(57)【要約】【課題】静電気の発生を抑制して、凝集し難く、かつ分散し易い、光記録媒体保護膜形成用焼結体ターゲットのＳｉＯ2粉末を得る。【解決手段】ＺｎＳ母体中に分散して光記録媒体保護膜形成用焼結体ターゲットを製造するためのＳｉＯ2粉末の改良である。その特徴ある構成は、その表面の一部又は全部に帯電防止処理が施されたところにある。このＳｉＯ2粉末の平均粒径は０．００１〜５μｍである。このＳｉＯ2粉末を含むＳｉＯ2粉末原料１〜５０モル％と純度９９．９９ｗｔ％以上のＺｎＳ粉末原料９９〜５０モル％とを混合し、混合粉末をホットプレス型内に充填し、真空又はＡｒガス雰囲気中、７００〜１２００℃の温度で２０〜４０ＭＰａの圧力でホットプレスすることにより光記録媒体保護膜形成用焼結体ターゲットを製造できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＺｎＳ母体中に分散して光記録媒体保護膜形成用焼結体ターゲットを製造するためのＳｉＯ2粉末において、
その表面の一部又は全部に帯電防止処理が施されたことを特徴とするＳｉＯ2粉末。
【請求項２】
平均粒径が０．００１〜５μｍである請求項１記載のＳｉＯ2粉末。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のＳｉＯ2粉末を含むＳｉＯ2粉末原料１〜５０モル％と純度９９．９９ｗｔ％以上のＺｎＳ粉末原料９９〜５０モル％とを混合し、前記混合粉末をホットプレス型内に充填し、真空又はＡｒガス雰囲気中、７００〜１２００℃の温度で２０〜４０ＭＰａの圧力でホットプレスすることにより光記録媒体保護膜形成用焼結体ターゲットを製造する方法。
【請求項４】
請求項３記載の方法により得られた光記録媒体保護膜形成用焼結体ターゲット。
【請求項５】
請求項４記載の焼結体ターゲットを用いて形成した光記録媒体保護膜。
【請求項６】
請求項５記載の保護膜を有する光記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザーを用いて情報の記録及び消去を行う相変化型光ディスクなどの保護膜を形成するための硫化亜鉛（ＺｎＳ）−二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）焼結体からなる光記録媒体保護膜形成用焼結体ターゲットのＳｉＯ2粉末及び該粉末を用いた焼結体ターゲットの製造方法、並びに焼結体ターゲットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザーを用いて情報の記録及び消去を行う相変化型光ディスクなどの保護膜としてＺｎＳにＳｉＯ2を分散混合させたＺｎＳ−ＳｉＯ2膜が用いられている。このＺｎＳ−ＳｉＯ2膜を形成するためのスパッタリングターゲットとして、純度９９．９９９重量％以上の高純度ＺｎＳと純度９９．９９９重量％以上の高純度ＳｉＯ2との均質混成固結体からなり、９０％以上の相対密度を有しているスパッタリングターゲットが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に示されるターゲットによって成膜速度の向上や安定な成膜特性を得ることができるほか、生産性の向上を図ることができ工業上有用な効果を有する。
【０００３】
しかし上記従来のターゲットは原料粉末に粒径の大きいＳｉＯ2を用いて作製された焼結体で構成されていたため、スパッタリング中にターゲットのスパッタ面の表面に存在するＳｉＯ2の粗粒に電荷が集中し易いため、異常放電等が生じ易く、その結果パーティクルが発生するという問題があった。
このような問題点を解決する方策として、ＺｎＳ及びＳｉＯ2を主成分とする焼結体からなるスパッタリングターゲットにおいて、焼結体中のＳｉＯ2の粒径が３０μｍ以下であるスパッタリングターゲットが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。この特許文献２に示されるターゲットによってスパッタリング時における異常放電が生じにくく、パーティクルの発生を防ぐことができ、安定なスパッタリングを行うことが可能となる。
