JPH0261130B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、真空蒸発により被蒸着面に薄膜を
形成する装置に関するものであつて、さらに限定
していうと、金属の窒化物等からなる薄膜を形成
するため、加熱蒸発した金属材料を窒素等の反応
ガスと反応させて、その化合物を被蒸着面に蒸着
する装置に関するものである。

磁幾テープや磁気デイスク等、磁気記録体を製
作するに際しては、磁化膜として金属の窒化物を
基材表面に凝着することが行われている。このよ
うな磁化膜の形成は、主として真空蒸着法やスパ
ツタリング法によりなされて来たが、何れの場合
も、金属を窒素と反応させながら、その化合物を
被蒸着面に凝着させなければならない。

ところで、従来において窒化物の蒸着を行う場
合は、ごく低圧の窒素ガス雰囲気において金属を
加熱蒸発させ、この蒸発気流を上記窒素ガスと共
に電子衝撃法によつてイオン化することにより、
これらを反応させて被蒸着面に凝着する方法が採
られている。

ところが、上記の場合、金属の蒸発量を増加さ
せると、これに相応して発生する金属イオンの量
も増大するが、窒素イオンについては、この増加
に対応させて多量のイオンを得ることが極めて困
難であつた。というのは、発生するイオンの量
は、電子衝撃を受ける分子の密度に大きく依存す
ることから、金属の蒸発量を増加させて電子衝撃
を受ける金属分子の密度を高くしてやればそれだ
けイオンの発生量も増加する。しかし、窒素ガス
の場合は、真空蒸着を行うことを前提として与え
られる窒素ガス分子の密度がごく低い値に抑えら
れるため、電子衝撃の出力を如何に上昇させて
も、上記金属イオンの発生量に対応できるだけ窒
素イオンの量を増加させることができないからで
ある。しかも、窒素ガス雰囲気中で金属が蒸発す
ることにより、窒素分子の中に金属分子が混じる
と、これに伴つて窒素のイオン化率が相対的に低
下する。従つて、金属の蒸発量を増加させること
は、却つて窒素イオンの発生量を低下させる結果
となる。

この現象は、磁気テープ等を製作するに際し
て、その生産性を向上させるのに大きな障害とな
る。生産者を向上させるためには単位時間当たり
の蒸着量をより高く維持することが必要となる
が、この単位時間当たりの蒸着量を決定するの
は、金属と反応ガスの反応によつて生成する化合
物の量である。しかし、発生する窒素イオンの量
が著しく制約を受けている上記の状況のもとで
は、生成する化合物も発生する窒素イオンの量に
相応して少なくとも、従つて単位時間当たりの蒸
着量がかなり低い値にならざるを得ない。

この発明は、真空蒸着においてて金属と反応ガ
スを反応させて、その化合物を蒸着する場合の上
記従来の問題点を解消すべくなされたものであつ
て、金属の蒸発量に対応させて、反応ガスイオン
の発生量を自由に増加できるようにし、これによ
つて生産性の向上を可能としたものである。以下
この発明の構成を図示の実施例に基づき、詳細に
説明する。

図面に示す通り、この発明による薄膜形成装置
は、金属材料Ｓを加熱蒸発して、発生した蒸発気
流中の金属分子をイオン化する手段と、これとは
別に窒素ガス等の反応ガスをイオン化して発射す
る手段とからなつている。

図示の実施例において、金属材料Ｓを蒸発し
て、金属分子をイオン化する手段は、金属材料７
を加熱蒸発させる手段と、これにより発生した蒸
発気流中の金属分子を電子衝撃によりイオン化す
る手段とを備えるイオンプレーテイング１からな
つている。

加熱蒸発手段は、金属材料Ｓを収納する坩堝２
と、電子線を発射させる電子銃３とを含み、電子
銃３から発射した電子線を電磁偏向等の手段によ
つて上記金属材料Ｓに照射し、これによつて、同
材料Ｓを加熱蒸発させ、その蒸発気流を被蒸着面
１２へ向けて発射させる。他方、イオン化手段
は、熱電子を放射するフイラメント４と、これに
対極させたイオン化電極５とを含んでおり、上記
金属材料Ｓの蒸発気流の放射径路上において、フ
イラメント４からイオン化電極５へ向けて熱電子
が発射され、これが蒸発気流中の金属分子に衝突
してイオン化させる。

