A7 554061 ____B7___ 五、發明說明（/ ) 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種ZnS-Si02濺鍍靶之製造方法，在濺 鍍成膜時能夠減低濺鍍時所產生之粒子（發塵）或結球， 且能減少高密度下之品質不均而提高量產性，特別是適用 在ZnS-Si02相變型光碟保護膜之形成上。 【背景技術】 近年來，已開發出不需要磁頭而能夠進行記錄及再生 之高密度記錄光碟，對其關心的程度正急速昇高。該光碟 係分成爲再生專用型、可寫入一次型和可重複寫入型3種 ，但是，特別是在可寫入一次型或可重複寫入型所使用之 相變方式係受到注目。以下，簡單地說明使用該相變型光 碟之記錄及再生之原理。 相變型光碟係藉由雷射光之照射，來加熱基板上之記 錄薄膜使其升溫，使該記錄薄膜之構造產生結晶學上之相 變化（非晶質〇結晶），來進行資訊之記錄及再生；具體 而言，係檢測起因於該相間之光學常數變化所造成之反射 率變化，來進行資訊再生。 前述相變化係藉由直徑縮聚至1〜數#m左右之雷射 光之照射而進行。在該情形下，例如1 μ m之雷射光束以 10m/s之線速度來通過時，光照射在光碟某點上之時間係 100ns，因此，必須在該時間內，進行前述相變化和反射率 之檢測。 此外，關於前述結晶學上之相變化、也就是非晶質和 結晶間之相變化的實現，熔融和急冷不僅反覆地施加在光 _4______ 衣紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注'意事項再填寫本頁) --------.訂·------- A7 554061 ________B7_____ 五、發明說明（1 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 碟之相雙化記錄層上，也反覆地施加在周邊之介電質保護 層或鋁合金之反射膜上。 因此，相變光碟係成爲用ZnS-Si02系高熔點介電質之 保護層來夾住Ge-Sb-Te系等之記錄薄膜層之兩側、並設置 鋁合金反射膜之四層構造。 其中，反射層和保護層除了要求反射率差異大之光學 功能（增大非晶質部和結晶部間之吸收）以外，並要求記 錄薄膜之耐濕性和熱變形之防止功能，以及在記錄時之熱 條件控制功能（參照雜誌「光學」26卷1號第9〜15頁） 〇 如此般，高熔點介電質之保護層必須承受升溫和冷卻 所產生之熱反複應力，且使這些熱影響不會及於反射膜或 其他部位，且其本身必須爲薄、低反射率及具有不變質之 強韌性。這代表著介電質保護層具有重要之功能。 則述介電質保護層一般係藉由濺鍍法來形成。該濺鍍 法係使用以下之原理：使正電極和負電極所構成之靶呈對 向’在惰性氣體之環境氣氛下，於基板和靶之間施加高電 壓而產生電場，此時，電離之電子和惰性氣體發生撞擊， 形成電漿，該電漿中之陽離子係撞擊靶（負電極）表面， 擊出靶構成原子，該飛出之原子係附著在對向之基板表面 上’來形成膜。 向來，由於前述保護層係要求在可見光區域之透過性 和耐熱性等，因此，使用ZnS-Si02等之陶瓷靶，進行濺鍍 ’形成1000〜2000A左右之薄膜。 -―― —____5___ 本、紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 554061 A7 ______B7__ 五、發明說明（）） 這菩材料係使用高頻濺鍍（RF)裝置、磁控濺鍍裝置 或者是對靶材料施加特殊處理而使用DC (直流）濺鍍裝 置，進行成膜。 藉由使得ZnS-Si02靶之結晶粒微細化、且高密度化， 可使得靶之濺鍍面成爲均一且平滑，能減低粒子和結球並 使靶壽命變長。結果可使光碟之生產性提高。 但是，以往，這種靶之結晶粒越是微細化，則越是將 熱壓等之製造條件設成更高溫、高面壓。 例如在藉由熱壓法來進行製造的情形下，溫度越高則 1製程所需之時間也變得越長，並且，面壓越高，爲保持 石墨模強度，則必須增大外圍之壁厚，縮小負荷面積部分 ，而使熱壓之每一批之生產量減少。 相反地，爲了不使生產量減少，因此，雖可增大熱壓 裝置，或將石墨模本身做大，但是，會使熱壓裝置或石墨 模等之成本上升。通常，由於熱壓法或HIP法係爲批式， 因此，所塡充之粉體之體積密度小也成爲每一批量之處理 量減少之原因。 此外，若粉體之流動性差，則成爲靶密度不均之原因 ，若過佳，則由石墨模之間隙產生漏粉等，會有密度不均 或破裂發生之問題。 因此，以往無法以低成本來得到高密度之ZnS-Si02系 相變型光碟保護膜用濺鍍靶。 因此，一般不得不使用低密度靶，結果，在藉由濺鍍 來成膜時，發生在濺鍍時之所產生之粒子（發塵）或結球 __6__ 木紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
