JPS63836A

JPS63836A - 情報記録媒体の製造方法

Info

Publication number: JPS63836A
Application number: JP14270286A
Authority: JP
Inventors: Yoshikatsu Takeoka; 竹岡　美勝; Norio Ozawa; 小沢　則雄; Noburo Yasuda; 安田　修朗
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-06-20
Filing date: 1986-06-20
Publication date: 1988-01-05

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、レーザビームを用いて情報の記ｋＡ　ｌ’）
生を行う情報記録媒体の製造方法に関する。

（従来の技術）レーザビームによる情報記録は、記録密度が著しく高い
特徴があり、広く実用化され始めている。

かかる情報記録に用いる情報記録媒体は、例えばアクリ
ルなどの透明樹脂基板上にＴＯなどのカルコゲン系薄膜
、あるいは色素系薄＋Ｐ５を形成したものが各踵提案さ
れている。これらの記録媒体に共通する弱点は、保存中
に空気中の水分・酸素、あるいは、紫外線の影響により
劣化し、情報の記録再生に支障をきたすことである。

特開昭５７−１６５２９２は、かかる従来技術の問題点
を除去するための提案であり、　Ｔｅとカーボンとを記
録膜の必須の構成成分とすることを骨子としている。Ｔ
ｅとカーボンとを必須に含む記録膜の一つの製造方法は
、Ｔｅターゲットを例えばＣＨ。

のような炭化水素ガスのプラズマブスパリングする方法
である。本方法による記録膜の構造は、Ｔｅが直径約４
ｎｍの微粒子となって、炭化水素マトリクス中に均一に
分散する構造であることが各種の分析から明らかになっ
ている０本方法による記＠膜の利点は長寿命かつ高感度
なことである。

長寿命は、　Ｔｅ粒子が炭化水素マトリクスによって保
護され、空気中の水分・酸素によって劣化しないことに
起因する高感度は、　Ｔｅ粒子の光吸収が大きく融点が
４５０℃と低いことに起因する。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、ＴｅターゲットをＣＨ，のような炭化水
素ガスのプラズマブスバタリングする記録膜製造方法の
難点は、　ターゲットの表面にＣＨ。

のプラズマ重合物が堆積して、　Ｔｅのスパッタ率が低
下するため、　記録膜中のＴｅとカーボンとの含有率が
経時的に変化してしまい、その結果記録膜の特性が変化
することである。そこで、このような問題点を解決する
ため、プレスパタリングという前工程が設けられる。こ
れは、記録膜の形成に先立ち、ＴｅターゲットをＡｒの
ような希ガスでスバタリングする工程であって、目的は
ターゲット表面を清浄化するため、表面のプラズマ重合
物などを除去することである６ところが、この方法はプ
ラズマ重合物の除去に対して効率の良くない方法であっ
て、ターゲット表面の清浄化に長時間を要すという難点
がある。これはプラズマ重合物の希ガスによるスパッタ
率が小さいことに起因する。そこで本発明は、かかる従
来技術の欠点を除去し、効率の良いプレスパタリング方
法を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

本発明情報記８媒体の製造方法は、基板上に形成される
記録膜が半金属ないし金属ターゲットを少くとも炭化水
素を含むガスのスパタリングにより形成されろ情報記録
媒体に適用する製造方法であって、記録膜の形成工程に
先立ち、ターゲットは以下の２工程からなるプレスパタ
リングにより清浄化されていることを特徴とする。

ｉ）２％〜４０％の０２　を含む希ガスによる第１プレ
スパタリングｉｉ）　１００％希ガスによる第２プレスパタリング本発明を適用する半金属ないし金属ターゲットはＶＩＢ
元素のＴｅ、ＶＢの５ｂ−Ｂｉ、ＩＶＢのＳｌ・Ｇｅ−
３ｎ、ＩＩＩＢのＩｎ−ＴＡ、ＩＩＢのＺｎ、ＩＢのＣ
ｕ−Ａｇないし、ＩｒｒＡのＡＱ、希土類の丁、ａ−ｃ
。

