硬盘基板化学机械粗抛光的实验研究

针对硬盘NiP/Al基板粗抛光,采用SiO2作为抛光磨料的碱性抛光液,在不同压力、转速、pH值、磨料浓度和活性剂体积浓度下,对硬盘基板粗抛光的去除速率和表面粗糙度的变化规律进行研究,用原子力显微镜观察抛光表面的微观形貌。最后对5个关键参数进行了优化。结果表明:当压力为0.10 MPa,转速为80 rad/min,pH值为11.2,磨料与去离子水体积比为1∶0.5,表面活性剂体积浓度为9 mL/L时,硬盘基板的去除速率为27 mg/min,粗抛后表面粗糙度为0.281 nm,获得了高的去除速率和较好的表面粗糙度,这样会大大降低精抛的时间,有利于抛光效率的提高。     

碱性条件下硬盘NiP基板抛光速率正交试验分析

利用单面抛光机和SiO2碱性抛光液进行了以硬盘NiP基板CMP去除速率为考核指标的工艺试验.针对抛光速率是受各个工艺因素共同影响这一特性,应用正交试验方法分析了CMP中5个重要工艺参数(抛光压力、抛光液流量、抛光盘转速、抛光液浓度,氧化剂质量分数)对硬盘NiP基板抛光去除速率的影响规律,并结合抛光机理对其进行了分析.试验分析表明,抛光压力为0.2 MPa,抛光液流量为500 mL/min,抛光盘转速为50 r/min,磨料质量分数为20%,氧化剂体积分数为0.3%时,可以得到较高的抛光速率,为740 nm/min.     

计算机硬盘NiP基板CMP机理及技术研究

目前,大多数计算机硬盘采用镍磷敷镀的铝合金作为磁盘盘片,并采用化学机械抛光(CMP)技术作为盘片最终的精抛光.通过对镍磷基板的化学性质分析,讨论了其CMP机理,指出在整个反应过程中,化学反应速率是慢过程,它决定了最终的CMP速率,如何使络合反应迅速向右进行将成为CMP的关键.通过分析浆料在硬盘基板CMP中的重要性,指出浆料的化学成份是化学作用的关键.通过分析氧化剂、pH值、活性剂及螯合剂的影响作用,研制了新型碱性浆料,其中磨料为硬度较小粒径40 nm的SiO2水溶胶,氧化剂为H2O2,FA/O活性荆与螯合剂,并首次选用有机碱作为pH值调节剂.利用配制的抛光液通过CMP实验确定氧化剂含量为15 ml/,L,pH值为11,磨料浓度为20%时,获得的速率可达550 nm/min以上,粗糙度降至1.1 nm.     

碱性抛光液对硬盘基板抛光中表面状况的影响

阐述了化学机械抛光(CMP)技术在硬盘基板加工中发挥的重要作用,介绍了SiO2碱性抛光液的化学机械抛光机理以及抛光液在化学机械抛光中发挥的重要作用。使用河北工业大学研制的SiO2碱性抛光液对硬盘基板表面抛光,分析研究了抛光液中的浓度、表面活性剂以及去除量对抛光后硬盘基板表面状况的影响机理。总结了硬盘基板表面粗糙度随抛光液中的浓度、表面活性剂及去除量的变化规律以及抛光液的这些参数如何影响到硬盘基板的表面状况。在总结和分析这些规律的基础上,对抛光结果进行了检测。经检测得出,改善抛光后的硬盘基板表面质量(Ra=0.3926nm,Rrms=0.4953nm)取得了显著效果。     

硬盘微晶玻璃基板的纳米金刚石抛光

应用经良好分散的纳米金刚石对硬盘微晶玻璃基板进行抛光,获得了亚纳米级表面(0.618nm)。分析了纳米金刚石抛光的行为,展望了纳米金刚石在超精密抛光领域的应用。     

脉冲光纤激光抛光TC4合金的实验研究与抛光层微观形貌分析

针对Ti6Al4V材料的激光抛光工艺进行实验研究,通过改变脉冲式激光的工艺参数设置,来分析激光参数对抛光工艺效果的影响,主要研究了激光输出功率、离焦量e和激光光斑重叠率δ这三个参数的影响规律与作用机理,并结合试样表面粗糙度测量值Ra,得出:激光输出功率为300 W左右,离焦量e控制在6～8 mm范围内,光斑重叠率δ在7...     

