CN101667040A

CN101667040A - 蚀刻液浓度控制方法

Info

Publication number: CN101667040A
Application number: CN200810213433A
Authority: CN
Inventors: 陈志行
Original assignee: ABLETEK Inc
Current assignee: ABLETEK Inc
Priority date: 2008-09-02
Filing date: 2008-09-02
Publication date: 2010-03-10

Abstract

一种蚀刻液浓度控制方法，其包括以下步骤：设定蚀刻液的目标浓度值；抽取蚀刻液样本；用丙二醇稀释所述蚀刻液样本；测量所述蚀刻液样本的浓度，得到所测量的浓度值；依据所述目标浓度值与所测量的浓度值的差值，调整所述蚀刻液的浓度至所述目标浓度值。蚀刻液浓度分析过程中不使用毒性物质，减少蚀刻液浓度控制过程对环境造成的负担。

Description

蚀刻液浓度控制方法

技术领域

本发明涉及一种浓度控制方法，特别地，涉及一种蚀刻液浓度控制方法。

背景技术

利用酸性或碱性溶液的湿式蚀刻法，已经成为当前电子产品的制造过程中相当普遍的制造方式，其应用于包括面板、半导体、电路等技术领域。由于采用蚀刻法必须要使蚀刻液浓度维持在一定的范围内不产生过大的变化，才能确保蚀刻速率的稳定，使制品品质能得到控制，因此，蚀刻液浓度的控制方法成为制造过程中不可或缺的技术。

常规的浓度控制方法，是在固定时间将蚀刻液采样，进行浓度分析，然后比较蚀刻液浓度的变化后，补充一定量的酸碱药液，使蚀刻液浓度维持稳定。但这种方法却有许多缺点尚需克服，例如：(一)初始蚀刻液的浓度不易控制。开始进行蚀刻时，优选地蚀刻液的浓度要先调整到适当的浓度。而常规技术只能根据两次测量的结果，将蚀刻液浓度补充至“上次测量的浓度”，但如果上次测量的浓度不是初始的适当浓度，那么所述补充永远也无法补充到适当的浓度。(二)比对两次测量的蚀刻液浓度后才进行补充，使补充时间较长，时间越长浓度变化越大，容易发生补充过多或不足的情况。(三)测量蚀刻液浓度时需将蚀刻液取样后进行稀释，以非水性滴定方法测量蚀刻液浓度时，需将蚀刻液取样后进行稀释，由于常规的非水性稀释液不是具有毒素就是闪点相当低，制造过程相对较不环保且需要额外的成本进行处理。由于每次测量都要重复洗去上次测量的稀释液与样本的动作，随着测量次数越多，制造过程中所产生的环境污染物就越多，处理起来额外耗费成本。

上述这些缺点，都使得蚀刻液浓度控制要耗费相当时间与成本却无法提高产品品质，在充斥环保观念的当前更不利于市场竞争。因此，发明一种更简便、更环保的蚀刻液浓度控制方法，在本领域已是刻不容缓。

主要因此，鉴于已有技术中的缺点，本申请人经过悉心试验与研究，并本着锲而不舍的精神，得出本发明“蚀刻液浓度控制方法”，能够克服上述缺点。

发明内容

本发明人在反复思考后提出本发明的蚀刻液浓度控制方法。依据本发明所阐明的方法进行蚀刻液的浓度控制时，制造过程中只需要测量一次就能够进行酸碱药液的补充，同时采用丙二醇做为稀释液，使得测量浓度的过程中不使用具有毒性的污染物。本发明具有提高生产效能，以及降低对环境污染的优点。

根据本发明的构想，提出一种蚀刻液浓度控制方法，包括下列步骤：(a)设定蚀刻液的目标浓度值；(b)抽取蚀刻液样本；(c)用丙二醇稀释所述蚀刻液样本；(d)测量所述蚀刻液样本的浓度，得到所测量的浓度值；(e)依据该目标浓度值与所测量的浓度值的差值，调整所述蚀刻液的浓度至所述目标浓度值。

优选地，本发明所提供的蚀刻液浓度控制方法，还包含通过微泵(micropump)从所述蚀刻液中抽取所述蚀刻液样本。

优选地，本发明所提供的蚀刻液浓度控制方法，还包含用酸碱中和滴定法测量所述蚀刻液样本的浓度，得到所测量的浓度值。

优选地，本发明所提供的蚀刻液浓度控制方法，还包含当所述目标浓度值大于所测量的浓度值时，则依据所述目标浓度值与所测量的浓度值的差值，增加所述蚀刻液浓度至所述目标浓度值。

