CN104364847A - 用于制造硬盘基片的方法 - Google Patents
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Abstract
通过本发明解决的问题是获得一种可以具有通过NiP化学镀的镀膜的平滑表面并且不具有对酸溶液恶化的抗腐蚀性的硬盘基片。用于制造本发明的硬盘基片的方法包括:第一覆镀步骤,将基片浸泡在包含具有平整作用的添加剂的第一NiP化学镀镀液中,从而在基片的表面上形成NiP化学镀镀膜的下层,该下层具有比表面更小的平均表面粗糙度;和第二覆镀步骤,将具有通过第一覆镀步骤在其上形成的NiP化学镀镀膜的下层的基片浸泡在第二NiP化学镀镀液中,从而形成NiP化学镀镀膜的上层,该上层具有对酸溶液的抗腐蚀性。在从第一覆镀步骤过渡到第二覆镀步骤的时期中,抑制下层暴露于大气。
Description
技术领域
本发明涉及用于制造硬盘基片的方法。
背景技术
作为用于制造硬盘基片的方法,已经进行了包括以下步骤的方法:将NiP化学镀应用至已经被机械加工的铝或铝合金基片,而在基片的表面上形成镀膜,以便镀膜被用作磁性镀膜的基底(参见专利文献1)。
在此,为了实现硬盘记录装置的高记录密度,有必要尽可能低地设置记录/读数头的浮起高度。因此,在通过NiP化学镀形成镀膜之后,通过用游离磨料抛光表面来进行使镀膜的表面光滑的抛光步骤。
引用列表
专利文献
专利文献1:JPH03-236476A
发明概述
技术问题
然而,由于通过NiP化学镀形成的镀膜的表面非常粗糙,而对抛光步骤造成极大的负担。而且,由于因抛光的去除厚度也很大,所以镀膜的厚度也应增加,而这又会降低生产率并且增加环境负担。
鉴于以上原因,期望通过NiP化学镀形成的镀膜的表面尽可能地平滑,以减少对抛光步骤的负担。例如,在印刷板或类似物上形成镀膜的方法中,比如有机硫化合物的光泽剂(brighter)被添加到化学镀镀液中,来获得具有平滑表面的镀膜。
然而,包含硫的镀膜通常具有对酸溶液低的抗腐蚀性,并且特别地,如果使用用于其中在抛光步骤中使用强酸抛光剂的制造硬盘基片的方法,担心在所产生的镀膜的表面上可能产生比如腐蚀凹坑的缺陷。因此,不能直接应用用于印刷板以及类似物的技术。而且,如果镀膜的对酸溶液的抗腐蚀性低,则担心镀膜中过量的Ni会优先地流出(elute),即使是在进行强酸清洗时,这又会导致在硬盘基片的后续步骤中失败。
本发明鉴于以上内容进行,并且本发明的目的为供给一种硬盘基片,其可以具有通过NiP化学镀的镀膜的平滑表面并且对酸溶液的抗腐蚀性没有恶化。
问题的解决方案
制造用于解决以上问题的本发明的硬盘基片的方法是用于制造具有NiP化学镀镀膜的硬盘基片的方法,所述方法包括:第一覆镀步骤,其将基片浸泡在包含具有平整作用的添加剂的第一NiP化学镀镀液中,从而在基片的表面上形成NiP化学镀镀膜的下层,该下层具有比表面更小的平均表面粗糙度;和第二覆镀步骤,将具有通过第一覆镀步骤在其上形成的NiP化学镀镀膜的下层的基片浸泡在第二NiP化学镀镀液中。在从第一覆镀步骤过渡到第二覆镀步骤的时期中,抑制镀膜的下层暴露于大气。
发明的有益效果
根据上述用于制造硬盘基片的方法,通过将基片浸泡在包含具有平整作用的添加剂(比如有机硫化合物)的第一NiP化学镀镀液中,而在基片的表面上形成NiP化学镀镀膜的下层。由此,可以抑制下层的表面粗糙度,并且下层的表面可因此是平滑的。
此外,由于通过将具有在其上形成的NiP化学镀镀膜的下层的基片,浸泡在具有对酸溶液的抗腐蚀性的第二NiP化学镀镀液中,而在下层的被平滑了的表面上形成NiP化学镀镀膜的上层,因此可以抑制上层的表面粗糙度,并且由此上层的表面可以是平滑的。而且,由于下层的表面可以用具有对酸溶液的抗腐蚀性的上层覆盖,因此对酸溶液的抗腐蚀性将不会在抛光步骤或清洗步骤中恶化。
