(57)【要約】【課題】基材上により性能の向上した光磁気記録層を容易に、且つ、生産性高く形成する。【解決手段】基材上に光磁気記録層が設けられた光磁気記録材料において、光磁気記録層を、大気圧または大気圧近傍の圧力下において対向する電極間に電圧を印加し、両極間に放電させることにより反応性ガスをプラズマ状態とし、前記プラズマ状態の反応性ガスに前記基材を晒すことにより形成する。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材に光磁気記録層が設けられた光磁気記録材料において、
前記光磁気記録層は、大気圧又は大気圧近傍の圧力下において対向する電極間に電圧を印加し、両極間に放電させることにより反応性ガスをプラズマ状態とし、前記プラズマ状態の反応性ガスに前記基材を晒すことにより形成されたことを特徴とする光磁気記録材料。
【請求項２】
請求項１に記載の光磁気記録材料において、
前記基材上に第１の誘電体層が設けられ、この第１の誘電体層上に前記光磁気記録層が形成され、前記光磁気記録層上に第２の誘電体層が設けられていることを特徴とする光磁気記録材料。
【請求項３】
請求項２に記載の光磁気記録材料において、
前記第２の誘電体層の上側に反射層が設けられていることを特徴とする光磁気記録材料。
【請求項４】
請求項３に記載の光磁気記録材料において、
前記第２の誘電体層と前記反射層との間に、断熱性層が設けられていることを特徴とする光磁気記録材料。
【請求項５】
大気圧又は大気圧近傍の圧力下において対向する電極間に電圧を印加し、両極間に放電させることにより反応性ガスをプラズマ状態とし、前記プラズマ状態の反応性ガスに基材を晒すことによって、前記基材表面に光磁気記録層を形成することを特徴とする光磁気記録層の形成方法。
【請求項６】
請求項５に記載の光磁気記録層の形成方法において、
前記電極間に印加する電圧は１００ｋＨｚを超えた高周波電圧であり、且つ、供給する電力は１Ｗ／ｃｍ２以上であることを特徴とする光磁気記録層の形成方法。
【請求項７】
請求項６に記載の光磁気記録層の形成方法において、
前記高周波電圧は、連続したサイン波であることを特徴とする光磁気記録層の形成方法。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか一項に記載の光磁気記録層の形成方法において、
前記電極間に、前記反応性ガスと不活性ガスとを含有する混合ガスを導入し、
前記混合ガスは、不活性ガスを９０．０〜９９．９体積％含有していることを特徴とする光磁気記録層の形成方法。
【請求項９】
請求項８に記載の光磁気記録層の形成方法において、
前記混合ガスは、酸素、オゾン、過酸化水素、二酸化炭素、一酸化炭素、水素、窒素から選択される成分を０．０１〜５体積％含有していることを特徴とする光磁気記録層の形成方法。
【請求項１０】
請求項５〜９のいずれか一項に記載の光磁気記録層の形成方法において、
前記反応性ガスは、Ｂ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｂ、Ｂｉのうち少なくともいずれか一つを含む有機金属化合物又は無機金属化合物から選択される成分を含有することを特徴とする光磁気記録層の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光磁気記録材料に関し、特に記録再生特性の良好な光磁気記録層を有する光磁気記録材料、及び光磁気記録層の形成方法に関する。
更に詳しくは、光磁気記録層を大気圧又は大気圧近傍の圧力下において反応性ガスをプラズマ状態にし、前記プラズマ状態の反応性ガスに基材を晒すことにより形成した光磁気記録材料及び光磁気記録層の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基材上に光磁気記録層が設けられた光磁気記録材料が知られている。光磁気記録材料は従来の光記録材料と同様にレーザー光を用いて情報の記録再生を行うことができるとともに、繰り返し書き換えが可能である。また、ピックアップ等のヘッドが光磁気記録記録層と非接触で記録再生を行うことができるので、塵埃の影響を受けず、安定性にも優れている。また、記憶容量が大きいため、文書情報ファイルは勿論のこと、ビデオ・静止画ファイル、コンピュータ用メモリ等への利用あるいはフロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクの代替が期待され、既に商品化が行われている。
【０００３】
このような光磁気記録層としては、ＴｂＦｅＣｏ等の希土類−遷移金属アモルファス合金膜からなる垂直磁化膜が一般に使用されている。また、特開平８−２７９１９５号公報に開示されるように、Ｃｏ−ＰｔにＭ（Ｍは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｂ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｙ、Ｓｃ及びＬａの少なくとも一種）及びＯを添加することにより形成された垂直磁化膜も使用されている。さらに、特開平１１−１２６３８０号公報に開示されるように、第１、第２、第３の磁性層を備えた多層構造からなる記録層も開発されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したような垂直磁化膜は、通常、スパッタリング法等の真空乾式製膜法により形成されている。しかしながら、スパッタリング法では予め形成する膜毎に合金化したターゲットを作成しなければならない。このため、上記のように、種々の組成の合金膜からなる記録層や多層構造からなる記録層を形成するためには、形成する膜毎にターゲットを作成しなければならず手間を要するとともに、組成のコントロールが複雑であり、所望の機能を有する膜を確実に形成するのが困難だった。
【０００５】
また、スパッタリング法は真空下で製膜するため、真空装置等が必要となる。このため、垂直磁化膜を基材上に形成する毎に真空にしなければならず、膜形成を連続的に行うことができなかった。特に光磁気記録層を多層構造とする場合には、処理効率が極めて低くなっていた。
さらに、被処理基材が大きくなると、装置が非常に大型化することになり、値段も高額になる他、真空排気にも多大な時間を要することになり、生産効率が低くなっていた。
本発明の課題は、光磁気記録材料において、光磁気記録層を基材上に容易に、且つ、生産性高く形成することができる光磁気記録材料及び光磁気記録層の形成方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、基材上に光磁気記録層が設けられた光磁気記録材料であって、前記光磁気記録層は、大気圧又は大気圧近傍の圧力下において対向する電極間に電圧を印加し、両極間に放電させることにより反応性ガスをプラズマ状態とし、前記プラズマ状態の反応性ガスに前記基材を晒すことにより形成されたことを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、大気圧又は大気圧近傍の圧力下において基材に光磁気記録層を形成するので、膜を形成する毎に、真空排気をする必要がなく、連続製膜が可能となる。したがって、基材に多層構造からなる光磁気記録層を設ける場合も、容易に光磁気記録層を形成することができる。
また、従来のスパッタリング法等の真空下における製膜方法に比較してより真空装置が不要となり、より簡単な設備や作業工程で済む。これによりコストが低く、製膜速度を早くすることができる。
【０００８】
