JP3745790B2 - 光情報記録媒体の製造装置及び製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、光情報記録媒体の製造装置および製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、再生専用型（ＲＯＭ型）、追記型、書換型の光情報記録媒体が開発されている。これらの光情報記録媒体は、電子ビーム、イオンプレーティング、イオンアシストなどの真空蒸着法やスパッタリング法などの手法を用い、基板上に複数の膜を所定の膜厚で積層形成する装置により製造される。
【０００３】
上記製造装置において、各膜の膜厚制御は、水晶片に電極を取付けた水晶振動子をターゲット材料または蒸着源のイオンが飛ぶ軌道上に位置するようにターゲット近傍に設け、その水晶振動子にイオンが衝突して発生する振動の数を計測してターゲットから基板へ飛んだイオンの量を求め、そのイオン量から基板上に形成された膜の膜厚を推定することにより行われる。
【０００４】
また、スパッタリング法を用いるものにおいては、スパッタリング時間と膜厚との関係を予め求めておき、スパッタリング時間を測定することにより膜厚を推定するものもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、水晶振動子を用いるものは、水晶振動子にイオンが堆積して振動数が変化するため、膜厚の検出精度が低いという問題がある。しかも、ターゲットまたは蒸着源の交換を行うために水晶振動子を取り外し、再度、水晶振動子を取付ける場合に、その取付位置がずれてしまうと、膜厚の検出精度が低くなるという問題もある。
【０００６】
また、スパッタリング時間を測定するものは、チャンバー内の清掃やターゲット材料の交換などにより、最初に設定された成膜条件がずれてくるため、やはり膜厚の検出精度が低いという問題がある。
そこで本発明は、光情報記録媒体の製造において、膜厚の検出精度を高めることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、光情報記録媒体（４０）を構成する基板（４）を、真空チャンバー（１）内に配置された基板取付手段（３）の一の面に取付けて回転させ、前記基板（４）上に形成される膜（４２〜４６）の材料（２）の粒子をスパッタリング法または真空蒸着法を用いて前記基板（４）上に堆積させることにより、前記基板（４）上に膜（４２〜４６）を形成する光情報記録媒体（４０）の製造装置であって、前記基板取付手段（３）の一の面に取付けられるモニター基板（５）と、前記真空チャンバーに設けられた検出窓（１５）と、前記真空チャンバーの外部に設けられ、前記モニター基板（５）に光を照射する光照射手段（７）と、前記光照射手段（７、８）から前記モニター基板（５）に照射され、前記モニター基板（５）にて変化された光を前記検出窓を透過して検出する光検出手段（９、１０）と、前記光検出手段（９、１０）により検出された光に基づいて、前記基板（４）上に形成された膜（４２〜４６）の膜厚を演算するとともに、この演算された膜厚に基づいて前記材料（２）の粒子の前記基板（４）およびモニター基板（５）の上への堆積量を調整する堆積量調整手段（１２、ステップＳ１〜Ｓ５）と、前記検出窓の前方に形成された光通路（Ａ）と、前記光通路の外側に相対向して設けられ、かつ前記真空チャンバーの外部に配置された一対の電極（１８）と、前記一対の電極に接続された電源（１９）と、を備えるという技術的手段を採用する。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、真空チャンバー（１）内に配置されており、光情報記録媒体（４０）を構成する膜（４２〜４６）が上に形成される基板（４）と、前記基板（４）を一の面に取付ける基板取付手段（３）と、前記基板取付手段（３）の一の面に取付けられ、前記膜（４２〜４６）が上に形成されるモニター基板（５）と、前記基板取付手段（３）を回転させる回転手段（１３）と、前記膜（４２〜４６）の材料源（２）と、前記材料源（２）の粒子をスパッタリング法または真空蒸着法を用いて前記基板（４）およびモニター基板（５）の上に堆積させて前記膜（４２〜４６）を形成する成膜手段（１、６、１１、１６）と、前記真空チャンバーに設けられた検出窓（１５）と、前記真空チャンバーの外部に設けられ、前記モニター基板（５）上に光を照射する光照射手段（７）と、前記真空チャンバーの外部に設けられ、前記検出窓を透過して前記光照射手段（７）から前記モニター基板（５）に照射され、前記モニター基板（５）にて変化された光を検出する光検出手段（９、１０）と、前記光検出手段（９、１０）により検出された光に基づいて、前記基板（４）上に形成された膜（４２〜４６）の膜厚を演算するとともに、前記演算された膜厚に基づいて前記成膜手段（１、６、１１、１６）による前記材料源（２）の粒子の前記基板（４）およびモニター基板（５）の上への堆積量を調整する堆積量調整手段（１２、ステップＳ１〜Ｓ５）と、前記検出窓の前方に形成された光通路（Ａ）と、前記光通路の外側に相対向して設けられ、かつ前記真空チャンバーの外部に配置された一対の電極（１８）と、前記一対の電極に接続された電源（１９）と、を備えたという技術的手段を採用する。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の光情報記録媒体の製造装置において、前記成膜手段（１、６、１１、１６）は、前記材料源（２）をスパッタリングすることにより前記材料源（２）の粒子を前記基板（４）およびモニター基板（５）の上に堆積して成膜するものであるという技術的手段を採用する。
請求項４に記載の発明では、請求項２に記載の光情報記録媒体の製造装置において、前記成膜手段（１、６、１１、１６）は、前記材料源（２）の粒子を前記基板（４）およびモニター基板（５）の上に真空蒸着させて成膜するものであるという技術的手段を採用する。
【００１０】
請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の光情報記録媒体の製造装置において、前記回転手段（１３）により、前記基板取付手段（３）が回転されたときに、前記光照射手段（７）から照射された光が前記モニター基板（５）に照射されるタイミングを検出するタイミング検出手段（１３、Ｓ１）が備えられており、
前記堆積量調整手段（１２、ステップＳ１〜Ｓ５）は、前記タイミング検出手段（１３、Ｓ１）により検出されたタイミングに応じて前記演算および堆積量の調整を行うものであるという技術的手段を採用する。
【００１１】
請求項６に記載の発明では、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の光情報記録媒体の製造装置において、前記光検出手段（９、１０）は、前記光照射手段（７）から前記モニター基板（５）へ照射されて前記モニター基板（５）にて反射された反射光を検出するものであるという技術的手段を採用する。
【００１２】
