(57)【要約】【課題】少なくとも第一誘電体層、記録層、第二誘電体層、反射層を有する光記録媒体の製造過程において、膜厚が所定の範囲から外れた不良媒体の、シンプルかつ低コストな検査方法を提供すること。【解決手段】等間隔に溝が形成された基板上に、少なくとも第一誘電体層、記録層、第二誘電体層、反射層を有する光記録媒体に光を照射し、その反射光を測定することにより、基板と反射層との両層間に挟まれた各層の膜厚を検知して光記録媒体を検査する方法であって、上記膜厚検知手段が、各層の膜厚によりシフトする回折ピーク波長を測定する手段であることを特徴とする上記方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
等間隔に溝が形成された基板上に、少なくとも第一誘電体層、記録層、第二誘電体層、反射層を有する光記録媒体に基板側から光を照射し、その反射光を測定することにより、基板と反射層との両層間に挟まれた各層の膜厚を検知して光記録媒体を検査する方法であって、上記膜厚検知手段が、各層の膜厚によりシフトする回折ピーク波長を測定する手段であることを特徴とする上記検査方法。
【請求項２】
回折ピーク波長を測定する手段が、分光反射スペクトルにおいて反射率が低下する波長を測定する手段である請求項１に記載の検査方法。
【請求項３】
基板に形成された溝の間隔が、３００〜６００ｎｍであり、基板の屈折率が、１．６±０．１の範囲であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光記録媒体の検査方法。
【請求項４】
前記記録層が光透過性の金属酸化物であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光記録媒体の検査方法。
【請求項５】
前記記録層の材料がＢｉ酸化物とＦｅ酸化物から成ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の光記録媒体の検査方法。
【請求項６】
回折ピーク波長のシフトを測定する手段が、特定波長における反射光強度を測定する手段であることを特徴とする請求項１に記載の光記録媒体の検査方法。
【請求項７】
反射光の測定機器として、汎用の光ファイバーセンサーを使用することを特徴とする請求項１に記載の光記録媒体の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録媒体の製造過程における膜厚の検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
記録層が無機材料で構成される一般的な光記録媒体は、基板上に、第一誘電体層、記録層、第二誘電体層、反射層をスパッタリングにより順次積層した機能的に４層の膜構成を基本としているが、反射層の材料やディスク全体の設計に応じて各層の間に中間層を設ける場合もある。また、記録層が複数の層から形成される場合もある。
【０００３】
各層の膜厚の検査方法としては、基板上に測定対象である層の単層膜を形成した膜厚測定用のサンプルを用意し、エリプソメータや分光光度計などを用いて光学的に膜厚を測定する方法や、触針式の段差計を用いて物理的な膜厚を測定する方法が最も一般的である。これらの方法は、スパッタリング条件の変更時に膜厚を調整する場合や、スパッタリング材料の消費に伴う長周期的な膜厚変動の補正を行う場合に有効な膜厚管理方法である。
【０００４】
ところが、連続生産中には、微小アーキングやスパッタ開始のトリガーに対するプラズマの応答遅れ、スパッタガス圧の変動などのスパッタリング異常により、突発的に膜厚が低下した（薄くなった）不良ディスクが生産されてしまう場合があり、特に、記録層を成膜する際にスパッタリング異常が起きる場合が多い。そして、このような不良ディスクが製品に混入しないようにするためには、上記のような抜き取り検査だけではなく、インライン式の全数検査が必要となる。つまり、スパッタリングにより第一誘電体層、記録層、第二誘電体層、反射層などを含む多層膜を形成した後、光記録媒体の生産タクトに影響を与えない検査時間（数秒以内）で膜厚を検査できるようにすることが課題となる。また、多層膜の膜厚は、分光エリプソメータなどを用いて光学的に測定することが可能であるが、検査時間が長く生産タクトに追いつかないという問題がある。
【０００５】
特許文献１では、色彩色差計を用いてディスクの表色系色度を測定することで、基板上の第一誘電体層の膜厚を制御する方法が提案されている。構成がシンプルで、且つインライン検査としても容易に導入が可能な方法であるが、第一誘電体層の膜厚しか測定することができない。
【０００６】
次に、特許文献２では、分光反射率又は色相、彩度、明度からなる三刺激値に基づいて第一誘電層及び記録層の膜厚を制御する方法が提案され、また、特許文献３〜４では、多層膜の分光反射率を測定し、その極小点及び極大点における反射率と波長に基づいて各層の膜厚を算出する方法が提案されている。これらは共通して、予め分光反射率を測定し、その分光反射スペクトルから得られる数値（極大値、或いは極小値とその波長など）を基に各膜厚を算出する方法が提案されているが、近年、光記録媒体の主流となりつつあるＤＶＤ＋ＲＷやＤＶＤ−ＲＷでは、第一誘電体層の膜厚が８０ｎｍを超えるものは殆どないため、これらの文献に記載された実施例のように、波長３８０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の領域で、反射率が明らかに極大となる点を見つけることは困難であるという問題がある。
