(57)【要約】【課題】本発明の主要な目的は、簡易な溶解鋳造法により製造する漏洩磁束の高いコバルト鉄合金スパッタリングターゲット材を提供することである。【解決手段】本発明のコバルト鉄合金スパッタリングターゲット材は溶解鋳造法によって製造され、コバルト、鉄、及び添加金属からなるものにおいて、このコバルト鉄合金スパッタリングターゲット材においてコバルトは増加された漏洩磁束（ＰＴＦ）の含有量があり、添加金属は８〜２０ａｔ％であり、この添加金属はタンタラム、ジルコニウム、ニオビウム、ハフニウム、アルミニウム、及びクロミウムの金属の少なくとも１つを含む。【選択図】図２
2010280964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コバルト鉄合金スパッタリングターゲット材であって、
当該コバルト鉄合金スパッタリングターゲット材は溶解鋳造法によって製造され、コバルト、鉄、及び添加金属からなるものにおいて、このコバルト鉄合金スパッタリングターゲット材においてコバルトは増加された漏洩磁束（ＰＴＦ）の含有量があり、添加金属は８〜２０ａｔ％であり、この添加金属はタンタラム（Ｔａ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオビウム（Ｎｂ）、ハフニウム（Ｈｆ）、アルミニウム（Ａｌ）、及びクロミウム（Ｃｒ）の金属の少なくとも１つを含むことを特徴とするコバルト鉄合金スパッタリングターゲット材。
【請求項２】
上記増加されたＰＴＦの含有量は、コバルトが１０ａｔ％〜３５ａｔ％で、鉄が４５ａｔ％〜８２ａｔ％であることを特徴とする請求項１記コバルト鉄合金スパッタリングターゲット材。
【請求項３】
上記増加されたＰＴＦの含有量は、コバルトが６０ａｔ％〜７０ａｔ％で、鉄が１０ａｔ％〜３２ａｔ％であることを特徴とする請求項１記コバルト鉄合金スパッタリングターゲット材。
【請求項４】
当該コバルト鉄合金スパッタリングターゲット材の厚さは１５ｍｍ以下で、ＰＴＦは１５％以上であることを特徴とする請求項１ないし３に記載のコバルト鉄合金スパッタリングターゲット材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、簡易な溶解鋳造法により製造するコバルト鉄合金スパッタリングターゲット材、より詳しく漏洩磁束（Ｐａｓｓ−Ｔｈｒｏｕｇｈ−Ｆｌｕｘ：以下、ＰＴＦと記す）の高いコバルト鉄合金スパッタリングターゲット材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
記録密度の高い媒体は、大量のデータや情報を利便性良く保存するものとして使われている。近年、このような記録密度の高い媒体の利用・依存が増やしている結果、超高記録密度を得られる記録密度の高い媒体の需要も増大している。従来の記録媒体には、密度向上の制限のある長手磁気記録（ＬＭＲ）が用いられている。そのため、垂直磁気記録（ＰＭＲ）の技術が開発されてきた。垂直磁気記録の構造には、記録層および軟磁性層が含まれている。軟磁性層の影響により、書き込み効率が向上し、消磁効果が抑制され、かつ記録層の熱安定性も向上される。
【０００３】
軟磁性層の特性を向上させるように、この軟磁性層は、鉄・コバルト・ほう素（Ｆｅ‐Ｃｏ‐Ｂ）、コバルト・ジルコニウム・ニオビウム（Ｃｏ‐Ｚｒ‐Ｎｂ）、又はコバルト・鉄・ジルコニウム（Ｃｏ‐Ｆｅ‐Ｚｒ）のいずれかの非晶質軟磁性合金から構成する。Ｃｏ‐Ｆｅ基合金はこの産業において重要な存在である。
【０００４】
一般的なスパッタリング法としては、直流スパッタリング、高周波（ＲＦ）スパッタリング、および三極スパッタリング等が挙げられるが、これらの方法では、放出する際に電離密度の低い気体状分子が発生されるため、スパッタリング収率が低い。従って、マグネトロンスパッタリングは、高機能の磁性膜を付着させる主要な方法である。このマグネトロンスパッタリングの技術では、磁場を追加して電子が磁力線の螺旋経路に沿って移動することが可能にして、これにより気体状分子に衝突する電子の量が増えて、その結果として電離密度およびスパッタリング収率を増加する。さらにマグネトロンスパッタリングは、低圧下で実施でき、品質が向上された薄膜を得られる。その上、磁場は電子が被堆積基板から外れるように誘起するため、マグネトロンスパッタリングは高温に耐えられない基板に対して使用し得る。
