JP2011080770A - Method for testing corrosion of metal - Google Patents

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博文 大坪
Hiromitsu Ota
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for testing the degree of the corrosion of a metal material like metal wiring caused by a solution like a washing solution or the like containing a corrosive substance when washing of resist. <P>SOLUTION: AC voltage of low frequency of 1 mHz-10 Hz is applied to the electrode cell immersed in a standard solution and the time integrated value of the standard impedance of the electrode cell in the standard solution is measured. Subsequently, the AC voltage of low frequency of 1 mHz-10 Hz is applied to the electrode cell immersed in a sample solution and the time integrated value of the sample impedance of the electrode cell in the sample solution is measured. Next, the elution degree of the electrode material of the electrode cell by the sample solution is led out from the difference between the time integrated value of the standard impedance and the time integrated value of the sample impedance. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、金属腐食の試験方法に関し、特に液晶や半導体製造におけるレジスト剥離工程で使用する洗浄液による金属配線の腐食度合を予めモニタリングすることができる金属腐食の試験方法に関する。   The present invention relates to a metal corrosion test method, and more particularly, to a metal corrosion test method capable of monitoring in advance the degree of corrosion of metal wiring by a cleaning liquid used in a resist stripping process in liquid crystal or semiconductor manufacturing.

液晶や半導体装置の製造工程においては、各工程において液晶モジュールや半導体ウエハに形成された金属配線を保護する等の目的からレジスト塗布が繰り返し行われている。塗布されたレジストは所定のプロセスが施された後は、一部あるいは全部が洗浄液等により除去されることになる。   In the manufacturing process of a liquid crystal or a semiconductor device, resist coating is repeatedly performed for the purpose of protecting a metal wiring formed on a liquid crystal module or a semiconductor wafer in each process. After the applied resist is subjected to a predetermined process, a part or all of the resist is removed by a cleaning solution or the like.

近時、炭酸エチレンがレジスト材料等の有機物の良溶媒で、凝固点が36℃であることから再結晶による精製が容易で、しかも低引火性(沸点246℃、引火点152℃)で環境負荷も小さいことから、炭酸エチレンを主成分とするレジスト洗浄液が用いられるようになってきている。   Recently, ethylene carbonate is a good solvent for organic materials such as resist materials, and its freezing point is 36 ° C, so it is easy to purify by recrystallization, and has low flammability (boiling point 246 ° C, flash point 152 ° C) and environmental impact. Due to its small size, a resist cleaning liquid mainly composed of ethylene carbonate has been used.

また、使用済みの炭酸エチレンを主成分とする洗浄液をオゾンと接触させて、炭酸エチレン中の不純物を酸化分解する方法が提案され、この工程を繰り返すことで、同一の洗浄液により多数回にわたりレジスト洗浄を行うことを可能にした技術も開発されている。(特許文献1参照)   In addition, a method is proposed in which a cleaning solution mainly composed of used ethylene carbonate is brought into contact with ozone to oxidatively decompose impurities in ethylene carbonate. By repeating this process, resist cleaning is performed many times with the same cleaning solution. Technology that makes it possible to do this has also been developed. (See Patent Document 1)

ところで、上述のようにして洗浄液を繰り返し用いると、洗浄液中にレジストの分解物である過酸化物や有機酸等の腐食性物質が蓄積されていき、このような洗浄液が金属配線と接触した場合において金属配線を腐食してしまい、目的とする液晶表示装置や半導体装置を製造しようとした場合に、その品質劣化を生ぜしめ、歩留りを低下させる原因となっていた。   By the way, if the cleaning liquid is repeatedly used as described above, corrosive substances such as peroxides and organic acids, which are decomposed resists, accumulate in the cleaning liquid, and such cleaning liquid comes into contact with the metal wiring. In this case, the metal wiring is corroded, and when an intended liquid crystal display device or semiconductor device is manufactured, the quality of the device is deteriorated and the yield is lowered.

特開2003−330206号公報JP 2003-330206 A

本発明は、レジスト洗浄の際の腐食性物質を含む洗浄液等による金属配線と同様の金属材料の腐食の度合を試験する方法を提供し、上述したような、液晶モジュール及び半導体ウエハ上に形成された金属配線の腐食度合を予めモニタリングすることで、洗浄液の性状を管理し、液晶表示装置や半導体装置における金属配線の腐食が原因となる品質劣化及び製造歩留りの低下を抑制することを目的とする。   The present invention provides a method for testing the degree of corrosion of a metal material similar to a metal wiring by a cleaning solution containing a corrosive substance during resist cleaning, and is formed on a liquid crystal module and a semiconductor wafer as described above. The purpose is to control the quality of the cleaning liquid by monitoring the degree of corrosion of the metal wiring in advance, and to suppress the deterioration of quality and the decrease in manufacturing yield caused by the corrosion of the metal wiring in the liquid crystal display device and semiconductor device. .

