次に本発明の磁気記録膜用スパッタリン� ��ターゲット、およびその製造方法について� ��体的に説明する。

 <磁気記録膜用スパッタリングターゲット >
 本発明の磁気記録膜用スパッタリングター� ��ット(以下、「本発明のスパッタリングター ゲット」ともいう)は、CoおよびPtを含むマト� ��ックス相と、金属酸化物相とからなるスパ� ��タリングターゲットであって、透磁率が6~15 、相対密度が90%以上であることを特徴として いる。

 前記マトリックス相はCoおよびPtとからな り、通常、該ターゲット100モル%中、Coを1~80� �ル%、好ましくは1~75モル%、より好ましくは1~ 70モル%の量で、Ptを1~20モル%、好ましくは1~15� ��ル%、より好ましくは5~15モル%の量で含まれ� ��。なお、前記金属として、さらにCrを1~20モ� ��%、好ましくは1~15モル%、より好ましくは5~15 モル%の量で含有してもよい。

 また、前記金属酸化物相は金属元素の酸� ��物からなり、通常、該ターゲット100モル%中 、0.01~20モル%、好ましくは0.01~15モル%、より� �ましくは0.01~10モル%の量で含まれる。

 金属酸化物としては、具体的には、SiO、SiO ₂ 、TiO ₂ 、Ta ₂ O ₅ 、Al ₂ O ₃ 、MgO、CaO、Cr ₂ O ₃ 、ZrO ₂ 、B ₂ O ₃ 、Sm ₂ O ₃ 、HfO ₂ 、Gd ₂ O ₃ が挙げられ、なかでもSi、Ti、Taより選ばれる 少なくとも1種の元素の酸化物であるのが好� �しい。残部には、本発明の効果を損なわな� �範囲で他の元素を含有してもよい。例えば� �タンタル、ニオブ、銅、ネオジムなどが挙� �られる。

 なお、金属酸化物相には、上記金属酸化物� ��ほか、マトリックス相を構成する金属が大� ��中で、あるいは焼結時に酸化されることに� ��り生成された酸化物も微量に含まれる場合� ��ある。たとえば、金属としてCrを含む場合� �その一部がCr ₂ O ₃ となって金属酸化物相に存在し得る。

 前記マトリックス相に含まれるCoは磁性� �態または非磁性状態のどちらをもとり得る� �質を有するが、該金属相が均質に分散する� �とでこのCoが非磁性状態を呈しやすくなるた め、ターゲットにおける重要な物性の一つで もある透磁率を低下させることが可能となる 。本発明のスパッタリングターゲットの透磁 率は、通常6~15、好ましくは6~12、より好まし� ��は6~9である。このように低い透磁率を有す� ��ターゲットであると、漏磁束が高くなるた� ��、スパッタリング速度を向上させることが� ��き、高速成膜化が容易となる。また、ター� ��ット自体の寿命を伸ばし、ターゲット1枚あ たりの量産性を向上させることもできる。

 本発明のスパッタリングターゲットの相� ��密度は、焼結後の該スパッタリングターゲ� ��トについてアルキメデス法に基づき測定し� ��値であり、通常90%以上、好ましくは95%以上� ��より好ましくは97%以上であり、上限値につ� ��ては特に限定されないが、通常100%以下であ る。上記相対密度の値を有するターゲット、 いわゆる高密度のターゲットとすることによ り、該ターゲットをスパッタリングした際に おける熱衝撃や温度差などに起因するターゲ ットの割れを防止するとともに、ターゲット 厚を無駄なく有効に活用することができる。 また、パーティクルおよびアーキングの発生 を有効に低減することもできるとともに、ス パッタリング速度を向上させる効果をもたら す。したがって、連続生産における欠損を抑 制し、ターゲット単位面積あたりの成膜数を 向上させ、かつ高速成膜化を実現することが 可能となる。

 なお、アルキメデス法とは、ターゲット焼� ��体の空中重量を、体積(=ターゲット焼結体� �水中重量/計測温度における水比重)で除し、 下記式で表される理論密度ρ(g/cm ³ )に対する百分率で定義される相対密度(%)を� �める方法である;

