KR20120125523A - 질산의 농도 측정 방법 - Google Patents
질산의 농도 측정 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본원 발명은 실리콘 기판의 습식 화학적 처리와 관련된다. 본원 발명은 특히 실리콘으로 만든 것과 같은 기판의 처리를 위해 사용되는 수성 공정 용액 중의 질산의 농도를 측정하는 방법과 관련된다. 상기 방법은 다른 물질에 의해 야기되는 방해 흡수를 효과적으로 제거하는 제거 용액의 도입과 함께 UV 분광기 측정의 방법에 의한 질산염의 측정에 기초한다. 여기에서, 질산염의 농도는 질산의 농도에 상응한다.
본원 발명에 따르면, 산 혼합물 중의 질산의 함량이 매우 정확하게 측정될 수 있는 튼튼한 방법이 제안되고, 사실상 이는 의도한 목적에 따라 사용된 산 혼합물에서와 마찬가지로 신선한 산 혼합물에서도 동등했다.
본원 발명에 따르면, 산 혼합물 중의 질산의 함량이 매우 정확하게 측정될 수 있는 튼튼한 방법이 제안되고, 사실상 이는 의도한 목적에 따라 사용된 산 혼합물에서와 마찬가지로 신선한 산 혼합물에서도 동등했다.
Description
본원 발명은 실리콘 기판의 습식 화학적 처리 분야에 관한 것이다. 특히, 본원발명은 실리콘으로부터 만들어진 기판과 같은 기판의 처리에 질산이 사용됨에 따른 수성 공정 용액 속의 질산의 농도를 측정하기 위한 방법에 관한 것이다.
질산(HNO3)을 포함하는 산 혼합물은 세척, 러핑(roughing)에 광범위하게 사용되는데, 여러가지 기판, 특히 실리콘으로부터 만들어지는 것과 같은 기판의 깎음질(planing)을 위해서도 사용된다. 상기 산 혼합물에서, 질산은 상기 기판의 산화를 위해 사용된다. 상기 산화 성분 외에, 이들 산 혼합물은, 예를 들어 플루오르화수소산, 불화 암모늄, 플루오르화 나트륨과 같은 플루오르화물 함유 화합물, 또는 산화된 기판과 예를 들어 용해와 같은 반응을 할 수 있는 산을 포함한다.
더 나아가, 필요하다면, 예를 들어 황산, 인산, 또는 계면활성제와 같은 추가적인 성분들이 상기 산 혼합물들과 혼합된다.
광전 변환 공학 및 반도체 산업에 있어, 실리콘으로 만들어진 특정 웨이퍼(wafer)와 같은 기판의 텍스쳐링(texturing)(러핑) 및 연마(깎음질)는, 그러한 산 혼합물의 가장 중요한 적용에 해당한다. 광전 변환 공학을 위한 성분들의 제작과 관련하여, 그러한 산 혼합물에 의해 웨이퍼의 이른바 모서리 분리(edge isolation)가 효율적으로 이루어질 수 있다. 상기 산 혼합물의 추가적인 적용은, 예를 들어 금속의 퇴적을 위한 실리콘 기판의 전처리, 및 실리콘 또는 실리콘 화합물의 표적 용해에 관련된다.
당업자에게 공지된 바와 같이, 상기한 공정들은 높은 경제적 관련성이 있다.
도입된 모든 적용에 대하여, 상기 산 혼합물의 조성, 및 따라서 질산의 함량 또한, 처리 효과와 높은 연관성을 갖는다.
기판의 개질은 기판 표면과 상기 산의 복잡한 화학 반응에 근거한다. 이에 따라, 이러한 반응 과정에서 상기 산이 소비되고, 새로운 반응 산물이 생성되며, 이로 인해 현재까지 간단하고 안전하며 자동화된 질산의 함량 측정이 어려웠다. 따라서, 실리콘 기판의 습식 화학적 산처리에 대한 본 발명의 관련 방법의 내용에 있어서, 예를 들어 플루오르화규소산(H2SiF6) 및 물과 같은 액체 반응 산물이 생성되는 한편; 공정 용액으로부터 부분적으로 새어나오는 예를 들어 NOx 및 휘발성의 플루오로/실리콘 화합물과 같은 기체 반응 산물 또한 생성된다. 이중 어느 정도는 물론 처리 매질 중에 용해된다.
