TWI442393B - 光記錄媒體的反射膜形成用高硬度Ａｇ合金濺鍍標靶 - Google Patents
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Description
本發明係關於使用半導體雷射等的雷射光束來進行聲音、影像、文字等的資訊訊號之再生、或記錄-再生-消去的光記錄媒體(CD-RW，DVD-RAM等)的構成層之半透明反射膜或反射膜(以下，包含兩者稱為反射膜)形成用之高硬度Ag合金濺鍍標靶。
以往，作為CD-R，CD-RW，DVD-R，DVD-RW，DVD-RAM、Blu-ray Disc、HD-DVD等的光記錄媒體的反射膜，使用Ag或Ag合金反射膜，由於此Ag或Ag合金反射膜具有可迅速地使已被加熱的記錄膜之熱排出的作用，並且在400～830nm的寬廣之波長區域的反射率高，作為半透明反射膜使用之情況，半透明反射膜之吸收率小，故被廣泛地使用著。
在Ag或Ag合金反射膜中，由於Ag反射膜，特別是反射率佳，且成為用以排出熱的作用效果的目標之熱傳導率也最佳，故，作為光記錄媒體的反射膜，Ag最優良。但，Ag反射膜具有容易被腐蝕的特性，並且隨著雷射光的照射次數增加，其再結晶化變快，再結晶粒大幅成長，造成表面粗糙度容易變大，因此，反射率降低，造成使用壽命短。且，在將Ag反射膜作為半透明反射膜使用之情況，由於半透明反射膜之厚度為極薄者，故，因雷射光的透過造成半透明反射膜凝集，因此會在半透明反射膜開孔，造成使用壽命變短之間題產生。
因此，作為光記錄媒體的反射膜，對Ag添加其他元素，使粒成長、再結晶速度延遲之Ag合金被廣泛地使用，作為前述以往的光記錄媒體的Ag合金反射膜，被提案有由各種各樣之Ag合金所構成的光記錄媒體的反射膜。在這些之中，藉由使用由含有Cu：0.1～3.0質量%、Ga：0.05～2.0質量%、Ca：0.001～0.1質量%、殘餘部分為Ag及不可避不純物所構成之組成的Ag合金標靶進行濺鍍所獲得之Ag合金反射膜，被稱為可承受雷射光的高輸出、高密度化之光記錄媒體的優良反射膜(參照日本特開2006-127594號公報)。
一般，濺鍍標靶係在標靶的裏面，軟焊熱傳導性佳之補償板，將軟焊有此補償板之標靶的補償板把持並固定於濺鍍裝置，進行濺鍍。但，因Ag合金標靶，Ag合金本身導電性優良，所以，在Ag合金標靶的情況，如圖1的斜視圖所示，使用將鍔2一體地形成於標靶本體1的周圍之具鍔標靶10進行濺鍍。前述具鍔標靶10，由於以往的具補償板標靶之補償板部分也以Ag合金構成，故，能夠增加其厚度，比起以往的具補償板標靶，能夠增長濺鍍時間，可有效率地進行濺鍍。
為了藉由使用此具鍔標靶10進行濺鍍，形成Ag合金反射膜，如圖2的斷面說明圖所示，將此具鍔標靶10載置於磁鐵3、3’、3”之冷卻台7上，藉由把持具6，將具鍔標靶10的鍔2穩固地固定，使冷卻水不會洩漏，使Ar氣體的電漿5產生，藉由磁鐵3、3’、3”，一邊對具鍔標靶10施加磁場一邊產生磁力線8，使Ar+
與具鍔標靶10的標靶本體1衝突，來在基板4的表面形成Ag合金反射膜。
