專利名稱：拋光漿料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及拋光漿料。具體來說，本發(fā)明涉及以增強磨削率和降低表面粗糙度拋光鍍鎳硬盤的漿料。
記憶硬盤介質(zhì)的一般生產(chǎn)工藝包括把鎳磷合金層鍍到鋁盤基片上。用細(xì)的拋光漿料把這種鎳合金表面拋光得到平滑的表面。然后這種拋光的鍍鎳基片適用于磁儲藏介質(zhì)層，如用于硬盤。在硬盤驅(qū)動器生產(chǎn)中更大儲存能力的增長要求使得硬盤介質(zhì)上的面密度的實質(zhì)增加成為必要，即每單位面積區(qū)域的數(shù)據(jù)儲存能力。這要求在剛性硬盤的生產(chǎn)中作顯著的改進(jìn)，包括提高鍍覆的均勻性、拋光后降低表面粗糙度以及改善質(zhì)地特征。拋光工藝是要求完成這些新要求的關(guān)鍵因素之一。
表面檢查計量學(xué)的重大發(fā)展已經(jīng)使得硬盤生產(chǎn)能夠檢查以前不能檢測到的微小表面缺陷。這種技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)使得減少缺陷的拋光參數(shù)最優(yōu)化，包括拋光循環(huán)次數(shù)；拋光壓力和拋光機上下表面的磨削率。優(yōu)化的拋光參數(shù)需要較高程度的鑒定和次數(shù)的消耗。在可消耗區(qū)域，如拋光墊、磨蝕漿料和清理物質(zhì)中也已經(jīng)進(jìn)行了其他改進(jìn)。不幸的是，常用的氧化鋁漿料(5到50m2/g表面積和1到10μm平均直徑，大小分布)給基片表面帶來了細(xì)小的劃痕和細(xì)小的凹點。因為這些漿料帶來了這些缺陷，對硬盤生產(chǎn)來說使用常用的氧化鋁漿料很難得到光滑表面即小于3的粗糙度，該粗糙度對磁性層的優(yōu)良沉積是優(yōu)選的。
常用的拋光漿料在拋光基片后會造成磁性層的不均勻的鍍覆。因為磁頭和磁性層之間間隙小于0.2μm，磁性層上的微小表面缺陷，如球結(jié)節(jié)會撞擊和損壞磁頭。其他缺陷，如劃痕和凹點在硬盤上讀取或?qū)懶畔r會引起錯誤。對這些缺陷來說，有好幾種可能的原因，包括1)氧化鋁磨料的表面形態(tài)是不規(guī)則的或包括鋒利的邊緣，在這些磨料對基片表面的研磨作用導(dǎo)致拋光劃痕；2)在磨料大小降低工藝中產(chǎn)生的不希望的細(xì)小氧化鋁顆粒的存在引起細(xì)小凹點；和3)在拋光漿料中和在拋光墊縫隙中氧化鋁顆粒的凝集引起基片表面上的劃痕或凹點。由于上述原因，硬盤生產(chǎn)很難達(dá)到無缺點和低粗糙度的表面，即用常規(guī)的以氧化鋁為基礎(chǔ)的漿料，Ra(由峰到谷的高度)低于3。
計算機硬盤工業(yè)對無缺陷和低粗糙度表面的增長需求已經(jīng)強迫漿料生產(chǎn)者開發(fā)另外一種拋光劑，如來源于膠體狀的金屬氧化物的溶液。這些膠體顆粒的平均直徑一般在0.01到1μm的范圍；而這些小而柔軟的顆粒潛在地提供了基片的改良表面特性。但是，漿料生產(chǎn)者目前遇到關(guān)于膠體漿料的兩個問題。首先是這些漿料的拋光速率實際上低于常規(guī)的以氧化鋁為基礎(chǔ)的漿料，從而為了保持所要求的生產(chǎn)量，硬盤生產(chǎn)者使用膠體為基礎(chǔ)的漿料必須增加拋光的循環(huán)次數(shù)、漿料的消耗以及甚至到拋光機的數(shù)量。其次，由于這些膠體顆粒的尺寸較小、離子強度較高和pH范圍較低的緣故，它們也有很強的聚集、凝結(jié)和膠凝趨向。所以，膠體漿料通常有較短的或不夠長的儲存期。
