[发明专利]一种延长Mo/Al蚀刻药液的使用寿命方法

说明书

技术领域

本发明属于Mo/Al金属蚀刻技术领域，具体涉及一种延长Mo/Al蚀刻药液的使用寿命方法。

背景技术

在金属Mo/Al蚀刻中，金属Mo/Al通常使用混酸对其进行蚀刻，该混酸包括磷酸、醋酸、硝酸、去离子水。蚀刻时，金属Mo/Al先由HNO₃将金属氧化成为金属氧化物，再用CH₃COOH将金属Mo/Al软化并分解，接着再利用H₃PO₄将氧化物予以溶解去除。如此反复进行以达到刻蚀的效果。由于硝酸的浓度比较低，不断地被消耗，加上很多种药液监控系统只能监控硝酸根的浓度，却不是硝酸的准确浓度。而在金属Mo/Al的蚀刻过程中不断产生Al³⁺，使得蚀刻Al³⁺的浓度上升，也极大影响了蚀刻药液的刻蚀能力，这些是蚀刻药液使用寿命不长的原因之一。

在金属Mo/Al蚀刻过程中，主要采取非水滴定法和光度测量法这两种对蚀刻药液进行监控。其中非水滴定系高精度但非常昂贵，而光度测量系便宜却精度不高的缺陷；而且这两种监控方法都有一个共同的缺陷是Mo/Al蚀刻药液的使用寿命均在15天以内。然而在Mo/Al蚀刻药液中，起主导作用的是硝酸。金属钼和铝在蚀刻过程中，药液中的硝酸浓度的下降，生产硝酸盐的积累，使得药液的刻蚀能力下降，疲劳液增加；降低了反应效率。

目前，对于NIR & UV等光度测量法来说，由于NO₃^-能够特定吸收光谱于紫外线300nm之处，所以能测定药液中的NO₃- 的浓度。如在铝膜蚀刻中采用光度测量法对药液进行监控时，由于光度测量法只能测量下面离子反应式①，②中的NO₃-的总量，但是测量出来的浓度并不是在蚀刻过程中全部起到刻蚀作用的硝酸浓度，从而造成药液补给时出现较大的误差，有效蚀刻的硝酸的浓度测量不准确，导致蚀刻药液频繁更换。另外，在如果蚀刻药液中的游离的硝酸浓度在5%以上时使用NIR法是可以监测和控制的，但是当蚀刻药液中的游离的硝酸浓度在2%以下的浓度时，则无法起到控制作用。

而对于非水滴定法来说，虽然能相对准确滴定硝酸的浓度，却无法摆脱Al³⁺ 的ppm升高的问题，当Al³⁺ 的ppm达到1000ppm,时，药液则需要更换。这是第二个原因。所述的ppm为药液浓度的重量百分比。

Al蚀刻液中，硝酸的离子反应式为：

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是一种延长Mo/Al蚀刻药液的使用寿命方法，可以有效减少药液的使用量，节约生产成本，延长药液的使用寿命。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下方案实现：一种延长Mo/Al蚀刻药液的使用寿命方法，包括盛放酸性药液的药液槽，与药液槽连通且用于抽取药液槽中药液的循环泵，循环泵的输出端与用于监控药液中金属离子浓度的金属离子浓度感应器连通，金属离子浓度感应器的输出端分别与药液监控系统和离子交换系统连通，离子交换系统的输出端与药液监控系统连通，药液监控系统的输出端与药液槽连通；在金属离子浓度感应器的输出端与离子交换系统之间设有第一自动阀门开关；在金属离子浓度感应器的输出端与药液监控系统之间设有第二自动阀门开关；药液监控系统的输出端与药液槽之间设有手动阀门开关；所述的药液监控系统内设有PPC，PPC与金属离子浓度感应器、第一自动阀门开关、第二自动阀门开关连接，具体步骤如下：

S1.在药液槽中注入酸性药液，在离子交换系统中注入阳离子树脂；

S2.在药液监控系统中的PPC设定金属离子的最高浓度值为N1;

S3. 打开手动阀门开关；药液流向药液监控系统，通过补药液或更换药液流回药液槽；

S4.监控系统中的PPC控制第一自动阀门开关闭合、第二自动阀门开关打开；

S5.不断的抽取药液槽中的酸性药液与金属反应，反应后产生金属离子，且反应后的药液重新回流至药液槽内；同时，循环泵和药液监控系统工作，药液监控系统实时监控和管理药液的浓度；

S6.被循环泵抽取的药液经过金属离子浓度感应器，金属离子浓度感应器实时检测流过的药液的金属离子的浓度，记录检测的实时金属离子的浓度值N2并数据发送至药液监控系统中的PPC内；