(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発すべき金属を収容するるつぼ、前記るつぼ内に指向する電子ビームを発生させるための電子銃、前記るつぼに対向して設けられた回転ドラム、前記回転ドラムの面に沿ってプラスチック基体を送るための供給及び巻取り手段、前記回転ドラムの面に沿って設けられ一部が前記るつぼに対向した開口を有するマスク、前記マスクを開閉するためのシャッタ部材、よりなる真空蒸着装置において、前記シャッタまたはマスクのうち、るつぼに近い側の面に付着した蒸着金属に、前記電子銃からの前記るつぼに指向する電子ビームを偏向磁界により間欠的に偏向させたビーム又は別個に設けた補助電子銃からの電子ビームを当てて前記付着した蒸着金属を溶融し、直接またはるつぼの縁に設けた傾斜ブロックを介してるつぼに戻すことを特徴とする、蒸着方法。
【請求項２】
蒸発すべき金属を収容するるつぼ、前記るつぼ内に指向する電子ビームを発生させるための電子銃、前記るつぼに対向して設けられた回転ドラム、前記回転ドラムの面に沿ってプラスチック基体を送るための供給及び巻取り手段、前記回転ドラムの面に沿って設けられ一部が前記るつぼに対向した開口を有するマスク、前記マスクを開閉するためのシャッタ部材、よりなる真空蒸着装置において、前記シャッタまたはマスクのうち、るつぼに近い側の面に付着した蒸着金属の液滴をるつぼに戻すように傾斜ブロックを設け、前記ブロックの液滴が固化する箇所の付着金属に、前記電子銃からの前記るつぼに指向する電子ビームを偏向磁界により間欠的に偏向させたビーム又は別個に設けた補助電子銃からの電子ビームを当てて前記付着した蒸着金属を溶融し、るつぼに戻すようにした、蒸着方法。
【請求項３】
金属がＣｏまたはＣｏ合金である請求項１または２に記載の蒸着方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は金属の蒸着装置に関し、特にＣｏまたはＣｏ合金の蒸着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
真空室内において、電子銃から電子ビームを発生させ、これをレンズにより絞ってスポットとし、るつぼ内に収容された蒸発すべき金属に衝突させて溶解これを溶解させ、溶解した高温度金属から金属蒸気を蒸発させて基体に蒸着させる方法が行われている。このような技術は特公平３−４１８９７号、特公平３−３８３４０号、特開昭５９−１７８６２６、特開平３−１２６８２３号等に記載されている。
【０００３】
このような電子銃を使用する真空蒸着装置では、電子銃から出た高エネルギー電子ビームをるつぼに向けて直進させる。るつぼは通常基体の幅方向に細長く延びた長方形をしており、電子ビームはるつぼの金属表面をほぼ均一に加熱する目的で偏向磁界または電界の作用下にるつぼの長さ方向に走査される。例えば、斜め配向型の蒸着金属磁気記録媒体を製造する場合には、ＣｏまたはＣｏ合金金属を高純度マグネシア（ＭｇＯ）製のるつぼ（ボート）に収容し、電子銃から最大３０ｋＶ程度の加速電圧で電子ビームをるつぼに向けて直進させて金属に衝突させる。その際に、電子ビームをるつぼの長さ方向に（場合により更に幅方向にも）走査させて金属を均一に加熱する（特公平３−４１８９７号）。
【０００４】
上記の従来の蒸着方法では、蒸着金属の基体への十分な接着強度が確保できず、十分な耐久性のある蒸着膜を提供できない。その原因は、電子ビームの電力を約１２０〜１５０ｋＷ（３０ｋＶで４〜５Ａ程度）以上にすると、溶融金属表面から金属蒸気と共に飛び出す電子と電子銃からの電子が互いに反発して電子の収束ができず、実効電力を約１００ｋＷ以上には出来ず、蒸気速度を十分に向上させることができなかったからである。なおここに実効電力とは蒸発速度が電子銃の電力に依存して変化する範囲の電力である（例えば、１００〜１５０ｋＷ加えても蒸発速度が変化しない場合、最大実効電力は１００ｋＷである）。
ある。
【０００５】
電子銃の実効電力は、電子銃が放出する電子ビームの軸線を前記長方形るつぼの中心と前記開口の中心を結ぶ軸線とをほぼ直角に交差して配置し、前記電子ビームを磁界によりほぼ直角に偏向して前記るつぼ内に結像させるとことにより大幅に増大できることがわかった。
【０００６】
