CN111289694A - 一种蚀刻液中金属离子的价态变化的获取方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种蚀刻液中金属离子的价态变化的获取方法及装置,该方法包括:在石英晶体振荡片上沉积金属材料,得到金属层;采用蚀刻液对所述金属层进行蚀刻;分别获取蚀刻过程中所述石英晶体振荡片的振荡频率的变化量和所述金属层中金属元素的转移电子数的变化量;根据所述振荡频率的变化量获取所述金属元素的质量变化量;根据所述金属元素的质量变化量和所述金属元素的转移电子数的变化量得到所述金属元素的价态变化量。本发明的蚀刻液中金属离子的价态变化的获取方法及装置,能够提高金属离子的价态变化量的准确性。
Description
【技术领域】
本发明涉及显示技术领域,特别是涉及一种蚀刻液中金属离子的价态变化的获取方法及装置。
【背景技术】
金属腐蚀液溶液由于其腐蚀性强,难以通过常规方法测定金属的价态变化量。
由于蚀刻液腐蚀性太强,对现有的测定设备造成损伤。因此目前对金属蚀刻液材料没有合适的样品处理方法,从而无法获取合适的样品,并对其进行浓缩或者蒸馏,且由于浓缩或者蒸馏过程化学环境变化,导致金属价态发生变化。此外现有的显色法或色度观察法,由于部分价态的金属无色,而其他价态的金属有色,比如6价钼无色,5价钼及3价钼为黄色,导致有色的金属覆盖无色金属,因此无法准确获取金属离子价态的变化量。
因此,有必要提供一种蚀刻液中金属离子的价态变化的获取方法及装置,以解决现有技术所存在的问题。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种蚀刻液中金属离子的价态变化的获取方法及装置,能够提高金属离子的价态变化量的准确性。
为解决上述技术问题,本发明提供一种蚀刻液中金属离子的价态变化的获取方法,包括:
在石英晶体振荡片上沉积金属材料,得到金属层;
采用蚀刻液对所述金属层进行蚀刻;
分别获取蚀刻过程中所述石英晶体振荡片的振荡频率的变化量和所述金属层中金属元素的转移电子数的变化量;
根据所述振荡频率的变化量获取所述金属元素的质量变化量;
根据所述金属元素的质量变化量和所述金属元素的转移电子数的变化量得到所述金属元素的价态变化量。
本发明还提供一种蚀刻液中金属离子的价态变化的获取装置,包括:
预处理模块,用于在石英晶体振荡片上沉积金属材料,得到金属层;
蚀刻模块,用于采用蚀刻液对所述金属层进行蚀刻;
第一获取模块,用于分别获取蚀刻过程中所述石英晶体振荡片的振荡频率的变化量和所述金属层中金属元素的转移电子数的变化量;
第二获取模块,用于根据所述振荡频率的变化量获取所述金属元素的质量变化量;
第三获取模块,用于根据所述金属元素的质量变化量和所述金属元素的转移电子数的变化量得到所述金属元素的价态变化量。
本发明的蚀刻液中金属离子的价态变化的获取方法及装置,包括在石英晶体振荡片上沉积金属材料,得到金属层;采用蚀刻液对所述金属层进行蚀刻;分别获取蚀刻过程中所述石英晶体振荡片的振荡频率的变化量和所述金属层中金属元素的转移电子数的变化量;根据所述振荡频率的变化量获取所述金属元素的质量变化量;根据所述金属元素的质量变化量和所述金属元素的转移电子数的变化量得到所述金属元素的价态变化量;由于通过质量变化量和转移电子数的变化量得到金属元素的价态变化量,因此提高金属离子的价态变化量的准确性。
【附图说明】
图1为本发明实施例一的蚀刻液中金属离子的价态变化的获取方法的流程图;
图2为本发明实施例二的蚀刻液中金属离子的价态变化的获取方法的流程图;
图3为本发明实施例二的蚀刻液中金属离子的价态变化的获取方法中第一步的结构示意图;
图4为本发明不同时刻的振动频率的示意图;
图5为本发明不同时刻的转移电子数的示意图;
图6为本发明一实施例的蚀刻液中金属离子的价态变化的获取装置的结构示意图;
图7为本发明另一实施例的蚀刻液中金属离子的价态变化的获取装置的结构示意图。
【具体实施方式】
