(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａｌ−Ｍ合金（ただしＭは、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＣｕおよびＺｎのうちの１種以上である）から形成されており、
鏡面加工をして走査型電子顕微鏡観察を行ったとき、平均粒径０．０１〜２μm の前記Ｍリッチの微細粒を含有するグレインをもち、
このグレイン周囲にバウンダリー層を有し、このバウンダリー層中にＭリッチの第２の微細粒を有するＡｌ合金スパッタ用ターゲット。
【請求項２】
前記Ｍの含有量が１〜４０wt％である請求項１のＡｌ合金スパッタ用ターゲット。
【請求項３】
前記ＭがＮｉであり、Ｎｉ含有量２〜４０wt％のＡｌ−Ｎｉ合金から形成されている請求項１または２のＡｌ合金スパッタ用ターゲット。
【請求項４】
前記グレインの平均径が１μm 〜１mmである請求項１〜３のいずれかのＡｌ合金スパッタ用ターゲット。
【請求項５】
前記微細粒が、前記グレイン中に面積比で５〜８０％存在する請求項１〜４のいずれかのＡｌ合金スパッタ用ターゲット。
【請求項６】
前記第２の微細粒の平均粒径が０．１〜１０μm である請求項１〜５のいずれかのＡｌ合金スパッタ用ターゲット。
【請求項７】
前記第２の微細粒が、前記バウンダリー層中に面積比で５〜８０％存在する請求項１〜６のいずれかのＡｌ合金スパッタ用ターゲット。
【請求項８】
Ａｌ−Ｍ合金の粉末を加圧成形した請求項１〜７のいずれかのＡｌ合金スパッタ用ターゲット。
【請求項９】
光記録媒体の反射膜の成膜に用いる請求項１〜８のいずれかのＡｌ合金スパッタ用ターゲット。
【請求項１０】
Ａｌ−Ｍ合金（ただしＭは、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＣｕおよびＺｎのうちの１種以上である）を溶融して高速急冷法により粉末とし、得られたＡｌ−Ｍ合金の粉末を、４００〜６５０℃の温度まで加熱しながら加圧成形するＡｌ合金スパッタ用ターゲットの製造方法。
【請求項１１】
前記高速急冷法により得られた微細粉末に、さらにＭリッチの微細粒を添加して加圧成形する請求項１０のＡｌ合金スパッタ用ターゲットの製造方法。
【請求項１２】
前記Ａｌ−Ｍ合金の粉末中にＭリッチの微細粒が存在する請求項１０または１１のＡｌ合金スパッタ用ターゲットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、金属薄膜の製造に用いるＡｌ合金スパッタ用ターゲットおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種光記録媒体が実用化されているが、そのうち、光磁気記録媒体は情報容量が大きい点で有望視され、近年その開発進歩が著しい。光磁気記録媒体は、透明基板上に、誘電体層を介して記録層磁性膜を設けて構成されている。そして、最近では、記録層上に第２の誘電体層を設け、記録層を一対の誘電体層で挟持するとともに、その最上層に金属反射層を設け、再生信号の出力を高めている。
【０００３】
このような金属反射層としては、光反射率やコストの点でＡｌないしＡｌ合金が有望とされている。そのうちでも特公平５−２４５７１号公報によれば、特にＡｌ−Ｎｉ合金が、Ａｌ単独の反射層で発生する白濁を防止するためにすぐれているとされている。そして、特開昭６１−１９４６６４号公報では、Ａｌ−Ｎｉ合金のうち、Ｎｉを２〜１０at％含むものが記録感度や再生のＣ／Ｎの点ですぐれているとされている。このような金属反射層の成膜には、一般に製造の容易さ等の理由でスパッタ法が用いられている。
【０００４】
このような金属反射層では、その熱伝導率を低下させることで記録感度をさらに高めることができる。そこで、Ａｌ合金の熱伝導率を低下させるためには、Ｎｉ含有量を増加させたスパッタ用ターゲットを用い、熱伝導率を低下させた金属反射層を成膜することが望ましい。
【０００５】
しかし、例えばＮｉ含有量を増加させたＡｌ−Ｎｉ合金スパッタ用ターゲットは、従来法である押出し成形法により製造した場合、膜質が均一とならず、Ｎｉリッチ相がターゲット面上で偏析してしまう。そして、このようなＡｌ−Ｎｉ合金スパッタ用ターゲットを用いて成膜した金属反射層中のＮｉの含有量分布が不均一になりやすく、金属反射層としての特性のバラツキ等が生じ、所望の特性が得られない。
【０００６】
