JP5088065B2 - 基板収納案内治具及び記録媒体用ガラス基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板収納案内治具及び記録媒体用ガラス基板の製造方法に関する。

従来、記録媒体用基板としては、デスクトップ用コンピュータやサーバなどの据え置き型の情報機器にはアルミニウム合金が使用され、ノート型コンピュータやモバイル型コンピュータなどの携帯型の情報機器にはガラス基板が一般に使用されていた。アルミニウム合金は変形しやすく、また硬さが不十分であるため研磨後の基板表面の平滑性が十分とは言えなかった。さらに、記録用ヘッドが機械的に磁気ディスクに接触する際、磁性膜が基板から剥離しやすいという問題もあった。そこで、変形が少なく、平滑性が良好で、かつ機械的強度の大きいガラス基板が、携帯型のみならず据え置き型の情報機器やその他のテレビ等の家庭用機器にも今後広く使用されていくものと予測されている。

記録媒体用ガラス基板は、ブランク材と呼ばれる円板状のガラス板をプレス成形法等により形成した後、いくつかの研磨工程等を施すことによって製造される。こうしたブランク材から製品として完成した記録媒体用ガラス基板となる間の仕掛品を、以降、ガラス基板と称する。記録媒体用ガラス基板の製造工程において、複数のガラス基板を同時に保持して効率良く移動、保管するための基板収納用ケースを使用する場合がある。

基板収納用ケースの例として、図５に示すような、プラスチックなどを材料とした軽く可搬性のよいキャリア、又はプロセスカセット等と称されるものがある。プロセスカセットには、図５に示すように、ガラス基板５０が起立し、一枚ずつ分離して規則的に配列された状態で収納されている。

図５（ａ）は、プロセスカセット１００にガラス基板５０を８枚保持している様子を模式的に示す上面図である。図５（ｂ）は、保持されているガラス基板５０の平面部側からプロセスカセット１００を模式的に示す正面図である。

プロセスカセット１００は、図５に示すように、上側は円板形状のガラス基板５０を自由に出し入れできるように開口している。枠体１０２の一対の対向する面には、ガラス基板５０の厚みの方向に、ガラス基板５０が等間隔に整列するように、ガラス基板５０の外周を、ガラス基板５０の出し入れ時は案内し、収納時はガラス基板５０を起立した状態で保持する溝１０５を備えている。また、底部１０６は、枠体１０２のの一対の対向する面の間の中央に位置し、内壁面１０３の複数の溝１０５が並んだ方向に沿って枠体１０２の両端間に亘って所定の幅の略四角形の開口部１０８があり、且つガラス基板５０が落下しないように保持している。

このようなプロセスカセット１００からガラス基板５０を出し入れするための治具の例として、以下のガラス基板操作治具がある（特許文献１参照）。ガラス基板操作治具は、支柱と、支柱を設置面に固定する足部と、ガラス基板を載置する載置部を有するアーム部と、支柱に設けられ、アーム部を水平方向に移動させる水平移動機構と、支柱に設けられ、アーム部を垂直方向に移動させる垂直移動機構を備えている。すなわち、収納されているガラス基板の平面部が水平方向となるようにプロセスカセットを設置する。次に、ガラス基板操作治具のアーム部を水平移動させて収納されているガラス基板の間の隙間に挿入する。次に、ガラス基板を保持しているプロセスカセットの支持片から浮かす様に垂直にアーム部を垂直移動させ、ガラス基板が支持片から浮いた状態を維持して、アーム部をプロセスカセットより引き出すように水平移動させて、ガラス基板をプロセスカセットより取り出す。
特開２００２−２５５３４２号公報

図５に示すプロセスカセット１００において、ガラス基板５０が収納されている間隔は使用するプロセスカセットにもよるが、５ｍｍから７ｍｍ程度である。このため、ガラス基板５０をプロセスカセット１００に収納する場合、すでに収納されている例えば隣の溝のガラス基板５０の外周の上端付近に接触して、互いにキズが生じたりする場合があった。また、プロセスカセット１００に依っては、対向する溝１０５の深さが浅すぎて、ガラス基板５０を間違って互いに対向する溝１０５ではなく対向する溝１０５の隣の溝１０５に入れてしまい、取り出しに長時間費やしたり、場合によっては取り出し時に破損したりすることがあった。

