JP2679260B2 - Thin film manufacturing method - Google Patents
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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、高分子フィルム上に真空蒸着法により薄膜
を連続的に形成する薄膜の製造方法に関するものであ
る。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a thin film, in which a thin film is continuously formed on a polymer film by a vacuum deposition method.
従来の技術 従来、高分子フィルム上に金属薄膜や酸化物薄膜を高
い生産性で形成する方法として真空蒸着法がある。第４
図に、一般に生産に使用されている真空蒸着装置内部の
一例の概略を示す。高分子フィルム１は円筒状キャン２
の周面に沿って矢印Ａの方向に走行する。この高分子フ
ィルム１上に蒸発源５によって薄膜が形成される。３及
び４はそれぞれ高分子フィルム１の供給ロール及び巻き
取りロールである。９、10はフリーローラーである。蒸
発源５としては、抵抗加熱蒸発源、誘導加熱蒸発源、電
子ビーム蒸発源等が用いられる。蒸発源５と円筒状キャ
ン２との間には、蒸発源５から蒸発する蒸気が不要な部
分に付着するのを防止するために、遮蔽板６が配置され
ている。遮蔽板６は、Ｓで示されるように開口してお
り、この開口部Ｓを通過した蒸気が高分子フィルム１上
に付着する。真空蒸着法により高い膜堆積速度で薄膜を
作製する際には、蒸発源からの輻射熱や蒸発原子の凝縮
熱等の原因により、高分子フィルムの熱変形や熱分解を
生じ易い。従って、薄膜を高堆積速度で形成する際に
は、これらの熱的ダメージを避けるために、高分子フィ
ルム１を円筒状キャン２の周面に強く張り付け、高分子
フィルム１の受けた熱を効率的に円筒状キャン２本体に
逃がすことが必要である。高分子フィルム１を円筒状キ
ャン２の周面に張り付ける一つの方法として、高分子フ
ィルム１を円筒状キャン２の周面に沿わせた状態で、高
分子フィルム１に電子銃８により電子ビーム７を差し向
け電子を照射し打ち込むことにより、高分子フィルム１
と円筒状キャン２との間に発生する静電引力を利用する
方法がある。電子打ち込み用の電子銃８としては、広範
囲にわたって走査が可能なピアス型電子銃がよく用いら
れる。高分子フィルム１は薄膜形成後においても強く帯
電した状態である。高分子フィルム１が帯電していると
安定な走行が困難であるので、通常、除電するためにグ
ロー放電処理する。グロー放電処理は、真空槽内にガス
を導入してグロー放電電極11を用いて行われる。2. Description of the Related Art Conventionally, there is a vacuum deposition method as a method for forming a metal thin film or an oxide thin film on a polymer film with high productivity. 4th
The figure shows an outline of an example of the inside of a vacuum vapor deposition apparatus generally used for production. Polymer film 1 is cylindrical can 2
Drive in the direction of arrow A along the peripheral surface of. A thin film is formed on the polymer film 1 by the evaporation source 5. 3 and 4 are a supply roll and a winding roll of the polymer film 1, respectively. 9 and 10 are free rollers. As the evaporation source 5, a resistance heating evaporation source, an induction heating evaporation source, an electron beam evaporation source, or the like is used. A shielding plate 6 is arranged between the evaporation source 5 and the cylindrical can 2 in order to prevent vapor evaporated from the evaporation source 5 from adhering to an unnecessary portion. The shielding plate 6 has an opening as indicated by S, and the vapor that has passed through the opening S adheres onto the polymer film 1. When a thin film is formed at a high film deposition rate by the vacuum evaporation method, thermal deformation and thermal decomposition of the polymer film are likely to occur due to causes such as radiant heat from an evaporation source and condensation heat of evaporated atoms. Therefore, when forming a thin film at a high deposition rate, in order to avoid these thermal damages, the polymer film 1 is strongly attached to the peripheral surface of the cylindrical can 2 and the heat received by the polymer film 1 is efficiently transferred. It is necessary to allow it to escape to the cylindrical can 2 main body. As one method of sticking the polymer film 1 to the peripheral surface of the cylindrical can 2, the polymer film 1 is attached to the peripheral surface of the cylindrical can 2 and an electron beam is applied to the polymer film 1 by an electron gun 8. By directing 7 and irradiating with an electron, the polymer film 1
There is a method of utilizing electrostatic attraction generated between the cylindrical can 2 and the cylindrical can 2. As the electron gun 8 for electron driving, a pierce type electron gun capable of scanning over a wide range is often used. The polymer film 1 is in a strongly charged state even after the thin film is formed. If the polymer film 1 is charged, stable running is difficult, so glow discharge treatment is usually performed to remove the charge. The glow discharge treatment is performed by introducing gas into the vacuum chamber and using the glow discharge electrode 11.
