JPH05182192A

JPH05182192A - 薄膜形成方法及びその装置

Info

Publication number: JPH05182192A
Application number: JP35987291A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Sato; 研一佐藤; Kazunobu Chiba; 一信千葉
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1991-12-27
Filing date: 1991-12-27
Publication date: 1993-07-23

Abstract

(57)【要約】【構成】スパッタリング等の気相からの堆積法で保護膜
103 を金属磁性薄膜102 上に形成するに際し、堆積領域
を規定する開口部92を有しかつ堆積粒子の付着力の大き
いマスク93を配置する薄膜形成方法とその装置。【効果】堆積物質が不所望な箇所へ付着し、また剥離に
よってターゲット上等に落下して既述した如き放電異常
を生じるのを抑制することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は薄膜形成方法及びその装
置に関し、例えば蒸着テープ等の金属磁性薄膜上に保護
膜を形成する際に好適な方法及びその装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来技術】ビデオテープレコーダにおいては、高密度
記録化による画質の向上が進められており、これに対応
すべく、例えば８ミリＶＴＲ用の磁気記録媒体として金
属磁性薄膜を磁性層とする、いわゆる蒸着テープが実用
化されている。

【０００３】蒸着テープは、これまで広く用いられてき
た塗布型の磁気テープに比べて磁気特性に優れ、また磁
性層の厚さも薄いことから、電磁変換特性の点で塗布型
の磁気テープを上回る性能を発揮するものと期待されて
いる。

【０００４】こうした蒸着テープにおいて、金属磁性薄
膜の耐久性を向上させるために、従来から、ＥＣＲプラ
ズマＣＶＤ、イオンプレーティング、スパッタリング等
によって保護膜を設けることが知られている。

【０００５】ところが、上記した保護膜を形成するに際
し、例えばスパッタ装置においてターゲットから叩き出
された飛翔粒子はフィルム基板（非磁性の支持体）上の
所定の領域に堆積する他、堆積領域以外の配設部材にも
付着してしまう。例えば、ドラム状のキャンによって基
板を接触支持しながら案内するとき、キャンの両サイド
をキャンマスクで覆うが、このキャンマスクに上記の粒
子が付着する。

【０００６】このような付着粒子は剥離して落下し易
く、ターゲット上に付着した場合には放電異常を起こす
ことがある。この傾向は、投入パワーを増大させて成膜
スピードを上げる程強くなるため、投入パワーを増大さ
せ難くなり、生産性を低下させる要因ともなる。

【０００７】

【発明の目的】本発明の目的は、上記した保護膜の如き
第２の薄膜を形成するときに、堆積物質を所定の領域に
堆積させると共に付着物質の落下を減少させることがで
きる方法及びその装置を提供することにある。

【０００８】

【発明の構成】即ち、本発明は、支持体上に形成した第
１の薄膜上に、気相からの堆積法によって第２の薄膜を
形成するに際し、堆積領域を規定する開口部を有しかつ
堆積物質の付着力が大きいマスク部材を前記支持体の近
傍に配置する薄膜形成方法に係るものである。

【０００９】また、本発明は、第１の薄膜を形成した支
持体の近傍に、第２の薄膜を形成するための堆積領域を
規定する開口部を有しかつ堆積物質の付着力が大きいマ
スク部材が配置されている薄膜形成装置も提供するもの
である。

【００１０】本発明の方法及び装置においては、支持体
を案内するキャンの両縁部を覆うキャンマスクの近傍に
マスク部材を配置することができる。

【００１１】また、上記した粒子の付着防止効果を一層
向上させるためには、マスク部材を加熱するか、或いは
マスク基体の表面の少なくとも一部に、堆積物質の付着
力を増すための処理を施すことが望ましい。

【００１２】更に、本発明では、第１の薄膜を金属磁性
薄膜として真空蒸着法で形成し、第２の薄膜を保護膜と
してスパッタリングで形成することができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。

【００１４】図１は、金属磁性薄膜を磁性層とする蒸着
テープに保護膜を形成するためのスパッタ装置を概略的
に示すものである。このスパッタ装置は、中央部に配設
された基板案内兼クーリング用のキャン87と間仕切り板
82で区切られた真空槽81ａ、81ｂとを有し、各真空槽81
ａ、81ｂにそれぞれ真空排気系83ａ、83ｂが接続されて
なるものである。

