(57)【要約】【要約書】【課題】  ターゲットの材料である粉末の改善を図り、これによって形成したターゲットを用いてＤＣスパッタリングを可能とすることにより成膜の均一性を高め、生産効率を上げることができる光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲットを得ることを目的とする。【解決手段】  酸化物、窒化物、炭化物、ほう化物、硫化物、けい化物から選択した少なくも１以上のセラミックス粉末に金属又は合金をコーティング又は混合した粉末を主成分とする焼結体からなることを特徴とする光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲット。【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化物、窒化物、炭化物、ほう化物、硫化物、けい化物から選択した少なくとも１以上のセラミックス粉末に金属又は合金をコーティング又は混合した粉末を主成分とする焼結体からなることを特徴とする光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲット。
【請求項２】
セラミックス粉末がＺｎＳ及び又はＳｉＯ２であることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲット。
【請求項３】
コーティング又は混合する金属又は合金は、常温での電気抵抗率が５０μΩｃｍ以下であり、該金属又は合金の１種若しくは２種以上の１層又は多層コーティング層であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲット。
【請求項４】
コーティング層がめっき層であることを特徴とする請求項１〜３のそれぞれに記載の光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲット。
【請求項５】
金属又は合金のコーティング量又は混合量が、使用するセラミックス全量に対し、モル比で１５％（ｍｏｌ％）以下であることを特徴とする請求項１〜４のそれぞれに記載の光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲット。
【請求項６】
セラミックス粉の平均粒径が１００μｍ以下又は比表面積が３０ｍ２／ｇ以下であることを特徴とする請求項１〜５のそれぞれに記載の光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲット。
【請求項７】
セラミックス粉が球状粉であり、該球状粉の長径と短径の差が２０％以下である請求項６記載の光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパッタリングによって膜を形成する際に、成膜速度を上げ、生産性を向上させることができる光ディスク、特に相変化型光ディスクに好適な誘電体保護膜の形成に有用であるスパッタリングターゲットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気ヘッドを必要とせずに記録・再生ができる高密度記録光ディスク技術が開発され、急速に関心が高まっている。この光ディスクは再生専用型、追記型、書き換え型の３種類に分けられるが、特に追記型又は書き換え型で使用されている相変化方式が注目されている。この相変化型光ディスクを用いた記録・再生の原理を以下に簡単に説明する。
相変化光ディスクは、基板上の記録薄膜をレーザー光の照射によって加熱昇温させ、その記録薄膜の構造に結晶学的な相変化（アモルファス⇔結晶）を起こさせて情報の記録・再生を行うものであり、より具体的にはその相間の光学定数の変化に起因する反射率の変化を検出して情報の再生を行なうものである。
【０００３】
上記の相変化は１〜数μｍ程度の径に絞ったレーザー光の照射によって行なわれる。この場合、例えば１μｍのレーザービームが１０ｍ／ｓの線速度で通過するとき、光ディスクのある点に光が照射される時間は１００ｎｓであり、この時間内で上記相変化と反射率の検出を行なう必要がある。
また、上記結晶学的な相変化すなわちアモルファスと結晶との相変化を実現する上で、溶融と急冷が光ディスクの相変化記録層だけでなく周辺の誘電体保護層やアルミニウム合金の反射膜にも繰返し付与されることになる。
【０００４】
このようなことから相変化光ディスクは、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系等の記録薄膜層の両側をＺｎＳ・ＳｉＯ２系の高融点誘電体の保護層で挟み、さらにアルミニウム合金反射膜を設けた四層構造となっている。
