(57)【要約】  本発明は、透磁率が低く、強い漏洩磁束が得られる、マグネトロンスパッタリングにおける使用効率が高いＮｉ系スパッタリングターゲット材を提供することを課題とし、かかる課題を解決するために、Ｆｅｘ−Ｎｉｙ−Ｃｏｚ−Ｍ系合金を含んでなるＮｉ系スパッタリングターゲット材であって、前記合金は、Ｍ元素として、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｃｒ、ＶおよびＮｂから選択される１種または２種以上のＭ１元素を合計で２〜２０ａｔ．％、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｂ、Ｃｕ、Ｐ、ＣおよびＲｕから選択される１種または２種以上のＭ２元素を合計で０〜１０ａｔ％含有し、残部がＮｉと、ＦｅおよびＣｏのうちの１種または２種と、不可避的不純物とからなり、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００としたとき、ｘは０〜５０、ｙは２０〜９８、かつ、ｚは０〜６０であり、前記合金は、Ｆｅα−Ｎｉβ−Ｃｏγ相を含んでなるミクロ組織を有し、α＋β＋γ＝１００としたとき、βは２０〜３５、かつ、γは３０以下であり、前記ミクロ組織は、前記Ｆｅα−Ｎｉβ−Ｃｏγ相に固溶したＭ元素、および／または、Ｆｅ、ＮｉおよびＣｏのうちの少なくとも１種の元素と化合物を形成したＭ元素を含んでなることを特徴とする、Ｎｉ系スパッタリングターゲット材を提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｆｅｘ−Ｎｉｙ−Ｃｏｚ−Ｍ系合金（ここで、ｘは、前記合金におけるＦｅ、ＮｉおよびＣｏの合計含有量（ａｔ．％基準）に対するＦｅの含有量（ａｔ．％基準）の比を表し、ｙは、前記合金におけるＦｅ、ＮｉおよびＣｏの合計含有量（ａｔ．％基準）に対するＮｉの含有量（ａｔ．％基準）の比を表し、ｚは、前記合金におけるＦｅ、ＮｉおよびＣｏの合計含有量（ａｔ．％基準）に対するＣｏの含有量（ａｔ．％基準）の比を表す。）を含んでなる、Ｎｉ系スパッタリングターゲット材であって、
前記合金は、Ｍ元素として、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｃｒ、ＶおよびＮｂから選択される１種または２種以上のＭ１元素を合計で２〜２０ａｔ．％、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｂ、Ｃｕ、Ｐ、ＣおよびＲｕから選択される１種または２種以上のＭ２元素を合計で０〜１０ａｔ％含有し、残部がＮｉと、ＦｅおよびＣｏのうちの１種または２種と、不可避的不純物とからなり、
ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００としたとき、ｘは０〜５０、ｙは２０〜９８、かつ、ｚは０〜６０であり、
前記合金は、Ｆｅα−Ｎｉβ−Ｃｏγ相（ここで、αは、前記Ｆｅα−Ｎｉβ−Ｃｏγ相におけるＦｅ、ＮｉおよびＣｏの合計含有量（ａｔ．％基準）に対するＦｅの含有量（ａｔ．％基準）の比を表し、βは、前記Ｆｅα−Ｎｉβ−Ｃｏγ相におけるＦｅ、ＮｉおよびＣｏの合計含有量（ａｔ．％基準）に対するＮｉの含有量（ａｔ．％基準）の比を表し、γは、前記Ｆｅα−Ｎｉβ−Ｃｏγ相におけるＦｅ、ＮｉおよびＣｏの合計含有量（ａｔ．％基準）に対するＣｏの含有量（ａｔ．％基準）の比を表す。）を含んでなるミクロ組織を有し、
α＋β＋γ＝１００としたとき、βは２０〜３５、かつ、γは３０以下であり、
前記ミクロ組織は、前記Ｆｅα−Ｎｉβ−Ｃｏγ相に固溶したＭ元素、および／または、Ｆｅ、ＮｉおよびＣｏのうちの少なくとも１種の元素と化合物を形成したＭ元素を含んでなることを特徴とする、Ｎｉ系スパッタリングターゲット材。
【請求項２】
前記合金が、前記Ｍ元素として、前記Ｍ１元素に加えて、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｂ、Ｃｕ、Ｐ、ＣおよびＲｕから選択される１種または２種以上のＭ２元素を合計で１〜１０ａｔ％含有することを特徴とする、請求項１に記載のＮｉ系スパッタリングターゲット材。
【請求項３】
磁気記録媒体のシード層用である、請求項１または２に記載のＮｉ系スパッタリングターゲット材。
【請求項４】
請求項１または２に記載のＮｉ系スパッタリングターゲット材を使用してなる磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｎｉ系スパッタリングターゲット材および磁気記録媒体、特に、垂直磁気記録媒体において透磁率が低く、強い漏洩磁束が得られ、マグネトロンスパッタリングにおける使用効率が高い磁気記録媒体のシード層用スパッタリングターゲット材および磁気記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、垂直磁気記録の進歩は著しく、ドライブの大容量化のために、磁気記録媒体の高記録密度化が進められており、従来普及していた面内磁気記録媒体により、さらに高記録密度が実現できる垂直磁気記録方式が実用化されている。ここで、垂直磁気記録方式とは、垂直磁気記録媒体の磁性膜中の媒体面に対して磁化容易軸が垂直方向に配向するように形成したものであり、高記録密度に適した方法である。【０００３】
