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电位滴定仪在半导体行业的应用

来源:梅特勒托利多 METTLER TOLEDO   2023年05月22日 17:22  

​半导体行业主要由三部分组成:硅片(Silicon Wafer)生产、集成电路(IC)制造和印刷电路板(PCB)制造。涉及的主要工艺包括酸洗、清洗、蚀刻、光刻、电镀等。每种工艺都会用到特定组分和浓度的化学溶液。溶液成分的监测和控制对产品质量至关重要。


例如,在氯化铜蚀刻液中,蚀刻速率取决于游离酸浓度,而蚀刻过程中生成的亚铜也会降低蚀刻速率,因此必须对其浓度加以监测和控制。滴定分析方法因简单、快速且成本低,在半导体工业中获得了很大的应用。

 

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铜蚀刻的不同阶段

滴定法可以用来分析溶液中的多种成分,如:

酸/碱:H2SO4, HCl, NaOH,H3BO4,HNO3, HF, CH3COOH, H3PO4,CO32-

金属阳离子:Cu2+, Cr6+, Cr3+,Sn2+,Fe2+,Ni2+,Zn2+,Ag+,Ba2+,Au3+

亚磷酸盐:Na2HPO3 , NaH2PO2

其他:过氧化氢(H2O2),氰化物,氯化物,混酸,络合剂,表面活性剂等。

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1、混酸蚀刻液/清洗液

样品:CH3COOH : H3PO4 : HNO3混酸

原理:

HX+OH- = H2O+X-

根据样品中各酸组分的酸性强弱不同,通过酸碱滴定,将各组分加以区分

滴定液: 0.1 mol/L NaOH

电极:DGi111-SC pH电极

 

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结果:

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2、镍电镀液

样品:镍电镀液

原理:

Ni2++EDTA2- = EDTA-Ni

Ni2+在pH10的条件下,与EDTA-2Na形成稳定的络合物。滴定终点时,指示剂发生变色,通过光度电极指示。

滴定液: 0.1 mol/L EDTA

电极:DP5 光度电极

 

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结果:

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3、过氧化氢

样品:H2O2/H2SO4 或H2O2/NH4OH

原理:

2MnO4- + 5H2O2 + 6H+ = 8H2O + 5O2+ 2Mn2+

H2O2和KMnO4在硫酸存在的条件下发生上述反应,反应终点通过铂环电极指示。

滴定液: 0.1 mol/L 1/5 KMnO4

电极:DMi140-SC或DMi147-SC Pt环电极

 

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结果:

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4、氯离子

样品:铜电镀液

Ag+ + Cl- = AgCl

Ag+和Cl-发生上述反应生成沉淀,反应终点通过银环电极指示。

滴定液: 0.01 mol/L AgNO3

电极:DMi141-SC或DMi148-SC 银环电极

 

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结果:

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