【０００７】
次に、特許文献５では、反射層上に形成された有機色素と誘電体の反射光強度を測定することで各層の膜厚を検査する方法が提案されているが、この方法は２層追記型光記録媒体の第２基板に代表される逆順の層構成にしか適用できない。
【０００８】
【特許文献１】特許第２９７３８０３号公報
【特許文献２】特開平０９−０７３６６７号公報
【特許文献３】特開平１０−００９８２９号公報
【特許文献４】特開２０００−２４９５２０号公報
【特許文献５】特開２００５−２７６２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、本発明は、少なくとも第一誘電体層、記録層、第二誘電体層、反射層を有する光記録媒体の製造過程において、膜厚が所定の範囲から外れた不良媒体の、シンプルかつ低コストな検査方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち、上記課題は、本発明の（１）〜（７）によって達成される。
（１）  等間隔に溝が形成された基板上に、少なくとも第一誘電体層、記録層、第二誘電体層、反射層を有する光記録媒体に基板側から光を照射し、その反射光を測定することにより、基板と反射層との両層間に挟まれた各層の膜厚を検知して光記録媒体を検査する方法であって、上記膜厚検知手段が、各層の膜厚によりシフトする回折ピーク波長を測定する手段であることを特徴とする上記検査方法。
（２）回折ピーク波長を測定する手段が、分光反射スペクトルにおいて反射率が低下する波長を測定する手段である、上記（１）に記載の検査方法。
（３）  基板に形成された溝の間隔が、３００〜６００ｎｍであり、基板の屈折率が、１．６±０．１の範囲であることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の光記録媒体の検査方法。
（４）  前記記録層が光透過性の金属酸化物であることを特徴とする、上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の光記録媒体の検査方法。
（５）  前記記録層の材料がＢｉ酸化物とＦｅ酸化物から成ることを特徴とする、上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の光記録媒体の検査方法。
（６）  回折ピーク波長のシフトを測定する手段が、特定波長における反射光強度を測定する手段であることを特徴とする上記（１）に記載の光記録媒体の検査方法。
（７）  反射光の測定機器として、汎用の光ファイバーセンサーを使用することを特徴とする上記（１）に記載の光記録媒体の検査方法。
【発明の効果】
【００１１】
以下の詳細かつ具体的な説明から明らかなように、本発明により、少なくとも第一誘電体層、記録層、第二誘電体層、反射層を有する光記録媒体の製造過程において、膜厚が所定の範囲から外れた不良媒体の、シンプルかつ低コストな検査方法を提供できるという極めて優れた効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に本発明について詳細に説明する。
本発明は、等間隔に溝が形成された基板上に、少なくとも第一誘電体層、記録層、第二誘電体層、反射層を有する光記録媒体において、基板と反射層との両層間に挟まれた各層の膜厚を検知して光記録媒体を検査する方法に関するものであるが、従来のように、単に反射光強度の大きさだけで膜厚を検査しようとすると、基板の板厚、溝深さ、透過率などのバラツキの影響を受け、全体的な反射光強度が変化してしまうなどして、誤検出してしまう可能性がある。
これに対して、本発明は、基板上の溝による光の回折に起因して反射率が低下するピークの波長を測定するものであり、このピークの波長は、上記各層の膜厚に応じてシフトすることを見出したことに基づくものである。
なお、本明細書においては、上記光の回折に起因して反射率が低下するピークの波長を回折ピーク波長という。
また、この回折ピーク波長は、溝のピッチと基板の屈折率の積に比例した固有値であるため、基板の板厚、溝深さ、透過率などのバラツキの影響で変化するものではなく、この検出される回折ピーク波長の変化を測定することにより正確に光記録媒体各層の膜厚を検知し、安定した光記録媒体の検査が可能となる。
例えば、溝のピッチが０．４μｍである基板の溝面に、反射層のみを形成したとき、反射層側から（屈折率が１．０の空気と溝の界面の）分光反射スペクトルを測定すると、約４２０ｎｍの波長付近に回折ピークが観察され、基板側から（屈折率が約１．６であるポリカーボネート基板と溝の界面の）分光反射スペクトルを測定すると、約６７０ｎｍ（≒４２０ｎｍ×１．６／１．０）の波長付近に回折ピークが観察される（図６を参照）。このことは、回折ピーク波長が、溝のピッチが一定であれば溝界面の屈折率に比例し、基板の板厚、溝深さ、透過率などのバラツキの影響が殆どないことを示す。したがって、本発明によれば、溝ピッチ、及基板と溝の界面における屈折率が一定の光記録媒体であれば、シフトした回折ピーク波長のみを測定することにより、上記各層の膜厚を正確かつ安定して検知することができる。
