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JP4906149B2 - Method and apparatus for manufacturing magnetic recording medium - Google Patents
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JP4906149B2 - Method and apparatus for manufacturing magnetic recording medium - Google Patents

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JP4906149B2
JP4906149B2 JP2000361893A JP2000361893A JP4906149B2 JP 4906149 B2 JP4906149 B2 JP 4906149B2 JP 2000361893 A JP2000361893 A JP 2000361893A JP 2000361893 A JP2000361893 A JP 2000361893A JP 4906149 B2 JP4906149 B2 JP 4906149B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気記録媒体の製造方法および製造装置に関し、詳しくは、電子銃と蒸着るつぼとを備えた真空容器内において、この電子銃から射出される電子ビームにより蒸着るつぼ内の蒸着材料を蒸発させ、これを被蒸着材料に蒸着させる際、かかる電子ビームを的確に監視し続けることのできる磁気記録媒体の製造方法および製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
蒸着は、真空容器内において、電子銃により発生した電子ビームにより蒸着るつぼ内の蒸着材料を蒸発させて、これを被蒸着材料に蒸着させる技術である。
【0003】
このような蒸着技術の一つの適用例として、磁気記録媒体の強磁性金属薄膜の成膜がある。この成膜工程においては、Co(コバルト)、またはCoを主体とし、さらにNi(ニッケル)、Cr(クロム)等を含有する強磁性金属薄膜を磁性層とする磁気テープを斜め蒸着法によって形成するものであり、このようにして形成された強磁性金属薄膜を磁性層として有する磁気テープは、飽和磁束密度が大きく、しかも保磁力が高く、優れた電磁変換特性を示すことが知られている。
【0004】
かかる斜め蒸着法では、強磁性金属の蒸気を非磁性基体の表面に特定の角度で入射させ、基体に対し傾いた柱状結晶粒子からなる強磁性金属薄膜を形成する。従来の斜め蒸着法においては、例えば、図1に模式的に示す構成の斜め蒸着装置1が使用される。この斜め蒸着装置1では、真空容器中において、長尺フィルム状の非磁性基体2を供給ロール3から繰り出し、回転する冷却ドラム4の表面に添わせて搬送しながら、定置された蒸着るつぼ5内の蒸着材料である強磁性金属に電子銃6から電子ビーム6Bを照射して、蒸着材料の溶湯を形成し、蒸着材料の蒸発物を発生させて斜め蒸着を行うことにより、非磁性基体2の表面上に強磁性金属薄膜を形成する。電子ビームの蒸着るつぼ5内への照射位置の確認は、真空容器側面に設けられた、遮光用シャッター装置11を備えた電子ビーム監視用覗き窓にて行われていた。
【0005】
強磁性金属薄膜が形成された非磁性基体2は、巻き取りロール7に巻き取られる。遮蔽板9は、蒸着される強磁性金属の入射角を規制するために設けられている。この遮蔽板9には、非磁性基体2の所定部位にのみ蒸発金属が蒸着するように、開口が形成されており、この開口には、シャッター10が設けてあり、蒸着の初期および終期に矢印の方向にスライドして、開口を遮断し、不要な蒸着を防止する働きを有している。さらに、酸素等のガスを蒸着部に導入するため、酸素供給ノズル(図示せず)が遮蔽板9とシャッター10の間に設けられている。さらにまた、真空排気ポンプ8が、真空容器内を所定の圧力に保つために設けられている。
【0006】
このような蒸着装置1にあって、今日の大量生産化に伴いCo蒸着用電子ビームの投入パワーが増大すると、電子同士の反発により電子ビーム6Bの焦点が拡散し、蒸着るつぼ5内での電子ビーム照射位置の確認のできない状態が発生する。
【0007】
従来は図4の(イ)に示すように、電子銃31から射出される電子ビーム31Bの投入パワーが小さかったために蒸着るつぼ33内への照射位置34において焦点が絞れていたため、照射位置34の確認が簡単であり、図1に示す遮光用シャッター装置11は、蒸発源からの大量の光を目視確認が可能な光量にまで遮光できればよかった。しかし、電子ビームの投入パワーの増大が進むにつれて、図4の(ロ)に示すように電子銃31から射出される電子ビーム31Bの焦点が拡散し、照射位置の確認が困難となってきた。具体的には、電子ビーム照射位置に焦点があっていた状態から投入パワーを増大させていくと、次第に焦点が拡散して蒸着るつぼ全体が白く発光し、遮光用シャッター装置があっても照射位置の確認ができなくなってしまった。
【0008】
電子ビーム照射位置が正確に蒸着るつぼ中央に来ないと、入射角のずれによる電磁変換特性の劣化、突沸によるドロップアウトやエラーレートの増大、磁性層膜厚の不安定化など、品質に悪影響を与える危険性が出てくる。また、電子ビーム照射位置が確認できずに照射し続けた場合には、蒸着るつぼ5や装置1の本体に直接電子ビーム6Bが照射され、それらを破損する危険性があった。
【0009】
かかる危険性を回避すべく、特開平6−81135号公報に開示された蒸着装置では、電子ビーム異常照射検知装置を設け、電子ビームが蒸着るつぼ内の蒸着材料以外の部材や部分に照射されることにより発生する異常X線を検知し、この検知結果に基づき電子銃の作動を停止することによって、蒸着るつぼや装置本体の破損の防止を図っている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
前記特開平6−81135号公報記載の技術によれば、電子ビームが蒸着るつぼを外れたことを検知した場合には、装置全体を停止するようにしてあるため、蒸着るつぼや装置本体の破損を回避することはできるが、装置を一々停止しなければならないことから、作業効率が極めて悪くなるという問題があった。かかる問題は、蒸着材料が強磁性体用材料の場合に特に顕著となる。
【0011】
また、蒸着時には蒸着るつぼ内の溶融表面を監視することが必要とされるが、電子ビームによる溶解に伴う発光は非常に高輝度であるため、そのままでは肉眼で監視することが不可能である。そのため、上述のように、電子ビーム照射位置確認用の覗き窓に遮光用回転シャッター機構を設ける方法が提案されているが(例えば、特開平3−030257号公報)、今日のように電子ビームの投入パワーが増大すると、たとえ遮光用回転シャッター機構を設けても電子反発によるビームの拡散によってビーム位置確認が困難となることは避けられなかった。
