(57)【要約】【課題】光学積層体の色素と誘電体からなる第２（記録／再生光からみて奥側）記録層の状態を簡便に検査可能にする。【解決手段】光源の発光ダイオード１から出射した光を、集光レンズ２を通過させて平行光とした後、ビームスプリッタ３を通して、約５０％の強度の光を光学積層体４の第２基板に入射する。ビームスプリッタ３で分割された残りの光を、入射光フォトセンサ５でモニタして入射光強度を測定する。光学積層体４の第２基板の表面で反射した光は、再びビームスプリッタ３を通って反射光フォトセンサ６で受光され反射光強度を測定する。検査部９では、入射光フォトセンサ５における入射光強度と反射光フォトセンサ６の反射光強度とを比較することにより、発光ダイオード１の発光波長での反射率を求め、これに基づき光学積層体４における形成膜の膜厚を測定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に反射層と有機色素を順に積層してなる積層体の反射光強度を測定し、色素膜厚を検査することを特徴とする光学積層体検査方法。
【請求項２】
基板上に反射層と有機色素と誘電体を順に積層してなる積層体の反射光強度を測定し、誘電体膜厚を検査することを特徴とする光学積層体検査方法。
【請求項３】
特定の波長の反射光強度を測定し、膜厚を検査することを特徴とする請求項１または２記載の光学積層体検査方法。
【請求項４】
特定の波長の発光ダイオードから出射した光の反射光強度を測定し、膜厚を検査することを特徴とする請求項１または２記載の光学積層体検査方法。
【請求項５】
光を光学積層体に入射し、前記光学積層体で反射された後の光を分光手段で分光した特定波長の反射光強度を測定し、膜厚を検査することを特徴とする請求項１または２記載の光学積層体検査方法。
【請求項６】
前記分光手段としてプリズムを用いることを特徴とする請求項５記載の光学積層体検査方法。
【請求項７】
前記分光手段として回折格子を用いることを特徴とする請求項５記載の光学積層体検査方法。
【請求項８】
光学フィルタによって波長選択した光を光学積層体に入射し、光学積層体の反射光強度を測定し、膜厚を検査することを特徴とする請求項１または２記載の光学積層体検査方法。
【請求項９】
光積層体に対して斜めから入射して、全反射した反射光強度を測定し、膜厚を検査することを特徴とする請求項１〜８いずれか１項記載の光学積層体検査方法。
【請求項１０】
請求項１〜９いずれか１項記載の光学積層体検査方法による検査結果から得られた色素膜厚および／または誘電体膜厚の情報を受けて、膜厚を制御することを特徴とする光学積層体製造方法。
【請求項１１】
基板上に反射層と有機色素を順に積層してなる積層体の反射光強度を測定し、色素膜厚を検査する検査部を備えたことを特徴とする光学積層体検査装置。
【請求項１２】
基板上に反射層と有機色素と誘電体を順に積層してなる積層体の反射光強度を測定し、誘電体膜厚を検査する検査部を備えたことを特徴とする光学積層体検査装置。
【請求項１３】
前記検査部により、特定の波長の反射光強度を測定して膜厚を検査することを特徴とする請求項１１または１２記載の光学積層体検査装置。
【請求項１４】
前記検査部により、特定の波長の発光ダイオードから出射した光の反射光強度を測定して膜厚を検査することを特徴とする請求項１１または１２記載の光学積層体検査装置。
【請求項１５】
光学積層体から反射した反射光を受ける分光手段を備え、前記検査部により、分光された特定波長の反射光強度を測定して色素膜厚を検査することを特徴とする請求項１１または１２記載の光学積層体検査装置。
【請求項１６】
前記分光手段がプリズムであることを特徴とする請求項１５記載の光学積層体検査装置。
【請求項１７】
前記分光手段が回折格子であることを特徴とする請求項１５記載の光学積層体検査装置。
【請求項１８】
入射光を波長選択する光学フィルタを備え、該光学フィルタによって波長選択した光を前記検査部に入射させ、光学積層体の反射光強度を測定して膜厚を検査することを特徴とする請求項１１または１２記載の光学積層体検査装置。
【請求項１９】
光学積層体に対して斜めから光を入射させる光学系を備え、前記検査部により、前記光学積層体で全反射した反射光強度を測定して色素膜厚を検査することを特徴とする請求項１１〜１８いずれか１項記載の光学積層体検査装置。
【請求項２０】