上記目的を達成すべく、本発明の一態様は、標準溶液中に浸漬するようにして電極セルを配置するステップと、前記電極セルに対して1mHz〜10Hzの低周波の交流電圧を印加し、前記標準溶液における前記電極セルの標準インピーダンスの時間積算値を計測するステップと、試料溶液中に浸漬するようにして前記電極セルを配置するステップと、前記電極セルに対して1mHz〜10Hzの低周波の交流電圧を印加し、前記試料溶液における前記電極セルの試料インピーダンスの時間積算値を計測するステップと、前記標準インピーダンスの時間積算値と前記試料インピーダンスの時間積算値との差分から、前記試料溶液による前記電極セルの金属材料の溶出度合を導出するステップと、を具えることを特徴とする、金属腐食の試験方法(第1の試験方法)に関する。   In order to achieve the above object, one aspect of the present invention includes a step of placing an electrode cell so as to be immersed in a standard solution, and applying an alternating voltage of a low frequency of 1 mHz to 10 Hz to the electrode cell. Measuring a time integrated value of the standard impedance of the electrode cell in the standard solution; arranging the electrode cell so as to be immersed in a sample solution; and a low frequency of 1 mHz to 10 Hz with respect to the electrode cell And measuring the time integrated value of the sample impedance of the electrode cell in the sample solution, and the difference between the time integrated value of the standard impedance and the time integrated value of the sample impedance. Deriving the elution degree of the metal material of the electrode cell according to the method, About (first test method).

上記第1の試験方法によれば、溶液中に電極セルを配置し、この電極セルに対して1mHz〜10Hzの低周波の交流電圧を印加し、その際の電極セルにおけるインピーダンスの時間積算値を計測するようにしている。したがって、電極セルの金属材料を例えば金属配線と同様の金属材料から構成し、標準溶液として例えばレジストの分解物を含まない炭酸エチレンを準備するとともに、試料溶液として例えば炭酸エチレンに対してレジストの分解物を含むような溶液を準備し、これらのインピーダンスの時間積算値を計測し、さらにこれらの差分を取ることによって、試料溶液による電極セルの金属材料の溶出度合、すなわち実際の液晶モジュールや半導体ウエハに対して形成した金属配線の腐食の度合を知ることができる。   According to the first test method, an electrode cell is placed in a solution, a low frequency AC voltage of 1 mHz to 10 Hz is applied to the electrode cell, and the time integrated value of impedance in the electrode cell at that time is calculated. I am trying to measure. Therefore, the metal material of the electrode cell is made of, for example, the same metal material as that of the metal wiring, and prepared as a standard solution, for example, ethylene carbonate that does not contain a decomposition product of the resist. Prepare a solution that contains the product, measure the time integrated value of these impedances, and take the difference between them, the degree of elution of the metal material of the electrode cell by the sample solution, that is, the actual liquid crystal module or semiconductor wafer It is possible to know the degree of corrosion of the formed metal wiring.

電極セルの金属溶出が進行すると、その実質的な表面積が増大するためインピーダンスは低下するようになる。したがって、試料溶液による電極セルの金属電極の溶出度合は、そのインピーダンス時間積算値の、標準溶液のインピーダンスの時間積算値からの減少度合を見ることによって知ることができる。   As the metal elution of the electrode cell progresses, the substantial surface area increases and the impedance decreases. Therefore, the elution degree of the metal electrode of the electrode cell by the sample solution can be known by looking at the degree of decrease of the impedance time integrated value from the time integrated value of the impedance of the standard solution.

なお、第1の試験方法では、上述のように電極セルに対して印加する交流電圧の周波数を1mHz〜10Hzの低周波としている。これは、周波数が高くなると、電極セル表面のインピーダンスよりも標準溶液や試料溶液のインピーダンスが支配的となり、電極セル表面のインピーダンスが計測することができず、電極セルの腐食度合を知ることができなくなるためである。   In the first test method, as described above, the frequency of the alternating voltage applied to the electrode cell is set to a low frequency of 1 mHz to 10 Hz. This is because when the frequency is increased, the impedance of the standard solution or sample solution becomes more dominant than the impedance of the electrode cell surface, the impedance of the electrode cell surface cannot be measured, and the degree of corrosion of the electrode cell can be known. This is because it disappears.

また、標準インピーダンスの時間積算値及び試料インピーダンスの時間積算値の差分と、電極セルの金属溶出量との関係を予め検量線として求めておけば、前記差分に基づいて電極セルにおける金属電極の溶出量を定量することができる。   In addition, if the relationship between the difference between the time integrated value of the standard impedance and the time integrated value of the sample impedance and the metal elution amount of the electrode cell is obtained in advance as a calibration curve, the elution of the metal electrode in the electrode cell based on the difference. The amount can be quantified.

