JPH0323632B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［利用分野］ 本発明は、高分子フイルムの基板上にロール・
ツ・ロールで連続的に真空中で薄膜を形成する薄
膜形成方法の改良に関し、薄膜型磁気記録媒体、
透明導電性フイルム、熱線反射フイルム、態様電
池等の薄膜機能素子等の製造に適用でき、特に基
板に表面の平坦な高分子フイルムを要求される薄
膜型磁気記録媒体の好適なものである。 ［従来技術］ 上述の通り、多方面に適用できるものである
が、以下薄膜性磁気記録媒体の製造を例に説明す
る。 上述の薄膜型磁気記録媒体は、近年高密度磁気
記録用媒体として注目され、既に多くの提案があ
る。例えば特開昭54−147010号公報にはCoの蒸
着膜が、特公昭58−91号公報にはCo−Cr合金の
スパツタ膜からなる垂直磁化膜が開示されてい
る。 このような蒸着、スパツタ又はイオンプレーテ
イング等の薄膜形成手段によつて形成される金属
膜は、厚みが1.5μｍ以下にもかかわらず、磁性層
の厚みが3μｍ以上である従来の塗布型記録媒体
の性能を示す。 しかしながら形成される金属薄膜厚さが薄く、
基板の表面状態（表面凹凸）がそのまま磁性膜の
凹凸として発現し、スペーシングロスやドロツプ
アウトの原因となる。従つて、電磁変換特性（再
生出力、エラー）の観点からは、基板の表面状態
が出来るだけ平滑であることが好ましい。 一方、基板に高分子樹脂フイルムを用いる場
合、フイルム巻取、巻出しといつたハンドリング
の観点から、フイルム表面が平滑であると、フイ
ルム−フイルム相互の滑り性が悪くブロツキング
現象が発生し、製品になり得ず、ベースフイルム
表面が粗であることが要求される。 このように薄膜型の磁気記録媒体には、基板に
関し、電磁変換特性を向上させようとすれば、そ
のハンドリング性、走行性が悪化するという問題
がある。 ［発明の目的］ 本発明はかかる現状に鑑みなされたもので、非
常に平滑な高分子フイルムを基板としても安定し
てロール・ツ・ロールで連続的に生産性良く薄膜
が形成できる薄膜形成方法を目的とするものであ
る。 ［本発明の構成及び作用］ 上述の目的は、如何の本発明により達成され
る。すなわち、本発明は、長尺の高分子フイルム
を基板とし、基板をロール・ツ・ロール方式で移
送しつつ、支持体に支持された基板上に真空中で
連続的に薄膜を形成する薄膜形成方法において、
基板の高分子フイルムを安定に膜形成できる巾以
下にスリツトしつつ、支持体へ移送して薄膜を形
成することを特徴とする薄膜形成方法である。 なお、ロール・ツ・ロール方式とは、ロールに
した基板から巻き戻しつつ移送し、再びロールに
巻き上げる移送方式のことである。 ところで、上述の本発明は、表面が非常に平坦
な高分子フイルムを基板とした場合でも、フイル
ムの巾が狭い場合には真空中で安定した取扱いが
でき、安定な膜形成ができることを見出しなされ
たものである。 すなわち、表面の平坦なフイルムをベースフイ
ルムとして真空中に挿入し、かつ連続的に移送し
つつ薄膜を形成したところつぎのような問題が見
出された。即ち表面の平坦なフイルムでは全巾に
亘る冷却ロールあるいは冷却板等の支持体との密
着性が悪く、薄膜形成時に受ける熱にフイルムが
耐えることができないことである。 冷却ドラムや冷却板等の支持体とフイルムとの
密着性についてはフイルム移送時の張力を十分か
けることにより向上できる。 しかしながらかかる張力はフイルム巾が広くな
るほど巾方向に均等にかけることは困難であり、
フイルムの巾方向にわたつては均一な張力とはな
らなかつた。かかる張力の不均一は膜形成時の熱
によりシワ、溶断等の好ましくない結果を与えて
いた。 一般に膜形成時に受ける熱のためにフイルムは
熱収縮し、巾方向に縮もうとするが、巾方向の張
力が不均一な場合フイルムの収縮は均一ではな
く、或る部分に集中するためこの部分からシワが
発生するものと推定される。 即ちフイルムの横方向の移動を自由にするため
には張力を下げる必要があるが、冷却ドラムとの
密着性を向上させるためには張力を上げる必要が
あるという相矛盾する条件を満足させる必要があ
つた。 本発明はかかる問題点について鋭意検討の結果
これらの問題は以下の通り解決可能であることを
見出した。 即ち長尺の高分子フイルムを基板とし、基板を
