JPH09157848A - 蒸着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蒸着源から蒸発せしめられた蒸気に、ガス導
入管８によってガスを導入しながら蒸着を行う蒸着装置
において、蒸気に、ガス導入管８によって、支持体の幅
方向で均等にガスを供給するとともに、この蒸気を支持
体に対して一定の最低入射角で入射させ、特性の均一な
蒸着膜を形成する。 【解決手段】 ガス導入管８のガス流路１６を、複数の
分岐箇所を経て吹き出し口に至る形状とするとともに、
ガス導入管８の吹き出し口１９近傍に熱遮蔽板を２３取
り付ける。そして、このガス導入管８を支持体１４の蒸
着領域の一部を覆うように配置することで支持体に対す
る蒸気の最低入射角θｍｉｎを規制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は蒸着装置に関し、特
に蒸着装置内にガスを導入するためのガス導入管の改良
に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ビデオテープレコーダ等の分野
においては、近年、高画質化を図るために高密度記録化
が一層強く要求されている。これに対応する磁気記録媒
体として、金属磁性材料を、メッキや真空薄膜形成技術
（真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティン
グ法等）により、直接非磁性支持体上に被着せしめて磁
性層を形成する、いわゆる金属磁性薄膜型の磁気記録媒
体が提案されている。

【０００３】この金属磁性薄膜型の磁気記録媒体は、保
磁力、角形比及び短波長領域における電磁変換特性に優
れるばかりでなく、磁性層の薄膜化が可能であり、加え
て塗布型の磁気記録媒体のように結合剤等の非磁性材料
を磁性層に含ませなくてよいことから磁性材料の充填密
度を高くできること等、数々の利点を有している。

【０００４】中でも真空蒸着法によって磁性層が形成さ
れる蒸着タイプの磁気テープ（蒸着テープ）は、生産効
率が高く特性も安定していることから、既に実用化され
ている。

【０００５】ところで、上記蒸着テープにおいて、磁性
層を形成するための蒸着は、真空槽内に、非磁性支持体
を案内するキャンロールと、蒸着源となる磁性材料と、
蒸着源を加熱するための加熱手段等を有する蒸着装置に
よって行われる。

【０００６】この蒸着装置では、蒸着源となる磁性材料
を、電子線の照射等によって金属蒸気とし、キャンロー
ルの外周面に沿って走行する非磁性支持体上に入射させ
ることによって蒸着膜を形成する。

【０００７】ここで、このようにして形成される金属磁
性薄膜の磁気特性には、金属粒子の非磁性支持体への入
射角が影響する。このため、この金属蒸気の入射角を制
御する目的でキャンロール近傍に、支持体の所定領域を
覆うようにシャッターが設けられるのが一般的である。

【０００８】また、さらに、磁性層の保磁力，飽和磁束
密度等の磁気特性を改善するために、非磁性支持体の幅
方向に沿ったスリット状の吹き出し口を有する酸素ガス
導入管を用い、これを通じて供給される酸素ガスによっ
て金属蒸気を酸化することも行われている。この酸素ガ
ス導入管は、水冷されたシャッターに取り付けられ、蒸
気による熱変形が防止されるようになっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな蒸着装置によって、特性の均一な金属磁性薄膜を成
膜するのは難しい。

【００１０】すなわち、上述の如く蒸着装置では、金属
蒸気に酸素ガスを供給するために酸素ガス導入管が用い
られるが、この酸素ガス導入管では、上流側の方がどう
しても酸素流圧が高くなり、酸素ガスが偏って吹き出さ
れる。このため、金属蒸気の酸化が不均一になる。

【００１１】そこで、酸素ガス導入管の酸素流路の検討
が多くなされ、例えば導入管内の吹き出し口手前に、酸
素溜まりを設け、一旦この酸素溜まりに酸素ガスをプー
ルしてから、吹き出し口より吹き出されるようにした酸
素ガス導入管や、２重管構造にした酸素ガス導入管等も
提案されている。しかし、いずれにおいても、吹き出し
口から吹き出される酸素ガスの偏りを十分に解消するこ
とはできない。