【００１５】また、一方の真空槽81ａには、金属磁性薄
膜付きのベースフィルムＢの供給ロール84及び巻取りロ
ール85が設けられており、さらにはベースフィルムＢを
上記クーリングキャン87に沿わせて走行させるためのガ
イドロール86ａ、86ｂが設置されている。

【００１６】上記真空槽81ｂには、上記クーリングキャ
ン87と対向してカーボン等のターゲット88がカソード90
（実際にはバッキングプレート）上に設置されていて、
上記キャン87との間に高周波電圧（図示せず）又は直流
電圧が印加される。この場合、電子を効率良くターゲッ
ト近傍に集中させるためにマグネトロン型スパッタ方式
が採用されてよい。

【００１７】そして、キャン87の両側縁位置には、ター
ゲット88側にキャンマスク91が配置され、基板Ｂの搬送
方向に沿ってスパッタによる余分の粒子がキャン幅方向
へ飛散しないようにしている。

【００１８】また、キャンマスク91のターゲット88側に
は、本発明に基いて、スパッタによる飛翔粒子の堆積領
域を規定する開口部92を有するマスク93が配置されてい
る。このマスク93の開口部92は、図２に明示するように
基板Ｂ上の粒子堆積領域を規定するように形成され、か
つ基板Ｂの幅に対応した幅サイズを有している。ターゲ
ットは仮想線88で示したように、開口部92の直下に位置
している。

【００１９】このマスク93は金属製であって、例えばス
テンレス鋼（ＳＵＳ）を板状に加工したものからなって
いてよい。また、このマスク93は、ターゲット88からの
飛翔粒子を所定の領域のみに堆積させるために用いられ
るために、それ以外の不所望な領域への粒子付着を効果
的に防止できる。このため、マスク93はターゲット88の
真上位置にあってスパッタ時のグロー放電領域よりも広
いサイズに形成されている。従って、飛翔粒子はマスク
93以外の領域へは実質的に飛散せず、キャンマスク91へ
の付着は少なくて問題とならない。

【００２０】スパッタ時には、ターゲット88の成分粒子
がＡｒ等のスパッタガスによって叩き出され、マスク93
の開口部92を通して基板Ｂ（実際には金属磁性薄膜）上
に堆積する。図３には、基板Ｂ上の金属磁性薄膜102 上
にスパッタによる保護膜103を形成した状態が示されて
いる。保護膜103 の材料としては、SiO₂、Si₃N₄、SiN
x、BN、ZnO₂、カーボン、TiN 等がある。保護膜103 の
厚さは50Å以上がよく、また再生時のスペーシングロス
の点で300 Å以下が望ましい。

【００２１】上記のスパッタ時には、マスク93上にも飛
翔粒子が付着するが、この付着粒子が落下しないように
（即ち、粒子の付着力を大きくするために）次の如き工
夫が施されるのが望ましい。 (1) マスク93を冷却しないで加熱することによって、飛
翔粒子の付着力を高めること。加熱温度は70℃以上がよ
く、150 ℃以上が好ましい。但し、この加熱温度はマス
ク93の融点以下とする。 (2) マスク93の表面の少なくともターゲット側に、粒子
の付着力を高める表面処理を施すこと。

【００２２】上記の(1) については、図４に示すよう
に、マスク93の周辺部にステンレスパイプ94を溶接等で
固定し、そのパイプ中に温水95を通すことによって、マ
スク93を所定温度に加熱できる。この加熱温度を100 ℃
以上としたいときは、パイプ94中に水蒸気や加熱された
油等を通すことができる。また、パイプ94に代えて抵抗
加熱線からなるヒーター等による電気的加熱も可能であ
る。

【００２３】上記の(2) については、図５に示すよう
に、マスク基体（例えばＳＵＳ製）の表面に、予めZn、
Pb等をメッキで表面処理した銅箔96を接着し、これによ
って飛翔粒子を付着し易くする。或いは、マスク基体の
表面にZnやPb等を直接表面処理したものを用いてもよ
い。

