Quantitation and Characterization of Copper Plating Bath Additives by Liquid Chromatography with Charged Aerosol Detection
Postery | 2016 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
V oblasti analytické chemie hraje přesná kontrola složení měděných pokovovacích koupelí klíčovou roli při výrobě součástek s konzistentní kvalitou povlaku. Správná koncentrace akcelerátorů, supresorů a nivelátorů zajišťuje optimální průběh procesu, kvalitu povrchu a výkon finálních produktů.
Práce popisuje vývoj a validaci dvou HPLC metodických postupů pro kvantifikaci akcelerátoru, supresoru a nivelátoru v kyselých měděných koupelích. Využívá paralelní běh dvou systémů UltiMate 3000 x2 Dual LC s detektory Coulochem III ECD a Corona Charged Aerosol Detector (CAD).
Vzorky a standardní roztoky byly před analýzou neutralizovány. Oba chromatografické systémy používají reverzní fázi (Thermo Scientific Accucore C18 2,6 µm a Acclaim 120 C18 5 µm).
Mobile fáze:
Metody vykazují vysokou přesnost a opakovatelnost:
Metoda umožňuje rychlé (≤ 22 min) a citlivé stanovení tří klíčových přísad bez agresivních kyselých mobilních fází. Je univerzálně aplikovatelná pro různé formulace koupelí a podporuje QC, vývoj i údržbu výrobních procesů.
Pro další rozvoj se nabízí inline monitoring (PAT), integrace CAD s hmotnostní spektrometrií pro identifikaci degradantů, miniaturizace systému, vysokoprůchodový screening a využití chemometrických metod pro prediktivní řízení kvality koupelí.
Dual LC s Coulochem III ECD a Charged Aerosol Detector na platformě UltiMate 3000 x2 poskytuje robustní, citlivé a flexibilní řešení pro kvantitativní analýzu měděných pokovovacích koupelí, usnadňující udržení optimálního složení a sledování degradace přísad.
HPLC
ZaměřeníPrůmysl a chemie
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
V oblasti analytické chemie hraje přesná kontrola složení měděných pokovovacích koupelí klíčovou roli při výrobě součástek s konzistentní kvalitou povlaku. Správná koncentrace akcelerátorů, supresorů a nivelátorů zajišťuje optimální průběh procesu, kvalitu povrchu a výkon finálních produktů.
Cíle a přehled studie
Práce popisuje vývoj a validaci dvou HPLC metodických postupů pro kvantifikaci akcelerátoru, supresoru a nivelátoru v kyselých měděných koupelích. Využívá paralelní běh dvou systémů UltiMate 3000 x2 Dual LC s detektory Coulochem III ECD a Corona Charged Aerosol Detector (CAD).
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky a standardní roztoky byly před analýzou neutralizovány. Oba chromatografické systémy používají reverzní fázi (Thermo Scientific Accucore C18 2,6 µm a Acclaim 120 C18 5 µm).
Mobile fáze:
- voda s 2,5 g/L perchlorátu sodného a 2,5 mL/L 10 % kyseliny perchlorové,
- metanol, acetonitril/methanol (900:100) a roztok ethylaminu s octovou kyselinou (pH 5–6).
- Coulochem III ECD – coulometrická komora s elektrodami na +650 mV a +900 mV, selektivní stanovení elektrochemicky aktivních látek.
- Corona Charged Aerosol Detector – nebulizace, odpaření mobilní fáze, nabití zbylých částic a měření náboje elektrometerem.
Hlavní výsledky a diskuse
Metody vykazují vysokou přesnost a opakovatelnost:
- ECD: lineární korelace R² > 0,994; RSD 0,6–2,3 % pro akcelerátor, 4,9–18,6 % pro nivelátor; LOQ 1 % NC akcelerátoru, 20 % NC nivelátoru.
- CAD: R² > 0,995; RSD 1,0–5,3 % pro akcelerátor, < 1 % pro supresor; LOQ 3 % NC akcelerátoru; detekční limity na nízkých jednotkách procent NC.
