用于镍-磷涂覆的存储磁盘的包含混杂研磨剂的抛光组合物的制作方法

用于镍-磷涂覆的存储磁盘的包含混杂研磨剂的抛光组合物的制作方法
【专利摘要】本发明提供用于镍-磷涂覆的存储磁盘的包含混杂研磨剂的抛光组合物，更具体地说，本发明提供包含(a)研磨剂和(b)水的抛光组合物，所述研磨剂包含(i)具有0.8:1-1.2:1的平均纵横比的第一α氧化铝颗粒、(ii)具有大于1.2:1的平均纵横比的第二α氧化铝、(iii)热解氧化铝颗粒和(iv)湿法二氧化硅颗粒。本发明还提供使用所述抛光组合物抛光基材、尤其是镍-磷基材的方法。
【专利说明】用于镍-磷涂覆的存储磁盘的包含混杂研磨剂的抛光组合物
【背景技术】
[0001] 对存储磁盘或硬磁盘(memory or rigid disks)的提高的存储容量的要求以及存储磁盘或硬磁盘的小型化趋势(例如，由于对计算机设备中的更小的硬驱动器的要求)持续强调存储磁盘或硬磁盘制造过程的重要性，所述制造过程包括为了确保最高性能而对这样的磁盘进行的平坦化或抛光。虽然存在若干种用于与半导体器件制造结合使用的化学-机械抛光(CMP)组合物和方法，但常规的CMP方法或市售的CMP组合物几乎没有非常适于存储磁盘或硬磁盘的平坦化或抛光的。
[0002]术语“存储磁盘或硬磁盘”是指用于以电磁形式保存信息的任何磁盘、硬盘、硬磁盘或存储磁盘。存储磁盘或硬磁盘典型地具有包括镍-磷的表面，但存储磁盘或硬磁盘表面可包括任何其它适宜的材料。必须改善存储磁盘或硬磁盘的平面性，因为随着记录密度的改善(其要求磁头相对于存储磁盘或硬磁盘的更低浮动高度(flying height)),磁盘驱动器的记录头与存储磁盘或硬磁盘的表面之间的距离减小。为了允许更低的磁头浮动高度，需要改善存储磁盘或硬磁盘的表面光洁度(finish)。
[0003]影响磁头浮动高度的存储磁盘或硬磁盘的表面特性包括波纹度(waviness)和微波纹度(microwaviness)。波纹度或翅曲度(warp)是在整个磁盘表面上的平面度的总偏差。可存在表面偏差的中间形式，其在本文中称为微波纹度。微波纹度是对于约为转换头长度的一系列波长的磁盘表面波纹度。使用当前的技术，这些波长大约在10~5000微米的范围内。对于低的浮动磁头高度，微波纹度可产生空气轴承共振(airbearing resonance),从而导致过度的磁头到磁盘间距调制。由微波纹度导致的间距调制可导致在磁盘表面上的差的数据重写，并且在一些情况下甚至可导致磁头与磁盘表面的碰撞，引起对磁盘表面和/或记录头的损坏。
[0004]在存储磁盘或硬磁盘的抛光期间，典型地，磁盘的边缘接收比磁盘的其余表面高的来自抛光工具的压力，这导致在磁盘的边缘处形成弯曲的或圆形的轮廓。圆形的边缘区域在本领域中称为边缘轧去(roll-off)、磨去(rub-off)或刮掉(dub-off)。磁盘上的这样的圆形的区域不适合用于记录。
[0005]通常，用于存储磁盘或硬磁盘的抛光组合物包含研磨剂以提高基材的移除速率。高的移除速率还通过提高抛光垫对基材的向下力而实现。但是，向下力的提高导致研磨剂颗粒变得嵌入到基材表面中，该结果负面地影响微波纹度和表面粗糙度。
[0006]本领域中仍然需要用于对存储磁盘或硬磁盘进行平坦化或抛光的抛光组合物和方法，其使嵌入的研磨剂、微波纹度和边缘轧去最小化，而不牺牲基材的移除速率。

【发明内容】

[0007]本发明提供包含(a)研磨剂和(b)水的抛光组合物，其中，所述研磨剂包含⑴具有0.8:1-1.2:1的平均纵横比(aspect ratio)的第一 α氧化招颗粒、(ii)具有大于1.2:1的平均纵横比的第二 α氧化铝颗粒、(iii)热解氧化铝颗粒和(iv)湿法二氧化硅颗粒。[0008]本发明提供抛光基材的方法，所述方法包括:(i)提供基材，尤其是包含至少一层镍-磷的基材，(ii)提供抛光垫，(iii)提供本发明的抛光组合物，(iv)使所述基材的表面与所述抛光垫和所述抛光组合物接触，和(V)研磨所述基材的所述表面的至少一部分以从所述基材的所述表面除去所述基材的至少一些部分(至少某部分，at least someportion)，尤其是镍-磷的至少一些部分(至少某部分)，和抛光所述基材的所述表面。
