JPS62102421A - 基板用フイルム及び薄膜形成方法 - 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】 ［利用分野］ 本発明は、ロール・ツ・ロールで連続的に真空中で薄膜
が形成される基板用フィルム及び該基板用フィルムを用
いた薄膜形成方法に関し、簿膜型磁気記録媒体、透明導
電性フィルム、熱線反射フィルム、太陽電池等の薄膜機
能素子等の製造に適用でき、特に基板に表面の平坦な高
分子フィルムを要求される薄膜型磁気記録媒体の製造に
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
膜型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合金のスパッタ膜か
らなる垂直磁化膜が開示されている。

このような蒸着、スパッタ又はイオンブレーティング等
の薄膜形成手段によって形成される金属薄膜は、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ップアウトの原因となる。

従って、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ィルムを用いる場合、フィル
ム巻取１巻出しといったハンドリングの観点から、フィ
ルム表面が平滑であると、フィルム−フィルム相互の滑
り性が悪くブロッキング現象の発生し、製品にはなり得
ず、ベースフィ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］ ３一 本発明はかかる現状に鑑みなされたもので、非常に平坦
な表面を有しながら取扱性に優れた基板用フィルム及び
該基板用フィルムを基板として安定してロール・ツ・ロ
ールで連続的に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、以下の本発明により達成される。

すなわち、本発明は、支持体上を連続的に移送されつつ
、その上に真空堆積法により薄膜が形成される基板用フ
ィルムにおいて、移送方向に帯状のサンドマット加工部
を設けた高分子フィルムであることを特徴とする基板用
フィルムを第１発明とし、第１発明を使用する方法、す
なわち、基板に移送方向に帯状のサンドマット加工部を
設けた高分子フィルムからなる基板用フィルムを用いる
薄膜形成方法において、基板用フィルムをロール・ツ・
ロール方式で連続的に移送しつつ、支持体に支持された
基板用フィルム上に真空堆積法により薄膜を連続的に形
成することを特徴とする薄膜形成方法を第２発明とする
ものである。

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
フィルムを基板とした場合でも、端部および／または中
央部をサンドマット加工したものではロールにしても真
空中で安定した取扱いができ、少なくその平坦部を支持
体と密着させて温度制御可能とすれば、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。

従来表面の平坦なフィルムを巻きとるための一つの方法
としてその端部に凹凸加工すること、即ちエンボス加工
、ナーリング加工はよく知られていた。しかしながらか
かるフィルムをベースフィ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どころつぎのよ
うな問題が見出された。即ち （１）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ィルムが耐えること
ができないことおよび （２）　　巻き取ったロール状のフィルムを真空中に挿
入したときフィルムのロールの中央部にががる圧力によ
りロールの中央部がふくらみフィルムの変形が大きくシ
ワ、伸び等の欠陥を発生すること （３）　　薄膜形成後のフィルムロールを大気中に取り
出す際にも（２）と同様の原因により中央部がへこみフ
ィルムの永久変形を引き起こすとともに、形成した薄膜
に傷、クラック等の欠点を発生することなどである。

しかしながら本発明者ら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。

すなわち冷却ドラムや冷却板等の支持体とフィルムのと
密着性についてはフィルムの凹凸を設けた両端部を除い
た平坦部と支持体との密着性が確保されれば膜形成には
支障がなく、フィルム移送時の張力を十分かけることに
より向上できることを見出した。

しかしながらとくに端部につけた凹凸の高さが大きく張
力を強くかけることによっても密着を十分になしえない
場合や、フィルムの巾が狭い場合、あるいはフィルムに
十分な張力をかけることができない場合や真空排気又は
破壊の際にフィルムが圧力を受けて中央部がへこむ現象
が生じ、これらの基板を用いることは必ずしも適切であ
るとはいえなかった。

これらの欠陥は、第１図にその側断面を示した、端部お
よび／あるいは中央部を長さ方向にストライプ状にサン
ドマット加工した高分子フィルムからなる基板用フィル
ムＦを用いることによって解決できる。即ちサンドマッ
ト加工は高分子フィルムに微細な砕石をぶつけることに
より表面を粗面化する加工法をいうが、かかる加工によ
り形成された粗面は表面が部分的に砕石により削られて
形成されたものであり、変形せず、前述のエンボス加工
に比べて表面の凹凸ははるかに小さく、またその山の高
さは第１図に示す如く、サンドマット加工をしていない
部分の高さを越えないか、越えたとしてもほんのわずか
である。