【0012】
そこで本発明の目的は、前記問題点を解決し、たとえ電子ビームの投入パワーが増大しても、電子ビームの照射位置を外部から確実に確認することが可能で、効率よく蒸着作業を行なうことができるとともに、品質の安定した蒸着膜を得ることができる磁気記録媒体の製造方法および製造装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは前記課題を解決すべく鋭意検討した結果、電子ビームの走査周波数と同期する周期またはその近傍周期にて遮光しながら該電子ビームを監視することにより前記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0014】
即ち、本発明の磁気記録媒体の製造方法は、電子銃と蒸着るつぼとを備えた真空容器内にて、該電子銃から射出される電子ビームにより該蒸着るつぼ内の蒸着材料を蒸発させ、これを被蒸着材料に蒸着させる磁気記録媒体の製造方法において、電子ビームの走査周波数と同期する周期またはその近傍周期にて遮光しながら該電子ビームを監視することを特徴とするものである。
【0015】
本発明の製造方法においては、前記真空容器の側面に設けられた電子ビーム監視用の覗き窓から前記監視を目視にて行いながら該覗き窓の遮光周期を変動させて電子ビームの走査周波数と同期する遮光周期またはその近傍周期を設定することで、電子ビームの偏向制御を良好に行うことができる。
【0016】
本発明の磁気記録媒体の製造装置は、真空容器内に電子銃と蒸着るつぼとを備え、該電子銃から射出される電子ビームにより該蒸着るつぼ内の蒸着材料を蒸発させ、これを被蒸着材料に蒸着させる磁気記録媒体の製造装置において、前記真空容器の側面に電子ビーム監視用の覗き窓用の孔が穿設され、該覗き窓用の孔に、電子ビームの走査周波数と同期する周期またはその近傍周期にて遮光する可変速式遮光用回転シャッター装置を取付けたことを特徴とするものである。
【0017】
本発明の製造装置においては、前記可変速式遮光用回転シャッター装置が、等間隔で放射状にスリットが入った円盤と、該スリットの回転通過位置に前記電子ビーム監視用の覗き窓とを具備することが好ましい。特に好ましくは、前記円盤が、該円盤と離間した箇所に配置されたモーターとの間に配置された回転駆動伝達手段を介して回転されるようにする。
【0018】
電子ビームの監視を電子ビーム走査周波数と同期する周期にて遮光しながら行うことにより、通常目視では観測不可能な数百ヘルツ周期の電子ビーム照射位置が1点に静止した状態で観測可能となる。また、今日の大量生産化に伴い投入パワーの増大した蒸着用電子ビームでも焦点が明確となり、蒸着るつぼ内での電子ビーム照射位置を良好に確認することができる。この結果、電子ビームの偏向制御により確実に目視しながら電子ビームの位置制御を行うことができる。さらに、同期をわずかにずらすことにより、電子ビームの照射位置の観測状態を明確なままにるつぼ内で走査される状況を観察することも可能である。以上の結果、本発明においては、作業能率が格段に向上し、しかも電子ビームが蒸着材料を照射せずに蒸着るつぼや装置本体の内壁を照射してこれらを破損してしまうこと(異常照射)が防止される。さらに、電磁変換特性の劣化、ドロップアウトやエラーレートの増大、磁性層膜厚の不安定化など、品質に悪影響を与える危険因子も排除される。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態につき具体的に説明する。
本発明の磁気記録媒体の製造方法は、従来より使用されている磁気記録媒体の製造装置の電子ビーム監視用覗き窓用の孔に遮光周期可変速式のシャッター装置を取付けることにより実施することができる。例えば、真空容器の側面に設けられた電子ビーム監視用覗き窓用の孔に遮光周期変更可能なシャッター装置を設置し、このシャッター装置における電子ビーム監視用覗き窓の遮光周期が電子ビームの走査周波数と同期する周期となるようにシャッターを調整して電子ビームを監視すると、電子ビーム照射位置が1点に静止した状態で観測可能となり、たとえ大パワー電子ビームであっても照射位置を良好に確認することが可能となる。
【0020】
なお、本発明においては、シャッター装置の遮光周期が電子ビームの走査周波数と同期する周期とわずかにずれた近傍周期をも包含するものであり、かかる近傍周期においても、照射位置の観測状態は明確なままに電子ビームが走査される状況を観察することが可能である。また、電子ビームの監視は、覗き窓を介しての監視に限定されず、真空容器内に設置したモニターにより行ってもよく、このモニターのレンズの前面に遮光周期可変速式のシャッター装置を取付けることによっても行うことができる。
【0021】
本発明の製造方法においては、たとえ大パワーの電子ビームであっても、照射位置を良好に確認することができることから、電子ビームの偏向制御により確実に目視しながら電子ビームの位置制御を行うことが可能となり、作業能率向上と異常照射の防止を図ることができる。本発明の製造方法は、電子ビーム監視用の覗き窓を電子ビームの走査周波数と同期する周期またはその近傍周期にて遮光し得る限り、磁気記録媒体の製造装置、特にはその遮光用シャッター装置は如何なる構造のものでもよいが、以下にかかる製造装置の好適例につき具体的に説明する。
【0022】
本発明の磁気記録媒体の製造装置の好適例においては、真空容器の側面に設けられた電子ビーム監視用覗き窓用の孔に、図1に示すように遮光用シャッター装置11を取付け、この遮光用シャッター装置11を遮光周期変動自在の可変速式遮光用回転シャッター装置とする。
【0023】
かかる可変速式遮光用回転シャッター装置の具体例を図2に示す。図2の(イ)は、電子ビーム監視用覗き窓用の孔に取付けられていないときの可変速式遮光用回転シャッター装置21を示しており、(ロ)は(イ)に示すA−A線に沿う切断面を示す。取付けに際しては、円筒体27端部の取付けフランジ22がネジ等の締結手段を用いて電子ビーム監視用覗き窓用の孔の外縁部12に気密状態で接合される。フランジ22と反対側の円筒体27端部は、等間隔で放射状にスリット23が入った円盤29が収納された円筒形ジャケット28に、スリット23が回転通過する位置にて気密状態で接合され、該円筒形ジャケット28の反対側に気密状態で取り付けられた覗き窓24とその中心軸が一致する。円筒形ジャケット28は、かかる中心軸と同じ中心軸を有する穴が両面に穿設され、覗き窓24よりスリット23を介して真空容器内の電子ビームを監視することができるようになっている。
【0024】
円筒形ジャケット28内の円盤29は、変圧器30に接続された回転速度可変の回転モーター25の回転軸26に取り付けられ、この円盤29を回転駆動させることにより覗き窓24が所望の周期にて遮光されることになる。この際、円盤29を回転モーター25の回転軸26に直接取付けずに、プーリーを利用する方法や、ラックアンドピニオン、ギヤ等を利用する回転伝達手段等を用いてもよく、円盤29の回転手段は特に制限されるべきものではないが、好ましくはプーリー利用法を採用する。