また、光磁気記録層を形成するには、光磁気記録層を構成するのに必要な成分となる化合物を所望の組成比になるように適宜混合した反応性ガスを用意すればよい。従来のスパッタリング法等のように予め所望の組成比となるように合金化したターゲットを用意する必要がなく、より高性能な光磁気記録層とするために、種々の金属等を含む膜を形成する場合であっても、組成の制御を容易に、且つ、正確に行うことができる。したがって、光磁気記録層として所望の機能を有する膜を良質に形成することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の光磁気記録材料において、前記基材上に第１の誘電体層が設けられ、この第１の誘電体層上に前記光磁気記録層が形成され、前記光磁気記録層上に第２の誘電体層が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、第１の誘電体層及び第２の誘電体層を設けることにより、レーザービームを光磁気記録層に照射した時に、磁化の方向に応じて反射光の偏光角度が変化するカー効果をエンハンスさせることができる。その結果、キャリアレベル（信号）とノイズレベル（雑音）の比であるＣ／Ｎを向上することができ、見掛け上のノイズレベルを小さくすることができる。同時に、記録層の信頼性向上を図ることができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の光磁気記録材料において、前記第２の誘電体層の上側に反射層が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、光磁気記録層はレーザービームを照射して情報の書込及び消去、及び情報の再生を行うものであるので、反射層により基材側から入射するレーザービームを光磁気記録層側に反射して、情報の書込及び消去、再生を効率を良く行うことができるようにすることができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項３記載の光磁気記録材料において、前記第２の誘電体層と前記反射層との間に、断熱性層が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、断熱性層を設けることにより基材側から入射するレーザービームの熱を逃さずに効率よく光磁気記録層に伝えることができる。光磁気記録材料は、レーザービームを光磁気記録層に照射して局所的に温度を上昇させて記録可能な状態とするので、情報の書込及び消去を効率を良く行うことができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明の光磁気記録層の形成方方法は、大気圧又は大気圧近傍の圧力下において対向する電極間に電圧を印加し、両極間に放電させることにより反応性ガスをプラズマ状態とし、前記プラズマ状態の反応性ガスに基材を晒すことによって、前記基材上に光磁気記録層を形成することを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明によれば、大気圧又は大気圧近傍の圧力下において基材表面に光磁気記録層を形成するので、膜を形成する毎に、真空排気をする必要がなく、連続製膜が可能となる。したがって、基材表面に多層構造からなる光磁気記録層を設ける場合も、容易に光磁気記録層を形成することができる。
また、従来のスパッタリング法等の真空下における製膜方法に比較してより真空装置が不要となり、より簡単な設備や作業工程で済む。これによりコストが低く、製膜速度を早くすることができる。
【００１７】
また、光磁気記録層を形成するには、光磁気記録層を構成するのに必要な成分となる化合物を所望の組成比になるように適宜混合した反応性ガスを用意すればよい。従来のスパッタリング法等のように予め所望の組成比となるように合金化したターゲットを用意する必要がなく、より高性能な光磁気記録層とするために、種々の金属等を含む膜を形成する場合であっても、組成の制御を容易に、且つ、正確に行うことができる。したがって、光磁気記録層として所望の機能を有する膜を良質に形成することができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項５記載の光磁気記録層の形成方法において、前記電極間に印加する電圧は１００ｋＨｚを超えた高周波電圧であり、且つ、供給する電力は１Ｗ／ｃｍ２以上であることを特徴とする。
【００１９】
請求項６に記載の発明によれば、電極間に１００ｋＨｚを超えた高周波電圧を印加し、且つ、各々の電極に１Ｗ／ｃｍ２以上の高い出力密度で電力を供給しているので、基材上により均一で緻密な光磁気記録層を形成することができる。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、請求項６記載の光磁気記録層の形成方法において、前記高周波電圧は、連続したサイン波であることを特徴とする。
【００２１】
請求項７に記載の発明によれば、断続的なパルス波を使用する場合に比べて、連続したサイン波を使用することにより、より均一で緻密な光磁気記録層を基材上に形成することができる。
【００２２】
請求項８に記載の発明は、請求項５〜７のいずれか一項に記載の光磁気記録層の形成方法において、前記電極間に、前記反応性ガスと不活性ガスとを含有する混合ガスを導入し、前記混合ガスは、不活性ガスを９０．０〜９９．９体積％含有していることを特徴とする。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の光磁気記録層の形成方法において、前記混合ガスは、酸素、オゾン、過酸化水素、二酸化炭素、一酸化炭素、水素、窒素から選択される成分を０．０１〜５体積％含有していることを特徴とする。
【００２４】
請求項９に記載の発明によれば、混合ガス中に、酸素、オゾン、過酸化水素、二酸化炭素、一酸化炭素、水素、窒素から選択される成分を０．０１〜５体積％含有することにより、反応を促進させ、且つ、緻密で良質な膜を形成することができる。
【００２５】
請求項１０に記載の発明は、請求項５〜９のいずれか一項に記載の光磁気記録層の形成方法において、前記反応性ガスは、Ｂ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｂ、Ｂｉのうち少なくともいずれか一つを含む有機金属化合物又は無機金属化合物から選択される成分を含有することを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係る光磁気記録材料及び光磁気記録層の形成方法について詳細に説明する。
本発明の光磁気記録材料は、基材上に光磁気記録層が設けられたものである。
光磁気記録層は磁性膜であり、例えば垂直磁化膜から構成することができる。垂直磁化膜は、膜面に対して磁化方向が垂直に構成されたものである。垂直磁化膜等の磁性体は一般に温度が高くなると保磁力が弱くなるという性質がある（以下、保磁力が弱くなる温度をキュリー温度という）。光磁気記録材料は、この垂直磁化膜の性質を利用して、情報の書込及び消去を行うことができる。すなわち、レーザービーム等を照射してキュリー温度以上にして情報の書込又は消去可能な状態とし、外部から磁界を与えて磁化方向を変化させることにより、情報の書込及び消去を行う。したがって、キュリー温度が高いほど、一度記録した状態を安定に保つことができる。
また、垂直磁化膜にキュリー温度に達しない程度の弱いパワーのレーザービームを照射すると、磁化方向の向きによって反射光の偏光面の回転角度が変化する（以下、偏光面の回転角をカー回転角という）。情報読み取り時には、この性質を利用して、カー回転角を光学的に検出することにより、光磁気記録層に記録された情報を読み出すことができる。
【００２７】
また、光磁気記録層は、一層からなる単層構造としてもよいし、例えば、特開平１１−１２６３８０号公報に開示されるように、複数の磁性層を積層した多層構造としてもよい。
また、図１に示すように、基材１０上に、光磁気記録層１１の他、種々の機能を有する誘電体層１２、１３や反射層１４、断熱性層１５等を設けてもよい。これらの各層については後述する。
【００２８】
上記の光磁気記録層は、大気圧又は大気圧近傍の圧力下において、対向する電極間に１００ｋＨｚを超えた高周波電圧で、且つ、１Ｗ／ｃｍ２以上の電力を供給して放電させることにより、反応性ガスを励起してプラズマ状態とし、基材をプラズマ状態の反応性ガスに晒すことによって形成される。
本発明においては、上記の放電プラズマ処理が大気圧又は大気圧近傍で行われるが、ここで大気圧近傍とは、２０ｋＰａ〜１１０ｋＰａの圧力を表し、本発明に記載の効果を好ましく得るためには、９３ｋＰａ〜１０４ｋＰａが好ましい。
【００２９】
本発明の光磁気記録層の形成方法において、電極間に印加する高周波電圧の周波数の上限値は、好ましくは１５０ＭＨｚ以下である。また、高周波電圧の周波数の下限値としては、好ましくは２００ｋＨｚ以上、さらに好ましくは８００ｋＨｚ以上である。
【００３０】