特許文献１に記載のガラス基板操作治具は、１ｍ×１ｍ等の大きなガラス基板を想定している治具であるが、プロセスカセットにガラス基板を収納する方法は、小さい記録媒体用ガラス基板であっても同様にしてできる。しかしながら、手動で操作するには、操作方法が煩雑であり、モータ等を用いた自動制御とすると高価で大掛かりな装置となる。

本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、ガラス基板に傷を生じることなく、基板収納用ケース（プロセスカセット）にガラス基板を容易に効率よく収納することができる基板収納案内治具、及び基板収納案内治具を用いた記録媒体用ガラス基板の製造方法を提供することである。

上記の課題は、以下の構成により解決される。

１． 上側が開口し、一部有底の第１の枠体からなり、
前記第１の枠体の一対の対向する面の両面に複数の溝を有し、
前記溝に挿入することにより略同一の円板形状の基板を、起立した状態で、該基板の厚み方向に配列して収納する基板収納用ケースの上に載置して、前記基板を前記基板収納用ケースに収納する際に前記基板の案内となる基板収納案内治具であって、
上下が開口する第２の枠体からなり、
前記第２の枠体の一対の対向する面の両面に、載置する前記基板収納用ケースの前記溝に前記基板を案内する複数の案内溝を有し、
前記案内溝の上端は、載置する前記基板収納用ケースに収納されている前記基板の外周上端より高く、
前記案内溝を構成する対向する側壁の上下方向の長さは、前記基板が前記案内溝を通過するときに前記基板と前記案内溝との対向する面積が前記基板の面積に対して５０％以下になるように、前記案内溝の底側より開口側の方が短いことを特徴とする基板収納案内治具。

２． 前記案内溝の溝幅は、前記案内溝の底側より開口側の方が広いことを特徴とする１に記載の基板収納案内治具。

３． 前記案内溝の深さは、隣接する２つ前記案内溝で構成する第１の溝群と、前記第１の溝群と対向する位置にある隣接する２つ前記案内溝で構成する第２の溝群とが含む４つの前記案内溝の内、互いに隣接も正面で対向もしない斜向かいの２つの前記案内溝を前記基板が通過できない深さであることを特徴とする１又は２に記載の基板収納案内治具。

４． 前記基板収納案内治具は、ＡＢＳ樹脂又はポリアセタールを材料とすることを特徴とする１乃至３の何れか一つに記載の基板収納案内治具。

５． 前記基板は、ガラスを材料とするガラス基板であることを特徴とする１乃至４の何れか一つに記載の基板収納案内治具。

６． 前記ガラス基板を研磨する工程を有する記録媒体用ガラス基板の製造方法において、５に記載の基板収納案内治具を使用することを特徴とする記録媒体用ガラス基板の製造方法。

本発明の基板収納案内治具は、基板収納用ケースの上に配置し、案内溝に挿入された基板は、基板収納用ケースの溝に案内される。よって、基板は、基板収納用ケースの溝に挿入され、その厚み方向に配列して収納される。また、案内溝の上端位置が基板収納用ケースに収納されたガラス基板の外周端より高い所に位置しているため、基板収納案内治具の上部から、基板の外周端は露出されることはない。よって、基板収納用ケースへ基板を収納するために、基板収納案内治具の案内溝に基板を挿入する時、既に収納されている基板と接触することがなく、基板同士が接触することによるキズ等が発生しない。

従って、基板に傷を生じることなく、基板収納用ケース（プロセスカセット）にガラス基板を容易に効率よく収納することができる基板収納案内治具、及びこの基板収納案内治具を用いた記録媒体用ガラス基板の製造方法を提供することができる。