【００１２】また、この蒸着装置では、キャンロール近
傍に設けられたシャッターによって金属蒸気の非磁性支
持体に対する最低入射角が規制されるので、シャッター
に蒸着源由来の付着物が付着すると、この最低入射角が
変動する。これにより蒸着膜の成長方向が不均一にな
る。

【００１３】そこで、本発明はこのような従来の実情に
鑑みて提案されたものであり、蒸着源から蒸発せしめら
れた蒸気に対して、ガス導入管によって、支持体の幅方
向で均等にガスを供給することができ、また、この蒸気
を支持体に対して一定の最低入射角で入射することがで
き、特性の均一な蒸着膜を形成することが可能な蒸着装
置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明の蒸着装置は、支持体を案内するキャンロ
ールと、蒸着源と、前記キャンロールと蒸着源の間に設
けられたガス導入管を有してなり、蒸着源から蒸発せし
められた蒸気をキャンロールの外周面の沿って走行する
支持体表面に入射させることで蒸着膜を形成する蒸着装
置であって、上記ガス導入管は、複数の分岐箇所を経て
吹き出し口に至るガス流路を有するとともに、吹き出し
口近傍に熱遮蔽板が取り付けられ、上記ガス導入管が支
持体の蒸着領域の一部を覆うように配置されることによ
って、支持体に対する蒸気の最低入射角が規制されるこ
とを特徴とするものである。

【００１５】このような蒸着装置では、ガス導入管の吹
き出し口近傍に熱遮蔽板が取り付けられているので、ガ
ス導入管の吹き出し口が蒸気の熱によって熱変形するの
が防止される。また、酸素ガス導入管が、複数の分岐箇
所を経て吹き出し口に至る酸素流路を有することから、
この酸素流路を経て吹き出し口から均等にガスが吹き出
される。したがって、このガス導入管によって蒸気に均
一にガスが導入される。

【００１６】また、支持体に対する蒸気の最低入射角
が、シャッターではなくガス導入管によって規制される
ので、シャッターは蒸着源由来の付着物の付着量に応じ
て自由に移動操作することができる。このため、シャッ
ターに付着した付着物が蒸着領域に侵入するのが避けら
れ、支持体に対する蒸気の最低入射角が一定に保たれ
る。

【００１７】なお、上記ガス導入管には、冷却水路を設
け、これにより、上記の熱による加熱を抑えるようにし
てもよい。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の具体的な実施の形態につ
いて説明する。

【００１９】本発明の蒸着装置の一形態を図１に示す。
この蒸着装置は、蒸着源となる金属磁性材料を蒸発せし
め、この金属蒸気に酸素ガスを導入しながら金属磁性薄
膜を形成するものである。

【００２０】この蒸着装置は、内部が排気装置２によっ
て高真空状態（約１０^-3〜１０^-4Ｐａ）となされた真空
槽１内に、図中の反時計回り方向に定速回転する供給ロ
ール１２と、図中の時計回り方向に定速回転する巻取り
ロール１３とが設けられ、これら供給ロール１２から巻
取りロール１３にテープ状に非磁性支持体１４が順次走
行するようになされている。

【００２１】これら供給ロール１２から巻取りロール１
３側に上記非磁性支持体１４が走行する中途部には、上
記各ロール３，４の径よりも大径となされた冷却ロール
（キャンロール）９が設けられている。この冷却ロール
９は、上記非磁性支持体１４を図中左方に引き出すよう
に設けられ、図中の反時計回り方向に定速回転する構成
とされる。尚、上記供給ロール１２，巻取りロール１３
及び冷却ロール９は、それぞれ非磁性支持体１４の幅と
略同じ長さからなる円筒状をなすものであり、また上記
冷却ロール９には、内部に図示しない冷却装置が設けら
れ、上記非磁性支持体１４の温度上昇による変形等を抑
制し得るようになされている。

【００２２】さらに、上記供給ロール１２と上記冷却ロ
ール９の間及び上記冷却ロール９と上記巻取りロール１
３の間には、それぞれ回動ロール１０，１１が設けら
れ、上記供給ロール１２、冷却ロール９、巻取りロール
１３に順次亘って走行する非磁性支持体１４に所定のテ
ンションがかけられ、非磁性支持体１４が円滑に走行す
るようになされている。