因此,可以减轻抛光步骤的负担,并且可以改进硬盘基片的生产率。而且,由于可以减少抛光步骤中排出的抛光废液的量,则可以抑制因抛光的去除厚度,并且可以减少镀膜的厚度,也可以减少环境负担。
根据上述用于制造本发明的硬盘基片的方法,下层暴露于大气在从形成下层的第一覆镀步骤过渡到形成上层的第二覆镀步骤的时期中被抑制。因此,能避免镀膜的下层的表面上氧化膜的形成。因此,可以抑制当通过第二覆镀步骤形成上层时或者当在第二抛光步骤之后进行抛光步骤时凹坑在镀膜的上层的表面上的产生,该凹坑是源自镀膜的下层上的氧化膜的凹口缺陷。
因此,获得平滑的硬盘基片并且避免始于在NiP化学镀镀膜的上层中产生的凹坑的、在镀膜的下层中的腐蚀的产生是可能的,否则其会恶化对酸溶液的抗腐蚀性。此外,根据本发明,由于可以减少NiP化学镀镀膜的上层中产生的凹坑的数目,因此可以避免硬盘记录装置的记录容量的减少。
附图简介
图1是显示实施例1-1和对比实施例1-1和1-2中的测量结果的图表。
图2是显示实施例1-2中的测量结果的图。
图3是显示实施例1-3中的表面粗糙度的测量结果的图。
图4是显示实施例1-3中的节结(nodule)的直径和节结的高度的测量结果的图。
图5是显示实施例1-3中的波度的测量结果的图。
图6是显示实施例2中的镀膜的上层的表面的图像的图。
图7是显示氧检测强度和距离氧化膜的表面的深度之间的关系的曲线图。
实施方案的描述
以下,将更加详细描述本实施方案。
用于制造硬盘基片的方法包括:形成基片的步骤,通过研磨铝坯料形成基片;覆镀步骤,将NiP化学镀应用至基片,来在基片的表面上形成NiP化学镀镀膜;抛光步骤,将具有在其上形成的NiP化学镀镀膜的基片的表面抛光,来获得镜面;以及清洗步骤,清洗被抛光了的镀膜。
在上述步骤之中,覆镀步骤可以包括:(1)脱脂(degreasing)步骤,(2)水洗,(3)蚀刻处理,(4)水洗,(5)除污处理,(6)水洗,(7)一次锌酸盐处理,(8)水洗,(9)去锌酸盐处理,(10)水洗,(11)二次锌酸盐处理,(12)水洗,(13)NiP化学镀,(14)水洗,(15)干燥,以及(16)退火。(13)NiP化学镀可以以包括第一覆镀步骤和第二覆镀步骤的两个阶段来进行。
在第一覆镀步骤中,基片被浸泡在包含具有平整作用的添加剂的第一NiP化学镀镀液中,以便在基片的表面上形成NiP化学镀镀膜的下层。通过这个过程,可以形成具有比铝坯材的平均表面粗糙度更小的平均表面粗糙度的NiP化学镀镀膜。应注意,有机硫化合物可以用于具有平整作用的添加剂。
认为此具有平整作用的添加剂将沉积在具有不平整(irregularities)的铝坯材的凸出物上,并且较其他部分延缓凸出物处的NiP化学镀的生长,并且从而具有减少铝坯材的不平整的影响的作用,以便可以获得平滑的镀膜。
在第二覆镀步骤中,具有通过第一覆镀步骤在其上形成的NiP化学镀镀膜的下层的基片被浸泡在具有对酸溶液的抗腐蚀性的第二NiP化学镀镀液中,借由此,形成具有对酸溶液的抗腐蚀性的NiP化学镀镀膜的上层。为了形成具有对酸溶液的抗腐蚀性的NiP化学镀镀膜,可以使用不包含添加到其中的有机硫化合物的镀液。
应注意,短语“具有对酸溶液的抗腐蚀性”此处意指具有如常规使用的NiP化学镀镀膜的对酸溶液的抗腐蚀性至少大约相同程度的对酸溶液的抗腐蚀性。为此,优选地,不积极地添加有机硫化合物到镀液中,但是,包含由于将不影响对酸溶液的抗腐蚀性的污染的有机硫化合物的量,则可以接受。
在常规NiP化学镀中,通过单一覆镀步骤形成NiP化学镀镀膜的单层。因此,例如,镀膜厚度为约10到15μm,其比此实施方案中的NiP化学镀镀膜的上层厚。因此,即使在覆镀沉积的初期产生小孔,由于小孔可以在镀膜生长的时候被填充,小孔作为凹坑出现在镀膜的表面上的可能性低。而且,即使小孔作为空隙保留在镀膜中,由于小孔存在于铝坯材的界面附近,小孔可以作为凹坑在抛光步骤之后出现在镀膜的表面上的可能性低。
