JP4024016B2 - 薄膜磁気テープの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、斜方蒸着法を適用した薄膜磁気テープの製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、ディジタル・ビデオ/オーディオ・テープレコーダなどに適用される磁気テープは、高密度及び薄膜化を達成するために、とくに、斜方蒸着法を適用した薄膜磁気テープが注目されている。
【0003】
図5は斜方蒸着法を適用した従来の薄膜磁気テープ成膜装置の構成を示した構成図、
図6は図5に示した冷却キャンロールの近傍を示した斜視図である。
【0004】
まず、上記した薄膜磁気テープは、一般的に、磁性膜が斜方蒸着法により薄膜に成膜されている。
【0005】
即ち、図5に示した如く、斜方蒸着法を適用した従来の薄膜磁気テープ成膜装置1Aは、真空槽2内が図示しない真空ポンプによりは真空状態に保たれている。この真空槽2内には、一対のフィルム巻回用ロール3A,3Bと、一対のテープガイドロール4A,4Bと、冷却キャンロール5とが回転自在に配置されている。そして、ベースフィルムFへの通常の成膜時には、一対のフィルム巻回用ロール3A,3Bのうちで一方(供給側)のフィルム巻回用ロール3Aに巻回したベースフィルムFを、テープガイドロール4A,冷却キャンロール5,テープガイドロール4Bに沿って他方(巻取側)のフィルム巻回用ロール3Bに向かって矢印S1方向に順走行させている。
【0006】
この際、薄膜磁気テープの媒体素材となるベースフィルムFは、一般的に厚さが略6.4μmのPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムを用いている。また、冷却キャンロール5の内部には、冷却器(図示せず)が設置され、蒸着時にベースフィルムFの温度上昇による変形などを抑制している。
【0007】
また、真空槽2内で冷却キャンロール5の斜め右下方には、ルツボ材料としてMgO(マグネシア)を用いて箱状に形成したルツボ6が設置されている。このルツボ6内には、Coなどの磁性金属材7が収容されている。
【0008】
また、真空槽2の右側壁2aには、ルツボ6内に収容したCoなどの磁性金属材7を溶融蒸発させるための蒸発用熱源となるピアス型電子銃8が斜め下方のルツボ6に向かって取り付けられている。このピアス型電子銃8は、ルツボ6内の磁性金属材7に向かって電子ビーム8aが出射されており、磁性金属材7を溶融して冷却キャンロール5に沿って走行しているベースフィルムFに蒸着させている。
【0009】
また、ベースフィルムFの走行時に、ルツボ6から蒸発した磁性金属材蒸気7aが冷却キャンロール5に付着しない様にベースフィルムFのエッジ部分を覆う必要がある。更に、薄膜磁気テープを作製する場合には電磁変換特性上の要求から、ベースフィルムFの面に対して蒸発したCoなどの磁性金属材蒸気7aの付着入射角度を制限(これを一般に斜方蒸着と呼ぶ。)する必要があり、不適切な部分での蒸着を防ぐために、図6にも示した如くの入射角規制マスク9を冷却キャンロール5とルツボ6との間に設けている。
【0010】
ここでは、冷却キャンロール5の幅よりもベースフィルムFの幅が狭く、ベースフィルムFのエッジ部分の冷却キャンロール5への磁性金属材蒸気7aの付着・回り込みを防ぐため、冷却キャンロール5の端部からベースフィルムFのエッジ部分数cmまで入射角規制マスク9で覆っている。また、蒸発したCoなどの磁性金属材蒸気7aのベースフィルムFの面への入射・膜内粒子成長角度を規制するために、入射角規制マスク9の開口部9aはかなり狭い。
【0011】
再び図5に戻り、上記した入射角規制マスク9の開口部9aは、ベースフィルムFの法線に対する蒸発したCoなどの磁性金属材蒸気7aの付着入射角を最大入射角θmaxと、最小入射角θminとの間に設定している。
【0012】
