JP4552861B2 - 磁気記録媒体の製造方法および製造装置 - Google Patents

Description

本発明は磁気記録媒体の製造方法および製造装置に関する。特に詳細には、本発明は円盤状の磁気記録媒体の成膜工程における絶縁基板の持ち替え技術に関する。

コンピュータの外部記録装置は、磁気ディスクを記録媒体に用いたものが主流になっている。磁気ディスクは外径２．５〜３．５インチが標準である。

磁気ディスク用の標準の２．５〜３．５インチ絶縁基板の成膜工程は、通常一枚取りの処理により行われている。成膜時に絶縁基板にバイアス電圧を印加する方法として、例えば次の２つがある。一つは、絶縁基板の所定位置を支持具で支持して導電性膜（通常は下地膜）を絶縁基板上に成膜した後に、絶縁基板を支持する部分を導電性膜成膜時とは異なる位置に持ち替えることで、導電性膜が成膜された部分を支持具で支持して、支持具および導電性膜を介して絶縁基板にバイアス電圧を印加する方法である。もう一つは、導電性膜成膜後に絶縁基板の端面にバイアス端子を接触させて直接、絶縁基板にバイアス電圧を印加する方法である。

近年需要が増加しつつある１．２５インチ以下の小径磁気ディスクも、標準のものと同じ製造方法および製造装置で製造されている。しかし、３．５インチ標準の成膜装置を用いて小径絶縁基板に成膜することは可能であるものの、使用ターゲットに対し製品への使用効率が悪く、生産性は低下する。

そこで、生産性向上のために小径基板の多数枚取り（例えば４枚取り）を行った場合、対象製品の寸法が小さいことと、多数枚の絶縁基板を同時処理することから、例えば特許文献１で提案されている絶縁基板の持ち替え方法は実施することができない。そこで、多数枚取りの場合には絶縁基板にバイアス電圧を印加せずに成膜する製造方法、または、下地層の成膜後、製品を真空装置から取り出して絶縁基板を持ち替えた後に真空装置内でバイアス電圧を印加して再度、成膜する製造方法を採ることができる。

特開２００１−２１６６８９号公報

しかしながら、バイアス電圧を印加しない前者の方法を採用すると、製品の主要な特性である電磁変換特性が低下してしまう。一方、真空装置から絶縁基板を一旦取り出して基板上の別の位置に持ち替えてからバイアス電圧を印加する後者の方法を採用すると、真空装置への出し入れの際にパーティクルが発生することにより製品の品質が劣化するおそれがある。

そこで、本発明の目的は、生産性向上のために多数枚取りを実施しても上記のような特性低下や品質劣化を惹き起こすおそれのない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である。

上記の目的を達成する本発明装置の一態様は、複数の絶縁基板を保持するキャリアであって前記複数の絶縁基板上の夫々の所定位置を支持する複数の導電性支持部材であって該複数の絶縁基板にバイアスを印加するためのバイアス手段と電気的に接続される複数の導電性支持部材を有するキャリア、および、該キャリアに保持された前記複数の絶縁基板を所定回転角度回転させることで、前記複数の導電性支持部材が支持する前記複数の絶縁基板上の位置を前記所定位置から別の位置に変更する持替え機構を、前記複数の絶縁基板上に磁性層を含む複数の層を積層するための成膜装置内に備えた磁気記録媒体の製造装置である。前記複数の導電性支持部材は夫々、前記複数の絶縁基板を支持する方向に付勢されて前記絶縁基板の端面に当接するための当接部を有する。前記持替え機構は、前記複数の絶縁基板が備える中心孔側から該基板を固定する閉動作および開放する開動作をする複数の第１の部材、前記複数の絶縁基板の基板面と平行な方向に回転動作をする複数の第２の部材、および、前記付勢された前記当接部を前記絶縁基板の前記端面に当接させて前記絶縁基板を支持する支持動作、および、前記当接部を前記端面から離間させる遮断動作をする複数の第３の部材を、前記複数の絶縁基板に対応して備え、さらに、一つの回転軸に備えられた第１、第２、および、第３のカム、並びに、該第１乃至第３カムの回転を前記複数の第１の部材、前記複数の第２の部材、および、前記複数の第３の部材に伝える伝達機構を備える。該カムおよび該機構が、前記一つの回転軸の回転に従って順に、前記複数の第１乃至第３の部材に、前記閉動作、前記遮断動作、前記所定回転角度分の前記回転動作、および、前記支持動作をさせるように構成されることで、前記複数の導電性支持部材が支持する前記複数の絶縁基板上の位置を前記所定位置から前記別の位置に同時に変更する。

