JPH02247383A

JPH02247383A - 薄膜の製造方法

Info

Publication number: JPH02247383A
Application number: JP1067062A
Authority: JP
Inventors: Kiyokazu Toma; 清和東間; Ryuji Sugita; 龍二杉田; Kazuyoshi Honda; 和義本田; Yasuhiro Kawabun; 康博川分; Tatsuro Ishida; 達朗石田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-03-17
Filing date: 1989-03-17
Publication date: 1990-10-03
Anticipated expiration: 2011-01-31
Also published as: JPH089782B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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。

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を差し向は電
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。

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、円筒状キャンが高温である場合や脱ガス処理
を施した高分子フィルムを使用する場合に電子を照射す
る工程で高分子フィルムにしわが入り易いという問題と
、作製した薄膜と高分子フィルムとの間の付着力が十分
でないという問題があった。

課題を解決するための手段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、前記高分子フィルムが前記円筒状キャンの周面に沿
っている間に、前記高分子フィルムにイオン銃からのイ
オン及び電子を照射する第１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２の工程と、前記
高分子フィルム上に真空蒸着法により薄膜を形成する第
３の工程とを順次実施する。

作用本発明によれば、高分子フィルムにイオン及び電子を照
射することにより高分子フィルムの正や負の帯電を除去
してしわの発生を抑制する第１の工程と、高分子フィル
ムがしわなく円筒状キャンの周面に沿った状態で高分子
フィルムに電子を照射し高分子フィルムを円筒状キャン
の周面に張り付ける第２の工程とを順次実施した後、第
３の工程で真空蒸着法により薄膜を形成するので、しわ
の無いしかも十分な付着力を有する薄膜を安定に製造す
ることが可能となる。

実施例第１図〜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がない点とイオン銃
１２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。

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。ここでイオン銃１２はイオン
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
。イオン銃１２の概略を第３図に示す。イオン銃１２は
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ものであ
る。イオン銃１２のグリッド１８からはＡｔ１Ｎａ、Ｈ
Ｅ、０２等の加速されたイオン１９がでてくる。

尚、一般にはＡｒが用いられる。２ｏはニュートラライ
ザ−であり、これに電流を流すことにより電子２１が発
生する。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。イオン照射により薄膜と基板との
付着力を向上させることは一般的に行われているが、基
板としてはガラス板や金属板のように厚くて硬いもので
あった。

本発明において用いる基板としての高分子フィルム１は
厚さが１０μｍ前後の薄いものである。このように薄い
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の局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。イオン
を照射しなくても、接触や摩擦により生じたわずかな帯
電によってもしわが発生し走行は不安定となる。高分子
フィルムの帯電は、正の部分も負の部分もあり、それら
の分布は一定していない。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
帯電はもちろん無り、シかも高分子フィルム１が既に正
や負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
、高温の円筒状キャン２に接触した高分子フィルム１が
熱変形する場合でも、帯電がないので滑り易く、高分子
フィルム１をしわの無い状態で安定に走行させることが
可能となる。また、予め十分な脱ガス処理を施した高分
子フィルム１も、帯電がないので滑り易＜、シわの無い
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（はとんどが水）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１．シ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。

高分子フィルム１に電子銃８により電子を照射する際、
照射する電子を加速する必要がある。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１ｋＶ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、では
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
。高分子フィルム１を円筒状キャン２に張り付けるため
に高分子フィルム１に電子を照射するが、この方法の利
点は、高分子フィルム１にピンホール等の欠陥がある場
合でも使用できる点である。欠点は、しわや異物のかみ
込みにより、電子照射後において高分子フィルム１と円
筒状キャン２との間に部分的に隙間が存在する場合に、
蒸着時にその部分が熱分解する点である。高分子フィル
ム１が熱分解すると分解ガスが発生し、高分子フィルム
１と円筒状キャン２との間の隙間が広範囲に拡大してし
まう。従って、電子照射により高分子フィルム１を円筒
状キャン２に張り付ける場合には、特にしわの無い状態
が要求される。

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１４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。この方法の利点は、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の広範囲な熱分解が避けられる
点である。欠点は、高分子フィルム１にピンホール等の
欠陥があると効果が失われる点である。