そして、垂直磁気記録方式においては、記録密度を高めた磁気記録膜層と軟磁性膜層とを有する記録媒体が開発されており、このような媒体構造では、軟磁性層と磁気記録層の間にシード層や下地膜層が製膜された記録媒体が開発されている。この垂直磁気記録方式用のシード層には一般に、ＮｉＷ系の合金が用いられている。【０００４】
シード層に求められる特性の一つは、その名が示すように、シード層の上に形成される層の配向性を制御し、磁気情報を記録する磁性膜の磁化容易軸を媒体面に対して垂直に配向させる為に、シード層自身は単独のｆｃｃ構造を有すると共に、媒体面と平行な面が（１１１）面に配向する事である。また、近年、ハードディスクドライブの磁気記録特性を改善する一つの手法として、シード層に磁性を持たせる方法が検討されるようになってきた。そのため上述のようにシード層用合金として求められる特性を備えると共に、磁性を有するシード層用合金の開発が求められている。磁性を有するシード層用合金としては、例えば、特開２０１２−１２８９３３号公報（特許文献１）に開示されているように、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｍ系の合金が提案されている。なお、軟磁性層とシード層の大きな違いとして、軟磁性層ではノイズ低減のためにアモルファスであることが求められるが、シード層ではシード層の上に形成される層の配向を制御する作用が要求されており、非晶質であるアモルファスとは反対に高い結晶性を有することが求められる。【０００５】
上述したシード層の成膜には、一般にマグネトロンスパッタリング法が用いられている。このマグネトロンスパッタリング法とは、ターゲット材の背後に磁石を配置し、ターゲット材の表面に磁束を漏洩させて、その漏洩磁束領域にプラズマを収束させることにより高速成膜を可能とするスパッタリング法である。このマグネトロンスパッタリング法はターゲット材のスパッタ表面に磁束を漏洩させることに特徴があるため、ターゲット材自身の透磁率が高い場合にはターゲット材のスパッタ表面にマグネトロンスパッタリング法に必要十分な漏洩磁束を形成するのが難しくなる。そこで、ターゲット材自身の透磁率を極力低減しなければならない。【０００６】
透磁率を低減する手法の一例として、特開２０１０−２４８６０３号公報（特許文献２）に開示されているように、Ｆｅに対してＮｉを２５〜３５原子％含有するＦｅ−２５〜３５原子％Ｎｉ合金粉末を原料粉末に用いることで透磁率を低減させる方法が提案されている。この方法では、重量比でＦｅ：Ｎｉ＝７０：３０において磁性がなくなるという特徴を利用したターゲット材の組織制御を行うことでターゲット材自身の飽和磁束密度を低減させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−１２８９３３号公報
【特許文献２】特開２０１０−２４８６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２の方法は軟磁性層用Ｃｏ−Ｆｅ系ターゲット材にのみ適応でき、シード層用ターゲット材には対応していない。また、特許文献２で使用されているＦｅ−２５〜３５原子％Ｎｉ合金粉末は、ＦｅおよびＮｉの２元系であり、第３元素の添加された粉末を使用した例は示されていない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述のような要求を十分達成するために、本発明者らは鋭意開発を進めた結果、透磁率が低く、大きな漏洩磁束が得られ、マグネトロンスパッタリングにおける使用効率が高いシード層用スパッタリングターゲット材を見出し、本発明を完成させるに至った。【００１０】
本発明は、以下の発明を包含する。
（１）Ｆｅｘ−Ｎｉｙ−Ｃｏｚ−Ｍ系合金（ここで、ｘは、前記合金におけるＦｅ、ＮｉおよびＣｏの合計含有量（ａｔ．％基準）に対するＦｅの含有量（ａｔ．％基準）の比を表し、ｙは、前記合金におけるＦｅ、ＮｉおよびＣｏの合計含有量（ａｔ．％基準）に対するＮｉの含有量（ａｔ．％基準）の比を表し、ｚは、前記合金におけるＦｅ、ＮｉおよびＣｏの合計含有量（ａｔ．％基準）に対するＣｏの含有量（ａｔ．％基準）の比を表す。）を含んでなる、Ｎｉ系スパッタリングターゲット材であって、
前記合金は、Ｍ元素として、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｃｒ、ＶおよびＮｂから選択される１種または２種以上のＭ１元素を合計で２〜２０ａｔ．％、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｂ、Ｃｕ、Ｐ、ＣおよびＲｕから選択される１種または２種以上のＭ２元素を合計で０〜１０ａｔ％含有し、残部がＮｉと、ＦｅおよびＣｏのうちの１種または２種と、不可避的不純物とからなり、
ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００としたとき、ｘは０〜５０、ｙは２０〜９８、かつ、ｚは０〜６０であり、
前記合金は、Ｆｅα−Ｎｉβ−Ｃｏγ相（ここで、αは、前記Ｆｅα−Ｎｉβ−Ｃｏγ相におけるＦｅ、ＮｉおよびＣｏの合計含有量（ａｔ．％基準）に対するＦｅの含有量（ａｔ．％基準）の比を表し、βは、前記Ｆｅα−Ｎｉβ−Ｃｏγ相におけるＦｅ、ＮｉおよびＣｏの合計含有量（ａｔ．％基準）に対するＮｉの含有量（ａｔ．％基準）の比を表し、γは、前記Ｆｅα−Ｎｉβ−Ｃｏγ相におけるＦｅ、ＮｉおよびＣｏの合計含有量（ａｔ．％基準）に対するＣｏの含有量（ａｔ．％基準）の比を表す。）を含んでなるミクロ組織を有し、
α＋β＋γ＝１００としたとき、βは２０〜３５、かつ、γは３０以下であり、
前記ミクロ組織は、前記Ｆｅα−Ｎｉβ−Ｃｏγ相に固溶したＭ元素、および／または、Ｆｅ、ＮｉおよびＣｏのうちの少なくとも１種の元素と化合物を形成したＭ元素を含んでなることを特徴とする、Ｎｉ系スパッタリングターゲット材。
（２）前記合金が、前記Ｍ元素として、前記Ｍ１元素に加えて、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｂ、Ｃｕ、Ｐ、ＣおよびＲｕから選択される１種または２種以上のＭ２元素を合計で１〜１０ａｔ％含有することを特徴とする、前記（１）に記載のＮｉ系スパッタリングターゲット材。
（３）磁気記録媒体のシード層用である、前記（１）または（２）に記載のＮｉ系スパッタリングターゲット材。
（４）前記（１）または（２）に記載のＮｉ系スパッタリングターゲット材を使用してなる磁気記録媒体。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、効率よくマグネトロンスパッタリングが行えるＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｍ系スパッタリングターゲット材を提供でき、垂直磁気記録媒体のようにＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金のシード層を必要とする工業製品を製造する上で極めて有効な技術となる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明について説明する。
本発明は、Ｆｅｘ−Ｎｉｙ−Ｃｏｚ−Ｍ系合金を含んでなるＮｉ系スパッタリングターゲット材（好ましくは、磁気記録媒体のシード層用のＮｉ系スパッタリングターゲット材）に関する。なお、本明細書において、Ｆｅｘ−Ｎｉｙ−Ｃｏｚ−Ｍ系合金を「Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｍ系合金」と表記する場合がある。
【００１３】
組成式Ｆｅｘ−Ｎｉｙ−Ｃｏｚ−Ｍにおいて、ｘは、Ｆｅｘ−Ｎｉｙ−Ｃｏｚ−Ｍ系合金におけるＦｅ、ＮｉおよびＣｏの合計含有量（ａｔ．％基準）に対するＦｅの含有量（ａｔ．％基準）の比を表し、ｙは、Ｆｅｘ−Ｎｉｙ−Ｃｏｚ−Ｍ系合金におけるＦｅ、ＮｉおよびＣｏの合計含有量（ａｔ．％基準）に対するＮｉの含有量（ａｔ．％基準）の比を表し、ｚは、Ｆｅｘ−Ｎｉｙ−Ｃｏｚ−Ｍ系合金におけるＦｅ、ＮｉおよびＣｏの合計含有量（ａｔ．％基準）に対するＣｏの含有量（ａｔ．％基準）の比を表す。
【００１４】
Ｆｅｘ−Ｎｉｙ−Ｃｏｚ−Ｍ系合金において、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００としたとき、ｘ（Ｆｅの割合）は０〜５０、ｙ（Ｎｉの割合）は２０〜９８、かつ、ｚ（Ｃｏの割合）は０〜６０である。Ｆｅｘ−Ｎｉｙ−Ｃｏｚ−Ｍ系合金において、Ｆｅ：Ｎｉ：Ｃｏ＝０〜５０：９８〜２０：０〜６０とすることにより、シード層に求められるｆｃｃ構造を得ることができる。
【００１５】
Ｆｅｘ−Ｎｉｙ−Ｃｏｚ−Ｍ系合金は、Ｍ元素として、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｃｒ、ＶおよびＮｂから選択される１種または２種以上のＭ１元素を合計で２〜２０ａｔ．％、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｂ、Ｃｕ、Ｐ、ＣおよびＲｕから選択される１種または２種以上のＭ２元素を合計で０〜１０ａｔ％含有し、残部がＮｉと、ＦｅおよびＣｏのうちの１種または２種と、不可避的不純物とからなる。Ｍ１元素（Ｗ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｖ，Ｎｂから選択される元素）は、高融点を持つｂｃｃ系金属であり、本発明で規定する成分範囲でｆｃｃであるＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系に添加することにより、そのメカニズムは明確ではないが、シード層に求められる（１１１）面への配向性を改善させることができるとともに、結晶粒を微細化させることができる。Ｗ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｖ，Ｎｂから選択される１種または２種以上のＭ１元素（原子）の合計含有量は、２〜２０ａｔ．％とする。Ｍ１元素の合計含有量が２ａｔ．％未満ではその効果が十分でなく、また、Ｍ１元素の合計含有量が２０ａｔ．％を超えると化合物が析出するか、アモルファス化する。シード層用合金としてはｆｃｃ単相である事が求められることから、Ｍ１元素の合計含有量の範囲を２〜２０ａｔ．％とし、好ましくは５〜１５ａｔ．％とする。
