JPH09316628A

JPH09316628A - 蒸着体製造方法及び蒸着装置

Info

Publication number: JPH09316628A
Application number: JP13388596A
Authority: JP
Inventors: Hideetsu Kumagai; 秀悦熊谷
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-05-28
Filing date: 1996-05-28
Publication date: 1997-12-09

Abstract

(57)【要約】【課題】電子ビームを用いて蒸着物質源を溶融させる
蒸着方式であって、蒸気雲中を通る電子ビームによって
蒸着物質が変質しにくいように改良された蒸着装置を提
供する。【解決手段】蒸着装置は、チャンバー９内に配置され
た基体支持手段（クーリングキャン４）と、ルツボ５
と、このルツボ中の蒸着物質源に対して電子ビーム８を
当てる電子ビーム銃７と、を含む。蒸着物質蒸気の存在
する防着板１３内（蒸気雲中）を電子ビーム８が通過す
る距離を極力短くするための機器配置、及び、そのため
の電子ビーム偏向装置２１、２１ａ、２１ｂが設けられ
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気テープ等の蒸
着体の製造方法及びそれに用いる蒸着装置に関する。特
には、電子ビーム等の高エネルギービームを用いて蒸着
物質源を溶融させる方式であって、蒸気雲中を通る高エ
ネルギービームによって蒸着物質が変質しにくいように
改良された蒸着体製造方法及び蒸着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気テープを例にとって従来技術を説明
する。なお、この従来技術は本発明の発明者が認識して
いる本発明のベースとなった技術という意味であって、
特許法上の公知技術という意味ではない。また、ここで
従来技術として述べたことについての権利追求を放棄す
るものでもない。磁気テープ上に磁性膜を成膜する方法
にはいくつかの方式があるが、Ｃｏを主体とした材料を
蒸着によりテープ上に成膜する方式がある。このような
磁気テープは、高密度記録特性が良好なためビデオテー
プ用等を始めとした高性能磁気テープとして多用されて
いる。

【０００３】図３は、従来の代表的な磁気テープ蒸着装
置の構成を模式的に示す平面図である。この蒸着装置
は、大型の真空チャンバー９を有する。真空チャンバー
９には、排気装置１０が接続されており、真空チャンバ
ー９内は真空に維持される。真空チャンバー９内の中央
部にはクーリングキャン４が配置されている。このクー
リングキャン４は、回転するドラムであって、その外周
表面は−３０℃に冷却されている。このクーリングキャ
ン４には、クーリングキャン４の側方に配置されている
巻出しロール１から、基体フィルム１１が供給される。
フィルム１１は、ガイドローラ３及び３´で湾曲させら
れ、クーリングキャン４との接触範囲がより長くとれる
ようになっている。そして、フィルム１１はクーリング
キャン４外周面をほぼ１周し、ガイドローラ３´を経て
巻取りロール２に巻取られる。

【０００４】図におけるクーリングキャン４の右側の領
域が、蒸着基体であるフィルム１１の表面に蒸着膜を成
膜する蒸着部である。ここには、蒸着物質源（磁性材料
ＣｏやＣｏ−Ｎｉ）を溶融するルツボ５が配置されてい
る。蒸着物質源の加熱には、Ｃｏが高融点であるため、
電子ビーム８が用いられる。電子ビーム８は、真空チャ
ンバー９の奥壁に取り付けられている電子銃７から、防
着板１３（後述）の穴１３ａを抜けて、ルツボ５内に向
けて発せられる。

【０００５】ルツボ５とクーリングキャン４との間には
低入射角規制シャッター６が設けられている。低入射角
規制シャッター６は、ルツボ５とクーリングキャン４の
中心を結ぶ線に対してほぼ直角に、その線の周辺のクー
リングキャン４の表面を覆うように延びている。この低
入射角規制シャッター６は、蒸着物質蒸気の拡散を妨害
するためのものである。

【０００６】図４は、低入射角規制シャッター６の作用
を説明するための模式図である。図４において、低入射
角規制シャッター６の右端を６ａ、左端を６ｂとする。
また、電子ビーム８がルツボ内の磁性材料に当った点
（蒸着物蒸発源）をＡとする。点Ａで蒸発して、図の上
方に進んだ蒸気は、低入射角規制シャッター６の右端６
ａの右側を通って進み、クーリングキャン４に巻かれた
フィルムの表面の点Ｂに達する。

