用以测量和监控用于铁系三元金属和其合金的电镀溶液中的卤素浓度的非试剂方法和工艺控制与流程

本公开涉及加工溶液(例如半导体加工溶液)的分析和工艺控制，且涉及用以选择性测量和监控用于铁系三元金属和其合金的所述加工溶液中的卤素浓度的技术。

背景技术：

1、加工溶液用于若干行业(包括半导体行业)中以产生具有所需特性的产品。所述加工溶液可包括铁系三元金属，例如镍(ni)电沉积物，其由于其适合特征而广泛用于电子件、半导体、汽车或其它行业中。举例来说，铁系三元金属(例如镍(ni)电沉积物)可具有磁特性，其可通过变化加工溶液中不同金属离子的比率而改变。由于氧化镍钝化层、可调压力水平和高扩散层特性，例如镍(ni)电沉积物的此些铁系三元金属可进一步具有高化学电阻率。

2、对于镍(ni)电沉积物，镍(ni)的钝化特征可减少或防止例如在硫酸镍(niso4)电解液中基于镍(ni)的阳极的使用。为抵消所述钝化特征，可使用卤素离子(例如氯离子(cl)、溴离子(br)或碘离子(i))去钝化镍(ni)表面以便实现阳极反应(例如ni+6卤素(-)→ni卤素6(4-)+2e(-))。此外，由于副反应，卤素离子可在阳极处消耗(例如2卤素(-)→卤素2+2e(-))。因此，可按一致工艺性能的需要监控和补充加工溶液中的卤素离子。

3、所述测量和监控可通过滴定方法进行，例如利用硝酸银(agno3)。然而，所述方法可需要试剂，因为需要多次递增添加滴定液加工时间相对较长，需要包括银(ag)盐的滴定液而相对昂贵，且由于银(ag)的毒性而有安全性问题。举例来说，关于提取样品用于分析并在分析后进行废物处理的需求，可出现安全性问题。某些方法可具有包括利用特定离子选择性电极的电位分析法的缺点，其针对高浓度需要进一步稀释步骤。例如离子色谱和毛细电泳的其它方法都可相对昂贵，难以自动化且具有相对较长分析时间。

技术实现思路

1、因此期望提供工艺和设备以提供对用于铁系三元金属和其合金的加工溶液中的卤素浓度的经济、安全、高效、相对快速且准确的选择性测量和监控。本公开通过提供用于选择性测量和监控加工溶液(例如半导体加工溶液)中的卤素离子(例如氯离子(cl)、溴离子(br)或碘离子(i))的技术来解决此些和其它需求。

2、本发明提供一种用于测定包括多种卤素离子和一或多种电镀金属的加工溶液中的卤素离子的浓度的示范性方法。所述方法包括进行第一分析方法，包含测量加工溶液的导电率以提供第一测量值，进行第二分析方法以提供第二测量值，以及基于第一和第二测量值确定卤素离子的浓度。所述卤素离子可选自多种卤素离子。第一分析方法可不同于第二分析方法。

3、在某些实施例中，第二分析方法可包括测量一或多种电镀金属的浓度。

4、在某些实施例中，一或多种电镀金属的浓度可通过紫外-可见光谱法(uv-vis)测量。

5、在某些实施例中，第二分析方法可包括测量加工溶液的吸光度。

6、在某些实施例中，多种卤素离子可包括氯离子(cl)、溴离子(br)、碘离子(i)或其组合。

7、在某些实施例中，一或多种电镀金属可包括铁系三元金属和其合金。在某些实施例中，一或多种电镀金属可包括镍(ni)、钴(co)或铁(fe)。

8、在某些实施例中，加工溶液可包括一或多种盐的共混物。

9、在某些实施例中，可在固定温度下测量加工溶液的导电率。

10、在某些实施例中，加工溶液可为半导体加工溶液。

11、本发明提供一种用于测定包括多种卤素离子和预定浓度的一或多种电镀金属的加工溶液中的卤素离子的浓度的示范性方法。所述方法包括进行第一分析方法，包含测量加工溶液的导电率以提供第一测量值，以及基于第一测量值和一或多种电镀金属的预定浓度确定卤素离子的浓度。所述卤素离子选自多种卤素离子。

12、在某些实施例中，多种卤素离子可包括氯离子(cl)、溴离子(br)、碘离子(i)或其组合。

13、在某些实施例中，一或多种电镀金属可包括铁系三元金属和其合金。在某些实施例中，一或多种电镀金属可包括镍(ni)、钴(co)或铁(fe)。

14、在某些实施例中，加工溶液可包括一或多种盐的共混物。

15、在某些实施例中，可在固定温度下测量加工溶液的导电率。

16、在某些实施例中，加工溶液可为半导体加工溶液。

17、本发明提供一种用于测定包含多种卤素离子和一或多种电镀金属的加工溶液中的卤素离子的浓度的示范性设备。所述设备包括：储集器，其经调适以容纳包含加工溶液的测试溶液，以及采样机构，其耦合至储集器且经调适以将预定体积的测试溶液自储集器提供至耦合至采样机构的一或多个传感器。所述一或多个传感器中的每一个经调适以接收预定体积的测试溶液的至少一部分，且可操作以进行一或多种分析方法。所述一或多个传感器选自由导电率传感器和吸光度传感器组成的群组。

