Titration of phosphoric, nitric, and acetic acid mixtures

Význam tématu

Etchanty založené na směsi kyseliny fosforečné, dusičné a octové (PAN etchant) jsou klíčové pro selektivní leptání hliníkových vodivých cest v polovodičovém průmyslu. Přesná a rychlá analýza složení těchto kyselin zajišťuje optimální leptací charakteristiky, stabilitu procesu a konzistentní kvalitu výrobků.

Cíle a přehled studie

Cílem práce je ukázat možnost rychlé a spolehlivé analýzy koncentrací kyselin ve směsi PAN etchantu pomocí termometrické titrace (TET). Studie demonstruje stanovení všech tří kyselin v jediném automatizovaném titračním běhu a porovnává výsledky s tradiční potenciometrickou metodou dle standardu SEMI C37.

Použitá metodika a instrumentace

Pro stanovení se použil OMNIS Professional Titrator vybavený vysoce citlivým dThermoprobem a modul pro automatické dávkování reagentů. Vzorek simulované leptací lázně se připraví pouze rozpuštěním v deionizované vodě, bez další předúpravy. Titruje se standardním roztokem hydroxidu sodného až za třetí exoter­mický ekvivalentní bod.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda umožňuje rozlišit tři exoter­mické body odpovídající neutralizaci kyseliny fosforečné, dusičné a octové. Kompletní analýza trvá přibližně 95 sekund, což je výrazně rychlejší než potenciometrická titrace. Naměřené koncentrace vykazují vysokou přesnost a reprodukovatelnost vhodnou pro průmyslovou kontrolu kvality.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlost: stanovení všech tří kyselin pod dvě minuty.
• Automatizace: minimalizace manuální práce a údržby senzorů.
• Senzitivita: vysoké rozlišení teplotních změn umožňuje přesnou detekci ekvivalentních bodů.
• Spolehlivost: robustní systém pro pravidelnou kontrolu etchantů v provozech.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Napojení na průmyslové řídicí systémy (Industry 4.0) pro on-line monitoring.
• Rozšíření metodiky na jiné složité směsi kyselin a organických kyselin.
• Miniaturizace a přenosné titrační jednotky pro lokální měření v čistých prostorech.
• Integrace s dalšími analytickými technikami pro komplexní chemickou kontrolu procesů.

Závěr

Termometrická titrace nabízí rychlou, přesnou a plně automatizovanou alternativu k tradičním analytickým metodám pro stanovení kyselin ve směsi PAN etchantů. Díky nízkým nárokům na údržbu a krátké době analýzy je ideální pro rutinní průmyslovou kontrolu kvality.

Reference

1. Aluminum technology – Metallization – Semiconductor Technology from A to Z. Halbleiter.org. Accessed 2023-07-26.
2. SEMI C37 – Specification for Phosphoric Etchants; SEMI: Milpitas, CA, USA, 2011.