반응 메커니즘, 반응속도 뿐만 아니라 화학적/물리적 평형의 유형 및 상태는 예를 들어 상이한 성분들의 상대적인 농도, 온도, 반응 용액의 교류(turbulence), 및 기판 표면의 상태와 같은 파라미터에 의존하여 달라진다.
이러한 관계의 설명을 다루는 종합적인 과학 문헌이 오래된 것부터 최신의 것까지 다양하게 존재한다 (예를 들어 M. Steinert 등 저, HNO3-풍부한 HF/HNO3 혼합물 중에서의 실리콘 에칭의 메커니즘에 대한 연구 (Study on the mechanism of silicon etching in HNO3-rich HF/HNO3 mixture), J.Phys. Chem., 111, 2133-2140, 2007 참조). 이러한 기초 연구 작업들은 상기 공정에 대한 이해에 크게 공헌하였으나, 여전히 수많은 미결문제들이 남아있다.
그 이외에도, 수년전부터 상기 공정들의 공정-수반 물리적 및 화학적 분석면에서 이러한 이론적인 이해의 실질적 적용을 진척시키기 위한 진지한 연구가 수행되었다 (참고예: A. Henβge, J. Acker 저, 산성 실리콘 에칭 용액의 화학적 분석, Ⅰ. HNO3, HF, 및 H2SiF6의 적정에 의한 측정(Chemical analysis of acidic silicon etch solution, Ⅰ. Titrimetric determination of HNO3, HF, and H2SiF6), Talanta 73, 220-226, 2007; J. Acker, A. Henβge 저, 산성 실리콘 에칭 용액의 화학적 분석, Ⅱ. NO3, HF, 및 H2SiF6의 이온 크로마토그래피에 의한 측정 (Chemical analysis of acidic silicon etch solution, II. Determination of HNO3, HF, and H2SiF6 by ion chromatography), Talanta 72, 1540-1545, 2007; M. Zimmer 등 저, 습식 화학적 텍스쳐링 공정에서의 인라인 분석 및 공정 컨트롤(In-line analysis and process control in wet chemical texturing process), 22 nd European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, Milano, Italy, 2007; W. Weinreich 등 저, 신규 전위차 적정 방법에 의한 HF/HNO3/H2SiF6 에칭 용액 내의 총 프루오르화물의 측정 (Determination of total fluoride in HF/HNO3/H2SiF6 etch solution by new potentiometric titration methods), Talanta 71, 1901-1905, 2007; US 7,351,349 B2; M. Zimmer 등 저, 습식 화학적 공정의 분광기 인라인분석(Spectroscopical inline analysis of wet chemical process), 23 rd European Photovoltaic Solar Energy Cconference, Valencia, Spain, 2008; M. Zimmer 등 저, 습식 화학 공정을 위한 NIR-분광기 공정 컨트롤 (NIR-spectroscopical process control for wet chemical processes), 24 th European Solar Energy Conference, Hamburg, Germany, 2009).
질산의 측정은 언급된 상기 산 혼합물 중 공정 관련 성분들의 측정에 있어 중요한 역할을 한다. 이런 이유로, 질산의 농도를 알 때에, 프루오르화수소산의 함량 또한 수성 매질 속의 알칼리용액에 의한 간단한 추가적인 적정으로 계산할 수 있다.
질산의 측정을 위해, 최신 기술은 적정, NIR-분광기, UV 분광기/광도 측정, 및 크로마토그래피 분야의 다양한 분석 방법을 제공한다. 그러나, 이러한 공지의 방법들은 신뢰할 수 있고 정확한 데이터의 제공과 관련하여 본 발명의 요구사항들을 거의 만족하지 못한다.
