專利名稱：檢查光學(xué)記錄介質(zhì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在制造過程中檢查光學(xué)記錄介質(zhì)的層的厚度的方法。
背景技術(shù)：
典型地測(cè)量薄層厚度的方法是，例如通過偏振光橢圓率測(cè)量儀或分光測(cè)光儀光學(xué)測(cè)量設(shè)置在基片上的薄層樣本的薄層厚度的方法，或者通過測(cè)針輪廓儀(stylus profilometer)進(jìn)行的物理測(cè)量薄層厚度的方法。在濺射條件變化或者調(diào)節(jié)由于經(jīng)過較長時(shí)間使得濺射材料消耗而導(dǎo)致的厚度變化時(shí)，這些方法對(duì)于控制薄層的厚度是有效的但是，在光學(xué)記錄介質(zhì)的持續(xù)生產(chǎn)過程中，由于異常濺射，諸如微弧、等離子對(duì)濺射開始的響應(yīng)延時(shí)以及濺射氣壓的變化將會(huì)導(dǎo)致突然產(chǎn)出具有過分薄層的有缺陷的光學(xué)記錄介質(zhì)。這種異常濺射尤其發(fā)生在記錄層形成時(shí)。為了從正常生產(chǎn)的介質(zhì)中排除這種異常介質(zhì)，在線的100％檢查系統(tǒng)相對(duì)于上述隨機(jī)檢查系統(tǒng)而言是優(yōu)選的。
因此希望，通過濺射而在基片上形成第一介電層、記錄層、第二介電層、反射層等等的多層結(jié)構(gòu)之后，層的厚度能在短時(shí)間內(nèi)(即，在幾秒以內(nèi))測(cè)量而不影響生產(chǎn)時(shí)間。
分層結(jié)構(gòu)內(nèi)的層厚度可以利用光譜偏振光橢圓率測(cè)量儀來測(cè)量。這樣所帶來的缺點(diǎn)是測(cè)量時(shí)間長并且對(duì)于生產(chǎn)時(shí)間有負(fù)面影響，而且測(cè)量裝置極其昂貴。
日本專利No.2973803描述了一種利用比色計(jì)測(cè)量彩色系統(tǒng)的色度的方式控制基片上的第一介電層的厚度的方法。該結(jié)構(gòu)較為簡單并且該方法易于用作在線檢查。但是，僅能測(cè)量第一介電層的厚度。另外，考慮到可以實(shí)施自動(dòng)測(cè)量的比色計(jì)的價(jià)格，在具有眾多生產(chǎn)線的工廠內(nèi)的每一條生產(chǎn)線上安裝這樣的比色計(jì)將會(huì)是沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。
未審公開的日本專利申請(qǐng)(以下稱為JOP)No.H09-073667描述了一種基于分光反射率或由色度、飽和度和亮度組成的三色刺激值來控制第一介電層和記錄層的厚度的方法。JOP H10-009829和2000-249520描述了一種測(cè)量分層結(jié)構(gòu)的厚度的分光反射率并且基于各層的最小點(diǎn)和最大點(diǎn)的反射率和波長計(jì)算各層的厚度的方法。這些方法都具有復(fù)雜的程序，利用從分光反射光譜而獲得的值(最大值、最小值和他們的波長)基于提前測(cè)得的每一層的分光反射率來計(jì)算每一層的厚度。因此，相應(yīng)地需要采用一種處理這類復(fù)雜計(jì)算程序的裝置。因此，這些方法的通病是，即，沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，如日本專利No.2973803的情況一樣。
另外，近年來已經(jīng)成為光學(xué)記錄介質(zhì)主流的DVD+RW和DVD-RW很少具有厚度不大于80nm的第一介電層。這就給這些方法帶來一個(gè)問題，就是很難在380nm到800nm的波長范圍內(nèi)找出反射率的明顯的局部最大值。

發(fā)明內(nèi)容
因?yàn)檫@些原因，本發(fā)明的發(fā)明人認(rèn)識(shí)到需要提供一種簡單廉價(jià)的測(cè)量光學(xué)記錄介質(zhì)的厚度的方法從而用于檢查。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種簡單廉價(jià)的測(cè)量光學(xué)記錄介質(zhì)的厚度的方法從而用于檢查。