このようなＡｌ−Ｎｉ合金の他、Ａｌと、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、ＣｕおよびＺｎ等とその合金をターゲットとするときも同様の現象が生じる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、例えば光磁気記録媒体等の金属反射層などの成膜に用いたとき、膜中の合金組成が均一で、金属反射層等の特性のバラツキが少なく、さらに合金構成成分の含有率を高くすることが可能で、金属反射層等の熱伝導率を低下させることができ、例えばより一層高い記録感度をもつ光磁気記録媒体等の光記録媒体が得られる、Ａｌ合金スパッタ用ターゲットとその製造方法とを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような目的は下記（１）〜（１２）の本発明により達成される。
（１）  Ａｌ−Ｍ合金（ただしＭは、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＣｕおよびＺｎのうちの１種以上である）から形成されており、
鏡面加工をして走査型電子顕微鏡観察を行ったとき、平均粒径０．０１〜２μm の前記Ｍリッチの微細粒を含有するグレインをもち、
このグレイン周囲にバウンダリー層を有し、このバウンダリー層中にＭリッチの第２の微細粒を有するＡｌ合金スパッタ用ターゲット。
（２）  前記Ｍの含有量が１〜４０wt％である上記（１）のＡｌ合金スパッタ用ターゲット。
（３）  前記ＭがＮｉであり、Ｎｉ含有量２〜４０wt％のＡｌ−Ｎｉ合金から形成されている上記（１）または（２）のＡｌ合金スパッタ用ターゲット。
（４）  前記グレインの平均径が１μm 〜１mmである上記（１）〜（３）のいずれかのＡｌ合金スパッタ用ターゲット。
（５）  前記微細粒が、前記グレイン中に面積比で５〜８０％存在する上記（１）〜（４）のいずれかのＡｌ合金スパッタ用ターゲット。
（６）  前記第２の微細粒の平均粒径が０．１〜１０μm である上記（１）〜（５）のいずれかのＡｌ合金スパッタ用ターゲット。
（７）  前記第２の微細粒が、前記バウンダリー層中に面積比で５〜８０％存在する上記（１）〜（６）のいずれかのＡｌ合金スパッタ用ターゲット。
（８）  Ａｌ−Ｍ合金の粉末を加圧成形した上記（１）〜（７）のいずれかのＡｌ合金スパッタ用ターゲット。
（９）  光記録媒体の反射膜の成膜に用いる上記（１）〜（８）のいずれかのＡｌ合金スパッタ用ターゲット。
（１０）  Ａｌ−Ｍ合金（ただしＭは、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＣｕおよびＺｎのうちの１種以上である）を溶融して高速急冷法により粉末とし、得られたＡｌ−Ｍ合金の粉末を、４００〜６５０℃の温度まで加熱しながら加圧成形するＡｌ合金スパッタ用ターゲットの製造方法。
（１１）  前記高速急冷法により得られた微細粉末に、さらにＭリッチの微細粒を添加して加圧成形する上記（１０）のＡｌ合金スパッタ用ターゲットの製造方法。
（１２）  前記Ａｌ−Ｍ合金の粉末中にＭリッチの微細粒が存在する上記（１０）または（１１）のＡｌ合金スパッタ用ターゲットの製造方法。
【０００９】
【作用および効果】
本発明のスパッタ用ターゲットは、Ａｌ−Ｍ合金（ただしＭは、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＣｕおよびＺｎのうちの１種以上である）である。そして、好ましくはＡｌ−Ｍ合金を溶融して高速急冷法により粉末とし、得られた粉末を、好ましくはＡｌの融点未満の温度で加圧成形して得られるもので、平均粒径５μm 以下のＭリッチの微細粒を含有するグレインをもつ。この場合、微細粒は全体のＭ含有量よりもＭ過剰の金属間化合物を主体とし、全体のＭの含有量は、好ましくは１〜４０wt％である。このターゲットは、従来の押出し成形法により製造したＡｌ−Ｍ合金スパッタ用ターゲットと比較して、Ｍの組成が均質である。すなわち、例えばＭとしてＮｉを用いたとき、直径５インチ（約１２７mm）のＡｌ−Ｎｉ合金スパッタ用ターゲットのスパッタ面を、縦および横方向にそれぞれ直径の１／６の長さで等間隔に区切り、得られた３２区画のＮｉの平均含有量を測定すると、押出し成形法によるターゲットでは、Ｎｉリッチ相の微細粒は比較的均一に分布しているが、一軸方向に配向するので区画ごとのＮｉの平均含有量が変化しており、区画ごとの平均含有量のバラツキは全体としてのＮｉ含有量増加させると著しくバラツいてしまう。すなわち、押出し成形法では、Ｎｉ含有量を例えば６wt％超とすると、押出し方向に縞状にＮｉリッチ相が偏析・偏在し、前記の区画ごとの平均含有量が同一のターゲットを製造することはできない。一方、本発明のＡｌ−Ｎｉ合金スパッタ用ターゲットでは、Ｎｉリッチの微細粒はグレイン内部、あるいはこれに加えグレイン近傍のバウンダリー層に偏在してはいるが、前記の区画内のＮｉの平均含有量は、Ｎｉ含有量が多くても区画間でほぼ同一である。
