JPS63277750A - 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】 産業上の利用分野 本発明は、磁気記録テープ等高分子材料からなる基板を
備えたフィルム状の基体表面に、蒸着。

スパッタリング等の手段により連続して薄膜を合成する
薄膜形成方法に関するものである。

従来の技術 フィルム状の基体表面に連続して薄膜を合成する例とし
ては、ポリエチレン等の高分子からなる基板上にＣｏ　
、　Ｎｉ　、　Ｆｅ等の強磁性体金属薄膜を作成する金
属磁性媒体の形成方法がよく知られている。そこで以後
は真空蒸着法により高分子基板上に強磁性体金属薄膜を
形成する場合を例に上げて説明する。

オーディオ、ＶＴＲ等に使用される磁性媒体は、強磁性
体金属もしくはその酸化物を結合剤（一般にはバインダ
と呼ばれる）と混合しポリエチレン等の基板に塗布した
いわゆる塗布型媒体が主流であった。しかし、機器の小
型化、高密度記録化が望まれるとともに、短波長記録に
適した強磁性体薄膜を記録層とする金属磁性媒体が開発
されつつある。強磁性体薄膜は真空中で蒸着、スパッタ
リング、イオンブレーティング等の手法により形成され
る。第４図に真空蒸着法でＣｏＣｒ薄膜を記録層とする
金属磁性媒体を形成する場合の一従来例を示す（特願昭
５８−２０６１３号）。ポリエチレン等の高分子フィル
ムからなる基板２は回転ローラー３１Ｌをへて成膜ロー
ラー４に巻き付き、回転ローラー３ｂをへて巻取りロー
ラー７に巻き取られる。蒸発源５の金属塊は電子銃６に
より溶解され、その蒸気９が円筒状キャン４に巻き付い
た基板２の表面に流出して膜が形成される。この時形成
された膜の表面にはバイアス電源８によりバイアスが印
加されており、円筒状キャン４との間の電位差により基
板２と円筒状キャン４とは強固に張り付く。これは成膜
時の熱による基板の熱損傷、熱変形を防止するためで、
基板２と円筒状キャン４がすき間なく強固に張り付いて
いるために成膜時に発生する熱は円筒状キャン４へ効率
的に放熱される。そのため成膜直後には２０００℃にも
達すると考えられる蒸着法を用いて耐熱性の小さなプラ
スチック薄膜基板上にＧｏＯｒ膜を形成することが可能
となる。強磁性体薄膜の形成法としては蒸着法以外に、
スパッタリング法、イオンブレーティング法が考えられ
ている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながらこのような従来の方法では次のような問題
があった。第５図に示すように形成された強磁性体薄膜
にバイアスが印加され成膜ローラー１１に巻き付けられ
ると、その電位差により基板１２の端面近傍に形成され
た強磁性体薄膜と円筒状キャン１１との間に火花放電が
発生しやすくなる。特に端面部は突部形状となっている
ため電位が集中し、火花放電が発生しやすい。基板にピ
ンホール、穴などの損傷がある場合も同様に火花放電が
発生しやすくなる。火花放電が発生すると局部的に電流
が集中するために強磁性体薄膜が損傷して放電痕１３が
生じるばかりか、特には基板１２、円筒状キャン１１の
周面も損傷する。従来は第６図に示すように基板１６０
両端部に防着板１６等を利用して未成膜域１８を設け、
強磁性体薄膜の端面と円筒状キャ／１４との距離を遠ざ
けることから前記火花放電を防いできた。しかしながら
この方法では基板１６に未成膜域１８を配することで基
板１６の利用効率が低下するという問題点があった。ま
た、この方法では基板のピンホール等が起因する火花放
電は防ぐことができず、安定性に問題があった。

本発明はかかる問題に鑑み、フィルム状の基板に火花放
電が生じず安定して連続成膜することができ、かつ基板
の利用効率が高く量産性に優れた薄膜形成装置を提供す
ることを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明は絶縁性基板の表面に導体膜を形成するに際し、
絶縁性基板を、周面の一部もしくは全周面が絶縁性の薄
膜で被覆された円筒状キャンに形成された導体膜と円筒
状キャンとの間に電位差を設けつつ巻き付けて走行させ
る方法である。また導体薄膜が形成された絶縁性基板の
表面に膜を形成するに際し、絶縁性基板を、周面の一部
もしくは全周面が絶縁性の薄膜で被覆された円筒状キャ
ンに、絶縁性基板表面に形成された導体薄膜と円筒状キ
ャンとの間に電位差を設けつつ巻き付けて走行させる方
法である。

