CN101960519B - 用于抛光覆盖有镍-磷的铝硬磁盘的组合物及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供化学机械抛光组合物，其基本上由热解氧化铝、α-氧化铝、二氧化硅、非离子型表面活性剂、添加剂化合物、过氧化氢和水组成，所述添加剂化合物选自甘氨酸、丙氨酸、亚氨基二乙酸和马来酸。本发明进一步提供对基材进行化学机械抛光的方法，该方法包括：使基材与抛光垫和化学机械抛光组合物接触；使所述抛光垫和所述抛光组合物相对于所述基材移动；和磨除所述基材的至少一部分以抛光所述基材。

Description

用于抛光覆盖有镍-磷的铝硬磁盘的组合物及方法
背景技术
对于存储器或硬磁盘的提高的存储容量的要求以及存储器或硬磁盘的小型化趋势(这是由于在计算机设备中要求更小的硬驱动器)仍旧强调存储器或硬磁盘制造方法的重要性，所述制造方法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和半导体器件制造一起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器或硬磁盘的平坦化或抛光的。
随着对提高的存储容量的要求提高，对用于这样的存储器或硬磁盘的抛尤的改进方法的需求也提高。术语“存储器或硬磁盘”是指用于以电磁形式保留信息的任何磁盘、硬盘、硬磁盘或存储磁盘。存储器或硬磁盘典型地具有包括镍-磷的表面，但存储器或硬磁盘表面可包括任何其它合适的材料。必须改善存储器或硬磁盘的平面性，因为随着记录密度的改善(其要求磁头相对于存储器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器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，需要改善存储器或硬磁盘的表面光洁度。
影响磁头浮动高度的存储器或硬磁盘的表面特性包括波纹度(waviness)、微波纹度(microwaviness)、和表面粗糙度。波纹度或翘曲度(warp)是在整个磁盘表面上的平面度的总偏差。波纹度通常归因于这样的事实：磁盘易于受到由其非常薄的环形形状导致的翘曲以及在该磁盘的形成期间所引入的各种内应力的影响。可能存在表面偏差的中间形式，其在本文中称为微波纹度。微波纹度是频率高于2周期(cycle)/转且低于3周期/记录头长度的磁盘表面变形。如在本文中所使用的，微波纹度是磁盘表面的其中一系列波长约为转换头长度的波纹度。使用当前的磁头技术，这些波长约为10～5000微米。对于低的浮动磁头高度，微波纹度可产生空气轴承共振(airbearingresonance)，从而导致过度的磁头至磁盘间隔调制。表面粗糙度是在更小波长下的表面特性。由微波纹度导致的间隔调制可导致数据在磁盘表面上的差的重写，并且在一些情况下甚至可导致磁头与磁盘表面的碰撞，从而引起磁盘表面和/或记录头的损坏。
因此，本领域中仍然需要呈现出存储器或硬磁盘的降低的微波纹度的抛光组合物和方法。
发明内容
本发明提供化学机械抛光组合物，其基本上由下列物质组成或由下列物质组成：(a)热解氧化铝；(b)α-氧化铝；(c)二氧化硅；(d)10～1000ppm的非离子型表面活性剂；(e)0.8重量％～1.5重量％的选自甘氨酸、丙氨酸、亚氨基二乙酸和马来酸的添加剂化合物(additive compound)；(f)过氧化氢；(g)任选的杀生物剂；和(h)水。本发明进一步提供对基材进行化学机械抛光的方法，其包括：(i)使基材与抛光垫以及化学机械抛光组合物接触，所述化学机械抛光组合物基本上由下列物质组成或由下列物质组成：(a)热解氧化铝，(b)α-氧化铝，(c)二氧化硅，(d)10～1000ppm的非离子型表面活性剂，(e)0.8重量％～1.5重量％的选自甘氨酸、丙氨酸、亚氨基二乙酸和马来酸的添加剂化合物，(f)过氧化氢，(g)任选的杀生物剂和(h)水；(ii)使所述抛光垫和所述抛光组合物相对于所述基材移动；和(iii)磨除所述基材的至少一部分以抛光该基材。