【０００７】点Ｂと点Ａを結んだ線（最短直線）と、ク
ーリングキャン４の中心Ｏと点Ｂを結んだ線の延長線と
のなす角θを蒸着の入射角という。図４における点Ｂ
は、線ＢＡが低入射角規制シャッターの右端６ａをかす
めており、この点Ｂにおいてθは最小であるので、θは
最低入射角である。一方、点Ａからクーリングキャン４
の外周に接するように線（図示されず）を引けば、この
線と、点Ｏと該接点とを結ぶ線とのなす角は９０°であ
るので、そのような点の入射角は９０°（最高入射角）
である。このように入射角がある程度以上（例えば４０
°以上）で蒸着を行うのを斜め蒸着という。この斜め蒸
着は、高密度高出力という特長があるので磁気記録媒体
等の蒸着に利用される。

【０００８】低入射角規制シャッター６の右端部の裏側
（クーリングキャン４側）には酸素導入管１２が設置さ
れている。酸素導入管１２は、真空チャンバー９中に図
３の紙面の垂直方向に立ち上がるように設けられてい
る。酸素導入管１２からは微量の酸素（Ｏ₂ ）が真空チ
ャンバー９内に供給される。この酸素は、保磁力を向上
させるという効果がある。

【０００９】クーリングキャン４の右側円周約1/4 の部
分は、防着板１３によって囲まれている。防着板１３
は、蒸気雲の分布を該防着板１３内に規制するためのも
のである。したがってフィルム上への蒸着が起るのも、
実質的には、防着板１３に囲まれた約1/4 円周部分に限
られる。このようにしているのは、上記斜め蒸着を実現
するためである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述の図３の蒸着装置
にあっては、電子ビーム８が、防着板１３内を右上隅か
ら左下隅のルツボ５に向かって横切っている。つまり、
電子ビーム（軌跡）８は、基体への蒸着が開始される入
射角が７０〜９０°の範囲近傍を通過している。このた
め、酸素雰囲気中の蒸気雲と電子ビームとがプラズマ状
に反応し、薄膜形成で重要な初期状態が乱され、安定し
た高特性の薄膜ができない。また、蒸気雲中を通る電子
ビームの長さが長いと、同様にプラズマ状の反応が拡大
し高特性を得ることのできる薄膜を作れない。しかし、
この電子ビーム軌跡がテープの電磁変換特性や磁気特性
に影響を与えることは、今まで知られていなかった。

【００１１】本発明は、電子ビーム等の高エネルギービ
ームを用いて蒸着物質源を溶融させる蒸着方式であっ
て、蒸気雲中を通る高エネルギービームによって蒸着物
質が変質しにくいように改良された蒸着体製造方法及び
蒸着装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の蒸着体製造方法は、チャンバー内におい
て蒸着物質源に高エネルギービームを当てて蒸着物質蒸
気を発生させ、これを基体表面上に堆積する蒸着体製造
方法であって；上記蒸着物質蒸気の存在する帯域（蒸
気雲）中を上記高エネルギービームが通過する距離を極
力短くすることを特徴とする。

【００１３】また、本発明の蒸着装置は、チャンバー
と、このチャンバー内に配置された基体支持手段と、
同じくチャンバー内に配置された蒸着物質源保持手段
と、この蒸着物質源保持手段に保持される蒸着物質源に
対して高エネルギービームを当てる高エネルギービーム
銃と、を含む蒸着装置であって；上記蒸着物質蒸気
の存在する帯域（蒸気雲）中を上記高エネルギービーム
が通過する距離を極力短くするための機器配置がなされ
ているか、又は、そのための手段が設けられていること
を特徴とする。

【００１４】つまり、高エネルギービームが蒸気雲中を
通る長さをできるだけ短くすることにより、蒸着物質の
高エネルギービームによる変質、あるいは、高エネルギ
ービームにより活性化された蒸着物質と雰囲気ガスとの
反応を抑制し、もって蒸着膜の変質を防止するのであ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】蒸気雲中を高エネルギービームが
通過する距離を極力短くする一つの形態として、蒸着物
質源から基体表面に到る蒸着物質蒸気の拡散方向に対し
て、高エネルギービームを大角度傾斜させて蒸着物質源
に当てることとすることができる。この場合、上記角度
は６０°以上であることが好ましい。

