JP4024016B2

JP4024016B2 - Method for manufacturing thin film magnetic tape

Info

Publication number: JP4024016B2
Application number: JP2001153568A
Authority: JP
Inventors: 勝瀬川; 正彦杉山
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2000-06-26
Filing date: 2001-05-23
Publication date: 2007-12-19
Anticipated expiration: 2021-05-23
Also published as: JP2002083420A

Description

【０００１】
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。[0001]
The present invention relates to a method for manufacturing a thin film magnetic tape to which oblique deposition is applied. In It is related.
[0002]
[Prior art]
In recent years, magnetic tapes applied to digital video / audio tape recorders and the like have attracted attention, in particular, thin film magnetic tapes using an oblique deposition method in order to achieve high density and thin film.
[0003]
FIG. 5 is a configuration diagram showing the configuration of a conventional thin film magnetic tape film forming apparatus to which oblique deposition is applied,
FIG. 6 is a perspective view showing the vicinity of the cooling can roll shown in FIG.
[0004]
First, in the above-described thin film magnetic tape, generally, a magnetic film is formed into a thin film by an oblique vapor deposition method.
[0005]
That is, as shown in FIG. 5, in the conventional thin film magnetic tape film forming apparatus 1A to which the oblique deposition method is applied, the vacuum chamber 2 is kept in a vacuum state by a vacuum pump (not shown). In the vacuum chamber 2, a pair of film winding rolls 3A, 3B, a pair of tape guide rolls 4A, 4B, and a cooling can roll 5 are rotatably arranged. At the time of normal film formation on the base film F, the base film F wound around one (supply side) film winding roll 3A of the pair of film winding rolls 3A and 3B is used as a tape guide roll. 4A, the cooling can roll 5, and the tape guide roll 4B are moved forward in the arrow S1 direction toward the other (winding side) film winding roll 3B.
[0006]
At this time, as the base film F serving as a medium material of the thin film magnetic tape, a PET (polyethylene terephthalate) film having a thickness of about 6.4 μm is generally used. Moreover, a cooler (not shown) is installed inside the cooling can roll 5 to suppress deformation due to a temperature rise of the base film F during vapor deposition.
[0007]
Also, a crucible 6 formed in a box shape using MgO (magnesia) as a crucible material is installed diagonally to the lower right of the cooling can roll 5 in the vacuum chamber 2. A magnetic metal material 7 such as Co is accommodated in the crucible 6.
[0008]
Also, on the right side wall 2 a of the vacuum chamber 2, a pierce-type electron gun 8 serving as an evaporation heat source for melting and evaporating the magnetic metal material 7 such as Co housed in the crucible 6 is directed obliquely downward to the crucible 6. It is attached. In the pierce-type electron gun 8, an electron beam 8 a is emitted toward the magnetic metal material 7 in the crucible 6, and the base film F running along the cooling can roll 5 by melting the magnetic metal material 7. Is vapor deposited.
[0009]
Further, it is necessary to cover the edge portion of the base film F so that the magnetic metal material vapor 7 a evaporated from the crucible 6 does not adhere to the cooling can roll 5 when the base film F travels. Further, when a thin film magnetic tape is produced, the incident angle of the magnetic metal material vapor 7a such as Co evaporated on the surface of the base film F is limited due to the requirement for electromagnetic conversion characteristics (this is generally oblique deposition). In order to prevent vapor deposition at an inappropriate portion, an incident angle regulating mask 9 as shown in FIG. 6 is provided between the cooling can roll 5 and the crucible 6.
[0010]
Here, the width of the base film F is narrower than the width of the cooling can roll 5, and in order to prevent the magnetic metal material vapor 7a from adhering to and coming from the cooling can roll 5 at the edge portion of the base film F, The incident angle regulating mask 9 covers the edge portion to several cm of the edge portion of the base film F. Further, the opening 9a of the incident angle regulating mask 9 is quite narrow in order to regulate the incidence angle of the vaporized magnetic metal material vapor 7a such as Co on the surface of the base film F and the in-film particle growth angle.