簡言之，以下描述的本發(fā)明的這一目的和其他目的將變得更加清楚明白并且可以通過一種檢查光學(xué)記錄介質(zhì)的方法而單獨(dú)或以組合的方式實(shí)現(xiàn)，該方法包括利用紅外光從第一介電層的方向照射包括基片、第一介電層、記錄層、第二介電層和反射層的光學(xué)記錄介質(zhì)，從而獲得該光學(xué)記錄介質(zhì)的反射強(qiáng)度，將該反射強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)紅外光反射強(qiáng)度相比較，后者是利用其記錄層的厚度為目標(biāo)厚度的另外的光學(xué)記錄介質(zhì)而提前確定。第一介電層、記錄層、第二介電層和反射層以此順序或相反的順序設(shè)置在基片上。
優(yōu)選地，在上述檢查光學(xué)記錄介質(zhì)的方法中，紅外光的波長為900-1100nm。
進(jìn)一步優(yōu)選地，在上述檢查光學(xué)記錄介質(zhì)的方法中，紅外光的光源是半導(dǎo)體激光并且發(fā)光峰值波長為935-955nm。
進(jìn)一步優(yōu)選地，在上述檢查光學(xué)記錄介質(zhì)的方法中，利用光纖傳感器來測(cè)量紅外光反射強(qiáng)度。
進(jìn)一步優(yōu)選地，在上述檢查光學(xué)記錄介質(zhì)的方法中，第一介電層的厚度不大于100nm。
結(jié)合附圖考慮本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的以下說明，本發(fā)明的這些和其他目的、特征以及優(yōu)勢(shì)將變得顯而易見。


結(jié)合附圖考慮詳細(xì)說明內(nèi)容，隨著本發(fā)明得到更好的理解，本發(fā)明的其他各種目的、特征和附屬的優(yōu)勢(shì)將得到更加全面的理解，其中所有附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的相應(yīng)部件，其中圖1是示出在生產(chǎn)過程中測(cè)量DVD+RW的記錄層的層厚度測(cè)量裝置的示意圖；圖2是示出第一介電層、相變記錄層、第二介電層相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)(標(biāo)準(zhǔn)的)層厚度的變化率和它們的紅外光反射強(qiáng)度之間的關(guān)系的示意圖；圖3是示出了在改變測(cè)量波長時(shí)每一個(gè)下述樣本的第一介電層的層厚度的變化量和分光反射率之間的關(guān)系的示意圖；圖4是示出了在改變測(cè)量波長時(shí)每一個(gè)下述樣本的相變記錄層的層厚度的變化量和分光反射率之間的關(guān)系的示意圖；圖5是示出了在改變測(cè)量波長時(shí)每一個(gè)下述樣本的第二介電層的層厚度的變化量和分光反射率之間的關(guān)系的示意圖；圖6是利用相關(guān)函數(shù)示出圖4所示的變化的示意圖；圖7是示出了在采用SbSn基的相變記錄層情況下改變測(cè)量波長時(shí)每一個(gè)下述樣本的相變記錄層的層厚度的變化量和分光反射率之間的關(guān)系的示意圖；圖8是利用相關(guān)函數(shù)圖示了圖7所示的變化的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明將參照幾個(gè)實(shí)施例和附圖詳細(xì)說明。
本發(fā)明的目標(biāo)為光學(xué)記錄介質(zhì)，其中至少第一介電層、記錄層、第二介電層和反射層以此順序或相反的順序設(shè)置在基片上。
用于記錄層的材料例如是SbTe或SbSn基相變記錄材料，但并不僅限于此。
此處并不限制用于基片、第一介電層、第二介電層和反射層的材料。任何已知的材料都可以適當(dāng)采用。另外，光學(xué)記錄介質(zhì)具有界面層、中間層、覆蓋層等。