請求項１１〜１９いずれか１項記載の光学積層体検査装置による検査結果から得られた色素膜厚および／または誘電体膜厚の情報を受けて、膜厚を制御する制御部を備えたことを特徴とする光学積層体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に反射層と有機色素を順に積層してなる積層体、あるいは基板上に反射層と有機色素と誘電体を順に積層してなる積層体における色素膜厚および／または誘電体膜厚を検査する光学積層体検査方法およびその装置、ならびに光学積層体製造方法およびその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般にレーザ光により１回だけ情報の記録が可能な追記型光記録媒体としては、ＣＤ−Ｒ，ＤＶＤ＋Ｒ，ＤＶＤ−Ｒなどが知られている。これら追記型光記録媒体の構造は、トラッキング用グルーブを形成した透明なポリカーボネート基板上に有機色素からなる記録層をスピンコートし、その上に金または銀などからなる光反射層をスパッタリングにより堆積し、さらに紫外線硬化樹脂製の保護層を積層したものである。ＤＶＤ＋Ｒ，ＤＶＤ−Ｒは、厚さ０．６ｍｍの基板を２枚貼り合せた構造を有し、記録容量が多いという特徴を有する。
【０００３】
これら追記型光記録媒体の製造過程における有機色素記録膜の膜厚検査方法として、特許文献１には、グルーブによって回折された透過または反射光により膜厚を測定する方法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、異なる次数の回折光からランド部膜厚とグルーブ部膜厚をそれぞれ測定し、基板上に色素膜を形成した状態で、透過率，回折光強度を測定することにより色素膜厚を検査することが開示されている。
【０００５】
また、特許文献３には、色素の特性吸収波長を主成分とする光を検査光として用い、欠陥を反射光により検査する装置が開示されている。
【０００６】
ところで、読み出しのＤＶＤ−ＲＯＭでは、記録容量を増大させるために、２層の情報記録層を有するものが市販されている。２層の情報記録層は、第１基板と第２基板を紫外線硬化樹脂から形成された透明中間層を挟むことにより貼り合わされており、第１基板の凹凸ピットを形成した内側の面に第１の半透明層が形成された第１の情報層記録層Ｌ０と、その上に透明中間層と第２の金属反射層で形成された第２の情報層記録層Ｌ１により構成されている。半透明層は誘電体膜または薄い金属膜を用いて形成されている。
【０００７】
再生光であるレーザ光を、それぞれ第１の情報記録層または第２の情報記録層上に集光するように絞り、情報記録層からの反射光を検出することにより、それぞれの情報記録層の信号を再生することができる。２つの情報記録層から信号を読み取るため、最大８．５ＧＢ程度の記憶容量が得られる。
【０００８】
近年、２つの記録層を有し、かつ２層型ＤＶＤ−ＲＯＭと再生互換性があるタイプの光記録媒体の開発が進んでおり、このタイプの光記録媒体として、グルーブを形成した透明基板上に有機色素記録層を形成し、その上に半透明な反射層を形成し、さらに紫外線硬化樹脂を塗布した第１の基板とグルーブを形成した基板上に、全反射層を形成した上に有機色素記録層を形成し、透明無機薄膜を形成した第２の基板を接着剤を介して貼り合せて製作するものが実用化されつつある（特許文献４，特許文献５参照）。
【特許文献１】特表２００２−５１０１０７号公報
【特許文献２】特開２００２−３６７２４４号公報
【特許文献３】特開平１１−６６６３３号公報
【特許文献４】特開平１０−３４０４８３号公報
【特許文献５】特開２０００−３１１３８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、前記のように記録層と半透明な反射層を、それぞれの基板に形成して貼り合せて光記録媒体を作製する場合には、第２基板の全反射膜は光を透過しないため、全反射膜上に形成した色素膜厚および色素の上に形成した誘電体膜の膜厚を、透過光で測定することは不可能であるという問題があった。
【００１０】
