JP2013132744A - 研磨キャリア、磁気記録媒体用ガラス基板の研磨方法、および、磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法 - Google Patents

研磨キャリア、磁気記録媒体用ガラス基板の研磨方法、および、磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】研磨工程中に研磨パッドを傷つけることなく、上定盤の研磨パッドへの貼りつきを防止することが可能な研磨キャリアを提供することを目的とする。
【解決手段】磁気記録媒体用ガラス基板を研磨する際に用いる研磨キャリアであって、前記研磨キャリアは第1の面と第2の面の2つの主平面を有しており、前記第1の面の純水に対する接触角が、前記第2の面の純水に対する接触角より10度以上大きいことを特徴とする研磨キャリア、磁気記録媒体用ガラス基板の研磨方法、および、磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法を提供する。
【選択図】図1

Description

本発明は、研磨キャリア、磁気記録媒体用ガラス基板の研磨方法、および、磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法に関する。
磁気記録装置等に用いられる磁気記録媒体用基板としては、従来、アルミニウム合金基板が使用されてきたが、高密度記録化の要求に伴い、アルミニウム合金基板に比べて硬く、平坦性や平滑性に優れるガラス基板が主流となってきている。
磁気記録媒体用ガラス基板は、ガラス素基板を所定形状に切断後、端面、および、主平面について研磨等を行うことにより製造される。
主平面を研磨する方法としては、まず、複数のガラス基板が収容できる円盤状の研磨キャリアに設けられたガラス基板保持孔にガラス基板をセットする。そして、ガラス基板をセットした研磨キャリアを研磨パッドを貼り付けた2枚の定盤の間に挟んだ状態で、ガラス基板と研磨パッドの間に研磨剤を供給しながらキャリアを動かすことにより行われる。
主平面の研磨終了後は上定盤を上昇させ、研磨したガラス基板を取出すが、上定盤を上昇させる際、研磨パッドと研磨キャリア間に介在した研磨液の作用で研磨キャリアが上定盤の研磨パッドに密着し、研磨したガラス基板と共に上昇してしまう場合があった。
この場合、研磨パッドに貼り付いた研磨キャリア、ガラス基板を人手によって剥がす必要があり作業性に問題があった。また、上定盤の研磨パッドに貼りついた研磨キャリアやガラス基板が自然落下して、他のガラス基板等とぶつかり傷を生じるなどの問題があった。
このため、研磨パッドと研磨キャリアとの貼りつきを防止するため各種方法が従来から検討されてきた。
例えば、特許文献1には研磨ワークキャリアに厚さ方向に貫通状の貼りつき防止孔を設けた研磨キャリアが記載されている。
特開2004−146471号公報
しかしながら、上記特許文献1に記載された発明においても上定盤の研磨パッドへの研磨キャリアの貼り付きを十分には防げていなかった。また、研磨を行う際に貼り付き防止孔により研磨パッド表面に傷を生じたり、研磨パッド表面を粗くする場合がありこの点でも問題であった。
そこで、本発明は上記従来技術が有する問題に鑑み、研磨工程中に研磨パッドを傷つけることなく、上定盤の研磨パッドへの貼り付きを防止することが可能な研磨キャリアを提供することを目的とする。
上記課題を解決するため本発明は、磁気記録媒体用ガラス基板を研磨する際に用いる研磨キャリアであって、前記研磨キャリアは第1の面と第2の面の2つの主平面を有しており、前記第1の面の純水に対する接触角が、前記第2の面の純水に対する接触角より10度以上大きいことを特徴とする研磨キャリアを提供する。
本発明の研磨キャリアは、2つの主平面を有する研磨キャリアであって、第1の面と第2の面とで純水に対する接触角の差が10度以上大きくなっている。
このため、主平面研磨を行う際、研磨キャリアの第1の面を上定盤側の研磨パッドに対向させるか、下定盤側の研磨パッドに対向させるかによって、研磨キャリアを上定盤側の研磨パッド又は下定盤側の研磨パッドのどちらに密着させるか制御できる。例えば、研磨キャリアの第1の面を上定盤側の研磨パッドに対向するように設置した場合、上定盤側の研磨パッドよりも下定盤側の研磨パッドに研磨キャリアを密着させることができるため、研磨後ガラス基板を取り出す際に研磨キャリアが上定盤側の研磨パッドに貼り付くことを防止できる。
また、研磨キャリア表面に研磨パッドを物理的に損傷する構造を有していないため研磨パッドを傷つけることなく、研磨パッドへの貼り付きを防止できる。
磁気記録媒体用ガラス基板の両面研磨装置の説明図 本発明に係る第1の実施形態における研磨キャリアの製造方法の説明図
