JP6213342B2 - 磁気記録膜形成用スパッタリングターゲット及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ハードディスク等の高密度磁気記録媒体に適用される磁気記録膜、特に、垂直磁気記録又は熱アシスト磁気記録の媒体に適用される磁気記録膜を形成するために使用され、スパッタリング時の透過磁束密度（Pass Through Flux：ＰＴＦ）を向上させた磁気記録膜形成用スパッタリングターゲット及びその製造方法に関するものである。

近年、コンピューターの外部記録装置用ハードディスク装置には、記録密度のより一層の向上が求められており、次世代の超高密度磁気記録方式として垂直磁気記録技術と光記録技術等とを組み合わせた熱アシスト磁気記録方式が開発されている。熱アシスト磁気記録は、記録膜にレーザー光やマイクロ波によりキュリー温度付近まで加熱して保磁力を低下させ、書込み、消去を行う方式である。この熱アシスト磁気記録用ハードディスク媒体の記録層に使用する材料として、ＦｅＰｔ系磁気記録膜が提案されている。

ＦｅＰｔ磁気記録膜のキュリー温度は、約５００℃であり、膜をこの温度まで熱するには、大出力のレーザー光が必要となる。ＦｅＰｔにＮｉを添加したＦｅＮｉＰｔ磁気記録膜ではキュリー温度を低減できることが報告されている（非特許文献１参照）。ここでは、このＦｅＮｉＰｔの磁気記録膜を、Ｆｅ、Ｐｔ、ＦｅＮｉの三種類のターゲットを用いて、直流マグネトロンスパッタリング装置で成膜することが提案されている。

一方、ＦｅＰｔ系磁気記録膜にＣ（炭素）を添加して微細組織化し、磁気的に孤立したナノスケールサイズの磁石粒子からなる、超高密度の垂直磁気記録媒体を作成する試みがなされている。

このＣを含むＦｅＰｔ系の磁気記録膜を成膜する目的で、ＦｅＰｔ合金相にＣ相が分散している組織を有した焼結体からなる、スパッタリングターゲットが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１２−１０２３８７号公報

末木謙吾、他２名、「Ｌ１０相Ｆｅ−Ｎｉ−Ｐｔの成膜と磁気特性」、Journal of Magnetics Society of Japan, Vol.30, No.2, 2006, p131-134

上述した軟磁性膜のスパッタリング成膜には、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。ターゲット背面に磁石を設置し、ターゲット表面に磁束を透過させて、その領域にプラズマを集中させることによりスパッタリング効率を向上させ、高速成膜を可能とする方法である。
上記非特許文献１では、ＦｅＮｉＰｔの磁気記録膜をスパッタリング成膜するために、Ｆｅ、Ｐｔ、ＦｅＮｉによる三種類のターゲットを用いている。この方法では、三枚のターゲットを使用して成膜を行わなければならず、磁気記録膜の組成をコントロールすることが難しい。そこで、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐｔの三元素を含むＦｅＮｉＰｔ合金からなる１枚のターゲットを使用することが考えられるが、ＦｅＮｉＰｔ合金は、透磁率が高いため、ターゲット表面に透過する磁束密度（ＰＴＦ）が小さい。このため、安定したプラズマの生成が困難で、スパッタリング効率が不十分になる場合があった。

また、上記特許文献１に示されたＣを含むＦｅＰｔターゲットについても、Ｎｉを添加すると透磁率の高いＦｅＮｉＰｔ合金が形成されるため、ターゲット表面のＰＴＦが減少し、上述と同様の問題が生じる。

本発明は、ＦｅＮｉＰｔによる磁気記録膜の形成に使用され、ターゲット表面のＰＴＦを向上させ、安定したスパッタリングを可能とした磁気記録膜形成用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目的とする。

上述したように、ＦｅＰｔ系ターゲットにＮｉを添加して、通常のＦｅＮｉＰｔ合金としたのでは、透磁率が高いため、ＰＴＦが減少する。そこで、種々検討したところ、ＦｅＮｉＰｔ焼結体のＰＴＦを向上させるには、燒結体中に強磁性を示さない結晶相を分散形成して透磁率を下げることが有効であることが判明した。即ち、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐｔの３元素のうち、ＮｉとＰｔの２元素からなる合金では、図１に示したＮｉＰｔ系の２元合金状態図に見られるように、Ｎｉが７５原子％以下の組成領域で形成される、ＮｉＰｔ型の結晶構造を持つ合金相（以下、ＮｉＰｔ相と称す）において、強磁性を示さない。この性質を利用して、焼結体中に強磁性を示さないＮｉＰｔ相を分散形成すればよいことが分かった。さらに、ＦｅＮｉＰｔターゲットにＣを加えた場合であっても、同様に、焼結体中に強磁性を示さないＮｉＰｔ相を分散形成すれば同様の効果が得られることが分かった。