同时,在此实施方案的NiP化学镀中,通过第一覆镀步骤形成下层并且通过第二覆镀步骤形成上层,由此形成具有上层和下层的两层结构的NiP化学镀镀膜。
然而,在用于制造两层结构的此方法中,镀膜的上层的表面暴露于大气,并且从而在从形成下层的第一覆镀步骤过渡到形成上层的第二覆镀步骤的时期中形成氧化膜。当氧化膜非常薄时,镀膜的下层的表面是活跃的。因此,在覆镀NiP化学镀镀膜的上层期间,NiP覆镀的稠密的成核现象发生,并且NiP覆镀立即生长为镀膜状。
然而,当镀膜的下层的表面上形成的氧化膜厚时,应认为镀膜的下层的表面变得不活跃,并且因此上层的NiP化学镀的沉积在不活跃部分处被延缓。因此,NiP覆镀的稀疏的成核现象发生,并且NiP覆镀生长为岛状,并且然后生长为镀膜状。因此,由于岛之间的边界部分没有完全填充,具有小孔或空隙的似网的凹口缺陷可能在镀膜的上层的表面上产生,并且因此有可能在进行抛光之后在基片的表面上产生许多凹坑的可能性。
特别地,由于在NiP化学镀镀膜的下层的表面上形成的氧化膜厚,担心产生在NiP化学镀镀膜的上层上的似网的凹口缺陷的数目会增加,而且在进行抛光之后许多凹坑可能会因此出现在镀膜的上层的表面上。因此,担心镀膜的下层的腐蚀会从凹坑开始产生,其会恶化对酸溶液的抗腐蚀性;或者担心在完成磁性记录层之后不能记录数据的部分的数目会增加,其会减少硬盘记录装置的被减少的记录容量。
因此,在此实施方案中,在从第一覆镀步骤过渡到第二覆镀步骤的时期中,抑制下层暴露于大气,以避免厚氧化膜在镀膜的下层的表面上形成,并且从而抑制在镀膜的上层的表面上产生源自氧化膜的似网的凹口缺陷,并且避免在进行抛光之后出现凹坑。因此,获得平滑的硬盘基片并且避免产生始于在NiP化学镀镀膜的上层中的凹坑的镀膜的下层的腐蚀是可能的,否则,其会恶化对酸溶液的抗腐蚀性。进而,可以避免硬盘记录装置的记录容量的减少。
作为用于抑制下层暴露于大气的示例性的方法,例如,有已知的其中通过在短时间内从第一覆镀步骤过渡到第二覆镀步骤,而尽可能短地使镀膜的下层的表面暴露于大气的设定时间的方法;和当在第一覆镀步骤之后用纯净水清洗基片时,在维持其中用于水洗的纯净水粘附至镀膜的下层的表面的潮湿条件的时候,过渡到第二覆镀步骤以将基片浸泡在第二镀液中的方法。而且,还有已知的在氮气、氩气或类似的惰性气体环境下过渡到第二覆镀步骤的方法。
对于第一NiP化学镀镀液和第二NiP化学镀镀液,可溶于水的镍盐被用作镍离子的供给源。作为此可溶于水的镍盐,可以使用硫酸镍、氯化镍、碳酸镍、醋酸镍、氨基磺酸镍等等。优选地,镀液中金属镍的浓度为1到30g/L。
作为络合剂,优选地使用二羧酸,其碱金属盐;例如酒石酸、苹果酸、柠檬酸、琥珀酸、丙二酸、乙醇酸、葡萄糖酸、草酸、邻苯二甲酸、富马酸、马来酸或乳酸、其钠盐、其钾盐以及其铵盐中的两种或更多种。优选地,其中至少一种是羟基二羧酸(oxydicarboxylic)。优选地,络合剂的浓度为0.01到2.0mol/L。
作为还原剂,优选地使用次磷酸或比如次磷酸钠或次磷酸钾的次磷酸盐。优选地,还原剂的浓度为5到80g/L。
在第一覆镀步骤中,为了使作为下层的NiP化学镀镀膜的表面平滑,优选地,使用包含作为具有平整作用的添加剂添加到其中的光泽剂(比如有机硫化合物)的第一NiP化学镀镀液进行NiP化学镀。通过这种处理,可以形成具有比铝坯材的平均表面粗糙度更小的平均表面粗糙度的NiP化学镀镀膜。
可以使用在结构式中包含硫原子的任何有机硫化合物。例如,硫脲、硫代硫酸钠、磺酸盐、异噻唑酮(isothiazolone)化合物、月桂醇硫酸钠(sodium lauryl sulfate)、2,2’-二吡啶基二硫化物(2,2'-dipyridyl disulfide)、2,2’-二硫代二苯甲酸(2,2'-dithiodibenzoic acid)、双(二)硫化物等等可以被单独或者以两种或更多种的组合使用。更优选地,包含氮的有机硫化合物比如硫脲、异噻唑酮化合物、2,2’-二吡啶基二硫化物或双(二)硫化物被优选地使用。有机硫化合物的添加的量为优选地0.01到20ppm,并且特别优选地,为0.1到5ppm。当添加的量太小时,则将对镀膜没有平整作用;而当添加的量太大时,则没有更好的效果识别到。
