JPH10306368A - Co系鋳造ターゲットおよびその製造方法 - Google Patents

Co系鋳造ターゲットおよびその製造方法

Info

Publication number
JPH10306368A
JPH10306368A JP11225797A JP11225797A JPH10306368A JP H10306368 A JPH10306368 A JP H10306368A JP 11225797 A JP11225797 A JP 11225797A JP 11225797 A JP11225797 A JP 11225797A JP H10306368 A JPH10306368 A JP H10306368A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
target
group
casting
present
magnetic flux
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11225797A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Hada
貴 葉田
Hiroshi Takashima
洋 高島
Akira Kawakami
章 川上
Junji Kurumi
順治 来海
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HMY Ltd
Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
HMY Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Metals Ltd, HMY Ltd filed Critical Hitachi Metals Ltd
Priority to JP11225797A priority Critical patent/JPH10306368A/ja
Publication of JPH10306368A publication Critical patent/JPH10306368A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ターゲット自身の磁気特性のばらつきを抑
え、かつ安価で製造が容易なCo系鋳造ターゲットおよ
びその製造方法を提供する。 【解決手段】 Coを主体とするターゲットであって、
Coと金属間化合物を形成する4A族もしくは5A族の
元素が固溶限を越えて含有され、実質的にターゲット形
状に精密鋳造されてなるCo系鋳造ターゲットである。
本発明においては、特にPtを含有するターゲットに適
用することが好ましい。また、本発明のターゲットのス
パッタリング面で測定した漏洩磁束密度のばらつきを2
%以内とすることが望ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録膜の形成
等に用いられるCo系鋳造ターゲットおよびその製造方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】コンピュータ等の情報記憶媒体等に使用
されるCo系磁性膜は、媒体の高記録密度化の要求等よ
り、高い保磁力を有する膜の開発が求められている。ま
た、記録再生特性としてS/N比も重要である。このよ
うな特性を得るために、純Coではなく様々な添加元素
を含有するCo系磁性膜が開発されている。たとえば、
Co−Cr−Ta系、Co−Ni−Cr系、Co−Cr
−Ta−Pt系、Co−Ni−Cr−Pt系、その他
B,Ti,W,Moなど様々な添加元素を含有させた薄
膜が知られている。上述した薄膜の作製は、通常マグネ
トロンスパッタリングという手法によって製造される。
この方法は、たとえばねらいの組成となるように調整し
たスパッタリングターゲットを用い、このターゲット表
面に漏洩磁束を生じさせ、この漏洩磁束によってAr等
のプラズマをターゲット表面に集中させ、効率よくター
ゲット表面をスパッタするものである。そして、プラズ
マによって叩き出されたスパッタ粒子を基板上に付着さ
せることで、基板上に薄膜を得ることができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】近年、記録媒体から情
報を抽出する磁気ヘッドの改良が進み、従来よりさらに
狭い範囲の磁気記録面積であっても、情報を抽出できる
ようになってきた。そのため、情報を記録する媒体に対
しては、より高密度で記録しても情報が劣化しない、高
保磁力の薄膜を製造することが要求されている。上述し
たCrやTa等の添加元素は、主として薄膜の保磁力を
高めるためのものであり、これらの添加元素量を増量す
ることが保磁力を高める一つの対策として行われてい
る。CrやTa等の添加量を増加した薄膜を得るには、
スパッタリングターゲットとしても添加元素を増量した
合金ターゲットを製造する必要がある。
【0004】しかし、CrやTa等の増量は、ターゲッ
トを得る上での塑性加工性を劣化し、熱間加工を困難に
する。一般に、塑性加工が困難な合金をターゲットとす
る場合は、溶湯を鋳型に鋳造して、鋳造インゴットを製
造し、得られたインゴットをスライスし、次いで、くり
抜き等の機械加工を行って、ターゲットを複数枚製造す
る方法が適用されている。また、粉末焼結法を用いて、
所定の寸法に焼結した焼結インゴットを機械加工する手
法も使用されている。
【0005】本発明者等は、4Aおよび5A族、すなわ
ちTi,Zr,Hf,V,Nb,Taを増量したターゲ
ットは、Coと金属間化合物を生成することになり、こ
の化合物が割れの起点になりやすいため、塑性加工がよ
り困難であることを確認した。そして、このような金属
間化合物を生成するターゲットに対して、コストの高い