さらに、本発明のその他の態様は、標準溶液中に浸漬するようにして電極セルを配置するステップと、前記電極セルに対して1mHz〜10Hzの低周波の交流電圧を印加し、前記標準溶液における前記電極セルの標準インピーダンスの時間積算値を計測するステップと、少なくとも一種の試料溶液中に浸漬するようにして前記電極セルを配置するステップと、前記電極セルに対して1mHz〜10Hzの低周波の交流電圧を印加し、前記試料溶液における前記電極セルの試料インピーダンスの時間積算値を計測するステップと、前記標準インピーダンスの時間積算値及び前記試料インピーダンスの時間積算値と、前記電極セルの電極材料の溶出量との相関を導出し、検量線を作成するステップと、前記検量線に基づいて、所定の試料溶液による前記電極セルの前記電極材料の溶出量を定量するステップと、を具えることを特徴とする、金属腐食の試験方法(第2の試験方法)に関する。   Furthermore, in another aspect of the present invention, an electrode cell is disposed so as to be immersed in a standard solution, and an AC voltage having a low frequency of 1 mHz to 10 Hz is applied to the electrode cell. Measuring a time integrated value of the standard impedance of the electrode cell; arranging the electrode cell so as to be immersed in at least one sample solution; and a low frequency of 1 mHz to 10 Hz with respect to the electrode cell. Applying an alternating voltage, measuring the time integrated value of the sample impedance of the electrode cell in the sample solution, the time integrated value of the standard impedance and the time integrated value of the sample impedance, and the electrode material of the electrode cell A step of deriving a correlation with the elution amount, creating a calibration curve, and applying a predetermined sample solution based on the calibration curve That the step of quantifying the amount of elution of the electrode material of the electrode cell, characterized in that it comprises a relates to a method of testing metal corrosion (the second test method).

第2の試験方法は、基本的には第1の試験方法と同様であるが、標準インピーダンスの時間積算値と試料インピーダンスの時間積算値との差分に基づいて、試料溶液の電極セルの溶出の度合を知る代わりに、少なくとも一種以上、好ましくは複数の試料溶液の試料インピーダンスの時間積算値を計測し、標準インピーダンスの時間積算値及び少なくとも一種以上の試料インピーダンスの時間積算値から検量線を作成する。したがって、所定の試料溶液による電極セルの金属材料の溶出量を、前記検量線に基づいて定量することができるようになる。   The second test method is basically the same as the first test method, but the elution of the electrode cell of the sample solution is performed based on the difference between the time integrated value of the standard impedance and the time integrated value of the sample impedance. Instead of knowing the degree, measure the time integrated value of the sample impedance of at least one sample solution, preferably a plurality of sample solutions, and create a calibration curve from the time integrated value of standard impedance and the time integrated value of at least one sample impedance. . Therefore, the elution amount of the metal material of the electrode cell by the predetermined sample solution can be quantified based on the calibration curve.

本発明の一態様において、上記電極セルは二電極方式、三電極方式及び四電極方式のいずれであってもよい。   In one embodiment of the present invention, the electrode cell may be a two-electrode system, a three-electrode system, or a four-electrode system.

さらに、本発明の一態様においては、上記標準溶液は、レジストの洗浄液を考慮して例えば水や非水系の有機溶剤とすることができる。なお、水は、水道水や井戸水などの他に、純水や、オゾン、水素あるいは窒素等を含んだ機能水をも含むものである。   Furthermore, in one embodiment of the present invention, the standard solution may be, for example, water or a non-aqueous organic solvent in consideration of the resist cleaning solution. The water includes pure water and functional water containing ozone, hydrogen, nitrogen, etc. in addition to tap water and well water.

以上説明したように、本発明によれば、レジスト洗浄の際の腐食性物質を含む洗浄液等と同様の溶液による金属配線と同様の金属材料の腐食の度合を試験する方法を提供することができ、液晶モジュール及び半導体ウエハ上に形成された金属配線の腐食度合を予めモニタリングすることによって、洗浄液の性状を管理し、液晶表示装置や半導体装置における金属配線の腐食が原因となる品質劣化及び製造歩留りの低下を抑制することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a method for testing the degree of corrosion of a metal material similar to a metal wiring by a solution similar to a cleaning solution containing a corrosive substance at the time of resist cleaning. In addition, by monitoring the degree of corrosion of the metal wiring formed on the liquid crystal module and the semiconductor wafer in advance, the property of the cleaning liquid is managed, and the quality deterioration and manufacturing yield caused by the corrosion of the metal wiring in the liquid crystal display device and the semiconductor device. Can be suppressed.