発明が解決しようとする課題 第４図に示した真空蒸着装置にて従来の方法で薄膜を
作製する際、電子を照射する工程で、高分子フィルムに
しわが入りやすい。また作製した薄膜においては、薄膜
と高分子フィルムとの間の付着力が十分でなかった。更
に高分子基板の上に薄膜を作製した場合、その基板の影
響で薄膜の特性が十分でなかった。Problems to be Solved by the Invention When a thin film is formed by a conventional method using the vacuum vapor deposition apparatus shown in FIG. Further, in the produced thin film, the adhesive force between the thin film and the polymer film was not sufficient. Furthermore, when a thin film was formed on a polymer substrate, the characteristics of the thin film were not sufficient due to the influence of the substrate.
本発明は、このような従来技術の課題を解決すること
を目的とする。An object of the present invention is to solve such problems of the related art.
課題を解決するための手段 本発明は、高分子フィルムを円筒状キャンの周面に沿
わせて走行させながら薄膜を形成する薄膜の製造方法に
於て、前記高分子フィルムに第１のイオン銃からのイオ
ンと電子を照射する第１の工程と、前記高分子フィルム
に第２のイオン銃からのイオンを照射する第２の工程
と、前記高分子フィルムに電子銃からの電子を照射する
第３の工程と、前記高分子フィルム上に真空蒸着法によ
る薄膜を形成する第４の工程を有することを特徴とする
薄膜の製造方法である。Means for Solving the Problems The present invention relates to a method for producing a thin film in which a polymer film is formed while running along a circumferential surface of a cylindrical can, and a first ion gun is attached to the polymer film. A second step of irradiating the polymer film with ions from a second ion gun, and a second step of irradiating the polymer film with electrons from an electron gun. The method for producing a thin film is characterized by including the step 3 and a fourth step of forming a thin film on the polymer film by a vacuum deposition method.
作用 本発明においては、まず第１のイオン銃により照射さ
れるイオンと電紙による高分子フィルムの帯電を除去し
高分子フィルムがキャンに接する際に皺が発生するのを
防ぐ。次に第２のイオン銃の第１のイオン銃よりも高エ
ネルギーのイオンで高分子フィルムの表面を改質するこ
とにより、特性が優れかつ付着力が強い薄膜を作製する
ことができる。さらに電子銃による電子で高分子フィル
ムをキャンに張り付けながら蒸着するので基板の熱的ダ
メージが少ない。以上、第１、第２のイオン銃と、電子
銃を用いることにより、特性が優れかつ付着力が強い薄
膜を皺なく作製することができる。Function In the present invention, first, the ions irradiated by the first ion gun and the charge of the polymer film due to the electric paper are removed to prevent wrinkles from occurring when the polymer film contacts the can. Next, by modifying the surface of the polymer film with the ions of the second ion gun having a higher energy than that of the first ion gun, a thin film having excellent characteristics and strong adhesion can be produced. Furthermore, since the polymer film is deposited on the can by the electron from the electron gun, the substrate is less damaged by heat. As described above, by using the first and second ion guns and the electron gun, it is possible to produce a thin film having excellent characteristics and strong adhesion without wrinkles.
実施例 以下に、第１図〜第３図及び、第４図を用いて本発明
の実施例について説明する。第１図は、グロー放電電極
11がない点と第１のイオン銃12、第２のイオン銃14が配
置されている点をのぞいては、第４図に示される従来の
真空蒸着装置とほぼ同様である。第１、第２のイオン銃
12,14は共にイオンビームスパッタリング、イオンミリ
ング、基板の前処理等で一般に使用されているものと同
様のイオン銃である。このイオン銃の概略を第３図を用
いて説明する。イオン銃のグリッド21からはAr、N2、
H2、O2等の加速されたイオン22がでてくる。尚、一般に
はArが用いられる。23はニュートラライザーであり、こ
れに電流を流すことにより電子24が発生する。Example An example of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3 and 4. FIG. 1 shows a glow discharge electrode
Except that there is no 11 and the first ion gun 12 and the second ion gun 14 are arranged, it is almost the same as the conventional vacuum vapor deposition apparatus shown in FIG. First and second ion gun
12 and 14 are ion guns similar to those generally used in ion beam sputtering, ion milling, substrate pretreatment, and the like. The outline of this ion gun will be described with reference to FIG. Ar, N 2 , from the ion gun grid 21
Accelerated ions 22 such as H 2 and O 2 come out. Incidentally, Ar is generally used. 23 is a neutralizer, and electrons 24 are generated by passing an electric current through it.