具体实施方式
本发明提供化学机械抛光组合物，其基本上由下列物质组成或由下列物质组成：(a)热解氧化铝；(b)α-氧化铝；(c)二氧化硅；(d)10～1000ppm的非离子型表面活性剂；(e)0.8重量％～1.5重量％的选自甘氨酸、丙氨酸、亚氨基二乙酸和马来酸的添加剂化合物；(f)过氧化氢；(g)任选的杀生物剂；和(h)水。该抛光组合物合意地容许金属表面(例如存储器或硬磁盘表面)的抛光中的微波纹度降低。
该抛光组合物含有热解氧化铝、α-氧化铝和二氧化硅的混合物。热解氧化铝可由任何合适的挥发性或非挥发性前体制备。热解氧化铝可由挥发性前体通过该挥发性前体(例如，氯化铝)在用于制造所述热解氧化铝的高温火焰(H2/空气或者H2/CH4/空气)中的水解和/或氧化而制造。热解氧化铝可由非挥发性前体通过将该前体溶解或分散于合适的溶剂(例如水、醇或基于酸的溶剂)中而制备。可使用液滴发生器将含有所述前体的溶液喷射到高温火焰中，然后可收集氧化铝聚集体。典型的液滴发生器包括双流体雾化器、高压喷嘴及超声雾化器。
热解氧化铝为非晶形式的铝氧化物，而α-氧化铝是指在高于1400℃的高温下形成的铝氧化物的结晶多晶型体。α-氧化铝典型地指含有50重量％或更多的α-多晶型体的氧化铝。热解氧化铝的磨蚀作用典型地低于α-氧化铝的磨蚀作用。这两种形式的氧化铝都是本领域中公知的并且可以各种各样的粒度和表面积商购得到。
二氧化硅可为任何合适形式的二氧化硅。优选地，二氧化硅为胶态二氧化硅。本发明上下文中合适的胶态二氧化硅包括湿法型二氧化硅颗粒，例如沉淀二氧化硅颗粒或缩聚二氧化硅颗粒，优选缩聚二氧化硅颗粒。缩聚二氧化硅颗粒典型地通过使Si(OH)4缩合以形成平均粒度为1nm～1000nm的颗粒而制备。这样的研磨剂颗粒可根据美国专利5,230,833制备、或者可以作为多种市售产品例如Akzo-Nobel Bindzil 50/80产品和Nalco 1050、2327及2329产品、以及可得自DuPont、Bayer、Applied Research、Nissan Chemical和Clariant的其它类似产品中的任何产品而获得。
可用于本发明中的研磨剂颗粒(即，热解氧化铝、α-氧化铝和二氧化硅)合意地具有这样的平均粒度，所述平均粒度是构成(包括，comprise)所述颗粒的研磨剂中的每一种所特有的。热解氧化铝合意地具有50nm或更大(例如，60nm或更大、或75nm或更大、或90nm或更大)的平均粒度。可选择地或者另外地，热解氧化铝合意地具有250nm或更小(例如，200nm或更小、或125nm或更小)的平均粒度。优选地，热解氧化铝具有50nm～200nm(例如，75nm～125nm)的平均粒度。如本领域中所公知的，热解氧化铝由最初在热解工艺期间形成的初级颗粒的聚集体组成。所述聚集体典型地对在机械力(如高剪切混合)下的分解具有耐受性。在这点上，热解氧化铝的平均粒度是指包围所述聚集体颗粒的最小球的直径。
α-氧化铝合意地具有100nm或更大(例如，125nm或更大、或250nm或更大)的粒度。可选择地或者另外地，α-氧化铝合意地具有1000nm或更小(例如，750nm或更小、或500nm或更小)的平均粒度。优选地，α-氧化铝具有125nm～750nm(例如，250nm～500nm)的粒度。在这点上，α-氧化铝的平均粒度是指包围所述颗粒的最小球的直径。
