JPH0320466A - Production of thin film - Google Patents
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Abstract
Description
産業上の利用分野
本発明ζ上 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も
従来の技術
従夾 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
例の概略を示も 高分子フィルムｌは円筒状キャン２の
周面に沿って矢印Ａの方向に走行すも この高分子フィ
ルムｌ上に蒸発源５によって薄膜が形成されも 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
りロールであも ９、 ｌＯはフリーローラーであも
蒸発源５として（上 抵抗加熱蒸発淑 誘導加熱蒸発風
電子ビーム蒸発源等が用いられも 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
されていも 遮蔽板６Ｇ上 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上に付着すも 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（よ 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
分解を生じ易鶏 従って、薄膜を高堆積速度で形戊する
際に（上 これらの熱的ダメージを避けるために 高分
子フィルムｌを円筒状キャン２の周面に強く張り付Ｃナ
、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も 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ｌ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ｌと円筒状キャン２との間に発生する静電引力を
利用する方法があも 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
く用いられも高分子フィルム１は薄膜形戊後においても
強く帯電した状態であん 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、通象 除電するた
めにグロー放電処理すも グロー放電処理（よ 真空槽
内にガスを導入してグロー放電電極１ｌを用いて行われ
も
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
製する限 電子を照射する工程弘 高分子フィルムにし
わが入りやす（ち また作製した薄膜において４友 薄
膜と高分子フィルムとの間の付着力が十分でなかつ九
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
本発明ＧＡ このような従来技術の課題を解決するこ
とを目的とすも
課題を解決するための手段
本発明ζ上 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り
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
膜の製造方法であ瓜
作用
本発明においてＣヨ まず第１のイオン銃により照射
されるイオンと電子により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
ることができも 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（１ 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も
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も 第ｌ図１よ グロー放電電極ｌ
１がない点と第１のイオン銃１２、第２のイオン銃ｌ４
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も 第１、第２のイオ
ン銃１２．１４は共にイオンビームスバッタリンズ 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ん このイオン銃の概略を第
３図を用いて説明すも イオン銃のグリッド２１からは
ＡｒＳ Ｎｅ，Ｈｌ！、０２等の加速されたイオン２２
がでて＜モ砥 一般にはＡｒが用いられも 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が発生すん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も そこで本実施例におい
てIndustrial Application Fields of the Invention The present invention ζ 1 relates to a thin film manufacturing method in which a thin film is continuously formed on a polymer film by vacuum evaporation; There is a vacuum evaporation method as a method for forming with high productivity. Figure 4 schematically shows an example of the inside of a vacuum evaporation apparatus commonly used in production. A polymer film l runs along the circumferential surface of a cylindrical can 2 in the direction of arrow A. 3 and 4 are the supply roll and take-up roll of the polymer film 1, respectively, and 9 is a free roller.
Even if a resistance heating evaporator, induction heating evaporation wind, electron beam evaporation source, etc. are used as the evaporation source 5, the vapor evaporated from the evaporation source 5 will adhere to unnecessary parts between the evaporation source 5 and the cylindrical can 2. Even if the shielding plate 6 is arranged to prevent this, there is an opening on the shielding plate 6G as shown by S, and the vapor passing through this opening S will adhere to the polymer film 1.Vacuum evaporation method When fabricating thin films at higher film deposition rates, thermal deformation and thermal decomposition of the polymer film may occur due to factors such as radiant heat from the evaporation source and condensation heat of evaporated atoms. In order to avoid such thermal damage, the polymer film 1 is strongly attached to the circumferential surface of the cylindrical can 2, so that the heat received by the polymer film 1 can be efficiently transferred to the cylindrical shape. Even if it is necessary to release the film into the main body of the can 2, one method for attaching the polymer film 1 to the circumferential surface of the cylindrical can 2 is to
With the polymer film l along the circumferential surface of the cylindrical can 2, an electron beam 7 is applied to the polymer film 1 by an electron gun 8.
The electron gun 8 for electron implantation is capable of scanning over a wide range. Even if a piercing-type electron gun is often used, the polymer film 1 remains strongly charged even after forming a thin film.If the polymer film 1 is charged, it is difficult to run stably, so it is common to remove static electricity. The problem to be solved by the invention is that the glow discharge treatment is carried out by introducing gas into a vacuum chamber and using a 1L glow discharge electrode. The limitations of producing a thin film using this method include the process of irradiating electrons, which tends to cause wrinkles in the polymer film (in addition, the adhesion between the thin film and the polymer film may not be sufficient).