상기 산들의 총량은 적정의 방법에 의해 매우 잘 측정될 수 있다. 그러나, 적정에 의한 질산만의 별도 측정은, 가능하다 하더라도, 상당한 결점 하에서만 가능하다. 이러한 이유로, 적정제로 물 대신 예를 들어 아세톤과 같은 유기 용매를 사용함으로써 상기 언급된 산 혼합물 중의 질산을 개별적으로 적정할 수 있다는 것이 다양한 사례에 언급되어 있다. 그러나, 용매 내에서의 그러한 적정은 공정 조건 하에서 사용하기에 거의 적절하지 않다. 더 나아가, 실리콘의 존재 하에서는 중대한 문제가 발생한다 (예를 들어 A. Henβge and J. Acker 저, 상기 인용글을 참조).
적정에 의한 질산의 측정에 대한 추가적인 가능성은, 알칼리용액에 의한 산의 적정에 더하여, 란타늄 염 용액을 적정제로 사용한 제2 적정을 일련의 플루오르화물 함유 화합물의 총합 측정을 위해서 수행하는 것으로 이루어진다 (W. Weinreich 등 저, 상기 인용글을 참조). 질산의 함량은 상기 2개 적정 모두의 결과를 고려하여 측정될 수 있다.
그러나, 산업적 적용과 관련하여, 란타늄 염-용액에 의한 적정은 중대한 경제적 단점이 있다. 란타늄 원소는 희토류에 속한다. 시간당 6회의 분석을 가정할 때, 플루오르화물 함유 화합물의 영구적인 측정을 위해 필요한 란타늄의 양은 일년에 50.000 유로 정도에 해당한다.
최근, 상기 언급된 산 혼합물 중의 질산의 분석과 관련한 적정의 대안으로 NIR-분광기가 특히 널리 알려졌다.
HF, HNO3, 및 H2SiF6 산은 샘플의 측정이나 처리 없이 플로-스루 셀(flow-through cell)에서의 NIR-분광기의 방법으로 양호한 정확도로 개별적으로 측정될 수 있다. 더 나아가, 장치 설정이 간단하고, 분석시간이 극히 짧으며, 취득 비용이 적절하고, 또한 진행 작동 비용이 저렴하다.
산 혼합물의 분석을 위한 NIR-분광기의 특수한 적용은 다양한 출판물에 설명되어 있다 (참조예: US 7,351,349 B2; M. Zimmer 등 저, 상기 인용한 문헌(2008); M. Zimmer 등 저, 상기 인용한 문헌(2009)).
평가 모델의 제작에 요구되는 광범위한 측정 노력은 NIR-분광기 적용의 단점이다. 그러나 본 발명에 따른 특수한 적용, 즉 상기 산 혼합물의 공정 분석에서는 NIR-분광기 또한 특히 심각한 결점을 보인다.
본원 발명에 따른 적용에서 존재하는 HNO3, H2SiF6 및 HF 산은 NIR 범위에서 고유의 흡수는 일어나지 않는다. 상기 언급된 산들은 물의 흡수 밴드를 특수한 방식으로 변형시킬 뿐이고, 따라서 간접적으로만 측정될 수 있다. 더 나아가, 산의 종류에 따른 물의 밴드의 특수한 변형의 차이는 극히 적다.
이러한 이유로, 엄격한 주위 조건 하에서의 상기 언급된 산 혼합물의 측정에서 NIR-분광기의 사용은, 실제 산업 적용에서 사용됨에 있어 매우 비판적으로 평가되어야 한다.
일반적으로, UV 분광기/ 광도 측정 또한 질산의 측정에 있어 문제된다.
질산의 음이온인 질산염 (NO3 -)은 약 330 nm 이하의 UV 범위에서 광범위하게 방사선을 흡수하고, 따라서 그에 상응하는 높은 민감도로 측정될 수 있다고 알려져 있다. 약 1-20 mg/l 규모의 물 및 하수에서의 낮은 함량의 질산염 조차도 약 220 nm의 파장의 UV 범위에서 직접 측정될 수 있다.