本発明装置の別の態様は、前記複数の第１の部材は夫々、前記伝達機構により一端を往復付勢されて所定の揺動中心を中心に揺動する第１の揺動部材と、該部材の他端と該揺動中心との中間部にその一端が対向し、および、その他端が該部材の前記他端に対向して配置される第２の揺動部材とを有し、並びに、該部材の前記一端が前記中間部と引っ張りバネで繋がれおよび両方の他端が前記中心孔に挿通され、前記第１の揺動部材の揺動に伴って前記引っ張りバネを介して前記第２の揺動部材が揺動することで、前記両方の他端が互いに近付いて前記開動作をし、および、前記両方の他端が互いに離間して前記閉動作をし、並びに、前記両方の他端の間隔が変化するのに伴って該間隔の中間の位置がオフセットすることで、前記閉動作するときに前記絶縁基板を変位させて前記キャリアから離間させるように構成される。

本発明装置の別の態様は、前記キャリアを着脱する機構であって、前記複数の絶縁基板よりも大きな別の絶縁基板を保持する別のキャリアを着脱する機構を備える。

本発明方法の一態様は、複数の絶縁基板の夫々の所定位置を導電性の複数の支持部材により支持して、該複数の支持部材を有するキャリアに前記複数の絶縁基板を保持する基板保持工程、保持された前記複数の絶縁基板上に夫々導電層を成膜する成膜工程、前記複数の絶縁基板を該基板の基板面と平行な方向に所定回転角度だけ同時に回転させることで、前記複数の支持部材が支持する前記複数の絶縁基板上の位置を前記所定位置から前記導電層が成膜された別の位置に同時に変更する基板持替え工程、および、前記複数の支持部材および前記導電層を通じて前記複数の絶縁基板にバイアスを印加した状態で、前記複数の絶縁基板上の、前記成膜工程において成膜された夫々の前記導電層上に、磁性層を含む複数の層を積層する積層工程を有する磁気記録媒体の製造方法である。前記基板持替え工程は持替え機構により実施される。前記基板持替え工程は、前記複数の支持部材が備える当接部により支持されている前記複数の絶縁基板の前記中心孔側から、各絶縁基板に対応して前記持替え機構に備えられたチャック部材を開いて前記複数の絶縁基板を固定する第一工程であって、該当接部が該基板を支持する方向に付勢されている第一工程、前記チャック部材により固定されている前記複数の絶縁基板の端面に当接されて前記複数の絶縁基板を支持している前記複数の導電性支持部材が備える夫々の当接部を、前記支持する方向とは逆方向に移動させて前記複数の絶縁基板から前記当接部を離間させる第二工程、各絶縁基板に対応して前記持替え機構に備えられた回転部材を所定方向に回転することで、前記複数の絶縁基板を該基板の基板面と平行な方向に前記所定回転角度だけ回転させる第三工程、前記複数の支持部材を前記支持する方向に付勢して、前記複数の支持部材が備える前記当接部が前記第二工程において離間される前の位置に復帰させて前記複数の絶縁基板の端面に当接させ該基板を支持する第四工程、前記複数の絶縁基板を前記中心孔側から固定している前記チャック部材を閉止して該基板を開放する第五工程、および、各絶縁基板に対応して前記持替え機構に備えられた前記回転部材を前記所定方向とは逆方向に回転することで、前記複数の絶縁基板を該基板の基板面と平行な方向に前記所定回転角度だけ逆転させる第六工程を含む。

図１は本発明に係る磁気記録媒体の製造装置および製造方法により製造される磁気記録媒体の断面図である。

非磁性絶縁基体１には強化ガラス、結晶化ガラス、Ｓｉ等が用いられ、円盤様の形状で、中心に孔を有する。非磁性絶縁基体１上に順次、シード層（下地層）２、非磁性配向制御層３、非磁性下地層４、非磁性中間層５、磁性層６、保護膜７、および液体潤滑層８が積層される。シード層２には導電性材料が用いられる。非磁性配向制御層３や非磁性下地層４、または非磁性中間層５は、磁性層の配向制御を目的にその組成や、層数は場合によって変わることがある。保護膜７には、例えばカーボンを主体とする薄膜が用いられる。液体潤滑層８には、例えばパーフルオロポリエーテル系の潤滑剤を用いることができる。