Furthermore, when a thin film is produced on a polymer substrate, the properties of the thin film are not sufficient due to the influence of the substrate. Means of the present invention ζ1 In a method for producing a thin film in which a thin film is formed while a polymer film is run along the circumferential surface of a cylindrical can, ions and electrons from a first ion gun are applied to the polymer film. a first 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 method for producing a thin film characterized by comprising a fourth step of forming a thin film on the polymer film by vacuum evaporation. Electrostatic charges are removed from the polymer film to prevent wrinkles from forming when the polymer film comes into contact with the can. Next, by modifying the surface of the polymer film with ions from the second ion gun that have higher energy than the first ion gun, it is possible to create a thin film with excellent properties and strong adhesion. Since the polymer film is evaporated while being attached to the can using electrons from a gun, there is little thermal damage to the substrate (1 or more).
By using an electron gun, it is possible to fabricate a thin film with excellent properties and strong adhesion without wrinkles. Sumo Figure 1 Glow discharge electrode
The point where there is no 1, the first ion gun 12, the second ion gun l4
The first and second ion guns 12 and 14 are both ion beam sputtering systems, which are used for ion milling and in front of the substrate. An ion gun similar to those commonly used for processing, etc. is used to create an annealing solution.The outline of this ion gun will be explained using Fig. 3.From the grid 21 of the ion gun, ArS Ne, Hl! , 02 etc. accelerated ions 22
23 is a neutralizer, and electrons 24 are generated by passing a current through it.Generally, the polymer film 1 is run along the circumferential surface of the cylindrical can 2. If you try to run it, even a slight charge caused by contact or friction will cause wrinkles, making it difficult to run stably.
【よ イオン銃からのイオン及び電子によってこれを
解決すａ 第１のイオン銃Ｉ２からのイオン及び電子１
３Ｌｔ， 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も 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
も 第１図におけるｌ３はイオンｌ９と電子２ｌの混合
したものであん 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
難となも ところ力文 イオン銃ｌ２からのイオン及び
電子ｌ３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ｌ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
Ｃヨ 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ｌ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
的沿い易残 しかし蒸着中に高分子フィルムｌからガス
が放出されると、形戊された薄膜の特性が劣化する問題
があった ところ力ｔ 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
１Ｋ２のイオン銃ｌ４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ｌのイオン銃ｌ２の場合
とは異なり、ニュートラライザー２３を用いなＬ１
そしてグリッド２１にかける電圧を第１のイオン銃ｌ２
の場合に比べて高くして使用すも このようにすると高
分子フィルム１（よまず第１のイオン銃１２よりでたイ
オン及び電子ｌ３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、帯電してキャン
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も この時
第２のイオン銃ζ上 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（
Ｘｏシかし第２のイオン銃ｌ４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八 そ
れは次のように説明できも まず第２のイオン銃】４で
１上 高分子フィルムｌを円筒状キャン２に帯電させて
張り付けも しかし第１のイオン銃Ｉ２でζ戴高分子フ
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
にすも そこで第ｌ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。
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ｌζ友 蒸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
負に帯電させも 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ｌが円筒状キ
ャン２に張り付かなくなる可能性があるから重要であも
高分子フィルムｌに電子銃８により電子を照射する阪
必要とされる加速電圧ζ上 高分子フィルムｌ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ｌ，％ 加速電圧
が低い状態で照射された電子（よ 高分子フィルムｌに
深く打ち込まれ哄 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ｌの受ける熱を円筒状キャン２に逃がすことが出来な
Ｌ１通家 電子銃８としてはピアス型が用いられもピア
