專利名稱：計(jì)算機(jī)硬盤基片拋光速率的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器硬盤制造技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，是涉及一種提高計(jì)算機(jī)硬盤基片化學(xué)機(jī)械拋光去除速率的方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展，個(gè)人計(jì)算機(jī)朝著高性能、小型化方向不斷前進(jìn)。為適應(yīng)這一趨勢(shì)，作為計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的主要部件硬盤相應(yīng)朝著大容量、高轉(zhuǎn)速、體積小和安全性更高的方向發(fā)展，從而對(duì)硬盤基片提出更高的要求。因?yàn)楸P片直接關(guān)系著硬盤容量的大小，所以提高單片容量即提高盤片的存儲(chǔ)密度便成為解決此問(wèn)題的關(guān)鍵。
隨著計(jì)算機(jī)硬磁盤應(yīng)用的增多，需求越來(lái)越大，為了在單位時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出更多的符合質(zhì)量要求的盤片，必須控制拋光工藝參數(shù)以達(dá)到最優(yōu)化的去除率且不降低表面質(zhì)量，這就要有高質(zhì)、高效、高選擇性的拋光液及CMP技術(shù)。
計(jì)算機(jī)硬盤盤基片CMP(化學(xué)機(jī)械拋光)技術(shù)原理比較復(fù)雜，較公認(rèn)的機(jī)理認(rèn)為是NiP敷鍍得鋁合金硬盤基片表面被拋光液中的氧化劑氧化，在表面上生成一層氧化膜，其強(qiáng)度較低。從而使硬盤表面變脆，然后拋光液中的納米SiO2粒子作為磨粒將此氧化層磨去，磨掉后露出的新鮮表面又可以被氧化，再被磨去，如此循環(huán)。由于盤基片表面會(huì)有凸起的部分會(huì)先被磨去從而實(shí)現(xiàn)了表面的全局平面化。
為了減小硬盤驅(qū)動(dòng)器的最小記錄面積、提高硬盤容量，要求磁頭與磁盤磁介質(zhì)之間的距離進(jìn)一步減小，所以對(duì)磁盤表面質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。為能達(dá)到所要求的表面粗糙度、波紋度、平整度，就要求有足夠大的去除速率，在拋光時(shí)，可以較快的改善基片表面的狀況，達(dá)到精拋要求的粗糙度、波紋度，這樣既可以在改善基片表面質(zhì)量的同時(shí)，也可以提高產(chǎn)品的成品率并且降低成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的速率低且難以準(zhǔn)確控制的不足，提供一種用于提高存儲(chǔ)器硬盤的磁盤基片去除速率的方法，使用堿性拋光液同時(shí)解決現(xiàn)有的以三氧化二鋁為磨料的酸性拋光液的所存在的高損傷和凸凹選擇比差問(wèn)題，發(fā)明了高pH值下快速拋光、高濃度、小粒徑的加工方法。
本發(fā)明計(jì)算機(jī)硬盤基片拋光速率的控制方法，包括以下步驟，其中原料為重量％1、將粒徑20～60nm的SiO2溶膠(濃度40～60wt％)用去離子水稀釋，去離子水含量5～50％；2、邊攪拌邊加入1～10％的醇醚類表面活性劑；3、邊攪拌邊加入1～10％的FA/O螯合劑；4、用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)整上述溶液使pH值在11.5～13.5范圍內(nèi)；5、在調(diào)整完pH后，加入10～25ml的氧化劑；6、使用上述拋光液在40～60℃溫度、40～120rpm轉(zhuǎn)速、0.1～0.2MPa、200～800ml/min流量的拋光工藝條件下，在拋光機(jī)上對(duì)基片進(jìn)行拋光8～10min。
本發(fā)明所述pH調(diào)節(jié)劑是KOH溶液及胺堿，胺堿是乙二胺四乙酸四(四羥乙基乙二胺)。
