JPH05128609A

JPH05128609A - 光磁気記録媒体の製造方法

Info

Publication number: JPH05128609A
Application number: JP31551091A
Authority: JP
Inventors: Yujiro Kaneko; 裕治郎金子
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1991-11-01
Filing date: 1991-11-01
Publication date: 1993-05-25

Abstract

(57)【要約】【目的】プラスチック基板への光磁気記録層の密着力
を強化してクラックや剥離のない高寿命及び高信頼性の
光磁気記録媒体を得る。【構成】あらかじめ不活性ガス雰囲気中にてプラスチ
ック基板の所定の表面に逆スパッタリングの処理を行
い、次いで該プラスチック基板を冷却してプラスチック
基板の表面に凹凸等の物理的変化を生じさせ、基板表面
と光磁気記録層との密着力を向上させるとともに、基板
の反りも防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレーザ光を用いて情報の
記録、再生、消去を行う光磁気ディスク等の光磁気記録
媒体の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光磁気ディスクはレーザ光を用いて情報
の記録、再生および消去を行うため、従来からの光ディ
スクと同様に記憶容量が大きく、しかも記録層に磁性体
を用いているため書き換えが可能である。又非接触で記
録、再生ができ、塵埃の影響も受けないことから信頼性
にも優れている。よって現在研究開発が活発に行われて
おり、又数年前に商品化されて以来、光ファイルシステ
ム等への展開が急速に進んでいる。

【０００３】この光磁気記録媒体の基板としては、ガラ
スが破損し易くかつ高価であることや、プリグルーブの
形成が容易でないことから、射出成形によって得られる
ポリカーボネート（ＰＣ）、アモルファスポリオレフィ
ン（ＡＰＯ）等のプラスチック基板が一般に用いられて
いる。又光磁気記録層（以下記録層と呼ぶ）の材料とし
ては、ＴｂＦｅＣｏ、ＮｄＤｙＦｅＣｏ、ＴｂＤｙＦｅ
Ｃｏ等の希土類−遷移金属（ＲＥ−ＴＭ）非晶質合金
が、粒界ノイズが無く、スパッタリングを用いることに
よって容易に垂直磁化膜が得られることから、現在最も
多く用いられている。しかし、このＲＥ−ＴＭ非晶質合
金の特に希土類（ＲＥ）成分は酸化腐食を受け易く、経
時と共に膜の保磁力や垂直磁気異方性等の磁気特性が劣
化するという大きな欠点がある。

【０００４】この酸化腐食は記録層の形成時に真空槽内
に残存する酸素：プラスチック基板の表面に吸着した酸
素、水：ターゲット材中に含有している酸素：大気中の
酸素、水等によるものであるが、特に大きな影響を及ぼ
すのは基板及び大気からの酸素や水の侵入である。そこ
で酸素や水の侵入を防止する手段としてＳｉＮ膜等の誘
電体膜で記録層を両面から被覆する方法がとられてい
る。つまり図４に示したようにプラスチック基板（プリ
グルーブ付）１上に誘電体膜からなる干渉層２、記録層
３、誘電体膜からなる保護層４を順次形成した構成にす
ることにより、光磁気ディスクの寿命は１０年以上保障
できるまでに改善された。

【０００５】一方、高温高湿、或いは急激な温湿変化等
の過酷な環境条件に対しては、プラスチック基板を用い
た光磁気記録媒体は、基板と各層との線膨張係数の違い
によって局部的に膜にクラックや剥離が生じ、これを核
として膜全体に腐食が進行し、寿命が低下するといった
問題点が存在する。

