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스테파노 Stefano

09-07-05 20:31

(1) 식각속도
반도체 공정에서의 식각속도는 (Pattern모양을 유지하기 위해서)너무 빠르거나 (생산성이 낮지 않도록) 너무 느리지 않도록 조절할 필요가 있을 것입니다. 특히 식각속도를 일정하게 유지되도록 하는 것은 제품의 불량율을 낮추기 위해 아주 중요한 요소가 될 것입니다.

인산, 질산의 농도와 조합을 변경하고 온도를 올림으로써 빠르게 할 수 있고 이와 반대로 농도와 농도를 낮추면 반응이 느리게 할 수 있을 터이지만 여기서 사용되는 Acetic Acid는 산도를 조절함으로써 반응속도를 일정하게 조절하는 목적으로 사용될 것입니다.

(2) 초산(HAc, H-OOC-CH3)
Acetic Acid는 수중에 H+ 의 농도가 낮으면 아래의 반응에서 우측방향으로 진행되지만 H+농도가 높으면 좌측방향으로 진행되기 때문에 "pH를 조절하는 효과" 즉 "Buffering Effect" 를 가지고 있습니다 . Acetic Acid는 약산으로 수용액 상태에서 아래의 반응과 같은 평형반응을 나타냅니다. H+이온은 금속을 산화시키는데 소모되는데 질산, 인산에서 이온화된 것이 사옹되지만 H+농도가 너무 진할 경우 좌측방향으로 진행되어 이온화되지 않은 HAc로 저장되어 있다가 H+가 부족하면 다시 우측방향으로 진행되어 H+를 방출하는 기능을 가지고 있지요.

HAc <--------------------------> H+ + Ac- Ka = [H+]*[Ac-]/[HAc] = 1.75*10^-5 (at@25℃)......(1)

(3) 초산 1M 용액의 pH
위의 (1)의 과정으로 초산으로부터 H+ 와 Ac-가 생성되었다고 하면 [H+]=[Ac-]이고 [HAc]=1-[H+] ≒1 이기 때문에
[H+]^2 = Ka*[HAc], [H+] = {Ka*[HAc]}^(1/2)

pH = - log[H+] = - log {Ka*[HAc]/[Ac-]}^(1/2) = -log{1.75e-5*1*}^(1/2) = 2.38

위의 pH는 물에 초산 1M의 농도로 들어있을 경우이지만 질산등에서 방출한 H+가 소모되면 HAc에 들어있던 H+가 방출되어 비교적 일정한 pH를 유지하도록 자동 조절될 것입니다. Buffer Solution으로 초산과 초산염을 사용하면 Ac-이온이 생성되는데 이는 약산 HAc에 대응하는 강염기로 용액의 산도가 높은경우 즉 H+의 농도가 높으면 HAc로 저장됩니다.

상세한 사항은 "Buffer Solution"이라는 키워드로 찾아보세요.

(1) 식각속도
반도체 공정에서의 식각속도는 (Pattern모양을 유지하기 위해서)너무 빠르거나 (생산성이 낮지 않도록) 너무 느리지 않도록 조절할 필요가 있을 것입니다.  특히 식각속도를 일정하게 유지되도록 하는 것은 제품의 불량율을 낮추기 위해 아주 중요한 요소가 될 것입니다.

인산, 질산의 농도와 조합을 변경하고 온도를 올림으로써 빠르게 할 수 있고 이와 반대로 농도와 농도를 낮추면 반응이 느리게 할 수 있을 터이지만 여기서 사용되는 Acetic Acid는 산도를 조절함으로써 반응속도를 일정하게 조절하는 목적으로 사용될 것입니다.

(2) 초산(HAc,  H-OOC-CH3)
Acetic Acid는 수중에 H+ 의 농도가 낮으면 아래의 반응에서 우측방향으로 진행되지만 H+농도가 높으면 좌측방향으로 진행되기 때문에 "pH를 조절하는 효과" 즉  "Buffering Effect" 를 가지고 있습니다 .   Acetic Acid는 약산으로 수용액 상태에서 아래의 반응과 같은 평형반응을 나타냅니다.   H+이온은 금속을 산화시키는데 소모되는데 질산, 인산에서 이온화된 것이 사옹되지만 H+농도가 너무 진할 경우 좌측방향으로 진행되어 이온화되지 않은 HAc로 저장되어 있다가 H+가 부족하면 다시 우측방향으로 진행되어 H+를 방출하는 기능을 가지고 있지요.

HAc   <-------------------------->  H+       +    Ac-                  Ka =  [H+]*[Ac-]/[HAc]  = 1.75*10^-5 (at@25℃)......(1)

(3) 초산 1M 용액의 pH
위의 (1)의 과정으로 초산으로부터 H+ 와 Ac-가 생성되었다고 하면  [H+]=[Ac-]이고 [HAc]=1-[H+] ≒1 이기 때문에  
[H+]^2 = Ka*[HAc],   [H+] = {Ka*[HAc]}^(1/2)

pH = - log[H+] = - log {Ka*[HAc]/[Ac-]}^(1/2) = -log{1.75e-5*1*}^(1/2) = 2.38

위의 pH는 물에 초산 1M의 농도로 들어있을 경우이지만 질산등에서 방출한 H+가 소모되면 HAc에 들어있던 H+가 방출되어 비교적 일정한 pH를 유지하도록 자동 조절될 것입니다.   Buffer Solution으로 초산과 초산염을 사용하면 Ac-이온이 생성되는데 이는 약산 HAc에 대응하는 강염기로 용액의 산도가 높은경우 즉 H+의 농도가 높으면 HAc로 저장됩니다.

상세한 사항은 "Buffer Solution"이라는 키워드로 찾아보세요.

kipa

09-07-06 06:06

감사합니다. 키워드로 찾아보겠읍니다.