二氧化硅合意地具有20nm或更大(例如，25nm或更大)的平均粒度。可选择地或者另外地，二氧化硅合意地具有150nm或更小(例如，100nm或更小)的平均粒度。优选地，二氧化硅具有25nm～100nm(例如，35nm～90nm)的平均粒度。已知湿法二氧化硅如缩聚二氧化硅作为初级颗粒的聚集体存在，对于来自机械力如高剪切混合的施加的能量输入，所述聚集体通常是稳定的。在这点上，二氧化硅的平均粒度是指包围所述聚集体颗粒的最小球的直径。
所述抛光组合物可含有热解氧化铝、α-氧化铝和二氧化硅的任何合适的比例的混合物。该抛光组合物合意地含有3重量％或更少(例如，2重量％或更少)的热解氧化铝与α-氧化铝的组合。可选择地或者另外地，该抛光组合物合意地含有0.01重量％或更多(例如，0.05重量％或更多)的热解氧化铝、0.01重量％或更多(例如，0.05重量％或更多)的α-氧化铝、和0.01重量％或更多(例如，0.05重量％或更多)的缩聚二氧化硅。优选地，该抛光组合物含有2重量％或更少(例如，1.5重量％或更少)的热解氧化铝、2重量％或更少(例如，1.5重量％或更少)的α-氧化铝、和10重量％或更少(例如，5重量％或更少)的缩聚二氧化硅。更优选地，该抛光组合物含有0.2重量％～1重量％的热解氧化铝、0.1重量％～1重量％的α-氧化铝、和0.1重量％～4重量％(例如，1重量％～3重量％)的缩聚二氧化硅。
研磨剂颗粒优选是胶体稳定的。术语胶体是指研磨剂颗粒在水中的悬浮液。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，若在将研磨剂置于100ml量筒中且让其无搅动地静置2小时的时间时，量筒底部50ml中的颗粒浓度([B]，以g/ml为单位)与量筒顶部50ml中的颗粒浓度([T]，以g/ml为单位)之间的差除以研磨剂组合物中颗粒初始浓度([C]，以g/ml为单位)所得的值小于或等于0.5(即，{[B]-[T]}/[C]≤0.5)，则认为该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。
该抛光组合物含有非离子型表面活性剂。在金属表面的抛光中，典型地，边缘经受更高的来自抛光工具的向下的力。由于研磨部分地与施加到表面上的压力有关，因而，相对于该表面的其余部分，金属边缘经受更快的金属侵蚀速率。金属表面的这种不均匀抛光的结果导致边缘侵蚀，其在本领域中称为磨去(rub-off)或刮掉(dub-off)。不希望受任何特定理论的束缚，据信，非离子型表面活性剂吸附到金属表面上，从而形成润滑膜，其降低在金属表面的抛光中所观察到的边缘抛光的量。
典型地，存在于抛光组合物中的非离子型表面活性剂的量合意地为10ppm或更高(例如，25ppm或更高、或50ppm或更高)。可选择地或者另外地，存在于抛光组合物中的非离子型表面活性剂的量合意地为1000ppm或更低(例如，800ppm或更低、或600ppm或更低、或400ppm或更低、或者甚至150ppm或更低)。优选地，非离子型表面活性剂的量为25ppm～400ppm(例如，50ppm～150ppm)。如果非离子型表面活性剂的量太低，则对于非离子型表面活性剂的加入，未观察到优势。如果非离子型表面活性剂的量过量，则观察到对磨去的有害影响。
所述非离子型表面活性剂可为任何合适的非离子型表面活性剂。合适的非离子型表面活性剂包括含有硅氧烷单元、氧化乙烯(ethylene oxide)单元和氧化丙烯(propylene oxide)单元的共聚物表面活性剂。前述共聚物表面活性剂的结构可为线型、悬垂(pendant)型或三硅氧烷型。这样的共聚物表面活性剂的优选实例可作为具有悬垂结构的SILWETTM系列表面活性剂中的成员商购得到。含有硅氧烷单元、氧化乙烯单元和氧化丙烯单元的共聚物表面活性剂可以具有任何合适的分子量或结构。SILWETTM表面活性剂的特别优选的实例包括但不限于可从GE Advanced Materials(Wilton，CT)商购得到的SILWETTM L7622、L77、SILWETTM L7200和SILWETTM L7602。
