JPS6059069A - 金属薄膜の製造方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は長尺基板上に金属薄膜を安定（で製造する技術
に関する。

従来例の構成とその問題点 金属薄膜の製造方法として真空中で膜を作製する方法が
よく使われている。これには真空蒸着法。

イオンブレーティング法やスパッタ法等が代表的なもの
としてよく知られている。これらの方法に長尺基板の走
行系を組み合わせることにより長尺基板上に連続して金
属薄膜を形成することが可能である。

第１図に電子ビーム加熱による真空蒸着法を例にして長
尺基板上に金属薄膜を形成する方法を示す。排気系１０
によって高真空に排気された真空槽９中において巻出系
３がら回転方向１１に従って巻出された基板１はドラム
２に沿って走行中にマスク６の開口部において電子銃７
から電子ビーム８を入射されている蒸発源６によって金
属薄膜を真空蒸着された後に巻取系４に巻取られる。し
かしながら金属薄膜形成時に基板が受ける熱負荷が大き
いため、基板の耐熱性が悪いと基板が熱損傷する。それ
によって例えば基板が変質したりしわが生じたり、時に
は破れたりする。その対策の一つとして基板をドラムに
密着させることがある。

基板をドラムに密着させる方法としては基板とドラムと
の間に静電引力を生じさせ、これによって両者を密着す
ることができると言われている。これは例えば絶縁基板
上に導電性下地をつけたものを導電性ドラム上で導電面
を外側にして走行させて、導電面とドラム間に電圧を印
加することにより可能である。

第２図にこの方法の例を図示する。第２図で１２はバイ
アスローラであり、これによって基板１とドラム２との
間に電圧を印加している。バイアスロー２１２に印加す
る電圧は正、負あるいは交直流のいずれでもよい。筐た
この構成を用いることにより、絶縁基板上に直接金属薄
膜をがなり安定に作製できる。また第２図ではドラムを
接地した例を示しているが、基板とドラムとの間に電圧
が印加されている限りにおいては接地の必要性は特にな
い。

このように基板とドラムとの間に電圧を印加することに
より、金属薄膜作製時の熱負荷による基板の損傷を大巾
に軽減できる。

以上は電子ビーム加熱による真空蒸着法について述べた
が、その他の加熱法による真空蒸着法、さらにはイオン
ブレーティング法やスパッタ法においても同様である。

しかし上記の方法を用いてもまだ不十分な場合がある。

まず第１は基板とドラムとの間の静電引力のために、導
電性下地層の上にさらに金属層を形成する場合等では基
板がドラムに接し始めるところで基板がドラムに引きつ
けられる。これによって基板にしわが入ってそのままド
ラムに静電気力で張りついてしまうことがある。これは
一般に基板厚が薄い方が顕著である。

またこれはドラム入側にニップロー２を用いることによ
り多少は改善されるが、薄い基板を用いたときや、基板
とドラムとの間の印加電圧が高いときには不十分な対策
であることが実験の結果わかった。第２の問題点は次の
ような場合である。形成しようとする金属薄膜によって
は、所望の特性を有する膜を得るために基板温度を上げ
る必要があり、基板の熱損傷を防ぐために、さらに基板
とドラムとの間の密着度を高めて金属薄膜形成時の熱負
荷を速やかにドラムに逃がす必要がある。そうすると基
板とドラムとの間の印加電圧の絶対値は基板温度が低い
場合のそれよりも大きくする必要がある。しかしこの印
加電圧の絶対値を大きくすることはバイアスローラと基
板との間、または基板とドラムとの間等に放電を引き起
こし、結果として膜を損傷させてしまう。また巻き取り
軸等にもそれと同等の電圧を印加しないと巻きしわが発
生したりする。したがって、第２図に示す装置によって
も、金属薄膜を必ずしも安定に作製することができない
。

発明の目的 本発明は金属薄膜の形成において比較的薄い基板を使用
する場合や、比較的耐熱性の悪い基板を用いて基板温度
を上げる場合にも、熱損傷を受けたり、しわが発生した
りするという問題がなく、安定に金属薄膜を作製できる
方法を提供することを目的とする。

発明の構成 本発明は金属薄膜を形成すべき長尺基板走行径路にオイ
て、ドラムの前後に電極を設け、かつドラムに関して走
行径路入側（以下単にドラム入側という）の電極（基板
がドラムに接し始める側の電極）とドラムとの間の電位
差が、ドラムに関して走行径路出側（以下単にドラム出
側という）の電極（基板がドラムから離れる側の電極）
とドラムとの間の電位差よりも小さくなるように電圧を
印加することによって優れた金属薄膜を安定に作製する
ことを可能とするものである。