【００１６】
Ｗ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｖ，Ｎｂのうち、（１１１）面の配向に効果が高い元素は、Ｗ，Ｍｏである。したがって、Ｆｅｘ−Ｎｉｙ−Ｃｏｚ−Ｍ系合金は、Ｗ，Ｍｏの１種または２種を必須成分として含有することが好ましい。この場合、Ｆｅｘ−Ｎｉｙ−Ｃｏｚ−Ｍ系合金は、Ｗ，Ｍｏの１種または２種に加えて、Ｃｒ，Ｔａ，Ｖ，Ｎｂの１種または２種以上を含有してもよい。Ｎｉと組み合わせる高融点ｂｃｃ金属（Ｗ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｖ，Ｎｂ）のうち、Ｍｏ，ＷはＣｒに比べ融点が高く有利である。また、Ｗ、Ｍｏの添加は、Ｔａ，Ｖ，Ｎｂの添加と比較して、アモルファス性を高める方向に作用しないため、シード層に求められるｆｃｃ相形成に有利である。Ｃｒは、望ましくは５ａｔ．％を超えて添加され、５ａｔ．％を超えて添加される場合には配向性の点で有利となる。
【００１７】
Ｆｅｘ−Ｎｉｙ−Ｃｏｚ−Ｍ系合金は、Ｍ元素として、Ｍ１元素に加えて、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｂ、Ｃｕ、Ｐ、ＣおよびＲｕから選択される１種または２種以上のＭ２元素を含有することができる。Ｍ２元素（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｈｆ，Ｂ，Ｃｕ，Ｐ，Ｃ，Ｒｕから選択される元素）は、任意成分であるが、（１１１）面を配向させる元素であり、また、結晶粒を微細化する元素であるため、Ｆｅｘ−Ｎｉｙ−Ｃｏｚ−Ｍ系合金は、１種または２種以上のＭ２元素を含有することが好ましい。Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｈｆ，Ｂ，Ｃｕ，Ｐ，ＣおよびＲｕから選択される１種または２種以上のＭ２元素の合計含有量は、１〜１０ａｔ．％とすることが好ましい。Ｍ２元素の合計含有量が１０ａｔ．％を超えると化合物が生じたり、アモルファス化したりするおそれがあることから、その上限を１０ａｔ．％とすることが好ましく、５ａｔ．％とすることがさらに好ましい。また、Ｍ１元素の合計含有量とＭ２元素の合計含有量との和は、２５ａｔ．％以下とすることが好ましく、２０ａｔ．％以下とすることがさらに好ましい。
【００１８】
Ｆｅｘ−Ｎｉｙ−Ｃｏｚ−Ｍ系合金は、Ｆｅα−Ｎｉβ−Ｃｏγ相を含んでなるミクロ組織を有する。ミクロ組織の同定は、Ｘ線回折、光学顕微鏡等を使用して行うことができる。
【００１９】
組成式Ｆｅα−Ｎｉβ−Ｃｏγにおいて、αは、Ｆｅα−Ｎｉβ−Ｃｏγ相におけるＦｅ、ＮｉおよびＣｏの合計含有量（ａｔ．％基準）に対するＦｅの含有量（ａｔ．％基準）の比を表し、βは、Ｆｅα−Ｎｉβ−Ｃｏγ相におけるＦｅ、ＮｉおよびＣｏの合計含有量（ａｔ．％基準）に対するＮｉの含有量（ａｔ．％基準）の比を表し、γは、Ｆｅα−Ｎｉβ−Ｃｏγ相におけるＦｅ、ＮｉおよびＣｏの合計含有量（ａｔ．％基準）に対するＣｏの含有量（ａｔ．％基準）の比を表す。
【００２０】
Ｆｅα−Ｎｉβ−Ｃｏγ相において、α＋β＋γ＝１００としたとき、β（Ｎｉの割合）は２０〜３５、かつ、γ（Ｃｏの割合）は３０以下である。β（Ｎｉの割合）が２０未満または３５を超えるか、あるいは、γ（Ｃｏの割合）が３０を超えると、飽和磁束密度（Ｂｓ）が高くなるからである。γ（Ｃｏの割合）は、１５以下とすることが好ましく、５以下とすることがさらに好ましい。なお、β（Ｎｉの割合）が２０〜３５、かつ、γ（Ｃｏの割合）が３０以下である場合、α（Ｆｅの割合）は３５〜８０であり、β（Ｎｉの割合）が２０〜３５、かつ、γ（Ｃｏの割合）が１５以下である場合、α（Ｆｅの割合）は５０〜８０であり、β（Ｎｉの割合）が２０〜３５、かつ、γ（Ｃｏの割合）が５以下である場合、α（Ｆｅの割合）は６０〜８０である。
【００２１】
ミクロ組織は、Ｆｅα−Ｎｉβ−Ｃｏγ相に固溶したＭ元素、および／または、Ｆｅ、ＮｉおよびＣｏのうちの少なくとも１種の元素と化合物を形成したＭ元素を含んでなる。Ｍ１元素はＦｅｘ−Ｎｉｙ−Ｃｏｚ−Ｍ系合金の必須成分であるので、ミクロ組織は、Ｆｅα−Ｎｉβ−Ｃｏγ相に固溶したＭ１元素、および／または、Ｆｅ、ＮｉおよびＣｏのうちの少なくとも１種の元素と化合物を形成したＭ１元素を含んでなる。Ｆｅｘ−Ｎｉｙ−Ｃｏｚ−Ｍ系合金におけるＭ１元素の合計含有量を２〜２０ａｔ．％とすることにより、Ｆｅα−Ｎｉβ−Ｃｏγ相にＭ１元素を固溶させることができる、および／または、Ｆｅ、ＮｉおよびＣｏのうちの少なくとも１種の元素とＭ１元素との化合物を形成させることができる。これにより、Ｆｅｘ−Ｎｉｙ−Ｃｏｚ−Ｍ系合金の磁性を低減させることができる。Ｆｅｘ−Ｎｉｙ−Ｃｏｚ−Ｍ系合金において、Ｍ１元素の合計含有量が２ａｔ．％未満であると、固溶の効果あるいは化合物形成元素としての効果が十分ではなく、Ｍ１元素の合計含有量が２０ａｔ．％を超えると、化合物が増加し、脆くなるため、Ｍ１元素の合計含有量は２〜２０ａｔ．％、好ましくは２〜１５ａｔ．％、さらに好ましくは３〜１２ａｔ．％とする。