生產(chǎn)者已經(jīng)試圖使用較小的和/或較軟的氧化鋁基的磨料顆粒和不同化學(xué)添加劑，如絡(luò)合劑和氧化劑來降低或消除表面的不規(guī)則性。而且，漿料生產(chǎn)者已經(jīng)試圖使用各種不穩(wěn)定的氧化劑，如過氧化氫、硝酸鋁和硝酸鐵來提高拋光磨削率。這些氧化劑不能提前與漿料混合；硬盤生產(chǎn)者必須在使用時才加入這些氧化劑，如硝酸鐵。由于硝酸鐵會污染拋光設(shè)備，所以使用它也是不理想的。其他生產(chǎn)者已經(jīng)使用各種不常用的磨料，如勃姆石和火成金屬氧化物來實現(xiàn)基片表面的光滑。Kodama等在US 5,575,837公開了使用過硫酸鹽增強劑與二氧化硅溶膠或凝膠。另外，Streinz等在PCT公開號98/23697中公開了使用2KHSO5·KHSO4·K2SO4三聚鹽(約50％單過硫酸鹽)或過氧化氫氧化劑與硝酸鐵催化劑結(jié)合火成二氧化硅和氧化鋁分散體用于拋光硬盤基片。
Dromard等在US 5,418,273中公開了使用陰離子分散劑，如聚丙烯酸鈉或聚甲基丙烯酸鈉。這些分散劑穩(wěn)定了無水氧化鋁和二氧化硅的含水懸浮液用于造紙工業(yè)涂覆。一些漿料生產(chǎn)者已經(jīng)試圖穩(wěn)定堿性的膠體二氧化硅漿料，它在延長的時期是穩(wěn)定的。盡管該懸浮液是穩(wěn)定的，但是拋光率實際上低于常用的酸性氧化鋁漿料。向這些漿料中加入各種化學(xué)氧化劑，如過氧化氫、硝酸鋁和硝酸鐵能夠增加它們的拋光率。這些氧化劑或降低漿料的儲存期或它們在到達(dá)最終使用者前已經(jīng)變得不穩(wěn)定。另外一種方法是在使用時向該漿料中加入氧化劑溶液；但是，因為在最終使用者處需要危險物質(zhì)的特殊操作和存放設(shè)施，對硬盤生產(chǎn)者來說是不理想的。
本發(fā)明的一個目的是提供一種降低金屬基片表面粗糙度的漿料。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種加快拋光過程的漿料。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種具有增強拋光特性和使表面缺陷降低到最小的穩(wěn)定的膠體拋光漿料。
本發(fā)明還有一個目的是提供一種具有對計算機硬盤的Ni-P鍍覆基片有改良拋光性能的拋光漿料。
該拋光漿料包括平均顆粒直徑小于約5μm的拋光顆粒。該漿料包括至少約0.5總重量百分比的氧化劑，它們選自下組中的至少一種HNO3、Ni(NO3)2、Al(NO3)2、Mg(NO3)2、Zn(NO3)2和NH4NO3。少且有效量的助氧化劑，選自下組中過溴酸鹽、高氯酸鹽、高碘酸鹽、過硫酸鹽、高錳酸鹽、硝酸鐵、含鈰鹽、過苯甲酸類、硝酸鹽化合物、過硼酸鹽化合物、次氯酸鹽化合物、亞氯酸鹽化合物和氯化物化合物，它們加速了基片的磨削；以及形成含水漿料平衡的水。