JP2587507B2 - 薄膜製造装置 - Google Patents

薄膜製造装置

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JP2587507B2 JP1324704A JP32470489A JP2587507B2 JP 2587507 B2 JP2587507 B2 JP 2587507B2 JP 1324704 A JP1324704 A JP 1324704A JP 32470489 A JP32470489 A JP 32470489A JP 2587507 B2 JP2587507 B2 JP 2587507B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、長尺の高分子フィルムや金属化フィルムを
搬送させ、その上に機能性薄膜を形成して機能性フィル
ムを製造する薄膜製造装置に関するものである。さらに
詳しくは、金属薄膜型磁気記録媒体の保護層やバックコ
ート層の形成に好適な製造装置に関するものである。
[従来の技術] 近年、磁気記録装置の高記録密度化に伴ない、高分子
フィルムの上に真空蒸着法、スパッタリング法、イオン
プレーティング法等の方法により磁性金属薄膜層を形成
する金属薄膜型磁気記録媒体の研究開発が進められてい
る。一般にこの種の媒体は耐食性・耐摩耗性に課題があ
り、その解決策として保護膜を設けることが有効である
と言われている。保護膜の形成方法としては、真空蒸着
法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、プラ
ズマCVD法などが検討され、様々な製造装置が提案され
ている。
保護膜製造装置に要求される条件としては、下記の要
求特性等を挙げることができる。
(i)100〜300Åと薄くて緻密な膜ができること。
(ii)膜質の再現性や面的安定性(例えば均一性など)
に優れていること。
(iii)広幅、長尺の原反に高速で熱負けなどせずに製
造できること。
従来技術の代表例として、第3図にプラズマCVD法に
よる薄膜製造装置の構成図を示す。この図において1は
真空ポンプ、2は真空槽、3は原反、4A、4Bは放電のた
めの対向電極、5はモノマーガス供給口、6は供給ロー
ル、7は巻き取りロール、8はガイドローラー、9は交
流電源である。
以上のような製造装置において、供給ロール6から引
出された長尺状の原反3上には、対向電極4A、4Bの空間
で発生したプラズマにより連続的に機能性薄膜が形成さ
れる。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、前記した従来の装置では、例えば真空
蒸着装置やイオンプレーティング装置では前述の(i)
の課題が、スパッタリングの装置では前述の(iii)の
課題が、プラズマCVD装置では前述の(ii)の課題がそ
れぞれ未解決で残っており、上記3条件を満足する量産
に適した薄膜製造装置が望まれている。
そして、前記した従来の装置によるプラズマCVD法の
課題である膜質の再現性欠如や面的不安定性の原因を解
析したところ、保護膜材料が金属薄膜型磁気記録媒体
(原反3)の表面ばかりでなく、対向電極4Aの表面にも
付着することがわかり、このことが放電条件の経時的な
変化や電極の場所による不均一性を発生せしめ、結果的
には膜質の不安定性につながっているという課題があっ
た。
本発明は以上述べたような従来の課題を解決するため
になされたもので、耐食性能・耐摩耗性能を低下させる
ことなく高速で安定した保護膜を形成する薄膜製造装置
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] 上記目的を達成するため、本発明に係る薄膜製造装置
の構成は、真空槽内に原反の走行系を有し、前記原反上
にプラズマCVD法により連続的に機能性薄膜を形成する
薄膜製造装置であって、前記原反を走行するための複数
個の電気的に絶縁された金属ドラムと、前記複数個の金
属ドラム間に接続された交流電源と、前記金属ドラム間
の空間に位置し、モノマーガスの供給手段を有すると共
に、前記金属ドラムと対向する面が開放された放電室と
を備えたことを特徴とする。
本発明においては、各ドラム毎に原反の供給ロールと
巻き取りロールを独立に設け、複数個の原反走行系を有
するようにすることもできる。
[作用] 前記した本発明の構成によれば、原反を走行するため
の複数個の電気的に絶縁された金属ドラムと、前記複数
個の金属ドラム間に接続された交流電源と、前記金属ド
ラム間の空間に位置し、モノマーガスの供給手段を有す
ると共に、前記金属ドラムと対向する面が開放された放
