(57)【要約】【課題】基板ホルダ及び磁気記録媒体製造方法において、搬送中の振動等に対しても基板の落下を抑制可能とすることを目的とする。【解決手段】ディスク状基板を保持する基板ホルダにおいて、開口部を有する本体部と、前記開口部内の前記基板の端部を押し付けて保持する複数の爪を備え、前記複数の爪の各々は、平坦形状を有し前記基板の端部を押し付ける先端部を有し、前記爪の前記先端部の基板把持力は２００ｇｆ〜４００ｇｆであり、前記爪の先端部の表面粗さＲｚは１７μｍ〜２５μｍであるように構成する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク状基板を保持する基板ホルダであって、
開口部を有する本体部と、
前記開口部内の前記基板の端部を押し付けて保持する複数の爪を備え、
前記複数の爪の各々は、平坦形状を有し前記基板の端部を押し付ける先端部を有し、
前記爪の前記先端部の基板把持力は２００ｇｆ〜４００ｇｆであり、
前記爪の先端部の表面粗さＲｚは１７μｍ〜２５μｍである、基板ホルダ。
【請求項２】
前記爪は、等角度間隔で設けられた３個の爪からなり、基部が前記本体部に固定された片持ち支持バネの先端部に設けられているか、或いは、前記片持ち支持バネ自体により形成されている、請求項１記載の基板ホルダ。
【請求項３】
前記基板の端部の表面粗さＲｚは０．０７μｍ〜０．１μｍである、請求項１又は２記載の基板ホルダ。
【請求項４】
前記爪の先端部と前記基板の端部との間の摩擦力は３０ｇｆ以上である、請求項１乃至３のいずれか１項記載の基板ホルダ。
【請求項５】
基板ホルダを開口部を有する本体部と前記開口部内のディスク状基板の端部を押し付けて保持する複数の爪を備えた構成とし、前記基板を前記基板ホルダに保持された状態で搬送して各成膜工程を実行することで、前記基板上に各種膜を形成して磁気記録媒体を製造する磁気記録媒体製造方法であって、
前記爪の先端部の基板把持力を２００ｇｆ〜４００ｇｆに設定し、
前記爪の先端部を表面粗さＲｚが１７μｍ〜２５μｍの平坦形状とする、磁気記録媒体製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板ホルダ及び磁気記録媒体製造方法に係り、特にディスク状基板を保持する基板ホルダ及び磁気記録媒体製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータの外部記憶装置等として用いられている磁気記憶装置の記憶容量は、年々大容量化が進んでいる。高密度記録を可能とする磁気ディスク等の磁気記録媒体を高品質、且つ、安定に製造するためには、スパッタ成膜工程における欠陥障害の低減を図る必要がある。
【０００３】
スパッタ成膜工程における欠陥障害の主要因の一つは、スパッタ装置内で発生する発塵である。スパッタ装置内で発生する発塵の主要因の一つは、基板を保持する爪と基板とが相対的にずれることによるものである。基板の両面に同時に成膜するスパッタ成膜工程では、スパッタ装置は基板を基板ホルダに保持した状態で各成膜工程を行う。上記の爪は、基板ホルダに設けられている。
【０００４】
図１は、第１の従来例における爪と基板との関係を説明する図である。図１の爪１−１の先端部はＶ字形状を有し、複数の爪１−１が基板２に押し付けられることで基板２が保持される。基板２は、爪１−１の先端部のＶ字形状の底部分に保持されることで、基板２が爪１−１から滑り落ちてしまうことを防止している。爪１−１の先端部の表面粗さＲａは約２．５μｍ、又は、表面粗さＲｚは約１０μｍである。図１中、２Ａ，２Ｂは、成膜処理を施される基板２の面（以下、基板表面と言う）である。
【０００５】
しかし、基板２が爪１−１の先端部のＶ字形状の斜面で保持されると、搬送中の振動等により基板２がずれやすく、このずれにより発塵が発生してしまう。又、近年注目されている垂直磁気記録媒体は、水平磁気記録媒体と比べると成膜厚が厚い媒体構造を有するため、このような基板２のずれによる発塵が生じやすい。一方、基板２の端部が爪１−１の先端部のＶ字形状で保持されると、基板２の端部が爪１−１の先端部のＶ字形状に覆われてしまい、成膜工程で基板２の端部の成膜を良好に行えない。
【０００６】