以下各实施例的说明是参考附加的图式,用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语,例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等,仅是参考附加图式的方向。因此,使用的方向用语是用以说明及理解本发明,而非用以限制本发明。在图中,结构相似的单元是以相同标号表示。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。此外,术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
请参照图1,图1为本发明实施例一的蚀刻液中金属离子的价态变化的获取方法的流程图。
如图1所示,本实施例的蚀刻液中金属离子的价态变化的获取方法,包括:
S101、在石英晶体振荡片上沉积金属材料,得到金属层;
例如,在石英晶体振荡片预先设置有金属层,该金属层可以通过沉积工艺制备得到,之后还可对金属层进行处理,以去除金属层表面的氧化层。其中该金属材料可以包括铜、铁、钨、铬以及钼中的一种。
S102、采用蚀刻液对所述金属层进行蚀刻;
例如,采用蚀刻液对该金属层进行蚀刻,从而使得金属层中的部分金属元素溶解于蚀刻液中。
S103、分别获取蚀刻过程中所述石英晶体振荡片的振荡频率的变化量和所述金属层中金属元素的转移电子数的变化量;
例如,由于金属层中金属元素与蚀刻液发生化学反应,使得金属元素的电子数发生转移,也即称为金属元素的转移电子数。
蚀刻过程中,分别获取两个不同时刻石英晶体振荡片的振荡频率和金属元素的转移电子数,并获取两个不同时刻的振荡频率的差值,得到振荡频率的变化量以及获取两个不同时刻的金属元素的转移电子数的差值得到转移电子数的变化量。
S104、根据所述振荡频率的变化量获取所述金属元素的质量变化量;
例如,根据步骤S103中获取的振荡频率的变化量获取所述金属元素的质量变化量。
S105、根据所述金属元素的质量变化量和所述金属元素的转移电子数的变化量得到所述金属元素的价态变化量。
例如,根据步骤S104中获取的金属元素的质量变化量和步骤S103中获取的金属元素的转移电子数的变化量得到所述金属元素的价态变化量。
请参照图2,图2为本发明实施例二的蚀刻液中金属离子的价态变化的获取方法的流程图。
如图2所示,本实施例的蚀刻液中金属离子的价态变化的获取方法,包括:
S201、在石英晶体振荡片上沉积金属材料,得到金属层;
结合图3,在一实施方式中,在石英晶体振荡片10上沉积金属材料,得到金属层20。之后还可对金属层20进行处理,以去除金属层表面的氧化层。其中该金属材料可以包括铜、铁、钨、铬以及钼中的一种。也即该金属具有多价态。
S202、采用蚀刻液对所述金属层进行蚀刻;
例如,采用蚀刻液对该金属层20进行蚀刻,从而使得金属层中的部分金属元素溶解于蚀刻液中。
S203、分别获取蚀刻过程中所述石英晶体振荡片的振荡频率的变化量和所述金属层中金属元素的转移电子数的变化量;
例如,由于金属层20中金属元素与蚀刻液发生化学反应,使得金属元素的电子数发生转移,也即将发生转移的电子数称为金属元素的转移电子数。
结合图4和图5,蚀刻过程中,分别获取两个不同时刻(t1和t2时刻)石英晶体振荡片10的振荡频率和金属元素的转移电子数。
在第一时刻t1时,所述石英晶体振荡片10的振荡频率为f1,在第二时刻t2时,所述石英晶体振荡片10的振荡频率为f2,振荡频率的变化量为f2-f1。
此外,在第一时刻t1时,所述金属层20中金属元素的转移电子数Q1,在第二时刻t2时,所述金属层20中金属元素的转移电子数Q2,转移电子数的变化量为Q2-Q1。
S204、根据所述振荡频率的变化量获取所述金属元素的质量变化量;
例如,根据步骤S203中获取的振荡频率的变化量获取所述金属元素的质量变化量Δm。
在一实施方式中,为了进一步提高准确度,所述根据所述振荡频率的变化量获取所述金属元素的质量变化量的步骤包括:
S2041、根据所述石英晶体振荡片的固有振荡频率f0、所述石英晶体振荡片的表面覆盖的金属层的面积A、所述石英晶体振荡片的剪切模量ρq和密度μq,获取设定系数;
S 2042、根据所述振荡频率的变化量和所述设定系数获取所述金属元素的质量变化量。
例如,根据f2-f1以及设定系数获取所述金属元素的质量变化量Δm。
在一实施方式中,所述根据所述振荡频率的变化量和所述设定系数获取所述金属元素的质量变化量的步骤包括:
S301、根据所述振荡频率的变化量、所述设定系数以及所述金属层的初始质量获取所述金属元素的质量变化量。
其中金属元素的质量变化量Δm满足下式;
因此根据上式得到Δm的近似值,如下:
其中C为设定系数,具体如下:
其中f0为石英晶体振荡片100的固有振荡频率,A为所述石英晶体振荡片10上覆盖的金属层20的面积,ρq为所述石英晶体振荡片10的剪切模量,μq为所述石英晶体振荡片10的密度,m为所述金属层的初始质量。
S205、根据所述金属元素的质量变化量获取与所述蚀刻液反应的金属的原子数,得到反应原子数;
例如,根据所述金属元素的质量变化量Δm获取与所述蚀刻液反应的金属的原子数,得到反应原子数n。
n=NA*Δm/w;
其中NA为阿伏伽德罗常量,一般计算时取6.02×1023,w为相对原子质量。
S206、根据所述金属元素的转移电子数的变化量和所述反应原子数得到所述金属材料的价态变化量。
例如,根据步骤S204中获取的金属元素的质量变化量Δm和步骤S203中获取的金属元素的转移电子数的变化量Q2-Q1得到所述金属元素的价态变化量Y。
Y=Q2-Q1/n。
如图6和图7所示,本发明还提供一种蚀刻液中金属离子的价态变化的获取装置,包括:预处理模块31、蚀刻模块32、第一获取模块33、第二获取模块34以及第三获取模块35。
预处理模块31,用于在石英晶体振荡片上沉积金属材料,得到金属层;
蚀刻模块32,用于采用蚀刻液对所述金属层进行蚀刻;
第一获取模块33,用于分别获取蚀刻过程中所述石英晶体振荡片的振荡频率的变化量和所述金属层中金属元素的转移电子数的变化量;
第二获取模块34,用于根据所述振荡频率的变化量获取所述金属元素的质量变化量;
第三获取模块35,用于根据所述金属元素的质量变化量和所述金属元素的转移电子数的变化量得到所述金属元素的价态变化量。
结合图7,在一实施方式中,所述第三获取模块35包括:
原子数获取单元351,用于根据所述金属元素的质量变化量获取与所述蚀刻液反应的金属的原子数,得到反应原子数;
价态获取单元352,用于根据所述金属元素的转移电子数的变化量和所述反应原子数得到所述金属材料的价态变化量。
在一实施方式中,所述第二获取模块34可包括:
系数获取单元341,用于根据所述石英晶体振荡片的固有振荡频率、所述石英晶体振荡片的表面覆盖的金属层的面积、所述石英晶体振荡片的剪切模量以及所述石英晶体振荡片的密度获取设定系数;
质量获取单元342,用于根据所述振荡频率的变化量和所述设定系数获取所述金属元素的质量变化量。
在一实施方式中,所述质量获取单元342,具体用于根据所述振荡频率的变化量、所述设定系数以及所述金属层的初始质量获取所述金属元素的质量变化量。
在一实施方式中,所述金属材料包括铜、铁、钨、铬以及钼中的一种。
由于通过质量变化量和转移电子数的变化量得到金属元素的价态变化量,从而提高金属离子的价态变化量的准确性。此外还可以根据价态变化量确定在蚀刻过程中发生哪一类的化学反应,从而确定化学过程的机理,进而便于蚀刻液的研发,提高了制程效率和蚀刻效果。
本发明的蚀刻液中金属离子的价态变化的获取方法及装置,包括在石英晶体振荡片上沉积金属材料,得到金属层;采用蚀刻液对所述金属层进行蚀刻;分别获取蚀刻过程中所述石英晶体振荡片的振荡频率的变化量和所述金属层中金属元素的转移电子数的变化量;根据所述振荡频率的变化量获取所述金属元素的质量变化量;根据所述金属元素的质量变化量和所述金属元素的转移电子数的变化量得到所述金属元素的价态变化量;由于通过质量变化量和转移电子数的变化量得到金属元素的价态变化量,因此提高了金属离子的价态变化量的准确性。