本発明は、前記課題を解決するために、以下の構成を採用した。
（１）本発明のターゲットは、組成式：（Ｆｅ_ｘＰｔ_{１００−ｘ}）_{１００−ｙ}Ｎｉ_ｙ（ただし、３０≦ｘ≦８０、１≦ｙ≦２０）で表される成分組成からなる焼結体であって、前記焼結体は、ＦｅＰｔ相とＮｉＰｔ相とが分散している組織を有していることを特徴とする。
（２）本発明のターゲットは、組成式：｛（Ｆｅ_ｘＰｔ_{１００−ｘ}）_{１００−ｙ}Ｎｉ_ｙ｝_{１００−ｚ}Ｃ_ｚ（ただし、３０≦ｘ≦８０、１≦ｙ≦２０、３≦ｚ≦６５）で表される成分組成からなる焼結体であって、前記焼結体は、ＦｅＰｔ相とＮｉＰｔ相とＣ相とが分散している組織を有することを特徴とする。
（３）前記（２）のターゲットにおける前記焼結体の前記Ｃ相は、主としてグラファイト相で構成されていることを特徴とする。
（４）前記（１）のターゲットにおける前記焼結体中の酸素含有量は、５００質量ｐｐｍ以下であることを特徴とする。
（５）前記（２）又は（３）のターゲットにおける前記焼結体中の酸素含有量は、５００質量ｐｐｍ以下であることを特徴とする。
（６）前記（１）又は（４）のターゲットにおける前記焼結体の透過磁束密度（ＰＴＦ）は、７０％以上であることを特徴とする。
（７）前記（２）、（３）及び（５）のいずれかのターゲットにおける前記焼結体の透過磁束密度（ＰＴＦ）は、７０％以上であることを特徴とする。
（８）本発明のターゲットの製造方法は、前記（１）、（４）及び（６）のいずれかのターゲットを製造する方法であって、ＦｅＰｔ合金粉と、ＮｉＰｔ合金粉と、Ｐｔ粉との混合粉末を、真空又は不活性ガス雰囲気中でホットプレスして焼結体を得ることを特徴とする。
（９）本発明のターゲットの製造方法は、前記（２）、（３）、（５）及び（７）のいずれかのターゲットを製造する方法であって、ＦｅＰｔ合金粉と、ＮｉＰｔ合金粉と、Ｐｔ粉と、アセチレンガスの熱分解により生成されたカーボンブラック粉との混合粉末を、真空又は不活性ガス雰囲気中でホットプレスして焼結体を得ることを特徴とする。

以上の様に、上記（１）のターゲットは、組成式：（Ｆｅ_ｘＰｔ_{１００−ｘ}）_{１００−ｙ}Ｎｉ_ｙ（ただし、３０≦ｘ≦８０、１≦ｙ≦２０）で表される成分組成からなる焼結体であって、前記焼結体は、ＦｅＰｔ相とＮｉＰｔ相とが分散している組織を有していることを特徴としているが、前記成分組成は、成膜しようとするＦｅＮｉＰｔの磁気記録膜の成分目標に従っており、焼結体中において、ＦｅＰｔ相とＮｉＰｔ相とが分散した組織となることで、強磁性を示さないＮｉＰｔ相の存在により、ＰＴＦが向上する。そのため、ターゲット表面において、プラズマが形成されやすくなり、安定的にスパッタを行える。

また、上記（２）のターゲットは、組成式：｛（Ｆｅ_ｘＰｔ_{１００−ｘ}）_{１００−ｙ}Ｎｉ_ｙ｝_{１００−ｚ}Ｃ_ｚ（ただし、３０≦ｘ≦８０、１≦ｙ≦２０、３≦ｚ≦６５）で表される成分組成からなる焼結体であって、前記焼結体は、ＦｅＰｔ相とＮｉＰｔ相とＣ相とが分散している組織を有することを特徴としているが、このターゲットは、上記のターゲットに、さらに、Ｃ成分を添加した場合であって、この場合の焼結体は、ＦｅＰｔ相とＮｉＰｔ相とＣ相とが分散した組織となっている。この場合も、強磁性を示さないＮｉＰｔ相の存在により、ターゲットの透磁率が下がり、ＰＴＦが向上する。そのため、ターゲット表面において、プラズマが形成されやすくなり、安定したスパッタを行える。なお、前記Ｃ相は、グラファイト相で構成されることが、スパッタ時のパーティクル発生を抑制し、異常放電発生を低減するうえで一層好ましい。

