため、酸化物相の粒子の粒成長を十分に抑制できず、所望のパーティクル特性が得られなかった。

実施例１〜１１のいずれにおいても高密度であって、酸化物が微細に分散していることが確認された。こうした組織構造がスパッタリング時に発生するパーティクル量を抑制し、成膜時の歩留まりを向上ために非常に重要な役割を有することが分かる。

本発明は、クロム酸化物を含有する強磁性材スパッタリングターゲットにＺｒやＷを含有することにより、ターゲット密度を向上させつつ、粒成長を抑制することができる。
したがって、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パーティクルの発生を著しく低減することが可能となる。
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の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. コバルト、或いはコバルト、クロム、或いはコバルト、白金、或いはコバルト、クロム、白金からなるマトリックス相と、少なくともクロム酸化物を含む酸化物相を含有するスパッタリングターゲットであって、Ｚｒ、Ｗのうちいずれか１種以上を合計で１００ｗｔｐｐｍ以上１５０００ｗｔｐｐｍ以下含有し、相対密度が９７％以上であ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. クロム酸化物がＣｒ_２Ｏ_３換算で０．５ｍｏｌ％以上１０ｍｏｌ％以下含有す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. 酸化物相が、クロム酸化物と、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｔａのうちいずれか１種以上の金属酸化物を合計で５ｍｏｌ％以上２５ｍｏｌ％以下含有することを特徴とする請求項１又は２記載の強磁性材スパッタリングターゲット。
4. Ｚｒ、Ｗのうちいずれか１種以上を合計で１００ｗｔｐｐｍ以上３０００ｗｔｐｐｍ以下含有す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. 酸化物相の平均粒子サイズが３μｍ^２／粒子以下であ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強磁性材スパッタリングターゲット。