【００１０】
すなわち、本発明によれば、より一層高いＭ含有量とするときにも、Ｍ量が均質なＡｌ−Ｍ合金スパッタ用ターゲットを製造することができる。従って、本発明のＡｌ−Ｍ合金スパッタ用ターゲットを用いることで、Ｍ含有率を多くして、熱伝導率が低く、より一層高い記録感度をもつ光磁気記録媒体用等の金属反射層等の成膜が可能となる。
【００１１】
また、光磁気記録媒体、例えばミニディスクでは、ブロックエラーレート（ＢＬＥＲ）が特に３．０×１０-2以下となる記録パワー下限値（Ｐmin ）に対し、Ｐmin ×１．４として表わされる最適記録パワー（Ｐ0 ）、すなわち光磁気記録媒体に記録するための記録書き込み光の最適パワーが、低ければ低いほど記録感度は高くなる。このＰ0 は、例えばＭとしてＮｉを用いたとき、金属反射層厚が同じであれば、Ａｌ−Ｎｉ合金製金属反射層のＮｉ含有率が高いほど低下し、金属反射層厚が薄いほど低下する。このときＮｉ含有率が高いほど金属反射層厚の変化に対するＰ0 の変化も小さくなる。すなわち、金属反射層の製造に際し、膜厚を厚くしてもＰ0 は高くならず、製造上の膜厚制御マージンが広がり、また膜厚を薄くせざるをえなくなって反射性が低下したり、高温高湿下での耐食性が低下するということも無くなり製造上の大きなメリットとなる。
【００１２】
またさらに、本発明あるいは押出し成形法により製造したＡｌ合金スパッタ用ターゲットを用いてその直上に基板固定してスパッタを行ない、得られた金属層について、ターゲット中心から径方向にＭ含有率を測定すると、押出し成形法によるターゲットを用いた場合、金属層中のＭ含有率は、ターゲット中心付近でＭ含有率が低く、測定位置を径方向に移動していくと、Ｍ含有率は大きく増加していく。しかし、本発明のターゲットを用いた場合には、ターゲット中心付近では、ターゲットのＭ含有率とほぼ同等の薄膜が安定して得られ、また金属層中のＭ含有率の径方向の変化も格段と小さい。
【００１３】
すなわち、本発明のＡｌ−Ｍ合金スパッタ用ターゲットを用いることで、スパッタの際のターゲット中心から径方向の位置の違いによる金属反射層中のＭ含有率の変化が小さく、特にターゲット直上付近での薄膜中のＭ含有率がターゲット組成とほぼ等しいという特段の効果が合わせて得られる。このような効果は、本発明のターゲットによりはじめて得られた効果である。
【００１４】
【具体的構成】
以下、本発明の具体的構成について詳細に説明する。
【００１５】
本発明のＡｌ合金スパッタ用ターゲットは、Ａｌ−Ｍ合金（ただしＭは、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＣｕおよびＺｎのうちの１種以上である）から形成されており、平均粒径５μｍ以下、より好ましくは０．０１〜２μｍの前記Ｍリッチの微細粒を含有するグレインをもつ。そして、好ましくはＭの含有量は１〜４０ｗｔ％である。Ｍ含有量が少なすぎると、本発明の実効が少なくなり、また例えば金属反射層を成膜したとき、金属反射層の熱伝導率が高くなりやすく、媒体の記録感度が低下してくる。また多すぎても本発明の実効が少なくなる他、例えば金属反射層として良好なアモルファス状態や結晶状態を維持できなくなったりして、金属反射層としての反射率が低下しやすくなり、媒体のＣ／Ｎ比も劣化してくる。
【００１６】
次に、本発明のＡｌ−Ｍ合金スパッタ用ターゲットのＭとして最も好ましいＮｉを用い、特にミニディスク等の光磁気記録媒体の金属反射層を成膜する場合を例として説明する。なお、Ｎｉ以外の前記Ｍでも、そのマイクロストラクチャー等は以下と同様である。
【００１７】
本発明のＡｌ−Ｍ合金スパッタ用ターゲットのＭとしてＮｉを用いる場合は、Ｎｉ含有量が２〜４０ｗｔ％、より好ましくは３〜２０ｗｔ％、特に６〜１０ｗｔ％であることが好ましい。Ｎｉ含有量が少なすぎると、例えば金属反射層を成膜したとき、前記のように、金属反射層の熱伝導率が高くなりやすく、記録感度が低下してくる。また多すぎると、金属反射層の反射率が低下しやすくなり、Ｃ／Ｎ比が劣化してくる。
【００１８】
このような範囲でＮｉを含有し、後述する方法で製造した本発明のＡｌ−Ｎｉ合金スパッタ用ターゲットは、平均粒径５μm 以下、より好ましくは０．０１〜２μm のＮｉリッチの微細粒を含有するグレインをもつ。すなわち、ターゲット表面を例えばダイアパウダーによりスズ定盤上でポリッシングして鏡面加工したのち、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による観察を行なうと、粒界が明確に確認されるグレインをもつ。本明細書において、Ｎｉリッチの微細粒を含有するグレインとは、このような処理で確認されるグレインをいう。一方、押出し成形法により製造したＡｌ−Ｎｉ合金スパッタ用ターゲットでは、前記の鏡面加工後、さらに塩化鉄水溶液でエッチング加工を施してはじめてグレインが確認されることはあるが、前記の鏡面加工のみではグレインは確認されない。