さらに、上記（１）及び（２）いずれかのターゲットにおける前記焼結体中の酸素含有量は、５００質量ｐｐｍ以下であることを特徴としたが、この理由は、酸素の含有量がこの値を超えると、スパッタ膜中の酸素量が増加することにより、磁気記録媒体膜の保磁力が低下するおそれがあるためである。

上記（１）乃至（５）のいずれかのターゲットにおける前記焼結体のＰＴＦが、７０％以上であることを特徴としたが、ＰＴＦが７０％未満であると、ターゲット表面において、プラズマ生成強度が不足し、安定したスパッタリングを実施できない場合がある。そのため、ＰＴＦを７０％以上とすることが好ましい。

また、上記ターゲットの製造方法では、ＦｅＰｔ合金粉と、ＮｉＰｔ合金粉と、Ｐｔ粉との混合粉末を、真空又は不活性ガス雰囲気中でホットプレスして焼結体を得ることを特徴とした。
ここでは、ガスアトマイズ法で作製されたＦｅＰｔ合金粉と、ガスアトマイズ法で作製された後に微粉を除去したＮｉＰｔ合金粉と、Ｐｔ粉との混合粉末をホットプレスすることにより、焼結体中において、ＦｅＰｔ相とＮｉＰｔ相とが分散した組織を形成することができる。
即ち、ホットプレス時に、Ｐｔ粉と、ＦｅＰｔ合金粉と、ＮｉＰｔ合金粉の固相反応により燒結体の成分組成が平均化され、均一合金化する際に、Ｐｔ粉とＦｅＰｔ合金粉に比べて、粒径の大きいＮｉＰｔ合金粉から、Ｎｉ成分が外部に拡散する形で組成の均一化が進むため、焼結体中に強磁性を示さないＮｉＰｔ相が分散した状態が実現される。

さらに、Ｃを加えた場合の上記ターゲットの製造方法では、ＦｅＰｔ合金粉と、ＮｉＰｔ合金粉と、Ｐｔ粉と、アセチレンガスの熱分解により生成されたカーボンブラック粉（アセチレンブラック）との混合粉末を、真空又は不活性ガス雰囲気中でホットプレスして焼結体を得ることを特徴とした。ここでは、ＦｅＰｔ合金アトマイズ粉と、ＮｉＰｔ合金アトマイズ粉と、Ｐｔ粉と、アセチレンブラックと、の混合粉末を、真空又は不活性ガス雰囲気中でホットプレスするので、微細なアセチレンブラックによって形成された微細なＣ相が、ＦｅＰｔ相及びＮｉＰｔ相中に高い分散状態で分布すると共に高密度な組織が得られる。この場合の焼結体中においても、ＦｅＰｔ相とＮｉＰｔ相とＣ相とが分散した組織を形成することができる。即ち、焼結体中に、強磁性を示さないＮｉＰｔ相が形成される。
なお、ホットプレスを行うときの温度は、９００〜１１５０℃とすることが好ましく、１１５０℃を超えると、ＮｉＰｔ相が減少して、ターゲットのＰＴＦが低下しやすくなり、その温度が、９００℃未満であると、ターゲットの密度が低下しやすくなる。

本発明によれば、以下の効果を奏する。
即ち、本発明に係る磁気記録膜形成用スパッタリングターゲットによれば、焼結体が、ＦｅＰｔ相及びＮｉＰｔ相が分散した組織を有しているので、強磁性を示さないＮｉＰｔ相の存在により、ターゲット表面のＰＴＦが向上し、安定したスパッタリングが可能となる。さらに、Ｃを加えた場合のターゲットによっても、焼結体が、ＦｅＰｔ相と、ＮｉＰｔ相とＣ相とが分散した組織となっているので、この場合も、強磁性を示さないＮｉＰｔ相の存在により、ターゲット表面のＰＴＦが増加し、安定したスパッタリングが可能となる。