- ECD – 99 % pro akcelerátor, 70 % pro nivelátor (metoda standard addition).
- CAD – 103 % pro akcelerátor, 95–100 % pro supresor.
Přínosy a praktické využití metody
Metoda umožňuje rychlé (≤ 22 min) a citlivé stanovení tří klíčových přísad bez agresivních kyselých mobilních fází. Je univerzálně aplikovatelná pro různé formulace koupelí a podporuje QC, vývoj i údržbu výrobních procesů.
Budoucí trendy a možnosti využití
Pro další rozvoj se nabízí inline monitoring (PAT), integrace CAD s hmotnostní spektrometrií pro identifikaci degradantů, miniaturizace systému, vysokoprůchodový screening a využití chemometrických metod pro prediktivní řízení kvality koupelí.
Závěr
Dual LC s Coulochem III ECD a Charged Aerosol Detector na platformě UltiMate 3000 x2 poskytuje robustní, citlivé a flexibilní řešení pro kvantitativní analýzu měděných pokovovacích koupelí, usnadňující udržení optimálního složení a sledování degradace přísad.
Reference
- Hong K. J. Quantitative analysis of copper plating bath additives by HPLC and CVS. J. Kor. Phys. Soc. 43(2):286–289 (2003).
- Thermo Fisher Scientific. Application Note 139: Determination of Additives and Byproducts in an Acid Copper Plating Bath by Liquid Chromatography. Dionex (2002).
- Pavlov M., Shalyt E., Bratin P. A new generation of CVS monitors for Cu Damascene plating baths. Electro IQ 46(3) (2011).
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Measurement and Control of Copper Additives in Electroplating Baths by High-Performance Liquid Chromatography
2016|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Wh ite Pa p er 7 12 11 Measurement and Control of Copper Additives in Electroplating Baths by High-Performance Liquid Chromatography Marc A. Plante1, Stewart Fairlie2, Bruce Bailey1, Ian N. Acworth1 1 Thermo Fisher Scientific, Chelmsford, MA 2 Seagate Technology,…
Klíčová slova
bath, bathplating, platingsuppressor, suppressoraccelerator, acceleratornominal, nominalcvs, cvshplc, hplcadditives, additivescopper, copperamount, amountadditive, additiveleveler, levelerelectrochemical, electrochemicalaerosol, aerosolsuppressors
Determination of the Suppressor Additive in Acid Copper Plating Bath
2002|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application Note 145 Determination of the Suppressor Additive in Acid Copper Plating Bath INTRODUCTION EQUIPMENT Copper electroplating systems are used for the deposition of copper on semiconductor wafers.1,2 The primary components of an acid copper plating bath are copper sulfate,…
Klíčová slova
suppressor, suppressorcopper, copperbath, bathplating, platinginject, injectadditive, additivescattering, scatteringacid, acidelsd, elsdevaporative, evaporativedetermination, determinationmake, makedionex, dionexpasses, passespolyetherether
Metrohm White Paper Automated CVS Method Development and Optimization of Multicomponent Plating Baths Michael Kubicsko, Ritesh Vyas Over the past three decades, the Cyclic Voltammetric Stripping (CVS) based analysis of organic additives in electroplating copper baths has been the standard…
Klíčová slova
paper, papermetrohm, metrohmwhite, whitebrightener, brightenercvs, cvsbath, bathintercept, interceptrotation, rotationplating, platingvertex, vertexcopper, copperleveler, levelercpvs, cpvsspeed, speedresponse
Determination of Additives and Byproducts in an Acid Copper Plating Bath by Liquid Chromatography
2002|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application Note 139 Determination of Additives and Byproducts in an Acid Copper Plating Bath by Liquid Chromatography INTRODUCTION Copper electroplating systems are used for the deposition of copper on semiconductor wafers.1,2 The primary components of an acid copper plating bath…
Klíčová slova
copper, copperadditives, additivesbath, bathplating, platinginject, injectbyproducts, byproductspeek, peekminutes, minutesmakeup, makeupshallow, shallowgradient, gradientacid, acidsample, samplesteep, steepenthone