JPH10340487A - 光記録媒体の製造方法 - Google Patents

光記録媒体の製造方法

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JPH10340487A
JPH10340487A JP14803397A JP14803397A JPH10340487A JP H10340487 A JPH10340487 A JP H10340487A JP 14803397 A JP14803397 A JP 14803397A JP 14803397 A JP14803397 A JP 14803397A JP H10340487 A JPH10340487 A JP H10340487A
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JP
Japan
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sputtering
optical recording
chambers
film thickness
recording medium
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JP14803397A
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English (en)
Inventor
Yoshiyuki Kiriyama
義幸 桐山
Fumio Akiyama
文男 秋山
Toshiharu Nakanishi
俊晴 中西
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Toray Industries Inc
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Toray Industries Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】膜厚を容易に制御し、かつ、スパッタリング条
件変更に伴う廃棄光記録媒体を減少できる光記録媒体の
製造方法を提供する。 【解決手段】複数のチャンバを有するスパッタリング装
置を用いて、同一層の薄膜を2つ以上のチャンバで連続
して成膜する光記録媒体の製造方法であって、該2つ以
上のチャンバのうち1つのチャンバを用いて膜厚を制御
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光記録媒体の製造
方法に関し、特に相変化型光記録媒体に好適な層構成を
有する光記録媒体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】光記録媒体は、成形された基板上に光学
的に記録再生可能な情報記録部を設け、文書やデータ等
のファイル用ディスクとして用いられている。光記録媒
体を高速で回転させながら、1μm程度に絞り込んだレ
ーザー光を照射し、焦点調整および位置検出を行いなが
ら、記録層からデータを読出し、または記録層にデータ
を記録する。
【0003】以下に相変化型光記録媒体の具体的な記録
再生方法の例を示す。記録時には結晶状態の記録層に集
光したレーザーパルスを短時間照射し、記録層を部分的
に溶融する。溶融した部分は熱拡散により急冷され、固
化し、非晶状態の記録マークが形成される。この記録マ
ークの反射率が、例えば結晶状態よりも低く設定してお
くとその反射率差を利用して光学的に情報が再生でき
る。さらに、消去時には記録マーク部分にレーザー光を
照射し、記録層の融点以下、結晶化温度以上の温度に加
熱することによって非晶状態の記録マークを結晶化し、
もとの未記録状態に戻す。
【0004】この記録層材料としては、テルルなどを主
成分とするGe2Sb2Te5 などの合金(N.Yamada et
al, Proc. Int. Symp. on Optical Memory 1987 p61-6
6)が知られている。これらTe合金を記録層とした光
記録媒体では、結晶化速度が速く、照射パワーを変調す
るだけで、円形の1ビームによる高速のオーバーライト
が可能である。これらの記録層を使用した光記録媒体で
は、通常、記録層の両面に耐熱性と透光性を有する誘電
体層を設け、記録時に記録層に変形、開孔が発生するこ
とを防いでいる。
【0005】このような光記録媒体の製造は、一般に射