拋光方法任選包括下列步驟來保持氧化勢。首先，把前體拋光漿料加到混合容器中，該拋光漿料包括拋光顆粒；至少約0.5重量百分比的總氧化劑，該氧化劑選自至少下組中的一種HNO3、Ni(NO3)2、Al(NO3)3、Mg(NO3)2、Zn(NO3)2和NH4NO3；和平衡水。然后把少且有效量的助氧化劑混入前體拋光漿料中形成活性拋光漿料，助氧化劑選自下組中至少一種過溴酸鹽、高氯酸鹽、高碘酸鹽、過硫酸鹽、高錳酸鹽、硝酸鐵、含鈰鹽、過苯甲酸類、硝酸鹽化合物、過硼酸鹽化合物、次氯酸鹽化合物、亞氯酸鹽化合物和氯化物化合物。接著，用含有助氧化劑至少80％的具有混合氧化勢的該活性拋光漿料拋光基片，使拋光率最大。


圖1顯示了鎳料磨削率隨著二氧化硅膠體濃度的變化。
本發(fā)明涉及改善了拋光性能的拋光漿料組合物。這些漿料包括磨料顆粒或膠體物質(zhì)，如氧化物、氮化物、碳化物和硼化物作拋光劑。在拋光漿料中使用膠體大小的顆?；旧细纳屏嘶砻娴奶匦?，降低了表面粗糙度并使表面所有的缺陷降到最低或徹底消除。在該漿料中使用多種氧化劑組合物將拋光率極大地提高了50到250％。一般氧化劑和助氧化劑包括硝酸、硝酸的金屬鹽、高氯酸鹽、過硫酸鹽、高碘酸鹽和高錳酸鹽。這些氧化劑和助氧化劑的濃度控制在0.01到50總重量百分比。除非另有特殊表示，本說明書指得都是整個組合物的重量百分比。但是，從經(jīng)濟因素來說，漿料控制低于10重量百分比總氧化劑和助氧化劑是有益的。盡管漿料是對各種金屬的和非金屬的表面產(chǎn)生影響的，但它對鍍鎳堅硬的硬盤提供了優(yōu)良的拋光。例如，該拋光混合物使鍍鎳-磷的硬盤獲得了低于約2的表面粗糙度。
該漿料組合物取決于好幾種組分的相互作用。水作為漿料的懸浮介質(zhì)并成為組合物的平衡。
有益地是，加入約2到60重量百分比的平均顆粒直徑小于約5μm(有益地是小于1μm)的拋光顆粒形成含水漿料。拋光劑的例子包括氧化物、氮化物、碳化物和硼化物。尤其是膠體氧化物，如平均直徑小于約1μm的二氧化硅、氧化鋁、二氧化鈰、氧化鋯、氧化鈦形成優(yōu)良的用于超光滑表面的拋光漿料。這里所述的一般拋光漿料通常是含水懸浮液，由平均直徑優(yōu)選在約0.01μm到1μm范圍的二氧化硅或氧化鋁膠體拋光劑組成。最小的平均直徑至少為0.01μm，確保了商業(yè)上實用的鎳-磷磨削率。
該漿料包括至少0.5總重量百分比的初級氧化劑或促進(jìn)劑的至少一種或組合，它們選自下組中HNO3、Ni(NO3)2、Al(NO3)3、Mg(NO3)2、Zn(NO3)2和NH4NO3。試驗數(shù)據(jù)已經(jīng)表明硝酸鐵化合物不能作為有效的初級氧化劑。不象上述列中硝酸鹽化合物通過在水溶液中形成硝酸來氧化基片，硝酸鐵中的鐵元素只是相對較弱的氧化劑。有益地是，該氧化劑構(gòu)成漿料的約0.5到7.5總重量百分比。最佳為初級氧化劑構(gòu)成漿料的約0.5到5總重量百分比。