一般に高分子フィルム１を円筒上キャン２の周面に沿
わせて走行させようとすると、接触や摩擦により生じた
わずかな帯電によっても皺が発生し安定に走行させるの
は困難である。そこで本実施例においては、イオン銃か
らのイオン及び電子によってこれを解決する。第１のイ
オン銃12からのイオン及び電子13は、円筒状キャン２の
周面を走行している薄膜形成前の高分子フィルム１に向
かって放射される。ここで第１のイオン銃12は第３図
（ａ）に示すようにイオンのみでなく電子も放射するよ
うにすることが重要である。第１図における13はイオン
19と電子21の混合したものである。高分子フィルム１に
イオンのみを照射すると、照射されたイオンにより高分
子フィルム１は帯電し、高分子フィルム１を円筒状キャ
ン２の周面に沿わせてしわの無い状態でしかも安定に走
行させることは困難となる。ところが、イオン銃12から
のイオン及び電子13を照射すると、イオン照射による帯
電はもちろん無く、しかも高分子フィルム１が既に帯電
した状態でも除電され、高分子フィルム１を円筒状キャ
ン２の周面に沿わせしわの無い状態でしかも安定に走行
させることが可能となる。この方法によれば、予め十分
な脱ガス処理を施した高分子フィルム１もしわの無い状
態で安定に走行させることが可能となる。脱ガス処理を
実施していない高分子フィルム１の場合には、蒸着装置
内において含有ガス（ほとんどが水）を放出しながら走
行するために、放出されたガスが高分子フィルム１と円
筒状キャン２の周面との間に層状に存在し、高分子フィ
ルム１は円筒状キャン２の周面に比較的沿い易い。しか
し、蒸着中に高分子フィルム１からガスが放出される
と、形成された薄膜の特性が劣化する問題があった。と
ころが、予め脱ガス処理を施した高分子フィルム１の場
合には、高分子フィルム１と円筒状キャン２との間に介
在するものがなく、しかも水をほとんど含まないために
帯電し易い状態であり、しわの無い状態で安定に走行さ
せることが困難であった。Generally, when trying to run the polymer film 1 along the circumferential surface of the cylindrical can 2, it is difficult to run stably because wrinkles are generated even by slight charging caused by contact or friction. Therefore, in the present embodiment, this is solved by the ions and electrons from the ion gun. Ions and electrons 13 from the first ion gun 12 are radiated toward the polymer film 1 before the thin film formation, which is traveling on the peripheral surface of the cylindrical can 2. Here, it is important that the first ion gun 12 emits not only ions but also electrons as shown in FIG. 3 (a). 13 in FIG. 1 is an ion
It is a mixture of 19 and 21 electrons. When the polymer film 1 is irradiated with only ions, the polymer film 1 is charged by the irradiated ions, and the polymer film 1 runs along the peripheral surface of the cylindrical can 2 without wrinkles and stably. Things will be difficult. However, when the ions and electrons 13 from the ion gun 12 are irradiated, of course, there is no electrification due to the ion irradiation, and even if the polymer film 1 is already charged, the polymer film 1 is discharged to the peripheral surface of the cylindrical can 2. It is possible to drive the vehicle stably without wrinkling. According to this method, the polymer film 1 that has been sufficiently degassed in advance can be stably run without wrinkles. In the case of the polymer film 1 which has not been subjected to degassing treatment, since the traveling is carried out while releasing the contained gas (mostly water) in the vapor deposition apparatus, the released gas causes the polymer film 1 and the cylindrical can to move. The polymer film 1 exists in a layer form between the outer peripheral surface of the cylindrical can 2 and the outer peripheral surface of the cylindrical can 2, and is relatively easy to follow the peripheral surface of the cylindrical can 2. However, when gas is released from the polymer film 1 during vapor deposition, there is a problem that the characteristics of the formed thin film deteriorate. However, in the case of the polymer film 1 that has been degassed in advance, there is nothing to intervene between the polymer film 1 and the cylindrical can 2, and since it contains almost no water, it is easily charged. Yes, it was difficult to drive stably without wrinkles.
