(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
融点が５００℃以下の酸化物を含む磁性材スパッタリングターゲットであって、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｓｉから選択される一種以上を構成成分とする酸化物を含み、スパッタリングターゲット中、Ｃｏが６５ｍｏｌ％以上７０ｍｏｌ％以下、Ｃｒが２０ｍｏｌ％以下、Ｐｔが２５ｍｏｌ％以下であり、該スパッタリングターゲットのスパッタ面において、粒径が１０μｍ以上である酸化物の平均個数密度が５個／ｍｍ2以下であることを特徴とする磁性材スパッタリングターゲット。
【請求項２】
スパッタリングターゲット中の酸化物の総含有量が５ｖｏｌ％〜５０ｖｏｌ％であることを特徴とする請求項１記載の磁性材スパッタリングターゲット。
【請求項３】
Ｂ、Ｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｓｉ、Ａｌから選択される一種以上を１０ｍｏｌ％以下含有することを特徴とする請求項１又は２記載の磁性材スパッタリングターゲット。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の磁性材スパッタリングターゲットの製造方法であって、融点が５００℃以下の酸化物を含む酸化物粉末を、ターゲットの焼結温度以上の温度で熱処理し、熱処理した粉末を焼結原料とすることを特徴とする磁性材スパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の磁性材スパッタリングターゲットの製造方法であって、融点が５００℃以下の酸化物を除く酸化物粉末を、ターゲットの焼結温度以上の温度で熱処理し、熱処理した粉末を焼結原料とすることを特徴とする磁性材スパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項６】
大気中において、８００℃以上１９００℃以下で熱処理を行う工程を含む請求項４又は５記載の磁性材スパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項７】
熱処理した酸化物粉末を平均粒径５μｍ以下に粒径調整する工程を含む請求項４〜６のいずれか一項に記載の磁性材スパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項８】
保持温度５００℃〜１４００℃でホットプレス焼結する工程を含む請求項４〜７のいずれか一項に記載の磁性材スパッタリングターゲットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体の記録層等に用いられる磁性体薄膜、例えば、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媒体のグラニュラー膜の成膜に適した磁性材スパッタリングターゲットに関して、特に、スパッタリング時の異常放電を抑制し、パーティクル発生を防止することができる、磁性材スパッタリングターゲット及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスク等の磁気記録媒体では、ガラス等の基板上に磁性体材料を薄膜化して形成したものが磁気記録層として用いられているが、当該磁気記録層の成膜は、生産性の高さから直流（ＤＣ）電源を用いたマグネトロンスパッタリング法が広く採用されている。マグネトロンスパッタリング法は、ターゲットの背面に磁石を配置し、ターゲット表面に磁束を漏洩させることで、放電プラズマ中の荷電粒子をローレンツ力により磁束に拘束させ、ターゲット表面付近に高密度のプラズマを集中させることができるので、成膜速度の高速化が可能な方法である。【０００３】
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、記録を担う磁気記録層となる磁性薄膜の材料として、強磁性金属であるＣｏ、Ｆｅ、あるいはＮｉをベースとした材料が用いられている。例えば、磁性体の磁化方向を記録面に平行な方向とする面内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系の強磁性合金が従来から用いられている。【０００４】
一方、磁性体の磁化方向を記録面に対して垂直な方向とすることで記録面積当たりの磁気記録量を高密度化した垂直磁気記録方式が実用化され、近年ではこれが主流となってきている。この垂直磁気記録方式を採用するハードディスクの磁気記録層には、Ｃｏを主成分とする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多く用いられている。そして、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。【０００５】