近年，為了減低成本，提高用以提升Ag合金反射膜之成膜速度的濺鍍之輸出，同時提升用以進行由Ag合金所組成之具鍔標靶的冷卻之冷卻水的供給壓力。但，一般，由Ag合金所構成之以往的具鍔標靶之硬度低，當提高濺鍍速度，提升用以提高成膜速度的冷卻水之供給壓力時，因以往的由Ag合金所構成之以往的具鍔標靶的硬度低，所以，如圖3所示，被冷卻水之壓力所壓出，呈凸狀地變形，與設置於由Ag合金所構成之以往的具鍔標靶的正下中央的磁鐵3之間隙H變大，伴隨此，磁力線8的分佈狀態產生變化。
此現象，當濺鍍時間短、濺鍍初期的具鍔標靶之標靶本體1的厚度尚充分時，變形量少，標靶與磁鐵之間隙H小，但，當長時間進行濺鍍，標靶消耗而厚度變薄時，受到冷卻水之壓力，造成具鍔標靶10呈凸狀地大幅度變形，當該具鍔標靶10呈凸狀地大幅變形時，通過標靶之磁力線產生變化，在濺鍍初期的磁力線與濺鍍終期之磁力線，，其形狀不同，造成濺鍍初期與終期所形成之Ag合金反射膜之膜厚分佈不同，因此不理想。
因此，本發明者們，為了解決這些問題點，而進行研究的結果獲得以下結果，即，以往的由含有Cu：0.1～3.0質量%、Ga：0.05～2.0質量%、Ca：0.001～0.1質量%、殘餘部分為Ag及不可避不純物所構成之組成的Ag合金標靶，因在進行熱處理後，進行空冷，所以，維氏硬度(以下稱為HV)未滿40，但，藉由在熱處理後進行水冷，則可將HV提升至40～70，將此HV提升至40～70之高硬度具鍔標靶，即使長時間進行濺鍍，變形也少，因此，因標靶的變形所產生之磁力線分佈変化也變小，所形成之Ag合金反射膜之膜厚分佈在濺鍍初期與終期變化少。
本發明係依據研究結果而完成的發明，其特徵為：(1)具有由含有Cu：0.1～3.0質量%、Ga：0.05～2.0質量%、Ca：0.001～0.1質量%、殘餘部分為Ag及不可避不純物所構成之成分組成，維氏硬度在40～70的範圍內之光記錄媒體的反射膜形成用高硬度Ag合金濺鍍標靶。
前述(1)所記載的維氏硬度在40～70的範圍內之光記錄媒體的反射膜形成用高硬度Ag合金濺鍍標靶係藉由在以往的Ag合金標靶加熱熱處理後再進行水冷所獲得，其組織成為平均結晶粒徑：5～200μm的結晶組織，此結晶組織成為再結晶組織。
因此，本發明之(2)為前述(1)所記載的Ag合金濺鍍標靶，其中，為具有平均結晶粒徑：5～200μm的結晶組織之光記錄媒體的反射膜形成用高硬度Ag合金濺鍍標靶。
(3)如前述(2)所記載的光記錄媒體的反射膜形成用高硬度Ag合金濺鍍標靶，其中，前述結晶組織為再結晶組織。
本發明之光記錄媒體的反射膜形成用高硬度Ag合金濺鍍標靶，為在圖1所示的標靶本體1的周圍具有鍔2之具鍔標靶10。
因此，本發明之(4)前述光記錄媒體的反射膜形成用銀合金濺鍍標靶，係如前述(1)、(2)或(3)所記載的光記錄媒體的反射膜形成用高硬度Ag合金濺鍍標靶，其中，為在標靶本體的周圍具有鍔之具鍔標靶。
為了製造本發明之光記錄媒體的反射膜形成用高硬度Ag合金濺鍍標靶，能以下述方式加以製造，即，作為原料，準備純度：99.99質量%以上的高純度Ag及高純度Cu、純度：99.9質量%以上的Ga、Ca，首先，製作將Ag或Ag及Cu在高真空或不活性氣體環境中熔解所獲得之Ag熔體或Ag-Cu合金熔體，對這些熔體以成為預定的含有量的方式分別添加Ga、Ca，然後，在真空或不活性氣體環境中進行鑄造來製作鑄錠，將這些鑄錠進行冷加工並加上進行熱處理後進行水冷，然後，再進行機械加工，來製造。