また、電極間に供給する電力の下限値は、好ましくは１．２Ｗ／ｃｍ２以上であり、上限値としては、好ましくは５０Ｗ／ｃｍ２以下、さらに好ましくは２０Ｗ／ｃｍ２以下である。なお、放電面積（／ｃｍ２）は、電極において放電が起こる範囲の面積のことを指す。本発明のように、高い周波数で、且つ、高い出力密度でハイパワーの電圧を印加する場合には、片側の電極の放電面の総面積に相当する。この総面積で、前記電極に接続した電源から供給されるトータル電力（Ｗ）を割り算すると、出力密度を算出することが出来る。
【００３１】
また、本発明において、特に大面積において均一な膜厚を得るには、一組の対向する電極に印加するトータル電力は、１５ｋＷを越えることが好ましく、より好ましくは３０ｋＷ以上、さらに好ましくは５０ｋＷ以上である。発熱の観点からは、３００ｋＷ以下であることが好ましい。なお、トータル電力は、前記一組の電極に接続された電源から供給される電力（Ｗ）に相当する。前記一組の電極に対し、電源が２以上接続されている場合には、これら電源全ての供給電力を足し算した値である。
【００３２】
具体的には、後述する図２のプラズマ放電処理装置２において、ロール電極２５と角柱型の電極群２６を一組の対向する電極とし、それに接続された電源（図示略）から供給される電力のことになる。なお、図２においては、角柱型の電極３６のロール電極２５と対向する面を、印加電極側の放電面とすると、この放電面の面積の総和が放電面積となる。電極が角柱型ではなく円柱型の電極（図示略）のような場合には、円柱型の電極のロール電極２５への投影面積の総和が放電面積となる。
【００３３】
上記述べたようなハイパワーの電界を、大面積に印加することによって、緻密で、膜厚の均一性が高く、ムラのない高性能な光磁気記録層を、基材上に生産効率高く形成することが可能である。この優れた効果は、上記放電方法をとることにより、高密度プラズマを、大面積にわたって均一に発生させることが可能となったことに起因していると推定される。
本発明においては、大気圧又は大気圧近傍の圧力下において、このようなハイパワーの電界を、大面積の電極に印加しても、均一な放電状態を保つことがで
きる高耐久電極をプラズマ放電処理装置に採用する必要がある。
【００３４】
このような電極としては、金属等の導電性母材上の少なくとも放電面に誘電体を被覆したものであることが好ましい。少なくとも対向する印加電極とアース電極のどちらか片側に誘電体を被覆すること、好ましくは、印加電極とアース電極の両方に誘電体を被覆することである。
【００３５】
誘電体被覆電極は、金属等の導電性母材と、セラミックスやガラス等の誘電体素材の複合部品であり、供給する電力、特にトータル電力が大きい場合には、誘電体の脆弱な部分から破壊されやすく、安定したプラズマ放電を維持することが難しい。特に、大きい放電面積を有する誘電体被覆電極においては、それが顕著であり、本発明のようにハイパワーを用いて光磁気記録層を形成するためには、それに耐えうる誘電体被覆電極が必要となる。
【００３６】
本発明の誘電体被覆電極に用いられる誘電体としては、具体的には、比誘電率が６〜４５の無機化合物であることが好ましく、また、このような誘電体としては、アルミナ、窒化珪素等のセラミックス、あるいは、ケイ酸塩系ガラス、ホウ酸塩系ガラス等のガラスライニング材等がある。この中では、後述のセラミックスを溶射したものやガラスライニングにより設けたものが好ましい。特にアルミナを溶射して設けた誘電体が好ましい。
【００３７】
誘電体被覆電極において、上述のような大電力に耐える仕様の一つとして、誘電体の空隙率は１０体積％以下、好ましくは８体積％以下である。好ましくは０体積％を越えて５体積％以下である。なお、誘電体の空隙率は、誘電体の厚み方向に貫通性のある空隙率を意味し、例えば島津製作所製の水銀ポロシメーターにより測定することが出来る。誘電体が、低い空隙率を有することにより、高耐久性が達成される。このような空隙を有しつつも空隙率が低い誘電体としては、大気圧プラズマ法等による高密度、高密着のセラミックス溶射被膜等を挙げることが出来る。さらに空隙率を下げるためには、封孔処理を行うことが好ましい。
【００３８】
また、誘電体被覆電極の他の好ましい仕様としては、誘電体を、溶融法により得られるガラスを用いてガラスライニング法で形成したものである。このときの誘電体は、泡混入量の異なる２層以上の層からなることがより耐久性を高める。前記泡混入量としては、導電性母材に接する最下層が２０〜３０ｖｏｌ％であり、次層以降が５ｖｏｌ％以下であることが好ましい。泡混入量は、ガラス自体の固有密度と、ガラスライニング層の密度との関係から算出することが出来る。ガラスへの泡混入量の制御方法としては、もともとガラスの溶融物には泡が混入しているため、脱気を行うが、該脱気度合いを変化させることによって所望の値とできる。このような泡混入量をコントロールし、層状に設けたガラスライニング法による誘電体も、耐久性の高い電極が得られる。また、このときの誘電体層のトータル厚みは０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であり、更に最下層の膜厚が、０．１ｍｍ以上あり次層以降のトータル膜厚が０．３ｍｍ以上あることが好ましい。
【００３９】
また、本発明にかかる誘電体被覆電極において、大電力に耐える他の好ましい仕様としては、耐熱温度が１００℃以上であることである。更に好ましくは１２０℃以上、特に好ましくは１５０℃以上である。なお、耐熱温度とは、絶縁破壊が発生せず、正常に放電出来る状態において耐えられる最も高い温度のことを指す。このような耐熱温度は、上記のセラミックス溶射や、泡混入量の異なる層状のガラスライニングで設けた誘電体を適用したり、下記導電性母材と誘電体の線熱膨張係数の差の範囲内の材料を適宜選択する手段を適宜組み合わせることによって達成可能である。
【００４０】
また、本発明にかかる誘電体被覆電極において、別の好ましい仕様としては、誘電体と導電性母材との線熱膨張係数の差が１０×１０−６／℃以下となる組み合わせのものである。好ましくは８×１０−６／℃以下、さらに好ましくは５×１０−６／℃以下、さらに好ましくは２×１０−６／℃以下である。なお、線熱膨張係数とは、周知の材料特有の物性値である。
【００４１】
線熱膨張係数の差が、この範囲にある導電性母材と誘電体との組み合わせとしては、
▲１▼導電性母材が純チタンで、誘電体がセラミックス溶射被膜又はガラスライニング
▲２▼導電性母材がチタン合金で、誘電体がセラミックス溶射被膜又はガラスライニング
▲３▼導電性母材がセラミックス及び鉄の複合材料で、誘電体がセラミックス溶射被膜又はガラスライニング
▲４▼導電性母材がセラミックス及びアルミの複合材料で、誘電体がセラミックス溶射皮膜又はガラスライニング
等が好ましい。
【００４２】
また、本発明にかかる誘電体被覆電極において、大電力に耐える別の好ましい仕様としては、誘電体の厚みが０．５〜２ｍｍであることである。この膜厚変動は、５％以下であることが望ましく、好ましくは３％以下、さらに好ましくは１％以下である。
【００４３】
誘電体の空隙率をより低減させるためには、セラミックス等の溶射膜に、更に、無機化合物で封孔処理を行うことが好ましい。前記無機化合物としては、金属酸化物が好ましく、この中では特に酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）を主成分として含有するものが好ましい。また、封孔処理を行う際には、無機化合物を封孔液として、セラミック溶射膜上に塗布し、ゾルゲル反応により硬化させるとよい。
【００４４】
また、誘電体被覆電極の誘電体表面を研磨仕上げする等の方法により、電極の表面粗さの最大高さＲｍａｘ（ＪＩＳ　Ｂ　０６０１）を１０μｍ以下にすると好ましい。８μｍ以下であると更に好ましく、７μｍ以下であると特に好ましい。このように表面粗さの最大高さを調整することで、誘電体の厚み及び電極間のギャップを一定に保つことができ、放電状態を安定化できること、更に熱収縮差や残留応力による歪やひび割れを無くし、かつ、高精度で、耐久性を大きく向上させることができる。誘電体表面の研磨仕上げは、少なくとも基材と接する側の誘電体において行われることが好ましい。
また、ＪＩＳ　Ｂ　０６０１で規定される中心線平均表面粗さ（Ｒａ）は０．１μｍ以下が好ましく、更に好ましくは０．１μｍ以下である。
【００４５】