第1の実施形態における金属腐食の試験方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the test method of the metal corrosion in 1st Embodiment. 第1の実施形態における金属腐食の試験方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the test method of the metal corrosion in 1st Embodiment. 第1の実施形態における試験方法のフローチャートである。It is a flowchart of the test method in 1st Embodiment. 標準インピーダンスの測定値と試料インピーダンスの測定値とを示すグラフである。It is a graph which shows the measured value of a standard impedance, and the measured value of a sample impedance. 第2の実施形態における標準インピーダンスの時間積算値及び各種の試料インピーダンスの時間積算値の逆数と、作用極のエッチングレートとの関係を示すグラフ(検量線)である。It is a graph (calibration curve) which shows the relationship between the reciprocal number of the time integrated value of the standard impedance and the time integrated value of various sample impedance in 2nd Embodiment, and the etching rate of a working electrode.

以下、本発明の詳細並びにその他の特徴及び利点について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, details and other features and advantages of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
図1及び図2は、本実施形態における金属腐食の試験方法を説明するための図であり、図3は、前記試験方法に関するフローチャートである。なお、本実施形態では、電極セルを二電極方式とした。
(First embodiment)
1 and 2 are diagrams for explaining a metal corrosion test method according to the present embodiment, and FIG. 3 is a flowchart regarding the test method. In this embodiment, the electrode cell is a two-electrode system.

最初に、図1に示すように、容器11中に標準溶液L1を入れ、この標準溶液L1に対して二電極方式を構成する作用極12及び対極13を浸漬させる(ステップS1)。次いで、作用極12及び対極13間に交流電源V1を設置し、これら電極間に1mHz〜10Hzの低周波の交流電圧を印加し、標準溶液L1における作用極12の標準インピーダンスの時間積算値を計測する(ステップS2)。   First, as shown in FIG. 1, the standard solution L1 is put in the container 11, and the working electrode 12 and the counter electrode 13 constituting the two-electrode system are immersed in the standard solution L1 (step S1). Next, an AC power source V1 is installed between the working electrode 12 and the counter electrode 13, an AC voltage having a low frequency of 1 mHz to 10 Hz is applied between these electrodes, and a time integrated value of the standard impedance of the working electrode 12 in the standard solution L1 is measured. (Step S2).

標準溶液L1は、非水系有機溶剤や水とすることができる。これらは特に腐食性物質を含まないので作用極12や対極13を腐食させるようなことがない。また、非水系有機溶剤として炭酸エチレン等を、水に対してはオゾンを含有させたオゾン水等を採用すれば、レジストの洗浄液として使用することができるので、以下に詳述するように、作用極12及び対極13の構成材料を適宜に選択し、試料溶液L2を適宜に調節することによって、本実施形態の試験方法を実際の液晶モジュールや半導体ウエハに対して形成した金属配線の腐食の度合を知るために好適に用いることができる。   The standard solution L1 can be a non-aqueous organic solvent or water. Since these do not contain a corrosive substance, the working electrode 12 and the counter electrode 13 are not corroded. In addition, if ethylene carbonate or the like is used as the non-aqueous organic solvent and ozone water or the like containing ozone is used for water, it can be used as a resist cleaning solution. By appropriately selecting the constituent materials of the electrode 12 and the counter electrode 13 and appropriately adjusting the sample solution L2, the degree of corrosion of the metal wiring formed on the actual liquid crystal module or semiconductor wafer can be adjusted according to the test method of this embodiment. It can be suitably used for knowing.

非水系有機溶剤としては、炭酸エチレン(エチレンカーボネート)、炭酸プロピレン(プロピレンカーボネート)炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸エチルメチル、γブチロラクトンなどの炭酸エステル類、メチルプロピレントリグリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、3−メチル−3−メトキシブタノール、3−メトキシブタノール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル(EDG)、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(BDG)、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジオキサン、テトラヒドロフラン(THF)などのグリコールエーテル類、その他、エチレンジアミン、エタノールアミン、アニリン、メチルアミンなどのアミン類を挙げることができる。   Non-aqueous organic solvents include carbonates such as ethylene carbonate (ethylene carbonate), propylene carbonate (propylene carbonate) dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, γ-butyrolactone, methyl propylene triglycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol Monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, 3-methyl-3-methoxybutanol, 3-methoxybutanol, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether (EDG), diethylene glycol monobutyl ether (BDG), propylene glycol monomethyl ether , Propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl Glycol ethers such as ether acetate, dioxane, tetrahydrofuran (THF), other, may be mentioned ethylenediamine, ethanolamine, aniline, an amine such as methylamine.

なお、水としては、水道水や井戸水などの他、機能水あるいは純水を用いることができる。機能水としては、例えば、オゾン、水素あるいは窒素等を含んだ水を挙げることができる。   As water, in addition to tap water and well water, functional water or pure water can be used. Examples of the functional water include water containing ozone, hydrogen, nitrogen, or the like.

標準溶液L1の温度は、例えば室温(20℃)〜100℃の範囲とすることができる。   The temperature of the standard solution L1 can be in the range of room temperature (20 ° C.) to 100 ° C., for example.