このなかで反射層と保護層はアモルファス部と結晶部との吸収を増大させ反射率の差が大きい光学的機能が要求されるほか、記録薄膜の耐湿性や熱による変形の防止機能、さらには記録の際の熱的条件の制御という機能が要求される（雑誌「光学」２６巻１号頁９〜１５参照）。
このように、高融点誘電体の保護層は昇温と冷却による熱の繰返しストレスに対して耐性をもち、さらにこれらの熱影響が反射膜や他の箇所に影響を及ぼさないようにし、かつそれ自体も薄く、低反射率でかつ変質しない強靭さが必要である。この意味において誘電体保護層は重要な役割を有する。
【０００５】
上記誘電体保護層は、通常スパッタリング法によって形成されている。このスパッタリング法は正の電極と負の電極とからなるターゲットとを対向させ、不活性ガス雰囲気下でこれらの基板とターゲットの間に高電圧を印加して電場を発生させるものであり、この時電離した電子と不活性ガスが衝突してプラズマが形成され、このプラズマ中の陽イオンがターゲット（負の電極）表面に衝突してターゲット構成原子を叩きだし、この飛び出した原子が対向する基板表面に付着して膜が形成されるという原理を用いたものである。
【０００６】
従来、上記保護層は可視光域での透過性や耐熱性等を要求されるため、ＺｎＳ−ＳｉＯ２等のセラミックスターゲットを用いてスパッタリングし、１０００〜２０００Å程度の薄膜が形成されている。
これらの材料は、元来誘電材料なのでＤＣ（直流）スパッタリング装置では成膜することが難しく、高周波スパッタリング（ＲＦ）装置又はマグネトロンスパッタリング装置を使用して成膜されている。
ところが、これらは上記ＤＣスパッタリングに比べ高電力を必要とし、成膜速度が遅いために成膜時間が長くなり、基板（ＰＣ製）温度が上昇して変形してしまうという問題があった。また、上記のように成膜速度が遅いために量産性も劣る。
特に、上記相変化光ディスクの記録薄膜層に使用する保護膜は、他の層と比較して膜厚が最も厚いために、その影響が顕著であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、ＺｎＳ−ＳｉＯ２等のセラミックススパッタリングターゲットを基本的に見直し、ターゲットの材料である粉末の改善を図り、これによって形成したターゲットを用いてＤＣスパッタリングを可能とすることにより成膜の均一性を高め、生産効率を上げることができる光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲットを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明者らは鋭意研究を行なった結果、従来の粉末に替えて、焼結用粉末及びターゲットに導電性を持たせ、ＤＣスパッタリングを可能とすることにより膜の均一性を向上させるとともに生産性を高め、さらに透過率をさほど低下させずに、また及び屈折率を大きく上昇させずに、低反射率の誘電体保護膜（層）を安定した製造条件で、再現性よく得ることができるとの知見を得た。
本発明はこの知見に基づき、
１  酸化物、窒化物、炭化物、ほう化物、硫化物、けい化物から選択した少なくとも１以上のセラミックス粉末に金属又は合金をコーティング又は混合した粉末を主成分とする焼結体からなることを特徴とする光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲット
２  セラミックス粉末がＺｎＳ及び又はＳｉＯ２であることを特徴とする上記１に記載の光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲット
３  コーティング又は混合する金属又は合金は、常温での電気抵抗率が５０μΩｃｍ以下であり、該金属又は合金の１種若しくは２種以上の１層又は多層コーティング層であることを特徴とする上記１又は２に記載の光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲット
４  コーティング層がめっき層であることを特徴とする上記１〜３のそれぞれに記載の光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲット
５  金属又は合金のコーティング量又は混合量が、使用するセラミックス全量に対し、モル比で１５％（ｍｏｌ％）以下であることを特徴とする上記１〜４のそれぞれに記載の光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲット
６  セラミックス粉の平均粒径が１００μｍ以下又は比表面積が３０ｍ２／ｇ以下であることを特徴とする上記１〜５のそれぞれに記載の光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲット
７  セラミックス粉が球状粉であり、該球状粉の長径と短径の差が２０％以下である上記６記載の光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲット
、を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
ＺｎＳ、ＳｉＯ２等のセラミックス粉末に金属又は合金をコーティングして、粉末全体に導電性を付与し、この粉末を用いて焼結したターゲットを使用してスパッタリングすることより、ＤＣスパッタリングを可能とし、皮膜の均一性を向上させるとともに、成膜速度を２倍以上に上げることができ、生産性を飛躍的に高めることが可能となる著しい効果を有する。
また、コーティング層を極力薄くすることにより、薄膜の物性値（透過率及び屈折率）を悪化させずに、低反射率の誘電体保護膜（層）を安定した製造条件で、再現性よく得ることが可能となる優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、光ディスク保護膜となる酸化物、窒化物、炭化物、ほう化物、硫化物、けい化物を主成分とするセラミックス粉末に、めっき、蒸着、メカニカルアロイング等の手段により金属又は合金をコーティングするか、又はセラミックス粉末に金属又は合金を混合して該セラミックス粉末に金属又は合金層を形成し、これらの粉末をホットプレス（ＨＰ）又はＨＩＰ等により加圧焼結して保護膜形成用スパッタリングターゲットとする。
セラミックス粉末の代表的なものとして、ＺｎＳ及び又はＳｉＯ２を挙げることができる。金属又は合金のコーティングは、これらの成分粉末の一方又は双方にコーティングする。コーティング又は混合する金属又は合金は膜への影響をできるだけ抑えるため、導電性を保ちながらもその添加量は少ない方が良い。したがって、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ又はこれらの合金等の常温での電気抵抗率が５０μΩｃｍ以下のものが望ましい。
また、セラミックスの成形（焼結）温度は一般に高いので、コーティングする金属又は合金も融点の高いものが適している。この金属又は合金をコーティングする場合、これらの金属又は合金の１種若しくは２種以上を使用して１層又は多層コーティング層とすることもできる。
【００１１】
金属又は合金のコーティング量又は混合量が多すぎると、透過率を下げ屈折率を上昇させる惧れがあるので、使用するセラミックス全量に対し、モル比で１５％（ｍｏｌ％）以下とするのが望ましい。
１５ｍｏｌ％を超えると透過率を下げ、また屈折率を上げてしまい、光ディスク保護膜としての機能を損なう惧れがあるので、上記の範囲とするのが良い。
粉末への金属又は合金の均一かつより薄いコーティング層を形成するのがよく、この意味で粉末にめっきするのが、最も優れている。
【００１２】
セラミックス粉の平均粒径が１００μｍ以下又は比表面積が３０ｍ２／ｇ以下の球状微細粉であり、該球状粉の長径と短径の差が２０％以下であるのが望ましい。
このような粉末を使用して焼結するとスパッタリングに際して特有の有害な粒子（パーティクル）の飛散を減少させることができる効果も有する。
また、比表面積がより小さい方が、セラミックス粉表面により効率的に金属をコーティングすることができ、その使用量を減少させ、透過率の低下や屈折率の上昇を抑制できる。
以上の通り、ＺｎＳ、ＳｉＯ２等のセラミックス粉末に金属又は合金をコーティングして粉末全体に導電性を付与し、この粉末を用いて焼結したターゲットを使用してスパッタリングすることより、ＤＣスパッタリングを可能とし、皮膜の均一性を向上させるとともに、成膜速度を２倍以上に上げることができ、生産性を飛躍的に高めることが可能となった。
また、コーティング層を極力薄くすることにより、薄膜の物性値（透過率及び屈折率）を悪化させずに、低反射率の誘電体保護膜（層）を安定した製造条件で、再現性よく得ることが可能となった。
【実施例】
【００１３】
以下、実施例および比較例に基づいて説明する。なお、本実施例はあくまで一例であり、この例によって何ら制限されるものではない。すなわち、本発明は特許請求の範囲によってのみ制限されるものであり、本発明に含まれる実施例以外の種々の変形を包含するものである。
【００１４】
（実施例１〜４）
平均粒径約５μｍのＳｉＯ２粉末と平均粒径約５μｍのＺｎＳ粉末とを準備し、該ＳｉＯ２粉末の表面にＣｕめっき（実施例１）及びＺｎＳ粉末の表面にＣｕめっき（実施例２〜３）並びに該ＺｎＳ粉末及びＳｉＯ２とＣｕ粉の混合（実施例４）を実施した。