ロール・ツ・ロール方式で移送しつつ、支持体に
支持された基板上に真空中で連続的に薄膜を形成
する薄膜形成方法において、基板の高分子フイル
ムが支持体に支持される前に適当な巾にスリツト
しつつ移送して薄膜を形成すれば、シワの問題が
生じないことを見出した。 高分子フイルムをスリツトを入れることは、広
巾の高分子フイルムを巾方向にカツトし挟巾のフ
イルムに分割することを意味する。フイルム巾が
狭い場合、巾方向のフイルムの熱収縮は均等に行
われることによりフイルム巾の中央部分でのシワ
の発生が押えられることによると考えられる。 フイルムの巾によるシワの発生の状況は、フイ
ルム巾を種々変えた長尺フイルムを用いたモデル
実験により確認できる。フイルム巾と張力の関係
は膜形成の条件を一定にした場合、フイルム巾が
狭くなる程、張力を上げるほどシワが入りにく
い。すなわち、使用するフイルムに応じて安定し
た膜形成できる巾を選定することができる。従つ
てフイルムのスリツト巾は安定に膜形成できる巾
以下に選定される。 フイルムをスリツトした場合当然その巾は狭く
なるが、膜形成したフイルムは用途によつては狭
いもので十分である。かかる用途の場合には膜形
成したあとのフイルムはスリツト工程を経ること
になるが本方法によればスリツト工程を省略でき
るという長所も有する。支持体に接する前にスリ
ツトしたフイルムは巻出された時点では広巾のフ
イルムであるためスムーズに巻きとることがで
き、又巻取時にスリツトした各フイルム毎に巻取
系を準備することなく、あたかも一本のフイルム
の様に１本のロールに巻きとることができるた
め、非常に生産性の良い製膜が可能となる。 なお、設備的には従来の設備にスリツト手段を
組み込むだけでよい。スリツト手段としては、従
来よりスリツター等で用いられている公知の機構
がそのまま適用でき、切断刃を用いるもの、レー
ザ光を用いるもの等適用できるが、最も簡便には
例えばカミソリの刃をフイルムにあてるだけでよ
い。 スリツトするフイルムの巾は安定に巻形成でき
る巾内で、原反のフイルム巾および最終製品とす
るべきフイルム巾によつて決定すればよいが、製
品使用効率の高い巾に選定すべきことは云うまで
もない。巾の広いフイルムも用い、多数条にスリ
ツトする方が生産上は有利である。スリツテイン
グしたフイルムが支持体に接して移送しつつ膜形
成される場合、各フイルムは収縮し、スリツテイ
ング部分で微小なすき間をもつこともある。かか
るすき間にもフイルムへの堆積物と同じ堆積物が
堆積したり、又スリツテイング端部から溶断が生
じることがあるが、かかる問題はその境界にマス
クを付置することによつて防止することができ
る。 また上述の本発栄の可撓性高分子樹脂の基板に
は、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレ
フイン、ナイロン６等のポリアミド、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフ
タレート等のポリエステルその他の熱可塑性樹脂
フイルムが適用できる。中でも、ポリエチレンテ
レフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレ
ートは、低コストで寸法安定性、表面性、耐熱
性、機械的特性に優れている点で好ましい。 ところで、本方法を薄膜型磁気録媒体に適用す
る場合には強磁性薄膜としては公知のものが全て
適用できる。すなわち、従来から開発の盛んな長
手記録用のFe、Ni、Co及びこれらの合金膜から
なる蒸着膜等は勿論、最近その高密度記録可能性
から注目されている垂直磁気記録方式（特公昭58
−10764号公報参照）に用いる膜面に垂直方向に
磁化容易軸を発現させたCo−Crの合金膜等から
なる垂直磁化膜（特公昭58−91号公報参照）等に
も適用できる。 特にフレキシブルデイスクを目的とし、両面に
磁気記録層を形成さす場合は、テープのようにバ
ツクコートにより走行性を確保することはできず
本発明の意義は大きく、さらに記録層が前述の垂
直磁気記録層である場合、線記録密度、トラツク
密度共に高くすることが可能であり、ドロツプア
ウト（Ｄ／ｏ）や走行耐久性の観点より本発明の
効果は著しい。 なお、上述薄膜の形成手段としては、従来より
公知の真空蒸着法、イオンプレーテイング法、ス
パツタ法等の物理的堆積法が適用できる。中でも