また、冷却キャンロール5と入射角規制マスク9との間で最小入射角θmin側の内側には、酸素ガス導入パイプ10が取り付けられており、この酸素ガス導入パイプ10に設けられた複数の孔から酸素ガスO2がルツボ6内から蒸発したCoなどの磁性金属材蒸気7aに向かって射出されている。
【0013】
また、ピアス型電子銃8から出射される電子ビーム8aは、軌道に偏向磁界を印加するための偏向マグネット11と、ルツボ6に近設した偏向マグネット12とにより制御されている。従って、ルツボ6の長手方向に電子ビーム8aを走査することにより、蒸発したCoなどの磁性金属材蒸気7aがベースフィルムFの幅方向にCo−CoOなどの部分酸化磁性膜として極薄く膜付けされ、この部分酸化磁性膜をベースフィルムFの長さ方向に成膜することにより長尺な薄膜磁気テープが他方(巻取側)のフィルム巻回用ロール3Bに巻き取れている。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したように、薄膜磁気テープを製造する場合、入射角規制マスク9の開口部9aはかなり狭く制限が加えられるため、ルツボ6内から蒸発したCoなどの磁性金属材蒸気7aの利用効率は10〜15%程度で残りの大部分は不要な付着物となっていた。このため、入射角規制マスク9の開口部9aを少しでも広げて蒸発した磁性金属材蒸気7aの利用効率を向上させるには、静磁気特性の更なる向上が必要となっていた。
【0015】
一方、GMR又はMRなどの磁気抵抗型ヘッドの出現により、この磁気抵抗型ヘッドをデジタルビデオテープレコーダなどに搭載する動きもあり、薄膜磁気テープへのSN比を向上するために更に薄膜磁気テープの磁性膜の膜厚を極薄膜化する必要が急務とされている。しかしながら、従来の延長上で薄膜磁気テープの磁性膜の膜厚を極薄膜化すると静磁気特性が劣化し、問題となっている。
【0016】
そこで、薄膜磁気テープの磁性膜の下にCoO非磁性下地膜を設けることが提案されている。この方法は後述する比較例2で詳述するものの、孤立化したCoO非磁性下地膜の成長粒子(コラム)上にCo−CoO磁性膜を成膜した時に、CoO非磁性下地膜の成長粒子(コラム)にならってCo−CoO磁性膜の成長粒子(コラム)も孤立化することにより、Co−CoO磁性膜の粒子間の磁気的相互作用が少なくなることによって極薄のCo−CoO磁性膜においても静磁気特性の劣化を防ぐものである。
【0017】
ところが、薄膜磁気テープの磁性膜の下に非磁性下地膜を設ける際に、磁性膜をより一層孤立化させて磁性膜の粒子間の磁気的相互作用をより効果的に少なくさせるように非磁性下地膜を良好に成膜する方法が見いだされていないのが現状である。
【0018】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記加地に鑑みてなされたものであり、ベースフィルムを巻回し、且つ、正転及び逆転可能な一対のフィルム巻回用ロールと、前記ベースフィルムへの成膜時に該ベースフィルムを冷却し、且つ、正転及び逆転可能な冷却キャンロールと、前記冷却キャンロールの下方に設けられ、Coを収納するルツボと、前記ルツボ内に収納する前記Coを蒸発させる蒸発用熱源と、前記冷却キャンロールと前記ルツボとの間に設けられ、前記Coから蒸発するCo蒸気を前記ベースフィルムに成膜する開口部を有する入射角規制マスクと、前記冷却キャンロールと前記入射角規制マスクとの間に設けられ、前記Co蒸気に向かって酸素ガスを射出する酸素ガス導入手段とを真空槽内に備え、かつ前記開口部は、前記入射角規制マスクの一端が前記Co蒸気の蒸発方向と前記ベースフィルムの法線とのなす角を90°未満とし、他端が、90°として形成されている蒸着装置を用いて、前記酸素を含んだ前記Coを前記ベースフィルム上に形成する薄膜磁気テープの製造方法において、前記入射角規制マスクの開口部の一端から他端に向うように、前記ベースフィルムを一方のフィルム巻回用ロール側から前記冷却キャンロールに沿って他方のフィルム巻回用ロール側に逆走行させ、かつ前記ベースフィルムに対して前記ルツボから前記Coを蒸発させた状態で、前記酸素ガス導入手段から200ccmの前記酸素ガスを前記Co蒸気に向って射出させて、前記ベースフィルム上にCoO非磁性下地膜を形成する第1工程と、前記入射角規制マスクの開口部の他端から一端に向うように、前記ベースフィルムを前記他方のフィルム巻回用ロール側から前記冷却キャンロールに沿って前記一方のフィルム巻回用ロール側に順走行させ、かつ前記ベースフィルムに対して前記ルツボから前記Coを蒸発させた状態で、前記酸素ガス導入手段から40ccmの前記酸素ガスを前記Co蒸気に向って射出させ、前記CoO非磁性下地膜上にCo−CoO磁性膜を形成する第2工程と、を有することを特徴とする薄膜磁気テープの製造方法を提供する。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る薄膜磁気テープの製造方法の一実施例を図1乃至図4を参照して詳細に説明する。
【0022】
図1は本発明に係る薄膜磁気テープの製造方法を説明するための図であり、(a)は薄膜磁気テープのベースフィルム上に非磁性下地膜を成膜する第1成膜工程を示し、(b)はベースフィルム上に成膜した非磁性下地膜の上に更に磁性膜を成膜する第2成膜工程を示した図、
図2は本発明に係る薄膜磁気テープにおいて、非磁性下地膜及び磁性膜の成長粒子の成長過程を模式的に示した模式図、
図3は本発明に係る薄膜磁気テープに対する比較例の薄膜磁気テープにおいて、(a)は比較例1の薄膜磁気テープの磁性膜の成長粒子の成長過程を模式的に示し、(b)は比較例2の薄膜磁気テープの磁性下地膜及び磁性膜の成長粒子の成長過程を模式的に示した模式図、
図4は本発明に係る実施例の薄膜磁気テープと、比較例1,2の薄膜磁気テープとの静磁気特性を比較した図であり、(a)は磁性膜の膜厚に対する保磁力Hcを示し、(b)は磁性膜の膜厚に対する角形比Rsを示した図である。
【0023】
尚、説明の便宜上、先に従来例で示した構成部材と同一構成部材に対しては同一の符号を付して適宜説明する。
【0024】
本発明に係る薄膜磁気テープの製造方法では、図1(a)に示したように斜方蒸着法を適用してベースフィルムF上に非磁性下地膜を成膜する第1成膜工程と、図1(b)に示したように斜方蒸着法を適用してベースフィルムF上に成膜した非磁性下地膜の上に更に磁性膜を成膜する第2成膜工程とを同じ薄膜磁気テープ成膜装置1Bで行う際に、第1成膜工程ではベースフィルムFを通常成膜時の順方向の走行に対して逆方向に走行させて非磁性下地膜を成膜する一方、第2成膜工程ではベースフィルムFを通常成膜時の順方向に走行させて非磁性下地膜上に磁性膜を成膜するために、一対のフィルム巻回用ロール3A、3Bと、一対のテープガイドロール4A、4Bと、冷却キャンロール5とが正転及び逆転可能に設けられている点が図5を用いて説明した従来例の薄膜磁気テープ成膜装置1Aと異なっている。
【0025】
尚、冷却キャンロール5の右下方に磁性金属材7を収容したルツボ6が設置され、且つ、ルツボ6内に収納したCoなどの磁性金属材7を蒸発させるための蒸発用熱源となるピアス型電子銃8が真空槽2の右側壁2aに取り付けられ、且つ、冷却キャンロール5とルツボ6との間に磁性金属材蒸気7aのベースフィルムFの法線に対する最大入射角θmaxと最小入射角θminとを規制する入射角規制マスク9が設けられ、更に、冷却キャンロール5と入射角規制マスク9との間に酸素ガスO2を導入する酸素ガス導入パイプ10が設けられている点は従来と同様である。
【0026】
更に、ベースフィルムFへの通常の成膜時には、一対のフィルム巻回用ロール3A,3Bのうちで一方(供給側)のフィルム巻回用ロール3Aに巻回したベースフィルムFを、テープガイドロール4A,冷却キャンロール5,テープガイドロール4Bに沿って他方(巻取側)のフィルム巻回用ロール3Bに向かって矢印S1方向に順走行させる点も従来と同様である。