[0011]
Returning again to FIG. 5, the opening 9 a of the incident angle regulating mask 9 has a maximum incident angle θmax and an incident angle of the vaporized magnetic metal material vapor 7 a such as Co with respect to the normal of the base film F, and a minimum incident angle. It is set between θmin.
[0012]
An oxygen gas introduction pipe 10 is attached inside the minimum incident angle θmin between the cooling can roll 5 and the incident angle regulating mask 9, and a plurality of holes provided in the oxygen gas introduction pipe 10 are provided. Oxygen gas O ₂ Is injected from the inside of the crucible 6 toward the magnetic metal material vapor 7a such as Co evaporated.
[0013]
The electron beam 8 a emitted from the pierce-type electron gun 8 is controlled by a deflection magnet 11 for applying a deflection magnetic field to the orbit and a deflection magnet 12 provided close to the crucible 6. Therefore, by scanning the electron beam 8 a in the longitudinal direction of the crucible 6, the evaporated magnetic metal material vapor 7 a such as Co is formed as a partially oxidized magnetic film such as Co—CoO in the width direction of the base film F. By forming this partially oxidized magnetic film in the length direction of the base film F, a long thin film magnetic tape is wound around the other film winding roll 3B (winding side).
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as described above, when the thin film magnetic tape is manufactured, the opening 9a of the incident angle restriction mask 9 is considerably narrow and limited, so that the utilization efficiency of the magnetic metal material vapor 7a such as Co evaporated from the inside of the crucible 6 is used. Was about 10 to 15%, and most of the remaining was unnecessary deposits. For this reason, in order to improve the utilization efficiency of the magnetic metal material vapor 7a evaporated by widening the opening 9a of the incident angle regulating mask 9 as much as possible, further improvement of the magnetostatic characteristics has been required.
[0015]
On the other hand, with the advent of magnetoresistive heads such as GMR or MR, there is a movement to mount this magnetoresistive head on a digital video tape recorder or the like. In order to improve the SN ratio to the thin film magnetic tape, the thin film magnetic tape There is an urgent need to reduce the thickness of the magnetic film. However, if the thickness of the magnetic film of the thin film magnetic tape is made extremely thin on the conventional extension, the magnetostatic characteristics deteriorate, which is a problem.
[0016]
Therefore, it has been proposed to provide a CoO nonmagnetic underlayer under the magnetic layer of the thin film magnetic tape. Although this method will be described in detail in Comparative Example 2 described later, when a Co—CoO magnetic film is formed on an isolated CoO nonmagnetic underlayer grown particle (column), the CoO nonmagnetic underlayer grown particle ( In the ultrathin Co-CoO magnetic film, the growth of the Co-CoO magnetic film (column) is also isolated following the column), thereby reducing the magnetic interaction between the Co-CoO magnetic film grains. This also prevents deterioration of the magnetostatic characteristics.
[0017]
However, when a nonmagnetic underlayer is provided under the magnetic film of a thin film magnetic tape, the magnetic film is further isolated so that the magnetic interaction between the particles of the magnetic film is reduced more effectively. The present condition is that the method of forming a base film satisfactorily has not been found.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and a base film is wound and a pair of film winding rolls capable of normal rotation and reverse rotation, and the base film is cooled during film formation on the base film. And a cooling can roll capable of normal rotation and reverse rotation, and provided below the cooling can roll, Co And the crucible for storing in the crucible Co Evaporating heat source, provided between the cooling can roll and the crucible, Co Evaporates from Co An incident angle regulating mask having an opening for forming vapor on the base film, and provided between the cooling can roll and the incident angle regulating mask; Co An oxygen gas introducing means for injecting oxygen gas toward the vapor in the vacuum chamber, and the opening has one end of the incident angle regulating mask. Co Using a vapor deposition apparatus in which the angle formed between the vapor evaporation direction and the normal line of the base film is less than 90 ° and the other end is formed as 90 °, the oxygen was included. Co In the method of manufacturing a thin film magnetic tape on the base film, the base film is moved from one film winding roll side to the cooling can so as to be directed from one end to the other end of the opening of the incident angle regulating mask. Along the roll, reversely travel to the other film winding roll side, and from the crucible to the base film Co From the oxygen gas introduction means 200 ccm Of the oxygen gas Co Injected into the steam, on the base film CoO non-magnetic underlayer And forming the base film from the other film winding roll side along the cooling can roll so as to go from the other end of the opening of the incident angle regulating mask to the one end. From the crucible to the film winding roll, and the base film with respect to the base film Co From the oxygen gas introduction means 40 ccm Of the oxygen gas Co Fire towards the steam, CoO non-magnetic underlayer above Co-CoO magnetic film And a second step of forming a thin film magnetic tape.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The following is a method for producing a thin film magnetic tape according to the present invention. of One embodiment will be described in detail with reference to FIGS.
