JP2678416B2 - 磁気記録媒体基板の製造方法と装置 - Google Patents
磁気記録媒体基板の製造方法と装置Info
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Description
ような磁気記録媒体基板の製造方法と装置に係り、特に
大口径の単結晶シリコン棒から高精度の小口径基板を効
率的に製作するための製造方法と装置に関する。
気記録媒体が必要とされ、特にコンピュータの外部メモ
リとして中心的な役割をはたしている磁気ディスクは年
々記録容量、記録密度ともに増加しているが、更に高密
度な記録を行なうために開発が進められている。特に、
ノート型パソコンやパームトップパソコンの開発によ
り、小型で衝撃に強い記録装置が望まれ、そのために、
より高密度記録ができ、機械強度の強い磁気記録媒体が
望まれている。
基板としてはアルミニウム合金およびその表面にNiP
メッキ処理をしたものやガラス基板が従来より採用され
ている。しかしながら、アルミニウム合金の基板は耐摩
耗性,加工性が悪く、この欠点を補うためにNiPメッ
キ処理を施すが、このNiPメッキ処理を施したもので
は反りが生じ易く、かつ高温処理時に磁性を帯びる等の
欠点を有する。また、ガラス基板は強化処理時に表面に
ひずみ層が発生し、圧縮応力が作用し、基板加熱時に反
りが生じ易いという問題点がある。
は高温特性がよく、熱膨脹率が小さく、アルミニウムよ
り比重が小さくて導電性を有する等の多くの長所がある
ため、基板材として最適のものである。
のである。図に示すように基板6aは、直径d1 で中心
に回転軸に挿入し、クランプするための中心孔4aを有
する薄肉の円板からなる。この基板6aを製造するに
は、まず、直径d1 の単結晶シリコン棒29を作る。次
に、中心孔4aに相当する貫通孔30を穿孔する孔開け
加工が行われる。貫通孔30を穿孔した単結晶シリコン
棒29は所定の厚みにスライス加工される。スライス加
工されたドーナツ状の円板3aは中心孔4aおよび外周
の縁部を砥石(図略)等により面取り加工された後、そ
の表裏面のラップおよび仕上げ研磨が行われる。最後に
研磨剤等を除去すべく洗浄することにより基板6aが完
成する。
基板単位で加工等が行われるため、図9に示すように基
板の反りの値およびそのバラツキが大きい。なお、図9
は横軸に反りの値(μm),縦軸にその度数を表示した
ものである。一方、基板6aにあっては、中心孔4aと
外周とは同心円状の円板に形成されることが必要であ
る。すなわち、基板6aは中心孔4aに回転軸を挿入し
て回転されるが、中心孔4aと外周とに偏心があると重
心の偏りが生じ、基板6aの回転が不安定になる。
クのなるべく外周まで記録を行いたいが、基板内周と外
周の同心度が悪いと基板の内周と外周の距離が最も短い
ところで律則になり、それ以上外側を利用することがで
きなくなる。しかしながら、図8に示した従来の製造方
法では単結晶シリコン棒29の状態で中心孔4aが穿孔
されるため、孔曲りが生じ易く、かつ孔加工時の切削抵
抗も不均一となり、高精度の同心度を保持することが困
難になる。
気ディスクはその表面に超近接、もしくは接触して磁気
ヘッドが配置され、この状態で磁気ヘッドへの情報の書
き込み、読み出しを行なうが、書き込みや読み出し時に
おける磁気ヘッドの移動を安定して行なうためには、基
板の反りは小さいほど良い。しかしながら、単結晶シリ
コン棒29からスライスすると反りが生じ、その反り量
はスライス速度にほぼ比例する。この反りは後工程の研
磨,ラップ等によっても是正されにくい。そこで、スラ
イス工程においては所望の平面度を満足し得る反り量し
か発生しないスライス速度V1 でスライスすることが必
要になる。一方、図8に示した従来技術の場合には、単
結晶シリコン棒29の外径が基板の直径d1 に相当する
ため、所要の枚数分だけスライスすることが必要にな
る。そのため、スライス加工の件数が増加し、後の加工
工程においても生産性向上を図ることが難しい。
で、その目的は、反りの少ない平面度と同心度に優れた
磁気記録媒体用の基板を生産効率良く製造し得る方法と
装置を提供することにある。
1に記載の基板の製造方法は、単結晶シリコン製の基板
の製造方法において、同基板の口径より十分大きい口径