【００１６】ここで、本発明に言う高エネルギービーム
の例としては、電子ビーム、レーザー、イオンガン等を
挙げることができる。

【００１７】また、蒸着物質の例としては、Ｃｏ、Ｃｏ
−Ｎｉ合金等を挙げることができる。

【００１８】蒸着製品の例としては、磁気テープ、磁気
ディスク等の磁気記録媒体等を挙げることができる。こ
の場合、蒸着基体の例としては、ＰＥＴ、ポリイミド、
アラミド、ＰＥＮフィルム等を挙げることができる。

【００１９】本発明の実施形態の特に有用な形態とし
て、蒸着の方式が、基体表面の蒸着点と蒸着物質源と
を結んだ線が、該基体表面の該蒸着点における法線に対
してある角度（入射角）をもって蒸着が行われるいわゆ
る斜め蒸着であり、基体への蒸着が開始される入射角
７０〜９０°の高入射角蒸着点近傍を、上記高エネルギ
ービームを通過させないという形態がある。上記蒸着点
近傍においては、薄膜形成で重要な初期の基体上への堆
積が起るため、特に高エネルギービームによる蒸着物質
の変質が問題となるのである。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例に係る蒸着装置の図を
参照しつつさらに具体的に説明する。図１は、本発明の
一実施例に係る蒸着装置の構成を模式的に示す平面図で
ある。図１の全体構成について、図３の蒸着装置につい
ての説明と一部重複する部分もあるが説明する。

【００２１】図１の蒸着装置は、大型の真空チャンバー
９（寸法一例幅１．５ｍ×長５ｍ×高２．５ｍ）を有す
る。真空チャンバー９には、排気装置（真空ポンプ）１
０が接続されており、真空チャンバー９内は５×１０^-5
Torr程度の真空に維持される。真空チャンバー９内の中
央部にはクーリングキャン４（基体支持手段）が配置さ
れている。このクーリングキャン４は、回転するドラム
であって、その外周表面は−３０℃に冷却されている。
このクーリングキャン４には、クーリングキャン４の側
方に配置されている巻出しロール１から、基体フィルム
１１が供給される。フィルム１１は、ガイドローラ３及
び３´で湾曲させられ、クーリングキャン４との接触範
囲がより長くとれるようになっている。そして、フィル
ム１１はクーリングキャン４外周面をほぼ１周し、ガイ
ドローラ３´を経て巻取りロール２に巻取られる。

【００２２】図におけるクーリングキャン４の右側の領
域が、蒸着基体であるフィルム１１の表面に蒸着膜を成
膜する蒸着部である。ここには、蒸着物質源（磁性材料
ＣｏやＣｏ−Ｎｉ）を溶融するルツボ５（蒸着物質源保
持手段）が配置されている。蒸着物質源の加熱には、Ｃ
ｏが高融点であるため、電子ビーム８が用いられる。図
１の蒸着装置においては、図３の蒸着装置と異なり、電
子銃７は真空チャンバー９の右側壁に搭載されている。
さらに、電子銃７の内側の真空チャンバー９内には、電
子ビーム８の偏向装置２１が備えられている。この偏向
装置２１は、電磁コイルを含みその内部空間の磁場を変
化させて電子ビーム８を図の下方向に偏向させるもので
ある。一方、偏向コイル２１ａは、ビームをルツボの長
手方向にスキャンさせるためのコイルである。電子ビー
ム８は、偏向コイル２１ａでスキャンされ、偏向装置２
１で下向きに偏向され、防着板１３の右壁手前部に開け
られた穴１３ｂを通ってルツボ５内に当たる。図１の蒸
着装置においては、蒸気雲中を横切る電子ビーム軌跡の
長さは、穴１３ｂからルツボ５の間の短い距離である
（具体的数値は後述）。また、この電子ビーム軌跡は、
蒸着開始領域である防着板１３の上部（図の）から遠ざ
かっている。したがって、蒸着物質の電子ビーム照射変
質に起因する問題を極力低減することができる。

【００２３】ルツボ５とクーリングキャン４との間には
低入射角規制シャッター６が設けられている。低入射角
規制シャッター６は、ルツボ５とクーリングキャン４の
中心を結ぶ線に対してほぼ直角に、その線の周辺のクー
リングキャン４の表面を覆うように延びている。この低
入射角規制シャッター６は、図３の蒸着装置の低入射角
規制シャッターと同じく、蒸着物質蒸気の拡散を妨害す
るためのものである。その詳しい説明は前記部分を参照
されたい。