等、Ｔｉ−Ｖ−Ｃｒ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｃｏ・Ｎｉ等の遷移
金属である。

炭化ノに素はＣＨ４・Ｃ，Ｈ，等のメタン系炭化水素が
望ましいが、エチレン系あるいは芳香族も使用可能であ
る。炭化水素以外のガス、例えばＡｒ・Ｎス・Ｎ８等の
希ガス、あるいは０２・Ｎ２・Ｈ□。

ＮＯ等を炭化水素に単独または複数混合することができ
る。

（作用）本発明によれば、記録膜の堆積工程の前工程として、　
適切量の０２を含む希ガスによる第１ブレスバタリング
、１００％希ガスによる第２プレスパタリングを行うた
め、記録膜の堆積プロセスの再現性が高く、その結果と
して特性の揃った情報記録媒体を製造することができる
。即ち、情報記録媒体を工業レベルで製造する場合の利
点は極めて大きい。

（実施例）以下、本発明を実施例に基づき詳述する。

第１図は本発明情報記録媒体製造方法を実施するための
スバタリング装置の一例である６図中、１は真空容器、
２はガス導入口、３は真空ポンプ（図示していない）へ
接続された排気口、４は半金属ないし金属のターゲット
、５は」ル板ホルダー。

６は電力印加端子、７はシャッター、８はプラズマの発
光を集光するためのレンズであってターゲット４と基板
ホルダー５との間の空間の領域Ａに集束するよう設置し
てあり他の対向する集束点には分光器（図示していない
）が設置されている。

情報記録媒体を製造する場合、第１工程としてシャッタ
ー７を閉じた状態で希ガスによるプレスパタリングでタ
ーゲト４の表面を清浄化し、第２工程としてシャッター
７を開けて所定のガスによるスパタリングで記録膜を基
板５上に堆積させる。

プレスパタリング・スバタリングいずれの工程において
も領域Ａにはターゲットからたたば出されたターゲット
構成元素が存在する。ターゲット構成元素のうち幾つか
の元素はプラズマ中の電子により励起され発光状態にあ
る。そこでこの発光をレンズ８で集光し分光器で解析す
れば、どの様な元素が領域Ａに存在するかを知ることが
できる。

即ち、スバタリングプロセスのモニタリングが可能にな
る。

実施例−１直径φ５ＩのＴｅターゲットを儂えたＲＦマグネトロン
型スパタリング装置を用いて情報記録媒体の製造を行な
った。

真空容器をＩ　Ｘ　１０−”　Ｔｏｒｒに排気後Ａｒガ
スを５Ｘ　１０−’　Ｔｏｒｒになるように導入し、４
００ＷのＲＦ電力（１３，５６Ｍ　Ｈ，’）　　を印加
して予備スバタリングを行なった。シャッタは閉状ｊｍ
とした。予備スパタリングの時間は１００分間で、　こ
の間分光器によって波長２７７ｎｍに発光するＴｅのス
ペクトルを観４１すし、１００分弱の開発光強度が一定
の値を示すことを確認した。即ち、Ｔｅターゲット表面
の清浄化を完了させた。

次に、再びＩ　Ｘ　１０−’　Ｔｏｒｒに排気後ＣＩ（
、ガスを５　Ｘ　１Ｏ−３Ｔｏｒｒになるよう導入し、
　シャツタ開状態で３００Ｗの電力で１０分分間式タリ
ングを行ない記録膜の形成を行なった。基板はアクリル
Ｆ２（φ１：３０　ｘ　１．５　ｔ　）とした。このス
バタリング工程のＩＩＪｌＴｅの発光強度は、　スパタ
リング開始時を１とすると１０分後には０．９に低下し
た。即ち、プラズマ重合膜がターゲット表面に堆積しス
バタリング率が低下した。

