JPS6350459A

JPS6350459A - 真空蒸着装置

Info

Publication number: JPS6350459A
Application number: JP61192598A
Authority: JP
Inventors: Mitsugi Saito; 貢斎藤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1986-08-18
Filing date: 1986-08-18
Publication date: 1988-03-03

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、いわゆる蒸着テープの如き金属薄膜型磁気記
録媒体等を製造する際に使用される真空蒸着装置に関す
るものである。

〔発明の概要〕

本発明は、例えば蒸着テープの製造に用いられる真空蒸
着装置において、蒸着フィルムに対して平行光を照射する光照射手段と、
前記蒸着フィルムの裏面側の複数の測定点から透過光を
取り出す複数本の光ファイバと、任意の光ファイバを選
択する検出光切換手段とから構成される膜厚検出部によ
って蒸着フィルムに被着される蒸着膜の膜厚を検出する
と同時に、検出された膜厚情弗に応して蒸Ｍ源を制御す
るようになし、蒸着フィルムの膜厚のバラツキを抑制し、生産性の向上
を図ろうとするものである。

〔従来の技術〕

例えば蒸着テープ製造における蒸着プロセスにおいては
、磁性層となる蒸着膜の膜厚分布を小さくすることが電
磁変換特性等のバラツキを抑制すルトいう観点から重要
な要件となっている。

したがって、前記弾着テープ等を製造する際に使用され
る１着装置にあっては、精度の高い膜厚測定が必要不可
欠なものとなっており、ベースフィルム上に被着される
蒸着膜の膜厚を膜厚測定装置によって常時監視し、この
測定結果に応じて蒸着装置の設定を調整して前記蒸着膜
の膜厚を制御する必要がある。

この場合、使用する膜厚測定装置としては、例えば投光
部にＬＥＤを使用し受光部にフォトダイオード若しくは
フォトトランジスタを使用し光学的にそれらを複数組配
置したものや、放射線（Ｘ線、α線、β線、遠赤外線）
発生源と検出部とから構成され通常大気中で使用される
放射線膜厚測定装置を大気符に入れて真空装置用に改造
したもの等が考えられる。

しかしながら、前者は簡易的な膜厚測定装置で、得られ
る測定値の精度が低いという欠点を有しており、また多
チャンネル化するためには投・受光部の組数を多くしな
ければならず、チャンネル間のバラツキが大きいことか
ら、前述の真空蒸着装置における膜厚測定装置あるいは
膜厚制御用検出部として使用するのは難しい。

一方後者は、放射線発生源と検出部とで構成されるセン
サヘッド部をベースフィルムの幅方向に移動させるもの
が一般的であり、これを真空装置中に設置するには形状
上の制約が大きく、また得られるＨ原価はバックグラン
ドの影響を受けやすいという欠点がある。さらには、装
置のメンテナンス性が悪いこと、高価であること等の要
因で、真空蒸着装置に使用するには不向きである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように、従来の真空蒸着装置では、特に蒸着フィル
ムに被着される蒸着膜の膜厚測定を精度良く行うことが
難しく、結果として精度の高い膜厚制御が難しかった。

そこで本発明は、上述の従来のものの有する欠点を解消
するために提寡されたものであって、ベースフィルムに
被着される蒸着膜の幅方向、あるいは長手方向における
膜厚分布を精度良く把握することが可能で、高精度な膜
厚制御を簡便かつ安価ニ実現し得る真空蒸着装置を提供
することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上述の目的を達成するために、本発明の真空蒸着装置は
、蒸着フィルムに対して平行光を照射する光照射手段と
、前記蒸着フィルムの裏面側の複数の測定点から透過光
を取り出す複数本の光ファイバと、任意の光ファイバを
選択する検出光切換手段とを存し、前記光ファイバの光
路を切り換えて蒸着フィルムの任意の測定点の透過光強
度を測定し蒸着膜の膜厚を検出する膜厚検出部と、前記
膜厚検出部からの検出信号に応じて出力が制御される蒸
着源とを備えたことを特徴としている。

〔作用〕

本発明の真空蒸着装置の膜厚検出部において、蒸着フィ
ルムに照射された平行光は、当該蒸着フィルムを透過し
、この蒸着フィルムの裏面側に配設された複数本の光フ
ァイバにより複数の測定点から同時に取り出され、透過
光強度に応じて膜厚値に換算される。また、゛検出光切
換手段により光ファイバを切り換えることにより、蒸着
フィルムの幅方向の任意の測定点における膜厚を瞬時に
求めることができる。

上記膜厚検出部で得られた膜厚値は、蒸着源の加熱手段
にフィードバックされ、例えば電子ビーム加熱の蒸着装
置では、電子ビームの出力や走査等が膜厚値に応じて制
御され、長手方向及び幅方向での厚み分布の小さな均質
な蒸着テープが製造される。

