光情報記録媒体の製造方法
【課題】高い熱伝導率を有する金属膜中に透明誘電体粒子を分散させた優れた放熱特性と高い透過率を有する半透過反射膜を、安定かつ高い作業効率で成膜可能な光情報記録媒体の製造方法を提供する。
【解決手段】半透過反射膜２５ａを構成する金属膜４０と同一材料の金属ターゲット４０ａの成膜粒子生成部位４５に、透明誘電体粒子４２と同一材料の複数の透明誘電体チップ４２ａとを配設したターゲット４４をスパッタリング装置に用いることで、金属膜４０中に透明誘電体粒子４２が分散した優れた放熱特性と高い透過率を有する半透過反射膜２５ａを、作業効率良く安定して成膜することができる。また、金属ターゲット４０ａの成膜粒子生成部位４５に配設する透明誘電体チップ４２ａが占める面積の割合を変化させることで、半透過反射膜２５ａの透過率の制御を行うことができる。
【解決手段】半透過反射膜２５ａを構成する金属膜４０と同一材料の金属ターゲット４０ａの成膜粒子生成部位４５に、透明誘電体粒子４２と同一材料の複数の透明誘電体チップ４２ａとを配設したターゲット４４をスパッタリング装置に用いることで、金属膜４０中に透明誘電体粒子４２が分散した優れた放熱特性と高い透過率を有する半透過反射膜２５ａを、作業効率良く安定して成膜することができる。また、金属ターゲット４０ａの成膜粒子生成部位４５に配設する透明誘電体チップ４２ａが占める面積の割合を変化させることで、半透過反射膜２５ａの透過率の制御を行うことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーザ光を利用して情報信号の記録もしくは再生を行うための情報記録層を複数有する光情報記録媒体の製造方法に関し、特に情報記録層を構成する半透過反射膜に、高い熱伝導率を有する金属膜中に当該金属と非固溶な透明誘電体粒子を分散させてなる複合膜を用いた光情報記録媒体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルヴァーサイタルディスク（ＤＶＤ）に代表される光情報記録媒体は、記録容量、ランダムアクセス性、可搬性、価格等の面から産業用から民生用まで広く普及している。これら光情報記録媒体には再生専用型、書き換え可能型、１回だけ記録が可能な追記型に大きく分けられ、この内、書き換え型光情報記録媒体にはＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＷ等のように相変化型の記録膜を有するものが知られている。このような書き換え型の光情報記録媒体は、照射されるレーザ光を吸収しそのレーザ光のパワーに応じて光学特性の異なる非晶質相か結晶相かのいずれかの相をとる記録膜を用いて情報信号の記録が行われたり、照射されるレーザ光の反射光の強度が非晶質相と結晶相とで異なることを利用して記録された情報信号の再生が行われるものである。尚、相変化型の記録膜は再度所定の強度のレーザ光を照射することで可逆的に相転移させることができるため、何度でも情報信号の書き換えが可能となる。
【０００３】
近年、情報のデジタル化に伴い情報記録媒体に記録される情報量は年々増加傾向にあり、光情報記録媒体に対しても更なる高容量化と記録再生の高速化が要求されている。光情報記録媒体の高容量化の手法の１つとしては情報信号が記録される情報記録層を複数積層するというものがあり、例えば光情報記録媒体の片面側からレーザ光を照射して複数の情報記録層に対し記録再生を行なうことができる片面入射型多層光情報記録媒体の検討がなされている。
【０００４】
また、光情報記録媒体の記録再生の高速化に対しては、情報記録層を構成する記録膜等の改善や、照射レーザ光の高出力化の検討がなされている。尚、光情報記録媒体が高速記録再生に対応するためには、通常速度の記録再生時よりも高出力の記録再生レーザ光の照射が必要となり、仮に同一構成の光情報記録媒体に通常速度の２倍の速度で記録を行うためには、通常速度で使用される記録レーザ光のほぼ２倍の出力が必要となる。
【０００５】
ここで、従来の片面入射型多層光情報記録媒体の例として、２層の情報記録層を有する相変化型の光情報記録媒体の模式断面図を図５に示す。図５に示す光情報記録媒体は、第１基板２０ａと第２基板２０ｂとの間に中間層３０を挟んで第１情報記録層Ｌ０、第２情報記録層Ｌ１を有している。そして、レーザ光の入射方向から見て手前側の第１情報記録層Ｌ０は、レーザ光の入射方向から順に、第１誘電体膜２２、第１記録膜２３、第２誘電体膜２４、半透過反射膜２５で構成されており、また、レーザ光の入射方向から見て奥側の第２情報記録層Ｌ１は、レーザ光の入射方向から順に、第３誘電体膜２６、第２記録膜２７、第４誘電体膜２８、反射膜２９で構成されている。
【０００６】
図５に示すような情報記録層を複数有する片面入射型多層光情報記録媒体においては、奥側の第２情報記録層Ｌ１に記録再生を行うレーザ光は、レーザ光入射側から見て手前側の第１情報記録層Ｌ０を必ず透過する必要がある。しかしながら、第２情報記録層Ｌ１に照射されるレーザ光は第１情報記録層Ｌ０を透過する際、ある程度反射、吸収されてしまうため、予め第１情報記録層Ｌ０が反射、吸収する分だけ強い出力でこのレーザ光の照射を行う必要がある。このとき、第１情報記録層Ｌ０の反射、吸収が大きい、即ち透過率が低いと、照射するレーザ光の出力を更に高出力としなければならず、電力の消費量が大きくなる他、レーザ発生機構や光情報記録媒体自体への負荷も大きくなるので好ましくない。従って、第１情報記録層Ｌ０は高い透過率を有することが望ましく、特に、高出力のレーザ光が必要な高速記録再生に対応するためには、より高い透過率を有する第１情報記録層Ｌ０を形成することが重要となる。
【０００７】
尚、現在のレーザ出力システムの性能面から考えると、例えば情報記録層が２層の片面入射型のＤＶＤを想定した場合、第２情報記録層Ｌ１に良好な記録再生を行えるようなレーザ光の出力を得るためには、通常速度の記録再生時では第１情報記録層Ｌ０の透過率は４０％以上あれば良いが、２倍速、４倍速等の高速記録再生に対応するためには少なくとも５０％以上の透過率が必要となる。
【０００８】
第１情報記録層Ｌ０の透過率を向上させるためには、第１情報記録層Ｌ０を構成している半透過反射膜２５の膜厚を薄くすることが有効であると一般に知られている。しかし、半透過反射膜２５にはレーザ光を反射する機能とともに第１記録膜２３に生じる熱を放熱する機能を有しており、半透過反射膜２５の膜厚を単純に薄くした場合この放熱特性が悪化するため、第１情報記録層Ｌ０が十分な記録再生特性を確保することが困難となる。よって、半透過反射膜２５の膜厚を単純に薄くするという手法のみでは、第１情報記録層Ｌ０が良好な記録再生特性を維持しつつ、透過率を向上させることは困難である。従って、半透過反射膜２５の組成や構造を検討して、半透過反射膜２５の放熱特性を損なうことなく透過率の向上を図る様々な試みがなされている。
【０００９】
その試みの一つとして、下記[特許文献１]には、単体元素膜中に微細な化合物が分散されて構成されている半透過反射膜（特許文献１における光半透過膜）を有する情報記録媒体に関する発明が開示されており、[特許文献１]の実施例において、アルミニウム膜中に微細な酸化珪素粒子が分散されて構成されている半透過反射膜が記載されている。[特許文献１]に開示されている発明によれば、アルミニウム膜により半透過反射膜の密着性を向上させるとともに放熱特性を維持し、光透過性の高い酸化珪素粒子を半透過反射膜中に分散させることで、第１情報記録層Ｌ０に高い透過率を持たせている。
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−１８８３５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
[特許文献１]に開示されている発明では、アルミニウム膜中に微細な酸化珪素粒子が分散されてなる半透過反射膜の成膜を、図６に示すスパッタリング装置１１を用いて次のように行っている。
【００１２】
先ず、スパッタリング装置１１の成膜室１３の下部に配置された陽極となるバックプレート１５上に半透過反射膜が形成される基板２を取り付ける。次に、チャンバー１２の上部に設けられた排気口１４から、チャンバー１２の内部の気体を十分に排気し低圧状態とする。そして、基板２上へアルミニウム膜を成膜する時には、ガス供給口１９から２０ｓｃｃｍのＡｒガスを成膜室１３内に導入しつつ、アルミニウムターゲット１７側のシャッター１８を開き、成膜室１３の上部に陰極として配置されたアルミニウムターゲット１７をスパッタすることで、基板２上にアルミニウム膜を成膜する。また、アルミニウム膜中へ酸化珪素粒子を形成する時には、ガス供給口１９から１５ｓｃｃｍのＡｒガスに３ｓｃｃｍの酸素ガスを混入した混合ガスを成膜室１３内に導入しつつ、アルミニウムターゲット１７側のシャッター１８を閉じると共に珪素ターゲット１６側のシャッター１８を開き、成膜室１３の上部に陰極として配置された珪素ターゲット１６をスパッタすることで、アルミニウム膜中へ酸化珪素粒子を形成する。そしてこのアルミニウム膜の成膜と酸化珪素粒子の形成を交互に１０回程度繰り返すことで、アルミニウム膜中に微細な酸化珪素粒子が分散された半透過反射膜を成膜する。
