Исследование реологических свойств, стабильности и дисперсного состава новых полирующих суспензий с использованием различных типов ПАВ для применения в электронной промышленности: в рамках задания 1.48 Разработка технологии получения и исследование физико-химических характеристик новых полирующих суспензий с использованием различных типов ПАВ для применения в электронной промышленности : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель Т. А. Савицкая

Abstract

Объектом исследования являются водные суспензии на основе диоксида кремния. Цель работы – получение высококонцентрированных полирующих водных суспензий на основе диоксида кремния с использованием в качестве стабилизирующих добавок поверхностно-активных и поверхностно-инактивных веществ различной природы и исследование влияния их концентрации на устойчивость суспензий. В ходе работы использованы метод спектра мутности, сканирующая электронная и атомно-силовая микроскопии, спектрофотометрия, сталагмометрический метод, метод лазерной дифракции, вискозиметрический метод. Исследовано влияние стабилизирующих добавок на дисперсный состав, реологические свойства и устойчивость суспензий на основе диоксида кремния. В качестве добавок изучены анионогенные ПАВ (додецилсульфат натрия (ДДС-Na), олеиновая кислота (ОК); катионогенный ПАВ (1-тетрадецилтриметиламония бромид (ТДТАБ), неионогенные ПАВ (этиленгликоль (ЭГ), полиэтиленгликоль (ПЭГ) и моноолеат глицерина (МОГ)) и поливинилпирролидон (ПВП) с различной молекулярной массой (8000 и 12000). Показано, что использование неионогенных ПАВ (ЭГ и ПЭГ) позволяет увеличить концентрацию дисперсной фазы суспензии с 18 до 25 %, неионогенного ПАВ (МОГ) – до 39 %, анионогенного ПАВ (ДДС-Na) – до 49 %, а ПВП – до 39-59 % в зависимости от молекулярной массы. Преимуществом ПВП как неионогенного полимерного стабилизатора является возможность создания на поверхности твердой фазы наиболее прочного адсорбционного слоя, позволяющего задействовать наряду с адсорбционно-сольватным и электростатическим также структурно-механический и энтропийный факторы устойчивости. По результатам работы получен акт внедрения в учебный процесс. Наработана партия образцов водных суспензий на основе SiO2, стабилизированных ПВП, для проведения испытаний в производственных условиях. Имеется акт внедрения результатов научно-исследовательских работ на филиале «Камертон» ОАО «Интеграл» в процесс химико-механической полировки пластин монокристаллического кремния. Использование разработанных концентрированных стабильных суспензий на основе диоксида кремния в электронной промышленности для химико-механической полировки полупроводниковых пластин позволит отказаться от дорогостоящих импортных материалов и снизить затраты на производство конечной продукции.