JP3915114B2

JP3915114B2 - Silver alloy sputtering target for reflection film formation of optical recording media

Info

Publication number: JP3915114B2
Application number: JP2001358852A
Authority: JP
Inventors: 曉森
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2001-11-26
Filing date: 2001-11-26
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2021-11-26
Also published as: JP2003160859A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光記録ディスク（ＣＤ−ＲＷ，ＤＶＤ−ＲＡＭ）などの光記録媒体の反射膜を形成するための銀合金スパッタリングターゲットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光記録ディスク（ＣＤ−ＲＷ，ＤＶＤ−ＲＡＭ）などの光記録媒体の反射膜としてＡｇ反射膜が使用されており、このＡｇ反射膜は４００〜８３０ｎｍの幅広い波長域での反射率が高く、特に他の金属の反射膜にくらべて、青色レーザー光などの短波長のレーザー光に対する反射率が優れているところから広く使用されている。
しかし、記録媒体が書き換え可能な相変化形タイプの場合は、反射膜は記録媒体の線速に応じて熱伝導率を容易に制御できることが必要であるが、Ａｇ反射膜は熱伝導率が良すぎるという欠点がある。したがって反射率が高くかつ熱伝導率の低い反射膜が求められており、その反射率が高くかつ熱伝導率の低い反射膜の例としてＡｇにＣｕ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｂｉ，Ｉｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔのうちの１種以上を含むＡｇ合金からなる反射膜が知られており（特開２００１−３５０１４号公報参照）、さらにＡｇ−Ｉｎ，Ａｇ−Ｖ，Ａｇ−Ｎｂなどの合金からなる反射膜が知られている（特開平６−２４３５０９号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これら従来のＡｇ合金反射膜は、いずれも表面の耐候性が不十分であるところから、時間が経つにつれて反射率が低下し、特に波長の短い青色レーザー光に対する反射率の低下が著しく、短期間に光記録媒体の反射膜としての性能が低下するという問題点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明者らは、経時変化の少ないＡｇ合金反射膜を得るべく研究を行なっていたところ、
（イ）Ｉｎ：０．５〜１５質量％を含み、さらにＣｒ，Ｃｏ，Ｎｉの内の１種または２種以上を合計で０．０１〜５質量％を含み、残部がＡｇである組成の銀合金からなるターゲットを用いてスパッタリングすることにより得られた銀合金反射膜は、経時変化による反射率の低下が極めて少なくなる、
（ロ）Ａｇに含まれるＳｎはＩｎと同じ作用を有するので、（イ）における銀合金に含まれるＩｎの一部をＳｎで置換することもできる、
という研究結果が得られたのである。
【０００５】
この発明は、かかる研究結果に基づいて成されたものであって、
（１）ＩｎまたはＩｎおよびＳｎを合計で０．５〜１５質量％を含み、さらにＣｒ，Ｃｏ，Ｎｉの内の１種または２種以上を合計で０．０１〜５質量％を含み、残部がＡｇである組成の銀合金からなる光記録媒体の反射膜形成用銀合金スパッタリングターゲット、
（２）前記（１）記載のターゲットをスパッタリングして形成する光記録媒体の反射膜の製造方法。
【０００６】