出成形された基板上にスパッタリング等の方法で記録
層、保護層等を形成することによって行われる。その
後、有機樹脂保護層をスピンコート等により塗布するこ
とにより光記録媒体が製造される。
【0006】この光記録媒体の薄膜形成工程であるスパ
ッタリングにおいては、自公転トレー搬送方式や枚葉式
といった装置が用いられている。このスパッタリング装
置を用いて光記録媒体を成膜する時は、特に膜厚の厚い
層の成膜において、1チャンバでの成膜時間を均一化し
生産性を向上させるため、同一層を2チャンバあるいは
3チャンバ以上といった複数チャンバにて連続してスパ
ッタリングすることにより、所望の膜厚の同一層薄膜を
形成することが行われることがある。
【0007】一方、上記スパッタリング装置を用いて光
記録媒体を製造する場合には、スパッタリングターゲッ
トの消費等により成膜速度が経時的に変化する恐れがあ
り、結果的に得られた薄膜の膜厚が所望の膜厚にならな
いといった問題が生ずる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】このような膜厚の変動
に対処するためには、薄膜の膜厚が管理値から外れた場
合、所定管理値内になるようにスパッタリング条件を変
更する必要がある。複数チャンバで、同一層の薄膜を成
膜する場合には、通常すべてのチャンバにおけるスパッ
タリング条件を一括して変更する。ここでいうスパッタ
リング条件とは、カソードへの投入電力、スパッタリン
グ時間、アルゴンガスなどのスパッタリングガス流量お
よびスパッタリング圧力である。
【0009】しかしながら、上記方法では膜厚が、所定
管理値内になるようにスパッタリング条件を変更するこ
とが容易ではなく、また、条件変更を実施した時、チャ
ンバ内に既に存在する光記録媒体は所定管理値内の膜厚
とはならず、廃棄しなければならないという問題があっ
た。
【0010】本発明は、かかる問題点を改良し、複数の
チャンバを有するスパッタリング装置を用いて、同一層
の薄膜を2つ以上のチャンバで連続して成膜することに
より所望の膜厚を得る光記録媒体の製造方法において、
膜厚を容易に制御し、かつ、スパッタリング条件変更に
伴う廃棄光記録媒体を減少できる製造方法を提供するこ
とを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、複数の
チャンバを有するスパッタリング装置を用いて、同一機
能層の薄膜を2つ以上のチャンバで連続して成膜する光
記録媒体の製造方法であって、該2つ以上のチャンバの
うち1つのチャンバを用いて膜厚を制御することを特徴
とする光記録媒体の製造方法によって達成される。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明に係る光記録媒体は、基板
上に少なくとも記録層と保護層を有するものである。好
ましくは、複数の積層構造に構成されており、例えば基
板上に第1層(第1保護層)/第2層(記録層)/第3
層(第2保護層)/第4層(反射層)をこの順に設けた
積層構成、または第1層(第1保護層)/第2層(記録
層)/第3層(第2保護層)/第4層(光吸収層)/第
5層(反射層)などが挙げられる。
【0013】第1および第2保護層の効果は、記録層の
腐食防止、記録時に基板、記録層などの熱による変形で
生じる記録特性の劣化防止、光学的な干渉効果により再
生時の信号コントラストを改善する効果がある。この場
合の第1保護層の厚さは、通常50nm〜400nmと
される。第2保護層の厚さは10nm〜100nmであ
ることが、書換の繰返しによる記録特性の劣化が少な
く、また消去パワーのパワー・マージンが広い点で優れ
ているので好ましい。
【0014】このような保護層としては、ZnS、Si
2 、Ta25、ITO、ZrC、TiC、MgF2
どの無機膜やそれらの混合膜が使用できる。特にZnS
とSiO2 およびZnSとMgF2 の混合膜は長期保存
信頼性に優れており、さらに記録消去時の劣化を抑制す
るので好ましい。また、これらに炭素や、MgF2 など
のフッ化物を混合したものも、膜の残留応力が小さいこ
とから好ましい。特にZnSとSiO2 の混合膜あるい
は、ZnSとSiO2 と炭素の混合膜は、記録、消去の
繰り返しによっても、記録感度、C/N、消去率などの
劣化が起きにくいことから好ましく特にZnSとSiO
2 と炭素の混合膜が好ましい。
【0015】記録層としては、構成元素として少なくと
もGe、Sb、Teの3元素を含む合金を用いることが