実施例の説明 第３図に本発明の具体的な実施例を示す。第３図ではバ
イアスローラ１２を２本使用しており、ドラム入側のバ
イアスローラは接地しである。またドラム出側のバイア
スローラには直流負電圧を印加している。更にドラム２
も接地しているため。

ドラム入側で基板１がドラム２に接し始める時には基板
１とドラム２との間との電位差がほぼゼロであるから、
ドラム入側では従来のように基板１にしわが入らずにす
む。また、蒸着部分では基板１とドラム２との間に適度
な電位差を印加することができるので、基板１の熱損傷
を防ぐことができる。さらに蒸着部分でとその前後では
基板１の電気抵抗値が異なる。すなわち、下地膜だけの
部分に比べて金属薄膜がその上に形成されている部分で
は電気抵抗が低いので、ドラム出側のバイアスローラに
はそれほどに絶対値の大きな電圧を印加する必要がない
。そのため、基板１や膜が放電現象により破壊されろこ
とがない。

さらにこの実施例を改良した他の実施例を第４図に示す
。第４図ではバイアス電圧印加用に、ドラム入側バイア
スニップローラ１３とドラム出側バイアスニップローラ
１４を用いている。この方法が第３図に示した装置によ
る方法に比べて優れているのは次の点である。ドラム出
側バイアスニップローラ１４の位置を蒸発源側に移動さ
せることにより、ドラム出側バイアスニップローラ１４
に印加する電圧の絶対値を小さくしても、蒸着部分にお
ける基板１とドラム２との間の電位差が小さくなること
を防ぐことができる。寸だこれは前述の実施例において
も言えることであるが、ドラム入側でも基板にしわが入
らない程度に入側バイアスローラにバイアス電圧を印加
することによって、蒸着部分における基板１とドラム２
との間の電位差を太きくして両者の密着度を高めて基板
１の熱損傷を防ぐこともできる。第４図のニップローラ
１３．１４としては金属ニップローラのほかにゴム等の
軟いニップローラの表面に導電層を設けたもの等が使用
できる。発明者らの実験したところでは、基板とニップ
ローラの密着性という点からは軟いニップローラが適し
ているが、ドラム表面を鏡面仕上げして、ドラムにほこ
り等がない状態では、特にニップローラに流れる電流が
太きい時に鏡面仕上げの金属ニップローラが優れている
ことが判明した。

第６図は本発明のさらに他の実施例を示す。１６は補助
ローラであり、基板１１Ｉ′ｊ：バイアスローラ１２と
補助ローラ１６との間に圧着されている。第５図の構成
にすると、バイアスローラ１２を金属ローラとし、補助
ローラ１６をゴムローラとすることにより、基板１の導
電面とバイアスローラ１２との密着度を高めることがで
きて、ノくイアスミ圧が高くても基板１とバイアスロー
ラ１２との間での放電が起きない。

具体的な実施結果としてポリエチレンテレフタレート（
以下ＰＥＴと略す）基板上に下地層としてパーマロイ膜
を形成し、さらにその上に高密度磁気記録用媒体として
ＣｏＣｒ膜を形成した場合を示す。ＰＥＴ基板の厚みは
１２μｍである。下地層としてのパーマロイ膜は記録媒
体の記録再生特性の向上のために必要であり、発明者ら
の実験結果では１０００八〜２０００八程度の膜厚のも
のが特性上最適であった。そこで膜厚１５００八程度の
パーマロイ膜を第２図に示した装置を用いて真空蒸着法
により形成した。ドラム温度ハ約２００℃であり、バイ
アス電圧は一８０Ｖである。作製したパーマロイ下地膜
にはしわが認められなかった。続いてＣｏＣｒ膜を形成
した。ＧｏＣｒ膜形成時のドラム温度と形成された膜の
膜面に垂直方向の保磁力Ｈａ土とけ密接な関係にあり、
通常ドラム温度２ｏ○℃でＨａ上（ｄ７ｏｏＯａｉｌＪ
ｊ、ドラム温度２６０℃でＨｃ土はＩ　ＫＯｅ程度の膜
が得られている。そこでドラム温度を２ｏＱ℃として、
前述した各方法で膜厚約１５ｏＯ人のＣｏＣｒ膜を作製
した。ただし蒸発源には電子ビーム蒸発源を用いた。Ｃ
ｏＣｒ膜の堆積速度は約６０００八／秒である。