【专利附图】

【附图说明】
[0009]图1是具有0.8:1-1.2:1的平均纵横比的α氧化铝颗粒的扫描电子显微镜(SEM)图像。
[0010]图2是具有大于1.2:1的平均纵横比的α氧化铝颗粒的SEM图像。
【具体实施方式】
[0011]本发明提供抛光组合物，其包含研磨剂和水、基本上由研磨剂和水组成、或者由研磨剂和水组成。所述研磨剂包含下列物质、基本上由下列物质组成、或者由下列物质组成:
(i)具有0.8:1-1.2:1的平均纵横比的第一 α氧化铝颗粒，(ii)具有大于1.2:1的平均纵横比的第二 α氧化铝颗粒，(iii)热解氧化铝颗粒，和(iv)湿法二氧化硅颗粒。
[0012]α氧化铝颗粒是指包含约50重量％或更多的氧化铝α多晶型体的氧化铝颗粒，所述多晶型体典型地在高温例如高于1400°C下形成。
[0013]所述抛光组合物包含具有0.8:1-1.2:1的平均纵横比的第一 α氧化铝颗粒。术语纵横比是研磨剂颗粒领域中公知的且是指长度与宽度之比、或者长度与横截面(例如直径)之比、或者当讨论不规则颗粒时的最大横截面尺寸与最小横截面尺寸之比。
[0014]第一和第二 α氧化铝颗粒的纵横比可由本领域技术人员例如采用光学显微镜法容易地测定，所述光学显微镜法任选地有图像分析软件，例如，由马里兰州西尔弗斯普林的Media Cybernetic LP销售的IMAGE-PRO PLUS图像分析软件辅助。例如，一些研磨剂颗粒的代表性样品的二维轮廓(silhouette)可用于图像分析以表征所述研磨剂颗粒的纵横比。
[0015]图1和2描绘了具有不同纵横比的α氧化铝颗粒在物理外观方面的差异。具体地，图1是具有0.8:1-1.2:1的平均纵横比的α氧化铝颗粒的扫描电子显微镜(SEM)图像。图2是具有大于1.2:1的平均纵横比的α氧化铝的SEM图像。
[0016]第一 α氧化铝颗粒可具有0.8:1或更高、0.9:1或更高、1:1或更高、1.05:1或更高、或者1.1:1或更高的平均纵横比。可替代地，或者另外，第一 α氧化铝颗粒可具有1.2:1或更低、1.1: I或更低、或者I: I或更低的平均纵横比。因此，第一 α氧化铝颗粒可具有由上述端点中的任意两个所界定的平均纵横比。例如，第一 α氧化铝颗粒可具有0.8:1-1.1:1、0.9:1-1: 1、或者1.05:1-1:1的平均纵横比。
[0017]第一 α氧化铝颗粒可具有任意适宜的粒度。近似球形的颗粒的粒度为所述颗粒的直径。任意非球形颗粒的粒度为包围所述颗粒的最小球的直径。第一 α氧化铝颗粒可具有50nm或更大、IOOnm或更大、200nm或更大、300nm或更大、400nm或更大、或者450nm或更大的平均粒度(例如，平均颗粒直径)。可替代地，或者另外，第一 α氧化铝颗粒可具有800nm或更小、700nm或更小、600nm或更小、500nm或更小、或者450nm或更小的平均粒度。因此，第一 α氧化铝颗粒可具有由上述端点中的任意两个所界定的平均粒度。例如,第一 α 氧化铝颗粒可具有 50-500nm、200-500nm、300-600nm、300-700nm、450-600nm、或400-700nm的平均粒度。
[0018]所述抛光组合物可包含任意适宜量的第一 α氧化铝颗粒。所述抛光组合物可包含0.01重量％或更多、0.05重量％或更多、0.1重量％或更多、或者0.3重量％或更多的第
一α氧化铝颗粒。可替代地，或者另外，所述抛光组合物可包含5重量％或更少、3重量％或更少、I重量％或更少、0.8重量％或更少、或者0.5重量％或更少的第一 α氧化铝颗粒。因此，所述抛光组合物可以由上述端点中的任意两个所界定的量包含第一 α氧化铝颗粒。例如，所述抛光组合物可包含0.01-5重量％、0.1-3重量％、0.3-0.8重量％、或0.1-0.8重量％的第一 α氧化铝颗粒。