高速でオーバーライトが可能である点から好ましい。さ
らに、その組成は次式で表される範囲にあることが熱安
定性と繰返し安定性に優れている点から好ましい。
【0016】 Mz(Sbx Te1-x1-y-z (Ge0.5 Te0.5y 0.35≦x≦0.5 0.2≦y≦0.5 0.0005≦z≦0.01 ここで、Mはパラジウム,ニオブ、白金、銀、金、コバ
ルトから選ばれる少なくとも一種の金属、Sbはアンチ
モン、Teはテルル、Geはゲルマニウムを表す。ま
た、x,y,z、および数字は、各元素の原子の数(各
元素のモル数)を表す。特に、パラジウム,ニオブにつ
いては少なくとも一種を含むことが好ましい。
【0017】第2保護層または光吸収層の上に形成され
た光反射層には、光学的な干渉効果により、再生時の信
号コントラストを改善すると共に、冷却効果により、非
晶状態の記録マークの形成を容易にし、かつ消去特性、
繰り返し特性を改善する効果が期待される。この記録層
膜厚としては、10〜100nmであることが好まし
い。
【0018】反射層の材質としては、光反射性を有する
Al、Auなどの金属、およびこれらを主成分とし、T
i、Cr、Hfなどの添加元素を含む合金およびAl、
Auなどの金属にAl、Siなどの金属窒化物、金属酸
化物、金属カルコゲン化物などの金属化合物を混合した
ものなどがあげられる。Al、Auなどの金属、および
これらを主成分とする合金は、光反射性が高く、かつ熱
伝導率を高くできることから好ましい。前述の合金の例
として、AlにSi、Mg、Cu、Pd、Ti、Cr、
Hf、Ta、Nb、Mnなどの少なくとも1種の元素を
合計で5原子%以下、1原子%以上加えたもの、あるい
は、AuにCr、Ag、Cu、Pd、Pt、Niなどの
少なくとも1種の元素を合計で20原子%以下1原子%
以上加えたものなどがある。特に、材料の価格が安くで
きることから、Alを主成分とする合金が好ましく、と
りわけ、耐腐食性が良好なことから、AlにTi、C
r、Ta、Hf、Zr、Mn、Pdから選ばれる少なく
とも1種以上の金属を合計で5原子%以下0.5原子%
以上添加した合金が好ましい。とりわけ、耐腐食性が良
好でかつヒロックなどの発生が起こりにくいことから、
添加元素を合計で0.5原子%以上3原子%未満含む、
Al−Hf−Pd合金、Al−Hf合金、Al−Ti合
金、Al−Ti−Hf合金、Al−Cr合金、Al−T
a合金、Al−Ti−Cr合金、Al−Si−Mn合金
のいずれかのAlを主成分とする合金が反射層材料とし
て好ましい。
【0019】記録媒体用の基板としては、基板側から記
録再生を行うためにはレーザー光が良好に透過する材料
を用いることが好ましく、たとえばポリメチルメタクリ
レート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン樹
脂、エポキシ樹脂などの有機高分子樹脂、それらの混合
物、共重合体物などを用いることができる。中でも、ポ
リカーボネート樹脂を光学特性と耐熱性の観点から最も
好まく用いることができる。
【0020】この熱可塑性樹脂を用いて、例えば射出成
形や射出圧縮成形によって円板状の基板を作製する。こ
の基板成型時、金型内に所定のグルーブやピット雄型が
表面に形成されたスタンパを装着し、スタンパからの転
写により表面に所望のトラックが形成された基板を成形
する。
【0021】基板の大きさは光記録媒体ドライブ装置か
らの要求規格に合わせる必要がある。例えば、直径とし
ては80mm、90mm、120mmまたは130mm
の基板が規定されている。厚みとしては1.2mmおよ
び0.6mmともに用いることができる。
【0022】このような基板上に少なくとも前述の層が
必要に応じ適正な厚みで積層される。この層の上には有
機樹脂保護層を設けても良い。有機樹脂保護層として
は、重合性モノマーおよびオリゴマーを主成分とする光
硬化性樹脂組成物や、熱硬化性樹脂組成物が用いられ、
一般にスピンコート法によって形成される。また、同様
な有機樹脂組成物からなる保護層を光の入射面側の基板
上に、耐摩耗性、耐刷性向上などの基板保護の目的や、
ホコリ付着防止のための制電性付与の目的で設けてもよ
い。
【0023】本発明において、膜厚の変動を管理する方
法としては、種々の方法を用いて行うことができる。例
えば、スパッタ後の光記録媒体の色彩を測定して第1層
膜厚を制御する方法、光記録媒体の分光反射率を測定
し、該分光反射率または、色相、彩度、明度からなる三