18、在某些实施例中，测试溶液可包括加工溶液的一或多种样品。

19、在某些实施例中，测试溶液可进一步包括一或多种标准溶液。

20、在某些实施例中，采样机构可包括注射器、量瓶、量筒、自动注射器或计量泵。

21、在某些实施例中，一或多种分析方法可包括测量测试溶液的导电率、一或多种电镀金属的浓度或测试溶液的吸光度中的一或多种。

22、在某些实施例中，设备可进一步包括耦合至吸光度传感器的吸光度计、光源、光学检测器或其组合。

23、在某些实施例中，设备可进一步包括耦合至导电率传感器的导电率计。

24、在某些实施例中，一或多个传感器可包括导电率传感器和吸光度传感器。

25、在某些实施例中，加工溶液可包括预定浓度的一或多种电镀金属，且一或多个传感器可包括导电率计。

26、在某些实施例中，一或多种电镀金属可包括铁系三元金属和其合金。

27、在某些实施例中，一或多种电镀金属可包括镍(ni)、钴(co)或铁(fe)。

技术特征：

1.一种用于测定包括多种卤素离子和一或多种电镀金属的加工溶液中的卤素离子的浓度的方法，其包含：

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二分析方法包含测量所述一或多种电镀金属的浓度。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述一或多种电镀金属的浓度是通过紫外-可见光谱法(uv-vis)测量。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二分析方法包含测量所述加工溶液的吸光度。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述多种卤素离子包含氯离子(cl)、溴离子(br)、碘离子(i)或其组合。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述一或多种电镀金属包含铁系三元金属和其合金。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述一或多种电镀金属包含镍(ni)、钴(co)或铁(fe)。

8.根据权利要求6所述的方法，其中所述加工溶液包含一或多种盐的共混物。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述加工溶液的导电率是在固定温度下测量。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述加工溶液是半导体加工溶液。

11.一种用于测定包括多种卤素离子和预定浓度的一或多种电镀金属的加工溶液中的卤素离子的浓度的方法，其包含：

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述多种卤素离子包含氯离子(cl)、溴离子(br)、碘离子(i)或其组合。

13.根据权利要求11所述的方法，其中所述一或多种电镀金属包含铁系三元金属和其合金。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述一或多种电镀金属包含镍(ni)、钴(co)或铁(fe)。

15.根据权利要求13所述的方法，其中所述加工溶液包含一或多种盐的共混物。

16.根据权利要求11所述的方法，其中所述加工溶液的导电率是在固定温度下测量。

17.根据权利要求11所述的方法，其中所述加工溶液是半导体加工溶液。

18.一种用于测定包含多种卤素离子和一或多种电镀金属的加工溶液中的卤素离子的浓度的设备，其包含：

19.根据权利要求18所述的设备，其中所述测试溶液包含所述加工溶液的一或多个样品。

20.根据权利要求18所述的设备，其中所述测试溶液进一步包含一或多种标准溶液。

21.根据权利要求18所述的设备，其中所述采样机构包含注射器、量瓶、量筒、自动注射器或计量泵。

22.根据权利要求18所述的设备，其中所述一或多种分析方法包含测量所述测试溶液的导电率、所述一或多种电镀金属的浓度或所述测试溶液的吸光度中的一或多种。

23.根据权利要求18所述的设备，其进一步包含耦合至所述吸光度传感器的吸光度计、光源、光学检测器或其组合。

24.根据权利要求18所述的设备，其进一步包含耦合至所述导电率传感器的导电率计。

25.根据权利要求18所述的设备，其中所述一或多个传感器包含所述导电率传感器和所述吸光度传感器。

26.根据权利要求18所述的设备，其中所述加工溶液包含预定浓度的所述一或多种电镀金属，且所述一或多个传感器包含所述导电率计。

27.根据权利要求18所述的设备，其中所述一或多种电镀金属包含铁系三元金属和其合金。

28.根据权利要求27所述的设备，其中所述一或多种电镀金属包含镍(ni)、钴(co)或铁(fe)。

技术总结
提供其包括用以选择性测量和监控用于铁系三元金属和其合金的加工溶液中的卤化物浓度的方法和设备的技术。方法包括例如基于第一分析方法、例如导电率来监控卤素离子；且对主要金属浓度结果进行补偿，例如铁系三元金属(例如镍(Ni))浓度的第二分析测量。根据此些测量，可选择性地确定某些卤素离子的浓度。

技术研发人员：E·沙雷特,柏传楠,V·帕雷克,B·邓
受保护的技术使用者：科磊股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22