ス型電子銃は走査範囲が広く、広幅の高分子フィルムｌ
に電子を照射するときには都合がよＬ〜また 加速電圧
は一般に３０ｋＶ以上あるので十分であ４ａ 高分子
フィルムｌ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〜
ここ玄 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も形威される薄膜が
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も第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ｌ６を接続し
フリーローラーｌＯ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も 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ｌ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Ｌ 高分子フ
ィルム１の広範囲にわたる熱分解が避けられも
蒸着後の高分子フィルムｔ Ｇｉｔ 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ん高分子フ
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も 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ん 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Ｃ上 高分子フィルム
ｌ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ｔ４ この方法により高分子フィルムｌの帯電は
除去された力交 形威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｛上 本発明において
は第２図に示すように 薄膜が形成された眞 高分子フ
ィルムｌにイオン銃１７からのイオン及び電子ｌ８を照
射することで解決されも 高分子フィルムｌへのイオン
及び電子ｌ８の照射Ｇｅｔ． 薄膜の形戊されている
面に対してＬ 薄膜の形威されていない直 いわゆる裏
面に対しても有効であん ただし 薄膜が金属の場合に
４友 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７）
。砥 ここで照射するイオン及び電子ｌ８が多量に或膜
部に到達することは好ましくなｌ，％ すなわム 或
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、或膜部にイオン及
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も
第１の工程において第１のイオン銃ｌ２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ｌ４
からイオンｌ５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力交
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（〜 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も 例
えば第２の工程即ち第２のイオン銃ｌ４からイオンｌ５
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も 従って第２図に示すように第ｌ
のイオン銃ｌ２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ｌ５の照射の工
程の間に隔壁ｌ９、第２のイオンガン１４によるイオン
ｌ５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も以下にさらに
具体的実施例について説明すも第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ｆ．，，
砥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ん高分子フィルムＩとして脱ガス処
理を施した輻５０ｃｍ， 厚さ７μｍのポリイミドフ
ィルムを用いｔも 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
巻き取っ九 第１のイオン銃１２からのイオン及び電子
ｌ３と、第２のイオン銃からイオン１５をポリイミドフ
ィルムに照射十モ 第１のイオン銃１２ｇ＆ イオ
ン加速電圧５００Ｖ，イオン電流密度１ｍＡ／ｃｍ’、
電子電流密度１ｍＡ／ｃｍ”とした また第２のイオン
銃ｌｉｆｔ．． イオンの加速電圧を、 ＩＯＯＯＶ
（Ｃの場合）または１５００Ｖ （Ｄの場合）、イオン
電流密度１ｍＡ／ａｍ”として使用しｔも なお比較
のために 次に述べるんＢの場合についても検討しｔ４
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ｌ４は使用しない場合であ
り、Ａは第１、第２のイオン銃ｌ２、 １４を両方とも
用いない場合であも いずれも前記以外の条件はＣ．
Ｄと同じにしてあも イオン化するガスとしてはＡｒ
を用いｆ３Ａｒの導入量は８ ０ ｃ ｃ／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３
０ｋＶのピアス型電子銃を用いた エミッシａン電流は
ＩＡとし ポリイミドフィルムの幅に６００Ｈｚで走査
しｔも 蒸発源５としては電子ビーム蒸発源を用い１
， ポリイミドフィルムのはりっけの補助手段として
電源ｌ４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ｆ，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ｌ
６をポリイミドフィルムの裏面に照射しｔ４ イオン
の加速電圧は５ ０ Ｑ Ｖ， イオン電流密度は０
．１ｍＡ／ａｍ”、電子電流密度はイオン電流密度と同
様に０．１ｍＡ／ｃｍ”とした イオン化するガスとし
てはＡｒを用い−？，ｏＡｒの導入量は５ ０ ｃ ｃ
／分としｒ＝ 以上の方法により、膜厚０． ２μ
ｍのＣｏ−（：：ｒ膜を形成し１， 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ｆ，
その結果は表に示すように 第１、第２のイオン銃ｌ２
、 ｌ４によるイオンの照射が無いＡの場合にｌ；ＬＨ
ｋは約２． ５ ｋ Ｏ ｅ， Ｈ ｃ Ｔは約ａ
ＯＯＯｅで有る力ｔ 本発明の方法によれ（ｉ．第２の
イオン銃１４の加速電圧１５００ＶのＤの場合、Ｈｋは
約５ ｋ Ｏ ｅ， Ｈ ｃ Ｔは約１１０００ｅと
大幅に磁気特性が向上していも 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爪
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Ｃ Ｏ− ０， ｒ膜を長尺にわたって安定に
製造することが出来ｔラ
表
以上の実施例でζ友 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力（ 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
− Ｃ ｒ膜以外の薄膜でも本発明は有効であも
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[Yo Solve this with ions and electrons from the ion gun a Ions and electrons from the first ion gun I2