【0027】
この際、図1(a),(b)に示したように斜方蒸着法を適用して冷却キャンロール5に沿ったベースフィルムF上に成膜する時には、一般的に、入射角規制マスク9の最大入射角θmax側では、膜成長粒子の自己陰影効果が大きいため、磁性金属材蒸気7aのベースフィルムFへの付着が粗な付着状態となり、一方、入射角規制マスク9の最小入射角θmin側では、膜成長粒子の自己陰影効果が小さいため、磁性金属材蒸気7aのベースフィルムFへの付着が密な付着状態となる。
【0028】
ここで、まず、図1(a)に示し如く、バージンのベースフィルムF上に非磁性下地膜を成膜する第1成膜工程では、一対のフィルム巻回用ロール3A,3Bのうちで他方(供給側)のフィルム巻回用ロール3Bに巻回させたベースフィルムFを冷却キャンロール5に沿って入射角規制マスク9の最小入射角θmin側から最大入射角θmax側(矢印S2方向)に逆走行させながら一方(巻取側)のフィルム巻回用ロール3Aに向かう途中で、酸素ガス導入パイプ10により導入した所定量の酸素ガスO2をルツボ6内の磁性金属材7から蒸発した磁性金属材蒸気7aに向けて射出して、ここで完全酸化してベースフィルムF上に非磁性下地膜として成膜している。そして、非磁性下地膜を成膜したベースフィルムFは一方(巻取側)のフィルム巻回用ロール3Aに巻き取られている。
【0029】
この際、ルツボ6内にはCoなどの磁性金属材7が収納されており、このルツボ6内から蒸発したCo蒸気をベースフィルムF上にCoO非磁性下地膜として成膜するためには、酸素ガスO2の導入量を後述するように所定量以上に設定することで非磁性であることを予備実験により確認する必要がある。そこで、酸素ガスO2の導入量を変化させて、振動型磁力計(VSM)によりCoO下地膜が磁化しない酸素ガスO2の所定量を予め設定している。
【0030】
そして、第1成膜工程でベースフィルムFを逆走行させることにより、CoO非磁性下地膜の成長粒子(コラム)は、入射角規制マスク9の最小入射角θmin側での密な付着状態から最大入射角θmax側での粗な付着状態に移行しながらベースフィルムF上に成膜される。
【0031】
次に、図1(b)に示した如く、ベースフィルムF上に成膜した非磁性下地膜の上に更に磁性膜を成膜する第2成膜工程では、非磁性下地膜を成膜した後に一方(供給側)のフィルム巻回用ロール3Aに巻回させたベースフィルムFを冷却キャンロール5に沿って入射角規制マスク9の最大入射角側から最小入射角側(矢印S1方向)に順走行させながら他方(巻取側)のフィルム巻回用ロール3Bに向かう途中で、酸素ガスO2の導入量を第1成膜工程時よりも大幅に減らして酸素ガスO2をCo蒸気に向けて射出して、ここで部分酸化して非磁性下地膜上に磁性膜として成膜している。
【0032】
この際、ルツボ6内には第1成膜工程時と同じCoなどの磁性金属材7が収納されており、このルツボ6内から蒸発した第1成膜工程時と同じCo蒸気をベースフィルムF上にCo−CoO磁性膜として成膜するためには、酸素ガスO2の導入量を後述するように第1成膜工程時の所定量よりも半分以下に設定することで磁性があることを予備実験により確認している。そして、非磁性下地膜上に磁性膜を成膜したベースフィルムFは他方(巻取側)のフィルム巻回用ロール3Bに巻き取られている。
【0033】
そして、ベースフィルムFを順走行させることにより、Co−CoO磁性膜の成長粒子(コラム)は、入射角規制マスク9の最大入射角θmax側での粗な付着状態から入射角規制マスク9の最小入射角θmin側での密な付着状態に移行しながらCoO非磁性下地膜上に成膜される。
【0034】
これにより、ベースフィルムFを逆走行させながら成膜したCoO非磁性下地膜の成長粒子(コラム)の方向と、ベースフィルムFを順走行させながら成膜したCo−CoO磁性膜の成長粒子(コラム)の方向とがベースフィルムF面に対して直交する平面内で互いに異なっている。