A7 554061 _____B7 ___ 五、發明說明（> ) ，所以―，會有成膜之均一性及品質降低、生產性也變差之 問題發生。 【發明之揭示】 本發明之目的，係得到一種光碟保護膜形成用濺鑛靶 之製造方法，藉由分別規定ZnS粉和Si02粉之平均粒徑比 、比表面積比、體積密度、構成流動性標準之靜止角、水 分量來製作出混合粉，以穩定且低成本地製造結晶粒微細 且97%以上之高密度靶，並且可提高成膜之均一性並提升 生產效率。 爲了解決前述課題，因此，發明者深入硏究的結果認 知到：取代習知粉末，而使用分別規定ZnS粉和Si02粉之 平均粒徑比、比表面積比、體積密度、構成流動性標準之 靜止角、水分量而成之混合粉，可在穩定之製造條件下， 再現性良好且低成本地得到結晶粒微細之高密度靶。 本發明係根據該認知，來提供： 1·一種ZnS-Si02濺鎪靶之製造方法，其特徵在於：分 別將依雷射繞射法和散射法所測定之ZnS粉和Si02粉之平 均粒徑設爲A//m和B/zm，將Si02之混合比設爲Mmol% ’在10$M$30之範圍內，使用滿足B/AgO.SeO’M且 之ZnS粉和si〇2粉經均一分散及混合 而成之粉，來進行成形。 2·—種ZnS-Si02濺鍍靶之製造方法，其特徵在於：分 別將依BET法所測定之ZnS粉和si〇2粉之比表面積設爲 Cm2/g、Dm2/g而Si〇2之混合比設爲Mm〇1%，在1〇$ 本紙張尺度適用中國國家標竿（CNS)A4規格（210 X 297公釐） " (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ---------訂---------線 A7 554061 __B7__ 五、發明說明（S ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Μ€30-之範圍內，使用滿足C/D-0.1M+7且0.15m2/g €D$15m2/g之ZnS粉和Si02粉經均一分散及混合而得 之粉，來進行成形。 3. 如上述1之ZnS-Si02濺鍍靶之製造方法，其中，分 別將依BET法所測定之ZnS粉和Si02粉之比表面積設爲 Cm2/g、Dm2/g而Si02之混合比設爲Mmol%，在10$ M$30之範圍內，使用滿足C/D20.1M+7且0.15m2/g $D$15m2/g之ZnS粉和Si02粉經均一分散及混合而得 之粉，來進行成形。 4. 一種ZnS-Si02濺鍍靶之製造方法，其特徵在於：將 ZnS粉和Si02粉均一分散而成之混合粉或其造粒粉之體積 密度爲〇.4g/cm3以上。 線一 5. 如上述1〜3中任一之ZnS-Si02濺鍍靶之製造方法， 其中，將ZnS粉和Si02粉均一分散而成之混合粉或其造粒 粉之體積密度爲〇.4g/cm3以上。 6. —種ZnS-Si〇2濺鍍靶之製造方法，其特徵在於·· ZnS粉、Si〇2粉或其等之混合粉或其造粒粉之靜止角爲30 0 〜80〇 0 7·如上述1〜4中任一之ZnS-Si02濺鍍靶之製造方法， 其中，ZnS粉、Si〇2粉或其等之混合粉或其造粒粉之靜止 角爲30°〜80° 。 8.—種ZnS-Si〇2濺鍍祀之製造方法，其特徵在於··在 ZnS粉和Si〇2粉之混合則原料粉或其等之混合粉之水分含 量、或在100〜400°C範圍進行加熱時之重量減少，係2〇/。 _8 本、紙張尺I適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) 554061 A7 ---------Β7______ 五、發明說明（6 ) 以下。 9·如上述1〜4、6中任一之ZnS-Si02濺鍍靶之製造方 法，其中，在ZnS粉和Si02粉之混合前原料粉或其等之混 合粉之水分含量、或在1〇〇〜400°C範圍進行加熱時之重量 減少，係2%以下。 