このように形成したＣｕとＳｉＯ２粉末とＺｎＳ粉末とが、モル比でそれぞれ表１に示す割合となるように秤量し、雰囲気Ａｒの条件下で、温度１０００°Ｃ、圧力１５０Ｋｇｆ／ｃｍ２でホットプレスを行ない、ターゲットに成形した。
得られたターゲット（実施例１〜４）の密度は、それぞれ３．３７ｇ／ｃｍ３、２．９９ｇ／ｃｍ３、３．１９ｇ／ｃｍ３、３．８４ｇ／ｃｍ３、３．４９ｇ／ｃｍ３であった。
次にこのターゲットを用いて、Ａｒ圧：０．５Ｐａ、Ａｒ流量：１００ＳＣＣＭ、投入パワー：４．４Ｗ／ｃｍ２でＤＣスパッタリングを行い、ガラス基板上に１５００Åの膜を形成した。
このようにして得たＣｕ被覆粉末を用いたＺｎＳ−ＳｉＯ２ターゲット焼結体の組成、金属又は合金添加方法、ターゲット密度、さらにスパッタリングしたスパッタ方式、成膜速度、膜の透過率（波長６３０ｎｍにおける）及び膜の屈折率の対比結果を、表１に示す。
【００１５】
（比較例１）
次に、実施例と同様の平均粒径約５μｍのＳｉＯ２粉末と平均粒径約５μｍのＺｎＳ粉末とをモル比で２０：８０の割合で秤量して、雰囲気Ａｒの条件下で、温度１０００°Ｃ、圧力１５０Ｋｇｆ／ｃｍ２でホットプレスを行ないターゲットを作成した。得られたターゲットの密度は３．４０ｇ／ｃｍ３であった。
次にこのターゲットを用いて、Ａｒ圧：０．５Ｐａ、Ａｒ流量：１００ＳＣＣＭ、投入パワー：４．４Ｗ／ｃｍ２でＲＦスパッタリングを行い（なお、この場合、実施例に示すようなＤＣスパッタリングは不能であるため、ＲＦスパッタリングを行った）、ガラス基板上に１５００Åの膜を形成した。
このようにして得たＺｎＳ−ＳｉＯ２ターゲット焼結体の組成、金属又は合金添加方法、ターゲット密度、さらにスパッタリングしたスパッタ方式、成膜速度、膜の透過率（波長６３０ｎｍ）及び膜の屈折率の対比結果を、同様に表１に示す。
【００１６】
（比較例２〜４）
平均粒径約５μｍのＳｉＯ２粉末と平均粒径約５μｍのＺｎＳ粉末とを準備し、該ＳｉＯ２粉末の表面にＣｕめっき（比較例２）及び該ＺｎＳ粉末及びＳｉＯ２粉末とＣｕ粉との混合を実施した（比較例３及び４）。この比較例４では、Ｃｕの割合が５０ｍｏｌ％と非常に高い。
これらを実施例と同様に表１のように秤量した後混合し、雰囲気Ａｒの条件下で、温度１０００°Ｃ、圧力１５０Ｋｇｆ／ｃｍ２でホットプレスを行ない、ターゲットに成形した。
次に、このターゲットを用いて、Ａｒ圧：０．５Ｐａ、Ａｒ流量：１００ＳＣＣＭ、投入パワー：４．４Ｗ／ｃｍ２でＤＣスパッタリングを行い、ガラス基板上に１５００Åの膜を形成した。
このようにして得たＣｕ被覆粉末を用いたＺｎＳ−ＳｉＯ２ターゲット焼結体の組成、金属又は合金添加方法、ターゲット密度、さらにスパッタリングしたスパッタ方式、成膜速度、膜の透過率及び屈折率を対比した結果を、同様に表１に示す。
【００１７】
【表１】
2006138021.tif 000002
【００１８】
上記表１に示す実施例１〜４及び比較例１の対比結果から明らかなように、比較例１においては、ＤＣスパッタリングが不能であり、したがってＲＦスパッタリングにより実施せざるを得ず、この結果成膜速度は１２Å／秒と低く、生産性に劣る。また、表１には示していないが、薄膜の均一性も悪かった。
【００１９】
これに対し、上記実施例（実施例１〜４）から明らかなように、金属又は合金をめっきした粉末又は金属又は合金を混合しコーティング層を形成した粉末を使用して焼結したターゲットは、わずかな量で著しい生産性向上（成膜速度は２４Å／秒以上）、すなわち従来の製造方法である比較例１に比べて２倍以上の生産性向上が認められた。
そして、透過率や屈折率も金属又は合金を添加していない比較例１と殆ど遜色ない値を示した。
上記の通り、本発明の実施例における大きな利点は、成膜速度が２４Å／秒以上（比較例の２倍以上）となり、生産性が著しく向上していることである。
また、密度も上がり、上記に述べた粉末の性状により発生し易いパーティクルも減少した。また表１には示していないが、薄膜の均一性もＲＦスパッタリングにくらべ向上していた。
【００２０】
比較例２はＳｉＯ２粉末に少量のＣｕめっきした場合、比較例３はＣｕ粉を少量添加した場合である。このように、Ｃｕのコーティング方法や添加量によっては、ＤＣスパッタリングができない場合もある。
また、比較例４はＣｕを過剰に添加した場合が、ターゲット密度や成膜速度が上がるが、透過率が目立って減少し、屈折率も上がるので、過剰な添加は好ましくないことが分かる。
そして、本実施例以外の試験によれば、金属又は合金の添加は、モル比で１５％（ｍｏｌ％）以下であれば、実用上特に問題とならないことを確認している。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