そこで、爪の先端部を平坦にした第２の従来例がある。図２は、第２の従来例における爪と基板との関係を説明する図である。図１の爪１−２の先端部は平坦形状を有し、複数の爪１−２が基板２に押し付けられることで基板２が保持される。爪１−２の先端部は平坦であり、爪１−１の場合のような斜面がないため、基板２の端部が接触する爪１−２の先端部の位置による基板２のずれは生じにくい。又、爪１−２の先端部は、爪１−１の場合のように基板２の端部を覆うことがないので、成膜工程で基板２の端部まで成膜を良好に行える。爪１−２の先端部の表面粗さは、爪１−１の場合と同様である。
【０００７】
爪１−２の場合、基板２に対する成膜工程により爪１−２の先端部にも膜が堆積する。このため、図３に示すように膜４が堆積することで、基板２の爪１−２に対するずれがより確実に防止できる。図３は、基板に対する成膜工程により爪の先端部に堆積する膜を説明する図である。
【特許文献１】特開２００１−２０９９８１号公報
【特許文献２】特開２００６−６６００８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、図３に示すような膜４が堆積するまでは、基板２は爪１−２の先端部から滑り落ち易いという問題があった。図４は、特に搬送中の振動等により基板２が滑り落ち易い方向を矢印で示す斜視図である。基板２が爪１−２の先端部から滑り落ちてしまうと、磁気記録媒体の生産性が著しく低下してしまう。
【０００９】
そこで、本発明は、搬送中の振動等に対しても基板の落下を抑制可能な基板ホルダ及び磁気記録媒体製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一観点によれば、ディスク状基板を保持する基板ホルダであって、開口部を有する本体部と、前記開口部内の前記基板の端部を押し付けて保持する複数の爪を備え、前記複数の爪の各々は、平坦形状を有し前記基板の端部を押し付ける先端部を有し、前記爪の前記先端部の基板把持力は２００ｇｆ〜４００ｇｆであり、前記爪の先端部の表面粗さＲｚは１７μｍ〜２５μｍである基板ホルダが提供される。
【００１１】
本発明の一観点によれば、基板ホルダを開口部を有する本体部と前記開口部内のディスク状基板の端部を押し付けて保持する複数の爪を備えた構成とし、前記基板を前記基板ホルダに保持された状態で搬送して各成膜工程を実行することで、前記基板上に各種膜を形成して磁気記録媒体を製造する磁気記録媒体製造方法であって、前記爪の先端部の基板把持力を２００ｇｆ〜４００ｇｆに設定し、前記爪の先端部を表面粗さＲｚが１７μｍ〜２５μｍの平坦形状とする磁気記録媒体製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
開示の基板ホルダ及び磁気記録媒体製造方法によれば、搬送中の振動等に対しても基板の落下を抑制可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
開示の基板ホルダ及び磁気記録媒体製造方法では、ディスク状基板の端部を、先端部が平坦形状を有する爪で保持する。爪の先端部の基板把持力が２００ｇｆ〜４００ｇｆの場合、この爪の先端部の表面粗さＲｚが１７μｍ〜２５μｍ、又は、表面粗さＲａが４．２μｍ〜６．３μｍである。基板把持力が２００ｇｆ以上であると、爪の先端部の保持力、即ち、爪の先端部と基板の端部との間の摩擦力が３０ｇｆ以上となり、搬送時の振動等によっても基板が爪の先端部から滑り落ちにくくなる。
【００１４】
以下に、本発明の基板ホルダ及び磁気記録媒体製造方法の各実施例を、図５以降と共に説明する。
【実施例】
【００１５】
図５は、本発明の一実施例における基板ホルダを示す斜視図である。図５中、基板ホルダ１１は、開口部１３が設けられた本体部１２を有する。本体部１２には、３個の爪２１が略等角度間隔で設けられている。各爪２１は、基部が本体部１２に固定された片持ち支持バネ２３の先端部に設けられているか、或いは、片持ち支持バネ２３自体により形成されている。開口部１３に挿入されたディスク状基板２の端部は、各爪２１の先端部に押し付けられた状態で保持される。基板２の両基板表面２Ａ，２Ｂに同時に成膜するスパッタ成膜工程では、スパッタ装置（図示せず）は基板２を基板ホルダ１１に保持した状態で各成膜工程を行う。スパッタ装置自体は周知の構成のものを使用可能であるため、その図示及び説明は省略する。磁気記録媒体製造方法は、基板２を基板ホルダ１１に保持された状態で搬送して各成膜工程を実行することで、基板２上に各種膜を形成して磁気記録媒体、即ち、磁気ディスクを製造する。