【００２２】
Ｆｅｘ−Ｎｉｙ−Ｃｏｚ−Ｍ系合金がＭ元素としてＭ１元素に加えて１種または２種以上のＭ２元素を含有する場合、ミクロ組織は、Ｆｅα−Ｎｉβ−Ｃｏγ相に固溶したＭ２元素、および／または、Ｆｅ、ＮｉおよびＣｏのうちの少なくとも１種の元素と化合物を形成したＭ２元素を含んでなる。Ｆｅｘ−Ｎｉｙ−Ｃｏｚ−Ｍ系合金におけるＭ２元素の合計含有量を１〜１０ａｔ．％とすることにより、Ｆｅα−Ｎｉβ−Ｃｏγ相にＭ２元素を固溶させることができる、および／または、Ｆｅ、ＮｉおよびＣｏのうちの少なくとも１種の元素とＭ２元素との化合物を形成させることができる。これにより、Ｆｅｘ−Ｎｉｙ−Ｃｏｚ−Ｍ系合金の磁性を低減させることができる。Ｆｅｘ−Ｎｉｙ−Ｃｏｚ−Ｍ系合金において、Ｍ２元素の合計含有量が１ａｔ．％未満であると、固溶の効果あるいは化合物形成元素としての効果が十分ではなく、Ｍ２元素の合計含有量が１０ａｔ．％を超えると、化合物が増加し、脆くなるため、Ｍ２元素の合計含有量は１〜１０ａｔ．％とすることが好ましい。
【００２３】
Ｆｅｘ−Ｎｉｙ−Ｃｏｚ−Ｍ系合金は、Ｆｅα１−Ｎｉβ１−Ｃｏγ１−Ｍ系合金粉末およびその他の原料粉末を所定の比率で混合し、混合粉末を加圧焼結することにより製造することができる。混合粉末の加圧焼結には、例えば、ホットプレス、熱間静水圧プレス、通電加圧焼結、熱間押し出しなどを適用することができる。
【００２４】
Ｆｅα１−Ｎｉβ１−Ｃｏγ１−Ｍ系合金粉末およびその他の原料粉末を所定の比率で混合し、混合粉末を加圧焼結することにより、Ｆｅｘ−Ｎｉｙ−Ｃｏｚ−Ｍ系合金を製造する場合、Ｆｅｘ−Ｎｉｙ−Ｃｏｚ−Ｍ系合金が有するＦｅα−Ｎｉβ−Ｃｏγ相は、Ｆｅα１−Ｎｉβ１−Ｃｏγ１−Ｍ系合金粉末に由来する。
【００２５】
組成式Ｆｅα１−Ｎｉβ１−Ｃｏγ１−Ｍにおいて、α１は、Ｆｅα１−Ｎｉβ１−Ｃｏγ１−Ｍ系合金粉末におけるＦｅ、ＮｉおよびＣｏの合計含有量（ａｔ．％基準）に対するＦｅの含有量（ａｔ．％基準）の比を表し、β１は、Ｆｅα１−Ｎｉβ１−Ｃｏγ１−Ｍ系合金粉末におけるＦｅ、ＮｉおよびＣｏの合計含有量（ａｔ．％基準）に対するＮｉの含有量（ａｔ．％基準）の比を表し、γ１は、Ｆｅα１−Ｎｉβ１−Ｃｏγ１−Ｍ系合金粉末におけるＦｅ、ＮｉおよびＣｏの合計含有量（ａｔ．％基準）に対するＣｏの含有量（ａｔ．％基準）の比を表す。
【００２６】
Ｆｅα１−Ｎｉβ１−Ｃｏγ１−Ｍ系合金粉末において、α１＋β１＋γ１＝１００としたとき、β１（Ｎｉの割合）は２０〜３５、かつ、γ１（Ｃｏの割合）は３０以下であることが好ましい。β１（Ｎｉの割合）が２０未満または３５を超えるか、あるいは、γ１（Ｃｏの割合）が３０を超えると、飽和磁束密度（Ｂｓ）が高くなるからである。γ１（Ｃｏの割合）は、１５以下とすることが好ましく、５以下とすることがさらに好ましい。なお、β１（Ｎｉの割合）が２０〜３５、かつ、γ１（Ｃｏの割合）が３０以下である場合、α１（Ｆｅの割合）は３５〜８０であり、β１（Ｎｉの割合）が２０〜３５、かつ、γ１（Ｃｏの割合）が１５以下である場合、α１（Ｆｅの割合）は５０〜８０であり、β１（Ｎｉの割合）が２０〜３５、かつ、γ１（Ｃｏの割合）が５以下である場合、α１（Ｆｅの割合）は６０〜８０である。
【００２７】
Ｆｅα１−Ｎｉβ１−Ｃｏγ１−Ｍ系合金粉末は、Ｍ元素として、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｃｒ、ＶおよびＮｂから選択される１種または２種以上のＭ１元素を含有することができる。Ｆｅα１−Ｎｉβ１−Ｃｏγ１−Ｍ系合金粉末におけるＭ１元素の合計含有量（ａｔ．％基準）は、２〜２０ａｔ．％とすることが好ましい。Ｆｅα１−Ｎｉβ１−Ｃｏγ１−Ｍ系合金粉末におけるＭ１元素の合計含有量を２〜２０ａｔ．％とすることにより、Ｆｅα−Ｎｉβ−Ｃｏγ相にＭ１元素を固溶させることができる、および／または、Ｆｅ、ＮｉおよびＣｏのうちの少なくとも１種の元素とＭ１元素との化合物を形成させることができる。これにより、Ｆｅｘ−Ｎｉｙ−Ｃｏｚ−Ｍ系合金の磁性を低減させることができる。Ｆｅα１−Ｎｉβ１−Ｃｏγ１−Ｍ系合金粉末において、Ｍ１元素の合計含有量が２ａｔ．％未満であると、固溶の効果あるいは化合物形成元素としての効果が十分ではなく、Ｍ１元素の合計含有量が２０ａｔ．％を超えると、化合物が増加し、脆くなるため、Ｍ１元素の合計含有量は２〜２０ａｔ．％、好ましくは２〜１５ａｔ．％、さらに好ましくは３〜１２ａｔ．％とする。
【００２８】
