JPH027245A - 光情報記録媒体の製造方法、および光情報記録媒体の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光情報記録媒体の製造方法とこれを実施する
に好適な光情報記録媒体の製造装置とに係り、より詳し
くは、ライトワンス形光情報記録媒体における下地膜の
改質方法、および下地膜の改質処理手段を備えた製造装
置に関する。

〔従来の技術〕

従来より、基板と記録膜との間に下地膜を介設したライ
トワンス形の光情報記録媒体が知られている０本願出願
人もこれに関連して、先に、例えばグアニンやポリテト
ラフルオロエチレン、それに炭化水素重合膜などの有機
化合物から成る下地膜が形成された光情報記録媒体を提
案した（特開昭６２−２１９２４４号、特開昭６２−２
１９２４５号、特開昭６３−２５８４９号）。

これらの下地膜を備えた光情報記録媒体は、記録感度が
高く、小さなレーザパワーで情報を記録することができ
る。よって、装置の小型化および低コスト化が図れると
ともに、基板の信号面が損傷されにくく、媒体寿命の長
寿命化を図ることができるという利点がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

然るに、この後の実験により、この種の光情報記録媒体
には、■書き込まれたピットの周縁部の整形性が悪＜、
Ｃ／Ｎ比が悪い、■ピット内に記録膜の残りかすあるい
は記録膜と下地膜の反応生成物（以下、これら双方を「
残りかす」という。）が残留し、ディスク状光情報記録
媒体の場合、使用中にこの残りかすがデイ・スフ外周部
に移動して外周部における記録／再生エラーが大きくな
る、といった不都合があることが判明した。

本発明は、これら従来技術の問題点を解消し、記録感度
が良好で、しかもＣＮ比が高く、エラー率の低い光情報
記録媒体の製造方法、およびこれを実施するに好適な光
情報記録媒体の製造装置を提供することを目的とするも
のである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、前記の目的を達成するため、基板の信号面に
下地膜を成膜したのち、記録膜を成膜する以前に、前記
下地膜を水素、酸素、窒素、炭素、ハロゲン元素から選
択された少なくとも１種類の元素を含むプラズマ雰囲気
に晒すようにしたことを製法上の特徴とするものである
。

また、下地膜形成室と記録膜形成室との間に、水素、酸
素、窒素、炭素、ハロゲン元素から選択された少なくと
も１種類の導入ガス源が接続されたプラズマ処理室を介
設したことを装置上の特徴とするものである。

〔作用〕

下地膜の成膜には、一般に真空蒸着法やスパッタ法、そ
れにプラズマ重合法などの手段が採られるが、これらの
手段によって成膜された下地膜の組成は、純粋な出発物
質とは化学的および物理的性質が大幅に異なる。例えば
、純粋なポリテトラフルオロエチレンは、炭素１つに対
してフッ素が２つ結合しているが、この純粋なポリテト
ラフルオロエチレンをスパッタ成膜して得られる下地膜
は、ＸＰＳ法（Ｘ線光電子分析法）にて分析したところ
、フッ素元素量（Ｆ）に対する炭素元素量（Ｃ）の比（
Ｆ／Ｃ）が１．７〜１．９になっている。但し、Ｆ／Ｃ
の数値のばらつきは、スパッタ条件による。

また、下地膜の表面には、遊離したフッ素元素が吸着し
ている。

さらに、示差走査熱量計によって測定したところ、純粋
なポリテトラフルオロエチレンの融点は３２５℃である
のに対し、下地膜の融点は２１９゜４℃になっている。

これらのデータから、以下のことが推定される。

すなわち、ポリテトラフルオロエチレンをスパッタ成膜
して得られる下地膜は、化学量論的な安定状態になく、
活性な状態になっている。このため、このような下地膜
上に直接記録膜を積層すると。

下地膜と記録膜が反応して反応生成物を生じたり、下地
層の表面に付着した活性なフッ素が記録膜中に取り込ま
れるといった現象を生じる。前記反応生成物やフッ素が
取り込まれた記録膜は融点が高くなるなど、純粋な記録
膜に比べて物理的および化学的な性質が異なる。このよ
うに、記録膜中に物理的および化学的な性質が異なる部
分が存在するために、記録時にピットの周縁部がきれい
に整形されなかったり残りかすが残留するといった問題
を生じる。

これに対し、化学的に不安定な状態にある下地層をプラ
ズマ雰囲気に晒すと、そのエネルギによって下地膜の重
合が促進される。また、プラズマ中に水素、酸素、窒素
、炭素、ハロゲン元素から選択された少なくとも１種類
の元素を添加すると、下地膜中のダングリングボンドと
これらの元素が結合し、ダングリングボンドが減少する
。