UV 분광기/ 광도 측정은 매우 정확하고, 민감하며, 비용 효율적이며 튼튼하다. 따라서 원칙적으로는 공정 분석에 현저하게 적합하다. 문헌에서는, 다양한 경우에, 상기 언급한 산 혼합물 중의 질산의 측정을 위한 그 적용 또한 설명되어 있다.
그러나, 실 생활에서의 이러한 방법의 사용은 단지 제한적인, 즉 본 발명과 관련된 산 혼합물이 사용되지 않는 한도 내에서 적용가능성이 있을 뿐이라는 것이 밝혀졌다. 짧은 기간 동안의 의도한 대로의 사용 후, 즉 단지 낮은 양의 기판을 상기 산 혼합물로 이미 처리한 후 조차도, 질산염의 측정과 관련되는 약 330 nm 이하의 UV 스펙트럼의 범위는 바로잡을 수 없을 정도로 다른 흡수와 겹친다.
이온 크로마토그래피는 이러한 딜레마의 해결책을 제시한다. 상기 언급된 산 혼합물의 분석을 위한 그 적용은 문헌에 광범위하게 다루어져있다. 그러나, 필요한 민감한 분리 컬럼, 높은 기계적 노력, 및 높은 유지 비용의 관점에서, 이온 크로마토그래피는 기본적으로 실험실에서의 적용을 위한 분석방법에 그친다.
모든 노력에도 불구하고, 튼튼한, 즉 상기 언급된 어떠한 습식 화학적 적용에도 사용될 수 있고, 질산에 대하여 신뢰성있고 정확한 데이터를 제공하는 모니터링 및 선택적 컨트롤 방법은 오늘날까지 밝혀지지 않았다. 그러나, 소비된 화학물질의 조절된 첨가가 임의적으로 결합된 그러한 방법은, 일정한 처리 결과를 위한 전제조건이다.
따라서 본원 발명의 목적은 선행기술의 단점을 극복할 수 있는 방법의 제공에 있다. 특히, 본원 발명에 따른 방법은 질산 및 플루오르화물을 포함하는 화합물을 포함하고 실리콘 기판의 습식 화학적 처리에 사용되는 수성 매질 중의 질산의 농도를 측정하는 신뢰성있는 방법을 제공할 것이다. 더 나아가, 상기 방법은 소비된 것은 물론 신선한 매질에서도 동등하게 적합하다.
상기 목적은 주요 청구항에 따른 방법의 제공에 의해 해결된다. 바람직한 구체예들은 종속청구항의 대상이다.
본원 발명에 따른 방법은, NOx 화합물이 형성된 실리콘 기판의 습식 화학적 처리의 과정에서, 질산 및 플루오르화물 함유 화합물을 포함하는 수성 매질 중의 질산의 농도의 측정을 위해 제공되며, 이는 NOx에 의해 야기된 질산염의 UV 흡수 스펙트럼의 방해를 제거하는 적어도 하나의 시약의 존재 또는 적용 하에 UV 분광기/ 광도 측정 방법으로 질산염의 농도를 측정하는 것이다.
질산염의 농도는 질산의 농도에 상응하는 것이다.
본원 발명에 따르면, 튼튼한 방법은 산 혼합물 중의 질산의 함량이 매우 정확하게 측정될 수 있는 방법으로 제안되고, 사실상 이는 사용된 혹은 신선한 산 혼합물에서 마찬가지였다.
놀랍게도, 본원 발명과 관련하여 수행된 실험의 과정에서 질산염의 측정에서 중요한 약 330 nm 보다 작은 UV 범위에서의 방해가 예를 들어 요소(urea)의 첨가에 의해 거의 완벽히 제거될 수 있다는 것이 발견되었다. 이런 이유로, 산 혼합물 또한 요소의 첨가 이후에 추가적인 희석 없이 측정될 수 있다. 측정 셀의 층 두께 만이 그에 맞춰 얇게 선택되어야 한다. 이에 의해, 기대한 것과는 반대로, 산 혼합물과 기판의 반응에 의해 형성된 다른 어떤 반응 산물도 약 330 nm 이하의 UV 영역에서의 흡수 방해에 대해 책임이 없고, 일차적으로 NOx 화합물에만 있다는 것이 증명되었다.