また、本発明による磁気記録膜形成用スパッタリングターゲットの製造方法にあっては、ＦｅＰｔ合金粉と、微粉を除去したＮｉＰｔ合金粉と、Ｐｔ粉との混合粉末を、或いは、ＦｅＰｔ合金粉と、微粉を除去したＮｉＰｔ合金粉と、Ｐｔ粉と、アセチレンガスの熱分解により生成されたカーボンブラック粉との混合粉末を、真空又は不活性ガス雰囲気中でホットプレスして焼結体を得ているので、焼結体中には、ＦｅＰｔ相及びＮｉＰｔ相が分散した組織が、或いは、ＦｅＰｔ相と、ＮｉＰｔ相とＣ相とが分散した組織が形成され、いずれの場合でも、強磁性を示さないＮｉＰｔ相が形成される。

したがって、本発明のターゲットを用いて、磁気記録膜をスパッタリング成膜することで、高い生産性をもってＨＤＤ用の高密度磁気記録媒体に適用される磁気記録膜、特に、垂直磁気記録用又は熱アシスト磁気記録用に適用される良好な磁気記録膜を得ることができる。

ＮｉＰｔ２元合金の状態図である。 本発明に係るターゲットの具体例について、Ｘ線回折（ＸＲＤ）による解析を行った結果である。 本発明に係るターゲットの具体例について、ターゲット表面を電子線マイクロプローブアナライザ（ＥＰＭＡ）により取得した組成像（ＣＯＭＰＯ像）である。 本発明に係るターゲットの具体例について、ターゲット表面をＥＰＭＡにより取得したＮｉの元素マッピング像である。 本発明に係るターゲットの具体例について、ＸＲＤパターンを示すグラフである。

以下、本発明に係る磁気記録膜形成用スパッタリングターゲット及びその製造方法の実施形態ついて、具体的に説明する。

本実施形態のターゲットは、ＦｅＰｔ相と、ＮｉＰｔ相とが分散した組織を有する、或いは、ＦｅＰｔ相と、ＮｉＰｔ相と、Ｃ（炭素）相とが分散している組織を有した焼結体からなる。ここで、Ｃ相は、主としてグラファイト相で構成されている。

このターゲットは、組成式：（Ｆｅ_ｘＰｔ_{１００−ｘ}）_{１００−ｙ}Ｎｉ_ｙ（ただし、３０≦ｘ≦８０、１≦ｙ≦２０、単位：原子％）で表される組成、或いは、組成式：｛（Ｆｅ_ｘＰｔ_{１００−ｘ}）_{１００−ｙ}Ｎｉ_ｙ｝_{１００−ｚ}Ｃ_ｚ（ただし、３０≦ｘ≦８０、１≦ｙ≦２０、３≦ｚ≦６５、単位：原子％））を有する焼結体からなるターゲットである。Ｆｅが上記の組成範囲から外れると、高い異方性磁界を持つＦｅＮｉＰｔ相が磁気記録膜に十分に形成されない可能性がある。また、Ｎｉが上記の組成範囲未満であると、十分な磁気記録膜のキュリー温度低減効果が得られず、Ｎｉが上記の組成範囲を超えると、磁気記録膜の保磁力が低下しやすくなる。Ｃが３原子％未満では、磁気記録膜の微細組織化の効果が得られないおそれがあり、６５原子％を超えると、ターゲットの密度が不足し、パーティクルや異常放電が発生しやすくなる。

この磁気記録膜形成用スパッタリングターゲットの製造方法では、ガスアトマイズ法により作製されたＦｅＰｔ合金粉と、ガスアトマイズ法により作製されたＮｉＰｔ合金粉と、Ｐｔ粉との混合粉末、或いは、これらの粉末と、さらには、カーボンブラック粉との混合粉末を、真空又は不活性ガス雰囲気中でホットプレスすることにより焼結体を得ている。

上記ＦｅＰｔ合金粉は、Ｆｅ：８０〜９５原子％を含有し、マイクロトラックで測定したＤ５０が１０〜３０μｍのものを用い、上記ＮｉＰｔ合金粉は、Ｎｉ：４０〜７５原子％を含有し、Ｄ５０が４５〜１００μｍのものを用いることが好ましい。また、上記Ｐｔ粉は、Ｄ５０が１〜５μｍのものを用い、さらに、前記カーボンブラック粉は、平均２次粒子径が２０μｍ以下のものを用いるとよい。

