JP2013175277A - 磁気記録媒体の製造装置および製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】キャリアを高速で搬送することが可能で、成膜室内の排気能力が高く、高い真空度を短時間で容易に確保できるインライン方式の磁気記録媒体の製造装置を提供する。
【解決手段】接続された複数の成膜室と、基板を保持するキャリアと、キャリアに成膜前の基板を載置する機構と、キャリアを接続された複数の成膜室内に順次搬送する機構と、キャリアから成膜後の基板を取り外す機構を有する磁気記録媒体の製造装置において、前記キャリアを搬送する機構をリニアモータとし、該リニアモータにキャリアの自重による落下を保持する機能を付与し、成膜室内にキャリアの自重による落下を保持するガイドを設ける構造とする。
【選択図】図6
【解決手段】接続された複数の成膜室と、基板を保持するキャリアと、キャリアに成膜前の基板を載置する機構と、キャリアを接続された複数の成膜室内に順次搬送する機構と、キャリアから成膜後の基板を取り外す機構を有する磁気記録媒体の製造装置において、前記キャリアを搬送する機構をリニアモータとし、該リニアモータにキャリアの自重による落下を保持する機能を付与し、成膜室内にキャリアの自重による落下を保持するガイドを設ける構造とする。
【選択図】図6
Description
本発明は、ハードディスク装置等に用いられる磁気記録媒体の製造装置および製造方法に関し、さらに詳しくは、磁気記録媒体のインライン方式製造装置の、基板を保持するキャリアの搬送装置に関する。
近年、ハードディスク装置等に用いられる磁気記録媒体の分野においては記録密度の向上が著しく、特に最近では、記録密度が10年間で100倍程度と、驚異的な速度で伸び続けている。
ハードディスク装置等に用いられる磁気記録媒体は、例えば図1に示すように、非磁性基板80と、非磁性基板80の両面あるいは片面上に順次積層されたシード層81、下地膜82、磁気記録膜83、保護膜84および潤滑剤層85から構成されている。このような構成の磁気記録媒体は、一般的には、インライン方式の成膜装置によって製造される。
図2はイオンライン方式の磁気記録媒体製造装置の一例を示す模式図、図3は磁気記録媒体製造装置のスパッタ成膜室とキャリアを示す模式図、図4は磁気記録媒体製造装置が備えるキャリアを示す側面図である。なお、図3において、実線で示すキャリアは、第1成膜位置に停止した状態を示し、破線で示すキャリアは、第2成膜位置に停止した状態を示す。すなわち、本例で示したスパッタ成膜室は、成膜室内に、基板に対向した2枚のターゲットがあるため、第1成膜位置に停止した状態でキャリアの左側の基板に成膜を行い、その後、キャリアが破線で示す位置に移動し、第2成膜位置に停止した状態で、キャリアの右側の基板に成膜を行う。なお、成膜室内に、基板に対向して4枚のターゲットがある場合は、このようなキャリアの移動は不要となり、キャリアの右側および左側に保持された基板に同時に成膜を行うことができる。
図2に示すように、インライン方式の磁気記録媒体製造装置は、例えば、基板カセット移載ロボット台1、基板カセット移載ロボット3、基板供給ロボット室2、基板供給ロボット34、基板取り付け室52、キャリアを回転させるコーナー室4、7、14、17、スパッタ成膜室および基板加熱成膜室5、6、8〜13、15、16、保護膜形成室18〜20、基板取り外し室54、基板取り外しロボット室22、基板取り外しロボット49、キャリアのアッシング室3A、複数の成膜用基板(非磁性基板)23、24が装着される複数のキャリア25を有している。
これら各室2、52、4〜20、54、3Aには、それぞれ真空ポンプが接続されており、これらの真空ポンプの動作によって減圧状態となされた各室内に、キャリア25を順次搬送し、各形成室内において、装着された成膜用基板23、24の両面に薄膜(例えば、シード層81、下地層82、磁気記録膜83および保護膜84)を形成することによって薄膜積層体の一例としての磁気記録媒体が得られるように構成されている。
図4に示すように、キャリア25は、支持台26と、支持台26の上面に設けられた複数の基板装着部27(本実施形態では2基搭載)とを有している。
基板装着部27は、成膜用基板(非磁性基板)23、24の厚さとほぼ等しい厚さを有する板体28に、成膜用基板23、24の外周より若干大径となされた円形状の貫通穴29が形成されて構成され、貫通穴29の周囲には、該貫通穴29の内側に向かって突出する複数の支持部材30が設けられている。この基板装着部27には、貫通穴29の内部に成膜用基板23、24が嵌め込まれ、その縁部に支持部材30が係合することによって、成膜用基板23、24が保持される。この基板装着部27は、装着された2枚の成膜用基板23、24の主面が支持台26の上面に対して略直交し、且つ、略同一面上となるように、支持台26の上面に並列して設けられている。以下、これら基板装着部27に装着される2枚の成膜用基板23、24を、それぞれ、第1成膜用基板23および第2成膜用基板24と称する。