〔実施例〕

以下、本発明を適用した真空蒸着装置の具体的な実施例
について、図面を参照しながら説明する。

本実施例の真空蒸着装置は、第１図に示すように、真空
チャンバ（１）の第１の真空室（ＩＡ）内に巻出しロー
ル（３）１巻取りロール（４）及び冷却ロール（５）を
配置するとともに、第２の真空室（ＩＢ）内には電子銃
（７）より発射される電子ビームＥＢにより加熱され溶
融して金属原子を蒸発する蒸発ａ（６）を設置すること
により構成されるものである・したがって、上記巻出し
ロール（３）より供給されるベースフィルム（２Ａ）に
は、冷却ロール（５）に巻き付けられた時点で蒸発＊　
（６）がら飛来する蒸発原子（強磁性金属材料）が被着
し、磁性層となる蒸着膜が形成されて蒸着テープ（２Ｂ
）として巻取りロール（４）に巻き取られるようになっ
ている。

なお、上記蒸着源（６）は、電子銃（７）の電流を定電
流に制御することによって常に一定の蒸発原子を供給す
るようにされており、また電子ビームを走査コイル（８
）によってベースフィルム（２Ａ）の幅方向に走査しで
ある程度幅を有する被蒸着物に対処するようになってい
る。

そして、本実施例の真空蒸着装置では、冷却ロール（５
）から巻取りロール（４）に至るまでの中間地点に膜Ｉ
ｙ、検出部（１０）が設けられ、蒸着テープ（２Ｂ）に
被着された蒸着膜の膜厚を検出し、この測定値に応じて
電子銃（７）の出力や電子ビームを走査する走査コイル
（８）を制御して蒸着膜の膜厚分布を抑制するようにな
されている。

上記膜厚検出部（１０）は、第２図に示すように、光源
やコリメータレンズ等を内蔵した光分岐結合器（１１）
及び平行光照射側光ファイバ（１３）からなる平行光照
射部と、被測定物である蒸着テープ（２Ｂ）の裏面側か
ら透過光を取り出す複数の光ファイバ（１５）、前記光
ファイバ（１５）のうち任意の光ファイバを選択する検
出光切換器（１７）、さらには光検出センサや増幅器を
内蔵した計測制御部（１８）等からなる透過光強度検出
部から構成される。

上記平行光照射部では、光源から照射される光がコリメ
ーターレンズを介して平行光に変換され、光分岐結合器
（１１）で各光ファイバ（１３ａ）　、　（１３ｂ）　
、　（１３ｃ）　、　（１３ｄ）　、　（１３ｅ）に略
等しい光量で分配され、光導入フランジ（１２）を介し
て真空チャンバ（１）内へ送り込まれる。ここで光源は
、フィードバック光路系を介して光源用電力制御部に接
続され、常に一定の光強度となるように制御されている
。

また、上記照射側の光ファイバ（１３ａ）　、　（１３
ｂ）　、　（１３ｃ）　、　（１３ｄ）　、　（１３ｅ
）　と、透過光を取り出す光ファイバ（１５ａ）　、　
（１５ｂ）　、　（１５ｃ）　、　（１５ｄ）　、　（
１５ｅ）は、それぞれ被測定物である蒸着テープ（２Ｂ
）を挟んで対向する位置で光軸が一致するように支持部
材（１４）により固定されている。ここで、例えば光フ
ァイバ（１３ａ）から照射される光が裏面側の光ファイ
バ（１５ａ）に導入されるように各光ファイバ（１３ａ
）　、　（１３ｂ）　、　（１３ｃ）　。

（１３ｄ）、　（１３ｅ）、　（１５ａ）、　（１５ｂ
）、　（１５ｃ）、　（１５ｄ）、　（１５ｅ）は正確
に位置合わせされ、蒸着テープ（２Ｂ）の幅方向に配列
される。したがって、各光ファイバは対になって膜厚検
出部を構成することになり、光ファイバ（１３ａ）　、
　（１３ｂ）　、　（１３ｃ）　、　（１３ｄ）　、　
（１３ｅ）は検出光の投光部としての、光ファイバ（１
５ａ）　、　（１５ｂ）　、　（１５ｃ）　。

（１５ｄ）　、　（１５ｅ）は検出光の受光部としての
役割を果たすことになる。なお、これら光ファイバ（１
３ａ）　。

（１３ｂ）　、　（１３ｃ）　、　（１３ｄ）　、　（
１３ｅ）あるいは光ファイバ（１５ａ）　、　（１５ｂ
）　、　（１５ｃ）　、　（１５ｄ）　、　（１５ｅ）
の数は、本実施例では５＆ｔｌとしているが、これに限
定されるものではなく、適宜変更すればよい。

