抛光组合物制造技术

本发明专利技术公开了一种用于抛光存储器硬盘的抛光组合物，包含以下组分（ａ）至（ｄ）：（ａ）以抛光组合物总量计的０．１－５０％（重量）的至少一种磨料，选自二氧化硅、氧化铝、氧化铈、氧化锆、氧化钛、氮化硅、二氧化锰，（ｂ）以抛光组合物总量计的０．０００１－３．０％（重量）的至少一种抛光减阻剂，选自表面活性剂、水溶性聚合物和聚电解质，（ｃ）以抛光组合物总量计的０．００１－４０％（重量）的至少一种抛光促进剂，选自无机酸、有机酸，以及它们的铝、铁、镍和钴盐，（ｄ）水。（*该技术在2020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抛光组合物，该组合物用来在存储器硬盘(即用于如计算机的存储器设备)所用的磁盘基片的制备过程中对磁盘基片表面进行最终抛光(finalpolishing)。更具体而言，本专利技术涉及一种抛光组合物，它适用于制备由例如Ni-P磁盘、Ni-Fe磁盘、铝磁盘、碳化硼磁盘和碳磁盘代表的存储器硬盘，尤其涉及这样一种抛光组合物，它在对良好表面粗糙度的高度镜面表面进行精加工的抛光工艺中能提供高磨削速率(stock removal rate)，同时适用于制造工艺以获得优良的抛光加工表面，用于容量高、记录密度高的磁盘设备。此外，本专利技术涉及使用该抛光组合物对存储器硬盘进行抛光的方法。人们正在不断地努力使得用于磁盘设备的存储器硬盘(它是一种用于如计算机的存储介质)尺寸更小且容量更大，并使磁介质利用溅镀、电镀或类似方法由传统的涂覆型介质转变成薄膜介质。目前得到最广泛应用的磁盘基片(下文简称为“基片”)是在坯料(blank material)上具有无电Ni-P敷镀膜的基片。所用坯料的制法是将铝或其它基板用金刚石车削进行车床加工以平整表面，用SiC磨料粘合制得的PVA磨石进行研磨或者用其它方法进行加工，以得到平行度或平面度。然而，通过上述种种整形方法不可能完全除去表面上较大的波度。这样，无电Ni-P敷镀膜会沿着坯料上的这种波度而形成。因此，这一波度也会留在基片上，有时会形成球结节或较大凹坑。本文中“球结节”是直径至少约为50微米的凸起，它是镀敷表面上有杂质进入Ni-P镀敷膜的地方凸起而形成的。“凹坑”是对基片表面进行抛光形成的凹处，“细小凹坑”是直径小于约10微米的凹坑。另一方面，随着存储器硬盘容量的增加，表面记录密度也以每年数十％的速率增加。因此，在存储器硬盘上由预定量记录信息所占据的空间就比以前要窄，进行记录所需的磁力也趋于变弱。所以，最近的磁盘设备需要使磁头的浮动高度(即磁头和存储器硬盘之间的距离)最小，磁头浮动高度现在已经降低至不高于1．0微英寸(0．025微米)的水平。此外，在抛光之后有时可以对基片进行所谓的纹理化(texturing)加工以形成同心的圆划线，其目的是防止用于读写信息的磁头粘着在存储器硬盘上，并且防止在对基片表面进行抛光时形成的在不同于存储器硬盘旋转方向上的划线而使存储器硬盘的磁场变得不均匀。近年来，为了进一步缩短磁头的浮动高度，人们通过进行轻纹理化加工来进一步减少基片上形成的划线，或者使用没有经过起纹理加工的没有划线的未经起纹理的基片。人们已经开发出支持低的磁头浮动高度的技术，所以磁头浮动高度的缩短比以前进展得更快了。当存储器硬盘表面具有波度时，磁头就会随着非常高速旋转的存储器硬盘的该波度上下运动。然而，如果波度超过一定的高度时，磁头就不再能随着该波度运动，它就会与基片表面碰撞，从而发生所谓的“磁头压碎”，由此损坏了磁头或存储器硬盘表面上的磁介质，从而导致磁盘设备发生故障或读写信息的错误。