刺激値に基づいて膜厚を制御する方法、エリプソメータ
ーを用いて膜厚を求め制御する方法などを用いることが
できる。これらの膜厚は、成膜された光記録媒体全てに
ついて測定することがより厳密にコントロールできる点
で好ましいが、サンプリングした光記録媒体について測
定する方法もレート変動が小さい場合には好ましく用い
ることができる。
【0024】本発明は、複数のチャンバを有するスパッ
タリング装置を用いて、複数チャンバのうち、2チャン
バ以上で同一層の薄膜を連続してスパッタリングにより
成膜する場合に用いられる。ここでいう同一層とは、同
一の機能を持っている層を2つ以上のチャンバで連続し
て成膜する場合をいうのであり、必ずしも組成が同一で
ある必要はない。すなわち、本発明の効果を損なわない
範囲において、記録層、保護層、反射層等の各機能を持
った層の中で、組成に変化があってもよい。スパッタリ
ング装置としては、自公転式、トレー搬送方式、枚葉式
等が知られており、これらどの装置でも利用することが
できる。
【0025】以下に、枚葉式スパッタリング装置を用い
て、本発明の概要を説明する。図1に、枚葉式スパッタ
リング装置の概略的な平面図を示す。基板着脱ハンドラ
8にて取り付けられた基板10は基板移載アーム9によ
りチャンバ1に運ばれる。ここでスパッタリングされ、
基板10はその隣に位置するチャンバ2に運ばれる。こ
こでまたスパッタリングされる。これらを繰り返して基
板に薄膜を形成する。
【0026】枚葉式スパッタリング装置において、膜厚
が所定管理値から外れた場合には、一般に全てのチャン
バにおけるスパッタリング条件を変更する方法が用いら
れる。このように、全てのチャンバのスパッタリング条
件を変更する場合には既にチャンバ内に存在する光記録
媒体は、所定管理値内の膜厚とはなっていないため、廃
棄する必要が生ずる。また、廃棄を避けるためには、こ
れらの光記録媒体が所定膜厚になるようにしつつ、新た
に投入される光記録媒体も所定管理値内の膜厚になるよ
うに、膜厚コントロールする必要が生じ、膜厚制御法が
煩雑となり、生産には適さない。
【0027】一方、本発明における方法では、膜厚の制
御は同一層薄膜を成膜するうちの1チャンバで行うため
に、このような煩雑な制御は必要なくなる。また、既に
チャンバ内に存在する光記録媒体も容易に膜厚を制御す
ることができ、光記録媒体を廃棄する必要が少なくな
る。
【0028】膜厚コントロールは、スパッタ時間または
スパッタパワーのどちらでも行うことができ、膜厚制御
のための1チャンバのレート(成膜速度)は、制御可能
な時間またはパワーの設定中心値とすることが好まし
い。このように設定することにより、どちらの方向への
変動にも対応できる。また、レートがターゲットの消費
とともに増加する場合には、膜厚コントロール用の1チ
ャンバの初期のレートを大きくとり、ターゲットの消費
とともにレートを下げることができるよう、他のチャン
バの初期のレートを低めに設定することが好ましい。
【0029】さらに、所望の膜厚となるよう膜厚を制御
することに用いるチャンバを、同一層の薄膜を連続して
成膜する2つ以上のチャンバのうち最終チャンバとする
ことにより、前記最終チャンバの前までの膜厚をモニタ
し、最終チャンバにフィードバックすることにより最終
チャンバのスパッタリング条件を随時変更し、得られる
光記録媒体の膜厚を一定化することが可能となる。
【0030】本発明は、種々の光記録媒体の製造に用い
ることができるが、特に相変化型光記録媒体の製造に好
ましく用いることができる。相変化型光記録媒体は一般
に記録層の発熱から基板を保護するために保護層の膜厚
が厚い。また、この誘電体層は高周波(RF)電源によ
り成膜されるため、直流(DC)電源と比較して、スパ
ッタのレートが遅いことが一般的である。従って、製造
時間短縮のため、複数のチャンバでこの薄膜を成膜する
必要性が非常に大きいからである。
【0031】
【実施例】ポリカーボネート樹脂からなる直径120m
mの透明基板上に、以下に示す構成の薄膜を、表1に示
す膜厚になるように、図1に示すような7チャンバの枚
葉式スパッタリング装置を用いて作製した。7チャンバ
のターゲットの配置は表2に示すとおりである。このデ
ィスクのスパッタリング面上にスピンコート法によって
アクリル酸エステル系紫外線硬化樹脂を8μm厚で形成
し、光記録媒体を得た。