このような磁性材スパッタリングターゲットの作製方法としては、溶解法や粉末冶金法が考えられる。どちらの手法でスパッタリングターゲットを作製するかは、要求されるスパッタリング特性や薄膜性能によるため、一概に決定することはできない。しかし、上述した近年主流となっている垂直磁気記録方式のハードディスクの記録層に使用されるスパッタリングターゲットは、一般に粉末冶金法によって作製されている。その理由は、垂直磁気記録方式の記録層形成用のスパッタリングターゲットは、無機物粒子を合金素地中に均一に分散させる必要があり、溶解法でそのような構造を実現することが困難であることによる。【０００６】
これまで粉末冶金法による磁性材スパッタリングターゲットの製造に関して、いくつかの観点からその改良のためのアプローチが試みられている。例えば、特許文献１、２には、粉末冶金法によって合金素地中に酸化物粒子を分散させた焼結体スパッタリングターゲットが開示されており、合金素地中に特定の元素組成の合金を粗大化した粒子として存在させることで、ターゲット全体としての透磁率を低下させて、磁性体ターゲットのスパッタ面にまで通過する磁束（Ｐａｔｈ  Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｆｌｕｘ；ＰＴＦ）を増大させることができ、スパッタ面近傍のプラズマ密度を増大させて成膜速度の向上が図れることが記載されている。【０００７】
また、別観点からのアプローチとして、特許文献３、４には、粉末冶金法によって合金素地中に酸化物粒子を分散させて焼結した焼結体スパッタリングターゲットが開示されており、ターゲット内に分散している酸化物の形状や分散形態を制御することで、微細で均一な組織構造とする技術が開示されている。これらのターゲットにおいて、分散体である酸化物は絶縁体であるため、その形状や分散の形態によっては異常放電の原因になり得るものであるため、ターゲットの組織構造を微細かつ均一化することで、異常放電を抑制してパーティクルの発生を防止するものである。【０００８】
しかしながら、これらの先行技術においても、ターゲット内の酸化物の存在形態や分散形態には、さらなる改善の余地があり、より効果的に異常放電が抑制でき、パーティクルの発生を防止できるスパッタリングターゲットが望まれていた。特に、垂直記録方式が主流となって以降、記録密度向上に伴い、ハードディスクドライブ等の磁気記録装置における磁気ヘッドの浮上量は年々小さくなっており、そのため磁気記録媒体上で許容されるパーティクルのサイズ及び個数に対する要求は、ますます厳しいものとなってきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第５３７５７０７号
【特許文献２】国際公開第２０１４／１２５８９７号
【特許文献３】国際公開第２０１３／１２５４６９号
【特許文献４】特許第４９７５６４７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、スパッタリングターゲット中の酸化物、特に粗大に成長した酸化物に起因する異常放電やパーティクルの発生を効果的に低減することができる、非磁性材粒子が分散した磁性材スパッタリングターゲット及びその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を行った結果、スパッタリングターゲット中に融点の低い酸化物を含む場合、焼結工程において、その酸化物が溶融し、凝集あるいは他の酸化物と反応して、粒径が過度に大きな凝集体に成長するという問題が生じること、そして、焼結前に事前に酸化物を熱処理することにより、そのような凝集体の生成を抑制することができ、これにより、スパッタリングの際に酸化物に起因したパーティクルの発生量を低減することができるとの知見が得られた。【００１２】
このような知見に基づき、本願は、以下の発明を提供するものである。
１）融点が５００℃以下の酸化物を含む磁性材スパッタリングターゲットであって、該スパッタリングターゲットのスパッタ面において、粒径が１０μｍ以上である酸化物の平均個数密度が５個／ｍｍ２以下であることを特徴とする磁性材スパッタリングターゲット。
２）Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｃｏから選択される一種以上を構成成分とする酸化物を含むことを特徴とする上記１）記載の磁性材スパッタリングターゲット。
３）スパッタリングターゲット中の酸化物の総含有量が５ｖｏｌ％以上５０ｖｏｌ％以下であることを特徴とする上記１）又は２）記載の磁性材スパッタリングターゲット。
４）スパッタリングターゲット中、Ｃｏが５５ｍｏｌ％以上９５ｍｏｌ％以下、Ｃｒが４０ｍｏｌ％以下、Ｐｔが４５ｍｏｌ％以下、であることを特徴とする上記１）〜３）のいずれか一記載の磁性材スパッタリングターゲット。
５）Ｂ、Ｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｓｉ、Ａｌから選択される一種以上を１０ｍｏｌ％以下、含有することを特徴とする上記４）記載の磁性材スパッタリングターゲット。
