磁记录膜用溅射靶及其制造方法
【专利说明】
[0001] 本申请是申请日为2011年2月2日、申请号为201180035899. 5的中国专利申请 的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及磁记录介质的磁性体薄膜、特别是采用垂直磁记录方式的硬盘的磁记 录层的成膜中使用的强记录膜用溅射靶，涉及可以抑制造成溅射时的粉粒产生的方英石的 形成，并且可以缩短从溅射开始到成膜所需的时间（以下称为预烧（burn-in)时间）的溅 射靶。
【背景技术】
[0003] 在以硬盘驱动器为代表的磁记录领域，作为承担记录的磁性薄膜的材料，使用以 作为强磁性金属的Co、Fe或Ni为基质的材料。例如，采用面内磁记录方式的硬盘的记录层 中使用以Co为主要成分的Co-Cr系或Co-Cr-Pt系的强磁性合金。
[0004] 另外，在采用近年来实用化的垂直磁记录方式的硬盘的记录层中，通常使用包含 以Co为主要成分的Co-Cr-Pt系的强磁性合金与非磁性无机物的复合材料。
[0005] 而且，硬盘等磁记录介质的磁性薄膜，从生产率高的观点考虑，通常使用以上述材 料为成分的强磁性材料溅射靶进行溅射来制作。另外，在这样的磁记录膜用溅射靶中，为了 将合金相磁分离而添加 SiO2。
[0006] 作为强磁性材料溅射靶的制作方法，一般认为有溶炼法或粉末冶金法。采用哪种 方法来制作取决于所要求的特性，不能一概而论，在垂直磁记录方式的硬盘的记录层中使 用的包含强磁性合金和非磁性无机物粒子的溅射靶，一般通过粉末冶金法来制作。这是因 为：需要将SiO2等无机物粒子均匀地分散到合金基质中，因此难以通过溶炼法制作。
[0007] 例如，提出了将通过急冷凝固法制作的具有合金相的合金粉末与构成陶瓷相的粉 末进行机械合金化，使构成陶瓷相的粉末均匀地分散到合金粉末中，通过热压进行成形，而 得到磁记录介质用溅射靶的方法（专利文献1)。
[0008] 此时的靶组织，看起来是基质以鱼白（鳕鱼的精子）状结合，在其周围包围着 SiO2(陶瓷）的形态（专利文献1的图2)或者呈细绳状分散（专利文献1的图3)的形态。 其它图不清晰，但是推测为同样的组织。这样的组织具有后述的问题，不能说是合适的磁记 录介质用溅射靶。另外，专利文献1的图4所示的球状物质是机械合金化的粉末，并非靶的 组织。
[0009] 另外，即使不使用通过急冷凝固法制作的合金粉末，对于构成靶的各成分准备市 售的原料粉末，将这些原料粉末以达到所需组成的方式进行称量，用球磨机等公知的方法 进行混合，将混合粉末通过热压进行成型和烧结，由此也可以制作强磁性材料溅射靶。
[0010] 溅射装置有各种方式，在上述的磁记录膜的成膜中，从生产率高的观点考虑，广泛 使用具备DC电源的磁控溅射装置。溅射法使用的原理如下：将作为正极的衬底与作为负极 的靶对置，在惰性气体气氛中，在该衬底与靶之间施加高电压以产生电场。此时，惰性气体 电离，形成包含电子和阳离子的等离子体，该等离子体中的阳离子撞击靶（负极）的表面时 将构成靶的原子击出，该飞出的原子附着到对置的衬底表面形成膜。通过这样的一系列动 作，构成靶的材料在衬底上形成膜。
[0011] 如上所述，在磁记录膜用溅射靶中，为了使合金相磁分离，而进行SiO2的添加。在 磁性金属材料中添加该Sicpt，存在的问题是：靶产生微裂纹，溅射中发现大量地产生粉 粒。
[0012] 另外，添加有SiOj^磁性材料靶与不添加 SiO2的磁性材料靶相比，还产生预烧时 间长等问题。
[0013] 关于这些问题，提出了是属于SiO2自身的问题、还是SiO/变质、还是与其它磁性金 属或添加材料的相互作用的问题如此程度的问题，但是还没有从根本上弄清楚。多数情况 下，上述的问题会作为不可避免的问题被默认或忽视。但是，如今需要高度地保持磁性膜的 特性，因此要求进一步提高溅射膜特性。
[0014] 在现有技术中，关于使用磁性材料的溅射靶，找到几项添加 SiO2的技术。在下述 文献2中，公开了具有作为基质的金属相、分散在该基质相中的陶瓷相和金属相与陶瓷相 的界面反应相，相对密度为99%以上的靶。陶瓷相中也选择SiO2，但是未认识到上述问题 以及提出解决方案。