碱性条件下铝CMP的机理分析及实验优化

依据铝的电化学腐蚀特性,阐明了碱性条件下铝化学机械抛光(CMP)的机理。由于铝的硬度较低,在抛光过程中容易产生微划伤等缺陷,因此首先探索出适宜铝化学机械抛光的低压条件(4 psi,1 psi=6.895 kPa)。此外,提出两步抛光的方法,在抛光初期采用压力4 psi,抛光液由质量分数为40%的纳米级硅溶胶与去离子水(DIW)以体积比1∶1配制,氧化剂(H2O2)体积分数为1.5%,FA/O I型表面活性剂体积分数为1%,调节FA/OⅡ型螯合剂pH值为11.0,获得了较高的铝去除速率(341 nm/min)。在抛光后期采用低压1.45 psi,抛光液主要成分为体积分数5%的FA/O表面活性剂,并在较大体积流量(300 mL/min)的条件下进行抛光,充分利用表面活性剂的作用,对实验方案进行优化。采用优化后的实验方案,铝表面的划伤和缺陷显著减少。     

铜CMP碱性抛光液中氧化剂的电化学行为研究

化学机械抛光(CMP)工艺是IC工艺中大马士革工序的关键步骤。抛光液的电化学行为研究对抛光质量的控制具有重要意义。采用电化学测试手段,研究碱性抛光液中氧化剂(H₂O₂)对铜表面钝化膜的成膜影响,分析H₂O₂对抛光速率、表面粗糙度的影响机理。通过实验确定,在0.5% SiO₂磨料和3% 表面活性剂的碱性抛光液中,添加0.5%的H₂O₂和3%的FA/OⅡ型螯合剂可获得大于800 nm/min的高抛光速率和表面粗糙度为22.2 nm的较佳平坦效果。     

Al-Mg合金化学机械抛光的实验研究

将CMP技术用于Al-Mg合金表面加工中,根据抛光布特性及Al-Mg合金性质来选择抛光布.并从研究Al-Mg合金在碱性条件下化学机械抛光机理出发确定相应的抛光液,最后对Al-Mg合金化学机械抛光中pH值、压力、流量等主要参数进行优化实验.确定当压力为0.05 MPa,pH值为11.20,流量为250 ml/min时,Al-Mg合金表面状态良好.用美国ZYGO公司产的NewView6000非接触光学表面轮廓仪来测量表面粗糙度已达到纳米级别.     

用于硬盘NiP基片CMP的一种碱性SiO_2抛光液

在NiP基片的化学机械抛光中,针对现有酸性抛光液存在的易腐蚀、易污染和以Al2O3为磨料造成易划伤表面的质量问题,尝试使用SiO2水溶胶作为抛光磨料,通过加入非离子表面活性剂和螯合剂等,配制成一种碱性环境下的硬盘基片抛光液。通过化学机械抛光试验,发现这种碱性SiO2抛光液在硬盘NiP基片抛光中具有250nm/min的抛光速率,抛光后的表面粗糙度为0.8nm,表面光滑,几乎观察不到划痕及其他微观缺陷。     

计算机硬盘微晶玻璃基板抛光研究

计算机硬盘微晶玻璃基板的微观结构性能与化学成分都不连续,显微硬度非常高(900 kg/mm2～1 000 kg/mm2),难以获得亚纳米级光滑表面.讨论了微晶玻璃基板结构性能、抛光机理、抛光工艺条件等因素对抛光效果的影响.结果表明,硬盘微晶玻璃基板的结晶相颗粒大小、玻璃相与结晶相的比例都会影响抛光表面质量;化学机械抛光引起玻璃相的优先抛除,该作用机理不适宜于微晶玻璃基板抛光.工艺条件中压力对微晶玻璃基板的表面粗糙度影响最大,抛光中需要维持合适的压力.选取合适的抛光条件,最终获得了粗糙度为0.208 nm(AFM:5 μm×5 μm)的光滑表面.     

影响激光抛光效果的因素分析

激光抛光是一种非接触式抛光方法.分析了影响激光抛光效率和抛光表面质量的因素及其影响规律,并提出激光抛光工艺参数的选择原则.激光抛光过程中,激光能量密度、激光波长、激光脉宽、激光光束入射角、激光光束扫描速度、扫描方式、工件材料性质和结构等因素对激光抛光效果有着重要影响.激光波长决定着材料的去除方式,从而对抛光表面质量有着较大影响;激光的能量密度与辐照时间对激光抛光效果的影响最大,而激光脉宽、激光光束扫描速度和扫描方式三个因素决定着激光的辐照时间,激光扫描速度和光束扫描方式还影响着激光辐照光斑重叠情况,从而影响激光抛光效果.     

计算机硬盘基片的化学机械清洗技术研究

目前,CMP技术对计算机硬盘基片(盘片)进行抛光,盘片表面粗糙度达到原子级平整,抛光后表面的清洗质量直接关系到CMP最终技术水平的高低.采用静态浸泡实验以及浸泡、擦洗、超声清洗实验,结合一系列的表面微观分析,研究了盘片CMP后清洗过程中的化学作用、机械作用以及清洗剂、清洗方式等物理化学要素对CMP后清洗效果的影响.结果表明,CMP后清洗是一种机械作用、化学作用等综合作用的过程.采用优化的清洗工艺及清洗剂,得到了低腐蚀、高洁净、平整的硬盘基片表面.