ポリエステルを基板とし、前述の垂直磁気記録層
を形成して垂直磁気記録媒体を得るには低温膜形
成が可能で、且つ垂直異方性膜形成が安定にでき
るという点からマグネトロン式スパツタ法、ある
いは特開昭57−158380号公報等に開示の対向ター
ゲツト式スパツタ法が好ましい。 以上、上述の本発明の詳細を実施例に基いて説
明する。 第１図は本発明の実施に用いた対向ターゲツト
式スパツタ装置の構造図である。 図から明らかな通り、本装置は前述の特開昭57
−158380号公報で公知の対向ターゲツト式スパツ
タ装置とし基本的に同じ構成となつている。 すなわち、図において１０は真空槽、２０は真
空槽１０を排気する真空ポンプ等からなる排気
系、３０は真空槽１０内に所定のガスを導入して
真空槽１０内の圧力を10^-1〜10^-4Torr程度の所
定のガス圧力に設定するガス導入系である。 そして、真空槽１０内には、図示の如く真空槽
１０の側板１１，１２に絶縁部材１３，１４を介
して固着されたターゲツトホルダー１５，１６に
より１対のターゲツトT₁，T₂が、そのスパツタ
される面T_1S，T_2Sを空間を隔てて平行に対面す
るように配設してある。そして、ターゲツトT₁，
T₂とそれに対応するターゲツトホルダー１５，
１６は、冷水パイプ１５１，１６１を介して冷却
水によりターゲツトT₁，T₂、永久磁石１５２，
１６２が冷却される。磁石１５２，１６２はター
ゲツトT₁，T₂を介してＮ極、Ｓ極が対向するよ
うに設けてあり、従つて磁界はターゲツトT₁，
T₂に垂直な方向に、かつターゲツト間のみに形
成される。なお、１７，１８は絶縁部材１３，１
４及びターゲツトホルダー１５，１６をスパツタ
リング時のプラズマ粒子から保護するためとター
ゲツト表面以外の部分の以上放電を防止するため
のシールドである。 また、磁性薄膜が形成される基板４０を保持す
る基板保持手段４１は、真空槽１０内のターゲツ
トT₁，T₂の側方に設けられ、以下の通り基板４
０をロール・ツ・ロールで移送するようにしてあ
る。基板保持手段４１は、図示省略した支持ブラ
ケツトにより夫々回転自在かつ互いに軸平行に支
持された繰り出しロール４１ａ、支持ロール４１
ｂ、巻取ロール４１ｃの３個のロールからなり、
基板４０をターゲツトT₁，T₂間の空間に対面す
るようにスパツタ面T_1S，T_2Sに対して略直角方
向に保持するように配置してある。従つて基板４
０は巻取りロール４１ｃによりスパツタ面T_1S，
T_2Sに対して直角方向に移動可能である。なお、
支持ロール４１ｂは基板４０の温度を制御するた
めその表面温度が調節可能となつている。 一方、スパツタ電力を供給する直流電源からな
る電力高級手段５０はプラス側をアースに、マイ
ナス側をターゲツトT₁，T₂に夫々接続する。従
つて電力供給手段５０からのスパツタ電力は、ア
ースをアノードとし、ターゲツトT₁，T₂をカソ
ードとして、アノード、カソード間に供給され
る。 なお、プレスパツタ時基板４０を保護するた
め、基板４０とターゲツトT₁，T₂との間に出入
するシヤツター（図示省略）が設けてある。 以上の通り、前述の特開昭57−158380号公報の
ものと基本的には同じ構成であり、公知の通り高
速低温スパツタが可能となる。すなわち、ターゲ
ツトT₁，T₂間の空間に、磁界の作用によりスパ
ツタガスイオン、スパツタにより放出されたγ電
子等が束縛され高密度プラズマが形成される、従
つて、ターゲツトT₁，T₂のスパツタが促進され
て前記空間より析出量が増大し、基板４０上への
堆積速度が増し高度スパツタが出来る上、基板４
０がターゲツトT₁，T₂の側方にあるので低温ス
パツタも出来る。 なお、本発明の対向ターゲツト式スパツタ法
は、前述の装置のものに限定されるものでなく、
前述の通り一対の対面させたターゲツトの側方に
基板を配し、ターゲツト間に垂直方向の磁界を印
加してスパツタし、基板上に膜を形成するスパツ
タ法を云う。従つて、磁界発生手段も永久磁石で
なく、電磁界を用いても良い。また、磁界もター
ゲツト間の空間にγ電子等を閉じ込めるものであ
れば良く、従つてターゲツト全面でなく、ターゲ
ツト周囲のみに発生させた場合も含む。なお、第
１図で基板４０の走行方向（MD）は、ターゲツ
トT₁，T₂の対向方向すなわち永久磁石１５２，
１６２からなる磁界発生装置により生ずる磁石φ
