JPH0330971B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、真空蒸着により、基材の表面に薄
膜を形成させる方法に関するものであつて、さら
に限定していうと、磁気テープ等の磁気記録体を
製作するに際し、高分子フイルム等の基材の表面
に磁性金属、その他の蒸着材料を垂直に入射させ
て真空蒸着を行うことにより、垂直磁化膜やその
下地膜等を形成する方法に関するものである。

画像処理や情報処理等の分野で記録媒体として
磁気テープ等の磁気記録体が多用されるに伴い、
各種磁気記録方式の開発や実用化が図られてい
る。このような中で、近年高密度の磁気記録方式
として垂直磁気記録方式が注目され、実用化に向
け、記録方式、ヘツド、記録媒体等、様々な方面
からの技術改良が行われている。

現在用いられている垂直磁気記録体は、スパツ
タリング法や真空蒸着法により、高分子フイルム
等、非磁性材料からなる基材の表面に直接、また
はパーマロイ等の高透磁率材料の薄膜（下地膜）
を介して、CoとCrを主成分とする磁性金属の薄
膜（磁化膜）を凝着させたものが主である。この
うち、スパツタリング法は、生産性が低いため、
工業的に量産するのに幾つかの問題を残している
が、他方の真空蒸着法は、生産性に優れ、工業生
産に適した方法として有望視されている。

真空蒸着法による垂直磁気記録体の製作に際し
ては、Ｃ軸配向性を高めるため、基材の表面に対
して蒸着材料の蒸発気流を垂直に入射させる必要
がある。しかし、真空蒸着法において蒸発気流の
入射角を規制する場合は、マスクに開設した或る
程度の幅を持つスリツト（照射窓）により行うた
め、蒸発気流の入射角は、基材の表面に垂直に入
射する成分を中心として現実には或る程度の幅を
持つている。

また、蒸着材料の加熱蒸発は、これに電子線を
照射することによつて行うが、この場合、基材の
表面に均一な磁化膜や下地膜を形成し、同時に坩
堝内の蒸着材料が万遍なく蒸発するよう上記電子
線を蒸着材料の表面において掃引しながら照射す
る。ところが、この掃引に伴つて電子線の照射点
をスリツトに対して移動させると、蒸発気流の発
射点も移動することから、同金属の基材表面への
入射角の範囲も変動することになる。

周知の通り、Ｃ軸配向性と基材表面への蒸着材
料の入射角とは密接な関係があり、さらに磁気記
録体の垂直磁気特性は、上記Ｃ軸配向性に大きな
影響を受ける。従つて、垂直磁気特性の向上のた
めには、上記蒸発気流の入射角の幅を許容できる
範囲に抑えなければならない。

この点の問題を第１図によりさらに具体的に説
明すると、いまここでは、磁気記録体として磁気
テープを製作する場合の例が示されている。基材
１となるテープ状の高分子フイルムは、一方のロ
ーラ３からから冷却ドラム２に添えられた後、他
方のローラ４に巻き取られる。冷却ドラム２と坩
堝６の間には、マスク５があつて、同マスク５に
は、冷却ドラム２と坩堝６の中心を結んだ中心線
Ｚ上にスリツト７が開設されている。坩堝６に収
納された蒸着材料Ｓには、電子線EBが照射され
るようになつており、これによつて加熱蒸発され
た同材料Ｓの蒸発気流が、上記スリツト７を通過
して基材１の表面に入射する。

いまここで冷却ドラム２の中心から蒸着材料Ｓ
表面までの距離をｚ、同ドラム２の半径をＲ、ス
リツト７の幅を上記中心線Ｚから図中左右にそれ
ぞれｄとすると、基材１の表面に入射する蒸発気
流の最大入射角θmは、近似的に次式で求めるこ
とができる。

θm≒（ｄ／Ｒ）×ｚ／（ｚ−Ｒ） 即ち、この場合は、入射角が０を中心として±
θmの幅で存在することが示されている。

ところが、電子線EBの掃引によつて、その照
射点が中心線Ｚを中心として図中左右に移動する
ことから、これに伴う蒸発気流の発射点の移動に
より、実際には最大入射角がΔθだけ増加し、結
局蒸発気流は、基材１の表面に対して±（θm＋
Δθ）の範囲の入射角成分を含むことになる。