【００１６】
尚、爪２１の数は３個に限定されず、４個以上設けても良いが、最小限の爪２１の数で基板２を安定に保持するには、図５に示すように３個であることが好ましい。以下の説明では、図５において下側に位置する爪２１を下爪２１と呼び、上側に位置する一対の爪２１を上爪２１と呼ぶものとする。
【００１７】
図６は、爪２１と基板２との関係を説明する図である。図６に示すように、爪２１の先端部の面（以下、先端面と言う）２１−１は平坦形状を有する。図６の例では、先端面２１−１の両端部に突起２２−１が設けられており、先端面２１−１と突起２２−１により基板２の落下を防止するＵ字形状が形成されているが、突起２２−１は省略可能であり、図５では突起２２−１を有さない爪２１が図示されている。爪２１の少なくとも先端部又は先端面２１−１及び突起２２−１は、インコネル（Inconel、登録商標）（Ｘ７５０）、ＳＵＳ３０１−ＣＳＰ、ＳＵＳ３０４−ＣＳＰ、ＳＵＳ６３１−ＣＳＰ、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｔｇ）、ＳＫ−ＣＳＰ、バネ鋼鋼材ＳＵＰ３等の材料で形成されている。例えば、爪２１を上記の如き材料で形成し、面２１−１をノズル口径を４ｍｍ、エアー圧力を０．５ＭＰａとした周知の吸引式ブラスト洗浄機によるアルミナ＃４６又はアルミナ＃３０を用いたブラスト洗浄により加工すると、アルミナ＃４６を用いた場合は先端面２１−１の表面粗さＲｚを１７μｍ〜２０μｍに加工でき、アルミナ＃３０を用いた場合は先端面２１−１の表面粗さＲｚを２０μｍ〜２５μｍに加工できる。尚、爪２１を例えばインコネルで形成した場合、先端面２１−１の表面粗さＲｚを２５μｍを超える値に形成するには、専用のブラスト設備が必要となることに加え、爪２１の変形が生じやすくなるため、コスト及び生産性を考慮すると好ましくない。このため、先端面２１−１の表面粗さＲｚの上限は２５μｍとすることが好ましい。
【００１８】
基板２の端部の面２−１は平坦形状を有する。図６の例では、基板２の基板表面２Ａ，２Ｂと面２−１との間にはテーパ面が形成されているが、このテーパ面は極力小さくすることが可能である。基板２は、例えばガラスで形成された直径２．５インチのディスクである。この場合の面２−１の表面粗さＲｚは０．０７μｍ〜０．１μｍ、又、表面粗さＲａは０．０２μｍ〜０．０３μｍである。
【００１９】
本発明者は、把持力搬送時の振動等によっても基板２が爪２１の先端部から滑り落ちにくくなる基板把持力及び保持力について検証した。具体的には、図７のように支持された基板２に対して、上爪２１の先端部の基板把持力を１４１ｇｆ〜２８２ｇｆで変化させ、下爪２１の先端部の基板把持力を２００ｇｆ〜４００ｇｆで変化させた。図７は、図５における基板ホルダ１１の本体部１２を取り除いて示す図である。上爪２１（片持ち支持バネ２３）の基板表面２Ａ，２Ｂと平行な方向に沿った先端面２１−１の長さは０．５ｍｍ、下爪２１（片持ち支持バネ２３）の基板表面２Ａ，２Ｂと平行な方向に沿った先端面２１−１の長さは０．７ｍｍ〜０．８ｍｍとした。又、爪２１の先端面２１−１の表面粗さＲｚを１０μｍ〜２５μｍの範囲で変化させた。図７及び後述する図８及び図９のデータは、基板２の重量が４．７ｇ〜１２ｇの場合のデータである。
【００２０】
図８は、保持力（ｇｆ）と基板把持力（ｇｆ）との関係を示す図である。爪２１の先端部の保持力は、爪２１の先端面２１−１と基板２の端部の面２−１との間の摩擦力と等しい。保持力は、テンションゲージ（図示せず）で基板２が爪２１の先端面２１−１で保持されている部分を基板表面２Ａ，２Ｂに垂直な方向に押した時に基板２が落下するまでの荷重を測定することで求めた。図８中、Ｉは上爪２１の先端面２１−１の表面粗さＲｚが１０μｍの場合のデータ、ＩＩは上爪２１の先端面２１−１の表面粗さＲｚが２０μｍの場合のデータ、ＩＩＩは下上爪２１の先端面２１−１の表面粗さＲｚが１０μｍの場合のデータ、ＩＶは下爪２１の先端面２１−１の表面粗さＲｚが２０μｍの場合のデータを示す。
