JPH1186350A - 光記録媒体の検査方法 - Google Patents

光記録媒体の検査方法

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JPH1186350A
JPH1186350A JP23823897A JP23823897A JPH1186350A JP H1186350 A JPH1186350 A JP H1186350A JP 23823897 A JP23823897 A JP 23823897A JP 23823897 A JP23823897 A JP 23823897A JP H1186350 A JPH1186350 A JP H1186350A
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JP
Japan
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recording medium
optical recording
layer
reflection spectrum
film thickness
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JP23823897A
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Koji Deguchi
浩司 出口
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 精度の良い膜厚評価が行え、かつ、2層より
上部の層の膜厚の制御も可能とし、さらには、各層の光
学特性も加味した評価方法を提供する。 【解決手段】 直径120mm,厚さ1.2mmのガラス基
板上に、第1誘電体層としてZnS,SiO2、記録層としてAg
-In-Sb-Teを積層し、第2誘電体層としてZnS,SiO2を、
反射放熱層としてAl合金を順次積層した光ディスクを用
いて実験した。図1に第1誘電体層の膜厚だけを19
0,210,220nmと変化させた場合のディスクの反
射スペクトルを示す。スペクトルは比較のために、最大
ピーク波長の反射率を1として規格化している。図1か
らも分かるように、膜厚と共に反射スペクトルが長波長
側にシフトする。膜厚に対する波長のシフト量は一定で
あり、これらのことから反射スペクトルで第1誘電体層
の膜厚が管理可能であることがわかる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光記録媒体の検査
方法、より詳細には、多層構成を有する光記録媒体、特
に、相変化形光ディスクの検査方法に関する。
【0002】
【従来の技術】光記録媒体の多くは、基板上に保護層,
記録層…というように多層構成を有するものが多い。こ
のような場合、ほとんどが光の干渉効果を利用してお
り、そのため、各層の膜厚の管理が非常に重要である。
膜厚の管理方法としては、所定の時間成膜し、その膜厚
を段差計などを用いて直接測る方法や、膜の反射率から
光学的に膜厚を求める方法などが用いられる。前者の方
法では、絶対値として膜厚を求めることができるが、そ
の精度に問題があり、また、各層それぞれについて測定
する必要がある。一方、後者の方法では、相対的ではあ
るが膜厚の評価が前者の方法に比べて精度良く行え、特
開平7−141703号公報や特開平9−73667号
公報に示されるような方法を用いることで、複数の層に
ついての膜厚評価を同時に行うことができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公開特許
公報に記載された発明では、基板上に形成された第1層
(いわゆる下部保護層)と、第2層(いわゆる記録層)
との2層についてしか言及していない。特に、現状の書
き換え型光ディスクは3層以上の層構成を有する場合が
ほとんどで、このような従来技術では、2層より上部の
層の膜厚制御に関する情報が得られない。
【0004】また、膜厚の制御に表色系色度を用いるこ
とを特徴としているが、表色系色度は人間の色に対する
感度いわゆる視感度をパラメータとして用いることか
ら、波長の帯域によっては反射率の変化に対して敏感な
領域と鈍感な領域ができてしまう。特に、650〜70