電室とを備えたものであるため、以下のような作用を奏
することができる。すなわち、モノマーガスが供給され
る放電室の内部は室外と比較して真空度が低下するた
め、金属ドラム間に交流電圧を印加することにより、金
属ドラム間の空間に位置する放電室の内部にプラズマを
発生させることができる。放電室内に発生したプラズマ
はモノマーガスの重合や析出を引き起こす。放電室は金
属ドラムと対向する面が開放されているため、前記重合
物や析出物は金属ドラム上の原反の表面に付着し、これ
により薄膜が形成される。この場合、放電電極を兼ねた
金属ドラムの表面は常に新しく搬送されてくる原反によ
って覆われているので、放電電極の汚染は防止される。
その結果、電圧、電流等の放電条件は安定に保たれ、原
反の長手方向に沿って均質な薄膜が安定して連続的に形
成される。
[実施例] 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明する。
第1図は本発明の第1の実施例における薄膜製造装置
の基本構成を示す構成図であり、この場合はドラム数が
2ケの例である。第1図において、1は真空ポンプ、2
は真空槽、3は原反、5はモノマーガス供給管、6は供
給ロール、7は巻き取りロール、8はガイドローラー、
9は交流電源、10Aは金属ドラム、10Bは金属ドラム、11
は放電室である。
このように構成された第1図の薄膜製造装置におい
て、真空槽2内には複数個の電気的に絶縁された金属ド
ラム10A,10Bが設けられ、かつ該ドラム10A,10B間には交
流電源9が接続され、さらに該ドラム10A、10B間には、
モノマーガスの供給手段5を有し、かつ、ドラム10A、1
0Bと対向する面が開放された放電室11が設けられてい
る。すなわち、真空ポンプ1が接続された真空槽2内に
は、互いに対向する位置に冷却され、かつ電気的に周囲
と絶縁された金属ドラム10A,10Bを設けて交流電源9を
接続し、同時に、ドラム10Aとドラム10Bの間に放電室11
を設け、その放電室11にモノマーガスを供給する単独も
しくは複数のモノマーガス供給管5を接続し、さらには
磁気記録層が形成された広幅長尺な原反3を捲回してい
る供給ロール6と、それを巻き取る巻き取りロール7、
及び走行を規制するガイドローラー8等での原反搬送系
を設けることにより連続的に薄膜が形成できる構成とな
っている。
真空ポンプ1により真空層2内を約10-5torrまで排気
し、次にモノマーガス、例えばメタン、エタン、シクロ
ヘキサン、ベンゼンなど化学蒸着できる物質を単独ある
いはアルゴンや水素との混合の形で放電室11にモノマー
ガス供給管5を通して放電室内の真空度が約10-2〜100t
orrとなるように導入し、次に、両ドラム間に交流電圧
を印加して放電室11内にプラズマを発生させる。この
時、交流の周波数としては数KHz以上が望ましく、電圧
は300V以上が有効である。電流は放電面積に依存するた
め一概に言えないが、保護膜の厚さや原反走行速度等を
考慮して決める。放電室11は耐熱性のある絶縁物から構
成され、ドラム10A,10Bと放電室11との間のギャップは
できるだけ狭く設計し、放電が放電室11内だけで起こる
ようにしなければならない。
原反3としては、磁気記録層が形成されたものはもち
ろん、一般の高分子フィルムでも使用可能でありそれぞ
れの目的に応じて選択すべきである。
例えば、金属薄膜型の磁気記録媒体の場合は、磁気記
録層側への保護膜を目的とした薄膜形成もできるし、裏
面側への走行改善を目的とした薄膜形成もできる。但し
金属薄膜が付着している原反の場合は、その抵抗が低い
と金属薄膜を介して電流が流れるために、ドラム10Aか
ら次のドラム10Bへの走行スパンを長くして抵抗を上げ
る等の調整が必要となる。抵抗が極端に低い場合は、例
えば2〜3kΩ以下では第2図のような実施例が有効であ
る。ここでは、供給ロール6A,6Bと巻き取りロール7A,7B
がドラム毎に分けられており、金属薄膜の有無、抵抗の
高低に関係なく、安定な放電状態が得られる。
次に具体的な実施例とその評価結果について説明す
る。原反の基材として、10μm厚のポリエチレンテレフ
タレートフィルムを用い、この上にコバルトニッケル
(Ni:20wt%)磁性膜(膜厚0.2μm)を斜め蒸着した幅
500m、長さ3000mの金属薄膜型磁気記録媒体原反に、30m
/minの搬送速度で150Åのカーボン薄膜を本実施例の製
造装置により5ロット試作した。モノマーガスとしては
メタンとアルゴンをそれぞれ300ml/分、100ml/分導入
し、放電室内真空度は0.35torr、真空容器内の真空度は
2×10-4torrとし、周波数は50KHz、電圧は1200Vの交流