[0022]
FIG. 1 is a diagram for explaining a method of manufacturing a thin film magnetic tape according to the present invention, wherein (a) shows a first film forming step of forming a nonmagnetic underlayer on a base film of a thin film magnetic tape; (B) is a diagram showing a second film forming step of forming a magnetic film on the nonmagnetic underlayer formed on the base film;
FIG. 2 is a schematic diagram schematically showing the growth process of the nonmagnetic undercoat film and the grown film of the magnetic film in the thin film magnetic tape according to the present invention.
FIG. 3 is a comparative example of a thin film magnetic tape for a thin film magnetic tape according to the present invention. FIG. The schematic diagram which showed typically the growth process of the magnetic underlayer of the thin film magnetic tape of Example 2, and the growth particle of a magnetic film,
FIG. 4 is a diagram comparing the magnetostatic characteristics of the thin film magnetic tape of the example according to the present invention and the thin film magnetic tapes of Comparative Examples 1 and 2, and FIG. (B) is a diagram showing the squareness ratio Rs with respect to the film thickness of the magnetic film.
[0023]
For convenience of explanation, the same reference numerals are given to the same constituent members as those shown in the conventional example and will be described as appropriate.
[0024]
In the method of manufacturing a thin film magnetic tape according to the present invention, a first film forming step of forming a nonmagnetic underlayer on the base film F by applying oblique deposition as shown in FIG. As shown in FIG. 1B, the same thin film magnetic field as the second film forming step of forming a magnetic film on the nonmagnetic underlayer formed on the base film F by applying the oblique deposition method is used. When the tape film forming apparatus 1B is used, in the first film forming process, the base film F is moved in the reverse direction to the normal direction during normal film formation to form the nonmagnetic undercoat film, while the second film forming process is performed. In the film formation process, a pair of film winding rolls are used to cause the base film F to travel in the forward direction during normal film formation to form a magnetic film on the nonmagnetic underlayer. 3A, 3B And a pair of tape guide rolls 4A, 4B The cooling can roll 5 is different from the conventional thin film magnetic tape film forming apparatus 1A described with reference to FIG.
[0025]
A crucible 6 containing a magnetic metal material 7 is installed on the lower right side of the cooling can roll 5, and a piercing type serving as an evaporation heat source for evaporating the magnetic metal material 7 such as Co housed in the crucible 6. An electron gun 8 is attached to the right side wall 2 a of the vacuum chamber 2, and the maximum incident angle θmax and the minimum incident angle θmin with respect to the normal line of the base film F of the magnetic metal material vapor 7 a between the cooling can roll 5 and the crucible 6. Is provided between the cooling can roll 5 and the incident angle regulating mask 9. ₂ The point that the oxygen gas introduction pipe 10 for introducing the gas is provided is the same as the conventional one.
[0026]
Further, at the time of normal film formation on the base film F, the base film F wound around one (supply side) film winding roll 3A of the pair of film winding rolls 3A and 3B is used as a tape guide roll. 4A, the cooling can roll 5, and the tape guide roll 4B are the same as in the prior art in that they run forward in the arrow S1 direction toward the other (winding side) film winding roll 3B.
[0027]
At this time, when forming the film on the base film F along the cooling can roll 5 by applying the oblique vapor deposition method as shown in FIGS. On the side of the maximum incident angle θmax of 9, the self-shading effect of the film growth particles is large, so that the magnetic metal material vapor 7a adheres to the base film F in a rough state, while the minimum incident angle of the incident angle restriction mask 9 On the θmin side, since the self-shading effect of the film growth particles is small, the magnetic metal material vapor 7a adheres to the base film F in a dense adhesion state.