【００１９】
グレインの平均径は、好ましくは１μm 〜１mm、より好ましくは２〜１００μm である。この場合、平均粒径や平均径は、ＳＥＭ視野下での５０個程度のグレインの最大長辺の平均で表わす。そして、Ｎｉリッチ（Ｍリッチ）微細粒はＳＥＭ視野下、一定量グレイン内に存在し、好ましくはグレイン中に面積比で５〜８０％、より好ましくは１５〜５０％存在する。そして、グレインのほとんどが、主に球状あるいは偏平状に近い形状をもつ。
【００２０】
さらに、このようなグレイン周囲には通常バウンダリー層が存在し、このバウンダリー層中にもＮｉリッチの第２の微細粒を有する。そしてこの第２の微細粒は、主にグレイン近傍に存在し、平均粒径としては０．１〜１０μm 、より好ましくは２〜５μm で、バウンダリー層中に面積比で５〜８０％、より好ましくは１５〜６０％存在する。これら、グレイン中のＮｉリッチの微細粒や、バウンダリー層中に存在する第２の微細粒は、主に金属間化合物ＮｉＡｌ3 を主体とし、さらに、Ａｌ−Ｎｉ合金中のＮｉ含有量が２５〜４０wt％の場合、Ｎｉ2 Ａｌ3 やＮｉＡｌ等の合金（金属間化合物）として存在することもある。これらは、Ｘ線回折（ＸＲＤ）により確認することができる。なお、バウンダリー層の厚さは５〜２０μm 程度、また、面積比は０〜３０％、特に５〜２０％であることが好ましい。ただし、後述する加圧成形法、特に加熱を伴なわない成形を行なう場合は、上記のようなバウンダリー層がほとんど存在せず、グレイン近傍にＮｉリッチの微細粒が存在する層のみ有する場合もある。この場合、Ｎｉリッチの微細粒とともに空隙が存在することもある。なお、このようなＡｌ−Ｎｉ合金スパッタ用ターゲットのＮｉリッチの微細粒等は特にＳＥＭよる組成像からの確認が有効である。また、このようなＮｉリッチ相を除く部分は、実質的にアルミニウム相であり、さらに、これらの組成成分のほかに、ターゲット組成中には原料の不純物等に由来する例えばＳｉ、Ｆｅ、Ｃｕ等が１０００ppm 程度以下、またＯやＮ等が１０００ppm 程度以下含まれていてもよい。
【００２１】
以上では、前記ＭとしてＮｉを用いたときについて説明してきたが、Ｎｉ以外の金属を用いた場合のＡｌ合金中の好ましいＭ含有量や、グレイン中のＭリッチの微細粒およびバウンダリー層中に存在する第２の微細粒の、存在形態等を以下に示す。
【００２２】
ＭがＭｇの場合、Ａｌ中のＭ含有量は２〜４０ｗｔ％が好ましい。またＭリッチの微細粒としては金属間化合物ＡｌＭｇのβ相が偏析する。ＭがＴｉの場合、Ａｌ中のＭ含有量は２〜４０ｗｔ％が好ましい。またＭリッチの微細粒は主にＴｉＡｌ３が主体となる。ＭがＺｒの場合、Ａｌ中のＭ含有量は１〜３０ｗｔ％が好ましい。また、Ｍリッチの微細粒は主にＺｒＡｌ３が主体となる。ＭがＨｆの場合、Ａｌ中のＭ含有量は１〜３０ｗｔ％が好ましい。ＭがＶの場合、Ａｌ中のＭ含有量は１〜２０ｗｔ％が好ましい。またＭリッチの微細粒は主にＶＡｌ６やＶＡｌ５が主体となる。ＭがＮｂまたはＴａの場合、Ａｌ中のＭ含有量はいずれの場合も１〜３０ｗｔ％が好ましい。ＭがＣｒの場合、Ａｌ中のＭ含有量は１〜２０ｗｔ％が好ましい。またＭリッチの微細粒は主にＣｒＡｌ７を主体とし、さらにＭ含有量が１０〜２０ｗｔ％の場合、Ｃｒ１２Ａｌ１１、ＣｒＡｌ４として存在することもある。ＭがＭｏの場合、Ａｌ中のＭ含有量は１〜２０ｗｔ％が好ましい。またＭリッチの微細粒は主にＭｏＡｌ１２が主体となる。ＭがＷの場合、Ａｌ中のＭ含有量は１〜２０ｗｔ％が好ましい。またＭリッチの微細粒は主にＷＡｌ１２が主体となる。ＭがＭｎの場合、Ａｌ中のＭ含有量は１〜３０ｗｔ％が好ましい。またＭリッチの微細粒は主にＭｎＡｌ６やＭｎＡｌ４が主体となる。ＭがＦｅの場合、Ａｌ中のＭ含有量は２〜４０ｗｔ％が好ましい。またＭリッチの微細粒は主にＦｅＡｌ３やＦｅ２Ａｌ５が主体となる。ＭがＣｏの場合、Ａｌ中のＭ含有量は１〜３０ｗｔ％が好ましい。またＭリッチの微細粒は主にＣｏ２Ａｌ９を主体とし、さらにＭ含有量が２０〜３０ｗｔ％の場合、Ｃｏ４Ａｌ１３、Ｃｏ２Ａｌ５として存在することもある。ＭがＣｕの場合、Ａｌ中のＭ含有量は１〜３０ｗｔ％が好ましい。またＭリッチの微細粒は主に金属間化合物ＡｌＣｕのθ相が偏析する。ＭがＺｎの場合、Ａｌ中のＭ含有量は１〜３０ｗｔ％が好ましい。またＡｌ−ＺｎはＺｎの重力偏析が生じる。
