JPS60209930A - 薄膜形成方法 - 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】 ［発明の技術分野］ この発明は、高分子フィルム基体の両面に薄膜層を形成
する方法に係り、特にディスク状垂直磁気記録媒体にお
ける記録層の形成に好適な薄膜形成方法に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 近年、磁気記録媒体の媒体面に垂直な方向の磁化を利用
して高密度の記録を行なう垂直磁化記録方式が注目され
ている。この垂直磁化記録のための磁気記録媒体（垂直
磁気記録媒体という）としては、膜面に垂直な方向に磁
化容易軸を有するｃｏ−Ｏｒ系スパッタｉｌｌ！を記録
層とするものが代表的である。このような垂直磁気記録
媒体は、ポリイミド等の耐熱性フィルムあるいは最近で
はポリイミドに比して耐熱性の劣るポリエチレンテレフ
タレートフィルム（ＰＥＴフィルム）のような高分子フ
ィルムを基体とし、その片面または両面に上記Ｇｏ−Ｏ
ｒ系スパッタ薄膜を形成することによって作製されるも
のであり、磁気テープや、ディスク状磁気記録媒体、特
にフロッピーディスクへの適用が考えられている。

ところで、垂直磁気記録媒体の中でも特にフロッピーデ
ィスクのようなディスク状媒体では、磁気特性が良好で
あることとともに、媒体の平坦性が良いこと、つまりカ
ールのほとんどないことが強く要求される。しかしなが
ら現在、ディスク状垂直磁気記録媒体として考えられて
いるのは、高分子フィルム基体上にスパッタ法または真
空蒸着法等の物理的手法により形成されたｃｏ−Ｏｒ等
のＣＯ系金合金膜記録層とするものである。このような
媒体では、高分子フィルム基体の一方の面のみに１１１
層を形成した場合は勿論、基体両面にほぼ同一条件で薄
膜層を形成した場合でも、特に基体の一方の面に第１の
薄膜層を形成、した後、他方の面に第２の薄膜層を形成
した場合、すなわち表裏の薄膜層の形成が時間を置いて
行なわれる場合には、カールの発生が認められる。また
、再生出力を大きくするため、高分子フィルム基体の実
質の温度を上げる等の方法により薄膜層の膜面に垂直な
方向の保磁力Ｈｃ上を大きくした場合、カールは著しく
増加する傾向がある。

このようなカールの存在は、薄膜層が金属膜であるため
にフレキシビリティが小さいことも加わって、磁気記録
媒体と磁気ヘッドとのスペーシングを極力小さい状態で
安定に保つことを著しく困難にする。従って垂直磁化記
録方式の長所である高密度記録を達成するためには、カ
ールを十分に小さくして、薄膜層面をほとんど平坦な状
態にすることが不可欠となってくる。

［発明の目的］ この発明の目的は、高分子フィルム基体の両面に薄膜層
を時間を置いて形成する場合において、薄膜層でのカー
ルの発生が少なく、薄膜層をほとんど平坦な状態とする
ことができる薄膜形成方法を提供することである。

［発明の概要］ こめ発明に係る薄膜形成方法は、高分子フィルム基体の
一方の面に第１の薄膜層を形成し、次いで前記高分子フ
ィルム基体の他方の面に第２の薄膜層を形成するに際し
、高分子フィルム基体の熱膨張率をαＦ、第１および第
２の薄膜層の熱膨張率をαＴ、第１の薄膜層の厚さを６
１．第２の薄膜層の厚さを６２としたとき、αＦ〉αＴ
、かつδ１くδ２なる関係を満たすようにしたことを特
徴としている。

［発明の効果コ この発明によれば、上記のように高分子フィルム基体の
熱膨張率αＦを第１および第２の薄膜層の熱膨張率αＴ
より大きくし、かつ第２の薄膜層の厚さδ２を第１の１
１膜層の厚さδ１より大きくすることによって、薄膜層
のカールの発生を極めて少なくすることができる。

このようにカールが少なくなる運出については、ぼ同一
条件で行なっているにも拘らずカールが発生するメカニ
ズムとともに、今のところ良くは解明されていない。カ
ールの発生要因として、薄膜層形成時に高分子フィルム
基体の熱的変化（例えば熱収縮）が生じることを十分に
考える必要はあるが、熱収縮の大小に拘らず同様のカー
ル発生傾向を示すことから、他の要因も考える必要があ
る。