本発明は前記従来技術の問題を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、光学積層体の色素と誘電体からなる第２（記録／再生光からみて奥側）記録層の状態を簡便に検査することができる光学積層体検査方法，およびその方法を採用した光学積層体製造方法、ならびに光学積層体検査装置、及びその装置を採用した光学積層体製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するため、本発明に係る光学積層体検査方法および光学積層体検査装置は、基板上に反射層と有機色素を順に積層してなる積層体の反射光強度を測定し、色素膜厚を検査することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る光学積層体検査方法および光学積層体検査装置は、基板上に反射層と有機色素と誘電体を順に積層してなる積層体の反射光強度を測定し、誘電体膜厚を検査することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る光学積層体検査方法および光学積層体検査装置は、特定の波長の反射光強度を測定し、膜厚を検査することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る光学積層体検査方法および光学積層体検査装置は、特定の波長の発光ダイオードから出射した光の反射光強度を測定し、膜厚を検査することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る光学積層体検査方法および光学積層体検査装置は、光を光学積層体に入射し、前記光学積層体で反射された後の光を分光手段で分光した特定波長の反射光強度を測定し、膜厚を検査することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る光学積層体検査方法および光学積層体検査装置は、前記分光手段としてプリズムを用いることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る光学積層体検査方法および光学積層体検査装置は、前記分光手段として回折格子を用いることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る光学積層体検査方法および光学積層体検査装置は、光学フィルタによって波長選択した光を光学積層体に入射し、光学積層体の反射光強度を測定し、膜厚を検査することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係る光学積層体検査方法および光学積層体検査装置は、光積層体に対して斜めから入射して、全反射した反射光強度を測定し、膜厚を検査することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明に係る光学積層体製造方法および光学積層体製造装置は、前記検査結果から得られた色素膜厚および／または誘電体膜厚の情報を受けて、膜厚を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、膜厚を透過光で測定することは不可能である光学積層体の構成であっても、光学積層体の反射率スペクトルまたは特定の波長の反射光強度を測定することにより、非常に精度の高い膜厚検査を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２３】
図１は、本発明の光学積層体検査方法および検査装置を説明するため、２層追記型光記録媒体の製造システムにおける第２基板の検査処理に適用した本発明の実施形態１を示す概略構成図である。
【００２４】
図１において、発光ダイオードからなる光源１から出射した光（矢印にて示す）は、集光レンズ２を通過し平行光となった後、ビームスプリッタ３を通って、約５０％の強度の光が光学積層体４の第２基板に入射する。ビームスプリッタ３で分割された残りの光は、入射光フォトセンサ５でモニタして入射光強度を測定する。また、２層追記型光記録媒体である光学積層体４の第２基板の表面で反射した光は、再びビームスプリッタ３を通って反射光フォトセンサ６で受光され反射光強度を測定する。このときフォトセンサ５，６に光が入射する前の光路に、プリズムまたは回折格子などの分光手段７，８を配置することによって特定波長に分光することが考えられる。
【００２５】
検査部９では、入射光フォトセンサ５における入射光強度と反射光フォトセンサ６の反射光強度とを比較することにより、光源１の発光ダイオードの発光波長での反射率を求める。
【００２６】