Ｆｅα１−Ｎｉβ１−Ｃｏγ１−Ｍ系合金粉末は、Ｍ元素として、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｂ、Ｃｕ、Ｐ、ＣおよびＲｕから選択される１種または２種以上のＭ２元素を含有することができる。Ｆｅα１−Ｎｉβ１−Ｃｏγ１−Ｍ系合金粉末におけるＭ２元素の合計含有量（ａｔ．％基準）は、１〜１０ａｔ．％とすることが好ましい。Ｆｅα１−Ｎｉβ１−Ｃｏγ１−Ｍ系合金粉末におけるＭ２元素の合計含有量を１〜１０ａｔ．％とすることにより、Ｆｅα−Ｎｉβ−Ｃｏγ相にＭ２元素を固溶させることができる、および／または、Ｆｅ、ＮｉおよびＣｏのうちの少なくとも１種の元素とＭ２元素との化合物を形成させることができる。これにより、Ｆｅｘ−Ｎｉｙ−Ｃｏｚ−Ｍ系合金の磁性を低減させることができる。Ｆｅα１−Ｎｉβ１−Ｃｏγ１−Ｍ系合金粉末において、Ｍ２元素の合計含有量が１ａｔ．％未満であると、固溶の効果あるいは化合物形成元素としての効果が十分ではなく、Ｍ２元素の合計含有量が１０ａｔ．％を超えると、化合物が増加し、脆くなるため、Ｍ２元素の合計含有量は１〜１０ａｔ．％とすることが好ましい。
【００２９】
Ｆｅα１−Ｎｉβ１−Ｃｏγ１−Ｍ系合金粉末は、Ｍ１元素およびＭ２元素のうちの一方または両方を含有することができる。両方を含有する場合、Ｍ１元素の合計含有量とＭ２元素の合計含有量との和は、２５ａｔ．％以下とすることが好ましく、２０ａｔ．％以下とすることがさらに好ましい。
【００３０】
その他の原料粉末としては、目的組成に足りない元素を補う純金属粉末および／または合金粉末を使用することができる。
【００３１】
Ｆｅｘ−Ｎｉｙ−Ｃｏｚ−Ｍ系合金を製造する際に使用される原料粉末のうち、Ｆｅα１−Ｎｉβ１−Ｃｏγ１−Ｍ系合金粉末以外の残部（以下「残部原料」という）におけるＦｅ、ＮｉおよびＣｏの合計含有量（ａｔ．％基準）に対するＦｅの含有量（ａｔ．％基準）、Ｎｉの含有量（ａｔ．％基準）およびＣｏの含有量（ａｔ．％基準）の比を、それぞれ、α２、β２およびγ２とし、α２＋β２＋γ２＝１００としたとき、β２（Ｎｉの割合）は８０〜１００、かつ、α２＋γ２（Ｆｅの割合＋Ｃｏの割合）は０〜２０であることが好ましい。β２（Ｎｉの割合）を８０〜１００とすることにより、Ｂｓ≦１０ｋＧとすることができる。β２（Ｎｉの割合）は、好ましくは８５〜１００とする。
【００３２】
残部原料は、Ｍ元素として、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｃｒ、ＶおよびＮｂから選択される１種または２種以上のＭ１元素を含有することができる。残部原料におけるＭ１元素の合計含有量（ａｔ．％基準）は、２〜２０ａｔ．％とすることが好ましい。残部原料におけるＭ１元素の合計含有量を２〜２０ａｔ．％とすることにより、Ｆｅα−Ｎｉβ−Ｃｏγ相にＭ１元素を固溶させることができる、および／または、Ｆｅ、ＮｉおよびＣｏのうちの少なくとも１種の元素とＭ１元素との化合物を形成させることができる。これにより、Ｆｅｘ−Ｎｉｙ−Ｃｏｚ−Ｍ系合金の磁性を低減させることができる。残部原料において、Ｍ１元素の合計含有量が２ａｔ．％未満であると、固溶の効果あるいは化合物形成元素としての効果が十分ではなく、Ｍ１元素の合計含有量が２０ａｔ．％を超えると、化合物が増加し、脆くなるため、Ｍ１元素の合計含有量は２〜２０ａｔ．％、好ましくは２〜１５ａｔ．％、さらに好ましくは３〜１２ａｔ．％とする。
【００３３】
残部原料は、Ｍ元素として、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｂ、Ｃｕ、Ｐ、ＣおよびＲｕから選択される１種または２種以上のＭ２元素を含有することができる。残部原料におけるＭ２元素の合計含有量（ａｔ．％基準）は、１〜１０ａｔ．％とすることが好ましい。残部原料におけるＭ２元素の合計含有量を１〜１０ａｔ．％とすることにより、Ｆｅα−Ｎｉβ−Ｃｏγ相にＭ２元素を固溶させることができる、および／または、Ｆｅ、ＮｉおよびＣｏのうちの少なくとも１種の元素とＭ２元素との化合物を形成させることができる。これにより、Ｆｅｘ−Ｎｉｙ−Ｃｏｚ−Ｍ系合金の磁性を低減させることができる。残部原料において、Ｍ２元素の合計含有量が１ａｔ．％未満であると、固溶の効果あるいは化合物形成元素としての効果がなく、Ｍ２元素の合計含有量が１０ａｔ．％を超えると、化合物が増加し、脆くなるため、Ｍ２元素の合計含有量は１〜１０ａｔ．％とすることが好ましい。
【００３４】
残部原料は、Ｍ１元素およびＭ２元素のうちの一方または両方を含有することができる。両方を含有する場合、Ｍ１元素の合計含有量とＭ２元素の合計含有量との和は、２５ａｔ．％以下とすることが好ましく、２０ａｔ．％以下とすることがさらに好ましい。
【実施例】
【００３５】
以下、本発明について、実施例によって具体的に説明する。
原料粉末として、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍ系合金粉末、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｍ系合金粉末およびその他の原料粉末をガスアトマイズ法によって作製した。ガスアトマイズ法は、ガス種類がアルゴンガス、ノズル径が６ｍｍ、ガス圧が５ＭＰａの条件で行った。作製した合金粉末のうち、５００μｍ以下に分級した粉末を使用した。なお、その他の原料粉末である純物質の粉末はアトマイズ法以外の製法によるものでもかまわない。また、粉末の作製は、ガスアトマイズ法だけでなく、水アトマイズ法、回転ディスク式アトマイズ法などを適用することができる。【００３６】