[0015] 在下述文献3中，提出了在制造 CoCrPt-SiOJI射靶时，将Pt粉末和SiO2粉末煅 烧，在所得到的煅烧粉末中混合Cr粉末、Co粉并加压烧结。但是，未认识到上述问题以及 提出解决方案。
[0016] 在下述文献4中，公开了具有包含Co的金属相、粒径10 μπι以下的陶瓷相和金属 相与陶瓷相的界面反应相，陶瓷相分散在金属相中的溅射靶，提出了所述陶瓷相中也选择 SiO2。但是，未认识到上述问题以及提出解决方案。
[0017] 在下述文献5中，提出了非磁性氧化物0. 5~15摩尔、Cr 4~20摩尔、Pt 5~ 25摩尔、B 0. 5~8摩尔、其余为Co的溅射靶。非磁性氧化物中也选择SiO2。但是，未认识 到上述问题以及提出解决方案。
[0018] 另外，作为参考列举下述文献6,在该文献中公开了制造方英石粒子作为存储器等 半导体元件用密封剂的填充剂的技术。该文献是与溅射靶无关的技术，但是属于与3102的 方英石相关的技术。
[0019] 下述文献7作为电子照相显影剂用载体芯材使用，因此是与溅射靶无关的技术， 但是公开了与SiO2相关的结晶的种类。一方面是SiO2的石英结晶，另一方面是方英石结 晶。
[0020] 下述文献8是与溅射靶无关的技术，但是记载了方英石是损害碳化硅的防氧化功 能的材料。
[0021] 在下述文献9中，记载了在硫族化锌基质中分散有无定形SiO2的组织、且用于形 成光记录介质保护膜的溅射靶。此时，由硫族化锌-SiO2构成的靶的抗折强度和溅射时的破 裂的产生受到SiO2的形态和形状的影响，为无定形（非晶）时，即使是高输出功率的溅射， 也不产生靶破裂。
[0022] 这在某种意义上来说是暗示，但是总归不过是使用硫族化锌的光记录介质保护膜 形成用的溅射靶，是否能够解决基质材料不同的磁性材料的问题则完全不清楚。
[0023] 现有技术文献
[0024] 专利文献
[0025] 专利文献1 :日本特开平10-88333号公报
[0026] 专利文献2 :日本特开2006-45587号公报
[0027] 专利文献3 :日本特开2006-176808号公报
[0028] 专利文献4 :日本特开2008-179900号公报
[0029] 专利文献5 :日本特开2009-1861号公报
[0030] 专利文献6 :日本特开2008-162849号公报
[0031] 专利文献7 :日本特开2009-80348号公报
[0032] 专利文献8 :日本特开平10-158097号公报
[0033] 专利文献9 :日本特开2000-178726号公报
【发明内容】
[0034] 磁记录膜用溅射靶中，大多使用包含强磁性合金和非磁性无机物的复合材料，作 为无机物进行了 SiO2的添加。本发明的课题在于，在添加有SiO2的磁记录膜用溅射靶中， 抑制溅射时粉粒的产生，并且缩短预烧时间。
[0035] 为了解决上述课题，本发明人进行了广泛深入的研宄，结果发现，通过对在磁记录 膜用溅射靶中的SiO2添加进行设计，可以抑制造成溅射时的粉粒产生的方英石的形成。即， 发现可以抑制靶中产生微裂纹以及抑制溅射中产生粉粒，并且可以缩短预烧时间。
[0036] 基于这样的发现，本发明提供：
[0037] 1) 一种磁记录膜用溅射靶，其含有SiO2，其特征在于，在X射线衍射中作为结晶化 的SiO2的方英石的峰强度相对于背景强度的比（方英石峰强度/背景强度）为1. 40以下。
[0038] 2)如上述1)所述的磁记录膜用溅射靶，其含有SiO2，其特征在于，从250°C升温至 350°C时的热膨胀系数的变化率为7%以下。
[0039] 对于含有SiO2的磁记录膜用溅射靶的磁记录材料，没有特别限制，可以应用各种 磁记录材料，但在包含以下的磁记录膜用材料的靶中特别有用。即，本申请发明提供以下的 3)、4)和5)的靶。
[0040] 3)如上述1)或2)所述的磁记录膜用溅射祀，其特征在于，Cr为50摩尔％以下， SiO2S 20摩尔％以下，其余为Co。
[0041] 4)如上述1)或2)所述的磁记录膜用溅射祀，其特征在于，Cr为50摩尔％以下， Pt为50摩尔％以下，SiO2S 20摩尔％以下，其余为Co。
[0042] 5)如上述1)或2)所述的磁记录膜用溅射靶，其特征在于，Pt为5摩尔％以上且 60摩尔％以下，SiO2S 20摩尔％以下，其余为Fe。