본원에 사용된 "NOx 화합물"이라는 용어는 산화질소, 니트로소 가스 또는 산화질소과 관련되며, 따라서 질소의 기체성 산화물을 나타낸다. 질소의 다양한 산화 상태에 의해 수개의 질소-산소-화합물(N2O, NO, N2O3, NO2, N2O4, N2O5)이 존재하므로, 편의를 위해, 이들은 NOx로 축약한다.
추가적인 실험들은, 요소 외에, 아미도설폰산 및 다른 후에 언급된 시약들이 개별적으로 혹은 함께, 존재하는 NOx 화합물에 의해 발생하는 관련 UV 범위에서의 방해를 제거하기 위해 사용될 수 있다는 것을 보여준다.
본원 발명에 따라 약 330 nm보다 작은 UV 분광기/ 광도 측정의 방법으로 질산을 측정하는 데에 중요한 파장 범위에서의 방해를 제거하기 위해 사용되는 메커니즘은 적절한 제거 시약의 그룹으로부터 실제 선택된 하나 혹은 여러개의 멤버에 따라 달라진다.
본원 발명에 따른 방법이 성공적으로 수행되기 위해서는, 적절한 제거 시약의 선택 및 첨가 또는 적용에 있어서 다음의 기준들이 충족되어야 한다.
존재하는 질산의 양에 상응하는 측정 대상이 되는 질산염의 함량은 제거 시약(들)에 의해 변경될 수 없다. 따라서, NOx 방해의 제거 동안에 측정을 방해할 수 있는 질산염의 양이 전혀 생성될 수 없다. 더 나아가, 상기 적용에 의해 관련있는 질산염의 어떤 양도 소비될 수 없다.
제거 시약은, NOx 화합물에 의해 야기되는, 질산염의 측정과 관련된 약 330 nm 미만의 UV 스펙트럼의 파장 범위의 방해를, 적어도 다변수 데이터 분석을 이용하여 적어도 질산염 피크의 평가가 가능한 정도로 제거하거나 적어도 억제하여야 한다.
제거 시약 그 자체 및 그의 반응 산물은 질산염 측정과 관련있는 약 330 nm 보다 작은 UV 스펙트럼의 파장 범위에서 아무런 흡수를 가져서는 안된다. 적어도, 상기 언급된 파장 범위에서의 제거 시약 및 그 반응 산물로부터 발생하는 흡수는 다변수 데이터 분석을 사용하여 질산염 피크의 평가가 가능할 만큼 충분히 작아야 한다.
상기 제거 시약은, NOx 화합물의 반응 산물에 의한 새로운 방해가 관련 UV 범위에서 발생하지 않는 방법으로, 방해하는 NOx 화합물을 제거한다. 적어도 NOx 화합물의 반응 산물에 의해 야기되는 상기 언급된 파장 범위에서의 질산염 피크의 방해는 다변수 데이터 분석을 사용하여 질산염 피크의 평가가 가능할 만큼 충분히 작아야 한다.
상기 언급한 기준을 고려할 때에, NOx에 의해 야기되는 방해의 제거를 위한 하나 혹은 여러개의 적절한 시약은 다음으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된다:
(1) 암모니아 및 예를 들어 요소, 아미도설폰산, 포름아미드, 아세트아미드와 같은 아미드와 같은 암모니아의 유도체, 혹은 그들의 혼합물. 상기 메커니즘은 기체 질소의 반응 조건 하에서의 NOx의 환원에 기초한다;
(2) 특히 글리신 및 1차 아민과 같은 아미노산. 상기 메커니즘은 불안정한 디아조늄 염을 통해 기체 질소의 반응 조건 하에서의 NOx의 환원에 기초한다;
(3) 예를 들어 설프아닐닉산과 같은 기타 아민들. 상기 효과는 예를 들어 디아조늄염과 같은 다양한 화합물의 형성 하에서 NOx와의 반응에 기초한다;
(4) 예를 들어 설파이트 또는 황산 및 옥살산과 같은 환원 시약 및 그들의 염. 상기 효과는 질산염 피크를 방해하지 않는 기체 질소 또는 기타 화합물의 반응 조건 하에서의 NOx의 환원에 기초한다; 및
(5) 이들의 혼합물.