【０００６】この問題に対しては、プラスチック基板の
成膜を行う表面に逆スパッタリングを行い、基板表面を
改変させることによって基板と各層間の密着性向上を図
り、クラックや剥離の発生を防止する手段が提案されて
いる。尚、この逆スパッタリングは基板表面に付着して
いる塵埃を除去し、ピンホールの発生を少なくすること
による、ビットエラーレート（ＢＥＲ）の改良にも効果
がある。又、この逆スパッタリングは強く行うほど密着
性は向上する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、逆スパ
ッタリングは強く行うほど基板温度が上昇し、温度上昇
したプラスチック基板は真空中であるため熱伝導による
温度の降下がほとんどなく、むしろ、各層の成膜工程に
よってさらに上昇する。よって成膜後、大気中で強制冷
却される時点で、プラスチック基板と各層の線膨張係数
の差によって光磁気記録媒体の全体に反りが生じる。記
録媒体が図４に示したような片面仕様の場合、この反り
が大きいと、トラッキング不良を起こしたり、Ｃ／Ｎや
ＢＥＲ等のディスク特性に悪影響が生じる。又、片面仕
様の記録媒体の膜面どうしを接合剤を介して貼合わせた
両面仕様の場合、反りは互いに強制されるが、反りが大
きすぎると貼合わせ時、或いは経時的に、やはりクラッ
クや剥離が生じてしまうという問題点があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の光磁気記録媒体の製造方法は、透明なプラスチ
ック基板上に少なくとも光磁気記録層を形成した光磁気
記録媒体の製造方法において、あらかじめ不活性ガス雰
囲気中にて前記プラスチック基板の所定の表面に逆スパ
ッタリングの処理を行ない、ついで該プラスチック基板
を冷却する工程を有することを特徴とするものである。

【０００９】そして、前記不活性ガスはＡｒ、Ｎ₂から
選ばれた少なくとも１つであることが好ましい。

【００１０】なお、図４に基づいて、光磁気記録媒体の
各構成部材について詳述すると、光磁気記録媒体に用い
る透明なプラスチック基板１としてはポリカーボネート
（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ア
モルファスポリオレフィン（ＡＰＯ）等の樹脂から成る
プリグルーブ付成形基板等が挙げられる。これらの基板
はディスク形状をしており、厚みは０．６〜１．２ｍｍ
程度である。

【００１１】上記基板１と記録層３との間に干渉層２を
設けている。この干渉層２は屈折率の高い（１．８以
上）誘電体膜を用い、この層における再生光の多重反射
を利用してみかけのカー回転角（Θ_k）を増大させ、そ
れによってＣ（キャリア）レベルを上げ、又反射率を小
さくすることでＮ（ノイズ）レベルを下げて、トータル
でＣ／Ｎを向上させることを目的としている。又、ＲＥ
−ＴＭ非晶質合金のように酸化等による腐食を起こしや
すい材料を記録層に用いているため、この干渉層２は記
録層の腐食を防止する保護膜としての役割りも兼ね備え
ていなければならない。それには基板１からの水や酸素
の侵入を防ぎ、それ自身の耐食性が高く、かつ記録層と
の反応性が小さいことが必要である。

【００１２】具体的な材料としては、ＳｉＯ、Ｓｉ
Ｏ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｔａ₂Ｏ₅等の金属酸化物、Ｓｉ、
Ａｌ、Ｚｒ、Ｇｅ等との金属窒化物、ＺｎＳ等の金属硫
化物が挙げられるが、特にＳｉ、Ｂ、Ｏ、Ｎのうち、少
なくともＳｉとＮを含む化合物（ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、Ｓ
ｉＢＮ、ＳｉＢＯＮ）が適している。尚、これらは多層
膜であってもよく、膜厚は屈折率によっても異なるが、
通常トータルで５００〜２０００Åで、好ましくは８０
０〜１２００Åである。

【００１３】記録層３としては、ＴｂＦｅＣｏ、ＮｄＤ
ｙＦｅＣｏ、ＴｂＤｙＦｅＣｏなどの希土類（ＲＥ）と
遷移金属（ＴＭ）の非晶質合金薄膜、ＢａＦｅ₁₂Ｏ₁₉、
ＣｏＦｅ₂Ｏ₄、（Ｂｉ，Ｙ）₃Ｆｅ₅Ｏ₁₂等の酸化物
薄膜、ＭｎＢｉ、ＣｏＰｔ等の多結晶合金薄膜が挙げら
れ、これらはいずれも膜面に垂直な方向に磁化容易軸を
有している。厚みは合金薄膜の場合、好ましくは２００
〜１０００Å。酸化物薄膜の場合、多くは記録再生光に
対して透光性が大きいので特に厚みに制約はないが１０
００〜５０００Åが好ましい。又記録層は単層膜に限ら
ず、多層膜でも良い。

【００１４】通常、記録層３上に保護層４を設ける。こ
の保護層４は空気中（片面仕様の場合）、又は接着剤
（両面仕様の場合）からの水分や酸素又はハロゲンのよ
うに記録層に有害な物質の侵入を防止し、記録層を保護
する目的で設けられるため干渉層同様、それ自身の耐食
性が高く、記録層との反応性が小さいことが必要であ
る。具体的な材料は干渉層として挙げたものと同様であ
る。この保護層の膜厚はＣ／Ｎや記録感度にも大きな影
響を及ぼすが、通常膜厚は０〜６００Å程度が好まし
い。