[0019]所述抛光组合物包含具有大于1.2:1的平均纵横比的第二 α氧化铝颗粒。第二α氧化铝颗粒可具有1:2或更高、1.3:1或更高、1.5:1或更高、2:1或更高、或者2.5:1或更高的平均纵横比。可替代地，或者另外，第二 α氧化铝颗粒可具有5:1或更低、4:1或更低、或者3:1或更低的平均纵横比。因此，第二 α氧化铝颗粒可具有由上述端点中的任意两个所界定的平均纵横比。例如，第二 α氧化铝颗粒可具有1.3:1-5:1、1.3:1-5: 1、或2:1-4:1的平均纵横比。
[0020]第二 α氧化铝颗粒可具有任意适宜的粒度。第二 α氧化铝颗粒可具有20nm或更大、30nm或更大、40nm或更大、50nm或更大、或者75nm或更大的平均粒度(例如,平均颗粒直径)。可替代地，或者另外，第二 α氧化招颗粒可具有500nm或更小、400nm或更小、300nm或更小、250nm或更小、或者200nm或更小的平均粒度。因此，第二 α氧化铝颗粒可具有由上述端点中的任意两个所界定的平均粒度。例如，第二 α氧化铝颗粒可具有20-500nm、30_500nm、30_400nm、50_300nm、50_250nm、75_250nm、或 75_200nm 的平均粒度。
[0021]所述抛光组合物可包含任意适宜量的第二 α氧化铝颗粒。所述抛光组合物可包含0.01重量％或更多、0.05重量％或更多、0.1重量％或更多、或者0.3重量％或更多的第
二α氧化铝颗粒。可替代地，或者另外，所述抛光组合物可包含5重量％或更少、3重量％或更少、I重量％或更少、0.8重量％或更少、或者0.5重量％或更少的第二 α氧化铝颗粒。因此，所述抛光组合物可以由上述端点中的任意两个所界定的量包含第二 α氧化铝颗粒。例如，所述抛光组合物可包含0.01-5重量％、0.1-3重量％、0.3-0.8重量％、或0.1-0.8重量％的第二 α氧化铝颗粒。
[0022]所述研磨剂可包含0.1:1或更高、0.3:1或更高、0.5:1或更高、或者0.7:1或更高的第一 α氧化铝颗粒对第二 α氧化铝颗粒的重量比。可替代地，或者另外，第一 α氧化铝颗粒对第二 α氧化铝颗粒的重量比可为1.3:1或更低、1.1:1或更低、1:1或更低、0.9:1或更低、或者0.8:1或更低。因此，第一 α氧化铝颗粒与第二 α氧化铝颗粒的重量比可由上述端点中的任意两个界定。例如，第一 α氧化铝颗粒与第二 α氧化铝颗粒的重量比可为 0.1:1-1:1,0.3:1-1:1,0.5:1-1:1,0.5:1-1.1: 1、或 0.7:1-0.9:1。
[0023]所述抛光组合物包含热解氧化铝颗粒。热解氧化铝是铝氧化物的无定形形式。热解氧化铝具有这样的聚集体结构，在该聚集体结构中，近似球形的初级颗粒结合成初级颗粒的链状聚集体。初级颗粒通过共价键和静电相互作用结合在一起且典型地耐受由例如机械能输入(如高剪切混合)导致的降解。多个热解氧化铝聚集体可以附聚物形式更松散地结合。附聚物更易于离解成它们的构成聚集体。热解氧化铝的粒度是指包围所述初级颗粒聚集体(而非单独的初级颗粒或多个聚集体的附聚物)的最小球的直径。
[0024]热解氧化铝颗粒可具有任何适宜的平均粒度(即，平均颗粒直径)。热解氧化铝颗粒可具有30nm或更大、40nm或更大、50nm或更大、70nm或更大、或者IOOnm或更大的平均粒度。可替代地，或者另外，热解氧化招颗粒可具有250nm或更小、230nm或更小、210nm或更小、190nm或更小、或者150nm或更小的平均粒度。因此，热解氧化铝颗粒可具有由以上端点中的任意两个所界定的平均粒度。例如，热解氧化铝颗粒可具有30-250nm、30-230nm、50-190nm、70-150nm、或 100_150nm 的平均粒度。