特に、印加電圧が高いと張り付けの効果は大きいが損傷
も大きい。従って、電子照射と電位差付与とを併用する
ことは、印加電圧を低くすることが可能となるので、非
常に有効である。

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
現象は扁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（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、高分字フィル
ム１にイオン銃１５からのイオン及び電子１６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１６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
１６を照射することがよりを効である。尚、ここで照射
するイオン及び電子１６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１５の向きや遮蔽板の設置について考慮す
る必要がある。

第１の工程において、イオン銃１２からのイオン及び電
子１３を高分子フィルム１に照射するわけであるが、こ
の照射の後の第２の工程である電子銃８による電子の打
ち込みの工程との干渉を抑えるための隔壁を設けること
が望ましい。特に、装置の規模の関係から二つの工程を
十分に遠ざけられない場合には隔壁が必要である。即ち
、電子銃１２からのイオン及び電子１３は制御されバラ
ンスの取れた状態が要求される。他から電子が混入する
とバランスが崩れ、制御が難しくなる。従って、第２図
に示すように電子銃１２からのイオン及び電子１３の照
射の工程と電子銃８による電子の照射の工程との間に、
電子の混入を抑える隔壁１７を設けることは有効である
。

以下に具体的実施例について説明する。

第２図に示す真空蒸着装置にて金属薄膜であるＧｏ−Ｃ
ｒ膜を形成した。尚、Ｇｏ−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。

高分子フィルム１として脱ガス処理を施した幅５０　ｃ
　ｒｌｈ　　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２０ｍ／分の速度
で走行させ、巻き取りロール４に巻き取った。円筒状キ
ャン２の温度は２５０　’Ｃとした。イオン銃１２から
のイオン及び電子１３をポリイミドフィルムに照射する
。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２０ｃｃ／分と
した。ポリイミドフィルム張り付は用の電子銃８は加速
電圧３０ｋＶのピアス型電子銃を用いた。

エミッシロン電流は１００ｍＡ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っけ
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５００　Ｖｌ　　イオン電流
密度は０．　１　ｍＡ／　Ｃｍ’、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１０
ｃｃ／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。その結果、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。

以上の実施例では、ポリイミドフィルムにＣ。

−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Ｃ
ｏ−Ｃｒ膜膜外外薄膜でも本発明は有効である。

発明の効果本発明によれば、高分子フィルムに電子を照射する前工
程でイオン及び電子を照射するので、しわのない、しか
も十分な付着力を有する優れた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。

【図面の簡単な説明】

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断面図、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断面図、第３図は
イオン銃の構造の概略を示す正面図、第４図は従来法の
一実施例における真空蒸着装置の内部構造の概略を示す
断面図である。１・・・高分子フィルム基板、２Φ嗜・円筒状キャン、８・・・供給ロール、４・・・巻き取りロール、 δΦ拳・蒸発源、６＠・・遮蔽板、７・・・電子ビーム、８・・・電子銃、１１・・・グロー放電電極、１２・・・イオン銃、１３・・・イオン及び電子、Ａ・　・・矢印、Ｓ・・・開口部。代理人の氏名　弁理士　栗野重孝　はか１名ｓ−ｔ＃給
０−ル４−　啓さ収り０−ル５−・−ｒｋ　　発　源１２図１図９．１０−−−フリーローラーＩ２−・−づオン銃Ｓ−開口部

Claims

【特許請求の範囲】

（１）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、前記高分子フィルムが前記円筒状キャンの周
面に沿っている間に、前記高分子フィルムにイオン銃か
らのイオン及び電子を照射する第１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２の工程と
、前記高分子フィルム上に真空蒸着法により薄膜を形成
する第３の工程とを順次実施することを特徴とする薄膜
の製造方法。
（２）形成する薄膜が導電性である場合に導電性薄膜と
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。
（３）薄膜形成後の高分子フィルムにイオン銃からのイ
オン及び電子を照射する第４の工程を有することを特徴
とする請求項１記載の薄膜の製造方法。
（４）第１の工程を実施する部分と第２の工程を実施す
る部分との間に隔壁を設ける請求項１記載の薄膜の製造
方法。
（５）予め脱ガス処理を施した高分子フィルムを用いる
請求項１記載の薄膜の製造方法。