Ультразвуковое диспергирование полирующих средств (СМП)
- Неоднородный размер частиц и неоднородное распределение частиц по размерам приводит к серьезным повреждениям полированной поверхности в процессе CMP.
- Ультразвуковое диспергирование является превосходным методом диспергирования и деагломерации наноразмерных полировальных частиц.
- Равномерная дисперсия, достигаемая за счет ультразвуковой обработки, обеспечивает превосходную обработку поверхностей CMP, предотвращая появление царапин и дефектов из-за слишком крупных зерен.
Ультразвуковое диспергирование полировальных частиц
Суспензии химико-механической полировки / планаризации (CMP) содержат абразивные (нано-) частицы для обеспечения желаемых полировальных свойств. К обычно используемым наночастицам с абразивностью относится диоксид кремния (диоксид кремния, SiO2), оксид церия (церий, CeO2), оксид алюминия (оксид алюминия, алюминия2O3), α- и y-Fe203, наноалмазы и другие. Во избежание повреждений на полированной поверхности абразивные частицы должны иметь однородную форму и узкое гранулометрическое распределение. Средний размер частиц колеблется от 10 до 100 нанометров, в зависимости от состава CMP и его использования.
Хорошо известно, что ультразвуковое диспергирование позволяет получать однородные, долговременные стабильные дисперсии. Ультразвуковой кавитация а поперечные силы связывают необходимую энергию с суспензией так, что агломераты разрушаются, силы Ваальса преодолеваются, а абразивные наночастицы равномерно распределяются. С помощью ультразвуковой обработки можно уменьшить размер частиц точно до заданного размера зерна. Благодаря равномерной ультразвуковой обработке суспензии можно устранить негабаритные зерна и неравномерное распределение по размерам – Обеспечение желаемой скорости удаления CMP при минимизации возникновения царапин.
- Целевой размер частиц
- высокая однородность
- Низкая и высокая концентрация твердых частиц
- высокая надежность
- Точное управление
- Точная воспроизводимость
- Линейное, бесшовное масштабирование
Ультразвуковое составление рецептуры CMP
Ультразвуковое смешивание и смешивание используется во многих отраслях промышленности для получения стабильных суспензий с низкой и очень высокой вязкостью. Для получения однородных и стабильных суспензий CMP абразивные материалы (например, диоксид кремния, наночастицы церия, α- и y-Fe203 и т. д.), добавки и химикаты (например, щелочные материалы, ингибиторы ржавчины, стабилизаторы) диспергируются в базовой жидкости (например, в очищенной воде).
С точки зрения качества, для высокоэффективных полировальных суспензий важно, чтобы суспензия демонстрировала долговременную стабильность и высокоравномерное распределение частиц.
Ультразвуковое диспергирование и составление рецептур обеспечивает необходимую энергию для деагломерации и распределения абразивных полирующих средств. Точное управление параметрами ультразвуковой обработки дает наилучшие результаты при высокой эффективности и надежности.
Ультразвуковые диспергирующие системы
Hielscher Ultrasonics поставляет мощные ультразвуковые системы для диспергирования наноразмерных материалов, таких как диоксид кремния, церия, глинозем и наноалмазы. Надежные ультразвуковые процессоры обеспечивают необходимую энергию, сложные ультразвуковые реакторы создают оптимальные условия процесса, а оператор имеет точный контроль над всеми параметрами, так что результаты ультразвукового процесса могут быть точно настроены на желаемые цели процесса (такие как размер зерна, распределение частиц и т. д.).
Одним из важнейших параметров процесса является амплитуда ультразвука. Хильшер Промышленные ультразвуковые системы Может надежно выдавать очень высокие амплитуды. Амплитуды до 200 мкм могут легко работать непрерывно в режиме 24/7. Возможность работы с такими высокими амплитудами позволяет достичь даже очень сложных технологических целей. Все наши ультразвуковые процессоры могут быть точно отрегулированы в соответствии с требуемыми технологическими условиями и легко контролироваться с помощью встроенного программного обеспечения. Это обеспечивает высочайшую надежность, стабильное качество и воспроизводимость результатов. Надежность ультразвукового оборудования Hielscher позволяет работать в режиме 24/7 в тяжелых условиях эксплуатации и в сложных условиях.
Литература / Литература
- 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.
Факты, которые стоит знать
Химико-механическая планаризация (ХМЗ)
Для сглаживания поверхностей используются химико-механические шлифовальные/планаризационные суспензии (СМП). Суспензия ЧМЗ состоит из химических и механико-абразивных компонентов. Таким образом, CMP можно охарактеризовать как комбинированный метод химического травления и абразивной полировки.
Суспензии CMP широко используются для полировки и сглаживания поверхностей оксида кремния, поликремния и металлов. В процессе CMP с поверхности пластины удаляется топография (например, полупроводники, солнечные пластины, компоненты электронных устройств).
поверхностно-активные вещества
Для получения долговременной стабильной формулы CMP добавляются поверхностно-активные вещества, чтобы удерживать наночастицы в однородной суспензии. Обычно используемые диспергирующие агенты могут быть катионными, анионными или неионными и включают додецилсульфат натрия (SDS), цетилпиридиния хлорид (CPC), натриевую соль каприновой кислоты, натриевую соль лауриновой кислоты, децилсульфат натрия, гексадецилсульфат натрия, гексадецилтриметиламмония бромид (C16ТАБ), додецилтриметиламмония бромид (С12TAB), Triton X-100, Tween 20, Tween 40, Tween 60, Tween 80, Symperonic A4, A7, A11 и A20.