본원 발명에 따른 방법과 관련한 선택을 위해 상기에 제안된 상기 물질들 및 화합물들은 고체 상태 물질 혹은 용액으로 각각 또는 함께 첨가될 수 있고, 여기서 각각의 첨가는 NOx에 대하여 과량의 몰비로 이루어져야 한다. 만약 필요하다면, 상기 제조는 요구에 따라 반응의 촉진을 위해서 가열될 수 있다.
본원 발명에 따르면, 제안된 물질들 및 화합물들은 샘플 용액이 통과하여 흐르는 일종의 카트리지로 제공될 수 있다.
본원 발명에 따르면, 제거 시약은 대체적으로 또는 추가적으로, 다이아몬드 또는 전하 수송 매개체(예를 들어 티오닌 또는 금속 포르피린)로 특별히 처리된 전류를 띄는 (고체-상태) 전극(예를 들어 B-도핑된 다이아몬드 전국; 유리 카본 전극)과 함께 제공 (6) 될 수 있다. 제거를 위한 본 적용의 작용 양식은 상기 언급된 타입의 특수한 전극에서의 NOx의 전기화학적 환원에 기초한다. 이 대체적인 구체예는, 전극을 위한 필수적인 전원 공급, (1) 내지 (5)에 열거된 물질들 또는 화합물 외에 아무것도 요구하지 않는다.
결국, (7)에 따르면, 대체적으로 또는 (1) 내지 (5)에 열거된 물질들 또는 화합물들과 함께 수소 및/또는 포름산은 본원 발명에 따른 제거를 위한 시약으로 사용될 수 있다. 여기서, 상기 NOx의 전기화학적 환원은 예를 들어 팔라듐 또는 팔라듐으로 도핑된 촉매에서의 촉매 반응에 의해 수소를 공급하는 방법으로, 또는 촉매에서 직접적인 수소 발생에 의해, 또는 예를 들어 포름산 또는 포르메이트와 같은 환원 시약의 추가에 의해 발생한다.
본원 발명에 따르면, 상기 언급된 산 혼합물 중의 질산염의 농도는 UV 분광기/광도 측정의 적용 하에서 해당 제거 시약의 적용에 의해 직접적으로 측정될 수 있다.
본원 발명에 따른 방법에 의해 측정된 질산염 함량은, 질산으로부터의 질산염 이온 이외에는 실질적으로 다른 어떤 질산염도 존재하지 않으므로, 황산의 함량과 동일해질 수 있다.
본원 발명에 따라 특히 적합한 제거 시약은 NOx 화합물에 대하여 과량의 몰비로 사용된 요소이고, 여기서 1 리터의 산 혼합물에 대하여 0.2 mol의 요소가 적절한 것으로 증명되었다.
장치와 관련하여, 상기 제거는 또한 자기-최적화 공정으로 설계될 수 있다. 이 경우에, 상기 제거 시약은 수차례 자동적으로 투여되고, 가장 적합한 피크가 평가된다.
만약 필요하다면, 남아있을 수 있는 질산염 스펙트럼의 방해들은 다변수 데이터 분석의 방법으로 수학적으로 보정될 수 있다.
원칙적으로, 샘플에의 하나 혹은 여러개의 제거 시약의 첨가 혹은 적용은 배치(batch) 방식 또는 플로-스루(flow-through) 방식으로 연속적으로 이루어질 수 있다.
바람직한 구체예에 따르면, 사파이어로 만들어진 측정 셀이 UV 분광기/광도 측정을 위해 사용되었다. 대체적으로, 비록 그들의 높은 자가-흡수로 인해 상당히 높은 빛 세기가 필요하지만, 수소화불화탄소로 만들어진 측정 셀의 사용이 제안된다.
