JPH07233474A - 巻取式真空成膜装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 成膜領域を狭めることなく蒸発物の入射角の
変更を行なえ、設定した入射角を保持できる成膜装置を
提供する 【構成】 真空室１内に設けたローラー群４を循環移動
するベルト５に沿わせてフィルムロール７から引出した
フィルム基板６を走行させ、該ベルトに沿ったフィルム
基板の表面に成膜源２から飛来する粒子を付着させて成
膜したのち巻取ロール８に巻き取る成膜装置に於いて、
該ベルトに沿ったフィルム基板の表面と該成膜源との角
度を変更するベルト揺動手段１６を設けた。ベルトの裏
面に突条のガイドを設け、該ガイドを上記ローラー群の
ローラーの凹部と係合させてベルトの蛇行を防止する。 【効果】 成膜面積を狭くすることなく成膜粒子の入射
角を調整することができ、ベルトの走行方向左右の振れ
が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、合成樹脂や金属の長尺
のフィルムに金属や合成樹脂の薄膜を連続して形成し、
例えば磁気テープを製造するために使用される巻取式真
空成膜装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば磁気テープを製造する装置
として、図１に示したような、真空室ａ内の下方に蒸発
式の成膜源ｂを設け、その上方に、フィルムロールｃか
ら引出したのち水冷キャンｄを循環して巻取ロールｆに
巻き取られる合成樹脂フィルム基板ｅを設け、該真空室
ａ内を排気口ｇから真空に排気すると共にガス導入口ｊ
から例えば酸素ガスを導入し、電子ビームｈを該成膜源
ｂの例えばCo-Ni の蒸発物ｉに照射してこれを蒸発さ
せ、冷却されたフィルム基板ｅに蒸発物ｉの酸化物の薄
膜を成膜する装置が知られている（特公平４−１８３７
３号公報）。この場合、成膜領域長さは水冷キャンｄの
直径により制限され、その長さを長くするために水冷キ
ャンｄの直径を大きくすると装置が大型化する不都合が
ある。

【０００３】また、図２のように、成膜源ｂの上方に冷
却ロールｋ、ｋを循環移動する無端金属ベルトｌを設
け、これに沿ってフィルム基板ｅを走行させてこれに成
膜源ｂからの蒸発物の薄膜を成膜することも提案されて
おり、この場合は装置を大型化することなく成膜領域長
さを大きくできる。

【０００４】更に、フィルム基板ｅに斜め入射の磁性膜
を成膜するため、図３に示すように、成膜源ｂからの蒸
発物が斜めに入射するように、成膜源ｂに対してフィル
ム基板ｅの成膜面を傾斜させて走行させ、フィルム基板
ｅへの蒸発物の入射領域を制御するために可動式の防着
板ｍを設けることも行なわれている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】フィルム基板に形成し
た薄膜の膜質が、蒸発物のフィルム基板に対する入射角
により変化する場合があることが知られており、例えば
垂直磁化膜の場合、フィルム基板に対して或る一定の範
囲の入射角で成膜すると膜厚方向に斜め入射と垂直入射
の連続した蒸発物粒子の集積層が形成されて磁気特性の
良好な薄膜が得られる。図１乃至図３に示した装置で入
射角を制御することは可能であるが、入射角を大きくし
た場合成膜領域が狭くなり、成膜能率が低下する欠点が
ある。また、薄膜の入射角はフィルム基板の走行の際の
振動により変化して入射角が狂い、そのため所期の膜質
が得られない不都合があることが分った。