本発明を図示の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限らない。

記録媒体用ガラス基板の製造工程において、円板状のガラス基板の保管・工程間の移動等に使用する基板収納用ケースとして、例えばこれまで説明した図５に示すプロセスカセット１００を使用する。

このようなプロセスカセット１００にガラス基板５０を収納する場合、例として図１に示すような本発明に係る基板収納案内治具１を使用する。図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）の上面図のＡ−Ａ’における断面図を示している。

基板収納案内治具１は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、上下方向は開口された枠体をしており、枠体３の一対の対向する面には、所定の間隔ｄ１で配列され、互いに対向している案内溝７がある。この案内溝７が配列されている間隔は、プロセスカセット１００における溝１０５と同じ間隔としてある。

基板収納案内治具１の使用方法を説明する。例えば作業台の上にプロセスカセット１００を設置し、この上に基板収納案内治具１を重ねて設置する。設置の際に、プロセスカセット１００の溝１０５と基板収納案内治具１の案内溝７とが重なる位置とする。この様子を図２に示す。図２（ａ）は、プロセスカセット１００の上に基板収納案内治具１を重ねた状態を基板収納案内治具１の上側から見た様子を示す上面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）の上面図のＢ−Ｂ’における断面図を示している。図２（ａ）に示す点線は、基板収納案内治具１の下に位置するプロセスカセット１００の溝１０５や内壁面１０３等を示している。図２において、ガラス基板５０はプロセスカセット１００に収納されている状態であり、ガラス基板５１は基板収納案内治具１に入る途中の状態である。

図２（ａ）に示す様に、溝１０５と案内溝７との位置が一致するように、プロセスカセット１００の上に基板収納案内治具１を配置する。このようにして、基板収納案内治具１の上部から案内溝７に沿ってガラス基板５１を入れると、ガラス基板５１はプロセスカセット１００の溝１０５に入り、等間隔に整列されて収納される。また、図２（ｂ）に示す様に、案内溝７の上端は、基板収納用ケース１００に収納されているガラス基板５０の外周上端より高い所に位置している。このため、ガラス基板５１を基板収納案内治具１の案内溝に入れる際、既にプロセスカセット１００に収納されているガラス基板５０に触れることはないため、ガラス基板５１は、傷を生じることなく良好で簡単にプロセスカセット１００に収納される。

図１（ａ）及び図２（ａ）に示す様に、基板収納案内治具１の案内溝７の溝幅Ｗは、案内溝７の底側より開口側の方が広いことが好ましい。このようにすると、ガラス基板５１を基板収納案内治具１に入れる場合、ガラス基板５１は、円板形状であることから、最初に基板収納案内治具１の中央付近、すなわち案内溝７の開口付近から入るため、ガラス基板５１は基板収納案内治具１に入りやすい。また、ガラス基板５１が基板収納案内治具１に深く入るに従って、ガラス基板５１の外周は枠体３へ向かって行き、ガラス基板５１の厚み方向の位置は、より案内溝７の幅の中央に位置するように規制され、プロセスカセット１００の溝１０５に容易に収納することが出来る。

基板収納案内治具１を使用する時のガラス基板は、例えば後述する様にポリッシング工程の後では、研磨液等により濡れている場合がある。濡れているガラス基板を、基板収納案内治具１を用いてプロセスカセット１００に収納しようとすると、基板収納案内治具１の案内溝７の側壁に液の表面張力により貼り付いて落下しなくなって、プロセスカセット１００に効率良く収納できない場合がある。そこで、図１（ｂ）、図２（ｂ）に示す様に、案内溝７を構成する対向する側壁の上下の方向の長さＬは、案内溝７の底側より開口側の方を短くするのが好ましい。このようにすると、ガラス基板５１が案内溝７を通過するときにガラス基板５１と案内溝７の側壁とが対向する面積を、ガラス基板５１が案内溝７の側壁に貼り付いて落下できないほど広くならないようにすることができる。