【０００４】
一方、近年では、光記録媒体の製造効率を向上させるために大型の光記録媒体保護膜形成用スパッタリングターゲットを用いて高出力スパッタリングすることにより高速で効率よく光記録媒体保護膜を形成し、それによって光ディスクの生産効率の向上及びコスト削減を行おうとしている。しかし、従来のカルコゲン化Ｚｎ−ＳｉＯ2焼結体からなる光記録媒体保護膜形成用スパッタリングターゲットは、曲げ応力に対する強度（抗折強度）が不足しているところから、ターゲットの大型化には限界があった。また、従来のカルコゲン化Ｚｎ−ＳｉＯ2焼結体からなる光記録媒体保護膜形成用スパッタリングターゲットを用いて高出力スパッタリングを行うと、ターゲットに割れが発生する。そのために高出力スパッタリングを行うことができなかった。
そこで本出願人は、カルコゲン化Ｚｎ素地中に無定形ＳｉＯ2粉末が分散している組織を有するスパッタリングターゲットを提案した（例えば、特許文献３参照。）。この特許文献３に示されるターゲットでは、特に平均粒径０．０００５〜０．１μｍの超微細無定形ＳｉＯ2粉末を使用することで、ターゲットを大型化しても高い抗折強度を有し、かつ高出力スパッタリングを行ってもスパッタ割れが発生し難い。
【特許文献１】特開平６−６５７２５号公報（請求項１、段落［００２１］）
【特許文献２】特開平１１−３５０１１９号公報（請求項１、段落［００３０］）
【特許文献３】特開２０００−１７８７２６号公報（請求項１及び請求項３、段落［００２９］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献３に示されるターゲットでは、平均粒径０．１μｍ以下の粒径が極めて小さい超微細粉末のみをＳｉＯ2粉末として用いているため絶縁性に優れており、その加工中に互いに擦れ合う摩擦によりその表面に静電気が帯電し、その静電気により粒子が互いに引きつけあって粉末が凝集し易くなる不具合があった。また、粉末が凝集すると、その粒径が大きくなってＳｉＯ2二次粒子はＺｎＳ粉末との均一な混合が困難になる問題がある。従って、ＳｉＯ2粉末表面に静電気が帯電することを有効に防止する必要があった。
本発明の目的は、静電気の発生を抑制して、凝集し難く、かつ分散し易い、光記録媒体保護膜形成用焼結体ターゲットのＳｉＯ2粉末及び該粉末を用いた焼結体ターゲットの製造方法、並びに焼結体ターゲットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、ＺｎＳ母体中に分散して光記録媒体保護膜形成用焼結体ターゲットを製造するためのＳｉＯ2粉末の改良である。
その特徴ある構成は、その表面の一部又は全部に帯電防止処理が施されたところにある。
この請求項１に係るＳｉＯ2粉末では、その表面の一部又は全部に帯電防止処理を施すので、加工中に互いに擦れ合っても、その表面に静電気が帯電することを抑制することができる。この結果、静電気により粒子が互いに引きつけあうこともなく、粉末が凝集するような事態を回避することができる。よって、凝集し難く、かつ分散し易い、光記録媒体保護膜形成用焼結体ターゲットのＳｉＯ2粉末となる。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、平均粒径が０．００１〜５μｍであるＳｉＯ2粉末である。
この請求項２に係るＳｉＯ2粉末では、平均粒径が０．００１〜５μｍであるので、粉末が凝集するような事態を有効に回避することができる。平均粒径が０．００１μｍ未満であると粉末を製造するのが難しくなり、平均粒径が５μｍを越えるとこのＳｉＯ2粉末を用いたターゲットをスパッタリングすると、スパッタリング中にターゲットのスパッタ面の表面に存在するＳｉＯ2の粗粒に電荷が集中し易くなり、異常放電等が生じ易く、その結果パーティクルが発生するためである。ここで、ＳｉＯ2粉末の好ましい平均粒径は０．０１〜５μｍである。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載のＳｉＯ2粉末を含むＳｉＯ2粉末原料１〜５０モル％と純度９９．９９ｗｔ％以上のＺｎＳ粉末原料９９〜５０モル％とを混合し、混合粉末をホットプレス型内に充填し、真空又はＡｒガス雰囲気中、７００〜１２００℃の温度で２０〜４０ＭＰａの圧力でホットプレスすることにより光記録媒体保護膜形成用焼結体ターゲットを製造する方法である。
