鋁蝕刻劑控制研究—華林科納半導(dǎo)體

摘要

本文對(duì)本克斯使用的鋁蝕刻劑進(jìn)行調(diào)查，以長(zhǎng)期提高蝕刻部件的質(zhì)量。非常薄的鋁箔圖案在磷酸、氯化鐵和水銹溶液中精確蝕刻的鋁箔圖案符合尺寸和一致性標(biāo)準(zhǔn)。蝕刻劑的主要問題是，由蒸發(fā)和耗盡引起的成分變化不可預(yù)測(cè)地改變了蝕刻劑的質(zhì)量。

為了解決成分變化的問題，研究開始了確定一種可靠的分析蝕刻劑的方法。當(dāng)分析程序最終確定時(shí)，將建立一個(gè)控制程序，其中蝕刻劑成分將保持盡可能接近一個(gè)固定的值。經(jīng)過(guò)嘗試的各種分析技術(shù)，開發(fā)了一種準(zhǔn)確測(cè)量總鐵、亞鐵和酸濃度的方法。用偏振儀定量檢測(cè)總鐵；亞鐵和酸的濃度由單獨(dú)的滴定法測(cè)定。建立了對(duì)照組，要求大約每2周進(jìn)行一次解決方案分析。根據(jù)需要添加磷酸、氯化鐵和水，以產(chǎn)生所需的濃度。

蝕刻劑分析

分析蝕刻劑的能力是建立蝕刻過(guò)程質(zhì)量控制的初步步驟。在任何時(shí)候，蝕刻溶液在+2（亞鐵)和鐵）價(jià)態(tài)中含有不同濃度的+3鐵質(zhì)酸和鐵。鐵與酸結(jié)合，對(duì)鋁產(chǎn)生蝕刻作用。為了使蝕刻劑產(chǎn)生一致的結(jié)果，鐵與酸和水的平衡必須保持相對(duì)穩(wěn)定。

鐵濃度分析

假設(shè)近似于溶液的總鐵濃度在整個(gè)生命周期中保持不變，只有鐵鐵和亞鐵相互變化，由鐵產(chǎn)生亞鐵。RCE中的鐵濃度約為200kg/m3；用磷酸和水稀釋10至1時(shí)，鐵濃度下降至18kg/m3。如果用二鉻酸鉀滴定，以對(duì)二苯胺磺酸為指標(biāo)，可以測(cè)定亞鐵含量。鐵含量是總鐵和亞鐵的差。 最好糾正由水蒸發(fā)引起的總鐵濃度的誤差，因?yàn)樵诓挥绊懻舭l(fā)量的情況下，誤差的大小是不知道的。由于溶液的性質(zhì)，可能是由于鐵磷配合物，在傳統(tǒng)的總鐵或鐵方法遇到了問題。用氯化錫和二氧化硫等藥劑將鐵鐵還原為亞鐵的嘗試沒有成功，因?yàn)闊o(wú)法實(shí)現(xiàn)完全還原。如果可能的話，用重鉻酸鉀滴定所產(chǎn)生的亞鐵將得到總鐵。比色測(cè)定是不有用的，因?yàn)槌绦蛞刺L(zhǎng)，或不可能存在的磷。提出了一種偏光法測(cè)定總鐵濃度；用滴定法測(cè)定二階鐵，三階鐵是兩者之間的區(qū)別。

透明度分析

蝕刻溶液的酸度（H30+的濃度）負(fù)責(zé)大量的蝕刻作用。根據(jù)化學(xué)方程，部分酸度由磷酸提供，其余部分由RCE中的鐵提供。通過(guò)用氫氧化鈉將稀釋后的蝕刻劑樣品滴定到pH為2.5來(lái)檢查酸度。當(dāng)pH值高于2.5時(shí)，沉淀物形成和酸度讀數(shù)不準(zhǔn)確。了解氫氧化鈉的正態(tài)性和滴定體積，酸的消耗可以以每立方米（keq/m3）計(jì)算。

蝕刻劑的補(bǔ)充

補(bǔ)充蝕刻溶液是必要的，以減少蝕刻溶液的壽命。溶液分析中的鐵和酸濃度值決定了將蝕刻劑帶回到適當(dāng)?shù)牟僮鞣秶璧奶砑恿?。大約每隔2周，分析添加蝕刻成分以進(jìn)行補(bǔ)充。當(dāng)亞鐵的濃度達(dá)到總鐵的一半左右時(shí)，蝕刻率下降，質(zhì)量受到影響，因此必須傾倒一些廢棄的溶液并添加新制造的蝕刻劑。

審核編輯：符乾江