除了氧化劑，該漿料還包括少且有效量的至少一種或多種助氧化劑，它們選自下組中過溴酸鹽、高氯酸鹽、高碘酸鹽、過硫酸鹽、高錳酸鹽、硝酸鐵、含鈰鹽、過苯甲酸類、硝酸鹽化合物、過硼酸鹽化合物、次氯酸鹽化合物、亞氯酸鹽化合物和氯化物化合物。少量低至至少約0.01總重量百分?jǐn)?shù)的助氧化劑似乎與漿料中的氧化劑具有協(xié)同作用。有效的助氧化劑的具體例子包括KIO4、NaIO4、(NH4)2S2O8、K2S2O8、Na2S2O8、KMnO4、Al(ClO4)3、KClO4、NaClO4、NH4ClO4、Fe(ClO4)3、(NH4)2Ce(NO3)6、NaNO2、KCl、NaBO3、ClC6H4CO3H、NaClO、NaClO2和Fe(NO3)3。有益地是，該漿料包括約0.01到4總重量百分比的助氧化劑來促進(jìn)對基片的磨削。最有益地是，該漿料包括約0.05到2總重量百分比的助氧化劑用于鎳-磷基片的理想磨削。
當(dāng)使用高碘酸鹽作助氧化劑時，最有益地是拋光漿料含有一種防止元素碘釋放到大氣中的添加劑。這些添加劑包括聚合物和共聚物(這些聚合物和共聚物具有直鏈和交聯(lián)結(jié)構(gòu))，如聚乙烯吡啶和聚乙烯吡咯烷酮、乙烯基吡咯烷酮/乙烯基乙酸酯、乙烯基吡咯烷酮/乙烯基甲基丙烯酸酯、乙烯基吡咯烷酮/乙烯基丙烯酸、乙烯基吡咯烷酮/苯乙烯、乙烯基吡咯烷酮/乙烯基己內(nèi)酰胺、乙烯基吡咯烷酮/乙烯基咪唑等等。各種分子量的直鏈聚合物可以縛結(jié)拋光工藝過程中所產(chǎn)生的碘。類似地，各種共聚物比例的共聚物和組合物也能夠縛結(jié)碘。而且，各種交聯(lián)比率的交聯(lián)聚合物能夠結(jié)合碘。此外，這些聚合物添加物的衍生物如取代物應(yīng)當(dāng)在結(jié)合碘方面也是有效的。
任選地，pH緩沖液或調(diào)節(jié)劑如強酸保持該漿料為酸性溶液。例如，硝酸、硫酸、鹽酸、醋酸、葡糖酸和琥珀酸容易調(diào)節(jié)pH到最有益的范圍。最有益地是，pH緩沖液能夠調(diào)節(jié)該漿料的pH到約1至5之間的數(shù)值。此外，當(dāng)使用膠體顆粒時，向漿料中加入抗凝劑也是有益的。有益地是，該漿料中含有總量約0.001到5重量百分比的抗凝劑。最有益地是，它含有聚合物型抗凝劑如聚乙烯磺酸鹽、聚苯乙烯磺酸鹽、聚丙烯酸酯、聚苯乙烯磺酸-共-馬來酸或者等同物。當(dāng)制備該漿料時，生產(chǎn)者能夠使用固體或含水溶液形式的抗凝劑、氧化劑和助氧化劑。而且，有益地是在攪拌下制備漿料的懸浮液。
在本文列出的實施例中，在Strasbaugh 6EE拋光機上評價不同漿料的拋光性能，其中通過在兩塊旋轉(zhuǎn)和壓制的聚合物墊之間滑動鍍鎳-磷的記錄硬盤來將其拋光。所用的向下壓力為80g/cm2。拋光墊是由RodelInc.生產(chǎn)的Politex DGHI。把該硬盤拋光6分鐘并將漿料流動率設(shè)定在325ml/分鐘不變。在完成每個拋光循環(huán)之后，在Vtech硬盤清潔機中把硬盤擦干凈并用Semitool旋轉(zhuǎn)沖洗機/干燥機干燥。通過測定拋光前后的硬盤總質(zhì)量損失來決定鎳托盤的磨削率；而用Veeco TMS 2000和數(shù)字儀器AFM設(shè)備來測定表面粗糙度(Ra)。用光學(xué)顯微鏡和使用光學(xué)檢測系統(tǒng)Hitachi RS1350來目查表面缺陷。