この請求項３に係る方法では、帯電防止処理を施したＳｉＯ2粉末を含むＳｉＯ2粉末原料を用いることで、静電気により粉末が凝集するような事態を回避できる。従って、ＳｉＯ2粉末間の凝集によるＳｉＯ2二次粒子の発生を抑制でき、ターゲット内のＳｉＯ2粉末原料とＺｎＳ粉末原料との均一な混合が可能となり、均一に混合された混合粉末からなる焼結体ターゲットを得ることができる。
【０００９】
請求項４に係る発明は、請求項３記載の方法により得られた光記録媒体保護膜形成用焼結体ターゲットである。
この請求項４に係る焼結体ターゲットは、ＳｉＯ2粉末とＺｎＳ粉末とが均一に混合されている焼結体ターゲットである。そして、この均一に混合された混合粉末からなる焼結体ターゲットを用いることで成膜安定性を向上させることができる。
請求項５に係る発明は、請求項４記載の焼結体ターゲットを用いて形成した光記録媒体保護膜である。
請求項６に係る発明は、請求項５記載の保護膜を有する光記録媒体である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の光記録媒体保護膜形成用焼結体ターゲットのＳｉＯ2粉末及び該粉末を用いた焼結体ターゲットの製造方法、並びに焼結体ターゲットでは、その表面の一部又は全部に帯電防止処理が施されたＳｉＯ2粉末を用いることで、互いに擦れ合うことに起因する静電気によりその表面が帯電することを防止することができる。このため、静電気の発生に起因してＳｉＯ2粉末が凝集してＳｉＯ2二次粒子が発生することを抑制できるため、ターゲット内のＳｉＯ2粉末とＺｎＳ粉末との均一な混合が可能となる。そして、このように均一に混合された粉末を用いて焼結体ターゲットを成形し、スパッタリングを行うことにより効率良く相変化型光ディスクなどの保護膜を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に本発明を実施するための最良の形態を説明する。
本発明の光記録媒体保護膜形成用焼結体ターゲットを製造するためのＳｉＯ2粉末は、ＺｎＳ母体中に分散して焼結体ターゲットを製造するためのＳｉＯ2粉末である。その特徴ある構成は、その表面の一部又は全部に帯電防止処理が施されたところにある。
このＳｉＯ2粉末では、その表面の一部又は全部に帯電防止処理を施すことで、その表面に静電気が帯電することを防止することができ、静電気が生じることに起因するＳｉＯ2粉末間の凝集によるＳｉＯ2二次粒子の発生を抑制できるため、ターゲット内のＳｉＯ2粉末とＺｎＳ粉末との均一な混合が可能となる。
【００１２】
ＳｉＯ2粉末の平均粒径は０．００１〜５μｍの範囲内に規定される。ＳｉＯ2粉末を平均粒径０．００１〜５μｍに規定したのは、平均粒径が０．００１μｍ未満の粉末を製造するのは難しいためであり、平均粒径が５μｍを越えたＳｉＯ2粉末を用いたターゲットをスパッタリングすると、スパッタリング中にターゲットのスパッタ面の表面に存在するＳｉＯ2の粗粒に電荷が集中し易くなり、異常放電等が生じ易く、その結果パーティクルが発生するためである。ＳｉＯ2粉末の好ましい平均粒径は０．０１〜５μｍである。
帯電しやすいＳｉＯ2粉末への帯電防止処理は、帯電防止剤による表面塗布処理法と混入処理法とがある。表面塗布処理法は、粉体の表面に電気伝導性をもたらす物質で処理させ、粉体表面の導電状況を改善させるものである。一方、混入処理法は、導電性をもたらす物質を粒子全体に混入・分散させるものである。
【００１３】