【００２４】なお、上記したスパッタリングを行う基板
Ｂには前以って金属磁性薄膜102 を真空蒸着で形成する
が、この真空蒸着には図６に示す装置を用いることがで
きる。

【００２５】この真空蒸着装置は、図６においてクーリ
ングキャン87をはじめ、装置の上部の構成は図１のスパ
ッタ装置と同様であってよいので、同様の部分には同じ
符号を付して説明を省略する。但し、下方の真空槽81ｂ
には蒸発源188 が設置されており、クーリングキャン87
の近傍位置には、蒸発金属の入射角を規制するための遮
蔽板190 や、蒸着粒子を細かくして安定に蒸着させるた
めの酸素ガスの導入パイプ191 が設けられている。蒸発
源188 は、鉄、コバルト、ニッケルの単体金属、Co−Ni
系合金等の合金、さらには他の元素との混合物が使用可
能である。図中の193 は予備加熱ヒータである。

【００２６】従って、上記クーリングキャン87に沿って
ベースフィルムＢを走行させるとともに、蒸発源188 を
電子銃192 からの電子ビーム189 によって加熱蒸発せし
めることで、ベースフィルム上に金属磁性薄膜が斜め蒸
着される。θmin はベースフィルムに対する蒸発金属の
入射角（最小値）を示す。

【００２７】以上に説明したように、本発明に基いて、
金属磁性薄膜上にスパッタ法で保護膜を堆積させるに際
して、粒子付着力の大きいマスク93を設けているので、
スパッタされた飛翔粒子が不所望な箇所へ付着するのを
防止し、かつマスクに付着した粒子が剥離によってター
ゲット上に落下して既述した如き放電異常が生じるのを
抑制することができる。

【００２８】特に、マスク93を加熱したり、或いはZn等
を表面処理することで、マスク93に対して飛翔粒子が付
着し易くなり、このために付着粒子が落下することを一
層有効に防止することができ、落下物の激減により安定
した成膜が可能となる。

【００２９】次に上記した薄膜形成の具体的な実験例を
説明する。実施した各処方は以下の通りであった。

【００３０】１．金属磁性薄膜の形成図６に示した連続巻取式の蒸着装置において、10μｍ厚
のポリエチレンテレフタレートベース上にCo₈₀Ni₂₀を酸
素ガス中で次の条件で斜方蒸着した。真空度：１×10^-4Torr ベースに対する蒸発金属の入射角θmin ：45° 酸素ガス導入量：250cc/分蒸着膜の厚み：2000Å

【００３１】２．保護膜の形成図１に示した連続巻取式のスパッタ装置において、上記
で成膜した金属磁性薄膜付きのベース上に次の条件で保
護膜を形成した。スパッタ法：ＤＣマグネトロンスパッタリングガス圧(Ar)：10mTorr パワー密度：6.8W/cm²まで変化させた保護膜の厚み：0.01〜0.015 μｍターゲット−ベース間距離：８cm ターゲット材：カーボンクーリングキャン：図２のものマスク形状：図２のもの

【００３２】なお、上記の磁性層が形成されたベース
に、例えばカーボン及びエポキシ系バインダーからなる
バックコートと、パーフルオロポリエーテルからなる潤
滑剤のトップコートとを施した後、これを８mm幅に裁断
して磁気テープを作成することができる。

【００３３】上記において、マスクの種類と放電パワー
を変化させたところ、下記表に示す結果が得られた。

【００３４】上記の結果から明らかなように、ベ
ースのターゲット側にマスクを配し、このマスクを冷却
をせずに成膜することにより、安定な放電が確保出来、
高速成膜が可能となった。さらに、Zn等により付着力を
高めるための表面処理を施すことにより、さらに高速か
つ安定な成膜が出来、生産性が向上した。

【００３５】以上に述べた例においては、図２に示した
ようにキャンマスク91とマスク93とを別々に配置した
が、これらを１つにして各機能を兼用させることもでき
る。

【００３６】図７は、そのような例を示し、いわばマス
ク93を本来のキャンマスクの領域に亘って延長してキャ
ンマスクの機能を発揮し、かつ開口部92によって堆積領
域を規定している点は上述した例と同様である。この場
合も、上述した例と同様に飛翔粒子の付着力を高めるた
めの処理をマスク93に施すことによって、スパッタリン
グを安定して行うことができる。また、両マスクの兼用
によって、マスクの設置が容易となり、構造が簡単とな
る。