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明するが、本発明は、下記の実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、下記の実施形態に種々の変形および置換を加えることができる。
[第1の実施形態]
本実施形態では本発明の研磨キャリアおよび該研磨キャリアを用いた磁気記録媒体用ガラス基板の研磨方法について説明する。
まず、研磨キャリアおよび磁気記録媒体用ガラス基板の両面研磨装置(主平面研磨装置)について図1を用いて説明する。
研磨キャリア10は、図1(A)に示すように円盤形状であり、その面内に主平面研磨を行う際に磁気記録媒体用ガラス基板(以下、単に「ガラス基板」とも記載する)を保持するためのガラス基板保持穴11を複数有している。そして、後述する両面研磨装置内に設置するように、その周縁部には多数の歯が設けられている。
研磨キャリア10はその大きさについては特に限定されるものではなく、設置する両面研磨装置のサイズによって選択できる。また、ガラス基板保持孔11の数、大きさについても限定されるものではなく、研磨対象のガラス基板と研磨キャリアのサイズにより選択される。
両面研磨装置12は図1(B)に示すようにガラス基板を設置した研磨キャリア10をサンギア13、インターナルギア14間にセットするように構成されている。そして、サンギア13、インターナルギア14を所定の回転比率で回転駆動することにより、研磨キャリア10が自転しながらサンギア13の周りを公転する。
このとき、研磨キャリア10は、ガラス基板と対向する面に研磨パッドが装着された上定盤15の研磨パッド16と下定盤17の研磨パッド18との間に狭持、押圧されている。そして、研磨パッドと研磨キャリア、ガラス基板との間には砥粒を含有する研磨液(研磨スラリー)が供給され、研磨キャリアに保持されたガラス基板の両主平面が同時に研磨される。
同時に研磨できるガラス基板の枚数は、研磨キャリア10、両面研磨装置12の大きさによって異なる。例えば直径16インチのキャリアを使用する16B型両面研磨装置においては、1バッチ当たり80〜110枚のガラス基板を同時に研磨できる。なお、研磨を行う際、キャリアの全てのガラス基板保持穴11にガラス基板をセットする必要はない。
次に、本発明の研磨キャリアについて説明する。
本発明の研磨キャリアは、磁気記録媒体用ガラス基板を研磨する際に用いる研磨キャリアであって、第1の面と第2の面の2つの主平面を有しており、第1の面の純水に対する接触角が、第2の面の純水に対する接触角より10度以上大きいことを特徴としている。
ここで、研磨キャリアの主平面とは、両面研磨装置において上定盤、下定盤に装着された研磨パッドと接している面であり、図1(A)に記載した面および図示していないその裏面を指している。
そして、研磨キャリアの2つの主平面について、第1の面の純水に対する接触角が第2の面の純水に対する接触角よりも大きく、その差は10度以上である。第1の面の純水に対する接触角と第2の面の純水に対する接触角との差は、15度以上であることがより好ましく、20度以上であることが特に好ましい。
研磨パッドと研磨キャリアとが貼り付くのは、その間に介在する研磨液の作用によると考えられる。そして、研磨液は一般的に酸化セリウムやコロイダルシリカ等の研磨砥粒を、水を主成分とする溶媒中に分散させたものである。
このため、本発明の研磨キャリアは、純水に対する接触角が大きい第1の面は第2の面よりも、研磨パッドと研磨キャリアとの間に研磨液などの液体が介在し難くなるため(研磨パッドと研磨キャリアとの間に空気が入り込みやすくなるため)、研磨キャリアの第1の面は研磨パッドに貼り付きにくくなる。
そして、研磨キャリアの第1の面と、第2の面の純水に対する接触角が10度以上の場合、研磨パッドに対する吸着力に十分な差が得られるため、第1の面が研磨パッドに貼り付くことを防止できる。第1の面と第2の面との間の純水に対する接触角の差は研磨パッドに対する吸着力の差に影響を及ぼすこととなるため、その差は大きい方が良く上記のように15度以上であることがより好ましく、20度以上であることが特に好ましい。なお、第1の面、第2の面の間の純水に対する接触角の差は上記のように大きい方が好ましい。
研磨パッドの2つの主平面について、第1の面、第2の面の間で純水に対する接触角の差を10度以上とする方法については特に限定されるものではない。例えば、以下の方法を挙げることができる。
研磨キャリアのいずれか一方または両方の面について改質する方法が挙げられる。具体的には、第2の面について表面改質プラズマ処理(プラズマエッチング処理)を行うことにより、第2の面の方が第1の面に比べて親水性が高くなる処理をする方法が挙げられる。プラズマの種類については特に限定されるものではないが、例えばアルゴンガスのプラズマによって親水化処理を行える。