【0025】
プーリー利用法による可変速式遮光用回転シャッター装置の具体例を図3に示す。図3は、電子ビーム監視用覗き窓用の孔に取付けられた可変速式遮光用回転シャッター121の側面図を示す。基本構造は図2に示すタイプのものと同じであり、斜め蒸着装置101への取付けに際しては、円筒体127端部の取付けフランジ122が電子ビーム監視用覗き窓用の孔の外縁部112に気密状態で接合される。ここで、円筒形ジャケット128内の円盤129は、その回転軸130に円筒形ジャケット128の外部においてプーリー131が取付けられ、このプーリー131と、変圧器133に接続された回転速度可変の回転モーター125の回転軸126との間に配置されたベルト132を介して回転駆動される。かかるプーリー利用法を採用することで、円筒体127を短くすることができ、その結果、それだけ覗き窓124からの内部の視界が広くなるという利点が得られる。
【0026】
従来の遮光用回転シャッター装置は、その回転速度を変更可能とするものではなく、単に所定の回転速度が得られれば十分に所期の目的を達成することができた。これに対し、本発明においては、円盤29、129の回転速度を変更可能とすることが重要である。即ち、円盤29、129の回転速度を電子ビームの走査周波数と同期がとれるように変更可能とすることが重要である。回転モーター25、125の回転速度の制御手段は変圧器の使用等、いかなる手段であってもよいが、好ましくは覗き窓監視者が電子ビームを監視しながら直接操作できる手段とする。
【0027】
従来より使用されている斜め蒸着法用の製造装置に、上記可変速方式である遮光用回転シャッターを取付け、覗きガラス窓の遮光周期を電子ビームの走査周波数と同期させた後、電子ビームの偏向制御を行なえば、常に電子ビームを正常状態に偏向させて、蒸着るつぼ内の正しい位置に照射することができる。
【0028】
本発明により製造される磁気記録媒体は、非磁性基体2上に斜め蒸着法により形成された強磁性金属薄膜を含む磁性層を有するものである。斜め蒸着法においては、非磁性基体2が走行可能な真空容器内を10-3Paまで排気した後、電子銃6にて蒸発材料を加熱し溶融させ、蒸発させることが好ましい。蒸発材料としては、Fe、Co、Niの磁性金属単独またはこれらの混合材料、あるいはCo−Ni−Cr、Fe−Ni−N、Co−Ni−Taなどの三成分系を用いてもよく、蒸発材料自体は特に制限されるべきものではない。
【0029】
蒸着の際には、表面保護と磁気特性制御のために酸化性ガスを導入してもよい。導入すべき酸化性ガスとしては、酸素、オゾン、亜酸化窒素などより適宜選択することができる。また、本発明は、磁性層が単層でも、あるいは2層以上の多層膜でも適用可能である。かかる磁性層全体の厚みは30〜500nmの範囲内で制御することが好ましい。この厚みが30nmより薄い場合はスチル耐久性が不安定となり、一方、500nmより厚いと損失増大のため電磁変換特性が低下する。さらに本発明において斜め蒸着するにあたり、冷却ドラムの回転方向は同方向でも逆方向でもよく、要求される電磁変換特性を満足するように設計すればよく、特に限定されるものではない。
【0030】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。
図1に示す構造の斜め蒸着装置1を用いて、厚さ6μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムからなる非磁性基体2上に、酸素を導入しながら磁性層膜厚200nmの強磁性金属薄膜を形成した。
【0031】
電子銃から射出される電子ビーム6Bの平均の最小入射角θminを50度、Co金属蒸着るつぼ5の湯面と冷却ドラム4の蒸着面の平均距離を約300mm、遮蔽板9の開口幅(磁性層成膜幅)を500mmとした。
【0032】
まず、真空容器内の圧力を10−3Paに保った。この状態で電子銃6の偏向方向を調節し、この電子銃からの電子ビームがるつぼ5のCo金属中央に照射されるように調整した。この状態で、電子銃の投入パワーを増大させていき、次いで、非磁性基体2を50m/分で走行させ、Co金属をるつぼ5に供給しながら電子銃6からの電子ビームでCo金属を溶解させ、蒸着を行なった。電子銃6からの電子ビーム6Bは、図5に示すように、るつぼ5のCo金属表面のるつぼ長手方向に走査した。電子銃6のパワーは200kWとし、そのとき照射状態を観測した。ガス供給ノズルからは、蒸着時に酸素主成分のガスを適宜調整して供給した。また、蒸着目標厚は200nmとした。なお、蒸着るつぼ5は、酸化マグネシウム製のものを用いた。
【0033】
電子ビーム走査周波数は200ヘルツとした。遮光用回転スリットは図2に示す4本のタイプのものを使用した。遮光周期はスリット回転数を制御して電子ビーム走査と同期の有無を確認した。判定は覗き窓からの目視観察により、電子ビーム収束幅W(図5)を目測した。また走査状態の確認し易さを◎○×等で表現した。◎は電子ビーム走査状態が静止または走査周波数が目で確実に認識出来る状態、○はちらつくが走査が見える状態、×はほとんど見えない状態、××は全く見えない状態を夫々示す。得られた判定結果と製造された磁気テープの品質評価結果を下記の表1に示す。
【0034】
【表1】

Figure 0004906149
【0035】
表1から明らかなように、電子ビーム収束幅は比較例1〜3が60mmであるのに対し、実施例1〜3では10mm未満と観測状態が改善されていることが分かる。同様に走査状態も、比較例1〜3のものは全く目視では見えない状態であったが、実施例1〜3ではほぼ静止状態で観測することができた。また、電磁変換特性の変動は比較例1〜3では±1.2〜1.5dBまで大きく変動しているのに対して、実施例1〜3では電子ビームの位置制御を確実に行うことができた結果、±0.3%と変動幅が大幅に改善された。同様に、エラーレートは比較例1〜3が8〜9×10−5であったのに対し、実施例1〜3では1〜2×10−5と改善された。さらに、膜厚変動率も比較例1〜3が±17〜18%の変動があったのに対し、実施例1〜3では±4〜5%と改善された。
【0036】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、電子ビームの投入パワーが増大した状況下においても作業能率が格段に向上し、かつ異常照射が防止される。その結果、効率よくかつ安全に、品質の安定した蒸着膜を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】磁気記録媒体の製造装置を説明するための模式図である。
【図2】(イ)は、可変速式遮光用回転シャッター装置の外観を示す斜視図である。
(ロ)は、上記可変速式遮光用回転シャッター装置の内部構造を示す断面図である。
【図3】本発明の好適例の可変速式遮光用回転シャッター装置の部分側面図である。
【図4】電子ビーム投入パワーによるビーム収束状態の差異を示す説明図である。
【図5】るつぼ上を電子ビームが走査する状態を示す説明図である。