なお、ＦｅＰｔ合金粉の平均粒径を上記範囲とした理由は、１０μｍ未満であると、収率よく粉末を回収することが困難となるためであり、３０μｍを超えると、Ｃ相を含む組織において、Ｃ相が高い分散状態で分布し難くなるためである。また、ＮｉＰｔ合金粉については、ガスアトマイズしたＮｉＰｔ合金粉から目開き１２５μｍの篩で粗粉を除去し、さらに、４５μｍの篩で微粉を除去して、粒径を調整したものを使用した。このＮｉＰｔ合金粉のＤ５０が１００μｍを超えると、スパッタリング時に、異常放電が発生しやすくなる。一方、そのＤ５０が４５μｍ未満になると、ＮｉＰｔ相が減少して、ターゲットのＰＴＦが低下するとともに、焼結体中の酸素量が増加しやすくなる。

この製法の一例について詳述すれば、例えば、先ず、上記所定組成割合となるＦｅＰｔ合金粉及びＮｉＰｔ合金粉をガスアトマイズ法より作製し、Ｄ５０がそれぞれ１０〜３０μｍ、４５〜１００μｍとなるように篩分して粉末を回収する。
Ｐｔ粉については、Ｄ５０がＦｅＰｔ合金粉及びＮｉＰｔ合金粉よりも小さいものを使用する必要があり、純度が３Ｎ〜４Ｎ、Ｄ５０が１〜５μｍの粉末が適当である。Ｄ５０が５μｍを超えると、燒結体中のＮｉＰｔ相が減少しやすくなる。
Ｃ相となるカーボンブラック粉は、アセチレンガスの熱分解により生成された、アセチレンブラックを使用する。このアセチレンブラックとしては、例えば、２次粒子径が５００ｎｍ、比表面積（ＢＥＴ値）７０ｍ^２／ｇの粉末を用いることができる。

次に、このＦｅＰｔ合金粉と、ＮｉＰｔ合金粉と、Ｐｔ粉と、さらには、アセチレンブラックとを、上記所定のターゲット組成となるように秤量し、これらをボールミル混合用の容器に混合用の粉砕媒体となる５ｍｍφのジルコニアボール等と共に投入し、容器内をＡｒガスで置換した後蓋を閉め、さらに、この容器を８〜１６時間回転させ、原料を混合して混合粉末を作製する。

次に、得られた混合粉末を、黒鉛モールドに充填した状態でホットプレス装置に装入し、到達真空圧力１３３×１０^−３Ｐａの真空雰囲気中にてホットプレスし、得られた焼結体を、機械加工により所定のターゲット寸法に加工する。なお、十分高い密度の焼結体を得るためには、２００ｋｇｆ／ｃｍ^２以上の加圧力でホットプレスする必要があるが、モールドの機械強度とプレス装置の最大荷重とによる制限を受ける。このため、ホットプレスは、９００〜１１５０℃の範囲で保持時間：３〜６時間、加圧力：３５０ｋｇｆ／ｃｍ^２にて行うことが好ましい。この様にして得られた焼結体を、バッキングプレートに接合してスパッタリングターゲットとする。

このように本実施形態の磁気記録膜形成用スパッタリングターゲットでは、ＦｅＰｔ相とＮｉＰｔ相とによる組織を、或いは、ＦｅＰｔ相とＮｉＰｔ相とＣ相とによる組織を有した焼結体からなるので、ＦｅとＮｉとＰｔとが、或いは、ＣとＦｅとＮｉとＰｔとが一体となっており、焼結体中に、少なくとも非磁性のＮｉＰｔ相が分散されることにより、ターゲット全体の透磁率を低下させて、ターゲット表面における透過磁束密度（ＰＴＦ）が向上する。

さらに、Ｃを加えた磁気記録膜形成用スパッタリングターゲットの製造方法では、ＦｅＰｔ合金粉と、ＮｉＰｔ合金粉と、Ｐｔ粉と、Ｃ粉（アセチレンブラック）との混合粉末を、真空又は不活性ガス雰囲気中でホットプレスするので、アセチレンブラックによる微細なＣ相がＦｅＰｔ相及びＮｉＰｔ相中に高い分散状態で分布すると共に高密度な組織が得られる。