６）上記１）〜５）のいずれか一に記載の磁性材スパッタリングターゲットの製造方法であって、融点が５００℃以下の酸化物を含む酸化物粉末を、ターゲットの焼結温度以上の温度で熱処理し、熱処理した粉末を焼結原料とすることを特徴とする磁性材スパッタリングターゲットの製造方法。
７）上記１）〜５）のいずれか一に記載の磁性材スパッタリングターゲットの製造方法であって、融点が５００℃以下の酸化物を除く酸化物粉末を、ターゲットの焼結温度以上の温度で熱処理し、熱処理した粉末を焼結原料とすることを特徴とする磁性材スパッタリングターゲットの製造方法。
８）大気中において、８００℃以上１９００℃以下で熱処理を行う工程を含む上記６）又は７）記載の磁性材スパッタリングターゲットの製造方法。
９）熱処理した酸化物粉末を平均粒径５μｍ以下に粒径調整する工程を含む上記６）記載の磁性材スパッタリングターゲットの製造方法。
１０）保持温度５００℃〜１４００℃でホットプレス焼結する工程を含む上記６）〜９）のいずれか一に記載の磁性材スパッタリングターゲットの製造方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の非磁性材粒子が分散した磁性材スパッタリングターゲットは、スパッタリング時における粗大な酸化物に起因する異常放電の抑制と、パーティクルの発生の減少に寄与し、従来のスパッタリングターゲットよりも特性を大幅に改善することができる。これにより、さらなる歩留まり向上によるコストの改善効果を得ることができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の酸化物粒子の粒径について説明するための模式図である。
【図２】本発明のスパッタリングターゲットの組織観察位置を示す図である。
【図３】実施例１のスパッタリングターゲット（スパッタ面側）のレーザー顕微鏡による組織観察像である。
【図４】比較例１のスパッタリングターゲット（スパッタ面側）のレーザー顕微鏡による組織観察像である。
【図５】比較例１のスパッタリングターゲット中の酸化物のＥＰＭＡ元素マッピング像である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
非磁性材の原料として、融点が５００℃以下の酸化物（以下、低融点酸化物と称する場合がある）を用いた場合、このような低融点の酸化物が焼結時に溶融して、それ自体あるいは他の酸化物と反応して、凝集体を形成してしまうことがあった。焼結体（スパッタリングターゲット）中に凝集し、粗大化した酸化物が存在すると、スパッタリング時にそこを起点として異常放電が発生したり、粗大化した酸化物が脱離するなどして、パーティクルが発生することがあり、膜質を低下させ、さらには製品の歩留まりを低下させる原因となっていた。
【００１６】
本発明は、酸化物を事前に熱処理することで、焼結時の酸化物の溶融による凝集体の形成を抑制し、スパッタリングターゲットにおける粗大な酸化物の存在割合を低減することを特徴とするものである。すなわち、本発明の磁性材スパッタリングターゲットは、非磁性材粒子として融点が５００℃以下の酸化物を含む場合において、スパッタリングターゲット中に存在する粒径１０μｍ以上の酸化物の平均個数密度を５個／ｍｍ２以下とすることを特徴とするものである。
【００１７】
スパッタリングターゲットに存在する、酸化物の形状（平面模式図）を図１に示す。図１のように酸化物の平面形状は、必ずしも正円あるいは楕円形状ではないため、本発明では、酸化物の平面形状に描かれる最大内接円の直径を粒径と定義する。また図２にスパッタリングターゲットの組織観察位置を示す模式図を示す。図２に示されるようにターゲットの中心及び半径（ｒ）の１／２の地点の計１０箇所について組織観察を行い、各々の観察組織における酸化物の個数密度の平均値を平均個数密度とする。このとき、酸化物の形状を正確に把握するため、１７５μｍ×１４３３μｍの視野で観察を行う。
【００１８】
融点が５００℃以下の酸化物を用いた場合、焼結時の凝集現象が顕著に生じる。融点が５００℃以下の酸化物としては、例えば、三酸化二ホウ素（Ｂ２Ｏ３）が挙げられる。Ｂ２Ｏ３は磁性材スパッタリングターゲットの非磁性材としてよく使われる材料であることから、本願ではＢ２Ｏ３について言及しているが、融点が５００℃以下の酸化物であれば、同様の現象が生じることから、Ｂ２Ｏ３以外の融点の低い酸化物を焼結原料に用いた場合にも、本発明を適用することができる。
【００１９】
融点が５００℃以下の酸化物（低融点酸化物）が焼結原料に含まれる場合、焼結時に溶融して、焼結体中に粗大な酸化物凝集体として残存する。このような凝集体の生成を抑制する手段として、１）低融点酸化物と他の酸化物を共に熱処理して、融点の異なる化合物（複合酸化物）に合成する方法、２）低融点酸化物以外の酸化物を事前に熱処理することで、焼結時に低融点酸化物との反応を起こり難くする（反応性を低下させる）方法、がある。
【００２０】
