JP5287028B2 - 光記録媒体の半透明反射膜形成用Ａｇ合金スパッタリングターゲット - Google Patents

Description

この発明は、半導体レーザーなどのレーザービームを用いて音声、映像、文字などの情報信号を再生あるいは記録・再生・消去を行う光記録ディスク（ＣＤ−ＲＷ，ＤＶＤ−ＲＷ，ＤＶＤ−ＲＡＭなど）などの光記録媒体の構成層である半透明反射膜をスパッタリング法により形成するためのＡｇ合金スパッタリングターゲットに関するものであり、さらにこのターゲットを用いて成膜した半透明反射膜に関するものである。

光記録媒体の反射膜として、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｅｕ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｒｕ、Ｎｉ、Ｗからなる群から選ばれた少なくとも１種の添加元素：０．００１〜０．１質量％を含有し、残部がＡｇからなる成分組成を有するスパッタリングターゲットおよびこのターゲットを用いてスパッタリングすることにより得られた光ディスク用反射膜が知られており、この反射膜は厚さ：３００ｎｍを有することから全反射膜である（特許文献１参照）。これらＣｒ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｅｕ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｒｕ、Ｎｉ、Ｗからなる群から選ばれた少なくとも１種の添加元素を含むＡｇ合金スパッタリングターゲットは、結晶粒が微細化されてスパッタリングレートが均一化し、このＡｇ合金ターゲットを用いてスパッタリングすることにより得られたＡｇ合金反射膜は耐熱性が向上して反射膜中の結晶粒の粗大化を抑えると同時に膜の結晶粒が微細化するとされている。

近年、記録膜を全反射膜および半透明反射膜の２層有する２層記録型の光記録媒体が提案されており（特許文献２参照）、この２層記録型の光記録媒体においては、入射光側に厚さ：１０〜２０ｎｍ程度の極めて薄い半透明反射膜が設けられており、かかる半透明反射膜は入射光側の記録層に対する反射膜としての機能の他に光を透過して第二の記録層に記録または再生させる機能を有している。この２層記録型の光記録媒体に形成する半透明反射膜として厚さ：１０〜２０ｎｍ程度の極めて薄い純Ａｇ膜またはＡｇ合金膜が使用されており、この純Ａｇ膜またはＡｇ合金膜純Ａｇ膜またはＡｇ合金はほぼ同じ成分組成を有する純ＡｇまたはＡｇ合金からなる成分組成を有するターゲットを用いてスパッタリングすることにより成膜される。純Ａｇ膜またはＡｇ合金膜は加熱された記録膜の熱を速やかに逃がす作用を有するとともに４００〜８００ｎｍの幅広い波長域でのレーザー光に対する低い吸収率を有するところから半透明反射膜として広く使用されている。
特開２００２−３１９１８５号公報 特開２００２−１５４６４号公報

前述のように、半透明反射膜は純ＡｇまたはＡｇ合金からなる成分組成を有するターゲットを用いてスパッタリングすることにより成膜されることから、特許文献１記載のＣｒ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｅｕ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｒｕ、Ｎｉ、Ｗからなる群から選ばれた少なくとも１種の添加元素を含むＡｇ合金からなるターゲットを用いてスパッタリングすることにより半透明反射膜を成膜することは可能ではあるが、前記従来のＡｇ合金からなるターゲットを用いてスパッタリングすることにより得られた厚さ：１０〜２０ｎｍ程度の極めて薄い半透明反射膜は、基板面内の光の吸収率が場所によって大きな差が生じ、光の吸収率分布が不均一となるので品質にバラツキが生じるという問題点があった。

そこで本発明者らは、基板表面に形成された半透明反射膜の面内の光の吸収率分布が均一なＡｇ合金半透明反射膜を得るべく研究を行なった。
その結果、Ａｇ合金ターゲットに含まれるＥｕを増すほどこのＡｇ合金ターゲットを用いてスパッタリングすることにより成膜したＡｇ合金半透明反射膜は基板面内の光の吸収率の分布が均一となり、Ｅｕを０．２質量％以上含有することが好ましいが、Ｅｕが１．５質量％を越えて含有するＡｇ合金ターゲットを用いてスパッタリングすることにより得られる半透明反射膜は入射光の吸収率が大きくなりすぎるので好ましくないこと、さらに素地中に分散するＡｇ−Ｅｕ化合物の平均粒径が２０μｍ以下の微細な平均粒径に調整した組織を有するＡｇ合金ターゲットを用いてスパッタリングすることにより得られたＡｇ合金半透明反射膜は基板面内の光の吸収率の分布が均一となる、という研究結果が得られたのである。