また、ガラスが通過する側壁にスリット等の開口を設け、実質上の対向する面積を減らすことも有効である。いずれの場合にも、ガラス基板５１が案内溝７を通過するときにガラス基板５１と案内溝７が対向する面積（図３の斜線部６０）は、ガラス基板５１の面積に対して５０％以下の範囲とするのが好ましい。５０％を超えると、ガラス基板５１が案内溝７の側壁に貼り付いてしまい落下しない場合が生じる。下限値は、特に示さないが、基板収納案内治具１の剛性の観点から、問題となる変形等が生じない範囲内で適宜決めればよい。

図４は、１枚のガラス基板と、このガラス基板が挿入されている案内溝周辺を部分的に示し、ガラス基板が誤った案内溝に挿入できる場合（図４（ａ））、できない場合（図４（ｂ））を示している。図４（ａ）に示すように、対向する案内溝７の深さｄ２が浅い場合、ガラス基板５１が間違って互いに対向する案内溝７ａ、７ｂではなく案内溝７ａの斜向かいに位置する、案内溝７ｂの隣の案内溝７ｃに入ってしまう場合がある。この場合、１枚のガラス基板がプロセスカセット１００のガラス基板２枚分の収納場所を占有してしまうことになり、既に収納されているガラス基板に接触する場合が生じる。また、間違って入ったガラス基板を取り除くのに長時間費やしたり、場合によっては破損が生じる場合がある。

これを防ぐためには、図４（ｂ）に示すように、対向する案内溝７の深さｄ２を深くして、ガラス基板５１が斜向かいで対向する案内溝７ａ、７ｃに入らないようにするのが好ましい。尚、図１、図２では、案内溝７は中央で分離しているが、対向する案内溝が連続した状態としてもよい。

基板収納案内治具１をなす材料は、適度に柔らかく吸水による変形が生じない吸水率の低い材料であることが好ましい。例えば、硬度が７５から１２０（ロックウエル硬度Ｍスケール）程度で吸水率が０．５％程度以下と低い、ＡＢＳ樹脂やポリアセタール（デルリン（登録商標）、ジュラコン（登録商標）等）が好ましい材料として挙げられる。

これまで説明したように、基板収納案内治具１を用いることで、プロセスカセット１００にガラス基板５０を、傷を生じることなく容易に効率良く収納することができる。

本基板収納案内治具を適用する基板は、プロセスカセット１００を使用する円板形状の基板であれば、ガラス基板に限定されることはなく、例えば、シリコンウエハに対して適用することもできる。

次にガラス基板の製造工程において、本発明に係る基板収納案内治具１の使用例について説明する。

（製造工程）
記録媒体用ガラス基板の製造方法について説明する。図６に、記録媒体用ガラス基板の製造工程の例をフロー図で示す。まず、ガラス素材を溶融し（ガラス溶融工程）、溶融ガラスを下型に流し込み、上型によってプレス成形して円板形状のガラス基板（前駆体）を得る（プレス成形工程）。なお、円板形状のガラス基板（前駆体）は、プレス成形によらず、例えばダウンドロー法やフロート法で形成したシートガラスを研削砥石で切り出して作製してもよい。

プレス成形されたガラス基板（前駆体）には、コアドリル等で中心部に孔が開けられる（コアリング工程）。そして、ガラス基板の両表面が研磨加工され、ガラス基板の全体形状、すなわちガラス基板の平行度、平坦度および厚みが予備調整される（第１ラッピング工程）。

次に、ガラス基板の外周端面および内周端面が研削により面取りされて、ガラス基板の外径寸法および真円度、孔の内径寸法、並びにガラス基板と孔との同心度が微調整された後（内・外径加工工程）、ガラス基板の内周端面が研磨されて微細なキズ等が除去される（内周端面加工工程）。

次に、ガラス基板の両表面が再び研磨加工されて、ガラス基板の平行度、平坦度および厚みが微調整される（第２ラッピング工程）。そして、ガラス基板の外周端面が研磨されて微細なキズ等が除去される（外周端面加工工程）。