基板カセット移載ロボット3は、成膜用基板23、24が収納されたカセットから、基板取り付け室2に基板を供給するとともに、基板取り外し室22で取り外された磁気ディスク(各薄膜81〜84が形成された成膜用基板23、24)を取り出す。この基板取り付け・取り外し室2、22の一側壁には、外部に開放された開口と、この開口を開閉する51、55が設けられている。
また、各室2、52、4〜20、54、3Aは隣接する2つの壁部にそれぞれ接続されており、これら各室の接続部には、ゲートバルブが設けられており、これらゲートバルブが閉状態のとき、各室内は、それぞれ独立の密閉空間となる。
コーナー室4、7、14、17は、キャリア25の移動方向を変更する室であり、その内部に、図示しない、キャリアを回転させて次の成膜室に移動させる機構が設けられている。
保護膜形成室18〜20は、第1成膜用基板23および第2成膜用基板24に形成された最上層の表面に、CVD法等によって、保護膜を形成する室である。保護膜形成室には、図示しない反応性ガス供給管および真空ポンプが接続されている。
反応性ガス供給管には、図示しない制御機構によって開閉が制御されるバルブが設けられ、真空ポンプと保護膜形成室の間には、図示しない制御手段によって開閉が制御されるポンプ用ゲートバルブが設けられている。これらバルブおよびポンプ用ゲートバルブを開閉操作することにより、スパッタガス供給管からのガスの供給、保護膜形成室内の圧力およびガスの排出が制御される。
基板取り外し成膜室54の内部では、キャリア25に装着された第1成膜用基板23および第2成膜用基板24が、ロボット49を用いて取り外される。その後、キャリア25は、キャリアのアッシング室3Aに搬入される。
このようなインライン方式の磁気記録媒体の製造装置においてキャリアを搬送する方法としては、例えば、特許文献1に示すように、キャリアに設けた磁石と、成膜装置内に設けた磁石との吸引力を用いる方法が提案されている。すなわち、図5に示すように、キャリア100を、ガイドローラにより紙面と平行で横方向に移動するように保持し、キャリア100の下部に磁石300をN極、S極が交互になるよう配置し、その下部に、円筒状でN極、S極の磁石を螺旋状に配置したキャリア駆動用磁石200を設け、キャリアの下部の磁石300と、キャリア駆動用磁石200を非接触で磁気的に結合させ、キャリア駆動用磁石200を円筒の中心軸で回転させることにより、キャリア100を、紙面と平行で横方向に移動させる。
なお、特許文献2には、ディスク基板の搬送系の能力を向上させるためリニアモータを用いることが開示されている。
なお、特許文献2には、ディスク基板の搬送系の能力を向上させるためリニアモータを用いることが開示されている。
特許文献1に記載されたキャリアの搬送装置では、キャリアを搬送させるキャリア駆動用磁石をキャリアの下部に設けている。特許文献1に記載された搬送装置において、キャリアの側部に磁石を設け、それに対向する位置にキャリア駆動用磁石を設け、そのキャリア駆動用磁石とキャリアの側部に設けた磁石とを磁気結合させ、キャリア駆動用磁石を回転させてキャリアを搬送することは、技術的には可能である。しかしながら、キャリア駆動用磁石をキャリア面に対して上方向に回転させた場合、キャリアが両磁石間の吸引力により上方向に持ち上げられキャリアが大きく振動する。また、キャリア駆動用磁石をキャリア面に対して下方向に回転させた場合、キャリアはキャリアを保持するベアリングに押しつけられ、これによりキャリアの動作が悪くなる。
このような問題を解消するため、キャリアが上方向に動かないようにベアリング等でキャリアをガイドし、また、下方向のベアリングを増やす方法も考えられるが、キャリアを保持するベアリングの数が増えるとキャリアの動きが悪くなり、また、ベアリングからの脱ガスにより成膜室の真空度が悪化する。また成膜室の下部には重量物である真空ポンプを設けるのが好ましいが、成膜室の下部にキャリア駆動用磁石やその磁石を回転させる機構等を設けると、それらが排気管を覆い、真空ポンプによる成膜室内のガスの排気が阻害される。加えて、磁気記録媒体の製造装置の製造能力を高めるために、キャリアの搬送速度を高めることが求められるが、特許文献1に記載の機構では、キャリア駆動用磁石の回転速度に限界があり、そしてキャリアの搬送速度にも限界があった。また、本機構では、キャリアの自重による落下をベアリングによって支える必要があるが、真空中で使用されるベアリングには液体潤滑剤を使用することが難しいため、ベアリングに大きな加重が加わった場合はベアリングの回転特性が悪くなり、キャリアを高速で移動させることが困難であった。