作為對前述Ag熔體或Ag-Cu合金熔體添加Ga之方法，理想為預先以Ag箔包住Ga來進行添加，又因Ca對Ag幾乎不會有固溶，所以，為了製作均質之標靶，理想為預先製作Ag-Ca母合金，將這些母合金添加至已被高頻真空熔解之Ag熔體或Ag-Cu合金熔體。
本發明之光記錄媒體的反射膜形成用高硬度Ag合金濺鍍標靶的成分組成，由於已為所知的成分組成，故，在此省略其限定理由之說明。
將本發明之光記錄媒體的反射膜形成用高硬度Ag合金濺鍍標靶的維氏硬度作成為40～70之理由是由於因在維氏硬度未滿40，長時間濺鍍後的標靶的翹曲變大，造成膜厚分佈之惡化傾向變得顯著，故並不理想，又，當維氏硬度超過70時，熱處理會變得不充分，造成壓延組織殘留的傾向變強，比起濺鍍初期，膜厚分佈變得不均等之故。
又，將該結晶組織或再結晶組織的平均結晶粒徑限定於5～200μm之理由是由於當平均結晶粒徑未滿5μm時，則熱處理變得不充分，膜厚分佈成為不均等者，故不理想，又，當平均結晶粒徑超過200μm時，則標靶的翹曲變大，因此產生膜厚分佈變得不均等之惡化傾向，故並不理想之故。
本發明之光記錄媒體的反射膜形成用高硬度Ag合金濺鍍標靶，比起以往的光記錄媒體用Ag合金濺鍍標靶，即使長時間進行濺鍍，在濺鍍初期所獲得的反射膜與在濺鍍終期所獲得的反射膜之厚度分佈的變化少，能夠製造具均等特性之光記錄媒體，能對媒體產業的發展上貢獻極大。
準備作為原料之純度：99.99質量%以上的高純度Ag、純度：99.99質量%以上的高純度Cu、包入於Ag箔之純度：99.9質量%以上的Ga、Ag-5質量%Ca母合金。
藉由以高頻真空熔解爐熔解Ag，來製作Ag熔體，且，以高頻真空熔解爐熔解Ag及Cu，來製作Ag-Cu合金熔體。對所獲得之Ag熔體及Ag-Cu合金熔體，添加被Ag箔所包住的Ga、Ag-5質量%ca母合金，製作Ag合金熔體，將所獲得之Ag合金熔體在石墨製鑄模中，於Ar氣體環境中進行鑄造，藉此製作具有如表1所示的成分組成之鑄錠。
將所獲得的鑄錠在550℃、保持2小時間之條件下加熱並予以水冷後，切斷成預定的大小，接著進行冷壓延，然後，在表1所示的溫度，保持1小時之條件下施加熱處理後再予以水冷，然後，再進行機械加工，藉此製作具有如圖1所示之標靶本體1的直徑200mm、厚度15mm、鍔的直徑210mm、厚度5mm的尺寸，且具有表1所示的維氏硬度及平均再結晶粒徑之本發明Ag合金具鍔標靶(以下稱為本發明標靶)1～6。
且，將所獲得的鑄錠在550℃、保持2小時間之條件下加熱並予以水冷後，切斷成預定的大小，接著進行冷壓延，然後，在表1所示的溫度，保持1小時之條件下施加熱處理後再予以空冷，然後，再進行機械加工，藉此製作具有如圖1所示之標靶本體1的直徑200mm、厚度15mm、鍔的直徑210mm、厚度5mm的尺寸，且具有表1所示的維氏硬度及平均結晶粒徑之以往Ag合金具鍔標靶(以下稱為以往標靶)1～6。
再者，在前述實施例及以往例所測定之維氏硬度為藉由JISZ2244所規定之測定法進行測定者，前述平均結晶粒徑係藉由下述條件之線分法所求出的值。