 (式(X)中、C1~Ciはそれぞれターゲット焼結体� ��構成物質の含有量(重量%)を示し、ρ~ρiはC1~C iに対応する各構成物質の密度(g/cm ³ )を示す。)。

 また、このような高密度のスパッタリン� ��ターゲットは、成膜された膜の抵抗率を低� ��させることができるので、本発明のスパッ� ��リングターゲットをスパッタリングするこ� ��により、安定した膜特性を有する磁気記録� ��を形成することが可能となる。

 このような成分からなるスパッタリング� ��ーゲットにおいては、マトリックス相およ� ��金属酸化物相の双方ともに粒子を形成して� ��る。たとえば図1に示されるように、ターゲ ット表面を走査型分析電子顕微鏡(SEM)で観察� ��ると、上記金属酸化物相からなる粒子は黒� ��で表示され、それ以外の粒子がマトリック� ��相である。本発明のスパッタリングターゲ� ��トはこれらマトリックス相および金属酸化� ��相が形成する粒子の平均粒径が、通常0.05~7. 0μm未満、好ましくは0.05~6.0μm、より好ましく は0.5~6.0μmである。なお、平均粒径とは、ス� �ッタリングターゲットの切断面を走査型分� �電子顕微鏡(SEM)で観察し、SEM像1000倍視野に� �角線を引き、この線上に存在するマトリッ� �ス相および金属酸化物相が形成する粒子そ� �ぞれについて最大粒径および最小粒径を測� �し、これらを平均した値を意味する。

 また、マトリックス相が形成する粒子の� ��均粒径は、金属酸化物相が形成する粒子の� ��均粒径よりも常に大きい値を示す。

 マトリックス相および金属酸化物相が形� ��する微細な粒子の平均粒径が上記範囲内で� ��り、かつマトリックス相が形成する粒子の� ��均粒径が、前記金属酸化物相が形成する粒� ��の平均粒径よりも大きい値を示した状態で� ��ると、これらの粒子が充分に分散され、か� ��該粒子の粒成長が効果的に低減された状態� ��すなわちマトリックス相と金属酸化物相と� ��均質に分散している状態を維持することが� ��き、該ターゲットをスパッタリングして成� ��する際、特に固溶した金属酸化物相が塊状� ��なって膜に付着することにより生じるパー� ��ィクルを有効に低減することができるとと� ��に、アーキングの発生をも抑制することが� ��きる。また、得られる膜の均質性および緻� ��性も向上させることができる。

 本発明の磁気記録膜用スパッタリングタ� ��ゲットは、X線回折分析において、式(I)で表 されるX線回折ピーク強度比が通常0.7~1.0、好� ��しくは0.8~1.0である。

 なお、本明細書においてCo-fcc[002]面のX線� ��折ピークとは、X線源にCuを用いた場合に、2 θ=51°付近に現れるピークを意味する。また� �Co-hcp[103]面のX線回折ピークとは、X線源にCu� �用いた場合に、2θ=82°付近に現れるピークを 意味する。さらに、X線回折ピーク強度とは� �単純にこれらピーク高さと半値幅を乗じた� �(ピーク高さ×半値幅)を意味する。

 本発明のようなCoおよびPtを含むマトリッ クス相に存在する結晶は、fcc構造(立方最密� �填構造)、またはhcp構造(六方最密充填構造)� �形成するが、これらの結晶構造は互いに相� �移し得る。マトリックス相に存在する結晶� �fcc構造を形成している場合には、2θ=51°付近 にCo-fcc[002]面のX線回折ピークが発現し、同結 晶がhcp構造を形成している場合には、2θ=82°� ��近にCo-hcp[103]面のX線回折ピークが発現する� ��したがって、式(I)で表されるX線回折ピーク 強度比の値が上記範囲内であると、マトリッ クス相においてhcp構造よりもfcc構造が多く形 成されていることとなる。このように、本発 明のスパッタリングターゲットのマトリック ス相において、fcc構造を形成する結晶が多く 存在することが、得られるターゲットの透磁 率を低下させる一因になっているものと推定 される。