0nmのいわゆる赤色領域については、反射率の変化に対
して視感度としては鈍感である。現在、光ディスクに用
いられている半導体レーザの発光波長が635〜780
nmの範囲にあることを考えると、表色系色度を用いた膜
厚制御は実際に適合した方法ではないことが分かる。
【0005】さらに、CD−RWやDVD−RAM等に
用いられる相変化形光ディスクの場合、成膜後にディス
ク全体を結晶化するいわゆる初期化を行うが、前記従来
技術では、初期化後のことについては一切触れていな
い。
【0006】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなさ
れたもので、従来よりも精度の良い膜厚評価が行え、か
つ、2層より上部の層の膜厚の制御も可能とし、さらに
は、従来技術では得られなかった各層の光学特性も加味
した評価方法を提供することを目的としてなされたもの
である。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、基板
上に多層膜を形成してなる光記録媒体において、すべて
の膜を形成後、その反射分光スペクトルを測定し、その
スペクトル形状を基に各層の成膜条件を決定することを
特徴とし、もって、光記録媒体(光ディスク)作製後、
該光ディスクの反射スペクトルを測定し、その形状を基
に各層の成膜条件を決定することにより、ディスク特性
を評価することなく、再現性を得ることができるように
したものである。
【0008】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、前記反射分光スペクトルの測定光源の発光波長が連
続であることを特徴とし、もって、反射スペクトルの光
源を連続光とすることにより、反射スペクトル全体の形
状から各層の状態を判断できるようにしたものである。
【0009】請求項3の発明は、請求項1の発明におい
て、前記反射分光スペクトルの波長範囲が、400nmか
ら800nmであることを特徴とし、もって、反射スペク
トルの波長範囲を400nmから800nmとすることによ
り、評価しやすい波長領域で、かつ、重要な範囲を含む
ようにしたものである。
【0010】請求項4の発明は、請求項1の発明におい
て、前記光記録媒体の構成が、下地保護層,相変化材料
からなる記録層,上地保護層,反射放熱層の4層以上の
構成からなる相変化光記録媒体であることを特徴とし、
もって、光ディスクを4層以上からなる相変化光ディス
クとし、光ディスクの特性を評価することなく、再現性
を得ることができるようにしたものである。
【0011】請求項5の発明は、請求項4の発明におい
て、すべての膜を形成後、初期化を行った後に、その反
射分光スペクトルを測定し、そのスペクトル形状を基に
各層の成膜条件を決定することを特徴とし、もって、相
変化光ディスクにおいて、初期化後の反射スペクトルを
評価し、成膜直後の反射スペクトルでは得られない情報
を得ることができるようにしたものである。
【0012】請求項6の発明は、請求項5の発明におい
て、反射分光スペクトルの測定光源の発光波長が連続で
あることを特徴とし、もって、初期化後の反射スペクト
ルの光源を連続光とし、成膜直後の反射スペクトルでは
得られない情報を得ることができるようにしたものであ
る。
【0013】請求項7の発明は、請求項5の発明におい
て、反射分光スペクトルの波長範囲が、400nmから8
00nmであることを特徴とし、もって、初期化後の反射
スペクトルの波長範囲を400nmから800nmとするこ
とにより、成膜直後の反射スペクトルでは得られない情
報を得ることができるようにしたものである。
【0014】請求項8の発明は、請求項4の発明におい
て、記録層がAg,In,Sb,Teを含む4元系の相変化記録材
料を主成分とすることを特徴とし、もって、記録層の主
成分をAg,In,Sb,Teの4原子とすることにより、成膜直
後の反射スペクトルでは得られない情報を得ることがで
きるようにしたものである。
【0015】請求項9の発明は、請求項8の発明におい
て、未記録部及び消去時に化学量論組成又はそれに近い
AgSbTe2微結晶が存在することを特徴とし、もって、相
変化光ディスクの記録層において、未記録部及び消去時
にAgSbTe2微結晶相が存在することにより、成膜直後の
反射スペクトルでは得られない情報を得ることができる