[0025]所述抛光组合物可包含任意适宜量的热解氧化铝颗粒。所述抛光组合物可包含0.01重量％或更多、0.05重量％或更多、0.1重量％或更多、或者0.3重量％或更多的热解氧化铝颗粒。可替代地，或者另外，所述抛光组合物可包含5重量％或更少、3重量％或更少、I重量％或更少、0.8重量％或更少、或者0.5重量％或更少的热解氧化铝颗粒。因此，所述抛光组合物可以由对于热解氧化铝颗粒所列举的上述端点中的任意两个所界定的量包含热解氧化铝颗粒。例如，所述抛光组合物可包含0.01-5重量％、0.1-3重量％、0.3-0.8重量％、或0.1-0.8重量％的热解氧化铝颗粒。
[0026]所述抛光组合物包含湿法二氧化硅颗粒(例如，缩聚二氧化硅颗粒或沉淀二氧化 硅颗粒)。缩聚二氧化硅颗粒典型地通过使Si (OH) 4缩合以形成胶体颗粒而制备，其中，胶体颗粒定义为具有约Inm-约1000nm的平均粒度。这样的湿法二氧化硅颗粒可根据美国专利第5，230，833号制备或者可作为例如下列的各种市售产品中的任何产品获得=Akzo-NobelBindzil50/80产品、Nalco DVSTS006产品及Fuso PL-2产品，以及其它类似的可得自DuPont> Bayer> Applied Research、Nissan Chemical 和 Clariant 的产品。
[0027]湿法二氧化硅颗粒可具有任何适宜的平均粒度(即，平均颗粒直径)。湿法二氧化娃颗粒可具有4nm或更大、IOnm或更大、15nm或更大、20nm或更大、或者25nm或更大的平均粒度。可替代地，或者另外，湿法二氧化硅颗粒可具有180nm或更小、120nm或更小、IlOnm或更小、IOOnm或更小、90nm或更小、80nm或更小、70nm或更小、60nm或更小、50nm或更小、或者40nm或更小的平均粒度。因此，湿法二氧化硅颗粒可具有由上述端点中的任意两个所界定的平均粒度。例如，湿法二氧化硅颗粒可具有10-100nm、20_100nm、20_80nm、20_60nm、或20-40nm的平均粒度。
[0028]所述抛光组合物可包含任何适宜量的湿法二氧化硅。所述抛光组合物可包含0.5重量％或更多、I重量％或更多、2重量％或更多、或者5重量％或更多的湿法二氧化硅颗粒。可替代地，或者另外，所述抛光组合物可包含25重量％或更少、20重量％或更少、15重量％或更少、10重量％或更少、8重量％或更少、6重量％或更少、或者5重量％或更少的湿法二氧化硅颗粒。因此，所述抛光组合物可以由上述端点中的任意两个所界定的量包含湿法二氧化娃颗粒。例如,所述抛光组合物可包含0.5-20重量％、1-15重量％、5-15重量％、或0.5-5重量％的湿法二氧化硅颗粒。
[0029]研磨剂可包含任意适宜量的第一 α氧化铝颗粒、第二 α氧化铝颗粒、热解氧化铝颗粒和湿法二氧化硅。例如，研磨剂可包含1-10重量％的第一 α氧化铝颗粒、10-60重量％的第二 α氧化铝颗粒、5-20重量％的热解氧化铝颗粒、和20-60重量％的湿法二氧化硅，基于所述抛光组合物中的研磨剂的总重量。
[0030]所述抛光组合物优选不含任何其它形式的氧化铝，即，不同于本文中所描述的第一和第二 α氧化铝颗粒以及热解氧化铝颗粒的氧化铝颗粒。类似地，所述抛光组合物优选不含任何其它形式的二氧化硅，即，不同于本文中所描述的湿法二氧化硅颗粒的二氧化硅颗粒。此外，所述抛光组合物优选不含任何不同于本文中所描述的氧化铝和二氧化硅颗粒的研磨剂，即，不同于本文中所描述的第一和第二 α氧化铝颗粒、热解氧化铝颗粒及湿法二氧化娃颗粒的研磨剂颗粒。
[0031]优选地，研磨剂在抛光组合物中是胶体稳定的。术语胶体是指颗粒在液体载体(例如，水)中的悬浮液。胶体稳定性是指该悬浮液随时间的保持性。在本发明的上下文中，如果当将研磨剂置于100毫升量筒中并使其无搅动地静置2小时的时间时，量筒底部50毫升中的颗粒浓度([B]，以克/毫升表示)与量筒顶部50毫升中的颗粒浓度([Τ]，以克/毫升表示)之间的差除以研磨剂组合物中颗粒的初始浓度([C]，以克/毫升表示)小于或等于0.5(即，{[B] - [T]}/[C] <0.5)，则认为研磨剂是胶体稳定的。更优选地，[B]-[T]/