如同上述的有机硫化合物的光泽剂比包含Cd、As、Tl等的光泽剂毒性更小,并且因此其常常适合于实际用途。
第一NiP化学镀镀液优选地还包括对酸、碱、盐等的pH控制剂、用于避免当镀液在其中包含化合物时而在该镀液中产生霉菌的防腐剂、用于抑制pH的波动的缓冲剂、用于抑制小孔的产生的表面活性剂、以及用于抑制镀液分解的稳定剂。
在第二覆镀步骤中,优选地,使用不包含有机硫化合物的第二NiP化学镀镀液进行NiP化学镀。第二NiP化学镀镀液是通常用于制造硬盘基片并且针对在覆镀步骤之后进行的抛光步骤具有对酸溶液的抗腐蚀性的一种镀液。而且,第二NiP化学镀镀液还具有对强酸清洗步骤的抗腐蚀性。
在第一覆镀步骤和第二覆镀步骤之间,用水溶液比如纯净水清洗基片的清洗步骤在第一覆镀步骤之后进行,以避免包含在第一镀液中的有机硫化合物包含到第二镀液中。在该情况下,在维持其中用清洗液润湿基片表面的潮湿条件的时候进行到第二覆镀步骤的过渡。例如,当在清洗步骤中已粘附至基片表面的清洗液变干之前,基片迅速地过渡到第二覆镀步骤时,维持基片表面在潮湿条件中是可能的。因此,抑制下层暴露于大气并且从而抑制镀膜的下层的表面上的氧化膜的形成是可能的。
根据上述用于制造硬盘基片的方法,通过将基片浸泡在包含具有平整作用的比如有机硫化合物的添加剂的第一NiP化学镀镀液,在基片的表面上形成NiP化学镀镀膜的下层。因此,可以抑制下层的表面粗糙度,并且因此下层的表面可以变得平滑。
此外,由于通过将具有在其上形成的NiP化学镀镀膜的下层的基片浸泡在具有对酸溶液的抗腐蚀性的第二NiP化学镀镀液中,而在下层的被平滑了的表面上形成NiP化学镀镀膜的上层,可以抑制上层的表面粗糙度,并且因此下层的表面可以变得平滑。而且,由于下层的表面可以由具有有助于抗腐蚀的上层覆盖,所以对酸溶液的抗腐蚀性将不会在抛光步骤或清洗步骤中恶化。
因此,由于可以获得平滑的硬盘基片,可以减少对抛光步骤的负担,并且从而可以改进硬盘基片的生产率。而且,由于可以减少抛光步骤中排出的抛光废液的量,所以可以抑制利用抛光去除的厚度,并且可以减少镀膜的厚度,还可以减轻环境负担。
进而,根据上述的用于制造硬盘基片的方法,在从形成下层的第一覆镀步骤过渡到形成上层的第二覆镀步骤的时期中,抑制下层暴露于大气。因此,可以避免镀膜的下层的表面上氧化膜的形成。因此,当通过第二覆镀步骤形成上层时,在镀膜的上层的表面上避免产生源自氧化膜的似网的凹口缺陷并且从而避免进行抛光之后出现凹坑是可能的。
因此,获得平滑的硬盘基片,并且避免产生始于NiP化学镀镀膜的上层中的镀膜的下层的腐蚀是可能的,否则其会恶化对酸溶液的抗腐蚀性。此外,根据本发明,由于可以减少NiP化学镀镀膜的上层中产生的凹坑的数目,所以可以避免硬盘记录装置的记录容量的减少。
[实施例]
尽管将在以下参考实施例和对比实施例更加详细描述本发明,但本发明不限于以下实施例。
[实施例1]
实施实施例1来观察在第一覆镀步骤和第二覆镀步骤之后上层的表面粗糙度的状态。
〈预处理步骤〉
使用包含已知的磷酸钠(soda phosphate)和表面活性剂的脱脂液,使具有Ra=15nm的平均表面粗糙度的可商购的3.5英寸铝基片(95mm-内径为25mm)在50℃经受脱脂处理持续2分钟。然后,使用已知的包含硫酸和磷酸的蚀刻溶液,使基片在70℃经受蚀刻处理持续2分钟。
进而,使用硝酸,在20℃持续30秒进行去污处理,并且使用已知的锌酸盐处理溶液,在20℃持续30秒进行第一锌酸盐处理。然后,使用硝酸,在20℃持续30秒进行去锌酸盐处理,并且然后,在20℃持续30秒进行二次锌酸盐处理。
