磨料料浆及其制备方法技术

一种磨料料浆，它含有氧化铝粒、一种无机盐、一种可溶于水的螯合剂、一种磨料油和一种几乎不溶于水的螯合铝盐或螯合镍盐。该氧化铝粒的平均颗粒直径为０．０５－１微米且数量为０．１－１０％（重量）。该无机盐选自可溶于水的无机铝盐和镍盐且数量为０．１－３％（重量）。该可溶于水的螯合剂的数量为０．１－３％（重量）。该磨料油的数量为０．１－１０％（重量）。几乎不溶于水的螯合铝盐或螯合镍盐的数量不超过０．１％（重量）。这种磨料料浆可用于在生产半导体集成电路和磁性薄膜磁头的同时磨蚀其绝缘层。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种磨料料浆以及该磨料料浆的制备方法，它适用于薄膜磁头的磨蚀，该磁头用于硬盘驱动器(HDD)(特别是复合薄膜磁头)、半导体集成电路等。随着HDD记忆能力的增加，最近的趁势是采用更加复合的薄膜磁头，以执行磁诱导写入和磁电阻阅读组合(所谓的MR磁头)，它超过了磁诱导薄膜磁头。在目前情况下，其上形成MR元件的基体表面粗糙度已经成为控制由薄膜叠层制成的磁电阻元件(MR元件)特性的性能。JP-A-9-54914(术语“JP-A”用于本文中是指“未经审查的日本专利公开”)建议作为MR底层的氧化铝表面应稍稍被磨蚀。此外，JP-A-8-96237提出可以进行磨蚀以除去由于基体层的厚度不同而造成的上屏蔽表面的不平整，并且最后的磨蚀步骤包括磨蚀Al2O3和NiFe。这些常规技术公开了可以采用磨蚀作为形成表面的一种方法。但是必须同时磨蚀复合薄膜磁头，例如作为绝缘层的氧化铝和构成磁路的NiFe。关于可以用来进行磨蚀并且符合两个部件水平面差保持在1000埃以下同时表面粗糙度Rmax不超过100埃和Ra不超过10埃要求的磨料料浆没有详细公开。本专利技术的一个目的在于提供一种用于在形成薄膜磁头、半导体集成电路等过程中进行水平磨蚀的磨料料浆，它可以满足复合材料表面粗糙度的要求并且适宜保持不同材料之间水平面的差异。本专利技术提供了一种制备磨料料浆的方法，它包括下列步骤制备选自可溶于水的无机铝盐和镍盐的无机盐溶液和可溶于水的螯合剂溶液；将这两种溶液混合；将该混合溶液保持1天或更长，以析出几乎不溶于水的晶体；由该溶液中除去该几乎不溶于水的晶体；以及将该溶液与平均颗粒直径为0.05-1微米的氧化铝磨粒、磨料油和所需量的水介质混合。因此，本专利技术的磨料料浆包括平均颗粒直径为0.05-1微米且数量为0.1-10％(重量)的氧化铝粒；选自可溶于水的无机铝盐和镍盐且数量为0.1-3％(重量)的无机盐；数量为0.1-3％(重量)的可溶于水的螯合剂；数量为0.1-10％(重量)的磨料油以及数量不超过0.1％(重量)的几乎不溶于水的螯合铝盐或螯合镍盐。这种磨料料浆可用于在生产时磨蚀半导体集成电路的绝缘层和磁性薄膜磁头。根据本专利技术的磨料料浆包括会造成划痕的几乎不溶于水的螯合铝盐或螯合镍盐，它们以不超过0.1％(重量)的有限量引入其中，即使是在制备后保持1个月以后。因此，用本专利技术的磨料料浆磨蚀复合磁头中，没有发现氧化铝和NiFe产生的微划痕。此外，采用平均颗粒直径为0.05-1微米的磨料粒可以改进Wf表面的平整度。本专利技术还提供了一种通过磨料料浆来磨蚀薄膜的方法，所说的磨料料浆包括平均颗粒直径为0.05-1微米且数量为0.1-10％(重量)的氧化铝磨粒；选自可溶于水的无机铝盐和镍盐且数量为0.1-3％(重量)的无机盐；数量为0.1-3％(重量)的可溶于水的螯合剂以及数量为0.1-10％(重量)的磨料油，其中所说的几乎不溶于水的螯合铝盐或螯合镍盐在所说的可溶于水的磨料料浆中的含量不超过0.1％(重量)。这种方法可以使用到磨蚀半导体集成电路的方法中、使用到磨蚀磁性薄膜磁头等的方法中。顺便说一下，在本专利技术中，术语“磨蚀”包括抛光、研磨、磨光等等。举例来说，CMP(化学机械抛光)是抛光方法中的一种。在附图中附图说明图1A和1B是表示采用本专利技术的磨料料浆对半导体集成电路的多层布线进行平整化过程的一种方案的截面图；以及图2A和2B是表示对薄膜磁头的屏蔽层和上部磁极的磁极极点进行平整化过程的一种方案的截面图。下面将参照附图对本专利技术进行描述。磨料料浆的制备过程关于本专利技术的磨料料浆的制备过程，需制备选自可溶于水的无机铝盐和镍盐的无机盐溶液(b)和可溶于水的螯合剂的溶液(c)。