また、そのほかに研磨キャリア表面を改質する方法としては、第1の面にシリコーン樹脂、フッ素樹脂等の撥水性材料を塗布する方法や、第2の面に親水性材料を塗布する方法が挙げられる。
また、研磨キャリアの第1の面を構成する材料と、第2の面を構成する材料を異なる材料とし、第1の面を構成する材料の純水に対する接触角が、第2の面を構成する材料の純水に対する接触角より10度以上大きいものとする方法が挙げられる。後述のように研磨キャリアはプリプレグを積層し加圧、加熱することにより製造することができるため、第1の面側のプリプレグと、第2の面側のプリプレグについて異なる樹脂を用いた物を選択することにより上記構成とすることができる。
以上説明してきたように、本発明の研磨キャリアは第1の面の純水に対する接触角が第2の面よりも大きいことから、主平面研磨を行う際に第1の面を両面研磨装置の上定盤側に配置することにより、上定盤側の研磨パッドへの研磨キャリアの貼り付きを防止できる。
そして、本発明の研磨キャリアはさらに、第1の面の表面粗さRaが、第2の面の表面粗さRaよりも大きく、その差は0.5μm以上15μm以下であることが好ましく、2μm以上15μm以下であることがより好ましい。9μm以上15μm以下であることが特に好ましい。
これは、第1の面の表面粗さ(算術平均粗さ)Raが第2の面の表面粗さよりも大きくなることによって、第1の面と研磨パッドとの間には、第2の面と研磨パッドとの間より、空気が入り込みやすくなるため、研磨キャリアの第1の面は研磨パッドに貼り付きにくくなる。また、主平面研磨機に研磨キャリアを設置した場合に、第1の面と研磨パッドとの接触面積が、第2の面と研磨パッドとの接触面積と比べて小さくなる。このため、上記純水に対する接触角の違いによる効果と相乗的に働き、第1の面と研磨パッドとの貼り付きをより抑制することが可能になる。
その表面粗さRaの差としては0.5μm未満であると、第1の面と第2の面との間で研磨パッドへの吸着力の違いに顕著な差が出ず、十分な効果が期待できない。また、その差が15μmよりも大きい場合、研磨中に研磨パッド表面を粗くしたり、傷つけたりする恐れがあるため好ましくない。
第1の面の表面粗さを第2の面の表面粗さよりも大きくする方法については限定されるものではないが、例えば、研磨パッドのいずれか一方の面のみを研磨することにより表面粗さを変える方法が挙げられる。
また、第1の面と第2の面のプリプレグの基材として異なる物を使用する方法が挙げられる。プリプレグ材の表面粗さは基材を構成する糸の太さや編み方に影響を受けることから、第1の面の方が第2の面よりも表面粗さが大きくなるようにプリプレグ材の基材を選択し、その表面粗さを調整する方法である。
さらに、少なくとも第1の面の表面にエンボス加工を行い、凹凸形状を付与する方法が挙げられる。凹凸の形状等については特に限定されるものではなく、表面粗さが上記規定を満たすように行えばよい。エンボス加工を行う方法としては、後述するように研磨キャリア基材を作製する際にあわせて付与する方法が挙げられる。
なお、第1の面に限らず、第2の面についてもエンボス加工を行うこともできるが、この場合、第1の面、第2の面の表面粗さが上記規定を満たすようにそのサイズ、配置を選択する必要がある。
ここで、研磨キャリアの製造方法について図2を用いて説明する。
本発明の研磨キャリアはプリプレグから作ることができる。
まず、図2(A)に示すように積層体が所定の厚さになるように、プリプレグ21(a)〜21(f)を積層する。なお、図中ではプリプレグを6枚使用しているが、その枚数は限定されるものではなく、目的とする研磨キャリアの厚さ、プリプレグ1枚あたりの厚さにより選択することができる。
プリプレグの材質については限定されるものではなく、目的とする研磨キャリアの強度、表面部分の接触角等によって選択することができる。例えば、基材としてはガラス繊維布、ガラス繊維不織布、アラミド繊維不織布、ポリエステル繊維布等を用い、これにエポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂等の樹脂を含浸させた物を用いることができる。
また、用いるプリプレグは一種類に限定されず、例えば第1の面となる21(a)と第2の面となる21(f)について異なる材料のプリプレグを用い、その他の21(b)〜(e)についてもこれらとは異なる材料のプリプレグを用いても良い。そのほかにも21(a)〜(c)を同じプリプレグ、21(d)〜(f)を21(a)〜(c)とは異なるプリプレグのようにすることもできる。
その後プリプレグの積層体を表面形状付与板22a、22bを介してプレス機23で加圧、加熱することにより、積層成形体24(研磨キャリア基材)を作製する。