3Lt, the first ion gun 12 emits only ions as shown in FIG. 3(a). It is important to emit electrons as well as ions, but l3 in Figure 1 is a mixture of ions l9 and electrons 2l. 1 is electrically charged, and it is difficult to run the polymer film 1 along the circumferential surface of the cylindrical can 2 without wrinkles and in a stable manner. Then, of course, there will be no charging due to ion irradiation, and even if the polymer film 1 is already charged, the static electricity will be removed, allowing the polymer film 1 to run along the circumferential surface of the cylindrical can 2 without wrinkles and in a stable manner. It becomes possible. According to this method, it is possible to run the polymer film l, which has been sufficiently degassed in advance, stably without wrinkles. In the case of polymer film 1 that has not been degassed, the gas contained (mostly water) in the vapor deposition equipment
In order to run while emitting gas, the released gas exists in a layer between the polymer film 1 and the circumferential surface of the cylindrical can 2, and the polymer film 1 is relatively easy to follow along the circumferential surface of the cylindrical can 2. However, when gas is released from the polymer film 1 during vapor deposition, the properties of the formed thin film deteriorate. Since there is nothing intervening between the molecular film 1 and the cylindrical can 2, and it contains almost no water, it is easily charged, making it difficult to run stably without wrinkles. An outline of the ion gun l4 is shown in FIG. 3(b). In the case of the second ion gun 14, unlike the case of the first ion gun l2, the neutralizer 23 is not used.
Then, the voltage applied to the grid 21 is applied to the first ion gun l2.
When used in this way, the polymer film 1 (first, the charge is removed by the ions and electrons 13 emitted from the first ion gun 12, and it follows the cylindrical can 2 without wrinkles). Then, the higher energy ions 15 emitted by the second ion gun 14 are charged and attached to the can, and at the same time modify the substrate surface, improving the properties of the thin film and improving its adhesion. On the ion gun
However, it is not possible to sufficiently modify the substrate with only the first ion gun 12 without using the second ion gun 14.This can be explained as follows. In 1, the polymer film 1 can be charged and attached to the cylindrical can 2.However, the first ion gun I2 can be used to eliminate the charge on the ζ-based polymer film 1 to prevent it from sticking to the cylindrical can 2. If the energy of the ions irradiated by the ion gun 12 is increased, the ion energy will not escape to the can and the substrate will suffer thermal damage. In this way, the polymer film lζ, which is positively charged by ions, is negatively charged by emitting an electron beam 7 from an electron gun 8 in order to stick it even more strongly to the surface of the cylindrical can 2 during vapor deposition. This is important because if the source is an electron beam evaporation source, the electrons leaking from the evaporation source 5 will remove the charge on the substrate, which may cause the polymer film l not to stick to the cylindrical can 2. Electrons are irradiated onto the polymer film l by an electron gun 8.
The required accelerating voltage ζ differs slightly depending on the type of polymer film and the deposition conditions, but it is generally 500 V or more and should be set according to the actual situation. Electrons irradiated with a low accelerating voltage ( If it is deeply driven into the polymer film 1, it will separate due to adhesion of metal film, etc. In this state, the electrostatic attraction is lost and the heat received by the polymer film 1 cannot be released to the cylindrical can 2. L1 Tsuie A piercing type electron gun is used as the electron gun 8, but the piercing type electron gun has a wide scanning range and uses a wide polymer film l.