次に、ガラス基板が洗浄された後、２８０℃から６６０℃程度の化学強化液にガラス基板を浸漬してガラス基板に化学強化層を形成する（化学強化工程）。この後、ガラス基板の表面を精密に仕上げる研磨加工を行う（ポリッシング工程）。そして洗浄及び検査が行われ、製品としての記録媒体用ガラス基板とされる。

上記の記録媒体用ガラス基板の製造工程において、ガラス基板が円板形状であって、化学強化工程の様な高温環境下で使用する必要がなければ、ガラス基板の保管や工程間の移動に、図５に示すプロセスカセット１００を用いることができる。又、プロセスカセット１００にガラス基板を収納する際に、本発明の基板収納案内治具１を使用することができる。尚、製造工程の初期の段階で、ガラス基板同士を直接重ねる等で保管、移動しても問題とならない場合もあるので、作業効率を考慮してプロセスカセット１００や本発明の基板収納案内治具１を用いればよい。特に本発明の基板収納案内治具１が効果をもっとも発揮するのは、化学強化工程後のポリッシング工程である。このポリッシング工程で、本発明に係わる基板収納案内治具１を用いることで、ポリッシング工程後、ガラス基板をその表面にキズを生じないように良好で簡単にプロセスカセット１００に収納することができ、効率よく表面を精密に仕上げることができる。

（ガラス基板について）
化学強化される記録媒体用ガラス基板としては特に限定はないが、二酸化ケイ素、酸化ナトリウム、酸化カルシウムを主成分としたソーダライムガラス；二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、Ｒ₂Ｏ（Ｒ＝Ｋ、Ｎａ、Ｌｉ）を主成分としたアルミノシリケートガラス；ボロシリケートガラス；酸化リチウム−二酸化ケイ素系ガラス；酸化リチウム−酸化アルミニウム−二酸化ケイ素系ガラス；Ｒ’Ｏ−酸化アルミニウム−二酸化ケイ素系ガラス（Ｒ’＝Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ又はＢａ）を使用することができ、これらガラス材料に酸化ジルコニウムや酸化チタン等を添加したものであってもよい。

また、プロセスカセットが準備できれば、ガラス基板の大きさに限定はなく２．５インチ，１．８インチ、１インチ、０．８５インチあるいはそれ以下の小径ディスクにも本発明に係わる基板収納案内治具１を適用することができる。また、ガラス基板の厚さが２ｍｍや１ｍｍ、０．６３ｍｍ、あるいはそれ以下といった薄型のものにも適用することができる。

（記録媒体の製造方法）
本発明の記録媒体用ガラス基板に、少なくとも記録層を形成することで記録媒体を製造することができる。記録層は特に限定されず、磁気、光、光磁気等の性質を利用した種々の記録層を用いることができるが、特に磁性膜を記録層として用いた記録媒体（磁気ディスク）の製造に好適である。図７は磁気ディスクの斜視図である。この磁気ディスク３００は、上記の製造工程で説明した製造方法で製造された記録媒体用ガラス基板５５の表面に磁性膜２００が直接形成されている。

磁性膜２００に用いる磁性材料としては、特に制限はなく公知の材料を適宜選択して用いることができる。例えば、Ｃｏを主成分とするＣｏＰｔ、ＣｏＣｒ、ＣｏＮｉ、ＣｏＮｉＣｒ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＰｔＣｒ、ＣｏＮｉＰｔ、ＣｏＮｉＣｒＰｔ、ＣｏＮｉＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔＴａ、ＣｏＣｒＰｔＳｉＯなどが挙げられる。また、磁性膜２００を非磁性膜（例えば、Ｃｒ、ＣｒＭｏ、ＣｒＶなど）で分割してノイズの低減を図った多層構成としてもよい。

磁性膜２００として、上記のＣｏ系材料の他、フェライト系や鉄−希土類系の材料や、ＳｉＯ₂、ＢＮなどからなる非磁性膜中にＦｅ、Ｃｏ、ＣｏＦｅ、ＣｏＮｉＰｔ等の磁性粒子が分散された構造のグラニュラーなどを用いることもできる。磁性膜２００は、面内型、垂直型の何れであっても良い。