本發(fā)明所述醇醚類表面活性劑為FA/O表面活性劑、OII-7((C10H21-C6H4-O-CH2CH2O)7-H)、OII-10((C10H21-C6H4-O-CH2CH2O)10-H)、O-20(C12-18H25-37-C6H4-O-CH2CH2O)70-H)、JFC的一種。
本發(fā)明所述氧化劑為雙氧水。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有如下有益效果1、復(fù)合堿中氨和非離子表面活性劑，在膠粒表面形成穩(wěn)定保護(hù)膠，可將pH值提高到13以上，有效解決SiO2水溶膠pH值在10.5～12之間凝膠及pH值大于12.5磨料粒子溶解難題，而且可使納米SiO2溶膠長(zhǎng)期處于穩(wěn)定狀態(tài)，保證其不迅速溶解，從而可保證強(qiáng)化學(xué)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)高速率。
2、本發(fā)明中FA/O活性劑增加了高低選擇比，大大降低了表面張力、減小了損傷層、提高了基片表面的均一性、使得表面凹凸差大大降低，從而有效的提高了交換速率，增強(qiáng)了輸運(yùn)過(guò)程，提高了基片的去除速率。
3、在拋光過(guò)程中，本發(fā)明中FA/O螯合劑的加入使得Ni容易生成大分子產(chǎn)物且溶于水，使反應(yīng)產(chǎn)物在小的機(jī)械作用下即可脫離加工表面，絡(luò)合及螯合作用，使反應(yīng)產(chǎn)物在小的機(jī)械作用下即可脫離加工表面，加速了化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)還能起到絡(luò)合及螯合作用，且大大提高了拋光速率。
4、選用KOH作用強(qiáng)堿，能夠快速的與待加工材料進(jìn)行反應(yīng)，起到增強(qiáng)化學(xué)作用的目的。
5、選用納米SiO2溶膠作為拋光液磨料，其粒徑小(20～60nm)、濃度高(40～50％)、硬度小6～7(對(duì)基片損傷度小)、分散度好，可提高表面一致性，同時(shí)起到小攪拌器作用，能夠達(dá)到高速率去除。
6、選用40～60℃高溫、40～120rpm轉(zhuǎn)速、0.10～0.20MPa、200～800ml/min流量的拋光工藝條件能夠?qū)崿F(xiàn)強(qiáng)化學(xué)作用下的高速質(zhì)量傳遞，從而實(shí)現(xiàn)拋光的高去除速率。
本發(fā)明拋光工藝的主要功能如下40～60℃高溫既能提高化學(xué)作用，實(shí)現(xiàn)高的化學(xué)反應(yīng)速率，又能加強(qiáng)機(jī)械作用，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)產(chǎn)物的快速脫離，加快質(zhì)量傳遞的過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)高的去除速率。
40～120rpm轉(zhuǎn)速能夠保證反應(yīng)產(chǎn)物的及時(shí)去除，及新液的及時(shí)補(bǔ)充，并能保證拋光的一致性。
0.10～0.20MPa范圍可滿足去除速率的差異，凸出的部位去除速率高，而低凹部位去除速率低，從而達(dá)到平整。產(chǎn)生的熱量，使拋光溫度提高，有利于CMP的高速率；同時(shí)能夠滿足質(zhì)量傳遞的要求。
200～800ml/min流量能夠?qū)崿F(xiàn)反應(yīng)產(chǎn)物的脫離及新液的供給。
目前國(guó)際上的水平是去除速率均低于600nm/min；使用本發(fā)明方法去除速率可達(dá)到600nm/min。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。