低融点酸化物以外の酸化物として、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｃｏから選択される一種以上を構成成分とする酸化物が挙げられる。これらの酸化物は単元素の酸化物、あるいはこれらの複合酸化物、さらには、前記低融点酸化物との複合酸化物としてスパッタリングターゲット中に存在する。スパッタリングターゲット中、低融点酸化物も含め酸化物の総含有量が５ｖｏｌ％以上５０ｖｏｌ％以下とするのが好ましい。酸化物の総体積比率が５ｖｏｌ％以上とすることで、良好な磁気特性を得ることができる。また、５０ｖｏｌ％以下とすることで、酸化物を均一微細に分散させることができる。さらに好ましくは、２０ｖｏｌ％以上４０ｖｏｌ％以下である。
【００２１】
本発明の磁性材スパッタリングターゲットは、スパッタリングターゲット中、Ｃｏを５５ｍｏｌ％以上９５ｍｏｌ％以下含有し、任意成分として、Ｐｔを４５ｍｏｌ％以下、Ｃｒを４０ｍｏｌ％以下含有するものであり、ＰｔおよびＣｒは０ｍｏｌ％でもよい。その組成は、主に磁気記録層に要求される磁気特性によって決定されるものである。磁気特性をさらに厳密に制御するために、Ｃｏの含有量を６０ｍｏｌ％以上８５ｍｏｌ％以下、Ｐｔの含有量を２５ｍｏｌ％以下、Ｃｒの含有量を２０ｍｏｌ％以下とするのが好ましい。また、磁気特性を改善するために、Ｂ、Ｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｓｉ、Ａｌから選択される一種以上を１０ｍｏｌ％以下含有させることが有効である。
【００２２】
本発明の磁性材スパッタリングターゲットは、粉末焼結法を用いて、例えば、以下の方法によって作製することができる。
まず、磁性材料として、Ｃｏ粉末、Ｐｔ粉末、Ｃｒ粉末、さらに添加物として、Ｂ、Ｔｉ、Ｖなどの粉末を用意する。これらの粉末は、単元素の粉末だけでなく、合金粉を用いることもできる。粒径は１〜１０μｍの範囲のものを用いることが好ましい。粒径が１〜１０μｍであると、より均一な混合が可能であり、偏析と粗大結晶化を防ぐことができる。金属粉の粒径が１０μｍより大きい場合には、非磁性材料が均一に分散しないことがあり、また、１μｍより小さい場合には、金属粉の酸化の影響でターゲットの組成が所望の組成から外れてくるという問題が生じることがある、なお、この粒径範囲はあくまで好ましい範囲であり、これを逸脱することが本発明を否定する条件でないことは当然理解されるべきである。
【００２３】
非磁性材料として、融点が５００℃以下の酸化物を含め、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｓｉ等を構成成分とする酸化物の粉末を用意する。酸化物の粒径は１〜５μｍの範囲のものを用いることが望ましい。金属粉末の粒径と同等又はそれ以下であると、粉砕しやすく、前述した金属粉と混合した際、非磁性材粉同士が凝集し難くなり、均一に分散させることが可能である。なお、この粒径範囲はあくまで好ましい範囲であり、これを逸脱することが本発明を否定する条件でないことは当然理解されるべきである。
【００２４】
次に、本発明の重要な点である酸化物の事前熱処理について説明する。先述の通り、融点が５００℃以下の酸化物は、ターゲットの焼結時に溶融して、凝集体を生成しやすいことから、本発明では、事前にターゲットの焼結温度よりも高い温度で酸化物を熱処理することで、１）低融点酸化物を融点がより高い複合酸化物に合成する、あるいは、２）低融点酸化物以外の酸化物の反応性を低下させることを特徴とするものである。
【００２５】
上記１）として、融点が５００℃以下の酸化物（低融点酸化物）と他の酸化物（すなわち、融点が５００℃を超える酸化物）との混合粉をターゲットの焼結温度以上の温度で熱処理することで、低融点酸化物と他の酸化物を合成して、融点がより高い複合酸化物を形成し、これにより、ターゲットの焼結時において酸化物の溶融に伴う凝集を抑制するものである。
上記２）として、融点が５００℃以下の酸化物（低融点酸化物）以外の、他の酸化物（融点が５００℃を超える酸化物）のみを、ターゲットの焼結温度以上の温度で熱処理することで、ターゲットの焼結時に低融点酸化物との反応を抑制し、酸化物の粗大化を抑制するものである。
【００２６】
酸化物粉末の熱処理は、ターゲットの焼結温度以上で行うが、好ましくは、大気中、８００℃以上１９００℃以下である。８００℃未満であると、酸化物粉末の熱処理の効果が十分でない場合があり、一方、１９００℃を超えると、エネルギーコストが高くなるため、好ましくない。酸化物粉末の熱処理時間は、２時間以上行うのが好ましい。酸化物粉末の熱処理後、酸化物粉末は乳鉢などを用いて粉砕して、平均粒径が５μｍ以下となるように粒径調整することが好ましい。平均粒径が５μｍ以下の範囲内のものであれば、前述の金属粉と混合した際、非磁性材粉同士が凝集し難くなり、均一に分散させることが可能とある。
【００２７】