优选地，本发明所提供的蚀刻液浓度控制方法，还包含当所述目标浓度值小于所测量的浓度值时，则依据所述目标浓度值与所测量的浓度值的差值，减少所述蚀刻液浓度至所述目标浓度值。

优选地，本发明所提供的蚀刻液浓度控制方法，其中所述蚀刻液选自由氢氧化钠、氢氧化钾、氨组成的组。

优选地，本发明所提供的蚀刻液浓度控制方法，其中所述蚀刻液选自由盐酸、氢氟酸、硝酸、醋酸、磷酸、硫酸组成的组。

根据本发明的构想，提出一种蚀刻液浓度控制方法，包括下列步骤：(a)设定蚀刻液的目标浓度值；(b)抽取蚀刻液样本；(c)用稀释液稀释所述蚀刻液样本；(d)测量所述蚀刻液样本的浓度，得到所测量的浓度值；(e)依据所述目标浓度值与所测量的浓度值的差值，调整所述蚀刻液的浓度至所述目标浓度值。

优选地，本发明所提供的蚀刻液浓度控制方法，还包含通过微泵从所述蚀刻液中抽取所述蚀刻液样本。

优选地，本发明所提供的蚀刻液浓度控制方法，其中所述稀释液选自由丙二醇、甘油、异丙醇组成的组。

根据本发明的构想，提出一种蚀刻液浓度控制方法，包括下列步骤：(a)设定蚀刻液的目标浓度值；(b)抽取蚀刻液样本；(c)用稀释液稀释所述蚀刻液样本；(d)测量所述蚀刻液样本的浓度，得到所测量的浓度值；(e)当所述目标浓度值不等于所测量的浓度值时，调整所述蚀刻液的浓度使其等于所述目标浓度值。

优选地，本发明所提供的蚀刻液浓度控制方法，还包含当所述目标浓度值大于所测量的浓度值时，则依据所述目标浓度值与所测量的浓度值的差值，增加所述蚀刻液的浓度至所述目标浓度值。

附图说明

图1是本发明的蚀刻液浓度分析及控制装置的示意图；及

图2是本发明的蚀刻液浓度控制方法的一个实施例的流程图。

具体实施方式

本发明将通过以下的实施例说明而得到充分了解，使得本领域技术人员可以实现本发明，但是本发明的实施并非通过下列实施例而被限制其实施。

参考图1，其是本发明的蚀刻液浓度分析及控制装置的示意图。蚀刻机部分1大体上是常规蚀刻机结构，其包括蚀刻液槽10、循环泵11、循环管路12。蚀刻液槽10用来储存蚀刻液以进行蚀刻反应，蚀刻液槽10内的蚀刻液包含例如氢氧化钠、氢氧化钾、氨等常用的碱性溶液及其混合溶液，以及例如盐酸、氢氟酸、硝酸、醋酸、磷酸、硫酸等常用的酸性溶液及其混合溶液。循环泵11用来将蚀刻反应后的蚀刻液抽回，经过循环管路12送回至蚀刻液槽10以便重复进行蚀刻反应。

浓度分析及控制部分2则包括药液桶20、加药机21、分析仪22。分析仪22连接分析管路23，分析管路23则连接循环管路12，使循环管路12内流动的蚀刻液能被分析仪22通过微泵(图未显示)所抽取，并在分析仪22内对抽取出来的蚀刻液样本进行分析。药液桶20内配备用来补充蚀刻液槽10内的蚀刻液的药液，加药机21则根据分析仪22的指示送出所述药液，经由加药机21与蚀刻液槽10相连的控制管路24，将该药液补充至蚀刻液槽10。