【００１３】
しかしながら上記のような成膜方法では、アルミニウム膜の成膜と酸化珪素粒子の形成を行う度に、成膜室１３内のガスを入れ替えなければならず、著しく作業効率が悪い。また、頻繁にガスの切り替えを行うため成膜条件が不安定となり、安定した成膜が困難であるなどの課題があり更なる改善が望まれる。
【００１４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高い熱伝導率を有する金属膜中に透明誘電体粒子を分散させた優れた放熱特性と高い透過率を有する半透過反射膜を、安定かつ高い作業効率で成膜することが可能な光情報記録媒体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、基板と、情報を記録する情報記録層と、該情報記録層に向けて照射されたレーザ光の一部を透過し残りを反射する半透過反射膜２５ａとを備えた光情報記録媒体の製造方法において、
前記基板上に前記半透過反射膜２５ａをスパッタ法により成膜するスパッタ工程を有し、
該スパッタ工程は、金属からなるターゲット４４の表面におけるスパッタ領域に、前記金属に非固溶な誘電体を配設してスパッタし、成膜する前記半透過反射膜２５ａを、前記誘電体からなる誘電体粒子が分散された膜とすることを特徴とする光情報記録媒体の製造方法を提供することにより、上記課題を解決する。
【００１６】
また、前記半透過反射膜２５ａにおける前記誘電体粒子の体積の比率を、前記スパッタ領域において前記誘電体が占める面積の比率で制御することを特徴とする上記の光情報記録媒体の製造方法を提供することにより、上記課題を解決する。
【００１７】
更にまた、前記金属をＡｇ（銀）単体またはその合金とし、前記誘電体をＳｉＯ２（二酸化珪素）とすることを特徴とする上記の光情報記録媒体の製造方法を提供することにより、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る光情報記録媒体の製造方法は、上記のような構成のため、
金属膜中に透明誘電体粒子を分散させた優れた放熱特性と高い透過率を有する半透過反射膜を、安定かつ高い作業効率で成膜することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明に係る光情報記録媒体の製造方法の実施の形態について図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る光情報記録媒体の製造方法の概略を説明する図である。図２は本発明に係る半透過反射膜の模式拡大図である。図３は本発明に係る半透過反射膜の成膜に用いるターゲットを示す図である。図４は本発明に係る半透過反射膜の成膜に用いるスパッタリング装置の例を示す図である。
【００２０】
図１は光情報記録媒体の製造方法の概略を説明する図である。尚、図１においては２層の情報記録層を有する相変化型の光情報記録媒体を例に用いている。
【００２１】
先ず、基板作製工程において、図１（Ａ）に示すように、片面に案内溝等が同心円状又は螺旋状に凹凸パターンとして形成された光透過性を有する第１基板２０ａ及び、第２基板２０ｂを、合成樹脂を材料とする場合には主に射出成形によって、セラミックを材料とする場合には主にフォトポリマー法によって作製する。第１基板２０ａ及び、第２基板２０ｂの材料としては、合成樹脂では、ポリカーボネート、ポリメチル・メタクリレート、ポリスチレン、ポリカーボネート・ポリスチレン共重合体、ポリビニルクロライド、脂環式ポリオレフィン、ポリメチルペンテン等の各種熱可塑性樹脂や熱硬化樹脂、紫外線硬化樹脂及び可視光硬化樹脂を含む各種放射線硬化樹脂等を用いることができ、中でも特に成形が容易であることからポリカーボネートを用いることが好ましい。また、セラミックスを材料とする場合には、ソーダライムガラス、ソーダアルミノ珪酸ガラス、ホウ珪酸ガラス、石英ガラス等を用いることができる。
【００２２】
次に、成膜工程において、図１（Ｂ）に示すように、スパッタリング装置を用いて第１基板２０ａ上に第１情報記録層Ｌ０を形成する。尚、第１情報記録層Ｌ０は第１基板２０ａから順に、第１誘電体膜２２、第１記録膜２３、第２誘電体膜２４、半透過反射膜２５で構成されている（図５参照）。このうち半透過反射膜２５に関する成膜方法は後に詳しく説明する。また、同様に第２基板２０ｂ上に第２情報記録層Ｌ１を形成する。尚、第２情報記録層Ｌ１は第２基板２０ｂから順に、反射膜２９、第４誘電体膜２８、第２記録膜２７、第３誘電体膜２６で構成されている（図５参照）。
【００２３】
次に、記録媒体形成工程において、図１（Ｃ）に示すように、第１情報記録層Ｌ０が形成された第１基板２０ａと、第２情報記録層Ｌ１が形成された第２基板２０ｂとを、第１情報記録層Ｌ０と第２情報記録層Ｌ１とが対向するように接着することにより、２層の情報記録層を有する光情報記録媒体が作製される。尚、第１基板２０ａと第２基板２０ｂとの接着には、紫外線硬化樹脂や接着剤が塗布されたポリカーボネートのシート等が用いられ、この紫外線硬化樹脂やポリカーボネートのシートが中間層３０となる。
【００２４】
尚、情報記録層には必要に応じて上記の膜構成に加え、熱拡散膜、界面膜、拡散防止膜、光学調整膜、透過率向上膜などを有しても良い。
【００２５】
また、図１に示した以外にも、第１基板２０ａの第１情報記録層Ｌ０上に、所定の凹凸パターンを有する樹脂層等を形成した後、その凹凸パターン上に第２情報記録層Ｌ１を成膜し、最後に基板等を接着することで２層の情報記録層を有する光情報記録媒体を作製しても良い。
【００２６】
次に、相変化型光情報記録媒体の情報記録層を構成する各膜の機能等を説明する。
【００２７】
第１誘電体膜２２、第２誘電体膜２４、第３誘電体膜２６、第４誘電体膜２８は、レーザ照射により発生する熱によって第１記録膜２３、第２記録膜２７や第１基板２０ａ、第２基板２０ｂ等が変形することを防止すると共に、情報記録層の反射率及び透過率等の光学特性を調整する機能を有している。また、半透過反射膜２５もしくは反射膜２９が隣接している場合には第１記録膜２３、第２記録膜２７で発生した熱を効率よく半透過反射膜２５もしくは反射膜２９に伝導するなどの機能をも有している。一般的な誘電体層の材料としては、ＳｉＯ２、ＳｉＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｒＯ２、ＭｇＯ等の酸化物、ＺｎＳ、Ｉｎ２Ｓ３、ＴａＳ４等の硫化物、ＳｉＣ、ＴａＣ、ＷＣ、ＴｉＣ等の炭化物、ＳｉＮ等の窒化物等の単体もしくはこれらの混合物が挙げられ、中でも記録、消去の繰り返しによっても、記録感度、Ｃ／Ｎ比、消去率等の劣化が起こりにくいＺｎＳとＳｉＯ２との混合膜の使用が特に好ましい。
【００２８】
第１記録膜２３及び、第２記録膜２７は、照射されるレーザ光の出力により、結晶相と非晶質相とが可逆的に相転移する相変化材料で構成されており、その材料としてはＴｅ、Ｓｂ等のカルコゲンを主成分としたＧｅＳｂＴｅ、ＡｇＩｎＳｂＴｅ、ＣｕＡｌＴｅＳｂ等の合金等が挙げられる。また、環境特性など各種の特性を向上させるため、前記材料にＴｉ、Ｉｎ等を添加しても良い。
【００２９】
反射膜２９は、第２情報記録層Ｌ１に記録されている情報信号を再生する時に照射されるレーザ光をレーザ光学機器側に反射すると共に、レーザ光の照射により第２記録膜２７で発生する熱を効率よく放熱し冷却を行う機能を有している。反射膜２９の材料としてはＡｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｇａ、Ａｓ、Ｐｄ等の金属、又は前記金属を含む２種類以上の金属からなる合金、又は前記金属もしくは前記合金と、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属硫化物、金属フッ化物等の金属化合物とを混合したものなどが挙げられるが、中でも高い反射率及び熱伝導率を兼ね備えているＡｌ、Ａｕ、Ａｇもしくはその合金を用いることが好ましい。
【００３０】