【００２３】
さらに、本発明のＡｌ合金スパッタ用ターゲットでは、Ａｌ合金を形成するＭは、例示したこれらの金属単独のみでなく、これらの金属が２種以上含まれたものであってもよい。
【００２４】
本発明は、グレインの平均径やグレイン中のこのようなＭリッチの微細粒の平均粒径や存在比率、さらにバウンダリー層中の第２の微細粒の平均粒径や存在比率を上記のように制御する。このようなＭリッチ微細粒の分布は、グレイン内部およびその近傍に存在する点では微視的には局在的ではあるが、巨視的にはほぼ等方的である。従って、Ｍ含有量をより高いものとしても、前記の押出し成形法により得られるターゲットのような、Ｍ組成のバラツキがなく、Ｍ組成が均質なＡｌ合金スパッタ用ターゲットが得られる。従って、媒体の反射層として用いる場合、Ｃ／Ｎ比の劣化なしに記録感度をより一層高くすることが可能で、さらに金属反射板の膜厚変化に対するＰ0 の変化が小さくなり、製造上のマージンが広いというメリットももつ金属反射層を得ることが可能となる。また、前記のように、スパッタの際のターゲット直上を中心とし、その中心からの位置による金属反射層中のＭ含有率の変化が少ないというすぐれた効果も得られる。このような効果は、Ｍとして前記いずれの金属を用いても得られるが、これらのＭのうちではＮｉを用いると最も高い効果が得られる。
【００２５】
他方、押出し成形法による合金ではこのようなグレインやバウンダリー層、さらにはＭリッチの微細粒の局在的ではあるがほぼ等方的な分布は認められない。押出し成形法により得たターゲットを用いるスパッタにより得られた金属反射層は、ターゲット直上を中心とすると、その中心付近のＭ含有率が低くなる。さらに、金属反射層の径方向のＭ含有率はターゲット直上中心からはなれるにつれて増加する。さらに、ターゲットのＭ含有量が高くなるにつれて、Ｍリッチの微細粒がターゲット内で押出し方向と平行の縞状に不均一に分布するので、ターゲットのＭ含有量が一定しない。そのため、そのようなターゲットを用いて成膜した金属反射層では、均一なＭ含有率とはなりにくい。すなわち、用いるターゲットのＭ含有量を高くできないため、金属反射層のＭ含有率を高くできず、これを光磁気記録媒体としたとき、記録感度を高くすることができない。
【００２６】
本発明のＡｌ合金スパッタ用ターゲットは、前記のようなＭ含有量のＡｌ−Ｍ合金を溶融して高速急冷法により粉末とし、得られた微粉末を加圧成形することで得ることができる。
【００２７】
以下にＭとしてＮｉを用いて本発明のＡｌ合金スパッタ用ターゲットの製造方法を説明する。
【００２８】
合金の原料としては、原料金属としてＡｌおよびＮｉを用い、Ｎｉ含有量が前記範囲となるように秤量して混合し、アークメルト法、高周波誘導溶解炉法等により７００〜１０００℃で溶融して高速急冷法により粉末とすればよい。高速急冷法としては、いずれの方法も用いることができ、各種冷却ロール法、遠心急冷法、アトマイズ法等を用いることができるが、球状あるいは偏平状の粉末を容易に得ることができることから、特にガスアトマイズ法が好ましい。用いるガスとしてはＮ2 またはＡｒ、Ｈｅその他の不活性ガスを用いることが好ましい。
【００２９】
前記溶融に際し、ＭとしてＮｉ以外の金属を用いる場合は、用いる溶融温度としては、７００〜２０００℃程度の範囲から、用いる金属により最適な温度を選択すればよい。
【００３０】
また、粉末の大きさとしては、最大長辺が平均で１μm 〜１mm、より好ましくは２〜１００μm である。大きすぎると高速急冷されにくく、Ｎｉリッチ粒が微粒子化しにくい。また小さすぎると加圧成形が難しくなる。
【００３１】
得られた粉末は、加圧成形する。加圧成形する方法は、どのような方法であってもよく、たとえば通常の加圧成形法、ホットプレス法（ＨＰ）、あるいは熱間静圧プレス法（ＨＩＰ）等を用いることができる。
【００３２】
例えばＨＰ法を用いる加圧成形法としては、得られた粉末を、例えばグラファイト製等の型に充填し、加圧成形する。加圧成形条件は、Ａｌの融点以下の温度であって、通常は室温以上の温度で、より好ましくは４００〜６５０℃で、１００kg/cm2〜１０００kg/cm2、５秒〜１時間行なえばよい。
【００３３】
このとき、加熱後の冷却は、好ましくは１００〜５００℃／時間、より好ましくは３００〜５００℃／時間の速度で冷却する。冷却する速度が遅すぎると、例えばバウンダリー層等に含まれるＮｉリッチの微細粒の平均粒径が局部的に大きくなりすぎることがあり、また速すぎると、生産性が低下する。さらに、加圧成形時の温度が高すぎるとＡｌが溶融してしまい、Ｎｉリッチの微細粒を含有するグレインおよびバウンダリー層をもつ構造が消失する傾向がある。