次に、上記の原料粉及び酸化物熱処理粉を所望の組成となるように秤量し、ボールミル等の公知の手法を用いて粉砕を兼ねて混合する。その後、得られた混合粉末をホットプレス法で真空雰囲気、あるいは、不活性ガス雰囲気において成型・焼結する。前記ホットプレス以外にも、プラズマ放電焼結法など、様々な加圧焼結法を使用することができる。特に、熱間静水圧焼結法は、焼結体の密度向上に有効である。ターゲットの焼結時の保持温度はターゲットの成分組成にもよるが、５００℃〜１４００℃の温度範囲とするのが好ましい。このようにして得られた焼結体を、旋盤で所望の形状に加工することにより、本発明のスパッタリングターゲットを製造することができる。
【００２８】
後述する実施例、比較例を含め、本発明の評価方法等は、以下の通りである。
（ターゲットの組織観察及び酸化物粒子の個数密度について）
ターゲット表面の組織の評価は、レーザー顕微鏡による拡大像を用いて行う。研磨、洗浄等、前処理を行ったターゲット表面において、図２に示すようにターゲットの中心（１点）及び半径１／２の地点（９点）の計１０点について、レーザー顕微鏡を用いて組織観察し、それぞれの観察像を撮影する。観察倍率は、酸化物の形状が的確に評価できるよう、視野面積１０７５μｍ×１４３３μｍとする。次に、この抽出した１０点の組織像を二値化画像に変換する。二値化の際の閾値は、金属成分を主成分とするマトリックスと酸化物粒子の境界の色調の差異の間で設定される。通常、マトリックスと酸化物との間のコントラスト差によって両者の境界は明確に識別できるが、判別分析法、微分ヒストグラム法等の処理を併用して、分離精度を高めても良い。そして、このように二値化した観察像１０点のそれぞれについて、粒径１０μｍ以上の酸化物粒子の数をカウントし、観察視野面積で割った単位面積当たりの個数密度を算出して、その１０点の平均値（個数密度）を求める。
【００２９】
（ターゲット中の酸化物の体積比率について）
本発明において、スパッタリングターゲット中における酸化物の体積比率は、前述したレーザー顕微鏡による観察像において、観察視野全体における酸化物の面積比率（面積比率［％］＝二値化解析によって得られた酸化物面積［μｍ２］／視野面積［μｍ２］×１００）に相当する値として評価する。観察視野全体における酸化物の面積比率は、実際には、二次元平面において酸化物が示す面積の比率であって、三次元空間における体積の比率ではないが、全ての方位に対して等方的に粒子が分散している前提では、二次元での面積比率を三次元空間での体積比率と見なすことができる。なお、この観察像から評価した酸化物に体積比率（ｖｏｌ. ％）は、原料の重量と密度から評価した酸化物の体積比率と大きく相違しないことを確認している。
【実施例】
【００３０】
本発明を実施例等に基づいて具体的に説明する。以下の実施例等の記載は、本発明の技術的内容の理解を容易とするための具体例であり、本発明の技術的範囲は、これらの具体例によって制限されるものでない。【００３１】
（実施例１、比較例１）
金属成分の原料粉末として、平均粒径３μｍのＣｏ粉末、平均粒径３μｍのＰｔ粉末、平均粒径３μｍのＣｒ粉末を、酸化物成分の原料粉末として、平均粒径１μｍのＢ２Ｏ３粉末、平均粒径１μｍのＴｉＯ２粉末、平均粒径１μｍのＳｉＯ２粉末、平均粒径１μｍのＣｒ２Ｏ３粉末、平均粒径１μｍのＣｏＯ粉末を用意した。これらの粉末を以下のｍｏｌ比率の組成となるよう秤量した。組成は、次のとおりである。
組成：７０Ｃｏ−４Ｃｒ−１０Ｐｔ−４Ｂ２Ｏ３−２ＴｉＯ２−２ＳｉＯ２−２Ｃｒ２Ｏ３−６ＣｏＯ  ｍｏｌ％【００３２】
次に、実施例１では、酸化物成分の原料粉末であるＴｉＯ２粉末、ＳｉＯ２粉末の二種類の酸化物粉末を混合し、この混合粉末に対して熱処理を行った。熱処理は、常圧の大気雰囲気下、１０５０℃、５時間行った。熱処理後の酸化物粉末は、炉冷にて、一旦室温まで冷却を行った後、次の混合工程へ供した。一方、比較例１では、熱処理は行わなかった。【００３３】
次に、熱処理を行った酸化物粉末（実施例１のみ）、熱処理していない酸化物粉末、及び金属成分の原料粉末を、ボール容量約７リットルの遊星運動型ミキサーで１０分間混合粉砕した後、粉砕媒体のＴｉＯ２ボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、２０時間回転させて混合した。次に、得られた混合粉をカーボン製の型に充填し、真空雰囲気中、温度８５０℃、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。さらにこれを切削加工して直径が１６５．１ｍｍ、厚さ５ｍｍの円板状のスパッタリングターゲットを得た。【００３４】
得られたスパッタリングターゲットについて、表面を研磨して組織構造をレーザー顕微鏡により観察した。図３（実施例１）、図４（比較例１）にそれぞれ組織像を示す。また、各視野面積が１０７５μｍ×１４３３μｍの組織像中に存在する、粒径１０μｍ以上の酸化物の１０視野の平均粒子数は、実施例１では２．９個であり、平均個数密度は１．８８個／ｍｍ２と、本発明の範囲を満たすものであった。一方、比較例１では１２．５個であり、平均個数密度は８．１１個／ｍｍ２と、本発明の範囲を逸脱するものであった。