【００１５】記録層３上に直接、もしくは保護層４を介
して反射層を設けてもよい。媒体の高Ｃ／Ｎ、高感度化
のために、この反射層は再生光に対して反射率が高く、
熱伝導率は小さい方が良い。又、当然耐食性がなければ
ならない。具体的な材料として、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｚ
ｒ、Ｍｏ、Ｐｄ、Ｐｔの１種以上を含むＡｌ合金が好ま
しい。膜厚は薄すぎると、Ｃ／Ｎが低下し、厚すぎると
記録感度が悪くなるため３００〜６００Åが適当であ
る。

【００１６】基板１上に、干渉層２、記録層３、保護層
４及び反射層を形成する手段としては、スパッタリン
グ、イオンプレーティング等の物理蒸着法、プラズマＣ
ＶＤのような化学蒸着法等が用いられる。又、層構成は
図に示した以外に、保護層及び反射層上にさらに５〜１
０μｍの有機保護膜（カバー層）等を設けたり、又それ
らの膜面どうしを接着剤によって貼り合わせてもよい。

【００１７】逆スパッタリングは通常Ａｒガスのよう
に、不活性ガス雰囲気中で基板にＲＦパワーを投入して
行われる。このとき基板表面にはＡｒイオンによって凹
凸の形成等の物理的変化が生じ、この上に形成される干
渉層との密着力が増大する。雰囲気ガスは、Ａｒのよう
な不活性ガスに限らずＡｒとＮ₂の混合ガスのようなも
のでも良い。又、逆スパッタリングは強く行うほど、つ
まり投入パワーが大きく、長時間ほど密着力は増大し
（図１参照）、クラックや剥離防止が効果的となる。

【００１８】図１は逆スパッタリング処理と基板のテー
プ密着力との関係を示したグラフである。図１において
プリグルーブ付ポリカーボネート（ＰＣ）基板（１３０
ｍｍφ）に各条件（投入パワー：Ｐ_E、時間：ｔ_E）で
逆スパッタリングを行い、その後、干渉層としてＳｉＮ
膜を１０００Å堆積した、基板と干渉層間の密着力は、
テープ剥離試験を実施し、剥離強度から算出したもので
ある。

【００１９】しかし一方、図２に示されるように逆スパ
ッタリングを強く行うほど基板温度が上昇する。逆スパ
ッタリングによって温度上昇したプラスチック基板は、
真空中であるため熱伝導による温度降下がほとんど無
く、むしろ各層の成膜工程でさらに上昇する。よって成
膜後、大気中で強制冷却されたとき、プラスチック基板
と各層の線膨張係数の違いによる収縮率の差によって膜
面を凸にして反りが生じてしまうのである。反りの大き
な記録媒体は貼合わせによって矯正されたとしても、経
時的、或いは過酷な環境条件下においてクラックや剥離
が生じてしまう結果となる。そこで逆スパッタリングで
上昇した基板温度を下げることを目的として、逆スパッ
タリングの直後に記録媒体に対して比較的不活性なガ
ス、例えば、ＡｒやＮ₂ガス雰囲気中での冷却工程を設
けた。

【００２０】冷却工程を行う冷却室にはＡｒやＮ₂等の
不活性ガスが導入されるようになっている。この冷却室
で基板は一度不活性ガスの導入によって真空から大気圧
近くまで戻され不活性ガスを介して熱は冷却室外へ排出
される。冷却室は冷却効果を上げるために水冷されてい
る。尚、冷却工程は逆スパッタリングの直後に行うこと
が望ましく、よって、逆スパッタリングを行う真空槽と
冷却室とが兼用していても良い。

【００２１】

【作用】本発明は、あらかじめ不活性ガス雰囲気中にて
前記プラスチック基板の所定の表面に逆スパッタリング
の処理を行ない、ついで該プラスチック基板を冷却する
工程を有するので、プラスチック基板の表面は凹凸等の
物理的変化が生じて、基板表面と光磁気記録層との密着
力が向上し、かつ基板の反りが防止される。