標準インピーダンスの時間積算値は、例えば標準インピーダンスの測定を開始した後、数秒から数時間の時間範囲において得た標準インピーダンスを、前記時間範囲内で積算(積分)することによって得る。   The time integrated value of the standard impedance is obtained, for example, by integrating (integrating) the standard impedance obtained in the time range of several seconds to several hours after starting measurement of the standard impedance.

なお、作用極12及び対極13間に印加する交流電圧の周波数が10Hzよりも大きくなると、測定するインピーダンスは標準溶液L1のインピーダンスが支配的となり、作用極12表面の標準インピーダンスを計測することができない。一方、作用極12及び対極13間に印加する交流電圧の周波数が1mHzよりも小さくなると、周波数制御が困難となって測定すべき作用極12表面の標準インピーダンスの測定値にバラツキが生じてしまう。   When the frequency of the AC voltage applied between the working electrode 12 and the counter electrode 13 is higher than 10 Hz, the impedance to be measured is dominated by the impedance of the standard solution L1, and the standard impedance on the surface of the working electrode 12 cannot be measured. . On the other hand, when the frequency of the AC voltage applied between the working electrode 12 and the counter electrode 13 is smaller than 1 mHz, frequency control becomes difficult, and the measurement value of the standard impedance on the surface of the working electrode 12 to be measured varies.

次いで、図2に示すように、同じ容器11中に試料溶液L2を入れ、この試料溶液L2に対して、図1に示す場合と同様にして、二電極方式を構成する作用極12及び対極13を浸漬させる(ステップS3)。   Next, as shown in FIG. 2, the sample solution L2 is put in the same container 11, and the working electrode 12 and the counter electrode 13 constituting the two-electrode system are applied to the sample solution L2 in the same manner as shown in FIG. Is immersed (step S3).

試料溶液L2は、実際に作用極12を腐食させる溶液であるので、例えば上述した標準溶液L1に対して腐食性の物質を含有させることによって得ることができる。この場合、腐食性の物質として、レジストの分解物である過酸化物や有機酸等を選択することによって、本実施形態の試験方法を実際の液晶モジュールや半導体ウエハに対して形成した金属配線の腐食の度合を知るために好適に用いることができる。   Since the sample solution L2 is a solution that actually corrodes the working electrode 12, it can be obtained, for example, by containing a corrosive substance in the standard solution L1. In this case, by selecting a peroxide, organic acid, or the like that is a decomposition product of the resist as a corrosive substance, the test method of this embodiment can be applied to an actual liquid crystal module or a semiconductor wiring formed on a semiconductor wafer. It can be suitably used to know the degree of corrosion.

上記過酸化物としては、過ギ酸及び過酢酸などを例示することができる。また、上記有機酸としては、ギ酸、酢酸、グリコール酸及びシュウ酸などを例示することができる。   Examples of the peroxide include performic acid and peracetic acid. Examples of the organic acid include formic acid, acetic acid, glycolic acid, and oxalic acid.

使用溶液L2の温度も、標準溶液L1の温度と同様に、例えば室温(20℃)〜100℃範囲とすることができる。   Similarly to the temperature of the standard solution L1, the temperature of the use solution L2 can be in the range of room temperature (20 ° C.) to 100 ° C., for example.

次いで、作用極12及び対極13間に交流電源V1を設置し、これら電極間に1mHz〜10Hzの低周波の交流電圧を印加し、試料溶液L2における作用極12の試料インピーダンスの時間積算値を計測する(ステップS4)。なお、交流電圧の周波数を1mHz〜10Hzの範囲に設定する理由は、上述したとおりである。   Next, an AC power source V1 is installed between the working electrode 12 and the counter electrode 13, an AC voltage having a low frequency of 1 mHz to 10 Hz is applied between these electrodes, and a time integrated value of the sample impedance of the working electrode 12 in the sample solution L2 is measured. (Step S4). The reason for setting the AC voltage frequency in the range of 1 mHz to 10 Hz is as described above.

試料インピーダンスの時間積算値も、上記標準インピーダンスと同様にして求めることができる。   The time integrated value of the sample impedance can also be obtained in the same manner as the standard impedance.

次いで、上述のようにして得た標準インピーダンスの時間積算値と試料インピーダンスの時間積算値との差分を取る。なお、作用極12の溶出が進行すると、その実質的な表面積が増大するためインピーダンスは低下するようになる。したがって、試料溶液L2による作用極12の溶出度合は、そのインピーダンス時間積算値の、標準溶液L1のインピーダンスの時間積算値からの減少度合を見ることによって知ることができる。   Next, the difference between the time integrated value of the standard impedance obtained as described above and the time integrated value of the sample impedance is taken. As the elution of the working electrode 12 proceeds, the substantial surface area increases, so that the impedance decreases. Therefore, the elution degree of the working electrode 12 by the sample solution L2 can be known by looking at the degree of decrease in the impedance time integrated value from the time integrated value of the impedance of the standard solution L1.