【０００５】
しかしながら、マグネトロンスパッタリングにおいて、強磁性スパッタリングターゲット材を使用すれば、強磁性スパッタリングターゲット材の遮蔽効果の影響でマグネトロンスパッタリングは正常に機能できない。さらに、このような強磁性スパッタリングターゲット材を利用する際に、磁束を集束することによって、スパッタリングターゲット材の表面に凹部が形成されて、強磁性スパッタリングターゲット材の使用性を破壊してしまう。このような問題点は（ＰＴＦ）に関しており、ＰＴＦを増加することは問題点解決の一案である。
【０００６】
本発明において、ＰＴＦとは、伝達した磁場と印加した磁場との比率ということである。ＰＴＦの測定方法は、ＡＳＴＭ Ｆ１７６１−００（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｐａｓｓ Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｆｌｕｘ ｏｆ Ｃｉｒｃｕｌａｒ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ Ｔａｒｇｅｔｓ）に基づいて行う。１００％のＰＴＦ値は非磁性材料を示し、一般的にＰＴＦは最大透磁率と逆相関がある。
【０００７】
従来においては、真空誘導溶解（ＶＩＭ）を使用することにより厚さが３〜７ｍｍ、ＰＴＦ１５％以下の軟磁性スパッタリングターゲット材を製造する。
【０００８】
米国特許出願公開第２００３／０２２８２３８号には、異なるＰＴＦを持つ複数の粉末を混合して、粉末冶金法によりこの粉末を一体化して、巨視的磁性ターゲット材を製造することが記載されている。高いＰＴＦの材料によってターゲットを通る磁場用の高いＰＴＦの磁束経路を得られる。
【０００９】
米国特許出願公開第２００８／００８３６１６号には、ＨＣＰ‐Ｃｏからなる相、およびＦｅを主成分とする合金相があると、ＰＴＦを向上したＣｏ‐Ｆｅ基の軟磁性スパッタリングターゲット材を得られることが記載されている。しかしこの場合でもターゲットは粉末冶金法によって製造されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
粉末冶金法と溶解鋳造法とを比較すると、粉末冶金法の方が複雑で、所要コストが高く、且つスパッタリングターゲット材を大量生産で製造することが困難である。そのため、粉末冶金法を広い範囲で実施できない。一方、溶解鋳造法は簡易で、所要コストが低く、且つスパッタリングターゲット材を様々な形状、大きさに製造できる。更に、溶解鋳造法ではスパッタリングターゲット材の大量を同時連続に製造するので、この溶解鋳造法は広くに活用できる。
【００１１】
本発明は、上記従来の問題点を解消するために、コバルト鉄合金スパッタリングターゲット材を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の主な目的は、簡易な溶解鋳造法によって製造された多くのＰＴＦを含むコバルト鉄合金スパッタリングターゲットを提供することにある。
【００１３】
この目的のため、本発明のコバルト鉄合金スパッタリングターゲット材は溶解鋳造法によって製造されコバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、及び添加金属からなるものにおいて、このコバルト鉄合金スパッタリングターゲット材においてコバルトは増加した漏洩磁束の特性があり、添加金属は８〜２０ａｔ％であり、この添加金属はタンタラム（Ｔａ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオビウム（Ｎｂ）、ハフニウム（Ｈｆ）、アルミニウム（Ａｌ）、及びクロミウム（Ｃｒ）の金属の少なくとも１つを含む。このコバルト鉄合金スパッタリングターゲット材は増加されたＰＴＦを有する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】準動的後方散乱電子（ＢＳＥ）顕微鏡法で分析した従来のターゲット材の画像。