一／− かかる特性の故に本発明の基板用フィルムを用いた場合
には冷却ドラムや冷却板等の支持体とフィルムの未加工
部との密着性は未加工のフィルムと同じである。一方フ
イルムのハンドリングについてはサンドマット加工部の
粗面により滑り性が改善され、未加工フィルムが表面平
滑フィルムであっても全体として良好である。

また上述の本発明の高分子フィルムには、ポリエチレン
、ポリプロピレン等のポリオレフィン。

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ィルムが適用できる。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１表面性、
耐熱性９機械的特性に優れている点で好ましい。

ところで、本発明を薄膜型磁気記録媒体に適用する場合
には今日磁性薄膜としては公知のものが全てが適用でき
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号公報等参照）
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５ｇ−９
１号公報等参照）等にも適用できる。

特にフレキシブルディスクを目的とし、両面に磁気記録
層を形成さす場合は、テープのようにバックコートによ
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、トラック密麿共に高くすることが可能であり
、ドロップアウト（Ｄｌｏ　）や走行耐久性の観点より
本発明の効果は著しい。

また本発明の基板用フィルムを薄膜磁気記録媒体の基板
として用いる場合、サンドマット加工したストライプ間
の巾は、テープに用いる場合あるいはフロッピディスク
に用いる場合、その大きさ。

巾に応じて適当に選ぶ必要がある。例えば、５．２５イ
ンチのフロッピーディスクとなす場合にはサンドマツ１
へ加工をしていない平坦部の巾は少くとも５．２５イン
チ（１３，４ｃｍ）以上であることが必要である。サン
ドマツ１〜加工の巾は通常は１　ｃｍ程度で１−分であ
るが、後）ホの如く、全体のフィルムの巾、厚さにより
適宜に選ぶことができる。

また、本発明の基板用フィルムを用いる薄膜形成法とし
ては第２の発明のロール・ツ・ロールによる連続的な薄
膜形成法が最も効果的である。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、イオンブレー
ティング法、スパッタ法等の物理的堆積法、更には化学
的堆積法等真空中で膜成形物質を基板上に堆積させて膜
形成する真空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
パッタ法、あるいは特開昭５７−１５８３８０号公報等
に開示の対向ターゲット式スパッタ法が好ましい。

フィルム端部および／あるいは中央部にサンドマット加
工する加工法は通常のサンドマツ１〜加工法が用いられ
る。本発明でいうサンドマツ１〜加工はすでに述べた様
に表面が平坦で摩擦係数が大きく通常巻きとりができな
いフィルムを巻きとるためなされる加工であるから、そ
の目的から考えてサンドマット加工の巾は狭い方が好ま
しい。またその高さ、巾あるいは形状はフィルムの種類
、厚さ、巾などから最適の組合せが選ばれるべきである
。

さらに通常の高分子フィルムを用いて物理的堆積法に適
用した場合、蒸発源やターゲットからの熱輻射によりフ
ィルムにシワが入り、ときには溶断事故がしばしば生じ
ていたが、本発明の基板用フィルムを用いることにより
このような問題はかなり少くなり、投入電力を増すこと
ができ、堆積速度を上げることも可能になった。

これはフィルム移送中の冷却ドラムあるいは冷却板など
の支持板とのすべりがよくなることによりフィルムの巾
方向の応用緩和が生じやすいことによるものと推定され
る。

以下、上述の本発明の詳細を実施例に基いて説明する。

第２図は本発明の実施に用いた対向ターゲラ１〜式スパ
ッタ装置の描造図である。

図から明らかな通り、本装置は前述の特開昭５７−１５
８３８０号公報で公知の対向ターゲット式スパッタ装置
と基本的に同じ構成どなっている。

すなわち、図において１０は真空槽、　２０は真空槽１
０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１０１〜１０→Ｔｏｒｒ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
ターゲットホルダー１５．１６により１対のターゲット
Ｔ＋　、Ｔ２が、そのスパッタされる面Ｔ　＋　ｓ　＊
Ｔ２Ｓを空間を隔てて平行に対面するように配設しであ
る。そして、ターゲットＴ＋　、Ｔ２とそれに対応する
ターゲットボルダ−１５，１６は、冷水パイプ１５１．
　１６１を介して冷却水によりターゲットＴ＋　、Ｔ２
　、永久磁石１５２．　１６２が冷却される。