このような電極を用いたプラズマ放電処理装置２について、図２を参照しながら更に詳細に説明する。図２のプラズマ放電処理装置２は、アース電極であるロール電極２５と、対向する位置に配置された印加電極である複数の固定電極３６との間で放電させ、当該電極２５、３６間に反応性ガスを導入してプラズマ状態とし、前記ロール電極２５に巻回された長尺フィルム状の基材Ｆを前記プラズマ状態の反応性ガスに晒すことによって、膜状に光磁気記録層を形成する。
ここでは、基材搬送方向と直交する幅手方向において、電極の長さは、長尺樹脂の長さと同じである。薄膜形成後、長尺樹脂の幅手方向の端部を裁断することを前提として、薄膜を形成する領域が長尺樹脂の幅手の長さより内側で短い場合には、この薄膜を形成する領域の長さを基準として、電極の放電面の同長さが同じか、それ以上であればよい。
【００４６】
また、図２においては、アース電極であるロール電極２５は、金属等の導電性母材に対し、誘電体被覆層として、セラミックスを溶射後、無機化合物の封孔材料を用いて封孔処理したセラミックス被覆処理誘電体を被覆した組み合わせで構成されているものである。セラミックス被覆処理誘電体を片肉で１ｍｍ被覆し、アースに接地してある。また、溶射に用いるセラミックス材としては、アルミナ・窒化珪素等が好ましく用いられるが、この中でもアルミナが加工し易いので、更に好ましく用いられる。
【００４７】
または、誘電体層として、ライニングにより無機材料を設けたライニング処理誘電体であってもよい。ライニング材としては、ケイ酸塩系ガラス、ホウ酸塩系ガラス、リン酸塩系ガラス、ゲルマン酸塩系ガラス、亜テルル酸塩ガラス、アルミン酸塩ガラス、バナジン酸塩ガラス等が好ましく用いられるが、この中でもホウ酸塩系ガラスが加工しやすく特に好ましい。
【００４８】
金属等の導電性母材としては、チタン、銀、白金、ステンレス、アルミニウム、鉄等の金属等や、鉄とセラミックスとの複合材料又はアルミニウムとセラミックスとの複合材料が挙げられるが、加工の観点からはステンレスが好ましい。
なお、本実施の形態においては、ロール電極の母材はステンレス製ジャケットロール母材（図示略）を使用しており、冷却ユニット６０により冷却される。
【００４９】
また、印加電極である角柱型の電極３６は、上記記載のロール電極２５と同様な組み合わせで構成されている。すなわち、中空のステンレスパイプに対し、上記同様の誘電体を被覆し、放電中は冷却水による冷却が行えるようになっている。なお、角柱型の電極の数は、上記ロール電極の円周上に沿って１４本設置している。また、対向する電極間のギャップは、例えば１ｍｍ程度に設定される。
【００５０】
上記電極間の距離は、電極の導電性母材に設けた固体誘電体の厚さ、印加電圧の大きさ、プラズマを利用する目的等を考慮して決定される。上記電極の一方に固体誘電体を設けた場合の固体誘電体と電極の最短距離、上記電極の双方に固体誘電体を設けた場合の固体誘電体同士の距離としては、いずれの場合も均一な放電を行う観点から０．５ｍｍ〜２０ｍｍが好ましく、特に好ましくは１ｍｍ±０．５ｍｍである。
【００５１】
プラズマ放電処理装置２には、上記した電極２５、３６の他に、これらの電極が内部に配置されるプラズマ放電処理容器３１、ガス発生装置５１、電源４１、電極冷却ユニット６０等を装置構成として概略備えている。
【００５２】
プラズマ放電処理容器３１には、ガス発生装置５１に接続される給気口５２と、プラズマ放電処理容器１０内に導入されたガスを排出する排気口５３を備えている。また、プラズマ処理容器３１の両端部は開口されており、それぞれ２５、３６間に配置される基材Ｆをプラズマ処理容器３１内に搬入するための搬入口３１ａとこれを搬出する搬出口３１ｂとなっている。そして、プラズマ処理容器３１には基材Ｆをプラズマ処理容器３１内に搬送するためのローラ類を備えている。
【００５３】
このプラズマ放電処理容器３１内に基材Ｆが搬入されて電極２５、３１間に配置され、プラズマ放電処理が行われることにより基材Ｆ上に光磁気記録層が形成される。
プラズマ放電処理容器１０はパイレックス（Ｒ）ガラス製からなるものが好適に用いることができるが、電極との絶縁がとれれば金属製のものを用いることもできる。例えば、アルミニウムまたはステンレスのフレームの内面にポリイミド樹脂等を貼り付けても良く、該金属フレームにセラミックス溶射を行い絶縁性をとっても良い。
【００５４】
基材Ｆは長尺フィルム状を呈し、搬送方向（図中、時計回り）に回転するロール電極２５に巻回されながら搬送される。固定されている電極３６は棒状の角柱型電極が用いられ、ロール電極２５に対向させて設置される。ロール電極２５に巻回された基材Ｆは、ニップローラ６５、６６で押圧され、ガイドローラ６４で規制されてプラズマ放電処理容器３１によって確保された放電処理空間に搬送され、ガイドローラ２６を介して次工程に搬送される。また、仕切板５４は前記ニップローラ６５、６６に近接して配置され、基材Ｆに同伴する空気がプラズマ放電処理容器３１内に進入するのを抑制する。
【００５５】
この同伴される空気は、プラズマ放電処理容器３１内の気体の全体積に対し、１体積％以下に抑えることが好ましく、０．１体積％以下に抑えることがより好ましい。前記ニップローラ２３及び２４により、それを達成することが可能である。
【００５６】
上述の冷却ユニット６０は、冷却剤の入ったタンク６０とポンプＰと、ロール電極と角柱型の電極とのそれぞれに接続された水路から構成されている。水路は、対向する電極のそれぞれに形成された中空部に導入されている。
冷却剤としては、蒸留水、油等の絶縁性材料を用いることができる。ポンプＰを適宜作動させタンク内の冷却剤を電極の中空部に水路を介して循環させることにより、これらの電極を冷却することができる。
【００５７】
このプラズマ放電処理装置２を用いて、基材Ｆ上に光磁気記録層を形成するには、次の手順に従う。
まず、前記プラズマ放電処理容器３１内にロール電極２５、固定されている電極３６を所定位置に配置し、ガス発生装置５１で発生させた混合ガスを流量制御して、給気口５２よりプラズマ放電処理容器３１内に入れ、前記プラズマ放電処理容器３１内をプラズマ処理に用いる混合ガスで充填し排気口５３より排気する。次に電源４１により電極３６に電圧を印加し、ロール電極２５はアースに接地し、放電プラズマを発生させる。ここでロール状の元巻き基材６１より基材Ｆを供給し、ガイドローラ６４を介して、プラズマ放電処理容器３１内の電極間を片面接触（ロール電極２５に接触している）の状態で搬送され、基材Ｆは搬送中に放電プラズマにより表面が放電処理されて、光磁気記録層等が形成され（ＣＶＤ）、その後にガイドローラ２６を介して、次工程に搬送される。ここで、基材Ｆはロール電極２５に接触していない面のみ放電処理がなされる。
【００５８】
固定されている電極３６に印加される電圧の値は電源４１により適宜決定されるが、例えば、電圧が１０Ｖ〜１０ｋＶ程度で、電源周波数は１００ｋＨｚを越えて１５０ＭＨｚ以下に調整される。
また、電極間に印加する高周波電圧は、断続的なパルス波であっても、連続したサイン波であっても構わないが、連続したサイン波であることが好ましい。
断続的なパルス波を使用する場合に比べて、連続したサイン波を使用することにより、より均一で緻密な光磁気記録層を基材表面に形成することができる。
【００５９】
また、基材Ｆが樹脂製である場合、放電プラズマ処理時の基材Ｆへの影響を最小限に抑制するために、放電プラズマ処理時の基材の温度を常温（１５℃〜２５℃）〜２００℃未満の温度に調整することが好ましく、更に好ましくは常温〜１００℃に調整することである。上記の温度範囲に調整する為、必要に応じて電極、基材Ｆは冷却手段で冷却しながら放電プラズマ処理される。
【００６０】
なお、上述した図２に示すプラズマ放電処理装置２は、基材Ｆがフィルム状である場合に使用される装置であったが、例えばガラス等の厚みのある基材や、円盤状に形成された基材等のロール電極２５に巻回してプラズマ放電処理容器３１内に搬送することができない基材Ｌについては、図３に示すようなプラズマ放電処理装置７を使用する。
【００６１】
図３に示すプラズマ放電処理装置７には、高周波電源７０、下側平板電極８１、上側平板電極８２等を備え、下側平板電極８１と上側平板電極８２とは上下に対向して配置されている。上側平板電極８２には高周波電源７０が接続され、下側平板電極８１はアースに接地されている。
