超细铝、硅氧化物的分散及稳定性研究

摘要

在许多领域,超细颗粒的分散已成为提高产品质量和性能及提高工艺效率不可缺少且十分重的技术手段.在矿物加工领域,控制分散是获得选择性浮选分离的重要条件.在集成电路制造业的化学机械抛光工艺技术中,抛光剂超细SiO<,2>,Al<,2>O<,3>粒子的充分分散是获得0.15μm芯片表面平整度的前提.该文以超细颗粒在液相介质中的赋存状态的理论研究成果和化学机械抛光研磨液的应用研究基础上展开工作.实验研究了超细SiO<,2>,Al<,2>O<,3>粒子在水介质,有机介质中的分散与凝聚的规律,分析了pH值,分散剂及表面活性剂对于 颗粒分散的影响,并用颗粒间相互作用DLVO及EDLVO理论进行解释.基于以上分散与聚团理论的研究结果,制备出抛光液磨料粒子SiO<,2>,Al<,2>O<,3>溶胶.溶胶平均粒径在30-50nm范围,在适宜的浓度,温度、pH值及分散剂条件下,溶胶可长时间存放,而不会凝聚和沉淀分层.

目录

文摘

英文文摘

1.文献综述

1.1超细颗粒与微细颗粒

1.2超细颗粒分散的重要性

1.2.1矿物加工领域中的分散

1.2.2化学机械抛光工艺中的分散

1.2.3其它领域中的分散

1.3颗粒分散系的分类

1.4分散的方法

1.5颗粒分散与聚团理论研究的进展

1.6关于本论文

2实验方法

2.1试验样品

2.2试验药剂及液相介质

2.3试验设备

2.4试验方法

3.超细颗粒间的凝聚与分散理论

3.1 DLVO理论

3.1.1静电力

3.1.2范德华力

3.2 EDLVO理论

3.2.1水化斥力

3.2.2疏水力

3.2.3空间稳定化力

3.2.4磁引力

4水介质中超细铝、硅氧化物的分散

4.1 pH值对颗粒分散的影响及其机理研究

4.1.1 pH值对颗粒分散的影响

4.1.2机理解释

4.2分散剂对颗粒分散的影响及机理研究

4.2.1分散剂对颗粒分散的影响

4.2.2分散剂作用方式研究

4.3物理分散法的影响

4.3.1超声分散与机械搅拌法的比较

4.3.2搅拌速度的影响

4.3.3搅拌时间的影响

4.4小结

5有机介质中超细铝、硅氧化物的分散

5.1有机介质中颗粒的分散行为

5.2机理解释

5.3小结

6表面活性剂对超细铝、硅氧化物分散的影响

6.1表面活性剂对颗粒分散的影响

6.2机理分析

6.3小结

7 CMP抛光剂SiO2、Al2O3溶胶的性能研究

7.1溶胶的稳定性

7.1.1粗分散系与胶体分散系的稳定性比较

7.1.2浓度对溶胶稳定性的影响

7.1.3温度对溶胶稳定性的影响

7.1.4 pH值对溶胶稳定性的影响

7.2溶胶的可过滤性

7.3粗分散系与胶体分散系扫描电镜照片比较

7.4小结

8.结论

参考文献

致谢