[0028]
Here, first, as shown in FIG. 1A, in the first film forming step of forming a nonmagnetic underlayer on the virgin base film F, the other of the pair of film winding rolls 3A and 3B is used. The base film F wound on the film winding roll 3B on the (supply side) is moved along the cooling can roll 5 from the minimum incident angle θmin side of the incident angle regulating mask 9 to the maximum incident angle θmax side (arrow S2 direction). A predetermined amount of oxygen gas O introduced by the oxygen gas introduction pipe 10 on the way to the film winding roll 3A on one side (winding side) while running in reverse. ₂ Is injected toward the magnetic metal material vapor 7a evaporated from the magnetic metal material 7 in the crucible 6, and is completely oxidized here to form a nonmagnetic underlayer on the base film F. Then, the base film F on which the nonmagnetic underlayer film is formed is wound on one (winding side) film winding roll 3A.
[0029]
At this time, a magnetic metal material 7 such as Co is accommodated in the crucible 6, and in order to form the Co vapor evaporated from the crucible 6 on the base film F as a CoO nonmagnetic underlayer, oxygen is used. Gas O ₂ It is necessary to confirm by a preliminary experiment that it is non-magnetic by setting the introduction amount to a predetermined amount or more as described later. Therefore, oxygen gas O ₂ Oxygen gas O in which the CoO underlayer is not magnetized by a vibration magnetometer (VSM) ₂ Is set in advance.
[0030]
Then, by causing the base film F to run backward in the first film forming step, the grown particles (columns) of the CoO nonmagnetic underlayer are maximized from the dense adhesion state on the minimum incident angle θmin side of the incident angle regulating mask 9. The film is formed on the base film F while shifting to a rough adhesion state on the incident angle θmax side.
[0031]
Next, as shown in FIG. 1B, in the second film formation step of forming a magnetic film on the nonmagnetic underlayer formed on the base film F, a nonmagnetic underlayer was formed. The base film F that is wound on one (supply side) film winding roll 3A later is along the cooling can roll 5 from the maximum incident angle side of the incident angle regulating mask 9 to the minimum incident angle side (arrow S1 direction). On the way to the film winding roll 3B on the other side (winding side) while traveling in order, oxygen gas O ₂ The amount of oxygen introduced is greatly reduced compared with that in the first film formation step, and oxygen gas O ₂ Is injected toward the Co vapor and partially oxidized here to form a magnetic film on the nonmagnetic underlayer.
[0032]
At this time, the same magnetic metal material 7 such as Co as in the first film forming process is accommodated in the crucible 6, and the same Co vapor evaporated in the crucible 6 as in the first film forming process is used as the base film F. In order to form a Co—CoO magnetic film thereon, an oxygen gas O ₂ As will be described later, it has been confirmed by preliminary experiments that there is magnetism by setting the introduction amount to less than half the predetermined amount in the first film forming step. And the base film F which formed the magnetic film on the nonmagnetic base film is wound up by the film winding roll 3B of the other (winding side).
[0033]
Then, by causing the base film F to travel in order, the grown particles (columns) of the Co—CoO magnetic film are moved from the rough adhesion state on the maximum incident angle θmax side of the incident angle restricting mask 9 to the minimum of the incident angle restricting mask 9. The film is formed on the CoO nonmagnetic underlayer while shifting to a dense adhesion state on the incident angle θmin side.
[0034]
Thus, the direction of the grown particles (column) of the CoO non-magnetic underlayer formed while the base film F travels in the reverse direction and the grown particle (column) of the Co—CoO magnetic film formed while the base film F travels in order. ) Directions are different from each other within a plane orthogonal to the base film F surface.
[0035]
After that, the base film F in which the Co—CoO magnetic film is formed on the CoO nonmagnetic undercoat film is taken out from the vacuum chamber 2, and a diamond-like carbon (DLC) film or the like is formed on the magnetic film as a protective film. A thin film magnetic tape is completed by applying a lubricant on the protective film, forming a backcoat layer on the back surface of the base film F, and cutting the base film F to a predetermined width.