また、標準インピーダンスの時間積算値及び試料インピーダンスの時間積算値の差分と、作用極12の金属溶出量との関係を予め検量線として求めておけば、前記差分に基づいて作用極22の溶出量を定量することができる。   Further, if the relationship between the difference between the time integrated value of the standard impedance and the time integrated value of the sample impedance and the metal elution amount of the working electrode 12 is obtained in advance as a calibration curve, the elution amount of the working electrode 22 based on the difference. Can be quantified.

なお、印加電圧の大きさは、例えば1〜50mVとすることができる。50mVを超えると、標準溶液L1のみならず、作用極12及び対極13自体に対して過度の電流が流れるようになり、この電流によって作用極12及び対極13が腐食してしまい、以下に示すような試料溶液中に含まれる腐食性物質による作用極12及び対極13の腐食を試験することができない場合がある。一方、印加電圧の大きさが1mV未満であると、作用極12及び対極13間に十分な電流を流すことができず、本試験方法を実施できない場合がある。   In addition, the magnitude | size of an applied voltage can be 1-50 mV, for example. If it exceeds 50 mV, an excessive current flows not only to the standard solution L1 but also to the working electrode 12 and the counter electrode 13 itself, and the working electrode 12 and the counter electrode 13 are corroded by this current, as shown below. In some cases, corrosion of the working electrode 12 and the counter electrode 13 due to a corrosive substance contained in a simple sample solution cannot be tested. On the other hand, when the magnitude of the applied voltage is less than 1 mV, a sufficient current cannot be passed between the working electrode 12 and the counter electrode 13, and this test method may not be performed.

また、作用極12と対極13との表面積比は、例えば1:1〜1:50(1/1〜1/50)、すなわち対極13の表面積を作用極12の表面積の1倍から50倍とすることができる。対極13の表面積が作用極12の表面積の1倍未満であると、対極13の抵抗が増大するので、作用極12及び対極13間に標準溶液L1及び試料溶液L2を介して電流を流す場合に、電圧印加手段に対して過度の負荷がかかるようになって好ましくない。一方、対極13の表面積が作用極12の表面積に対して大きくなると、対極13の抵抗が減少するため、電圧印加手段に対して過度の負荷がかかるようなことはない。但し、50倍を超えて大きくなっても、最早電圧印加手段における負荷の低減を図ることはできない。   The surface area ratio between the working electrode 12 and the counter electrode 13 is, for example, 1: 1 to 1:50 (1/1 to 1/50), that is, the surface area of the counter electrode 13 is 1 to 50 times the surface area of the working electrode 12. can do. When the surface area of the counter electrode 13 is less than 1 times the surface area of the working electrode 12, the resistance of the counter electrode 13 increases. Therefore, when a current is passed between the working electrode 12 and the counter electrode 13 via the standard solution L1 and the sample solution L2. This is not preferable because an excessive load is applied to the voltage applying means. On the other hand, when the surface area of the counter electrode 13 is larger than the surface area of the working electrode 12, the resistance of the counter electrode 13 decreases, so that no excessive load is applied to the voltage application means. However, even if it exceeds 50 times, it is no longer possible to reduce the load on the voltage applying means.

さらに、作用極12と対極13との距離は、例えば1〜50mmとすることができる。   Furthermore, the distance between the working electrode 12 and the counter electrode 13 can be set to 1 to 50 mm, for example.

作用極12及び対極13は、Cu,Al,Mo,Li,Be,C,Na,Mg,Si,K,Ca,Sc,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Zn,Ga,Ge,Rb,Sr,Y,Zr,Nb,Tc,Ru,Rh,Pd,Ag,Cd,In,Sn,Sb,Te,Cs,Ba,La,Hf,Ta,W,Re,Os,Ir,Pt,Au,Hg,Tl,Pb,Bi,Po,Fr及びRaあるいはそれらの合金であることが好ましい。   The working electrode 12 and the counter electrode 13 are Cu, Al, Mo, Li, Be, C, Na, Mg, Si, K, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Ge, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Te, Cs, Ba, La, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Tl, Pb, Bi, Po, Fr, and Ra or an alloy thereof is preferable.

次に、具体例に基づいて本発明を説明する。
図4は、上述のような操作を経て得た標準インピーダンスの測定値と試料インピーダンスの測定値とを示すグラフである。なお、標準溶液L1は炭酸エチレンとし、試料溶液L2は、炭酸エチレンに対してノボラック樹脂及びジアゾナフトキノン(感光剤)からなるレジストを0.1重量%含有させ、オゾンを0.021g/分の割合で含有させたものである。したがって、本例では、試料溶液L2中に、レジストの分解物である過酸化物が合計で20ppmの割合で含有され、有機酸についてはギ酸が220ppm、酢酸が110ppmの割合で含有されていると想定される。
Next, the present invention will be described based on specific examples.
FIG. 4 is a graph showing measured values of standard impedance and measured values of sample impedance obtained through the above operation. The standard solution L1 is ethylene carbonate, and the sample solution L2 contains 0.1% by weight of a resist composed of novolak resin and diazonaphthoquinone (photosensitive agent) with respect to ethylene carbonate, and ozone is a ratio of 0.021 g / min. It was made to contain. Therefore, in this example, the sample solution L2 contains a total of 20 ppm of the peroxide decomposition products, and the organic acid contains formic acid of 220 ppm and acetic acid of 110 ppm. is assumed.