表面塗布処理法に用いられる帯電防止剤には、シリカ系のものと界面活性剤系のものとがある。現在の帯電防止剤は主として界面活性剤の応用品が多く、帯電を防止するのが最も簡便であり、広範囲に適用することができるため比較的広く普及している。界面活性剤系の帯電防止剤は、その種類として、アニオン系、カチオン系、両性系及び非イオン系に分類することができる（「プラスチックス配合剤−基礎と応用−」山田桜著：大成社）。ここで具体例を示すと、アニオン系の帯電防止剤としては、アルキル硫酸エステル、アルキルアリールスルホン酸及びアルキルリン酸エステルが挙げられ、カチオン系の帯電防止剤としては、第四級アンモニウム塩、第四級アンモニウム樹脂及びイミダゾリンが挙げられる。また、両性系の帯電防止剤としてはベタインが挙げられ、非イオン系の帯電防止剤としては、ソルビタン形、エーテル形、エステル形、アルキルアミン形及びアミド形が挙げられる。また、これらの界面活性剤に無機系導電性材料を混入したものは、混合型帯電防止剤として知られている。
【００１４】
表面塗布処理法では、上述した帯電防止剤を溶液にしてＳｉＯ2の表面に塗布、乾燥することにより表面導電層が形成されて、帯電防止効果が得られる。例えば、帯電防止剤の所定量を必要に応じて溶剤とともにＳｉＯ2粉末に滴下又は噴霧して十分に分散させた後に、５０℃以上、好ましくは１００℃以上、特に好ましくは１００〜４００℃の加熱温度下で、０．１〜５時間、好ましくは１〜２時間かけて攪拌し、その後冷却することにより、その表面が均一に帯電防止処理されたＳｉＯ2粉末を得ることができる。本発明では、この界面活性剤系帯電防止剤の種類を特に限定せず、ＳｉＯ2粉体の帯電を減らせるものであれば良い。なお、表面塗布処理法を用いる場合には、ターゲット中の不純物を減少するという観点から、帯電防止剤にＮａ、Ｃｌ、Ａｌ、Ｆｅ元素を組成元素として含有しない界面活性剤系帯電防止剤が好ましい。ＳｉＯ2粒子の場合、この表面塗布処理法は行いやすく、比較的少ない使用量で顕著な効果が得られる。
【００１５】
一方、混入処理法に用いられる帯電防止剤には、上記の界面活性剤系と複合型の帯電防止剤以外に、金属粉末、導電性金属酸化物、炭素粉末及びこれらの材料を表面被覆した粉末、繊維などがよく使用される。本発明では、以上の帯電防止剤に限定せずＳｉＯ2粉末に混入して帯電を低減できるものであればよい。なお、混入処理法を用いる場合には、ターゲット中の不純物を減少させる観点から、Ｚｎ、Ｓ，Ｏ，Ｓｉ元素が主要組成元素であるものが好ましい。
【００１６】
次に、光記録媒体保護膜形成用焼結体ターゲットを製造する方法を説明する。
先ず、市販されている純度が９９．９９９重量％以上のＺｎＳ粉末を用意する。この市販ＺｎＳ粉末をＡｒガス雰囲気中、３００〜７００℃の温度で熱処理を０．５〜１２時間施して市販ＺｎＳ粉末に多く含まれるＨ2Ｓ等の不純物ガスを除去し、平均粒径１〜２０μｍの焼結体ターゲット用ＺｎＳ粉末を作製する。次いで、前述した本発明のＳｉＯ2粉末を用意する。
【００１７】
次に、ＳｉＯ2粉末原料とＺｎＳ粉末原料の組成比が１〜５０モル％：９９〜５０モル％となるように混合し、この混合粉末をφ２ｍｍのアルミナボールとともにポリポットの中に入れ、０．５〜３時間乾式混合して焼結体ターゲット用混合粉末を作製する。ＳｉＯ2粉末原料は帯電防止処理済みのＳｉＯ2粉末のみを使用してもよいが、帯電防止処理したＳｉＯ2粉末と帯電防止処理を施していない未処理ＳｉＯ2粉末をそれぞれ含むＳｉＯ2混合粉末をＳｉＯ2粉末原料として使用してもよい。未処理ＳｉＯ2粉末を用いずに帯電防止処理ＳｉＯ2粉末のみからなるＳｉＯ2粉末原料とした場合、帯電防止処理を施したＳｉＯ2粉末の表面積が焼結体ターゲットに含まれる全ＳｉＯ2粉末の総表面積の５％以上となるように配合する。帯電防止処理を施したＳｉＯ2粉末の表面積が全ＳｉＯ2粉末の総表面積の５％以上であれば帯電防止処理による効果を発現できる。
【００１８】