〈覆镀条件〉
(实施例1-1)
在基片的表面上形成下层的第一覆镀步骤中,使用已知的基于苹果酸-琥珀酸的包含作为有机硫化合物添加到其中的1ppm 2,2’-二吡啶基二硫化物的NiP化学镀镀液,在85℃持续90分钟进行覆镀处理来形成具有10μm的厚度的镀膜。用由Veeco制造的原子力显微镜(AFM)测量NiP化学镀镀膜的表面粗糙度(粗糙度指示为10μm平方的平均粗糙度Ra)。因此,表面粗糙度的值为2.3nm。
然后,清洗NiP化学镀镀膜的下层的表面。然后,在形成上层的第二覆镀步骤中,使用不包含添加到其中的有机硫化合物的已知的基于苹果酸-琥珀酸的NiP化学镀镀液,在85℃持续20分钟进行覆镀处理,来形成具有2μm的厚度的镀膜,借由此,具有12μm的总厚度的镀膜形成在基片的表面上。
(对比实施例1-1)
使用不包含添加到其中的上述的有机硫化合物的已知的基于苹果酸-琥珀酸的NiP化学镀镀液,在85℃持续120分钟进行覆镀处理,来形成具有12μm的厚度的镀膜。即,使用不包含有机硫化合物且具有对酸溶液的抗腐蚀性的NiP化学镀镀液进行覆镀处理。
(对比实施例1-2)
使用包含添加到其中的1ppm的有机硫化合物的已知的基于苹果酸-琥珀酸的NiP化学镀镀液,在85℃持续120分钟进行覆镀处理,来形成具有12μm的厚度的镀膜。即,使用包含有机硫化合物的NiP化学镀镀液进行覆镀处理。
(测量结果)
使用由Veeco制造的原子力显微镜(AFM)测量实施例1-1、对比实施例1-1和对比实施例1-2的NiP化学镀镀膜的每个的表面粗糙度(粗糙度指示为10μm平方的平均粗糙度Ra)。
进而,使用用于目视检查的光学显微镜反映每个镀膜的表面。通过将实施例1-1、对比实施例1-1和对比实施例1-2的NiP化学镀镀膜的每个浸泡在硝酸(以30%的浓度和40℃的温度)中持续5分钟来测量对酸溶液的抗腐蚀性,并且用光学显微镜反映每个镀膜的表面以计算视场中的腐蚀凹坑的数目。
图1是显示实施例1-1和对比实施例1-1以及对比实施例1-2的测量结果的图表。
在实施例1-1中,表面粗糙度Ra在覆镀之后为2.6nm,并且腐蚀凹坑的数目为1250(个/mm2)。在对比实施例1-1中,表面粗糙度Ra在覆镀之后为14.8nm,并且腐蚀凹坑的数目为1125(个/mm2)。在对比实施例1-2中,表面粗糙度Ra在覆镀之后为2.1nm,并且腐蚀凹坑的数目为72875(个/mm2)。
在对比实施例1-1中,在覆镀步骤中使用具有对酸溶液的抗腐蚀性的NiP化学镀镀液进行覆镀处理。因此,腐蚀凹坑的数目少于实施例1中的腐蚀凹坑的数目。然而,由于不包含有机硫化合物,表面粗糙度Ra大于实施例1-1中的表面粗糙度Ra,并且在图1中的镀膜的表面上可以观察到多个微小的不平整。因而,可以预料,在对比实施例1-1中,其会对抛光步骤施加极大的负担。
在对比实施例1-2中,在覆镀步骤中使用包含有机硫化合物的NiP化学镀镀液进行覆镀处理。因此,表面粗糙度Ra小于实施例1-1中的表面粗糙度Ra,并且在图1中的表面上不能观察到不平整。然而,可看出,腐蚀凹坑的数目远大于实施例1-1中的腐蚀凹坑的数目,并且因而对酸溶液的抗腐蚀性低。因此,由此预测,将在抛光步骤中产生比如腐蚀凹坑的缺陷,并且还预测,NiP镀膜中过量的Ni将在清洗步骤中流出,其将影响对于硬盘基片的以下步骤。
比较对比实施例1-1和1-2发现,在实施例1的覆镀之后的表面粗糙度Ra更小且更平滑,并且镀膜具有小的腐蚀凹坑数目并且从而具有更高的对酸溶液的抗腐蚀性。
(实施例1-2)
通过制备多种类型的有机硫化合物并且在如与实施例1-1中相同的覆镀条件下进行覆镀来制造具有样品号1-6的样品。以下的表1是显示每个有机硫化合物的名称、结构式和添加量的表格。
[表1]
