高浓度纳米二氧化硅浆料Zeta电位的测量

高浓度纳米二氧化硅浆料是晶圆化学机械抛光的常用磨料,保持浆料中高浓度纳米颗粒悬浮液体系的分散稳定是关键技术,通常用Zeta电位来表征,而高浓度浆料的Zeta电位测量仍存在较多问题。采用电泳光散射法,通过稀释和离心方式降低浆料浓度来测量高浓度纳米二氧化硅浆料Zeta电位,并研究了该方法的可行性。结果表明:可以保持颗粒表面和溶液间化学平衡的原液平衡稀释法是准确测量高浓度样品Zeta电位的基础;对于较难获得上层清液的高浓度浆料的稀释,离心以降低颗粒浓度的样品制备方法可快速而准确地获得Zeta电位测量结果;在同一分散体系下,Zeta电位测量值与分散体系中颗粒粒径大小无关。

U型样品池中电场分布仿真及其对Zeta电位测量的影响

为探究电场稳定性对测量纳米颗粒溶液Zeta电位的影响,对主流的U型样品池进行电场仿真实验;根据仿真结果发现的U型样品池底部的电场强度分布存在不均匀的问题,选取U型样品池两侧竖直臂的中点位置作为新的探测点,并采用粒径为800nm的聚苯乙烯带电颗粒悬浮液设计基于电泳光散射法的对比实验。结果表明:U型样品池两侧竖直臂,其电场强度稳定在0.65V/mm;在样品池底部,电场强度存在较大分布,从0.48到0.75V/mm。在20~60V的不同电泳电压条件下,两侧竖直臂Zeta电位的最高标准差为2.94,是底部Zeta电位最低标准差的1/2;其多普勒频移与电泳电压的一次线性拟合度R2超过0.99,而底部的仅为0.97。