第２のイオン銃14の概略を第３図（ｂ）に示す。第２
のイオン銃14の場合には第１のイオン銃12の場合とは異
なり、ニュートラライザー23を用いない。そしてグリッ
ト21にかける電圧を第１のイオン銃12の場合に比べて高
くして使用する。このようにすると高分子フィルム１
は、まず第１のイオン銃12よりでたイオン及び電子13に
より帯電を除去され皺なく円筒状キャン２に沿う。その
後に第２のイオン銃14によりでたより高エネルギーのイ
オン15により、帯電したキャンに張り付けられると同時
に基板表面を改質され、薄膜の特性を向上させるととも
に付着力を向上させる。この時第２のイオン銃は、イオ
ンだけでなく、ニュートラライザーを使用してイオンよ
り少量の電子を出してもよい。しかし第２のイオン銃14
を用いずに第１のイオン銃12だけで基板を十分に改質す
ることはできない。それは次のように説明できる。まず
第２のイオン銃14では、高分子フィルム１を円筒状キャ
ン２に帯電させて張り付ける。しかし第１のイオン銃12
では、高分子フィルム１を除電して円筒状キャン２に張
り付かないようにする。そこで第１のイオン銃12で照射
するイオンのエネルギーを高くすると、イオンのエネル
ギーがキャンに逃げずに、基板が熱的なダメージを受け
てしまうのである。An outline of the second ion gun 14 is shown in FIG. 3 (b). Second
Unlike the case of the first ion gun 12, the ionizer 14 of FIG. The voltage applied to the grit 21 is set higher than that of the first ion gun 12 for use. By doing this, the polymer film 1
Is first charged by the ions and electrons 13 emitted from the first ion gun 12 and follows the cylindrical can 2 without wrinkles. Thereafter, the ions 15 having a higher energy generated by the second ion gun 14 are applied to the charged can and at the same time, the surface of the substrate is modified to improve the characteristics of the thin film and the adhesion. At this time, the second ion gun may use not only ions but also a smaller amount of electrons than the ions by using a neutralizer. But the second ion gun 14
It is not possible to sufficiently modify the substrate with only the first ion gun 12 without using. It can be explained as follows. First, in the second ion gun 14, the polymer film 1 is charged and attached to the cylindrical can 2. But the first ion gun 12
Then, the polymer film 1 is neutralized so as not to stick to the cylindrical can 2. Therefore, if the energy of the ions irradiated by the first ion gun 12 is increased, the energy of the ions does not escape to the can and the substrate is thermally damaged.
このようにしてイオンにより正に帯電した高分子フィ
ルム１は、装着時には更に強く円筒状キャン２の表面に
張り付けるために電子銃８により電子ビーム７を出して
負に帯電させる。これは特に蒸発源が電子ビーム蒸発源
などの場合には蒸発源５から漏れる電子が基板の帯電を
除去して基板が除電され、高分子フィルム１が円筒状キ
ャン２に貼り付かなくなる可能性があるから重要であ
る。The polymer film 1 thus positively charged by the ions is further negatively charged by emitting an electron beam 7 by the electron gun 8 in order to further strongly attach it to the surface of the cylindrical can 2 at the time of mounting. This is because, particularly when the evaporation source is an electron beam evaporation source or the like, electrons leaking from the evaporation source 5 remove the charge on the substrate to eliminate the charge on the substrate, and the polymer film 1 may not stick to the cylindrical can 2. It is important because it exists.
高分子フィルム１に電子銃８により電子を照射する
際、必要とされる加速電圧は、高分子フィルム１の種類
や蒸着条件によって多少異なるが概ね500V以上あればよ
く、実状に合わせて設定すればよい。加速電圧が低い状
態で照射された電子は、高分子フィルム１に深く打ち込
まれず、金属膜の付着等により離脱してしまう。このよ
うな状態では静電引力が失われ高分子フィルム１の受け
る熱を円筒状キャン２に逃がすことが出来ない。通常、
電子銃８としてはピアス型が用いられる。ピアス型電子
銃は走査範囲が広く、広幅の高分子フィルム１に電子を
照射するときには都合がよい。また、加速電圧は一般に
30kV以上であるので十分である。尚、高分子フィルム１
の幅が狭い場合やピアス型電子銃が設置できない場合に
は小型の電子銃を使用してもよい。The accelerating voltage required when irradiating the polymer film 1 with electrons by the electron gun 8 is slightly different depending on the type of the polymer film 1 and the vapor deposition conditions, but may be about 500 V or more. Good. The electrons emitted in a state where the acceleration voltage is low are not deeply driven into the polymer film 1 and are detached due to adhesion of a metal film or the like. In such a state, the electrostatic attraction is lost and the heat received by the polymer film 1 cannot be released to the cylindrical can 2. Normal,
A pierce type is used as the electron gun 8. The pierce-type electron gun has a wide scanning range and is convenient for irradiating the wide polymer film 1 with electrons. Also, the acceleration voltage is generally
Since it is 30 kV or more, it is sufficient. Polymer film 1
A small electron gun may be used when the width is narrow or the pierce type electron gun cannot be installed.