【0035】
この後、CoO非磁性下地膜上にCo−CoO磁性膜を成膜したベースフィルムFを真空槽2内から取り出して、ダイヤモンド・ライク・カーボン(DLC)膜などを磁性膜上に保護膜として成膜して、この保護膜上に潤滑剤を塗布し、且つ、ベースフィルムF側の裏面にバックコート層を成膜してベースフィルムFを所定幅に裁断すれば薄膜磁気テープが完成する。
【0036】
本発明の非磁性下地膜形成の為に使用される金属酸化物・金属窒化物あるいは非磁性金属は、例えば酸化コバルト・窒化コバルト、酸化鉄・窒化鉄、酸化ニッケル・窒化ニッケル、及び少なくともそれらのうち一つを含んでいる合金等で、さらにMg、Zr、Mo、W、Ru、Ti、B、Si、Cu、Zn及びそれらの酸化物・窒化物等が挙げられる。
【0037】
本発明の磁性膜(強磁性金属薄膜)形成の為に使用される強磁性金属としては、例えばコバルト、鉄、ニッケル等の金属及びそれらの部分酸化物・部分窒化物、あるいは少なくともそれらのうち一つを含んでいる合金Co−X、Fe−X、Ni−X、CoFe−X、CoNi−X、FeNi−X、CoFeNi−X(Xは単数及び複数の非磁性元素)等の強磁性合金が用いられる。磁性膜(強磁性金属薄膜)の厚さは、一般には、本発明の効果が顕在化する0.1μm以下であり、好ましくは0.05μm以下である。また、ベースフィルムとしては、高分子フィルム等の帯状の非磁性基材なら材質を問わず用いることができる。
【0038】
次に、本発明に係る実施例の薄膜磁気テープと、比較例1,2の薄膜磁気テープとを以下の仕様で作製して、各薄膜磁気テープについて検討を行った。
【0039】
この際、冷却キャンロール5は、円筒の直径が300mmで幅は260mmであり、この冷却キャンロール5に沿って走行するベースフィルムFは厚さが6.4μmのPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムで幅は200mmであり、ベースフィルムFへの成膜エリアの幅は150mmである。
また、MgO(マグネシア)を用いて形成したルツボ6内の磁性金属材(純Co)7を溶融蒸発させるための蒸発用熱源は最大出力30kWのピアス型電子銃8を用いた。
【0040】
また、入射角規制マスク9は4〜7mm厚さのステンレス製で水冷しながらベースフィルムFへの成膜エリア外周を囲んでいる。この際、入射角規制マスク9の最大入射角θmaxを略90°、最小入射角θminを略45°に設定した。また、ルツボ6の片端部分からは連続的に磁性金属材(純Co)7が一定量供給されるように供給機(図示せず)を設置した。
更に、酸素ガス導入パイプ10は、酸素ガス導入口が1カ所のループ状のもので、φ1/4”のステンレス管にφ0.5mmのガス吹き出し微細孔を3mmピッチで複数穿設したものを使用し、吹き出し微細孔部分がCo蒸気に向かってベースフィルムFの幅方向に平行になるように設置した。
【0041】
<実施例(本発明)>
第1成膜工程では、入射角規制マスク9の最小入射角θmin側に配置した酸素ガス導入パイプ10から高純度酸素ガスO2を略200ccm導入し、通常の成膜時のフィルム走行方向とは異なってベースフィルムFを入射角規制マスク9の最小入射角θmin側から最大入射角θmax側に逆走行させながら、ベースフィルムF上にCoO非磁性下地膜(以下、逆走行下地膜とも記す)を膜厚略0.07μm(700オングストローム)で成膜した。この際、高純度酸素ガスO2の導入時の所定量を略200ccmに設定した時に、CoO下地膜は磁化が生じないことを予備実験で振動型磁力計(VSM)により確認している。
【0042】
この後、第2成膜工程では、酸素ガス導入パイプ10から高純度酸素ガスO2を第1成膜工程時よりも半分以下に減らして40ccm導入し、逆走行下地膜を成膜したベースフィルムFを通常の成膜時のフィルム走行方向と同様に入射角規制マスク9の最大入射角θmax側から最小入射角θmin側に順走行させながら、逆走行下地膜上にCo−CoO磁性膜を成膜した。