その結果、下地膜の化学的安定性が向上して下地膜と記
録膜の反応生成物などが減少し、記録膜の均質性が保持
されて、ピットの整形性が改善されるとともに、残りか
すの減少が図られる。

〔実施例〕

まず、本発明の概略を第１図ないし第４図に基づいて説
明する。

本発明に係る光情報記録媒体の製造方法は、主として、
基板を作製する工程と、基板上に下地膜を成膜する工程
と、下地膜を改質する工程と、改質された下地膜上に記
録膜を積層する工程とから成る。

基板は、ガラスなどの透明なセラミックスや、ポリカー
ボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルペン
テン、エポキシ等の透明な高分子物質を用いて所望の外
径および寸法に形成される。

そして、その片面には、記録／再生用□放射線ビームを
案内するためのプレグルーブやアドレス信号に対応する
プレピット等の信号パターンが転写される。

前記基板の成形方法および信号パターンの転写方法は、
基板材料に応じて適宜の手段が採用される。

例えば、セラミックス製基板やエポキシなどの熱硬化性
樹脂基板については、平板状に形成された基板と所望と
する信号パターンの反転パターンが形成されたスタンパ
と呼称される金型との間で光硬化性樹脂を展伸し、硬化
後、信号パターンが転写された樹脂層を基板側に設ける
所謂２Ｐ法（光硬化性樹脂法）が特に適する。第１図（
ａ）はこの種の基板の断面図であって、基板１の片面に
樹脂層２を介して信号パターン３が形成されている。

一方、ポリカーボネートやポリメチルメタクリレートな
どの熱可塑性樹脂基板については、キャビティの片面が
前記スタンパによって形成された金型内に溶融樹脂を射
出する射出成形法が適する。

第１図（ｂ）はこの種の基板の断面図であって、基板１
の片面に信号パターン３が直接形成されている。

次に、第２図に示すように、この基板１の信号パターン
３形成面に下地膜４を成膜する。この下地膜４は１例え
ばポリテトラフルオロエチレン、グアニン、炭化水素重
合膜などの有機化合物をもって形成される。また、下地
膜４の成膜手段としては、例えば真空蒸着法やスパッタ
法、それにプラズマ重合法など、公知に屈する任意の物
理的成膜法または化学的成膜法から、当該下地膜材料に
合致した適宜の成膜法が採用される。

次に、第３図に示すように、前記下地膜４を、水素、′
Ｎ１素、窒素、炭素、ハロゲン元素から選択された少な
くとも１種類の元素を含むプラズマ雰囲気Ａに晒し、下
地ｖ４の改質を行う。この場合、下地膜の純度を劣化し
ないため、当該下地膜を構成する元素であって、しかも
前記の元素群から選択された少なくとも１種類の元素を
含むプラズマ雰囲気に晒すこともできる。

なお、ポリテトラフルオロエチレンをスパッタ成膜して
成る下地膜の場合には、水素およびフッ素のうちいずれ
か一方の元素を含むプラズマ雰囲気が最もピットの整形
性の向上およびエラー率の低減に有効である。

このようにすると、プラズマＡのエネルギによって下地
膜の重合が促進されるとともに、下地膜中のダングリン
グボンドとプラズマ中に添加された元素とが結合してダ
ングリングボンドが減少し、下地膜４の化学的安定性が
向上する。よって、記録膜と下地膜との反応生成物や、
記録膜内への下地膜材料を構成する元素の取り込みが減
少し、ピットの整形性が改善されてＣ／Ｎ比が向上する
とともに、残りかすの発生が押えられてこれに起因する
記録／再生エラーが低減される。

最後に、第４図に示すように、前記のようにして改質さ
れた下地膜４上に記録膜５を積層し、光記録単板とする
。記録膜材料としては、例えばテルルを主成分とする低
融点合金や、例えばシアニン系あるいはフタロシアニン
系有機色素など、記録用放射線ビームを照射することに
よって熱的変形を生じる所謂ライトワンス形のヒートモ
ード記録材料が用いられる。この記録膜５の形成手段と
しては、スピン塗布法、真空蒸着法、スパッタ法、電子
ビーム法など公知に属する任意の成膜手段を用いること
ができる。

なお、前記のようにして光記録単板を形成したのち、記
録膜５の表面に保展膜を設けたり、あるいは前記の記録
単板を貼り合せて両面記録形の光情報記録媒体を構成す
るなどの手段を採ることは任意に行うことができる。