【００２２】

【実施例】直径１３０ｍｍ、厚さ１．２ｍｍのプリグル
ーブ付ＰＣ成形基板を予め、大気中９０℃、１時間でプ
リベークした後、スパッタ装置の真空槽内にセットし、
真空圧が５×１０^-7Ｔｏｒｒ以下になるまで真空排気し
た。続いて、Ａｒガスを真空槽内に導入して３×１０^-3
Ｔｏｒｒに調整し、基板に所定のＲＦパワーを投入する
ことによって基板の逆スパッタリングを行った。逆スパ
ッタリング条件（ＲＦパワー：Ｐ_E、時間：ｔ_E）は
〔表１〕に示した。

【００２３】次に真空槽内にＮ₂ガスを大気圧近くまで
導入し、そのままの状態で６０ｓｅｃ放置し、基板の冷
却を行った後、又１×１０^-6Ｔｏｒｒ以下に真空排気し
た。そして真空を破壊することなく基板を次の真空槽へ
移動し、ＲＦマグネトロンスパッタリングによって干渉
層としてＳｉＮ膜を１０００Å堆積した。同様な方法に
よって記録層としてＴｂＤｙＦｅＣｏ膜を２００Å、保
護層としてＳｉＮ膜を３００Å、最後に反射層としてＡ
ｌＴｉ膜を５００Å形成して、真空槽から大気中へ搬出
し、本発明の実施に沿った光磁気記録媒体を得た。

【００２４】次に前記実施例と同様な材料及び手段を用
いてＰＣ基板上に干渉層、記録層、保護層、反射層を形
成したが、基板の逆スパッタリング後に冷却を行ってい
ない光磁気記録媒体を比較例とした。

【００２５】前記実施例及び前記比較例の光磁気記録媒
体の反射層上にアクリル系紫外線硬化樹脂から成るカバ
ー層をスピナーによって５〜１０μｍ塗布した後、各々
のディスクの反り（Ｔｉｌｔ）を測定した。さらに、同
じ条件で作製したディスクどうしを貼合わせ、Ｚ／ＡＤ
試験（温湿度サイクルテスト）を図３の条件で１０サイ
クル実施し、偏光顕微鏡を用いて、ディスク内のクラッ
クや剥離の有無を観察した。それらの結果を表１に示
す。

【００２６】

【表１】

【００２７】表１より本発明の実施例の光磁気記録媒体
は比較例に比べて単板での反りが小さく、又貼合わせ板
にＺ／ＡＤ試験を実施してもクラックや剥離がないこと
がわかる。つまり本発明のように光磁気記録媒体の製造
方法において、逆スパッタリングとその直後の冷却工程
を設けることによってプラスチック基板と干渉層との密
着性が向上し、かつ反り等の機械特性が良好になること
から経時的にクラックや剥離のない高寿命、高信頼性の
光磁気記録媒体が実現される。

【００２８】尚、実施例等では逆スパッタリングをプラ
スチック基板表面に実施しているが、干渉層もしくは保
護層を形成した直後に行っても本発明の効果はそこなわ
れない。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の光磁気記録
媒体の製造方法は、あらかじめ不活性ガス雰囲気中にて
プラスチック基板の所定の表面に逆スパッタリングの処
理を行ない、ついで該プラスチック基板を冷却する工程
を有するのでプラスチック基板の表面は凹凸等の物理的
変化が生じて基板表面と光磁気記録層との密着力が向上
し、基板の反りを防止するのでクラックや剥離のない高
寿命、高信頼性の光磁気記録媒体を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】逆スパッタリング処理と基板のテープ密着力と
の関係を示したグラフである。

【図２】逆スパッタリング処理と基板温度との関係を示
したグラフである。

【図３】温湿度サイクル試験の条件を示したチャート図
である。

【図４】従来の光磁気記録媒体を示した部分断面図であ
る。

【符号の説明】

１基板２干渉層３記録層４保護層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明なプラスチック基板上に少なくとも
光磁気記録層を形成した光磁気記録媒体の製造方法にお
いて、あらかじめ不活性ガス雰囲気中にて前記プラスチ
ック基板の所定の表面に逆スパッタリングの処理を行な
い、ついで該プラスチック基板を冷却する工程を有する
ことを特徴とする光磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２】前記不活性ガスがＡｒ、Ｎ₂から選ばれ
た少なくとも１つであることを特徴とする請求項１記載
の光磁気記録媒体の製造方法。