焼結法ではなく、鋳造法でインゴットを作製し、スライ
スとくり抜き加工によりターゲットを製造することを試
みた。しかし、上述した金属間化合物が生成するCo系
スパッタリングターゲットを一般的な鋳造法により製造
したインゴットから機械加工でターゲットを得た場合、
スパッタリングターゲット自身が持つ磁気特性が、ター
ゲットのスパッタリング面内において、ばらつきを生ず
るという新たな問題が発生した。
【0006】上述したように、マグネトロンスパッタリ
ングにおいては、漏洩磁束によりプラズマを集中する必
要があるが、ターゲット自身の磁気特性がばらつくと、
漏洩磁束が乱れスパッタリングの進行が乱れる原因にな
る。これは、エロージョン不良と呼ばれる現象で、想定
した寿命以前にターゲットが使用不能になる一因とな
り、高価なCo系ターゲットにおいては、大きな問題と
なった。本発明の目的は、ターゲット自身の磁気特性の
ばらつきを抑え、かつ安価で製造が容易なCo系鋳造タ
ーゲットおよびその製造方法を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者は、製造の容易
性において鋳造法の改良を検討した。そしてターゲット
自身の磁気特性のばらつきは、4Aおよび5A族、すな
わちTi,Zr,Hf,V,Nb,Taの増量したター
ゲットにおいて、生成したCoとの金属間化合物が、凝
固時に偏析することに起因することを見いだした。そし
て、さらなる検討の結果、精密鋳造法の適用により、4
A,5A族とCoとの金属間化合物を組織中に均一微細
に分散させることができ、結果としてターゲット自身の
磁気特性のばらつきを抑えることができることを見いだ
し本発明に到達した。
【0008】すなわち本発明は、Coを主体とするター
ゲットであって、Coと金属間化合物を形成する4A族
もしくは5A族の元素が固溶限を越えて含有され、実質
的にターゲット形状に精密鋳造されてなるCo系鋳造タ
ーゲットである。
【0009】本発明においては、特にPtを含有するタ
ーゲットに適用することが好ましい。また、本発明のタ
ーゲットのスパッタリング面で測定した漏洩磁束密度の
ばらつきを2%以内とすることが望ましい。
【0010】上述したターゲットは、たとえばCoを主
体とし、Coと金属間化合物を形成する4A族もしくは
5A族の元素が凝固状態における固溶限を越えた量を含
有させた合金溶湯を、溶湯温度1350〜1500℃
で、500〜1100℃に予熱したキャビティとしてタ
ーゲット外形状を有する精密鋳造鋳型に注湯することに
よって得ることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】上述したように、本発明の重要な
特徴は、精密鋳造を適用して4A族もしくは5A族の元
素が固溶限を越えて含有されたCo系ターゲットを得た
ことにある。本発明でいう精密鋳造とは、実質的にター
ゲット形状に鋳造されるものを意味する。従来の鋳造法
では押し湯部等の必要性において凝固体積が大きくなら
ざる得ず、また加熱されていない鋳型に鋳造することで
結果として凝固速度がばらつき、金属間化合物の偏析を
助長するものであった。本発明においては、直接ターゲ
ット形状に鋳造する精密鋳造技術により、凝固体積を最
小化し、また鋳型を予熱することによって、金属間化合
物の偏析を抑え、磁気特性のばらつきを押さえることが
できたものである。本発明のターゲットは精密鋳造法の
適用により、好ましくは漏洩磁束密度のばらつきで評価
した時、2%以内、より好ましくは1%以内のばらつき
に抑えることが可能である。
【0012】本発明において、精密鋳造法を適用するこ
とによるもう一つ利点は、高価なCo、4A,5A族あ
るいはその他の添加元素の使用量を最小化できることで
ある。すなわち、精密鋳造法においては、実質的にター
ゲット形状を有するように鋳造するため、表面の変質層
等の除去程度の加工で製品とすることができる。つま
り、インゴットから切り出す従来の鋳造ターゲットで
は、残材が多量に発生していたが、これがなくなるので
ある。特に、最近はPtを多量に含むターゲットが利用
されるようになってきたが、Ptは特に高価であり、残
材の発生がほとんどない本発明は、コストの点で有利で
ある。また、特にドーナツ形状のような異形状のターゲ
ットのようなくり抜き加工を必須としていたターゲット
においても、残材低減の点で有利である。
【0013】本発明において、4A族もしくは5A族の
元素のCoに対する固溶限は、元素によって個々に異な
るため組成範囲は規定しない。たとえばTa、V、Ti
の固溶限はそれぞれおよそ4.5at%、22.4at
%、14at%である。また、より本発明の効果が明確
に得られるのは、上述した固溶限よりも0.5at%以
上多く4A族もしくは5A族を含有する場合である。ま
た、本発明のターゲットの組成は保磁力、ヒステリシス
の角形比等の性能向上のためCrを15at%以下、N
iを20at%以下、Ptを30at%以下含有するこ
とが望ましい。
【0014】本発明のターゲットを得るために、具体的
にはCoを主体とし、Coと金属間化合物を形成する4
A族もしくは5A族の元素が凝固状態における固溶限を
越えた量を含有させた合金溶湯を、500〜1100℃
に予熱したキャビティとしてターゲット外形状を有する
精密鋳造鋳型に注湯する。このようにあらかじめ、予熱
した鋳型に鋳造することは、注湯時の湯廻性を向上させ
るとともに、注湯後の凝固速度のばらつきを押さえるた
め、より均一な組織を得ることができる。鋳型としては
セラミック鋳型が使用できる。予熱温度としては、50
0℃未満では、効果が少なく、1100℃を越えると凝
固時間が長くなり偏析が発生しやすくなるため、500
〜1100℃とする。
【0015】また、注湯する溶湯の温度としては、13
50℃以上が好ましい。これ以下だと、溶湯に流動性が