半透過反射膜２５は、照射されるレーザ光をレーザ光学機器側に反射すると共に、レーザ光の照射により第１記録膜２３で発生した熱を効率よく放熱し冷却を行う機能を有している。特に本発明では半透過反射膜２５として、図２に示す、母材となる高い熱伝導率を有する金属膜４０に、金属膜４０を構成する金属と非固溶な透明誘電体粒子４２を均一に分散させて構成される複合膜を用いる。このような複合膜で構成された半透過反射膜２５ａは、金属膜４０の高い熱伝導率により優れた放熱特性を有しつつ、金属膜４０中に分散された透明誘電体粒子４２によりレーザ光の透過率が向上する。このため、半透過反射膜２５ａを第１情報記録層Ｌ０に用いれば、第１情報記録層Ｌ０は良好な記録特性を維持しつつ、高い透過率を得ることができる。また、金属膜４０中の透明誘電体粒子４２の比率を変化させることで、半透過反射膜２５ａの透過率を制御することが可能である。
【００３１】
透明誘電体粒子４２としては、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＮ等の光透過性を有する誘電体を用いることができる。また、金属膜４０としてはＡｌ、Ａｕ、Ａｇ等の金属もしくはその合金を用いることができるが、特に、Ａｇ、Ａｕ、Ａｇ合金、Ａｕ合金を用いることが好ましい。Ａｇ、Ａｕ、Ａｇ合金、Ａｕ合金は、Ａｌと比較して結晶粒径の小さな緻密な膜を形成することが可能であるため、光情報記録媒体の高容量化に伴い基板上の凹凸パターンであるピットもしくはグルーブ及びランド等が微細化した場合でも、それら凹凸パターンの表面はもとより側面にも十分な厚みの膜を均一に成膜することができる。また更に、結晶粒径の小さな緻密な膜が得られることで熱伝導率も向上し、凹凸パターンの微細化に際しても良好な記録特性を維持することができる。
【００３２】
次に、本発明に係る光情報記録媒体の製造方法である、金属膜４０と透明誘電体粒子４２との複合膜からなる半透過反射膜２５ａの成膜方法を説明する。
【００３３】
先ず、半透過反射膜２５ａの成膜に用いられるスパッタリング装置のターゲット４４は、図３に示すような、半透過反射膜２５ａを構成する金属膜４０と同一材料の円板状の金属ターゲット４０ａと、その表面上に配設された透明誘電体粒子４２と同一材料の複数の透明誘電体チップ４２ａとで構成される。一般的にスパッタ法による成膜は、ターゲットにプラズマ放電、グロー放電等により生じたイオン等を衝突させ、この衝突により叩き出された成膜粒子が基板等の対象物に付着することで行われる。このときの成膜粒子はターゲット表面から均一に生成されるわけではなく、通常、成膜粒子の多くは、図３の点線で示されたリング状の成膜粒子生成部位４５（スパッタ領域と言われる場合もある）から局所的に生成される。透明誘電体チップ４２ａはこの成膜粒子生成部位４５に配設され、これにより、金属膜４０中に効率良く透明誘電体粒子４２を分散させることができる。また、金属ターゲット４０ａに配設される透明誘電体チップ４２ａの数量を変化させるなどして、成膜粒子生成部位４５における透明誘電体チップ４２ａの占める面積の割合を変化させることで、半透過反射膜２５ａを構成する金属膜４０と透明誘電体粒子４２との体積の比率を変化させ、半透過反射膜２５ａの透過率を制御することができる。
【００３４】
尚、上記のように成膜粒子生成部位４５は通常リング状を呈するが、スパッタリング装置の構造等により円形、楕円形等となる場合には、その領域に透明誘電体チップ４２ａを配設する。配設する透明誘電体チップ４２ａは複数が好ましいが、単数としても良い。また、透明誘電体チップ４２ａの形状は特に限定はなく、正方形を含む多角形、円形、楕円形、その他どのような形状をとっても良く、更に、複数の形状、サイズを混在させて金属ターゲット４０ａに配設しても良い。
【００３５】
ターゲット４４は直流スパッタリング装置、高周波スパッタリング装置、マグネトロンスパッタリング装置、プラズマスパッタリング装置等を含む従来のスパッタリング装置に用いることができる。ここでは、その一例として高周波２極スパッタリング装置５０を用いて、第１基板２０ａの第２誘電体膜２４上に半透過反射膜２５ａを成膜する方法を図４に基づいて説明する。
【００３６】
図４に示す高周波２極スパッタリング装置５０の真空容器５２内には、高周波電源５８に接続された第１電極５４と、グランドに接続された第２電極５６とが第１電極５４と対向して設置されている。第１電極５４にはターゲット４４が、第２電極５６には第２誘電体膜２４まで成膜された第１基板２０ａが取り付けられている。また、真空容器５２にはガス導入管５７と真空排気管５９ａ、ガス排気管５９ｂを有しており、真空容器５２内を所定のガスで置換することができる。
【００３７】
第１基板２０ａの第２誘電体膜２４上に半透過反射膜２５ａを成膜する際には、先ず、真空容器５２内部の気体を真空排気管５９ａに接続された図示しない真空ポンプにより排気し、その後、所定の流量のＡｒガスをガス導入管５７より導入する。このとき、真空容器５２内部はガス排気管５９ｂにより所定の低圧状態が維持される。次に、高周波電源５８を稼動させることで、第１電極５４と第２電極５６との間に交流電界を生じさせる。この交流電界によりＡｒガスは放電しプラズマを発生する。このプラズマ中のＡｒイオンがターゲット４４を構成する金属ターゲット４０ａ及び金属ターゲット４０ａに配設された透明誘電体チップ４２ａに衝突し、金属ターゲット４０ａの成膜粒子と透明誘電体チップ４２ａの成膜粒子とを生成する。この金属ターゲット４０ａの成膜粒子と透明誘電体チップ４２ａの成膜粒子とが、図４中の矢印に示されるように第１基板２０ａの第２誘電体膜２４上に付着し、金属膜４０中に透明誘電体粒子４２が分散された半透過反射膜２５ａが成膜される。
【００３８】
上記のような成膜方法によれば、金属膜４０の成膜時と透明誘電体粒子４２の形成時とで真空容器５２内部のガスを入れ替えることなく、一括して金属膜４０中に透明誘電体粒子４２が分散した半透過反射膜２５ａを成膜することができるため、作業効率が良く安定した膜を形成することができる。
【００３９】
次に、成膜粒子生成部位４５における透明誘電体チップ４２ａが占める面積の割合を変化させて半透過反射膜２５ａを成膜したときの半透過反射膜２５ａの熱伝導率及び透過率の変化を以下に示す。尚、ここでは半透過反射膜２５ａのみの熱伝導率及び透過率を評価するために、ガラス基板上に半透過反射膜２５ａのみを成膜した試料を作製し評価することとする。また、金属ターゲット４０ａとしてはＡｇ合金であるＡｇＰｄＣｕ合金を用い、透明誘電体チップ４２ａとしては透明誘電体であるＳｉＯ２を用いた。更にまた、半透過反射膜２５ａの熱伝導率を測定することは技術的に困難であるため、熱伝導率とほぼ反対の挙動を示す比抵抗を測定することで半透過反射膜２５の熱伝導率の挙動を推察するものとする。
【００４０】
試料の作製は、先ず、５ｍｍ角のＳｉＯ２の透明誘電体チップ４２ａをφ１０１．６ｍｍ（φ４インチ）の金属ターゲット４０ａの成膜粒子生成部位４５に０枚〜４８枚まで５段階に変化させて配設したターゲット４４を用意する。次に、ターゲット４４を高周波２極スパッタリング装置５０の第１電極５４に取り付ける。次に、ガラス基板を第２電極５６に取り付け、このガラス基板上に高周波パワー１００Ｗ、Ａｒガス流量２０ｓｃｃｍの条件で、ＡｇＰｄＣｕ合金の金属膜４０中にＳｉＯ２の透明誘電体粒子４２が分散された膜厚１０ｎｍの複合膜を半透過反射膜２５ａとして成膜し透過率測定試料を作製する。また同様の条件で膜厚１００ｎｍの半透過反射膜２５ａを成膜し比抵抗測定試料を作製する。尚、ここでの流量の単位ｓｃｃｍとはｓｔａｎｄａｒｄ ｃｃ／ｍｉｎの略で１ａｔｍ、０℃の条件下における流量ｃｃ／ｍｉｎを表している。こうして作製した透過率測定試料の波長λ＝６６０ｎｍの光における透過率を分光光度計を用いて測定した。また、比抵抗測定試料の抵抗値を４端子抵抗測定器（三菱化学（株）社製）を用いて測定し、半透過反射膜２５ａの寸法とガラス基板の抵抗値とから半透過反射膜２５ａの比抵抗を算出した。それらの結果を表１に示す。尚、表１においては、成膜粒子生成部位４５の面積を内径φ４０ｍｍ、外径φ８０ｍｍのリング形状として算出した。
【００４１】
【表１】
表１より、金属ターゲット４０ａの成膜粒子生成部位４５に配設する透明誘電体チップ４２ａの枚数が多くなり、成膜粒子生成部位４５における透明誘電体チップ４２ａが占める面積の割合が高くなるに従って半透過反射膜２５ａの透過率は増加し、透明誘電体チップ４２ａを配設しないものと透明誘電体チップ４２ａを４８枚配設したものでは約８％の透過率の向上が認められた。この透過率の向上効果は、成膜粒子生成部位４５における透明誘電体チップ４２ａが占める面積の割合を高くすることで、半透過反射膜２５ａ中の透過率向上効果を有する透明誘電体粒子４２の比率が増加したことによるものである。
【００４２】
また、半透過反射膜２５ａの比抵抗は、成膜粒子生成部位４５における透明誘電体チップ４２ａが占める面積の割合が高くなるにつれ増加傾向を示すが、その増加傾向は急激なものではなく、したがって半透過反射膜２５ａの熱伝導率に急激な低下は生じないものと推測される。