综上所述,虽然本发明已以优选实施例揭露如上,但上述优选实施例并非用以限制本发明,本领域的普通技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与润饰,因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种蚀刻液中金属离子的价态变化的获取方法,其特征在于,包括:
在石英晶体振荡片上沉积金属材料,得到金属层;
采用蚀刻液对所述金属层进行蚀刻;
分别获取蚀刻过程中所述石英晶体振荡片的振荡频率的变化量和所述金属层中金属元素的转移电子数的变化量;
根据所述振荡频率的变化量获取所述金属元素的质量变化量;
根据所述金属元素的质量变化量和所述金属元素的转移电子数的变化量得到所述金属元素的价态变化量。
2.根据权利要求1所述的蚀刻液中金属离子的价态变化的获取方法,其特征在于,所述根据所述金属元素的质量变化量和所述金属元素的转移电子数的变化量得到所述金属元素的价态变化量的步骤包括:
根据所述金属元素的质量变化量获取与所述蚀刻液反应的金属的原子数,得到反应原子数;
根据所述金属元素的转移电子数的变化量和所述反应原子数,得到所述金属材料的价态变化量。
3.根据权利要求1所述的蚀刻液中金属离子的价态变化的获取方法,其特征在于,所述根据所述振荡频率的变化量获取所述金属元素的质量变化量的步骤包括:
根据所述石英晶体振荡片的固有振荡频率、所述石英晶体振荡片的表面覆盖的金属层的面积、所述石英晶体振荡片的剪切模量以及所述石英晶体振荡片的密度获取设定系数;
根据所述振荡频率的变化量和所述设定系数获取所述金属元素的质量变化量。
4.根据权利要求3所述的蚀刻液中金属离子的价态变化的获取方法,其特征在于,所述根据所述振荡频率的变化量和所述设定系数获取所述金属元素的质量变化量的步骤包括:
根据所述振荡频率的变化量、所述设定系数以及所述金属层的初始质量获取所述金属元素的质量变化量。
5.根据权利要求1所述的蚀刻液中金属离子的价态变化的获取方法,其特征在于,所述金属材料包括铜、铁、钨、铬以及钼中的一种。
6.一种蚀刻液中金属离子的价态变化的获取装置,其特征在于,包括:
预处理模块,用于在石英晶体振荡片上沉积金属材料,得到金属层;
蚀刻模块,用于采用蚀刻液对所述金属层进行蚀刻;
第一获取模块,用于分别获取蚀刻过程中所述石英晶体振荡片的振荡频率的变化量和所述金属层中金属元素的转移电子数的变化量;
第二获取模块,用于根据所述振荡频率的变化量获取所述金属元素的质量变化量;
第三获取模块,用于根据所述金属元素的质量变化量和所述金属元素的转移电子数的变化量得到所述金属元素的价态变化量。
7.根据权利要求6所述的蚀刻液中金属离子的价态变化的获取装置,其特征在于,所述第三获取模块包括:
原子数获取单元,用于根据所述金属元素的质量变化量获取与所述蚀刻液反应的金属的原子数,得到反应原子数;
价态获取单元,用于根据所述金属元素的转移电子数的变化量和所述反应原子数得到所述金属材料的价态变化量。
8.根据权利要求6所述的蚀刻液中金属离子的价态变化的获取装置,其特征在于,所述第二获取模块包括:
系数获取单元,用于根据所述石英晶体振荡片的固有振荡频率、所述石英晶体振荡片的表面覆盖的金属层的面积、所述石英晶体振荡片的剪切模量以及所述石英晶体振荡片的密度获取设定系数;
质量获取单元,用于根据所述振荡频率的变化量和所述设定系数获取所述金属元素的质量变化量。
9.根据权利要求8所述的蚀刻液中金属离子的价态变化的获取装置,其特征在于,所述质量获取单元,具体用于根据所述振荡频率的变化量、所述设定系数以及所述金属层的初始质量获取所述金属元素的质量变化量。
10.根据权利要求6所述的蚀刻液中金属离子的价态变化的获取装置,其特征在于,所述金属材料包括铜、铁、钨、铬以及钼中的一种。
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