下面是本發(fā)明的檢查程序(1)從第一介電層的方向利用紅外光照射形成有每一層的光學(xué)記錄介質(zhì)；(2)測(cè)量光學(xué)記錄介質(zhì)的紅外光反射強(qiáng)度；(3)將測(cè)得的反射強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)紅外光反射強(qiáng)度相比較，該標(biāo)準(zhǔn)紅外光反射強(qiáng)度是基于提前測(cè)得的光學(xué)記錄介質(zhì)的紅外光反射強(qiáng)度而確定的，在所述用于確定標(biāo)準(zhǔn)反射強(qiáng)度的光學(xué)記錄介質(zhì)中，記錄層具有在目標(biāo)范圍內(nèi)的厚度；和(4)當(dāng)比較結(jié)果是測(cè)得的反射強(qiáng)度落在標(biāo)準(zhǔn)范圍之外時(shí)，則光學(xué)記錄介質(zhì)確定為“對(duì)于記錄層的層厚度而言有缺陷”。
圖1是示出了DVD+RW的生產(chǎn)過程中用于記錄層的層厚度測(cè)量裝置的傳感器頭的示意圖。如圖1所示，傳感器頭與傳感器放大發(fā)射器和傳感器放大光接收器相連接。傳感器頭設(shè)置成相對(duì)于光學(xué)記錄介質(zhì)的垂直軸線傾斜約17°并與光學(xué)記錄介質(zhì)之間距離為18mm。當(dāng)利用包括傳感器放大器FS-V21X和傳感器頭CZ-41(兩者皆為Keyence Corporation制造)的小型光纖傳感器作為測(cè)量紅外光反射強(qiáng)度的光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，用于檢查的輻射光是具有發(fā)光峰值波長約為950nm的紅外激光束。優(yōu)選地采用小型光斑類型的傳感器頭CZ-41并且調(diào)試成具有一定的距離和角度從而使接收到的光量最大。接收到的光量顯示在傳感器放大器的主體上的數(shù)字顯示裝置上。
層厚度測(cè)量裝置并不僅限于上述這些。任何能夠測(cè)量紅外光反射強(qiáng)度的裝置都可以采用。
以下將說明本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。
要被測(cè)量其層厚度的DVD+RW盤片如下制造。
用于DVD+R的聚碳酸酯基片具有0.6mm的厚度，其通過利用具有用于跟蹤的導(dǎo)向槽的壓模注模而成，第一介電層、界面層、相變記錄層、第二介電層、中間層和反射層以此順序利用用于形成多個(gè)層的磁控管濺射裝置(Big Sprinter，由OC Oerlikon Holding AG制造)來形成，所述濺射裝置具有大量的用于形成層的型腔或沖擊板。
ZnS-SiO2(80∶20的摩爾比)用作第一介電層且其厚度約為55nm。使用ZrO2(含有3摩爾％的Y2O3)-TiO2(80∶20的摩爾比)，其厚度約為3nm。采用AgGeInSbTe(1∶3∶3∶72∶21的原子％)形成相變記錄層且其厚度約為12.5nm。
ZnS-SiO2(80∶20的摩爾比)用作第二介電層且其厚度約為12nm。SiC用作中間層且其厚度約為4nm。Ag用作反射層且其厚度約為140nm。
設(shè)計(jì)中的目標(biāo)層厚度如上所述。
假設(shè)光學(xué)記錄介質(zhì)的每一層的厚度改變，形成樣本，該樣本中，第一介電層、相變記錄層、第二介電層的厚度是有意改變的。測(cè)量樣本的紅外光反射強(qiáng)度且測(cè)量結(jié)果如表1所示。利用包括傳感器放大器FS-V21X和傳感器頭CZ-41(兩者皆為Keyence Corporation制造)的小型光纖傳感器實(shí)施測(cè)量。用于檢查的輻射光是具有發(fā)光峰值波長約為950nm的紅外激光束。P在表1的紅外光反射強(qiáng)度列中表示點(diǎn)。
表1