この発明は、かかる研究結果に基づいて成されたものであって、
（１）Ｅｕ：０．２〜１．５質量％を含有し、残部がＡｇおよび不可避不純物からなる組成並びに素地中に平均粒径：２０μｍ以下の微細なＡｇ−Ｅｕ化合物粒が分散している組織を有する銀合金からなる光記録媒体の半透明反射膜形成用Ａｇ合金スパッタリングターゲット、に特徴を有するものである。

この発明の半透明反射膜形成用Ａｇ合金スパッタリングターゲットは、原料として純度：９９.９９質量％以上の高純度Ａｇ、純度：９９．９質量％以上の高純度Ｅｕを用意し、まず、高純度Ａｇを高真空もしくは不活性ガス雰囲気中で溶解して得られた高純度Ａｇ溶湯を作製し、これらのＡｇ溶湯にＥｕを所定の含有量となるように添加し、このようにして得られたＥｕ含有Ａｇ合金溶湯をブック型鋳型に鋳造して急冷することによりインゴットを作製し、これらインゴットを冷間加工したのち熱処理を施し、その後機械加工することによりＡｇ合金スパッタリングターゲットを製造することができる。

このようにして作製したこの発明の半透明反射膜形成用Ａｇ合金スパッタリングターゲットを用いてスパッタリングすることにより得られる半透明反射膜は、Ｅｕ：０．１超〜０．８質量％を含有し、残部がＡｇおよび不可避不純物からなる成分組成を有し、この銀合金からなる光記録媒体の半透明反射膜もこの発明に含まれる。したがって、この発明は、
（２）Ｅｕ：０．１超〜０．８質量％を含有し、残部がＡｇおよび不可避不純物からなる組成の銀合金からなる光記録媒体の半透明反射膜、に特徴を有するものである。

次に、この発明の光記録媒体の半透明反射膜形成用Ａｇ合金スパッタリングターゲットにおける成分組成を前記の如く限定した理由を説明する。
Ｅｕ：
ターゲットに含まれるＥｕはＡｇに固溶してターゲットの結晶粒を微細化し、このターゲットを用いてスパッタリングすることにより吸収率が均一で経時変化が少なく、耐凝集性および耐食性を高める作用を有するが、Ｅｕを０．２質量％未満含んでも耐凝集性を高めることができないため半透明反射膜の凝集に由来する吸収率の増大傾向が現れ、さらに成膜される半透明反射膜全面に渡って吸収率が均一な半透明反射膜を得ることができないので好ましくなく、一方、１．５質量％を越えてＥｕを含有すると半透明反射膜に含まれるＥｕの量が０．８質量％を越えて含有するようになり、半透明反射膜の吸収率が大きくなりすぎて、半透明反射膜形成用スパッタリングターゲットとしては好ましくない。したがって、この発明の半透明反射膜用Ａｇ合金スパッタリングターゲットに含まれるＥｕの含有量を０．２〜１．５質量％に定めた。

Ａｇ−Ｅｕ化合物の平均粒径：
この発明の半透明反射膜用Ａｇ合金スパッタリングターゲットの素地中に析出するＡｇ−Ｅｕ化合物の平均粒径は２０μｍを越えるとパーティクルが発生しやすくなるとともに半透明反射膜全面に渡って吸収率が均一な半透明反射膜を得ることができなくなるので好ましくない。したがって、この発明の半透明反射膜用Ａｇ合金スパッタリングターゲットの素地中に析出するＡｇ−Ｅｕ化合物の平均粒径は、２０μｍ以下に定めた。

この発明の半透明反射膜用Ａｇ合金スパッタリングターゲットを用いて成膜した半透明反射膜は、従来のＡｇ合金スパッタリングターゲットを用いて成膜した半透明反射膜に比べて光吸収率が全面に渡って均一な光記録媒体の半透明反射膜を得ることができ、製品にばらつきのない光記録媒体を製造することができ、メディア産業の発展に大いに貢献し得るものである。