請求項７に記載の発明では、請求項６に記載の光情報記録媒体の製造装置において、前記堆積量調整手段（１２、ステップＳ１〜Ｓ５）は、前記光検出手段（９、１０）により検出された反射光に基づいて前記光照射手段（７）から照射された光の前記モニター基板（５）に対するエネルギー反射率を演算するとともに、そのエネルギー反射率に基づいて前記基板（４）上に形成された膜（４２〜４６）の膜厚を演算し、前記演算された膜厚が所定の膜厚になったときに前記材料源（２）の粒子の前記基板（４）およびモニター基板（５）の上への堆積量を調整するものであるという技術的手段を採用する。
【００１４】
請求項８に記載の発明では、請求項１ないし７のいずれか１つに記載の光情報記録媒体の製造装置において、前記堆積量調整手段（１２、ステップＳ１〜Ｓ５）は、前記演算された膜厚が、所定の膜厚に達したことを判定する判定手段（Ｓ４）を備えており、前記判定手段（Ｓ４）による判定結果が、前記演算された膜厚が前記所定の膜厚に達したという判定結果である場合に、前記材料源（２）の粒子の前記基板（４）およびモニター基板（５）の上への堆積を停止するものであるという技術的手段を採用する。
【００２０】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施例に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００２１】
【発明の作用効果】
請求項１ないし９に記載の発明によれば、光照射手段により照射された光がモニター基板に照射されるようになっており、そのモニター基板にて変化した光を光検出手段により検出することができる。つまり、上記光検出手段により検出される光と上記基板の上に形成される膜の膜厚との関係を予め求めておけば、上記光を検出することにより上記基板上に形成された膜の膜厚を演算することができる。
【００２２】
そして、堆積量調整手段により、上記演算された膜厚が所定の膜厚になったときに上記膜を形成する材料源の粒子の上記基板およびモニター基板の上への堆積量を調整することにより、上記膜を所定の膜厚に制御することができる。上述のように、請求項１ないし９に記載の発明によれば、モニター基板に光を照射し、そのモニター基板（基板）にて変化された光に基づいて直接的に膜厚を求めることができ、上記従来のように、水晶振動子に付着したイオンや成膜条件の変化による影響を受けることがないため、膜厚の検出精度を高めることができる。
【００２３】
請求項１ないし９に記載の発明によれば、検出窓の前方の光通路の外側に一対の電極を相対向して設け、この電極を電源に接続したから、検出窓に材料が付着して検出制度が低下することを防止できる。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明の第１実施例を図１に基づいて説明する。
図１は、第１実施例の光情報記録媒体の製造装置（以下、製造装置と略す）の主要構成を示す説明図である。なお、本実施例ではスパッタリング法を用いた製造装置を代表に説明する。
【００２５】
真空チャンバー（以下、チャンバーと略す）１の排気口６には、排気口６の開閉を行う真空バルブ（図示しない）が設けられており、その真空バルブにはチャンバー１内の排気を行うロータリポンプ、クライオポンプ、拡散ポンプ、あるいはターボ分子ポンプ（図示しない）が接続されている。
チャンバー１のガス供給口１１には、ガス供給口１１の開閉を行う真空バルブ（図示しない）が設けられており、その真空バルブにはチャンバー１内へＡｒガス、Ｎ2 ガスなどを供給するガスボンベ（図示しない）が接続されている。
【００２６】
チャンバー１の外部上方には、ロータリエンコーダを備えたモータ１３が設けられている。そのモータ１３の回転軸１３ａは、チャンバー１内に突出されており、その回転軸１３ａには回転軸１３ａを中心とする円盤形状の基板ホルダー３が取り付けられている。基板ホルダー３の下面には、光情報記録媒体を構成する基板４が複数取り付けられている。各基板４は、基板ホルダー３の下面に同じ軌道を公転するように水平姿勢で取り付けられている。各基板４は、ガラスやプラスチックなどの材料で形成されている。
【００２７】
基板ホルダー３の下面の基板４と４の間には、シリコンやガラスなどの材料で形成された１枚のモニター基板５が基板４と同じ姿勢で取り付けられており、基板４および基板ホルダー５は、回転軸１３ａを中心として自公転するようになっている。
つまり、基板４と同じ条件で取り付けられているモニター基板５の上に形成された膜の膜厚を測定することにより、基板４の上に形成された膜の膜厚を推定できるようになっている。
【００２８】
チャンバー１の内部底面であって基板４と対向する位置には、スパッタ源である成膜材料としての円盤形状のターゲット（以下、ターゲットと略す）２が設けられている。ターゲット２の上面と基板４の下面とは平行になっている。
チャンバー１の外部下方には、上記基板４の下面に形成された膜の膜厚を測定する光学式膜厚計１４が設けられている。光学式膜厚計１４には、膜厚測定用のレーザ光を出射する半導体レーザを備えた、光照射手段としての投光器７が設けられており、投光器７のレーザ光の出射方向には逆Ｖ字型のミラー８が設けられている。ミラー８の上方であって、チャンバー１の底部には、ミラー８で反射されたレーザ光とモニター基板５で反射されたレーザ光とが透過する検出窓１５が設けられている。
【００２９】
ミラー８は、外面に反射コーティングが施された反射面８ａおよび８ｂが形成されており、反射面８ａは、投光器７から出射されたレーザ光を反射して、その反射光を検出窓１５の鉛直方向に位置するモニター基板５の下面に導く角度に設定されている。反射面８ｂは、上記モニター基板５で反射されたレーザ光を反射して光検出手段としてのフィルター９へ導く角度に設定されている。
【００３０】
フィルター９は、ミラー８の反射面８ｂで反射された光を入射して、その入射された光のうちの余分な光を濾過して測定精度を高める作用をする。フィルター９を通ったレーザ光の進行方向の光路上には、フィルター９を通った光を入射し、その入射された光の光パワーをその光パワーに応じた電気信号に変換する、光検出手段としての受光器１０が設けられている。受光器１０としては、モノクロメータ、半導体検出器、フォトマルなどが用いられる。
【００３１】
受光器１０と上記モータ１３のロータリエンコーダとは、コンピュータを備えた膜厚コントローラ１２に接続されており、膜厚コントローラ１２には受光器１０により検出された光パワー信号と、上記ロータリエンコーダにより検出されたタイミング信号とが入力されるようになっている。
図２は上記コンピュータが行う処理を示すフローチャートである。膜厚コントローラ１２は、タイミング信号が入力されたときに（ステップＳ１）、上記光パワー信号に基づいて上記モニター基板５の上に形成された膜のエネルギー反射率（以下、反射率と略す）を演算する（Ｓ２）。
【００３２】
上記反射率と上記膜の膜厚との関係は、図４に示すように、最大の反射率（％）を示すときの膜厚は（２ｎ−１）λ／４であり（ｎ：整数、λ：モニター基板５に照射された光の波長）、最小の反射率（反射率０）を示すときの膜厚はｎλ／２である。なお、図４に示す反射率と膜厚との関係の周期は、膜の屈折率によって変化しないが、グラフの曲線の勾配は、膜の屈折率によって変化する。
【００３３】