磁石１５２．　１６２はターゲットＴ＋　、Ｔ２を介し
てＮ極、Ｓ極が対向するように設けてあり、従って磁界
はターゲットＴ＋　、Ｔ２に垂直な方向に、かつターゲ
ット間のみに形成される。なお、１７．１８は絶縁部材
１３．１４及びターゲットホルダー１５．１６をスパッ
タリング時のプラズマ粒子から保護するためとターゲッ
ト表面以外の部分の異常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内のターゲットＴ＋。

Ｔ２の側方に設けられ、以下の通り基板４０をロール・
ツ・ロールで移送するようにしである。基板保持手段４
１は、図示省略した支持ブラケッ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４１ｂ９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１１，２間の空間に対面
するようにスパッタ面ＴＩＳ、Ｔ２Ｓに対して略直角方
向に保持するように配置しである。従って、基板４０は
巻取ロール４１Ｃによりスパッタ面ＴＩＳ、Ｔ２Ｓに対
して直角方向に移動可能である。なお、支持ロール４１
ｂは基板４０の温度を制御するためその表面温度が調節
可能となっている。

一方、スパッタ電力を供給する直流電源からなる電力供
給手段５０はプラス側をアースに、マイナス側をターゲ
ットＴ＋　、Ｔ２に夫々接続する。従って電力供給手段
５０からのスパッタ電力は、アースをアノードとし、タ
ーゲットＴ＋　、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４
０とターゲットＴ＋　、Ｔ２との間に出入するシャッタ
ー（図示省略）が設けである。

以上の通り、前）本の特開昭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
温スパッタが可能となる。すなわち、ターゲットＴ＋　
、Ｔ２間の空間に、磁界の作用によりスパッタガスイオ
ン、スパッタにより放出されたγ電子等が束縛され高密
麿プラズマが形成される。

従って、ターゲットＴ＋　、Ｔ２のスパッタが促進され
て前記空間より析出量が増大し、基板４０上への堆積速
成が増し高速度スパッタが出来る上、基板４０がターゲ
ットＴ＋　、Ｔ２の側方にあるので低温スパッタも出来
る。

なお、対向ターゲット式スパッタ法は、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
たターゲットの側方に基板を配し、ターゲット間に垂直
方向の磁界を印加してスパッタし、基板上に膜を形成す
るスパッタ法を言う。

従って、磁界発生手段も永久磁石でなく、電磁石を用い
ても良い。また、磁界もターゲット間の空間にγ電子等
を閉じ込めるものであれば良く、従ってターゲット全面
でなく、ターゲラ１〜周囲のみに発生させた場合も含む
。なお、第１図で基板４゜の走行方向（ＭＤ）は、ター
ゲットＴ＋　、Ｔ２の対向方向？ｉなわち永久磁石１５
２．　１６２からなる磁界発生装置により生ずる磁束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前述の通り、実施例に用
いた対向ターゲット式スパッ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極スパタリング、イ
オンブレーティングなどの方法や、化学的堆積法、例え
ばＣＶＤ法など、真空堆積法令てが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ット式スパッ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］ 基板４０のフィルム中２’ａ、ＳＣｍ、支持ドラム４１
ｂの巾を３００とし、基板４０として図３の如く片面の
両端部Ｅにサンドマット加工したポリエステルフィルム
からなる基板用フィルムＦを用いてパーマロイ金属（Ｆ
ｅ：１８ｗｔ％、Ｎｉニア８ｗｔ％、Ｍｏ：４ｗｔ％）
を前述の第２図の対向ターゲットスパッタ装置を用い、
スパッタリング法で０．４μ而の厚さに形成した。

なお、膜形成は膜堆積速度０．５μｍ／ｍｉｎ　、支持
ドラム４１ｂの温度５０℃で行い、フィルムＦのサンド
マット加工した両端部［は５＃のマスクを取りつけるこ
とにより、熱輻射による損傷を防止するようにした。

スパッタリングは基板４０のフィルムの張力を変えて、
１０ｃｔｎ　／　ＩＩＩ　ｉ　ｎの速度で移送しつつ行
った。フィルム張力を種々変えてスパッタリングしたと
ころ張力が４．３　Ｋ９以上であればフィルムが溶断す
ることなく良好にパーマロイ薄膜が形成された。