このような装置は、より具体的には、蒸発すべき金属を収容する細長いるつぼ、前記るつぼ内に指向する電子ビームを発生させるための電子銃、前記るつぼに対向して設けられた回転ドラム、前記回転ドラムの面に沿ってプラスチック基体を送るための供給及び巻取り手段、前記回転ドラムの面に沿って設けられ一部が前記るつぼに対向した開口を有するマスク、及び前記マスクを開閉するためのシャッタ部材よりなる真空蒸着装置において実現できる。このような蒸着装置は、例えばＣｏまたはＣｏ合金をポリエステル（ＰＥＴ等）に斜め蒸着して斜めの異方性を有する磁気記録媒体を製造するのに使用できる。
その際に、磁気特性を調整する目的で蒸着中に酸素、二酸化炭素、窒素、アンモニア、スチレン等のガス、特に酸素を導入することが行われている（特公昭３−４１８９７号）。すなわち、ガスはスリット状の出口を有する供給ノズルから放出される。放出されるガスの流量分布を一定に保持するためにガス供給源とノズルの間に均圧タンクを使用することもある。
【０００７】
【発明が解決すべき課題】
電子銃を大電力化すると、るつぼから蒸発する金属が大幅に増えてシャッタまたはマスクのうちの前記るつぼ側にある部材に蒸着金属が多量に付着する。こうした蒸着金属は、液滴となって滴り落ちるが、滴り落ちる液滴が元のるつぼに戻れば良いので、所定の傾斜ブロックをつぼの縁に設けることが考えられる。しかしある程度るつぼから遠い箇所ではシャッタ及び傾斜ブロックでも蒸発金属はこかしてしまい、蓄積して貴重な金属が無駄になる。
したがって、本発明の目的は、こうした無駄のない蒸着方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、蒸発すべき金属を収容するるつぼ、前記るつぼ内に指向する電子ビームを発生させるための電子銃、前記るつぼに対向して設けられた回転ドラム、前記回転ドラムの面に沿ってプラスチック基体を送るための供給及び巻取り手段、前記回転ドラムの面に沿って設けられ一部が前記るつぼに対向した開口を有するマスク、前記マスクを開閉するためのシャッタ部材、よりなる真空蒸着装置において、前記シャッタまたはマスクのうち、るつぼに近い側の面に付着した蒸着金属に、前記電子銃からの前記るつぼに指向する電子ビームを偏向磁界により間欠的に偏向させたビームを当てて前記付着した蒸着金属を溶融し、直接またはるつぼの縁に設けた傾斜ブロックを介してるつぼに戻すことを特徴とする、蒸着方法を提供する。
本発明はまた、蒸発すべき金属を収容するるつぼ、前記るつぼ内に指向する電子ビームを発生させるための電子銃、前記るつぼに対向して設けられた回転ドラム、前記回転ドラムの面に沿ってプラスチック基体を送るための供給及び巻取り手段、前記回転ドラムの面に沿って設けられ一部が前記るつぼに対向した開口を有するマスク、前記マスクを開閉するためのシャッタ部材、よりなる真空蒸着装置において、前記シャッタまたはマスクのうち、るつぼに近い側の面に付着した蒸着金属の液滴をるつぼに戻すように傾斜ブロックを設け、前記ブロックの液滴が固化する箇所の付着金属に、前記電子銃からの前記るつぼに指向する電子ビームを偏向磁界により間欠的に偏向させたビームを当てて前記付着金属を溶融し、るつぼに戻すようにしたことを特徴とする、蒸着方法を提供する。
【０００９】
【実施例の説明】
以下図面を参照して本発明の実施例を詳しく説明する。
図１は本発明の蒸着装置１を示す。ただし図示の部分は図示しない真空チャンバーに収容されており、所定の排気装置を有するものとする。３は矢印の方向（またはその逆方向）に回転する回転ドラムで、蒸着基体を構成するポリエステル等の基体フィルム５がその周りにかけ通され、繰り出しロール９ら回転ドラム３の周面を通って巻き取りロール７に巻き取られる。回転ドラム３に近接して一部が開口したマスク１１が設けてあり、蒸着金属が所定の角度以外ではフィルム５に蒸着しないようにしている。マスク１１の外面（または内面）に沿ってシャッタ１３が設けてあり、蒸着の初期及び終期に矢印の方向にスライドしてマスク１１の開口を遮蔽することにより不要な蒸着を防止する。マスク１１の開口の寸法は、回転ドラム３の軸線方向にはフィルム５上に所定の蒸着幅が得られるように、回転ドラムの周方向にはフィルム上に所定の蒸着角度θが得られるように選択する。酸素等のガスを導入するためにガス供給ノズル２５をシャッタの１３とマスク１１の間に配置する。
【００１０】