将这两种溶液混合以使晶体在水中析出。举例来说，将该混合物保持1天或更长时间，优选地为1-7天。而后通过过滤、滗析或其类似方法将析出的晶体除去。而后将该溶液与平均直径为0.05-1微米的氧化铝粒(a)、磨料油(d)和还可以有所需量的水介质混合，由此获得含有平均颗粒直径为0.05-1微米且数量为0.1-10％(重量)的氧化铝晶粒(a)、选自可溶于水的无机铝盐和镍盐且数量为0.1-3％(重量)的无机盐(b)、数量为0.1-3％(重量)的可溶于水的螯合剂(c)以及数量为0.1-10％(重量)的磨料油的含水磨料料浆。在本专利技术的含水磨料料浆中，几乎不溶于水的螯合铝盐或螯合镍盐在该可溶于水的磨料料浆中的含量不超过0.1％(重量)。几乎不溶于水的螯合盐在该磨料料浆中的含量不超过0.1％(重量)，优选地不超过0.01％(重量)。本专利技术的磨损料浆包括会造成划痕的几乎不溶于水的螯合铝盐或螯合镍盐，它们以不超过0.1％(重量)的有限量引入其中，即使是在制备后保持1个月以后。因此，用本专利技术的磨料料浆磨蚀复合磁头时没有发现氧化铝和NiFe产生的微划痕。此外，采用平均颗粒直径为0.05-1微米的磨料粒可以改进Wf表面的平整度。待磨蚀的物体根据本专利技术的制备方法获得的磨料料浆用于在形成复合磁头元件、半导体集成电路等的过程中进行水平磨蚀。这些待磨蚀材料的例子包括在表面单独或组合暴露的具有用作绝缘层的氧化铝、构成磁路的NiFe、在磁路中电流从中流过的Cu布线的材料等。磨料粒作为磨料粒，可以采用氧化铝晶粒，可以单独使用的，也可以与氧化铈、单晶金刚石、多晶金刚石、氧化硅、碳化硅、氧化铬或玻璃粉组合使用。这些磨料粒的平均颗粒直径为0.05-1.0微米，优选地为0.3-0.5微米。作为组分(a)磨料粒在磨料料浆中的量为0.1-10％(重量)，优选地0.1-3％(重量)。如果磨料粒的量低于0.05％(重量)，就不达到实用的磨蚀速度。如果磨料粒的量超过10％(重量)，也不可能进一步提高效果。因此使用过量的磨料料浆从经济学看是不利的。含水介质作为分散介质，可以单独采用水。也可以采用将水作为主要成分(70-99％(重量))与可溶于水的有机溶剂辅助成分(1-30％(重量))的混合物。作为水，优选地可以采用通过用0.1微米盒式过滤器过滤而获得的尽可能没有大颗粒的那种。该过滤器的孔隙优选地尽可能地细。其中可以使用的醇类的例子包括甲醇、乙醇和异丙醇。其中可以使用的二醇的例子包括乙二醇、四甲二醇、二乙二醇、丙二醇和聚乙二醇。含水介质在该磨料料浆中的含量为70-99％(重量)，优选地为90-99％(重量)。如果含水介质的量低于70％(重量)，则所形成的料浆具有较高的粘度并且可能无法提供到基体上以及存放不稳定。可溶于水的无机金属盐作为组分(b)，可溶于水的无机铝盐或镍盐可以提高磨蚀速度。这种组分(b)的例子包括铝或镍的硝酸盐、盐酸盐、硫酸盐、磷酸盐和硫代硫酸盐。这些盐的特定的例子包括硝酸铝、硝酸镍和硫酸铝。作为组分(b)而引入到该磨料料浆中的可溶于水的无机盐，其量为0.1-3％(重量)，优选地为0.3-1％(重量)。可溶于水的的螯合剂作为组分(c)，可溶于水的的螯合剂引入到该料浆中的目的在于提高磨蚀速度和由此获得的晶片的平整性。可以使用的这种可溶于水的的螯合剂的例子包括乙二胺四乙酸(EDTA)、乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2)、氨基磺酸-N，N-二乙酸的碱金属盐、2，2-二甲基丙烷双草酰胺的碱金属盐、二乙三胺五乙酸及其钠盐。作为组分(c)的螯合剂在磨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备磨料料浆的方法，它包括下列步骤： 制备选自可溶于水的无机铝盐和镍盐中的至少一种的无机盐溶液和可溶于水的螯合剂溶液； 将这两种溶液混合； 存放该混合溶液，以析出几乎不溶于水的晶体； 由该溶液中除去该几乎不溶于水的晶体；以及 将该溶液与平均颗粒直径为０．０５－１微米的氧化铝粒、磨料油和所需量的水介质混合。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：久保田俊雄，山田勉，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]