[C]的值小于或等于0.3，且最优选小于或等于0.1。 [0032]所述抛光组合物可包含任何适宜量的研磨剂。所述抛光组合物可包含0.5重量％或更多、I重量％或更多、2重量％或更多、或者5重量％或更多的研磨剂。可替代地,或者另外，所述抛光组合物可包含25重量％或更少、20重量％或更少、15重量％或更少、10重量％或更少、8重量％或更少、6重量％或更少、或者5重量％或更少的研磨剂。因此,所述抛光组合物可以由上述端点中的任意两个所界定的量包含研磨剂。例如，所述抛光组合物可包含0.5-20重量％、1-15重量％、5-15重量％、或0.5-5重量％的研磨剂。
[0033]所述抛光组合物包含水。水用于促进向待抛光或平坦化的适宜基材的表面施加研磨剂颗粒。优选地，所述水为去离子水。
[0034]所述抛光组合物可具有任何适宜的pH。所述抛光组合物合意地具有酸性pH，即，低于7的pH。优选地，所述抛光组合物具有6或更低(例如，5或更低)的pH。甚至更优选地，所述抛光组合物具有1-4 (例如，2-4)的pH。所述抛光组合物任选地包含pH调节剂，例如，氢氧化钾、氢氧化铵和/或硝酸。所述抛光组合物还任选地包含PH缓冲体系。许多这样的PH缓冲体系是本领域中公知的。pH缓冲剂可为任意适宜的缓冲剂，例如，碳酸氢盐-碳酸盐缓冲体系、氨基烷基磺酸等。所述抛光组合物可包含任意适宜量的PH调节剂和/或pH缓冲剂，条件是采用适宜的量以使所述抛光组合物的PH达到和/或保持在适宜范围内。
[0035]所述抛光组合物任选地进一步包含至少一种氧化剂。氧化剂的作用是将基材的至少一部分(例如包含例如镍-磷的一层或多层)氧化。氧化剂可为任意适宜的氧化剂。适宜的氧化剂的非限制性实例包括过氧化氢、过硫酸盐(例如，过硫酸铵)、铁盐(例如，硝酸铁)、过氧化氢的固体形式、以及它们的组合。过氧化氢的固体形式包括过碳酸钠、过氧化钙和过氧化镁，当它们溶解于水中时释放出游离的过氧化氢。优选地，所述氧化剂为过氧化氢。
[0036]所述抛光组合物可包含任意适宜量的氧化剂。所述抛光组合物可包含0.01重量％或更多、0.5重量％或更多、0.1重量％或更多、I重量％或更多、或者1.5重量％或更多的氧化剂。可替代地，或者另外，所述抛光组合物可包含10重量％或更少、5重量％或更少、3重量％或更少、2重量％或更少、或者1.5重量％或更少的氧化剂。因此,所述抛光组合物可以由上述端点中的任意两个所界定的量包含氧化剂。例如，所述抛光组合物可包含0.01-10重量％、0.5-5重量％、0.1-3重量％、1.5-3重量％、或1.5-2重量％的量的氧化剂。[0037]所述抛光组合物任选地进一步包含至少一种用于镍的螯合剂。螯合剂可为任意适宜的用于镍的螯合剂。适宜的螯合剂的非限制性实例包括氨基酸(例如，甘氨酸)和有机羧酸(例如，烟酸和酒石酸)。
[0038]所述抛光组合物可包含任意适宜量的螯合剂。所述抛光组合物可包含0.01重量％或更多、0.5重量％或更多、0.1重量％或更多、I重量％或更多、或者1.5重量％或更多的螯合剂。可替代地，或者另外，所述抛光组合物可包含10重量％或更少、5重量％或更少、3重量％或更少、2重量％或更少、或者1.5重量％或更少的螯合剂。因此，所述抛光组合物可以由上述端点中的任意两个所界定的量包含螯合剂。例如，所述抛光组合物可包含0.01-10重量％、0.5-5重量％、0.1-3重量％、1.5-3重量％、或1.5-2重量％的量的螯合剂。