平均結晶粒徑之測定方法：將由本發明標靶1～6及以往標靶1～6所切出的試料面研磨成鏡面，再以過氧化氫水與氨水所構成的蝕刻液進行蝕刻後，以能夠辨識結晶粒界之倍率：50～1000倍的範圍內之光學顯微鏡進行顯微鏡照相，橫切所獲得之照片，簡單地描繪4條直線，計算分別與這4條直線交叉的結晶粒界，使用下述的計算式：平均結晶粒徑=(3/2)．(L/N)．(1/M)
(其中，L：4條線之長度的總合(μm)、N：4條線與結晶粒交叉之結晶粒界的總數、M：照片的倍率)，求取平均結晶粒徑。
將本發明標靶1～6及以往標靶1～6分別載置於如圖2之直流磁通管濺鍍裝置的冷卻台7上，藉由把持具6，將標靶的鍔2穩固地予以固定，使冷卻水不會洩漏，再以真空排氣裝置，將直流磁通管濺鍍裝置內排氣至1×10-4
Pa後，導入Ar氣體，作成1.0 Pa的濺鍍氣體壓，接著，以直流電源，對標靶施加2KW的直流濺鍍電力，與前述標靶抗衡且隔著70mm的間隔的方式配置成與標靶平行之縱：30mm、橫：30mm、厚度：0.5mm的無鹼玻璃基板與前述標靶之間產生電漿，以冷卻水壓成為0.4MPa的方式使冷卻水流動，一邊斷續地以積算電力為100KWh之濺鍍。在結束100KWh的濺鍍後，取出本發明標靶1～6及以往標靶1～6，如圖4所示地載置於平面基材9上，以間隙計示(gauge)測量最大間隙間隔S，將其結果顯示於表1。
由表1所示的結果得知，使用本發明標靶1～6進行100KWh之濺鍍所產生之變形的最大間隙間隔s均比起使用以往標靶1～6進行100KWh之濺鍍所產生之變形的最大間隙間隔S小，故，本發明標靶1～6比起以往標靶1～6，不易變形。
以上，說明了關於本發明之理想實施形態，但本發明不限於上述實施形態。在不超出本發明之技術思想範圍內，可進行結構的附加、省略、置換、及其他的變更。本發明不受前述說明所限定，僅被申請專利範圍所界定。
1．．．標靶本體
2．．．鍔
3、3’、3”．．．磁鐵
4．．．基板
5．．．電漿
6．．．把持具
7．．．冷卻台
8．．．磁力線
9．．．平面基材
10．．．具鍔標靶
圖1係Ag合金具鍔標靶的斜視圖。
圖2係顯示將Ag合金具鍔標靶安裝於濺鍍裝置之狀態的斷面說明圖。
圖3係顯示將Ag合金具鍔標靶安裝於濺鍍裝置，進行濺鍍的狀態之斷面說明圖。
圖4係用來說明測量Ag合金具鍔標靶的變形量之方法的斷面說明圖。
1．．．標靶本體
2．．．鍔
10．．．具鍔標靶
Claims (2)
- 一種光記錄媒體的反射膜形成用高硬度Ag合金濺鍍標靶，其係藉由以下方式而獲得：對具有由含有Cu：0.1~3.0質量%、Ga：0.05~2.0質量%、Ca：0.001~0.1質量%、且殘餘部分為Ag及不可避不純物所構成之成分組成之鑄錠，進行加熱後予以水冷，接著進行冷壓延，然後施加熱處理後再予以水冷，之後施以機械加工製作成尺寸為直徑200mm、厚度15mm，其平均結晶粒徑含有：5~200μm的再結晶組織，並且維氏硬度在40~70的範圍內，以冷卻水壓0.4Mpa之方式進行濺鍍後，載置於水平面基板時，與前述水平面基板的間隙之最大值為300μm。
- 如申請專利範圍第1項之光記錄媒體的反射膜形成用高硬度Ag合金濺鍍標靶，其中，前述光記錄媒體的反射膜形成用銀合金濺鍍標靶為在標靶本體的周圍具有鍔之具鍔標靶。
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