ここで、高分子フィルムを円筒状キャンの周面に張り
付ける有効な補助手段について説明する。形成される薄
膜が導電性である場合に、薄膜と円筒状キャンとの間に
電位差を付与する方法である。第２図に示すように、フ
リーローラー10と円筒状キャン２との間に電源16を接続
し、フリーローラー10を介して薄膜と円筒状キャン２と
の間に電位差を付与する。この電位差により静電引力が
発生し、薄膜が形成された瞬間から高分子フィルム１が
円筒状キャン２に張り付く。この補助手段を用いること
により、異物等が原因で高分子フィルム１が円筒状キャ
ン２の周面から浮いた状態になった場合でも、高分子フ
ィルム１の広範囲にわたる熱分解が避けられる。Here, the effective auxiliary means for sticking the polymer film to the peripheral surface of the cylindrical can will be described. This is a method of applying a potential difference between the thin film and the cylindrical can when the thin film to be formed is conductive. As shown in FIG. 2, a power source 16 is connected between the free roller 10 and the cylindrical can 2, and a potential difference is applied between the thin film and the cylindrical can 2 via the free roller 10. Due to this potential difference, electrostatic attraction is generated, and the polymer film 1 sticks to the cylindrical can 2 from the moment the thin film is formed. By using this auxiliary means, even if the polymer film 1 floats from the peripheral surface of the cylindrical can 2 due to foreign matter or the like, thermal decomposition of the polymer film 1 over a wide range can be avoided.
蒸着後の高分子フィルム１は、照射し打ち込んだ電子
が残存しているので帯電した状態である。高分子フィル
ム１が帯電していると前述したように走行が不安定とな
りしわも発生し易くなる。また、高分子フィルム１を円
筒状キャン２の周面から剥離する際に火花放電して高分
子フィルム１が損傷する場合もある。この現象は高い電
気抵抗率を有する高分子フィルム１に蒸着する際に顕著
である。このような場合には、高分子フィルム１の帯電
を除く必要がある。帯電を除く方法として、従来は蒸着
装置内にガスを導入してグロー放電処理を行っていた。
この方法により高分子フィルム１の帯電は除去された
が、形成される薄膜に及ぼす導入ガスの影響は避けられ
なかった。この問題は、本発明においては第２図に示す
ように、薄膜が形成された後、高分子フィルム１にイオ
ン銃17からのイオン及び電子18を照射することで解決さ
れる。高分子フィルム１へのイオン及び電子18の照射
は、薄膜の形成されている面に対しても、薄膜の形成さ
れていない面、いわゆる裏面に対しても有効である。た
だし、薄膜が金属の場合には、高分子フィルム１が円筒
状キャン２の周面からはなれる剥離部近傍において、高
分子フィルム１の裏面にイオン及び電子18を照射するこ
とがより有効である。尚、ここで照射するイオン及び電
子18が多量に成膜部に到達することは好ましくない。す
なわち、成膜部において必要とされる静電引力が失われ
て安定な蒸着が困難となるからである。従って、成膜部
にイオン及び電子が到達しにくいようにイオン銃17の向
きや遮蔽板の設置について考慮する必要がある。The polymer film 1 after vapor deposition is in a charged state because the electrons irradiated and driven remain. If the polymer film 1 is charged, the running becomes unstable and wrinkles easily occur as described above. Further, when the polymer film 1 is peeled from the peripheral surface of the cylindrical can 2, spark discharge may occur and the polymer film 1 may be damaged. This phenomenon is remarkable when vapor-depositing on the polymer film 1 having a high electric resistivity. In such a case, it is necessary to remove the charging of the polymer film 1. As a method of removing the charge, conventionally, gas is introduced into the vapor deposition apparatus to perform glow discharge treatment.
By this method, the electrification of the polymer film 1 was removed, but the effect of the introduced gas on the thin film formed was unavoidable. In the present invention, this problem is solved by irradiating the polymer film 1 with ions and electrons 18 from the ion gun 17 after the thin film is formed, as shown in FIG. Irradiation of the polymer film 1 with ions and electrons 18 is effective for both the surface on which the thin film is formed and the surface on which the thin film is not formed, that is, the back surface. However, when the thin film is a metal, it is more effective to irradiate the back surface of the polymer film 1 with ions and electrons 18 in the vicinity of the peeled portion where the polymer film 1 is separated from the peripheral surface of the cylindrical can 2. . Incidentally, it is not preferable that a large amount of ions and electrons 18 to be irradiated here reach the film forming section. That is, the electrostatic attraction required in the film forming unit is lost and stable vapor deposition becomes difficult. Therefore, it is necessary to consider the orientation of the ion gun 17 and the installation of the shield so that the ions and electrons do not easily reach the film formation section.