ここで、比較例１のスパッタリングターゲット中の酸化物について、電子線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）による元素マッピングを示す。図５に示すように酸化物は、Ｃｏ−Ｂ−Ｏ、Ｓｉ−Ｂ−Ｏからなる複合酸化物であることが確認できる。これは焼結時にＢ２Ｏ３が溶融、凝集して形成されるものと考えられる。【００３５】
次に、スパッタリングターゲットをＤＣマグネトロンスパッタ装置に取り付け、スパッタリングを実施して、パーティクル評価を行った。スパッタリング条件は、投入電力１ｋＷ、スパッタリング時間２０秒、Ａｒ雰囲気圧力１．７Ｐａとした。そして、基板上へ付着した径０．０７μｍ以上のパーティクルの個数をパーティクルカウンターで測定した。その結果、実施例１ではパーティクル数は５１個であり、比較例１では１２９個であり、有意差が見られた。【００３６】
（実施例２、比較例２）
金属成分の原料粉末として平均粒径３μｍのＣｏ粉末、平均粒径３μｍのＰｔ粉末を、酸化物成分の原料粉末として平均粒径１μｍのＢ２Ｏ３粉末、平均粒径１μｍのＴｉＯ２粉末、平均粒径１μｍのＳｉＯ２粉末を用意した。これらの粉末を以下のｍｏｌ比率の組成となるよう秤量した。組成は、次のとおりである。
組成：６５Ｃｏ−２０Ｐｔ−５Ｂ２Ｏ３−５ＴｉＯ２−５ＳｉＯ２  ｍｏｌ％
次に、実施例２では、酸化物成分の原料粉末であるＴｉＯ２粉末、ＳｉＯ２粉末の二種類の酸化物粉末を混合し、この混合粉末に対して熱処理を行った。熱処理の条件は、実施例１と同様とした。熱処理後の酸化物粉末は、炉冷にて、一旦室温まで冷却を行った後、次の混合工程へ供した。一方、比較例２では、熱処理は行わなかった。【００３７】
次に、熱処理を行った酸化物粉末（実施例２のみ）、熱処理していない酸化物粉末、及び金属成分の原料粉末を、ボール容量約７リットルの遊星運動型ミキサーで１０分間混合粉砕した後、粉砕媒体のＴｉＯ２ボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、２０時間回転させて混合した。次に、得られた混合粉をカーボン製の型に充填し、真空雰囲気中、温度８５０℃、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。さらにこれを切削加工して直径が１６５．１ｍｍ、厚さ５ｍｍの円板状のスパッタリングターゲットを得た。【００３８】
得られたスパッタリングターゲットについて、実施例１と同様に組織構造を観察した結果、各視野面積が１０７５μｍ×１４３３μｍの組織像中に存在する、粒径１０μｍ以上の酸化物の１０視野の平均粒子数は、実施例２では７．０個であり、平均個数密度は４．５４個／ｍｍ２と、本発明の範囲を満たすものであった。一方、比較例２では１０．０個であり、平均個数密度は６．４９個／ｍｍ２と、本発明の範囲を逸脱するものであった。次に、このターゲットを実施例１と同様スパッタリング試験によって評価した結果、シリコン基板上で観察されたパーティクル径０．０７μｍ以上のパーティクル数は実施例２では７６個であり、比較例２では８８個と有意差が見られた。【００３９】
（実施例３、比較例３）
金属成分の原料粉末として平均粒径３μｍのＣｏ粉末、平均粒径３μｍの粉末をＣｒ、酸化物成分の原料粉末として平均粒径１μｍのＢ２Ｏ３粉末、平均粒径１μｍのＴｉＯ２粉末、平均粒径１μｍのＳｉＯ２粉末を用意した。これらの粉末を以下のｍｏｌ比率の組成となるよう秤量した。組成は、次のとおりである。
組成：６５Ｃｏ−２０Ｃｒ−５Ｂ２Ｏ３−５ＴｉＯ２−５ＳｉＯ２  ｍｏｌ％
次に、実施例３では、酸化物成分の原料粉末であるＴｉＯ２粉末、ＳｉＯ２粉末の二種類の酸化物粉末を混合し、この混合粉末に対して熱処理を行った。熱処理の条件は、実施例１と同様とした。熱処理後の酸化物粉末は、炉冷にて、一旦室温まで冷却を行った後、次の混合工程は供した。一方、比較例３では、熱処理を行わなかった。【００４０】
次に、熱処理を行った酸化物粉末（実施例３のみ）、熱処理していない酸化物粉末、及び金属成分の原料粉末を、ボール容量約７リットルの遊星運動型ミキサーで１０分間混合粉砕した後、粉砕媒体のＴｉＯ２ボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、２０時間回転させて混合した。次に、得られた混合粉をカーボン製の型に充填し、真空雰囲気中、温度８５０℃、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。さらにこれを切削加工して直径が１６５．１ｍｍ、厚さ５ｍｍの円板状のスパッタリングターゲットを得た。【００４１】
得られたスパッタリングターゲットについて、実施例１と同様に組織構造を観察した結果、各視野面積が１０７５μｍ×１４３３μｍの組織像中に存在する、粒径１０μｍ以上の酸化物の１０視野の平均粒子数は、実施例３では３．５個であり、平均個数密度は２．２７個／ｍｍ２と、本発明の範囲を満たすものであった。一方、比較例３では１１．２個であり、平均個数密度は７．２７個／ｍｍ２と、本発明の範囲を逸脱するものであった。次に、このターゲットを実施例１と同様スパッタリング試験によって評価した結果、シリコン基板上で観察されたパーティクル径０．０７μｍ以上のパーティクル数は実施例３では７０個であり、比較例２では１１８個と有意差が見られた。【００４２】