然后,如实施例1-1中用由Veeco制造的原子力显微镜(AFM)测量NiP化学镀镀膜的表面粗糙度(粗糙度指示为10μm平方的平均粗糙度Ra)。
图2是显示每个样品和对比实施例的表面粗糙度的测量结果的图。
图2中的对比实施例相当于以上所述的对比实施例1-1。可以看出,由于没有添加有机硫化合物,对比实施例的镀膜具有大的表面粗糙度(Ra)(14.8nm),并且具有比具有样品号1-6的样品更粗糙的表面。同时,可以看出,其中添加有机硫化合物的本实施例(即,具有样品号1-6的样品的每个)具有小的表面粗糙度(Ra),并且具有比对比实施例的镀膜更平滑的表面。在这些样品中,特别地,具有样品号2、4和5的样品具有小的表面粗糙度(Ra),并且具有显著的高平整效果。这被认为是由于有机硫化合物中包含的氮的影响。
(实施例1-3)
使用有机硫化合物(即,二吡啶基二硫化物、硫脲和异噻唑酮作为添加剂)制造样品,其被发现具有上述实施例1-2中特别高的平整效果。然后,测量充当平滑度的指标的(1)表面粗糙度,(2)节结的高度,和(3)波度并且确定其效果。
(1)表面粗糙度的测量
通过在0到1.5ppm的范围内以0.25ppm改变每种添加剂的添加量制造样品。然后,如实施例1-1中使用由Veeco制造的原子力显微镜(AFM)测量每个样品的NiP化学镀镀膜的表面粗糙度(粗糙度被指示为10μm平方的平均粗糙度Ra)。以下的表2是显示每个样品的表面粗糙度的测量结果的表格,以及表3是表2中的结果的曲线图。
[表2]
添加量(ppm) | 二吡啶基二硫化物(nm) | 硫脲(nm) | 异噻唑酮(nm) |
0.00 | 14.9 | 13.80 | 14.11 |
0.25 | 9.10 | 7.22 | 6.58 |
0.50 | 6.50 | 6.77 | 3.44 |
0.75 | 3.02 | 3.94 | 3.38 |
1.00 | 2.56 | 3.72 | 3.41 |
1.25 | 2.55 | 3.90 | - |
1.50 | 2.87 | - | 3.26 |
如表2和图3中所示,可以看出,比较没有另外添加有机硫化合物(即,添加量=0.00ppm)而制造的样品的表面粗糙度,以另外添加到其中的例如硫脲的有机硫化合物(0.25到1.50ppm)制造的样品的表面粗糙度最大减小至约1/3。
(2)节结的高度
在此实施例中,制造了以其中添加了1.0ppm二吡啶基二硫化物制造的样品、以其中添加了0.75ppm硫脲制造的样品、和以其中添加了0.5ppm异噻唑酮制造的样品。然后,使用超深度形状测定显微镜(由Keyence公司制造的“VK-851”)测量节结的高度和节结的直径。作为对比实施例,还测量上述对比实施例1-1的节结的高度和节结的直径。
以下的表3是显示每个实施例和对比实施例的节结的高度和节结的直径的测量结果的表格。图4是显示测量结果之间的关联性的图。
[表3]
如图4中所示,可以看出,在其中添加了有机硫化合物的每个实施例中,相对于节结的直径的每个节结的高度比其中没有添加有机硫化合物的对比实施例的相对于节结的直径的每个节结的高度减少了。
(3)波度的测量
通过在0到1.5ppm的范围内以0.25ppm改变每种添加剂的添加量而制造样品。然后,使用平坦度测量装置(由KLA-Tencor制造的“Opti flat”)测量在5mm的波长的每个样品的表面的波度(Wa)。通过计算在大于或等于5mm的波长的高度(Z)的平均绝对值获得波度(Wa),并且基于由JISB0601指出的算术平均波度(Wa)计算。以下的表4是显示根据添加量的每个样品的表面的波度的测量结果的表格,并且图5是表4中的结果的曲线图。
[表4]
添加量(ppm) | 二吡啶基二硫化物(nm) | 硫脲(nm) | 异噻唑酮(nm) |
0.00 | 1.53 | 1.56 | 1.51 |