本実施形態では、小径基板の多数枚取り（例えば４枚取り）を行って基板上面に上記の各層２〜８を成膜する。これは、真空装置内で非磁性絶縁基体１上にシード層（下地層）２を成膜し、本発明に固有の基板持ち替え装置で持ち替えた後、基体を出し入れすることなく、バイアスを印加した状態で各層２〜８を成膜することで行われる。シード層成膜後に基板持ち替え装置が基板上面の保持する位置を変えるように持ち替えることで、保持部材（図示せず）が基板上面の成膜された導電部を保持し、バイアス回路（図示せず）から保持部材を介してシード層２、非磁性絶縁基体１へとバイアスを印加できるようになる。

（実施例）
４枚取りの実施例について詳細に説明する。

非磁性基体として表面が平滑な小径化学強化ガラス基板を用い、テクスチャ加工を施して洗浄する。図２に示すように、洗浄した４枚の小径化学強化ガラス基板９を１枚の３．５インチサイズ専用小径スパッタキャリア１０に取り付ける。３．５インチサイズ専用小径スパッタキャリア１０は４つの孔部に夫々、１つの小径スパッタキャリア基板保持可動爪１１と２つの小径スパッタキャリア基板保持固定爪１２を有する。小径スパッタキャリア基板保持可動爪１１はＬ字状に屈曲したバネ部材の先端部にアーチ状の当接部を有する。アーチはバネ部材の長手方向と直交し、かつ小径化学強化ガラス基板９のエッジと直交する。小径スパッタキャリア基板保持固定爪１２は先端部にアーチ状の当接部を有する。小径スパッタキャリア基板保持固定爪１２の当接部で小径化学強化ガラス基板９の下部を支持し、小径スパッタキャリア基板保持可動爪１１のバネ部材の弾性力により、その当接部が小径化学強化ガラス基板９の上部を押圧することで小径化学強化ガラス基板９が支持される。

本実施例は４枚取りを実施したものであるが、スパッタカソードが許される範囲の複数枚取りにも対応することができる。

次に、４枚の小径化学強化ガラス基板９は、４枚同時成膜のため図２の支持された状態でスパッタ装置（図示せず）に投入される。スパッタ装置には、図３が示すような３．５インチ用スパッタホルダ１３が備えられ、３．５インチ用基板保持爪１４によって３．５インチサイズ専用小径スパッタキャリア１０が保持される。よって、３．５インチサイズ専用小径スパッタキャリア１０は着脱でき、別のキャリアと交換が可能である。３．５インチ用スパッタホルダ１３に３．５インチサイズ専用小径スパッタキャリア１０が装着された状態では、小径スパッタキャリア基板保持可動爪１１はバイアス回路１５と電気的に接続される。

スパッタ装置内ではＡｒガス圧５ｍＴｏｒｒ〜３０ｍＴｏｒｒでシード層２を成膜後、後述の持ち替え機構により小径化学強化ガラス基板９の４枚同時持ち替えを行なう。この結果、成膜されない絶縁部を保持していた小径スパッタキャリア基板保持可動爪１１が、成膜された導電層であるシード層２を保持する。よって、以降の工程ではバイアス回路１５から小径スパッタキャリア基板保持可動爪１１を介してシード層２、非磁性絶縁基体１へバイアスを印加することができ、バイアススパッタが可能となる。

ここで、上記持ち替えに使用する小径基板持ち替え機構の構成について、図４〜７を参照して説明する。

図４は小径基板持ち替え機構の側面図、図５は図４中のヘッド部のＶ−Ｖ断面図、図６は図４中のヘッド部のＶI−ＶI断面図、図７は図４中のヘッド部のＶII−ＶII断面図である。