需要特别指出的是，加药机21可连接多个药液桶20(图未显示)，能视情况需要进行不同种类的药液的补充，例如当蚀刻液浓度过高时还可以补充水，用以降低蚀刻液浓度。

由于循环管路12内的蚀刻液流动速度较慢，因此分析仪22内需要配置微泵，才能通过分析管路23更有效率地抽取蚀刻液样本，并减少气泡产生以便于进行分析。分析仪22可在抽取到的蚀刻液样本中，再加入丙二醇做为稀释液进行稀释，用非水性的酸碱中和滴定法，测量例如由酸性混合溶液所构成的蚀刻液样本中各酸性自由基的当量浓度，以得到所测量的浓度值。上述稀释液除了选用丙二醇外，还可选用甘油、异丙醇等单独或混合使用。此外，从分析管路23到分析仪22的蚀刻液是消耗性的，不能循环再利用，在每次测量完成后被排掉，因此在非水性滴定过程中大量使用的稀释液，在本发明采用无毒稀释液后将有助于减少对环境造成的负担。

在本发明中，分析仪22可以预先进行设定，并可随需要改变蚀刻液的目标浓度值，所述目标浓度值是进行蚀刻反应时，通过适当选择而决定的优选反应浓度，除了与所测量的浓度值进行比较外，也用做控制蚀刻液浓度的基准。由于本发明具有目标浓度值的设计，使得分析蚀刻液样本的过程中不会像常规分析技术那样，需要在两个不同的时间点测量蚀刻液浓度，再根据两个时间点的浓度差进行浓度控制。本领域的技术人员应当理解，测量蚀刻液浓度需要一定的时间才能完成，而用常规技术进行两次的蚀刻液浓度测量，则需要比本发明更长的时间才能进行浓度控制的步骤，这对于稳定维持蚀刻液浓度的目标来说必然有困难，且一旦测量的次数增加，必然会导致稀释液的大量使用，对环境同样会造成负担，因此本发明减少蚀刻液的测量步骤，对于降低环境负担有明显助益。

当分析仪22获得所测量的浓度值后，则将所测量的浓度值与所述目标浓度值做比较，若所测量的浓度值大于所述目标浓度值，则分析仪22会根据所测量的浓度值与所述目标浓度值的差值，指示加药机21补充水以降低蚀刻液槽10内的蚀刻液浓度，使槽内的蚀刻液浓度稀释至目标浓度值。若所测量的浓度值小于所述目标浓度值，则分析仪22会根据所测量的浓度值与所述目标浓度值的差值，指示加药机21补充酸性或碱性药液以增加蚀刻液槽10内的蚀刻液浓度，使槽内的蚀刻液浓度增加至目标浓度值。

综合上述浓度分析及控制装置的功能，可以配合本发明的控制方法。参考图2，其是本发明的蚀刻液浓度控制方法的一个实施例的流程图。其步骤包括：(S1)设定蚀刻液槽10内的蚀刻液的目标浓度值；(S2)通过微泵从分析管路23中抽取蚀刻液样本；(S3)用丙二醇稀释所抽取的蚀刻液样本；(S4)用分析仪22测量所述蚀刻液样本的浓度，得到所测量的浓度值；(S5)分析仪22依据所述目标浓度值与所测量的浓度值的差值，指示加药机21通过控制管路24进行补药，使蚀刻液槽10内的蚀刻液浓度被调整至所述目标浓度值。

需要特别指出的是，并不限定实施上述步骤的实施例的装置，本实施方式仅列出优选实施方式，因此只要能符合本发明权利要求所述的方法，都属于本发明的范围。此外，上述步骤S1并不限定为必须要第一个进行的步骤，其实际上也可以与S2、S3甚至S4步骤同时进行，且每次S2～S5测量到补药完毕仍可重复这些测量补药步骤。此外，S5步骤还包括：当所述目标浓度值大于所测量的浓度值时，则依据所述目标浓度值与所测量的浓度值的差值，增加所述蚀刻液浓度至所述目标浓度值，以及当所述目标浓度值小于所测量的浓度值时，则依据所述目标浓度值与所测量的浓度值的差值，减少该蚀刻液浓度至所述目标浓度值。

通过以上所阐明的技术内容，可进行更为有效率且更环保的方法，使得在蚀刻法制造过程中能维持蚀刻液浓度的稳定，并采用丙二醇做为稀释液，使得在测量浓度的过程中不使用具有毒性的污染物，并减少对环境的负担，以及从业者的废弃物处理成本。

