KR20050113220A

KR20050113220A - 광 기록 매체의 반사층 형성용 은 합금 스퍼터링 타겟

Info

Publication number: KR20050113220A
Application number: KR1020057016765A
Authority: KR
Inventors: 아키후미 미시마
Original assignee: 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤
Priority date: 2005-09-08
Filing date: 2003-03-13
Publication date: 2005-12-01

Abstract

광 자기 기록 디스크 (MD, MO), 광 기록 디스크 (CD-RW, DVD-RAM) 등의 광 기록 매체의 Ag 합금 반사층을 형성하기 위한 은 합금 스퍼터링 타겟을 제공한다. (1) Cu: 0.5∼3질량%, Dy, La, Nd, Tb, Gd 에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 합계: 0.1∼3질량% 를 함유하고 잔부가 Ag 인 조성의 은 합금, (2) Cu: 0.5∼3질량%, Ca, Be, Si 에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 합계: 0.005∼0.05질량% 를 함유하고 잔부가 Ag 인 조성의 은 합금, 또는 (3) Cu: 0.5∼3질량%, Dy, La, Nd, Tb, Gd 에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 합계: 0.1∼3질량%, Ca, Be, Si 에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 합계: 0.005∼0.05질량% 를 함유하고 잔부가 Ag 인 조성의 은 합금으로 이루어진다.

Description

광 기록 매체의 반사층 형성용 은 합금 스퍼터링 타겟{SILVER ALLOY SPUTTERING TARGET FOR FORMING REFLECTIVE LAYER OF OPTICAL RECORDING MEDIUM}

본 발명은, 반도체 레이저 등의 레이저 빔을 사용하여 음성, 영상, 문자 등의 정보 신호를 재생 혹은 기록·재생·소거를 실시하는 광 기록 디스크 (CD-RW, DVD-RAM) 등의 광 기록 매체의 구성층인 반투명 반사층 또는 반사층 (이하, 양자를 포함해서 반사층이라 한다) 을 스퍼터링법으로 형성하기 위한 은 합금 스퍼터링 타겟에 관한 것이다.

종래, 광 자기 기록 디스크 (MD, MO), 광 기록 디스크 (CD-RW, DVD-RAM) 등의 광 기록 매체의 반사층으로서 Ag 또는 Ag 합금 반사층이 사용되고 있고, 이 Ag 또는 Ag 합금 반사층은 400∼830nm 의 폭넓은 파장 영역에서의 반사율이 높고, 특히 광 기록 매체의 고밀도화 기록에 사용되는 단파장의 레이저광에 대하여 반사율이 크기 때문에 바람직하다고 되어 있다.

상기 Ag 또는 Ag 합금 반사층의 형성에는, Ag 또는 Ag 합금으로 이루어지는 타겟을 스퍼터함으로써 형성되는 것이 알려져 있다 (일본 공개특허공보 평11-213448호, 일본 공개특허공보2000-109943호, 일본 공개특허공보2000-57627호 등 참조).

그러나, 광 기록 매체 중에서도 기록층에 상변화 기록 재료를 사용하고, 반복 기록·재생·소거를 실시하는 광 기록 매체에서는, 기록·재생·소거의 반복 회수가 증대함에 따라서, Ag 또는 Ag 합금 반사층의 반사율이 저하하고, 장기간에 이르는 충분한 기록 재생 내성을 얻을 수 없었다.

발명의 개시

이 원인의 하나로서 광 기록 매체에 반복 기록·재생·소거를 실시하면, 레이저광의 조사에 의해 Ag 반사층의 가열 냉각이 되풀이되고, 그에 의해 Ag 반사층이 재결정화하고, 결정립이 조대화 함으로써 반사율이 저하하는 것을 알아냈다.

그래서 본 발명자들은, 기록·재생·소거의 반복 회수가 증대해도 반사층의 반사율이 저하하는 것이 적은 Ag 합금 반사층을 얻기 위해 연구를 실시하고 있었다. 그 결과,

(a) Cu: 0.5∼3질량% 를 함유하고, 게다가 Dy, La, Nd, Tb, Gd 에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 합계: 0.1∼3질량% 를 함유하고, 잔부가 Ag 인 조성의 은 합금 타겟을 사용하여 스퍼터링함으로써 얻어진 은 합금 반사층은, 레이저 빔의 반복 조사에 따른 가열 냉각에 의한 결정립의 조대화가 적고, 따라서, 장기간 사용해도 반사율의 저하가 매우 적으며,

(b) Cu:0.5∼3질량% 를 함유하고, 게다가 Ca, Be, Si 에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 합계: 0.005∼0.05질량% 를 함유하고, 잔부가 Ag 인 조성의 은 합금 타겟을 사용하여 스퍼터링함으로써 얻어진 은 합금 반사층은, 레이저 빔의 반복 조사에 따른 가열 냉각에 의한 결정립의 조대화가 적고, 따라서, 장기간 사용해도 반사율의 저하가 매우 적으며,

(c) 상기 Dy, La, Nd, Tb, Gd 에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 합계: 0.1∼3질량% 와 Ca, Be, Si 에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 합계: 0.005∼0.05질량% 는 동시에 함유해도 같은 효과를 얻을 수 있다는 연구결과가 얻어졌다.