〔実施例〕
本実施例のターゲットを製造するに当たって、先ず、ＦｅＰｔ合金アトマイズ粉、ＮｉＰｔ合金アトマイズ粉、Ｐｔ粉、Ｃ粉（アセチレンブラック）を用意した。ＦｅＰｔ合金アトマイズ粉は、純度３Ｎの電解鉄と純度３ＮのＰｔ粉とを原料として、Ｆｅの濃度が９３．３原子％となるようにガスアトマイズ装置内で溶解し、Ａｒガスでガスアトマイズし、ＦｅＰｔ合金アトマイズ粉を作成した。回収した粉末を篩分し、Ｄ５０が１６μｍのＦｅＰｔ合金アトマイズ粉を得た。また、ＮｉＰｔ合金アトマイズ粉は、純度３ＮのＮｉ粉と純度３ＮのＰｔ粉とを原料として、Ｎｉの濃度が７５．０原子％となるように、ガスアトマイズ装置内で溶解し、Ａｒガスでガスアトマイズし、ＮｉＰｔ合金アトマイズ粉を作成した。回収したＮｉＰｔ合金アトマイズ粉から目開き１２５μｍの篩で粗粉を除去した後、目開き４５μｍの篩で微粉を除去し、Ｄ５０が６０μｍのＮｉＰｔ合金アトマイズ粉を得た。Ｐｔ粉、アセチレンブラックについては、市販のものを使用した。

次に、ホットプレスによる焼結方法について述べる。
前述のＦｅＰｔ合金アトマイズ粉と、ＮｉＰｔ合金アトマイズ粉と、Ｐｔ粉と、Ｃ粉（アセチレンブラック）とを、表１の「原料配合比率（重量％）」欄に示される配合比率に秤量し、これらをボールミル容器に混合用の粉砕媒体となる５ｍｍφのジルコニアボール等と共に投入し、容器内をＡｒガスで置換した後蓋を閉め、さらにこの容器を１６時間回転させ、原料を混合して、実施例１〜１０の混合粉末を得た。実施例１〜１０の混合粉末をそれぞれ黒鉛モールドに充填した状態でホットプレス装置に装入し、到達真空圧力が１３３×１０^−３Ｐａの真空雰囲気中で加圧力：３５０ｋｇｆ／ｃｍ^２、表２の「ホットプレス温度（℃）」欄に示された温度で、３時間保持して焼結し、実施例１〜１０の焼結体を得た。

その後、実施例１〜１０の焼結体のそれぞれを機械加工し、分析用の直径：５０ｍｍ、厚さ：２ｍｍの試料とスパッタリング用の直径：１５２ｍｍ、厚さ：６ｍｍのターゲットとを作成した。さらに、スパッタリング用のターゲットをＩｎはんだにて無酸素銅製のバッキングプレートにボンディングし、実施例１〜１０のスパッタリングターゲットとした。

〔比較例〕
本実施例と比較するため、比較例１〜４のターゲットを作製した。
比較例１は、実施例１の場合と同様の配合比率に従った、ＦｅＰｔ合金アトマイズ粉と、ＮｉＰｔ合金アトマイズ粉と、Ｐｔ粉との混合粉末を用いているが、ＮｉＰｔ合金アトマイズ粉の、微粉を除去していない場合である。比較例２は、実施例５の場合と同様の配合比率に従った、ＦｅＰｔ合金アトマイズ粉と、微粉を除去したＮｉＰｔ合金アトマイズ粉と、Ｐｔ粉と、Ｃ粉との混合粉末を用いているが、焼結時に、ホットプレスの温度が、実施例の温度範囲外であり、高い場合である。比較例３は、実施例７の場合と同様の配合比率に従い、比較例４は、実施例１０の場合と同様の配合比率に従ったが、ＦｅＰｔ合金アトマイズ粉と、微粉を除去していないＮｉＰｔ合金アトマイズ粉と、Ｐｔ粉と、Ｃ粉との混合粉末を用いた場合である。

実施例１〜１０及び比較例１〜４のターゲットについて、ＩＣＰ法により金属成分の組成分析を行った。その結果を表２の「ターゲット組成分析値（原子％）」欄に示した。

次に、上記の実施例１〜１０及び比較例１〜４のターゲットについて、ＦｅＰｔ相及びＮｉＰｔ相の確認、透過磁束密度（ＰＴＦ）の測定、ターゲット中の酸素含有量の計測、相対密度の測定を行った。

