Detection of Hydrogen Peroxide type Copper Etchant using Disposable Electrochemical Electrode

半導體與光電產業製程設備使用一定次數後，需將機台會沾染到化學性物質的零件作清潔處理，零件的清洗方法有精密清洗，化學清洗，熔射處理，機械加工等方法。本次主要以化學清洗的雙氧水型銅蝕刻清洗劑做量測樣品，雙氧水型銅蝕刻清洗劑去銅處理後，溶液中的銅離子濃度會越來越高，使去銅速率變慢，造成蝕刻品質的下降。然而目前現有量測銅蝕刻液的的方法，大多屬於定性量測結果，因此本研究提供一個快速、簡單、低成本的電化學法來對雙氧水型銅蝕刻液中銅離子濃度做檢測。 本研究中透過印刷電路板技術製作出電極雛型的底板，之後利用網版印刷技術來製作對電極與參考電極，完成平面式的可拋棄式金電極，因雙氧水型銅蝕刻清洗劑為疏水性，所以透過點膠技術圍出樣品液體的使用面積，將使樣品液體積的使用量降低至150μl，再利用電化學循環伏安法量測不同使用情形的雙氧水型銅蝕刻清洗劑之氧化還原能力，進而推算蝕刻液內的銅離子濃度。Semiconductor and optoelectronic industry process equipment to use a certain number of times, the machine will be contaminated with chemical substances for cleaning parts, parts cleaning methods are sophisticated cleaning, chemical cleaning, melt processing, machining and other methods. The main chemical cleaning of the hydrogen peroxide type copper etching agent to do the measurement of samples, etching solution to copper, the etching solution in the copper ion concentration will be higher and higher, so that the copper rate slows down, resulting in deterioration of the etching quality The However, the current method of measuring copper etching solution is mostly qualitative measurement results, so this study provides a fast, simple, low-cost electrochemical method to hydrogen peroxide copper etching solution to detect copper ion concentration. In this study, through the printed circuit board technology to produce the electrode prototype of the floor, followed by the use of screen printing technology to make the electrode and the reference electrode to complete the flat type of disposable gold electrode, because the hydrogen peroxide type copper etching agent for hydrophobic , So the use of dispensing technology around the sample area of the liquid, will make the use of sample volume to reduce the volume of 150μ, and then use electrochemical cyclic voltammetry to measure the use of different etching solution of the redox capacity, and then calculate the etching The concentration of copper ions in the liquid目錄 摘要 ii Abstract iii 目錄 iv 圖目錄 vi 表目錄 viii 第一章、 前言 1 1.1. 研究動機 1 1.2. 研究目標 2 1.3. 論文架構 3 第二章、 相關理論與技術 4 2.1 現今蝕刻液檢測方法 4 2.2 電化學 5 2.2.1 電化學原理與方法 7 2.2.2 電化學量測方式 8 2.2.3 循環伏安法 9 2.3電化學電極 12 2.3.1拋棄式電極 12 2.3.2 化鎳浸金材料 13 2.3.3 網版印刷 14 2.4 雙氧水型銅蝕刻液反應原理 19 第三章、 實驗材料與方法 22 3.1 拋棄式金電極製作 22 3.1.1 PCB電極底板設計與製作 22 3.1.2 網印對電極與參考電極 23 3.2 點膠圍牆製作 25 3.3模擬真實件數在雙氧水型銅蝕刻清洗液檢測 26 3.3.1不同件數之產線上雙氧水型銅蝕刻清洗劑檢測 26 3.3.2 電化學儀SP-150 27 3.3.3 循環伏安法參數與操作 28 3.4 實驗材料 28 第四章、 結果與討論 29 4.1可拋棄式金電極效能確認 29 4.2雙氧水銅蝕刻清洗劑循環伏安法參數設定 30 4.2.1不同循環伏安法掃速測試雙氧水銅蝕刻清洗劑 30 4.2.2不同循環伏安法範圍測試雙氧水銅蝕刻清洗劑 32 4.3雙氧水型銅蝕刻清洗劑蝕刻件數檢測 34 4.3.1模擬真實件數在雙氧水型銅蝕刻清洗劑檢測 34 4.3.2不同件數之產線上雙氧水型銅蝕刻清洗劑檢測 38 第五章、 結論與未來展望 42 5.1 結論 42 5.2 未來展望 43 參考文獻 4