對(duì)于如表1所示的結(jié)果，比較每一層的變化率和紅外光反射強(qiáng)度之間的關(guān)系，第一介電層、相變記錄層和具有標(biāo)準(zhǔn)層厚度的第二介電層的層厚度的變化率(％)和紅外光反射強(qiáng)度(點(diǎn))之間的關(guān)系如圖2所示。從圖2中可見，紅外光反射強(qiáng)度相對(duì)于相變記錄層的層厚度的變化而言變化最劇烈(尤其是當(dāng)層厚度減小時(shí))。當(dāng)對(duì)于相變記錄層將紅外光強(qiáng)度的極限設(shè)置為180點(diǎn)時(shí)，很容易檢測(cè)到相變記錄層的厚度相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)厚度減小了約10％。
另外，由于測(cè)量所用的時(shí)間小于1秒，可以引入在線的100％檢查系統(tǒng)而不會(huì)影響光學(xué)記錄介質(zhì)的生產(chǎn)時(shí)間。此外，上述小型光纖傳感器可以用非常廉價(jià)的部件構(gòu)成并且可以使用并安裝在較小的空間內(nèi)。另外，例如可以在生產(chǎn)線上的多個(gè)位置改變檢查標(biāo)準(zhǔn)而實(shí)施檢查從而防止檢測(cè)誤差。
接下來，在改變測(cè)量波長的同時(shí)測(cè)量如表1所示的每個(gè)樣本的分光反射率并比較層厚度的變化量和分光反射率之間的關(guān)系。結(jié)果如圖3-5所示。為了比較起見，圖3-5中縱軸的范圍相同。
在如圖3-5所示的紅外光波長區(qū)域的反射的變化中，其中如圖4所示的相變記錄層的厚度的變化在每一層相對(duì)于其標(biāo)準(zhǔn)層厚度發(fā)生大致相同的變化率時(shí)是有區(qū)別的。也就是說，發(fā)現(xiàn)可以通過檢查紅外光波長區(qū)域的反射率而檢測(cè)到記錄層的變化。另外，當(dāng)如圖4所示的變化采用相關(guān)函數(shù)表示時(shí)，得到如圖6所示的曲線。在圖6中，發(fā)現(xiàn)在此時(shí)設(shè)定的波長范圍內(nèi)(不高于1064nm)，相關(guān)函數(shù)的絕對(duì)值隨著測(cè)量波長的增加而趨近于1。雖然未示出波長為1100nm時(shí)的數(shù)據(jù)，但是可以容易地推斷出當(dāng)曲線外推時(shí)，相關(guān)函數(shù)的絕對(duì)值隨著波長接近1100nm會(huì)進(jìn)一步趨近于1。也就是說，可以通過將紅外光的測(cè)量波長設(shè)定在900-1100nm之間而實(shí)施精確的檢查。
另外，當(dāng)測(cè)量光學(xué)記錄介質(zhì)的第一介電層的厚度時(shí)，該厚度優(yōu)選地不大于100nm。一般而言，很少有相變光學(xué)記錄介質(zhì)具有大于100nm厚度的第一介電層，這意味著CD-RW和DVD-RW的第一介電層的厚度分別不大于90nm和不大于70nm，并且希望下一代盤片(即，藍(lán)光光盤)的厚度能比它們更薄。當(dāng)?shù)谝唤殡妼拥暮穸仍黾訒r(shí)，最大點(diǎn)出現(xiàn)在分光反射率的光譜的短波側(cè)。如圖3中的樣本A-6的曲線所示(第一介電層的厚度85nm)，最大點(diǎn)出現(xiàn)在450nm附近，這是上述說明的一個(gè)標(biāo)記。當(dāng)?shù)谝唤殡妼拥暮穸仍黾拥礁哂?00nm時(shí)，最大點(diǎn)出現(xiàn)在用于本發(fā)明測(cè)量記錄層厚度的紅外光波長區(qū)域內(nèi)，并且可以影響層厚度的測(cè)量精度。
接下來，說明另一個(gè)實(shí)施例。
DVD+RW盤片樣本以如上述實(shí)施例所述的方式制造，除了相變記錄層的材料變?yōu)镾bSn基相變記錄材料。檢查相變記錄層的厚度的變化量(16.5-22.5nm)與分光反射率之間的關(guān)系。結(jié)果如圖7所示。
另外，圖8表示如圖7所示的變化的相關(guān)函數(shù)。如在圖6所示的那樣，發(fā)現(xiàn)相關(guān)函數(shù)的絕對(duì)值在測(cè)量波長(不高于1064nm)增加時(shí)趨近于1。
如上所述，在基片上至少如下述順序設(shè)置有第一介電層、記錄層、第二介電層和反射層的光學(xué)記錄介質(zhì)的制造過程中，可以容易地通過測(cè)量紅外光反射強(qiáng)度而檢測(cè)相變記錄層的厚度變化。