上側平板電極８２は、複数の略矩形状の平板電極８２ａ、・・・からなり、これら複数の電極８２ａ、・・・間の隙間がそれぞれガス流路部７１ａ、・・・とされている。すなわち、上側平板電極８２の上方には、ガス供給部７１が設けられており、このガス供給部７１から反応性ガスや不活性ガスがそれぞれのガス流路部７１ａ、・・・内に送給されて、下側平板電極８１に向けて噴出される。
【００６２】
また、下側平板電極８１は水平方向に往復移動可能に構成されており、下側平板電極８１に載置させた基材Ｌをプラズマ状態となった反応性ガスに晒すことにより、基材Ｌ上に光磁気記録層を形成することができる。
【００６３】
また、図３のプラズマ放電処理装置において、複数の略矩形状の平板電極８２ａ、・・・に変えて、下側平板電極と略同一形状をした平板な電極を、下側平板電極と対向するように所定間隔をあけて設けてもよい。
【００６４】
なお、本発明の薄膜形成方法を実施するプラズマ放電処理装置としてはこれらに限定されるものではなく、グロー放電を安定に維持し、薄膜を形成するために反応性ガスを励起してプラズマ状態とするものであればよいが、このように基材を電極間に載置し、該電極間に反応性ガスを導入する方法が、放電面積を大きくとることができ、膜厚を均一に、且つ、高性能な薄膜を形成することが出来て好ましい。
【００６５】
次に、本発明にかかる光磁気記録層を形成するために用いられる混合ガスについて説明する。
本発明の光磁気記録層を基材上に形成するにあたり、使用するガスは、基本的に、不活性ガスと、光磁気記録層の原料となる反応性ガスの混合ガスである。反応性ガスは、混合ガスに対し、０．０１〜１０体積％含有させることが好ましい。薄膜の膜厚としては、０．１ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲で得られる。
【００６６】
上記不活性ガスとは、周期表の第１８属元素、具体的には、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン等が挙げられるが、本発明に記載の効果を得るためには、ヘリウム、アルゴンが好ましく用いられる。不活性ガスは、混合ガス（不活性ガスと反応性ガスの混合ガス）１００体積％に対し、９０〜９９．９体積％含有されることが好ましい。さらに好ましくは９５体積％以上である。
【００６７】
また、混合ガス中に酸素、オゾン、過酸化水素、二酸化炭素、一酸化炭素、水素、窒素から選択される成分を０．０１〜５体積％含有させることにより、反応を促進させ、且つ、緻密で良質な膜を形成することができる。
【００６８】
反応性ガスは、放電空間でプラズマ状態となり、光磁気記録層を形成する成分を含有するものである。このような成分としては、Ｂ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｂ、Ｂｉのうち少なくともいずれか一つを含む有機金属化合物又は無機金属化合物から選択される。このような化合物としては、有機金属化合物、金属水素化合物、金属アルコキシド、金属ハロゲン化物などが好ましく用いられる。
【００６９】
上記の成分は、所望の機能を有する光磁気記録層を形成するために、いくつかを組み合わせて選択するとより好ましい。例えば、Ｔｂ−ＦｅやＴｂ−Ｓｃ、Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ等の組み合わせが考えられる。また、Ｄｙ−Ｆｅ、Ｄｙ−Ｓｃ、Ｄｙ−Ｆｅ−Ｃｏ等の組み合わせとしてもよい。
【００７０】
また、例えば、Ｃｏ−Ｐｔに、Ａｌ、Ｓｉ、Ｂ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｙ、Ｓｃ及びＬａの少なくとも一種を組み合わせ、これにＯを添加してもよい。
また、Ｇｄ−Ｃｏ、Ｇｄ−Ｆｅ、Ｇｄ−Ｆｅ−Ｃｏ、Ｔｂ−Ｃｏ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｔａ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｂ等を組み合わせてもよい。
【００７１】
また、光磁気記録層の耐食性を向上させる為に、上記の各組み合わせに、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｃｒ等の元素を更に添加することも有効である。
【００７２】
上記した成分のうち、例えば、Ｔｂを含む化合物として具体的には、塩化テレビウム、酢酸テレビウム、酸化テレビウム、しゅう酸テレビウム、ふっ化テレビウム、トリスーアセチルアセトナトテルビウム等を好適に用いることができる。
【００７３】
また、例えば、Ｃｏを含む化合物としては、コバルトオクタカーニボル、酢酸コバルト、塩化コバルト、炭酸コバルト等を好適に用いることができる。
【００７４】
また、例えば、Ｐｔを含む化合物としては、四塩化白金（ＩＩ）二アンモニウム、六塩化白金（ＩＶ）二アンモニウム、ジアミノ亜硝酸白金、シスージアンミンジクロロ白金、トランスージアンミンジクロロ白金、テトラアンミンジクロロ白金、塩化白金酸、塩化第一白金、塩化第二白金、二酸化白金、ビスーアセチルアセトナト白金等を好適に用いることができる。
【００７５】
また、例えば、Ａｌを含む化合物としては、三塩化アルミニウム、トリメトキシアルミニウム、トリエトキシアルミニウム、トリイソプロポキアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、ジイソブチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、ジエチルアルミニウムハイドライド、トリメチルアルミニウム等を好適に用いることができる。
【００７６】
また、例えば、Ｎｂを含む化合物としては、五塩化ニオブ、オキシ塩化ニオブ、しゅう酸水素ニオブ、水酸化ニオブ、ニオブエトキシド、ニオブｎーブトキシド等を好適に用いることができる。
【００７７】
また、例えば、Ｄｙを含む化合物としては、塩化ジスプロシウム、酢酸ジスプロシウム、臭化ジスプロシウム、しゅう酸ジスプロシウム、硝酸ジスプロシウム、ちっ化ジスプロシウム、ふっ化ジスプロシウム、よう化ジスプロシウム、トリスーアセチルアセトナトジスプロシウム、ステアリン酸ジスプロシウム等を好適に用いることができる。
【００７８】
また、上記記載の反応性ガスの材料となる化合物が、常温、常圧で気体である場合は、混合ガスの構成成分としてそのまま使用できる。一方、常温・常圧で液体又は固体である場合には、加熱、減圧、超音波照射等の方法により気化して使用すればよい。また、適切な溶剤に溶解して用いてもよい。なお、このときの希釈溶媒は、プラズマ放電処理中において、分子状、原子状に分解されるため、基材上への光磁気記録層の形成、及び光磁気記録層の組成に対する影響は殆ど無視することができる。
【００７９】
また、本発明において基材上に光磁気記録層を形成する際に、光磁気記録層を構成するために必要な成分となる化合物を所望の組成比になるように適宜混合した反応性ガスを電極間に供給すればよいので、従来のスパッタリング法等のように、予め所望の組成比となるように合金化したターゲットを用意する必要がなく、手間が掛からない。
【００８０】
次に、本発明で使用できる基材について説明する。
基材を構成する材料の特性としては、（１）光学的に透明で均一であること、（２）平坦性がよく、基材が円盤状である場合には、高速回転しても機械的変動が少ないこと、（３）吸水率や浸水率が小さく、酸化や腐食から記録膜を十分保護できること、（４）材料及びレプリカ作成プロセスが安価であること、などが挙げられる。このような材料として、例えば、樹脂、ガラス等を挙げることができる。
【００８１】
樹脂としては、具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、セロファン、セルロースジアセテート樹脂、セルロースアセテートブチレート樹脂、セルロースアセテートプロピオネート樹脂、セルロースアセテートフタレート樹脂、セルローストリアセテート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類又はそれらの誘導体からなる樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、エチレンビニルアルコール樹脂、シンジオタクティックポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリエーテルケトンイミド樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂樹脂、ナイロン樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、アクリル樹脂あるいはポリアリレート系樹脂等を挙げることができる。