【０００６】本発明は、成膜領域を狭めることなく蒸発
物の入射角の変更を行なえ、設定した入射角を保持でき
る成膜装置を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明では、真空室内に
設けたローラー群を循環移動するベルトに沿わせてフィ
ルムロールから引出したフィルム基板を走行させ、該ベ
ルトに沿ったフィルム基板の表面に成膜源から飛来する
粒子を付着させて成膜したのち巻取ロールに巻き取る成
膜装置に於いて、該ベルトに沿ったフィルム基板の表面
と該成膜源との角度を変更するベルト揺動手段を設ける
ことにより、上記の目的を達成するようにした。該ベル
ト揺動手段は、該ローラー群の一本を中心に他のローラ
ーを揺動自在として構成することが可能である。また、
該ベルトをステンレスその他の金属板にて構成し、その
裏面に該ベルトの長さ方向に延びるゴムその他の可撓性
材料の突条のガイドを設け、該ガイドを該ローラー群の
ローラーの円周方向の凹部と係合させてベルトの蛇行を
防止し、更に、該フィルムロールから引出したフィルム
基板に静電気を帯電させる電子照射装置を設けることが
好都合である。該ローラー群の間に、該ベルトのフィル
ム基板が沿った面以外の面を押圧するテンションローラ
ーで構成したベルト張力制御手段と、該ベルトの成膜面
側を裏面から支持する支持ローラーを設けて該ベルトの
面方向の振動を抑制することができる。

【０００８】

【作用】該ローラー群によりベルトを循環移動させると
共にフィルムロール及び巻取ロールをフィルム基板が該
ベルトと同速度で移動するように回転させると、成膜源
から飛来する粒子が該ベルトに沿って走行するフィルム
基板の表面に付着して成膜が施される。該粒子のフィル
ム基板に対する入射角は、ベルト揺動手段によりベルト
を揺動させ、該ベルトの成膜源に対する傾角を変更する
ことにより調整され、この揺動では成膜領域が狭まるこ
とがないので成膜能率が低下しない。また、ベルトに緩
みや張力の不均一が生じると、その走行中に振動や蛇行
を生じて粒子の入射角が均一にならないが、テンション
ローラーによりベルトの張力を調整し、ベルトの成膜面
側の裏面を支持ローラーで支え、ベルトはその裏面に設
けた突条のガイドとローラーの円周方向の凹部と係合し
て走行するので、走行中のベルトの振動や蛇行がなくな
り、正確な入射角で成膜を行なえる。更に、電子照射装
置からフィルム基板へ電子を照射して該基板が静電気を
帯電するので、該基板はベルトに沿って走行中に静電気
でベルトに吸着し、そのバタつきが防止されて正確な入
射角で成膜を行なえる。

【０００９】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づき説明すると、
図４に於いて、符号１は図示してない真空排気口から例
えば１×１０^{- 5}Torrの真空に排気される円筒形の真空
室を示し、該真空室１内の下方に蒸発源やマグネトロン
スパッタ源の成膜源２を設け、その上方には冷却水によ
る冷却や熱湯による加熱等の温度調節自在の複数本のロ
ーラー３ａ、３ｂで構成されたローラー群４を設けてこ
れに厚さ０．３mmのステンレス製等の金属製のベルト５
を循環させるようにした。また、該真空室１内には、磁
気テープを製造する場合、ポリエステルフィルム等のフ
ィルム基板６をロール状に捲回したフィルムロール７と
これを巻き取る巻取ロール８とを設け、該フィルムロー
ル７から引出したフィルム基板６を循環移動するベルト
５の片面に沿わせて走行させ、この間に成膜源２から飛
来する粒子をフィルム基板６の表面に付着させて成膜
し、巻取ロール８に巻き取る。該成膜源２とフィルム基
板６の間には、途中の位置で停止自在のシャッター９が
設けられる。