マスク１１の開口に対向して高純度マグネシア（ＭｇＯ）製等のるつぼ１５が配置され、その内部に蒸着すべき原料金属１７が装入されている。るつぼ１５は必要な蒸着幅を得るのに十分なだけ回転ドラム３の軸線方向に細長く伸びている。るつぼ１５は所定の蒸着角度θ（マスクの開口内の位置により若干変動する）が得られるように配置される。るつぼ１５に装入した原料金属１７は電子銃１９から放出される電子ビーム２１により加熱される。本発明ででは電子銃１９の電子ビーム２１の放出方向はるつぼ１５とマスク１１の開口を結ぶ線に対してほぼ９０度をなす方向に電子ビーム２１を放出する。この電子ビームは図示しない適当なコンデンサレンズ、収束レンズ、及び偏向コイルによる磁界２３の作用により約９０度曲げられると同時に小スポット状に収束されて原料金属１７に衝突する。実験によると、図１の鎖線位置に配置された従来の直進型電子銃１９’に比較して、大幅な電力増大が達成できることが分かった。
【００１１】
最小入射角度θmin は用途により最適角度は異なるが、特に磁気記録媒体としてＣｏ、またはＣｏ−Ｎｉ合金をポリエチレンテレフタレート等のポリエステル等の基体フィルムに斜め蒸着して、磁化容易方向を基体に対して斜めにとしたい場合には、最小入射角θmin を１０°〜６０°、好ましくは２０°〜５０°とする。Ｃｏ合金としては特公平３−４１８９７号等に記載されたものがある。
【００１２】
図１の装置の具体的な動作例を挙げると次の通りである。平均の最小入射角θmin を３０度、るつぼの液面と回転ドラム３の蒸着面の平均距離を約３００ｍｍ、マスクの開口幅を５００ｍｍとし、真空チャンバーを１×１０-5Ｔｏｒｒに排気し、厚さ７μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴ）を１００〜２５０ｍ／ｍｉｎで走行させ、Ｃｏ−Ｎｉ合金（８０：２０）のペレットをるつぼ１５に間欠供給しながら、電子銃１９の駆動電力４０ｋＶ×（３〜５Ａ）＝１２０〜２００ｋＷで溶解し、蒸着を行う。電子銃電力を一定に保ちながらフィルム搬送速度を調整して蒸着膜厚を約１８００Åとする。また蒸着時にガス供給ノズル２５導入する酸素主成分のガス量も適宜調整して同等の磁気特性が得られるように成膜する。
【００１３】
実施例１
図１に示すように傾斜ブロック２５を設ける。電子銃の電力その他の条件にしたがって、シャッタ（るつぼに近い側がマスクの場合にはマスク）に付着した蒸着金属は液滴となって滴り落ちたりあるいは固化してシャッタ等に付着蓄積する。蒸発すべき金属がＣｏまたはＣｏ合金であるばあいには、電子銃の実効出力をＰ（ｋＷ）、るつぼの液面の表面積をＳ（ｍ2 ）、るつぼの液面からシャッタ（マスクがるつぼ側にある時はマスク）の最近接点までの距離をｄ（ｍ）としたとき、Ｐ／（Ｓ・ｄ）＜１１０３０（ｋＷ／ｍ3 ）の関係が満足されると、シャッター（またはマスク）に付着した蒸着金属は液滴化せず、垂れ落ちることがないので蓄積する。Ｐ／（Ｓ・ｄ）≧１１０３０（ｋＷ／ｍ3 ）では蒸着金属は固化しないで滴り落ちるので傾斜ブロック２５で回収する。しかしこの条件の満足しない遠い側では依然としてシャッタに付着金属が蓄積する。またブロック２５に付着した金属の一部はるつぼの輻射熱によって溶解してるつぼに戻る。しかし、傾斜ブロックの遠い部分には熱が十分届かないので固化し蓄積する。
【００１４】
そこで、本発明では電子銃１９の偏向磁界を間欠的に調節して図示のように電子ビームをシャッタ（またはマスク）、または傾斜ブロックの付着金属に当てる。電子ビームは必要最小限度にしてシャッタ、傾斜ブロックを保護する。シャッタ（またはマスク）は原料金属と同様な組成のＣｏまたはＣｏ合金から構成することが好ましい。また傾斜ブロックはるつぼと同じ素材とすることが好ましい。なお、電子銃としては補助の電子銃を別個に設けてこれをシャッタまたは傾斜ブロックの付着金属の溶融に使用しても良い。
【００１５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によると、原料が回収できるので無駄がなくなると同時に、利用できる原料金属の量が実質的に増えるので蒸着時間の長時間化が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の蒸着装置の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１  蒸着装置
３  回転ドラム
５  基体フィルム
７  巻き取りロール
９  繰り出しロール
１１  マスク
１３  シャッタ
１５  るつぼ
１７  原料金属
１９  電子銃
２１  電子ビーム
２３  偏向磁界
２５  傾斜ブロック
【図１】
0003877178.tif 000002