본 발명은, 이러한 연구결과에 기초하여 이루어진 것이고,

(1) Cu: 0.5∼3질량% 를 함유하고, 게다가 Dy, La, Nd, Tb, Gd 에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 합계: 0.1∼3질량% 를 함유하고, 잔부가 Ag 인 조성의 은 합금으로 이루어지는 광 기록 매체의 반사층 형성용 은 합금 스퍼터링 타겟,

(2) Cu: 0.5∼3질량% 를 함유하고, 게다가 Ca, Be, Si 에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 합계: 0.005∼0.05질량% 를 함유하고, 잔부가 Ag 인 조성의 은 합금으로 이루어지는 광 기록 매체의 반사층 형성용 은 합금 스퍼터링 타겟,

(3) Cu: 0.5∼3질량% 를 함유하고, 게다가 Dy, La, Nd, Tb, Gd 에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 합계: 0.1∼3질량% 를 함유하고, 게다가 Ca, Be, Si 에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 합계: 0.005∼0.05질량% 를 함유하고, 잔부가 Ag 인 조성의 은 합금으로 이루어지는 광 기록 매체의 반사층 형성용 은 합금 스퍼터링 타겟에 특징을 갖는 것이다.

본 발명의 은 합금 반사층을 형성하기 위한 스퍼터링 타겟은, 원료로서 순도: 99.99질량% 이상의 고순도 Ag, 순도: 99.9질량% 이상의 Cu, Dy, La, Nd, Tb 및 Gd 를 준비하고, 이들 원료를 고진공 또는 불활성 가스 분위기 중에서 용해하고, 얻어진 용탕을 진공 또는 불활성 가스 분위기 중에서 주조하여 잉곳을 제작하고, 얻어진 잉곳을 열간 가공한 후 기계 가공함으로써 제조할 수 있다.

Ag 에의 고융이 거의 없는 Ca, Be 및 Si 에 대해서는, 각각의 각 원소의 농도가 0.20질량% 로 되도록 Ag 를 배합한 후, 고주파 진공 용해로서 용해하고, 용해후 노 내 압력이 대기압으로 될 때까지 Ar 가스를 충전한 후 흑연제 주형에 주조하여 Ca, Be 및 Si 를 함유하는 모합금을 제작하고, 이 모합금을 Cu 와 함께 첨가하여 용해하여 주조함으로써 잉곳을 제작하고, 얻어진 잉곳을 열간 가공한 후 기계 가공함으로써 제조할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 Ag 합금으로 이루어지는 반사층 및 이 Ag 합금으로 이루어지는 반사층을 형성하기 위한 스퍼터링 타겟에 있어서의 성분 조성을 상기와 같이 한정한 이유를 설명한다.

Cu:

Cu 는, Ag 로 고융하여 결정립의 강도를 높이고, 결정립의 재결정립화를 방지하고, 반사율의 저하를 억제하는 효과가 있지만, Cu 를 0.5질량% 미만 함유해도 충분한 결정립의 재결정립화를 방지할 수 없기 때문에, 반사율의 저하를 억지할 수 없고, 한편, 3질량% 를 초과하여 함유하면, Ag 합금 반사층의 초기 반사율이 저하하게 되기 때문에 바람직하지 않다. 따라서, Ag 합금 반사층 및 이 Ag 합금 반사층을 형성하기 위한 스퍼터링 타겟에 함유되는 이들 Cu 의 함유량은 0.5∼3질량% (한층 더 바람직하게는 0.5∼1. 5질량%) 로 정하였다.

Dy, La, Nd, Tb, Gd:

이들 성분은, Ag 와의 반응에 의해 금속간 화합물을 결정립계에 형성하여 결정립끼리의 결합을 방지하고, Ag 합금 반사층의 재결정화 방지를 더욱 촉진하는 성분이지만, 이들 성분의 1 종 또는 2 종 이상을 합계로 0.1질량% 미만 함유해도 현저한 효과를 얻을 수 없고, 한편, 이들 성분의 1 종 또는 2 종 이상을 합계로 3질량% 를 넘어서 함유하면, 타겟이 현저히 경화되고, 타겟의 제작이 곤란하게 되기 때문에 바람직하지 않다. 따라서, Ag 합금 반사층 및 이 Ag 합금 반사층을 형성하기 위한 스퍼터링 타겟에 함유되는 이들 성분의 함유량은 0.1∼3질량% (한층 더 바람직하게는 0.2∼1.5질량%) 로 정하였다.

Ca, Be, Si:

이들 성분은, Ag 에 거의 고융하지 않고, 결정립계에 석출함으로써 결정립끼리의 결합을 방지하고, Ag 합금 반사층의 재결정화 방지를 더욱 촉진하는 성분이지만, 이들 성분의 1 종 또는 2 종 이상을 합계로 0.005질량% 미만 함유해도 현저한 효과를 얻을 수 없고, 한편, 이들 성분의 1 종 또는 2 종 이상을 합계로 0.05질량% 를 초과하여 함유하면, 타겟이 현저히 경화하고, 타겟의 제작이 곤란하게 되기 때문에 바람직하지 않다. 따라서, Ag 합금 반사층 및 이 Ag 합금 반사층을 형성하기 위한 스퍼터링 타겟에 함유되는 이들 성분의 함유량은 0.005∼0.05질량% (한층 더 바람직하게는 0.010∼0.035질량%) 로 정하였다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

실시예 1

원료로서 순도: 99.99질량% 이상의 고순도 Ag, 순도: 99.9질량% 이상의 Cu, Dy, La, Nd, Tb 및 Gd 를 준비하고, 이들 원료를 고주파 진공 용해로에서 용해하고, 얻어진 용탕을 Ar 가스 분위기 중에서 흑연 주형으로 주조하여 잉곳을 제작하고, 얻어진 잉곳을 600℃, 2 시간 가열한 후, 압연하고, 이어서 기계 가공함으로써 직경: 125mm, 두께: 5mm 의 치수를 갖고, 표 1∼2 에 나타나는 성분 조성을 갖는 본 발명 타겟 1∼22, 비교 타겟 1∼7 및 종래 타겟을 제조하였다.

이들 본 발명 타겟 1∼22, 비교 타겟 1∼7 및 종래 타겟을 각각 무산소 구리제의 배킹플레이트에 납땜하고, 이것을 직류 마그네트론 스퍼터 장치에 장착하고, 진공 배기 장치로 직류마그네트론 스퍼터 장치 내를 1×10^-4Pa 까지 배기한 후, Ar 가스를 도입하고 1.0 Pa 의 스퍼터 가스압으로 하고, 계속해서 직류 전원으로 타겟에 100W 의 직류 스퍼터 전력을 인가하고, 상기 타겟에 대항하여 또한 70mm 의 간격을 형성하여 타겟과 평행하게 배치한 직경: 30mm, 두께: 0.5mm 의 유리 기판과 상기 타겟 사이에 플라즈마를 발생시키고, 두께: 100nm 의 Ag 합금 반사막을 형성하였다.

이와 같이 하여 형성한 각 Ag 합금 반사막의 막 형성 직후의 반사율을 분광 광도계에 의해 측정하였다. 그 후, 형성한 각 Ag 합금 반사막을 온도: 80℃, 상대습도: 85% 의 항온항실조에서 200 시간 유지한 후, 다시 같은 조건에서 반사율을 측정하였다. 얻어진 반사율 데이터로부터, 파장: 400nm 및 650nm 에서의 각 반사율을 구하고, 그 결과를 표 1∼2 에 나타내어 광 기록 매체의 반사막으로서 기록재생 내성을 평가하였다.

표 1 에 나타낸 결과로부터, 본 발명의 본 발명 타겟 1∼22 를 사용하여 스퍼터링을 실시하는 것에 의해 얻어진 반사층은, 비교 타겟 1∼7 및 종래 타겟을 사용하여 스퍼터링을 실시하는 것에 의해 얻어진 반사층에 비교하여, 온도: 80℃, 상대습도: 85% 의 항온항실조에서 200 시간 유지 후의 반사율의 저하가 적은 것을 알 수 있다.

실시예 2

원료로서 순도: 99.99질량% 이상의 Ag, Cu, Ca, Be 및 Si 를 준비하였다. Ca, Be 및 Si 는 Ag 에의 고융이 거의 없기 때문에, 각각의 각 원소의 농도가 0.20질량% 로 되도록 Ag 를 배합한 후, 고주파 진공 용해로에서 용해하고, 용해후 노 내 압력이 대기압으로 될 때까지 Ar 가스를 충전한 후 흑연제 주형에 주조함으로써 미리 Ca, Be 및 Si 를 함유하는 모합금을 제작하였다.

이 모합금을 Cu 와 함께 Ag 에 첨가하여 용해하고 주조함으로써 잉곳을 제작하고, 얻어진 잉곳을 600℃, 2 시간 가열한 후, 압연하고, 이어서 기계 가공함으로써 지름: 125mm, 두께: 5mm 의 치수를 갖고, 표 3∼4 에 나타나는 성분 조성을 갖는 본 발명 타겟 23∼36, 비교 타겟 8∼13 을 제조하였다.

이와 같이 하여 얻어진 본 발명 타겟 23∼36, 비교 타겟 8∼13 에 대해, 실시예 1 과 동일하게 하여 유리 기판 표면에 두께: 100nm 의 Ag 합금 반사막을 형성하고, 각 Ag 합금 반사막의 막 형성 직후의 반사율을 분광 광도계에 의해 측정하였다. 그 후, 형성한 각 Ag 합금 반사막을 온도: 80℃, 상대습도: 85% 의 항온항실조에서 200 시간 유지한 후, 다시 같은 조건에서 반사율을 측정하였다. 얻어진 반사율의 데이터로부터, 파장: 400nm 및 650nm 에서의 각 반사율을 구하고, 그 결과를 표 3∼4 에 나타내어 광 기록 매체의 반사막으로서 기록 재생 내성을 평가하였다.

표 3~4 에 나타나는 결과로부터, 이 발명의 본 발명 타겟 23~36 을 사용하여 스퍼터링을 실시함으로써 얻어진 반사층은, 표 4 에 나타나는 비교 타겟 8∼13 및 표 2 에 나타나는 종래 타겟을 사용하여 스퍼터링을 실시함으로써 얻어진 반사층과 비교하여, 온도: 80℃, 상대습도: 85% 의 항온항실조에서 200 시간 유지 후의 반사율의 저하가 적은 것을 알 수 있다.

실시예 3

실시예 1 에서 준비한 원료 및 실시예 2 에서 준비한 Ca, Be 및 Si 를 함유하는 모합금을 사용하여 표 5 에 나타낸 성분 조성을 갖는 본 발명 타겟 37∼50 을 제작하고, 이들 타겟에 대해서 실시예 1 과 동일하게 하여 유리 기판 표면에 두께: 100nm 의 Ag 합금 반사막을 형성하고, 각 Ag 합금 반사막의 막 형성 직후의 반사율을 분광 광도계에 의해 측정하였다. 그 후, 형성한 각 Ag 합금 반사막을 온도: 80℃, 상대습도: 85% 의 항온항실조에서 200 시간 유지한 후, 다시 동일한 조건에서 반사율을 측정하였다. 얻어진 반사율 데이터로부터, 파장: 400nm 및 650nm 에서의 각 반사율을 구하고, 그 결과를 표 5 에 나타내어 광 기록 매체의 반사막으로서 기록 재생 내성을 평가하였다.

표 5 에 나타낸 결과로부터, 본 발명의 본 발명 타겟 37∼50 을 사용하여 스퍼터링을 실시함으로써 얻어진 반사층은 표 2 의 비교 타겟 1∼7 및 종래 타겟 및 표 4 의 비교 타겟 8∼13 을 사용하여 스퍼터링을 실시함으로써 얻어진 반사층과 비교하여, 파장: 400nm 및 650nm 에서의 온도: 80℃, 상대습도: 85% 의 항온항실조에서 200 시간 유지 후의 반사율의 저하가 적은 것을 알 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 광 기록 매체의 반사층 형성용 은 합금 스퍼터링 타겟을 사용하여 제작한 반사층은, 종래의 광 기록 매체의 반사층 형성용 은 합금 스퍼터링 타겟을 사용하여 제작한 반사층과 비교하여, 시간 경과 변화에 따른 반사율의 저하가 적고, 장기간에 걸쳐 사용할 수 있는 광 기록 매체를 제조할 수 있어, 미디어 산업의 발전에 크게 공헌할 수 있는 것이다.

Claims

Cu: 0.5∼3질량% 를 함유하고, 게다가 Dy, La, Nd, Tb, Gd 에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 합계: 0.1∼3질량% 를 함유하고, 잔부가 Ag 인 조성의 은 합금으로 이루어지는 광 기록 매체의 반사층 형성용 은 합금 스퍼터링 타겟.
Cu: 0.5∼3질량% 를 함유하고, 게다가 Ca, Be, Si 에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 합계: 0.005∼0.05질량% 를 함유하고, 잔부가 Ag 인 조성의 은 합금으로 이루어지는 광 기록 매체의 반사층 형성용 은 합금 스퍼터링 타겟.
Cu: 0.5∼3질량% 를 함유하고, 게다가 Dy, La, Nd, Tb, Gd 에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 합계: 0.1∼3질량% 를 함유하고, 게다가 Ca, Be, Si 에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 합계: 0.005∼0.05질량% 를 함유하고, 잔부가 Ag 인 조성의 은 합금으로 이루어지는 광 기록 매체의 반사층 형성용 은 합금 스퍼터링 타겟.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 은 합금 스퍼터링 타겟을 사용하여 제작한 광 기록 매체의 반사층.