なくなり、鋳造しにくくなるためである。また1500
℃を越えると凝固に時間がかかり、偏析が発生しやすく
なるため、1500℃以下が望ましい。
【0016】
【実施例】図1の概略図に示す様に、湯口カップ4から
延びる湯道3を幹とし、枝状に形成した複数の湯口2に
ターゲット外形状のキャビティ1を形成したセラミック
シェルを有する精密鋳造鋳型を用いて、表1に示すター
ゲットへの鋳造を行った。ターゲット部のキャビティ寸
法は、φ130×8t(mm)で中央に47(mm)の円
筒の貫通穴を設けた形状である。鋳造条件は、注湯開始
時における溶湯温度1420℃、セラミックシェルの加
熱温度1000℃である。鋳造後、湯口を切断し、表面
の変質層を取り除きφ127×6.35t(mm)、中央
に50mmの円筒穴を有するドーナツ形状のターゲット
に仕上げた。比較例として、φ160×40の鋳型部と
φ100×30(mm)の押湯部を設けた鉄鋳型を用い
て鋳造を行い機械加工により、本発明例と同様のターゲ
ット寸法に仕上げた。
【0017】ターゲットの磁気特性を測定するためにU
字型磁石に対向してガウスメーターのプローブを配置
し、磁石とプローブとの間隙にターゲットを挿入するこ
とにより、ターゲット材の漏洩磁束密度を測定した。U
字型磁石とガウスメーターの間隔はターゲットを挿入し
ない状態での磁束密度が30mTとなるよう調整した。漏
洩磁束の測定は直径90mmの円周位置で30度間隔毎に
行った。結果を表1に付記する。
【0018】
【表1】
【0019】表1に示すように、本発明のターゲット材
は、通常の鋳造ターゲットに比べて漏洩磁束密度のばら
つきが少ない。この原因は、通常の鋳造ターゲットで
は、鋳型が加熱されていないため、凝固時に温度分布が
発生したためと考えられる。実際の漏洩磁束の分布のば
らつきに対する、マグネトロンスパッタリング時のター
ゲットのエロージョンの進行への影響を評価するため、
背面に円形磁石を配置したマグネトロンスパッタリング
装置でスパッタリングを行った。その結果、本発明例の
ターゲットにおけるエロージョン領域5は、図2に示す
ように磁石の形状に沿った円形のエロージョン領域を示
したが、比較例のターゲットは、図3に示すようにエロ
ージョン領域5が円形から最大で3mm程度ずれており、
エロージョンが異常進行していた。比較例で確認された
エージョンの異常進行は、スパッタリング中の異常放電
の増加、ターゲット寿命の短命化につながるため、好ま
しくないものである。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、化合物の生成に起因し
たターゲット自身の磁気特性のばらつきを抑えることが
でき、高価なCo系ターゲットの寿命を延ばすことがで
きる。また、精密鋳造法の適用により、残材の発生が少
なく、コストを大幅に低減することが可能となる。した
がって、本発明は、特にPt等の効果な添加元素を添加
する場合が多いCo系ターゲットにおいて、不可欠な技
術となりうるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のターゲットの製造に使用する精密鋳造
鋳型の一例を示す図である。
【図2】本発明のターゲットのエロージョン状態を示す
図である。
【図3】比較例のターゲットのエロージョン状態を示す
図である。
【符号の説明】
1.キャビティ、2.湯口、3.湯道、4.湯口カッ
プ、5.エロージョン領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川上 章 島根県安来市安来町2107番地2 日立金属 株式会社安来工場内 (72)発明者 来海 順治 島根県安来市飯島町1240−2 株式会社安 来製作所日立メタルプレシジョン内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Coを主体とするターゲットであって、
    Coと金属間化合物を形成する4A族もしくは5A族の
    元素が固溶限を越えて含有され、実質的にターゲット形
    状に精密鋳造されてなることを特徴とするCo系鋳造タ
    ーゲット。
  2. 【請求項2】 Ptを含有することを特徴とする請求項
    1に記載のCo系鋳造ターゲット。
  3. 【請求項3】 ターゲットのスパッタリング面で測定し
    た漏洩磁束密度のばらつきが2%以内であることを特徴
    とする請求項1ないし2のいずれかに記載のCo系鋳造
    ターゲット。
  4. 【請求項4】 Coを主体とし、Coと金属間化合物を
    形成する4A族もしくは5A族の元素が凝固状態におけ
    る固溶限を越えた量を含有させた合金溶湯を、溶湯温度
    1350〜1500℃で、500〜1100℃に予熱し
    たキャビティとしてターゲット外形状を有する精密鋳造
    鋳型に注湯することを特徴とするCo系鋳造ターゲット
    の製造方法。
JP11225797A 1997-04-30 1997-04-30 Co系鋳造ターゲットおよびその製造方法 Pending JPH10306368A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11225797A JPH10306368A (ja) 1997-04-30 1997-04-30 Co系鋳造ターゲットおよびその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11225797A JPH10306368A (ja) 1997-04-30 1997-04-30 Co系鋳造ターゲットおよびその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10306368A true JPH10306368A (ja) 1998-11-17