さらに、成膜室内の高真空を確保するためには、キャリア駆動用磁石およびその回転機構を成膜室の外部に設けるのが好ましいが、このような構成を実現するためには成膜装置内の構造が複雑となり、これらの機構やこれらのシール部分からのリークにより成膜室の高真空を確保するのが難しかった。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、インライン方式の磁気記録媒体の製造装置において、キャリアを高速で搬送することが可能で、成膜室内の排気能力が高く、高い真空度を短時間で容易に実現できる磁気記録媒体の製造装置、および、その装置を用いた磁気記録媒体の製造方法を提供することを課題とする。
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意努力検討したところ、インライン方式の磁気記録媒体の製造装置に用いられるキャリアの搬送にリニアモータを用い、リニアモータの駆動系をキャリアの側部、かつ、成膜室の外部(成膜室の大気側)に設け、リニアモータにキャリアの自重による落下を保持する機能を付与し、キャリアを保持するガイドに加わる力を極限まで下げることにより前記課題を解決できることを見出し、本願発明を完成させた。すなわち、本願発明は以下に関する。
(1)接続された複数の成膜室と、基板を保持するキャリアと、キャリアに成膜前の基板を載置する機構と、キャリアを接続された複数の成膜室内に順次搬送する機構と、キャリアから成膜後の基板を取り外す機構を有する磁気記録媒体の製造装置であって、前記キャリアを搬送する機構がリニアモータであり、該リニアモータはキャリアの自重による落下を保持する機能を有し、成膜室内にキャリアの自重による落下を保持するガイドを設けることを特徴とする磁気記録媒体の製造装置。
(2)成膜室内に設けたキャリアの自重による落下を保持するガイドが、複数のベアリングであることを特徴とする(1)に記載の磁気記録媒体の製造装置。
(3)ベアリング1個あたりに加わる力が、0または9.8N以下であることを特徴とする(2)に記載の磁気記録媒体の製造装置。
(4)キャリアの側部に磁性材料を設け、その磁性材料に対向して成膜室の壁部に設けたリニアモータによりキャリアを搬送することを特徴とする(1)または(2)に記載の磁気記録媒体の製造装置。
(5)キャリアの側部に設けた磁性材料が永久磁石であることを特徴とする(1)〜(4)の何れか1項に記載の磁気記録媒体の製造装置。
(6)リニアモータの電磁石を、成膜室の大気側に設けることを特徴とする(1)〜(5)の何れか1項に記載の磁気記録媒体の製造装置。
(7)(1)〜(6)の何れか1項に記載の磁気記録媒体の製造装置を用いて基板の表面に少なくとも磁性膜を成膜することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
(1)接続された複数の成膜室と、基板を保持するキャリアと、キャリアに成膜前の基板を載置する機構と、キャリアを接続された複数の成膜室内に順次搬送する機構と、キャリアから成膜後の基板を取り外す機構を有する磁気記録媒体の製造装置であって、前記キャリアを搬送する機構がリニアモータであり、該リニアモータはキャリアの自重による落下を保持する機能を有し、成膜室内にキャリアの自重による落下を保持するガイドを設けることを特徴とする磁気記録媒体の製造装置。
(2)成膜室内に設けたキャリアの自重による落下を保持するガイドが、複数のベアリングであることを特徴とする(1)に記載の磁気記録媒体の製造装置。
(3)ベアリング1個あたりに加わる力が、0または9.8N以下であることを特徴とする(2)に記載の磁気記録媒体の製造装置。
(4)キャリアの側部に磁性材料を設け、その磁性材料に対向して成膜室の壁部に設けたリニアモータによりキャリアを搬送することを特徴とする(1)または(2)に記載の磁気記録媒体の製造装置。
(5)キャリアの側部に設けた磁性材料が永久磁石であることを特徴とする(1)〜(4)の何れか1項に記載の磁気記録媒体の製造装置。
(6)リニアモータの電磁石を、成膜室の大気側に設けることを特徴とする(1)〜(5)の何れか1項に記載の磁気記録媒体の製造装置。
(7)(1)〜(6)の何れか1項に記載の磁気記録媒体の製造装置を用いて基板の表面に少なくとも磁性膜を成膜することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
