Ultrasone dispersie van polijstmiddelen (CMP)
- Niet-uniforme deeltjesgrootte en inhomogene deeltjesgrootteverdeling veroorzaakt ernstige schade aan het gepolijste oppervlak tijdens een CMP-proces.
- Ultrasone dispersie is een superieure techniek te verspreiden en deagglomereren nano-sized polijsten deeltjes.
- De gelijkmatige dispersie verkregen door sonificatie resulteert in superieure CMP bewerking van oppervlakken vermijden van krassen en gebreken als gevolg van te grote korrels.
Ultrasone Spreiding van Polijsten Deeltjes
Chemisch-mechanisch polijsten/planariseren (CMP) slurries bevatten abrasieve (nano-)deeltjes om de gewenste polijsteigenschappen te verkrijgen. Veel gebruikte nanodeeltjes met abrasiviteit zijn o.a. siliciumdioxide (silica, SiO2), Ceriumoxide (ceria, CeO2), Aluminiumoxide (alumina, Al2de3), Α- en y-Fe203, Nanodiamonds onder andere. Om schade aan het gepolijste oppervlak te vermijden, moet de schurende deeltjes een uniforme vorm en smalle korrelgrootteverdeling hebben. De gemiddelde deeltjesgrootte ligt tussen 10 en 100 nanometer, afhankelijk van de CMP formulering en het gebruik ervan.
Ultrasoon dispergeren is bekend om een uniforme, langdurige stabiele dispersies. ultrasonore cavitatie en afschuifkrachten koppelen van de benodigde energie in de suspensie zodat agglomeraten worden gebroken, van de Waals krachten overwonnen en de schurende nanodeeltjes gelijkmatig verdeeld. Met sonicatie is het mogelijk om de deeltjesgrootte precies terug te brengen tot de beoogde korrelgrootte. Door uniforme ultrasone behandeling van de suspensie, kan overmaat korrels en ongelijke grootteverdeling worden opgeheven – waardoor een gewenste CMP verwijderingssnelheid terwijl het minimaliseren van het optreden van krassen.
- gerichte deeltjesgrootte
- hoge uniformiteit
- laag naar hoog vaste stofgehalte
- hoge betrouwbaarheid
- nauwkeurige controle
- exacte reproduceerbaarheid
- lineaire, naadloze opschaling

Ultrasone dispersie is een betrouwbare en zeer efficiënte technologie voor de productie van ceriumoxide nanodeeltjes.
Ultrasone Formuleren van CMP
Ultrasone mengen en mengen wordt gebruikt in vele industrieën om stabiele suspensies met lage tot zeer hoge viscositeiten. Teneinde uniforme en stabiele CMP slurries, de schuurmiddelen (bijvoorbeeld silica, ceria nanodeeltjes, α- en y-Fe produceren203 etc.), additieven en chemicaliën (bijvoorbeeld alkalische materialen, roestwerende middelen, stabilisatoren) gedispergeerd in de basisvloeistof (bijvoorbeeld gezuiverd water).
In termen van kwaliteit, hoge prestaties polijstslurries is het essentieel dat de suspensie laat langdurige stabiliteit en een zeer gelijkmatige deeltjesverdeling.
Ultrasoon dispergeren en het formuleren levert de benodigde energie om deagglomereren en distribueren van de schurende polijstmiddelen. Nauwkeurige beheersbaarheid van de ultrasone verwerkingsparameters geven de beste resultaten met een hoog rendement en betrouwbaarheid.

Ultrasone dispergeermachine UP400St voor de productie van CMP slurries in het lab.
Ultrasoon Dispergeren Systems
Hielscher Ultrasonics levert ultrasone systemen met hoog vermogen voor de verspreiding van nanomaterialen zoals silica, ceria, aluminiumoxide en nanodiamanten. Betrouwbare ultrasone processoren leveren de benodigde energie, geavanceerde ultrasone reactoren creëren optimale procescondities en de operator heeft nauwkeurige controle over alle parameters, zodat de ultrasone procesresultaten exact kunnen worden afgestemd op de gewenste procesdoelen (zoals korrelgrootte, deeltjesdistributie etc.).
Een van de belangrijkste procesparameters is de ultrasone amplitude. Hielscher's industriële ultrasone systemen betrouwbaar kunnen leveren zeer hoge amplitudes. Amplitudes van maximaal 200 urn kan gemakkelijk continu worden uitgevoerd in 24/7 operatie. De mogelijkheid om te draaien zulke hoge amplitudes zorgen ervoor dat zelfs zeer veeleisend proces doelen kunnen worden bereikt. Al onze ultrasone processors kan exact worden aangepast aan de vereiste procescondities en gemakkelijk gevolgd via de ingebouwde software. Dit garandeert de hoogste betrouwbaarheid, consistente kwaliteit en reproduceerbare resultaten. De robuustheid van ultrasone apparatuur Hielscher's zorgt voor 24/7 gebruik in zware en in veeleisende omgevingen.
Literatuur / Referenties
- 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.
Feiten die de moeite waard zijn om te weten
Chemische mechanische afvlakking (CMP)
Chemisch-mechanisch polijsten / afvlakking (CMP) slurries gebruikt om gladde oppervlakken. De CMP slurry omvat chemische en mechanische schurende componenten. Daardoor kan het CMP worden beschreven als een gecombineerde methode van chemisch etsen en schurende polijsten.
CMP suspensies worden op grote schaal gebruikt voor polijsten en glad de siliciumoxide, polysilicium en metalen oppervlakken. Tijdens het CMP-proces, wordt de topografie verwijderd van het wafeloppervlak (bijvoorbeeld halfgeleiders, zonnepanelen, onderdelen van elektronische apparatuur).
Oppervlakteactieve stoffen
Om een langdurige stabiele CMP formulering te verkrijgen, worden surfactanten toegevoegd aan de nanodeeltjes in homogene suspensie te houden. Algemeen gebruikte dispergeermiddelen kunnen kationisch, anionisch of niet-ionisch zijn en omvatten natriumdodecylsulfaat (SDS), cetylpyridiniumchloride (CPC), natriumzout van caprinezuur, natriumzout van laurinezuur, decyl natriumsulfaat, hexadecyl natriumsulfaat, hexadecyltrimethylammoniumbromide (C16TAB), dodecyltrimethylammoniumbromide (C12TAB), Triton X-100, Tween 20, Tween 40, Tween 60, Tween 80, Symperonic A4, A7, A11 en A20.