表1顯示了各種漿料組合物的拋光性能(樣品A和B表示對照例)。沒有任何氧化劑，只有二氧化硅膠體導(dǎo)致了幾乎零磨削率，這表明膠體顆粒中沒有機械磨料的存在。但是，含有各種氧化劑和助氧化劑的組合物實現(xiàn)的總鎳托盤磨削率高達(dá)0.28μm/分鐘。初級氧化劑貢獻(xiàn)了高達(dá)50％的總磨削率并且也基本上維持了好的基片平度。加入各種助氧化劑和它們的混合物使磨削率增加了2倍。在所有助氧化劑中，高碘酸鹽是最有效的磨削率增強劑。盡管助氧化劑和其混合物的存在顯著增加了磨削率，但是當(dāng)它們的濃度增加時該優(yōu)點也將消失。這說明助氧化劑的理想用量和組合對總磨削率的最大化是非常重要的。助氧化劑的額外用量沒有對磨削率產(chǎn)生另外的改善。在表1中所示的總的結(jié)果也建議二氧化硅膠體只起載體作用幫助化學(xué)拋光工藝而不是通過機械磨料直接對鎳磨削起作用。
表1.各種漿料組合物的拋光性能數(shù)據(jù)的例子
參考圖1，鎳磨削率隨著二氧化硅固體百分比以線性函數(shù)增長。獨特的膠體顆粒特征實現(xiàn)了原子級的光滑和無劃痕的拋光表面。通過使用上述漿料組合物，用TMS 2000和AFM設(shè)備測定一般表面粗糙度(Ra)的范圍在1到2.5。所述的膠體顆粒是來自溶液的、無定形結(jié)構(gòu)的和球形顆粒。最有益地是，單個分離的球體各自分散在含水介質(zhì)中形成漿料懸浮液。這些無凝聚、柔軟(無定形的)球體最有益地實現(xiàn)了低粗糙度和無缺陷的拋光表面。
表2說明另外的多種氧化劑體系和提供高的鎳磨削率
氧化劑，如過硫酸鹽、過苯甲酸、硝酸鹽、過硼酸鹽、次氯酸鹽和氯化物都是在含水環(huán)境或酸性pH條件下化學(xué)性不穩(wěn)定的。這些氧化劑在含水環(huán)境中會進(jìn)行自身分解(或離解)。在多數(shù)情況下，溫和的酸性pH條件和升高的溫度也加速了自身分解反應(yīng)。這些分解或離解導(dǎo)致了漿料中有用的氧化劑濃度隨著時間下降。氧化劑濃度的下降在需要儲存期的商業(yè)拋光應(yīng)用中減小了功能和功效。
而且，鐵和鈰鹽只能在極低的pH條件下保持穩(wěn)定。升高了的pH會導(dǎo)致氫氧化鐵/氧化鐵和氫氧化鈰/氧化鈰沉淀。而且，這種沉淀會導(dǎo)致拋光磨削率的下降和拋光表面缺陷的增加。
這些“不穩(wěn)定”的助氧化劑的化學(xué)不穩(wěn)定性在拋光應(yīng)用中出現(xiàn)了實際問題，如儲存期和拋光性能的不穩(wěn)定。
上述不穩(wěn)定性問題的一個解決方法是以上述助氧化劑穩(wěn)定的形式儲存它們，即，純的和/或干燥形式，在拋光使用或接近拋光使用時把它們再摻入漿料中。例如，在拋光前1小時把助氧化劑混入水溶液中解決了多數(shù)氧化劑混合物的穩(wěn)定性問題。這種方法極大地縮短了助氧化劑在含水環(huán)境和其他使其不穩(wěn)定條件的接觸時間。上述所列的助氧化劑的分解速率是以小時、天或周計的時間特征，取決于各單一化合物和實際條件。對鍍鎳硬盤基片來說，一般的拋光工藝需要花費幾分鐘的時間完成。所以，這種分隔為兩部分的漿料方法消除了這個問題。
含鐵和鈰鹽助氧化劑的漿料的其他解決方法是化學(xué)配位劑或鰲合劑以形成穩(wěn)定的含鐵或鈰離子的化學(xué)配合物。這種方法能夠穩(wěn)定在水溶液中的鐵和鈰鹽并且能夠急劇降低或防止鐵或鈰的氫氧化物/氧化物沉淀的形成。例如，具體的配位劑和鰲合劑包括EDTA(乙二胺四乙酸)、其鹽和衍生物；丙二酸、其鹽和衍生物；乙二胺、其鹽和衍生物；氨和其鹽；鹵化物等等。