上記関係は膜厚コントローラ１２のコンピュータにマップとして記憶されている。上記コンピュータは、上記演算された反射率に対応する膜厚のデータを上記マップから抽出する（Ｓ３）。また、上記コンピュータは、上記抽出された膜厚が予め記憶された指定の膜厚であるか否かを判定し（Ｓ４）、指定の膜厚であると判定したときに上記電源１６へ電源遮断信号を出力する（Ｓ５）。
【００３４】
基板ホルダー３とターゲット２には、スパッタ用の電源１６が接続されており、基板ホルダー３とターゲット２との間に高周波、あるいはＤＣバイアスがかかるようになっている。
次に、上記構成の製造装置を用いて光情報記録媒体を製造する方法について、図２ないし図５に基づいて説明する。
【００３５】
図３は光情報記録媒体の製造工程を示す工程図、図５は製造すべき光情報記録媒体の部分断面を示す模式図である。
まず、投光器７から出射された光がミラー８で反射され、モニター基板５に照射されるタイミングと、モニター基板５に照射された光を検出するタイミングとを一致させるために、モータ１３のロータリエンコーダから出力されるパルス信号を膜厚コントローラ１２に入力して上記タイミングを膜厚コントローラ１２に設定する。
【００３６】
また、図５に示す光情報記録媒体４０の各膜４２〜４６の指定膜厚（下層保護膜４２ａは８０ｎｍ、下層保護膜４２ｂは１１０ｎｍ、下層保護膜４２ｃは２６０ｎｍ、下層保護膜４２ｄは２５０ｎｍ、記録膜４３は５０ｎｍ、上層保護膜４４は２００ｎｍ、反射膜４５は１００ｎｍ、反射防止膜４６ａは２０ｎｍ、反射防止膜４６ｂは１８０ｎｍ）を膜厚コントローラ１２に設定する。
【００３７】
次に、図１のチャンバー１を開けて基板４を基板ホルダー３に取付け、成膜材料であるＴｉＯ2 で形成されたターゲット２をチャンバー１の底部所定箇所にセットする（図３の工程１００）。続いて排気口６の真空バルブを開けてポンプを作動させ、チャンバー１内を真空にする（工程２００）。続いてチャンバー１内の圧力が５×１０Ｐａ以下になったらガス供給口１１の真空バルブを開けてＡｒガスをチャンバー１内へ供給し、チャンバー１内の圧力を１×１０Ｐａにする（工程３００）。
【００３８】
次に、ターゲット２の表面上の汚れなどを取り除くためにＡｒガスをターゲット２の表面に吹きつけてプリスパッタリングを行う（工程４００）。
続いて、モータ１３を駆動させて基板ホルダー３を回転し、光学式膜厚計１４を駆動させてレーザ光を基板ホルダー３へ向けて照射させる。続いて、電源１６をＯＮし、基板４およびモニター基板５とターゲット２との間に電圧を印加してターゲット２のＴｉＯ2 を放電溶解させる。そして、Ａｒガスをターゲット２の表面に吹きつけると（スパッタリング）、ターゲット２からＴｉＯ2 のイオンが飛び出して基板４の表面に付着する（工程５００）。
【００３９】
次に、膜厚コントローラ１２がロータリエンコーダから出力される信号を入力して、膜厚コントローラ１２のコンピュータが、モニター基板５が検出窓１５の鉛直方向を通過するタイミング、つまり、ミラー８で反射された光がモニター基板５に照射されるタイミングであるか否かを判定する（ステップＳ１）。そして、通過するタイミングであると判定されると、膜厚コントローラ１２は、受光器１０から入力された信号に基づいて、モニター基板５の上に形成された膜に対するレーザ光の反射率が演算され（Ｓ２）、その反射率に対応する膜厚がマップから抽出される（Ｓ３）。
【００４０】
続いてその抽出された膜厚のデータと予め設定記憶されている指定膜厚８０ｎｍとを比較し、上記抽出された膜厚が指定膜厚に達したか否かが判定される（Ｓ４、工程６００）。ここで、指定膜厚に達していないと判定された場合は、上記ステップＳ１へ戻り、上記ステップＳ１〜Ｓ４が実行される。
上記ステップＳ１〜Ｓ４は、基板４の表面に形成された膜の膜厚が指定膜厚に達するまで繰り返され、ステップＳ４において、指定膜厚に達したと判定されると、膜厚コントローラ１２から電源遮断信号が電源１６へ出力され、電源１６が遮断される。そして、モータ１３および光学式膜厚計１４の駆動が停止されて下層保護膜４２ａの成膜が終了する（工程７００）。
【００４１】
次に、ターゲット２の材料をＳｉＯ2 に交換して上記工程およびステップを実行し、上記成膜された下層保護膜４２ａの上に下層保護膜４２ｂを膜厚１１０ｎｍで積層形成する。以後、上記同様の工程およびステップを実行し、ＴｉＯ2 により下層保護膜４２ｃを膜厚２６０ｎｍで、ＺｎＳ−ＳｉＯ2 により下層保護膜４２ｄを膜厚２５０ｎｍで、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅにより記録膜４３を膜厚５０ｎｍで、ＺｎＳ−ＳｉＯ2 により上層保護膜４４を膜厚２００ｎｍで、Ａｕにより反射膜４５を膜厚１００ｎｍで順次下層保護膜４２ｂの上に積層形成する（工程８００）。
【００４２】
次に、上記積層形成されたものを反射膜４５側を上に基板４をターゲット２の方に向けて基板ホルダー３に取付ける。そして、ターゲット２の材料としてＴｉＯ2 を用い、上記同様の工程およびステップを実行して基板１の表面に反射防止膜４６ａを膜厚２０ｎｍで形成し、続いてＭｇＦ2 により、反射防止膜４６ａの上に反射防止膜４６ｂを膜厚１８０ｎｍで積層形成する。
【００４３】
そして、チャンバー１内を大気圧にして基板ホルダー３から上記形成されたものを取り外す（工程９００）。そして、紫外線硬化樹脂をスピンコートするとともに、紫外線照射により硬化させ（工程１０００）、光情報記録媒体４０が完成する。
上述のように、本第１実施例の製造装置によれば、モニター基板５に照射されたレーザ光の反射率を演算することにより、モニター基板５上に形成された膜の膜厚を演算することができる。つまり、モニター基板５上に形成される膜の膜厚と、その膜の反射率とは直接的に影響し合う関係にあるため、その反射率を求めることにより、正確な膜厚を求めることができる。
【００４４】
したがって、本第１実施例の製造装置を用いれば、精度良く膜厚を制御することができるため、目標とする反射率（光吸収率）などの特性を有する光情報記録媒体を精度良く製造することができる。
なお、上記ミラー８に代えてプリズムを用いてもよいし、ハーフミラー、ビームスプリッタ、１／４波長板、偏光ビームスプリッタなどを組み合わせたものを用いてもよい。
【００４５】
次に、本発明の第２実施例を図６および図７に基づいて説明する。
本実施例の製造装置は、モニター基板５を透過した光の透過率を測定し、その透過率に基づいて膜厚を測定することを特徴とする。
図６に示すように、基板ホルダー３のモニター基板５が取付けられた部分は、円筒形状の空洞になっており、投光器７から出射されてモニター基板５を透過した光が通過できるようになっている。その通過した光の進行方向であって、チャンバー１の上部には、検出窓１５が設けられている。検出窓１５には、フィルター９を介して受光器１０が設けられており、受光器１０の出力側は膜厚コントローラ１２に接続されている。また、ロータリエンコーダを備えたモータ１３も膜厚コントローラ１２に接続されている。
【００４６】
次に、上記構成の製造装置を用いて、上記光情報記録媒体４０を製造する方法を説明する。
基板ホルダー３が回転してモニター基板５が、窓１７の鉛直方向に位置するタイミングは、上記第１実施例の製造装置と同じように、モータ１３に備えられたロータリエンコーダから出力される信号が膜厚コントローラ１２に備えられたコンピュータに入力されて検出される（図２のＳ１）。なお、スパッタリングを開始するまでのチャンバー１内の準備は上記第１実施例と同じであるため説明は省略する。