【符号の説明】
1,101 斜め蒸着装置
2 非磁性基体
3 供給ロール
4 冷却ドラム
5 蒸着るつぼ
6 電子銃
6B 電子ビーム
7 巻き取りロール
8 真空排気ポンプ
9 遮蔽板
10 シャッター
11 遮光用シャッター装置
12,112 外縁部
21,121 可変速式遮光用回転シャッター装置
22,122 真空取付けフランジ
23 スリット
24,124 覗き窓
25,125 回転モーター
26,126 回転軸
27,127 円筒体
28,128 円筒形ジャケット
29,129 円盤
30,133 変圧器
31 電子銃
31B 電子ビーム
32 電子ビーム偏向コイル
33 蒸着るつぼ
34 照射位置
130 回転軸
131 プーリー
132 ベルト
W 電子ビーム収束幅[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing a magnetic recording medium, and more particularly, in a vacuum vessel equipped with an electron gun and a vapor deposition crucible, vapor deposition material in the vapor deposition crucible is evaporated by an electron beam emitted from the electron gun. In addition, the present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing a magnetic recording medium capable of accurately monitoring such an electron beam when depositing it on a material to be deposited.
[0002]
[Prior art]
Vapor deposition is a technique in which a vapor deposition material in a vapor deposition crucible is evaporated by an electron beam generated by an electron gun in a vacuum vessel and vapor deposited on the material to be deposited.
[0003]
One application example of such a vapor deposition technique is the formation of a ferromagnetic metal thin film of a magnetic recording medium. In this film forming process, a magnetic tape having a magnetic layer of a ferromagnetic metal thin film mainly composed of Co (cobalt) or Co and further containing Ni (nickel), Cr (chromium) or the like is formed by an oblique deposition method. It is known that a magnetic tape having a ferromagnetic metal thin film formed as described above as a magnetic layer has a high saturation magnetic flux density and a high coercive force, and exhibits excellent electromagnetic characteristics.
[0004]
In such an oblique vapor deposition method, a ferromagnetic metal vapor is made incident on the surface of a nonmagnetic substrate at a specific angle to form a ferromagnetic metal thin film composed of columnar crystal particles inclined with respect to the substrate. In the conventional oblique deposition method, for example, an oblique deposition apparatus 1 having a configuration schematically shown in FIG. 1 is used. In this oblique vapor deposition apparatus 1, a long film-like nonmagnetic substrate 2 is unwound from a supply roll 3 in a vacuum container and conveyed along the surface of a rotating cooling drum 4, while being placed in a stationary vapor deposition crucible 5. By irradiating the electron beam 6B from the electron gun 6 to the ferromagnetic metal, which is the vapor deposition material, to form a molten metal of the vapor deposition material, and to generate an evaporation material of the vapor deposition material and perform oblique vapor deposition, A ferromagnetic metal thin film is formed on the surface. Confirmation of the irradiation position of the electron beam into the vapor deposition crucible 5 has been performed with an electron beam monitoring viewing window provided with a light shielding shutter device 11 provided on the side surface of the vacuum vessel.
[0005]
The nonmagnetic substrate 2 on which the ferromagnetic metal thin film is formed is wound up on a winding roll 7. The shielding plate 9 is provided to regulate the incident angle of the deposited ferromagnetic metal. An opening is formed in the shielding plate 9 so that the evaporated metal is deposited only at a predetermined portion of the nonmagnetic substrate 2, and a shutter 10 is provided in the opening, and arrows are provided at the initial stage and the end stage of the deposition. It has the function of blocking the opening and preventing unnecessary vapor deposition. Further, an oxygen supply nozzle (not shown) is provided between the shielding plate 9 and the shutter 10 in order to introduce a gas such as oxygen into the vapor deposition section. Furthermore, an evacuation pump 8 is provided to keep the inside of the vacuum vessel at a predetermined pressure.
[0006]
In such a vapor deposition apparatus 1, when the input power of an electron beam for Co vapor deposition increases with today's mass production, the focal point of the electron beam 6 </ b> B diffuses due to repulsion between electrons, and the electrons in the vapor deposition crucible 5. A state occurs in which the beam irradiation position cannot be confirmed.
[0007]
Conventionally, as shown in FIG. 4 (a), since the injection power of the electron beam 31B emitted from the electron gun 31 was small, the focus was focused on the irradiation position 34 into the evaporation crucible 33. The confirmation is simple, and the light blocking shutter device 11 shown in FIG. 1 only has to be able to block a large amount of light from the evaporation source to a light amount that allows visual confirmation. However, as the input power of the electron beam increases, the focus of the electron beam 31B emitted from the electron gun 31 is diffused as shown in FIG. 4B, making it difficult to confirm the irradiation position. Specifically, when the input power is increased from the state where the electron beam irradiation position is in focus, the focus gradually diffuses and the entire deposition crucible emits white light, and even if there is a light shielding shutter device, the irradiation position I can no longer confirm.
[0008]
If the electron beam irradiation position does not accurately come to the center of the deposition crucible, the quality will be adversely affected, such as deterioration of electromagnetic conversion characteristics due to deviation of the incident angle, dropout and error rate increase due to bumping, and unstable magnetic layer thickness. There is a danger of giving. Further, when the irradiation was continued without confirming the electron beam irradiation position, the electron beam 6B was directly irradiated to the vapor deposition crucible 5 or the main body of the apparatus 1, and there was a risk of damaging them.
[0009]
In order to avoid such a risk, the vapor deposition apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-81135 is provided with an electron beam abnormal irradiation detection device, and the electron beam is irradiated to members and portions other than the vapor deposition material in the vapor deposition crucible. By detecting abnormal X-rays generated by this, and stopping the operation of the electron gun based on the detection result, damage to the vapor deposition crucible and the apparatus main body is prevented.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
According to the technique described in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 6-81135, when it is detected that the electron beam has come off the vapor deposition crucible, the entire apparatus is stopped. Although it can be avoided, the apparatus must be stopped one by one, so that there is a problem that work efficiency is extremely deteriorated. Such a problem is particularly remarkable when the vapor deposition material is a ferromagnetic material.
[0011]
In addition, it is necessary to monitor the melted surface in the vapor deposition crucible at the time of vapor deposition. However, since the light emission associated with melting by the electron beam has a very high luminance, it is impossible to monitor with the naked eye as it is. For this reason, as described above, there has been proposed a method of providing a light-shielding rotary shutter mechanism in the observation window for confirming the electron beam irradiation position (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 3-030257). When the input power is increased, it is inevitable that even if a rotating shutter mechanism for shielding light is provided, it becomes difficult to confirm the beam position due to the diffusion of the beam due to electron repulsion.
[0012]
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and even if the input power of the electron beam is increased, the irradiation position of the electron beam can be reliably confirmed from the outside, and the vapor deposition operation is performed efficiently. It is another object of the present invention to provide a method and an apparatus for manufacturing a magnetic recording medium that can obtain a deposited film with stable quality.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the object can be achieved by monitoring the electron beam while shielding light in a period synchronized with the scanning frequency of the electron beam or in the vicinity thereof. The headline and the present invention were completed.
[0014]
That is, the method for manufacturing a magnetic recording medium of the present invention evaporates the vapor deposition material in the vapor deposition crucible by an electron beam emitted from the electron gun in a vacuum vessel equipped with an electron gun and a vapor deposition crucible. In the method of manufacturing a magnetic recording medium in which the material is vapor-deposited on the material to be vapor-deposited, the electron beam is monitored while being shielded from light in a period synchronized with the scanning frequency of the electron beam or in the vicinity thereof.
[0015]
In the manufacturing method of the present invention, the light shielding period of the observation window is varied while synchronizing with the scanning frequency of the electron beam while visually monitoring the observation beam from the observation window for monitoring the electron beam provided on the side surface of the vacuum vessel. By setting the light shielding period to be performed or the period in the vicinity thereof, the deflection control of the electron beam can be performed satisfactorily.