ＺｎＳ、ＳｉＯ２等のセラミックス粉末に金属又は合金をコーティングして、粉末全体に導電性を付与し、この粉末を用いて焼結したターゲットを使用してスパッタリングすることより、ＤＣスパッタリングを可能とし、皮膜の均一性を向上させるとともに、成膜速度を２倍以上に上げることができ、生産性を飛躍的に高めることが可能となる著しい効果を有し、またコーティング層を極力薄くすることにより、薄膜の物性値（透過率及び屈折率）を悪化させずに、低反射率の誘電体保護膜（層）を安定した製造条件で、再現性よく得ることが可能となる優れた効果を有するので、光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲットとして有用である。
【手続補正書】
【提出日】平成18年1月12日(2006.1.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＺｎＳ及び又はＳｉＯ２粉末に、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ又はこれらの合金を混合した粉末を主成分とする焼結体からなり、前記金属又は合金の混合量が、ＺｎＳ及びＳｉＯ２全量に対し、モル比で５ｍｏｌ％以上１５ｍｏｌ％以下（但し、Ｃｕはモル比で１０ｍｏｌ％以下を除く）であることを特徴とする光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲット。
【請求項２】
混合する金属又は合金は、常温での電気抵抗率が５０μΩｃｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲット。
【請求項３】
ＺｎＳ及び又はＳｉＯ２粉末からなるセラミックス粉の平均粒径が１００μｍ以下又は比表面積が３０ｍ２／ｇ以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲット。
【請求項４】
ＺｎＳ及び又はＳｉＯ２粉末からなるセラミックス粉が球状粉であり、該球状粉の長径と短径の差が２０％以下である請求項３記載の光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲット。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパッタリングによって膜を形成する際に、成膜速度を上げ、生産性を向上させることができる光ディスク、特に相変化型光ディスクに好適な誘電体保護膜の形成に有用であるスパッタリングターゲットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気ヘッドを必要とせずに記録・再生ができる高密度記録光ディスク技術が開発され、急速に関心が高まっている。この光ディスクは再生専用型、追記型、書き換え型の３種類に分けられるが、特に追記型又は書き換え型で使用されている相変化方式が注目されている。この相変化型光ディスクを用いた記録・再生の原理を以下に簡単に説明する。
相変化光ディスクは、基板上の記録薄膜をレーザー光の照射によって加熱昇温させ、その記録薄膜の構造に結晶学的な相変化（アモルファス⇔結晶）を起こさせて情報の記録・再生を行うものであり、より具体的にはその相間の光学定数の変化に起因する反射率の変化を検出して情報の再生を行なうものである。
【０００３】
上記の相変化は１〜数μｍ程度の径に絞ったレーザー光の照射によって行なわれる。この場合、例えば１μｍのレーザービームが１０ｍ／ｓの線速度で通過するとき、光ディスクのある点に光が照射される時間は１００ｎｓであり、この時間内で上記相変化と反射率の検出を行なう必要がある。
また、上記結晶学的な相変化すなわちアモルファスと結晶との相変化を実現する上で、溶融と急冷が光ディスクの相変化記録層だけでなく周辺の誘電体保護層やアルミニウム合金の反射膜にも繰返し付与されることになる。
【０００４】
このようなことから相変化光ディスクは、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系等の記録薄膜層の両側をＺｎＳ・ＳｉＯ２系の高融点誘電体の保護層で挟み、さらにアルミニウム合金反射膜を設けた四層構造となっている。
このなかで反射層と保護層はアモルファス部と結晶部との吸収を増大させ反射率の差が大きい光学的機能が要求されるほか、記録薄膜の耐湿性や熱による変形の防止機能、さらには記録の際の熱的条件の制御という機能が要求される（雑誌「光学」２６巻１号頁９〜１５参照）。
このように、高融点誘電体の保護層は昇温と冷却による熱の繰返しストレスに対して耐性をもち、さらにこれらの熱影響が反射膜や他の箇所に影響を及ぼさないようにし、かつそれ自体も薄く、低反射率でかつ変質しない強靭さが必要である。この意味において誘電体保護層は重要な役割を有する。