【００３７】以上、本発明の実施例を説明したが、上述
の実施例は本発明の技術的思想に基いて種々変形が可能
である。

【００３８】例えば、上述の保護膜はスパッタリングで
形成したが、他の堆積方法であるＥＣＲプラズマＣＶ
Ｄ、イオンプレーティング、真空蒸着等によって保護膜
を形成することができる。また、この保護膜の材質は上
述したもの以外にも、２層目の磁性膜として形成しても
よい。また、保護膜は複数層（例えば下層はNi等の耐蝕
性金属、上層はカーボン、SiO₂等）としてもよい。

【００３９】この保護膜の堆積時に用いるマスクは、上
述した形状、材質は上述したものに限定されることはな
い。図７を更に変形して、従来のキャンマスク自体に上
述した堆積物質の付着力を高める処理を施しても、本発
明の範囲に含まれる。また、マスクは上述の例ではター
ゲット１つに対し１個設けたが、この対をキャンに沿っ
て複数配することもできる。

【００４０】また、上述した例では、真空蒸着装置での
処理とスパッタ装置での処理とを別々にかつバッチ式で
行うことになるが、各装置間でベースフィルムを連続的
に通して各処理を順次行うこともできる。

【００４１】

【発明の作用効果】本発明は上述したように、気相から
の堆積法で第２の薄膜を堆積させるに際し、堆積領域を
規定する開口部を有しかつ堆積物質の付着力の大きいマ
スク部材を用いているので、堆積物質が不所望な箇所へ
付着し、また剥離によってターゲット上等に落下して既
述した如き放電異常等を生じるのを抑制することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による保護膜形成用のスパッタ
装置の概略断面図である。

【図２】同スパッタ装置に用いるマスクを下方からみた
底面図である。

【図３】蒸着テープの拡大断面図である。

【図４】好ましいマスクの一例の平面図である。

【図５】他の好ましいマスクの断面図である。

【図６】上記蒸着テープの金属磁性薄膜形成用の真空蒸
着装置の概略断面図である。

【図７】マスクの他の例を示す底面図である。

【符号の説明】

81ａ、81ｂ・・・真空槽 82・・・間仕切り板 84・・・供給ロール 85・・・巻き取りロール 87・・・キャン 88・・・ターゲット 91・・・キャンマスク 92・・・開口部 93・・・マスク 94・・・パイプ 95・・・温水 96・・・銅箔 102・・・金属磁性薄膜 103・・・保護膜 188・・・蒸発源 189・・・電子ビーム 190・・・遮蔽板Ｂ・・・ベースフィルム（基板）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支持体上に形成した第１の薄膜上に、気
相からの堆積法によって第２の薄膜を形成するに際し、
堆積領域を規定する開口部を有しかつ堆積物質の付着力
が大きいマスク部材を前記支持体の近傍に配置する薄膜
形成方法。
【請求項２】支持体を案内するキャンの両縁部を覆う
キャンマスクの近傍にマスク部材を配置する、請求項１
に記載の方法。
【請求項３】マスク部材を加熱する、請求項１又は２
に記載の方法。
【請求項４】マスク部材の基体に堆積物質の付着力を
増すための処理を施す、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項５】第１の薄膜を金属磁性薄膜として真空蒸
着法で形成し、第２の薄膜を保護膜としてスパッタリン
グで形成する、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】第１の薄膜を形成した支持体の近傍に、
第２の薄膜を形成するための堆積領域を規定する開口部
を有しかつ堆積物質の付着力が大きいマスク部材が配置
されている薄膜形成装置。
【請求項７】支持体を案内するキャンの両縁部を覆う
キャンマスクの近傍にマスク部材を配置する、請求項６
に記載の装置。
【請求項８】マスク部材を加熱する、請求項６又は７に
記載の装置。
【請求項９】マスク部材の基体に堆積物質の付着力を
増すための処理を施す、請求項６又は７に記載の装置。
【請求項10】真空蒸着法で形成した金属磁性薄膜上
に、スパッタリングで保護膜を形成する、請求項６〜９
のいずれかに記載した装置。