[0016]
An apparatus for manufacturing a magnetic recording medium according to the present invention includes an electron gun and a vapor deposition crucible in a vacuum vessel, and vaporizes a vapor deposition material in the vapor deposition crucible by an electron beam emitted from the electron gun, which is vapor deposited material In the apparatus for manufacturing a magnetic recording medium to be vapor-deposited, a viewing window hole for electron beam monitoring is formed on the side surface of the vacuum vessel, and a period synchronized with the scanning frequency of the electron beam is provided in the viewing window hole or A variable-speed light-shielding rotary shutter device that shields light in the vicinity thereof is attached.
[0017]
In the manufacturing apparatus of the present invention, the variable-speed light-shielding rotary shutter device includes a disk having slits radially spaced at equal intervals, and a viewing window for monitoring the electron beam at a rotation passing position of the slit. It is preferable. Particularly preferably, the disk is rotated via a rotational drive transmission means disposed between the disk and a motor disposed at a location separated from the disk.
[0018]
By monitoring the electron beam while shielding light at a period synchronized with the electron beam scanning frequency, it is possible to observe the electron beam irradiation position having a period of several hundreds of hertz, which cannot be observed by visual observation, at a single point. . Further, the focus becomes clear even with an electron beam for vapor deposition whose input power has increased with the mass production of today, and the electron beam irradiation position in the vapor deposition crucible can be confirmed well. As a result, it is possible to control the position of the electron beam while reliably observing it with the deflection control of the electron beam. Further, by slightly shifting the synchronization, it is also possible to observe the situation where the observation state of the irradiation position of the electron beam is kept clear and the state being scanned in the crucible. As a result, in the present invention, the work efficiency is remarkably improved, and the electron beam does not irradiate the vapor deposition material and irradiates the vapor deposition crucible and the inner wall of the apparatus main body to damage them (abnormal irradiation). Is prevented. Furthermore, risk factors that adversely affect quality, such as deterioration of electromagnetic conversion characteristics, increase in dropout and error rate, and instability of the magnetic layer thickness, are also eliminated.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be specifically described.
The method for manufacturing a magnetic recording medium of the present invention can be carried out by attaching a variable shutter speed type shutter device to a hole for an electron beam monitoring viewing window of a conventionally used magnetic recording medium manufacturing apparatus. it can. For example, a shutter device capable of changing the light shielding period is installed in a hole for an electron beam monitoring viewing window provided on the side surface of the vacuum vessel, and the light shielding period of the electron beam monitoring viewing window in this shutter device is the electron beam scanning frequency. If the electron beam is monitored by adjusting the shutter so that it becomes a period synchronized with the electron beam, it becomes possible to observe the electron beam irradiation position at a single point, and even if it is a high power electron beam, the irradiation position can be confirmed well It becomes possible to do.
[0020]
In the present invention, the light shielding period of the shutter device includes a neighboring period slightly shifted from the period synchronized with the scanning frequency of the electron beam, and the observation state of the irradiation position is clear even in the neighboring period. It is possible to observe the situation where the electron beam is scanned as it is. In addition, monitoring of the electron beam is not limited to monitoring through a viewing window, but may be performed by a monitor installed in a vacuum vessel, and a shutter device with a variable light-shielding cycle type is attached to the front surface of the lens of the monitor. Can also be done.
[0021]
In the manufacturing method of the present invention, even if a high-power electron beam is used, the irradiation position can be confirmed satisfactorily. This makes it possible to improve work efficiency and prevent abnormal irradiation. The manufacturing method of the present invention provides a manufacturing apparatus for a magnetic recording medium, in particular, a shutter device for light shielding, as long as the viewing window for monitoring an electron beam can be shielded in a period synchronized with the scanning frequency of the electron beam or in the vicinity thereof. Although it may have any structure, a preferred example of the manufacturing apparatus according to the present invention will be specifically described below.
[0022]
In a preferred embodiment of the magnetic recording medium manufacturing apparatus of the present invention, a light-shielding shutter device 11 is attached to an electron beam monitoring viewing window hole provided on the side surface of the vacuum vessel as shown in FIG. The shutter device 11 is a variable-speed light-shielding rotary shutter device with variable light-shielding cycle.
[0023]
A specific example of such a variable-speed light shielding rotary shutter device is shown in FIG. FIG. 2 (a) shows the variable-speed light-shielding rotary shutter device 21 for light shielding when it is not attached to the electron beam monitoring viewing hole, and (b) is an AA shown in FIG. A cut surface along the line is shown. At the time of attachment, the attachment flange 22 at the end of the cylindrical body 27 is joined to the outer edge portion 12 of the hole for the observation window for electron beam monitoring in an airtight state using fastening means such as screws. The end of the cylindrical body 27 opposite to the flange 22 is joined to a cylindrical jacket 28 in which a disk 29 having slits 23 radially arranged at equal intervals is accommodated in an airtight state at a position where the slit 23 passes through, The observation window 24 attached in an airtight state to the opposite side of the cylindrical jacket 28 coincides with its central axis. The cylindrical jacket 28 has holes having the same central axis as that of the central axis on both sides, so that the electron beam in the vacuum chamber can be monitored from the observation window 24 through the slit 23.
[0024]
A disk 29 in the cylindrical jacket 28 is attached to a rotary shaft 26 of a rotary motor 25 having a variable rotation speed connected to a transformer 30, and the observation window 24 is rotated at a desired cycle by rotating the disk 29. It will be shielded from light. At this time, instead of directly attaching the disk 29 to the rotating shaft 26 of the rotary motor 25, a method using a pulley, a rotation transmission means using a rack and pinion, a gear, or the like may be used. Is not particularly limited, but preferably a pulley utilization method is adopted.