を有する単結晶シリコンウェーハから、複数枚の基板を
切り出すことを特徴とする。
は、基板の回転軸挿入用の中心孔とその外周とが、レー
ザ光により同心円上に沿って同時に切り出しされること
を特徴とする。
は、ウェーハから切り出される基板の中心まわりに、前
記ウェーハを回転すると共に、前記レーザ光の照射点を
基板の前記中心孔の縁部およびその外周の縁部に位置決
めして、同時に切り出しをすることを特徴とする。
は、基板の直径d1 より十分大きい直径d2 を有する単
結晶シリコン棒を円板状にスライスし、該円板の厚みお
よび表面整合のためにラップして直径d2 なるウェーハ
を形成した後、該ウェーハから複数枚の基板を切り出
し、面取り、研磨および洗浄して所望形状の基板を製造
する方法であって、小口径の直径がd1 である単結晶シ
リコン棒よりスライスした場合の基板の反りを所定値以
下に保持し得るスライス速度をV1 とする時、前記大き
い直径d2 を有する単結晶シリコン棒のスライス速度V
2 は、少なくともV2 >V1 を可能とすることを特徴と
する。
は、大口径のウェーハから小口径の基板を切り出すため
の製造装置であって、ベース台上に回転自在に支持さ
れ、前記ウェーハの切り出し位置近傍に吸着口を配置す
る第1の吸着台と、該第1の吸着台を回転駆動する第1
のモータと、前記第1の吸着台上に搭載される第2のモ
ータと、該第2のモータに連結されウェーハの中心に吸
着口を配置してなる第2の吸着台と、前記第1および第
2のモータの回転制御を行う制御装置と、前記第1およ
び第2の吸着台に連結する真空源と、切り出しされる基
板の外周および中心孔の縁部にレーザ光の照射点を位置
決めすべく配置されるレーザ光供給装置を設けることを
特徴とする。
は、前記レーザ光供給装置がレーザ発振器と、レーザ光
を前記照射点に位置決めするためのミラーからなること
を特徴とする。
は、前記レーザ光供給装置が、レーザ発振器とそれに連
結される複数個の光ファイバ伝送モジュールからなるこ
とを特徴とする。
ス速度V2 でウェーハ(直径d2 )をスライスし、その
状態でラップする。そのため、小口径基板を切り出した
後の(多数の)基板をラップする場合と比較してラップ
加工の効率が向上する。更に、上記ウェーハから小口径
の基板(d1 )をレーザ光により同心円に沿って複数枚
切り出すため、同心度の高い基板を高効率で製作するこ
とができる。なお、ウェーハの反りが大きくても、基板
はウェーハの一部分から切り出されるために、所望の平
面度内に保持される。すなわち、切り出し製作される基
板の反り量を所定値以下にし得る範囲でウェーハのスラ
イス速度を速くし、生産効率を向上することができる。
1つの目安として少なくともウェーハのスライス速度V
2 をV1 より大きくすることが可能となり、スライス工
程をスライス速度の大きい分作業速度を上げることがで
きる。
する。図1は本実施例の製造工程を説明する説明図であ
り、図2は本実施例の製造工程のフローチャートであ
り、図3は本実施例による基板の反り量を説明する断面
図であり、図4は本実施例の効果を説明するための線図
であり、図5は本実施例の製造方法の実施する製造装置
の一実施例を示す構成図であり、図6は前記製造装置に
よる基板の切り出し作業を説明するための平面図であ
り、図7は図6の製造装置による切り出し作業を説明す
るためのフローチャートである。
造方法を説明する。直径d2 の大口径単結晶シリコン棒
1が製作される(ステップ100)。後に説明するスラ
イス速度V2 によりスライスが行われ、ウェーハ2(直
径d2 )が形成される(ステップ101)。次に、ウェ
ーハ2の厚みと表面を整えるために砥粒を用いてラップ
を行う(ステップ102)。次に、後に説明するレーザ
光供給装置からのレーザ光により、ウェーハ2からドー
ナツ状の円板3(直径d1 、以下円板と略す)を切り出
す(ステップ103)。切り出しは中心孔4と外周5と
を同心円上に沿って同時に加工して行う。以上により、
複数枚の円板3が形成される。次に、円板3の中心孔4
と外周5の砥石による面取りが行われる(ステップ10
4)。引き続き円板3の表裏面の研磨加工が行われ(ス
テップ105)、所望の平面度の基板6ができ上がる。
次に、洗浄工程で基板に付着した研磨剤等を除去し(ス
テップ106)基板6の製造を完了する(ステップ10