【００２３】また、上記真空槽１内には、上記冷却ロー
ル９に対して、図中の斜め左側の下方にルツボ１４が設
けられ、このルツボ１４内に金属磁性材料が蒸着源４と
して充填されている。このルツボ１４は、上記冷却ロー
ル９の長手方向の幅と略同一の幅を有している。

【００２４】一方、上記真空槽１の側壁部には、上記ル
ツボ１４内に充填された蒸着源４を加熱蒸発させるため
の電子銃３が取り付けられている。この電子銃３は、当
該電子銃３より放出される電子線が上記ルツボ１４内の
蒸着源４に照射されるような位置に配設される。そし
て、この電子銃３によって溶融、蒸発した金属蒸気５が
上記冷却ロール９の外周面を定速走行する非磁性支持体
１４上に入射し、磁性層として被着形成されるようにな
っている。

【００２５】また、上記冷却ロール９の近傍には、防着
板６が設けられている。この防着板６は、成膜された金
属磁性薄膜上に不要な金属蒸気が付着してしまうのを防
止するためのものである。この防着板６は、非磁性支持
体１４に対して蒸着をなす領域（蒸着領域，図中Ａ領
域）よりも送り出し側に、非磁性支持体１４の所定の領
域を覆う如く設けられている。

【００２６】この防着板６には、上記真空槽１の側壁部
を貫通している酸素ガス導入管８が取り付けられてい
る。この酸素ガス導入管８は、金属蒸気５に酸素ガスを
供給するためのものであり、この酸素ガス供給量を調整
することによって、成膜される金属磁性薄膜の保磁力や
飽和磁束密度等の磁気特性が制御される。

【００２７】この酸素ガス導入管８は図２（ａ）及び
（ｂ）に示すような構成となされている。なお、このう
ち、図２（ｂ）は酸素ガス導入管８を管に沿って切断し
た断面図であり、図２（ａ）は、酸素ガス導入管８を図
２（ｂ）中のＡ−Ａ´線で切断した断面図である。

【００２８】この酸素ガス導入管８は、図２（ａ）に示
すように、一側面に酸素流路１６が細溝として形成され
るとともに、この酸素流路１６が形成された側とは反対
側に冷却水路２１，２２を有する導入管本体２６と、こ
の導入管本体２６の酸素流路１６が形成された側にガス
ケット２４を介して取り付けられた蓋部２５と、冷却水
路２１，２２が形成された側に取り付けられた熱遮蔽板
２３を有してなる。

【００２９】上記導入管本体２６において、上記酸素流
路１６は、図２（ｂ）に示すように、複数の分岐箇所を
経て吹き出し口に至る細溝として形成されている。

【００３０】すなわち、この酸素流路１６となる細溝
は、外部から酸素ガスを供給するための酸素流入管１５
の導入管側の端部に連なり、導入管本体２６に沿って２
方向に延在され、２方向に延在された細溝は、それぞれ
途中で曲折し、この曲折部から導入管本体２６に沿って
２方向に分岐する。２方向に分岐した細溝は、さらに延
在、分岐を繰り返し、最終的には、１６本の細管に枝分
かれすることになる。

【００３１】このように１６本に枝分かれした細溝は、
導入管本体２６がこれら１６本の細溝に亘って階段状に
切りかかれることで形成された酸素溜まり１７，１８に
連なっている。そして、この酸素溜まり１８は、さらに
導入管本体２６と蓋部２５の間にスリット状に設けられ
た吹き出し口１９に連なっている。

【００３２】このような酸素流路１６では、各分岐点で
２方向に延在された酸素流路に同じ圧力で酸素ガスが流
れることから、最終的に枝分かれした１６本の酸素流路
にも同じ圧力で酸素ガスが流れ、酸素溜まり１７，１８
に供給される。したがって、この酸素溜まり１７，１８
にプールされた酸素ガスは、吹き出し口１９から幅方向
で均一に吹き出されることになる。

【００３３】なお、このような酸素流路１６は、ガスケ
ット２４を介して取り付けられた蓋部２５によって閉塞
されるが、この蓋部２５は導入管本体２６から取り外し
可能となされている。したがって、この蓋部２５とガス
ケット２４を取り外すことで酸素流路１６や酸素溜まり
１７，１８に目詰まりした蒸着源由来の金属粒子を容易
に清掃除去することが可能である。なお、この蓋部２５
と導入管本体２６の間のガスケット２４の材料として
は、気密効果に優れることから銅やなまし、特に熱伝導
率の大きな銅を用いるのが望ましい。