[0025]
FIG. 3 shows a specific example of a variable-speed light shielding rotary shutter device using a pulley. FIG. 3 is a side view of the variable-speed light-shielding rotary shutter 121 attached to the electron beam monitoring viewing window hole. The basic structure is the same as that of the type shown in FIG. 2, and when mounting to the oblique deposition apparatus 101, the mounting flange 122 at the end of the cylindrical body 127 is airtight to the outer edge 112 of the hole for the observation window for electron beam monitoring. Joined in state. Here, the disk 129 in the cylindrical jacket 128 has a pulley 131 attached to the rotating shaft 130 outside the cylindrical jacket 128, and a rotary motor 125 having a variable rotational speed connected to the pulley 131 and the transformer 133. The rotary shaft 126 is rotationally driven via a belt 132 disposed between the rotary shaft 126 and the rotary shaft 126. By adopting such a pulley utilization method, the cylindrical body 127 can be shortened, and as a result, an advantage that the internal field of view from the viewing window 124 is widened accordingly.
[0026]
The conventional light-shielding rotary shutter device does not allow the rotational speed to be changed, and can simply achieve the intended purpose if a predetermined rotational speed is obtained. On the other hand, in the present invention, it is important that the rotational speeds of the disks 29 and 129 can be changed. That is, it is important that the rotational speeds of the disks 29 and 129 can be changed so as to be synchronized with the scanning frequency of the electron beam. The means for controlling the rotational speed of the rotary motors 25 and 125 may be any means such as the use of a transformer, but is preferably a means that can be directly operated by a viewing window monitor while monitoring the electron beam.
[0027]
A rotating shutter for light shielding, which is the above variable speed method, is attached to a manufacturing apparatus for oblique vapor deposition that has been used conventionally, and after the light shielding period of the sight glass window is synchronized with the scanning frequency of the electron beam, the deflection of the electron beam is performed. If control is performed, the electron beam can always be deflected to a normal state and irradiated to the correct position in the vapor deposition crucible.
[0028]
The magnetic recording medium manufactured according to the present invention has a magnetic layer including a ferromagnetic metal thin film formed on the nonmagnetic substrate 2 by an oblique vapor deposition method. In the oblique vapor deposition method, it is preferable that after evacuating the inside of the vacuum vessel in which the nonmagnetic substrate 2 can travel to 10 −3 Pa, the evaporation material is heated and melted by the electron gun 6 to be evaporated. As the evaporation material, Fe, Co, Ni magnetic metals alone or a mixed material thereof, or a ternary system such as Co—Ni—Cr, Fe—Ni—N, Co—Ni—Ta may be used. The material itself is not particularly limited.
[0029]
During vapor deposition, an oxidizing gas may be introduced for surface protection and magnetic property control. The oxidizing gas to be introduced can be appropriately selected from oxygen, ozone, nitrous oxide, and the like. The present invention can also be applied to a single magnetic layer or a multilayer film having two or more layers. The total thickness of the magnetic layer is preferably controlled within a range of 30 to 500 nm. If the thickness is less than 30 nm, the still durability becomes unstable. On the other hand, if the thickness is more than 500 nm, the electromagnetic conversion characteristics deteriorate due to increased loss. Further, in the present invention, when the oblique vapor deposition is performed, the rotation direction of the cooling drum may be the same direction or the reverse direction, and it may be designed to satisfy the required electromagnetic conversion characteristics, and is not particularly limited.
[0030]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples.
A ferromagnetic metal thin film having a magnetic layer thickness of 200 nm is formed on a nonmagnetic substrate 2 made of a polyethylene terephthalate (PET) film having a thickness of 6 μm while introducing oxygen using the oblique vapor deposition apparatus 1 having the structure shown in FIG. did.
[0031]
The average minimum incident angle θmin of the electron beam 6B emitted from the electron gun is 50 degrees, the average distance between the molten metal surface of the Co metal deposition crucible 5 and the deposition surface of the cooling drum 4 is about 300 mm, and the opening width of the shielding plate 9 (magnetic The layer forming width was 500 mm.
[0032]
First, the pressure in the vacuum vessel was kept at 10-3 Pa. In this state, the deflection direction of the electron gun 6 was adjusted so that the electron beam from the electron gun was irradiated on the center of the Co metal of the crucible 5. In this state, the input power of the electron gun is increased, then the non-magnetic substrate 2 is run at 50 m / min, and the Co metal is melted by the electron beam from the electron gun 6 while supplying the Co metal to the crucible 5. And vapor deposition was performed. The electron beam 6B from the electron gun 6 was scanned in the crucible longitudinal direction of the Co metal surface of the crucible 5 as shown in FIG. The power of the electron gun 6 was 200 kW, and the irradiation state was observed at that time. From the gas supply nozzle, an oxygen-based gas was appropriately adjusted and supplied during vapor deposition. The target deposition thickness was 200 nm. The vapor deposition crucible 5 was made of magnesium oxide.
[0033]
The electron beam scanning frequency was 200 hertz. Four types of light-shielding rotary slits shown in FIG. 2 were used. The light shielding period was controlled by controlling the number of revolutions of the slit to confirm the presence or absence of synchronization with the electron beam scanning. The determination was performed by visually observing the electron beam convergence width W (FIG. 5) by visual observation from a viewing window. In addition, the ease of confirming the scanning state is expressed by ◎ ○ × etc. The symbol ◎ indicates that the electron beam scanning state is still or the scanning frequency can be reliably recognized by the eye, the symbol ○ indicates flickering but the scanning is visible, the symbol X indicates that it is hardly visible, and the symbol XX indicates that it is not visible at all. The obtained determination results and the quality evaluation results of the manufactured magnetic tape are shown in Table 1 below.