作製した混合粉末は黒鉛製のホットプレス型内に充填する。次に、混合粉末を充填したホットプレス型をＡｒガス雰囲気中、７００〜１２００℃の温度で２０〜４０ＭＰａの圧力で１〜２０時間保持することにより混合粉末をホットプレスし、続いて冷却速度６０〜１８０℃／時間で冷却することにより、ホットプレス体を作製する。ホットプレスの条件は、ＳｉＯ2粉末の非結晶成分が結晶化しない条件で行われる。８５０〜１１５０℃の温度で２５〜３５ＭＰａの圧力で２〜８時間保持することにより混合粉末をホットプレスし、続いて冷却速度１２０〜１８０℃／時間で冷却することが好ましい。得られたホットプレス体を所定の直径、所定の厚さに機械加工することで焼結体ターゲットが得られる。
このようにして得られた本発明の焼結体ターゲットは、帯電防止処理を施したＳｉＯ2粉末を用いることで、ＳｉＯ2粉末の凝集によるＳｉＯ2二次粒子の発生を抑制でき、ターゲット内のＳｉＯ2粉末原料とＺｎＳ粉末原料との均一な混合が可能となり、均一に混合されたターゲットを得ることができる。
【実施例】
【００１９】
次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。
＜実施例１＞
界面活性剤型帯電防止剤コンコート１０００（コンコート株式会社製）１０ｇに９０ｇのエタノールを添加して攪拌し、希釈溶液を調整した。この溶液に、平均粒径１μｍの光記録媒体保護膜形成用スパッタリングターゲット原料用のＳｉＯ2粉末１００ｇを入れ、３０分間攪拌後、８０℃で１０時間乾燥した。乾燥後のＳｉＯ2をデュアルブレンダーＤＢ−１（Sunbeam-Oster社製）で１０分間解砕した。
上記帯電防止剤で表面処理したＳｉＯ2粉末２０ｇと平均粒径５μｍの光記録媒体保護膜形成用スパッタリングターゲット原料用硫化亜鉛粉末８０ｇをデュアルブレンダーＤＢ−１（Sunbeam-Oster社製）で１０分間混合し、ターゲット原料とした。
この混合粉末を黒鉛製のホットプレス型内に充填し、ホットプレス型をＡｒガス雰囲気中において圧力２５ＭＰａで、１０００℃の温度で２時間保持することにより混合粉末をホットプレスし、続いて冷却速度１２０℃／時間で冷却することにより、ホットプレス体を作製した。得られたホットプレス体は直径１００ｍｍ、厚さ５ｍｍの寸法に機械加工して円盤状の焼結体ターゲットを作製した。
【００２０】
＜実施例２＞
予め平均粒径１μｍの光記録媒体保護膜形成用スパッタリングターゲット原料用のＳｉＯ2粉末１００ｇをデュアルブレンダーＤＢ−１（Sunbeam-Oster社製）に入れ、１１０００回転／分の速度で攪拌しながら、スプレー型帯電防止剤ノンダスト（コルコート株式会社製）を粉末にスプレーした。ノンダストを５ｇ噴霧した後ブレンダーを停止し、ＳｉＯ2を８０℃で１０分間乾燥した。乾燥後のＳｉＯ2をデュアルブレンダーＤＢ−１（Sunbeam-Oster社製）で１０分間解砕した。
その後実施例１と同一の手順でスパッタリングターゲットを作成した。
【００２１】
＜比較例１＞
ＳｉＯ2原料に表面処理を施していない平均粒径１μｍの光記録媒体保護膜形成用スパッタリングターゲット原料用のＳｉＯ2粉末１００ｇを使用した以外は実施例１と同様にしてスパッタリングターゲットを作製した。
＜比較試験及び評価＞
上記実施例１及び２、及び比較例１のターゲットのそれぞれの破面をＳＥＭで観察し、ＳｉＯ2の凝集状態を確認した。実施例１及び２のターゲットの破面のＳＥＭ写真を図１及び図２にそれぞれ示し、比較例１のターゲットの破面のＳＥＭ写真を図３に示す。
図から明らかなように、図３ではＳｉＯ2の凝集箇所が比較的多く確認されるけれども、図１及び図２ではそのような凝集箇所を確認することができないことが分かる。これは、実施例１及び２ではＳｉＯ2粉末の表面に帯電防止処理を施しているので、静電気の発生に起因するＳｉＯ2粉末の凝集が防止された結果が均一に分散したものと解される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施例１のターゲットのＳＥＭ写真図である。
【図２】実施例２のターゲットのＳＥＭ写真図である。
【図３】比較例１のターゲットのＳＥＭ写真図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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