作用 ポリエチレン等の高分子からなる絶縁性基板の表面に導
体膜を形成する場合、形成された導体膜と成膜ローラー
との間の電位差による静電引力により絶縁性基板は成膜
ローラーに強固に張り付けられる。このため熱発源から
の輻射熱や熱光原子の凝縮熱は、効率的に円筒状キャン
に放熱され、絶縁性基板の熱的ダメージは防止される。

またこの時円筒状キャンの表面が絶縁性薄膜で被覆され
ているために、基板幅方向全域にわたって導体膜を形成
しても基板端面部と円筒状キャンとの間の火花放電は発
生せず、安定した成膜が可能になる。

絶縁性基板の表面にすでに導体膜が形成されており、こ
の導体膜の表面に膜を形成する場合も、導体膜と円筒状
キャンとの間に電位差を設ければ上記と同様な作用によ
り安定にかつ基板の利用効率磨く膜を形成することがで
きる０ 実施例 ＠１図に本発明の一実施例を示す０第１図は真空蒸着装
置の真空容器内部に設置された基板走行系の概略を示す
もので、高分子からなる基板２１は巻出ローラー１９か
ら回転ローラー２２ａを通り、周面が絶縁性薄膜で被覆
された円筒状キャン２３に巻き付いて矢印の方向に走行
し、この基板２１上に蒸発源２６によって強磁性体薄膜
が形成される。強磁性体金属薄膜が形成された基板２１
は、回転ローラー２２ｂをへて巻取りローラー２０に巻
き取られる。この時、円筒状キャン２３と回転ローラー
２２ｂとの間にはバイアス電源２４により電位を印加す
ることにより、回転ローラー２２ｂを介して基板２１上
に形成された強磁性体薄膜と円筒状キャン２３との間に
は電位差が設定され、導体膜の形成されている基板２１
部分が円筒状キャン２３の周面に張り付く。円筒状キャ
ン２３の周面は絶縁性薄膜で被覆されているため、基板
２１全域に強磁性体薄膜を形成した場合でも基板２１の
端面部と円筒状キャン２３との間で火花放電せず、また
基板にピンホール等の損傷・欠陥がある場合でも火花放
電は発生しない。基板２１にピンホール等の損傷・欠陥
が全くない場合は、基板２１端面部での火花放電のみを
防止することを目的として、第２図に示すように基板２
７の端面部が巻き付く近傍の円筒状キャン２６の周面部
を絶縁性薄膜で被覆する構成（すなわち第２図に示すよ
うに円筒状キャン２６の周面に絶縁性薄膜の成膜域２８
を形成した構成）としてもかまわない０ 円筒状キャンの周面を被覆する絶縁性薄膜としては、絶
縁性の他に成膜時に発生する熱を効率よく円筒状キャン
へ放熱するために熱伝導性の良いものが望ましく、また
電気的９機械的性質が熱的に安定なことが必要である。

また基板２１と円筒状キャン２３が強固に張り付くため
、絶縁性薄膜の表面粗さ、形状が基板に形状転写する。

強磁性体薄膜の場合、この形状転写が大きいと磁気ヘッ
ドとの接触が不安定となり、出力低下、ドロップアウト
などの特性劣化の原因となるため絶縁性薄膜の表面はで
きるだけ円滑であることが望ましく、具体的には少なく
とも０．０１Ｓ以下の粗さ、できれば０．００４５以下
の表面粗さが望ましい。従って円筒状キャンの周面を被
覆する絶縁性薄膜は、前記粗さを満足して成膜可能か、
形成後前記粗さを満足するよう加工可能なものでなけれ
ばならない。またセツティング中などに絶縁性薄膜に傷
が入りにくいことも必要で、このためには硬さが硬いこ
とが望まれる。

絶縁性薄膜の具体的な材料としては５ｉ０２゜人１２０
ｓ　、ＭｇＯ、ＤＬＣ（ダイヤモンド状炭素）。

５ｉ５Ｎ４．　Ｔｉ３Ｎ４などが考えられるが、特にＤ
ＬＣ膜は比抵抗が１０１１Ωｃｍ程度と良好な絶縁性を
示し熱伝導率が０．６ｃａ１７Δｍ−ｓθＣ・℃程度と
大きく、またビッカース硬さも３０００ｋｇ／■２程度
と硬いことから、円筒状キャン２３の周面を被覆する絶
縁性薄膜としては最適な材料である。我々はＤＬＣ膜の
新しい成膜方法としてＰＩ−ＩＶＤ法を発明した（特願
昭６９−２５２２０５号、特願昭６９−２５８０３８号
゛、特願昭６０−８０５１５号等）。

