JPS5876429A - 金属薄膜の形成方法 - 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】 本発明は基体上に金ＩＩ４薄膜を形成する方法に関し、
特に高分子成型物基体上に金属薄膜を形成する際に金属
薄膜表面に発生するクラックを防止する方法に関する。

さらには高分子フィルムのごとき可撓性高分子成型物基
体上に金属薄膜を形成する際に生ずる金−薄膜形成面を
凹とするカールを改善する方法に関する。

金属薄膜に発生するクラックやカールは、多くの場合に
金属薄膜の特性に悪影譬を及ばすが、％に強磁性金属薄
膜を非磁性基体、特に可撓性＾分子フィルム基体上に真
空蒸着法やイオンブレーティング法、スパッタリング法
等の手段によシ形成して成る金属薄膜磁気記録媒体の場
合にはこれら＃ｉ着しく大きな障害となる。

この金属薄膜磁気記録媒体は従来、から使われているｒ
　−Ｆｅ、０．　、　Ｃｒｙ、　、　Ｃｏ　−ｒ　ｉ＋
’ｅ、０．といった強磁性酸化物微粒子や強磁性金属で
あるＦｅ　、　ｃｏ。

Ｎｉ又はこのうち少くとも一樵以上を含む合金の微粒子
を有機バインダーを用いて分散させ非磁性基体上に塗布
して成る塗布Ｗｉａ気記録媒体に比べ高い残留磁化を有
し、薄膜化が容易等の理由から高い記録密度の達成が可
能であって、それゆえに近年、注目を集めるに至ってい
る。

しかしながら、このような長所を有する金属薄膜磁気記
録媒体の実用化をはばんでいる大きな障害の一つに金属
薄膜表面にあられれるクラックがある。この種の金属薄
膜表面のクラックは真空蒸着法やスパッタリングターゲ
ット表面に平行表磁界とそれに直交する電界を組合せた
いわゆるマグネトロンスパッタ法による金属薄膜形成時
に発生しやすく、中でも充分な基体加熱を行ないＫくい
高分子成形物を基体とした場合によシ顕著に現われる。

なぜならは、クラックを改善するために充分に基体加熱
を行うと基体が熱損傷を受けてしまうからである。しか
も高分子成形物基体が可続性を壱するフィルムの場合は
フィルム基体を連続的に供給しつつ金属薄膜を形成する
ことが良く行われるが、真空中で熱平衡を保持して、移
動する基体を一定温度に加熱するのは非常に内峻である
ためクラックが発生し易く、高分子フィルムを基体とし
て金属薄膜、特に強磁性金属薄膜を形成して成る磁気テ
ープ、フロッピー磁気ディスク媒体の実用化をさまたげ
る大きな障害となっていた。なぜならは、金属薄膜磁気
記録媒体においては、強磁性金輌、通常はＦｅ　、　Ｃ
ｏ　、　Ｎｉ又はこれらの少くとも一檀以上を含む合金
の薄膜を非磁性基体上に形成して成るが、この強磁性金
属薄膜表面のクラックは記録のドロップアウトの原因と
なシ記録の信頼性を損うとともに媒体耐久性にも問題を
引き起すからである。さらに、可撓性高分子フィルム基
体を用いた場合にはクラックとともに金属薄膜形成ａｍ
を凹とするカールを示す場合が多く見受けられ、このカ
ールは媒体とヘッドとの接触状態を不安定とし、ドロッ
プアクトの原因となる。

本発明はこの様な事情に鑑みなされたもので。

高分子成形物基体に高周波電力を投入しながら金属薄膜
の形成を行うことを％像とするもめであ〉、この方法に
よシ基体を熱平衡に保持して均一に加熱することが容易
となシ、基体に熱損傷をも九らすことなく、高分子成形
物基体上に形成された金属薄膜表面に現れるクラックの
発生を防止し、かつ基体が可撓性高分子フィルムの場合
には金属薄膜形成面を凹とする一カールを防止できる。