図４において１６はモータの駆動軸である。ヘッド部２０内には、カム２１、２２、２３が駆動軸１６に固定されて備えられている。

図５において、カムフォロア５１の下部にはローラ５２が、上部にはバネ５３が備えられている。バネ５３はカムフォロア５２を図中下方に付勢している。カム２１が時計回りに一回転するとカムフォロア５１が上下に往復する動作が一回行われる。また、カムフォロア５１には４つのリフト部材２４が備えられている。リフト部材２４は、小径基板持ち替え機構が３．５インチ用スパッタホルダ１３に対向した状態で小径スパッタキャリア基板保持可動爪１１の下に位置するように配設される。このため、カム２１の一回転に従ってリフト部材２４が小径スパッタキャリア基板保持可動爪１１を上下動させる。

図６において、カムフォロア６１の下部にはローラ６２が、上部にはバネ６３が備えられている。バネ６３はローラ６２を図中左方に付勢するように動作する。また、カムフォロア６１には軸６４を介してディスク６５が繋がれている。ディスク６５の周りには４つの円筒部６６が歯車で係合している。円筒部６６の内部には後述する１対の揺動部材が備えられている。カム２２が時計回りに一回転するとカムフォロア６１は、ローラ取り付け部が右左に往復し、軸６４を左回転させた後に右回転させる動作が一回行われる。このため、カム２２の一回転に従ってディスク６５が４つの円筒部６６を所定角度右回転させてから逆回転させて元の回転位置に戻る。

図７において、カムフォロア７１の下部にはローラ７２が、上部にはバネ７３が備えられている。バネ７３はカムフォロア７１を図中下方に付勢している。カム２３が時計回りに一回転するとカムフォロア７１が上下に往復する動作が一回行われる。また、カムフォロア７１には基板に対応して４箇所に凸部７４が備えられている。凸部７４の上部には揺動部材７６の右端が位置している。揺動部材７６は軸７８に軸支され、右端をバネ７５によって下方に付勢されている。揺動部材７６の左端と軸７８の中間部には、軸７９に軸支された揺動部材７７が、揺動部材７６と対向して備えられている。揺動部材７７の右端は上記中間部と引っ張りバネ（図示せず）で繋がれている。

このため、カムフォロア７１の上下動に従って凸部７４が揺動部材７６を揺動させ、これに従動して揺動部材７７が揺動する。揺れる方向は逆である。よって、カム２３の回転に従って揺動部材７６および７７の対向する左端は互いに接近し離間する。このとき、左端と左端の中心位置は上下し、中心位置は揺動部材７６および７７が離間したときは接近したときよりも上方にオフセットする。揺動部材７６および７７は、それらの左端が基板の中心孔に挿入され、溝８０が基板の内側エッジを支持するように配置される。

さらに、揺動部材７６および７７は、カム２２の回転に従った円筒部６６の回転に伴って一体的に回転するように構成される。

次に、上記構成を備えた小径基板持ち替え機構による基板持ち替え動作を、図８のカムチャートおよび図９の動作状態図を参照して説明する。図５〜７に示されたカムの位置は、図８において回転位相４５°のときを表している。以下、「チャック」とは上記一対の揺動部材からなる、基板の開閉固定機構である。

図８においてカム２１が一回転すると、位相４におけるカム変位により小径スパッタキャリア基板保持可動爪１１のバネ部材は、閉じた状態で小径化学強化ガラス基板９の上端を支持する位置から上動して開く。このため、バネ部材の弾性力による小径化学強化ガラス基板９への押圧力が遮断される。位相８におけるカム変位は位相４と逆であり、バネ部材は下動し、開いた状態で小径化学強化ガラス基板９への押圧力を遮断した位置から小径化学強化ガラス基板９の上端を支持する位置に戻る。

また、カム２３が一回転すると、位相２におけるカム変位により揺動部材７６および７７からなるチャックは、閉じた状態で中心孔側から小径化学強化ガラス基板９を開放する状態から開いて小径化学強化ガラス基板９を固定する。位相１０におけるカム変位は位相２と逆であり、チャックは閉じ、再び小径化学強化ガラス基板９を開放する。

また、カム２２が一回転すると、位相６におけるカム変位により円筒部６６の回転位置は、初期位置から所定角度回転した位置に変位する。これにともなってチャックが所定角度回転する。位相１２におけるカム変位は位相６と逆であり、円筒部６６は初期位置に戻り、チャックも元の回転位置に戻る。