 本発明のスパッタリングターゲットの焼� ��温度は、後述するように該ターゲットの組� ��にも影響され得るが、通常800~1050℃、好ま� �くは900~1050℃、より好ましくは950~1050℃であ� ��。焼結温度が上記範囲内であると、比較的� ��温で焼結できるとともに、得られるターゲ� ��トの密度が必要以上に低下するおそれがな� ��。このような低温で焼結することで、上記� ��トリックス相および金属酸化物が形成する� ��細な粒子の粒成長を有効に抑制したスパッ� ��リングターゲットを得ることが可能となる� ��

 さらに、上記焼結温度で焼結したターゲ� ��トは、通常300~1000℃/hr、好ましくは500~1000℃ /hr、より好ましくは700~1000℃/hrの速度で、上� ��焼結温度から200℃まで降温するのが望まし� ��。降温速度が上記範囲内であると、急激に� ��温することが可能となり、上記マトリック� ��相および金属酸化物が形成する微細な粒子� ��粒成長を有効に抑制することができる。

 こうしたCoおよびPtを含むマトリックス相 に存在する結晶が形成するfcc構造は、同結晶 が形成するhcp構造よりも高温域で安定に存在 し得るが、上記のように急激に降温すること で、一度fcc構造を形成した結晶を封じ込め、 hcp構造へ相転移するのを抑制し、fcc構造を有 する結晶粒子を有効に保持することができる ものと推定される。このため、本発明のスパ ッタリングターゲットのマトリックス相に存 在する結晶の多くがfcc構造を有し、上述のよ うなX線回折ピーク強度比を示すものと考え� �れる。

 焼結方法としては、上記焼結温度条件、� ��温速度条件を充足する焼結方法であれば特� ��制限されないが、通電焼結法が好ましい。� ��の方法であると、低温焼結が可能であると� ��もに高速降温の制御が容易である。

 通電焼結法とは、加圧加電下において大� ��流を印加することにより焼結をする方法で� ��り、放電プラズマ焼結法、放電焼結法、ま� ��はプラズマ活性化焼結法をも含むものであ� ��。この方法は、原料粉末の間隙に生じる放� ��現象を利用して、放電プラズマ等による粒� ��表面における活性化作用および電場により� ��じる電解拡散効果やジュール熱による熱拡� ��効果、加圧による塑性変形圧力などが焼結� ��駆動力となって焼結が促進される。該方法� ��用いると、上記焼結温度程度の低温度域で� ��っても成形体を充分に焼結することができ� ��また高速降温を容易に実現することができ� ��。

 <磁気記録膜>
 本発明のスパッタリングターゲットは、磁� ��記録膜、特に垂直磁化膜の形成に好適に用� ��られる。垂直磁化膜とは、その磁化容易軸� ��非磁性基板に対して主に垂直方向に向け、� ��録密度の向上を図る垂直磁気記録方式によ� ��記録膜である。本発明のスパッタリングタ� ��ゲットをスパッタリングすることにより、� ��品質な磁気記録膜を高速成膜することが可� ��となる。

 成膜の際に採用されるスパッタリング方� ��としては、通常、DCマグネトロンスパッタ� �ング方式またはRFマグネトロンスパッタリン グ方式が好適である。膜厚は特に限定される ものではないが、通常5~100nmであり、5~20nmが� �適である。

 こうして得られる磁気記録膜は、Coおよ� �Ptを、目標とする組成比の約95%以上の組成比 で含有することが可能である。また、該磁気 記録膜は、マトリックス相が形成する粒子の 平均粒径が、前記金属酸化物相が形成する粒 子の平均粒径よりも大きいという関係を保持 しつつ、マトリックス相および金属酸化物相 が形成する粒子の大きさを低減した本発明の スパッタリングターゲットから得られること から、均質性および緻密性が高い。さらに、 この磁気記録膜は保磁力だけでなく、垂直磁 気異方性および垂直抗磁力のような磁気特性 にも優れることから、特に垂直磁化膜として 好適に用いることができる。