【００２１】
本発明者は、上爪２１及び下爪２１の保持力が３０ｇｆ以上であると基板２が爪２１の先端部から滑り落ち難く、上爪２１及び下爪２１の保持力が３０ｇｆとなるのは基板把持力が２００ｇｆ以上の場合であることを見出した。又、本発明者は、爪２１の変形や破損は、基板把持力が４００ｆｇを超える場合であることも見出した。
【００２２】
図９は、上爪２１及び下爪２１について、先端面２１−１の表面粗さＲｚと基板把持力との関係を図８のデータに基づいて示す図である。図９のデータから、例えば先端面２１−１の表面粗さＲｚが１０μｍの上爪２１及び下爪２１の基板把持力が２００ｇｆである第１のケースの場合、上爪２１の保持力は２４ｇｆ、下爪の保持力は３３ｇｆとなり、搬送時の振動等により基板２が爪２１の先端部から滑り落ちる確率は１．７０％であることを確認した。又、例えば先端面２１−１の表面粗さＲｚが２０μｍの上爪２１及び下爪２１の基板把持力が２００ｇｆである第２のケースの場合、上爪２１の保持力は３２ｇｆ、下爪の保持力は４３ｇｆとなり、搬送時の振動等により基板２が爪２１の先端部から滑り落ちる確率は第１のケースの約１／４である０．４０％であることを確認した。図８中、二点鎖線で示す範囲ＲＮＧＸでは、基板２が爪２１のの先端部から滑り落ちる確率は１．７％〜１００％であった。尚、図８中、一点鎖線で示す範囲ＲＮＧ１は、爪２１の先端部の基板把持力が２００ｇｆ〜４００ｇｆの範囲を示す。上記第１のケースは図２の従来例に相当する比較例であり、上記第２のケースは本実施例に相当する。
【００２３】
磁気記録媒体の製造工程で特に問題となるのが基板落下エラーであるが、上記第２のケースでは基板落下エラーの確率を０．４％に抑えることができ、上記第１のケースの１．７％と比べると約１／４に抑えることができることが確認された。このように、本実施例では、製造工程でのエラーが大幅に減少して磁気記録媒体の歩留まりを大幅に向上することが可能であることが確認された。
【００２４】
尚、上記第１のケースの場合、スパッタ成膜工程における欠陥障害が基板２のロットの途中から増加する傾向にあった。これは、スパッタ装置内で発生する発塵がロットの途中から蓄積されることによると考えられる。これに対し、上記第２のケースの場合、スパッタ成膜工程における欠陥障害が基板２のロットの途中から増加する傾向は見られなかった。これは、スパッタ装置内で発生する発塵が抑制されていることによると考えられる。
【００２５】
又、上記第１のケースの場合、基板２の基板面２Ａ，２Ｂ間で発生する欠陥障害の数が大きく異なる傾向が見られた。これは、基板２が爪２１の先端面２１−１上で搬送時の振動等によりずれることで基板２の位置ずれが生じることによると考えられる。一方、上記第２のケースの場合、基板２の基板面２Ａ，２Ｂ間で発生する欠陥障害の数が大きく異なる傾向は見られなかった。これは、基板２が爪２１の先端面２１−１上で搬送時の振動等によりずれが抑制され基板２の位置ずれが生じにくいことによると考えられる。
【００２６】
図１０は、爪２１の先端面２１−１の保持力（ｇｆ）と表面粗さＲｚ（μｍ）の関係を示す図である。図１０中、ＸＩは上爪２１に対するデータ、ＸＩＩは下爪２１に対するデータを示す。又、ＲＮＧＰは、爪２１の先端面２１−１の表面粗さＲｚが約１０μｍの場合を示し、ＲＮＧＩは爪２１の先端面２１−１の表面粗さＲｚが１７μｍ〜２５μｍの場合を示す。爪２１の先端部の基板把持力が２００ｇｆ〜４００ｇｆの場合、爪２１の先端面２１−１の表面粗さＲｚが１７μｍ〜２５μｍ（又は、表面粗さＲａが４．２μｍ〜６．３μｍ）であると、爪２１の先端部の保持力が３０ｇｆ以上となり、搬送時の振動等によっても基板２が爪２１の先端部から滑り落ちにくくなることが確認された。
【００２７】
尚、本実施例においても、図３の場合と同様に、基板２に対する成膜工程により爪２１の先端面２１−１にも膜が堆積する。この膜が堆積することで、基板２の爪２１の先端面２１−１に対するずれがより確実に防止できることは言うまでもない。
【００２８】