此外，即使當(dāng)測(cè)量包括L0基片和L1基片的雙層記錄介質(zhì)的第二層信息基片(L1基片)的紅外光反射強(qiáng)度時(shí)也可以得到相同的效果。在L1基片上，至少以下述順序設(shè)置有反射層、第二介電層、記錄層和第一介電層。
當(dāng)具有發(fā)光峰值波長935-955nm的半導(dǎo)體激光選作測(cè)量紅外光反射強(qiáng)度的光源時(shí)，這類半導(dǎo)體容易從市場(chǎng)上獲得，因?yàn)樵摪l(fā)光峰值波長是市場(chǎng)上的紅外激光器中最常見的。
另外，當(dāng)?shù)湫偷墓饫w傳感器選作測(cè)量紅外反射強(qiáng)度的裝置時(shí)，可以采用市售紅外光傳感器。也就是說，檢測(cè)器可以以非常廉價(jià)的方式安裝。另外，這是一類小型檢測(cè)器而且節(jié)省空間，這意味著該檢測(cè)器可以在生產(chǎn)線上安裝在一個(gè)小空間內(nèi)。
本申請(qǐng)要求2005年9月6日和2006年7月14日分別提交的日本專利申請(qǐng)No.2005-258401和2006-194595的優(yōu)先權(quán)并包括其主題內(nèi)容，上述申請(qǐng)通過引用結(jié)合于此。
在此已經(jīng)全部說明了本發(fā)明，很明顯對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員而言在不背離此處論述的本發(fā)明的構(gòu)思和范圍的條件下可以實(shí)施許多改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種檢查光學(xué)記錄介質(zhì)的方法，包括從第一介電層的方向利用紅外光照射包括基片、第一介電層、記錄層、第二介電層和反射層的光學(xué)記錄介質(zhì)，從而獲得該光學(xué)記錄介質(zhì)的反射強(qiáng)度；和將該反射強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)紅外光反射強(qiáng)度相比較，所述標(biāo)準(zhǔn)紅外光反射強(qiáng)度是利用其中記錄層具有目標(biāo)厚度的另外的光學(xué)記錄介質(zhì)而提前確定的，其中第一介電層、記錄層、第二介電層和反射層以此順序或相反的順序設(shè)置在基片上。
2.如權(quán)利要求1所述的檢查光學(xué)記錄介質(zhì)的方法，其中紅外光的波長為900-1100nm。
3.如權(quán)利要求1或2所述的檢查光學(xué)記錄介質(zhì)的方法，其中紅外光的光源是半導(dǎo)體激光器并且其發(fā)光峰值波長為935-955nm。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的檢查光學(xué)記錄介質(zhì)的方法，其中利用光纖傳感器來測(cè)量紅外光反射強(qiáng)度。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的檢查光學(xué)記錄介質(zhì)的方法，其中第一介電層的厚度不大于100nm。
全文摘要
一種檢查光學(xué)記錄介質(zhì)的方法，包括利用從第一介電層的方向照射來的紅外光照射包括基片、第一介電層、記錄層、第二介電層和反射層的光學(xué)記錄介質(zhì)從而獲得該光學(xué)記錄介質(zhì)的反射強(qiáng)度值，將該反射強(qiáng)度值與標(biāo)準(zhǔn)紅外光反射強(qiáng)度值相比較，后者利用其記錄層的厚度為目標(biāo)厚度的另外的光學(xué)記錄介質(zhì)而提前確定。第一介電層、記錄層、第二介電層和反射層以此順序或相反的順序設(shè)置在基片上。
文檔編號(hào)G01B11/06GK1956078SQ20061012675
公開日2007年5月2日 申請(qǐng)日期2006年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月6日
發(fā)明者木邊剛 申請(qǐng)人:株式會(huì)社理光