【００１０】該ローラー群４は、図５及び図６に示すよ
うに、真空室１に揺動自在に設けたフレーム１０に取り
付けられ、ローラー群４の１本のローラー３ａを真空室
１の真空シール１１を介して外部の電動機１２に連結し
た。該フレーム１０は、支柱１３で支えられた囲枠状の
構成を有し、該フレーム１０を該ローラー３ａの回転軸
３ｃに回動自在に支持させると共に該真空室１内の駆動
歯車１４を該フレーム１０の側面に設けた歯車１５に噛
み合わせることによりフィルム基板６の表面と成膜源２
との角度を変更するベルト揺動手段１６を構成した。該
駆動歯車１４の回転でベルト５がローラー３ａの回転軸
３ｃを中心に図５の鎖線示のように揺動し、成膜源２か
らの粒子のフィルム基板６への入射角が変更される。ロ
ーラー３ａの回転軸３ｃ及びローラー３ｂの回転軸３ｄ
に温度調整用の液体を流通させる通路を夫々形成すると
共に各回転軸の通路を互いに接続し、真空室１の外部か
ら導入した該液体を各回転軸３ｃ、３ｄの内部を循環し
て温度調整したのち外部へと排出されるようにした。

【００１１】該ベルト５の裏面には、図７及び図８に示
したように、ベルトの長さ方向へ延びるゴムや塩化ビニ
ール等の可撓性材料の突条のガイド１７を１条もしくは
複数条設け、該ガイド１７をローラー群４を構成するロ
ーラー３ａ、３ｂの円周方向の凹部１８に係合させ、そ
の係合で該ベルト５の走行時における蛇行を防止するよ
うにした。該凹部１８をローラー３ａ、３ｂの幅方向の
中間部に形成し、該ガイド１７をベルト５の幅方向中間
部に設けることも可能であるが、図示の場合、ローラー
３ａ、３ｂの両端面を凹部１８として利用し、ベルト５
の両側に夫々ガイド１７を設けるようにした。該ガイド
１７の断面を図８のように略台形に形成し、各ローラー
３ａ、３ｂの両端縁の角部を曲面にカットしてこれに接
するベルトのガイド１７が走行で摩耗することを防止す
るようにした。

【００１２】該ローラー群４の間には、油圧シリンダ１
９により揺動するアーム２０と、これに取り付けたテン
ションローラー２１とで構成されたベルト張力制御手段
２２を設け、該油圧シリンダ１９に作用させる油圧の圧
力によりベルト張力を制御し、その油圧を排除してベル
ト張力を緩めるとベルト交換を容易に行なえるようにし
た。また、該ベルト５の成膜面側をその裏面から支持す
る支持ローラー２３を該ローラー群４の間に設け、ベル
ト５がその面方向へ振動することを防止した。２４はフ
ィルムロール７から引出したフィルム基板６に電子を照
射する電子照射装置で、該フィルム基板６は電子照射を
受けて静電気を帯電し、その静電気でベルト５に密着し
て走行する。

【００１３】図示実施例の作動を説明すると、フィルム
基板６を用意した真空室１内を適当な真空圧に調整し、
成膜源２を作動させてシャッター９を所定の大きさに開
き、電子照射装置２４を作動させながらベルト５及びフ
ィルム基板６を走行させる。該成膜源２から放出される
粒子は、走行中のフィルム基板６に入射して薄膜状に堆
積し、成膜されたフィルム基板６は順次に巻取ロール８
に巻き取られる。該ベルト５は、ベルト張力制御手段２
２により緩まぬように張力を与えられると共に支持ロー
ラー２３により成膜面側が支えられ、ガイド１７がロー
ラー群４の凹部１８と係合して走行するので、成膜中に
成膜面がその面と垂直方向や左右面方向へ振動すること
がなく、膜厚方向へ粒子の連続した蒸発物粒子の集積層
が形成されて良好な磁気特性の薄膜を形成できる。ま
た、フィルム基板６への成膜粒子の入射角は、最大α〜
最小βの範囲であるが、例えばその最大入射角αを小さ
くする調整を行なうには、ベルト揺動手段１６を構成す
る一方のローラー３ａを中心にフレーム１０を駆動歯車
１４の回転により揺動させて成膜面側のベルト面の成膜
源２に対する角度を大きくすることにより調整され、こ
の場合、フィルム基板６の成膜領域は殆ど狭くなること
がなく、成膜能率が低下しない。