【００２４】低入射角規制シャッター６の右端部の裏側
（クーリングキャン４側）には酸素導入管１２が設置さ
れている。酸素導入管１２は、真空チャンバー９中に図
１の紙面の垂直方向に立ち上がるように設けられてい
る。酸素導入管１２からは微量の酸素（Ｏ₂ ）が真空チ
ャンバー９内に供給される。

【００２５】クーリングキャン４の右側円周約1/4 の部
分は、防着板１３によって囲まれている。防着板１３
は、蒸気雲の分布を該防着板１３内に規制するためのも
のである。したがってフィルム上への蒸着が起るのも、
実質的には、防着板１３に囲まれた約1/4 円周部分に限
られる。さらに、図１の蒸着装置では、図３の蒸着装置
と比べて、防着板１３の左右幅が狭く（懐が狭く）なっ
ている。したがって、電子ビームが蒸気雲中を通過する
長さはさらに短くなる。

【００２６】図２は、本発明の他の一実施例に係る蒸着
装置の構成を模式的に示す平面図である。この実施例の
蒸着装置においては、電子銃は図３の蒸着装置と同じ位
置（奥壁右隅）にある。しかし、電子ビーム軌跡８は、
防着板１３の裏側（右側）を手前方向に進み、偏向装置
２１´ｂによって偏向させられ、防着板１３手前に開け
られた穴１３ｂを通って防着板１３内に入り、ルツボ５
に到る。この場合でも、図１同様に、防着板１３内の蒸
気雲を電子ビームが横切る長さを短くするとともに、蒸
着開始領域から離れた部位で電子ビーム軌跡が蒸気雲を
横断するようにすることができる。つまり、そのような
状態を実現するための具体的手段は多様なものがありう
るということである。

【００２７】具体的適用例以下のような条件で成膜を行った。（１）フィルム材質：ＰＥＴ（２）フィルム幅、厚：６２０mm×１０μm （３）フィルム走行速度：５０m/min （４）蒸着材料：Ｃｏ−Ｎｉ（５）電子ビーム強度：３０kV×５Ａ（６）電子ビーム軌跡が蒸気雲を横切る長さ：７００mm （７）チャンバー内真空度：８×１０^-5Torr （８）蒸着膜厚：２００nm（０．２μm ）

【００２８】成膜された磁気テープについて電磁変換特
性をノーマルメタル型８mmテープとの比較により調べ
た。その結果、図３の蒸着装置（電子ビーム軌跡が蒸気
雲を横切る長さ１，２００mm、その他の条件は同じ）と
比較して、Ｙ_-out（輝度信号出力）＋６．０ｄＢ、Ｙ
_-C/N（輝度信号キャリア／ノイズ）＋５．０ｄＢ、Ｃ
_-out（カラー信号出力）＋１．５ｄＢ、Ｃ_-C/N（カラー
信号キャリア／ノイズ）＋４．０ｄＢと、いずれの特性
値とも高くなった。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は以下の効果を発揮する。本発明を蒸着方式の磁気テープに適用した場合、高
出力特性で、Ｃ／Ｎ（キャリア／ノイズ比）の良い蒸着
テープを製造できる。本発明を斜め蒸着の蒸着プロセスに適用した場合
は、最低入射角を低くしても今までと同等の特性を有す
る蒸着膜が得られる。よって原材料使用効率が向上し、
コストダウンも可能となる。さらに、蒸着効率が向上するため生産スピードも向
上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る蒸着装置の構成を模式
的に示す平面図である。