最有益地是，任選的抗凝聚合物防止了膠體球聚集、凝集、凝結(jié)和凝膠。當(dāng)用這種穩(wěn)定的分散液拋光硬盤時，實現(xiàn)了無劃痕和無缺陷表面。表3顯示了能夠穩(wěn)定硅膠分散液的聚合物的例子。
表3.硅膠懸浮液在低pH時的穩(wěn)定性
*各混合物含有30重量％的膠體二氧化硅顆粒，7重量％硝酸鋁。**穩(wěn)定劑重量對二氧化硅固體重量的百分比。
表3說明了強陰離子聚合物，如聚苯乙烯磺酸鹽和聚乙烯磺酸鹽是所述條件下最有效的。這些陰離子聚合物分子吸附在膠體顆粒表面并提供了空間阻礙防止膠體凝聚從而穩(wěn)定了膠體分散液。
最有益地是，緩沖漿料到理想的pH范圍約1到5會實現(xiàn)理想的拋光性能。在該pH范圍中，金屬氧化物膠體表面質(zhì)子化，從而攜帶正靜電荷，它使得陽離子特征的聚合物的吸附更好，這樣分散液更穩(wěn)定。此外，這種低pH范圍有益地提供了多種氧化劑系統(tǒng)的最大功效并提高了它的氧化性能；這樣，它加速了化學(xué)拋光率。維持pH低于約3能夠進(jìn)一步加速基片的磨削率。最有益地是，這種低pH范圍可化學(xué)除去了硬盤表面的鎳金屬。
另一方面，通過用更軟和更小顆粒大小的氧化鋁基的漿料拋光能夠得到相對平滑的鎳基片表面。這種試驗數(shù)據(jù)表明非常細(xì)小(0.10到0.25μm)的γ相漿料能夠容易地實現(xiàn)低于約3.5粗糙度。
使用球形金屬氧化物磨料膠體顆粒提高了基片表面特性，并且使細(xì)微表面缺陷降到最小或消失。使用這種漿料，硬盤生產(chǎn)者能夠顯著降低有缺陷產(chǎn)品的數(shù)目和生產(chǎn)成本。任選使用抗凝劑1)防止少量磨料聚集；2)使得漿料簡單分散；和3)延長它的儲存期。使用穩(wěn)定和酸性的多氧化劑系統(tǒng)能夠提高拋光率250％之多并且縮短拋光循環(huán)時間。
有益地，該拋光方法包括使氧化劑功效最大化的下列步驟。首先，把拋光漿料前體倒入混合容器。這種前體不含助氧化劑。拋光漿料含有前面討論過的拋光顆粒；至少約0.5總重量百分比的氧化劑，氧化劑選自下組中至少一種HNO3、Ni(NO3)2、Al(NO3)3、Mg(NO3)2、Zn(NO3)2和NH4NO3；和平衡水。然后在混合容器中把少且有效量的至少一種助氧化劑與拋光漿料前體混合形成活性拋光漿料，其中助氧化劑選自下組中過溴酸鹽、高氯酸鹽、高碘酸鹽、過硫酸鹽、高錳酸鹽、硝酸鐵、含鈰鹽、過苯甲酸類、硝酸鹽化合物、過硼酸鹽化合物、次氯酸鹽化合物、亞氯酸鹽化合物和氯化物。最后，用具有其至少80％的混合氧化勢的該活性拋光漿料的助氧化劑拋光基片以增加漿料的功效。
為了本說明的目的，當(dāng)在混合1分鐘內(nèi)如用標(biāo)準(zhǔn)電極，如甘汞電極所測定的混合氧化電勢是漿料的電勢。有益地是，一旦倒入拋光機器，漿料具有其至少約90％的混合氧化勢。最有益地是，當(dāng)拋光開始時，漿料具有其至少約95％的混合氧化勢。這種方法在使用穩(wěn)定性較差的助氧化劑，如過硫酸鹽、過苯甲酸、硝酸鹽、過硼酸鹽、次氯酸鹽和亞氯酸鹽時特別有效。