7)。
スライスによる反り量をδ2 とすると、円板3(直径d
1 )の反り量δ1 はδ2 よりもはるかに小さい値にな
る。反り量δ2 は単結晶シリコン棒1をスライスするス
ライス速度V2 が大きくなれば、それに相当して大きく
なる。一方、仮りに円板3を図8に示した従来技術の製
造工程のように小口径d1 の単結晶シリコン棒1からス
ライスした場合に、目標値の反り量内に反り量δ1 を保
持するためのスライス速度V1 が決められる。直径d2
のウェーハ2から直径d1 の円板を切り出すと反り量δ
1 をδ2 よりもはるかに小さい値にできるため、その分
単結晶シリコン棒からウェーハ2をスライスする時の速
度V2 は、上記スライス速度V1 よりも大きくすること
ができることがわかる。以上により、スライスの時間を
短かくすることができる。更に、ステップ102におい
てウェーハ2のままの状態でラップ加工がされるので、
ラップ工程の生産性が向上し、かつ品質の安定化が得ら
れる。図4は図1および図2の工程により製作された基
板6の平面度(μm)のばらつきを示すもので、図7に
示した従来技術に較べ、反りの値が低くなって、平面度
が向上すると共にばらつきが減少することがわかる。
円板3の切り出しのための製造装置7を示すものであ
る。製造装置7は第1の吸着台8と、その回転駆動用の
第1のモータ9と、第2の吸着台10と、その回転駆動
用の第2のモータ11と、第1および第2のモータ9,
11を駆動制御を行う制御装置12と、第1および第2
の吸着台8,10に連結する真空源13等から概略構成
される。第1の吸着台8はウェーハ2から切り出される
小口径の円板3の中心孔4と相対向する位置に吸着口1
4を形成すると共に、真空源13に連結する真空通路1
5を内設するフランジ16を有する円筒体からなり、フ
ランジ16はベース台17上に軸受18を介して回転自
在に支持される。第1のモータ9はベース台17上に載
置されると共に第2の吸着台10に連結される。
のフランジ16上に載置され、第2の吸着台10に連結
してそれを支持する。第2の吸着台10はその上に搭載
されるウェーハ2の中心O2 と相対向する位置に吸着口
19を形成すると共に真空源13に連通する真空通路2
0を内設する。なお、第2のモータ11の回転軸中心は
ウェーハ2の中心O2 に一致する。
9,11に連結すると共に電源21に連結する。制御装
置は第1および第2のモータ9,11のON,OFFに
駆動制御すると共に第2のモータ11の任意割り出し制
御を行うように構成される。また、真空源13と第1お
よび第2の吸着台8,10の真空通路15,20間には
図略の制御弁が介設され、真空源13との連通のON,
OFFを行う。
ーザ発振器23と、ハーフミラー24および反射ミラー
25等から構造される。なお、レーザ発振器23は公知
のものである。レーザ発振器23からのレーザ光26
は、ハーフミラー24で反射し、切り出しされる円板3
の外周5の縁部27に照射される。また、ハーフミラー
24を通過したレーザ光26は反射ミラー25で反射
し、中心孔4の縁部28に照射点を投光ように配置され
る。なお、レーザ光26が前記照射点に投光し得るよう
に位置決めされた状態で中心孔4の中心O1 と第1のモ
ータ9の回転軸中心が一致するように配置される。
5,図6および図7のフローチャートにより説明する。
まず、図1の大口径(d2 )の単結晶シリコン棒1から
スライスされてラップされたウェーハ2を第2の吸着台
10上に搭載し、その中心O2 を第2の吸着台10の吸
着口19の中心とほぼ一致されるように取りつける。こ
の状態で第2の吸着台10の真空通路20と真空源13
とを連通させ、ウェーハ2を第2の吸着台10に吸着す
る(ステップ200)。制御装置12は第2のモータ1
1を回転駆動し、円板3を切り出しすべき場所を角度割
り出し位置決めし(ステップ201)、切り出しされる
円板3の中心孔4の中心O1 を第1の吸着台8の吸着口
14とほぼ一定する位置に決める(ステップ202)。
ここで、第2の吸着台10と真空源13との連通を遮断
すると共に(ステップ203)、第1の吸着台8の真空
通路15と真空源13とを連通させる。なお、この状態
で前記したように第1のモータ9の回転軸中心と中心孔
4の中心O1 が一致し、照射されるレーザ光26の照射