【０００５】
上記誘電体保護層は、通常スパッタリング法によって形成されている。このスパッタリング法は正の電極と負の電極とからなるターゲットとを対向させ、不活性ガス雰囲気下でこれらの基板とターゲットの間に高電圧を印加して電場を発生させるものであり、この時電離した電子と不活性ガスが衝突してプラズマが形成され、このプラズマ中の陽イオンがターゲット（負の電極）表面に衝突してターゲット構成原子を叩きだし、この飛び出した原子が対向する基板表面に付着して膜が形成されるという原理を用いたものである。
【０００６】
従来、上記保護層は可視光域での透過性や耐熱性等を要求されるため、ＺｎＳ−ＳｉＯ２等のセラミックスターゲットを用いてスパッタリングし、１０００〜２０００Å程度の薄膜が形成されている。
これらの材料は、元来誘電材料なのでＤＣ（直流）スパッタリング装置では成膜することが難しく、高周波スパッタリング（ＲＦ）装置又はマグネトロンスパッタリング装置を使用して成膜されている。
ところが、これらは上記ＤＣスパッタリングに比べ高電力を必要とし、成膜速度が遅いために成膜時間が長くなり、基板（ＰＣ製）温度が上昇して変形してしまうという問題があった。また、上記のように成膜速度が遅いために量産性も劣る。
特に、上記相変化光ディスクの記録薄膜層に使用する保護膜は、他の層と比較して膜厚が最も厚いために、その影響が顕著であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、ＺｎＳ−ＳｉＯ２等のセラミックススパッタリングターゲットを基本的に見直し、ターゲットの材料である粉末の改善を図り、これによって形成したターゲットを用いてＤＣスパッタリングを可能とすることにより成膜の均一性を高め、生産効率を上げることができる光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲットを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明者らは鋭意研究を行なった結果、従来の粉末に替えて、焼結用粉末及びターゲットに導電性を持たせ、ＤＣスパッタリングを可能とすることにより膜の均一性を向上させるとともに生産性を高め、さらに透過率をさほど低下させずに、また及び屈折率を大きく上昇させずに、低反射率の誘電体保護膜（層）を安定した製造条件で、再現性よく得ることができるとの知見を得た。
本発明はこの知見に基づき、
１  ＺｎＳ及び又はＳｉＯ２粉末に、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ又はこれらの合金を混合した粉末を主成分とする焼結体からなり、前記金属又は合金の混合量が、ＺｎＳ及びＳｉＯ２全量に対し、モル比で５ｍｏｌ％以上１５ｍｏｌ％以下（但し、Ｃｕはモル比で１０ｍｏｌ％以下を除く）であることを特徴とする光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲット
２  混合する金属又は合金は、常温での電気抵抗率が５０μΩｃｍ以下であることを特徴とする上記１に記載の光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲット
３  ＺｎＳ及び又はＳｉＯ２粉末からなるセラミックス粉の平均粒径が１００μｍ以下又は比表面積が３０ｍ２／ｇ以下であることを特徴とする上記１又は２記載の光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲット
４  ＺｎＳ及び又はＳｉＯ２粉末からなるセラミックス粉が球状粉であり、該球状粉の長径と短径の差が２０％以下である上記３記載の光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲット、を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
ＺｎＳ、ＳｉＯ２等のセラミックス粉末に金属又は合金をコーティングして、粉末全体に導電性を付与し、この粉末を用いて焼結したターゲットを使用してスパッタリングすることより、ＤＣスパッタリングを可能とし、皮膜の均一性を向上させるとともに、成膜速度を２倍以上に上げることができ、生産性を飛躍的に高めることが可能となる著しい効果を有する。