第１の工程において第１のイオン銃12からのイオン及
び電子13を、第２の工程において第２のイオン銃14から
イオン15を、第３の工程において電子銃８によって電子
を高分子フィルム１に照射するわけであるが、この三つ
の工程の干渉を抑えるために隔壁を設けることが望まし
い。特に、装置の規模の関係から三つの工程を十分に遠
ざけられない場合には隔壁が必要である。例えば、第２
の工程即ち第２のイオン銃14からイオン15を照射する工
程に於て、第３の工程の電子銃８から照射された電子が
混入すると、高分子フィルム１の円筒状キャン２への張
り付きが弱くなり高分子フィルムが熱的ダメージを受け
易くなる。従って第２図に示すように第１のイオン銃12
によるイオン及び電子13の照射の工程と、第２のイオン
ガン14によるイオン15の照射の工程の間に隔壁19、第２
のイオンガン14によるイオン15の照射工程と電子銃８に
よる電子ビーム７の照射工程の間に隔壁20を設けるのが
有効である。In the first step, the ions and electrons 13 from the first ion gun 12, the second ion gun 14 to the ions 15 in the second step, and the electrons by the electron gun 8 in the third step are used as the polymer film 1. However, it is desirable to provide partition walls in order to suppress the interference of these three steps. In particular, the partition wall is necessary when the three steps cannot be sufficiently separated from each other due to the scale of the apparatus. For example, the second
In the step (i.e., the step of irradiating the ions 15 from the second ion gun 14), when the electrons emitted from the electron gun 8 of the third step are mixed, the polymer film 1 is stuck to the cylindrical can 2. It becomes weak and the polymer film is easily damaged by heat. Therefore, as shown in FIG. 2, the first ion gun 12
Between the step of irradiating the ions and electrons 13 with the second ion gun 14 and the step of irradiating the ions 15 with the second ion gun 14.
It is effective to provide the partition wall 20 between the irradiation process of the ions 15 by the ion gun 14 and the irradiation process of the electron beam 7 by the electron gun 8.
以下さらに、具体的実施例について説明する。 Hereinafter, specific examples will be described.
第２図に示す真空蒸着装置にて金属薄膜であるCo−Cr
膜を形成した。尚、Co−Cr膜は高密度磁気記録媒体とし
て注目されているものである。Co-Cr which is a metal thin film in the vacuum deposition apparatus shown in FIG.
A film was formed. The Co-Cr film has attracted attention as a high-density magnetic recording medium.
高分子フィルム１として脱ガス処理を施した幅50cm、
厚さ７μｍのポリイミドフィルムを用いた。ポリイミド
フィルムを供給ロール３から巻きだし、円筒状キャン２
の周面を矢印Ａの方向に100m/分の速度で走行させ、巻
き取りロール４に巻き取った。第１のイオン銃12からの
イオン及び電子13と、第２のイオン銃からイオン15をポ
リイミドフィルムに照射する。第１のイオン銃12は、イ
オン加速電圧500V,イオン電流密度1mA/cm2、電子電流密
度1mA/cm2とした。また第２のイオン銃14は、イオンの
加速電圧を、1000V（Ｃの場合）または1500V（Ｄの場
合）、イオン電流密度1mA/cm2として使用した。なお比
較のために、次に述べるA,Bの場合についても検討し
た。即ちＢは第１のイオン銃12はC,Dと同じ条件で使用
し、第２のイオン銃14は使用しない場合であり、Ａは第
１、第２のイオン銃12、14を両方とも用いない場合であ
る。いずれも前記以外の条件はC,Dと同じにしてある。
イオン化するガスとしてはArを用いた。Arの導入量は80
cc/分とした。ポリイミドフィルム張り付け用の電子銃
８は加速電圧30kVのピアス型電子銃を用いた。エミッシ
ョン電流は1Aとし、ポリイミドフィルムの幅に600Hzで
走査した。蒸発源５としては電子ビーム蒸発源を用い
た。ポリイミドフィルムのはりつけの補助手段として電
源14により直流100VをCo−Cr膜と円筒状キャン２との間
に印加した。ポリイミドフィルムの帯電を除去するため
に、イオン銃15からのイオン及び電子16をポリイミドフ
ィルムの裏面に照射した。イオンの加速電圧は500V、イ
オン電流密度は0.1mA/cm2、電子電流密度はイオン電流
密度と同様に0.1mA/cm2とした。イオン化するガスとし
てはArを用いた。Arの導入量は500cc/分とした。以上の
方法により、膜厚0.2μｍのCo−Cr膜を形成した。前記
Ａ〜Ｄの薄膜を振動試料型磁力計によってその特性を評
価した。Width 50 cm that is degassed as polymer film 1,
A polyimide film having a thickness of 7 μm was used. Unwind the polyimide film from the supply roll 3 and put it into the cylindrical can 2.