【００４３】
以上のことから、金属ターゲット４０ａの成膜粒子生成部位４５に配設する透明誘電体チップ４２ａの数量を変化させるなどして、成膜粒子生成部位４５における透明誘電体チップ４２ａが占める面積の割合を変化させることで、半透過反射膜２５ａを構成する金属膜４０中の透明誘電体粒子４２の比率を変化させ、これにより半透過反射膜２５ａの熱伝導率を維持しつつ、透過率の制御が可能なことがわかる。
【実施例１】
【００４４】
片面にトラックピッチ０．７４μｍ、溝深さ３０ｎｍの案内溝が形成されたφ１２０ｍｍのポリカーボネート製の第１基板２０ａが射出成型により作製された。この第１基板２０ａの案内溝が形成された面上に、第１誘電体膜２２として厚さ６６ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ２膜が、第１誘電体膜２２上に第１記録膜２３として厚さ６ｎｍのＧｅＳｂＴｅ膜が、第１記録膜２３上に第２誘電体膜２４として厚さ７ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ２膜が、第２誘電体膜２４上に半透過反射膜２５ａとして厚さ９ｎｍのＡｇＰｄＣｕの金属膜４０中にＳｉＯ２の透明誘電体粒子４２が分散された複合膜が、スパッタリング装置により連続して成膜された。これにより第１基板２０ａ上に第１情報記録層Ｌ０が形成された。尚、半透過反射膜２５ａの成膜時のターゲット４４としては、φ１０１．６ｍｍのＡｇＰｄＣｕ製の金属ターゲット４０ａに、５ｍｍ角のＳｉＯ２製の透明誘電体チップ４２ａを金属ターゲット４０ａの成膜粒子生成部位４５に１６枚配設されたものが用いられた（成膜粒子生成部位４５における透明誘電体チップ４２ａが占める面積の割合１０．６％）。また、半透過反射膜２５ａの成膜時のＡｒガス流量は２０ｓｃｃｍとした。
【００４５】
次に、片面にトラックピッチ０．７４μｍ、溝深さ２８ｎｍの案内溝が形成されたφ１２０ｍｍのポリカーボネート製の第２基板２０ｂが射出成型により作製された。この第２基板２０ｂの案内溝が形成された面上に、反射膜２９として厚さ２００ｎｍのＡｇＰｄＣｕ膜が、反射膜２９上に第４誘電体膜２８として厚さ２５ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ２膜が、第４誘電体膜２８上に第２記録膜２７として厚さ１４ｎｍのＧｅＳｂＴｅ膜が、第２記録膜２７上に第３誘電体膜２６として厚さ８５ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ２膜が、スパッタリング装置により連続して成膜された。これにより第２基板２０ｂ上に第２情報記録層Ｌ１が形成された。
【００４６】
次に、第１情報記録層Ｌ０が形成された第１基板２０ａと第２情報記録層Ｌ１が形成された第２基板２０ｂとを、第１情報記録層Ｌ０と第２情報記録層Ｌ１とが対向するようにして接着し、２層の情報記録層を有する光情報記録媒体を作製した。尚、第１基板２０ａと第２基板２０ｂとの接着は、第１情報記録層Ｌ０と第２情報記録層Ｌ１との間にアクリル系の紫外線硬化樹脂を塗布し、これに紫外線を照射し硬化させることで行った。尚、硬化した紫外線硬化樹脂が中間層３０となる。最後に、作製した光情報記録媒体に所定のレーザ光を照射し第１記録膜２３及び、第２記録膜２７に初期化処理を行った。
【実施例２】
【００４７】
半透過反射膜２５ａの成膜時のターゲット４４に配設する、５ｍｍ角のＳｉＯ２製の透明誘電体チップ４２ａの枚数を４８枚とし（成膜粒子生成部位４５における透明誘電体チップ４２ａが占める面積の割合３１．８％）、かつ半透過反射膜２５ａの膜厚を１０ｎｍとした以外は実施例１と同様にして光情報記録媒体を作製した。
【００４８】
（比較例）
半透過反射膜の成膜時のターゲット４４にＳｉＯ２製の透明誘電体チップ４２ａを配設せずに、半透過反射膜を厚さ７ｎｍのＡｇＰｄＣｕ膜とした以外は実施例１と同様にして光情報記録媒体を作製した。
【００４９】
実施例１、実施例２、及び比較例で作製された光情報記録媒体の第１情報記録層Ｌ０に、所定の情報信号をレーザ光の出力２１ｍＷ、線速度７．６ｍ／ｓの条件で記録し、記録した情報信号をレーザ光の出力１．４ｍＷの条件で再生した。その再生信号のジッタ値をタイムインターバルアナライザを用いて測定した。尚、評価には記録再生に用いるレーザ光の波長λを６３５ｎｍとし、対物レンズの開口率ＮＡが０．６であるＤＶＤの評価システムを用いて行った。
【００５０】
また、実施例１、実施例２、及び比較例と同等の条件で第１情報記録層Ｌ０のみを形成した評価試料を作製し、その波長λ＝６６０ｎｍにおける透過率を、分光光度計を用いて測定することで、実施例１、実施例２、及び比較例で作製された光情報記録媒体の第１情報記録層Ｌ０の透過率を求めた。この透過率とジッタ値との結果を表２に示す。
【００５１】
【表２】
表２より、実施例１、実施例２の第１情報記録層Ｌ０の透過率は各々５１．８％、５０．８％であり、比較例の４３．６％に比べ高い値をとっており、かつ高速記録再生にも対応可能な５０％以上の値を有していることが分かる。また、実施例１、実施例２の第１情報記録層Ｌ０から得られる再生信号のジッタ値は各々８．１％、８．０％であり、比較例の７．８％に比べ若干増加傾向にあるが、その差は小さく記録再生特性を大幅に悪化させる程のものではない。これらのことから、金属膜４０中に透明誘電体粒子４２が分散した半透過反射膜２５ａを第１情報記録層Ｌ０に用いることで、第１情報記録層Ｌ０の記録再生特性を悪化させることなく、第１情報記録層Ｌ０の透過率を高速記録再生に対応可能なレベルにまで向上させることができることがわかる。
【００５２】
以上のことから、本発明の光情報記録媒体の製造方法によれば、半透過反射膜２５ａを構成する金属膜４０と同一材料の金属ターゲット４０ａの成膜粒子生成部位４５に、透明誘電体粒子４２と同一材料の透明誘電体チップ４２ａを複数配設したターゲット４４をスパッタすることで、金属膜４０中に透明誘電体粒子４２が分散した優れた放熱特性と高い透過率を有する半透過反射膜２５ａを、作業効率良く安定して成膜することができる。また、金属ターゲット４０ａの成膜粒子生成部位４５に配設する透明誘電体チップ４２ａの数量を変化させるなどして、成膜粒子生成部位４５における透明誘電体チップ４２ａが占める面積の割合を変化させることで、半透過反射膜２５ａを構成する金属膜４０中の透明誘電体粒子４２の比率を変化させ、半透過反射膜２５ａの透過率を制御することができる。
【００５３】
尚、本例においては主に情報記録層が２層である相変化型記録媒体を用いて説明を行ったが、情報記録層が２層以上の場合でも本発明は適用が可能である。また相変化型以外の書き換え型光情報記録媒体はもとより、２層以上の情報記録層を有しその少なくとも１つ以上の情報記録層が半透過反射膜を有する光情報記録媒体であれば、追記型の光情報記録媒体や再生専用型の光情報記録媒体にも適用が可能である。またこの他、本発明は本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更して実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る光情報記録媒体の製造方法の概略を説明する図である。
【図２】本発明に係る半透過反射膜の模式拡大図である。
【図３】本発明に係る半透過反射膜の成膜に用いるターゲットを示す図である。
【図４】本発明に係る半透過反射膜の成膜に用いるスパッタリング装置の例を示す図である。
【図５】従来の光情報記録媒体の模式断面図である。
【図６】従来の半透過反射膜の成膜方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００５５】
２０ａ 第１基板
２５ａ 半透過反射膜
４０ 金属膜
４０ａ 金属ターゲット
４２ 透明誘電体粒子
４２ａ 透明誘電体チップ
４４ ターゲット
Ｌ０ 第１情報記録層
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーザ光を利用して情報信号の記録もしくは再生を行うための情報記録層を複数有する光情報記録媒体の製造方法に関し、特に情報記録層を構成する半透過反射膜に、高い熱伝導率を有する金属膜中に当該金属と非固溶な透明誘電体粒子を分散させてなる複合膜を用いた光情報記録媒体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルヴァーサイタルディスク（ＤＶＤ）に代表される光情報記録媒体は、記録容量、ランダムアクセス性、可搬性、価格等の面から産業用から民生用まで広く普及している。これら光情報記録媒体には再生専用型、書き換え可能型、１回だけ記録が可能な追記型に大きく分けられ、この内、書き換え型光情報記録媒体にはＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＷ等のように相変化型の記録膜を有するものが知られている。このような書き換え型の光情報記録媒体は、照射されるレーザ光を吸収しそのレーザ光のパワーに応じて光学特性の異なる非晶質相か結晶相かのいずれかの相をとる記録膜を用いて情報信号の記録が行われたり、照射されるレーザ光の反射光の強度が非晶質相と結晶相とで異なることを利用して記録された情報信号の再生が行われるものである。尚、相変化型の記録膜は再度所定の強度のレーザ光を照射することで可逆的に相転移させることができるため、何度でも情報信号の書き換えが可能となる。
