JPH03211272A - 薄膜形成装置 - Google Patents

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 本発明はフィルム状の高分子基板等の耐熱性の低い基板
上に薄膜を形成する装置に関するものであも 従来の技術 フィルム状の高分子基板上に薄膜を形成する従来の技術
をフィルムに磁性薄膜を形成する場合を一例として説明
すも 従来磁気記録媒体としては高分子フィルム等の非磁性基
板上に磁性粉を塗布した塗布形のものが使用されて来た
爪　より高い記録密度を達成するために　非磁性基板上
に金属薄膜をスパッタ法や真空蒸着法で形成した薄膜形
媒体が実用化されつつある。薄膜形磁気記録媒体の中で
も特に垂直磁気異方性を持ったＣｏ基磁性薄膜媒体力丈
　優れた短波長記録特性を示す事がわかり、この媒体が
スパッタ法や真空蒸着法（イオンブレーティング法のよ
うに蒸発原子の一部をイオン化して膜を堆積する方法も
含む）により作製される力（特に後者の方法によれば数
千オングストローム７秒以上の非常に高い堆積速度が得
られ　量産に適しているものである。

非磁性基板として高分子フィルムを用いて、真空蒸着法
により金属薄膜形の媒体を製造する方法として（友　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
、磁性層を蒸着する方法が優れていも　第５図は従来の
垂直磁気記録薄膜形成装置の概略図であも 第５図で高分子フィルム１は円筒状キャン２の周面に沿
って走行する。この高分子フィルム１上に　蒸発源５か
ら蒸発した膜材料を堆積させることにより磁性層が形成
される。３．４はそれぞれ高分子フィルム１の供給ロー
ラと巻取ローラである。蒸発源５の加熱源として（表　
抵抗加東　高周波加東　電子ビーム加熱等が考えられる
爪　高融点金属であるＣｏ基合金を高速で蒸発させるた
めに（瓜　電子ビーム加熱を採用する必要がある。

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７が不要な部分に付着するのを防止するた
めに　遮へい板６が設けられている。

８は通常の電子ビーム発生装置　９は電子ビームであり
、図示しないが公知の磁界偏向器が発生する紙面の表か
ら裏へ向かう磁界１０からのローレンツ力により偏向さ
れ蒸発源５に入射され　膜材料を加熱し蒸発させる。

真空蒸着法により垂直磁気記録媒体の例えばＣｏＣｒ磁
性層を高分子フィルム上に堆積する場合、その高堆積速
度故く　高分子フィルムを加熱昇温させた状態で蒸着し
ないと、磁気的特性に垂直方向の保持力が得られな（−
そのため円筒状キャン２は通常ヒータ等によりその円筒
内部から加熱され　それに接するフィルムを加熱してい
る。

な抵　この加熱量や蒸発源からの熱輻射による加熱量と
の熱バランスを取ってキャンの温度をほぼ一定に保つた
めく　キャンの冷却も加熱と同時に公知の手段（図示せ
ず）により行なわれも発明が解決しようとする課題 上記の様へ　フィルムの被蒸着面を加熱昇温させた状態
で蒸着を行なう必要がある力（従来例では円筒状キャン
側からフィルムが加熱されるた数フィルムの被蒸着面の
反対面すなわち円筒状キャンとの接触面１よ　被蒸着面
よりも更に高温となム従って高分子フィルムの耐熱性が
低い場合に（表フィルムに加わる張力により異常な伸び
を生じたり、あるいは変質・変形・溶融等の熱損傷を生
じる不都合が発生する。

まな　この不都合を避けるためへ　耐熱性の高いフィル
ム　例えばポリイミド、芳香族ポリアミド等を用いる場
合は　フィルムのコストが非常に高価なものとなも また　更に　キャン表面にダストが付着した場合（よ　
その形状力丈　耐熱性フィルムとはいえ被蒸着面よりも
更に高温に加熱されて軟化したキャンとの接触面に転写
され　フィルムに凹凸が生じる結果そのフィルム上に形
成される薄膜にも凹凸が発生し　特に磁気記録薄膜では
再生不良となるドロップアウトの原因となってい九 本発明はかかる点に鑑へ　耐熱性の低い高分子基板上に
その基板が熱損傷を起こすことなしに薄膜を形成する装
置　特に磁気記録薄膜を形成する際にはドロップアウト
の少ない磁性薄膜を製造する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 上記課題を解決する本発明の技術的手段は　基板の一方
の側の表面に接してその基板を保持する基板保持部材と
、前記基板の他方の側の表面を前記一方の側の表面より
も高温の所要温度に加熱する基板加熱手段と、膜材料か
らその微粒子を発生させ前記基板の他方の側の表面にそ
の微粒子を付着せしめて膜を形成する微粒子発生手段を
有する構成の薄膜形成装置とすることである。

作用 この技術的手段による作用は次のようになる。

すなわ板　基板の膜を形成する側のみを高温の所要温度
に加熱することにより、基板は熱的損傷を受けることが
なく、また膜は所定の構造を有する膜となる。

実施例 以下、本発明の実施例を薄膜として垂直磁気記録膜であ
るＣｏＣｒＫ　　荷電粒子照射手段が電子ビーム加熱手
段である場合を例として第１〜第４図の添付図面に基す
いて説明する。