本発明によれば、インライン方式の磁気記録媒体の製造装置において、キャリアの搬送速度を高速化できるため、磁気記録媒体の製造能力を高めることができる。また、成膜室内の排気能力を高めることができるため、成膜室へのプロセスガスの導入、排気を高速で行うことが可能となり、磁気記録媒体の成膜プロセスを円滑に行うことが可能となり、また磁気記録媒体の製造能力を高めることができる。さらに、成膜室の高い真空度を容易に確保できるため、品質の高い磁気記録媒体の製造方法が提供できると共に、反応性スパッタ等のより高度な成膜技術にも対応することが可能となる。
本願発明を、図を用いて詳細に説明する。図6は本願発明のキャリアおよびその駆動系を模式的に示した斜視図、図7は図6の斜視図においてキャリアを取り除いた図、図8は図7において真空カバーを取り除き、リニアモータの駆動系である複数の電磁石が見えるようにした図、図9の左図は図6で示したキャリアおよびその駆動系を正面から見た図、図9の右図はAの箇所の断面を示した図である。
本願発明は、図6〜図9に示すように、磁気記録媒体の製造装置において、基板を搬送するキャリア601と、そのキャリアを搬送するリニアモータ駆動系602、成膜室内に設けたキャリアの自重による落下を保持するガイド606から構成される。本願発明のリニアモータ駆動系602は、成膜室の側壁部603に、キャリアを横方向に搬送するように設けられている。そして、リニアモータ駆動系602の内部には複数のリニアモータ駆動用電磁石801が設けられ、キャリア601でリニアモータ駆動系602の対向する位置には、リニアモータ駆動用磁性材料604が設けられている。
本願発明の製造装置では、キャリア601の側面等に設けられた磁性材料を、リニアモータ駆動系602の内部に設けたリニアモータ駆動用電磁石801で吸引し、キャリアが自重による落下しないように保持する。そして、本願発明では、キャリア601を、複数に分割されたリニアモータ駆動用電磁石801とリニアモータ駆動用磁性材料604との吸引力および/または反発力により搬送するが、キャリア601とリニアモータ駆動系602とが接触しないように搬送用のベアリング605を設けている。この搬送用のベアリング605により、キャリア601とリニアモータとの接触が避けられ、またリニアモータの駆動により、キャリアを横方向に高速で動かすことが可能となる。
本願発明では、このような機構を採用することにより、キャリアを支えるガイド(図6では複数設けられたベアリング606が本願発明のガイドに該当する。)に加わる加重を極限まで低減することが可能となり、キャリアがガイドから受ける摩擦力を極限まで減らし、キャリアを高速で移動させることが可能となる。
本願発明では、成膜室内に設けたキャリアの自重による落下を保持するガイドとして、6に示すように複数のベアリングを用いるのが、そのしゅう動特性から好ましい。ここで、ベアリングとは機械部品の摩擦を減らし、スムーズな機械の回転運動を確保する軸受を意味するが、本願発明では特に、転がり軸受を指している。
本願発明では、図6に示すように、成膜室内に設けたキャリアの自重による落下を保持するガイドとして設けるベアリング1個あたりに加わる力を、0または9.8N以下とするのが好ましい。本願発明の搬送機構では、キャリアを前記ガイドによって保持せず、キャリアをリニアモータのみによって保持することも可能である。しかしながら、このような構造を採用すると、キャリアの搬送中にキャリアが振動する場合がある。すなわち、キャリア601はリニアモータ駆動系602による吸引力と、搬送用のベアリング605とキャリア601との摩擦力のみによって保持されることとなるが、このような状態においては、キャリアはキャリアの有する固有共振周波数により振動する。この振動は比較的低い周波数での振動となるが、これによりキャリアから基板が落下したり、また基板への成膜においてプラズマ等が不安定となり悪影響が生ずる場合が考えられる。本願発明のキャリアを支えるガイドは、このようなキャリアの振動を防ぐためのものであり、キャリアがガイドから浮くことがない程度に、ガイドに加わる力を極限まで0に近づけるか、または、ガイドとしてベアリングを用いる場合は、ベアリング1個あたりに加わる力を、9.8N以下とするのが好ましい。
すなわち、本願発明においてベアリング等のガイドに大きな加重を加えてキャリアを搬送した場合、キャリアの搬送速度がベアリングの負荷時のしゅう(摺)動特性、回転特性に大きく依存することになる。ここで、前述のように磁気記録媒体の製造装置のように、高度な真空度が要求される装置内で用いられるベアリングには、しゅう動特性、回転特性を高めるために、液体の潤滑剤等を用いることは好ましくなく、また使える潤滑剤にも制限がある。そのため、キャリアの自重の多くをベアリング等により支えながらキャリアを搬送する場合は、キャリアの高速度での搬送が困難となる。本願発明者の解析によると、数kgの重さのキャリアを、約1.5mの距離を搬送するに際し、キャリアを支えるベアリング1個あたりに加わる力を9.8N(1kgf)以下とすることにより、搬送時間として約0.5秒以下を実現できることが明らかになった。