磁性膜２００の形成方法としては、公知の方法を用いることができる。例えば、スパッタリング法、無電解メッキ法、スピンコート法などが挙げられる。

磁気ディスク３００には、更に必要により下地層、保護層、潤滑層等を設けても良い。これらの層はいずれも公知の材料を適宜選択して用いることができる。下地層の材料としては、例えば、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｖ、Ｂ、Ａｌ、Ｎｉなどが挙げられる。保護層の材料としては、例えば、Ｃｒ、Ｃｒ合金、Ｃ、ＺｒＯ₂、ＳｉＯ₂などが挙げられる。また、潤滑層としては、例えば、パーフロロポリエーテル（ＰＦＰＥ）等からなる液体潤滑剤を塗布し、必要に応じ加熱処理を行ったものなどが挙げられる。

基板収納案内治具の一実施形態を示す模式図である。 基板収納案内治具を用いてプロセスカセットにガラス基板を収納する方法を説明する図である。 ガラス基板を収納する際に、基板収納案内治具の案内溝の側壁とガラス基板とが対向する状態を説明する図である。 基板収納案内治具における対向する案内溝の深さとガラス基板の挿入状態とを説明する図である。 ガラス基板の製造工程で用いるプロセスカセットの例を示す模式図である。 記録媒体用ガラス基板の製造工程の例を示すフロー図である。 磁気ディスクの部分断面を含む斜視図である。

符号の説明

１ 基板収納案内治具
３、１０２ 枠体
７ 案内溝
５０、５１ ガラス基板
５５ 記録媒体用ガラス基板
１００ プロセスカセット
１０５ 溝
１０６ 底部
１０８ 開口部
２００ 磁性膜
３００ 磁気ディスク
ｄ１ 間隔
ｄ２ 深さ
Ｌ 長さ
Ｗ 溝幅

Claims (6)

1. 上側が開口し、一部有底の第１の枠体からなり、
   前記第１の枠体の一対の対向する面の両面に複数の溝を有し、
   前記溝に挿入することにより略同一の円板形状の基板を、起立した状態で、該基板の厚み方向に配列して収納する基板収納用ケースの上に載置して、前記基板を前記基板収納用ケースに収納する際に前記基板の案内となる基板収納案内治具であって、
   上下が開口する第２の枠体からなり、
   前記第２の枠体の一対の対向する面の両面に、載置する前記基板収納用ケースの前記溝に前記基板を案内する複数の案内溝を有し、
   前記案内溝の上端は、載置する前記基板収納用ケースに収納されている前記基板の外周上端より高く、
   前記案内溝を構成する対向する側壁の上下方向の長さは、前記基板が前記案内溝を通過するときに前記基板と前記案内溝との対向する面積が前記基板の面積に対して５０％以下になるように、前記案内溝の底側より開口側の方が短いことを特徴とする基板収納案内治具。
2. 前記案内溝の溝幅は、前記案内溝の底側より開口側の方が広いことを特徴とする請求項１に記載の基板収納案内治具。
3. 前記案内溝の深さは、隣接する２つ前記案内溝で構成する第１の溝群と、前記第１の溝群と対向する位置にある隣接する２つ前記案内溝で構成する第２の溝群とが含む４つの前記案内溝の内、互いに隣接も正面で対向もしない斜向かいの２つの前記案内溝を前記基板が通過できない深さであることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板収納案内治具。
4. 前記基板収納案内治具は、ＡＢＳ樹脂又はポリアセタールを材料とすることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の基板収納案内治具。
5. 前記基板は、ガラスを材料とするガラス基板であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の基板収納案内治具。
6. 前記ガラス基板を研磨する工程を有する記録媒体用ガラス基板の製造方法において、
   請求項５に記載の基板収納案内治具を使用することを特徴とする記録媒体用ガラス基板の製造方法。

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