[0036]
The metal oxide / metal nitride or nonmagnetic metal used for forming the nonmagnetic undercoat film of the present invention includes, for example, cobalt oxide / cobalt nitride, iron oxide / iron nitride, nickel oxide / nickel nitride, and at least those An alloy containing one of them, and further includes Mg, Zr, Mo, W, Ru, Ti, B, Si, Cu, Zn, and oxides and nitrides thereof.
[0037]
Examples of the ferromagnetic metal used for forming the magnetic film (ferromagnetic metal thin film) of the present invention include metals such as cobalt, iron and nickel, and partial oxides and partial nitrides thereof, or at least one of them. Ferromagnetic alloys such as Co-X, Fe-X, Ni-X, CoFe-X, CoNi-X, FeNi-X, CoFeNi-X (where X is one or more non-magnetic elements) Used. The thickness of the magnetic film (ferromagnetic metal thin film) is generally 0.1 μm or less, and preferably 0.05 μm or less, at which the effects of the present invention are manifested. Moreover, as a base film, if it is strip | belt-shaped nonmagnetic base materials, such as a polymer film, it can be used regardless of a material.
[0038]
Next, the thin film magnetic tape of the Example which concerns on this invention, and the thin film magnetic tape of the comparative examples 1 and 2 were produced with the following specifications, and each thin film magnetic tape was examined.
[0039]
At this time, the cooling can roll 5 has a cylindrical diameter of 300 mm and a width of 260 mm, and the base film F running along the cooling can roll 5 is a PET (polyethylene terephthalate) film having a thickness of 6.4 μm. Is 200 mm, and the width of the film formation area on the base film F is 150 mm.
A pierce-type electron gun 8 with a maximum output of 30 kW was used as an evaporation heat source for melting and evaporating the magnetic metal material (pure Co) 7 in the crucible 6 formed using MgO (magnesia).
[0040]
The incident angle regulating mask 9 is made of stainless steel having a thickness of 4 to 7 mm and surrounds the outer periphery of the film formation area on the base film F while being cooled with water. At this time, the maximum incident angle θmax of the incident angle regulating mask 9 was set to about 90 °, and the minimum incident angle θmin was set to about 45 °. In addition, a feeder (not shown) was installed so that a fixed amount of magnetic metal material (pure Co) 7 was continuously supplied from one end portion of the crucible 6.
Further, the oxygen gas introduction pipe 10 is a loop having one oxygen gas introduction port, and uses a φ1 / 4 "stainless steel pipe having a plurality of φ0.5 mm gas blowing fine holes at a pitch of 3 mm. The blowout fine hole portion was set so as to be parallel to the width direction of the base film F toward the Co vapor.
[0041]
<Example (present invention)>
In the first film forming step, the high purity oxygen gas O is supplied from the oxygen gas introduction pipe 10 disposed on the minimum incident angle θmin side of the incident angle regulating mask 9. ₂ About 200 ccm, and the base film F is moved backward from the minimum incident angle θmin side to the maximum incident angle θmax side of the incident angle regulating mask 9, unlike the film running direction during normal film formation. A CoO non-magnetic underlayer (hereinafter also referred to as a reverse running underlayer) was formed to a thickness of about 0.07 μm (700 Å). At this time, high purity oxygen gas O ₂ It has been confirmed by a vibration test magnetometer (VSM) in a preliminary experiment that the CoO underlayer is not magnetized when the predetermined amount at the time of introduction is set to approximately 200 ccm.
[0042]
Thereafter, in the second film formation step, the high-purity oxygen gas O is supplied from the oxygen gas introduction pipe 10. ₂ Is reduced to half or less than that in the first film forming step, and 40 ccm is introduced, and the maximum incidence of the incident angle regulating mask 9 is applied to the base film F on which the reverse traveling base film is formed in the same manner as the film traveling direction during normal film formation. A Co—CoO magnetic film was formed on the reverse running base film while running in order from the angle θmax side to the minimum incident angle θmin side.