このスバタリング終了後、情報記録媒体を取出し、新規
基板を設置して以下に示す２工程からなるプレスパタリ
ングを行なった。真空容器を１×１０−’　Ｔ　ｏｒｒ
に排気後５％の０２を含むＡｒガスを５×１Ｏ−３Ｔｏ
ｒｒになるよう導入し、４００Ｗの電力を印加した。　
この第１のプレスパタリング工程中＋　Ｔｅの発光強度
を３１１１定した。発光強度（相対値）と第１のプレス
パタリング時ｒｉｆｉとの関係を第２図に示す。約２分
の第１プレスパタリングにより、発光強度が一定の値に
達することが判った。ところが。

４分経過後より発光強度は低下しはじめたので５分間に
て第１プレスパタリングを終了し、１００％Ａｒガスに
よる第２プレスパタリングを引続き行なった。圧力は５
　Ｘ　１０−’　Ｔｏｒｒ、印加電力は４００ｗとした
。１５分間の第２ブレスパタリング工程中におけるＴｅ
発光強度と時間（第１プレスパタリング時間に合計して
算出した）との関係を同じく第２図に示した。なお第１
プレスパタリング末期における発光強度低下はターゲッ
トの酸化が原因と考えられる。第２プレスパタリング開
始後約１０秒にて発光強度は第１プレスパタリング工程
中に一定値を示した強度に対し５％犬なる一定の値に達
した。従って、第２プレスパタリング開始直後にＴｅタ
ーゲト表面は清浄化されたこと、　しかし、第２プレス
パタリングを行なわず第１プレスパタリング工程のみで
は酸化が進行するため完全な清浄化は出来ないことが判
った。

この第１・第２のプレスパタリング終了後、重連したと
同一条件で記録膜を形成して媒体を製作した。先に製作
済の媒体と本媒体との記録再生特性を測定したところ、
書込み閾値・再生信号の変調度とも約１％以内に揃って
いることが判った。

比較例−１本発明の効果をより具体的に知るため以下の比較実験を
行なった。

予備スパタリング・スバタリングは実施例−１と同一の
条件で行なった。製造した媒体を取出し新規基板を設置
後、１００％Ａｒガスによるプレスパタリングを８０分
間行なった。ブレスバタリング条件は５　Ｘ　１．０−
’　Ｔ　ｏｒｒ　、　４００Ｗで、実験例−１の第２プ
レスパタリング条件と同一にした。　Ｔｅ発光強度と時
間との関係を第２図にあわせて示した。第２図から発光
強度が実施例−１の第２プレスパタリング終了後の発光
強度と同一になるには５０分間必要なことが判った。

このスパタリング終了後に実施例−１と同一条件で記８
膜を堆積し情報記録媒体を製造し、記録再生特性を測定
したところ、書込み閾値・再生信号変′！Ａ度いずれも
実施例−１で製作した媒体と１％以内に揃った値が得ら
れた。

即ち５本比較例のプレスパタリングによっても特性の良
好な媒体を得ることは可能だが、本発明のプレスパタリ
ング方法に比べ著しく長時間を要すことが言える。

以上、本比較例は本発明の製造方法が工業的に大きな利
点のあることを示している。

実施例−２実施例−１に用いたものと同一のスパタリング装Ｈ（Ｔ
　ｅターゲット具ａ）を用いて以下の実験を行なった。

記録膜の形成条件は１００％ＣＨ４，８Ｘ　１Ｏ−３Ｔ
ｏｒｒ。

３００Ｗ、放電時間１０分の一定条件とした。第１プレ
スパタリング工程における印加電力、圧力は４００Ｗ。

５ＸＩＰ３Ｔｏｒｒ−定とし、　ガス組成（○、／Ａｒ
）のみを変化させた。第１プレスパタリングの進行状況
は実施例−１と同様にＴｅの発光強度でモニタリングし
た。ガス組成は０２　／　Ａ　ｒの値として。