まず第２図の従来方法でＧｏ　Ｏｒ膜を形成した。

バイアスローラに直流負電圧を印加したところ、−２０
Ｖ以下の電圧ではドラム入側で基板にしわが入った。直
流正電圧あるいは交流電圧を印加したときも、その実効
値の絶対値が２ｏｖ８度以上であるとドラム入側で基板
にしわが入った。また交流、直流のいずれの電圧を印加
した場合においても、ドラム温間２０ｏ℃では蒸着時に
基板の熱損傷が頻繁に起こった。

次に第３図の方法によってＧｏ　Ｃｒ膜を形成した。

ドラムとドラム入側バイアスローラを接地しておいて、
ドラム出側バイアスローラに直流負電圧を印加した。印
加電圧を一５０ｖ以下にした場合には蒸着時に基板の熱
損傷は起こらなかった。寸だ、ドラム入側における前述
のようなしわも発生しなかった。しかし、印加電圧をお
おむね一５０Ｖ以」二にすると、蒸着時に熱損傷が起き
ることが多かった。また印加電圧が一１５０Ｖ以下とな
るとドラム出側バイアスローラと基板との間で放電がし
ばしば起きてし甘う。さらに第３図の方法でドラム入側
バイアスローラの接地をやめて一１５ｖの直流電圧を印
加することにより、ドラム出側バイアスローラへの印加
電圧を一４０Ｖにしても、しわや熱損傷なしに蒸着を行
なうことができた。

続いて第４図の方法によってｃｏ　Ｃｒ膜を形成した。

ドラム入側バイアスニップローラを接地して。

ドラム出側バイアスニップローラに直流負電圧を印加し
た。ドラム出側バイアスニップローラの位置を移動する
ことによって印加電圧−４０Ｖ以下において蒸着時の基
板の熱損傷が起きなかった。

さらにドラム入１則バイアスニップローラにも一２０Ｖ
を印加するとドラム出側バイアスニップローラには一３
５Ｖを印加するだけで、しわや熱損傷なしに蒸着を行な
うことができた。直流正電圧や交流電圧を印加した場合
にも印加電圧の実効値がドラム入側バイアスニップロー
ラで２０Ｖ程度、ドラム出側バイアスニップローラで３
５Ｖ程変であると、直流負電圧を印加したときとほぼ同
じようにしわや熱損傷なしに蒸着を行なうことができた
。

最後に第５図の方法でＧｏ　Ｃｒ膜を形成した。補助ロ
ーラにはゴムローラを用い、バイアスローラには鏡面仕
上げの金属ローラを用いた。ドラム入側バイアスローラ
を接地し、ドラム出側バイアスローラに直流負電圧を印
加した。印加電圧が一５０Ｖ以下であると蒸着時に基板
の熱損傷は起こらなかった。壕だドラム入側における前
述のようなしわも発生しなかった。しかし、印加電圧が
およそ一５ｏｖ以上では、蒸着時に熱損傷が起きろこと
が多かった。また、印加電圧が一２００ｖ以下になると
、ドラム出側バイアスローラ等と基板の間で放電が時々
起きた。

発明の効果 本発明によれば、しわや熱損傷のない優れた金属薄膜が
安定に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図はそれぞれ金属薄膜の連続巻取製造法の
従来例を示す図である。第３図〜第５図はそれぞれ本発
明の方法による実施例を説明するための装置の構成を示
す図である。 １・・・・・・基板、２・・・ドラム、３・・・・・・
巻出系、４・・・・・巻取系、５・・・・・・マスク、
６・・・・・・蒸発源、７・・・・・電子銃、８・・・
・・電子ビーム、９・・・・・・真空槽、１０・・・・
・排気系、１１・・・・・・回転方向、１２・・・・・
バイアスローラ、１３・・・・・トラム入側バイアスニ
ップローラ、１４・・・・・・ドラム出１則バイアスニ
ップローラ。 １５　・・・補助ローラ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第　
１　図 １ 第２図 ｆｌ 第４図 １ 訂５図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）　円筒状ドラムに沿って走行する導電面を持った
   長尺基板上に真空蒸着法またはイオンブレーティング法
   またはスパッタ法により金属薄膜を形成するに際して、
   前記ドラムに対する前記長尺基板の走行径路の入側と出
   側とにそれぞれ電極を設け、かつ前記入側の電極と前記
   ドラムとの間の電位差を前記出側の電極と前記ドラムと
   の間の電位差よりも小さくすることを特徴とする金属薄
   膜の製造方法。
2. （２）長尺基板が電極によってドラムに押しつけられて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の金
   属薄膜の製造方法。
3. （３）電極がローラと接しており、かつこのローラによ
   って長尺基板がドラムに押しつけられていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の金属薄膜の製造方
   法。
4. （４）金属薄膜の主要構成成分がｃｏとＣｒであること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の金属薄膜の
   製造方法。