プレス機で加圧、加熱する際に、研磨キャリアの表面に加工を行わない場合に表面形状付与板22a、22bとして鏡面板を用い、これをプリプレグの積層体の上下面に配置して行う。そして、上記のように研磨キャリアの表面にエンボス加工を行いたい場合には、所定の形状(粗さ)のエンボスを付与した板を表面形状付与板22aとして用い、その形状を付与したい面上に配置し、付与しない面については鏡面板を配置する。
表面形状付与板22a、22bとしてはその材質は限定されるものではなく、十分な強度と耐熱性を有するものであればよい。例えばフォトリソグラフィー法等によるエンボスパターンを転写したニッケルメッキ板等を用いることができる。
そして、得られた積層成形体は、図1(A)に示した所定の形状に切断加工、切削加工等を行った後、必要に応じて表面処理等を行うことにより研磨キャリアとすることができる。
得られた本発明の研磨キャリアを用いた磁気記録媒体用ガラス基板の研磨方法について説明する。
まず、図1(B)に示した両面研磨装置に本発明の研磨キャリアを被研磨材である磁気記録媒体用ガラス基板と共にセットし、その上下面を研磨パッドにより挟持、押圧する。
次いで、研磨パッドと研磨キャリア、ガラス基板の間に研磨液を供給しながら図1(B)中サンギア13、インターナルギア14を所定の回転比率で回転駆動することによって、磁気記録媒体用ガラス基板の研磨を行うことができる。
そして、両面研磨装置にセットする際、研磨キャリアの第1の面を上定盤の研磨パッドに、第2の面を下定盤の研磨パッドに接触させるように配置して研磨を行うことが好ましい。これは、このように配置して主平面研磨を行うことによって上定盤側の研磨パッドへの研磨キャリア、ガラス基板の付着を抑制することができるからである。
また、磁気記録媒体用ガラス基板の製造工程では後述するように複数回にわたって主平面研磨工程を行うことがあるが、本発明の研磨キャリア、および、該研磨キャリアを用いた磁気記録媒体用ガラス基板の研磨方法はいずれの主平面研磨工程においても用いることができる。特に、研磨キャリアが貼り付きやすくなる軟質研磨パッドを用いる主平面研磨工程(例えば、2次主平面研磨工程、3次主平面研磨工程など後段(仕上げ)の主平面研磨工程)で本発明の研磨キャリアを用いると高い効果を得ることができる。
[第2の実施形態]
次に第1の実施形態で説明した本発明の研磨キャリアを用いた磁気記録媒体用ガラス基板の研磨方法を用いた研磨工程を有する磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法について説明する。
磁気記録媒体用ガラス基板は以下の工程1〜4を含む製造方法により製造することができる。
(工程1)ガラス素基板から、中央部に円孔を有する円盤形状のガラス基板に加工した後、内周端面と外周端面を面取り加工する形状付与工程。
(工程2)ガラス基板の端面(内周端面及び外周端面)を研磨する端面研磨工程。
(工程3)前記ガラス基板の主平面を研磨する主平面研磨工程。
(工程4)前記ガラス基板を精密洗浄して乾燥する洗浄工程。
そして、上記各工程を含む製造方法により得られた磁気記録媒体用ガラス基板はその上に磁性層などの薄膜を形成する工程をさらに行うことによって、磁気記録媒体とすることができる。
ここで、(工程1)の形状付与工程は、フロート法、フュージョン法、プレス成形法、ダウンドロー法またはリドロー法で成形されたガラス素基板を、中央部に円孔を有する円盤形状のガラス基板に加工するものである。
そして、(工程2)の端面研磨工程は、ガラス基板の端面(側面部と面取り部)を端面研磨するものである。
(工程3)の主平面研磨工程については、両面研磨装置を用い、ガラス基板の主平面に研磨液を供給しながらガラス基板の上下主平面を同時に研磨するものである。本発明のガラス基板の研磨は、1次研磨のみでもよく、1次研磨と2次研磨を実施してもよく、2次研磨の後に3次研磨を実施してもよい。
工程3において主平面研磨工程を行う際に、第1の実施形態で説明した磁気記録媒体用ガラス基板の研磨方法を用いることによって、研磨終了後にガラス基板を取出す際、研磨キャリアが上定盤に貼り付くことを防止できる。このため、作業性が向上する。また、ガラス基板取出し時に研磨キャリアが上定盤の研磨パッドに貼り付き高いところから落下したり、位置ずれを起こしたりすることにより、ガラス基板表面に傷が生じることを抑制できるため、歩留まりを向上させることができる。
なお、複数回研磨工程を行う場合、本発明の研磨方法を用いるのは、いずれか1つの研磨工程でもよく、全ての研磨工程について用いてもよい。特に2次研磨工程、3次研磨工程まで行う場合、一般的に2次、3次研磨工程の研磨パッドとして軟質ウレタン等を用いており研磨キャリアが貼り付きやすくなるため、本発明の研磨方法を用いると特に効果が期待できるので好ましい。