예를 들어 지속적으로 발광하는 듀테륨 램프, 펄스(pulsed) 크세논 플래쉬 램프, 또는 레이저 광원 등과 같은 다양한 조명 방법이 분광기의 광원으로 적합하다. 예를 들어 레이저 다이오드와 같은 레이저 광원들은 그들이 좁은 파장 범위의 빛만을 발광하고, 합리적인 가격에 자외선(UV) 만큼 낮은 파장도 낼 수 있는 것으로 특징지어진다.
레이저 다이오드의 발광이 분석물의 흡수파장으로 조율된 이상, 회절 격자 및 다이오드 어레이를 가지는 스펙트로미터 대신에 광대역 광 다이오드가 흡수된 빛의 양을 측정하는 데에 적당하다.
본원 발명에 따른 방법은 실험실에서 수행하는 분석 뿐만 아니라 온라인 및 앳-라인(at-line) 공정 분석에도 적합하다. 이는 단독 장치의 형태로는 물론 예를 들어 적정 및/또는 NIR 분광기과 같은 다른 장치 및 방법과 함께의 형태로 기계적 실현을 하는데에 있어 적용된다.
본원 발명은 도 1로 나타내는 비제한적인 예에 의해 구체적으로 설명된다.
실시예
상기 설명된 방법은 실리콘 기판의 습식 화학적 처리와 관련하여 적용되었다. 상기 기판은 물 외에, 플루오르화수소산(15 중량%) 및 질산(35 중량%)을 포함하는 에칭 용액을 적재한 컨테이너를 통해 적합한 운송수단에 의해 수평으로 지지되어 운반되었다. 실리콘 기판의 에칭 동안에 UV 분광기/광도 측정에 의한 질산의 직접적인 실시간 측정을 지연시키거나 억제하기까지 하는 반응 산물이 생성되므로, 에칭 용액의 샘플의 2.5 ml이 2.5 ml의 0.2 몰 요소 용액에 첨가되었다. 상기 혼합물에 의하여, 질산염의 양의 분광계의 측정은 층 두께 5 mm의 사파이어로 만든 큐벳(cuvette)을 사용하여 200 내지 330 nm의 파장 범위에서 이루어졌다.
그 결과는 도 1에 도시되었다. 연속 선은 제거 시약의 첨가 없이 측정된 에칭 용액의 UV 스펙트럼을 나타낸다. 점선은 요소의 첨가 하의 결과를 나타낸다. 도시된 대로, 형성된 NOx 화합물로 인해 컨트롤 테스트에서 가려졌던 예측했던 질산염 피크가 명확하게 나타났고, 따라서 질산염 또는 질산의 믿을 수 있는 농도 측정이 가능하였다.
Claims (5)
- NOx-화합물이 형성된 실리콘 기판의 습식 화학적 처리의 과정에서, NOx에 의해 야기되는 질산염의 UV 흡수 스펙트럼에서의 방해를 제거하는 적어도 하나의 제거 시약의 존재 또는 적용 하에 UV 분광기/광도 측정의 방법에 의해 질산염의 농도를 측정하는 것을 포함하는, 질산 및 플루오르화물 함유 화합물을 포함하는 수성 매질 중에서 질산의 농도를 측정하는 방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 적어도 하나의 제거 시약이 다음으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법:
(1) 암모니아 및 아미드;
(2) 아미노산 및 1차 아민;
(3) 환원 시약;
(4) 수소;
(5) 포름산 및 포르메이트;
(6) 전류를 띄는 전극;및
(7) 이들의 혼합물.
- 청구항 1 또는 2에 있어서, 요소가 제거 수단으로 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 청구항 1 내지 3 중 어느 하나의 항에 있어서, UV 분광기/ 광도 측정이 330 nm 이하의 파장 범위에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
- 청구항 1 내지 4 중 어느 하나의 항에 있어서, 사파이어 또는 UV-광 투과성 플라스틱으로 만들어진 측정 셀이 UV 분광기/ 광도 측정에 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
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