0.25 | 1.46 | 1.45 | 1.41 |
0.50 | 1.36 | 1.46 | 1.46 |
0.75 | 1.38 | 1.50 | 1.39 |
1.00 | 1.37 | 1.42 | 1.38 |
1.25 | 1.35 | 1.47 | - |
1.50 | 1.38 | - | 1.41 |
如表4和图5中所示,发现比较用其中没有添加有机硫化合物(即,添加量=0.00ppm)制造的样品,用其中添加有机硫化合物(0.25到1.50ppm)制造的样品具有减少的波度和更平滑的表面。
于是,发现关于所有的指标:(1)表面粗糙度,(2)节结的高度,以及(3)波度,用其中添加含氮的有机硫化合物制备的样品比其中没有添加有机硫化合物制备的样品具有更高的平整效果。因此,认为可以减少对抛光步骤的负担,并且从而可以提高硬盘基片的生产率。
[实施例2]
实施实施例2以观察被认为是由于当通过第一覆镀步骤和第二覆镀步骤进行的覆镀时,在镀膜的下层的表面上产生的氧化膜而产生的凹坑的产生的状态。
〈预处理条件〉
使用包含已知的磷酸钠和表面活性剂的脱脂液,使具有Ra=15nm的平均表面粗糙度的可商购的3.5英寸铝基片在50℃经受脱脂处理持续2分钟。然后,使用已知的包含硫酸和磷酸的蚀刻溶液,使基片在70℃经受蚀刻处理持续2分钟。
然后,使用硝酸在20℃持续30秒进行去污处理,并且使用已知的碱性锌酸盐处理溶液在20℃持续30秒进行第一锌酸盐处理。进而,使用硝酸,在20℃持续30秒进行去锌酸盐处理,并且然后,使用如第一锌酸盐处理中相同的锌酸盐处理溶液,在20℃持续30秒进行二次锌酸盐处理。
〈用于下层的覆镀条件〉
在第一覆镀步骤中,使用已知的包含作为还原剂的次磷酸盐的NiP化学镀液(即,第一镀液),在85℃持续120分钟进行覆镀处理,以便形成具有12μm厚度的NiP化学镀镀膜的平滑的下层(即,第一覆镀步骤)。然后,使用纯净水清洗NiP化学镀镀膜的下层的表面持续10分钟。
〈用于下层表面的抛光条件〉
使用聚氨酯泡沫抛光垫片和包含分散在其中的游离磨料的抛光液,使NiP化学镀镀膜的下层的表面以两个阶段经受精抛光过程,以便获得镜面。在此情况下,在第一阶段的抛光中,使用具有高的加工速度的其中包含了分散的氧化铝磨料的抛光液;并且在第二阶段抛光中,使用包含分散在其中的具有更小晶粒尺寸的硅胶磨料的抛光液。使用此抛光方法,从表面使镀膜抛光至2.0μm的深度。
〈氧化膜去除过程〉
在50℃将通过在上述抛光条件下镜面磨光获得的NiP化学镀镀膜的下层浸泡在包含已知的磷酸钠和表面活性剂(由Okuno化学工业股份有限公司制造的“Alclean 160”)的脱脂液中持续1分钟,以便去除下层表面上的氧化膜并且在覆镀之后立即重新产生活性表面。
〈从第一镀液到第二镀液的传送条件〉
(实施例2-1)
用纯净水清洗用上述制造方法制造的基片(即,清洗步骤),并且在基片维持在其中纯净水粘附至镀膜的下层的表面的潮湿条件的时候在约10秒内传送基片。在该过程之后立即在第二覆镀步骤中将基片浸泡在第二镀液中,由此形成NiP化学镀镀膜的上层。
(对比实施例2-1)
用纯净水清洗用上述制造方法制造的基片(即,清洗步骤),并且镀膜的下层的表面保持在空气中持续30分钟以便干燥。然后,基片在第二覆镀步骤中浸泡在第二镀液中,由此形成NiP化学镀镀膜的上层。
(对比实施例2-2)
用纯净水清洗用上述制造方法制造的基片,并且基片被保持在空气中持续1周以便下层的表面完全干燥。然后,基片在第二覆镀步骤中浸泡在第二镀液中,由此形成NiP化学镀镀膜的上层。
〈用于上层的覆镀条件〉
在第二覆镀步骤中,使用已知的不包含其中添加有机硫化合物并且包含作为还原剂的次磷酸盐的NiP化学镀镀液(即,第二镀液),在85℃进行覆镀处理持续30分钟,以便在NiP化学镀镀膜的下层上形成具有3μm厚的NiP化学镀镀膜的上层。即,NiP化学镀镀膜的下层形成为10μm厚,并且NiP化学镀镀膜的上层形成为3μm厚。