本例において、標準インピーダンスの時間積算値は、経過時間0分から100分までに測定した標準インピーダンスをこの時間範囲(100分間)に亘って積算して得られるものであり、図4において右斜め斜線で示される領域Aで表わすことができる。一方、試料インピーダンスの時間積算値は、同時間範囲内に測定した試料インピーダンスを前記時間範囲に亘って積算して得られるものであり、図4において右斜め斜線と左斜め斜線とが交差して示される領域Bで表わすことができる。なお、作用極及び対極間に印加した交流電圧の周波数は0.1Hzとし、印加電圧は50mVとした。   In this example, the time integration value of the standard impedance is obtained by integrating the standard impedance measured from the elapsed time of 0 minutes to 100 minutes over this time range (100 minutes). It can be represented by a region A indicated by On the other hand, the time integrated value of the sample impedance is obtained by integrating the sample impedance measured in the same time range over the time range, and the right diagonal line and the left diagonal line cross in FIG. It can be represented by the area B shown. The frequency of the alternating voltage applied between the working electrode and the counter electrode was 0.1 Hz, and the applied voltage was 50 mV.

したがって、標準インピーダンスの時間積算値と試料インピーダンスの時間積算値との差分は、領域Aの面積から領域Bの面積を差し引くことによって得ることができる。   Therefore, the difference between the time integrated value of the standard impedance and the time integrated value of the sample impedance can be obtained by subtracting the area of the region B from the area of the region A.

作用極の溶出度合が大きいほど、インピーダンスが減少することから、領域Bの面積が減少して上述した差分の値が大きくなるほど、試料溶液L2による作用極の溶出の度合が増大することになる。   Since the impedance decreases as the working electrode elution degree increases, the degree of elution of the working electrode by the sample solution L2 increases as the area of the region B decreases and the above-described difference value increases.

以上のように、本実施形態によれば、図1〜図3に従って標準インピーダンスの時間積算値及び試料インピーダンスの時間積算値を得、これらの差分を求めることによって、試料溶液L2による作用極の溶出度合を検出できることが分かる。   As described above, according to the present embodiment, the time integrated value of the standard impedance and the time integrated value of the sample impedance are obtained according to FIGS. 1 to 3, and the difference between these values is obtained, whereby the working electrode is eluted by the sample solution L2. It can be seen that the degree can be detected.

(第2の実施形態)
図5は、上記標準インピーダンスの時間積算値及び各種の試料インピーダンスの時間積算値の逆数と、作用極のエッチングレートとの関係を示すグラフ(検量線)である。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a graph (calibration curve) showing the relationship between the time integrated value of the standard impedance and the inverse of the time integrated values of various sample impedances and the etching rate of the working electrode.

図5に示すような検量線を予め求めておけば、上述のような差分を計算しなくても、所定の試料インピーダンスの時間積算値(の逆数)を導出することによって、前記試料インピーダンスの時間積算値(の逆数)の基になる試料溶液による作用極、すなわちその金属材料の金属溶出量を定量することができる。   If a calibration curve as shown in FIG. 5 is obtained in advance, the time of the sample impedance can be obtained by deriving a time integrated value (reciprocal number) of a predetermined sample impedance without calculating the difference as described above. The working electrode based on the sample solution that is the basis of the integrated value (the reciprocal thereof), that is, the metal elution amount of the metal material can be quantified.

なお、標準インピーダンスの時間積算値及び試料インピーダンスの時間積算値は、上述した第1の実施形態の、図1〜図3に関連して説明した方法と同様にして導出する。但し、試料インピーダンスの時間積算値は、少なくとも一種以上、好ましくは複数の種類の試料溶液を準備し、これらの試料溶液のそれぞれに対して試料インピーダンスの時間積算値を得るようにする。   The time integrated value of the standard impedance and the time integrated value of the sample impedance are derived in the same manner as the method described with reference to FIGS. 1 to 3 in the first embodiment. However, the time integrated value of the sample impedance is at least one kind, preferably a plurality of types of sample solutions, and the time integrated value of the sample impedance is obtained for each of these sample solutions.

以上、本発明を上記具体例に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記具体例に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいて、あらゆる変形や変更が可能である。   The present invention has been described in detail based on the above specific examples. However, the present invention is not limited to the above specific examples, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of the present invention.

例えば、上記具体例では、二電極方式の電極セルを用いた場合について説明したが、三電極方式及び四電極方式の電極セルを用いてもよい。   For example, in the above specific example, the case of using a two-electrode type electrode cell has been described, but a three-electrode type or a four-electrode type electrode cell may be used.