[0043]
Further, in this second film forming step, the thickness of the Co—CoO magnetic film is varied several times between about 0.02 μm (200 angstroms) and about 0.2 μm (2000 angstroms), and is shown in FIG. Samples were prepared for each film thickness of the thin film magnetic tape T1 of the example having a structural form. The film thickness of the Co—CoO magnetic film is measured by etching a part of the Co—CoO magnetic film with dilute nitric acid and then forming a film with a predetermined film thickness at the center of the film formation width using a contact-type step meter (Tari step). I confirmed that it was thick.
[0044]
After this, multiple samples of For each, the magnetostatic characteristics of the remaining unetched portion of each sample were measured with a vibration magnetometer (VSM), and as shown more specifically, the coercive force Hc with respect to the film thickness of the magnetic film, As shown in FIG. 4B, the squareness ratio Rs with respect to the film thickness of the magnetic film was measured.
In addition, about the result of Fig.4 (a), (b), the Example, the comparative example 1, and the comparative example 2 are collectively mentioned later.
[0045]
Further, the cross section in the running direction and the outermost surface of the base film F when the film thickness of the magnetic film was formed at about 0.04 μm (400 angstroms) were observed with a transmission type and a scanning electron microscope (TEM and SEM).
[0046]
Here, as described above, by causing the base film F to run backward in the first film formation step, the CoO nonmagnetic underlayer grown particles (columns) are incident on the minimum incident angle θmin side of the incident angle regulating mask 9. Since the film is formed on the base film F while shifting from the dense adhesion state to the rough adhesion state on the maximum incident angle θmax side, as schematically shown in FIG. 2, the grown particles of the CoO nonmagnetic underlayer The direction of the (column) is assumed to be curved from the normal direction of the film surface to the parallel direction of the film surface as it is away from the surface of the base film F, and the surface layer portion of the grown particle (column) of the CoO nonmagnetic underlayer is roughly adhered. Isolation increases because of the state.
[0047]
Thereafter, the Co—CoO magnetic film growth particles (columns) are moved from the rough adhesion state on the maximum incident angle θmax side of the incident angle regulating mask 9 by causing the base film F to travel forward in the second film forming step. Since the film is formed on the CoO nonmagnetic underlayer whose isolation has been increased while shifting to a dense adhesion state on the minimum incident angle θmin side, the Co-CoO magnetic film grows more with this. Isolation is further increased and miniaturization is simultaneously performed. As a result, the magnetic interaction between the particles of the Co—CoO magnetic film is more effectively reduced, and the easy axis of magnetization of the Co—CoO magnetic film is easily aligned in the direction parallel to the film surface. It has been found that the ratio Rs is significantly improved.
[0048]
<Comparative example 1 (conventional)>
High-purity oxygen gas O from the oxygen gas introduction pipe 10 ₂ 40 ccm, and in the same way as the film running direction during normal film formation, the base film F is moved forward from the maximum incident angle θmax side to the minimum incident angle θmin side of the incident angle regulating mask 9 while the Co -CoO magnetic film was directly formed. Also here, the film thickness of the Co—CoO magnetic film was varied several times in the same manner as in the above example, and the thin film magnetic tape T2 of Comparative Example 1 having the structure shown in FIG. 4A and 4B, the coercive force Hc with respect to the film thickness of the magnetic film, and the squareness ratio Rs with respect to the film thickness of the magnetic film, as shown in FIGS. Was measured.
[0049]
Further, the cross section in the running direction and the outermost surface of the base film F when the film thickness of the magnetic film was formed at about 0.04 μm (400 angstroms) were observed with a transmission type and a scanning electron microscope (TEM and SEM).
[0050]
Here, when the base film F is moved forward, the Co—CoO magnetic film grown particles (columns) are allowed to enter the maximum incident angle θmax of the incident angle regulating mask 9 as schematically shown in FIG. The film is only directly deposited on the base film F while shifting from the rough adhesion state on the side to the dense adhesion state on the minimum incident angle θmin side.
[0051]
<Comparative example 2 (conventional)>
High purity oxygen gas O from the oxygen gas introduction pipe ₂ Is introduced in the same manner as in the above embodiment, and the base film F is sequentially moved from the maximum incident angle θmax side to the minimum incident angle θmin side of the incident angle regulating mask 9 in the same manner as the film traveling direction during normal film formation. However, a CoO nonmagnetic underlayer (hereinafter also referred to as a forward running underlayer) was formed with a film thickness of approximately 0.07 μm (700 Å).