基体に高周波電力を投入しつつスパッタ法で薄膜形成を
行なう方法はバイアススパッタ法として知られておシ、
薄膜の密度改善や組成制御上の効果等があることは知ら
れている（例え１ｉ。

人、Ｊ、アロンンｙ　；　８ｏ１ｉｄ　５ｔａｔｅ　Ｔ
ｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　（日本版）　１９７９年１月号、
Ｐ２Ｏ）。しかしながら１本発明に示すごとく、基体を
高分子成形物とした場合、上記したごと〈従来知られて
いることとは全く異なる効果が期待でき、さらには基体
が可続性を壱する一分子成形物の場合にはさらに着しい
効果が期待できる。この方法は高周波マグネトロンスパ
ッタ法でも有効であるが、直流のマグネトロンスパッタ
の場合、よシ効果をあけることが可能である。

この場合、スパッタリングの為のプラズマは基体に印加
する高周波電力とは＃１は独立に形成できる。

さらに、真空蒸着法等でもクラックが発生したシ、可撓
性高分子フィルムの基体が金属薄膜形成面を凹とするカ
ールを示す場合には同様の効果が期待できる。

なお、高周波電力の周波数は通常、１３．５６ＭＨｚが
使われるが、３〜３０　ＭＨｚでも良く、又、電力とし
ては単位面積当シ０．０３〜Ｑ、３　ｗ／／−の範囲が
好ましい。なぜならはあまシネさい投入電力で祉効果が
なく、逆に大きすぎる場合、基体の熱損傷をもだ−らし
たシ、基体が可撓性高分子フィルムの場合には逆に金属
薄膜形成面を凸とするカールが発生するからである。

以下に実施例によシ本発明を具体的に説明する。

実施例１ フィルム搬送系を有し、フィルム基体を連続的に走行さ
せつつスパッタできるマグネトロンスパッタ装置を用い
てＣｏ　−Ｃｒ合金強磁性薄膜を形成した。Ｃｏ−Ｃｒ
合金強磁性薄膜磁気記録媒体は従来の媒体面内方向磁化
と異なシ媒体垂直方向磁化を用いたいわゆる垂直磁化記
録に用いる垂直磁化配録媒体として注目されておシ、単
績又はＦｅＮｉ合金等の軟磁性金輌薄膜とＣｏ　−Ｃｒ
薄膜との複合構造媒体として使われる。

第１図は使用した装置の概略を示すものであり、真空容
器１ＩＩｉ図示しない真空ポンプにつながれた排気孔２
を経てｌＱ　　Ｔｏｒｒ台に排気される。スパッタ時に
は導入孔３を経てＡｒガスが供給される。

真空容器ｌ内部には高分子フィルム７の搬送系があり、
これはフィルム供給ロール４、フィルｈ巻＄３Ｊｚ＝−
ル５とスパッタ時にフィルム７が接触する基体ホルダー
６よ構成る。フィルム供給ロール４、フィルム巻取りロ
ール５は図示しない直流モータにょ多回転し、フィルム
７が一定速度で走行しつつスパッタ膜を形成できるよう
に構成されている。

基体ホルダー６に対向する位置にスパッタターゲット８
とスパッタターゲット８と一定間隔を保つとともに真空
容器１と電気的に接続されている陽極９が置かれている
、スパッタターゲット８の下面には永久磁石を用いて磁
気回路が構成され、少くともスパッタターゲット８の面
上の一部でターゲット表向と平行な磁界を形成している
。スパッタターゲット８は絶縁体１ｏを介して真空容器
ｌに取シっけられるとともに直流電源１１に接続されて
いる０、 他方、基体ホルダー６は絶縁体１２を介して真空容器ｌ
に取シっけられるとともにマツチングボックス１３を経
て１３．５６ＭＨｚの高周波電源１４に接続されている
。