This is convenient when irradiating electrons to L ~ Also, the accelerating voltage is generally 30 kV or more, which is sufficient. 4a If the width of the polymer film is narrow or if a pierce type electron gun cannot be installed, a small electron gun is used. I will explain about an effective auxiliary method for attaching a polymer film to the circumferential surface of a cylindrical can.When the thin film is conductive, there is a potential difference between the thin film and the cylindrical can. 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. This potential difference generates electrostatic attraction, and the polymer film l 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 becomes floating from the circumferential surface of the cylindrical can 2 due to foreign matter etc., extensive thermal decomposition of the polymer film 1 can be avoided and even after the deposition. Since the electrons that were irradiated and implanted remain in the polymer film t Git, if the polymer film 1 is charged, as mentioned above, the running becomes unstable and wrinkles are likely to occur. molecular film 1
There is a possibility that the polymer film 1 may be damaged due to spark discharge when it is peeled off from the circumferential surface of the cylindrical can 2. This phenomenon is noticeable when depositing on the polymer film 1 having a high electrical resistivity. In such a case, it is necessary to remove the charge on the polymer film l on C. Conventionally, as a method to remove static electricity, a glow discharge treatment was performed by introducing a gas into the vapor deposition apparatus.4 This method removed the static electricity on the polymer film.Influence of the introduced gas on the thin film being formed In the present invention, as shown in FIG. 2, this problem can be solved by irradiating a thin polymer film 1 with ions and electrons 8 from an ion gun 17. Irradiation of ions and electrons 18 onto film 1 Get. L for the shaped side of the thin film L for the unshaped side of the thin film It is also effective for the so-called back side. 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 part where the polymer film 1 separates from the film 7).
. It is undesirable for a large amount of the ions and electrons 18 irradiated here to reach a certain film part. In other words, the required electrostatic attraction force is lost in a certain film part, making stable vapor deposition difficult. It is from. Therefore, it is necessary to consider the orientation of the ion gun 17 and the installation of a shielding plate so that the ions and electrons do not easily reach a certain membrane part. , in the second step, the second ion gun l4
In the third step, the electron gun 8 irradiates the polymer film 1 with electrons.
It is desirable to provide a partition wall to suppress interference between these three processes (~ Especially if the three processes cannot be separated sufficiently due to the size of the equipment, a partition wall may be necessary, but for example, the second process, i.e. Ions l5 from the second ion gun l4
If the electrons irradiated from the electron gun 8 in the third step are mixed in during the irradiation process, the adhesion of the polymer film 1 to the cylindrical can 2 becomes weaker, making the polymer film more susceptible to thermal damage. Therefore, as shown in Figure 2,
Between the step of irradiation with ions and electrons 13 by the ion gun l2 and the step of irradiation with ions l5 by the second ion gun 14, there is a partition wall l9; Although it is effective to provide the partition wall 20 during the irradiation process with the beam 7, a Co--Cr film, which is a thin metal film, is formed using a vacuum evaporation apparatus shown in FIG. f. ，，
The abrasive CoCr film is attracting attention as a high-density magnetic recording medium, and a polyimide film with a diameter of 50 cm and a thickness of 7 μm that has been subjected to degassing treatment is used as the polymer film I. The polyimide film is wound from the supply roll 3. The soup stock is run on the circumferential surface of the cylindrical can 2 in the direction of arrow A at a speed of 100 m/min, and is wound onto a take-up roll 4. Ions and electrons 13 from the first ion gun 12 and the second ion gun First ion gun 12g & ion acceleration voltage 500V, ion current density 1mA/cm',
The electron current density was set to 1 mA/cm'', and the second ion gun lift... The ion acceleration voltage was set to IOOOV.
(in the case of C) or 1500V (in the case of D) and an ion current density of 1mA/am''.
That is, B is the first ion gun 12 and C. D is used under the same conditions but the second ion gun l4 is not used, A is a case where both the first and second ion guns l2 and 14 are not used, but the conditions other than the above are C. ．．
Ar is the same as D. The ionized gas is Ar.
The amount of f3Ar introduced was set at 80 cc/min.
The electron gun 8 for attaching the polyimide film has an acceleration voltage of 3
Using a 0 kV Pierce-type electron gun, the emissive current was set to IA, and the width of the polyimide film was scanned at 600 Hz. An electron beam evaporation source was used as the evaporation source 5.
, DC 100V was applied between the Co-Cr film and the cylindrical can 2 by the power supply l4 as an auxiliary means for plating the polyimide film, and ions from the ion gun 15 and electron l
6 was irradiated onto the back side of the polyimide film at t4, the ion acceleration voltage was 50 Q V, and the ion current density was 0.