以下、より具体的な実施例を示し、本発明の効果に言及
する。

く第１実施例〉 射出成形法によ−って成形されたポリカーボネート製基
板の信号面に、スパッタ法によってポリテトラフルオロ
エチレン製下地膜を４００人の厚さに形成した。下地膜
の成膜条件は、ターゲットが純ポリテトラフルオロエチ
レン、スパッタガスが純アルゴン、スパッタガス圧が４
　Ｘ　１０−３ｍｂａｒ、投入電力が高周波４５０Ｗで
ある。

次に、下地膜が形成された基板をプラズマ処理室に移し
、水素が１０％添加されたアルゴンガスを含むプラズマ
雰囲気に前記下地膜を晒した。その他のプラズマ処理条
件は、ガス圧を５　Ｘ　１０−３ｍｂａｒに、投入電力
を２００Ｗに調整した。

さらに、前記のようにしてプラズマ処理がなされた下地
膜上に、スパッタ法によってテルル−セレン−鉛合金の
記録膜を約２１０人の厚さに形成した。記録膜の成膜条
件は、ターゲットがテルル−セレン−鉛合金、スパッタ
ガスが純アルゴン、スパッタガス圧が５×１Ｏ−３ＩＩ
ｌｂａｒ、投入電力が高周波３７０Ｗである。

最後に、記録膜を結晶化させ反射率の安定化を図るため
、空気中において８０℃×１時間のベーク処理を行った
。

〈第２実施例〉 前記第１実施例と同様のスパッタ条件の下で下地膜を成
膜したのち、これをプラズマ処理室に移し、ＣＦ　ａガ
スを含むプラズマ雰囲気に前記下地膜を晒した。このと
きのプラズマ処理条件は、ガス圧を３　Ｘ　１０−３ｍ
ｂａｒに、また投入電力を３５０Ｗに調整した。

次いで、この下地膜上にスパッタ法により記録膜を積層
した。記録膜のスパッタ条件も、前記第１実施例の場合
と同様である。

く比較例〉 基板の信号面に下地膜を成膜したのち、プラズマ処理を
施すことなく、下地膜上に記録膜を直接積層した。

基板の形成条件、下地膜および記録膜のスパッタ条件は
、前記第１実施例の場合と同様である。

走査型電子顕微鏡を用いて、前記第１実施例および第２
実施例の光情報記録媒体に書き込まれたピットを観察し
たところ、いずれもピット周縁部の形状が滑らかで、し
かも残りかすの発生もほとんど認められなかった。

また、記Ｑ／再生装置を用いて前記第１．第２実施例お
よび比較例の光情報記録媒体のＣ／Ｎ比と、光情報記録
媒体の内周部および中周部への書き込みによる外周部で
のエラー率の変化を測定したところ、下表の結果を得た
。

上表から明らかなように１本発明に係る光情報記録媒体
は、いずれも比較例の光情報記録媒体に比べてノイズレ
ベルが低く、Ｃ／Ｎ比が高くなっている。また、比較例
の光情報記録媒体が内周部および中周部への書き込みに
よって外周部のエラー率が増加するのに対し、本発明の
光情報記録媒体はいずれもエラー率の増加がない。

次に１本発明の実施に適用される成膜装置について説明
する。

本発明の成膜装置は、第５図に示すように、予備排気室
１１と、下地膜形成室１２と、プラズマ処理水１３と、
記録膜形成室１４と、取り出し室１５とがバッファ１６
〜１９によって連結されており、予備排気室１１と第１
のバッファ１６との間、および第２のバッファ１９と取
り出し室１５との間にそれぞれゲートバルブ２０．２１
が介設されている。前記下地膜形成室１２および記録膜
形成室１４は、スパッタ装置、真空蒸着装置、あるいは
プラズマ重合装置など、公知に屈する任意の物理的もし
くは化学的成膜装置をもって＋１弯成することができる
。この成膜装置には、基板のキャリア（第５図には図示
せず）が内装されており、前記予備排気室１１に収納さ
れた基板を順次各室１２．１３，１４を通って取り出し
室１５まで搬送するようになっている。

第６図は前記プラズマ処理室１３の構成図であって、プ
ラズマ処理室１３内のガスを排出する排出口２２と、プ
ラズマ処理室１３内に水素、ｖ１素、窒素、炭素、ハロ
ゲン元素から選択された少なくとも１種類のガスを導入
するガス導入口２３が設けられている。また、プラズマ
処理室１３の内部には、基板１を搬送するキ・ヤリア２
４と対向電極２５とが配置され、前記キャリア２４に高
周波電源２６が接続されている。

この装置を用いて光情報記録媒体を製造するに当っては
、予じめ下地膜形成室１２、プラズマ処理室１３．記ｇ
膜形成室１４．取り出し室１５、それに各バッファ１６
〜１９を高真空度に真空引きし、ゲートバルブ２０．２
１を閉止しておく。