以上の３つのカムの一回転によるバネ部材、チャック、円筒部６６の回転の動作状態は図９に示した通りとなり、この結果、初期位置にあって上端を支持され中心孔側を解放されている小径化学強化ガラス基板９は、まず中心孔側を固定され、上端を自由に開放され、所定角度回転され、上端を支持され、中心孔側を解放される。中心孔側を固定されるときにチャックが上方いオフセットするため、小径化学強化ガラス基板９の下端が小径スパッタキャリア基板保持固定爪１２から離間するように小径化学強化ガラス基板９が持ち上げられる。これにより、成膜されない絶縁部を保持していた小径スパッタキャリア基板保持可動爪１１が、成膜された導電層であるシード層２を保持するように小径化学強化ガラス基板９が持ち替えられる。その後、チャック（円筒部６６）の回転位置は初期位置に戻される。

上記の通りにシード層成膜後に小径化学強化ガラス基板９を持ち替えて導通を実現すると、スパッタ装置内でバイアスを印加した状態で順次、非磁性配向制御層３、非磁性下地層４、非磁性中間層５、磁性層６、保護膜７、および液体潤滑層８を成膜する。

以上の通り、本発明によれば、生産性向上のために多数枚取りを実施してもバイアスを印加した状態でシード層よりも上の層を成膜できるので、特性低下や品質劣化のない磁気記録媒体を製造することができ、高品質を維持したまま生産性向上を実現するこたができる。また、小径スパッタキャリアは従来のものと交換が容易であるから、従来のものの成膜と小径基板の成膜を連続して行える。

本発明の磁気記録媒体の製造装置および製造方法により製造される磁気記録媒体の断面図である。 ４枚のガラス基板を１枚の３．５インチサイズ専用小径スパッタキャリアに取り付けた様子を示す図である。 ３．５インチサイズ専用小径スパッタキャリアに３．５インチ用スパッタホルダが装着された様子を示す図である。 本発明の小径基板持ち替え機構の側面図である。 本発明の小径基板持ち替え機構のヘッド部のＶ−Ｖ断面図である。 本発明の小径基板持ち替え機構のヘッド部のＶI−ＶI断面図である。 本発明の小径基板持ち替え機構のヘッド部のＶII−ＶII断面図である。 本発明の小径基板持ち替え機構による基板持ち替え動作を表すカムチャートである。 本発明の小径基板持ち替え機構による基板持ち替え動作における動作状態図である。

符号の説明

９ 小径化学強化ガラス基板
１０ ３．５インチサイズ専用小径スパッタキャリア
１１ 小径スパッタキャリア基板保持可動爪
１２ 小径スパッタキャリア基板保持固定爪
１３ ３．５インチ用スパッタホルダ
１４ ３．５インチ用基板保持爪
１６ 駆動軸
２１，２２，２３ カム
２４ リフト部材
５１，６１，７１ カムフォロア
６５ ディスク
６６ 円筒部
７４ 凸部
７６，７７ 揺動部材

Claims (4)