（実施例４、比較例４）
金属成分の原料粉末として平均粒径３μｍのＣｏ粉末、平均粒径３μｍの粉末をＣｒ、酸化物成分の原料粉末として平均粒径１μｍのＢ２Ｏ３粉末、平均粒径１μｍのＴｉＯ２粉末を用意した。これらの粉末を以下のｍｏｌ比率の組成となるよう秤量した。組成は、次のとおりである。
組成：６５Ｃｏ−２０Ｃｒ−５Ｂ２Ｏ３−１０ＴｉＯ２  ｍｏｌ％
次に、酸化物成分の原料粉末であるＢ２Ｏ３粉末、ＴｉＯ２粉末の二種類の酸化物粉末を混合し、この混合粉末に対して熱処理を行った。熱処理は、常圧の大気雰囲気下、９５０℃、５時間行った。熱処理後の酸化物粉末は、炉冷にて、一旦室温まで冷却を行った後、次の混合工程へ供した。一方、比較例４では、熱処理は行わなかった。【００４３】
次に、熱処理を行った酸化物粉末（実施例４のみ）、熱処理していない酸化物粉末、及び金属成分の原料粉末を、ボール容量約７リットルの遊星運動型ミキサーで１０分間混合粉砕した後、粉砕媒体のＴｉＯ２ボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、２０時間回転させて混合した。次に、得られた混合粉をカーボン製の型に充填し、真空雰囲気中、温度８５０℃、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。さらにこれを切削加工して直径が１６５．１ｍｍ、厚さ５ｍｍの円板状のスパッタリングターゲットを得た。【００４４】
得られたスパッタリングターゲットについて、実施例１と同様に組織構造を観察した結果、各視野面積が１０７５μｍ×１４３３μｍの組織像中に存在する、粒径１０μｍ以上の酸化物の１０視野の平均粒子数は、実施例４では７．２個であり、平均個数密度は４．６７個／ｍｍ２と、本発明の範囲を満たすものであった。一方、比較例４では１５．５個であり、平均個数密度は１０．０６個／ｍｍ２と、本発明の範囲を逸脱するものであった。次に、このターゲットを実施例１と同様スパッタリング試験によって評価した結果、シリコン基板上で観察されたパーティクル径０．０７μｍ以上のパーティクル数は実施例４では９８個であり、比較例２では２１７個と有意差が見られた。【００４５】
（実施例５、比較例５）
金属成分の原料粉末として平均粒径３μｍのＣｏ粉末、平均粒径３μｍの粉末をＣｒ、酸化物成分の原料粉末として平均粒径１μｍのＢ２Ｏ３粉末、平均粒径１μｍのＳｉＯ２粉末を用意した。これらの粉末を以下のｍｏｌ比率の組成となるよう秤量した。組成は、次のとおりである。
組成：６５Ｃｏ−２０Ｃｒ−５Ｂ２Ｏ３−１０ＳｉＯ２  ｍｏｌ％
次に、実施例５では、酸化物成分の原料粉末であるＢ２Ｏ３粉末、ＳｉＯ２粉末の二種類の酸化物粉末を混合し、この混合粉末に対し熱処理を行った。熱処理は、常圧の大気雰囲気下、８５０℃、５時間行った。熱処理後の酸化物粉末は、炉冷にて、一旦室温まで冷却を行った後、次の混合工程へ供した。一方、比較例５では、熱処理は行わなかった。【００４６】
次に、熱処理を行った酸化物粉末（実施例５のみ）、熱処理していない酸化物粉末、及び金属成分の原料粉末を、ボール容量約７リットルの遊星運動型ミキサーで１０分間混合粉砕した後、粉砕媒体のＴｉＯ２ボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、２０時間回転させて混合した。次に、得られた混合粉をカーボン製の型に充填し、真空雰囲気中、温度８５０℃、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。さらにこれを切削加工して直径が１６５．１ｍｍ、厚さ５ｍｍの円板状のスパッタリングターゲットを得た。【００４７】
得られたスパッタリングターゲットについて、実施例１と同様に組織構造を観察した結果、各視野面積が１０７５μｍ×１４３３μｍの組織像中に存在する、粒径１０μｍ以上の酸化物の１０視野の平均粒子数は、実施例５では５．１個であり、平均個数密度は３．３１個／ｍｍ２と、本発明の範囲を満たすものであった。一方、比較例５では７．９個であり、平均個数密度は５．１３個／ｍｍ２と、本発明の範囲を逸脱するものであった。次に、このターゲットを実施例１と同様スパッタリング試験によって評価した結果、シリコン基板上で観察されたパーティクル径０．０７μｍ以上のパーティクル数は実施例５では６６個であり、比較例５では７７個と有意差が見られた。【００４８】
（実施例６、比較例６）
金属成分の原料粉末として平均粒径３μｍのＣｏ粉末、平均粒径３μｍの粉末をＣｒ、酸化物成分の原料粉末として平均粒径１μｍのＢ２Ｏ３粉末、平均粒径１μｍのＣｒ２Ｏ３粉末を用意した。これらの粉末を以下のｍｏｌ比率の組成となるよう秤量した。組成は、次のとおりである。