いま照射点の移動による上記中心線Ｚからの照
射点の最大移動距離を図中左右にそれぞれｘとす
ると、同照射点が上記中心線Ｚから最も離れたと
きの最大入射角θmの増加分Δθは、 Δθ≒ｘ／（ｚ−Ｒ） となる。この式から明らかな通り、上記増加分
Δθは、ｘが大きく、（ｚ−Ｒ）が小さくなる程大
きくなる。換言すれば、電子線EBの照射点の移
動幅2xが小さく、蒸着材料Ｓから冷却ドラム２
までの距離（ｚ−Ｒ）、即ち蒸着材料Ｓから基材
１までの距離を離す程上記Δθを小さくすること
ができる。

しかしながら、照射点の移動幅2xを小さくす
ることは、即ち坩堝６の容積を小さくすることで
あり、また、蒸着材料Ｓから基材１までの距離を
離すことは、磁気記録体の製造装置が大型化され
ることであり、何れも製造上不利な条件を含んで
いる。殊に、最大入射角θmが小さな範囲では、
蒸着効率ηが上記距離（ｚ−Ｒ）に反比例するこ
とから、冷却ドラム２と蒸発気流の発射点との距
離を離すことは、蒸着効率ηを低下させる原因と
なる。

これらの問題は、上記のような垂直磁化膜の形
成においてのみならず、蒸着材料を基材１の表面
に垂直に入射させる必要がある全ての場合に共通
して存在する。例えば、垂直磁気記録体の製造に
おいて、基材１表面にパーマロイ、Ti等の下地
膜を介しして磁化膜を形成する場合、その下地膜
の形成に際して、上記材料の蒸発気流を基材の表
面に対して垂直に入射させて蒸着する必要があ
り、従つてこの場合も上記と同様の問題を含むこ
とになる。

この発明は、真空蒸着法により垂直磁化膜やそ
の下地膜等を形成する場合の上記問題を解消すべ
くなされたものであつて、基材１の走行方向にお
ける電子線EBの照射点を固定することにより、
最大入射角θmを固定し、これを磁気記録体の性
能上許容できる範囲に抑えると共に、蒸着効率η
の向上を図つたものである。以下、この発明の構
成をその実施例と共に詳細に説明する。

この発明による方法では、電子線EBの照射点
を基材１の幅方向にのみ掃引させると共に、坩堝
６を電子線EBの照射点に対して基材１の走行方
向に移動させながら蒸着を行う。即ち、電子線
EBの照射点を基材１の幅方向に移動させながら、
同器材１の走行方向については、絶対的にその位
置を固定し、これに対して坩堝６、即ち蒸着材料
Ｓ側を相対的に移動させるものである。このた
め、電子線EBの照射により蒸着材料Ｓから発射
される蒸発気流の発射点（電子線EBの照射点と
同じ位置）は、上記基材１及びマスク５に対して
同基材１の走行方向へは移動せず、同蒸発気流の
最大入射角θmが、常に一定の角度に固定される。

このことから、従来の場合に比べて、電子線
EBの掃引照射によつて生じていた上記最大入射
角θmの増加分Δθだけ同最大入射角θmを小さく
することができる。換言すれば、最大入射角θm
を従来の場合と同じ角度に抑える限り、スリツト
７の幅をそれだけ広く開くことができる。いまこ
こでスリツト７の幅をΔdだけ広くすることがで
きるものとし、同スリツト７の幅をd′＝ｄ＋Δd
とすると、Δd＝ｘ（Ｒ／ｚ）であるから、 d′＝ｄ＋ｘ（Ｒ／ｚ） となる。

ここで、蒸着効率ηは、上記スリツト７の幅ｄ
に比例することから、同スリツト７の幅がｄの場
合とd′の場合における蒸着効率をそれぞれη，
η′とすると、その比は次の式で求められる。

η′／η＝１＋（ｘ／ｄ）（Ｒ／ｚ） この場合、（ｘ／ｄ）は概ね１、（Ｒ／ｚ）は1/
２前後であるから、スリツト７の幅をd′とするこ
とによつて蒸着効率を50％程度向上させることが
できることになる。