上記(工程3)の主平面研磨工程の前において、主平面のラップ(例えば、遊離砥粒ラップ、固定砥粒ラップなど)を実施してもよい。また、各工程間にガラス基板の洗浄(工程間洗浄)やガラス基板表面のエッチング(工程間エッチング)を実施してもよい。なお、主平面のラップとは広義の主平面の研磨である。
さらに、ガラス基板の表層に圧縮応力層(強化層)を形成する強化工程(例えば、化学強化工程)を研磨工程前、または研磨工程後、あるいは研磨工程間で実施してもよい。
以上、磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法について説明してきたが、その後さらにその表面に磁性層、保護層、潤滑膜等を形成することによって磁気記録媒体(磁気ディスク)とすることができる。
以下に具体的な実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
まず、以下の実施例、比較例における、磁気記録媒体用ガラス基板の評価方法、及び、ガラス基板表面に磁性層などの薄膜を成膜した磁気記録媒体の評価方法について説明する。
(1)接触角
研磨キャリア表面、および、研磨キャリアの第1の面、第2の面を構成する材料について純水に対する接触角の測定を行った。
測定はJIS R 3257に準ずる方法により行った。具体的には、接触角計(協和界面科学社株式会社製 型式: CA−A)により、液滴法にて測定を行った。
測定手順としては、まず測定対象物(研磨キャリアまたは樹脂シート)表面に油分や汚れがないように洗浄を行った。
次に、測定装置のサンプル台上に測定対象物をセットし、測定装置付属の注射器内に純水を充填し、液滴調整器のマイクロメータを操作してサンプル台に載せた被測定物の上に1〜2μリットルの液滴を形成した後、光学鏡のピントを液滴に合わせて接触角を測定した。
研磨キャリア表面の純水に対する接触角を測定する場合には、後述する各実施例の手順により作製した研磨キャリアを測定対象物としてその上下面(第1の面、第2の面)について測定した。
また、研磨キャリアを構成する材料の純水に対する接触角を測定する場合には、プリプレグの原料として用いた各樹脂(例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等)をそれぞれ縦10cm、横10cm、深さ1cmの直方体の型に、厚さ約2mmになるように流し込んだ。次いでこれを180℃、60分間加熱し、得られた試料(試験片)について上記手順により測定を行った。
(2)表面粗さ(算術平均粗さ)Ra
表面粗さはJIS B 0601−2001に準ずる方法により測定を行った。
測定はレーザー顕微鏡(キーエンス株式会社製 型番:VK−9710、VK−9700)を用いて行った。
具体的な測定条件としては、測定波長を408nm、対物レンズとして10倍のものを用いて行い、カットオフλs(短波長カットオフ)を2.5μm、カットオフλc(長波長カットオフ)を80μmとして行った。
(例1〜9について)
直径65mm、内径20mm、厚さ約0.64mmであり、ラップ処理、内外周端面について研磨済みの磁気記録媒体用ガラス基板について以下の手順で主平面研磨を2次研磨工程まで行い、その際の研磨キャリア、ガラス基板の研磨パッドへの貼り付きの状態について評価を行った。
1次研磨工程、2次研磨工程共に以下の例1〜9それぞれの研磨キャリアを用いている。
(1次研磨工程)
ガラス基板は研磨具として硬質ウレタン製の研磨パッドと酸化セリウム砥粒を含有する研磨液(平均粒子直径、以下、平均粒径と略す、約1.3μmの酸化セリウムを主成分した研磨液組成物)を用いて、16B型両面研磨装置(スピードファム社製、製品名:DSM16B−5PV−4MH)により上下主平面を1次研磨した。
そして、1次研磨工程終了後のガラス基板は、酸化セリウムを洗浄除去した後、以下の2次研磨工程を行った。
(2次研磨工程)
研磨具として軟質ウレタン製の研磨パッドと、1次研磨工程の酸化セリウム砥粒よりも平均粒径が小さい酸化セリウム砥粒を含有する研磨液(平均粒径約0.5μmの酸化セリウムを主成分とする研磨液組成物)を用いて行った。16B型両面研磨装置(スピードファム社製、製品名:DSM16B−5PV−4MH)により上下主平面を2次研磨し、研磨終了後には酸化セリウムを洗浄除去した。
2次研磨のメイン研磨加工圧力は8.5MPa、定盤回転数は30rpm、研磨時間は総研磨量が上下主平面の厚さ方向で計6μmとなるように設定し、ガラス基板を研磨した。
このとき、研磨キャリアは、以下に説明する例1〜9に示すものを、それぞれ5枚研磨装置内にセットして用いた。両面研磨装置に研磨キャリアをセットする際には、表1中の第1の面が研磨装置の上定盤と、第2の面が研磨装置の下定盤と対向するように配置した。