組成：６５Ｃｏ−２０Ｃｒ−５Ｂ２Ｏ３−１０Ｃｒ２Ｏ３  ｍｏｌ％
次に、実施例６では、酸化物成分の原料粉末であるＢ２Ｏ３粉末、Ｃｒ２Ｏ３粉末の二種類の酸化物粉末を混合し、この混合粉末に対して熱処理を行った。熱処理は、常圧の大気雰囲気下、８５０℃、５時間行った。熱処理後の酸化物粉末は、炉冷にて、一旦室温まで冷却を行った後、次の混合工程は供した。一方、比較例６では、熱処理は行わなかった。【００４９】
次に、熱処理を行った酸化物粉末（実施例６のみ）、熱処理していない酸化物粉末、及び金属成分の原料粉末を、ボール容量約７リットルの遊星運動型ミキサーで１０分間混合粉砕した後、粉砕媒体のＴｉＯ２ボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、２０時間回転させて混合した。次に、得られた混合粉をカーボン製の型に充填し、真空雰囲気中、温度８５０℃、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。さらにこれを切削加工して直径が１６５．１ｍｍ、厚さ５ｍｍの円板状のスパッタリングターゲットを得た。【００５０】
得られたスパッタリングターゲットについて、実施例１と同様に組織構造を観察した結果、各視野面積が１０７５μｍ×１４３３μｍの組織像中に存在する、粒径１０μｍ以上の酸化物の１０視野の平均粒子数は、実施例６では７．１個であり、平均個数密度は４．６１個／ｍｍ２と、本発明の範囲を満たすものであった。一方、比較例６では１４．３個であり、平均個数密度は９．２８個／ｍｍ２と、本発明の範囲を逸脱するものであった。次に、このターゲットを実施例１と同様スパッタリング試験によって評価した結果、シリコン基板上で観察されたパーティクル径０．０７μｍ以上のパーティクル数は実施例６では１０２個であり、比較例６では１８２個と有意差が見られた。【００５１】
（実施例７、比較例７）
金属成分の原料粉末として平均粒径３μｍのＣｏ粉末、平均粒径３μｍの粉末をＣｒ、酸化物成分の原料粉末として平均粒径１μｍのＢ２Ｏ３粉末、平均粒径１μｍのＴａ２Ｏ５粉末を用意した。これらの粉末を以下のｍｏｌ比率の組成となるよう秤量した。組成は、次のとおりである。
組成：６５Ｃｏ−２０Ｃｒ−５Ｂ２Ｏ３−１０Ｔａ２Ｏ５  ｍｏｌ％
次に、実施例７では、酸化物成分の原料粉末であるＢ２Ｏ３粉末、Ｔａ２Ｏ５粉末の二種類の酸化物粉末を混合し、この混合粉末に対して熱処理を行った。熱処理は、常圧の大気雰囲気下、１０５０℃、５時間行った。熱処理後の酸化物粉末は、炉冷にて、一旦室温まで冷却を行った後、次の混合工程へ供した。一方、比較例７では、熱処理は行わなかった。【００５２】
次に、熱処理を行った酸化物粉末（実施例７のみ）、熱処理していない酸化物粉末、及び金属成分の原料粉末を、ボール容量約７リットルの遊星運動型ミキサーで１０分間混合粉砕した後、粉砕媒体のＴｉＯ２ボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、２０時間回転させて混合した。次に、得られた混合粉をカーボン製の型に充填し、真空雰囲気中、温度８５０℃、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。さらにこれを切削加工して直径が１６５．１ｍｍ、厚さ５ｍｍの円板状のスパッタリングターゲットを得た。【００５３】
得られたスパッタリングターゲットについて、実施例１と同様に組織構造を観察した結果、各視野面積が１０７５μｍ×１４３３μｍの組織像中に存在する、粒径１０μｍ以上の酸化物の１０視野の平均粒子数は、実施例７では７４．３個であり、平均個数密度は２．７９個／ｍｍ２と、本発明の範囲を満たすものであった。一方、比較例７では１１．５個であり、平均個数密度は７．４７個／ｍｍ２と、本発明の範囲を逸脱するものであった。次に、このターゲットを実施例１と同様スパッタリング試験によって評価した結果、シリコン基板上で観察されたパーティクル径０．０７μｍ以上のパーティクル数は実施例７では８４個であり、比較例７で１６１個と有意差が見られた。【００５４】
以上の結果を表１に示す。
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、磁性材スパッタリングターゲットの組織構造、特に、低融点酸化物による凝集を抑制して、スパッタリング時において、粗大な酸化物に起因する異常放電の抑制やパーティクルの発生を低減することを可能とする。これにより、歩留まり向上によるコスト改善効果をさらに拡大できるという優れた効果を奏する。本発明は、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記録層の成膜に使用される磁性材スパッタリングターゲットとして有用である。
【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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