ようにしたものである。
【0016】請求項10の発明は、請求項1乃至9のい
ずれかの発明において、各膜の成膜方法がスパッタ法で
あることを特徴とし、もって、スパッタ法を用いた成膜
方法を用いることにより、工業生産的に有利で、かつ、
本発明の効果を損なわないようにしたものである。
【0017】
【発明の実施の形態】前述のように、請求項1に示すよ
うな方法を用いることで、各層の膜厚や光学特性を把握
することができる。その場合、さらに、請求項2に示す
ような光源を用いる必要がある。なぜなら、各層の膜厚
や光学特性の変化は、広い波長範囲での反射分光スペク
トルに影響するため、少なくとも反射分光は連続的なも
のが要求される。その波長範囲は、請求項3に示すよう
な領域が望ましい。この範囲以外の情報も有意義ではあ
るが、紫外線領域及び赤外線領域に相当するため、評価
自体が困難になり正確な評価結果が得られにくい。
【0018】特に、本発明による検査を実施する場合、
光記録媒体を請求項4に示すような構成にした場合に効
果が大きい。もちろん、相変化形以外の光記録媒体、例
えば、光磁気記録媒体においても効果は得られるが、光
磁気の場合、カー効果やファラデー効果を利用してお
り、偏光特性が重要になることから、反射分光だけでの
評価では十分ではない。また、最表面側に成膜される反
射放熱層については、第2保護層との界面で光が反射さ
れるため、放熱層の膜厚の情報は得られない。しかし、
反射放熱材料の光学特性(屈折率や消衰係数等)が反射
光に影響することから、本発明によると材質の情報を得
ることができる。
【0019】更に、請求項5に示すように、相変化形光
ディスクにおいて、初期化前後の反射スペクトルを比較
することで、成膜条件へのフィードバックがより精密な
検査方法として提供できる。初期化とは、成膜直後はア
モルファス状態である記録層を種々の方法で結晶化させ
る工程である。用いられる方法のほとんどが熱エネルギ
ーによるもので、そのため、初期化前後の反射スペクト
ルの比較から、その光ディスクの熱的特性も考察するこ
とができる。特に、熱的特性に密接に関わっている反射
放熱層の状態がよくわかる。この場合も、請求項6,請
求項7に示すような方法を用いることで、より優れた検
査方法となる。
【0020】記録層の成膜方法については、請求項8に
示すような方法が工業生産的に最も最適であり、本発明
による効果は、相変化形記録材料全般に得られるが、特
に、請求項8,請求項9に示した材料については顕著に
効果が得られた。
【0021】(実施例1)以下に、本発明による実施例
を示す。但し、これらの実施例は、本発明をなんら制限
するものではない。最初に、本実施例1に用いた相変化
形光ディスクの構造を説明する。作製方法は何れの層
も、RFマグネットロンスパッタ法を用いた。直径12
0mm,厚さ1.2mmのガラス基板上に、第1誘電体層と
してZnS,SiO2、記録層としてAg-In-Sb-Teを積層した。
さらに、第2誘電体層としてZnS,SiO2を、反射放熱層と
してAl合金を順次積層した。このようにして作製したデ
ィスクの反射スペクトルを、自記分光光度計(島津製作
所製 UV3100)を用いて測定した。
【0022】図1は、第1誘電体層の膜厚だけを19
0,210,220nmと変化させた場合のディスクの反
射スペクトルを示す。スペクトルは比較のために、最大
ピーク波長の反射率を1として規格化している。図1か
らもわかるように、膜厚と共に反射スペクトルが長波長
側にシフトする。図2は、この様子をわかりやすくする
ために、最大ピーク波長と膜厚との関係を示したもの
で、この図2からわかるように、膜厚に対する波長のシ
フト量は一定であり、これらのことから反射スペクトル
で第1誘電体層の膜厚が管理可能であることがわかる。
【0023】(実施例2)本実施例2では、前記実施例
1と同様なディスク構成及び評価方法を用いて、記録層
の膜厚を21,22,24nmと変化させた。得られた反
射スペクトルを図3に示す。図3からわかるように、波
長に対する変化はほとんど見られないが、膜厚と共に反
射率が全体的に増加していることがわかる。この様子を
わかりやすくするために、最大ピーク波長の反射率と膜
厚との関係を図4に示す。膜厚に対する反射率の増加は
一定であり、これらのことから反射スペクトルで記録層
の膜厚が管理可能であることがわかる。