＜ＦｅＰｔ相及びＮｉＰｔ相の確認＞
実施例１〜４及び比較例１のターゲットについて、Ｘ線回折（ＸＲＤ）にて観察したところ、図２に示すように、実施例１〜４の場合には、ＦｅＰｔ相に帰属する回折ピークとＮｉＰｔ相に帰属する回折ピークが共に確認され（「有」と表示）、比較例１の場合には、ＦｅＰｔ相に帰属する回折ピークは確認されたが、ＮｉＰｔ相に帰属する回折ピークは確認されなかった（「無」と表示）。なお、ＸＲＤの測定条件は、次のとおりである。
・装置：理学電気社製（ＲＩＮＴ−ＵＬＴＩＭＡ ＩＩＩ）
・管球：Ｃｕ
・管電圧：４０ｋＶ
・電流：４０ｍＡ
・走査範囲（２θ）：５°〜９０°
・測定ステップ幅（２θ）：０.０１°
・スキャンスピード（２θ）：毎分１°

実施例５〜１０及び比較例２〜４のターゲットについて、上記と同様の測定条件に従って、ＸＲＤにて観察した。実施例１０のターゲットに関するＸＲＤのグラフが、図５に示されている。図５のグラフによれば、ＦｅＰｔ相、ＮｉＰｔ相、Ｃ相のそれぞれに帰属する回折ピークが確認できる。表３に示されるように、実施例５〜１０の場合には、ＦｅＰｔ相、ＮｉＰｔ相、Ｃ相のそれぞれに帰属する回折ピークが確認され、比較例２〜４の場合には、ＦｅＰｔ相に帰属する回折ピークは確認されたが、ＮｉＰｔ相に帰属する回折ピークは確認されなかった。

さらに、実施例１〜１０及び比較例１〜４のターゲットについて組織観察を行った。
組織観察では、ターゲットの表面を研磨して鏡面とした後、高分解能のＦＥ−ＥＰＭＡ（フィールドエミッション型電子線プローブマイクロアナライザ、日本電子製ＪＸＡ−８５００Ｆ、以下ＥＰＭＡ）で反射電子像（ＣＯＭＰＯ像）とＮｉの元素分布像を撮影した。実施例１のターゲットについてＣＯＭＰＯ像を図３に、Ｎｉ分布像を図４に示した。

図３から、ＦｅＰｔ相と、ＮｉＰｔ相と、微細なＣ相（黒い部分）とが均一に分散していることがわかる。
ＥＰＭＡによる元素分布像は、本来カラー像であるが、白黒像に変換して記載しているため、濃淡の淡い部分（比較的白い部分）は、所定元素濃度が高い部分である。図４では、白い部分は、Ｎｉ濃度が高いことを示しており、この部分が強磁性を示さないＮｉＰｔ相に対応する。この像から、ＮｉＰｔ相が分散した状態で存在していることが分かる。

＜透過磁束密度（ＰＴＦ）の測定＞
ＰＴＦの測定は、ＡＳＴＭＦ２０８６−０１の規定に基づいて実施し、その測定結果を表３の「ＰＴＦ（％）」欄に示した。

＜ターゲット中の酸素含有量の計測＞
作製されたスパッタリングターゲットの表面から１ｇ程度サンプリングを行い、表面を王水で1分程度エッチングし、純水で洗浄後、ガス分析により酸素量を測定した。その結果を、表３の「酸素量（質量ｐｐｍ）」欄に示した。

＜相対密度の測定＞
相対密度については、各実施例及び比較例の焼結体を所定寸法に機械加工した後、重量を測定し嵩密度を求めた後、理論密度ρ_Ｃａｌで割ることで、算出した。その結果を、表３の「相対密度（％）」欄に示した。
なお、理論密度ρ_Ｃａｌは、原料中のＦｅ、Ｎｉ、Ｐｔ及びＣの重量に基づいて、下記の式により求めた。

以上の結果により、実施例１〜１０のターゲットのいずれも、少なくとも、ＦｅＰｔ相と強磁性を示さないＮｉＰｔ相とが共存していることが分かり、透過磁束密度（ＰＴＦ）が向上することが確認された。

一方、比較例１では、ＮｉＰｔ合金粉の粒径調整を行っていないため、ＮｉＰｔの微粉が多く、ホットプレス時の固相反応による均一化が進行して、ＮｉＰｔ相の存在が確認されず、ターゲットのＰＴＦが向上しなかった。比較例２では、ＮｉＰｔ合金粉の粒径調整を行ったが、ホットプレス温度が高いため、均一化が進行して、ＮｉＰｔ相の存在を確認できず、ターゲットのＰＴＦが向上しなかった。比較例３、４では、ＮｉＰｔ合金粉の粒径調整を行っていないため、ＮｉＰｔ合金の微粉が多く、また、ホットプレス温度を高めに設定したため、均一化と酸化が進行して、ＮｉＰｔ相の存在を確認できず、ターゲットのＰＴＦが向上せず、酸素量が増加した。