第１図は本発明の製造装置である真空蒸着装置の内部構
造を示す図である。高分子フィルム１（よ円筒状キャン
２の周面に沿って走行する。キャン２（ｉ、蒸発源５か
らの熱輻射による熱流入とのバランスをとるた八　従来
例と同様の手段（図示せず）により冷却されム　３、４
はそれぞれ供給ローラ、巻取ローラである。５は膜材料
を蒸発させる蒸発縁　６は遮へい板で蒸発源５を円筒状
キャン２との間に設けられ　蒸発源５から蒸発する蒸気
７が不要な部分に付着するのを防止している。

１１、１３はそれぞれ膜材料溶融取　高分子フィルム加
熱用電子ビーム発生装置であり、　１２、１４は溶融爪
　加熱用電子ビームで紙面を表から裏へ向かう磁界１０
により偏向され　それぞれ蒸発源５、円筒状キャン２下
部に向かって入射される。

このような配置にすると１カ所の磁界で２本の電子ビー
ム１２、１４を偏向することができ構成が簡単になる。

また１５はフリーローラで電気的に接地されている。

まず真空蒸着装置内の真空度を真空ポンプ（図示せず）
により排気し　その後、高分子フィルム１としてポリエ
チレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを回転する円
筒状キャン２に沿わせて走行させた　そして、溶融用電
子ビーム１２によりＣｏＣｒ合金を溶融し　蒸発源５よ
り蒸気７を発生させ、ＰＥＴフィルム上に磁性層を堆積
させ九それとともに蒸着直後の磁性層が急冷することの
ないようへ　高分子フィルム１を加熱用電子ビーム発生
装置１３で加熱しな 次に本実施例における作用を第２図を用いて説明する。

高分子フィルム１上に堆積したＣｏＣｒの磁性層１６は
常温の円筒状キャンのみに接する構造であれば　充分な
垂直方向保持九　垂直異方性磁界をもつことがなｔｌ　
これは常温のキャンであると磁性層１６が急冷さｔｌ、
Ｃｒが充分偏析しないからであ′６ｏ　Ｃｒを充分偏析
させるにＣ友ＣｏＣｒの磁性層１６が高分子フィルム１
上に堆積する阪　偏析が生じる温度範囲に必要時間保た
れるよう基板を加熱する必要があも そこで本実施例ではＣｏＣｒの蒸気７が高分子フィルム
１に堆積すると同時に加熱用電子ビーム１４で基板を加
熱することにより磁性膜の温度制御をおこないＣｒの偏
析量の多い結晶構造としている。なお加熱用電子ビーム
１４は磁性層１６を局所的に加熱することがないように
デフォーカス状態で使用するのがよく、また公知の手段
でビームを走査してもよ１．％　　あるいは磁性膜のつ
き始めＡ部から磁性膜のつき終わりＢ部にかけて磁性膜
の温度が所要の温度分布となるよう、Ａ部からＢ部にか
けて加熱用電子ビーム１４の照射密度に分布をもたせて
もよｕＸｏ　　ここで、磁性層と高分子フィルムの熱伝
導率は６０　Ｋｃａｌ／ｍ’ｈｔ、　　０　、１　Ｋｃ
ａｌ／ｍ”ｔ＋ｔと大きく異なるた数　磁性層に入射さ
れた熱は第２図に示すような熱の流れで大半が磁性層に
拡散するので、高分子フィルムの磁性層１６に接する面
１ａの温度は高分子フィルムの熱損傷温度近傍まで上昇
するものへ　フィルムの厚みの中央部１ｂまであるいは
円筒状キャン２に接している面１ｃまでは熱が伝わりに
くく、また円筒状キャン２は上記の様−に冷却されてい
るので中央部１ａ、面１ｃは十分熱損傷温度以下の低温
に保たれも従って高耐熱性の高分子フィルムは不要とな
り、またキャン表面形状もフィルムに転写されることが
殆どなくな４ この様へ　本実施例で（よ　加熱用電子ビーム発生装置
１３により、フィルムの被蒸着面の温度の方力丈　キャ
ン２との接触面の温度よりも高温の状態となして薄膜形
成を行なうので従来の問題を解決できるものである。

加熱用電子ビーム発生装置１３から照射された電子は一
端が接地されたフリーローラ１５を介して逃がされるた
べ　基板が帯電することはな（−なお加熱手段としての
荷電粒子照射手段はイオンビームでもよＩ、Ｘｏ　　こ
の方法では加熱と同時にイオンエネルギによる結晶性の
制御やイオン種との反応膜の形成が可能となる。