【００３４】一方、この酸素流路１６が形成された側の
反対側に設けられた冷却水路２１，２２は、当該酸素ガ
ス導入管８を冷却するための冷却水を通過させるための
ものである。これによって、蒸気の熱で酸素ガス導入管
８が熱変形するのが防止される。なお、この冷却水路２
１，２２には、酸素流入管１５を挟んで両側に設けられ
た冷却水流入管２７，２８により冷却水が供給される。

【００３５】また、この冷却水路２１，２２が形成され
た側に取り付けられた熱遮蔽板２３は、蒸気の熱から酸
素ガス導入管８の吹き出し口１９を保護し、熱変形する
のを防止するためのものである。この熱遮蔽板２３は、
導入管本体２６の吹き出し口１９近傍との間に隙間が空
くように、導入管本体２６と取り付けられる側の吹き出
し口１９近傍に段差が設けられ、この段差部分２０以外
の部分において導入管本体２６に取り付けられている。
この熱遮蔽板２３では、この段差部分２０によって生じ
る隙間によって当該熱遮蔽板２３から導入管本体２６の
吹き出し口１９近傍に熱が伝導するのが防止される。な
お、この熱遮蔽板２３の段差が設けられた反対側はテー
パ面となされており、吹き出し口１９からの酸素ガスの
吹き出しが当該熱遮蔽板２３によって妨げられないよう
になっている。なお、この熱遮蔽板２３は、このように
導入管本体と別の部材として取り付けてもよいが、導入
管本体と一体成形するようにしても良い。但し、一体成
形する場合にも、吹き出し口近傍は熱遮蔽板と若干離間
させ、隙を生じせしめておくことが必要である。

【００３６】このような酸素ガス導入管８には、一端部
に取り付け用の孔部２９が穿設され、この孔部２９に防
着板６の取り付け冶具をはめ込むことで防着板６に支持
される。そして、この防着板６に支持された酸素ガス導
入管８は非磁性支持体１４の蒸着領域の最終部に対応す
るような位置となされる。したがって、この装置では、
蒸着領域Ａに入射する金属蒸気５の最低入射角θｍｉｎ
が、この酸素ガス導入管８によって規制される。

【００３７】すなわち、非磁性支持体１４に対する蒸着
は、上記非磁性支持体１４の表面が蒸気流側に向き始め
る点からなされ、酸素ガス導入管８によって遮蔽される
点で終了される。このとき、蒸気流の入射角は、非磁性
支持体１４の移動とともに高角度から低角度に徐々に変
化し、上記酸素ガス導入管８が配設された位置で最小値
θｍｉｎをとる。

【００３８】また、この蒸着装置では、防着板６と一部
重なった形で駆動シャッター７が設けられている。この
駆動シャッター７は、酸素ガス導入管８に金属蒸気５が
付着したり、金属蒸気５が酸素ガス導入管８と防着板６
の間を通過して金属磁性薄膜に付着してしまうのを防ぐ
ためのものである。この駆動シャッター７は、非磁性支
持体１４の導入側及び送り出し側に移動自在となされて
いる。したがって、例えば当該駆動シャッタの辺縁に蒸
着源由来の付着物が付着したときには、その付着量に応
じて、付着物が蒸着領域に侵入しないように適正な位置
に調整することができる。

【００３９】以上のような蒸着装置では、酸素ガス導入
管８が熱遮蔽板２３及び冷却水路２１，２２を有してい
ることから吹き出し口１９が蒸気の熱によって熱変形せ
ず、またその酸素流路１６が複数の分岐箇所を経て吹き
出し口に至る形状であることから、この酸素ガス導入管
８の吹き出し口から、金属蒸気５に非磁性支持体１４の
幅方向で均等に酸素ガスを供給することができる。しか
も、この熱遮蔽板２３及び冷却水路２１，２２を有する
酸素ガス導入管８は、このように熱変形が生じ難いこと
から、蒸着源に対して比較的近い位置にすることもでき
る。このため、金属蒸気５に効率良く酸素ガスを供給す
ることができる。