有益地是，帶有導(dǎo)管作混合容器和漿料輸送裝置來實現(xiàn)拋光。在導(dǎo)管中把助氧化劑倒入前體溶液中形成兩部分漿料流。當(dāng)助氧化劑和前體的混合物通過導(dǎo)管流動時，它們混合形成活性拋光漿料。然后通過該導(dǎo)管運送或傳送活性拋光漿料到拋光機中提供最小降解的活性漿料。使導(dǎo)管接近拋光機以進(jìn)一步減少活性漿料在導(dǎo)管中的共振時間。一般，減少在導(dǎo)管或混合容器中的滯留時間通過限制助氧化劑的降解趨于增加拋光性能。例如，一般在導(dǎo)管中混合的漿料的滯留時間小于約20秒。
任選可能有儲存槽作混合容器。帶有這種設(shè)備，前體溶液和助氧化劑在儲存槽中混合，然后通過導(dǎo)管或其他裝置輸送或傳送活性拋光漿料到拋光機中。當(dāng)助氧化劑具有一定穩(wěn)定性時，這種工藝更有用。例如，當(dāng)助氧化劑在可測定的降解出現(xiàn)前具有至少1天儲存期時，這種工藝最有效。
盡管本發(fā)明只公開了硬盤拋光漿料的選擇性例子，但是對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說任何符合上述特征的漿料組合物用于所述的用途都是顯而易見的。例如，各種金屬氧化物材料的膠體球一般應(yīng)當(dāng)適合用于拋光劑。任何水溶性高碘酸鹽、過硫酸鹽、硝酸鹽、高錳酸鹽、高氯酸鹽、過硼酸鹽及其混合物應(yīng)當(dāng)適用于氧化劑和助氧化劑。任何陰離子特征的聚合物，如含磺酸鹽的聚合物、含羧酸鹽的聚合物及其衍生物應(yīng)當(dāng)適于作為膠體分散液的穩(wěn)定劑。此外，這些化學(xué)物質(zhì)能夠以固體或者水溶液的形式用于該漿料中。
權(quán)利要求
1.一種拋光漿料，它含有平均顆粒直徑小于約5μm的拋光顆粒；至少約0.5總重量百分比的氧化劑；少且有效量的至少一種助氧化劑和平衡水，其中氧化劑選自下組中的至少一種HNO3，Ni(NO3)2，Al(NO3)3，Mg(NO3)2，Zn(NO3)2和NH4NO3；助氧化劑選自下組過溴酸鹽、高氯酸鹽、高碘酸鹽、過硫酸鹽、高錳酸鹽、硝酸鐵、含鈰鹽、過苯甲酸類、硝酸鹽化合物、過硼酸鹽化合物、次氯酸鹽化合物、亞氯酸鹽化合物和氯化物化合物。
2.按照權(quán)利要求1的拋光漿料，其中助氧化劑選自下組KIO4，NaIO4，(NH4)2S2O8，K2S2O8，Na2S2O8，KMnO4，Al(ClO4)3，KClO4，NaClO4，NH4ClO4，F(xiàn)e(ClO4)3，(NH4)2Ce(NO3)6，NaNO2，KCl，NaBO3，ClC6H4CO3H，NaClO，NaClO2和Fe(NO3)3。
3.一種拋光漿料，它含有約2到60重量百分比的拋光顆粒分散體，拋光顆粒的平均顆粒直徑小于約1μm；約0.5到7.5總重量百分比的氧化劑；約0.01到4總重量百分比的至少一種助氧化劑；抗凝劑以及平衡水，其中氧化劑選自下組中的至少一種HNO3，Ni(NO3)2，Al(NO3)3，Mg(NO3)2，Zn(NO3)2和NH4NO3；助氧化劑選自下組過溴酸鹽、高氯酸鹽、高碘酸鹽、過硫酸鹽、高錳酸鹽、硝酸鐵、含鈰鹽、過苯甲酸類、硝酸鹽化合物、過硼酸鹽化合物、次氯酸鹽化合物、亞氯酸鹽化合物和氯化物化合物。