前記光学積層体４である２層追記型光記録媒体は、深さ２０〜２００ｎｍ，０．７４μｍピッチのトラッキンググルーブを形成したディスク基板上にＡｇ，Ａｌ，Ａｕなどの金属およびＣｕ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ｍｇ，Ｔｉ，Ｖ，Ｔａを０．１〜３ｗｔ％添加した合金からなる全反射をスパッタし、さらに膜の光吸収スペクトルの最大吸収波長が５８０ｎｍ〜６２０ｎｍにあり、ＤＶＤ用レーザ光波長（約６５０ｎｍ）にて所望の光学特性が得やすい色素化合物として、テトラアザポルフィラジン色素，シアニン色素，アゾ色素，スクアリリウム色素などの有機色素を塗布した基板（１）、または、さらに色素，半透過反射膜を形成した第１基板と貼り合せるための接着剤により前記基板（１）に形成した、色素が溶出しないための透明誘電体を形成した基板（２）である。
【００２７】
透明誘電体は、色素を接着剤から保護するために、色素に対する密着性がよく緻密な薄膜であればよいが、酸化ケイ素，酸化アルミニウム，酸化亜鉛，酸化チタン等の酸化物，窒化シリコン，窒化アルミニウムなどの窒化物，硫化亜鉛，硫化ゲルマニウム，硫化モリブデンなどの硫化物，フッ化マグネシウム，フッ化セシウム，フッ化バリウムなどのフッ化物、およびこれらの混合物を用いることができる。
【００２８】
次に、本実施形態における検査部９における測定原理を具体的に説明する。
【００２９】
ここで光学積層体４の吸光度および反射率は、ステアグ社製のＥＴＡ−ＲＴを用いて分光反射率を測定した。
【００３０】
Ａｇ全反射膜は、可視光領域では高い反射率を示すが、短波長ではやや低く、長波長ほど高い反射率スペクトルとなっている。このようなＡｇ反射膜を、光学積層体４のような等ピッチの溝を有するプラスチック基板上に形成した場合、溝による散乱に起因した反射率の低下が見られる。
【００３１】
図２は０．７４μｍピッチ，深さ３０ｎｍ，幅０．２５μｍの溝を形成したポリカーボネート基板に、Ａｇを１４０ｎｍ形成した基板におけるＡｇ反射膜側から垂直入射／垂直反射した光の分光反射スペクトルである。この場合、７５０ｎｍ付近に溝の散乱により反射率が５〜６％下がる現象が見られる。
【００３２】
前記基板上にスクワリリウム色素記録層をスピンコート法により塗布するが、通常の光記録媒体の製造時に用いられるように、前記基板に直接塗布した場合の吸光度スペクトルにおいて波長６０６ｎｍの最大吸収波長λｍａｘをパラメータとして膜厚を変化させると、図３に示すように変化するスペクトルが得られた。同じ条件で前記Ａｇ反射膜付き基板上に色素を塗布し、９０℃１５分アニール後の反射スペクトルを測定したところ、図４に示すように、図２において反射率低下見られた７５０ｎｍ付近で、色素膜厚により光路長が変化するために反射率低下が生じる波長がシフトした。したがって７００〜８００ｎｍでの最低反射率波長を測定するか、７４０ｎｍでの反射率を測定することによってＡｇ反射膜上での色素膜厚を光学的に測定することができる。
【００３３】
次に、色素上に透明誘電体を形成した場合、屈折率が１．６程度以下の低屈折率薄膜の場合には、反射スペクトルは透明誘電体における薄膜形成前後でほとんど変わらないが、１．８以上の高屈折率薄膜を形成した場合には、反射スペクトルが大きく変化する。
【００３４】
前記色素上に屈折率２．１程度の透明誘電体薄膜を形成した場合、透明誘電体の薄膜の膜厚を変化させると、色素と透明誘電体薄膜との干渉によって、図５に示すように、反射スペクトルの変化が見られた。これから明らかなように、４９０ｎｍ付近または６６０ｎｍ付近の反射率ピーク波長または反射率を測定することにより、透明誘電体の薄膜の膜厚を光学的に測定することができる。
【００３５】
以上のような光学積層体の反射光スペクトルによる色素膜厚、誘電体膜厚の測定方法は、色素材料，誘電体材料によらず一般的なものに用いることが可能であり、測定対象物に応じて最適な波長を適宜選択するだけでよい。
【００３６】
さらに図６に示すように、前記方法および装置１１によって得られた、色素塗布後の測定結果を、光学積層体の製造装置を構成するスピナー装置１２にフィードバックして、振り切り回転数または振り切り時間を調整するＣＰＵ（中央演算処理ユニット）などからなる制御部１３を具備することにより、色素膜厚変動が非常に少ない色素膜記録膜を得ることができる。
【００３７】
また、誘電体膜スパッタリング後の測定結果を、光学積層体の製造装置を構成するスパッタリング装置にフィードバックすることにより、誘電体／色素膜厚変動が非常に少ない色素膜記録膜を得ることができる。このようにして作製した光記録媒体は未記録，記録後品質がきわめて安定したものになる。