一方、測定点を選択するために光ファイバ（１５ａ）　
。

（１５ｂ）　、　（１５ｃ）　、　（１５ｄ）　、　（
１５ｅ）のうちの任意の光ファイバと透過光強度検出部
とを接続する検出光切換器（１７）としては、例えば第
３図に示すように、各光ファイバ（１５ａ）　、　（１
５ｂ）　、　（１５ｃ）　、　（１５ｄ）　、　（１５
ｅ）を固定するステータ部（３１）と、このステータ部
（３１）と対向配置され回動自在に取り付けられるロー
タ部（３２）とから構成したもの等が考えられる。

すなわち、各光ファイバ（１５ａ）　、　（１５ｂ）　
、　（１５ｃ）　、　（１５ｄ）　、　（１５ｅ）は、
第４図に示すように、円板状のステータ部（３１）の周
方向に沿って等角度間隔でこのステータ部（３１）を貫
通して固定される。したがって、ステータ部（３１）の
−側面（３１ａ）には、各光ファイバ（１５ａ）　、　
（１５ｂ）　、　（１５ｃ）　、　（１５ｄ）　、　（
１５ｅ）の端面が露出することになる。

また、上記ロータ部（３２）は、上記ステータ部（３１
）と対向する円板状の回動機（３２ａ）と、ベアリング
（３３）　、　（３４）によって回動自在に支持される
円筒状の支持部（３２ｂ）とから構成され、上記ステー
ク部（３１）に固定される任意の光ファイバ（１５ａ）
　、　（１５ｂ）　。

（１５ｃ）　、　（１５ｄ）　、　（１５ｅ）と透過光
強度検出部に接続される検出部用光ファイバ（３６）と
を結合させる接続用光ファイバ（３５）が取り付けられ
ている。

上記接続用光ファイバ（３５）の一端部（３５ａ）は・
第５図に示すように、上記回動機（３２ａ）において前
記ステータ部（３１）に固定される各光ファイバ（１５
ａ）　、　（１５ｂ）　、　（１５ｃ）　、　（１５ｄ
）　、　（１５ｅ）の固定位置に対応した径を有する円
周上の位置に貫通固定されている。したがって、このロ
ータ部（３２）を回動操作することによって、上記接続
用光ファイバ（３５）の−端部（３５ａ）の端面がステ
ータ部（３１）の光ファイバ（１５ａ）　、　（１５ｂ
）　、　（１５ｃ）　、　（１５ｄ）　、　（１５ｅ）
のいずれかと−致するようになる。一方、上記接続用光
ファイバ（３５）の他端部（３５ｂ）は、上記回動板（
３２ａ）の回動中心に植設される中心軸（３２ｃ）に固
定され、上記回動機（３２ａ）が回動操作されたときに
も常に検出部用光ファイバ（３６）と結合されるように
なっている。

ここで、上記ロータ部（３２）は、例えば図示しないス
テッピングモータ等により、前述のステータ部（３１）
における光ファイバ（１５ａ）　、　（１５ｂ）　、　
＜１５ｃ）　、　（１５ｄ）　、　（１５ｅ）の配設間
隔に応じて順次回動操作され、この回動操作によって前
記接続用光ファイバ（３５）が任意の光ファイバ（１５
ａ）　、　（１５ｂ）　、　（１５ｃ）　、　（１５ｄ
）　、　（１５ｅ）と接続される。この場合、例えばロ
ータ部（３２）側の回動板（３２ａ）に検出体（３７）
を設けたり、ステータ部（３１）側に磁気センサ（図示
せず、）を設けておけば、前述の接続用光ファイバ（３
５）と光ファイバ（１５ａ）　、　（１５ｂ）　、　（
１５ｃ）　、　（１５ｄ）　、　（１５ｅ）の接続状態
をより正確なものとすることができる。

上述の検出光切換器（１７）及び光分岐結合器（１１）
は、それぞれ計測制御部（１８）を介して制御計算機（
１９）に接続されている。

この制御計算機（１９）は、操作・表示部（２０）を通
しての所謂マンマシンインターフェイス殿能を有するば
かりでなく、検出光切換器（１７）の制御機能。

電子ビームパワーユニット（２１）の制御機能ならびに
電子ビーム走査ユニッ）　（２２）の制御機能を有する
ものである。さらに、この制御計算１（１９）は、イン
テリジェンス機能としての蒸着膜厚データのトレンドプ
リント出力や、リアルタイム蒸着膜厚フィードバック制
御等のマルチタスクリアルタイム処理を実行可能となっ
ている。

したがって、上記検出光切換器（１７）においては、制
御計算機（１９）からの検出光切換信号によって唯一の
検出光路、すなわち光ファイバ（１５ａ）　、　（１５
ｂ）　。