研磨は各例について10バッチ行い、各研磨バッチで研磨終了後、上定盤を上げた際に、研磨キャリアが上定盤の研磨パッドに貼りついて一緒に上がった枚数、および上には上がらないが下定盤から若干一部が浮き上がり、ディスクとの位置関係がずれたキャリアの枚数を記録した。
例1〜例9では、以下の条件で研磨キャリアを作製した。上記磁気記録媒体用ガラス基板の2次研磨工程において使用し、評価を行った。まず、例1〜例9の研磨キャリアの作製手順について説明する。
(例1)
ガラスクロス(ガラス繊維の織布)にエポキシ樹脂を含浸させたプリプレグを準備し、図2(A)、(B)に示すようにプリプレグ6枚を積層し、上下面を鏡面板ではさみ、プレスにかけ、180℃に加熱、4.0MPaの圧力で、60分間加圧して厚さ0.5mmの積層板を作製した。その後、それぞれのキャリアの上下1対の面のうち、一方の面(第2の面)のみをアルゴンガスのプラズマを用いたプラズマエッチング処理して親水性を高めた。そして、16B型両面研磨装置の仕様にあう形状に加工し、研磨キャリアとした。
(例2)
ガラスクロスに含浸させる樹脂としてポリイミド樹脂を用いた以外は例1と同様にして研磨キャリアを作製した。
(例3)
ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させたプリプレグ3枚、ガラスクロスにフェノール樹脂を含浸させたプリプレグを3枚準備し、これら計6枚のプリプレグを積層した。この際、図2(A)中21(a)〜21(c)がエポキシ樹脂を含浸させたプリプレグ、21(d)〜(f)がフェノール樹脂を含浸させたプリプレグとなるように積層した。そして、プリプレグの積層体24を、上下を鏡面板ではさみ、プレスにかけ、180℃に加熱、4.0MPaの圧力で、60分間加圧して厚さ0.5mmの積層板を作製した。積層板を作成した後、16B型両面研磨装置の仕様にあう形状に加工し、研磨キャリアとした。
(例4)
ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させたプリプレグ3枚、ガラスクロスに不飽和ポリエステル樹脂を含浸させたプリプレグを3枚準備し、これら計6枚のプリプレグを用いた点以外は例3と同様にして研磨キャリアを作製した。
(例5)
ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させたプリプレグ3枚、ガラスクロスにポリイミド樹脂を含浸させたプリプレグを3枚準備し、これら計6枚のプリプレグを用いた点以外は例3と同様にして研磨キャリアを作製した。
(例6)
ガラスクロスにポリイミド樹脂を含浸させたプリプレグ3枚、ガラスクロスにフェノール樹脂を含浸させたプリプレグを3枚準備し、これら計6枚のプリプレグを用いた点以外は例3と同様にして研磨キャリアを作製した。
(例7)
ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させたプリプレグ3枚、ガラスクロスにフェノール樹脂を含浸させたプリプレグを3枚準備し、これら計6枚のプリプレグを積層した。この際、図2(A)中21(a)〜21(c)がエポキシ樹脂を含浸させたプリプレグ、21(d)〜(f)がフェノール樹脂を含浸させたプリプレグとなるように積層した。
次いで、下面、すなわち、図2(B)における22bを鏡面板、上面、すなわち、図2(B)における22aが表面粗さ約15μmのエンボスパターンを付与したニッケルメッキ板および補強用の鉄板を順次挟み込んだ。そして、これをプレスにかけ180℃に加熱、4.0MPaの圧力で、60分間加圧し、厚さ0.5mmの積層板を作成した。その後、16B型両面研磨装置の仕様にあう形状に加工し、研磨キャリアとした。
(例8)
ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させたプリプレグを準備し、図2(A)、(B)に示すように合計6枚を積層し、上下面を鏡面板ではさみ、プレスにかけ、180℃に加熱、4.0MPaの圧力で、60分間加圧して厚さ0.5mmの積層板を作製した。そして、16B型両面研磨装置の仕様にあう形状に加工し、研磨キャリアとした。
(例9)
ガラスクロスにポリイミド樹脂を含浸させたプリプレグを用いた以外は例8と同様にして研磨キャリアを作製した。
作製した研磨キャリアの純水に対する接触角(キャリア表面について、構成する材料について)、表面粗さRaの測定結果、および上記のように2次研磨工程終了後、上定盤の研磨パッドに研磨キャリアが貼り付いた枚数、ガラス基板と位置ずれを起こした研磨キャリアの枚数を表1に示す。
なお、上記のように1バッチあたり5枚の研磨キャリアを両面研磨装置にセットして研磨を行っており、これを10バッチ行っている。そして、1枚の研磨キャリアあたり20枚のガラス基板をセットしているため、10バッチ行うことにより1000枚のガラス基板の研磨を行っている。