実施例
原料として純度:９９．９９質量％以上のＡｇおよび純度:９９．９質量％以上のＥｕを用意した。

まず、Ａｇを高周波真空溶解炉で溶解してＡｇ溶湯を作製し、このＡｇ溶湯にＥｕを添加して溶解してＡｇ合金溶湯を作製し、このＡｇ合金溶湯を縦：１００ｍｍ、横：３５ｍｍ、深さ：２００ｍｍの寸法を有するキャビティを有するブック型鋳型に鋳造して薄型のＡｇ合金インゴットを作製し、得られたＡｇ合金インゴットを圧延方向を９０°ずつずらしながら圧延するいわゆるクロス圧延により板厚が７〜８ｍｍの範囲内になるまで冷間圧延したのち、大気中で６００℃、２時間保持の熱処理を施し、次いで機械加工することにより直径：２００ｍｍ、厚さ：６ｍｍの寸法を有し、表１に示される成分組成を有し、Ａｇ−Ｅｕ化合物の平均粒径が表１に示される値を有する本発明ターゲット１〜８を作製した。

比較例
Ｅｕ成分組成が１．５質量％を越える比較例として、Ｅｕ：１．６質量％を含み、Ａｇ−Ｅｕ化合物の平均粒径が表１に示される値を有する比較ターゲット１を実施例と同じ方法により作製した。
さらに、Ａｇ−Ｅｕ化合物の平均粒径が２０μｍを越える比較例として、Ａｇを高周波真空溶解炉で溶解してＡｇ溶湯を作製し、このＡｇ溶湯にＥｕを添加して溶解してＡｇ合金溶湯を作製し、このＡｇ合金溶湯を鋳造して直径：２００ｍｍを有するビレットを作製し、このビレットを切断し、機械加工することにより直径：２００ｍｍ、厚さ：６ｍｍの寸法を有し、表１に示される成分組成を有し、Ａｇ−Ｅｕ化合物の平均粒径が表１に示される値を有する比較ターゲット２を作製した。

従来例
Ａｇを高周波真空溶解炉で溶解してＡｇ溶湯を作製し、このＡｇ溶湯にＥｕを添加して溶解してＡｇ合金溶湯を作製し、このＡｇ合金溶湯を鋳造して直径：２００ｍｍを有するビレットを作製し、このビレットを切断し、機械加工することにより直径：２００ｍｍ、厚さ：６ｍｍの寸法を有し、表１に示される成分組成を有し、Ａｇ−Ｅｕ化合物の平均粒径が表１に示される値を有する従来ターゲット１を作製した。

これら本発明ターゲット１〜８、比較ターゲット１〜２および従来ターゲット１をスパッタリング装置にセットし、基板として直径：１２０ｍｍ、厚さ：０．６ｍｍの表面がフラットなポリカーボネート基板を使用し、
スパッタガス圧：１．０Ｐａ（Ａｒガス）
電源：５００Ｗの直流電源、
の条件でスパッタリングを行い、膜厚：１０ｎｍ、膜厚：１５ｎｍ、膜厚：２０ｎｍの３種類の膜厚を有する本発明半透明反射膜１〜８、比較半透明反射膜１〜２および従来半透明反射膜１を作製し、これら半透明反射膜についてそれぞれ基板の中心から半径：２５ｍｍ、３５ｍｍ、４５ｍｍ、５５ｍｍにおける波長：４０５ｎｍおよび６５０ｎｍでの半透明反射膜側からの反射率および透過率を分光光度計にて測定し、「１００−（反射率＋透過率）」を吸収率と定義して求め、その結果を表２〜４に示した。

表１〜４に示される結果から、本発明ターゲット１〜８を用いてスパッタリングを行うことにより得られた半透明反射膜は、従来ターゲット１を用いてスパッタリングを行うことにより得られた半透明反射膜に比べて場所による吸収率の差が小さいことから全体が均質な半透明反射膜を提供できることがわかる。しかし、この発明の範囲から外れてＥｕを含む比較ターゲット１を用いて作製した半透明反射膜は吸収率が増大するので好ましくなく、Ａｇ−Ｅｕ化合物の平均粒径がこの発明の範囲から外れる比較ターゲット２を用いて作製した半透明反射膜は場所による吸収率の差が大きく品質に差が生じるので好ましくないことが分かる。

Claims (2)

1. Ｅｕ：０．２〜１．５質量％を含有し、残部がＡｇおよび不可避不純物からなる組成並びに素地中に平均粒径：２０μｍ以下の微細なＡｇ−Ｅｕ化合物粒が分散している組織を有する銀合金からなることを特徴とする光記録媒体の半透明反射膜形成用Ａｇ合金スパッタリングターゲット。
2. Ｅｕ：０．１超〜０．８質量％を含有し、残部がＡｇおよび不可避不純物からなる組成の銀合金からなることを特徴とする光記録媒体の半透明反射膜。