Family

ID=14582185

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11225797A Pending JPH10306368A (ja) 1997-04-30 1997-04-30 Co系鋳造ターゲットおよびその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10306368A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000031316A1 (fr) * 1998-11-20 2000-06-02 Japan Energy Corporation CIBLE POUR PULVERISATION CATHODIQUE EN ALLIAGE Co-Ti ET PROCEDE DE FABRICATION CORRESPONDANT

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000031316A1 (fr) * 1998-11-20 2000-06-02 Japan Energy Corporation CIBLE POUR PULVERISATION CATHODIQUE EN ALLIAGE Co-Ti ET PROCEDE DE FABRICATION CORRESPONDANT

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4016399B2 (ja) Fe−Co−B合金ターゲット材の製造方法
EP2980268B1 (en) Cylindrical sputtering target and process for producing same
JP3816595B2 (ja) スパッタリングターゲットの製造方法
JP2639609B2 (ja) 永久磁石用合金鋳塊及びその製造法
JP4699194B2 (ja) FeCoB系スパッタリングターゲット材の製造方法
JPH1154306A (ja) 磁石合金薄帯および樹脂結合ボンド磁石
JPH10306368A (ja) Co系鋳造ターゲットおよびその製造方法
JPH04297572A (ja) Co−Cr−Pt系磁気記録媒体用ターゲット
JP2002069623A (ja) Co−Cr−Pt−B系ターゲットおよび磁気記録媒体
JP3984849B2 (ja) スパッタリング用Ge−Bi合金ターゲット及びその製造方法
JPS63238268A (ja) スパツタリング用タ−ゲツトの製造法
JP3525439B2 (ja) ターゲット部材およびその製造方法
JP2001107226A (ja) Co系ターゲットおよびその製造方法
JPS63111172A (ja) タ−ゲツト材の製造方法
JPH108243A (ja) 磁気記録媒体用低透磁率スパッタリングCo系ターゲット材の製造方法
JP2002363615A (ja) 磁気記録媒体用低透磁率スパッタリングCo系ターゲット材の製造方法
JP2909108B2 (ja) ターゲット部材およびその製造方法
TWI823989B (zh) 磁氣記錄媒體之軟磁性層用濺鍍靶材及磁氣記錄媒體
JPH04308080A (ja) Co−Cr−Ta合金ターゲットおよびその製造方法
JP2006307345A (ja) スパッタリングターゲット
JP2000348395A (ja) 光ディスク成形用スタンパおよびそのスタンパを製造するための基板
JPH09241834A (ja) 鋳造Al合金製スパッタリングターゲット
JPH04276070A (ja) マグネトロンスパッタリング用ターゲット
JP2802852B2 (ja) ターゲツト材およびその製造方法
JP2000038660A (ja) CoPt系スパッタリングターゲットおよびその製造方法ならびにCoPt系磁気記録媒体