Ультразвукова дисперсія полірувальних агентів (CMP)
- Неоднорідний розмір частинок і неоднорідний розподіл частинок за розміром спричиняють серйозні пошкодження полірованої поверхні під час процесу CMP.
- Ультразвукова дисперсія є чудовою технікою для диспергування та деагломерації нанорозмірних полірувальних частинок.
- Рівномірна дисперсія, досягнута за допомогою ультразвуку, призводить до чудової обробки поверхонь CMP, уникаючи подряпин і дефектів через надмірний розмір зерен.
Ультразвукова дисперсія полірувальних частинок
Суспензії для хіміко-механічного полірування / планаризації (CMP) містять абразивні (нано-) частинки для забезпечення бажаних полірувальних властивостей. Часто використовувані наночастинки з абразивністю включають діоксид кремнію (кремнезем, SiO2), оксид церію (церія, CeO2), оксид алюмінію (оксид алюмінію, Al2O3), α- і y-Fe203, наноалмази та ін. Щоб уникнути пошкоджень на полірованій поверхні, абразивні частинки повинні мати рівномірну форму і вузький розподіл зерен. Середній розмір частинок коливається від 10 до 100 нанометрів, залежно від формули CMP та її використання.
Добре відомо, що ультразвукове диспергування дає рівномірні, довготривалі стабільні дисперсії. Ультразвукові Кавітації і зсувні сили пов'язують необхідну енергію в підвісці таким чином, що агломери руйнуються, васильні сили долаються, а абразивні наночастинки рівномірно розподіляються. За допомогою ультразвуку можна зменшити розмір частинок точно до цільового розміру зерна. Завдяки рівномірній ультразвуковій обробці суспензії можна усунути завищені розміри зерен і нерівномірний розподіл за розміром – забезпечення бажаної швидкості видалення CMP при мінімізації виникнення подряпин.
- Цільовий розмір частинок
- висока однорідність,
- від низької до високої концентрації твердих речовин
- висока надійність
- Точний контроль
- Точна відтворюваність
- Лінійне, безшовне масштабування
Ультразвукова формула CMP
Ультразвукове змішування та змішування використовується в багатьох галузях промисловості для отримання стабільних суспензій з низькою та дуже високою в'язкістю. Для отримання однорідних і стабільних суспензій CMP, абразивні матеріали (наприклад, кремнезем, наночастинки церії, α- і y-Fe203 і т.д.), добавки та хімічні речовини (наприклад, лужні матеріали, інгібітори іржі, стабілізатори) диспергуються в базовій рідині (наприклад, очищена вода).
З точки зору якості, для високоефективних полірувальних суспензій важливо, щоб підвіска демонструвала довготривалу стабільність і дуже рівномірний розподіл частинок.
Ультразвукове диспергування та формулювання забезпечує необхідну енергію для деагломерації та розподілу абразивних полірувальних агентів. Точна керованість параметрів ультразвукової обробки дають найкращі результати при високій ефективності та надійності.
Ультразвукові диспергуючі системи
Hielscher Ultrasonics постачає високопотужні ультразвукові системи для диспергування нанорозмірних матеріалів, таких як кремнезем, церія, оксид алюмінію та наноалмази. Надійні ультразвукові процесори забезпечують необхідну енергію, складні ультразвукові реактори створюють оптимальні умови процесу, а оператор має точний контроль над усіма параметрами, завдяки чому результати ультразвукового процесу можуть бути точно налаштовані на бажані цілі процесу (такі як розмір зерна, розподіл частинок тощо).
Одним з найважливіших параметрів процесу є амплітуда ультразвуку. Хвороба Хільшера Промислові ультразвукові системи може надійно видавати дуже високі амплітуди. Амплітуди до 200 мкм можна легко безперервно працювати в режимі 24/7. Здатність виконувати такі високі амплітуди забезпечує досягнення навіть дуже вимогливих цілей процесу. Всі наші ультразвукові процесори можуть бути точно налаштовані на необхідні умови процесу і легко контролюються за допомогою вбудованого програмного забезпечення. Це забезпечує найвищу надійність, стабільну якість і відтворювані результати. Надійність ультразвукового обладнання Hielscher дозволяє працювати 24/7 у важких умовах і в складних умовах.
Література / Список літератури
- 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.
Факти, які варто знати
Хіміко-механічна планаризація (CMP)
Для згладжування поверхонь використовуються суспензії хіміко-механічного полірування/планаризації (CMP). Суспензія CMP складається з хімічних і механіко-абразивних компонентів. Таким чином, ЦМП можна охарактеризувати як комбінований метод хімічного травлення і абразивного полірування.
Суспензії CMP широко використовуються для полірування та вирівнювання поверхонь оксиду кремнію, полікремнію та металу. Під час процесу CMP з поверхні пластин видаляється топографія (наприклад, напівпровідники, сонячні пластини, компоненти електронних пристроїв).
поверхнево-активні речовини
Для отримання довготривалої стабільної формули CMP додають поверхнево-активні речовини, які утримують наночастинки в однорідній суспензії. Широко використовувані диспергуючі агенти можуть бути катіонними, аніонними або неіонними і включають додецилсульфат натрію (SDS), цетилпіридинію хлорид (CPC), натрієву сіль капринової кислоти, натрієву сіль лауринової кислоти, децилсульфат натрію, гексадецилсульфат натрію, гексадецилтриметиламоній бромід (C16TAB), бромід додецилтриметиламонію (С12TAB), Triton X-100, Tween 20, Tween 40, Tween 60, Tween 80, Symperonic A4, A7, A11 і A20.