０／１００．２／９８．５／９５．１０／９０．２０／
８０．３０／７０゜４０／６０．５０１５０の８条件と
した。

第３図に第１ブレスバタリング工程における発光強度の
時間変化を模式的に示す６発光強度の変化は第３図に見
られるよう第１〜第３の３段階の変化を示すことが判っ
た。

第１ステツプはプレスパタリング開始直後のステップで
あって、このステップでは主としてプラズマ重合膜が除
去される。第３ステツプではターゲット表面の酸化が激
しく進行する。第２ステツプは重合膜がほぼ完全に除去
されているが、酸化はゆるやかに進行している中間的な
ステップである。第１プレスパタリングは第２ステツプ
で終了させるのが望ましい。

第１〜第３ステツプの時間を　′ｒ工・Ｔ８・Ｔ、とし
、０２／ＡｒとＴ１・Ｔ２との関係を第４図に示す。

ただし、０２／Ａｒは０２／（０，＋Ａｒ）で示しであ
る。第４図からＴよの短縮、即ち速やかなプラズマ重合
膜の除去には、　　０２／　（０２＋　Ａ　ｒ　）の値
として０．０５以上必要なことが判る。しかし、それ以
上に大きくなってもＴ工の減少はそれ程著しくないこと
も判る。むしろ、０．３を超えるとＴよの減少、即ち、
重合膜除去後のターゲット表面酸化が激しく進行すると
云う望ましくない作用が認められろ。

０、／（０２＋Ａｒ）が０．４　・０．５の場合、　第
２ステツプは実際上はとんどｗ、Ｚぬられなかった。

次に、第１ブレスバタリング終了後、１００％Ａｒガス
による第２プレスパタリングを行なった。印加電力は４
００Ｗ、圧力は５　Ｘ　１０−’　Ｔｏｒｒとした。発
光強度の変化を模式的に第５図に示す。第５図において
、Ｔｅ発光強度の値は、第２プレスパタリング開始時の
値で夫々規格化しである。第２プレスパタリング工程は
発光強度が増大する第４ステツプと一定の値を示す第５
ステツプとに分離できる。第４ステツプは第１プレスパ
タリング工程におい゛〔形成された（第２ステツプおよ
び第３ステツプ）ターゲット表面の酸化層が除去される
ステップであり、第５ステツプは酸化層のない清浄なタ
ーゲット表面が現れているステップである。

第４ステツプの時間をＴ４とする。　プレスパタリング
を第１・第２に分離せず、１００％Ａｒガスによってタ
ーゲット表面を清浄化するのに必要な時間をＴｏとする
。Ｔｏは比較例−１で示したように、本実施例の記録膜
形成条件の場合５０分である。第６図に第１プレスパタ
リング時間（ＴＬ　＋　Ｔ２　＋　Ｔ３）とＴ４との合
計をＴｏで規格化し、この規格値とｏ２／（○、＋Ａｒ
）との関係を第６図に示す。

（Ｔ、＋Ｔ２＋Ｔ、＋Ｔ、）／Ｔ、の値が０．５以下、
即ち、第１プレスパタリング・第２プレスパタリングの
２工程にプレスパタリングを分離するのが有効と言える
条件は、Ｏ，／（０，＋Ａｒ）が０．０２から０．４の
間であることが第６図から判る。

実施例−３ φ５′の　Ｉｎターゲットを備えた実施例−１に用いた
ものと同一のＲＦマグトロン型スパタリング装置を用い
て情報記録媒体の製造を行なった。

ターゲットの清浄化を充分に行なった後、ＣＨ，１０□
＝７０／３０なる連成の混合ガスをスバタリングガス、
圧力５　Ｘ　１Ｏ−３Ｔｏｒｒ、印加電力６００Ｗの条
件で放電を行い記録膜を基板上に堆積させた。