この発明の銀合金反射膜を形成するためのスパッタリングターゲットは、高純度Ａｇを真空または不活性ガス雰囲気中で溶解し、得られた溶湯にＩｎまたはＩｎおよびＳｎを添加してＡｇ合金溶湯を作製し、このＡｇ合金溶湯に、予め作製しておいたＣｒ−Ａｇ母合金、Ｃｏ−Ａｇ母合金、Ｎｉ−Ａｇ母合金を添加して所定の成分組成のＡｇ合金となるように真空または不活性ガス雰囲気中で溶解し、このようにして得られた溶湯を真空または不活性ガス雰囲気中で鋳造してインゴットを作製し、得られたインゴットを熱間加工したのち機械加工することにより製造することができる。
【０００７】
次に、この発明のＡｇ合金からなるスパッタリングターゲットおよびこのターゲットを用いて形成したＡｇ合金反射膜の成分組成を前記の如く限定した理由を説明する。
【０００８】
ＩｎまたはＩｎおよびＳｎの合計：
ＩｎまたはＩｎおよびＳｎの合計は、Ａｇ合金反射膜の反射率が経時変化するのを防止する効果があるが、これらＩｎまたはＩｎおよびＳｎの合計が０．５質量％未満含んでも十分な耐候性が得られず、一方、１５質量％を越えて含有すると、Ａｇ合金反射膜の初期反射率が低下するようになるので好ましくない。したがって、Ａｇ合金反射膜およびこのＡｇ合金反射膜を形成するためのスパッタリングターゲットに含まれるＩｎまたはＩｎおよびＳｎの合計を０.５〜１５質量％(一層好ましくは５〜１０質量％)に定めた。
【０００９】
Ｃｒ、Ｃｏ、Ｎｉ：
これら成分は、ＩｎおよびＳｎの内の１種または２種を合計で０．５〜１５質量％を含むＡｇ合金反射膜の耐候性を一層強化して反射率が経時変化するのを防止する成分であるが、これら成分の１種または２種以上を合計で０．０１質量％未満含んでも一層の耐候性が得られず、一方、これら成分の１種または２種以上を合計で５質量％を越えて含有すると、耐候性は一層優れたものとなるものの、Ａｇ合金反射膜の初期反射率が低下するようになるので好ましくない。したがって、Ａｇ合金反射膜およびこのＡｇ合金反射膜を形成するためのスパッタリングターゲットに含まれるこれら成分の含有量は０.０１〜５質量％(一層好ましくは０．５〜３質量％)に定めた。
【００１０】
【発明の実施の形態】
原料として、Ａｇ、Ｉｎ、ＳｎをＡｒ雰囲気にて高周波誘導加熱炉により溶解し、得られた溶湯に予めプラズマアーク溶解炉を使用して作製しておいたＣｒ−Ａｇ母合金、Ｃｏ−Ａｇ母合金、Ｎｉ−Ａｇ母合金を添加してＡｇ合金溶湯を作製し、これらＡｇ合金溶湯をＡｒ雰囲気中で鋳造することにより直径：１００ｍｍ、長さ：９０ｍｍの寸法を有するインゴットを作製した。
このインゴットを輪切り状に切断して直径：１００ｍｍ、厚さ：３０ｍｍの寸法を有する円板を作製し、さらにこの円板を６００℃にて熱間圧延することにより厚さ：６ｍｍの寸法を有する圧延板を作製し、これを機械加工することにより直径：２００ｍｍ、厚さ：５ｍｍの寸法を有し表１〜２に示される成分組成を有する本発明銀合金スパッタリングターゲット（以下、本発明ターゲットという）１〜１５、比較銀合金スパッタリングターゲット（以下、比較ターゲットという）１〜４および従来銀合金スパッタリングターゲット（以下、従来ターゲットという）を作製した。
【００１１】
この様にして得られた本発明ターゲット１〜１５、比較ターゲット１〜４および従来ターゲットをそれぞれ厚さ：１０ｍｍの無酸素銅製冷却板にＩｎ−Ｓｎ共晶はんだを用いてはんだ付けしたのち、通常の直流マグネトロンスパッタリング装置に取り付け、さらに直径：１２０ｍｍ、厚さ：１．２ｍｍの寸法を有するポリカーボネート樹脂板をターゲットと基板の距離が７ｃｍとなるようにセットし、チャンバー内を１×１０^-4Ｐａまで真空に引いた後、アルゴンガスをチャンバー内に０．５Ｐａになるまで入れ、直流電力：１００Ｗの条件で４０秒間スパッタリングし、膜厚：１００ｎｍの反射膜を形成した。
【００１２】
これら反射膜に、波長が４０５ｎｍおよび６５０ｎｍのレーザー光を照射してエリプソメータにより反射率を測定し、その後反射膜を恒温恒湿槽容器(８０℃、８５％)に２００時間保持した後、同様にして波長が４０５ｎｍおよび６５０ｎｍのレーザー光を照射してエリプソメータにより反射率を測定し、その結果を表１〜２に示すことにより反射膜の耐候性を評価した。
【００１３】
【表１】