【図２】本発明の他の一実施例に係る蒸着装置の構成を
模式的に示す平面図である。

【図３】従来の代表的な磁気テープ蒸着装置の構成を模
式的に示す平面図である。

【図４】低入射角規制シャッター６の作用を説明するた
めの模式図である。

【符号の説明】

１…巻出しロール、２…巻取りロール、３…ガイドロー
ラ、４…クーリングキャン、５…ルツボ、６…低入射角
規制シャッター、６ａ…右端、６ｂ…左端、７…電子
銃、８…電子ビーム、９…真空チャンバー、１０…排気
装置、１１…フィルム、１２…酸素導入管、１３…防着
板、１３ａ、ｂ…穴、２１…偏向装置、２１ａ、ｂ…偏
向装置（スキャナー）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】チャンバー内において蒸着物質源に高エ
ネルギービームを当てて蒸着物質蒸気を発生させ、これ
を基体表面上に堆積する蒸着体製造方法であって；上記
蒸着物質蒸気の存在する帯域（蒸気雲）中を上記高エネ
ルギービームが通過する距離を極力短くすることを特徴
とする蒸着体製造方法。
【請求項２】チャンバー内において蒸着物質源に高エ
ネルギービームを当てて蒸着物質蒸気を発生させ、これ
を基体表面上に堆積する蒸着体製造方法であって；蒸着
物質源から基体表面に到る蒸着物質蒸気の拡散方向に対
して、上記高エネルギービームを大角度傾斜させて蒸着
物質源に当てることを特徴とする蒸着体製造方法。
【請求項３】チャンバー内において蒸着物質源に高エ
ネルギービームを当てて蒸着物質蒸気を発生させ、これ
を基体表面上に堆積する蒸着体製造方法であって；上記
蒸着は、上記基体表面の蒸着点と蒸着物質源とを結んだ
線が、該基体表面の該蒸着点における法線に対してある
角度（入射角）をもって蒸着が行われるいわゆる斜め蒸
着であり、基体への蒸着が開始される入射角７０〜９０°の高入射
角蒸着点近傍を、上記高エネルギービームを通過させな
いことを特徴とする蒸着体製造方法。
【請求項４】チャンバーと、このチャンバー内に配置
された基体支持手段と、同じくチャンバー内に配置された蒸着物質源保持手段
と、この蒸着物質源保持手段に保持される蒸着物質源に対し
て高エネルギービームを当てる高エネルギービーム銃
と、を含む蒸着装置であって；上記蒸着物質蒸気の存在する
帯域（蒸気雲）中を上記高エネルギービームが通過する
距離を極力短くするための機器配置がなされているか、
及び／又は、そのための手段が設けられていることを特
徴とする蒸着装置。
【請求項５】チャンバーと、このチャンバー内に配置された基体支持手段と、同じくチャンバー内に配置された蒸着物質源保持手段
と、この蒸着物質源保持手段に保持される蒸着物質源に対し
て高エネルギービームを当てる高エネルギービーム銃
と、を含む蒸着装置であって；蒸着物質源から基体表面に到
る蒸着物質蒸気の拡散方向に対して、上記高エネルギー
ビームを大角度傾斜させて蒸着物質源に当てるための機
器配置がなされているか、及び／又は、そのための手段
が設けられていることを特徴とする蒸着装置。
【請求項６】チャンバーと、このチャンバー内に配置された基体支持手段と、同じくチャンバー内に配置された蒸着物質源保持手段
と、この蒸着物質源保持手段に保持される蒸着物質源に対し
て高エネルギービームを当てる高エネルギービーム銃
と、を含む蒸着装置であって；基体表面の蒸着点と蒸着物質
源を結んだ線が、該基体表面の該蒸着点における法線に
対してある角度（入射角）をもって蒸着を行う（斜め蒸
着）ように構成されており、基体への蒸着が開始される入射角７０〜９０°の高入射
角蒸着点近傍を上記高エネルギービームを通過させない
ように構成されていることを特徴とする蒸着装置。
【請求項７】チャンバーと、チャンバーの排気手段と、チャンバー内に酸素を導入する酸素導入口と、チャンバー内に配置された回転ドラム状のクーリングキ
ャンと、クーリングキャン外周にテープを連続走行させるテープ
送り手段と、チャンバー内にクーリングキャンに隣接して配置された
蒸着物質源保持ルツボと、このルツボ内の蒸着物質源に電子ビームを当てる電子銃
と、クーリングキャンとルツボの間に配置された低入射角規
制シャッターと、蒸気雲の拡がりをクーリングキャンの一部に規制する防
着板と、を備えた蒸着装置であって；上記電子銃から蒸着物質源
に到る電子ビーム軌跡が防着板内を通過する距離が極力
短くなるように上記各機器が構成・配置されていること
を特徴とするテープ用蒸着装置。
【請求項８】上記電子ビームを偏向させる手段をさら
に有する請求項７記載の蒸着装置。