[0039]所述抛光组合物任选地进一步包含至少一种非离子型表面活性剂。非离子型表面活性剂可为任意适宜的非离子型表面活性剂。适宜的非离子型表面活性剂包括包含硅氧烷单元、环氧乙烷单元、和/或环氧丙烷单元的共聚物表面活性剂，所述共聚物表面活性剂可具有线性、悬垂或三硅氧烷结构。适宜的非离子型表面活性剂的非限制性实例包括烷基酚乙氧基化物(例如，壬基酚乙氧基化物)、醇乙氧基化物、硅氧烷乙氧基化物等。优选地，非离子型表面活性剂包括:壬基酹乙氧基化物，例如，可得自Dow Corning (Midland, Ml)的Tergitol NP系列；和硅氧烷乙氧基化物，例如，可得自General Electric (Schenectady,NY)的 Silwet 系列。
[0040]所述抛光组合物可包含任意适宜量的非离子型表面活性剂。所述抛光组合物可包含0.01重量％或更多、0.5重量％或更多、0.1重量％或更多、I重量％或更多、或者1.5重量％或更多的非离子型表面活性剂。可替代地，或者另外，所述抛光组合物可包含10重量％或更少、5重量％或更少、3重量％或更少、2重量％或更少、或者1.5重量％或更少的非离子型表面活性剂。因 此，所述抛光组合物可以由上述端点中的任意两个所界定的量包含非离子型表面活性剂。例如，所述抛光组合物可包含0.01-10重量％、0.5-5重量％、0.1-3重量％、1.5-3重量％、或1.5-2重量％的量的非尚子型表面活性剂。
[0041]所述抛光组合物任选地进一步包含一种或多种其它添加剂。这样的添加剂包括表面活性剂和/或流变控制剂、消泡剂和杀生物剂。添加剂可以任意适宜的浓度存在于所述抛光组合物中。这样的添加剂可包括任意适宜的分散剂，例如，包含一种或多种丙烯酸类单体的均聚物或者无规、嵌段或梯度丙烯酸酯共聚物(例如，聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、乙烯基丙烯酸酯(vinyl acrylates)及苯乙烯丙烯酸酯(styrene acrylates))、其组合、及其盐。所述杀生物剂可为任意适宜的杀生物剂，例如，异噻唑啉酮杀生物剂。
[0042]本发明的抛光组合物可通过任何适宜的技术制备，其中的许多是本领域技术人员已知的。该抛光组合物可以间歇或连续方法制备。通常地，该抛光组合物可通过将其组分以任意顺序组合而制备。如本文中使用的术语“组分”包括单独的成分(例如，第一 α氧化铝颗粒、热解氧化铝颗粒、研磨剂、水等)以及各成分(例如，研磨剂、水、氧化剂、螯合剂等)的任意组合。
[0043]例如，可将研磨剂分散在水中。然后，可加入氧化剂、螯合剂及非离子型表面活性剂，并通过能够将各组分引入到抛光组合物中的任意方法进行混合。在所述抛光组合物的制备中，可利用提高正在移除的一种或多种材料的移除速率以类似地实施基材的抛光的其它化合物。抛光组合物可在使用前制备，其中，将一种或多种组分例如PH调节组分在即将使用前(例如，在使用前约7天内、或在使用前约I小时内、或在使用前约I分钟内)加入到抛光组合物中。抛光组合物还可通过在抛光操作期间在基材表面处对各组分进行混合来制备。
[0044]所述抛光组合物还可作为浓缩物提供，所述浓缩物意图在使用之前用适量的水进行稀释。在这样的情况中，所述抛光组合物浓缩物可包含，例如，研磨剂和水，其量使得在用适量的水稀释该浓缩物时，该抛光组合物的各组分将以在上文对于每种组分所列举的适宜范围内的量存在于该抛光组合物中。此外，如本领域普通技术人员将理解的，所述浓缩物可含有适当分数的存在于最终抛光组合物中的水，以确保所述组分及其它适宜的添加剂至少部分地或全部地溶解于该浓缩物中。
[0045]本发明提供抛光基材的方法，所述方法包括:(?)提供基材，例如包含至少一层镍-磷的基材，(?)提供抛光垫，(iii)提供如本文中所述的抛光组合物，(iv)使所述基材的表面与所述抛光垫和所述抛光组合物接触，和(V)研磨所述基材的所述表面的至少一部分以除去所述基材的所述表面的至少一些部分，例如，从所述基材的所述表面除去至少一些镍-磷，和抛光所述基材的所述表面。