表１〜３に示すＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｍ系合金組成を満たすように、上述した方法で作製した、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍ系合金またはＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｍ系合金粉末とその他の原料粉末とを混合し、ＳＣ材質からなる封入缶に充填して、到達真空度１０-1Ｐａ以上で脱気真空封入した後、加圧焼結方法にて、温度８００〜１２００℃、圧力１００ＭＰａ以上、保持時間５時間の条件で成形体を作製し、次いで機械加工により最終形状として外径１６５〜１８０ｍｍ、厚み３〜１０ｍｍのターゲット材を得た。原料粉末の混合はＶ型混合機を用い、混合時間は１時間とした。なお、混合粉末の加圧焼結方法としては、ホットプレス、熱間静水圧プレス、通電加圧焼結、熱間押し出しなどを適用することができる。【００３７】
作製したターゲット材の透磁率の測定に当たって、外径１５ｍｍ、内径１０ｍｍ、高さ５ｍｍのリング試験片を製作し、ＢＨトレーサーを用いて、８ｋＡ／ｍの印加磁場にて最大透磁率（ｅｍｕ）を測定した。表１〜３において、透磁率が５００ｅｍｕ以下を「Ｇ１（Ｇｒａｄｅ１）」、５００ｅｍｕ超〜１０００ｅｍｕを「Ｇ２（Ｇｒａｄｅ２）」、１０００ｅｍｕを超えるものを「Ｇ３（Ｇｒａｄｅ３）」とした。なお、最大透磁率に関し、Ｇ１は、本発明のＮｉ系スパッタリングターゲット材として特に好適であり、Ｇ２は、本発明のＮｉ系スパッタリングターゲット材として好適であり、Ｇ３は、本発明のＮｉ系スパッタリングターゲット材として不適である。【００３８】
一方、作製したターゲット材の漏洩磁束（Ｐａｓｓ−Ｔｈｒｏｕｇｈ−Ｆｌｕｘ、以下「ＰＴＦ」と記す。）の測定に当たっては、ターゲット材の裏面に永久磁石を配置し、ターゲット材表面に漏洩する磁束を測定した。この方法は、マグネトロンスパッタ装置に近い状態の漏洩磁束を定量的に測定することができる。実際の測定は、ＡＳＴＭ  Ｆ２８０６−０１（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｐａｓｓ  Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｆｌｕｘ  ｏｆ  Ｃｉｒｃｕｌａｒ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ  Ｔａｒｇｅｔｓ  Ｍｅｔｈｏｄ２）に基づいて行い、次式よりＰＴＦを求めた。
（ＰＴＦ）＝１００×（ターゲット材を置いた状態での磁束の強さ）÷（ターゲット材を置かない状態での磁束の強さ）（％）
表１〜３において、ＰＴＦが１０％以上を「Ｇ１（Ｇｒａｄｅ１）」、１０％未満を「Ｇ２（Ｇｒａｄｅ２）」とした。なお、ＰＴＦに関し、Ｇ１は、本発明のＮｉ系スパッタリングターゲット材として好適であり、Ｇ２は、本発明のＮｉ系スパッタリングターゲット材として不適である。【００３９】
【表１】
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【００４０】
表１において、Ｎｏ．１〜２３は本発明の実施例であり、Ｎｏ．２４〜３０は比較例である。【００４１】
表１において、「成分組成」中の「Ｆｅ」、「Ｎｉ」および「Ｃｏ」は、それぞれ、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｍ系合金におけるＦｅ、ＮｉおよびＣｏの合計含有量（ａｔ．％基準）に対するＦｅの含有量（ａｔ．％基準）、Ｎｉの含有量（ａｔ．％基準）およびＣｏの含有量（ａｔ．％基準）の比を表し、それらの比の和（「Ｆｅ」＋「Ｎｉ」＋「Ｃｏ」）は１００である。Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｍ系合金におけるＦｅ、ＮｉおよびＣｏの合計含有量（ａｔ．％基準）は、１００ａｔ．％からＭ１の合計含有量（ａｔ．％基準）を差し引くことにより求められる。例えば、Ｎｏ．１において、Ｆｅ、ＮｉおよびＣｏの合計含有量（ａｔ．％基準）は、１００ａｔ．％−２ａｔ．％＝９８ａｔ．％である。他の表についても同様である。【００４２】
表１において、「原料粉末Ａ」中の「Ｆｅ」、「Ｎｉ」および「Ｃｏ」は、それぞれ、原料粉末ＡにおけるＦｅ、ＮｉおよびＣｏの合計含有量（ａｔ．％基準）に対するＦｅの含有量（ａｔ．％基準）、Ｎｉの含有量（ａｔ．％基準）およびＣｏの含有量（ａｔ．％基準）の比を表し、それらの比の和（「Ｆｅ」＋「Ｎｉ」＋「Ｃｏ」）は１００である。原料粉末ＡにおけるＦｅ、ＮｉおよびＣｏの合計含有量（ａｔ．％基準）は、１００ａｔ．％から、原料粉末ＡにおけるＭ１の合計含有量（ａｔ．％基準）を差し引くことにより求められる。例えば、Ｎｏ．１において、原料粉末ＡにおけるＦｅ、ＮｉおよびＣｏの合計含有量（ａｔ．％基準）は、１００ａｔ．％−２ａｔ．％＝９８ａｔ．％である。他の表についても同様である。【００４３】