又、基体ホル／−６とスパッタターゲット８との間には
スパッタ粒子の入射角を制限するスリット１５が設置さ
れている。

上記スパッタ装置のスパッタターゲット８をＣｏ　−Ｃ
ｒ合金スパッタターゲット（Ｃｏ−ｉｓａｔ％Ｃｒ　、
　１２０ｓｍＸ　６０　ｓｍＸ　２．５　ｗａ　ｔ　）
とし、真空容器ｌ内部を５　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒに排
気しｆｃ後、Ａｒカスを５　Ｘ　１０−”Ｔｏｒｒの圧
力まで導入した。

次に１／２インチ幅のカプトンフィルム７（２５μ−厚
）を毎分０．３３　ｍの速度で走行させ、スバツｐｐ−
ゲット８に３５０　Ｖ　Ｘ　Ｏ，４Ａ　　の直ａＩＩＬ
力を投入しつつ連続的にスパッタし、膜厚約１μｍ。

飽和磁化４５０ＧのＣｏ−Ｃｒ１ｌ膜を得た。　この時
、スパッタと同時に基体ホルダーｂを介して＾分子成形
物基体であるフィルム７に高周波電力を投入し、投入高
周波電力量とＣｏ−Ｃｒ薄膜表面のクラックおよびカー
ル状態との関係を調べた。

なお投入高周波電力量は最大３０Ｗとしたがこの範囲内
ではフィルム７は熱損傷を受けないことを確認し九。

第１表にこの結果を示すが一分子成形物基体に高周波電
力を投入することにょシ、基体が熱平衡状態で均一に加
熱され、クラックが減少するとともに、カールも改膏さ
れることがわかる。

第１表 実施例２ 実施例１と同様のスパッタリングターゲット８とカプト
／フィルム７を用い毎分１ｃｌＩｔの速度で連続的にフ
ィルム７を走行させ、フィルム７が＃ミぼ接触している
基体ホルダー６に高周波電力を投入しつつスパッタ電力
３４３ＶＸ０．４Ａ　テＣｏ−Ｃｒ薄膜を連続的にスパ
ッタ形成した。

得られたＣｏ−Ｃｒ薄膜は飽和磁化４５０Ｇ、膜厚２８
００Ａであるが、フィルム７への高周波−ヵ投入量によ
ｐｃｏ−Ｃｒ薄膜形成聞を凹とするカールや凸とするカ
ールを示すとともに適尚な大きさの高周波電力の投入に
よシカールかはとんど０になるＣｏ　−Ｃｒ薄膜が得ら
れた。

第３図に基体に投入した高淘波電力量とカール量の関係
を図示したが、凸カールとは第２図（Ａ）に示すＣｏ−
０ｒ薄膜１６側を凸とするカールをいい、カール量測定
方法は第２図（ａ）に示す如く。

フィルム長手方向（＝スパッタ時のフィルム走行方向）
に１２　ｗｍ　ｓ　Ｉｔ！ｉｉｉ　８　ｍｍの矩型状試
料を切り出し、フィルムの長手方向変位ΔＲ（Δ凡≧０
）をもってカール量とした。また凹カールとは第２図（
Ｂ）に示すＣｏ　−Ｃｒ薄膜１６＄４１１を凹とするカ
ールをいい、カール量測定方法は第２図か）に示す如く
、フィルム長手方向（＝スパッタ時のフィルム走行方向
）に８■、フィルム幅方向に１２．６５■の矩型状試料
を切り出し、フィルム幅方向の変位ΔＲ（ΔＲく０）を
もってカール量とじ九。

第３図よシ明らかなごとく、基体への＾周献電力投入に
よシカールがほとんど認められないＣｏ−ＣｒｆＪ膜を
得られることができ、カールの改書が可能であった。な
お本実施例での高周波電力投入量ではいずれも基体は熱
損傷を受けていない。