Figure 2013132744
表1によると研磨キャリア表面の純水に対する接触角が、第1の面の方が第2の面より大きく、その差が10度以上になっている例1〜7については、上定盤への研磨キャリアの貼り付き枚数が50枚中(5枚×10バッチ)1枚以下、ガラス基板と位置ずれを起こした研磨キャリアの枚数は4枚以下となっている。これに対して、上記要件を満たさない比較例である例8、9は上定盤への研磨キャリアの貼り付き枚数の合計が10枚以上、ガラス基板と位置ずれを起こした研磨キャリアの枚数は20枚以上であり、その差が大きくなっていることが分かる。
例1〜9の中でも特に、例3、4、7については研磨キャリアの第1の面と第2の面の表面粗さの差が0.5μm以上になっている。この場合には上定盤への研磨キャリアの貼り付き枚数、ガラス基板と位置ずれを起こした研磨キャリアの枚数共に0枚となっており、高い効果が確認できた。
(例10〜18について)
上記例3の2次研磨工程を行ったガラス基板について、2次研磨工程終了後さらに以下の条件により3次研磨工程を行い3次研磨工程における研磨パッドと研磨キャリア、ガラス基板の貼り付きの評価、および、得られたガラス基板について表面検査を行った。
まず、3次研磨工程の手順について説明する。
上記例3の条件で2次研磨工程を行ったガラス基板について3次研磨工程を行った。
3次研磨工程は研磨具として軟質ウレタン製の研磨パッドとコロイダルシリカを含有する研磨液(一次粒子の平均粒径が20〜30nmのコロイダルシリカを主成分とする研磨液組成物)を用いて、16B型両面研磨装置(スピードファム社製、製品名:DSM16B−5PV−4MH)によりガラス基板の上下主平面について3次研磨を行った。
3次研磨は、上下主平面の厚さ方向での総研磨量が1μmとなるように研磨時間を設定して実施した。メイン研磨加工圧力は9.0MPaとした。
このとき、研磨キャリアは、以下に説明する例10〜18に示すものを、それぞれ1バッチあたり5枚研磨装置内にセットして用いた。両面研磨装置に研磨キャリアをセットする際には、表2中の第1の面が研磨装置の上定盤と、第2の面が研磨装置の下定盤と対向するように配置した。
研磨は各例について10バッチ行い、各研磨バッチで研磨終了後、上定盤を上げた際に、研磨キャリアが上定盤の研磨パッドに貼りついて一緒に上がった枚数、および上には上がらないが下定盤から若干一部が浮き上がり、ディスクとの位置関係がずれたキャリアの枚数を記録した。
3次研磨を行ったガラス基板は、アルカリ性洗剤によるスクラブ洗浄、アルカリ性洗剤溶液に浸漬した状態での超音波洗浄、純水に浸漬した状態での超音波洗浄、を順次行い、イソプロピルアルコール蒸気にて乾燥した。
上記のようにして3次研磨、洗浄、乾燥された全てのガラス基板(1バッチ100枚×10バッチの1000枚)について10万ルクスの光源下で、目視検査し、キズの発生率を確認した。この検査では、長さがほぼ10μm以上のキズを検出でき、全ガラス基板のうちキズを生じていたガラス基板の発生確率を示している。
評価結果は表2に示す。
例10〜例18の研磨キャリアの作製手順について説明する。
(例10)
アラミド繊維の不織布にエポキシ樹脂を含浸させたプリプレグを準備し、図2(A)、(B)に示すようにそれぞれ6枚を積層し、上下面を鏡面板ではさみ、プレスにかけ、180℃に加熱、4.0MPaの圧力で、60分間加圧して厚さ0.5mmの積層板を作製した。その後、キャリアの上下1対の面のうち、一方の面(第2の面)のみをプラズマエッチング処理して親水性を高めた。そして、16B型両面研磨装置の仕様にあう形状に加工し、研磨キャリアとした。
(例11)
アラミド繊維の不織布に含浸させる樹脂としてポリイミド樹脂を用いた以外は例1と同様にして研磨キャリアを作製した。
(例12)
アラミド繊維の不織布にエポキシ樹脂を含浸させたプリプレグ3枚、アラミド繊維の不織布にフェノール樹脂を含浸させたプリプレグを3枚準備し、これら計6枚のプリプレグを積層した。この際、図2(A)中21(a)〜21(c)がエポキシ樹脂を含浸させたプリプレグ、21(d)〜(f)がフェノール樹脂を含浸させたプリプレグとなるように積層した。そして、プリプレグの積層体24を、上下を鏡面板ではさみ、プレスにかけ、180℃に加熱、4.0MPaの圧力で、60分間加圧して厚さ0.5mmの積層板を作製した。積層板を作成した後、16B型両面研磨装置の仕様にあう形状に加工し、研磨キャリアとした。
(例13)
アラミド繊維の不織布にエポキシ樹脂を含浸させたプリプレグ3枚、アラミド繊維の不織布に不飽和ポリエステル樹脂を含浸させたプリプレグを3枚準備し、これら計6枚のプリプレグを用いた点以外は例12と同様にして研磨キャリアを作製した。
(例14)