另一方面，当存储器硬盘表面上存在数微米的微凸起时也会发生磁头压碎。此外，当存储器硬盘表面上存在凹坑时，就不能完整地写入信息，由此导致所谓的“比特缺损”或信息读出的失败，就会发生错误。因此，在抛光步骤(即形成磁介质之前的步骤)中使基片的表面粗糙度降至最小是很重要的，同时还必须完全除去较大的波度、微凸起或细小凹坑以及其它表面缺陷。为了上述目的，过去通常使用抛光组合物(下文由其性质有时称为“浆液”)通过一步抛光操作来进行精加工，所述抛光组合物包含氧化铝或其它各种磨料和水以及各种抛光促进剂。然而，通过一步抛光操作难以满足以下所有要求在特定的一段时间内除去基片表面上较大的波度和表面缺陷(如球结节和大凹坑)，使表面粗糙度降至最小。因此，人们已经在研究包含两个或多个步骤的抛光方法。在抛光方法包括两个步骤的情况下，第一步抛光的主要目的是除去基片表面上的较大波度和表面缺陷(如球结节和大凹坑)，即进行平整化。因此所需的抛光组合物应具有很强的能力用以修整上述波度和表面缺陷且不会形成用第二步抛光不能除去的深划痕，而不是使表面粗糙度降至最小。第二步抛光(即精抛光或最终抛光)的目的是使基片的表面粗糙度降至最小。因此，重要的是第二步抛光的抛光组合物能够使表面粗糙度降至最小，并能够防止形成微凸起、细小凹坑或其它表面缺陷，而不是具有第一步抛光所需要的很强的修整大波度或表面缺陷的能力。此外，从生产率角度来看，磨削速率高同样也是重要的。就本专利技术的专利技术人所知，用常规的两步抛光法，可以在第二步抛光中得到表面粗糙度小的基片表面，但是磨削速率非常低不适合实际生产。表面粗糙度的程度由基片的制备方法、作为存储器硬盘的最终记录容量和其它条件决定。然而，根据所需表面粗糙度的程度也可以使用包含超过两步的抛光工艺。为了上述目的，尤其是在两步中的精抛光中，通常用一种抛光组合物进行抛光，该抛光组合物的制法是将氧化铝或其它磨料彻底磨成粉状，调节至合适的粒度，向其中加入水，并将硝酸铝或各种有机酸和其它抛光促进剂混入其中。或者是用包含胶体二氧化硅和水的抛光组合物进行抛光。然而，用前一种抛光组合物进行抛光存在的问题是机械组分和化学组分的平衡较差，易于形成微凸起或细小凹坑。用后一种抛光组合物进行抛光的问题是磨削速率太低以致于抛光耗时长、生产率低、作为基片端面下垂(sagging)指数的轧去量(roll off)或锤平量(＂duboff＂)往往会变差，或者抛光之后的冲洗往往会变得困难。为了解决上述问题，有人提出将向胶体二氧化硅中加入了用于加速加工的各种添加剂的抛光组合物用于对存储器硬盘用的基片进行最终加工。例如，JP-A-9-204657揭示了将硝酸铝和稳定剂加入胶体二氧化硅的抛光组合物。JP-A-10-204416提出了将铁化合物加入胶体二氧化硅的抛光组合物。JP-A-11-167714提出了将过氧化氢加入胶体二氧化硅的抛光组合物。此外，JP-A-9-208934中提出了使用热解法二氧化硅，JP-A-10-121035提出了使用二氧化钛，JP-A-10-121034提出了使用氧化锆，用来代替作为抛光组合物常规磨料的氧化铝。这些提议是针对使目前的抛光组合物能够象希望的那样加以使用，提供表面粗糙度小，微凸起、微坑或其它表面缺陷少的经抛光表面。本专利技术的专利技术人对这些组合物进行了试验，证实这些常规抛光组合物能够如预期地有效地降低表面粗糙度和减少表面缺陷，尽管这些组合物的有效程度有所不同。