【００４７】
投光器７から出射されたレーザ光は、窓１７を透過してモニター基板５の表面に照射され、モニター基板５を透過する。モニター基板５を透過した光は、検出窓１５を透過してフィルター９により余分な光が濾過され、受光器１０へ入射される。その受光器１０に入射された光は、受光器１０により電気信号に変換され、膜厚コントローラ１２に入力される。そして、膜厚コントローラ１２のコンピュータにより、上記電気信号の大きさに基づいて透過率が演算される。
【００４８】
膜厚と透過率との関係は、図７に示すように、最小の透過率を示すときの膜厚は（２ｎ−１）λ／４となり（ｎ：整数、λ：モニター基板５に照射された光の波長）、最大の透過率（反射率０）を示すときの膜厚はｎλ／２となる関係である。それらの関係は、膜厚コントローラ１２のコンピュータにマップとして記憶されており、そのマップから上記コンピュータにより演算された透過率に対応する膜厚のデータが抽出される。
【００４９】
続いて、その抽出された膜厚のデータが、指定膜厚として記憶されている膜厚と比較され、指定膜厚に達したと判断されるまで、上記膜厚のデータの抽出と比較とが実行される。そして、指定膜厚に達した時点で成膜が終了する。
以後、上記第１実施例の製造方法と同様に、各膜４２〜４６の成膜が行われ、光情報記録媒体４０が完成される。
【００５０】
上述のように、本第２実施例の製造装置によれば、精度良く膜厚を制御することができるため、目標とする反射率（光吸収率）などの特性を有する光情報記録媒体を製造することができる。
次に、本発明の第３実施例を図８に基づいて説明する。
本第３実施例の製造装置は、スパッタリングにより飛んだイオンが検出窓１５に付着して検出精度が低下することを防止できることを特徴とする。
【００５１】
図８は上記製造装置の主要構成を示す説明図である。図８に示すように、上記第１実施例で示した製造装置（図１参照）における検出窓１５をチャンバー１の底部の下方に下げた構造となっている。検出窓１５とチャンバー１の底部との間は、円筒形状の部材で形成された光通路Ａが設けられている。その光通路Ａの外側には、一対の電極１８、１８が相対向して設けられており、両電極１８は、それぞれ電源１９に接続されている。
【００５２】
そして、上記両電極１８に負（−）の電圧を印加して、光通路Ａ内に負（−）の電界を作る。これにより、スパッタリングして基板４の表面に到達しなかったターゲット材料の正（＋）イオンであって、検出窓１５の上に落下しようとするイオンは、光通路Ａ内の負（−）の電界によって引き寄せられて光通路Ａの内壁に付着する。
【００５３】
したがって、ターゲット材料のイオンが検出窓１５の表面に付着して、光学式膜厚計２０による膜厚測定の精度が低下するのを防止することができる。
なお、上記各実施例に記載の製造装置は、スパッタリング法を用いて成膜するものであるが、蒸着法を用いて製造することもできる。
上記蒸着法を用いる場合は、基板ホルダー３の中心にモニター基板５が取付けられ、上記光学式膜厚計１４（２０）は、検出窓１５がモニター基板５の真下に位置するように設けられる。また、蒸着源は、上記検出窓１５の近傍に設けられる。そして、上記第１実施例または第３実施例と同様に、モニター基板５に光を照射し、その反射光の光パワーを検出することにより行われる。
【００５４】
上述のように、蒸着法を用いた製造装置の場合は、蒸着源が基板ホルダー３の中心のほぼ真下に位置するため、蒸着源から基板４および基板ホルダー５までの距離がほぼ同じとなる。
したがって、モニター基板５の膜厚と基板４の膜厚との誤差を上記スパッタリング法を用いた製造装置よりも小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明第１実施例の製造装置の構成図である。
【図２】膜厚コントローラ１２に備えられたコンピュータの処理を示すフローチャートである。
【図３】光情報記録媒体の製造方法を示す工程図である。
【図４】膜厚と反射率との関係を示すグラフである。
【図５】光情報記録媒体の一部断面構造を示す模式図である。
【図６】本発明第２実施例の製造装置の構成図である。
【図７】膜厚と透過率との関係を示すグラフである。
【図８】本発明第３実施例の製造装置の構成図である。
【符号の説明】
１・・チャンバー、２・・ターゲット、３・・基板ホルダー、４・・基板、
５・・モニター基板、６・・排気口、７・・投光器、８・・ミラー、
９・・フィルター、１０・・受光器、１１・・ガス供給口、
１２・・膜厚コントローラ、１３・・モータ、１４、２０・・光学式膜厚計、
１５・・検出窓、１６・・電源、１７・・窓、１８・・電極、１９・・電源。
【産業上の利用分野】
本発明は、光情報記録媒体の製造装置および製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、再生専用型（ＲＯＭ型）、追記型、書換型の光情報記録媒体が開発されている。これらの光情報記録媒体は、電子ビーム、イオンプレーティング、イオンアシストなどの真空蒸着法やスパッタリング法などの手法を用い、基板上に複数の膜を所定の膜厚で積層形成する装置により製造される。
【０００３】
上記製造装置において、各膜の膜厚制御は、水晶片に電極を取付けた水晶振動子をターゲット材料または蒸着源のイオンが飛ぶ軌道上に位置するようにターゲット近傍に設け、その水晶振動子にイオンが衝突して発生する振動の数を計測してターゲットから基板へ飛んだイオンの量を求め、そのイオン量から基板上に形成された膜の膜厚を推定することにより行われる。
【０００４】
また、スパッタリング法を用いるものにおいては、スパッタリング時間と膜厚との関係を予め求めておき、スパッタリング時間を測定することにより膜厚を推定するものもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、水晶振動子を用いるものは、水晶振動子にイオンが堆積して振動数が変化するため、膜厚の検出精度が低いという問題がある。しかも、ターゲットまたは蒸着源の交換を行うために水晶振動子を取り外し、再度、水晶振動子を取付ける場合に、その取付位置がずれてしまうと、膜厚の検出精度が低くなるという問題もある。
【０００６】
また、スパッタリング時間を測定するものは、チャンバー内の清掃やターゲット材料の交換などにより、最初に設定された成膜条件がずれてくるため、やはり膜厚の検出精度が低いという問題がある。