本願発明の製造装置では、キャリア601の側面等に設けられた磁性材料を、リニアモータ駆動系602の内部に設けたリニアモータ駆動用電磁石801で吸引し、キャリアが自重による落下しないように保持する。そして、本願発明では、キャリア601を、複数に分割されたリニアモータ駆動用電磁石801とリニアモータ駆動用磁性材料604との吸引力および/または反発力により搬送するが、キャリア601とリニアモータ駆動系602とが接触しないように搬送用のベアリング605を設けている。この搬送用のベアリング605により、キャリア601とリニアモータとの接触が避けられ、またリニアモータの駆動により、キャリアを横方向に高速で動かすことが可能となる。
本願発明では、このような機構を採用することにより、キャリアを支えるガイド(図6では複数設けられたベアリング606が本願発明のガイドに該当する。)に加わる加重を極限まで低減することが可能となり、キャリアがガイドから受ける摩擦力を極限まで減らし、キャリアを高速で移動させることが可能となる。
本願発明では、成膜室内に設けたキャリアの自重による落下を保持するガイドとして、6に示すように複数のベアリングを用いるのが、そのしゅう動特性から好ましい。ここで、ベアリングとは機械部品の摩擦を減らし、スムーズな機械の回転運動を確保する軸受を意味するが、本願発明では特に、転がり軸受を指している。
本願発明では、図6に示すように、成膜室内に設けたキャリアの自重による落下を保持するガイドとして設けるベアリング1個あたりに加わる力を、0または9.8N以下とするのが好ましい。本願発明の搬送機構では、キャリアを前記ガイドによって保持せず、キャリアをリニアモータのみによって保持することも可能である。しかしながら、このような構造を採用すると、キャリアの搬送中にキャリアが振動する場合がある。すなわち、キャリア601はリニアモータ駆動系602による吸引力と、搬送用のベアリング605とキャリア601との摩擦力のみによって保持されることとなるが、このような状態においては、キャリアはキャリアの有する固有共振周波数により振動する。この振動は比較的低い周波数での振動となるが、これによりキャリアから基板が落下したり、また基板への成膜においてプラズマ等が不安定となり悪影響が生ずる場合が考えられる。本願発明のキャリアを支えるガイドは、このようなキャリアの振動を防ぐためのものであり、キャリアがガイドから浮くことがない程度に、ガイドに加わる力を極限まで0に近づけるか、または、ガイドとしてベアリングを用いる場合は、ベアリング1個あたりに加わる力を、9.8N以下とするのが好ましい。
すなわち、本願発明においてベアリング等のガイドに大きな加重を加えてキャリアを搬送した場合、キャリアの搬送速度がベアリングの負荷時のしゅう(摺)動特性、回転特性に大きく依存することになる。ここで、前述のように磁気記録媒体の製造装置のように、高度な真空度が要求される装置内で用いられるベアリングには、しゅう動特性、回転特性を高めるために、液体の潤滑剤等を用いることは好ましくなく、また使える潤滑剤にも制限がある。そのため、キャリアの自重の多くをベアリング等により支えながらキャリアを搬送する場合は、キャリアの高速度での搬送が困難となる。本願発明者の解析によると、数kgの重さのキャリアを、約1.5mの距離を搬送するに際し、キャリアを支えるベアリング1個あたりに加わる力を9.8N(1kgf)以下とすることにより、搬送時間として約0.5秒以下を実現できることが明らかになった。
本願発明の製造装置では、キャリア601の自重のほとんどを、その側面に用いたリニアモータの吸引力により支えるため、キャリアを搬送する際のガイドによる抵抗がなくなり、キャリアを高速度で移動させることが可能となる。
なお、本願発明のキャリアの自重による落下を保持するガイドをとは、キャリアの搬送時および成膜室内での待機時に、キャリアの重力による下方への落下を支えるベアリング等のガイドを意味する。すなわち、そのような機能を有するベアリング等であれば、キャリアの下部に設けたベアリング等の他、キャリアの側部にガイドレールを設け、そのガイドレールを上方に支えるベアリング等も含む。そのような機能を有するベアリング等は、キャリアの下部に設けられる場合もあれば、キャリアの側部や上部に設けられる場合もある。
なお、本願発明の図6では、キャリア601の下部に、複数のベアリング606が設けているが、これらのベアリングが本願発明のキャリアの自重による落下を保持するガイドに該当する。