1. 複数の絶縁基板を保持するキャリアであって前記複数の絶縁基板上の夫々の所定位置を支持する複数の導電性支持部材であって該複数の絶縁基板にバイアスを印加するためのバイアス手段と電気的に接続される複数の導電性支持部材を有するキャリア、および、該キャリアに保持された前記複数の絶縁基板を所定回転角度回転させることで、前記複数の導電性支持部材が支持する前記複数の絶縁基板上の位置を前記所定位置から別の位置に変更する持替え機構を、前記複数の絶縁基板上に磁性層を含む複数の層を積層するための成膜装置内に備えた磁気記録媒体の製造装置であって、
   前記複数の導電性支持部材は夫々、前記複数の絶縁基板を支持する方向に付勢されて前記絶縁基板の端面に当接するための当接部を有し、
   前記持替え機構は、
   前記複数の絶縁基板が備える中心孔側から該基板を固定する閉動作および開放する開動作をする複数の第１の部材、
   前記複数の絶縁基板の基板面と平行な方向に回転動作をする複数の第２の部材、および、
   前記付勢された前記当接部を前記絶縁基板の前記端面に当接させて前記絶縁基板を支持する支持動作、および、前記当接部を前記端面から離間させる遮断動作をする複数の第３の部材を、前記複数の絶縁基板に対応して備え、さらに、
   一つの回転軸に備えられた第１、第２、および、第３のカム、並びに、該第１乃至第３カムの回転を前記複数の第１の部材、前記複数の第２の部材、および、前記複数の第３の部材に伝える伝達機構を備え、
   該カムおよび該機構が、前記一つの回転軸の回転に従って順に、前記複数の第１乃至第３の部材に、前記閉動作、前記遮断動作、前記所定回転角度分の前記回転動作、および、前記支持動作をさせるように構成されることで、前記複数の導電性支持部材が支持する前記複数の絶縁基板上の位置を前記所定位置から前記別の位置に同時に変更する
   ことを特徴とする磁気記録媒体の製造装置。
2. 前記複数の第１の部材は夫々、前記伝達機構により一端を往復付勢されて所定の揺動中心を中心に揺動する第１の揺動部材と、該部材の他端と該揺動中心との中間部にその一端が対向し、および、その他端が該部材の前記他端に対向して配置される第２の揺動部材とを有し、並びに、該部材の前記一端が前記中間部と引っ張りバネで繋がれおよび両方の他端が前記中心孔に挿通され、
   前記第１の揺動部材の揺動に伴って前記引っ張りバネを介して前記第２の揺動部材が揺動することで、前記両方の他端が互いに近付いて前記開動作をし、および、前記両方の他端が互いに離間して前記閉動作をし、並びに、前記両方の他端の間隔が変化するのに伴って該間隔の中間の位置がオフセットすることで、前記閉動作するときに前記絶縁基板を変位させて前記キャリアから離間させるように構成されることを特徴とする請求項１の製造装置。
3. 前記キャリアを着脱する機構であって、前記絶縁基板よりも大きな別の絶縁基板を保持する別のキャリアを着脱する機構を備えることを特徴とする請求項１または２のいずれかの製造装置。
4. 複数の絶縁基板の夫々の所定位置を導電性の複数の支持部材により支持して、該複数の支持部材を有するキャリアに前記複数の絶縁基板を保持する基板保持工程、
   保持された前記複数の絶縁基板上に夫々導電層を成膜する成膜工程、
   前記複数の絶縁基板を該基板の基板面と平行な方向に所定回転角度だけ同時に回転させることで、前記複数の支持部材が支持する前記複数の絶縁基板上の位置を前記所定位置から前記導電層が成膜された別の位置に同時に変更する基板持替え工程、および、
   前記複数の支持部材および前記導電層を通じて前記複数の絶縁基板にバイアスを印加した状態で、前記複数の絶縁基板上の、前記成膜工程において成膜された夫々の前記導電層上に、磁性層を含む複数の層を積層する積層工程
   を有する磁気記録媒体の製造方法であって、
   前記基板持替え工程は持替え機構により実施され、
   前記複数の支持部材が備える当接部により支持されている前記複数の絶縁基板の前記中心孔側から、各絶縁基板に対応して前記持替え機構に備えられたチャック部材を開いて前記複数の絶縁基板を固定する第一工程であって、該当接部が該基板を支持する方向に付勢されている第一工程、
   前記チャック部材により固定されている前記複数の絶縁基板の端面に当接されて前記複数の絶縁基板を支持している前記複数の導電性支持部材が備える夫々の当接部を、前記支持する方向とは逆方向に移動させて前記複数の絶縁基板から前記当接部を離間させる第二工程、
   各絶縁基板に対応して前記持替え機構に備えられた回転部材を所定方向に回転することで、前記複数の絶縁基板を該基板の基板面と平行な方向に前記所定回転角度だけ回転させる第三工程、
   前記複数の支持部材を前記支持する方向に付勢して、前記複数の支持部材が備える前記当接部が前記第二工程において離間される前の位置に復帰させて前記複数の絶縁基板の端面に当接させ該基板を支持する第四工程、
   前記複数の絶縁基板を前記中心孔側から固定している前記チャック部材を閉止して該基板を開放する第五工程、および、
   各絶縁基板に対応して前記持替え機構に備えられた前記回転部材を前記所定方向とは逆方向に回転することで、前記複数の絶縁基板を該基板の基板面と平行な方向に前記所定回転角度だけ逆転させる第六工程
   を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。

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