[0043] 6)如上述1)至5)中任一项所述的磁记录膜用溅射祀，其特征在于，还含有0. 01 摩尔％以上且10摩尔％以下的选自B、Ti、V、Mn、Zr、Nb、Ru、Mo、Ta、W、Au、Cu和Ag的一种 以上元素作为添加元素。
[0044] 7)如上述1)至6)中任一项所述的磁记录膜用溅射靶，其特征在于，还含有选自 碳、除SiO2以外的氧化物、氮化物、碳化物的一种以上无机物材料作为添加材料。
[0045] 另外，本发明提供：
[0046] 8) -种上述1)至7)中任一项所述的磁记录膜用溅射靶的制造方法，其特征在于， 使用非晶SiO2作为SiO 2的粉末原料，将该SiO 2的粉末原料与磁性金属粉末原料混合，并在 1120°C以下的烧结温度下进行烧结。
[0047] 发明效果
[0048] 这样调节的本发明的磁记录膜用溅射靶，具有如下优良效果：可以抑制靶的微裂 纹的产生，并且可以抑制溅射中产生粉粒，并且可以缩短预烧时间。这样，粉粒的产生少，因 此具有磁记录膜的不合格率减少，并且可以降低成本的优良效果。另外，所述预烧时间的缩 短，对于生产效率的提高有很大的贡献。
【附图说明】
[0049] 图1是表示实施例1和比较例1的Co-Cr-Pt-SiO2靶的X射线衍射强度的测定结 果的图。
[0050] 图2是表示使用实施例和比较例1的Co-Cr-Pt-SiO2靶进行溅射时进行靶寿命与 粉粒数的对比所得结果的图。
[0051] 图3是表示比较例1的在衬底上成膜的晶片的断面与EDX元素分析结果的图。
[0052] 图4是表示SiO2原料与比较例1的Co-Cr-Pt-SiO 2靶的X射线衍射强度的测定结 果的图。
【具体实施方式】
[0053] 本发明的磁记录膜用溅射革巴，含有SiO2，其中，作为结晶化的SiO^方英石的峰强 度比（方英石的峰强度/背景强度）为1. 40以下。即，该溅射靶是不含有或者极力减少作 为结晶化的SiO2的方英石的磁记录膜用溅射靶。
[0054] 在磁记录膜用溅射靶中，大多使用包含强磁性合金和非磁性无机物的复合材料， 并且进行作为无机物的si〇d9添加。
[0055] 但是，该3102在靶中以结晶化的方英石形式存在时，在靶的升温或降温过程（该 温度为约270°C )中，由于相变而产生体积变化，由于该体积变化，而成为在靶中产生微裂 纹的原因。
[0056] 结果，成为溅射中产生粉粒的原因。因此，不产生结晶化的方英石，而以非晶SiO2形式存在于靶中是有效的。
[0057] 如上所述，作为磁记录膜用溅射靶，磁性材料没有特别限制，对于Cr为50摩尔％ 以下、SiO2S 20摩尔％以下、其余为Co的磁记录膜用溅射靶、或者Cr为50摩尔％以下、Pt 为50摩尔％以下、SiO2S 20摩尔％以下、其余为Co的磁记录膜用溅射靶、或者Pt为5摩 尔％以上且60摩尔％以下、SiO2S 20摩尔％以下、其余为Fe的磁记录膜用溅射靶是有用 的。
[0058] 这些成分是作为磁记录介质所必需的成分，配合比例在上述范围内是多种多样 的，但是均可以保持作为有效的磁记录介质的特性。
[0059] 此时，也需要在靶中不产生结晶化的方英石，而以非晶SiO2形式存在于靶中。
[0060] 另外，所述Cr作为必要成分添加时，不包括0摩尔％。即，含有能够分析的下限值 以上的Cr量。Cr量如果为50摩尔％以下，则即使在微量添加的情况下也有效果。本申请 发明包括这些方案。这些成分是作为磁记录介质所必需的成分，配合比例在上述范围内是 多种多样的，但是均可以保持作为有效的磁记录介质的特性。
[0061 ] 所述Pt也同样，在作为必要成分添加时，不包括0摩尔％。即，含有能够分析的下 限值以上的Pt量。Pt量如果为50摩尔％以下，则即使在微量添加的情况下也有效果。本 申请发明包括这些方案。这些成分是作为磁记录介质所必需的成分，配合比例在上述范围 内是多种多样的，但是均可以保持作为有效的磁记录介质的特性。
[0062] 此外，对于含有0. 01摩尔％以上且10摩尔％以下的选自B、Ti、V、Mn、Zr、Nb、Ru、 Mo、Ta、W、Au、Cu和Ag的一种以上元素作为添加元素的上述磁记录膜用派射祀是有效的。 所述添加元素是为了提高作为磁记录介质的特性而根据需要添加的元素。另外，对于含有 选自碳、除SiO2以外