本発明の実施例であるＮｏ．１〜２３は、いずれも本発明の条件を満足していることから、最大透磁率は１０００ｅｍｕ以下、ＰＴＦは１０％以上である。一方、比較例であるＮｏ．２４、２５の平均組成は、本発明の実施例であるＮｏ．３と同一であるが、Ｎｏ．２４、２５は、原料粉末ＡにおけるＦｅ、ＮｉおよびＣｏの合計含有量（ａｔ．％基準）に対するＮｉの含有量（ａｔ．％基準）の比が２０〜３５である（すなわち、合金のミクロ組織中のＦｅα−Ｎｉβ−Ｃｏγ相におけるＦｅ、ＮｉおよびＣｏの合計含有量（ａｔ．％基準）に対するＮｉの含有量（ａｔ．％基準）の比が２０〜３５である）という条件を満たさないため、最大透磁率は１０００ｅｍｕを超え、ＰＴＦは１０％未満である。比較例であるＮｏ．２６、２７、２９、３０の平均組成は、それぞれ、本発明の実施例であるＮｏ．１、９、１５、２２と同一であるが、Ｎｏ．２６、２７、２９、３０は、単一合金粉末を使用して作製されたため、本発明の条件を満たすＦｅα−Ｎｉβ−Ｃｏγ相を有さず、いずれも最大透磁率は１０００ｅｍｕを超え、ＰＴＦは１０％未満である。比較例であるＮｏ．２８の平均組成は、本発明の実施例であるＮｏ．１０と同一であるが、Ｎｏ．２８は、原料粉末ＡにおけるＦｅ、ＮｉおよびＣｏの合計含有量（ａｔ．％基準）に対するＣｏの含有量（ａｔ．％基準）の比が３０以下である（すなわち、合金のミクロ組織中のＦｅα−Ｎｉβ−Ｃｏγ相におけるＦｅ、ＮｉおよびＣｏの合計含有量（ａｔ．％基準）に対するＣｏの含有量（ａｔ．％基準）の比が３０以下である）という条件を満たさないため、最大透磁率は１０００ｅｍｕを超え、ＰＴＦは１０％未満である。【００４４】
【表２】
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【００４５】
表２において、Ｎｏ．３１〜５３は本発明の実施例であり、Ｎｏ．５４〜６０は比較例である。【００４６】
本発明の実施例であるＮｏ．３１〜５３はいずれも本発明の条件を満足していることから、最大透磁率は１０００ｅｍｕ以下、ＰＴＦは１０％以上である。一方、比較例であるＮｏ．５４の平均組成は、本発明の実施例であるＮｏ．３２と同一であるが、原料粉末ＡにおけるＦｅ、ＮｉおよびＣｏの合計含有量（ａｔ．％基準）に対するＮｉの含有量（ａｔ．％基準）の比が２０〜３５である（すなわち、合金のミクロ組織中のＦｅα−Ｎｉβ−Ｃｏγ相におけるＦｅ、ＮｉおよびＣｏの合計含有量（ａｔ．％基準）に対するＮｉの含有量（ａｔ．％基準）の比が２０〜３５である）という条件を満たさないため、最大透磁率は１０００ｅｍｕを超え、ＰＴＦは１０％未満である。比較例であるＮｏ．５５〜６０の平均組成は、それぞれ、本発明の実施例であるＮｏ．３２、３５、４０、４１、４９、５３と同一であるが、Ｎｏ．５５〜６０は単一合金粉末を使用して作製されたため、本発明の条件を満たすＦｅα−Ｎｉβ−Ｃｏγ相を有さず、いずれも最大透磁率は１０００ｅｍｕを超え、ＰＴＦは１０％未満である。【００４７】
【表３】
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【００４８】
表３において、Ｎｏ．６１〜８３は本発明の実施例であり、Ｎｏ．８４〜９０は比較例である。【００４９】
本発明の実施例であるＮｏ．６１〜８３は、いずれも本発明の条件を満足していることから、最大透磁率は１０００ｅｍｕ以下、ＰＴＦは１０％以上である。比較例であるＮｏ．８４〜８７、８９の平均組成は、それぞれ、本発明のＮｏ．６１、７４、７９、８２、８３と同一であるが、Ｎｏ．８４〜８７、８９は、単一合金粉末を使用して作製されたため、本発明の条件を満たすＦｅα−Ｎｉβ−Ｃｏγ相を有さず、いずれも最大透磁率は１０００ｅｍｕを超え、ＰＴＦは１０％未満である。比較例であるＮｏ．８８、９０の平均組成は、それぞれ、本発明の実施例であるＮｏ．８２、８３と同一であるが、原料粉末ＡにおけるＦｅ、ＮｉおよびＣｏの合計含有量（ａｔ．％基準）に対するＮｉの含有量（ａｔ．％基準）の比が２０〜３５である（すなわち、合金のミクロ組織中のＦｅα−Ｎｉβ−Ｃｏγ相におけるＦｅ、ＮｉおよびＣｏの合計含有量（ａｔ．％基準）に対するＮｉの含有量（ａｔ．％基準）の比が２０〜３５である）という条件を満たさないため、最大透磁率は１０００ｅｍｕを超え、ＰＴＦは１０％未満である。【００５０】
以上に示すように、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｍ系合金粉末を原料粉末とすることにより、透磁率が低く大きな漏洩磁束が得られ、マグネトロンスパッタリングにおける使用効率の高いシード層用ターゲット材を得ることができるという極めて優れた効果が奏される。
【国際調査報告】
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