【0032】 第1層 第1保護層: ZnS(80.0)−SiO2(20.0)(mol%) 第2層 記録層 : Te(55.0)−Ge(19.0)−Sb(26.0)(atm%) 第3層 第2保護層: ZnS(80.0)−SiO2(20.0)(mol%) 第4層 反射層 : Al
【表1】
【0033】
【表2】
【0034】実施例1 チャンバ1、2はスパッタリング条件を固定し、水晶発
振子モニタ計により各チャンバで成膜された膜厚を随時
測定し、最終的に所望の膜厚になるようにチャンバ3の
スパッタリング条件を随時制御した。
【0035】実施例2 成膜開始時に所望の膜厚になるようにスパッタリング条
件を決定し、その後スパッタリング条件は変更すること
なく光記録媒体を作製した。
【0036】光記録媒体を200枚成膜するごとに、チ
ャンバ1〜3での第1保護層の成膜膜厚を水晶発振子モ
ニタ計で測定し、各チャンバで成膜された膜厚の合計を
得られた光記録媒体の膜厚とした。光記録媒体の膜厚が
146nmを越えた時点で、チャンバ3のみスパッタリ
ング条件を変更して、所望の膜厚になるように制御し
た。
【0037】比較例1 成膜開始時からスパッタリング条件を変更することなく
成膜した。
【0038】図2にディスク数に対しての第1保護層の
膜厚をプロットした。第1層の膜厚を制御しない場合
(比較例1)には、ターゲットの消費とともに成膜速度
が変動するために当初の設定膜厚から次第にずれ、徐々
に膜厚が増加した。それに対し、第1層膜厚を成膜する
チャンバのうち、成膜速度の変動をチャンバ3のスパッ
タリング条件の変更としてフィードバックすることによ
り、いずれも膜厚の増加を制御でき、経時的な膜厚の変
動を最小限にする事ができた(実施例1、実施例2)。
また、光記録媒体を廃棄する必要もなかった。
【0039】
【発明の効果】複数のチャンバを有するスパッタリング
装置を用いて、複数チャンバにて連続して同一組成のタ
ーゲットをスパッタリングすることにより、所望の膜厚
の同一組成薄膜を得る光記録媒体の製造であって、前記
同一組成ターゲットをスパッタリングする複数チャンバ
のうちの1チャンバのみを用いて膜厚を制御することに
より、以下の効果を得ることができる。
【0040】1.スパッタリング条件の変更が容易にな
る。
【0041】2.スパッタリング条件変更に伴う廃棄基
板を減少できる。
【0042】3.スパッタリング膜厚を均一化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】枚葉式スパッタリング装置の概略的な平面図で
ある。
【図2】実施例1〜2、比較例1のスパッタリング枚数
と膜厚との関係図である。
【符号の説明】
1〜7:スパッタリングチャンバ 8:基板着脱ハンドラ 9:基板移載アーム 10:光記録基板 11:第1保護層ターゲット 12:記録層ターゲット 13:第2保護層ターゲット 14:反射層ターゲット

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数のチャンバを有するスパッタリング装
    置を用いて、同一層の薄膜を2つ以上のチャンバで連続
    して成膜する光記録媒体の製造方法であって、該2つ以
    上のチャンバのうち1つのチャンバを用いて膜厚を制御
    することを特徴とする光記録媒体の製造方法。
  2. 【請求項2】膜厚を制御することに用いるチャンバが、
    前記連続して成膜する2つ以上のチャンバのうちの最終
    チャンバであることを特徴とする請求項1に記載の光記
    録媒体の製造方法。
  3. 【請求項3】スパッタリング装置が枚葉式スパッタリン
    グ装置であることを特徴とする請求項1または請求項2
    に記載の光記録媒体の製造方法。
  4. 【請求項4】光記録媒体が相変化型光記録媒体であるこ
    とを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載
    の光記録媒体の製造方法。
JP14803397A 1997-06-05 1997-06-05 光記録媒体の製造方法 Pending JPH10340487A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010280987A (ja) * 2009-06-02 2010-12-16 Samsung Mobile Display Co Ltd 蒸着装置及びその制御方法

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