定性的に考察すれば、第１の薄膜層形成時においては基
体は単なる高分子フィルムのみであるのに対し、第２の
薄膜層形成時においては基体は実質的に、既に反対側の
面に形成されている第１の薄膜層と高分子フィルムとの
積層膜と考えることができ、その実効的熱膨張率および
ヤング率が第１の薄膜層形成時より変化していることが
カールの発生する主な原因と考えられる。このような考
え方に立てば、この発明のようにまず高分子フィルム基
体の一方の面に熱膨張率が高分子フィルム基体のそれよ
り小さい第１の薄ＩＩ層を形成すると、この第１の薄ｉ
！層の形成された状態では基体の実さく、かつヤング率
が実効的に高い状態になっている。この状態で第１の薄
膜層より厚い第２の薄膜層を基体の他方の面に形成する
と、基体の実効的熱膨張率は上記のように第１の薄膜層
形成時より小さく、しかも実効的ヤング率は高くなって
いるが、その際に第２の薄膜層から基体に与えられる熱
応力は第１の薄膜層のそれに比べ第１の薄膜層より厚さ
が厚い分だけ大きい。

従って、高分子フィルム基体と第１および第２の薄膜層
の熱膨張率の差と、第１および第２の薄膜層の厚さの差
との関係を適当に選定すれば、第１の薄膜層の形成時に
基体が熱的変化を起こすことによって生じたカールは、
第２の薄膜層の形成時に基体に対して反対方向から同程
度の熱的変化が与えられることでちょうど相殺される形
となり、結果的にカールの非常に少ない薄膜層が得られ
るということになる。

［発明の実施例］ この発明を一実施例により詳細に説明する。第１図はこ
の発明の薄膜形成方法を実施する装置の一例としての連
続薄膜形成装置の構成を示すものである。

第１図において１は真空槽であり、この真空槽１内で薄
膜形成が連続的に行なわれる。すなわち、供給ローラ２
からこのローラ２に巻回されているＰＥＴ等からなる高
分子フィルム基体１０を連続的に送り出し、必要に応じ
て補助ローラ３ａを経て主ローラ４ａに巻付ける。この
主ローラ４ａ上を高分子フィルム基体１０が走行する際
に、主ローラ４ａに対向して置かれたスパッタターゲッ
ト５ａ（例えばＣｒを２２重量％含むＣｏ−Ｃｒ合金タ
ーゲット）から膜形成物を供給することにより、第２図
（ａ）に示すように基体１ｏの一方の面上に第１の薄膜
層１１を厚さδまたけ連続形成する。

次いで、補助ロー５３ｂを経てもう１つの主ロー５４ｂ
上に高分子フィルム基体１ｏを案内し、この主ローラ４
ｂ上を高分子フィルム基体１ｏが走行する際に、主ロー
ラ４ｂに対向して置かれた前記スパッタターゲット５ａ
とほぼ同じ組成を有するスパッタターゲット５ｂから膜
形成物を供給することにより、第２図（ｂ）に示すよう
に基体１０の他方の面に第２の薄膜層１２を厚さδ２（
δ１くδ２）だけ連続形成する。その後、高分子フィル
ム基体１０を補助ローラ３Ｃを経て巻取りローラ６に巻
取って一連の薄膜形成工程を終了する。

第３図は厚さ７５μｍで熱膨張率がＧｏ−Ｏｒより大き
い２種類の高分子フィルム基体■■を用い、第１の薄膜
層の厚さδ１を約０．５μ雇一定とし、第２の薄膜層の
厚さδ２を変えたときのカール量の変化を示したもので
ある。第４図は用いた２種類の高分子フィルム基体■■
および薄膜層であるＣ０−Ｃｒ合金膜の熱膨張率の測定
結果であり、測定は理学電ｔｉｌ製の熱膨張計によって
行なった。測定条件は次表の通りである。

表１ なお、高分子フィルム基体に水が多量に含まれている場
合、加熱時に水が放出され、それに伴う寸法変化も重な
って生じることから、基体の脱水がほぼ完全になされた
ときの寸法変化をもって熱膨張率をめた。スパッタ時、
高分子フィルム基体はガス放出工程により水はほとんど
放出されている。また、薄膜層（Ｃｏ−Ｃｒ膜）の熱膨
張率は高分子フィルム基体を溶解して単独のＧｏ−Ｃｒ
膜を作り、はぼ同一条件で測定したが、この値は多結晶
バルクの状態での値とほぼ一致した。なお、カール量は
直径８５＃１ＩＩＩのフロッピーディスクとして打ち抜
いたものについて、第５図に示す寸法りで定義した。

第３図の測定結果かられかるように、αＦ〉αＴなる高
分子フィルム基体を用い、かつδ１〈δ２を満たす適当
な厚さの第１および第２の薄膜層を形成したときに、カ
ールの少ないほぼ平坦なフロッピーディスクが得られた
。このようにして得られたフロッピーディスクを用いて
実際に記録・再生を行なったところ、エンベロープの均
一な再主出力が得られた。一方、αＦ〈αＴなる高分子
フィルム基体を用いた場合はカール量が増大し、平坦な
フロッピーディスクを得ることはできなかった。