【００３４】
この際、加圧成形する方法としては、前記高速急冷法により得られた粉末に、さらにＮｉリッチの微細粒を添加して混合したのちに加圧成形してもよい。ここで添加するＮｉリッチの微細粒としては、例えばＮｉＡｌ3 、Ｎｉ2 Ａｌ3 、ＮｉＡｌ、Ｎｉ3 Ａｌ等のＮｉを含有するＡｌ合金（金属間化合物）やＮｉであって、平均粒径が０．１〜１０μm 、より好ましくは２〜５μm である。この場合の加圧成形の条件としては、前記と同様であるが、例えば加圧を室温程度の温度で行う場合は特に、１〜５t/cm2 、１秒〜１０分程度とすることが好ましい。Ｎｉリッチの微細粒を添加、混合して加圧成形する場合、加圧成形時の温度は、前記温度範囲で加熱しても、また加熱せずに例えば室温程度でおこなってもよいが、バウンダリー層や、その中にＮｉリッチ相を析出させる目的で加熱することが好ましい。なお、加圧成形時にバウンダリー層や、その中にＮｉリッチ相が析出する程度に加熱せずに圧粉する場合、グレイン間に空隙が存在する場合がある。
【００３５】
なお、ＭとしてＮｉを例に製造方法を説明したが、Ｎｉ以外の前記Ｍ金属であっても同様である。また、前記高速急冷法により得られた粉末に、さらにＭリッチの微細粒を添加して混合した後に加圧成形する場合、用いるＭリッチの微細粒としては、前記Ｎｉリッチの微細粒以外に、前記高速急冷法の原料として用いた前記Ｍの金属とのＡｌ合金や、前記Ｍであってよい。具体的には、前記した各Ｍ金属のＡｌ合金や金属間化合物等および各Ｍ金属が挙げられる。
【００３６】
また、用いるＭリッチの微細粒の金属種は、複数であってもよく、さらに前記高速急冷法により得られた粉末に含まれるＭの金属種と同一でなくてもよい。
【００３７】
このようにして得られた本発明のＡｌ合金スパッタ用ターゲットのグレインには、加圧成形方向と平行の方向と垂直の方向とで異方性を有することもあるが、グレイン中やバウンダリー層中に析出した微細粒には異方性が認められない。
【００３８】
本発明のＡｌ合金スパッタ用ターゲットは、例えば光記録媒体等の光記録媒体の金属反射層を成膜するためのスパッタ用ターゲットとして好適である。すなわち、光磁気記録媒体は、透明基板上に誘電体層を介してＴｂ20Ｆｅ74Ｃｏ6 等の記録層磁性膜を設けて構成されている。そして、最近では、記録層磁性膜上に第２の誘電体層を設け、記録層を一対の誘電体層で挟持するとともに、その最上層には金属反射層を設けて再生信号の出力を高めているが、このような金属反射層を成膜する際に好適に用いられる。
【００３９】
本発明のＡｌ合金スパッタ用ターゲットを用いて成膜した光磁気記録媒体等の光記録媒体の金属反射層の膜厚は４００〜１５００A 程度が好ましい。膜厚が薄すぎると金属反射層としての効果が無くなり、出力やＣ／Ｎが低下しやすい。また厚すぎると感度が低下する傾向がある。
【００４０】
なお、これまで光磁気記録媒体を例に述べてきたが、本発明のＡｌ合金スパッタ用ターゲットは、これ以外の各種光記録媒体の製造にも用いることができる。
【００４１】
【実施例】
以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。
【００４２】
実施例１
原料ＡｌとＮｉとをＮｉ含有量が６wt％および８wt％となるように秤量、混合し、それぞれ７００℃で溶融した。これをそれぞれＮ2 ガスを用いるガスアトマイズ法により、平均粒径が５０μm の粉末を得た。この粉末を、グラファイト製の型に充填し、６４０℃、１３０kg/cm2、１０-2Torrで１０分間加圧成形を行い、直径１２７mm、厚さ５mmの加圧成形体試料１（Ｎｉ含有量６wt％）および加圧成形体試料２（Ｎｉ含有量８wt％）を得た。
【００４３】
得られた試料の表面を前述の方法で鏡面加工し、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で得られた組成像を図１（Ｎｉ含有量６wt％）および図２（Ｎｉ含有量８wt％）に示す。それぞれ倍率の異なる組成像として（ａ）および（ｂ）に示した。
【００４４】
比較例１
Ｎｉ含有量を６wt％としたほかは実施例１と同様にして原料を７００℃で溶融した後、４５０℃、押出比１／１０で押出し成形を行い、比較試料１を得た。
【００４５】
得られた試料の押出し方向に対して平行の方向の断面と、垂直の方向の断面とについて、実施例１と同様にしてＳＥＭによる組成像を得、図３（押出し方向に平行）および図４（押出し方向に垂直）に示した。それぞれ倍率の異なる組成像として（ａ）および（ｂ）に示した。
【００４６】