【0024】(実施例3)本実施例3では、実施例1と
同様なディスク構成及び評価方法を用いて、第2保護層
の膜厚を22,24nmと変化させた。得られた反射スペ
クトルを図5に示す。スペクトルは比較のために、最大
ピーク波長の反射率を1として規格化している。図5か
らわかるように、膜厚によって赤外線領域の波長に対す
る反射率の違いが見られることがわかる。このことか
ら、反射スペクトルで第2保護層の膜厚が管理可能であ
ることがわかる。
【0025】(実施例4)本実施例では、実施例1と同
様なディスク構成及び評価方法を用いて、反射放熱層の
材料をAl合金,Ta,Agそれぞれについて同じ膜厚にした
ものを作製した。得られた反射スペクトルを図6に示
す。スペクトルは比較のために、最大ピーク波長の反射
率を1として規格化している。図6からわかるように、
材料によって反射スペクトルに違いが見られることがわ
かる。このことから、反射スペクトルで反射放熱層の材
料、すなわち材質の管理が可能であることがわかる。
【0026】(実施例5)本実施例5では、実施例1と
同様なディスク構成及び評価方法を用いて、反射放熱層
の膜厚を40,80,120,160,200nmと変化
させた。得られた反射スペクトルを図7に示す。図7か
らわかるように、膜厚によるスペクトルの変化がほとん
ど見られない。次に、作製したディスクを半導体レーザ
を用いて初期化、すなわち記録層を結晶化させた。その
結果、得られた反射スペクトルを図8に示す。成膜直後
では、ほとんど違いが見られなかったスペクトルが膜厚
と共に反射率が全体的に減少していることがわかる。こ
の様子をわかりやすくするために最小ピーク波長の反射
率と膜厚との関係を図9に示す。これらのことから反射
スペクトルで反射放熱層の膜厚が管理可能であることが
わかる。
【0027】
【発明の効果】請求項1の発明は、基板上に多層膜を形
成してなる光記録媒体において、すべての膜を形成後、
その反射分光スペクトルを測定し、そのスペクトル形状
を基に各層の成膜条件を決定するようにしたので、光デ
ィスク作製後、ディスクの反射スペクトルを測定し、そ
の形状を基に各層の成膜条件を決定することにより、デ
ィスク特性を評価することなく、再現性を見ることがで
きる。
【0028】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、反射分光スペクトルの測定光源の発光波長が連続で
あるので、反射スペクトルの光源を連続光とすることに
より、反射スペクトル全体の形状から各層の状態を判断
することができる。
【0029】請求項3の発明は、請求項1の発明におい
て、反射分光スペクトルの波長範囲が、400nmから8
00nmであるので、反射スペクトルの波長範囲を400
nmから800nmとすることにより、評価しやすい波長領
域で、かつ、重要な範囲を含むことができる。
【0030】請求項4の発明は、請求項1の発明におい
て、光記録媒体の構成が、少なくとも下地保護層,相変
化材料からなる記録層,上地保護層,反射放熱層の4層
以上の構成からなるので、光ディスクを4層以上からな
る相変化光ディスクとすることにより、ディスク特性を
評価することなく、再現性を見ることができる。
【0031】請求項5の発明は、請求項4の発明におい
て、すべての膜を形成後、初期化を行った後に、その反
射分光スペクトルを測定し、そのスペクトル形状を基に
各層の成膜条件を決定するので、相変化光ディスクにお
いて、初期化後の反射スペクトルを評価し、成膜直後の
反射スペクトルでは得られない情報を得ることができ
る。
【0032】請求項6の発明は、請求項5の発明におい
て、反射分光スペクトルの測定光源の発光波長が連続で
あるので、初期化後の反射スペクトルの光源を連続光と
し、成膜直後の反射スペクトルでは得られない情報を得
ることができる。
【0033】請求項7の発明は、請求項5の発明におい
て、反射分光スペクトルの波長範囲が、少なくとも40
0nmから800nmであるので、初期化後の反射スペクト
ルの波長範囲を400nmから800nmとすることによ
り、成膜直後の反射スペクトルでは得られない情報を得
ることができる。
【0034】請求項8の発明は、請求項4の発明におい
て、記録層がAg,In,Sb,Teを含む4元系の相変化記録材
料を主成分とするので、記録層の主成分をAg,In,Sb,Te