この方法はメタンガス等の炭化水素ガスを材料ガスとし
て１０〜２０Ｐ！Ｌの低圧力でこれをプラズマ化し、プ
ラズマもしくはプラズマ中のイオンを加速しつつ基板に
吹き付は基板を加熱することな（ＤＬＣ膜を形成できる
ものである。この方法で形成したＤＬＣ膜は極めて平滑
であり、機械的表面粗さ計では成膜前の基板表面の粗さ
と区別がつかないくらいである。従って円筒状キャンの
周面をあらかじめ平滑に加工しておけば、ＰＩ−ＣＶ’
Ｄ法によりその表面に円滑なりＬＣ膜を容易に形成でき
る。Ｉ）Ｌ、Ｃ膜の形成法としては、ＰＩ−ＣＶＤ法に
かぎるものでなく、各種ＣＶＤ法、スパンタリング、イ
オンブレーティング等のＰＹＤ法を用いてもかまわない
。

基板上に導体膜がすでに形成されており、この導体膜表
面に成膜する場合でも本発明は応用できる。第３図に示
すように装置構成を回転ローラー２９と円筒状キャン３
１との間にバイアス電源３０で電位差を設けることによ
り、基板上にすでに形成された導体膜と円筒状キャン３
１との間に電位差を設定すれば、あとはすでに説明した
高分子からなる基板上に導体膜を形成する場合と同じ作
用により、火花放電がなく基板全域に膜を形成すること
ができる。またこの場合成膜する膜は導体膜に限らず絶
縁性の膜でもかまわない。

以上、本発明の説明は、高分子からなる基板上に強磁性
体薄膜を形成する金属磁性媒体を主に行なったが、本発
明は強磁性体薄膜を形成する場合に限るものではない。

発明の効果 以上のように本発明によれば、フィルム状の基板に火花
放電を生じず安定して基板全域にわたり連続的に膜を形
成することが可能となり、その実用的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における薄膜形成方法を
実施した装置の概略図、第２図は本発明の第２の実施例
における薄膜形成方法を実施した装置の部分拡大図、第
３図は本発明の第３の実施例における薄膜形成方法を実
施した装置の概略図、第４図は従来例の薄膜形成方法を
実施した装置の概略図、第５図は従来例の装置の一部分
を示す部分拡大図、第６図は従来例の装置の一部分を示
す部分拡大図である。 ２１・・・・・・基板、２２１Ｌ、２２ｂ・・・・・・
回転ローラ、２３・・・・・・円筒状キャン、２４・・
・・・・バイアス電源、２６・・・・・・蒸着源。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第３
図 第４図 ５再発源 第５図 １２基板 第６図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）円筒状キャンに巻き付いて連続走行しつつある高
   分子材料からなる基板上に真空蒸着法等の手法によって
   、導体膜を形成する際、円筒状キャンの周面が絶縁性薄
   膜で被覆され、基板上に形成された導体膜と円筒状キャ
   ンとの間に電位差を設けた薄膜形成方法。
2. （２）絶縁性薄膜がダイヤモンド状炭素膜である特許請
   求の範囲第１項記載の薄膜形成方法。
3. （３）導体膜を備え円筒状キャンに巻き付いて連続走行
   しつつある高分子材料からなる基板の前記導体膜上に、
   真空蒸着法等の手法によって薄膜を形成する際、円筒状
   キャンの周面が絶縁性薄膜で被覆され、前記導体膜と円
   筒状キャンとの間に電位差を設けた薄膜形成方法。
4. （４）絶縁性薄膜がダイヤモンド状炭素膜である特許請
   求の範囲第３項記載の薄膜形成方法。
5. （５）絶縁性薄膜が０．０１Ｓ以下の表面粗さである特
   許請求の範囲第１項または第２項記載の薄膜形成方法。
6. （６）絶縁性薄膜が０．０１Ｓ以下の表面粗さである特
   許請求の範囲第３項または第４項記載の薄膜形成方法。