【００３８】
また、本実施形態において、ランプのような可視光波長を主に含むものを使用することが可能である。
【００３９】
また、図７に示す本発明の光学積層体検査装置の実施形態２における概略構成図のように、測定波長および帯域幅が既に決定されている場合には、所望の波長を透過するバンドパスフィルタ１５を使用したり、光源として発光ダイオードを用いた方が、装置コストを格段に下げることが可能である。なお、以下の説明において、図１にて説明した部材に対応する部材には、同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【００４０】
さらに、図８に示す本発明の光学積層体検査装置の実施形態３における概略構成図のように、発光ダイオード１と拡散光学系を用いた斜め入射でも同様の検査が可能である。
【００４１】
以下、本発明について実施例にてより詳細に説明する。
【００４２】
（実施例１）
直径１２０ｍｍ，厚さ０．６０ｍｍのポリカーボネート基板の表面上に、深さ約３０ｎｍ，溝幅約０．２５μｍ，トラックピッチ０．７４μｍの案内溝凸凹パターンを有する基板を用意し、Ｕｎａｘｉｓ社製スパッタリング装置（製品名ＢｉｇＳｐｒｉｎｔｅｒ）でＡｒをスパッタリングガスとして、スパッタ圧力６．０×１０−３ｔｏｒｒ、ＤＣスパッタリングパワー３．５ｋＷの条件で、Ａｇ０．９８／Ｃｕ０．０２を約１４０ｎｍの厚さに設けて反射層を形成した。次に反射層上にスクアリリウム色素化合物をλｍａｘでの吸収光度が１．０２，１．０６，１．１２，１．１６の膜厚となるように、スピンコート製膜した。
【００４３】
そして、波長７４０ｎｍにて、実施例１の前記基板の色素面反射率をＥＴＡ−ＲＴで測定した結果、図９のような非常に相関が高い結果が得られた。
【００４４】
（実施例２）
さらに、実施例１で作製した色素付き基板上にＵｎａｘｉｓ社製スパッタリング装置（製品名ＢｉｇＳｐｒｉｎｔｅｒ）でＡｒをスパッタガスとして、スパッタ圧力４．０×１０−３ｔｏｒｒ，ＲＦスパッタリングパワー４．０ｋＷの条件で、スパッタ法によりＺｎＳ（８０％）／ＳｉＯ２（２０％）を１２０，１３０，１４０，１５０ｎｍの厚さに誘電体を設けた。
【００４５】
そして、波長５００ｎｍにて、実施例２の前記基板の誘電体膜面反射率を前記同様に測定した結果、図１０のような相関が高い結果が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、基板上に反射層と有機色素を順に積層してなる積層体、あるいは基板上に反射層と有機色素と誘電体を順に積層してなる積層体構造のＣＤ−Ｒ／ＲＷ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ＋Ｒ／ＲＷ，ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ，ＤＶＤ−ＲＡＭなどの２層追記型光記録媒体における色素および／または誘電体の膜厚の検査に適用され、特に膜厚を透過光で測定することが不可能な光学積層体に実施して有効である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の光学積層体検査装置の実施形態２における概略構成図
【図２】反射率と波長との関係を示す図
【図３】吸光度と波長との関係を示す図
【図４】反射率と波長との関係を示す図
【図５】反射率と波長との関係を示す図
【図６】本実施形態における制御系の簡略説明図
【図７】本発明の光学積層体検査装置の実施形態２における概略構成図
【図８】本発明の光学積層体検査装置の実施形態３における概略構成図
【図９】波長７４０ｎｍの反射率と波長６０５ｎｍの吸光度との関係を示す図
【図１０】波長５００ｎｍの反射率と誘電体膜厚との関係を示す図
【符号の説明】
【００４８】
１  光源
２  集光レンズ
３  ビームスプリッタ
４  光学積層体
５  入射光フォトセンサ
６  反射光フォトセンサ
７，８  分光手段
９  検査部
１１  検査装置
１２  製造装置
１３  制御部
１５  バンドパスフィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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