点が円板3の外周5の縁部27および中心孔4の縁部2
8に一致する(ステップ204)。次に、第1のモータ
9を回転駆動する。それにより、図6に示すように、ウ
ェーハ2は中心孔4の中心O1 を中心にして回転される
(ステップ205)。前記したようにレーザ光26の照
射点は縁部27,28に固定されるため、中心孔4と円
板3の外周5とを同心円上に沿って同時にレーザ光26
により切り出しされる(ステップ206)。次に、第1
の吸着台8による切り出しされた円板3の吸着を解除
し、図略の取り出し手段により円板3を取り出す(ステ
ップ207)。再び、第2の吸着台10によりウェーハ
2を吸着し、次の円板3を切り出しする場所を第1の吸
着台8の上方に位置決めすべくステップ201に戻る。
切り出された円板3は図1に示した仕上げ加工工程の次
工程側に送られる(ステップ208)。以下、同様の動
作を繰返し行うことにより、順次複数枚の円板3を切り
出し製作することができる。
mとし、ウェーハ2の直径d2 =150mmとし、スラ
イスする厚みを0.635mmとする。この場合には約
6枚の円板3を切り出しすることができる。また、従来
技術で直径d1 =48mmの単結晶シリコン棒を製作し
てそれをスライスして円板3を作る場合に、反りを3μ
mに抑える場合のスライス速度をV1 とする。本実施例
により反りが3μm以下の円板3を製作する場合にはウ
ェーハ2の反りが30μm位あっても3μmの円板3を
切り出し作成することができる。
しの説明は本装置の構造を明確にするためのもので、実
際には、まず、レーザ光26の照射点位置を予め正確に
決めておき、ウェーハ2に対する円板3の切り出し位置
をレーザ光26の照射点位置に概略一致させて前記切り
出し作用を行うことにより同心度の良好な円板3が製作
される。
を示すもので、装置の詳細構造については本実施例の内
容に限定されるものではない。レーザ光としては例えば
CO2 レーザが使用されるが勿論それに限らない。ま
た、レーザ光供給装置としては本実施例のものに限ら
ず、例えば、レーザ発振器に可撓の光ファイバを複数本
(本実施例では2本)連結した光ファイバ伝送モジュー
ル等を使用しても勿論構わない。それにより、レーザ光
の照射点の位置決めを簡単に、かつ確実に行うことがで
きる。
体基板となる基板の口径より十分大きな口径のウェーハ
から複数枚の基板を切り出すから、切り出す前のウェー
ハが大きな反りをもっていたとしても、切り出した後の
基板の反りは小さくなる。また、切り出すまでは、1枚
の基板として扱えるので、単結晶シリコン棒からのスラ
イス、ラップの両工程の生産性が向上する。請求項2の
方法においては、小口径の基板の回転軸挿入用の中心孔
とその外周とがレーザ光により同心円上に沿って同時に
切り出しされるから、切り出し直後の中心孔と外周との
同心度が良好であり、切り出し後の面取り代やエッチン
グ代が少なくて済み、かつ心出しの作業の煩雑さがなく
なるので生産性が向上する。請求項3の方法において
は、レーザ光の照射点を小口径の基板の中心孔の縁部お
よびその外周の縁部に位置決めして同時切り出しをする
ために、切り出しが同基板の口径より十分大きい口径を
有するウェーハを、小口径の基板の中心まわりに回転す
るだけで容易に高精度に行なえる。請求項4の方法にお
いては、小口径d1 の単結晶シリコン棒からスライスし
た基板の反りを所定値以下に保持し得るスライス速度を
V1 とした場合に、大きい直径d2 を有する単結晶シリ
コン棒のスライス速度V2 が少なくともV2 >V1を可
能とするようになるから、スライス工程の作業速度を上
げることができる。請求項5の装置においては、レーザ
光を中心孔および外周の縁部に位置決めし、ウェーハと
中心孔を中心に回転させて切り出しを行うように装置が
構成されるため、同心度の良好な基板を製作することが
できる。請求項6の装置においては、レーザ光供給装置
がレーザ発振器と、レーザ光を照射点に位置決めするた
めのミラーとで構成され、請求項7の装置においては、
レーザ光供給装置がレーザ発振器とそれに連結される複
数個の光ファイバ伝送モジュールとで構成されているた
め、共に、光学系の制御により高精度な切り出しが可能
となる。
説明図である。
分大きい口径を有するウェーハとの関係を示す断面図で
ある。