【０００３】
近年、情報のデジタル化に伴い情報記録媒体に記録される情報量は年々増加傾向にあり、光情報記録媒体に対しても更なる高容量化と記録再生の高速化が要求されている。光情報記録媒体の高容量化の手法の１つとしては情報信号が記録される情報記録層を複数積層するというものがあり、例えば光情報記録媒体の片面側からレーザ光を照射して複数の情報記録層に対し記録再生を行なうことができる片面入射型多層光情報記録媒体の検討がなされている。
【０００４】
また、光情報記録媒体の記録再生の高速化に対しては、情報記録層を構成する記録膜等の改善や、照射レーザ光の高出力化の検討がなされている。尚、光情報記録媒体が高速記録再生に対応するためには、通常速度の記録再生時よりも高出力の記録再生レーザ光の照射が必要となり、仮に同一構成の光情報記録媒体に通常速度の２倍の速度で記録を行うためには、通常速度で使用される記録レーザ光のほぼ２倍の出力が必要となる。
【０００５】
ここで、従来の片面入射型多層光情報記録媒体の例として、２層の情報記録層を有する相変化型の光情報記録媒体の模式断面図を図５に示す。図５に示す光情報記録媒体は、第１基板２０ａと第２基板２０ｂとの間に中間層３０を挟んで第１情報記録層Ｌ０、第２情報記録層Ｌ１を有している。そして、レーザ光の入射方向から見て手前側の第１情報記録層Ｌ０は、レーザ光の入射方向から順に、第１誘電体膜２２、第１記録膜２３、第２誘電体膜２４、半透過反射膜２５で構成されており、また、レーザ光の入射方向から見て奥側の第２情報記録層Ｌ１は、レーザ光の入射方向から順に、第３誘電体膜２６、第２記録膜２７、第４誘電体膜２８、反射膜２９で構成されている。
【０００６】
図５に示すような情報記録層を複数有する片面入射型多層光情報記録媒体においては、奥側の第２情報記録層Ｌ１に記録再生を行うレーザ光は、レーザ光入射側から見て手前側の第１情報記録層Ｌ０を必ず透過する必要がある。しかしながら、第２情報記録層Ｌ１に照射されるレーザ光は第１情報記録層Ｌ０を透過する際、ある程度反射、吸収されてしまうため、予め第１情報記録層Ｌ０が反射、吸収する分だけ強い出力でこのレーザ光の照射を行う必要がある。このとき、第１情報記録層Ｌ０の反射、吸収が大きい、即ち透過率が低いと、照射するレーザ光の出力を更に高出力としなければならず、電力の消費量が大きくなる他、レーザ発生機構や光情報記録媒体自体への負荷も大きくなるので好ましくない。従って、第１情報記録層Ｌ０は高い透過率を有することが望ましく、特に、高出力のレーザ光が必要な高速記録再生に対応するためには、より高い透過率を有する第１情報記録層Ｌ０を形成することが重要となる。
【０００７】
尚、現在のレーザ出力システムの性能面から考えると、例えば情報記録層が２層の片面入射型のＤＶＤを想定した場合、第２情報記録層Ｌ１に良好な記録再生を行えるようなレーザ光の出力を得るためには、通常速度の記録再生時では第１情報記録層Ｌ０の透過率は４０％以上あれば良いが、２倍速、４倍速等の高速記録再生に対応するためには少なくとも５０％以上の透過率が必要となる。
【０００８】
第１情報記録層Ｌ０の透過率を向上させるためには、第１情報記録層Ｌ０を構成している半透過反射膜２５の膜厚を薄くすることが有効であると一般に知られている。しかし、半透過反射膜２５にはレーザ光を反射する機能とともに第１記録膜２３に生じる熱を放熱する機能を有しており、半透過反射膜２５の膜厚を単純に薄くした場合この放熱特性が悪化するため、第１情報記録層Ｌ０が十分な記録再生特性を確保することが困難となる。よって、半透過反射膜２５の膜厚を単純に薄くするという手法のみでは、第１情報記録層Ｌ０が良好な記録再生特性を維持しつつ、透過率を向上させることは困難である。従って、半透過反射膜２５の組成や構造を検討して、半透過反射膜２５の放熱特性を損なうことなく透過率の向上を図る様々な試みがなされている。
【０００９】
その試みの一つとして、下記[特許文献１]には、単体元素膜中に微細な化合物が分散されて構成されている半透過反射膜（特許文献１における光半透過膜）を有する情報記録媒体に関する発明が開示されており、[特許文献１]の実施例において、アルミニウム膜中に微細な酸化珪素粒子が分散されて構成されている半透過反射膜が記載されている。[特許文献１]に開示されている発明によれば、アルミニウム膜により半透過反射膜の密着性を向上させるとともに放熱特性を維持し、光透過性の高い酸化珪素粒子を半透過反射膜中に分散させることで、第１情報記録層Ｌ０に高い透過率を持たせている。
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−１８８３５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
[特許文献１]に開示されている発明では、アルミニウム膜中に微細な酸化珪素粒子が分散されてなる半透過反射膜の成膜を、図６に示すスパッタリング装置１１を用いて次のように行っている。
【００１２】
先ず、スパッタリング装置１１の成膜室１３の下部に配置された陽極となるバックプレート１５上に半透過反射膜が形成される基板２を取り付ける。次に、チャンバー１２の上部に設けられた排気口１４から、チャンバー１２の内部の気体を十分に排気し低圧状態とする。そして、基板２上へアルミニウム膜を成膜する時には、ガス供給口１９から２０ｓｃｃｍのＡｒガスを成膜室１３内に導入しつつ、アルミニウムターゲット１７側のシャッター１８を開き、成膜室１３の上部に陰極として配置されたアルミニウムターゲット１７をスパッタすることで、基板２上にアルミニウム膜を成膜する。また、アルミニウム膜中へ酸化珪素粒子を形成する時には、ガス供給口１９から１５ｓｃｃｍのＡｒガスに３ｓｃｃｍの酸素ガスを混入した混合ガスを成膜室１３内に導入しつつ、アルミニウムターゲット１７側のシャッター１８を閉じると共に珪素ターゲット１６側のシャッター１８を開き、成膜室１３の上部に陰極として配置された珪素ターゲット１６をスパッタすることで、アルミニウム膜中へ酸化珪素粒子を形成する。そしてこのアルミニウム膜の成膜と酸化珪素粒子の形成を交互に１０回程度繰り返すことで、アルミニウム膜中に微細な酸化珪素粒子が分散された半透過反射膜を成膜する。
【００１３】
しかしながら上記のような成膜方法では、アルミニウム膜の成膜と酸化珪素粒子の形成を行う度に、成膜室１３内のガスを入れ替えなければならず、著しく作業効率が悪い。また、頻繁にガスの切り替えを行うため成膜条件が不安定となり、安定した成膜が困難であるなどの課題があり更なる改善が望まれる。
【００１４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高い熱伝導率を有する金属膜中に透明誘電体粒子を分散させた優れた放熱特性と高い透過率を有する半透過反射膜を、安定かつ高い作業効率で成膜することが可能な光情報記録媒体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、基板と、情報を記録する情報記録層と、該情報記録層に向けて照射されたレーザ光の一部を透過し残りを反射する半透過反射膜２５ａとを備えた光情報記録媒体の製造方法において、
前記基板上に前記半透過反射膜２５ａをスパッタ法により成膜するスパッタ工程を有し、
該スパッタ工程は、金属からなるターゲット４４の表面におけるスパッタ領域に、前記金属に非固溶な誘電体を配設してスパッタし、成膜する前記半透過反射膜２５ａを、前記誘電体からなる誘電体粒子が分散された膜とすることを特徴とする光情報記録媒体の製造方法を提供することにより、上記課題を解決する。
【００１６】
また、前記半透過反射膜２５ａにおける前記誘電体粒子の体積の比率を、前記スパッタ領域において前記誘電体が占める面積の比率で制御することを特徴とする上記の光情報記録媒体の製造方法を提供することにより、上記課題を解決する。
【００１７】