【００１４】尚、成膜源２としてはマグネトロンスパッ
タ源でもよく、ベルト５としては耐蝕性のスチールベル
ト等を使用することもできる。

【００１５】

【発明の効果】以上のように、本発明によるときは、ベ
ルトに沿ってフィルム基板を走行させながらその表面に
成膜源からの粒子で成膜する装置に於いて、該ベルトを
揺動手段により揺動させてフィルム基板の表面と該成膜
源との角度を変更するようにしたので、成膜面積を狭く
することなく成膜粒子の入射角を調整することができ、
該ベルトの裏面の該ベルトの長さ方向に延びる突条のガ
イドがベルトのローラー群のローラーの凹部と係合する
ので、ベルトの走行方向左右の振れが防止され、また、
ベルト張力制御手段がベルト張力を維持し、支持ローラ
ーが成膜面側のベルトの裏面を支持するので、ベルトの
面方向への振動が少なくなり、更に電子照射装置でフィ
ルム基板に静電気を帯電させてベルトに吸着させるから
フィルム基板が遊離して振動することがなく、成膜中の
粒子の入射角が正確になり、膜質のよい薄膜を形成で
き、その構成も比較的簡単で安価に装置を製作できる等
の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来例の截断側面図

【図２】 ベルト形式の従来例の截断側面図

【図３】 斜め入射の従来例の截断側面図

【図４】 本発明の実施例の截断側面図

【図５】 図４の要部の拡大図

【図６】 図５の６−６線部分の截断面図

【図７】 ベルトの部分斜視図

【図８】 図６の８−８線部分の拡大断面図

【符号の説明】

１ 真空室 ２ 成膜源 ３ａ、
３ｂ ローラー ４ ローラー群 ５ ベルト ６ フ
ィルム基板 ７ フィルムロール ８ 巻取ロール ９ シ
ャッター １０ フレーム １６ ベルト揺動手段 １７
ガイド １８ 凹部 １９ 油圧シリンダ ２１
テンションローラー ２２ ベルト張力制御手段 ２３
支持ローラー ２４ 電子照射装置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空室内に設けたローラー群を循環移動
   するベルトに沿わせてフィルムロールから引出したフィ
   ルム基板を走行させ、該ベルトに沿ったフィルム基板の
   表面に成膜源から飛来する粒子を付着させて成膜したの
   ち巻取ロールに巻き取る成膜装置に於いて、該ベルトに
   沿ったフィルム基板の表面と該成膜源との角度を変更す
   るベルト揺動手段を設けたことを特徴とする巻取式真空
   成膜装置。
2. 【請求項２】 上記ベルト揺動手段を、上記ローラー群
   の一本を中心に他のローラーを揺動自在として構成した
   ことを特徴とする請求項１に記載の巻取式真空成膜装
   置。
3. 【請求項３】 上記ベルトをステンレスその他の金属板
   にて構成し、その裏面に該ベルトの長さ方向に延びるゴ
   ムその他の可撓性材料の突条のガイドを設け、該ガイド
   を上記ローラー群のローラーの円周方向の凹部と係合さ
   せてベルトの蛇行を防止したことを特徴とする請求項１
   に記載の巻取式真空成膜装置。
4. 【請求項４】 上記フィルムロールから引出したフィル
   ム基板に静電気を帯電させる電子照射装置を設けたこと
   を特徴とする請求項１に記載の巻取式真空成膜装置。
5. 【請求項５】 上記ローラー群の間に、上記ベルトのフ
   ィルム基板が沿った面以外の面を押圧するテンションロ
   ーラーで構成したベルト張力制御手段を設けるととも
   に、上記ベルトの成膜面側を裏面から支持する支持ロー
   ラーを設けて該ベルトの面方向の振動を抑制したことを
   特徴とする請求項１に記載の巻取式真空成膜装置。