The peripheral surface was run in the direction of arrow A at a speed of 100 m / min and wound on a winding roll 4. The polyimide film is irradiated with the ions and electrons 13 from the first ion gun 12 and the ions 15 from the second ion gun. The first ion gun 12 had an ion acceleration voltage of 500 V, an ion current density of 1 mA / cm 2 , and an electron current density of 1 mA / cm 2 . The second ion gun 14 was used with an ion acceleration voltage of 1000 V (for C) or 1500 V (for D) and an ion current density of 1 mA / cm 2 . For comparison, the following cases A and B were also examined. That is, B is the case where the first ion gun 12 is used under the same conditions as C and D and the second ion gun 14 is not used, and A is used for both the first and second ion guns 12 and 14. If not. In all cases, the conditions other than the above are the same as those of C and D.
Ar was used as the ionizing gas. The amount of Ar introduced is 80
cc / min. As the electron gun 8 for sticking the polyimide film, a pierce type electron gun with an accelerating voltage of 30 kV was used. The emission current was 1 A and the width of the polyimide film was scanned at 600 Hz. An electron beam evaporation source was used as the evaporation source 5. As an auxiliary means for attaching the polyimide film, a direct current of 100 V was applied between the Co-Cr film and the cylindrical can 2 by the power supply 14. Ions and electrons 16 from the ion gun 15 were applied to the back surface of the polyimide film to remove the charge on the polyimide film. The acceleration voltage of ions was 500 V, the ion current density was 0.1 mA / cm 2 , and the electron current density was 0.1 mA / cm 2 like the ion current density. Ar was used as the ionizing gas. The amount of Ar introduced was 500 cc / min. A Co-Cr film having a thickness of 0.2 μm was formed by the above method. The characteristics of the thin films A to D were evaluated by a vibrating sample magnetometer.
その結果は表に示すように、第１、第２のイオン銃1
2、14によるイオンの照射が無いＡの場合には、Hkは約
2.5kOe,Hcは約600Oeで有るが、本発明の方法によれ
は、第２のイオン銃14の加速電圧1500VのＤの場合、Hk
は約5kOe,Hcは約1100Oeと大幅に磁気特性が向上して
いる。またイオン照射が無い場合には長尺にわたって皺
なく薄膜を作製することが困難であり、かつ作製された
膜の付着力に問題があったが、本発明の方法によれば、
しわがなくしかも高い付着力を有するCo−Cr膜を長尺に
わたって安定に製造することが出来た。The results are as shown in the table.
In case of A without irradiation of ions by 2 and 14, Hk is about
Although 2.5 kOe and Hc are about 600 Oe, according to the method of the present invention, when the acceleration voltage of the second ion gun 14 is 1500 V and D is Hk,
Shows about 5 kOe and Hc about 1100 Oe, which is a significant improvement in magnetic properties. Further, in the absence of ion irradiation, it is difficult to produce a thin film without wrinkles over a long length, and there was a problem in the adhesive force of the produced film, according to the method of the present invention,
It was possible to stably produce a Co-Cr film having no wrinkles and high adhesion over a long length.
以上の実施例では、ポリイミドフィルムにCo−Cr膜を
形成する場合についてのみ説明したが、ポリイミドフィ
ルム以外の高分子フィルムでもよく、またCo−Cr膜以外
の薄膜でも本発明は有効である。 In the above examples, only the case where the Co—Cr film is formed on the polyimide film has been described, but a polymer film other than the polyimide film may be used, and a thin film other than the Co—Cr film is also effective in the present invention.
発明の効果 本発明によれば、イオン銃を二つ用いることにより、
高エネルギーのイオンで薄膜の特性と付着力を向上させ
ることが可能となり、低エネルギーのイオンと電子で、
しわのない薄膜を長尺にわたって安定に製造することが
可能となった。According to the present invention, by using two ion guns,
It becomes possible to improve the characteristics and adhesion of the thin film with high energy ions, and with low energy ions and electrons,
It has become possible to stably produce a wrinkle-free thin film over a long length.
