《計算機硬碟基片無磨粒拋光技術及機理研究》是依託上海大學，由雷紅擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：計算機硬碟基片無磨粒拋光技術及機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：雷紅
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
針對下一代垂直存儲技術中計算機硬碟基片（碟片）表面原子級平整、無損傷、超淨的極端加工要求，以及現有化學機械拋光（CMP）技術存在的拋光損傷及磨粒殘留難題，提出研究基於原位氧化-去除(in situ oxidization and removal)新思路的碟片表面無磨粒拋光技術。擬採用分子設計的方法合成適當活性的引發劑，利用拋光墊對碟片表面粗糙峰（微凸點）的摩擦活化，引發碟片表面微凸點/引發劑之間的氧化-還原反應，通過碟片表面微凸點的原位氧化及氧化層隨後被拋光液中蝕刻劑的化學溶解，而未氧化的基體表面不受影響，實現微凸點的選擇性材料去除，達到碟片表面的原子級平整化。通過研究硬碟基片的高性能無磨粒拋光液、無磨粒拋光機理，以及分步CMP複合拋光技術，探索實現硬碟基片原子級、無損傷、超淨拋光的方法與途徑。為下一代垂直存儲技術要求的計算機硬碟基片製造提供技術與理論支持。
結題摘要
針對下一代垂直存儲技術中計算機硬碟基片（碟片）表面原子級平整、無損傷、超淨的極端加工要求，以及現有化學機械拋光（CMP）技術存在的拋光損傷及磨粒殘留難題，研究了基於原位氧化-去除(in situ oxidization and removal)新思路的碟片表面無磨粒拋光技術。首先，採用分子設計的方法合成了合成了一系列引發劑，研究得到了適合拋光使用的一系列引發體系，包括有機偶氮化合物-雙氧水、有機過氧化物-雙氧水、無機或有機氧化-還原引發體系、氧化劑-金屬離子體系等數十種複合引發劑。EPR測試表明，這些體系均可以產生自由基。並且，系統研究了不同的引發體系、不同的氧化劑、金屬離子、絡合劑、PH值、拋光工藝參數等AFP關鍵參數對計算機硬碟基片無顆粒拋光性能的影響規律。得到了硬碟AFP的最佳工藝條件及拋光液參數，發現研製的不同引發體系均顯著提高了硬碟AFP的拋光速率並降低了表面粗糙度，引發劑與雙氧水複合體現出明顯的協同作用。進而，研究了計算機硬碟的二步複合拋光技術，即以傳統CMP為初拋，無磨粒拋光為精拋。研究發現，與經典含磨粒CMP對比，“CMP+AFP”二步拋光技術可有效降低拋光後表面粗糙度，大大降低殘留顆粒數量，提高了碟片的表面平整質量以及清潔性能，有望成為一種有套用前景的計算機硬碟“高精度、無損傷、超潔淨”拋光技術。最後，對含有引發劑拋光液對硬碟的AFP機理進行了研究。結果表明，拋光條件下，引發劑可通過促進H2O2分解更多的HO∙自由基和新的自由基，自由基強的氧化能力促進了硬碟基片表面的氧化過程，氧化膜為納米厚度且結構疏鬆，氧化膜與碟片的結合力較弱，在AFP加工過程的機械作用下較易去除，達到了“原位氧化-去除”的目的。Zn (Ⅱ)在硬碟AFP中的作用機理研究中，X-射線光電子能譜（XPS）分析發現，拋後碟片表面出現金屬Zn，首次直接證實了拋光過程中存在摩擦化學反應。研究為下一代垂直存儲技術要求的計算機硬碟基片製造提供技術與理論支持。
