Poleerimisainete ultraheli dispersioon (CMP)
- Ebaühtlane osakeste suurus ja mittehomogeenne osakeste suuruse jaotus põhjustavad CMP-protsessi käigus poleeritud pinnale tõsiseid kahjustusi.
- Ultraheli dispersioon on suurepärane tehnika nano-suurusega poleerimisosakeste hajutamiseks ja deagglomeraadiks.
- Ultrahelitöötlusega saavutatud ühtlane dispersioon toob kaasa pindade parema CMP-töötluse, vältides kriimustusi ja vigu, mis on tingitud liiga suurtest teradest.
Poleerimisosakeste ultraheli dispersioon
Keemilis-mehaanilise poleerimise / planariseerimise (CMP) läga sisaldavad abrasiivseid (nano)osakesi, et tagada soovitud poleerimisomadused. Tavaliselt kasutatavad abrasiivsusega nanoosakesed hõlmavad ränidioksiidi (ränidioksiid, SiO)2), tseeriumoksiid (ceria, CeO2), alumiiniumoksiid (alumiiniumoksiid, Al2O3), α- ja y-Fe203, nanodiamondid muu hulgas. Poleeritud pinna kahjustuste vältimiseks peavad abrasiivsed osakesed olema ühtlase kujuga ja kitsa tera suuruse jaotusega. Osakeste keskmine suurus on vahemikus 10 kuni 100 nanomeetrit, sõltuvalt CMP koostisest ja selle kasutamisest.
Ultraheli hajutamine on hästi teada, et see tekitab ühtlaseid, pikaajalisi stabiilseid dispersioone. Ultraheli Kavitatsioon ja nihkejõud ühendavad vajaliku energia suspensiooni nii, et aglomeraadid purunevad, van Waalsi jõud ületavad ja abrasiivsed nanoosakesed jaotuvad ühtlaselt. Ultrahelitöötlusega on võimalik osakeste suurust täpselt vähendada sihitud tera suurusele. Läga ühtlase ultraheli töötlemisega saab kõrvaldada liiga suured terad ja ebaühtlase suuruse jaotuse – soovitud CMP eemaldamise kiiruse tagamine, minimeerides samal ajal kriimustuste tekkimist.
- sihitud osakeste suurus
- kõrge ühtlus
- madal kuni kõrge tahke aine kontsentratsioon
- kõrge töökindlus
- täpne juhtimine
- täpne reprodutseeritavus
- lineaarne, sujuv kasvumaht
Ultraheli homogenisaatoreid kasutatakse poleerivate ainete hajutamiseks ja jahvatamiseks
Ultraheli dispersioon on usaldusväärne ja väga tõhus tehnoloogia tseeriumoksiidi nanoosakeste tootmiseks.
CMP ultraheli formuleerimine
Ultraheli segamist ja segamist kasutatakse paljudes tööstusharudes, et toota madala kuni väga kõrge viskoossusega stabiilseid suspensioone. Ühtlase ja stabiilse kaseiini CMP läga saamiseks kasutatakse abrasiivseid materjale (nt ränidioksiid, ceria nanoosakesed, α- ja y-Fe203 jne), lisaained ja kemikaalid (nt leeliselised materjalid, rooste inhibiitorid, stabilisaatorid) dispergeeritakse alusvedelikku (nt puhastatud vette).
Kvaliteedi osas on suure jõudlusega poleerimisläga puhul oluline, et vedrustusel oleks pikaajaline stabiilsus ja väga ühtlane osakeste jaotus.
Ultraheli hajutamine ja formuleerimine annab vajaliku energia abrasiivsete poleerivate ainete deagglomereerimiseks ja jaotamiseks. Ultraheli töötlemise parameetrite täpne kontrollitavus annab parimad tulemused kõrge efektiivsuse ja usaldusväärsuse korral.
Ultraheli dispergeerija UP400St CMP läga tootmiseks laboris.