所述抛光组合物含有选自甘氨酸、丙氨酸、亚氨基二乙酸、马来酸、它们的盐、以及它们的组合的添加剂化合物。典型地，该抛光组合物含有0.8重量％或更多(例如，0.9重量％或更多、或1重量％或更多、或1.1重量％或更多)的添加剂化合物。优选地，该抛光组合物含有1.5重量％或更少(例如，1.4重量％或更少、或1.3重量％或更少、或1.2重量％或更少)的添加剂化合物。如果添加剂化合物的量太低或太高，则当所述抛光组合物用于抛光存储器或硬磁盘的表面，特别是其中存储器或硬磁盘的表面包含镍-磷时，所述抛光组合物不提供降低的微波纹度。
所述抛光组合物可具有任何合适的pH。合意地，该抛光组合物具有7或更低(例如，6或更低)的pH。优选地，该抛光组合物具有1或更高(例如，2或更高)的pH。更优选地，该抛光组合物具有2～5的pH。
所述抛光组合物的pH可通过任何合适的手段获得和/或保持。更具体地说，该抛光组合物可进一步包含pH调节剂、pH缓冲剂、或者它们的组合。pH调节剂可为任何合适的pH调节化合物。例如，pH调节剂可为硝酸、氢氧化钾、或者它们的组合。pH缓冲剂可为任何合适的缓冲剂，例如，磷酸盐、硫酸盐、乙酸盐、硼酸盐、铵盐等。该抛光组合物可包含任何合适量的pH调节剂和/或pH缓冲剂，条件是使用合适量的缓冲剂以实现在本文中所述范围内的抛光组合物的pH和/或使抛光组合物的pH保持在本文中所述范围内。
所述抛光组合物进一步含有过氧化氢。该抛光组合物典型地包含10重量％或更低(例如，8重量％或更低、或6重量％或更低)的过氧化氢。该抛光组合物合意地包含0.1重量％或更多(例如，0.5重量％或更多、或1重量％或更多)的过氧化氢。过氧化氢的量是指存在于抛光组合物中的过氧化氢本身的量。过氧化氢可作为各种浓度如30重量％、35重量％和50重量％的水溶液商购获得。因此，在抛光组合物的制备中所用的过氧化氢水溶液的量应足以提供在本文中所述范围内的过氧化氢的量。
所述抛光组合物任选地进一步包含杀生物剂。杀生物剂可为任何合适的杀生物剂，例如异噻唑啉酮杀生物剂。用在该抛光组合物中的杀生物剂的量典型地为1ppm～500ppm，并且优选为10ppm～200ppm。
所述抛光组合物可通过任何合适的技术制备，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，该抛光组合物可通过将其各组分以任何顺序组合来制备。本文中所使用的术语“组分”包括单独的成分(例如，热解氧化铝、α-氧化铝、二氧化硅、添加剂化合物、非离子型表面活性剂等)以及各成分(例如，热解氧化铝、α-氧化铝、二氧化硅、添加剂化合物、非离子型表面活性剂、过氧化氢、任选的杀生物剂等)的任何组合。
例如，可将热解氧化铝、α-氧化铝和二氧化硅分散在水中。然后，可加入非离子型表面活性剂、添加剂化合物和任选的杀生物剂，并通过任何能够将各组分引入到抛光组合物中的方法进行混合。可在该抛光组合物的制备期间的任何时刻加入过氧化氢。该抛光组合物可在使用前制备，其中，刚好在使用前(例如，在使用前1分钟内、或者在使用前1小时内、或者在使用前7天内)，将一种或多种组分如过氧化氢加入到抛光组合物中。所述抛光组合物还可通过在抛光操作期间在基材表面上混合各组分而制备。