それとともに、キャリア２４を予備排気室１１に戻して
おく。

次に、予備排気室１１内に基板１を搬入して、キャリア
２４に基板を取り付け、予備排気室１１を高真空度に真
空引きする。

予備排気室１１が所定の真空度に真空引きされたら、第
１のゲートバルブ２０を開いて基板１をバッファ１６か
ら下地膜形成室１２に搬入し、所望の下地膜を成膜する
。

下地膜形成後、キャリア２４を駆動して基板１をプラズ
マ処理室１３に搬入する。ここで、ガス導入口２３より
所望のガスを導入しつつ排出口２２よりプラズマ処理室
１３内のガスを排出し、プラズマ処理室１３内のガス圧
を調整する。その後、高周波電源２６よりキャリア２４
に電力を供給して、対向電極２５との間にプラズマを発
生させ、導入されたガスを含むプラズマを下地膜に照射
する。

下地膜をプラズマ処理したのち、キャリア２４を駆動し
て基板１を記録膜形成室１４に搬入し、下地股上に所望
に記録膜を積層する。

記録膜形成後、第２のゲートバルブ２１を開いて基板ｌ
を取り出し室１５に搬入し、取り出し室１５内の圧力を
常圧に戻して下地膜および記録膜が成膜された基板ｌを
取り出す。

前記した成膜装置は、下地膜形成室１２と記録膜形成室
１４との間にプラズマ処理室１３を設けたので、下地膜
の成膜、下地膜のプラズマ処理、記録膜の成膜を一連の
工程で行うことができ、生産性が良好である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の光情報記録媒体の製造方
法は、下地膜を成膜したのち記録膜を積層する以前に、
下地膜を水素、酸素、窒素、炭素。

ハロゲン元素から選択された少なくとも１種類の元素を
含むプラズマ雰囲気に晒すようにしたので、下地膜の化
学的安定性が向上し、記録膜を侵すことがない。よって
、ピットの整形性が向上してＣＺＮ比が向上するととも
に、ピット形成時に生成される残りかすの量が著しく減
少してエラー率の改善が図られる。

また、本発明の成膜装置は、下地膜形成室と記録膜形成
室との間にプラズマ処理室を設けたので。

下地膜の成膜、下地膜のプラズマ処理、記録膜の成膜を
一連の工程で行うことができ、生産性が良好である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明に係る光情報記録媒体の製
造方法を説明する説明図、第５図は本発明に係る成膜装
置の概略構成図、第６図は成膜装置に備えられたプラズ
マ処理室の断面図である。 １：基板、２：樹脂層、３：信号パターン、４：下地層
、５：記録膜、Ａ：プラズマ°雰囲気、１１：予備排久
室、１２：下地膜形成室、１３：プラズマ処理室、１４
：記録膜形成室、１５：取り出し室、１６〜１９：バッ
ファ、２０，２１：ゲートバルブ、２２：排出口、２３
：ガス導入口、２４：キャリア、２５：対向電極、２６
：高周波電源。 （Ｃ） 第３図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板の信号面に下地膜および記録膜を順次積層し
   て成る光情報記録媒体の製造方法において、前記下地膜
   を成膜したのち、この下地膜を水素、酸素、窒素、炭素
   、ハロゲン元素から選択された少なくとも１種類の元素
   を含むプラズマ雰囲気に晒し、次いで、このプラズマ処
   理済みの下地膜上に前記記録膜を積層するようにしたこ
   とを特徴とする光情報記録媒体の製造方法。
2. （２）請求項１記載の光情報記録媒体の製造方法におい
   て、前記下地膜を、スパッタ法、真空蒸着法、プラズマ
   重合法から選択された成膜方法にて成膜したことを特徴
   とする光情報記録媒体の製造方法。
3. （３）請求項１記載の光情報記録媒体の製造方法におい
   て、前記下地膜を、炭素とハロゲン元素とを主成分とす
   る有機化合物にて形成したことを特徴とする光情報記録
   媒体の製造方法。
4. （４）請求項１記載の光情報記録媒体の製造方法におい
   て、前記基板上にポリテトラフルオロエチレン製の下地
   膜をスパッタ成膜したのち、この下地膜を水素およびフ
   ッ素のうちいずれか一方の元素を含むプラズマ雰囲気に
   晒すことを特徴とする光情報記録媒体の製造方法。
5. （５）少なくとも下地膜形成室と記録膜形成室とを備え
   た光情報記録媒体製造用の成膜装置において、前記下地
   膜形成室と記録膜形成室との間に、水素、酸素、窒素、
   炭素、ハロゲン元素から選択された少なくとも１種類の
   導入ガス源が接続されたプラズマ処理室を介設したこと
   を特徴とする光情報記録媒体製造用の成膜装置。