本发明以上所述的内容，仅为本发明的最佳实施例而已，不能以其限定本发明实施的范围。即只要是依本发明权利要求所作的均等变化与修改，皆应仍属于本发明专利涵盖的范围内。

Claims

1.一种蚀刻液浓度控制方法，包括下列步骤：

(a)设定蚀刻液的目标浓度值；

(b)抽取蚀刻液样本；

(c)用丙二醇稀释所述蚀刻液样本；

(d)测量所述蚀刻液样本的浓度，得到所测量的浓度值；

(e)依据所述目标浓度值与所测量的浓度值的差值，调整所述蚀刻液的浓度至所述目标浓度值。

2.如权利要求1所述的蚀刻液浓度控制方法，其中步骤(b)还包括：

通过微泵从所述蚀刻液中抽取所述蚀刻液样本。

3.如权利要求1所述的蚀刻液浓度控制方法，其中步骤(d)还包括：

用酸碱中和滴定法测量所述蚀刻液样本的浓度，得到所测量的浓度值。

4.如权利要求1所述的蚀刻液浓度控制方法，其中步骤(e)还包括：

当所述目标浓度值大于所测量的浓度值时，则依据所述目标浓度值与所测量的浓度值的差值，增加所述蚀刻液浓度至所述目标浓度值。

5.如权利要求1所述的蚀刻液浓度控制方法，其中步骤(e)还包括：

当所述目标浓度值小于所测量的浓度值时，则依据所述目标浓度值与所测量的浓度值的差值，减少所述蚀刻液浓度至所述目标浓度值。

6.如权利要求1所述的蚀刻液浓度控制方法，其中所述蚀刻液选自由氢氧化钠、氢氧化钾、氨组成的组。

7.如权利要求1所述的蚀刻液浓度控制方法，其中所述蚀刻液选自由盐酸、氢氟酸、硝酸、醋酸、磷酸、硫酸组成的组。

8.一种蚀刻液浓度控制方法，包括下列步骤：

(a)设定蚀刻液的目标浓度值；

(b)抽取蚀刻液样本；

(c)用稀释液稀释所述蚀刻液样本；

(d)测量所述蚀刻液样本的浓度，得到所测量的浓度值；

9.如权利要求8所述的蚀刻液浓度控制方法，其中步骤(b)还包括：

通过微泵从所述蚀刻液中抽取所述蚀刻液样本。

10.如权利要求8所述的蚀刻液浓度控制方法，其中所述稀释液选自由丙二醇、甘油、异丙醇组成的组。

11.如权利要求8所述的蚀刻液浓度控制方法，其中步骤(d)还包括：

12.如权利要求8所述的蚀刻液浓度控制方法，其中步骤(e)还包括：

13.如权利要求8所述的蚀刻液浓度控制方法，其中步骤(e)还包括：

14.如权利要求8所述的蚀刻液浓度控制方法，其中所述蚀刻液选自由氢氧化钠、氢氧化钾、氨组成的组。

15.如权利要求8所述的蚀刻液浓度控制方法，其中所述蚀刻液选自由盐酸、氢氟酸、硝酸、醋酸、磷酸、硫酸组成的组。

16.一种蚀刻液浓度控制方法，包括下列步骤：

(a)设定蚀刻液的目标浓度值；

(b)抽取蚀刻液样本；

(c)用稀释液稀释所述蚀刻液样本；

(d)测量所述蚀刻液样本的浓度，得到所测量的浓度值；

(e)当所述目标浓度值不等于所测量的浓度值时，调整所述蚀刻液的浓度等于所述目标浓度值。

17.如权利要求16所述的蚀刻液浓度控制方法，其中步骤(b)还包括：

通过微泵从所述蚀刻液中抽取所述蚀刻液样本。

18.如权利要求16所述的蚀刻液浓度控制方法，其中步骤(d)还包括：

19.如权利要求16所述的蚀刻液浓度控制方法，其中所述稀释液选自由丙二醇、甘油、异丙醇组成的组。

20.如权利要求16所述的蚀刻液浓度控制方法，其中步骤(e)还包括：

21.如权利要求16所述的蚀刻液浓度控制方法，其中步骤(e)还包括：

22.如权利要求16所述的蚀刻液浓度控制方法，其中所述蚀刻液选自由氢氧化钠、氢氧化钾、氨组成的组。

23.如权利要求16所述的蚀刻液浓度控制方法，其中所述蚀刻液选自由盐酸、氢氟酸、硝酸、醋酸、磷酸、硫酸组成的组。