アラミド繊維の不織布にエポキシ樹脂を含浸させたプリプレグ3枚、アラミド繊維の不織布にポリイミド樹脂を含浸させたプリプレグを3枚準備し、これら計6枚のプリプレグを用いた点以外は例12と同様にして研磨キャリアを作製した。
(例15)
アラミド繊維の不織布にポリイミド樹脂を含浸させたプリプレグ3枚、アラミド繊維の不織布にフェノール樹脂を含浸させたプリプレグを3枚準備し、これら計6枚のプリプレグを用いた点以外は例12と同様にして研磨キャリアを作製した。
(例16)
アラミド繊維の不織布にエポキシ樹脂を含浸させたプリプレグ3枚、アラミド繊維の不織布にフェノール樹脂を含浸させたプリプレグを3枚準備し、これら計6枚のプリプレグを積層した。この際、図2(A)中21(a)〜21(c)がエポキシ樹脂を含浸させたプリプレグ、21(d)〜(f)がフェノール樹脂を含浸させたプリプレグとなるように積層した。
次いで、下面、すなわち、図2(B)における22bを鏡面板、上面、すなわち、図2(B)における22aが表面粗さ約7.5μmのエンボスパターンを付与したニッケルメッキ板および補強用の鉄板を順次挟み込んだ。そして、これをプレスにかけ180℃に加熱、4.0MPaの圧力で、60分間加圧し、厚さ0.5mmの積層板を作成した。その後、16B型両面研磨装置の仕様にあう形状に加工し、研磨キャリアとした。
(例17)
アラミド繊維の不織布にエポキシ樹脂を含浸させたプリプレグを準備し、図2(A)、(B)に示すように合計6枚を積層し、上下面を鏡面板ではさみ、プレスにかけ、180℃に加熱、4.0MPaの圧力で、60分間加圧して厚さ0.5mmの積層板を作製した。そして、16B型両面研磨装置の仕様にあう形状に加工し、研磨キャリアとした。
(例18)
アラミド繊維の不織布にポリイミド樹脂を含浸させたプリプレグ樹脂を用いた以外は例17と同様にして研磨キャリアを作製した。
作製した研磨キャリアの純水に対する接触角(キャリア表面について、構成する材料について)、表面粗さRaの測定結果、および上記のように2次研磨工程終了後、上定盤の研磨パッドに研磨キャリアが貼り付いた回数、研磨キャリア、ガラス基板の位置ずれ回数、キズの発生率を表2に示す。
なお、上記のように1バッチあたり5枚の研磨キャリアを両面研磨装置にセットして研磨を行っており、これを10バッチ行っている。そして、1枚の研磨キャリアあたり20枚のガラス基板をセットしているため、10バッチ行うことにより1000枚のガラス基板の研磨を行っている。
Figure 2013132744
表2によると研磨キャリア表面の純水に対する接触角が、第1の面の方が第2の面より大きく、その差が10度以上になっている例10〜16については、上定盤への研磨キャリアの貼り付き枚数が1枚以下、研磨キャリアとガラス基板の位置ずれ枚数は5枚以下となっている。これに対して、上記要件を満たさない比較例である例17、18は上定盤への研磨キャリアの貼り付き枚数が14枚以上、研磨キャリアとガラス基板の位置ずれ枚数は23枚以上であり、その差が大きくなっていることが分かる。
例10〜16の中でも特に、キャリア表面の純水に対する接触角が第1の面と第2の面との間で差が大きい例12、13、16については上定盤への研磨キャリアの貼り付き枚数が0枚となっており、高い効果が確認できた。
さらに、例13、16については研磨キャリアの第1の面と第2の面の表面粗さRaの差が0.5μm以上となっており、キズの発生率が0.5%以下になるなど高い効果を確認できた。
10 研磨キャリア
15 上定盤
16 (上定盤の)研磨パッド
17 下定盤
18 (下定盤の)研磨パッド

Claims (5)

  1. 磁気記録媒体用ガラス基板を研磨する際に用いる研磨キャリアであって、
    前記研磨キャリアは第1の面と第2の面の2つの主平面を有しており、
    前記第1の面の純水に対する接触角が、前記第2の面の純水に対する接触角より10度以上大きいことを特徴とする研磨キャリア。
  2. 前記第1の面を構成する材料の純水に対する接触角が、前記第2の面を構成する材料の純水に対する接触角より10度以上大きいことを特徴とする請求項1記載の研磨キャリア。
  3. 前記第1の面の表面粗さ(Ra)が、前記第2の面の表面粗さよりも大きく、その差が0.5μm以上15μm以下であることを特徴とする請求項1または2記載の研磨キャリア。
  4. 請求項1乃至3いずれか一項に記載の研磨キャリアの第1の面を上定盤の研磨パッドに、第2の面を下定盤の研磨パッドに接触させるように配置して研磨を行う、磁気記録媒体用ガラス基板の研磨方法。
  5. 請求項4に記載の研磨方法を用いた研磨工程を有する、磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法。
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