[0046]本发明的抛光 方法特别适于与化学机械抛光装置结合使用。典型地，该装置包括:压板，其在使用时处于运动中并且具有由轨道、线性或圆周运动所产生的速度；抛光垫，其与该压板接触且在运动时随该压板移动；以及载体，其固持待通过与该抛光垫的表面接触并相对于该抛光垫的表面移动而抛光的基材。该基材的抛光通过如下发生:将该基材放置成与该抛光垫和本发明的抛光组合物接触且随后使该抛光垫相对于该基材移动以磨除该基材的至少一部分以抛光该基材。
[0047]可使用任何适宜的抛光垫(例如，抛光表面)以所述抛光组合物对基材进行抛光。适宜的抛光垫包括，例如，编织及非编织抛光垫。此外，适宜的抛光垫可包含具有不同密度、硬度、厚度、可压缩性、压缩时的回弹能力和压缩模量的任何适宜的聚合物。适宜的聚合物包括，例如，聚氯乙烯、聚氟乙烯、尼龙、碳氟化合物、聚碳酸酯、聚酯、聚丙烯酸酯、聚醚、聚乙烯、聚酰胺、聚氨酯、聚苯乙烯、聚丙烯、其共形成产物、及其混合物。硬质聚氨酯抛光垫与本发明的抛光方法结合是特别有用的。
[0048]合意地，该化学机械抛光装置进一步包括原位抛光终点检测系统，其中的许多是本领域中已知的。通过分析从正在抛光的基材表面反射的光或其它辐射来检查和监控抛光过程的技术是本领域中已知的。这样的方法描述于例如美国专利第5，196，353号、美国专利第5，433，651号、美国专利第5，609，511号、美国专利第5，643，046号、美国专利第5，658，183号、美国专利第5，730，642号、美国专利第5，838，447号、美国专利第5，872，633号、美国专利第5，893，796号、美国专利第5，949，927号、及美国专利第5，964，643号中。合意的是，对正在被抛光的基材的抛光过程进度的检查或监控使得能够确定抛光终点，即，确定何时终止对特定基材的抛光过程。
[0049]实施例
[0050]以下实施例进一步说明本发明，但当然不应解释为以任何方式限制其范围。
[0051]各实施例中所反映的抛光实验涉及使用这样的市售抛光装置，其具有
9.51kPa(l.38psi)的基材对CR200抛光垫(得自Ceiba Technologies)的下压力(除非另外说明)、20-30rpm的压板速度及25_30rpm的载体速度。[0052]光学表面分析仪(Optical Surface Analyzer, OSA)氧化招计数是在使用以倾斜和垂直入射角设置的两种独立的激光波长(405nm和660nm)通过OSA Candela6100 (得自KLA Tencor)进行P2KISS缓冲步骤60秒之后测量的。OSA氧化铝计数是嵌入的氧化铝颗粒的量的间接量度。
[0053]磁盘表面的粗糙度测量结果是通过形貌测量系统(Texture MeasurementSystem, TMS)测定的，所述TMS结合了配备有具有670nm波长的II类激光的散射仪。
[0054]基材表面的微波纹度、短微波纹度和低频粗糙度(LF-Ra)测量结果是使用Zygo干涉仪分别在200-1450 μ m、80-500 μ m和20-200 μ m的波长下测量的。
[0055]实施例1
[0056]使用如下物质制备抛光组合物:0.7重量％的具有2-2.7:1的平均纵横比的第二α氧化铝颗粒，0.18重量％的热解氧化铝颗粒，2.63重量％的具有80m2/g的平均表面积的胶体二氧化硅颗粒，0.8重量％的过氧化氢和0.0108重量％的有机硅氧烷，且余量为水。所述第二 α氧化铝颗粒具有350nm的平均粒度。所述抛光组合物用于在不同抛光条件下抛光镍-磷(N1-P)基材。抛光参数包括12秒的斜坡下降时间(ramp down time)以及如表I中所示的向下力和水冲洗时间。
[0057]对于每组抛光条件测定镍-磷基材的移除速率(RR)并将其列于表1中。此外，评价(evaluate)所得镍_磷基材的嵌入的氧化铝颗粒(0SA计数)、微波纹度和粗糙度(TMSRa),结果列于表1中。
[0058]表1