1〇·如申請專利範圍1〜4、6、8中任一之ZnS-Si〇2濺 鍍靶之製造方法，其中，在惰性環境氣氛中、溫度1200°C 以下、面壓250kg/cm2以下，成形爲相對密度97%以上 之靶。 【圖式之簡單說明】 圖1係顯示ZnS粉和Si02粉之平均粒徑比和燒結靶之 相對密度能夠達成97%以上之條件關係之圖式。 圖2係顯示ZnS粉和Si02粉之比表面積比和燒結靶之 相對密度能夠達成97%以上之條件關係之圖式。 〔發明之實施形態〕 本發明係分別將藉由雷射繞射和散射法所測定之ZnS 粉和Si02粉之平均粒徑設爲A//m和B//m而Si02之混合 比設爲Mmol%，在10$MS30之範圍內，選擇滿足B/A g〇.8e〇_〇9M 且 之 ZnS 粉和 Si02粉，使 用其等經均一混合而成之粉。 據此，在溫度1200°C以下、面壓250kg/cm2以下來 成形，能夠得到結晶粒微細且相對密度97%以上ZnS-Si〇2 相變型光碟保護膜形成用濺鍍靶。 使用體積密度〇.4g/cm3以上之ZnS粉和Si02粉之混 9_ 衣紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -------訂·--------"5^ A7 554061 五、發明說明（1 ) 合粉或11粒粉的情形下，具有生產性更加提高效果。 此外’爲了確保更穩定之品質而達到良率之提升，最 好將用來調整粉體流動性之ZnS粉和Si〇2粉或者其等之混 合粉或造粒粉之三輪式靜止角定爲30。〜80。，水分含量 定爲2%以下。 由於能使溫度成爲1200°C以下，面壓成爲250kg/ cm2以下，因此，例如在使用熱壓來進行製造的情形下， 即使是使用小型熱壓裝置，也能提高生產性，而具有減低 成本之顯著效果。 在B/A未滿的情形下，在溫度^㈧它以卞 、面壓250kg/Cm2以下，無法得到相對密度97%以上之 ZnS-Si02相變型光碟保護膜形成用濺鍍靶。在Si02粉之伞 均粒徑大於15/zm的情形下，結晶粒變大。 同樣地，本發明分別將BET法所測定之ZnS粉和 Si〇2粉之比表面積設爲C、D而Si02之混合比設爲MmQ1 % ，在10$M$30之範圍內，藉由使用滿足C/Dg 0.1M+7 且 0.15m2/g$DS 15m2/g 之 ZnS 粉和 Si02 粉麵 均一混合而成之粉，即可獲得在溫度1200°C以下、面_ 250kg/cm2以下成形出之靶結晶粒微細，相對密度97%以 上之ZnS-Si02相變型光碟保護膜形成用濺鍍靶。 在使用體積密度爲0.4 g/cm3以上之ZnS粉和Si02松 之混合粉的情形下，具有更加高密度化之效果。此外，；^ 了確保更加穩定之品質，達到良率之提升，最好將用以_ 整粉體流動性之ZnS粉和Si02粉或者其等之混合粉之三^ 10 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、訂： 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 554061 A7 __—_B7 _ 五、發明說明（》） •式靜止角定爲30°〜80° ，水分含量定爲2%以下。 據此，可使溫度在120(TC以下，面壓在250kg/cm2 以下，因此，例如在使用熱壓來進行製造的情形下，即使 是使用小型熱壓裝置，也具有能夠提高生產性且減低成本 之顯著效果。 在C/D未滿0.1M+7的情形下，在面壓250kg/cm2 以下無法得到相對密度97%以上之ZnS-Si02相變型光碟保 護膜形成用濺鍍靶。 如此般，藉由分別規定ZnS粉和Si02粉之平均粒徑比 、比表面積比、體積密度、靜止角以及水分量來製作出混 合粉’可使ZnS-Si〇2 IE之結晶粒微細化，且成爲高密度化 ，因此，具有能夠使得靶之濺鍍面均一及平滑、減低濺鍍 時之粒子或結球、以及靶壽命變長之顯著效果。結果，能 夠使得光碟之生產性提高，得到品質良好之材料。 【實施例及比較例】 以下，根據實施例及比較例，進行說明。此外，本實 施例僅只是一例，並未用該例子來做任何限制。亦即，本 發明係僅受申請專利範圍之限制，而包含本發明之實施例 以外之各種變形。 (實施例1) 依據雷射繞射和散射法，分散劑使用醇類，藉由超音 波來充分地進行分散，將相對折射率時納入考慮時之ZnS 粉之平均粒徑爲，同樣地，使用平均粒徑爲12αιπ 之Si02粉之粉體，以相對於ZnS爲20mol%比率來混合 ____η___ 衣紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