本発明においては、例えば、溝のピッチ及び基板と溝の界面の屈折率を上記のように設定した場合（溝ピッチ０．４μｍ及び屈折率１．６）、回折ピーク波長を可視光（約４００ｎｍ）〜近赤外線（１１００ｎｍ）の領域に限定することができ、分光反射率の測定が容易になる。
逆に、ＤＶＤのような、溝のピッチが７４０ｎｍのディスクでは、基板側から（屈折率が約１．６であるポリカーボネート基板と溝の界面）の分光反射スペクトルの測定においては、回折ピーク波長が可視光（約４００ｎｍ）〜近赤外線（１１００ｎｍ）の領域よりも長波長側（約１２００ｎｍ）に現れるため、分光光度計などの一般的な測定器では測定が困難となるが、このような場合には、長波長側の分光反射スペクトルを測定可能な機器を使用すれば、回折ピーク波長の測定は可能である。
【００１３】
また、本発明においては、記録層が光透過性の金属酸化物とすることにより、第一誘電体層だけでなく、記録層、第二誘電体層の膜厚の検知も可能であり、光透過性の材料としては、Ｂｉ酸化物とＦｅ酸化物からなる光透過性材料が好ましい。これにより、追記型光記録媒体の無機記録層として良好な特性が得られる。
【００１４】
本発明においては、回折ピーク波長のシフトは、例えば、光記録材料の基板側から光照射し、得られる分光反射スペクトルの形状から検出するが、こればかりでなく、特定波長の発光強度から回折ピーク波長のシフトを検知することもできる。
例えば、特定の２波長（λ１、λ２）における反射光強度の強度差（λ１−λ２）、又は比（λ１／λ２）に基づいて回折ピークの波長の変化を検知することにより、検査光を分光する必要がなくなり、検査器のコストダウンが可能となる。
特定の２波長（λ１、λ２）を選択する方法としては、実施例で示したように膜厚が変化した光記録媒体の分光反射率を測定し、各波長に対する相関係数と回帰直線の傾きをプロットし、回折ピークの波長より短い領域で、相関係数が最も１に近く、回帰直線の傾きが極大となる波長をλ１とし、回折ピークの波長より長い領域で、相関係数が最も−１に近く、回帰直線の傾きが極小となる波長をλ２とすれば良い（図４、図５を参照）。波長を選定した後は、その波長の反射率乃至反射強度のみ測定することのより膜厚を検知することが可能である。
【００１５】
また、反射光の強度の測定機器として、汎用の光ファイバーセンサーを選択すれば、市販のＬＥＤセンサーを利用することができ、非常に低コストで検出器の設置が可能となる。更に、サイズも小さいため、生産ラインの僅かなスペースにも設置できる。
【実施例】
【００１６】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。
トラッキング用の案内溝が約０．４μｍピッチで形成されたスタンパを用いて射出成型により得られた、厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート製ＨＤ  ＤＶＤ−Ｒ用基板上に、成膜用チャンバー又は成膜用ターゲットを多数持つ多層成膜用のマグネトロンスパッタリング装置（ユナクシス社製、スパッタ装置Ｂｉｇ  Ｓｐｒｉｎｔｅｒ）を用いて、第一誘電体層、無機記録層、第二誘電体層、反射層を順次成膜した。
【００１７】
第一誘電体層にはＳｉ３Ｎ４を用い、膜厚約３０ｎｍとした。無機記録層にはＢｉ２Ｏ３−Ｆｅ２Ｏ３を用い、第二誘電体層にはＺｎＳ−ＳｉＯ２（８０：２０モル％）を用いた。反射層にはＡｌＴｉを用い、膜厚約１００ｎｍとした。各層の膜厚が変化することを想定し、上記第一誘電体層と無機記録層の膜厚を変化させたサンプルを作成し、それらのサンプルの分光反射スペクトルを測定し、溝による光の回折に起因して反射率が低下するピークの波長（回折ピーク波長）を求めた。
第１誘電体層及び無機記録層について得られた分光反射スペクトルをそれぞれ図２、図３に示す。これによれば、回折ピーク波長（反射率が低下したピークの波長）は、膜厚の変化により長波長側にシフトしていることが分かる。
この膜厚の変化に対応する解析ピーク波長の測定値を、表１および２にそれぞれ示し、図１に、表１及び２の測定結果をグラフ化した。図１から明らかなように、第一誘電体層及び無機記録層のいずれにおいても、その膜厚と回折ピーク波長の関係において、非常に高い相関性が得られていることが確認できた。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
【表２】
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【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明における膜厚と回析ピーク波長の関係を示した図である。
【図２】本発明における分光反射スペクトル（Ｂｉ２Ｏ３−Ｆｅ２Ｏ３膜厚変化）を示した図である。
【図３】本発明における分光反射スペクトル（Ｓｉ３Ｎ４膜厚変化）を示した図である。
【図４】本発明における相関係数と回帰直線の傾きを示した図である。
【図５】本発明における膜厚変化と反射光強度比を示した図である。
【図６】本発明において溝の界面における屈折率の差による回析ピーク波長を示した図である。
【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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