【図２】ＢＳＥ顕微鏡法で分析した本発明のターゲットの画像。
【図３】磁性スパッタリングターゲット材においてのコバルトの含有量と浸透性との関係を示す図表。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明のコバルト鉄合金スパッタリングターゲット材は溶解鋳造法によって製造されコバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、及び添加金属からなるものにおいて、このコバルト鉄合金スパッタリングターゲット材においてコバルトは増加した漏洩磁束の特性があり、添加金属は８〜２０ａｔ％であり、この添加金属はタンタラム（Ｔａ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオビウム（Ｎｂ）、ハフニウム（Ｈｆ）、アルミニウム（Ａｌ）、及びクロミウム（Ｃｒ）の金属の少なくとも１つを含む。
【００１６】
一態様では、コバルトの増加したＰＴＦの含有量は１０〜３５ａｔ％で、鉄の増加したＰＴＦの含有量は４５〜８２ａｔ％である。
【００１７】
別の態様では、コバルトの増加したＰＴＦの含有量は６０〜７０ａｔ％で、鉄の増加したＰＴＦの含有量は１０〜３２ａｔ％である。
【００１８】
このコバルト鉄合金スパッタリングターゲット材の厚さは１５ｍｍ以下で、ＰＴＦは１５％以上である。
【００１９】
当業者に知られているとおり、タンタラム、ジルコニウム、ニオビウム、ハフニウム、アルミニウム、やクロミウムなどの添加金属の特定量、又はその合金を有するＣｏ‐Ｆｅ基合金スパッタリングターゲット材は、従来技術より向上した軟磁性層の特性を提供できる。図１に示すように、溶解鋳造されて、高温高圧処理を受ける従来のＣｏ‐Ｆｅ基合金スパッタリングターゲット材において、その添加金属が主相とする第一次結晶相中で析出されるため、ＰＴＦが減少する。図２に示すように、本発明のＣｏ‐Ｆｅ基合金スパッタリングターゲット材は、本発明の熱処理や冷却工程を含む方法で製造されて、添加金属がマトリックス相中で再び溶けるため、ＰＴＦは増加する。
【００２０】
図３に示すように、本発明のコバルト鉄合金スパッタリングターゲット材は、最低可能浸透性（即ち最高のＰＴＦ）を有すると共に、コバルトの含有率が１０〜３５ａｔ％、或いは６０〜７０ａｔ％である。
【実施例】
【００２１】
コバルト、鉄、およびタンタラム、ジルコニウム、ニオビウム、ハフニウム、アルミニウム、やクロミウムなどの添加金属を表１に示すそれぞれの実施例に対応する特定の割合に応じて混合した後、この混合物を溶解鋳造することによって鋳塊を得た。鋳塊においての縮小を無くすように、この鋳塊には熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）処理が行われた。この鋳塊を熱処理により９００°Ｃに加熱した後、室温に空冷することによってコバルト鉄合金スパッタリングターゲット材を得た。次に、この鉄合金スパッタリングターゲット材をＡＳＴＭ Ｆ１７６１−００の規格に基づいて試験した。これらの試験結果が下記の表１に記載されている。
【００２２】
【表１】
2010280964.tif 000003
【００２３】
上記の表１に記載するように、本発明の熱処理はＰＴＦを高めることに必要である。更に、コバルトの含有量が本発明の範囲から外された（比較例１を参照）場合、又は添加金属の含有量が本発明の範囲から外された（比較例２を参照）場合には、コバルト鉄合金スパッタリングターゲット材を加熱して１５ｍｍ以下の厚さを保持するにも関わらず、コバルト鉄合金スパッタリングターゲット材のＰＴＦを１５％以上に高めることが不可能である。従って、本発明のコバルト鉄合金スパッタリングターゲット材は、従来の粉末冶金法に勝っている。
【図３】
2010280964.tif 000004
【図１】
2010280964.tif 000005
【図２】
2010280964.tif 000006