以上の様に、本発明に係る磁気記録膜形成用スパッタリングターゲットによれば、焼結体が、ＦｅＰｔ相及びＮｉＰｔ相が分散した組織、或いは、ＦｅＰｔ相、ＮｉＰｔ相及びＣ相が分散した組織を有しているので、このターゲット中においては、少なくとも非磁性のＮｉＰｔ相が分散して存在することにより、ターゲットＰＴＦの増加を図れ、安定したスパッタリングが可能である。

また、本発明による磁気記録膜形成用スパッタリングターゲットの製造方法にあっては、は、ＦｅＰｔ合金粉と、微粉を除去したＮｉＰｔ合金粉と、Ｐｔ粉との混合粉末を、或いは、ＦｅＰｔ合金粉と、微粉を除去したＮｉＰｔ合金粉と、Ｐｔ粉と、アセチレンガスの熱分解により生成されたカーボンブラック粉との混合粉末を、真空又は不活性ガス雰囲気中でホットプレスして焼結体を得ているので、ＦｅＰｔ相及びＮｉＰｔ相が分散した組織が、或いは、ＦｅＰｔ相、ＮｉＰｔ相及びＣ相が分散した組織を有する焼結体が得られ、いずれの焼結体でも、少なくとも非磁性のＮｉＰｔ相が形成され、ＰＴＦが向上する。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態及び上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

Claims (9)

1. 組成式：（Ｆｅ_ｘＰｔ_{１００−ｘ}）_{１００−ｙ}Ｎｉ_ｙ（ただし、３０≦ｘ≦８０、１≦ｙ≦２０）で表される成分組成からなる焼結体であって、
   前記焼結体は、ＦｅＰｔ相とＮｉＰｔ相とが分散している組織を有していることを特徴とする磁気記録膜形成用スパッタリングターゲット。
2. 組成式：｛（Ｆｅ_ｘＰｔ_{１００−ｘ}）_{１００−ｙ}Ｎｉ_ｙ｝_{１００−ｚ}Ｃ_ｚ（ただし、３０≦ｘ≦８０、１≦ｙ≦２０、３≦ｚ≦６５）で表される成分組成からなる焼結体であって、
   前記焼結体は、ＦｅＰｔ相とＮｉＰｔ相とＣ相とが分散している組織を有することを特徴とする磁気記録膜形成用スパッタリングターゲット。
3. 前記Ｃ相は、主としてグラファイト相で構成されていることを特徴とする請求項２に記載の磁気記録膜形成用スパッタリングターゲット。
4. 前記焼結体中の酸素含有量は、５００質量ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録膜形成用スパッタリングターゲット。
5. 前記焼結体中の酸素含有量は、５００質量ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項２又は３に記載の磁気記録膜形成用スパッタリングターゲット。
6. 前記焼結体の透過磁束密度は、７０％以上であることを特徴とする請求項１又は４に記載の磁気記録膜形成用スパッタリングターゲット。
7. 前記焼結体の透過磁束密度は、７０％以上であることを特徴とする請求項２、３及び５のいずれか一項に記載の磁気記録膜形成用スパッタリングターゲット。
8. 請求項１、４及び６のいずれかに記載の磁気記録膜形成用スパッタリングターゲットを製造する方法であって、
   ＦｅＰｔ合金粉と、微粉を除去したＮｉＰｔ合金粉と、Ｐｔ粉との混合粉末を、真空又は不活性ガス雰囲気中でホットプレスして焼結体を得ることを特徴とする磁気記録膜形成用スパッタリングターゲットの製造方法。
9. 請求項２、３、５及び７のいずれかに記載の磁気記録膜形成用スパッタリングターゲットを製造する方法であって、
   ＦｅＰｔ合金粉と、微粉を除去したＮｉＰｔ合金粉と、Ｐｔ粉と、アセチレンガスの熱分解により生成されたカーボンブラック粉との混合粉末を、真空又は不活性ガス雰囲気中でホットプレスして焼結体を得ることを特徴とする磁気記録膜形成用スパッタリングターゲットの製造方法。