更にまた、前記金属をＡｇ（銀）単体またはその合金とし、前記誘電体をＳｉＯ２（二酸化珪素）とすることを特徴とする上記の光情報記録媒体の製造方法を提供することにより、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る光情報記録媒体の製造方法は、上記のような構成のため、
金属膜中に透明誘電体粒子を分散させた優れた放熱特性と高い透過率を有する半透過反射膜を、安定かつ高い作業効率で成膜することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明に係る光情報記録媒体の製造方法の実施の形態について図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る光情報記録媒体の製造方法の概略を説明する図である。図２は本発明に係る半透過反射膜の模式拡大図である。図３は本発明に係る半透過反射膜の成膜に用いるターゲットを示す図である。図４は本発明に係る半透過反射膜の成膜に用いるスパッタリング装置の例を示す図である。
【００２０】
図１は光情報記録媒体の製造方法の概略を説明する図である。尚、図１においては２層の情報記録層を有する相変化型の光情報記録媒体を例に用いている。
【００２１】
先ず、基板作製工程において、図１（Ａ）に示すように、片面に案内溝等が同心円状又は螺旋状に凹凸パターンとして形成された光透過性を有する第１基板２０ａ及び、第２基板２０ｂを、合成樹脂を材料とする場合には主に射出成形によって、セラミックを材料とする場合には主にフォトポリマー法によって作製する。第１基板２０ａ及び、第２基板２０ｂの材料としては、合成樹脂では、ポリカーボネート、ポリメチル・メタクリレート、ポリスチレン、ポリカーボネート・ポリスチレン共重合体、ポリビニルクロライド、脂環式ポリオレフィン、ポリメチルペンテン等の各種熱可塑性樹脂や熱硬化樹脂、紫外線硬化樹脂及び可視光硬化樹脂を含む各種放射線硬化樹脂等を用いることができ、中でも特に成形が容易であることからポリカーボネートを用いることが好ましい。また、セラミックスを材料とする場合には、ソーダライムガラス、ソーダアルミノ珪酸ガラス、ホウ珪酸ガラス、石英ガラス等を用いることができる。
【００２２】
次に、成膜工程において、図１（Ｂ）に示すように、スパッタリング装置を用いて第１基板２０ａ上に第１情報記録層Ｌ０を形成する。尚、第１情報記録層Ｌ０は第１基板２０ａから順に、第１誘電体膜２２、第１記録膜２３、第２誘電体膜２４、半透過反射膜２５で構成されている（図５参照）。このうち半透過反射膜２５に関する成膜方法は後に詳しく説明する。また、同様に第２基板２０ｂ上に第２情報記録層Ｌ１を形成する。尚、第２情報記録層Ｌ１は第２基板２０ｂから順に、反射膜２９、第４誘電体膜２８、第２記録膜２７、第３誘電体膜２６で構成されている（図５参照）。
【００２３】
次に、記録媒体形成工程において、図１（Ｃ）に示すように、第１情報記録層Ｌ０が形成された第１基板２０ａと、第２情報記録層Ｌ１が形成された第２基板２０ｂとを、第１情報記録層Ｌ０と第２情報記録層Ｌ１とが対向するように接着することにより、２層の情報記録層を有する光情報記録媒体が作製される。尚、第１基板２０ａと第２基板２０ｂとの接着には、紫外線硬化樹脂や接着剤が塗布されたポリカーボネートのシート等が用いられ、この紫外線硬化樹脂やポリカーボネートのシートが中間層３０となる。
【００２４】
尚、情報記録層には必要に応じて上記の膜構成に加え、熱拡散膜、界面膜、拡散防止膜、光学調整膜、透過率向上膜などを有しても良い。
【００２５】
また、図１に示した以外にも、第１基板２０ａの第１情報記録層Ｌ０上に、所定の凹凸パターンを有する樹脂層等を形成した後、その凹凸パターン上に第２情報記録層Ｌ１を成膜し、最後に基板等を接着することで２層の情報記録層を有する光情報記録媒体を作製しても良い。
【００２６】
次に、相変化型光情報記録媒体の情報記録層を構成する各膜の機能等を説明する。
【００２７】
第１誘電体膜２２、第２誘電体膜２４、第３誘電体膜２６、第４誘電体膜２８は、レーザ照射により発生する熱によって第１記録膜２３、第２記録膜２７や第１基板２０ａ、第２基板２０ｂ等が変形することを防止すると共に、情報記録層の反射率及び透過率等の光学特性を調整する機能を有している。また、半透過反射膜２５もしくは反射膜２９が隣接している場合には第１記録膜２３、第２記録膜２７で発生した熱を効率よく半透過反射膜２５もしくは反射膜２９に伝導するなどの機能をも有している。一般的な誘電体層の材料としては、ＳｉＯ２、ＳｉＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｒＯ２、ＭｇＯ等の酸化物、ＺｎＳ、Ｉｎ２Ｓ３、ＴａＳ４等の硫化物、ＳｉＣ、ＴａＣ、ＷＣ、ＴｉＣ等の炭化物、ＳｉＮ等の窒化物等の単体もしくはこれらの混合物が挙げられ、中でも記録、消去の繰り返しによっても、記録感度、Ｃ／Ｎ比、消去率等の劣化が起こりにくいＺｎＳとＳｉＯ２との混合膜の使用が特に好ましい。
【００２８】
第１記録膜２３及び、第２記録膜２７は、照射されるレーザ光の出力により、結晶相と非晶質相とが可逆的に相転移する相変化材料で構成されており、その材料としてはＴｅ、Ｓｂ等のカルコゲンを主成分としたＧｅＳｂＴｅ、ＡｇＩｎＳｂＴｅ、ＣｕＡｌＴｅＳｂ等の合金等が挙げられる。また、環境特性など各種の特性を向上させるため、前記材料にＴｉ、Ｉｎ等を添加しても良い。
【００２９】
反射膜２９は、第２情報記録層Ｌ１に記録されている情報信号を再生する時に照射されるレーザ光をレーザ光学機器側に反射すると共に、レーザ光の照射により第２記録膜２７で発生する熱を効率よく放熱し冷却を行う機能を有している。反射膜２９の材料としてはＡｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｇａ、Ａｓ、Ｐｄ等の金属、又は前記金属を含む２種類以上の金属からなる合金、又は前記金属もしくは前記合金と、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属硫化物、金属フッ化物等の金属化合物とを混合したものなどが挙げられるが、中でも高い反射率及び熱伝導率を兼ね備えているＡｌ、Ａｕ、Ａｇもしくはその合金を用いることが好ましい。
【００３０】
半透過反射膜２５は、照射されるレーザ光をレーザ光学機器側に反射すると共に、レーザ光の照射により第１記録膜２３で発生した熱を効率よく放熱し冷却を行う機能を有している。特に本発明では半透過反射膜２５として、図２に示す、母材となる高い熱伝導率を有する金属膜４０に、金属膜４０を構成する金属と非固溶な透明誘電体粒子４２を均一に分散させて構成される複合膜を用いる。このような複合膜で構成された半透過反射膜２５ａは、金属膜４０の高い熱伝導率により優れた放熱特性を有しつつ、金属膜４０中に分散された透明誘電体粒子４２によりレーザ光の透過率が向上する。このため、半透過反射膜２５ａを第１情報記録層Ｌ０に用いれば、第１情報記録層Ｌ０は良好な記録特性を維持しつつ、高い透過率を得ることができる。また、金属膜４０中の透明誘電体粒子４２の比率を変化させることで、半透過反射膜２５ａの透過率を制御することが可能である。
【００３１】
透明誘電体粒子４２としては、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＮ等の光透過性を有する誘電体を用いることができる。また、金属膜４０としてはＡｌ、Ａｕ、Ａｇ等の金属もしくはその合金を用いることができるが、特に、Ａｇ、Ａｕ、Ａｇ合金、Ａｕ合金を用いることが好ましい。Ａｇ、Ａｕ、Ａｇ合金、Ａｕ合金は、Ａｌと比較して結晶粒径の小さな緻密な膜を形成することが可能であるため、光情報記録媒体の高容量化に伴い基板上の凹凸パターンであるピットもしくはグルーブ及びランド等が微細化した場合でも、それら凹凸パターンの表面はもとより側面にも十分な厚みの膜を均一に成膜することができる。また更に、結晶粒径の小さな緻密な膜が得られることで熱伝導率も向上し、凹凸パターンの微細化に際しても良好な記録特性を維持することができる。
【００３２】
次に、本発明に係る光情報記録媒体の製造方法である、金属膜４０と透明誘電体粒子４２との複合膜からなる半透過反射膜２５ａの成膜方法を説明する。
【００３３】