す構成図である。
面図である。
のフローチャートである。
である。
のばらつきを示す線図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 磁気記録媒体基板(以下、基板と略称す
る)として使用される単結晶シリコン製の基板の製造方
法において、同基板の口径より十分大きい口径を有する
単結晶シリコンウェーハ(以下、ウェーハと略称する)
から、複数枚の基板を切り出すことを特徴とする磁気記
録媒体基板の製造方法。 - 【請求項2】 基板の回転軸挿入用の中心孔とその外周
とが、レーザ光により同心円上に沿って同時に切り出し
されることを特徴とする請求項1に記載の磁気記録媒体
基板の製造方法。 - 【請求項3】 ウェーハから切り出される基板の中心ま
わりに、前記ウェーハを回転すると共に、前記レーザ光
の照射点を基板の前記中心孔の縁部およびその外周の縁
部に位置決めして、同時に切り出しをすることを特徴と
する請求項2に記載の磁気記録媒体基板の製造方法。 - 【請求項4】 基板の直径d1 より十分大きい直径d2
を有する単結晶シリコン棒を円板状にスライスし、該円
板の厚みおよび表面整合のためにラップして直径d2 な
るウェーハを形成した後、該ウェーハから複数枚の基板
を切り出し、面取り、研磨および洗浄して所望形状の基
板を製造する方法であって、小口径の直径がd1 である
単結晶シリコン棒よりスライスした場合の基板の反りを
所定値以下に保持し得るスライス速度をV1 とする時、
前記大きい直径d2 を有する単結晶シリコン棒のスライ
ス速度V2 は、少なくともV2 >V1 を可能とすること
を特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の磁気記録
媒体基板の製造方法。 - 【請求項5】 大口径のウェーハから小口径の基板を切
り出すための製造装置であって、ベース台上に回転自在
に支持され、前記ウェーハの切り出し位置近傍に吸着口
を配置する第1の吸着台と、該第1の吸着台を回転駆動
する第1のモータと、前記第1の吸着台上に搭載される
第2のモータと、該第2のモータに連結されウェーハの
中心に吸着口を配置してなる第2の吸着台と、前記第1
および第2のモータの回転制御を行う制御装置と、前記
第1および第2の吸着台に連結する真空源と、切り出し
される基板の外周および中心孔の縁部にレーザ光の照射
点を位置決めすべく配置されるレーザ光供給装置を設け
ることを特徴とする磁気記録媒体基板の製造装置。 - 【請求項6】 前記レーザ光供給装置がレーザ発振器
と、レーザ光を前記照射点に位置決めするためのミラー
からなることを特徴とする請求項5に記載の磁気記録媒
体基板の製造装置。 - 【請求項7】 前記レーザ光供給装置が、レーザ発振器
とそれに連結される複数個の光ファイバ伝送モジュール
からなることを特徴とする請求項5に記載の磁気記録媒
体基板の製造装置。
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JP4253773A JP2678416B2 (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 磁気記録媒体基板の製造方法と装置 |
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JPH0676282A JPH0676282A (ja) | 1994-03-18 |
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JP4253773A Expired - Fee Related JP2678416B2 (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 磁気記録媒体基板の製造方法と装置 |
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- 1992-08-28 JP JP4253773A patent/JP2678416B2/ja not_active Expired - Fee Related
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