［比較例１］ 実施例１と基板４０の張力を除いて同じ条件下で基板４
０としてサンドマット加工していない実施例１と同じポ
リエステルフィルムを用いて膜形成を行った。基板４０
となるフィルムは同じポリエステルフィルムであるにも
かかわらず、張力が１２　Ｋｇ以下ではフィルムが溶断
した。張力が１５　Ｋ９の場合には溶断はしなかったが
フィルムにシワが入った。

［実施例２］ 実施例１と同様第２図の対向ターゲラ１へ式スパッタ装
置において、２９．５層Ｍｒｌのポリ１ニスチルフイル
ムの両面に、第４図に示すようにフィルムの両端Ｅおよ
び中央ＣにＴＩＥ　１ｃｍのリントマット加工を施した
基板用フィルムを基板４０どして用い、以下のように垂
直磁気記録媒体を作成した。

まず、実施例１と基板４０の張力を除いて同条件で、基
板４０の張力は５　Ｋｇに設定し連続的にパーマロイ薄
膜を６０ｍの長さにわたり形成し、一旦真空リークした
後フィルムを裏返し裏面にも同様にしてパーマロイ薄膜
を形成した。

次いで公知のパーマロイ層とＣｏ　Ｏｒ金合金垂直磁化
層とから垂直磁気記録媒体を１１するため、ターゲット
をＣＯＣｒ　　（Ｃｒ　：２（ｈｖｔ％）合金ターゲッ
トに交換し、同様の操作でパーマロイ薄膜上にＣ０Ｃｒ
膜を０．１５μ７ｒＬの厚さに形成したところ、フィル
ムのシワの発生もなく又溶断もしなかった。

得られた両面２層の垂直磁気記録媒体を中央のサンドマ
ット部Ｅから２片に切断したのち５１／２インチの円板
に打ち抜き、垂直磁気記録用フロッピーディスクとした
。得られたディスクはシワ。

折れなどの欠陥のない良好なものであった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基板用フィルムの構成を示す部分側断
面図、第２図は実施例に用いた対向ターゲット式スパッ
タ装置の構成を示す構成図、第３図、第４図は実施例１
，２に用いた基板用フィルムの構成を示す平面図である
。 Ｆ：基板用フィルム。 Ｅ、Ｃ：サンドマット加工部。 １０：真空槽、　　　Ｔ＋　、Ｔ２　：ターゲット。 ４０：基板 σ　　　　≧ 、、、、ｒ−Ｉミ 〜　　　　　　　　　　　♀ 口　　　　　　　　　＼−メ 之 ａ々 社　　む ミ 、＝・、　　　　　　　　　　−・　　　幻〜　　０　
“　　〜 幻　　　・°°　　梢 ミ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｈ硝安
　　　　　　　　　　　　　　ト　　　＼＼檄へ＝ ／１７３１霞 才４−図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、支持体上を連続的に移送されつつ、その上に真空堆
   積法により薄膜が形成される基板用フィルムにおいて、
   移送方向に帯状のサンドマット加工部を設けた高分子フ
   ィルムであることを特徴とする基板用フィルム。 ２、前記高分子フィルムに複数の帯状のサンドマット加
   工部が設けられた特許請求の範囲第１項記載の基板用フ
   ィルム。 ３、前記高分子フィルムの少なくとも両端部に帯状のサ
   ンドマット加工部が設けられた特許請求の範囲第２項記
   載の基板用フィルム。 ４、基板に移送方向に帯状のサンドマット加工部を設け
   た高分子フィルムからなる基板用フィルムを用いる薄膜
   形成方法において、基板用フィルムをロール・ツ・ロー
   ル方式で連続的に移送しつつ、支持体に支持された基板
   用フィルム上に真空堆積法により薄膜を連続的に形成す
   ることを特徴とする薄膜形成方法。 ５、前記高分子フィルムに複数の帯状のサンドマット加
   工部が設けられた特許請求の範囲第４項記載の薄膜形成
   方法。 ６、前記高分子フィルムの少なくとも両端部に帯状のサ
   ンドマット加工部が設けられた特許請求の範囲第５項記
   載の薄膜形成方法。 ７、基板の前記サンドマット加工部に薄膜が形成されな
   いようにマスクした特許請求の範囲第４項、第５項若し
   くは第６項記載の薄膜形成方法。 ８、支持体が回転ドラムである特許請求の範囲第４項、
   第５項、第６項若しくは第７項記載の薄膜形成方法。 ９、形成される薄膜が磁気記録層である特許請求の範囲
   第４項、第５項、第６項、第７項若しくは第８項記載の
   薄膜形成方法。