铝蚀刻剂控制研究—华林科纳半导体

摘要

本文对本克斯使用的铝蚀刻剂进行调查，以长期提高蚀刻部件的质量。非常薄的铝箔图案在磷酸、氯化铁和水锈溶液中精确蚀刻的铝箔图案符合尺寸和一致性标准。蚀刻剂的主要问题是，由蒸发和耗尽引起的成分变化不可预测地改变了蚀刻剂的质量。

为了解决成分变化的问题，研究开始了确定一种可靠的分析蚀刻剂的方法。当分析程序最终确定时，将建立一个控制程序，其中蚀刻剂成分将保持尽可能接近一个固定的值。经过尝试的各种分析技术，开发了一种准确测量总铁、亚铁和酸浓度的方法。用偏振仪定量检测总铁；亚铁和酸的浓度由单独的滴定法测定。建立了对照组，要求大约每2周进行一次解决方案分析。根据需要添加磷酸、氯化铁和水，以产生所需的浓度。

蚀刻剂分析

分析蚀刻剂的能力是建立蚀刻过程质量控制的初步步骤。在任何时候，蚀刻溶液在+2（亚铁)和铁）价态中含有不同浓度的+3铁质酸和铁。铁与酸结合，对铝产生蚀刻作用。为了使蚀刻剂产生一致的结果，铁与酸和水的平衡必须保持相对稳定。

铁浓度分析

假设近似于溶液的总铁浓度在整个生命周期中保持不变，只有铁铁和亚铁相互变化，由铁产生亚铁。RCE中的铁浓度约为200kg/m3；用磷酸和水稀释10至1时，铁浓度下降至18kg/m3。如果用二铬酸钾滴定，以对二苯胺磺酸为指标，可以测定亚铁含量。铁含量是总铁和亚铁的差。 最好纠正由水蒸发引起的总铁浓度的误差，因为在不影响蒸发量的情况下，误差的大小是不知道的。由于溶液的性质，可能是由于铁磷配合物，在传统的总铁或铁方法遇到了问题。用氯化锡和二氧化硫等药剂将铁铁还原为亚铁的尝试没有成功，因为无法实现完全还原。如果可能的话，用重铬酸钾滴定所产生的亚铁将得到总铁。比色测定是不有用的，因为程序要么太长，或不可能存在的磷。提出了一种偏光法测定总铁浓度；用滴定法测定二阶铁，三阶铁是两者之间的区别。

透明度分析

蚀刻溶液的酸度（H30+的浓度）负责大量的蚀刻作用。根据化学方程，部分酸度由磷酸提供，其余部分由RCE中的铁提供。通过用氢氧化钠将稀释后的蚀刻剂样品滴定到pH为2.5来检查酸度。当pH值高于2.5时，沉淀物形成和酸度读数不准确。了解氢氧化钠的正态性和滴定体积，酸的消耗可以以每立方米（keq/m3）计算。

蚀刻剂的补充

补充蚀刻溶液是必要的，以减少蚀刻溶液的寿命。溶液分析中的铁和酸浓度值决定了将蚀刻剂带回到适当的操作范围所需的添加量。大约每隔2周，分析添加蚀刻成分以进行补充。当亚铁的浓度达到总铁的一半左右时，蚀刻率下降，质量受到影响，因此必须倾倒一些废弃的溶液并添加新制造的蚀刻剂。

审核编辑：符乾江