11,21 容器
12、22 作用極
13,23 対極
L1 標準溶液
L2 試料溶液
V1 交流電圧
11, 21 Container 12, 22 Working electrode 13, 23 Counter electrode L1 Standard solution L2 Sample solution V1 AC voltage

Claims (7)

標準溶液中に浸漬するようにして電極セルを配置するステップと、
前記電極セルに対して1mHz〜10Hzの低周波の交流電圧を印加し、前記標準溶液における前記電極セルの標準インピーダンスの時間積算値を計測するステップと、
試料溶液中に浸漬するようにして前記電極セルを配置するステップと、
前記電極セルに対して1mHz〜10Hzの低周波の交流電圧を印加し、前記試料溶液における前記電極セルの試料インピーダンスの時間積算値を計測するステップと、
前記標準インピーダンスの時間積算値と前記試料インピーダンスの時間積算値との差分から、前記試料溶液による前記電極セルの電極材料の溶出度合を導出するステップと、
を具えることを特徴とする、金属腐食の試験方法。
Placing the electrode cell so as to be immersed in a standard solution;
Applying a low frequency AC voltage of 1 mHz to 10 Hz to the electrode cell, and measuring a time integrated value of the standard impedance of the electrode cell in the standard solution;
Placing the electrode cell so as to be immersed in a sample solution;
Applying a low frequency alternating voltage of 1 mHz to 10 Hz to the electrode cell, and measuring a time integrated value of the sample impedance of the electrode cell in the sample solution;
Deriving the elution degree of the electrode material of the electrode cell by the sample solution from the difference between the time integrated value of the standard impedance and the time integrated value of the sample impedance;
A method for testing metal corrosion, characterized by comprising:
標準溶液中に浸漬するようにして電極セルを配置するステップと、
前記電極セルに対して1mHz〜10Hzの低周波の交流電圧を印加し、前記標準溶液における前記電極セルの標準インピーダンスの時間積算値を計測するステップと、
少なくとも一種の試料溶液中に浸漬するようにして前記電極セルを配置するステップと、
前記電極セルに対して1mHz〜10Hzの低周波の交流電圧を印加し、前記試料溶液における前記電極セルの試料インピーダンスの時間積算値を計測するステップと、
前記標準インピーダンスの時間積算値及び前記試料インピーダンスの時間積算値と、前記電極セルの電極材料の金属溶出量との相関を導出し、検量線を作成するステップと、
前記検量線に基づいて、所定の試料溶液による前記電極セルの前記電極材料の金属溶出量を定量するステップと、
を具えることを特徴とする、金属腐食の試験方法。
Placing the electrode cell so as to be immersed in a standard solution;
Applying a low frequency AC voltage of 1 mHz to 10 Hz to the electrode cell, and measuring a time integrated value of the standard impedance of the electrode cell in the standard solution;
Placing the electrode cell so as to be immersed in at least one sample solution;
Applying a low frequency alternating voltage of 1 mHz to 10 Hz to the electrode cell, and measuring a time integrated value of the sample impedance of the electrode cell in the sample solution;
Deriving a correlation between the time integrated value of the standard impedance and the time integrated value of the sample impedance and the metal elution amount of the electrode material of the electrode cell, and creating a calibration curve;
Quantifying a metal elution amount of the electrode material of the electrode cell by a predetermined sample solution based on the calibration curve;
A method for testing metal corrosion, characterized by comprising:
前記電極セルは、二電極方式、三電極方式及び四電極方式のいずれか一つであることを特徴とする、請求項1又は2に記載の金属腐食の試験方法。   3. The method for testing metal corrosion according to claim 1, wherein the electrode cell is one of a two-electrode system, a three-electrode system, and a four-electrode system. 前記電極セルに印加する交流電圧の大きさが1〜50mVであることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一に記載の金属腐食の試験方法。   The test method for metal corrosion according to any one of claims 1 to 3, wherein the AC voltage applied to the electrode cell is 1 to 50 mV. 前記標準溶液は、非水系有機溶剤又は水であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一に記載の金属腐食の試験方法。   The metal corrosion testing method according to any one of claims 1 to 4, wherein the standard solution is a non-aqueous organic solvent or water. 前記非水系有機溶剤は、炭酸エステル類、グリコールエーテル類及びアミン類の少なくとも一種を含むことを特徴とする、請求項5に記載の金属腐食の試験方法。   The test method for metal corrosion according to claim 5, wherein the non-aqueous organic solvent contains at least one of carbonic acid esters, glycol ethers, and amines. 前記試料溶液は、前記標準溶液中に少なくとも一種の腐食性の溶質が混在してなることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一に記載の金属腐食の試験方法。   The metal corrosion testing method according to claim 1, wherein the sample solution is a mixture of at least one corrosive solute in the standard solution.
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