【００４０】また、この蒸着装置では、シャッター７で
はなく、酸素ガス導入管８によって最低入射角θｍｉｎ
が規制されるので、シャッター７は蒸着源由来の付着物
の付着量に応じて自由に移動操作することができる。こ
のため、シャッター７に付着した付着物が蒸着領域に侵
入するのが避けられ、金属蒸気５の非磁性支持体１４に
対する最低入射角θｍｉｎを一定に保つことができる。

【００４１】したがって、特性の安定な金属磁性薄膜を
形成することが可能である。

【００４２】なお、蒸着源となる強磁性金属材料として
は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等の金属やＣｏ−Ｎｉ系合金、Ｃ
ｏ−Ｐｔ系合金、Ｃｏ−Ｐｔ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ
系合金、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ系合金、
Ｆｅ−Ｎｉ−Ｂ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系合金、Ｆｅ−
Ｃｏ−Ｎｉ−Ｂ系合金等やＣｏ−Ｃｒ系合金等が挙げら
れる。

【００４３】また、非磁性支持体としては、ポリエチレ
ンテレフタレート等のポリエステル類、ポリエチレン，
ポリプロピレン等のポリオレフィン類、セルローストリ
アセテート，セルロースジアセテート，セルロースアセ
テートブチレート等のセルロース誘導体、ポリ塩化ビニ
ル，ポリ塩化ビニリデン等のビニル系樹脂、ポリカーボ
ネート，ポリイミド，ポリアミド，ポリアミドイミド等
のプラスティック等が用いられる。

【００４４】以上、本発明の蒸着装置を、金属磁性薄膜
を成膜する場合を例にして説明したが、この蒸着装置に
よって成膜される蒸着膜は金属磁性薄膜に限らない。特
定のガスを導入しながら蒸着形成される蒸着膜がいずれ
も成膜可能であり、同様の作用によってガス導入量の均
一な蒸着膜を形成することが可能である。

【００４５】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の蒸着装置では、蒸着源から蒸発せしめられた蒸気に
ガスを供給するためのガス導入管として、複数の分岐箇
所を経て吹き出し口に至る酸素流路を有するとともに、
ガス吹き出し口近傍に熱遮蔽板が取り付けられたものを
用い、このガス導入管が支持体の蒸着領域の一部を覆う
ように配置することによって、蒸気の支持体に対する最
低入射角を規制するので、蒸着源から蒸発せしめられた
蒸気に対して、ガス導入管によって支持体の幅方向で均
等にガスを供給することができ、また、この蒸気を支持
体に対して一定の最低入射角で入射させることができ
る。したがって、特性の均一な蒸着膜を形成することが
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した蒸着装置の一構成例を示す模
式図である。

【図２】上記蒸着装置の酸素ガス導入管を示すものであ
り、図２（ａ）は酸素ガス導入管を図２（ｂ）中のＡ−
Ａ´線で切断した断面図であり、図２（ｂ）は酸素ガス
導入管を管方向に沿って切断した断面図である。

【符号の説明】

４ 蒸着源 ５ 蒸気 ８ ガス導入管 ９ キャンロール １４ 支持体 １６ 酸素流路 １９ ガス吹き出し口 ２１，２２ 冷却水路 ２３ 熱遮蔽板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持体を案内するキャンロールと、蒸着
   源と、前記キャンロールと蒸着源の間に設けられたガス
   導入管を有してなり、蒸着源から蒸発せしめられた蒸気
   をキャンロールの外周面の沿って走行する支持体表面に
   入射させることで蒸着膜を形成する蒸着装置において、 上記ガス導入管は、複数の分岐箇所を経て吹き出し口に
   至るガス流路を有するとともに、吹き出し口近傍に熱遮
   蔽板が取り付けられ、 上記ガス導入管が支持体の蒸着領域の一部を覆うように
   配置されることによって、支持体に対する蒸気の最低入
   射角が規制されることを特徴とする蒸着装置。
2. 【請求項２】 ガス導入管の酸素流路は、吹き出し口側
   に向かうにつれ順次２分岐されることを特徴とする請求
   項１記載の蒸着装置。
3. 【請求項３】 ガス導入管は、冷却水路を有することを
   特徴とする請求項１記載の蒸着装置。