[0052]
Thereafter, as in the example, the high-purity oxygen gas O is supplied from the oxygen gas introduction pipe 10. ₂ Is reduced to half or less than that in the first film forming step, and 40 ccm is introduced, and the base film F on which the forward running base film is formed is forwardly moved from the maximum incident angle θmax side to the minimum incident angle θmin side of the incident angle regulating mask 9. Then, a Co—CoO magnetic film was formed on the forward running base film. Also here, the film thickness of the Co—CoO magnetic film was varied several times in the same manner as in the example, and the thin film magnetic tape T3 of Comparative Example 2 having the structure shown in FIG. Samples were prepared, and the coercive force Hc with respect to the film thickness of the magnetic film and the squareness ratio Rs with respect to the film thickness of the magnetic film, as shown in FIGS. It was measured.
[0053]
Further, the cross section in the running direction and the outermost surface of the base film F when the film thickness of the magnetic film was formed at about 0.04 μm (400 angstroms) were observed with a transmission type and a scanning electron microscope (TEM and SEM).
[0054]
Here, by causing the base film F to travel forward in the first film formation step, the grown particles (columns) of the CoO non-magnetic underlayer are from the rough adhesion state on the maximum incident angle θmax side of the incident angle regulating mask 9. Since the film is formed on the base film F while shifting to a dense adhesion state on the minimum incident angle θmin side, as shown schematically in FIG. ) Direction is assumed to be curved from the film surface parallel direction to the film surface normal direction as it moves away from the surface of the base film F, and the surface layer portion of the grown particles (columns) of the CoO nonmagnetic underlayer film is in a densely attached state. Although there is some isolation, the degree is small.
[0055]
Thereafter, the Co—CoO magnetic film growth particles (columns) are moved from the rough adhesion state on the maximum incident angle θmax side of the incident angle regulating mask 9 by causing the base film F to travel forward in the second film forming step. Since it is formed on a CoO nonmagnetic underlayer with little isolation while shifting to a dense adhesion state on the minimum incident angle θmin side, the grown particles (columns) of the Co—CoO magnetic film are also isolated accordingly. Less is. As a result, it was found that although the magnetic interaction between the particles of the Co—CoO magnetic film remains somewhat, the coercive force Hc is slightly improved but the squareness ratio Rs is not improved.
[0056]
Next, as is apparent from the results shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b) for the above-described Examples and Comparative Examples 1 and 2, in the Examples, in the case of having a reverse running base film, the magnetic film It can be seen that the coercive force Hc is improved as compared with Comparative Examples 1 and 2 as the film thickness of the film becomes thinner, and particularly shows a good value at 0.05 μm (500 angstroms) or less. Further, it was found that the squareness ratio Rs was improved as compared with Comparative Examples 1 and 2 as the film thickness of the magnetic film was reduced, and in particular, a good value was shown at 0.05 μm (500 angstroms) or less.
[0057]
In Comparative Example 1, in the case of only the Co—CoO magnetic film without the nonmagnetic underlayer, the coercive force Hc is significantly deteriorated and the squareness ratio Rs is reduced when the thickness of the magnetic film is 0.05 μm (500 angstroms) or less. I found out.
[0058]
In Comparative Example 2, in the case of having a forward running base film, the coercive force Hc shows a value that can be used even when the magnetic film thickness is 0.05 μm (500 angstroms), but the tendency to deteriorate is 0.02 μm (200 Angstrom) or less. Further, it was found that the squareness ratio Rs has a tendency similar to that in the case of only a magnetic film without a nonmagnetic underlayer.