n n ^OJ· ϋ n n n ϋ n I I A7 554061 ___B7 _ 五、發明說明（？） • Si02。將該混合粉，塡充至石墨模中，於Ar環境氣氛、面 壓150kg/cm2、溫度1000°C之條件下，進行熱壓。此時之 任何條件皆是位於本發明範圍內之條件。 結果，得到相對密度97%之高密度ZnS-Si02相變型 光碟保護膜形成用濺鍍靶。 (實施例2) 使用依BET法測定之ZnS粉之比表面積爲20m2/g、 Si02粉之比表面積爲2m2/g之粉體，以相對於ZnS爲 20mol%比率來混合Si02。將該混合粉，塡充至石墨模中 ，於Ar環境氣氛、面壓150kg/cm2、溫度l〇〇〇°C之條件 下，進行熱壓。此時之任何條件皆是位於本發明範圍內之 條件。結果，得到相對密度98%之高密度ZnS-Si02相變型 光碟保護膜形成用濺鍍靶。 (比較例1) 使用依雷射繞射和散射法測定之ZnS粉之平均粒徑爲 5//m且Si02粉之平均粒徑爲12//m之粉體，以相對於 ZnS爲20mol%比率來混合Si02。該條件係ZnS粉之平均 粒徑A//m和Si02粉之平均粒徑B/zm之比値B/A=12 /5，並不滿足B/A-O.SeM9%之條件。此外係相同於實 施例1之條件。 將前述混合粉，塡充至石墨模中，於Ar環境氣氛、 面壓150kg/cm2、溫度1000°C之條件下，進行熱壓。 結果，得到相對密度93%之密度低於本發明實施例之 ZnS-Si02相變型光碟保護膜形成用濺鍍靶。 _ 12_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------'訂---------線. A7 554061 __B7 _ 五、發明說明（f。） (比較例2) 使用依BET法所測定之ZnS粉之比表面積爲15m2/g 且Si02粉之比表面積爲3m2/g之粉體，以相對於ZnS爲 20mol%比率來混合Si02。該條件係ZnS粉之比表面積 Cm2/g和Si02粉之比表面積爲Dm2/g間之比値成爲15 /3，並不滿足本發明之C/D-0.1M+7之條件。其他係相 同於實施例2之條件。 將前述混合粉，塡充至石墨模中，於Ar環境氣氛、 面壓150kg/cm2、溫度1000°C之條件下，進行熱壓。 結果，得到相對密度爲92%之密度低於本發明實施例 之ZnS-Si02相變型光碟保護膜形成用濺鍍靶。 圖1所示圖形之上側部分係顯示，達成濺鍍靶相對密 度97%以上時，可選擇之ZnS粉和Si02粉之平均粒徑比 之條件範圍。 又該範圍，係選擇實施例1、比較例1以及按照這些 例子之ZnS粉和Si02$，並且，在相同條件下進行燒結， 來求出該範圍。 同樣地，圖2所示圖形之上側部分係顯示，達成濺鍍 靶相對密度97%以上時，可選擇之ZnS粉和Si02粉之比 表面積比之條件範圍。 又該範圍，係選擇實施例2、比較例2以及按照這些 例子之ZnS粉和Si02粉，並且，在相同條件下進行燒結， 來求出該範圍。 正如以上所示，藉由分別規定ZnS粉和Si02粉之平均 ____13__ ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ---------訂---------*5^ 554061 A7 五、發明說明（1/ ) -粒徑比比表面積比以及配合需要之體積密度來製作混合 粉，即可得到能達成濺鍍靶相對密度97%以上之條件。 【發明之效果】 本發明，藉由分別規定ZnS粉和Si02$之平均粒徑比 、比表面積比以及配合需要之體積密度來使用其等之混合 粉，所獲得之光碟保護膜形成用濺鍍靶及其製造方法，即 使降低加壓燒結時之面壓也可以製造出97%以上之高密度 靶，藉此可抑制在濺鍍時之所產生之粒子（發塵）或結球 之發生，提高成膜之均一性，提升生產性，而具有優異的 效果。 衣紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------*訂---------線