 <磁気記録膜用スパッタリングターゲット の製造方法>
 本発明の磁気記録膜用スパッタリングター� ��ットの製造方法は、CoおよびPtを含むマトリ ックス相と、金属酸化物相とからなり、透磁 率が6~15、相対密度が90%以上である磁気記録� �用スパッタリングターゲットの製造方法で� �って、CoおよびPtを含む金属と、金属酸化物� ��からなる粉末を成形し、次いで焼結温度800~ 1050℃で焼結した後、300~1000℃/hrの速度で降温 する工程を含むことを特徴としている。

 本発明のスパッタリングターゲットを得� ��には、CoおよびPtを含む金属と、金属酸化物 とからなる粉末を用いる。該粉末は、以下の 方法により、粉末(A)から得られる粉末(B)を用 いる。

 粉末(A)は、Coと金属酸化物とをメカニカ� �アロイングすることにより得る。金属とし� �Crを含有させる場合には、まずCoとCrとの合� �をアトマイズするのが好ましい。この場合� �原料として用いる合金は、Cr濃度が、通常5~9 5原子%、好ましくは10~70原子%である。この合� ��をアトマイズすることにより、粉末を得る� ��

 アトマイズ法としては、特に限定されず、� ��アトマイズ法、ガスアトマイズ法、真空ア� ��マイズ法、遠心アトマイズ法等のいずれで� ��ってもよいが、ガスアトマイズ法が好まし� ��。出湯温度は、通常1420~1800℃、好ましくは1 420~1600℃である。ガスアトマイズ法を用いる� ��合、通常N ₂ ガスまたはArガスを噴射するが、Arガスを噴� �すると、酸化を抑制することができるとと� �に球状の粉末が得られるので好ましい。上� �合金をアトマイズすることで、平均粒径が10 ~600μm、好ましくは10~200μm、より好ましくは10 ~80μmのアトマイズ粉が得られる。

 そして、Coを含む金属またはCoとCrとの合金� ��あるいはこれらのアトマイズ粉と金属酸化� ��とをメカニカルアロイングして粉末(A)を得� ��。用いる金属酸化物は金属元素の酸化物か� ��なり、具体的には、SiO、SiO ₂ 、TiO ₂ 、Ta ₂ O ₅ 、Al ₂ O ₃ 、MgO、CaO、Cr ₂ O ₃ 、ZrO ₂ 、B ₂ O ₃ 、Sm ₂ O ₃ 、HfO ₂ 、Gd ₂ O ₃ が挙げられ、なかでもSi、Ti、Taより選ばれる 少なくとも1種の元素の酸化物であるのが好� �しい。残部には、本発明の効果を損なわな� �範囲で他の元素を含有してもよい。例えば� �タンタル、ニオブ、銅、ネオジムなどが挙� �られる。メカニカルアロイングは、通常ボ� �ルミルにて行う。

 この粉末(A)の粉砕率は、通常30~95%、好ま� ��くは50~95%、より好ましくは80~90%である。粉� ��率が上記範囲であると、粉末(A)を充分に微� ��化してターゲット内におけるマトリックス� ��と金属酸化物相とを均質に分散させること� ��できるとともに、粉砕率の上昇に伴い増加� ��る傾向にあるジルコニウムまたは炭素など� ��不純物の混入を適度に抑制することができ� ��。

 さらに、金属としてCrを含有させる場合� �上記のような粉末(A)を得る代わりに、Cr含有 粉末を直接用いて、次工程以降の処理を行っ てもよい。また、該Cr含有粉末は、CoとCrのほ か、金属酸化物等を含有しているのが好まし い。

 次に、前記粉末(A)とPtとを混合し、粉末(B )を得る。Ptは、単体粉末を用いるのが好まし い。混合方法は、特に限定されないが、ブレ ンダーミル混合が好適である。

