Dispersión ultrasónica de agentes de pulido (CMP)

  • tamaño de partícula no uniforme y distribución de tamaño de partículas no homogénea causa daños graves a la superficie pulida durante un proceso CMP.
  • dispersión ultrasónica es una técnica superior para dispersar y desaglomerar las partículas de pulido de tamaño nanométrico.
  • La dispersión uniforme logrado por los resultados de sonicación en el procesamiento de CMP superiores de las superficies evitando rasguños y defectos debido a granos de gran tamaño.

Ultrasónica dispersión de partículas pulidoras

Los lodos de pulido químico-mecánico/planarización (CMP) contienen (nano)partículas abrasivas para proporcionar las propiedades de pulido deseadas. Entre las nanopartículas abrasivas más utilizadas se encuentra el dióxido de silicio (sílice, SiO2), Óxido de cerio (óxido de cerio, de CeO2), Óxido de aluminio (alúmina, Al2O3), Α- y y-Fe203, Nanodiamantes entre otros. Con el fin de evitar daños en la superficie de pulido, las partículas abrasivas deben tener una forma uniforme y distribución de tamaño de grano estrecha. El tamaño medio de partícula oscila entre 10 y 100 nanómetros, dependiendo de la formulación CMP y su uso.
dispersante ultrasónico es bien conocido para producir uniforme, dispersiones estables a largo plazo. Ultrasónico cavitación y fuerzas de cizallamiento acoplar la energía requerida en la suspensión de manera que los aglomerados se rompen, van los Waals y superar las nanopartículas abrasivos uniformemente distribuidos. Con sonicación es posible reducir el tamaño de partícula exactamente al tamaño de grano orientado. Por procesamiento ultrasónico uniforme de la suspensión, los granos de gran tamaño y distribución de tamaño desigual pueden ser eliminados – asegurando una velocidad de eliminación de CMP deseado y reducir al mínimo la ocurrencia de arañazos.

Ventajas de las dispersiones CMP por ultrasonidos

  • tamaño de partícula específica
  • alta uniformidad
  • menor a mayor concentración de sólidos
  • alta fiabilidad
  • control preciso
  • reproducibilidad exacta
  • lineal, sin fisuras ampliación
Dispersión ultrasónica de partículas de pulido en lodos y suspensiones CMP.

Los homogeneizadores ultrasónicos se utilizan para dispersar y moler los agentes de pulido

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Dispersión ultrasónica de sílice ahumada: El homogeneizador ultrasónico de Hielscher UP400S dispersa el polvo de sílice rápida y eficientemente en nanopartículas individuales.

Dispersión de Silicio Emplumado en el agua usando el UP400S

La dispersión de sílice mediante un homogeneizador ultrasónico produce una distribución de partículas estrecha y homogénea.

Las dispersiones por ultrasonidos muestran una distribución uniforme del tamaño de las partículas con una reducción homogénea de las mismas. Las curvas muestran la distribución de partículas de sílice antes del ultrasonido (curva verde) y después de la dispersión ultrasónica (curva roja).

Formulación de ultrasonidos CMP

mezclado ultrasónico y la mezcla se utiliza en muchas industrias para producir suspensiones estables con baja a muy alta viscosidades. Con el fin de producir suspensiones uniformes y estables CMP, los materiales abrasivos (por ejemplo sílice, nanopartículas de óxido de cerio, α- y y-Fe203 etc.), aditivos y productos químicos (por ejemplo, materiales alcalinos, inhibidores de corrosión, estabilizadores) se dispersan en el líquido base (por ejemplo, agua purificada).
En términos de calidad, para lodos de pulido de alto rendimiento, es esencial que la suspensión muestra estabilidad a largo plazo y una distribución de partículas muy uniforme.
Ultrasonic dispersante y formulación entrega la energía requerida para desaglomerar y distribuir los agentes de pulido abrasivas. controlabilidad precisa de los parámetros de procesamiento de ultrasonidos dan mejores resultados en la alta eficiencia y fiabilidad.

La dispersión ultrasónica es muy eficaz para la dispersión de agentes de pulido abrasivos en lodos CMP.

Dispersor ultrasónico UP400St para la producción de lodos CMP en el laboratorio.

Sistemas de dispersión de ultrasonido

Hielscher Ultrasonics suministra sistemas ultrasónicos de alta potencia para la dispersión de materiales de tamaño nanométrico como la sílice, la ceria, la alúmina y los nanodiamantes. Los procesadores ultrasónicos fiables suministran la energía necesaria, los reactores ultrasónicos sofisticados crean condiciones de proceso óptimas y el operador tiene un control preciso de todos los parámetros, de modo que los resultados del proceso ultrasónico pueden ajustarse exactamente a los objetivos de proceso deseados (como el tamaño de los granos, la distribución de las partículas, etc.).
Uno de los parámetros de proceso más importantes es la amplitud de ultrasonidos. Hielscher de sistemas ultrasónicos industriales puede entregar de forma fiable amplitudes muy altas. Amplitudes de hasta 200μm pueden ser fácilmente continuamente se ejecutan en funcionamiento 24/7. La capacidad de ejecutar dichas amplitudes altas asegurar que las metas del proceso, incluso muy exigentes se pueden lograr. Todos nuestros procesadores ultrasónicos pueden ajustarse exactamente a las condiciones de proceso requeridas y fácilmente controlados mediante el software incorporado. Esto asegura la máxima fiabilidad, calidad consistente y resultados reproducibles. La robustez de equipos de ultrasonidos de Hielscher permite 24/7 operación en servicio pesado y en entornos exigentes.

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Homogeneizador industrial por ultrasonidos para la dispersión y molienda eficaz de agentes de pulido.

El MultiSonoReactor MSR-4 es un homogeneizador industrial en línea adecuado para la producción industrial de lodos de perforación. La sonicación se utiliza para la dispersión y la molienda de los agentes de pulido.



Literatura / Referencias

Información interesante

Química planarización mecánica (CMP)

pulido / planarización (CMP) lechadas químico- mecánico se utilizan para suavizar las superficies. La suspensión CMP consta de componentes químicos y mecánicos abrasivos. De este modo, el CMP puede ser descrito como un método combinado de ataque químico y pulido abrasivo.
suspensiones CMP son ampliamente utilizados para pulir y alisar el óxido de silicio, silicio poli y superficies metálicas. Durante el proceso de CMP, la topografía se elimina de la superficie de la oblea (semiconductores por ejemplo, obleas solares, componentes de dispositivos electrónicos).

surfactantes

Con el fin de obtener una formulación CMP estable a largo plazo, se añaden tensioactivos para mantener las nanopartículas en suspensión homogénea. agentes dispersantes usados ​​comúnmente pueden ser catiónicos, aniónicos, o no iónicos e incluyen dodecil sulfato de sodio (SDS), cloruro de cetil piridinio (CPC), sal sódica de ácido cáprico, sal de sodio de ácido láurico, sulfato de decil sodio, sulfato de hexadecilo de sodio, bromuro de hexadeciltrimetilamonio (DO16TAB), bromuro de dodeciltrimetilamonio (C12TAB), Triton X-100, Tween 20, Tween 40, Tween 60, Tween 80, Symperonic A4, A7, A11 y A20.