の方向とほぼ同じ方向になる。 さらに本発明の薄膜形成方法は実施例に用いた
対向ターゲツト式スパツタ法のみに限定されるも
のでなく通常の物理的堆積法、例えばマグネトロ
ン方式スパタリング、真空蒸着、２極又は３局ス
パタリング、イオンプレーテイングなどの方法
や、化学的堆積法、例えばCVD法などにも適用
できることはいうまでもない。 次に上述の対向ターゲツト式スパツタ装置によ
り実施した本発明に係わる薄膜形成方法の実施例
を説明する。 実施例１〜５、比較例１〜５ 厚さ50μｍのポリエステルフイルムを用いてパ
ーマロイ金属（Fe18％wt、Ni78wt％、Mo4wt
％）を前述の第１図の対向ターゲツトスパツタ装
置を用い、スパタリング法で形成した。 以下の実施例、比較例はいずれも膜堆積速度
0.5μｍ／min、支持ドラム４１ｂの温度50℃で行
い、フイルム４０の両端部は第２図に示すように
15mmのマスク４２ａを取りつけることにより、熱
輻射による損傷を防止するようにした。 フイルム巾24cm、支持ドラム４１ｂの巾を30cm
としスパツタリングを行つた。 実施例においては図示のようにフイルム４０の
中央部分に対応する位置に切断具として、通常用
いられているカミソリ刃を用いたスリツト手段６
０を設けて切り込みを入れ、フイルム４０を巾方
向に２分割した。なお、スリツト手段６０のカミ
ソリ刃は真空槽外からの操作でフイルムに切り込
みを入れないように移動することができるように
なつている。比較例においてはカミソリ刃をフイ
ルムからはずし切り込みを入れない状態で実施例
と全く同一の条件で膜を形成した。 スパタリングは8.2kwの電力を投入しフイルム
の速度と変えて膜厚を0.1〜1μを調整しつつ行つ
た。フイルム張力は9.7Kgである。結果を表１に
示す。

【表】 膜厚が0.1μの場合スリツトの有無でシワ発生は
なかつたか0.3μ以上の場合スリツトを入れないフ
イルムの場合にはシワが発生し、膜厚が厚い場合
にはシワの発生が引きがねになつてフイルムが溶
断した。 実施例 ６〜８ 前述の実施例において投入電力を変えることに
より膜厚を調整した。即ちフイルム速度を10cm／
minに保つたまま投入電力をそれぞれ1.6kw、
5.0kw、8.2kw、に変えてそれぞれ0.1μ、0.3μ、
0.5μの膜形成を試みたところいずれも良好にスパ
ツタができ、所望のパーマロイ薄膜を連続形成で
きた。 実施例９、10および比較例６、７ 第１図の装置において、第２図に示すようにス
リツト部に対応する部分のスパツタ領域に巾12mm
の帯上のマスク４２ｂをつけスリツト端部が直接
プラズマにさらされないようにしてスパツタし
た。フイルム速度を10cmに保つたまま投入電力を
11.5kw、16.4kwに変えて膜形成を行つたところ、
いずれもシワ等の発生なく良好にスパツタでき所
望のパーマロイ薄膜を連続形成できた。一方マス
ク４２ｂなしでスパツタしたところスリツト部分
からフイルムの溶断が発生した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に用いた対向ターゲツト
スパツタ装置の説明図、第２図は支持ドラム部の
正面図である。 １０：真空槽、２０：排気系、３０：ガス導入
系、４０：基板、５０：電源、T₁，T₂：ターゲ
ツト、４２ａ，４２ｂ：マスク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 長尺の高分子フイルムを基板とし、基板をロ
   ール・ツ・ロール方式で移送しつつ、支持体に支
   持された基板上に真空中で連続的に薄膜を形成す
   る薄膜形成方法において、基板の高分子フイルム
   を安定に膜形成ができる巾以下にスリツトしつ
   つ、支持体に移送して薄膜を形成することを特徴
   とする薄膜形成方法。 ２ 基板の前記スリツトした部分に対応する支持
   体前面をマスクした特許請求の範囲第１項記載の
   薄膜形成方法。 ３ 支持体が回転ドラムである特許請求の範囲第
   １項若しくは第２項記載の薄膜形成方法。 ４ 薄膜が物理的堆積法若しくは化学的堆積法に
   より形成される特許請求の範囲第１項、第２項若
   しくは第３項記載の薄膜形成方法。 ５ 形成される薄膜が時磁気録層である特許請求
   の範囲第１項、第２項、第３項若しくは第４項記
   載の薄膜形成方法。