การกระจายตัวของสารขัดเงาอัลตราโซนิก (CMP)
- ขนาดอนุภาคที่ไม่สม่ําเสมอและการกระจายขนาดอนุภาคที่ไม่สม่ําเสมอทําให้เกิดความเสียหายอย่างรุนแรงต่อพื้นผิวขัดเงาในระหว่างกระบวนการ CMP
- การกระจายตัวด้วยอัลตราโซนิกเป็นเทคนิคที่เหนือกว่าในการกระจายและแยกอนุภาคขัดขนาดนาโน
- การกระจายตัวที่สม่ําเสมอที่ทําได้โดย sonication ส่งผลให้การประมวลผล CMP ที่เหนือกว่าของพื้นผิวหลีกเลี่ยงรอยขีดข่วนและข้อบกพร่องเนื่องจากเมล็ดพืชขนาดใหญ่
การกระจายตัวของอัลตราโซนิกของอนุภาคขัดเงา
สารละลายขัดเงา / planarization ทางเคมี - กลไก (CMP) ประกอบด้วยอนุภาคที่มีฤทธิ์กัดกร่อน (นาโน) เพื่อให้มีคุณสมบัติการขัดเงาที่ต้องการ อนุภาคนาโนที่ใช้กันทั่วไปที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ได้แก่ ซิลิคัมไดออกไซด์ (ซิลิกา, SiO2), ซีเรียมออกไซด์ (ซีเรีย, CeO2), อะลูมิเนียมออกไซด์ (อลูมินา, อัล2O3), α- และ y-Fe203นาโนไดมอนด์ เป็นต้น เพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายบนพื้นผิวขัดเงาอนุภาคที่มีฤทธิ์กัดกร่อนจะต้องมีรูปร่างสม่ําเสมอและการกระจายขนาดเกรนที่แคบ ขนาดอนุภาคเฉลี่ยอยู่ระหว่าง 10 ถึง 100 นาโนเมตร ขึ้นอยู่กับสูตร CMP และการใช้งาน
การกระจายอัลตราโซนิกเป็นที่รู้จักกันดีในการผลิตการกระจายตัวที่สม่ําเสมอและมีเสถียรภาพในระยะยาว เหนือเสียง โพรงอากาศ และแรงเฉือนจับคู่พลังงานที่ต้องการลงในระบบกันสะเทือนเพื่อให้การรวมตัวกันแตกหัก van แรง Waals เอาชนะและอนุภาคนาโนที่มีฤทธิ์กัดกร่อนกระจายอย่างสม่ําเสมอ ด้วยโซนิเคชั่นทําให้สามารถลดขนาดอนุภาคได้ตามขนาดเกรนเป้าหมาย ด้วยการประมวลผลอัลตราโซนิกที่สม่ําเสมอของสารละลายเมล็ดพืชขนาดใหญ่และการกระจายขนาดที่ไม่สม่ําเสมอสามารถกําจัดได้ – มั่นใจได้ถึงอัตราการกําจัด CMP ที่ต้องการในขณะที่ลดการเกิดรอยขีดข่วนให้เหลือน้อยที่สุด
- ขนาดอนุภาคเป้าหมาย
- ความสม่ําเสมอสูง
- ความเข้มข้นของแข็งต่ําถึงสูง
- ความน่าเชื่อถือสูง
- การควบคุมที่แม่นยํา
- ความสามารถในการทําซ้ําที่แน่นอน
- การขยายขนาดเชิงเส้นและราบรื่น
โฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกใช้เพื่อกระจายและบดสารขัดเงา
การกระจายตัวด้วยอัลตราโซนิกเป็นเทคโนโลยีที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพสูงสําหรับการผลิตอนุภาคนาโนซีเรียมออกไซด์
สูตรอัลตราโซนิกของ CMP
การผสมและการผสมอัลตราโซนิกใช้ในหลายอุตสาหกรรมเพื่อผลิตสารแขวนลอยที่เสถียรที่มีความหนืดต่ําถึงสูงมาก ในการผลิตสารละลาย CMP ที่สม่ําเสมอและเสถียรวัสดุที่มีฤทธิ์กัดกร่อน (เช่นซิลิกาอนุภาคนาโนซีเรีย α- และ y-Fe203 ฯลฯ ) สารเติมแต่งและสารเคมี (เช่น วัสดุอัลคาไลน์ สารยับยั้งสนิม สารทําให้คงตัว) จะกระจายตัวลงในของเหลวพื้นฐาน (เช่น น้ําบริสุทธิ์)
ในแง่ของคุณภาพ สําหรับสารละลายขัดเงาประสิทธิภาพสูง จําเป็นอย่างยิ่งที่สารแขวนลอยจะต้องแสดงความเสถียรในระยะยาวและการกระจายอนุภาคที่สม่ําเสมอสูง
การกระจายและการกําหนดสูตรอัลตราโซนิกให้พลังงานที่จําเป็นในการแยกตัวและกระจายสารขัดที่มีฤทธิ์กัดกร่อน การควบคุมที่แม่นยําของพารามิเตอร์การประมวลผลอัลตราโซนิกให้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดที่มีประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือสูง
เครื่องกระจายอัลตราโซนิก UP400St สําหรับการผลิตสารละลาย CMP ในห้องปฏิบัติการ
ระบบกระจายอัลตราโซนิก
Hielscher Ultrasonics จัดหาระบบอัลตราโซนิกกําลังสูงสําหรับการกระจายตัวของวัสดุขนาดนาโนเช่นซิลิกาซีเรียอลูมินาและนาโนไดมอนด์ โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกที่เชื่อถือได้ให้พลังงานที่ต้องการเครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกที่ซับซ้อนสร้างสภาวะกระบวนการที่เหมาะสมและผู้ปฏิบัติงานสามารถควบคุมพารามิเตอร์ทั้งหมดได้อย่างแม่นยําเพื่อให้ผลลัพธ์ของกระบวนการอัลตราโซนิกสามารถปรับให้เข้ากับเป้าหมายกระบวนการที่ต้องการ (เช่นขนาดเกรนการกระจายอนุภาค ฯลฯ )
หนึ่งในพารามิเตอร์กระบวนการที่สําคัญที่สุดคือแอมพลิจูดอัลตราโซนิก ฮิลเชอร์ ระบบอัลตราโซนิกอุตสาหกรรม สามารถให้แอมพลิจูดที่สูงมากได้อย่างน่าเชื่อถือ แอมพลิจูดสูงถึง 200μm สามารถทํางานต่อเนื่องได้อย่างง่ายดายในการทํางานตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน ความสามารถในการเรียกใช้แอมพลิจูดสูงเช่นนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าสามารถบรรลุเป้าหมายกระบวนการที่มีความต้องการสูงได้ โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกทั้งหมดของเราสามารถปรับให้เข้ากับสภาวะกระบวนการที่ต้องการได้อย่างแม่นยําและตรวจสอบได้อย่างง่ายดายผ่านซอฟต์แวร์ในตัว สิ่งนี้ทําให้มั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือสูงสุดคุณภาพที่สม่ําเสมอและผลลัพธ์ที่ทําซ้ําได้ ความทนทานของอุปกรณ์อัลตราโซนิกของ Hielscher ช่วยให้สามารถทํางานได้ตลอด 24 ชั่วโมงทุกวันในงานหนักและในสภาพแวดล้อมที่ต้องการ
MultiSonoReactor MSR-4 เป็นโฮโมจีไนเซอร์แบบอินไลน์อุตสาหกรรมที่เหมาะสําหรับการผลิตโคลนเจาะทางอุตสาหกรรม Sonication ใช้สําหรับการกระจายตัวและการกัดสารขัดเงา
วรรณกรรม / อ้างอิง
- 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.
ข้อเท็จจริงที่ควรค่าแก่การรู้
การทําให้เป็นระนาบทางกลทางเคมี (CMP)
สารละลายขัด/การแพร่ระนาบทางเคมี (CMP) ใช้เพื่อทําให้พื้นผิวเรียบ สารละลาย CMP ประกอบด้วยส่วนประกอบทางเคมีและสารกัดกร่อนทางกล ด้วยเหตุนี้ CMP จึงสามารถอธิบายได้ว่าเป็นวิธีการผสมผสานระหว่างการแกะสลักด้วยสารเคมีและการขัดเงาด้วยฤทธิ์กัดกร่อน
สารแขวนลอย CMP ใช้กันอย่างแพร่หลายในการขัดเงาและทําให้พื้นผิวซิลิกอนออกไซด์โพลีซิลิกอนและโลหะเรียบ ในระหว่างกระบวนการ CMP ภูมิประเทศจะถูกลบออกจากพื้นผิวเวเฟอร์ (เช่น เซมิคอนดักเตอร์ เวเฟอร์พลังงานแสงอาทิตย์ ส่วนประกอบของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์)
สารลดแรงตึงผิว
เพื่อให้ได้สูตร CMP ที่เสถียรในระยะยาว จะมีการเพิ่มสารลดแรงตึงผิวเพื่อให้อนุภาคนาโนอยู่ในสารแขวนลอยที่เป็นเนื้อเดียวกัน สารกระจายตัวที่ใช้กันทั่วไปอาจเป็นไอออนบวก ประจุลบ หรือไม่มีไอออนิก และรวมถึงโซเดียมโดเดซิลซัลเฟต (SDS), เซทิลไพริไดเนียมคลอไรด์ (CPC), เกลือโซเดียมของกรดคาปริก, เกลือโซเดียมของกรดลอริก, เดซิลโซเดียมซัลเฟต, เฮกซาเดซิลโซเดียมซัลเฟต, เฮกซาเดซิลไตรเมทิลแอมโมเนียมโบรไมด์ (C16TAB), โดเดซิลไตรเมทิลแอมโมเนียมโบรไมด์ (C12TAB), Triton X-100, Tween 20, Tween 40, Tween 60, Tween 80, Symperonic A4, A7, A11 และ A20