[0034]
[Table 1]
Figure 0004906149
[0035]
As can be seen from Table 1, the electron beam convergence width is 60 mm in Comparative Examples 1 to 3, whereas in Examples 1 to 3, the observation state is improved to be less than 10 mm. Similarly, the scanning states of Comparative Examples 1 to 3 were not visible at all, but Examples 1 to 3 could be observed in a substantially stationary state. In addition, the electromagnetic conversion characteristics fluctuate greatly from ± 1.2 to 1.5 dB in Comparative Examples 1 to 3, whereas in Examples 1 to 3, the position control of the electron beam can be reliably performed. As a result, the fluctuation range was significantly improved to ± 0.3%. Similarly, the error rate of Comparative Examples 1 to 3 was 8 to 9 × 10 −5 , while that of Examples 1 to 3 was improved to 1 to 2 × 10 −5 . Furthermore, the film thickness variation rate was improved to ± 4 to 5% in Examples 1 to 3, while the variation in Comparative Examples 1 to 3 was ± 17 to 18%.
[0036]
【Effect of the invention】
As described above, according to the present invention, the work efficiency is remarkably improved and abnormal irradiation is prevented even under a situation where the input power of the electron beam is increased. As a result, it is possible to obtain a vapor deposition film having a stable quality efficiently and safely.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining an apparatus for manufacturing a magnetic recording medium.
FIG. 2A is a perspective view showing an appearance of a variable-speed light-shielding rotary shutter device.
(B) is a cross-sectional view showing the internal structure of the variable-speed light shielding rotary shutter device.
FIG. 3 is a partial side view of a variable-speed light-shielding rotary shutter device according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a difference in beam convergence state depending on electron beam input power.
FIG. 5 is an explanatory view showing a state in which an electron beam scans on a crucible.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101 Inclined vapor deposition apparatus 2 Nonmagnetic base | substrate 3 Supply roll 4 Cooling drum 5 Vapor deposition crucible 6 Electron gun 6B Electron beam 7 Winding roll 8 Vacuum exhaust pump 9 Shielding plate 10 Shutter 11 Light shielding shutter apparatus 12, 112 Outer edge part 21, 121 Rotating shutter device 22 for variable speed type light shielding 22, 122 Vacuum mounting flange 23 Slit 24, 124 Viewing window 25, 125 Rotating motor 26, 126 Rotating shaft 27, 127 Cylindrical body 28, 128 Cylindrical jacket 29, 129 Disc 30, 133 Transformer 31 Electron gun 31B Electron beam 32 Electron beam deflection coil 33 Deposition crucible 34 Irradiation position 130 Rotating shaft 131 Pulley 132 Belt W Electron beam convergence width

Claims (5)

電子銃と蒸るつぼとを備えた真空容器内にて、該電子銃から射出される電子ビームにより該蒸着るつぼ内の蒸着材料を蒸発させ、これを被蒸着材料に蒸着させる磁気記録媒体の製造方法において、電子ビームの走査周波数と同期する周期またはその近傍周期にて遮光しながら該電子ビームを監視することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。At the electron gun and the vapor deposition vacuum container and a crucible, the electron beams emitted from the electron gun to evaporate the deposition material in the vapor deposition crucible, the production of magnetic recording media to be deposited on the deposited material which A method of manufacturing a magnetic recording medium, characterized in that the electron beam is monitored while being shielded from light in a period synchronized with the scanning frequency of the electron beam or in the vicinity thereof. 前記真空容器の側面に設けられた電子ビーム監視用の覗き窓から前記監視を目視にて行いながら該覗き窓の遮光周期を変動させて電子ビームの走査周波数と同期する遮光周期またはその近傍周期を設定する請求項1記載の製造方法。  While performing the monitoring visually from the observation window for electron beam monitoring provided on the side surface of the vacuum vessel, the light shielding period synchronized with the scanning frequency of the electron beam is varied by changing the light shielding period of the observation window. The manufacturing method of Claim 1 to set. 真空容器内に電子銃と蒸るつぼとを備え、該電子銃から射出される電子ビームにより該蒸着るつぼ内の蒸着材料を蒸発させ、これを被蒸着材料に蒸着させる磁気記録媒体の製造装置において、前記真空容器の側面に電子ビーム監視用の覗き窓用の孔が穿設され、該覗き窓用の孔に、電子ビームの走査周波数と同期する周期またはその近傍周期にて遮光する可変速式遮光用回転シャッター装置を取付けたことを特徴とする磁気記録媒体の製造装置。And an electron gun and a vapor deposition crucible in a vacuum container, the electron beams emitted from the electron gun to evaporate the deposition material in the vapor deposition crucible, the apparatus for manufacturing a magnetic recording medium to be deposited on the deposited material which A variable-speed type in which a hole for a viewing window for monitoring an electron beam is formed in a side surface of the vacuum vessel, and the hole for the viewing window is shielded in a period synchronized with the scanning frequency of the electron beam or a period in the vicinity thereof. An apparatus for manufacturing a magnetic recording medium, comprising a rotating shutter device for shielding light. 前記可変速式遮光用回転シャッター装置が、等間隔で放射状にスリットが入った円盤と、該スリットの回転通過位置に前記電子ビーム監視用の覗き窓とを具備する請求項3記載の磁気記録媒体の製造装置。  4. The magnetic recording medium according to claim 3, wherein the variable-speed light-shielding rotary shutter device includes a disk having slits radially formed at equal intervals, and a viewing window for monitoring the electron beam at a rotational passage position of the slit. Manufacturing equipment. 前記円盤が、該円盤と離間した箇所に配置されたモーターとの間に配置された回転駆動伝達手段を介して回転される請求項4記載の磁気記録媒体の製造装置。  5. The apparatus for manufacturing a magnetic recording medium according to claim 4, wherein the disk is rotated via a rotational drive transmission means disposed between the disk and a motor disposed at a location separated from the disk.
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