放電時間は８分で、膜厚は８０ｎｍであった。

情報記録媒体を取出し、新規基板を設置して。

以下の２工程のプレスパタリングを行なった。第１ブレ
スバタリングの条件は、ガス組成０２／Ａｒ＝１０／９
０．圧力はＩＯｍ　Ｔｏｒｒ、印加電力６００　Ｗであ
る。　この第１プレスパタリング工程中、Ｉｎの発光強
度（波長４１０ｎｍ）を測定した６発光強度と時間との
関係を第７図に示す。約１．３分の第１ブレスバタリン
グにより発光強度が一定の値に達することが判った。　
しかし、１．６分経過後より発光強度が低下しはじめた
ので２分間にて第１ブレスバタリングを終了した６直ち
に引続き１００％Ａｒガスによる第２プレスパタリング
を行なった。圧力５Ｘ　１Ｏ−３Ｔｏｒｒ、印加電力６
００Ｗとした。：３分間の第２ブレスバタリング工程中
における　Ｉｎ発光強度と時間との関係を第７図に示し
た。第２プレスパタリング開始後約１５秒にて発光強度
は第１ブレスパタリング工程中に一定値を示した強度に
対し７％大なる一定の値に達し、この値は第２プレスパ
タリング工程中変化しなかった。従って、第２プレスパ
タリング開始直後に　Ｉｎターゲット表面が清浄化され
たことが判った。

第１・第２プレスパタリング終了後、前述したと同一の
条件で記録膜を堆積して媒体を製作した。

先に製作済の媒体と本媒体との記録再生特性を測定・比
較したところ、書込み閾値・再生４３号の変調度とも約
１％以内に揃っていることを確認した。

比較例−２実施例と記り膜形成造は全く同一条件で記録媒体を製作
した。媒体を取出し、新規基板の設置後、１００％Ａｒ
ガスによるプレスパタリングを１５分間行なった。プレ
スパタリング条件は５　Ｘ　１Ｏ−３Ｔ　ｏｒｒ。

印加電力６００Ｗであって、実施例１−３の第２プレス
パタリング条件と同一とした。　Ｉｎ発光強度と時間と
の関係を第２図にあわせて示した。第７図から発光強度
が実施例−３の第２プレスパタリング終了後の発光強度
に一致するには１０分間必要なことが判った。

この比較用プレスパタリング終了後に実施例−３と同一
条件で記録媒体を製作し、記８再生特性を測定したとこ
ろ、書込み閾値・再生信号の変調度いずれも実施例−３
で製作した媒体と１％以内に揃っていることが確認でき
た。

前述した実施例・比較例においては、　Ｔｅターゲット
に対し４００Ｗ、　　Ｉｎターゲットに対し６００Ｗと
印加電力は同一ターゲットについて一定とした。

これは夫々のターゲットに対し印加可能な最大を力を適
用したためである。印加可能な最大！ｄ力の値はターゲ
ツト材質・スバタリング装置の仕様で決定される。そこ
で、プレスパタリング時の印加重力を低減することは単
にプレスパタリング時間の延長を意味するから工業的な
利点は少ない。ただし、同一印加電力で比較した場合１
本発明の如く第１・第２と２段階のプレスパタリングを
行なえば、希ガスのみによるプレスパタリング所要時間
は短縮化される。即ち、本発明の利点は生かされること
になる。

なお、本発明は前述した実施例に限定されるものでなく
、要旨を変更・逸脱しない笥囲で種々の変形が可能であ
る。例えば、情報記録媒体の他、ＣＨ，・Ａｒの混合ガ
スを用いる炭化物薄膜の製作におけるプレスパタリング
方法としても極めて有効である。

実施例−４ φ５′のＴｅターゲットを備えたＤＣマグネトロン型ス
バタリング装置を用いて情報記０媒体の製造を行なった
。

ターゲットの清浄化を充分に行なった後、ＣＩｉ、／　
Ａｒ＝５０／　５０なる組成の混合ガスをスパタリング
ガス、圧力５　Ｘ　１．０−３Ｔｏｒｒ、印加電力２０
０Ｗの条件で放電を行い、記録膜をＪｋ抜板上堆積させ
た。放電時間は３分間で、膜厚は６０ｒ＋ｍであった。

情報記録媒体を取出し、新規基板を設置して、以下の１
工程のプレスパタリングを行なった。スパタリングガス
は開始当初０．／Ａｒ＝１０／９０．Ａｒ上１０Ｘ　１
Ｏ−３Ｔｏｒｒ、印加電力２００Ｗとした。このガス組
成でプレスパタリングを行なっている過程の間、　Ｔｅ
の発光強度を感視した０発光強度の時間的な変化は、第
２図に示した実施例−１と同様の挙動を示した。即ち、
プレスパタリング開始直後より発光強度は単調に増加し
、ついで−定の値を示した後、再び低下する傾向であっ
た。はぼ−定の値を示す迄の所要時間は約３分、−定の
値はほぼ１分間継続した０次に、引続き放電を持続させ
ながら、０２の供給を停止した。０２の供給停止後も放
電は安定に持続した。Ｔｅの発光強度の変化は第２図に
示したものと同様の傾向を示した。

即ち、　１０秒後に約６％発光強度が増加し、その後は
一定の強度を持続した。

〔発明の効果〕

本発明によれば、レーザビームを用いて情報の記録再生
を行なう情報記録媒体を効率の良いプレスパタリングに
より製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る情報記録媒体の製造方法に使用す
るスバタリング装置の一例を模式的に示す図、第２図は
本発明及び比較例の情報記録媒体製造方法を比較した図
、第３図及び第５図は本発明情報記録媒体製造方法の一
工程の詳細を説明するための模式図、第４図及び第６図
は本発明の製１・・・真空容器　　　　２・・・ガス導
入口３・・・排気口　　　　　４・・・ターゲット５・
・・基板ホルダー　　６・・・電力印加端子７・・・シ
ャッター　　　８・・・レンズ代理人　弁理士　則　近
　憲　佑同　　竹花喜久男第１図７’　Ｌ又ハフ　’ｌ　＞　７”　１１１％　Ｍ　（分
）第２図＋　　　　２　　　　　５　　　　Ｉｏ　　　　２０　
　　　５０＋００χｊブレスパタしり“瞬１４（相対釦第３図０２／（０２＋Ａｒ）茅２フ゛レスパタ′１ンク゛Ｆγ間Ｇ１刈育１第５図０　　０、＋　　　０．２　　０．３　　０．４　　０
，５　　０．６０２／（０２＋Ａｒ）第６図ブレスベタ１１ンク゛Ｂ乍閏　（介）第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基板上に記録膜の形成されている情報記録媒体の
製造方法において、該記録膜は金属若しくは半金属ター
ゲットの少くとも炭化水素を含むガスのプラズマスパッ
タリングにより形成したものであり、該記録膜の形成工
程に先立ち、該金属若しくは半金属ターゲットは２％〜
４０％のＯ＿２を含む希ガスによる第１プレスパタリン
グ及び１００％希ガスによる第２プレスパタリングの２
工程からなるプレスパタリング工程により清浄化される
ことを特徴とする情報記録媒体の製造方法。
（２）ターゲットがＩｎ若しくはＴｅであることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の情報記録媒体の製造
方法。
（３）基板上に記録膜の形成されている情報記録媒体の
製造方法において、該記録膜は半金属若しくは金属ター
ゲットの少くとも炭化水素を含むガスのプラズマスパッ
タリングによって形成したものであり、該記録膜の堆積
過程に先立ち、該半金属若しくは金属ターゲットは、当
初２〜４０％のＯ＿２を含む希ガス、終了直前は１００
％希ガスによる１工程のプレスパタリング工程により清
浄化されることを特徴とする情報記録媒体の製造方法。
（４）ターゲットがＩｎ若しくはＴｅであることを特徴
とする特許請求の範囲第２項記載の情報記録媒体の製造
方法。