所述抛光组合物可以作为包含热解氧化铝、α-氧化铝、二氧化硅、非离子型表面活性剂、添加剂化合物、任选的杀生物剂、以及水的单包装体系提供。可选择地，热解氧化铝、α-氧化铝和二氧化硅可以作为在水中的分散体提供在第一容器中，且非离子型表面活性剂、添加剂化合物和任选的杀生物剂可以干燥形式或者作为在水中的溶液或分散体提供在第二容器中。此外，在第一或第二容器中的组分可为干燥形式，而在其它容器中的组分可为含水分散体形式。此外，合适的是，在第一和第二容器中的组分具有不同的pH值，或者可选择地，具有基本上相似或甚至相等的pH值。过氧化氢合意地与抛光组合物的其它组分分开提供，并且例如由最终使用者在使用前不久(例如，在使用前1周或更短时间、在使用前1天或更短时间、在使用前1小时或更短时间、在使用前10分钟或更短时间、或者在使用前1分钟或更短时间)将过氧化氢与抛光组合物的其它组分组合。所述抛光组合物各组分的其它双容器、或者三个或更多容器组合在本领域技术人员的知识范围内。
本发明的抛光组合物还可作为浓缩物提供，该浓缩物意图在使用之前用适量的水进行稀释。在这样的实施方案中，抛光组合物浓缩物可包含热解氧化铝、α-氧化铝、二氧化硅、非离子型表面活性剂、添加剂化合物、任选的杀生物剂、以及水，它们的量使得在用适量的水稀释浓缩物时，该抛光组合物的各组分将以在上文对各组分所描述的合适范围内的量存在于抛光组合物中。例如，热解氧化铝、α-氧化铝、二氧化硅、非离子型表面活性剂、添加剂化合物和任选的杀生物剂可各自以上文对各组分所描述的浓度的2倍(例如，3倍、4倍或5倍)大的量存在于浓缩物中，使得在用等体积(equalvolume)的水(例如，分别以2倍体积的水、3倍体积的水或4倍体积的水)稀释浓缩物时，各组分将以在上文对各组分所描述的范围内的量存在于抛光组合物中。此外，如本领域技术人员应理解的，浓缩物可含有适当分数的存在于最终抛光组合物中的水，以确保非离子型表面活性剂、添加剂化合物和任选的杀生物剂至少部分地或全部地溶解于浓缩物中。
虽然所述抛光组合物可在使用前很久或者甚至在使用前不久制备，但该抛光组合物也可通过在使用点(point-of-use)处或在使用点附近混合该抛光组合物的各组分而制得。如在本文中所用的，术语“使用点”是指这样的点，在该点处将抛光组合物施加到基材表面(例如，抛光垫、或者基材表面自身)。当采用使用点混合来制造抛光组合物时，抛光组合物的各组分分开存储在两个或更多个存储设备中。
为了在使用点处或在使用点附近将各存储设备中所容纳的组分混合以制造抛光组合物，存储设备典型地装备有一条或多条从各存储设备通向抛光组合物的使用点(例如，压板、抛光垫、或者基材表面)的流体管线(flow line)。术语“流体管线”意指从单独的存储容器到其中所存储的组分的使用点的流体路径。所述一条或多条流体管线可各自直接通向使用点，或者，在其中使用超过一条流体管线的情况下，两条或更多条流体管线可在任何位置组合为通向使用点的单一流体管线。此外，所述一条或多条流体管线中的任何流体管线(例如，单独的流体管线或者组合的流体管线)可在到达组分的使用点之前首先通向一种或多种其它设备(例如，泵送设备、计量设备、混合设备等)。
所述抛光组合物的各组分可独立地输送至使用点(例如，在抛光过程期间，将各组分输送至基材表面，所述组分在基材表面上混合)，或者，各组分可在输送至使用点之前立即组合。如果各组分在到达使用点之前不到10秒钟时组合、优选在到达使用点之前不到5秒钟时组合、更优选在到达使用点之前不到1秒钟时组合、或者甚至在将各组分输送至使用点处的同时进行组合(例如，各组分在分配器处组合)，则各组分“在输送至使用点之前立即”，组合。如果各组分在使用点的5m以内例如在使用点的1m以内或者甚至在使用点的10cm以内(例如，在使用点的1cm以内)组合，各组分也是“在输送至使用点之前立即”组合。