の4原子とすることにより、成膜直後の反射スペクトル
では得られない情報を得ることができる。
【0035】請求項9の発明は、請求項8の発明におい
て、未記録部及び消去時に化学量論組成又はそれに近い
AgSbTe2微結晶が存在するので、相変化光ディスクの記
録層において、未記録部及び消去時にAgSbTe2微結晶相
が存在することにより、成膜直後の反射スペクトルでは
得られない情報を得ることができる。
【0036】請求項10の発明は、請求項1乃至9のい
ずれかの発明において、その成膜方法がスパッタ法であ
るので、スパッタ法を用いた成膜方法を用いることによ
り、工業生産的に有利で、かつ、本発明の効果を損なわ
ない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1誘電体層の膜厚を変化させた場合のディ
スクの反射スペクトルを示す図である。
【図2】 第1誘電体層の最大ピーク波長と膜厚の関係
を示す図である。
【図3】 記録層の膜厚を変化させた場合のディスクの
反射スペクトルを示す図である。
【図4】 記録層の最大ピーク波長の反射率と膜厚の関
係を示す図である。
【図5】 第2保護層の膜厚を変化させた場合のディス
クの反射スペクトルを示す図である。
【図6】 反射放熱層の材料とAl合金,Ta,Agそれぞれ
について同じ膜厚にした場合のディスクの反射スペクト
ルを示す図である。
【図7】 反射放熱層の膜厚を変化させた場合のディス
クの反射スペクトルを示す図である。
【図8】 記録層を結晶化させた場合のディスクの反射
スペクトルを示す図である。
【図9】 結晶化させた記録層の最小ピーク波長の反射
率と膜厚の関係を示す図である。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に多層膜を形成してなる光記録媒
    体において、すべての膜を形成後、該光記録媒体の反射
    分光スペクトルを測定し、そのスペクトル形状を基に各
    層の成膜条件を決定することを特徴とする光記録媒体の
    検査方法。
  2. 【請求項2】 前記反射分光スペクトルの測定光源の発
    光波長が連続であることを特徴とする請求項1に記載の
    光記録媒体の検査方法。
  3. 【請求項3】 前記反射分光スペクトルの波長範囲が、
    400nmから800nm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検査方法。
  4. 【請求項4】 前記光記録媒体の構成が、下地保護層,
    相変化材料からなる記録層,上地保護層,反射放熱層の
    4層以上の構成からなる相変化光記録媒体であることを
    特徴とする請求項1に記載の光記録媒体の検査方法。
  5. 【請求項5】 前記相変化光記録媒体において、すべて
    の膜を形成後、初期化を行った後に反射分光スペクトル
    を測定し、そのスペクトル形状を基に各層の成膜条件を
    決定することを特徴とする請求項4に記載の光記録媒体
    の検査方法。
  6. 【請求項6】 前記反射分光スペクトルの測定光源の発
    光波長が連続であることを特徴とする請求項5に記載の
    光記録媒体の検査方法。
  7. 【請求項7】 前記反射分光スペクトルの波長範囲が、
    400nmから800nmであることを特徴とする請求項5
    に記載の光記録媒体の検査方法。
  8. 【請求項8】 前記相変化光記録媒体において、記録層
    がAg,In,Sb,Teを含む4元系の相変化記録材料を主成分
    とする相変化光メモリ媒体であることを特徴とする請求
    項4に記載の光記録媒体の検査方法。
  9. 【請求項9】 前記記録層において、未記録部及び消去
    時に化学量論組成又はそれに近いAgSbTe2微結晶が存在
    する相変化形光メモリ媒体であることを特徴とする請求
    項8に記載の光記録媒体の検査方法。
  10. 【請求項10】 前記光記録媒体が該光ディスク上の膜
    がスパッタ法によって成膜されたものであることを特徴
    とする請求項1乃至9いずれかに記載の光記録媒体の検
    査方法。
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