これらの素材は単独であるいは適宜混合されて使用することもできる。
【００８２】
また、上記ノルボルネン樹脂として、具体的にはノルボルネン系単量体の開環重合体、その水素添加物、ノルボルネン系単量体の付加型重合体、ノルボルネン系単量体（上記公報、特開平２−２２７４２４号、特開平２−２７６８４２号に記載）とオレフィンの付加型重合体などが挙げられる。ノルボルネン系単量体の重合は公知の方法でよく、必要に応じて水素添加することにより、熱可塑性ノルボルネン系樹脂水素添加物を得ることができる。この熱可塑性ノルボルネン系樹脂水素添加物は市販品を用いることができ、このような市販品としては、例えば、ゼオノア（日本ゼオン（株）製）、ＡＲＴＯＮ（ＪＳＲ（株）製）を用いることができる。
【００８３】
また、基材の形状としては、特に円盤状のものが好ましく用いられるが、これに限定されるものではない。例えば、板状のもの、フィルム状のもの、レンズ状のものなど、基材上に光磁気記録層を膜状に形成することができるものであればどのような形状であってもよい。
【００８４】
円盤状の基材を用いるものとした場合、予め円盤状に基材を形成してもよいし、フィルム状に形成した基材を円盤状に打ち抜くなどしてもよい。
また、円盤状に形成された基材に光磁気記録層を設けるものとした場合には、回転中心から渦巻き状又は同心円状に情報再生時のトラッキング信号検出用グルーブ（１０ａ、・・・）を形成すると好ましい（図１参照）。なお、隣り合うトラッキング検出用グルーブ１０ａ、・・・の間隔をトラックと呼ぶ。このトラックの幅は、記録再生に用いるレーザービームの波長とレンズの開口率で決まり、近年の高密度記録化への対応に伴って狭まっている。
【００８５】
また、本発明の光磁気記録材料は、上記したように、光磁気記録層に加えて各種機能を有する層を設けてもよい。
例えば、図１に示すように、基材１０にまず第１の誘電体層１２を積層した上で光磁気記録層１１を形成し、光磁気記録層１１の上層に第２の誘電体層１３を形成すると好ましい。誘電体層１２、１３を設けることにより、カー効果をエンハンスさせることができる。その結果、キャリアレベル（信号）とノイズレベル（雑音）の比であるＣ／Ｎを向上することができ、見掛け上のノイズレベルを小さくすることができる。これと同時に、光磁気記録層１１の信頼性の向上を図ることができる。
【００８６】
また、第２の誘電体層１３の上層に反射層１４を設けるとより好ましい。反射層１４は、基材１０側から入射するレーザービームを光磁気記録層１１側に反射するもので、Ｃ／Ｎを向上することができる。
【００８７】
さらに第２の誘電体層１３と反射層１４との間に断熱性層１５を設けるとさらに好ましい。断熱性層１５を設けることにより、基材１０側から入射するレーザービームの熱を逃さずに効率よく光磁気記録層１１に伝えることができる。光磁気記録材料１は、レーザービームを光磁気記録層１１に照射して局所的に温度を上昇させて記録可能な状態とするので、情報の書込及び消去を効率を良く行うことができる。
【００８８】
上述した第１の誘電体層１２又は第２の誘電体層１３等の誘電体層を設ける場合には、透明で酸素や水分の透過しにくい材質から構成すると好ましく、各種酸化物、炭化物、窒化物、硫化物あるいはこれらの混合物等から構成することができる。
【００８９】
誘電体層を構成する材料として、具体的には、ＳｉＮ、ＡｌＮ、ＡｌＳｉＮ、ＳｉＣ、ＢＮ、ＳｉＣＮ、ＳｉＯ又は水素を含むＳｉＮ、ＡｌＮ、ＡｌＳｉＮ、ＳｉＣ、ＢＮ、ＳｉＣＮを挙げることができる。また、ＳｉＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＮ、ＳｉＡｌＯＮ、ＺｎＳ系混合材料から構成するものとしてもよい。
さらに、Ｉｎ２Ｏ３等の酸化インジウム及びＡｌ２Ｏ３等の酸化アルミニウムＶＮ等の窒化バナジウム、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ等のカルコゲン化合物等から構成するものとしてもよい。
【００９０】
第１の誘電体層及び第２の誘電体層は、スパッタリング法等公知の方法で設けることができるが、上述した光磁気記録層と同様に大気圧プラズマ法により形成するものとすると、緻密で均一な膜を連続的に形成することができ、より好ましい。
例えば、誘電体層としてＳｉＮ層を大気圧プラズマ法により形成するには、珪素化合物などを含むガスと、窒素ガス、シラザン、アンモニア、窒素酸化物等の窒素源としてのガスとを所定割合で組み合わせることにより誘電体層の原料となる反応性ガスを構成し、この反応性ガスと上記と同様の不活性ガスとを混合した混合ガスを用いる。
【００９１】
上記記載の珪素化合物としては、特に有機珪素化合物が好ましく、例えば、１，１，３，３−テトラメチルジシラザン、１，３−ビス（クロロメチル）−１，１，３，３−テトラメチルジシラザン、ヘキサメチルジシラザン、１，３−ジビニルー１，１，３，３−テトラメチルジシラザン、アミノメチルトリメチルシラン、ジメチルジメチルアミノシラン、ジメチルアミノトリメチルシラン、アリルアミノトリメチルシラン、ジエチルアミノジメチルシラン、１−トリメチルシリルピロール、１−トリメチルシリルピロリジン、イソプロピルアミノメチルトリメチルシラン、ジエチルアミノトリメチルシラン、アニリノトリメチルシラン、２−ピペリジノエチルトリメチルシラン、３−ブチルアミノプロピルトリメチルシラン、３−ピペリジノプロピルトリメチルシラン、ビス（ジメチルアミノ）メチルシラン、１−トリメチルシリルイミダゾール、ビス（エチルアミノ）ジメチルシラン、ビス（ジメチルアミノ）ジメチルシラン、ビス（ブチルアミノ）ジメチルシラン、２−アミノエチルアミノメチルジメチルフェニルシラン、３−（４−メチルピペラジノプロピル）トリメチルシラン、ジメチルフェニルピペラジノメチルシラン、ブチルジメチル−３−ピペラジノプロピルシラン、ジアニリノジメチルシラン、ビス（ジメチルアミノ）ジフェニルシランが挙げられる。
【００９２】
また、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）、テトラメチルジシロキサン（ＴＭＤＳＯ）、オクタメチルシクロテトラシロキサン、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリエトキシシラン、ｎ−ブチルトリメトキシシラン、ｉ−ブチルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、デカメチルシクロペンタシロキサンなども用いることができる。
【００９３】
また、上記した反射層１４を構成する材料としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｏ等の金属、あるいはこれらを含む化合物を挙げることができる。反射層１４についても、スパッタリング法等の公知の方法により形成するものとしてもよいが、光磁気記録層と同様に大気圧プラズマ法により形成するものとすると、緻密で均一な膜を連続的に形成することができ、より好ましい。
【００９４】
反射層１４を大気圧プラズマ法により形成する場合には、反射層１４の材料となる反応性ガスと不活性ガスとを含有する反応性混合ガスを用いて金属酸化膜を形成し、還元性を有する還元ガスと不活性ガスとを含有する還元性混合ガスを導入することで、金属酸化膜を還元して最終的に金属膜を形成することができる。工程としては、反応性混合ガスと還元性混合ガスをほぼ同時に供給してもよいし、基材の表面に反応性ガス由来の金属酸化膜を形成した後に、還元性混合ガスを供給してもよい。
【００９５】
還元ガスとしては、還元剤であってガス状あるいはミスト状でプラズマ装置内に供給できるものであればよい。例えば、水素、アンモニア、メタン、エタン、ヨウ化水素、硫化水素、一酸化炭素、二酸化硫黄、が挙げられ、これらの中から１つ又は複数を用いることができる。特に、水素、アンモニア、メタンが好ましい。