当抛光组合物的两种或更多种组分在到达使用点之前组合时，各组分可在流体管线中组合并输送至使用点而不使用混合设备。可选择地，一条或多条流体管线可通到混合设备内以促进两种或更多种组分的组合。可使用任何合适的混合设备。例如，混合设备可为喷嘴或喷射器(例如，高压喷嘴或喷射器)，两种或更多种组分流动通过所述喷嘴或喷射器。可选择地，混合设备可为包括一个或多个入口以及至少一个出口的容器型混合设备，通过所述入口将抛光浆料的两种或更多种组分引入到混合器中，经混合的组分通过所述出口离开混合器以直接或者经由所述装置的其它元件(例如，经由一条或多条流体管线)输送至使用点。此外，混合设备可包括超过一个的腔室，各腔室具有至少一个入口和至少一个出口，其中，两种或更多种组分在各腔室中组合。如果使用容器型混合设备，则该混合设备优选包括混合机构以进一步便利于各组分的组合。混合机构是本领域中通常已知的并且包括搅拌器、掺合器、搅动器、带桨挡板、气体分布器系统、振动器等。
本发明进一步提供对基材进行化学机械抛光的方法，包括：(i)使基材与抛光垫以及本文中所述的抛光组合物接触，(ii)使该抛光垫相对于该基材移动，该抛光垫与该基材之间有该抛光组合物，和(iii)磨除该基材的至少一部分以抛光该基材。
将使用本发明的方法抛光的基材可为任何合适的基材。优选的基材包含至少一个金属层。合适的基材包括，但不限于，存储器或硬磁盘、集成电路、金属、层间电介质(ILD)器件、半导体、微机电系统、铁电体及磁头。
所述金属层可包括任何合适的金属。例如，所述金属层可包括铜、钽、钛、钨、铝、镍、镍-磷、它们的组合、以及它们的合金。特别合适的金属基材包括覆盖有镍-磷的铝。
本发明的抛光方法尤其适于与化学机械抛光(CMP)装置一起使用。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、线性或圆周运动导致的速度；抛光垫，其与该压板接触并且在运动时与该压板一起移动；以及载体，其固持待通过与该抛光垫的表面接触且相对于该抛光垫的表面移动而进行抛光的基材。基材的抛光通过如下进行：将基材放置成与抛光垫及本发明的抛光组合物接触，然后使抛光垫相对于基材移动以磨除基材的至少一部分以抛光基材。
基材可用所述化学机械抛光组合物以及任何合适的抛光垫(例如，抛光表面)平坦化或抛光。合适的抛光垫包括例如编织及非编织抛光垫。此外，合适的抛光垫可包含任何具有不同密度、硬度、厚度、压缩性、压缩回弹能力以及压缩模量的合适聚合物。合适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。
合意地，所述CMP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。通过分析从工件表面反射的光或其它辐射来检测及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5,196,353、美国专利5,433,651、美国专利5,609,511、美国专利5,643,046、美国专利5,658,183、美国专利5,730,642、美国专利5,838,447、美国专利5,872,633、美国专利5,893,796、美国专利5,949,927及美国专利5,964,643中。合意地，对于正被抛光的工件的抛光过程的进展的检测或监控使得能够确定抛光终点，即，确定何时终止对特定工件的抛光过程。