【0043】
また、この第2成膜工程では、Co−CoO磁性膜の膜厚を略0.02μm(200オングストローム)〜略0.2μm(2000オングストローム)の間で数段回ふらして、図2に示した構造形態を有する実施例の薄膜磁気テープT1を各膜厚に対してサンプルをそれぞれ作製した。尚、Co−CoO磁性膜の膜厚の測定は、希硝酸にてCo−CoO磁性膜の一部分をエッチング後、接触型段差計(タリステップ)により成膜幅センター部の膜厚が所定の膜厚になっていることを確かめた。
【0044】
この後、複数のサンプルのそれぞれに対して、各サンプルのエッチングしていない残り部分の静磁性特性を振動型磁力計(VSM)により測定し、より具体的に示したように磁性膜の膜厚に対する保磁力Hcと、図4(b)に示したように磁性膜の膜厚に対する角形比Rsとを測定した。
尚、図4(a),(b)の結果については、実施例、比較例1、比較例2についてまとめて後述する。
【0045】
また、磁性膜の膜厚を略0.04μm(400オングストローム)で成膜した時のベースフィルムFの走行方向の断面及び最表面を透過型及び走査型電子顕微鏡(TEM及びSEM)で観察した。
【0046】
ここでは、前述したように、第1成膜工程でベースフィルムFを逆走行させることにより、CoO非磁性下地膜の成長粒子(コラム)は、入射角規制マスク9の最小入射角θmin側での密な付着状態から最大入射角θmax側での粗な付着状態に移行しながらベースフィルムF上に成膜されるので、図2に模式的に示したように、CoO非磁性下地膜の成長粒子(コラム)の方向はベースフィルムFの面から離れるに従い膜面法線方向から膜面平行方向に湾曲すると想定され、しかも、CoO非磁性下地膜の成長粒子(コラム)の表層部位は粗な付着状態であるので孤立化が増す。
【0047】
この後、第2成膜工程でベースフィルムFを順走行させることにより、Co−CoO磁性膜の成長粒子(コラム)は、入射角規制マスク9の最大入射角θmax側での粗な付着状態から最小入射角θmin側での密な付着状態に移行しながら孤立化が増したCoO非磁性下地膜上に成膜されるので、これに伴ってCo−CoO磁性膜の成長粒子(コラム)もより一層孤立化が増し且つ同時に微細化する。この結果、Co−CoO磁性膜の粒子間の磁気的相互作用がより効果的に少なくなると共に、Co−CoO磁性膜の磁化容易軸も膜面平行方向にそろい易くなるため、保磁力Hcと角形比Rsの大幅な向上をもたらすことが判った。
【0048】
<比較例1(従来)>
酸素ガス導入パイプ10から高純度酸素ガスO2を40ccm導入し、通常の成膜時のフィルム走行方向と同様にベースフィルムFを入射角規制マスク9の最大入射角θmax側から最小入射角θmin側に順走行させながら、ベースフィルムF上にCo−CoO磁性膜を直接成膜した。ここでも、Co−CoO磁性膜の膜厚を上記実施例と同様に数段回ふらして、図3(a)に示した構造形態を有する比較例1の薄膜磁気テープT2を各膜厚に対してサンプルをそれぞれ作製し、これら複数のサンプルに対して図4(a),(b)に示したように、磁性膜の膜厚に対する保磁力Hcと、磁性膜の膜厚に対する角形比Rsとを測定した。
【0049】
また、磁性膜の膜厚を略0.04μm(400オングストローム)で成膜した時のベースフィルムFの走行方向の断面及び最表面を透過型及び走査型電子顕微鏡(TEM及びSEM)で観察した。
【0050】
ここでは、ベースフィルムFを順走行させることにより、図3(a)に模式的に示したように、Co−CoO磁性膜の成長粒子(コラム)は、入射角規制マスク9の最大入射角θmax側での粗な付着状態から最小入射角θmin側での密な付着状態に移行しながらベースフィルムF上に直接成膜されるにすぎない。
【0051】
<比較例2(従来)>