そこで本発明は、光情報記録媒体の製造において、膜厚の検出精度を高めることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、光情報記録媒体（４０）を構成する基板（４）を、真空チャンバー（１）内に配置された基板取付手段（３）の一の面に取付けて回転させ、前記基板（４）上に形成される膜（４２〜４６）の材料（２）の粒子をスパッタリング法または真空蒸着法を用いて前記基板（４）上に堆積させることにより、前記基板（４）上に膜（４２〜４６）を形成する光情報記録媒体（４０）の製造装置であって、前記基板取付手段（３）の一の面に取付けられるモニター基板（５）と、前記真空チャンバーに設けられた検出窓（１５）と、前記真空チャンバーの外部に設けられ、前記モニター基板（５）に光を照射する光照射手段（７）と、前記光照射手段（７、８）から前記モニター基板（５）に照射され、前記モニター基板（５）にて変化された光を前記検出窓を透過して検出する光検出手段（９、１０）と、前記光検出手段（９、１０）により検出された光に基づいて、前記基板（４）上に形成された膜（４２〜４６）の膜厚を演算するとともに、この演算された膜厚に基づいて前記材料（２）の粒子の前記基板（４）およびモニター基板（５）の上への堆積量を調整する堆積量調整手段（１２、ステップＳ１〜Ｓ５）と、前記検出窓の前方に形成された光通路（Ａ）と、前記光通路の外側に相対向して設けられ、かつ前記真空チャンバーの外部に配置された一対の電極（１８）と、前記一対の電極に接続された電源（１９）と、を備えるという技術的手段を採用する。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、真空チャンバー（１）内に配置されており、光情報記録媒体（４０）を構成する膜（４２〜４６）が上に形成される基板（４）と、前記基板（４）を一の面に取付ける基板取付手段（３）と、前記基板取付手段（３）の一の面に取付けられ、前記膜（４２〜４６）が上に形成されるモニター基板（５）と、前記基板取付手段（３）を回転させる回転手段（１３）と、前記膜（４２〜４６）の材料源（２）と、前記材料源（２）の粒子をスパッタリング法または真空蒸着法を用いて前記基板（４）およびモニター基板（５）の上に堆積させて前記膜（４２〜４６）を形成する成膜手段（１、６、１１、１６）と、前記真空チャンバーに設けられた検出窓（１５）と、前記真空チャンバーの外部に設けられ、前記モニター基板（５）上に光を照射する光照射手段（７）と、前記真空チャンバーの外部に設けられ、前記検出窓を透過して前記光照射手段（７）から前記モニター基板（５）に照射され、前記モニター基板（５）にて変化された光を検出する光検出手段（９、１０）と、前記光検出手段（９、１０）により検出された光に基づいて、前記基板（４）上に形成された膜（４２〜４６）の膜厚を演算するとともに、前記演算された膜厚に基づいて前記成膜手段（１、６、１１、１６）による前記材料源（２）の粒子の前記基板（４）およびモニター基板（５）の上への堆積量を調整する堆積量調整手段（１２、ステップＳ１〜Ｓ５）と、前記検出窓の前方に形成された光通路（Ａ）と、前記光通路の外側に相対向して設けられ、かつ前記真空チャンバーの外部に配置された一対の電極（１８）と、前記一対の電極に接続された電源（１９）と、を備えたという技術的手段を採用する。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の光情報記録媒体の製造装置において、前記成膜手段（１、６、１１、１６）は、前記材料源（２）をスパッタリングすることにより前記材料源（２）の粒子を前記基板（４）およびモニター基板（５）の上に堆積して成膜するものであるという技術的手段を採用する。
請求項４に記載の発明では、請求項２に記載の光情報記録媒体の製造装置において、前記成膜手段（１、６、１１、１６）は、前記材料源（２）の粒子を前記基板（４）およびモニター基板（５）の上に真空蒸着させて成膜するものであるという技術的手段を採用する。
【００１０】
請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の光情報記録媒体の製造装置において、前記回転手段（１３）により、前記基板取付手段（３）が回転されたときに、前記光照射手段（７）から照射された光が前記モニター基板（５）に照射されるタイミングを検出するタイミング検出手段（１３、Ｓ１）が備えられており、
前記堆積量調整手段（１２、ステップＳ１〜Ｓ５）は、前記タイミング検出手段（１３、Ｓ１）により検出されたタイミングに応じて前記演算および堆積量の調整を行うものであるという技術的手段を採用する。
【００１１】
請求項６に記載の発明では、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の光情報記録媒体の製造装置において、前記光検出手段（９、１０）は、前記光照射手段（７）から前記モニター基板（５）へ照射されて前記モニター基板（５）にて反射された反射光を検出するものであるという技術的手段を採用する。
【００１２】
請求項７に記載の発明では、請求項６に記載の光情報記録媒体の製造装置において、前記堆積量調整手段（１２、ステップＳ１〜Ｓ５）は、前記光検出手段（９、１０）により検出された反射光に基づいて前記光照射手段（７）から照射された光の前記モニター基板（５）に対するエネルギー反射率を演算するとともに、そのエネルギー反射率に基づいて前記基板（４）上に形成された膜（４２〜４６）の膜厚を演算し、前記演算された膜厚が所定の膜厚になったときに前記材料源（２）の粒子の前記基板（４）およびモニター基板（５）の上への堆積量を調整するものであるという技術的手段を採用する。
【００１４】
請求項８に記載の発明では、請求項１ないし７のいずれか１つに記載の光情報記録媒体の製造装置において、前記堆積量調整手段（１２、ステップＳ１〜Ｓ５）は、前記演算された膜厚が、所定の膜厚に達したことを判定する判定手段（Ｓ４）を備えており、前記判定手段（Ｓ４）による判定結果が、前記演算された膜厚が前記所定の膜厚に達したという判定結果である場合に、前記材料源（２）の粒子の前記基板（４）およびモニター基板（５）の上への堆積を停止するものであるという技術的手段を採用する。
【００２０】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施例に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００２１】
【発明の作用効果】
請求項１ないし９に記載の発明によれば、光照射手段により照射された光がモニター基板に照射されるようになっており、そのモニター基板にて変化した光を光検出手段により検出することができる。つまり、上記光検出手段により検出される光と上記基板の上に形成される膜の膜厚との関係を予め求めておけば、上記光を検出することにより上記基板上に形成された膜の膜厚を演算することができる。
【００２２】
そして、堆積量調整手段により、上記演算された膜厚が所定の膜厚になったときに上記膜を形成する材料源の粒子の上記基板およびモニター基板の上への堆積量を調整することにより、上記膜を所定の膜厚に制御することができる。上述のように、請求項１ないし９に記載の発明によれば、モニター基板に光を照射し、そのモニター基板（基板）にて変化された光に基づいて直接的に膜厚を求めることができ、上記従来のように、水晶振動子に付着したイオンや成膜条件の変化による影響を受けることがないため、膜厚の検出精度を高めることができる。
【００２３】
請求項１ないし９に記載の発明によれば、検出窓の前方の光通路の外側に一対の電極を相対向して設け、この電極を電源に接続したから、検出窓に材料が付着して検出制度が低下することを防止できる。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明の第１実施例を図１に基づいて説明する。