図１および図２に示すように、表面を前述の方法で鏡面加工した本発明のＡｌ−Ｎｉ合金スパッタ用ターゲットのＳＥＭによる組成像では、白く示されているＮｉリッチの微細粒を含有するグレインが認められ、さらにグレイン近傍のバウンダリー層中に平均粒径の大きなＮｉリッチの第２の微細粒が存在することがわかる。これに対し、表面を前述の方法で鏡面加工しても、比較試料１では、図３および図４に示すように、グレインが認められない。
【００４７】
実施例２
実施例１で得た加圧成形体試料１をターゲットとして用い、高周波マグネトロンスパッタにより、半径１５０mmのガラス製基板に対してスパッタを行って、膜厚６００A のＡｌ−Ｎｉ合金アモルファス薄膜（薄膜１）を成膜した。なお、ＲＦパワーは７５０w とし、ターゲット中心と基板中心を一致させて直上固定とした。
【００４８】
得られた薄膜の中心から径方向に、表１に示す部分のＮｉ含有率を誘導結合プラズマ発光分光分析（ＩＣＰ）により測定した。得られた結果を表１に示す。
【００４９】
【表１】
0003545787.tif 000002
【００５０】
比較例２
比較例１で得られた比較試料１を用い、これを実施例１と同じサイズのスパッタ用比較試料１とした。このスパッタ用比較試料１を用いて実施例２と同様にして基板上にＡｌ−Ｎｉ合金アモルファス薄膜を得た。得られた薄膜を比較薄膜１とし、実施例２と同様に薄膜の中心から径方向に、表１に示す部分のＮｉ含有率を測定した。得られた結果を表１に示す。
【００５１】
表１より明らかなように、比較薄膜１のＮｉ含有率は、中心付近で低いことがわかる。一方、薄膜１では中心付近のＮｉ含有率がターゲットのＮｉ含有率に近く、さらに中心から径方向にＮｉ含有率の変化が少ない。
【００５２】
実施例３
Ｎｉ含有量を１０wt％としたほかは実施例１と同様にして直径１２７mm、厚さ５mmの加圧成形体試料３（Ｎｉ含有量１０wt％）を得た。
【００５３】
実施例１と同様にして得た加圧成形体試料２と加圧成形体試料３とをそれぞれ１０試料用い、実施例２と同じ条件でそれぞれ１０個のＡｌ−Ｎｉ合金アモルファス薄膜を成膜した。
【００５４】
得られた各薄膜のターゲット中心位置のＮｉ含有率を実施例２と同様に測定した。Ｎｉ含有率の平均値のバラツキ範囲を表２に示す。
【００５５】
【表２】
0003545787.tif 000003
【００５６】
比較例３
Ｎｉ含有量を８wt％および１０wt％としたほかは、比較例１と同様にして押出し成形法による比較試料２（Ｎｉ含有量８wt％）および比較試料３（Ｎｉ含有量１０wt％）を得た。
【００５７】
比較試料２と比較試料３とをそれぞれ１０試料用い、実施例３と同様にしてＡｌ−Ｎｉ合金アモルファス薄膜を成膜した。
【００５８】
得られた各薄膜のターゲット直上中心位置のＮｉ含有率を実施例３と同様に測定した。Ｎｉ含有率の平均値のバラツキ範囲を表２に示す。
【００５９】
実施例４
原料ＡｌとＮｉとをＮｉ含有量が６wt％となるように秤量、混合し、それぞれ７００℃で溶融した。これをそれぞれＮ2 ガスを用いるガスアトマイズ法により、平均粒径が５０μm の粉末を得た。この粉末に、さらに平均粒径５μm のＮｉＡｌ3 の粉末を、加圧成形後のＮｉ含有量が８wt％となる量添加し、Ｖミキサーを用いて２時間混合し、得られた混合粉末を、超硬（ＷＣ）製の型に充填し、室温で４t/cm2 、大気中で２０秒間加圧成形を行い、直径１２７mm、厚さ５mmのＡｌ−Ｎｉ合金スパッタ用ターゲットを得た。
【００６０】
実施例１と同様にして、得られたターゲットのＳＥＭによる組成像を得、組成像から平均粒径が５μm 以下のＮｉリッチの微細粒を含有するグレインをもち、さらにグレイン周囲にＮｉリッチの微細粒が分布していることを確認した。
【００６１】
また、このターゲットを用い、実施例３と同様の薄膜を作製したところ、実施例３と同様のＮｉ含有率の平均値のバラツキ範囲であった。
【００６２】
実施例５
前記ＭとしてＭｇ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、ＣｕおよびＺｎを用い、ＡｌとこれらのＭとをそれぞれのＭ含有量が６wt％となるように秤量、混合し、Ｍの種類に合わせて７００〜１５００℃の範囲で溶融した。なお、Ｍはそれぞれ単独でＡｌと混合した。これをそれぞれＮ2 ガスを用いるガスアトマイズ法により、平均粒径が５０μm の粉末を得た。この粉末を、それぞれ実施例１と同様にして加圧成形し、直径１２７mm、厚さ５mmの加圧成形体試料を得た。
【００６３】
得られたそれぞれの加圧成形体試料を用い、実施例１と同様にして、得られたターゲットのＳＥＭによる組成像を得た。その結果、組成像から平均粒径が５μm 以下のそれぞれのＭリッチの微細粒を含有するグレインが認められ、さらにグレイン近傍のバウンダリー層中に平均粒径がより大きいＭリッチの第２の微細粒が分布していることを確認した。