次ぎに、上記理論的効果を追認するため行つた
試験の結果を実施例１及び２として以下に説明す
る。

（実施例 １） 75wt％のCoと25wt％のCrとからなる合金を、
厚さ10μ、幅150mmのポリエチレンテレフタレー
トからなるテープに、入射角を垂直方向に規制し
たマスクを介し真空蒸着する。この場合に、上記
蒸着材料を収納した坩堝を上記テープの走行方向
に40mm／secの速度で±40mm幅の間を移動させな
がら蒸着を行つた。なお、その他の条件は、次の
通りである。

冷却ドラム半径：250mm テープの走行速度：２〜10m／min 蒸着材料から冷却ドラムまでの距離：500mm 蒸着雰囲気：５×10^-6Torr 電子線の照射点直径：３mm これに対し比較のため、比較例１として上記と
同じ蒸着条件で坩堝側を固定し、電子線をテープ
の走行方向に±40mmの幅をもつて40mm／secの速
度で掃引照射させながら蒸着を行つた。

そしてこれらの各場合について、それぞれマス
クによつて規制される上記テープ表面に対する蒸
発気流の最大入射角θmを横軸にとり、蒸着膜の
膜厚を3000ÅとしたときのＣ軸配向性を示す
（002）面に関するロツキングカーブの半値幅
Δθ₅₀を縦軸にとつて、これらの関係を示した図
表が第２図である。また、この図表では、上記最
大入射角θmと蒸着効率ηとの関係を点線で示し
てある。

この結果から明らかな通り、実施例１では、蒸
着膜のロツキングカーブの半値幅Δθ₅₀が10゜の場
合、蒸着効率ηが26％であるのに対し、比較例１
では、これが19.5％であり、前者が後者に比べて
優れていることが理解できる。

（実施例 ２） 70wt％のCoと30wt％のNiとからなる合金を、
厚さ10μ、幅150mmのポリエチレンテレフタレー
トからなるテープに、酸素ガスを導入しつつ入射
角を垂直方向に規制したマスクを介して真空蒸着
するに際し、上記実施例と同じ幅及び速度で坩堝
を上記テープの走行方向に移動させながら蒸着を
行つた。この場合の蒸着条件は、上記実施例１と
同じである。

これに対し比較のため、上記比較例１と同じ条
件で坩堝側を固定し、電子線をテープの走行方向
に掃引照射させながら蒸着を行い、これを比較例
２とした。

そして、上記実施例１の場合と同様、最大入射
角θmと蒸着膜のロツキングカーブの半値幅Δθ₅₀
との関係を上記比較例２と非に図表として示した
のが第３図である。この場合も、上記実施例１と
同様のことが理解できる。

以上のようにして、この発明によれば、真空蒸
着によつて高分子フイルム等の基材表面に磁化膜
等の薄膜を形成させるような場合、基材表面に対
する蒸発気流の入射角を或る定められた狭い範囲
に固定できることから、総じて垂直磁気特性の優
れた磁気記録体を製作することができる。また、
蒸発気流の入射角を一定の範囲に抑える場合に、
マスクのスリツトの幅を或る程度広く開くことが
できることから、蒸着効率の向上を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明による方法を示す説明図、
第２図及び第３図は、その実施例における蒸発気
流の最大入射角と蒸着膜のロツキングカーブの半
値幅との関係をそれぞれ比較例と共に示した図表
である。 １……基材、５……マスク、６……坩堝、EB
……電子線、Ｓ……蒸着材料。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電子線の照射により、真空状態の中で蒸着材
   料を加熱蒸発し、入射角規制用のマスクを通して
   上記蒸着材料の蒸発気流を、一定方向に走行する
   基材の表面に垂直に入射させ、同蒸着材料を基材
   の表面に凝着させて、そこに薄膜を形成する真空
   蒸着による薄膜形成方法において、電子線の蒸着
   材料への照射点を、上記基材の走行方向と垂直な
   方向にのみ掃引すると共に、同蒸着材料が収納さ
   れた坩堝を、上記基材の走行方向に移動させなが
   ら上記蒸着を行なうことを特徴とする真空蒸着に
   よる薄膜形成方法。