【００１４】
【表２】

【００１５】
表１〜２に示される結果から、この発明の本発明ターゲット１〜１５を用いてスパッタリングを行うことにより得られた反射膜は、比較ターゲット１〜４および従来ターゲットを用いてスパッタリングを行うことにより得られた反射膜に比べて反射率の低下が少ないところから、耐候性に優れていることがわかる。
【００１６】
【発明の効果】
上述のように、この発明の光記録媒体の反射膜形成用銀合金スパッタリングターゲットを用いて作製した反射膜は、従来の光記録媒体の反射膜形成用銀合金スパッタリングターゲットを用いて作製した反射膜に比べて、経時変化による反射率の低下が少なく、長期にわたって使用できる光記録媒体を製造することができ、メディア産業の発展に大いに貢献し得るものである。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a silver alloy sputtering target for forming a reflective film of an optical recording medium such as an optical recording disk (CD-RW, DVD-RAM).
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an Ag reflection film has been used as a reflection film of an optical recording medium such as an optical recording disk (CD-RW, DVD-RAM), and this Ag reflection film has a high reflectance in a wide wavelength range of 400 to 830 nm. In particular, it is widely used because of its excellent reflectivity with respect to short-wavelength laser light such as blue laser light as compared with other metal reflective films.
However, when the recording medium is a rewritable phase change type, it is necessary that the reflective film can easily control the thermal conductivity according to the linear velocity of the recording medium, but the Ag reflective film has a good thermal conductivity. There is a drawback of being too much. Therefore, there is a demand for a reflective film having a high reflectance and a low thermal conductivity. As examples of a reflective film having a high reflectance and a low thermal conductivity, Ag, Cu, Mg, Zn, Sn, Bi, In, Ti , Zr, Au, Pd, and a reflective film made of an Ag alloy containing one or more of Pt are known (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-35014), and Ag-In, Ag-V, and Ag-Nb. A reflection film made of an alloy such as the above is known (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-243509).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, since these conventional Ag alloy reflective films all have insufficient weather resistance on the surface, the reflectivity decreases with time, and particularly the reflectivity for blue laser light having a short wavelength decreases significantly. There has been a problem that the performance of the optical recording medium as a reflective film deteriorates in a short period of time.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the present inventors have been studying to obtain an Ag alloy reflective film with little change over time.
(A) In: 0.5 to 15% by mass, further including one or more of Cr, Co, and Ni in a total of 0.01 to 5% by mass, with the balance being Ag The silver alloy reflective film obtained by sputtering using a target made of a silver alloy has a very low decrease in reflectivity due to changes over time.
(B) Since Sn contained in Ag has the same action as In, a part of In contained in the silver alloy in (a) can be replaced with Sn.
The research result was obtained.
[0005]
The present invention has been made based on such research results,
(1) In or In and Sn are included in a total of 0.5 to 15% by mass, and one or more of Cr, Co and Ni are included in a total of 0.01 to 5% by mass, and the balance A silver alloy sputtering target for forming a reflective film of an optical recording medium comprising a silver alloy having a composition of Ag
(2) A method for producing a reflective film for an optical recording medium, wherein the target according to (1) is formed by sputtering .
[0006]
The sputtering target for forming the silver alloy reflective film of the present invention is prepared by melting high-purity Ag in a vacuum or in an inert gas atmosphere, and adding In or In and Sn to the resulting molten metal to produce a molten Ag alloy. Then, vacuum or inactive so that a Cr-Ag master alloy, a Co-Ag master alloy, and a Ni-Ag master alloy prepared in advance are added to the molten Ag alloy to form an Ag alloy having a predetermined composition. It is manufactured by melting in a gas atmosphere, casting the molten metal thus obtained in a vacuum or inert gas atmosphere to produce an ingot, hot working the obtained ingot, and then machining it. Can do.
[0007]
Next, the reason why the component composition of the sputtering target made of the Ag alloy of the present invention and the Ag alloy reflective film formed using this target is limited as described above will be described.
[0008]
In or the sum of In and Sn:
The sum of In or In and Sn has an effect of preventing the reflectance of the Ag alloy reflective film from changing with time, but sufficient weather resistance even when the sum of In or In and Sn is less than 0.5% by mass. On the other hand, if the content exceeds 15% by mass, the initial reflectance of the Ag alloy reflective film is lowered, which is not preferable. Therefore, the total of In or In and Sn contained in the Ag alloy reflective film and the sputtering target for forming the Ag alloy reflective film is set to 0.5 to 15% by mass (more preferably 5 to 10% by mass). .