第１図は本発明の一実施例における薄膜の製造方法に用
いる真空蒸着装置の内部構造の概略を示す正面図、第２
図は本発明の一実施例における薄膜の製造方法に用いる
真空蒸着装置の内部構造の概略を示す正面図、第３図は
同実施例におけるイオン銃の構造の概略を示す正面図、
第４図は従来法の一例における真空蒸着装置の内部構造
の概略を示す正面図である。 １……高分子フィルム基板、２……円筒状キャン、３…
…供給ロール、４……巻き取りロール、５……蒸発源、
６……遮蔽板、７……電子ビーム、８……電子銃、９、
10……フリーローラー、11……グロー放電電極、12……
第１のイオン銃、13……イオン及び電子、14……第２の
イオン銃、15……イオン、16……電源、17……イオン
銃、18……イオン及び電子、19、20……隔壁、21……グ
リッド、22……イオン、23……ニュートラライザー、24
……電子、Ａ……矢印、Ｓ……開口部。FIG. 1 is a front view showing the outline of the internal structure of a vacuum vapor deposition apparatus used in the method for producing a thin film in one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a front view showing the outline of the internal structure of a vacuum vapor deposition apparatus used in the method for producing a thin film in one embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a front view showing the outline of the structure of the ion gun in the same embodiment,
FIG. 4 is a front view showing the outline of the internal structure of a vacuum vapor deposition apparatus in an example of the conventional method. 1 ... Polymer film substrate, 2 ... Cylindrical can, 3 ...
… Supply roll, 4 …… Winding roll, 5 …… Evaporation source,
6 ... Shielding plate, 7 ... Electron beam, 8 ... Electron gun, 9,
10 …… Free roller, 11 …… Glow discharge electrode, 12 ……
1st ion gun, 13 ... ion and electron, 14 ... second ion gun, 15 ... ion, 16 ... power supply, 17 ... ion gun, 18 ... ion and electron, 19, 20 ... Partition wall, 21 …… Grid, 22 …… Ion, 23 …… Neutralizer, 24
...... Electronic, A ... Arrow, S ... Opening.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本田 和義 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 石田 達朗 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kazuyoshi Honda 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Tatsuro Ishida 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Within
Claims (7)
わせて走行させながら薄膜を形成する薄膜の製造方法に
於て、前記高分子フィルムに第１のイオン銃からのイオ
ンと電子を照射する第１の工程と、前記高分子フィルム
に第２のイオン銃からのイオンを照射する第２の工程
と、前記高分子フィルムに電子銃からの電子を照射する
第３の工程と、前記高分子フィルム上に真空蒸着法によ
る薄膜を形成する第４の工程を有し、前記第２のイオン
銃のイオンの加速電圧が、前記第１のイオン銃のイオン
加速電圧よりも高いことを特徴とする薄膜の製造方法。1. A method of manufacturing a thin film, wherein a thin film is formed while running a polymer film along a circumferential surface of a cylindrical can, wherein ions and electrons from a first ion gun are applied to the polymer film. A first step of irradiating, a second step of irradiating the polymer film with ions from a second ion gun, a third step of irradiating the polymer film with electrons from an electron gun, A fourth step of forming a thin film on a polymer film by a vacuum deposition method, wherein an acceleration voltage of ions of the second ion gun is higher than an ion acceleration voltage of the first ion gun. A method for manufacturing a thin film.
と前記円筒状キャンとの間に電位差を付与することを特
徴とする請求項１記載の薄膜の製造方法。2. The method for producing a thin film according to claim 1, wherein the thin film is conductive, and a potential difference is applied between the conductive thin film and the cylindrical can.
第３のイオン銃からのイオンと電子を照射する第５の工
程を有することを特徴とする請求項１又は２記載の薄膜
の製造方法。3. The thin film according to claim 1, further comprising a fifth step of irradiating the polymer film with ions and electrons from a third ion gun after the fourth step. Production method.
程と第３の工程との間のどちらか一方かまたは両方に隔
壁を設けることを特徴とする請求項１、２又は３記載の
薄膜の製造方法。4. A partition is provided between the first step and the second step, and between the second step and the third step, or both of them. 2. The method for producing a thin film according to 2 or 3.
用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載
の薄膜の製造方法。5. The method for producing a thin film according to claim 1, wherein a polymer film which has been degassed in advance is used.
らなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載
の薄膜の製造方法。6. The method for producing a thin film according to claim 1, wherein the thin film produced in the fourth step is made of a Co-based alloy.
はCoとNiと、Crからなることを特徴とする請求項６記載
の薄膜の製造方法。7. The method for producing a thin film according to claim 6, wherein the thin film produced in the fourth step comprises Co and Cr or Co, Ni and Cr.
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|---|---|---|---|---|
| JPS6240373A (en) * | 1985-08-19 | 1987-02-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semi-continuous take-up type vacuum deposition device |
-
1989
- 1989-06-19 JP JP1156522A patent/JP2679260B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| JPS6240373A (en) * | 1985-08-19 | 1987-02-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semi-continuous take-up type vacuum deposition device |
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