先ず、半透過反射膜２５ａの成膜に用いられるスパッタリング装置のターゲット４４は、図３に示すような、半透過反射膜２５ａを構成する金属膜４０と同一材料の円板状の金属ターゲット４０ａと、その表面上に配設された透明誘電体粒子４２と同一材料の複数の透明誘電体チップ４２ａとで構成される。一般的にスパッタ法による成膜は、ターゲットにプラズマ放電、グロー放電等により生じたイオン等を衝突させ、この衝突により叩き出された成膜粒子が基板等の対象物に付着することで行われる。このときの成膜粒子はターゲット表面から均一に生成されるわけではなく、通常、成膜粒子の多くは、図３の点線で示されたリング状の成膜粒子生成部位４５（スパッタ領域と言われる場合もある）から局所的に生成される。透明誘電体チップ４２ａはこの成膜粒子生成部位４５に配設され、これにより、金属膜４０中に効率良く透明誘電体粒子４２を分散させることができる。また、金属ターゲット４０ａに配設される透明誘電体チップ４２ａの数量を変化させるなどして、成膜粒子生成部位４５における透明誘電体チップ４２ａの占める面積の割合を変化させることで、半透過反射膜２５ａを構成する金属膜４０と透明誘電体粒子４２との体積の比率を変化させ、半透過反射膜２５ａの透過率を制御することができる。
【００３４】
尚、上記のように成膜粒子生成部位４５は通常リング状を呈するが、スパッタリング装置の構造等により円形、楕円形等となる場合には、その領域に透明誘電体チップ４２ａを配設する。配設する透明誘電体チップ４２ａは複数が好ましいが、単数としても良い。また、透明誘電体チップ４２ａの形状は特に限定はなく、正方形を含む多角形、円形、楕円形、その他どのような形状をとっても良く、更に、複数の形状、サイズを混在させて金属ターゲット４０ａに配設しても良い。
【００３５】
ターゲット４４は直流スパッタリング装置、高周波スパッタリング装置、マグネトロンスパッタリング装置、プラズマスパッタリング装置等を含む従来のスパッタリング装置に用いることができる。ここでは、その一例として高周波２極スパッタリング装置５０を用いて、第１基板２０ａの第２誘電体膜２４上に半透過反射膜２５ａを成膜する方法を図４に基づいて説明する。
【００３６】
図４に示す高周波２極スパッタリング装置５０の真空容器５２内には、高周波電源５８に接続された第１電極５４と、グランドに接続された第２電極５６とが第１電極５４と対向して設置されている。第１電極５４にはターゲット４４が、第２電極５６には第２誘電体膜２４まで成膜された第１基板２０ａが取り付けられている。また、真空容器５２にはガス導入管５７と真空排気管５９ａ、ガス排気管５９ｂを有しており、真空容器５２内を所定のガスで置換することができる。
【００３７】
第１基板２０ａの第２誘電体膜２４上に半透過反射膜２５ａを成膜する際には、先ず、真空容器５２内部の気体を真空排気管５９ａに接続された図示しない真空ポンプにより排気し、その後、所定の流量のＡｒガスをガス導入管５７より導入する。このとき、真空容器５２内部はガス排気管５９ｂにより所定の低圧状態が維持される。次に、高周波電源５８を稼動させることで、第１電極５４と第２電極５６との間に交流電界を生じさせる。この交流電界によりＡｒガスは放電しプラズマを発生する。このプラズマ中のＡｒイオンがターゲット４４を構成する金属ターゲット４０ａ及び金属ターゲット４０ａに配設された透明誘電体チップ４２ａに衝突し、金属ターゲット４０ａの成膜粒子と透明誘電体チップ４２ａの成膜粒子とを生成する。この金属ターゲット４０ａの成膜粒子と透明誘電体チップ４２ａの成膜粒子とが、図４中の矢印に示されるように第１基板２０ａの第２誘電体膜２４上に付着し、金属膜４０中に透明誘電体粒子４２が分散された半透過反射膜２５ａが成膜される。
【００３８】
上記のような成膜方法によれば、金属膜４０の成膜時と透明誘電体粒子４２の形成時とで真空容器５２内部のガスを入れ替えることなく、一括して金属膜４０中に透明誘電体粒子４２が分散した半透過反射膜２５ａを成膜することができるため、作業効率が良く安定した膜を形成することができる。
【００３９】
次に、成膜粒子生成部位４５における透明誘電体チップ４２ａが占める面積の割合を変化させて半透過反射膜２５ａを成膜したときの半透過反射膜２５ａの熱伝導率及び透過率の変化を以下に示す。尚、ここでは半透過反射膜２５ａのみの熱伝導率及び透過率を評価するために、ガラス基板上に半透過反射膜２５ａのみを成膜した試料を作製し評価することとする。また、金属ターゲット４０ａとしてはＡｇ合金であるＡｇＰｄＣｕ合金を用い、透明誘電体チップ４２ａとしては透明誘電体であるＳｉＯ２を用いた。更にまた、半透過反射膜２５ａの熱伝導率を測定することは技術的に困難であるため、熱伝導率とほぼ反対の挙動を示す比抵抗を測定することで半透過反射膜２５の熱伝導率の挙動を推察するものとする。
【００４０】
試料の作製は、先ず、５ｍｍ角のＳｉＯ２の透明誘電体チップ４２ａをφ１０１．６ｍｍ（φ４インチ）の金属ターゲット４０ａの成膜粒子生成部位４５に０枚〜４８枚まで５段階に変化させて配設したターゲット４４を用意する。次に、ターゲット４４を高周波２極スパッタリング装置５０の第１電極５４に取り付ける。次に、ガラス基板を第２電極５６に取り付け、このガラス基板上に高周波パワー１００Ｗ、Ａｒガス流量２０ｓｃｃｍの条件で、ＡｇＰｄＣｕ合金の金属膜４０中にＳｉＯ２の透明誘電体粒子４２が分散された膜厚１０ｎｍの複合膜を半透過反射膜２５ａとして成膜し透過率測定試料を作製する。また同様の条件で膜厚１００ｎｍの半透過反射膜２５ａを成膜し比抵抗測定試料を作製する。尚、ここでの流量の単位ｓｃｃｍとはｓｔａｎｄａｒｄ ｃｃ／ｍｉｎの略で１ａｔｍ、０℃の条件下における流量ｃｃ／ｍｉｎを表している。こうして作製した透過率測定試料の波長λ＝６６０ｎｍの光における透過率を分光光度計を用いて測定した。また、比抵抗測定試料の抵抗値を４端子抵抗測定器（三菱化学（株）社製）を用いて測定し、半透過反射膜２５ａの寸法とガラス基板の抵抗値とから半透過反射膜２５ａの比抵抗を算出した。それらの結果を表１に示す。尚、表１においては、成膜粒子生成部位４５の面積を内径φ４０ｍｍ、外径φ８０ｍｍのリング形状として算出した。
【００４１】
【表１】
表１より、金属ターゲット４０ａの成膜粒子生成部位４５に配設する透明誘電体チップ４２ａの枚数が多くなり、成膜粒子生成部位４５における透明誘電体チップ４２ａが占める面積の割合が高くなるに従って半透過反射膜２５ａの透過率は増加し、透明誘電体チップ４２ａを配設しないものと透明誘電体チップ４２ａを４８枚配設したものでは約８％の透過率の向上が認められた。この透過率の向上効果は、成膜粒子生成部位４５における透明誘電体チップ４２ａが占める面積の割合を高くすることで、半透過反射膜２５ａ中の透過率向上効果を有する透明誘電体粒子４２の比率が増加したことによるものである。
【００４２】
また、半透過反射膜２５ａの比抵抗は、成膜粒子生成部位４５における透明誘電体チップ４２ａが占める面積の割合が高くなるにつれ増加傾向を示すが、その増加傾向は急激なものではなく、したがって半透過反射膜２５ａの熱伝導率に急激な低下は生じないものと推測される。
【００４３】
以上のことから、金属ターゲット４０ａの成膜粒子生成部位４５に配設する透明誘電体チップ４２ａの数量を変化させるなどして、成膜粒子生成部位４５における透明誘電体チップ４２ａが占める面積の割合を変化させることで、半透過反射膜２５ａを構成する金属膜４０中の透明誘電体粒子４２の比率を変化させ、これにより半透過反射膜２５ａの熱伝導率を維持しつつ、透過率の制御が可能なことがわかる。
【実施例１】
【００４４】
片面にトラックピッチ０．７４μｍ、溝深さ３０ｎｍの案内溝が形成されたφ１２０ｍｍのポリカーボネート製の第１基板２０ａが射出成型により作製された。この第１基板２０ａの案内溝が形成された面上に、第１誘電体膜２２として厚さ６６ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ２膜が、第１誘電体膜２２上に第１記録膜２３として厚さ６ｎｍのＧｅＳｂＴｅ膜が、第１記録膜２３上に第２誘電体膜２４として厚さ７ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ２膜が、第２誘電体膜２４上に半透過反射膜２５ａとして厚さ９ｎｍのＡｇＰｄＣｕの金属膜４０中にＳｉＯ２の透明誘電体粒子４２が分散された複合膜が、スパッタリング装置により連続して成膜された。これにより第１基板２０ａ上に第１情報記録層Ｌ０が形成された。尚、半透過反射膜２５ａの成膜時のターゲット４４としては、φ１０１．６ｍｍのＡｇＰｄＣｕ製の金属ターゲット４０ａに、５ｍｍ角のＳｉＯ２製の透明誘電体チップ４２ａを金属ターゲット４０ａの成膜粒子生成部位４５に１６枚配設されたものが用いられた（成膜粒子生成部位４５における透明誘電体チップ４２ａが占める面積の割合１０．６％）。また、半透過反射膜２５ａの成膜時のＡｒガス流量は２０ｓｃｃｍとした。
【００４５】