可以使用任何合适的技术来测定基材的微波纹度。用于测定基材的微波纹度的合适技术的实例包括光学方法如入射干涉测量法，其使用可得自例如Zygo Corp.(Middlefield，CT)的仪器。另外，微波纹度与表面粗糙度线性相关，表面粗糙度可使用光学或物理技术测定。用于测定表面粗糙度的合适技术包括物理技术如轮廓曲线测定法(profilometry)，其采用与基材表面接触并在基材表面上移动的触针。使用可得自例如Veeco Instruments，Inc.(Woodbury，NY)的仪器将触针相对于基准位置的位移记录为在基材上的位置的函数，并且使用所得的数据确定表面粗糙度。使用表面粗糙度的值计算基材的微波纹度。
下列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本发明的范围。
实施例1
该实施例展示在包括覆盖有镍-磷的铝存储磁盘的单独基材的抛光中，甘氨酸的量对由本发明抛光组合物产生的微波纹度的影响。
使用三种不同的抛光组合物对三个包括覆盖有镍-磷的铝存储磁盘的单独基材分别进行抛光。各抛光组合物含有0.2重量％的平均粒度为100nm的热解氧化铝、0.8重量％的平均粒度为350nm的α-氧化铝、3.0重量％的Bindzil50/80二氧化硅、108ppm的SILWETTM L-7200非离子型表面活性剂、添加剂化合物、和1.2重量％的过氧化氢，各抛光组合物的pH为2.4。抛光组合物1A(对比)含有0.4重量％的甘氨酸作为添加剂化合物。抛光组合物1B(本发明)含有0.8重量％的甘氨酸作为添加剂化合物。抛光组合物1C(本发明)含有1.2重量％的甘氨酸作为添加剂化合物。
在抛光后，测定各基材的微波纹度，且结果总结于表1中。
表1
由表1中所列结果显见，将抛光组合物中甘氨酸的量从0.4重量％提高至0.8重量％和1.2重量％导致经抛光基材的微波纹度分别降低约9.2％和12％。
实施例2
该实施例展示在包括覆盖有镍-磷的铝存储磁盘的单独基材的抛光中，与现有技术的抛光组合物相比，通过使用本发明抛光组合物产生的降低的微波纹度。
使用三种不同的抛光组合物，对三个的包括覆盖有镍-磷的铝存储磁盘的单独基材分别进行抛光。各抛光组合物含有0.2重量％的平均粒度为100nm的热解氧化铝、0.8重量％的平均粒度为350nm的α-氧化铝、3.0重量％的Bindzil 50/80二氧化硅、108ppm的SILWETTM L-7200非离子型表面活性剂、添加剂化合物、和1.2重量％的过氧化氢，各抛光组合物的pH为2.4。抛光组合物2A(对比)含有0.8重量％的酒石酸作为添加剂化合物。抛光组合物2B(本发明)含有1.2重量％的甘氨酸作为添加剂化合物。抛光组合物2C(本发明)含有0.8重量％的丙氨酸作为添加剂化合物。抛光组合物2D(本发明)含有1.4重量％的丙氨酸作为添加剂化合物。
在抛光后，测定各基材的微波纹度，且结果总结于表2中。
表2
由表2中所列结果显见，使用含有甘氨酸或丙氨酸的本发明抛光组合物在经抛光的基材中产生了比对于含有酒石酸的对比抛光组合物所观察到的微波纹度低约8.4％～13％的微波纹度。另外，用含有1.4重量％丙氨酸的抛光组合物2D抛光的基材呈现出比用含有0.8重量％丙氨酸的抛光组合物2C抛光的基材高约5.0％的微波纹度。
实施例3
该实施例展示在包括覆盖有镍-磷的铝存储磁盘的单独基材的抛光中，与现有技术的抛光组合物相比，通过使用本发明抛光组合物产生的降低的微波纹度。
使用六种不同的抛光组合物，依次对包括覆盖有镍-磷的铝存储磁盘的相似基材分别进行抛光。各抛光组合物含有0.2重量％的平均粒度为100nm的热解氧化铝、0.8重量％的平均粒度为350nm的α-氧化铝、3.0重量％的Bindzil 50/80二氧化硅、144ppm的SILWETTM L-7200非离子型表面活性剂、添加剂化合物、和1.2重量％的过氧化氢，各抛光组合物的pH为2.4。抛光组合物2A(对比)含有0.8重量％的酒石酸作为添加剂化合物。抛光组合物2B(本发明)含有1.2重量％的甘氨酸作为添加剂化合物。抛光组合物2C(本发明)含有0.8重量％的马来酸作为添加剂化合物。抛光组合物2D(本发明)含有1.2重量％的马来酸作为添加剂化合物。抛光组合物2E(本发明)含有0.8重量％的亚氨基二乙酸作为添加剂化合物。抛光组合物2F(本发明)含有1.2重量％的亚氨基二乙酸作为添加剂化合物。