第３図は本発明の他の実施例で基板帯電除去手段として
プラズマ処理を行うものである。第３図で１７はアノー
ド、　１８はカソード、　１９は電源である。ガスとし
てＡｒガスを矢印２０で示す位置に導入しアノードミ　
カソード開にプラズマを生成し八　基板を帯電させてい
る電子はＡｒイオンに中和され基板の帯電は除去されも
　この方法は膜が非導電性の場合に有効であも また第４図で示すように磁界１０の強度は均一である必
要はなく、加熱用電子ビーム１４を偏向する磁界１０ａ
は弱く溶融用電子ビーム１２を偏向する磁界１０ｂを強
くすると、加熱用電子ビーム１４と溶融用電子ビーム１
２のビーム電流は同一であってｋ　溶融用電子ビーム１
２の加速電圧を高くすることができるのでより効果的に
蒸発源を加熱することができる。

また偏向角θ１、θ２共に９０度である必要はなく偏向
されたビームが目的の方向を向くようにθ１、θ２及び
磁界の強さと加速電圧を決定すればよい。また本発明は
垂直磁気記録膜に限るものではなく、従来基板を高温に
加熱することが必要であったものに適用可能である。ま
た膜材料を微粒子化する手段は加熱蒸発させる方法に限
るものではなく、スパッタリングによる方法であっても
よｌ、Ｘ。

以上において法　高分子フィルムに直接所要の薄膜を形
成する場合を例として説明した力（高分子フィルムにま
ず下地層を投法　その後電子ビームを下地層へ照射して
加熱しつつ下地層の上へ所要の薄膜を形成するようにし
てもよｔ〜　例えば垂直磁気記録二層媒体の場合、高分
子フィルムに下地層としてＮｉＦｅ膜を形成し　その上
にＣｏＣｒ膜を形成する場合にも本発明は適用可能であ
もこのようにすると高分子フィルムにがかる九　例えば
張力の一部を下地層に負担させることができるので高分
子フィルムは熱損傷に対して有利となる。

以上の構成とすることにより、円筒状キャンを加熱する
ことなく磁性層のみ加熱できるので十分な垂直方向保持
力　垂直異方性磁界をもった磁性膜が形成されも 発明の効果 以上述べてきたように本発明によれば　磁性層のベース
フィルムとしての高分子フィルムに高い耐熱性は不要と
なり安価なＰＥＴフィルム等が使用できると共成　ベー
スフィルムの少なくとも円筒状キャンと接する面は低温
に保たれるので、円筒状キャン表面の形状転写が減少し
　磁気記録媒体の場合はドロップアウトが低減されるな
ど歩留まり、信頼性が大幅に向上すも

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例である真空蒸着装置の内部構造
を示す＠　第２図は磁性層加熱時の作用を示す久　第３
図は他の実施例である真空蒸着装置の内部構造を示す諷
　第４図は磁界と電子ビームの偏向を示す医　第５図は
従来の真空蒸着装置の内部構造を示す図であへ ｌ・・・高分子フィルム　２・・・円筒状キャン、　５
・・・蒸発＃Ｌ　７・・・蒸気　８・・・電子ビーム発
生装置９・・・電子ビーム　１０・・・磁界　１１・・
・溶融用電子ビーム発生装置　１２・・・溶融用電子ビ
ーム　１３・・・加熱用電子ビーム発生装置　１４・・
・加熱用電子ビーｋ　　１５・・・フリーローラ、　１
６・・・磁性［１７−−−アノード、　１８・・・カソ
ード、　２０・・・Ａｒガス

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板の一方の側の表面に接してその基板表面を保
   持する基板保持部材と、前記基板の他方の側の表面を前
   記一方の側の表面よりも高温の所要温度に加熱する基板
   加熱手段と、膜材料からその微粒子を発生させ前記基板
   の他方の側の表面にその微粒子を付着せしめて膜を形成
   する微粒子発生手段からなる薄膜形成装置。
2. （２）基板加熱手段を荷電粒子照射手段で構成してなる
   請求項１記載の薄膜形成装置。
3. （３）荷電粒子照射手段を電子ビーム照射手段で構成し
   てなる請求項２記載の薄膜形成装置。
4. （４）基板加熱手段を荷電粒子照射手段で構成すると共
   に基板上の電荷を基板に形成された膜に接して基板外に
   除去する手段あるいは基板近傍でプラズマを発生させ中
   和する手段のうち少なくともいずれか一方の手段により
   構成される基板帯電除去手段を具備する請求項１記載の
   薄膜形成装置。
5. （５）基板加熱手段と微粒子発生のための膜材料加熱手
   段をそれぞれ第一と第二の電子ビーム発生手段と磁界偏
   向手段よりなる電子ビーム照射手段で構成し、前記第一
   と第二の電子ビーム発生手段から照射される電子ビーム
   が基板と膜材料を結ぶ線に向うように前記第一と第二の
   電子ビーム発生手段を配設し、前記基板と膜材料を結ぶ
   線上あるいはその近傍に一方向の磁束を通すよう前記磁
   界偏向手段を配設し、その磁界偏向手段により前記第一
   と第二の電子ビーム発生手段から照射される電子ビーム
   をそれぞれ基板に向かう方向と膜材料に向かう方向とに
   偏向してなる請求項１記載の薄膜形成装置。