פיזור קולי של חומרי ליטוש (CMP)
- גודל חלקיקים לא אחיד והתפלגות גודל חלקיקים לא הומוגנית גורמים לנזקים חמורים למשטח המלוטש בתהליך CMP.
- פיזור קולי הוא טכניקה מעולה לפיזור ופירוק חלקיקי ליטוש בגודל ננומטרי.
- הפיזור האחיד המושג על ידי סוניקציה מביא לעיבוד CMP מעולה של משטחים, תוך הימנעות משריטות ופגמים עקב גרגרים גדולים מדי.
פיזור קולי של חלקיקי ליטוש
תרחיפים של ליטוש כימי-מכני / פלנריזציה (CMP) מכילים חלקיקים שוחקים (ננו-) על מנת לספק תכונות ליטוש רצויות. ננו-חלקיקים נפוצים עם שחיקה כוללים סיליקום דו-חמצני (סיליקה, SiO2), תחמוצת צריום (ceria, מנכ"ל2), תחמוצת אלומיניום (אלומינה, אל2O3), α ו-י-פה203ננו-יהלומים בין היתר., על מנת למנוע נזקים על פני השטח המלוטשים, על החלקיקים השוחקים להיות בעלי צורה אחידה ופיזור גודל גרגר צר. גודל החלקיקים הממוצע נע בין 10 ל-100 ננומטר, בהתאם לנוסחת CMP והשימוש בה.
פיזור אולטראסוני ידוע כמייצר פיזור אחיד ויציב לטווח ארוך. קולי קוויטציה וכוחות הגזירה מצמידים את האנרגיה הנדרשת לתוך המתלה כך שהאגלומרטים נשברים, כוחות ואן ואלס מתגברים והננו-חלקיקים השוחקים מפוזרים באופן אחיד. בעזרת סוניקציה ניתן להקטין את גודל החלקיקים בדיוק לגודל הגרגר הממוקד. על ידי עיבוד קולי אחיד של slurry, גרגרים גדולים מדי התפלגות גודל אחיד ניתן לבטל – הבטחת קצב הסרת CMP רצוי תוך מזעור הופעת שריטות.
- גודל חלקיקים ממוקד
- אחידות גבוהה
- ריכוז מוצק נמוך עד גבוה
- אמינות גבוהה
- שליטה מדויקת
- יכולת שחזור מדויקת
- התרחבות ליניארית וחלקה
הומוגנייזרים קוליים משמשים לפיזור וטחינה סוכני ליטוש
פיזור קולי הוא טכנולוגיה אמינה ויעילה ביותר לייצור חלקיקי תחמוצת צריום.
ניסוח קולי של CMP
ערבוב וערבוב אולטראסוני משמש בתעשיות רבות לייצור מתלים יציבים עם צמיגות נמוכה עד גבוהה מאוד. על מנת לייצר תרחיצי CMP אחידים ויציבים, החומרים השוחקים (למשל סיליקה, ננו-חלקיקי סריה, α ו-y-Fe203 וכו'), תוספים וכימיקלים (למשל חומרים בסיסיים, מעכבי חלודה, מייצבים) מתפזרים לתוך נוזל הבסיס (למשל מים מטוהרים).
מבחינת איכות, עבור תרחיצי ליטוש בעלי ביצועים גבוהים חיוני שהמתלים יציגו יציבות לטווח ארוך ופיזור חלקיקים אחיד ביותר.
פיזור קולי וניסוח מספק את האנרגיה הנדרשת כדי לפרק ולהפיץ את חומרי הליטוש השוחקים. יכולת שליטה מדויקת של פרמטרי העיבוד האולטרסוניים מעניקה את התוצאות הטובות ביותר ביעילות ואמינות גבוהות.
מפזר קולי UP400St לייצור תרחיצי CMP במעבדה.
מערכות פיזור אולטראסוניות
Hielscher Ultrasonics מספקת מערכות קוליות בעוצמה גבוהה לפיזור חומרים בגודל ננומטרי כגון סיליקה, סריה, אלומינה וננו-יהלומים. מעבדים אולטראסוניים אמינים מספקים את האנרגיה הנדרשת, כורים אולטראסוניים מתוחכמים יוצרים תנאי תהליך אופטימליים ולמפעיל יש שליטה מדויקת על כל הפרמטרים, כך שניתן לכוונן את תוצאות התהליך האולטרסוני בדיוק למטרות התהליך הרצויות (כגון גודל גרגר, פיזור חלקיקים וכו ').
אחד הפרמטרים החשובים ביותר בתהליך הוא המשרעת קולית. של היילשר מערכות אולטראסוניות תעשייתיות יכול לספק אמפליטודות גבוהות מאוד באופן אמין. אמפליטודות של עד 200μm ניתנות להפעלה רציפה בקלות בפעולה 24/7. היכולת להריץ אמפליטודות כה גבוהות מבטיחה שניתן להשיג אפילו יעדי תהליך תובעניים מאוד. כל המעבדים העל-קוליים שלנו ניתנים להתאמה מדויקת לתנאי התהליך הנדרשים ולניטור קל באמצעות התוכנה המובנית. הדבר מבטיח את האמינות הגבוהה ביותר, איכות עקבית ותוצאות הניתנות לשחזור. החוסן של הציוד הקולי של Hielscher מאפשר פעולה 24/7 בחובה כבדה ובסביבות תובעניות.
MultiSonoReactor MSR-4 הוא הומוגנייזר תעשייתי מוטבע המתאים לייצור תעשייתי של בוץ קידוח. סוניקציה משמשת לפיזור וכרסום של חומרי ליטוש.
ספרות / מקורות
- 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.
עובדות שכדאי לדעת
פלנריזציה מכנית כימית (CMP)
תרחיפים כימיים-מכניים של ליטוש/פלנריזציה (CMP) משמשים להחלקת משטחים. תרחיף CMP מורכב מרכיבים כימיים ומכניים-שוחקים. בכך, ניתן לתאר את CMP כשיטה משולבת של תחריט כימי וליטוש שוחק.
מתלי CMP נמצאים בשימוש נרחב כדי ללטש ולהחליק את תחמוצת הסיליקון, פולי סיליקון ומשטחי מתכת. במהלך תהליך CMP, הטופוגרפיה מוסרת מפני השטח של הפרוסות (למשל מוליכים למחצה, ופלים סולאריים, רכיבים של התקנים אלקטרוניים).
חומרים פעילי שטח
על מנת לקבל נוסחת CMP יציבה לטווח ארוך, חומרים פעילי שטח מתווספים כדי לשמור על ננו-חלקיקים בתרחיף הומוגני. חומרי פיזור נפוצים יכולים להיות קטיוניים, אניונים או לא יוניים וכוללים נתרן דודציל סולפט (SDS), צטיל פירידיניום כלוריד (CPC), מלח נתרן של חומצה קפרית, מלח נתרן של חומצה לאורית, דציל נתרן סולפט, הקסדציל נתרן גופרתי, הקסדצילטרימתילאמוניום ברומיד (C16TAB), דודצילטרימתילאמוניום ברומיד (C12TAB), Triton X-100, Tween 20, Tween 40, Tween 60, Tween 80, Symperonic A4, A7, A11 ו-A20.