[0059]
【The invention's effect】
According to the method for manufacturing a thin film magnetic tape and the thin film magnetic tape according to the present invention described in detail above, when forming at least a nonmagnetic underlayer and a magnetic film in order on the base film, the base film is formed in the first film formation step. Is reversely traveled from the minimum incident angle side to the maximum incident angle side of the incident angle restriction mask to form a nonmagnetic underlayer on the base film, and in the second film formation step, the nonmagnetic underlayer is formed on the base film. The magnetic film is formed on the non-magnetic underlayer by traveling forward from the maximum incident angle side to the minimum incident angle side of the incident angle control mask. Among them, the coercive force Hc and the squareness ratio Rs are greatly improved as compared with the conventional example. Therefore, it is possible to cope with the further ultra-thin magnetic film required for high-density recording / reproducing on a thin-film magnetic tape, and a good thin-film magnetic property. Tape is available Both eventually those leading greatly to cost reduction of the product of the thin film magnetic tape.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view for explaining a method of manufacturing a thin film magnetic tape according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic view schematically showing the growth process of the growth particles of the nonmagnetic undercoat film and the magnetic film in the thin film magnetic tape according to the present invention.
FIGS. 3A and 3B are schematic views showing a growth process of growing particles of a magnetic film of a thin film magnetic tape of Comparative Example 1 in a thin film magnetic tape of a comparative example with respect to the thin film magnetic tape according to the present invention, and FIG. It is the schematic diagram which showed typically the growth process of the magnetic underlayer of the thin film magnetic tape of the comparative example 2, and the growth particle of a magnetic film.
FIG. 4 is a diagram comparing the magnetostatic characteristics of the thin film magnetic tape of Example 1 and the thin film magnetic tapes of Comparative Examples 1 and 2 according to the present invention.
FIG. 5 is a configuration diagram showing a configuration of a conventional vapor deposition apparatus for manufacturing a thin film magnetic tape to which an oblique vapor deposition method is applied.
6 is a perspective view showing the vicinity of the cooling can roll shown in FIG. 5. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1B ... Thin-film magnetic tape film-forming apparatus of this invention, 2 ... Vacuum chamber,
3A, 3B ... A pair of rolls for winding a film,
5 ... Cooling can roll, 6 ... Crucible,
7 ... Magnetic metal material (pure Co), 7a ... Magnetic metal material vapor (Co vapor),
8 ... Heat source for evaporation (piercing electron gun),
9: Incident angle regulating mask,
θmax: Maximum incident angle, θmin: Minimum incident angle,
10. Oxygen gas introduction means (oxygen gas introduction pipe),
F ... Base film,
CoO: nonmagnetic underlayer film, Co-CoO: magnetic film
T1: The thin film magnetic tape of the present invention.

Claims

A pair of rolls for winding a film that is wound around the base film and can be rotated forward and reverse, and a cooling can roll that is cooled when the film is formed on the base film and can be rotated forward and reverse the provided below the cooling can roll, a crucible for accommodating a Co, an evaporation heat source for evaporating the Co to be stored in the crucible, is provided between the cooling can roll with the crucible, the Co Provided between the incident angle regulating mask having an opening for depositing Co vapor evaporated from the base film on the base film, and the cooling can roll and the incident angle regulating mask, and injecting oxygen gas toward the Co vapor An oxygen gas introducing means for performing in the vacuum tank, and one end of the incident angle regulating mask is formed in the direction of evaporation of the Co vapor and the base film method. Using a vapor deposition apparatus in which the angle formed with the line is less than 90 ° and the other end is formed as 90 °,
In the method of manufacturing a thin film magnetic tape in which the Co containing oxygen is formed on the base film,
The base film is made to travel backward from one film winding roll side to the other film winding roll side along the cooling can roll so as to face from one end to the other end of the opening of the incident angle regulating mask. And, in a state where the Co is evaporated from the crucible to the base film, 200 ccm of the oxygen gas is injected toward the Co vapor from the oxygen gas introducing means, and CoO non-magnetic on the base film A first step of forming a base film ;
The base film is moved in order from the other film winding roll side to the one film winding roll side along the cooling can roll so as to go from the other end of the opening of the incident angle regulating mask to one end. In a state where the Co is evaporated from the crucible to the base film, 40 ccm of the oxygen gas is injected toward the Co vapor from the oxygen gas introduction unit, and the CoO nonmagnetic undercoat A second step of forming a Co—CoO magnetic film on the substrate ;
A method for producing a thin film magnetic tape, comprising: