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什么是Oxidation Reduction Potential(ORP) 氧化还塬电位

编辑:广州雅楠电子科技有限公司  时间:2018/06/26

Oxidation Reduction Potential(ORP) 氧化还塬电位,湿制程中有许多是氧化还塬同时进行的反应,如内层板面以氯化铜槽液去蚀刻铜箔时,即会发生如下的离子方程式:

Cu+2 + Cu → 2Cu+1

即当槽液中的二价铜离子(氧化剂)去咬金属铜时,将会使金属铜从零价氧化在为1价的亚铜离子,但自身却也由2价还塬到1价。若将之写成完全方程式并加入盐酸或氯气再生时,其变化如下:

CuCl2 + Cu → 2CuCl …… 氧化/还塬

2CuCl + 2HCl + H2O2 → 2CuCl2 + 2H2O ……氧化/还塬(加酸再生)

2CuCl + Cl2 → 2CuCl2 ……氧化/还塬(加氯再生)

蚀刻进行中,槽液内存在有易溶的氧化剂Cu+2与不易溶的还塬剂Cu+1,由Nernst方程可知,其ORP电位(E)可计算如下:

E = E0 + (2.3026RT/nF)*log10(Cu+2/Cu+1)

也就是Cu+2与Cu+1之间的平衡电位(E),与氧化剂浓度[Cu+2]成正比,与还塬剂浓度[Cu+1]增多是时,其ORP会降低,当Cu+2增加时,其ORP会升高而蚀刻速率(Etch Rate)也将加快。当ORP升高时,蚀刻曲线也会向上扬升而加快。

但却不能为了加快蚀刻而将ORP设定的太高,以免造成Cl-1被氧化成Cl2,而会有出现氯气的危险。最好是将ORP控制在500~540mV之间的平台上,可在不产生氯气的危险下而能得到最高蚀速的27μm/min。

若生产线为了量产而需要加快蚀刻以便有更高的产出(Output)时,不妨增多蚀刻槽或拉长蚀刻段的长度,如此将不必冒险又能兼顾到量产的需求,此时ORP的控制将成为重要的角色。

现行ORP控制器均已十分精良,并可指挥自动添加器与排放帮浦,分别执行有效的工作,对多种湿制程皆能进行自动监控,不但可使制程稳定而且也十分方便。