本发明涉及用于解决当形成具有两层结构的NiP化学镀镀膜时产生的凹坑问题的制造方法。产生此类凹坑的原因是如以上所述在镀膜的下层的表面上形成的氧化膜,并且该原因不取决于NiP化学镀镀膜的下层中添加剂的存在或者缺少。因此,在此实施例中,通过抛光NiP化学镀镀膜(该NiP化学镀镀膜通过使用不包含具有平整作用的添加剂的NiP化学镀镀液获得)获得的平滑的基片用来形成作为模拟测试的NiP化学镀镀膜的平滑下层。
〈测量结果〉
使用激光显微镜(即,由Olympus公司制造的nano search显微镜“OLS3500”,100×物镜(视野128μm×96μm)微分干涉激光)测量NiP化学镀镀膜的上层的表面上的凹口缺陷的数目。然后,以每90°(0°、90°、180°和370°)从其内周到外周扫描基片表面来检查似网的凹口缺陷的数目。
为了测量NiP化学镀镀膜的上层的表面上的氧化膜的厚度,使用FEauger电子分光仪(由JEOL股份有限公司制造的“JAMP-9500F”)。在氩蚀刻期间的每秒,分析收集整个1000×图像的氧元素光谱的深度剖面(profile),并且基于二氧化硅基片的蚀刻速率,计算那时的蚀刻深度。表5和图7显示其测量结果。图6显示实施例2中的镀膜的上层的表面的图像。
[表5]
在实施例2-1中,在移动氧化膜之后直到开始上层覆镀在空气中的传送时间是10秒,并且上层覆镀之前不久的基片表面(下层的表面)在潮湿条件中。上层覆镀之前不久的基片表面上的氧化膜的厚度为1.2nm,并且在上层覆镀之后的镀膜的表面上的似网的凹口缺陷的数目为0.2个/mm2。在实施例2-1中,如图6中所示,发现很少的似网的凹口缺陷。
相比之下,在对比实施例2-1中,在去除氧化膜之后直到开始上层覆镀在空气中的传送时间是30分钟,并且上层覆镀之前不久的基片表面在干燥条件中。上层覆镀之前不久的基片表面上的氧化膜的厚度为1.4nm,并且在上层覆镀之后的镀膜的表面上的似网的凹口缺陷的数目为1.7个/mm2。在对比实施例2-1中,如图6中所示,在某些区域中产生似网的凹口缺陷。
同时,在对比实施例2-2中,在去除氧化膜之后直到开始上层覆镀在空气中的传送时间是1周,并且上层覆镀之前不久的基片表面在干燥条件中。上层覆镀之前不久的基片表面上的氧化膜的厚度为1.7nm,并且在上层覆镀之后的镀膜的表面上的似网的凹口缺陷的数目太多而无法测定。在对比实施例2-2中,如图6中所示,在大范围内产生似网的凹口缺陷。
从上述结果发现,当在去除氧化膜之后直到开始上层覆镀在空气中的传送时间短,并且上层覆镀之前不久基片表面被保持在潮湿条件中时,减少镀膜的下层的表面上形成的氧化膜的厚度并且从而减少在上层覆镀之后产生的似网的凹口缺陷的数目是可能的。
Claims (2)
1.一种用于制造硬盘基片的方法,所述硬盘基片具有NiP化学镀镀膜,所述方法包括:
第一覆镀步骤,将基片浸泡在包含具有平整作用的添加剂的第一NiP化学镀镀液中,从而在所述基片的表面上形成所述NiP化学镀镀膜的下层,所述下层具有比所述表面更小的平均表面粗糙度;以及
第二覆镀步骤,将具有通过所述第一覆镀步骤在其上形成的所述NiP化学镀镀膜的所述下层的所述基片浸泡在第二NiP化学镀镀液中,从而形成所述NiP化学镀镀膜的上层,所述上层具有对酸溶液的抗腐蚀性,
其中在从所述第一覆镀步骤过渡到所述第二覆镀步骤的时期中,抑制所述下层暴露于大气。
2.根据权利要求1所述的制造硬盘基片的方法,还包括在所述第一覆镀步骤之后用清洗液清洗所述基片的清洗步骤,其中在所述清洗步骤之后,所述清洗液在其中粘附至所述下层的表面的潮湿条件被维持以抑制所述下层暴露于大气。
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