Ultraschalldispersioun vu Poléiermëttelen (CMP)
- Eng ongläichméisseg Partikelgréisst an eng inhomogen Partikelgréissteverdeelung verursaache schwéier Schied un der poléierter Uewerfläch wärend engem CMP-Prozess.
- D’Ultraschalldispersioun ass eng iwwerleeën Technik, fir Poléierpartikelen an Nanogréisst ze dispergéieren an ze deagglomeréieren.
- Déi duerch d’Ultraschallbehandlung erreecht gläichméisseg Dispersioun féiert zu enger iwwerleeëner CMP-Beaarbechtung vun Uewerflächen, bei där Kratzer a Feeler duerch ze grouss Käre verhënnert ginn.
Ultraschalldispersioun vu Poléierpartikelen
Suspensioune fir cheemesch-mechanescht Poléieren / Planariséieren (CMP) enthalen abrasiv (Nano-)Partikelen, fir déi gewënscht Poléiereegenschaften ze bidden. Zu den dacks benotzten abrasive Nanopartikele gehéieren ënner anerem Siliziumdioxid (Silika, SiO2), Ceriumoxid (Ceria, CeO2), Aluminiumoxid (Alumina, Al2O3), α- an y-Fe203, Nanodiamanten an anerer. Fir Schied un der poléierter Uewerfläch ze vermeiden, mussen déi abrasiv Partikelen eng gläichméisseg Form an eng enk Kärgréissteverdeelung hunn. Déi duerchschnëttlech Partikelgréisst läit tëscht 10 an 100 Nanometer, ofhängeg vun der CMP-Formuléierung an hirer Uwendung.
D’Ultraschalldispergéiere ass dofir bekannt, gläichméisseg Dispersiounen ze produzéieren, déi laangfristeg stabil sinn. Déi duerch Ultraschall entstoend Kavitatioun an d’Schéierkräfte koppelen déi néideg Energie an d’Suspensioun an, sou datt d’Agglomerater opgebrach, d’Van-der-Waals-Kräften iwwerwonnen an déi abrasiv Nanopartikele gläichméisseg verdeelt ginn. Mat enger Ultraschallbehandlung ass et méiglech, d’Partikelgréisst genee op déi ugestrieft Kärgréisst ze reduzéieren. Duerch eng gläichméisseg Ultraschallbeaarbechtung vun der Suspensioun kënne Kären, déi ze grouss sinn, an eng ongläichméisseg Gréissteverdeelung eliminéiert ginn – sou gëtt déi gewënscht CMP-Ofdrosquot erreecht, wärend d’Entstoe vu Kratzer miniméiert gëtt.
- geziilt Partikelgréisst
- héich Gläichméissegkeet
- niddreg bis héich Feststoffkonzentratioun
- héich Zouverlässegkeet
- präzis Kontroll
- exakt Reproduzéierbarkeet
- linear, nahtlos Vergréisserung vum Produktiounsmoossstaf
Ultraschallhomogenisateure gi benotzt, fir Poléiermëttelen ze dispergéieren an ze muelen
D’Ultraschalldispersioun ass eng zouverlässeg an héicheffizient Technologie fir d’Produktioun vu Ceriumoxid-Nanopartikelen.
Formuléiere vu CMP mat Ultraschall
D’Mëschen a Vermësche mat Ultraschall gëtt a ville Branchen agesat, fir stabil Suspensioune mat niddrege bis ganz héije Viskositéiten ze produzéieren. Fir gläichméisseg a stabil CMP-Suspensiounen ze produzéieren, ginn déi abrasiv Materialien (z. B. Silika, Ceria-Nanopartikelen, α- an y-Fe203 asw.), Zousazstoffer a Chemikalien (z. B. alkalesch Materialien, Raschtinhibitoren, Stabilisatoren) an der Basisflëssegkeet (z. B. gereinegt Waasser) dispergéiert.
Wat d’Qualitéit ugeet, ass et fir héichleeschtungsfäeg Poléiersuspensiounen entscheedend, datt d’Suspensioun eng laangfristeg Stabilitéit an eng héich gläichméisseg Partikelverdeelung opweist.