図１は、第１実施例の光情報記録媒体の製造装置（以下、製造装置と略す）の主要構成を示す説明図である。なお、本実施例ではスパッタリング法を用いた製造装置を代表に説明する。
【００２５】
真空チャンバー（以下、チャンバーと略す）１の排気口６には、排気口６の開閉を行う真空バルブ（図示しない）が設けられており、その真空バルブにはチャンバー１内の排気を行うロータリポンプ、クライオポンプ、拡散ポンプ、あるいはターボ分子ポンプ（図示しない）が接続されている。
チャンバー１のガス供給口１１には、ガス供給口１１の開閉を行う真空バルブ（図示しない）が設けられており、その真空バルブにはチャンバー１内へＡｒガス、Ｎ2 ガスなどを供給するガスボンベ（図示しない）が接続されている。
【００２６】
チャンバー１の外部上方には、ロータリエンコーダを備えたモータ１３が設けられている。そのモータ１３の回転軸１３ａは、チャンバー１内に突出されており、その回転軸１３ａには回転軸１３ａを中心とする円盤形状の基板ホルダー３が取り付けられている。基板ホルダー３の下面には、光情報記録媒体を構成する基板４が複数取り付けられている。各基板４は、基板ホルダー３の下面に同じ軌道を公転するように水平姿勢で取り付けられている。各基板４は、ガラスやプラスチックなどの材料で形成されている。
【００２７】
基板ホルダー３の下面の基板４と４の間には、シリコンやガラスなどの材料で形成された１枚のモニター基板５が基板４と同じ姿勢で取り付けられており、基板４および基板ホルダー５は、回転軸１３ａを中心として自公転するようになっている。
つまり、基板４と同じ条件で取り付けられているモニター基板５の上に形成された膜の膜厚を測定することにより、基板４の上に形成された膜の膜厚を推定できるようになっている。
【００２８】
チャンバー１の内部底面であって基板４と対向する位置には、スパッタ源である成膜材料としての円盤形状のターゲット（以下、ターゲットと略す）２が設けられている。ターゲット２の上面と基板４の下面とは平行になっている。
チャンバー１の外部下方には、上記基板４の下面に形成された膜の膜厚を測定する光学式膜厚計１４が設けられている。光学式膜厚計１４には、膜厚測定用のレーザ光を出射する半導体レーザを備えた、光照射手段としての投光器７が設けられており、投光器７のレーザ光の出射方向には逆Ｖ字型のミラー８が設けられている。ミラー８の上方であって、チャンバー１の底部には、ミラー８で反射されたレーザ光とモニター基板５で反射されたレーザ光とが透過する検出窓１５が設けられている。
【００２９】
ミラー８は、外面に反射コーティングが施された反射面８ａおよび８ｂが形成されており、反射面８ａは、投光器７から出射されたレーザ光を反射して、その反射光を検出窓１５の鉛直方向に位置するモニター基板５の下面に導く角度に設定されている。反射面８ｂは、上記モニター基板５で反射されたレーザ光を反射して光検出手段としてのフィルター９へ導く角度に設定されている。
【００３０】
フィルター９は、ミラー８の反射面８ｂで反射された光を入射して、その入射された光のうちの余分な光を濾過して測定精度を高める作用をする。フィルター９を通ったレーザ光の進行方向の光路上には、フィルター９を通った光を入射し、その入射された光の光パワーをその光パワーに応じた電気信号に変換する、光検出手段としての受光器１０が設けられている。受光器１０としては、モノクロメータ、半導体検出器、フォトマルなどが用いられる。
【００３１】
受光器１０と上記モータ１３のロータリエンコーダとは、コンピュータを備えた膜厚コントローラ１２に接続されており、膜厚コントローラ１２には受光器１０により検出された光パワー信号と、上記ロータリエンコーダにより検出されたタイミング信号とが入力されるようになっている。
図２は上記コンピュータが行う処理を示すフローチャートである。膜厚コントローラ１２は、タイミング信号が入力されたときに（ステップＳ１）、上記光パワー信号に基づいて上記モニター基板５の上に形成された膜のエネルギー反射率（以下、反射率と略す）を演算する（Ｓ２）。
【００３２】
上記反射率と上記膜の膜厚との関係は、図４に示すように、最大の反射率（％）を示すときの膜厚は（２ｎ−１）λ／４であり（ｎ：整数、λ：モニター基板５に照射された光の波長）、最小の反射率（反射率０）を示すときの膜厚はｎλ／２である。なお、図４に示す反射率と膜厚との関係の周期は、膜の屈折率によって変化しないが、グラフの曲線の勾配は、膜の屈折率によって変化する。
【００３３】
上記関係は膜厚コントローラ１２のコンピュータにマップとして記憶されている。上記コンピュータは、上記演算された反射率に対応する膜厚のデータを上記マップから抽出する（Ｓ３）。また、上記コンピュータは、上記抽出された膜厚が予め記憶された指定の膜厚であるか否かを判定し（Ｓ４）、指定の膜厚であると判定したときに上記電源１６へ電源遮断信号を出力する（Ｓ５）。
【００３４】
基板ホルダー３とターゲット２には、スパッタ用の電源１６が接続されており、基板ホルダー３とターゲット２との間に高周波、あるいはＤＣバイアスがかかるようになっている。
次に、上記構成の製造装置を用いて光情報記録媒体を製造する方法について、図２ないし図５に基づいて説明する。
【００３５】
図３は光情報記録媒体の製造工程を示す工程図、図５は製造すべき光情報記録媒体の部分断面を示す模式図である。
まず、投光器７から出射された光がミラー８で反射され、モニター基板５に照射されるタイミングと、モニター基板５に照射された光を検出するタイミングとを一致させるために、モータ１３のロータリエンコーダから出力されるパルス信号を膜厚コントローラ１２に入力して上記タイミングを膜厚コントローラ１２に設定する。
【００３６】
また、図５に示す光情報記録媒体４０の各膜４２〜４６の指定膜厚（下層保護膜４２ａは８０ｎｍ、下層保護膜４２ｂは１１０ｎｍ、下層保護膜４２ｃは２６０ｎｍ、下層保護膜４２ｄは２５０ｎｍ、記録膜４３は５０ｎｍ、上層保護膜４４は２００ｎｍ、反射膜４５は１００ｎｍ、反射防止膜４６ａは２０ｎｍ、反射防止膜４６ｂは１８０ｎｍ）を膜厚コントローラ１２に設定する。
【００３７】
次に、図１のチャンバー１を開けて基板４を基板ホルダー３に取付け、成膜材料であるＴｉＯ2 で形成されたターゲット２をチャンバー１の底部所定箇所にセットする（図３の工程１００）。続いて排気口６の真空バルブを開けてポンプを作動させ、チャンバー１内を真空にする（工程２００）。続いてチャンバー１内の圧力が５×１０Ｐａ以下になったらガス供給口１１の真空バルブを開けてＡｒガスをチャンバー１内へ供給し、チャンバー１内の圧力を１×１０Ｐａにする（工程３００）。
【００３８】
次に、ターゲット２の表面上の汚れなどを取り除くためにＡｒガスをターゲット２の表面に吹きつけてプリスパッタリングを行う（工程４００）。
続いて、モータ１３を駆動させて基板ホルダー３を回転し、光学式膜厚計１４を駆動させてレーザ光を基板ホルダー３へ向けて照射させる。続いて、電源１６をＯＮし、基板４およびモニター基板５とターゲット２との間に電圧を印加してターゲット２のＴｉＯ2 を放電溶解させる。そして、Ａｒガスをターゲット２の表面に吹きつけると（スパッタリング）、ターゲット２からＴｉＯ2 のイオンが飛び出して基板４の表面に付着する（工程５００）。
【００３９】