本願発明の磁気記録媒体の製造装置におけるリニアモータ駆動系では、例えば、図8に示すように複数に分割されたリニアモータ駆動用電磁石801を有するが、これらのリニアモータ駆動用電磁石801は、図7に示すように電磁石カバー701により覆われ、電磁石は成膜室の側壁部603の大気側に設けられていることを特徴とする。リニアモータ駆動用電磁石801は、磁心に電線をコイル状に巻いたものであるが、磁心や電線は真空中で用いられる部材ではない場合が多く、また電線の絶縁被覆も樹脂等が用いられ真空中で用いることが好ましくない場合が多い。本願発明の磁気記録媒体の製造装置では、このような部材を容易に成膜室の外部(大気側)に設けることが可能となり、成膜室内の高真空を容易に達成することが可能となる。なお、電磁石カバー701は、リニアモータ駆動用電磁石801とリニアモータ駆動用磁性材料902との距離をなるべく近づけるため、薄くするのが好ましく、また材質としては非磁性で磁界の通りやすい材料を用いるのが好ましい。
本願発明では、リニアモータ駆動用磁性材料604(図9の符号902)として、永久磁石を用いるのが好ましい。リニアモータ駆動用磁性材料902は、リニアモータ駆動用電磁石801のS極、N極、消磁の高速変化に呼応し、キャリアを停止(保持)、右移動、左移動させる。リニアモータ駆動用磁性材料としては、電磁石に吸引する鉄、コバルト等の磁性材料を用いることができるが、よりリニアモータ駆動用電磁石による高速な呼応を確保するためには、電磁石に対しいて吸引、反発力を有する永久磁石を用いるのが好ましい。本願発明のリニアモータ駆動用磁性材料として用いることができる永久磁石としては、フェライト磁石、希土類磁石等を用いるのが好ましい。この中でフェライト磁石は、加工が容易でありまた靱性が高いため、キャリアの部分にネジ等で保持するのが容易であるとの利点を有する。また希土類磁石は加工が難しくまた脆いが、電磁石に対する吸引力、反発力が強力であるため、リニアモータによる駆動に際して、キャリアをより高速で移動させることが可能となる。なお、希土類磁石はキャリアの箇所にネジ止め等で保持することが難しいため、その表面をステンレス板等の非磁性材料で覆い、磁石をキャリアの内部に埋め込む構造とするのが好ましい。本願発明のリニアモータ駆動用磁性材料としては、SmCo系、NdFeB系の焼結磁石を用いるのがその吸引力、反発力の強さから好ましい。
本願発明の磁気記録媒体の製造装置では、キャリア601を、アルミニュウム合金を用いて製造するのが好ましい。アルミニュウム合金は軽いためリニアモータによる制動が容易であり、また非磁性材料であるためこれにリニアモータ駆動用磁性材料を取り付けて制動するのに好都合である。加えて、真空中での脱ガスが少なく成膜室内の高真空を維持するのにも好都合である。ただし、アルミニュウム合金は耐摩耗性が低いため、図9の右図で、キャリア601と搬送用のベアリング605の接する箇所903は、高剛性で表面が平滑なステンレス材料等を用いるのが好ましい。
本願発明の磁気記録媒体の製造装置では、前述のように、キャリアの駆動機構部を成膜室の側部に設けることが可能となり、これにより成膜室の下部にあったキャリアの駆動機構部等をなくすことが可能となり、成膜室の下部に設けた真空ポンプ排気能力を高め、成膜室の排気をスピーディーに行うことが可能となった。また、従来のキャリアの駆動機構で必要であった磁石の回転機構が不要となり、またこれらの機構を成膜室の内部に設ける必要がなくなり、そしてこれらの機構からの脱ガスやリークがなくなり、成膜室のベースプレッシャーを下げることが可能となった。以上のように、本願発明の磁気記録媒体の製造装置が有する特徴は、磁気記録媒体の磁性膜を、反応性スパッタ技術を用いて成膜するのに特に優れている。
以下に、実施例を用いて本願発明の磁気記録媒体の製造装置、および磁気記録媒体の製造方法を説明するが、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。
(実施例)
(スパッタ成膜製造装置)
磁気記録媒体の製造装置として、図2に示した成膜室等の構造で、キャリアおよびキャリアの搬送機構として図6〜図9に示した構造を用いた。キャリアはA5052アルミニウム合金製とし、キャリアの側面にはNdFeB系の焼結永久磁石を埋め込み、その表面を厚さ0.5mmのSUS304の板で覆った。その表面から0.5mmの距離の成膜室側壁に、厚さ1mmのSUS304のカバーで覆ったリニアモータ電磁石を設けた。なお、リニアモータ電磁石は反応室の外部(大気側)に設けられている。リニアモータ電磁石には、安川電機製SGLシリーズで、磁気吸引力2000Nのものを用いた。
本装置において、キャリアの下部にガイドとして5個のベアリングを設けたが、キャリアの自重8kgに対して、ベアリング1個あたりに加わる力は約100gf(980mN)であった。
(スパッタ成膜製造装置)