また、コーティング層を極力薄くすることにより、薄膜の物性値（透過率及び屈折率）を悪化させずに、低反射率の誘電体保護膜（層）を安定した製造条件で、再現性よく得ることが可能となる優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、光ディスク保護膜となる酸化物、窒化物、炭化物、ほう化物、硫化物、けい化物を主成分とするセラミックス粉末に、めっき、蒸着、メカニカルアロイング等の手段により金属又は合金をコーティングするか又はセラミックス粉末に金属又は合金を混合して該セラミックス粉末に金属又は合金層を形成し、これらの粉末をホットプレス（ＨＰ）又はＨＩＰ等により加圧焼結して保護膜形成用スパッタリングターゲットとする。
セラミックス粉末の代表的なものとして、ＺｎＳ及び又はＳｉＯ２を挙げることができる。金属又は合金のコーティングは、これらの成分粉末の一方又は双方にコーティングする。コーティング又は混合する金属又は合金は膜への影響をできるだけ抑えるため、導電性を保ちながらもその添加量は少ない方が良い。したがって、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ又はこれらの合金等の常温での電気抵抗率が５０μΩｃｍ以下のものが望ましい。
また、セラミックスの成形（焼結）温度は一般に高いので、コーティングする金属又は合金も融点の高いものが適している。この金属又は合金をコーティングする場合、これらの金属又は合金の１種若しくは２種以上を使用して１層又は多層コーティング層とすることもできる。
【００１１】
金属又は合金のコーティング量又は混合量が多すぎると、透過率を下げ屈折率を上昇させる惧があるので、使用するセラミックス全量に対し、モル比で１５％（ｍｏｌ％）以下とするのが望ましい。
１５ｍｏｌ％を超えると透過率を下げ、また屈折率を上げてしまい、光ディスク保護膜としての機能を損なう惧があるので、上記の範囲とするのが良い。粉末への金属又は合金の均一かつより薄いコーティング層を形成するのがよく、この意味で粉末にめっきするのが、最も優れている。
【００１２】
セラミックス粉の平均粒径が１００μｍ以下又は比表面積が３０ｍ２／ｇ以下の球状微細粉であり、該球状粉の長径と短径の差が２０％以下であるのが望ましい。
このような粉末を使用して焼結するとスパッタリングに際して特有の有害な粒子（パーティクル）の飛散を減少させることができる効果も有する。
また、比表面積がより小さい方が、セラミックス粉表面により効率的に金属をコーティングすることができ、その使用量を減少させ、透過率の低下や屈折率の上昇を抑制できる。
以上の通り、ＺｎＳ、ＳｉＯ２等のセラミックス粉末に金属又は合金をコーティングして粉末全体に導電性を付与し、この粉末を用いて焼結したターゲットを使用してスパッタリングすることより、ＤＣスパッタリングを可能とし、皮膜の均一性を向上させるとともに、成膜速度を２倍以上に上げることができ、生産性を飛躍的に高めることが可能となった。
また、コーティング層を極力薄くすることにより、薄膜の物性値（透過率及び屈折率）を悪化させずに、低反射率の誘電体保護膜（層）を安定した製造条件で、再現性よく得ることが可能となった。
【実施例】
【００１３】
以下、実施例および比較例に基づいて説明する。なお、本実施例はあくまで一例であり、この例によって何ら制限されるものではない。すなわち、本発明は特許請求の範囲によってのみ制限されるものであり、本発明に含まれる実施例以外の種々の変形を包含するものである。
【００１４】
（参考例１〜参考例３及び実施例）
平均粒径約５μｍのＳｉＯ２粉末と平均粒径約５μｍのＺｎＳ粉末とを準備し、該ＳｉＯ２粉末の表面にＣｕめっき（参考例１）及びＺｎＳ粉末の表面にＣｕめっき（参考例２〜３）並びに該ＺｎＳ粉末及びＳｉＯ２とＣｕ粉の混合（実施例）を実施した。
このように形成したＣｕとＳｉＯ２粉末とＺｎＳ粉末とが、モル比でそれぞれ表１に示す割合となるように秤量し、雰囲気Ａｒの条件下で、温度１０００°Ｃ、圧力１５０Ｋｇｆ／ｃｍ２でホットプレスを行ない、ターゲットに成形した。
得られたターゲット（実施例１〜４）の密度は、それぞれ３．３７ｇ／ｃｍ３、２．９９ｇ／ｃｍ３、３．１９ｇ／ｃｍ３、３．８４ｇ／ｃｍ３、３．４９ｇ／ｃｍ３であった。
次にこのターゲットを用いて、Ａｒ圧：０．５Ｐａ、Ａｒ流量：１００ＳＣＣＭ、投入パワー：４．４Ｗ／ｃｍ２でＤＣスパッタリングを行い、ガラス基板上に１５００Åの膜を形成した。
このようにして得たＣｕ被覆粉末を用いたＺｎＳ−ＳｉＯ２ターゲット焼結体の組成、金属又は合金添加方法、ターゲット密度、さらにスパッタリングしたスパッタ方式、成膜速度、膜の透過率（波長６３０ｎｍにおける）及び膜の屈折率の対比結果を、表１に示す。
【００１５】
（比較例１）