実施例３ Ｍ１図に示したスパッタ装置において、基体ホルダー６
をほぼ同寸法の平板状のものとし、基体ホルダー６に厚
さ１．５■直径３０■のＡＢ８樹脂をＪ＆シ付けた。ス
パッタターゲット８として６０　Ｘ　１２０　Ｘ　２．
５ｍｍ’　（２）　Ｃｏ−Ｃｒ合金（Ｃｒ２０．５ａｔ
％−Ｃｏ　）を用い、スパッタ時に基体ホルダー６に一
周波電力を投入した場合としない場合についてそれぞれ
直流スパッタ電力１４０ｗａｔｔ（直流３６３ＶＸ　Ｏ
，６Ａ　）で７分スパッタして膜厚５０００　Ａ　ＯＣ
ｏ−Ｃｒ薄膜を得た。

次にスパッタターゲット８のみ非磁性Ｃｏ　−Ｃｒ合金
（Ｃｒ　３０ａｔ％−Ｃｏ　）、及びＦｅ−Ｎｉ合金（
Ｎｉ　８Ｏ−Ｆｅ２０ａｔ％）の２樵を６０　Ｘ　１２
０　Ｘ　２，５−ζ６０　Ｘ　１２０　Ｘ　２．０箇ｔ
のものに変えて同様にスパッタを行ないそれぞれ毎分７
ｏｏｆ　、６００Ｘのスパッタ速度で膜厚４０００　Ｌ
及び５０００＾のＣｏ　−Ｃｒ薄膜及びＦｅＮｉ薄膜を
得た。

仁の時の表内ククック状＆ｔｉＭ　２表に示すごとくで
らつ九。これよシわかるように基体へ＾周波電力を投入
しつつスパッタ展を形成することによ〉金属薄膜のクラ
ックの発生をなくすことができ九。

］４・ 以上、説明したごとく、基体に高周波電力を投入しつつ
金属薄膜をスパッタ法、特にマグネトロンスパッタ法に
よ膜形成した場合、熱損傷をもたらすことなく金属薄１
１１表面に発生するクラックを防止する事ができる。又
、基体が高分子フィルムのごとき可撓性基体の場合に現
われる金属薄膜形成向を凹とするカールについても合せ
て改畳されることが示された。

ナオ、実施例はマグネトロンスパッ）ｆｆｉＫついて記
述したが、金属薄膜を形成した時にクラックが現われる
場合や可撓性高分子基体上に金属薄膜を形成した時に金
属薄膜側を凹とするカールを示すその他の薄膜形成法に
も適用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による金属薄膜を製造するための装置
〇−概略図、第２図は、基体に可撓性高分子フィルム基
体を使用した時のカール状態とその測定法を説明した図
、第３図は、可撓性高分子フィルム基体に金属薄膜を形
成する時に基体に投入し良高周波電力量とカールとの関
係を示した図をそれぞれ示す。 ｌ・・・真空容器、　　　６・・・基体ホルダ、７・・
・フィルム、　　　　８・・・スパッタターゲット。 １４−・・＾周波電源〇

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）高分子成形物基体上に金属薄膜を形成する　　３
   ゜方法であって、該基体に高劉波電力を投入しながら金
   属薄膜の形成を行なうことを％像とする金属薄膜の形成
   方法０
2. （２）該基体上に金属薄膜を形成する方法がスノくツタ
   法であって、かつスパッタを行なうスノ（ツタ装置がス
   パッタターゲツト面上の一部でスパッタターゲツト面と
   平行な磁界を有し、かつ磁界と直交する電界を有するも
   のであることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記
   載の金属薄膜の形成方法。
3. （３）該基体が可撓性高分子成形物であることを特徴と
   する特許請求の範囲第（１）狽又は第（２１）Ｊ４記載
   の金属薄膜の形成方法。
4. （４）　　金属簿膜がＦｅ　、　Ｃｏ　、　Ｎｉ又は少
   くともこれらの一棟以上を含む合金であるとともに該基
   体が可続性−分子成形物であって妹気記録媒体を形成す
   るものであることを４８ｆ黴とする％詐請求の軛囲謔（
   υ積又は第（２）項記載の金属薄膜の形成方法。