磁気記録媒体の製造装置として、図2に示した成膜室等の構造で、キャリアおよびキャリアの搬送機構として図6〜図9に示した構造を用いた。キャリアはA5052アルミニウム合金製とし、キャリアの側面にはNdFeB系の焼結永久磁石を埋め込み、その表面を厚さ0.5mmのSUS304の板で覆った。その表面から0.5mmの距離の成膜室側壁に、厚さ1mmのSUS304のカバーで覆ったリニアモータ電磁石を設けた。なお、リニアモータ電磁石は反応室の外部(大気側)に設けられている。リニアモータ電磁石には、安川電機製SGLシリーズで、磁気吸引力2000Nのものを用いた。
本装置において、キャリアの下部にガイドとして5個のベアリングを設けたが、キャリアの自重8kgに対して、ベアリング1個あたりに加わる力は約100gf(980mN)であった。
本構造の磁気記録媒体の製造装置では、約1.5m間隔の成膜装置室間のキャリアの移動速度として、キャリアの加減速時間を含めて0.3秒以内で行うことが達成された。
(反応性スパッタを用いた磁気記録媒体の製造)
NiPメッキアルミニウム基板からなる非磁性基板を、スパッタ成膜装置の成膜室内に、基板搬送機を用いて基板を供給後、成膜室内の排気を行った。成膜室内のベースプレッシャーは短時間で1×10-8Paが達成された。排気完了後、成膜室の真空環境内で基板搬送機を用いて基板をキャリアへ装着した。基板上に成膜する膜構成は、密着層として、Cr膜を10nm、裏打ち層として、70Co−20Fe−5Ta−5Zrを30nm、Ru膜を0.8nm、70Co−20Fe−5Ta−5Zrを30nm成膜した。次いで、配向制御膜として90Ni−10Wを5nm、下地膜としてRuを15nm成膜した。スパッタの際には、Arガスを用い、裏打ち層およびNi−10Wはガス圧0.8Pa、Ru下地層は8Paとした。
NiPメッキアルミニウム基板からなる非磁性基板を、スパッタ成膜装置の成膜室内に、基板搬送機を用いて基板を供給後、成膜室内の排気を行った。成膜室内のベースプレッシャーは短時間で1×10-8Paが達成された。排気完了後、成膜室の真空環境内で基板搬送機を用いて基板をキャリアへ装着した。基板上に成膜する膜構成は、密着層として、Cr膜を10nm、裏打ち層として、70Co−20Fe−5Ta−5Zrを30nm、Ru膜を0.8nm、70Co−20Fe−5Ta−5Zrを30nm成膜した。次いで、配向制御膜として90Ni−10Wを5nm、下地膜としてRuを15nm成膜した。スパッタの際には、Arガスを用い、裏打ち層およびNi−10Wはガス圧0.8Pa、Ru下地層は8Paとした。
垂直磁気記録層は反応性スパッタにより、92(66Co−16Cr−18Pt)−8(SiO2)を12nm成膜した。ターゲット組成は、92(66Co−16Cr−18Pt)−8(SiO2)、原料ガスとして、アルゴンを200sccm、酸素を50sccmの流量で混合し、この混合ガスを、ターゲットの周囲に設けた円環状で内側方向に1mmの細孔を等間隔に20個設けたガス放出管から放出させた。反応性スパッタ時の容器内圧力は1×10−1Paとした。なお、本反応性スパッタ装置の上部には2台のターボ分子ポンプ、下部には1台のターボ分子ポンプを設け、成膜時には、トータルの実効排気速度で、上部は600リットル/秒、下部は350リットル/秒で反応性ガスを排気した。
次いで、基板をCVD成膜装置に移し、基板上にカーボン保護膜をCVD法にて4nm成膜して磁気記録媒体を作製した。
得られた磁気記録媒体100枚について、潤滑剤を塗布し、米国Guzik社製リードライトアナライザ1632及びスピンスタンドS1701MPを用いて、記録再生特性の評価を行った。記録再生特性としては、信号対ノイズ比(SNR、ただしSは線記録密度576kFCIでの出力、Nは線記録密度576kFCIでのrms(root mean square)値)とOW値(線記録密度576kFCIの信号を記録した後、線記録密度77kFCIの信号を上書きした前後の576kFCIの信号の再生出力比(減衰率))を評価した。その結果、磁気記録媒体面内でのSNRのバラツキが5%以内で、OW値のバラツキが3%以内の特性の安定した磁気記録媒体が得られた。
1 基板カセット移載ロボット台
2 基板供給ロボット室
3 基板カセット移載ロボット
3A キャリアのアッシング室
4、7、14、17 キャリアを回転させるコーナー室
5、6、8〜13、15、16 スパッタ成膜室および基板加熱成膜室
18〜20 保護膜形成室
22 基板取り外しロボット室
23、24 成膜用基板(非磁性基板)
25 キャリア
26 支持台
27 基板装着部
28 板体
29 円形状の貫通穴
30 支持部材
34 基板供給ロボット
49 基板取り外しロボット
52 基板取り付け室
54 基板取り外し室
80 非磁性基板
81 シード層
82 下地膜
83 磁気記録膜
84 保護膜
85 潤滑剤層