4.按照權(quán)利要求3的拋光漿料，其中助氧化劑選自下組KIO4，NaIO4，(NH4)2S2O8，K2S2O8，Na2S2O8，KMnO4，Al(ClO4)3，KClO4，NaClO4，NH4ClO4，F(xiàn)e(ClO4)3，(NH4)2Ce(NO3)6，NaNO2，KCl，NaBO3，ClC6H4CO3H，NaClO，NaClO2和Fe(NO3)3。
5.按照權(quán)利要求3的拋光漿料，其中助氧化劑是高碘酸鹽。
6.一種拋光漿料，它含有約2到60重量百分比的拋光顆粒分散體，拋光顆粒的平均顆粒直徑約0.01到1μm；約0.5到5總重量百分比的氧化劑；約0.05到2總重量百分比的至少一種助氧化劑；抗凝劑以及平衡水，其中拋光顆粒選自下組二氧化硅、氧化鋁、二氧化鈰、氧化鋯和二氧化鈦；其中氧化劑選自下組中的至少一種HNO3，Ni(NO3)2，Al(NO3)3，Mg(NO3)2，Zn(NO3)2和NH4NO3；助氧化劑選自于下組過溴酸鹽、高氯酸鹽、高碘酸鹽、過硫酸鹽、高錳酸鹽、硝酸鐵、含鈰鹽、過苯甲酸類、硝酸鹽化合物、過硼酸鹽化合物、次氯酸鹽化合物、亞氯酸鹽化合物和氯化物化合物。
7.按照權(quán)利要求6的拋光漿料，其中助氧化劑選自下組KIO4，NaIO4，(NH4)2S2O8，K2S2O8，Na2S2O8，KMnO4，Al(ClO4)3，KClO4，NaClO4，NH4ClO4，F(xiàn)e(ClO4)3，(NH4)2Ce(NO3)6，NaNO2，KCl，NaBO3，ClC6H4CO3H，NaClO，NaClO2和Fe(NO3)3。
8.按照權(quán)利要求6的拋光漿料，其中助氧化劑是選自于下組的鹽鐵鹽和鈰鹽，并且該鹽含有配位體或螯合劑來穩(wěn)定。
9.一種拋光方法，它包括下列步驟a)把前體拋光漿料倒入混合容器中，該前體拋光漿料含有平均顆粒直徑小于約5μm的拋光顆粒；至少約0.5總重量百分比的氧化劑和平衡水，其中氧化劑選自下組中的至少一種HNO3，Ni(NO3)2，Al(NO3)3，Mg(NO3)2，Zn(NO3)2和NH4NO3；b)在混合容器中把少且有效量的至少一種助氧化劑與前體拋光漿料混合形成一種活性拋光漿料，其中助氧化劑選自下組過溴酸鹽、高氯酸鹽、高碘酸鹽、過硫酸鹽、高錳酸鹽、硝酸鐵、含鈰鹽、過苯甲酸類、硝酸鹽化合物、過硼酸鹽化合物、次氯酸鹽化合物、亞氯酸鹽化合物和氯化物化合物；和c)用活性拋光漿料拋光基片，用標(biāo)準(zhǔn)電極測定該活性拋光漿料具有其至少約80％的混合氧化勢。
10.按照權(quán)利要求9的拋光漿料，其中助氧化劑選自下組過硫酸鹽、過苯甲酸、硝酸鹽、過硼酸鹽、次氯酸鹽和亞氯酸鹽。
全文摘要
本發(fā)明的拋光漿料包括平均顆粒直徑小于約5μm的拋光顆粒。該漿料還包括至少約0.5總重量百分?jǐn)?shù)的氧化劑,它選自下組中的至少一種:HNO
文檔編號C09G1/00GK1333317SQ0111134
公開日2002年1月30日 申請日期2001年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月18日
發(fā)明者L·劉, D·克沃克 申請人:普萊克斯·S·T·技術(shù)有限公司