D’Dispergéieren an d’Formuléiere mat Ultraschall liwweren déi néideg Energie, fir déi abrasiv Poléiermëttelen ze deagglomeréieren an ze verdeelen. Déi präzis Kontrolléierbarkeet vun de Parameteren vun der Ultraschallbeaarbechtung erméiglecht déi bescht Resultater bei héijer Effizienz an Zouverlässegkeet.
Ultraschalldispergéierer UP400St fir d’Produktioun vu CMP-Suspensiounen am Labo.
Ultraschalldispergéiersystemer
Hielscher Ultrasonics liwwert héichleeschtungsfäeg Ultraschallsystemer fir d’Dispersioun vu Materialien an Nanogréisst wéi Silika, Ceria, Alumina an Nanodiamanten. Zouverlässeg Ultraschallprozessoren liwweren déi néideg Energie, sophistikéiert Ultraschallreaktore schafen optimal Prozessbedéngungen, an de Bedreiwer huet eng präzis Kontroll iwwer all Parameteren, sou datt d’Resultater vum Ultraschallprozess genee op déi gewënscht Prozessziler (wéi Kärgréisst, Partikelverdeelung asw.) ofgestëmmt kënne ginn.
Ee vun de wichtegste Prozessparameteren ass d’Ultraschallamplitud. Déi industriell Ultraschallsystemer vun Hielscher kënne ganz héich Amplituden zouverlässeg liwweren. Amplitude vu bis zu 200µm kënne problemlos kontinuéierlech am 24/7-Betrib agesat ginn. D’Méiglechkeet, mat esou héijen Amplituden ze schaffen, garantéiert, datt souguer ganz usprochsvoll Prozessziler erreecht kënne ginn. All eis Ultraschallprozessore kënne genee un déi néideg Prozessbedéngungen ugepasst an einfach iwwer déi integréiert Software iwwerwaacht ginn. Dëst garantéiert héchst Zouverlässegkeet, eng gläichbleiwend Qualitéit a reproduzéierbar Resultater. D’Robustheet vun den Ultraschallgeräter vun Hielscher erlaabt e 24/7-Betrib ënner héijer Belaaschtung an an usprochsvollen Ëmfeld.
De MultiSonoReactor MSR-4 ass en industriellen Inline-Homogenisator, dee fir d’industriell Produktioun vu Buerschlämme gëeegent ass. D’Ultraschallbehandlung gëtt fir d’Dispersioun an d’Muele vu Poléiermëttelen agesat.
Literatur / Referenzen
- 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.
Wëssenswäertes
Cheemesch-mechanesch Planariséierung (CMP)
Suspensioune fir cheemesch-mechanescht Poléieren/Planariséieren (CMP) gi benotzt, fir Uewerflächen ze glätten. D’CMP-Suspensioun besteet aus cheemeschen a mechanesch-abrasive Komponenten. CMP kann deemno als eng kombinéiert Method vu cheemeschem Ätzen an abrasivem Poléiere beschriwwe ginn.
CMP-Suspensioune gi breet agesat, fir Uewerflächen aus Siliziumoxid, polykristallinem Silizium a Metall ze poléieren an ze glätten. Wärend dem CMP-Prozess gëtt d’Topographie vun der Waferuewerfläch ofgedroen (z. B. bei Hallefleederen, Solarwaferen a Komponente vun elektronesche Geräter).
Tensiden
Fir eng laangfristeg stabil CMP-Formuléierung ze kréien, ginn Tensiden derbäigesat, fir d’Nanopartikelen an enger homogener Suspensioun ze halen. Dacks benotzt Dispergéiermëttele kënne kationesch, anionesch oder netionesch sinn an ëmfaassen Natriumdodecylsulfat (SDS), Cetylpyridiniumchlorid (CPC), d’Natriumsalz vun der Kaprinsaier, d’Natriumsalz vun der Laurinsaier, Natriumdecylsulfat, Natriumhexadecylsulfat, Hexadecyltrimethylammoniumbromid (C16TAB), Dodecyltrimethylammoniumbromid (C12TAB), Triton X-100, Tween 20, Tween 40, Tween 60, Tween 80, Symperonic A4, A7, A11 an A20.