次に、実施例と同様の平均粒径約５μｍのＳｉＯ２粉末と平均粒径約５μｍのＺｎＳ粉末とをモル比で２０：８０の割合で秤量して、雰囲気Ａｒの条件下で、温度１０００°Ｃ、圧力１５０Ｋｇｆ／ｃｍ２でホットプレスを行ないターゲットを作成した。得られたターゲットの密度は３．４０ｇ／ｃｍ３であった。
次にこのターゲットを用いて、Ａｒ圧：０．５Ｐａ、Ａｒ流量：１００ＳＣＣＭ、投入パワー：４．４Ｗ／ｃｍ２でＲＦスパッタリングを行い（なお、この場合、実施例に示すようなＤＣスパッタリングは不能であるため、ＲＦスパッタリングを行った）、ガラス基板上に１５００Åの膜を形成した。
このようにして得たＺｎＳ−ＳｉＯ２ターゲット焼結体の組成、金属又は合金添加方法、ターゲット密度、さらにスパッタリングしたスパッタ方式、成膜速度、膜の透過率（波長６３０ｎｍ）及び膜の屈折率の対比結果を、同様に表１に示す。
【００１６】
（比較例２〜４）
平均粒径約５μｍのＳｉＯ２粉末と平均粒径約５μｍのＺｎＳ粉末とを準備し、該ＳｉＯ２粉末の表面にＣｕめっき（比較例２）及び該ＺｎＳ粉末及びＳｉＯ２粉末とＣｕ粉との混合を実施した（比較例３及び４）。この比較例４では、Ｃｕの割合が５０ｍｏｌ％と非常に高い。
これらを実施例と同様に表１のように秤量した後混合し、雰囲気Ａｒの条件下で、温度１０００°Ｃ、圧力１５０Ｋｇｆ／ｃｍ２でホットプレスを行ない、ターゲットに成形した。
次に、このターゲットを用いて、Ａｒ圧：０．５Ｐａ、Ａｒ流量：１００ＳＣＣＭ、投入パワー：４．４Ｗ／ｃｍ２でＤＣスパッタリングを行い、ガラス基板上に１５００Åの膜を形成した。
このようにして得たＣｕ被覆粉末を用いたＺｎＳ−ＳｉＯ２ターゲット焼結体の組成、金属又は合金添加方法、ターゲット密度、さらにスパッタリングしたスパッタ方式、成膜速度、膜の透過率及び屈折率を対比した結果を、同様に表１に示す。
【００１７】
【表１】
2006138021.tif 000003
【００１８】
上記表１に示す参考例１〜３及び実施例４並びに比較例１の対比結果から明らかなように、比較例１においては、ＤＣスパッタリングが不能であり、したがってＲＦスパッタリングにより実施せざるを得ず、この結果成膜速度は１２Å／秒と低く、生産性に劣る。また、表１には示していないが、薄膜の均一性も悪かった。
【００１９】
これに対し、上記実施例（参考例１〜３及び実施例）から明らかなように、金属又は合金をめっきした粉末又は金属又は合金を混合しコーティング層を形成した粉末を使用して焼結したターゲットは、わずかな量で著しい生産性向上（成膜速度は２４Å／秒以上）、すなわち従来の製造方法である比較例１に比べて２倍以上の生産性向上が認められた。
そして、透過率や屈折率も金属又は合金を添加していない比較例１と殆ど遜色ない値を示した。上記の通り、本発明の実施例における大きな利点は、成膜速度が２４Å／秒以上（比較例の２倍以上）となり、生産性が著しく向上していることである。
また、密度も上がり、上記に述べた粉末の性状により発生し易いパーティクルも減少した。また表１には示していないが、薄膜の均一性もＲＦスパッタリングにくらべ向上していた。
金属又は合金をめっきした粉末（参考例）及び金属又は合金を混合しコーティング層を形成した粉末（本実施例）は、上記の通り、いずれも比較例に比べて優れた特性を備えているが、特に本実施例のコーティング層を形成した粉末は、参考例のめっき層を形成した粉末に比べて、製造が容易であり、低コストで生産が可能であるという利点を有している。
【００２０】
比較例２はＳｉＯ２粉末に少量のＣｕめっきした場合、比較例３はＣｕ粉を少量添加した場合である。このように、Ｃｕのコーティング方法や添加量によっては、ＤＣスパッタリングができない場合もある。
また、比較例４はＣｕを過剰に添加した場合が、ターゲット密度や成膜速度が上がるが、透過率が目立って減少し、屈折率も上がるので、過剰な添加は好ましくないことが分かる。
そして、本実施例以外の試験によれば、金属又は合金の添加は、モル比で１５％（ｍｏｌ％）以下であれば、実用上特に問題とならないことを確認している。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
ＺｎＳ、ＳｉＯ２等のセラミックス粉末に金属又は合金をコーティングして、粉末全体に導電性を付与し、この粉末を用いて焼結したターゲットを使用してスパッタリングすることより、ＤＣスパッタリングを可能とし、皮膜の均一性を向上させるとともに、成膜速度を２倍以上に上げることができ、生産性を飛躍的に高めることが可能となる著しい効果を有し、またコーティング層を極力薄くすることにより、薄膜の物性値（透過率及び屈折率）を悪化させずに、低反射率の誘電体保護膜（層）を安定した製造条件で、再現性よく得ることが可能となる優れた効果を有するので、光ディスク保護膜形成用スパッタリングターゲットとして有用である。