電圧を印加し800mAの放電電流を流してプラズマを発生
させた。ドラムは熱負けを防ぐために15℃に冷却した。
このような条件で作製した試料を1/2インチ幅に切断
し、幅方向で5点、長手方向で7点、それぞれのロット
についてサンプリングをした。
耐久性の面的な安定性、ロット間の再現性を調べるた
めに、それぞれの試料について23℃70%の環境下におい
てビデオデッキによりスチル寿命を測定した。さらに耐
食性を調べるために、これらの試料を60℃90%の高温高
湿槽の中に1週間放置し、その後同様のスチル寿命の測
定を行った。
両者の試験においていずれの試料も30分以上のスチル
寿命が得られ、従来では30分以下のスチル寿命不良が30
%近くの比率で発生していたことからこのことを考える
と本実施例の装置によると飛躍的な改善効果が得られ
る。
また、本実施例の装置では、保護槽が必然的に2層以
上の構造となるが、しかし性能的には何ら問題ないこと
が確認できた。
なお、本実施例では2個のドラムについて述べている
が、これに限定されるものではなく、複数個のドラムに
おいても有効であり、装置は若干複雑となるが、原反の
搬送速度が向上するといったメリットがでてくる。
次に本発明の第2の実施例について説明する。第2図
において、6Aは供給ロール、6Bは供給ロール、7Aは巻き
取りロール、7Bは巻き取りロールであり、その他は第1
図と同じ部品または装置を示す。
このように構成された薄膜製造装置において、各ドラ
ム毎に原反の供給ロール6A,6Bと、巻き取りロール7A,7B
を独立に設け、複数個の原反走行系を有するようにした
ものである。このようにすることに撚、同時に2系列の
原反の処理ができ、装置効率が向上するという効果を達
成できる。
[発明の効果] 以上説明したとおり、本発明によれば、原反を走行す
るための複数個の電気的に絶縁された金属ドラムと、前
記複数個の金属ドラム間に接続された交流電源と、前記
金属ドラム間の空間に位置し、モノマーガスの供給手段
を有すると共に、前記金属ドラムと対向する面が開放さ
れた放電室とを備えたものであるため、以下のような作
用を奏することができる。すなわち、モノマーガスが供
給される放電室の内部は室外と比較して真空度が低下す
るため、金属ドラム間に交流電圧を印加することによ
り、金属ドラム間の空間に位置する放電室の内部にプラ
ズマを発生させることができる。放電室内に発生したプ
ラズマはモノマーガスの重合や析出を引き起こす。放電
室は金属ドラムと対向する面が開放されているため、前
記重合物や析出物は金属ドラム上の原反の表面に付着
し、これにより薄膜が形成される。この場合、放電電極
を兼ねた金属ドラムの表面は常に新しく搬送されてくる
原反によって覆われているので、放電電極の汚染は防止
される。その結果、電圧、電流等の放電条件は安定に保
たれ、原反の長手方向に沿って均質な薄膜が安定して連
続的に形成される。その結果、薄くて緻密な膜が高速で
均一に形成できることから保護膜の製造装置として極め
て量産性に優れたものとなり、金属薄膜型磁気記録媒体
の実用化に多大の貢献をするものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例における薄膜製造装置の
構成図、第2図は本発明の第2の実施例における薄膜製
造装置の構成図、第3図は従来の薄膜製造装置の構成図
である。 1……真空ポンプ 2……真空槽 3……原反 5……モノマーガス供給管 6……供給ロール 7……巻き取りロール 8……ガイドローラー 9……交流電源 10A・10B……金属ドラム 11……放電室、6A……供給ロール 6B……供給ロール 7A……巻き取りロール 7B……巻き取りロール

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】真空槽内に原反の走行系を有し、前記原反
    上にプラズマCVD法により連続的に機能性薄膜を形成す
    る薄膜製造装置であって、前記原反を走行するための複
    数個の電気的に絶縁された金属ドラムと、前記複数個の
    金属ドラム間に接続された交流電源と、前記金属ドラム
    間の空間に位置し、モノマーガスの供給手段を有すると
    共に、前記金属ドラムと対向する面が開放された放電室
    とを備えたことを特徴とする薄膜製造装置。
  2. 【請求項2】各ドラム毎に原反の供給ロールと巻き取り
    ロールを独立に設け、複数個の原反走行系を有する請求
    項1記載の薄膜製造装置。
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