實(shí)施例11、將粒徑20～30nm的SiO2磨料1000g用去離子水100g稀釋；2、邊攪拌邊加入10g的FA/O表面活性劑；3、邊攪拌邊加入10g的FA/O螯合劑；4、用25％KOH溶液及乙二胺四乙酸四(四羥乙基乙二胺)調(diào)整上述溶液(25％KOH溶液及乙二胺四乙酸四(四羥乙基乙二胺)按照1∶10的體積比添加)使pH值在11.5～12.5范圍內(nèi)；5、在調(diào)整完pH后，加入10ml的雙氧水氧化劑；6、使用上述拋光液在40～50℃溫度、40～50rpm轉(zhuǎn)速、0.1MPa、200～300ml/min流量的拋光工藝條件下，在拋光機(jī)上對(duì)基片進(jìn)行拋光8～10min，。
實(shí)施例21、將粒徑50～60nm的SiO2磨料2000g用去離子水600g稀釋；2、邊攪拌邊加入15g的FA/O表面活性劑；3、邊攪拌邊加入15g的FA/O螯合劑；4、用25％KOH溶液及乙二胺四乙酸四(四羥乙基乙二胺)調(diào)整上述溶液(25％KOH溶液及乙二胺四乙酸四(四羥乙基乙二胺)按照1∶5的體積比添加)使pH值在12.5～13范圍內(nèi)；5、在調(diào)整完pH后，加入15ml的雙氧水氧化劑；6、使用上述拋光液在50～60℃溫度、70～80rpm轉(zhuǎn)速、0.2MPa、400～600ml/min流量的拋光工藝條件下，在拋光機(jī)上對(duì)基片進(jìn)行拋光8～10min，達(dá)到的去除速率為600nm/min。
實(shí)施例31、將粒徑30～40nm的SiO2磨料3000g用去離子水1500g稀釋；2、邊攪拌邊加入45g的FA/O表面活性劑；3、邊攪拌邊加入45g的FA/O螯合劑；4、用25％KOH溶液及乙二胺四乙酸四(四羥乙基乙二胺)調(diào)整上述溶液(25％KOH溶液及乙二胺四乙酸四(四羥乙基乙二胺)按照1∶3的體積比添加)使pH值在12～13.5范圍內(nèi)；5、在調(diào)整完pH后，加入25ml的雙氧水氧化劑；6、使用上述拋光液在50～60℃溫度、100～120rpm轉(zhuǎn)速、0.2MPa、600～800ml/min流量的拋光工藝條件下，在拋光機(jī)上對(duì)基片進(jìn)行拋光8～10min。
權(quán)利要求
1.一種計(jì)算機(jī)硬盤基片拋光速率的控制方法，其特征是，包括以下步驟，其中原料為重量％(1)將粒徑20～60nm的SiO2磨料用去離子水稀釋，去離子水含量5～50％；(2)邊攪拌邊加入1～10％的醇醚類表面活性劑；(3)邊攪拌邊加入1～10％的FA/O螯合劑；(4)用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)整上述溶液使pH值在11.5～13.5范圍內(nèi)；(5)在調(diào)整完pH后，加入10～25ml的氧化劑；(6)使用上述拋光液在40～60℃溫度、40～120rpm轉(zhuǎn)速、0.1～0.2MPa、200～800ml/min流量的拋光工藝條件下，在拋光機(jī)上對(duì)基片進(jìn)行拋光8～10min。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征是，所述pH調(diào)節(jié)劑是KOH溶液及胺堿，胺堿是乙二胺四乙酸四(四羥乙基乙二胺)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征是，所述醇醚類表面活性劑為FA/O表面活性劑、OII-7((C10H21-C6H4-O-CH2CH2O)7-H)、OII-10((C10H21-C6H4-O-CH2CH2O)10-H)、O-20(C12-18H25-37-C6H4-O-CH2CH2O)70-H)、JFC的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征是，所述氧化劑為雙氧水。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種計(jì)算機(jī)硬盤基片拋光速率的控制方法。包括以下步驟，其中原料為重量％將粒徑20～60nm的SiO
文檔編號(hào)C09G1/04GK1861319SQ20061001429
公開(kāi)日2006年11月15日 申請(qǐng)日期2006年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月9日
發(fā)明者劉玉嶺, 劉長(zhǎng)宇 申請(qǐng)人:天津晶嶺微電子材料有限公司