酸素ガス導入パイプから高純度酸素ガスO2を上記実施例と同様に200ccm導入し、且つ、通常の成膜時のフィルム走行方向と同様にベースフィルムFを入射角規制マスク9の最大入射角θmax側から最小入射角θmin側に順走行させながら、CoO非磁性下地膜(以下、順走行下地膜とも記す)を膜厚略0.07μm(700オングストローム)で成膜した。
【0052】
この後、実施例と同様に、酸素ガス導入パイプ10から高純度酸素ガスO2を第1成膜工程時よりも半分以下に減らして40ccm導入し、順走行下地膜を成膜したベースフィルムFを入射角規制マスク9の最大入射角θmax側から最小入射角θmin側に順走行させながら、順走行下地膜上にCo−CoO磁性膜を成膜した。ここでも、Co−CoO磁性膜の膜厚を実施例と同様に数段回ふらして、図3(b)に示した構造形態を有する比較例2の薄膜磁気テープT3を各膜厚に対してサンプルをそれぞれ作製し、これら複数のサンプルに対して図4(a),(b)に示したように、磁性膜の膜厚に対する保磁力Hcと、磁性膜の膜厚に対する角形比Rsとを測定した。
【0053】
また、磁性膜の膜厚を略0.04μm(400オングストローム)で成膜した時のベースフィルムFの走行方向の断面及び最表面を透過型及び走査型電子顕微鏡(TEM及びSEM)で観察した。
【0054】
ここでは、第1成膜工程でベースフィルムFを順走行させることにより、CoO非磁性下地膜の成長粒子(コラム)は、入射角規制マスク9の最大入射角θmax側での粗な付着状態から最小入射角θmin側での密な付着状態に移行しながらベースフィルムF上に成膜されるので、図3(b)に模式的に示したように、CoO非磁性下地膜の成長粒子(コラム)の方向はベースフィルムFの面から離れるに従い膜面平行方向から膜面法線方向に湾曲すると想定され、しかも、CoO非磁性下地膜の成長粒子(コラム)の表層部位は密な付着状態であるので多少の孤立化があるものの、その程度は少ない。
【0055】
この後、第2成膜工程でベースフィルムFを順走行させることにより、Co−CoO磁性膜の成長粒子(コラム)は、入射角規制マスク9の最大入射角θmax側での粗な付着状態から最小入射角θmin側での密な付着状態に移行しながら孤立化の少ないCoO非磁性下地膜上に成膜されるので、これに伴ってCo−CoO磁性膜の成長粒子(コラム)も孤立化が少ない。この結果、Co−CoO磁性膜の粒子間の磁気的相互作用が多少残っているため、保磁力Hcは多少向上するものの角形比Rsの向上には至らないことが判った。
【0056】
次に、上記した実施例、比較例1,2について、図4(a),(b)に示した結果を見ると明らかなように、実施例では、逆走行下地膜付きの場合、磁性膜の膜厚が薄膜化するにつれて保磁力Hcが比較例1,2よりも向上し、とくに、0.05μm(500オングストローム)以下で良好な値を示すことが判る。また、磁性膜の膜厚が薄膜化するにつれて角形比Rsも比較例1,2よりも向上し、とくに、0.05μm(500オングストローム)以下で良好な値を示すことが判った。
【0057】
比較例1では、非磁性下地膜のないCo−CoO磁性膜のみの場合、磁性膜の膜厚が0.05μm(500オングストローム)以下では保磁力Hcが大幅に劣化し、角形比Rsも減少することが判った。
【0058】
比較例2では、順走行下地膜付きの場合、磁性膜の膜厚が0.05μm(500オングストローム)でも保磁力Hcは使用に耐える値を示しているものの、劣化する傾向が0.02μm(200オングストローム)以下であることが判る。また、角形比Rsは非磁性下地膜のない磁性膜のみの場合と略同様な傾向であることが判った。
【0059】
【発明の効果】