【００９６】
これら還元ガスを供給することで、雰囲気中の酸素が除去されたり、あるいは金属酸化膜が還元されることで、純粋な金属膜を形成することができる。さらに、還元ガスによって酸素だけでなく、フッ素、塩素などのハロゲン系の元素や硫黄、炭素や窒素等の不純物も除去できる。例えば、還元ガスとして水素を用いれば、酸素はＨ２Ｏとして、炭素は主にメタンとして、窒素であればアンモニアとして除去することができる。
【００９７】
また、反応性ガスとしては、上記した金属を含む有機金属化合物を好適に用いることができる。特にプラズマ空間内にガス状又はミスト状で供給可能な化合物が好ましい。また、有機金属化合物としては、金属の種類に関わらず金属アルコキシドや有機金属錯体が好ましい。
【００９８】
上記した断熱性層１５を構成する材料としては、アルミニウム、シリカなどの酸化物、窒化物、水酸化物を挙げることができる。また、この断熱性層１５は、誘電体層と兼ねることも可能である。
断熱性層１５についても、スパッタリング法等の公知の方法により形成するものとしてもよいが、光磁気記録層と同様に大気圧プラズマ法により形成するものとすると、緻密で均一な膜を連続的に形成することができ、より好ましい。
【００９９】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
〔実施例１：Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ膜からなる光磁気記録層〕
図３に示すプラズマ放電装置２を使用し、ポリカーボネートからなる基材上に、下記に示すガス条件により、膜厚が３５ｎｍのＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏからなる光磁気記録層を製膜した。この光磁気記録層について、キュリー温度及びカー回転角を測定し、後述する比較例１と比較した。
【０１００】
（ガス条件）
不活性ガス：アルゴン
反応性ガス１：フッ化テルビウム
反応性ガス２：アイアンテトラカーニボル
反応性ガス３：コバルトオクタカーニボル
なお、不活性ガスと反応性ガス（反応性ガス１〜３）は、体積比おいてそれぞれ９８．２５％、１．７５％となるように混合した。また、反応性ガス１、反応性ガス２、反応性ガス３は、原子比においてＴｂ：Ｆｅ：Ｃｏが２２：５５：２３となるように混合した。
また、プラズマ放電処理に用いる使用電源は、パール工業製高周波電源を使用し、対向する電極間に周波数１３．５６ＭＨｚの電圧を印加し、放電単位面積当たりに供給する電力は、２０Ｗ／ｃｍ２とした。
【０１０１】
〔比較例１〕
実施例１の比較例１として、特開平８−２７９１９５号公報に開示される方法にならってスパッタリング法により、実施例１と同じ組成比のＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ膜からなる光磁気記録層を設けた。なお、膜厚は３２ｎｍとした。また、ターゲットはＴｂとＦｅＣｏ合金を用い、同時にスパッタリングした。
【０１０２】
〔評価〕
実施例１と比較例１においてそれぞれ形成した光磁気記録層のキュリー温度及びカー回転角を測定した。カー回転角の測定には、日本分光社製カー効果測定装置を用いた。
表１にそれぞれの測定結果を示す。
【表１】
2004014068.tif 000003
【０１０３】
表１から明らかなように、本発明に係る実施例１により形成した光磁気記録層は、スパッタリング法により形成した同じ組成比からなる光磁気記録層に比べてキュリー温度が高く、記録した情報を安定に保持することができる。また、カー回転角も本実施例１において比較例１よりも大きい値を示しており、本実施例１により形成した光磁気記録層は比較例１に比して、情報を読み取る際に光学的に検出しやすい。
【０１０４】
〔実施例２：Ｃｏ−Ｐｔ−Ａｌ−Ｏ膜からなる光磁気記録層１〕
ガス条件を下記に示す条件とし、ガラス基板上に厚さ１００ｎｍのＳｉ３Ｎ４からなる誘電体層が形成されたものを基材として用いた他は、実施例１と同様の条件下において、３０ｎｍの膜厚の光磁気気記録層を形成した。
（ガス条件）
不活性ガス：アルゴン
反応性ガス１：コバルトオクタカーニボル
反応性ガス２：ビスアセチルアセトナト白金
反応性ガス３：トリメトキシアルミニウム
反応性ガス４：酸素
なお、不活性ガスと反応性ガス（反応性ガス１〜４）は、体積比おいてそれぞれ９８．２５％、１．７５％となるように混合した。また、反応性ガス１、反応性ガス２、反応性ガス３は、Ｃｏ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｏの原子比が下記に示す式（１）において、ｘ＝０．４２、ａ＝５、ｂ＝２３となるように調整した。
【式１】
2004014068.tif 000004
【０１０５】
〔実施例２：Ｃｏ−Ｐｔ−Ａｌ−Ｏ膜からなる光磁気記録層２〕
ガス条件を下記に示す条件とし、その他については実施例１と同様の条件下において、光磁気記録層を形成した。
（ガス条件）
不活性ガス：アルゴン
反応性ガス１：コバルトオクタカーニボル
反応性ガス２：ビスアセチルアセトナト白金
反応性ガス３：トリメトキシアルミニウム
反応性ガス４：酸素
なお、不活性ガスと反応性ガス（反応性ガス１〜３）は、体積比おいてそれぞれ９８．２５％、１．７５％となるように混合した。また、反応性ガス１、反応性ガス２、反応性ガス３は、Ｃｏ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｏの原子比が前記式（１）において、ｘ＝０．４２、ａ＝１７、ｂ＝７となるように調整した。
【０１０６】
〔比較例２〕
実施例２の比較例２として、特開平８−２７９１９５に開示されるスパッタリング法を参考に前記式（１）において、ｘ＝０．４３、ａ＝５、ｂ＝２２となるように光磁気記録層を形成した。なお、膜厚は３０ｎｍとなるようにした。
【０１０７】
〔比較例３〕
実施例３の比較例３として、比較例２と同様に、ｘ＝０．４３、ａ＝１６、ｂ＝７となるように光磁気記録層を形成した。
【０１０８】
〔評価〕
実施例２、実施例３、比較例２、比較例３のそれぞれにおいて作成した光磁気記録層に対して、垂直方向の保磁力（Ｈｃ⊥）、カー回転角（θｋ）、カーループの角形比（θｋｒ／θｋｓ）を日本分光社製カー効果測定装置を用い最大磁場５ｋＯｅ、波長４００ｎｍにおける値を求めた。
また、結晶粒子の平均粒径（Ｄ）をＸ線解析法を用いてＣｏＰｔ（１１１）ピークの半値幅から求めた。
これらの測定結果を表２に示す。
【表２】
2004014068.tif 000005
【０１０９】
表２から明らかなように、実施例２、３はそれぞれ比較例２、３に対して垂直方向の保磁力（Ｈｃ⊥）が高く、ほぼ同様の組成の光磁気記録層を形成しても従来のスパッタリング法に比して大気圧プラズマ法により形成することで、より高性能な膜を得ることができる。
また、カー回転角についても実施例２、３はそれぞれ比較例２、３よりも大きく、本実施例２、３で得られた光磁気記録層は情報読み取り時に光学的に検出しやすいことが分かる。
また、平均粒径についても実施例２、３はそれぞれ比較例２、３よりも大きな値を示している。粒径の大きさは保磁力と密接な関係があり、粒子が均一に揃っていれば、粒径が大きいほど保磁力が高い。したがって、大気圧プラズマ法で光磁気記録層を形成することにより、略同じ組成の垂直磁化膜であってもより高性能なものを得ることができる。
【０１１０】
〔実施例４：光磁気記録層の多層構造〕
ポリカーボネート基板上に、下記のガス条件により、第１の誘電体層としてＳｉ３Ｎ４層を８０ｎｍ、第１の磁性層としてＧｄ−Ｆｅ−Ｃｏ層を３０ｎｍ、第２の磁性層としてＤｙ−Ｆｅ層を１０ｎｍ、下地層としてＴｉ−Ｃｒ層とＣｏ−Ｃｒ層、第３の磁性層としてＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｔａ層を４０ｎｍ、第２の誘電体層としてＳｉ３Ｎ４層を８０ｎｍ、をこの順に、下記に示すガス条件により大気圧プラズマ法により製膜した。なお、ガス条件以外は実施例１と同じ条件により製膜するものとした。また、第１の磁性層、第２の磁性層、第３の磁性層は、光磁気記録層を構成している。