100 キャリア
200 キャリア駆動用磁石
300 磁石
601 キャリア
602 リニアモータ駆動系
603 成膜室の側壁部
604 リニアモータ駆動用磁性材料
605 搬送用のベアリング
606 ベアリング
701 電磁石カバー
801 リニアモータ駆動用電磁石
901 キャリア下部
902 リニアモータ駆動用磁性材料
903 キャリアと搬送用のベアリングの接する箇所
2 基板供給ロボット室
3 基板カセット移載ロボット
3A キャリアのアッシング室
4、7、14、17 キャリアを回転させるコーナー室
5、6、8〜13、15、16 スパッタ成膜室および基板加熱成膜室
18〜20 保護膜形成室
22 基板取り外しロボット室
23、24 成膜用基板(非磁性基板)
25 キャリア
26 支持台
27 基板装着部
28 板体
29 円形状の貫通穴
30 支持部材
34 基板供給ロボット
49 基板取り外しロボット
52 基板取り付け室
54 基板取り外し室
80 非磁性基板
81 シード層
82 下地膜
83 磁気記録膜
84 保護膜
85 潤滑剤層
100 キャリア
200 キャリア駆動用磁石
300 磁石
601 キャリア
602 リニアモータ駆動系
603 成膜室の側壁部
604 リニアモータ駆動用磁性材料
605 搬送用のベアリング
606 ベアリング
701 電磁石カバー
801 リニアモータ駆動用電磁石
901 キャリア下部
902 リニアモータ駆動用磁性材料
903 キャリアと搬送用のベアリングの接する箇所
Claims (7)
- 接続された複数の成膜室と、基板を保持するキャリアと、キャリアに成膜前の基板を載置する機構と、キャリアを接続された複数の成膜室内に順次搬送する機構と、キャリアから成膜後の基板を取り外す機構を有する磁気記録媒体の製造装置であって、前記キャリアを搬送する機構がリニアモータであり、該リニアモータはキャリアの自重による落下を保持する機能を有し、成膜室内にキャリアの自重による落下を保持するガイドを設けることを特徴とする磁気記録媒体の製造装置。
- 成膜室内に設けたキャリアの自重による落下を保持するガイドが、複数のベアリングであることを特徴とする請求項1に記載の磁気記録媒体の製造装置。
- ベアリング1個あたりに加わる力が、0または9.8N以下であることを特徴とする請求項2に記載の磁気記録媒体の製造装置。
- キャリアの側部に磁性材料を設け、その磁性材料に対向して成膜室の壁部に設けたリニアモータによりキャリアを搬送することを特徴とする請求項1または2に記載の磁気記録媒体の製造装置。
- キャリアの側部に設けた磁性材料が永久磁石であることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の磁気記録媒体の製造装置。
- リニアモータの電磁石を、成膜室の大気側に設けることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の磁気記録媒体の製造装置。
- 請求項1〜6の何れか1項に記載の磁気記録媒体の製造装置を用いて基板の表面に少なくとも磁性膜を成膜することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
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WO2016071811A1 (en) | 2014-11-04 | 2016-05-12 | Dws S.R.L. | Stereolithographic method and composition |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2006026886A1 (en) * | 2004-09-10 | 2006-03-16 | Oc Oerlikon Balzers Ag | Substrate processing system |
JP2007270188A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Hoya Corp | 成膜装置 |
JP2009124141A (ja) * | 2007-11-12 | 2009-06-04 | Intevac Inc | 基板搬送システム、基板処理システム内のエレベータサブシステム、及び基板処理システム |
-
2013
- 2013-05-27 JP JP2013111036A patent/JP2013175277A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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