【００６４】
また、このターゲットを用い、実施例３と同様の薄膜を作製したところ、実施例３より若干は劣るが、Ｍ含有率のバラツキの少ない膜が得られた。
【００６５】
実施例６
ポリカーボネートを射出成形して８６mm径、厚さ１．２mmの基板サンプルを得た。この基板上に、ＳｉＮｘ（ｘ＝１．１）の第１の誘電体層を高周波マグネトロンスパッタにより層厚９００A に設層した。次に、この第１の誘電体層上に、Ｔｂ20Ｆｅ74Ｃｏ6 の組成を有する記録層を、スパッタにより層厚２００A に設層した。
【００６６】
さらに、この記録層上に、Ｌａ2 Ｏ3 ３０モル％、ＳｉＯ2 ２０モル％およびＳｉ3 Ｎ4 ５０モル％を含有する膜厚２００A の第２の誘電体層を高周波マグネトロンスパッタにより形成した。
【００６７】
この第２の誘電体層上に、Ｎｉ含有量６wt％、Ｎｉ含有量８wt％およびＮｉ含有量１０wt％のそれぞれのターゲットを用い、高周波マグネトロンスパッタによりＮｉ含有量が６wt％、８wt％および１０wt％で、以下の膜厚の金属反射層を設層した。Ｎｉ含有量６wt％および８wt％のターゲットを用いたものでは、膜厚を５００、６００および７００A とした。また、Ｎｉ含有量１０wt％のターゲットを用いたものでは、膜厚を６００、７００および８００A とした。
【００６８】
得られた９種それぞれの試料の金属反射層上に保護コートを設層した。保護コートは、オリゴエステルアクリレートを含有する紫外線硬化型樹脂を塗布した後、紫外線硬化して５μm 厚の膜厚とした。これを光磁気記録ディスクサンプルとして最適記録パワー（Ｐ0 ）を以下の方法で測定した。得られた結果を図５に示す。
【００６９】
＜最適記録パワー（Ｐ0 ）測定法＞
ディスクをＣＬＶ１．４m/s で回転し、７８０nmの連続レーザ光を照射しつつ２００Oeの印加磁界で磁界変調して、ＥＦＭ信号を記録した。記録パワーを変化させて３Ｔ信号のジッタを測定し、ジッタが４０nsecを切るパワーＰmin を測定し、最適記録パワーＰ0 ＝１．４×Ｐmin を算出した。
【００７０】
図５に示すように、金属反射層の厚さが同じ場合、Ｎｉ含有率を増やすとＰ0 が低下する。また、金属反射層の厚さを厚くするとＰ0 は高くなるが、Ｎｉ含有率を増やすことで金属反射層の厚さの変化に対するＰ0 の変化量が低下する。すなわち、金属反射層の製造に際し、金属反射層中のＮｉ含有率を増やすことで、膜厚を厚くすることができ、製造上の膜厚制御マージンが広がり、製造上の大きなメリットとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）および（ｂ）は、粒子の構造を示す図面代用写真であって、本発明のＡｌ−Ｎｉ合金スパッタ用ターゲット（Ｎｉ含有量６wt％）の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の組成像である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、粒子の構造を示す図面代用写真であって、本発明のＡｌ−Ｎｉ合金スパッタ用ターゲット（Ｎｉ含有量８wt％）の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の組成像である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、粒子の構造を示す図面代用写真であって、比較例のＡｌ−Ｎｉ合金スパッタ用ターゲット（Ｎｉ含有量６wt％）の押出し方向と平行の断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の組成像である。なお、押出し方向は、図面横方向である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、粒子の構造を示す図面代用写真であって、比較例のＡｌ−Ｎｉ合金スパッタ用ターゲット（Ｎｉ含有量６wt％）の押出し方向と垂直の断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の組成像である。
【図５】本発明のＡｌ−Ｎｉ合金スパッタ用ターゲットを用いて成膜した金属反射層をもつ光磁気記録ディスクの、金属反射層厚さとＰ0 との関係を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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