．． 1 mA/am", and the electron current density was set to 0.1 mA/cm" as well as the ion current density. Ar was used as the ionizing gas -? , the amount of oAr introduced is 50 c c
/min and r= By the above method, the film thickness is 0. 2μ
A Co-(::r) film was formed, and the characteristics of the thin film A-D were evaluated using a vibrating sample magnetometer. l2
, In the case of A without ion irradiation by l4, l;LH
k is about 2. 5 k O e, H c T is approximately a
The force t which is OOOe By the method of the present invention (i. In the case of acceleration voltage D of 1500V of the second ion gun 14, Hk is about 5 kOe, HcT is about 11000e, and the magnetic properties are greatly improved. However, in the absence of ion irradiation, it is difficult to produce a thin film over a long length without wrinkles, and the produced film has problems with adhesion.The method of the present invention eliminates wrinkles. Moreover, it is possible to stably produce a CO-0,R film with high adhesion over a long length.
The force explained only in the case of forming a film (polymer films other than polyimide films may be used, and Co
- The present invention is effective for thin films other than Cr films.According to the present invention, by using two ion guns, it is possible to improve the properties and adhesion of thin films with high-energy ions. , it has become possible to stably produce wrinkle-free thin films over long lengths using low-energy ions and electrons.
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は 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は 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は
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もFIG. 1 shows an outline of the internal structure of a vacuum evaporation apparatus used in a thin film manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
The figure is a front view showing an outline of the internal structure of a vacuum evaporation apparatus used in a thin film manufacturing method according to an embodiment of the present invention. Figure 3 is a front view showing an outline of the structure of an ion gun in the same embodiment.
Figure 4 is a front view schematically showing the internal structure of a vacuum evaporation device in an example of a conventional method.
Claims (8)
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り薄膜
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。(1) In a thin film manufacturing method in which a thin film is formed while running a polymer film along the circumferential surface of a cylindrical can, the polymer film is irradiated with ions and electrons from a first ion gun. a first step; 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 method for manufacturing a thin film, comprising a fourth step of forming a thin film on the film by vacuum evaporation.
１のイオン銃のイオンの加速電圧よりも高いことを特徴
とする請求項１記載の薄膜の製造方法。(2) The thin film manufacturing method according to claim 1, wherein the ion acceleration voltage of the second ion gun is higher than the ion acceleration voltage of the first ion gun.
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または２記載の薄膜の製造方法。(3) The method for producing a thin film according to claim 1 or 2, wherein the thin film is electrically conductive, and a potential difference is applied between the electrically conductive thin film and the cylindrical can.
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、２または３記載の薄
膜の製造方法。(4) After the fourth step, a third layer is applied to the polymer film.
4. The method for producing a thin film according to claim 1, further comprising a fifth step of irradiating ions and electrons from an ion gun.
の工程と前記第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、
３または４記載の薄膜の製造方法。(5) Between the first step and the second step, the second step
Claims 1 and 2, characterized in that a partition is provided between one or both of the steps and the third step.
5. The method for producing a thin film according to 3 or 4.
ることを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載
の薄膜の製造方法。(6) The method for producing a thin film according to claim 1, 2, 3, 4, or 5, characterized in that a polymer film that has been previously subjected to a degassing treatment is used.
なることを特徴とする請求項１、２、３、４、５または
６記載の薄膜の製造方法。(7) The method for producing a thin film according to claim 1, 2, 3, 4, 5, or 6, 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７
記載の薄膜の製造方法。(8) Claim 7, wherein the thin film produced in the fourth step is made of Co and Cr or Co, Ni, and Cr.
Method of manufacturing the described thin film.
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|---|---|---|---|
| JP1156522A JP2679260B2 (en) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | Thin film manufacturing method |
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| DE69013948T DE69013948T2 (en) | 1989-03-17 | 1990-03-16 | Method of making a thin film. |
| EP90105033A EP0387904B1 (en) | 1989-03-17 | 1990-03-16 | Method of producing thin film |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6294479B1 (en) | 1992-05-21 | 2001-09-25 | Nissin Electric Co., Ltd | Film forming method and apparatus |
| JP2007100162A (en) * | 2005-10-04 | 2007-04-19 | Tdk Corp | Thin film deposition method, method for producing magnetic recording medium, and thin film deposition system |
| JP2016156060A (en) * | 2015-02-25 | 2016-09-01 | 東レ株式会社 | Thin film formation device for sheet and method of manufacturing sheet with thin film |
| JP2021116440A (en) * | 2020-01-23 | 2021-08-10 | 東レフィルム加工株式会社 | Apparatus for manufacturing vapor deposition film |
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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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1989
- 1989-06-19 JP JP1156522A patent/JP2679260B2/en not_active Expired - Fee Related
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