使用相同的抛光垫和相同的抛光参数对各基材进行抛光。抛光实验的进行顺序列于表3中。抛光组合物3A被三次使用以用作进行顺序的对照物。在各抛光实验之后，测定基材的微波纹度，且结果总结于表3中。
表3
由表3中所列结果显见，使用含有酒石酸的对比抛光组合物在经抛光的基材中产生了随着使用相同抛光垫的抛光实验总数的增加而降低的微波纹度。用含有1.2重量％甘氨酸的抛光组合物3B抛光的基材呈现出比对于对比抛光组合物3A所观察到的最低微波纹度低约7％的微波纹度。用含有0.8重量％马来酸的抛光组合物3C和用含有1.2重量％马来酸的抛光组合物3D抛光的基材分别呈现出比对于对比抛光组合物3A所观察到的最低微波纹度低约6％和5.3％的微波纹度。用含有0.8重量％亚氨基二乙酸的抛光组合物3E和用含有1.2重量％亚氨基二乙酸的抛光组合物3F抛光的基材呈现出比对于对比抛光组合物3A所观察到的最低微波纹度低约15％的微波纹度。

Claims (15)

1.化学机械抛光组合物用于降低金属表面的抛光中的微波纹度的用途，所述化学机械抛光组合物基本上由下列物质组成：
(a)0.2重量％～1重量％的热解氧化铝，
(b)0.1重量％～1重量％的α-氧化铝，
(c)0.1重量％～4重量％的二氧化硅，
(d)10～1000ppm的非离子型表面活性剂，
(e)0.8重量％～1.5重量％的选自甘氨酸、丙氨酸、亚氨基二乙酸和马来酸的添加剂化合物，
(f)过氧化氢，
(g)任选的杀生物剂，和
(h)水。
2.权利要求1的用途，其中所述热解氧化铝的平均粒度为75～125nm，所述α-氧化铝的平均粒度为250～500nm，和所述二氧化硅的平均粒度为25～100nm。
3.权利要求1的用途，其中所述非离子型表面活性剂为包含硅氧烷单元、氧化乙烯单元和氧化丙烯单元的共聚物表面活性剂。
4.权利要求1的用途，其中所述抛光组合物包含50～150ppm的所述非离子型表面活性剂。
5.权利要求1的用途，其中所述抛光组合物包含1～3重量％的过氧化氢。
6.权利要求1的用途，其中所述抛光组合物的pH为2～5。
7.权利要求6的用途，其中所述抛光组合物的pH为2～4。
8.权利要求1的用途，其中化学机械抛光方法包括：
(i)使金属表面与抛光垫以及所述化学机械抛光组合物接触，
(ii)使所述抛光垫和所述抛光组合物相对于所述金属表面移动，和
(iii)磨除所述金属表面的至少一部分以抛光所述金属表面。
9.权利要求8的用途，其中所述热解氧化铝的平均粒度为75～125nm，所述α-氧化铝的平均粒度为250～500nm，和所述二氧化硅的平均粒度为25～100nm。
10.权利要求8的用途，其中所述非离子型表面活性剂为包含硅氧烷单元、氧化乙烯单元和氧化丙烯单元的共聚物表面活性剂。
11.权利要求8的用途，其中所述抛光组合物包含50～150ppm的所述非离子型表面活性剂。
12.权利要求8的用途，其中所述抛光组合物包含1～3重量％的过氧化氢。
13.权利要求8的用途，其中所述抛光组合物的pH为2～5。
14.权利要求13的用途，其中所述抛光组合物的pH为2～4。
15.权利要求8的用途，其中所述金属表面包括覆盖有镍-磷的铝，磨除所述镍-磷的至少一部分以抛光所述金属表面。
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