次に、片面にトラックピッチ０．７４μｍ、溝深さ２８ｎｍの案内溝が形成されたφ１２０ｍｍのポリカーボネート製の第２基板２０ｂが射出成型により作製された。この第２基板２０ｂの案内溝が形成された面上に、反射膜２９として厚さ２００ｎｍのＡｇＰｄＣｕ膜が、反射膜２９上に第４誘電体膜２８として厚さ２５ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ２膜が、第４誘電体膜２８上に第２記録膜２７として厚さ１４ｎｍのＧｅＳｂＴｅ膜が、第２記録膜２７上に第３誘電体膜２６として厚さ８５ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ２膜が、スパッタリング装置により連続して成膜された。これにより第２基板２０ｂ上に第２情報記録層Ｌ１が形成された。
【００４６】
次に、第１情報記録層Ｌ０が形成された第１基板２０ａと第２情報記録層Ｌ１が形成された第２基板２０ｂとを、第１情報記録層Ｌ０と第２情報記録層Ｌ１とが対向するようにして接着し、２層の情報記録層を有する光情報記録媒体を作製した。尚、第１基板２０ａと第２基板２０ｂとの接着は、第１情報記録層Ｌ０と第２情報記録層Ｌ１との間にアクリル系の紫外線硬化樹脂を塗布し、これに紫外線を照射し硬化させることで行った。尚、硬化した紫外線硬化樹脂が中間層３０となる。最後に、作製した光情報記録媒体に所定のレーザ光を照射し第１記録膜２３及び、第２記録膜２７に初期化処理を行った。
【実施例２】
【００４７】
半透過反射膜２５ａの成膜時のターゲット４４に配設する、５ｍｍ角のＳｉＯ２製の透明誘電体チップ４２ａの枚数を４８枚とし（成膜粒子生成部位４５における透明誘電体チップ４２ａが占める面積の割合３１．８％）、かつ半透過反射膜２５ａの膜厚を１０ｎｍとした以外は実施例１と同様にして光情報記録媒体を作製した。
【００４８】
（比較例）
半透過反射膜の成膜時のターゲット４４にＳｉＯ２製の透明誘電体チップ４２ａを配設せずに、半透過反射膜を厚さ７ｎｍのＡｇＰｄＣｕ膜とした以外は実施例１と同様にして光情報記録媒体を作製した。
【００４９】
実施例１、実施例２、及び比較例で作製された光情報記録媒体の第１情報記録層Ｌ０に、所定の情報信号をレーザ光の出力２１ｍＷ、線速度７．６ｍ／ｓの条件で記録し、記録した情報信号をレーザ光の出力１．４ｍＷの条件で再生した。その再生信号のジッタ値をタイムインターバルアナライザを用いて測定した。尚、評価には記録再生に用いるレーザ光の波長λを６３５ｎｍとし、対物レンズの開口率ＮＡが０．６であるＤＶＤの評価システムを用いて行った。
【００５０】
また、実施例１、実施例２、及び比較例と同等の条件で第１情報記録層Ｌ０のみを形成した評価試料を作製し、その波長λ＝６６０ｎｍにおける透過率を、分光光度計を用いて測定することで、実施例１、実施例２、及び比較例で作製された光情報記録媒体の第１情報記録層Ｌ０の透過率を求めた。この透過率とジッタ値との結果を表２に示す。
【００５１】
【表２】
表２より、実施例１、実施例２の第１情報記録層Ｌ０の透過率は各々５１．８％、５０．８％であり、比較例の４３．６％に比べ高い値をとっており、かつ高速記録再生にも対応可能な５０％以上の値を有していることが分かる。また、実施例１、実施例２の第１情報記録層Ｌ０から得られる再生信号のジッタ値は各々８．１％、８．０％であり、比較例の７．８％に比べ若干増加傾向にあるが、その差は小さく記録再生特性を大幅に悪化させる程のものではない。これらのことから、金属膜４０中に透明誘電体粒子４２が分散した半透過反射膜２５ａを第１情報記録層Ｌ０に用いることで、第１情報記録層Ｌ０の記録再生特性を悪化させることなく、第１情報記録層Ｌ０の透過率を高速記録再生に対応可能なレベルにまで向上させることができることがわかる。
【００５２】
以上のことから、本発明の光情報記録媒体の製造方法によれば、半透過反射膜２５ａを構成する金属膜４０と同一材料の金属ターゲット４０ａの成膜粒子生成部位４５に、透明誘電体粒子４２と同一材料の透明誘電体チップ４２ａを複数配設したターゲット４４をスパッタすることで、金属膜４０中に透明誘電体粒子４２が分散した優れた放熱特性と高い透過率を有する半透過反射膜２５ａを、作業効率良く安定して成膜することができる。また、金属ターゲット４０ａの成膜粒子生成部位４５に配設する透明誘電体チップ４２ａの数量を変化させるなどして、成膜粒子生成部位４５における透明誘電体チップ４２ａが占める面積の割合を変化させることで、半透過反射膜２５ａを構成する金属膜４０中の透明誘電体粒子４２の比率を変化させ、半透過反射膜２５ａの透過率を制御することができる。
【００５３】
尚、本例においては主に情報記録層が２層である相変化型記録媒体を用いて説明を行ったが、情報記録層が２層以上の場合でも本発明は適用が可能である。また相変化型以外の書き換え型光情報記録媒体はもとより、２層以上の情報記録層を有しその少なくとも１つ以上の情報記録層が半透過反射膜を有する光情報記録媒体であれば、追記型の光情報記録媒体や再生専用型の光情報記録媒体にも適用が可能である。またこの他、本発明は本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更して実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る光情報記録媒体の製造方法の概略を説明する図である。
【図２】本発明に係る半透過反射膜の模式拡大図である。
【図３】本発明に係る半透過反射膜の成膜に用いるターゲットを示す図である。
【図４】本発明に係る半透過反射膜の成膜に用いるスパッタリング装置の例を示す図である。
【図５】従来の光情報記録媒体の模式断面図である。
【図６】従来の半透過反射膜の成膜方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００５５】
２０ａ 第１基板
２５ａ 半透過反射膜
４０ 金属膜
４０ａ 金属ターゲット
４２ 透明誘電体粒子
４２ａ 透明誘電体チップ
４４ ターゲット
Ｌ０ 第１情報記録層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、情報を記録する情報記録層と、該情報記録層に向けて照射されたレーザ光の一部を透過し残りを反射する半透過反射膜とを備えた光情報記録媒体の製造方法において、
前記基板上に前記半透過反射膜をスパッタ法により成膜するスパッタ工程を有し、
該スパッタ工程は、金属からなるターゲットの表面におけるスパッタ領域に、前記金属に非固溶な誘電体を配設してスパッタし、成膜する前記半透過反射膜を、前記誘電体からなる誘電体粒子が分散された膜とすることを特徴とする光情報記録媒体の製造方法。
【請求項２】
前記半透過反射膜における前記誘電体粒子の体積の比率を、前記スパッタ領域において前記誘電体が占める面積の比率で制御することを特徴とする請求項１記載の光情報記録媒体の製造方法。
【請求項３】
前記金属をＡｇ（銀）単体またはその合金とし、前記誘電体をＳｉＯ２（二酸化珪素）とすることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光情報記録媒体の製造方法。
【請求項１】
基板と、情報を記録する情報記録層と、該情報記録層に向けて照射されたレーザ光の一部を透過し残りを反射する半透過反射膜とを備えた光情報記録媒体の製造方法において、
前記基板上に前記半透過反射膜をスパッタ法により成膜するスパッタ工程を有し、
該スパッタ工程は、金属からなるターゲットの表面におけるスパッタ領域に、前記金属に非固溶な誘電体を配設してスパッタし、成膜する前記半透過反射膜を、前記誘電体からなる誘電体粒子が分散された膜とすることを特徴とする光情報記録媒体の製造方法。
【請求項２】
前記半透過反射膜における前記誘電体粒子の体積の比率を、前記スパッタ領域において前記誘電体が占める面積の比率で制御することを特徴とする請求項１記載の光情報記録媒体の製造方法。
【請求項３】
前記金属をＡｇ（銀）単体またはその合金とし、前記誘電体をＳｉＯ２（二酸化珪素）とすることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光情報記録媒体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−３４０１５（Ｐ２００８−３４０１５Ａ）
【公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２０５４９０（Ｐ２００６−２０５４９０）
【出願日】平成１８年７月２８日（２００６．７．２８）
【出願人】（０００００４３２９）日本ビクター株式会社 (3,896)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月２８日（２００６．７．２８）
【出願人】（０００００４３２９）日本ビクター株式会社 (3,896)
【Ｆターム（参考）】
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