次に、膜厚コントローラ１２がロータリエンコーダから出力される信号を入力して、膜厚コントローラ１２のコンピュータが、モニター基板５が検出窓１５の鉛直方向を通過するタイミング、つまり、ミラー８で反射された光がモニター基板５に照射されるタイミングであるか否かを判定する（ステップＳ１）。そして、通過するタイミングであると判定されると、膜厚コントローラ１２は、受光器１０から入力された信号に基づいて、モニター基板５の上に形成された膜に対するレーザ光の反射率が演算され（Ｓ２）、その反射率に対応する膜厚がマップから抽出される（Ｓ３）。
【００４０】
続いてその抽出された膜厚のデータと予め設定記憶されている指定膜厚８０ｎｍとを比較し、上記抽出された膜厚が指定膜厚に達したか否かが判定される（Ｓ４、工程６００）。ここで、指定膜厚に達していないと判定された場合は、上記ステップＳ１へ戻り、上記ステップＳ１〜Ｓ４が実行される。
上記ステップＳ１〜Ｓ４は、基板４の表面に形成された膜の膜厚が指定膜厚に達するまで繰り返され、ステップＳ４において、指定膜厚に達したと判定されると、膜厚コントローラ１２から電源遮断信号が電源１６へ出力され、電源１６が遮断される。そして、モータ１３および光学式膜厚計１４の駆動が停止されて下層保護膜４２ａの成膜が終了する（工程７００）。
【００４１】
次に、ターゲット２の材料をＳｉＯ2 に交換して上記工程およびステップを実行し、上記成膜された下層保護膜４２ａの上に下層保護膜４２ｂを膜厚１１０ｎｍで積層形成する。以後、上記同様の工程およびステップを実行し、ＴｉＯ2 により下層保護膜４２ｃを膜厚２６０ｎｍで、ＺｎＳ−ＳｉＯ2 により下層保護膜４２ｄを膜厚２５０ｎｍで、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅにより記録膜４３を膜厚５０ｎｍで、ＺｎＳ−ＳｉＯ2 により上層保護膜４４を膜厚２００ｎｍで、Ａｕにより反射膜４５を膜厚１００ｎｍで順次下層保護膜４２ｂの上に積層形成する（工程８００）。
【００４２】
次に、上記積層形成されたものを反射膜４５側を上に基板４をターゲット２の方に向けて基板ホルダー３に取付ける。そして、ターゲット２の材料としてＴｉＯ2 を用い、上記同様の工程およびステップを実行して基板１の表面に反射防止膜４６ａを膜厚２０ｎｍで形成し、続いてＭｇＦ2 により、反射防止膜４６ａの上に反射防止膜４６ｂを膜厚１８０ｎｍで積層形成する。
【００４３】
そして、チャンバー１内を大気圧にして基板ホルダー３から上記形成されたものを取り外す（工程９００）。そして、紫外線硬化樹脂をスピンコートするとともに、紫外線照射により硬化させ（工程１０００）、光情報記録媒体４０が完成する。
上述のように、本第１実施例の製造装置によれば、モニター基板５に照射されたレーザ光の反射率を演算することにより、モニター基板５上に形成された膜の膜厚を演算することができる。つまり、モニター基板５上に形成される膜の膜厚と、その膜の反射率とは直接的に影響し合う関係にあるため、その反射率を求めることにより、正確な膜厚を求めることができる。
【００４４】
したがって、本第１実施例の製造装置を用いれば、精度良く膜厚を制御することができるため、目標とする反射率（光吸収率）などの特性を有する光情報記録媒体を精度良く製造することができる。
なお、上記ミラー８に代えてプリズムを用いてもよいし、ハーフミラー、ビームスプリッタ、１／４波長板、偏光ビームスプリッタなどを組み合わせたものを用いてもよい。
【００４５】
次に、本発明の第２実施例を図６および図７に基づいて説明する。
本実施例の製造装置は、モニター基板５を透過した光の透過率を測定し、その透過率に基づいて膜厚を測定することを特徴とする。
図６に示すように、基板ホルダー３のモニター基板５が取付けられた部分は、円筒形状の空洞になっており、投光器７から出射されてモニター基板５を透過した光が通過できるようになっている。その通過した光の進行方向であって、チャンバー１の上部には、検出窓１５が設けられている。検出窓１５には、フィルター９を介して受光器１０が設けられており、受光器１０の出力側は膜厚コントローラ１２に接続されている。また、ロータリエンコーダを備えたモータ１３も膜厚コントローラ１２に接続されている。
【００４６】
次に、上記構成の製造装置を用いて、上記光情報記録媒体４０を製造する方法を説明する。
基板ホルダー３が回転してモニター基板５が、窓１７の鉛直方向に位置するタイミングは、上記第１実施例の製造装置と同じように、モータ１３に備えられたロータリエンコーダから出力される信号が膜厚コントローラ１２に備えられたコンピュータに入力されて検出される（図２のＳ１）。なお、スパッタリングを開始するまでのチャンバー１内の準備は上記第１実施例と同じであるため説明は省略する。
【００４７】
投光器７から出射されたレーザ光は、窓１７を透過してモニター基板５の表面に照射され、モニター基板５を透過する。モニター基板５を透過した光は、検出窓１５を透過してフィルター９により余分な光が濾過され、受光器１０へ入射される。その受光器１０に入射された光は、受光器１０により電気信号に変換され、膜厚コントローラ１２に入力される。そして、膜厚コントローラ１２のコンピュータにより、上記電気信号の大きさに基づいて透過率が演算される。
【００４８】
膜厚と透過率との関係は、図７に示すように、最小の透過率を示すときの膜厚は（２ｎ−１）λ／４となり（ｎ：整数、λ：モニター基板５に照射された光の波長）、最大の透過率（反射率０）を示すときの膜厚はｎλ／２となる関係である。それらの関係は、膜厚コントローラ１２のコンピュータにマップとして記憶されており、そのマップから上記コンピュータにより演算された透過率に対応する膜厚のデータが抽出される。
【００４９】
続いて、その抽出された膜厚のデータが、指定膜厚として記憶されている膜厚と比較され、指定膜厚に達したと判断されるまで、上記膜厚のデータの抽出と比較とが実行される。そして、指定膜厚に達した時点で成膜が終了する。
以後、上記第１実施例の製造方法と同様に、各膜４２〜４６の成膜が行われ、光情報記録媒体４０が完成される。
【００５０】
上述のように、本第２実施例の製造装置によれば、精度良く膜厚を制御することができるため、目標とする反射率（光吸収率）などの特性を有する光情報記録媒体を製造することができる。
次に、本発明の第３実施例を図８に基づいて説明する。
本第３実施例の製造装置は、スパッタリングにより飛んだイオンが検出窓１５に付着して検出精度が低下することを防止できることを特徴とする。
【００５１】
図８は上記製造装置の主要構成を示す説明図である。図８に示すように、上記第１実施例で示した製造装置（図１参照）における検出窓１５をチャンバー１の底部の下方に下げた構造となっている。検出窓１５とチャンバー１の底部との間は、円筒形状の部材で形成された光通路Ａが設けられている。その光通路Ａの外側には、一対の電極１８、１８が相対向して設けられており、両電極１８は、それぞれ電源１９に接続されている。
【００５２】
そして、上記両電極１８に負（−）の電圧を印加して、光通路Ａ内に負（−）の電界を作る。これにより、スパッタリングして基板４の表面に到達しなかったターゲット材料の正（＋）イオンであって、検出窓１５の上に落下しようとするイオンは、光通路Ａ内の負（−）の電界によって引き寄せられて光通路Ａの内壁に付着する。