換言すれば高分子フィルム基体の熱膨張率を第１および
第２の薄膜層のそれより大きくし、かつ第１および第２
の薄膜層の厚さを等しくした場合には、第１の薄膜層を
形成した状態で第１の薄膜層側が凸状となるカール（正
のカール）が発生し、第２の薄膜層を形成した後の状態
でもこの正のカールが残る。これは前述したように第１
の薄膜層が形成された状態では高分子フィルム基体の実
効的な熱膨張率が若干減少し、かつヤング率が実効的に
高い状態にあるために、第２の薄膜層の厚さが第１の薄
膜層のそれと同程度であると、第２の１１ｇ１１１の形
成時に基体に与えられる熱応力が不足して正のカールを
打消せないからであると考えられる。この点、この発明
のように第２の薄ｉｕｉの厚さを第１の薄膜層の厚さよ
り適当に大きくすると、第２の薄膜層の形成時に基体に
与えられる熱応力が適当な値となって、第１の１１１層
の形成時に生じた正のカールがちょうど打消されるので
ある。

以上説明したように、この発明によれば高分子フィルム
基体の両面に第１および第２の薄膜層を順次時間を置い
て形成するに際し、カールの発生を効果的に抑制するこ
とができる。従って、例えばフロッピーディスクのよう
なディスク状磁気記録媒体の製造に適用すれば、平坦性
の良い媒体を得ることができるという利点がある。

また、この発明はバッチ方式でなく高分子フィルム基体
への張力の与え方に制限があり、かつ主として基体の長
手方向にしか張力を加えられず、さらに基体と主ローラ
との間の摩擦状態の制御が困難なローラを用いた連続１
１１１形成工程において、カールが少なく平坦な薄膜を
形成する場合に有効である。

さらに、主ローラ上でスパッタにより薄膜層を形成する
連続薄膜形成工程によって、垂直磁気記録媒体の記録層
であるＣ　ｏ　−Ｃ’ｒ膜等のＧｏ合金膜を形成する場
合、スパッタ条件、Ｋｌの組成およびローラの温度等が
ほとんど同一であっても、後から形成される第２の薄膜
層の膜面垂直方向の保磁力Ｈｃ上の方が大きくなる傾向
がある。従って、この発明に基いて形成された２つの薄
膜層のうち第２の１１１層のみを記録層として用いるよ
うにすれば、カールが少なく平坦で、かつ表裏両面の薄
膜層の合計膜厚の極力小さい垂直磁気記録媒体を得るこ
とが可能となり、よってフレキシビリティのより優れた
フロッピーディスクが得られるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の薄膜形成方法で用いる連続薄膜形成
装置の概略的な構成を示す図、第２図はこの発明の一実
施例の薄膜形成工程を説明するための断面図、第３図は
高分子フィルム基体に最初に形成される第１の薄ｍｌｌ
の厚さを一定とし後に形成される第２の薄膜層の厚さを
変えたときのカール量の変化を示す図、第４図は実施例
で使用し合金膜）の熱膨張率の測定結果を示す図、第Ｓ
図はカール量の評価法を説明するための図である。 １・・・真空槽、２・・・供給ローラ、３ａ〜３Ｃ・・
・補助ローラ、４ａ、４ｂ・・・主ローラ、５ａ、５ｂ
・・・スパッタターゲット、６・・・巻取りローラ、１
０・・・高分子フィルム基体、１１・・・第１の薄膜層
、１２・・・第２の薄膜層。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 ！ｓ７１図 第２図 第６図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）高分子フィルム基体の一方の面に第１の薄膜層を
   形成した後、前記高分子フィルム基体の他方の面に第２
   の薄膜層を形成する薄膜形成方法において、前記高分子
   フィルム基体の熱膨張率をαＦ、第１および第２の薄ｌ
   ！層の熱膨張率をαＴとし、第１の１１１１層の厚さを
   ６１．第２のＳ膜層の厚さを６２としたとき、αＦ〉α
   Ｔ、かつδ１くδ２なる関係を満たすようにしたことを
   特徴とする薄膜形成方法。 （′２Ｊ　高分子フィルム基体への第１および第２の薄
   膜層の形成を、高分子フィルム基体を連続的に走行させ
   つつ、この高分子フィルム基体の走行方向において異な
   る位置で行なうことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の薄膜形成方法。 （３）第１および第２の薄膜層はコバルト合金かＩ＋表
   ！十爪鳴七１−しｔ驕條し骨ス檎故鴎十山銘囲第１項ま
   たは第２項記載の薄膜形成方法。 （Φ　第１および第２の薄膜層の少なくとも一方はディ
   スク状垂直磁気記録媒体の記録層であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項、第２項または第３項記載の薄
   膜形成方法。