 なお、次工程である焼結工程に移行する� ��に粉末(B)を整粒してもよい。整粒には、振� ��ふるいを用いる。整粒することにより、粉� ��(B)の均質性をさらに高めることができる。

 得られた粉末(B)を焼結することにより、� ��発明のスパッタリングターゲットを得る。� ��結温度は、通常800~1050℃、好ましくは900~1050 ℃、より好ましくは950~1050℃である。焼結時� ��圧力は、通常10~100MPa、好ましくは20~80MPa、� �り好ましくは30~60MPaである。焼結雰囲気は、 通常、非酸素雰囲気であるのが望ましく、な かでもAr雰囲気であるのが好ましい。

 焼結開始時から最高焼結温度に到達する� ��では、通常250~6000℃/h、好ましくは1000~6000℃ /hの速度で、通常10min~4hかけて昇温する。

 最高焼結温度保持時間(焼結時間)は、通� �3min~5h程度である。最高焼結温度保持時間が� ��記範囲内であると、マトリックス相および� ��属酸化物が形成する微細な粒子の粒成長を� ��効に抑制することができるとともに、得ら� ��るターゲットの相対密度を向上させること� ��できる。

 さらに、上記焼結温度から200~400℃まで、 通常300~1000℃/hr、好ましくは500~1000℃/hr、よ� �好ましくは700~1000℃/hrの速度で、通常1~3hか� �て降温する。

 本発明のスパッタリングターゲットの製� ��方法は、焼結温度を上記範囲内とし、かつ� ��温速度を上記範囲内とすること、すなわち� ��較的低温下で焼結し、かつ高速で降温する� ��とに特徴を有している。そのため、マトリ� ��クス相および金属酸化物相が形成する粒子� ��粒成長を有効に抑制することができるとと� ��に、マトリックス相に存在する結晶が形成� ��るfcc構造を有効に保持することができるの� ��、得られるターゲットの品質を向上させる� ��とが可能となる。したがって、本発明の製� ��方法によれば、透磁率が6~15、相対密度が90% 以上のスパッタリングターゲットを容易に得 ることができる。

 特に、好適な焼結温度および最高焼結温度� ��持時間は、ターゲットの組成により変動し� ��る。具体的には、たとえば、スパッタリン� ��ターゲットの組成がCo66モル%、Pt15モル%、Cr1 0モル%、TiO ₂ 9モル%からなる場合、焼結温度は800~950℃程度 、最高焼結温度保持時間(焼結時間)は3min~5hで あるのが好ましい。

 また、スパッタリングターゲットの組成がC o68モル%、Pt12モル%、Cr8モル%、SiO ₂ 12モル%からなる場合、焼結温度は900~1050℃程� ��、最高焼結温度保持時間(焼結時間)は5min~2h� ��あるのが好ましい。

 さらに、スパッタリングターゲットの組成� ��Co64モル%、Pt16モル%、Cr16モル%、Ta ₂ O ₅ 5モル%からなる場合、焼結温度は980~1050℃程� �、最高焼結温度保持時間(焼結時間)は5min~2h� �あるのが好ましい。

 上記のような焼結条件を充足すれば、用� ��る焼結方法に特に制限はないが、通電焼結� ��によるのが好ましい。たとえば、この通電� ��結法を用いた場合、所定の形状の治具に原� ��粉末を充填した後、焼結温度800~1050℃の場� �、圧力20~50Pa、焼結時間3min~5hの条件を採用す ることができる。したがって、従来多く採用 されているホットプレス(HP)法を用いて低温� �で焼結すると、マトリックス相および金属� �化物相が形成する粒子の粒成長はある程度� �制できるものの、高密度のターゲットが得� �れにくい傾向にあるが、通電焼結法を用い� �ば、種々の焼結温度条件を制御しやすいた� �、低温域で焼結しても上記粒子の粒成長が� �制されるとともに、高密度化されたターゲ� �トが容易に得られる。