【００５３】
したがって、ターゲット材料のイオンが検出窓１５の表面に付着して、光学式膜厚計２０による膜厚測定の精度が低下するのを防止することができる。
なお、上記各実施例に記載の製造装置は、スパッタリング法を用いて成膜するものであるが、蒸着法を用いて製造することもできる。
上記蒸着法を用いる場合は、基板ホルダー３の中心にモニター基板５が取付けられ、上記光学式膜厚計１４（２０）は、検出窓１５がモニター基板５の真下に位置するように設けられる。また、蒸着源は、上記検出窓１５の近傍に設けられる。そして、上記第１実施例または第３実施例と同様に、モニター基板５に光を照射し、その反射光の光パワーを検出することにより行われる。
【００５４】
上述のように、蒸着法を用いた製造装置の場合は、蒸着源が基板ホルダー３の中心のほぼ真下に位置するため、蒸着源から基板４および基板ホルダー５までの距離がほぼ同じとなる。
したがって、モニター基板５の膜厚と基板４の膜厚との誤差を上記スパッタリング法を用いた製造装置よりも小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明第１実施例の製造装置の構成図である。
【図２】膜厚コントローラ１２に備えられたコンピュータの処理を示すフローチャートである。
【図３】光情報記録媒体の製造方法を示す工程図である。
【図４】膜厚と反射率との関係を示すグラフである。
【図５】光情報記録媒体の一部断面構造を示す模式図である。
【図６】本発明第２実施例の製造装置の構成図である。
【図７】膜厚と透過率との関係を示すグラフである。
【図８】本発明第３実施例の製造装置の構成図である。
【符号の説明】
１・・チャンバー、２・・ターゲット、３・・基板ホルダー、４・・基板、
５・・モニター基板、６・・排気口、７・・投光器、８・・ミラー、
９・・フィルター、１０・・受光器、１１・・ガス供給口、
１２・・膜厚コントローラ、１３・・モータ、１４、２０・・光学式膜厚計、
１５・・検出窓、１６・・電源、１７・・窓、１８・・電極、１９・・電源。
Claims (9)
- 光情報記録媒体を構成する基板を、真空チャンバー内に配置された基板取付手段の一の面に取付けて回転させ、前記基板上に形成される膜の材料の粒子をスパッタリング法または真空蒸着法を用いて前記基板上に堆積させることにより、前記基板上に膜を形成する光情報記録媒体の製造装置であって、
前記基板取付手段の一の面に取付けられるモニター基板と、
前記真空チャンバーに設けられた検出窓と、
前記真空チャンバーの外部に設けられ、前記検出窓を透過して前記モニター基板に光を照射する光照射手段と、
前記真空チャンバーの外部に設けられ、該チャンバーに設けられた検出窓を透過して前記前記光照射手段から前記モニター基板に照射され、前記モニター基板にて変化された光を前記検出窓を透過して検出する光検出手段と、
前記光検出手段により検出された光に基づいて、前記基板上に形成された膜の膜厚を演算するとともに、この演算された膜厚に基づいて前記材料の粒子の前記基板およびモニター基板の上への堆積量を調整する堆積量調整手段と、
前記検出窓の前方に形成された光通路と、
前記光通路の外側に相対向して設けられ、かつ前記真空チャンバーの外部に配置された一対の電極と、
前記一対の電極に接続された電源と、
を備えたことを特徴とする光情報記録媒体の製造装置。 - 真空チャンバー内に配置されており、光情報記録媒体を構成する膜が上に形成される基板と、
前記基板を一の面に取付ける基板取付手段と、
前記基板取付手段の一の面に取付けられ、前記膜が上に形成されるモニター基板と、
前記基板取付手段を回転させる回転手段と、
前記膜の材料源と、
前記材料源の粒子をスパッタリング法または真空蒸着法を用いて前記基板およびモニター基板の上に堆積させて前記膜を形成する成膜手段と、
前記真空チャンバーに設けられた検出窓と、
前記真空チャンバーの外部に設けられ、前記モニター基板上に光を照射する光照射手段と、
前記真空チャンバーの外部に設けられ、前記検出窓を透過して前記光照射手段から前記モニター基板に照射され、前記モニター基板にて変化された光を検出する光検出手段と、
前記光検出手段により検出された光に基づいて、前記基板上に形成された膜の膜厚を演算するとともに、前記演算された膜厚に基づいて前記成膜手段による前記材料源の粒子の前記基板およびモニター基板の上への堆積量を調整する堆積量調整手段と、
前記検出窓の前方に形成された光通路と、
前記光通路の外側に相対向して設けられ、かつ前記真空チャンバーの外部に配置された一対の電極と、
前記一対の電極に接続された電源と、
を備えたことを特徴とする光情報記録媒体の製造装置。 - 前記成膜手段は、前記材料源をスパッタリングすることにより前記材料源の粒子を前記基板およびモニター基板の上に堆積して成膜するものであることを特徴とする請求項２に記載の光情報記録媒体の製造装置。
- 前記成膜手段は、前記材料源の粒子を前記基板およびモニター基板の上に真空蒸着させて成膜するものであることを特徴とする請求項２に記載の光情報記録媒体の製造装置。
- 前記回転手段により、前記基板取付手段が回転されたときに、前記光照射手段から照射された光が前記モニター基板に照射されるタイミングを検出するタイミング検出手段が備えられており、
前記堆積量調整手段は、前記タイミング検出手段により検出されたタイミングに応じて前記演算および堆積量の調整を行うものであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の光情報記録媒体の製造装置。 - 前記光検出手段は、前記光照射手段から前記モニター基板へ照射されて前記モニター基板にて反射された反射光を検出するものであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の光情報記録媒体の製造装置。
- 前記堆積量調整手段は、前記光検出手段により検出された反射光に基づいて前記光照射手段から照射された光の前記モニター基板に対するエネルギー反射率を演算するとともに、そのエネルギー反射率に基づいて前記基板上に形成された膜の膜厚を演算し、前記演算された膜厚が所定の膜厚になったときに前記材料源の粒子の前記基板およびモニター基板の上への堆積量を調整するものであることを特徴とする請求項６に記載の光情報記録媒体の製造装置。
- 前記堆積量調整手段は、前記演算された膜厚が、所定の膜厚に達したことを判定する判定手段を備えており、
前記判定手段による判定結果が、前記演算された膜厚が前記所定の膜厚に達したという判定結果である場合に、前記材料源の粒子の前記基板およびモニター基板の上への堆積を停止するものであることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の光情報記録媒体の製造装置。 - 前記光通路は、前記検出窓と該真空チャンバーの前記底部との間に設けられた円筒状の部材で形成されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の光情報記録媒体の製造装置。
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