以上の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
ディスク状基板を保持する基板ホルダであって、
開口部を有する本体部と、
前記開口部内の前記基板の端部を押し付けて保持する複数の爪を備え、
前記複数の爪の各々は、平坦形状を有し前記基板の端部を押し付ける先端部を有し、
前記爪の前記先端部の基板把持力は２００ｇｆ〜４００ｇｆであり、
前記爪の先端部の表面粗さＲｚは１７μｍ〜２５μｍである、基板ホルダ。
（付記２）
前記爪は、等角度間隔で設けられた３個の爪からなり、基部が前記本体部に固定された片持ち支持バネの先端部に設けられているか、或いは、前記片持ち支持バネ自体により形成されている、付記１記載の基板ホルダ。
（付記３）
前記爪の少なくとも先端部又は先端面は、インコネル（Ｘ７５０）、ＳＵＳ３０１−ＣＳＰ、ＳＵＳ３０４−ＣＳＰ、ＳＵＳ６３１−ＣＳＰ、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｔｇ）、ＳＫ−ＣＳＰ、バネ鋼鋼材ＳＵＰ３から選択された１つの材用で形成されている、付記１又は２記載の基板ホルダ。
（付記４）
前記基板の端部の表面粗さＲｚは０．０７μｍ〜０．１μｍである、付記１乃至３のいずれか１項記載の基板ホルダ。
（付記５）
前記爪の先端部と前記基板の端部との間の摩擦力は３０ｇｆ以上である、付記１乃至４のいずれか１項記載の基板ホルダ。
（付記６）
基板ホルダを開口部を有する本体部と前記開口部内のディスク状基板の端部を押し付けて保持する複数の爪を備えた構成とし、前記基板を前記基板ホルダに保持された状態で搬送して各成膜工程を実行することで、前記基板上に各種膜を形成して磁気記録媒体を製造する磁気記録媒体製造方法であって、
前記爪の先端部の基板把持力を２００ｇｆ〜４００ｇｆに設定し、
前記爪の先端部を表面粗さＲｚが１７μｍ〜２５μｍの平坦形状とする、磁気記録媒体製造方法。
（付記７）
前記基板の端部の表面粗さＲｚは０．０７μｍ〜０．１μｍである、付記６記載の磁気記録媒体製造方法。
（付記８）
前記爪の先端部と前記基板の端部との間の摩擦力を３０ｇｆ以上に設定する、付記６又は７記載の磁気記録媒体製造方法。
【００２９】
以上、本発明を実施例により説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１の従来例における爪と基板との関係を説明する図である。
【図２】第２の従来例における爪と基板との関係を説明する図である。
【図３】基板に対する成膜工程により爪の先端部に堆積する膜を説明する図である。
【図４】基板が滑り落ち易い方向を矢印で示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施例における基板ホルダを示す斜視図である。
【図６】爪と基板との関係を説明する図である。
【図７】図５における基板ホルダの本体部を取り除いて示す図である。
【図８】保持力と基板把持力との関係を示す図である。
【図９】上爪及び下爪について、先端面の表面粗さＲｚと基板把持力との関係を図８のデータに基づいて示す図である。
【図１０】爪の先端面の保持力と表面粗さＲｚの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
２      基板
２Ａ，２Ｂ      基板面
１１      基板ホルダ
１２      本体部
１３      開口部
２１      爪
２１−１      先端面
２３      片持ち支持バネ
【図１】
2010067289.tif 000003
【図２】
2010067289.tif 000004
【図３】
2010067289.tif 000005
【図４】
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【図５】
2010067289.tif 000007
【図６】
2010067289.tif 000008
【図７】
2010067289.tif 000009
【図８】
2010067289.tif 000010
【図９】
2010067289.tif 000011
【図１０】
2010067289.tif 000012