以上詳述した本発明に係る薄膜磁気テープの製造方法及び薄膜磁気テープによると、ベースフィルム上に少なくとも非磁性下地膜と磁性膜とを順に成膜する際に、第1成膜工程ではベースフィルムを入射角規制マスクの最小入射角側から最大入射角側に逆走行させてベースフィルム上に非磁性下地膜を成膜し、第2成膜工程では非磁性下地膜を成膜したベースフィルムを入射角規制マスクの最大入射角側から最小入射角側に順走行させて非磁性下地膜上に磁性膜を成膜したことにより、とくに、磁性膜の膜厚が薄膜化するにつれて静磁気特性のうちの保磁力Hcと角形比Rsが従来例に比べて大幅に向上するため、薄膜磁気テープヘの高密度記録再生時に要求される磁性膜のより一層の極薄膜化に対応でき、良好な薄膜磁気テープが得られると共に、最終的には薄膜磁気テープの製品の低コスト化に大きくつながるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る薄膜磁気テープの製造方法を説明するための図である。
【図2】本発明に係る薄膜磁気テープにおいて、非磁性下地膜及び磁性膜の成長粒子の成長過程を模式的に示した模式図である。
【図3】本発明に係る薄膜磁気テープに対する比較例の薄膜磁気テープにおいて、(a)は比較例1の薄膜磁気テープの磁性膜の成長粒子の成長過程を模式的に示し、(b)は比較例2の薄膜磁気テープの磁性下地膜及び磁性膜の成長粒子の成長過程を模式的に示した模式図である。
【図4】本発明に係る実施例1の薄膜磁気テープと、比較例1,2の薄膜磁気テープとの静磁気特性を比較した図である。
【図5】斜方蒸着法を適用した従来の薄膜磁気テープ製造用蒸着装置の構成を示した構成図である。
【図6】図5に示した冷却キャンロールの近傍を示した斜視図である。
【符号の説明】
1B…本発明の薄膜磁気テープ成膜装置、2…真空槽、
3A,3B…一対のフィルム巻回用ロール、
5…冷却キャンロール、6…ルツボ、
7…磁性金属材(純Co)、7a…磁性金属材蒸気(Co蒸気)、
8…蒸発用熱源(ピアス型電子銃)、
9…入射角規制マスク、
θmax…最大入射角、θmin…最小入射角、
10…酸素ガス導入手段(酸素ガス導入パイプ)、
F…ベースフィルム、
CoO…非磁性下地膜、Co−CoO…磁性膜
T1…本発明の薄膜磁気テープ。
Claims (1)
- ベースフィルムを巻回し、且つ、正転及び逆転可能な一対のフィルム巻回用ロールと、前記ベースフィルムへの成膜時に該ベースフィルムを冷却し、且つ、正転及び逆転可能な冷却キャンロールと、前記冷却キャンロールの下方に設けられ、Coを収納するルツボと、前記ルツボ内に収納する前記Coを蒸発させる蒸発用熱源と、前記冷却キャンロールと前記ルツボとの間に設けられ、前記Coから蒸発するCo蒸気を前記ベースフィルムに成膜する開口部を有する入射角規制マスクと、前記冷却キャンロールと前記入射角規制マスクとの間に設けられ、前記Co蒸気に向かって酸素ガスを射出する酸素ガス導入手段とを真空槽内に備え、かつ前記開口部は、前記入射角規制マスクの一端が前記Co蒸気の蒸発方向と前記ベースフィルムの法線とのなす角を90°未満とし、他端が、90°として形成されている蒸着装置を用いて、
前記酸素を含んだ前記Coを前記ベースフィルム上に形成する薄膜磁気テープの製造方法において、
前記入射角規制マスクの開口部の一端から他端に向うように、前記ベースフィルムを一方のフィルム巻回用ロール側から前記冷却キャンロールに沿って他方のフィルム巻回用ロール側に逆走行させ、かつ前記ベースフィルムに対して前記ルツボから前記Coを蒸発させた状態で、前記酸素ガス導入手段から200ccmの前記酸素ガスを前記Co蒸気に向って射出させて、前記ベースフィルム上にCoO非磁性下地膜を形成する第1工程と、
前記入射角規制マスクの開口部の他端から一端に向うように、前記ベースフィルムを前記他方のフィルム巻回用ロール側から前記冷却キャンロールに沿って前記一方のフィルム巻回用ロール側に順走行させ、かつ前記ベースフィルムに対して前記ルツボから前記Coを蒸発させた状態で、前記酸素ガス導入手段から40ccmの前記酸素ガスを前記Co蒸気に向って射出させ、前記CoO非磁性下地膜上にCo−CoO磁性膜を形成する第2工程と、
を有することを特徴とする薄膜磁気テープの製造方法。
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