然而，本专利技术的专利技术人同时也发现这些组合物存在问题，当使用双面抛光机将这些组合物用于抛光基片时，用来支承该基片的支架的振动声或支架噪音(carrier noise)大，在极端情况下，基片周边面的倒角部分往往会由于基片和支架的碰撞而被破坏。当双面抛光机用于抛光磁盘基片表面时，该基片是由支架支承的。该支架被固定在沿抛光机外周边的环行齿轮(内部齿轮)和位于抛光机中心的中心齿轮之间。抛光时，基片随着齿轮和支架运转并通过齿轮和支架抛光。这时，如果支架和抛光机的齿轮之间的间距(所谓的“游隙”，这是传递该作用不需要的)处基片和支架间的摩擦在抛光机内部不均匀，基片和支架就会各自产生振动，由此整体产生振动噪音(所谓的振动声或支架噪音)。如果振动声是由在支架中的基片的振动产生的，那么在极端情况下，基片的外周本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于抛光存储器硬盘的抛光组合物，其特征在于该组合物包含以下组分（ａ）至（ｄ）：（ａ）以抛光组合物总量计的０．１－５０％（重量）的至少一种磨料，选自二氧化硅、氧化铝、氧化铈、氧化锆、氧化钛、氮化硅和二氧化锰，（ｂ）以抛光组合物总量计的０．０００１－３．０％（重量）的至少一种抛光减阻剂，选自表面活性剂、水溶性聚合物和聚电解质，（ｃ）以抛光组合物总量计的０．００１－４０％（重量）的至少一种抛光促进剂，选自无机酸、有机酸以及它们的铝、铁、镍和钴盐，（ｄ）水。

【技术特征摘要】
US 1999-9-27 09/404,9931．一种用于抛光存储器硬盘的抛光组合物，其特征在于该组合物包含以下组分(a)至(d)(a)以抛光组合物总量计的0．1-50％(重量)的至少一种磨料，选自二氧化硅、氧化铝、氧化铈、氧化锆、氧化钛、氮化硅和二氧化锰，(b)以抛光组合物总量计的0．0001-3．0％(重量)的至少一种抛光减阻剂，选自表面活性剂、水溶性聚合物和聚电解质，(c)以抛光组合物总量计的0．001-40％(重量)的至少一种抛光促进剂，选自无机酸、有机酸以及它们的铝、铁、镍和钴盐，(d)水。2．如权利要求1所述的抛光组合物，其特征在于所述抛光促进剂是选自以下物质中的至少一种硝酸铝、硫酸铝、铵铝矾、高氯酸铝、氯化铝、柠檬酸铝、柠檬酸铝铵、草酸铝、硝酸铁、硫酸铁、硫酸铁铵、高氯酸铁、氯化铁、柠檬酸铁、柠檬酸铁铵、草酸铁铵、硝酸镍、硫酸镍、高氯酸镍、氯化镍、柠檬酸镍、草酸镍、硝酸钴、硫酸钴和氯化钴。3．如权利要求1所述的抛光组合物，其特征在于所述抛光促进剂是选自以下物质的至少一种抗坏血酸、柠檬酸、乙醇酸、甘氨酸、甘油酸、葡糖酸、谷氨酸、二羟乙酸、丁二酸、酒石酸、乳酸、丙二酸、扁桃酸和苹果酸。4．如权利要求1所述的抛光组合物，其特征在于所述抛光促进剂是具有选自以下物质的至少一种配体与铁、镍或钴离子配位的抛光促进剂，所述配体选自乙二胺四乙酸、二亚乙基三胺五乙酸、丙二胺四乙酸、羟乙基乙二胺三乙酸、乙二醇醚二胺四乙酸、氨三乙酸、羟乙基亚氨基二乙酸、二羟乙基甘氨酸和三亚乙基四胺六乙酸。5．如权利要求1所述的抛光组合物，其特征在于所述抛光促进剂是选自以下物质的至少一种硫酸、硝酸、盐酸、高氯酸、磷酸、硼酸和磺酸。6．如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：DM谢姆，WS雷德，大胁寿树，
申请(专利权)人：不二见美国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[]