【０１１１】
〔ガス条件〕
下記の各層のガス条件において、不活性ガスと反応性ガスとを混合した混合ガスにおいて、不活性ガスは９８．２５体積％とし、残りの１．２５体積％を使用する反応性ガスが占めるように混合した。
（第１の誘電体層および第２の誘電体層）
不活性ガス：アルゴン
反応性ガス１：ヘキサメチルジシラザン蒸気
反応性ガス２：水素
なお、反応性ガス１のヘキサメチルジシラザン蒸気は、ヘキサメチルジシラザンガスを１２５℃に加熱した液体にバブリングして蒸発することにより得るものとした。
（第１の磁性層）
不活性ガス：アルゴン
反応性ガス１：ガドニウムクロライド
反応性ガス２：アイアンテトラカーニボル
反応性ガス３：コバルトオクタカーニボル
なお、反応性ガス１、反応性ガス２、反応性ガス３は、原子比においてＧｄ：Ｆｅ：Ｃｏが２０：５５：２５となるように混合した。
（第２の磁性層）
不活性ガス：アルゴン
反応性ガス１：アイアンテトラカーニボル
反応性ガス２：酢酸ジスプロシウム
なお、反応性ガス１、反応性ガス２は、原子比においてＦｅ：Ｄｙが２０：８０となるように混合した。
（下地層）
Ｔｉ−Ｃｒ層
不活性ガス：アルゴン
反応性ガス１：トリエチルチタン
反応性ガス２：クロミウムヘキサカーニボル
なお、反応性ガス１、反応性ガス２は、原子比においてＴｉ：Ｃｒが５０：５０となるように混合した。
Ｃｏ−Ｃｒ層
不活性ガス：アルゴン
反応性ガス１：コバルトオクタカーニボル
反応性ガス２：クロミウムヘキサカーニボル
なお、反応性ガス１、反応性ガス２は、原子比においてＣｏ：Ｃｒが６０：４０となるように混合した。
（第３の磁性層）
不活性ガス：アルゴン
反応性ガス１：コバルトオクタカーニボル
反応性ガス２：クロミウムヘキサカーニボル
反応性ガス３：ビスアセチルアセトナ白金
反応性ガス４：ペンタエトキシタンタル
なお、反応性ガス１、反応性ガス２、反応性ガス３は、反応性ガス４は、原子比においてＣｏ：Ｃｒ：Ｐｔ：Ｔａが３５：３０：１５：２０となるように混合した。
（基材）
ポリカーボネート基材には、トラッキング信号検出用グルーブが形成されており、ランド幅０．６μｍ、グルーブ幅が０．６μｍ、溝深さが８５ｎｍ、溝のテーパ角を４５度とした。
【０１１２】
〔比較例４〕
実施例４の比較例４として、実施例４と同様に、ポリカーボネート基板上に、まず第１の誘電体層としてＳｉ−Ｎ層を８０ｎｍ、次に第１の光磁気記録層としてＧｄ−Ｆｅ−Ｃｏ層を３０ｎｍ、次に第２の光磁気記録層としてＤｙ−Ｆｅ層を１０ｎｍ、次に下地層としてＴｉ−Ｃｒ層とＣｏ−Ｃｒ層、そして第３の光磁気記録層となるＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｔａ層を４０ｎｍを特開平１１ー１２６３８０号公報に記載の方法にならってスパッタリング法により、順次製膜した。最後に、第３の光磁気記録層上に第２の誘電体層としてＳｉ−Ｎ層を８０ｎｍ形成した。
製膜条件等は、特開平１１ー１２６３８０号公報実施例１に従った。
【０１１３】
〔評価〕
実施例４及び比較例４で得られた光磁気記録材料の表面をＳＥＭ観察し、結晶粒の大きさ、第３の磁性層の磁気特性Ｍｓ及びＨｃ、Ｃ／Ｎ、エラーレートレベルを測定した。それぞれの測定結果を表３に示す。
なお、それぞれの測定は、特開平１１ー１２６３８０号公報実施例１記載の方法に従った。
【表３】
2004014068.tif 000006
【０１１４】
表４から明らかなように、実施例４においては、比較例４に対して結晶粒が大きく、保磁力の高い光磁気記録層が得られた。
また、実施例４においては、比較例４に対して磁性特性がＭｓの値においても、Ｈｃの値においても向上した。
Ｃ／Ｎおよびエラーレートにおいても、実施例４は比較例４に対して向上している。以上より、光磁気記録層を多層構造とした場合においても、従来のスパッタリング法で各層を形成する場合に比して、大気圧プラズマ層で各層を形成することにより光磁気記録材料における性能の向上が確認された。
【０１１５】
以上より、大気圧プラズマ法により光磁気記録層を形成することにより、容易に、且つ、生産性高く製膜することができるばかりか、同様の組成の光磁気記録層であっても、従来のスパッタリング法に比して、より性能のよい光磁気記録層を得ることができる。
【０１１６】
【発明の効果】
請求項１又は５に記載の発明によれば、大気圧又は大気圧近傍の圧力下において基材に光磁気記録層を形成するので、膜を形成する毎に、真空排気をする必要がなく、連続製膜が可能となる。したがって、基材に多層構造からなる光磁気記録層を設ける場合も、容易に光磁気記録層を形成することができる。
また、従来のスパッタリング法等の真空下における製膜方法に比較してより真空装置が不要となり、より簡単な設備や作業工程で済む。これによりコストが低く、製膜速度を早くすることができる。
【０１１７】
また、光磁気記録層を形成するには、光磁気記録層を構成するのに必要な成分となる化合物を所望の組成比になるように適宜混合した反応性ガスを用意すればよい。従来のスパッタリング法等のように予め所望の組成比となるように合金化したターゲットを用意する必要がなく、より高性能な光磁気記録層とするために、種々の金属等を含む膜を形成する場合であっても、組成の制御を容易に、且つ、正確に行うことができる。したがって、光磁気記録層として所望の機能を有する膜を良質に形成することができる。
【０１１８】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１と同様の効果が得られるのは勿論のこと、第１の誘電体層及び第２の誘電体層を設けることにより、レーザービームを光磁気記録層に照射した時に、磁化の方向に応じて反射光の偏光角度が変化するカー効果をエンハンスさせることができ、Ｃ／Ｎの向上及び記録層の信頼性向上を図ることができる。
【０１１９】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２と同様の効果が得られるのは勿論のこと、光磁気記録層はレーザービームを照射して情報の書込及び消去、及び情報の再生を行うものであるので、反射層により基材側から入射するレーザービームを光磁気記録層側に反射して、情報の書込及び消去、再生を効率を良く行うことができるようにすることができる。
【０１２０】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３と同様の効果が得られるのは勿論のこと、断熱性層を設けることにより基材側から入射するレーザービームの熱を逃さずに効率よく光磁気記録層に伝えることができる。光磁気記録材料は、レーザービームを光磁気記録層に照射して局所的に温度を上昇させて記録可能な状態とするので、情報の書込及び消去を効率を良く行うことができる。
【０１２１】
請求項６に記載の発明によれば、請求項５と同様の効果が得られるのは勿論のこと、電極間に１００ｋＨｚを超えた高周波電圧を印加し、且つ、各々の電極に１Ｗ／ｃｍ２以上の高い出力密度で電力を供給しているので、基材上により均一で緻密な光磁気記録層を形成することができる。
【０１２２】
請求項７に記載の発明によれば、請求項６と同様の効果が得られるのは勿論のこと、断続的なパルス波を使用する場合に比べて、連続したサイン波を使用することにより、より均一で緻密な光磁気記録層を基材上に形成することができる。
【０１２３】
請求項９に記載の発明によれば、混合ガス中に、酸素、オゾン、過酸化水素、二酸化炭素、一酸化炭素、水素、窒素から選択される成分を０．０１〜５体積％含有することにより、反応を促進させ、且つ、緻密で良質な膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる光磁気記録材料の層構成の一例を示す図である。
【図２】基材上に光磁気記録層を形成する際に用いるプラズマ放電処理装置の一例を示す図である。
【図３】基材上に光磁気記録層を形成する際に用いるプラズマ放電処理装置の他の例を示す図である。
【符号の説明】
１０、Ｆ、Ｌ　基材
１１　光磁気記録層
１２　第１の誘電体層
１３　第２の誘電体層
１４　反射層
１５　断熱性層
２５、３６、８１、８２　電極
【図１】
2004014068.tif 000007
【図２】
2004014068.tif 000008
【図３】
2004014068.tif 000009