一方、反応ガスをイオン化させて発射する手段
は、セル７の中に導入した反応ガスに電子を衝突
させてイオン化し、このイオンを被蒸着面１２へ
向けて発射させるようにしたイオンガン６からな
つている。セル７には、その中に熱電子を放出す
るフイラメント９が設けられていると共に、同セ
ル７の側面に正電圧が印加され、また、周囲に配
置した電磁コイル１０によつてその中に所定の磁
場が形成されている。さらに、セル７の発射口側
には、グリツド１１が配置され、これに正の電圧
が印加されている。

いま、上記セル７の中にバルブ１３を通して窒
素ガス等の反応ガスを導入すると共に、フイラメ
ント９から電子を放出させると、この電子が同セ
ル７に与えられた電場と磁場によつてその中に閉
じ込められ、この状態で上記反応ガスの分子に衝
突してこれをイオン化する。こうして発生したイ
オンは、被蒸着面側に加えられた負の電圧により
引き出され、同面へ向けて発射される。

イオンプレーテイング１とイオンガン６からそ
れぞれ発射された金属イオンと反応ガスのイオン
は、互いに反応して被蒸着面に入射し、凝着す
る。従つて、同面にはこれらの化合物、例えば反
応ガスが窒素ガスであれば金属の窒化物の薄膜が
形成される。

図示の実施例では、磁気テープの製造工程にお
いて、テープ状の基板１２表面に磁化膜等の薄膜
を形成する場合について示してある。即ち、被蒸
着を含む基材１２は、高分子フイルム等のテープ
からなつており、一方のドラム１４から繰り出さ
れた同基材１２が、冷却ドラム１６に添えられ、
ここでその表面に磁化膜が形成された後、巻き取
り側のドラム１５に巻き取られる。

この場合、上記化合物の反応に必要な金属イオ
ンの量は、金属材料Ｓに照射する電子線の出力に
依存することから、電子銃３に流す電流等を変え
ることによつてその量をコントロールすることが
できる。他方、反応ガスについても、その分子の
密度とこれに衝突させる熱電子の出力によつて発
生するイオンの量が変化することから、セル７に
導入する反応ガスの濃度やフイラメント９に流す
電流を変化させることによつてそのイオンの発生
量を任意にコントロールすることができる。しか
もこの場合に、セル７の中の反応ガスの濃度を相
当高くしても、真空蒸着に必要な真空雰囲気に何
等影響を与えることがないので、金属の蒸発量を
増加させた場合でも、これに対応して大量の反応
ガスイオンを得ることができる。

以上のようにしてこの発明によれば、金属の蒸
発量に対応させて反応ガスイオンの発生量を増加
させることが可能であるから、これまで反応ガス
イオンの発生量によつて大きな制約を受けていた
蒸着量を大幅に増大することが可能となり、もつ
て磁気記録体を製作する場合等において、生産性
の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、この発明の一実施例を示す説明図であ
る。 １……イオンプレーテイング、６……イオンガ
ン、７……セル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 加熱蒸発した金属材料の蒸発気流を反応ガス
   と反応させて、これらの化合物を被蒸着面に蒸着
   し、その薄膜を形成するようにした薄膜形成装置
   において、金属材料を加熱蒸発し、かつ蒸発によ
   り発生した金属分子をイオン化する手段と、反応
   ガスをイオン化させて発射する手段とを備えて、
   それぞれの手段から発射された金属イオンと反応
   ガスイオンを被蒸着面へ向けて入射させることに
   より、これらの化合物を被蒸着面に蒸着するよう
   にしたことを特徴とする薄膜形成装置。 ２ 金属材料を加熱蒸発して、その金属分子をイ
   オン化する手段が、加熱蒸発により発生した蒸発
   気流中の金属分子を電子衝撃によりイオン化して
   被蒸着面に入射させるイオンプレーテイングから
   なる特許請求の範囲第１項記載の薄膜形成装置。 ３ 反応ガスをイオン化させて発射させる手段
   が、セルの中に導入した反応ガスに電子を衝突さ
   せてイオン化し、このイオンを被蒸着面へ向けて
   発射させるようにしたイオンガスからなる特許請
   求の範囲第１項または第２項記載の薄膜形成装
   置。