Ultraheli hajutavad süsteemid
Hielscher Ultrasonics varustab suure võimsusega ultraheli süsteeme nano suurusega materjalide, nagu ränidioksiid, ceria, alumiiniumoksiid ja nanodiamondid, hajutamiseks. Usaldusväärsed ultraheli protsessorid annavad vajaliku energia, keerukad ultraheli reaktorid loovad optimaalsed protsessitingimused ja operaatoril on täpne kontroll kõigi parameetrite üle, nii et ultraheli protsessi tulemusi saab häälestada täpselt soovitud protsessi eesmärkidele (näiteks tera suurus, osakeste jaotus jne).
Üks olulisemaid protsessi parameetreid on ultraheli amplituud. Hielscheri oma tööstuslikud ultraheli süsteemid suudab usaldusväärselt pakkuda väga kõrgeid amplituudi. Amplituudid kuni 200 μm saab hõlpsasti pidevalt käivitada 24/7 operatsioonis. Võime käivitada nii kõrgeid amplituudi tagab, et isegi väga nõudlikud protsessi eesmärgid on saavutatavad. Kõiki meie ultraheli protsessoreid saab täpselt kohandada nõutavatele protsessitingimustele ja hõlpsasti jälgida sisseehitatud tarkvara kaudu. See tagab kõrgeima töökindluse, ühtlase kvaliteedi ja reprodutseeritavad tulemused. Hielscheri ultraheli seadmete töökindlus võimaldab 24/7 operatsiooni raskeveokite ja nõudlikes keskkondades.
MultiSonoReactor MSR-4 on tööstuslik inline homogenisaator, mis sobib puurimismuda tööstuslikuks tootmiseks. Sonikatsiooni kasutatakse poleerivate ainete hajutamiseks ja freesimiseks.
Kirjandus / Viited
- Mondragón Cazorla R., Juliá Bolívar J. E.,Barba Juan A., Jarque Fonfría J. C. (2012): Characterization of silica–water nanofluids dispersed with an ultrasound probe: A study of their physical properties and stability. Powder Technology Vol. 224, 2012.
- Pohl M., Schubert H. (2004): Dispersion and deagglomeration of nanoparticles in aqueous solutions. Partec, 2004.
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
- Aharon Gedanken (2003): Sonochemistry and its application to nanochemistry. Current Science Vol. 85, No. 12 (25 December 2003), pp. 1720-1722.
Faktid, mida tasub teada
Keemiline mehaaniline hööveldamine (CMP)
Pindade silumiseks kasutatakse keemilis-mehaanilist poleerimist/hööveldamist (CMP). Kaseiini makropeptiidi suspensioon koosneb keemilistest ja mehaanilis-abrasiivsetest komponentidest. Seega võib CMP-d kirjeldada kui keemilise söövitamise ja abrasiivse poleerimise kombineeritud meetodit.
CMP-suspensioone kasutatakse laialdaselt ränioksiidi, polü-räni ja metallpindade poleerimiseks ja silumiseks. Kaseiini makropeptiidi protsessi käigus eemaldatakse vahvli pinnalt topograafia (nt pooljuhid, päikesevahvlid, elektroonikaseadmete komponendid).
Pindaktiivsed ained
Pikaajalise stabiilse CMP preparaadi saamiseks lisatakse pindaktiivseid aineid, et hoida nanoosakesi homogeenses suspensioonis. Tavaliselt kasutatavad dispergeerivad ained võivad olla katioonsed, anioonsed või mitteioonsed ning nende hulka võivad kuuluda naatriumdodetsüülsulfaat (SDS), tsetüülpüridiiniumkloriid (CPC), kapriinhappe naatriumsool, lauriinhappe naatriumsool, detsüülnaatriumsulfaat, heksadetsüülnaatriumsulfaat, heksadetsüültrimetüülammooniumbromiid (C16TAB), dodetsüültrimetüülammooniumbromiid (C12TAB), Triton X-100, Tween 20, Tween 40, Tween 60, Tween 80, Symperonic A4, A7, A11 ja A20.