[0009]
Cr, Co, Ni:
These components further enhance the weather resistance of the Ag alloy reflective film containing 0.5 to 15% by mass of one or two of In and Sn in total to prevent the reflectance from changing over time. However, even if one or more of these components are included in a total amount of less than 0.01% by mass, no further weather resistance can be obtained, while one or more of these components are combined in a total of 5% by mass. If it exceeds V, the weather resistance is further improved, but the initial reflectivity of the Ag alloy reflective film is lowered, which is not preferable. Therefore, the content of these components contained in the Ag alloy reflective film and the sputtering target for forming the Ag alloy reflective film is set to 0.01 to 5% by mass (more preferably 0.5 to 3% by mass). .
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As raw materials, Ag, In, and Sn were melted in a high-frequency induction heating furnace in an Ar atmosphere, and a Cr—Ag master alloy and a Co—Ag mother prepared in advance using a plasma arc melting furnace in the obtained molten metal. An alloy and a Ni—Ag master alloy were added to prepare molten Ag alloys, and these molten Ag alloys were cast in an Ar atmosphere to prepare ingots having a diameter of 100 mm and a length of 90 mm.
The ingot is cut into a ring shape to produce a disk having a diameter of 100 mm and a thickness of 30 mm, and this disk is hot-rolled at 600 ° C. to have a thickness of 6 mm. The present invention silver alloy sputtering target (hereinafter referred to as the present invention target) having a component composition shown in Tables 1 and 2 having a diameter of 200 mm and a thickness of 5 mm by producing a rolled plate and machining it. ) 1 to 15, comparative silver alloy sputtering targets (hereinafter referred to as comparative targets) 1 to 4 and conventional silver alloy sputtering targets (hereinafter referred to as conventional targets).
[0011]
After the present invention targets 1 to 15, comparative targets 1 to 4, and conventional targets thus obtained are soldered to an oxygen-free copper cooling plate having a thickness of 10 mm using In-Sn eutectic solder, In addition, a polycarbonate resin plate having a diameter of 120 mm and a thickness of 1.2 mm is set so that the distance between the target and the substrate is 7 cm, and the inside of the chamber is 1 × 10 ⁻⁴ Pa. Then, argon gas was introduced into the chamber until 0.5 Pa was reached, and sputtering was performed for 40 seconds under the condition of DC power: 100 W to form a reflective film having a thickness of 100 nm.
[0012]
These reflection films were irradiated with laser beams having wavelengths of 405 nm and 650 nm, and the reflectivity was measured by an ellipsometer. Thereafter, the reflection film was held in a thermo-hygrostat container (80 ° C., 85%) for 200 hours, and then the same. The reflectance was measured with an ellipsometer by irradiating laser beams having wavelengths of 405 nm and 650 nm, and the results are shown in Tables 1 and 2 to evaluate the weather resistance of the reflective film.
[0013]
[Table 1]

[0014]
[Table 2]

[0015]
From the results shown in Tables 1 and 2, the reflective film obtained by performing sputtering using the present invention targets 1 to 15 of the present invention is obtained by performing sputtering using the comparative targets 1 to 4 and the conventional target. It can be seen that the weather resistance is excellent since the decrease in reflectance is small compared to the obtained reflective film.
[0016]
【The invention's effect】
As described above, the reflection film produced using the silver alloy sputtering target for reflecting film formation of the optical recording medium of the present invention is the reflection film produced using the silver alloy sputtering target for reflection film formation of the conventional optical recording medium. As compared with the above, it is possible to manufacture an optical recording medium that can be used over a long period of time with less decrease in reflectance due to changes with time, and can greatly contribute to the development of the media industry.

Claims

In or In and Sn are included in a total of 0.5 to 15% by mass, and one or more of Cr, Co, and Ni are included in a total of 0.01 to 5% by mass with the balance being Ag. A silver alloy sputtering target for forming a reflective film of an optical recording medium, comprising a silver alloy having a certain composition.

A method for producing a reflective film for an optical recording medium, comprising sputtering the target according to claim 1 .