[0059]
【权利要求】
1.抛光组合物，其包含: (a)研磨剂，其包含: (i)第一 α氧化铝颗粒，其中所述第一 α氧化铝颗粒具有0.8:1-1.2:1的平均纵横比， (?)第二 α氧化铝颗粒，其中所述第二 α氧化铝颗粒具有大于1.2:1的平均纵横比， (iii)热解氧化铝颗粒， (iv)湿法二氧化硅颗粒，以及 (b)水。
2.权利要求1的组合物，其中所述第二α氧化铝颗粒具有1.3:1-5:1的平均纵横比。
3.权利要求1的组合物，其中所述第一α氧化铝颗粒与所述第二 α氧化铝颗粒的重量比为 0.1:1-1:1。
4.权利要求1的组合物，其中所述研磨剂包含:(i)1-10重量％的所述第一 α氧化铝颗粒，(ii) 20-60重量％的所述第二 α氧化铝颗粒，(iii) 5-20重量％的热解氧化铝颗粒，和(iv) 20-60重量％的湿法二氧化硅颗粒，基于所述抛光组合物中的所述研磨剂的总重量。
5.权利要求1的组合物，其中所述组合物包含I重量％_10重量％的所述研磨剂。
6.权利要求1的组合物，其中所述组合物进一步包含氧化剂。
7.权利要求1的组合物，其中所述组合物进一步包含用于镍的螯合剂。
8.权利要求1的组合物，其中所述组合物进一步包含非离子型表面活性剂。
9.权利要求1的组合物,其中所述第一α氧化铝颗粒具有200nm-600nm的平均粒度，且所述第二 α氧化招颗粒具有100nm-600nm的平均粒度。
10.权利要求1的组合物，其中所述组合物具有1-4的pH。
11.抛光基材的方法，所述方法包括: (i)提供基材， (?)提供抛光垫， (iii)提供抛光组合物，所述抛光组合物包含: (a)研磨剂，其包含: (A)第一α氧化铝颗粒，其中所述第一 α氧化铝颗粒具有0.81:1-1.2:1的平均纵横比， (B)第二α氧化铝颗粒，其中所述第二 α氧化铝颗粒具有大于1:2的平均纵横比， (C)热解氧化铝颗粒， (D)湿法二氧化硅颗粒，以及 (b)水， (iv)使所述基材的表面与所述抛光垫和所述抛光组合物接触，和 (v)研磨所述基材的所述表面的至少一部分以除去所述基材的至少一些部分和抛光所述基材的所述表面。
12.权利要求11的方法，其中所述第二α氧化铝颗粒具有1.3:1-5:1的平均纵横比。
13.权利要求11的方法，其中所述第一α氧化铝颗粒与所述第二 α氧化铝颗粒的重量比为 0.1:1-1:1。
14.权利要求11的方法，其中所述研磨剂包含:(i)1-10重量％的所述第一 α氧化铝颗粒，(ii) 20-60重量％的所述第二 α氧化铝颗粒，(iii) 5-20重量％的热解氧化铝颗粒，和(iv) 20-60重量％的湿法二氧化硅颗粒，基于所述抛光组合物中的所述研磨剂的总重量。
15.权利要求11的方法,其中所述组合物包含I重量％_10重量％的所述研磨剂。
16.权利要求11的方法，其中所述组合物进一步包含氧化剂。
17.权利要求11的方法，其中所述组合物进一步包含用于镍的螯合剂。
18.权利要求11的方法，其中所述组合物进一步包含非离子型表面活性剂。
19.权利要求11的方法，其中所述第一α氧化铝颗粒具有200nm-600nm的平均粒度，且所述第二 α氧化招颗粒具有100nm-600nm的平均粒度。
20.权利要求11的方法，其中所述组合物具有1-4的pH。
21.权利要求11的方法，其中所述基材包含至少一层镍-磷，且从所述基材的所述表面除去至少一些镍-磷以抛光所述基材的所述表面。
22.权利要求21的方法，其中`所述基材为镍-磷涂覆的铝存储磁盘。
【文档编号】C09G1/02GK103627327SQ201310377657
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年8月27日 优先权日:2012年8月27日
【发明者】R.洛皮塔亚, S.帕拉尼萨米钦纳萨姆比, H.西里沃达尼 申请人:嘉柏微电子材料股份公司