（１５ｃ）　、　（１５ｄ）　、　（１５ｅ）のいずれ
かを選択し、任意の測定点における定点測定や蒸着テー
プ（２Ｂ）の幅方向に対し光学的にトラバースする広幅
測定等が可能となる。

次に上記膜厚検出部（１０）及び制御機能を存する真空
蒸着装置における膜厚測定機構ならびに膜厚制御機構を
説明する。

先ず、真空蒸着装置の稼働時には、上述の構成の膜厚検
出部（１０）において、光ａによって放射される光束が
コリメータレンズにより平行光となり、光分岐結合器（
１１）を通して各光ファイバ（１３ａ）　、　（１３ｂ
）　、　（１３ｃ）　、　（１３ｄ）　、　（１３ｅ）
へ供給され、支持部材（１４）で固定された光フプイハ
（１３ａ）　、　（１３ｂ）　、　（１３ｃ）　、　（
１３ｄ）　、　（１３ｅ）の先端部分から被測定物であ
る蒸着テープ（２Ａ）へ照射される。

そして、上記蒸着テープ（２Ａ）を透過した光は、光軸
が一敗するように固定されている光ファイバ（１５ａ）
　、　（１５ｂ）　、　（１５ｃ）　、　（１５ｄ）　
、　（１５ｅ）の先端部分に導入され、検出光切換器（
１７）へと進む。

検出光切換器（１７）は、制御計算ａ（１９）からの電
気信号により唯一つの光ファイバ、例えば光ファイバ（
１５ａンを選択する。

そこで、選択された光ファイバ（１５ａ）からの検出光
は、光学フィルタを通り抜けた後、光検出センサに到達
し透過光強度に応じた電気信号に変換される。なお、上
記光学フィルタは、被測定物の吸光特性や光源からの照
射光の波長等に応して適宜選択すればよく、場合によっ
ては無くともよい。

光検出センサで変換された電気信号は、増幅器により所
定のレベルに増幅され、計測制御部（１８）に入力され
て、演算処理後所要の値（すなわち膜厚値）に加工され
、制御計算１　（１９）に送られる。このとき必要があ
れば、得られた膜厚値は、装置を操作するスイッチ類や
表示器等を備えた操作・表承部（２１）に表示される。

上記膜厚検出部（１０）で検出された膜厚測定結果が制
御計算機（１９）に送られると、薄着膜の膜厚の長手方
向分布に応じて電子ビームパワーユニット（２１）が当
該計算機（１９）によって制御され、電子銃（７）の電
流が制御されて得られる蒸着テープ（２Ｂ）の膜厚が常
に一定の膜厚となるように制御される。

同様に、制御計算機（１９）が蒸着テープ（２Ｂ）の幅
方向での膜厚のバラツキをキャッチすると、制御計算機
（１９）は電子ビーム走査ユニッ）　（２２）を制御し
、電子ビームＥＢの走査状態をコントロールしてこの膜
厚のバラツキを解消するように作動する。

したがって、本実施例の真空蒸着装置によれば、長手方
向ならびに幅方向での蒸着膜の膜厚分布の小さな蒸着テ
ープ（２Ａ）が得られる。

〔発明の効果〕

以上の説明からも明らかなように、本発明の真空蒸着装
置では、多チャンネル化した光ファイバを真空チャンバ
内へ導入して１着膜の膜厚を検出するとともに、この膜
厚情報に応じて茎発源を制御するようにしているので、
蒸着プロセスの大きな課題であった膜厚分布保証が確立
され、長手方向１幅方向に亘って厚み分布の少ない蒸着
フィルムを生産性良く製造することが可能である。

また、本発明の真空蒸着装置は、真空チャンバ内に全く
機械的移動機構を持たないため、メンテナンス性に極め
て優れ、装置を比較的安価に提供できる等の特徴を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した真空蒸着装置の構成例を示す
構成図であり、第２図は膜厚検出部の構成を示す構成図
である。第３図は検出光切換器の一例を示す断面図であり、第４
図は前記検出光切換器のステータ部の正面図、第５図は
検出光切換器のロータ部の正面図である。１・・・・真空チャンバ２Ｂ・・・蒸着テープ６、・・・・蒸発源７・・・・電子銃１０・・・膜厚検出部１３．１５・・・光ファイバ１７・・・検出光切換器

Claims

【特許請求の範囲】蒸着フィルムに対して平行光を照射する光照射手段と、
前記蒸着フィルムの裏面側の複数の測定点から透過光を
取り出す複数本の光ファイバと、任意の光ファイバを選
択する検出光切換手段とを有し、前記光ファイバの光路
を切り換えて蒸着フィルムの任意の測定点の透過光強度
を測定し蒸着膜の膜厚を検出する膜厚検出部と、前記膜厚検出部からの検出信号に応じて出力が制御され
る蒸着源とを備えたことを特徴とする真空蒸着装置。