引言

用電化學(xué)和原子力顯微鏡方法對(duì)有機(jī)酸與銅的相互作用進(jìn)行了表征可以建立用于濕銅加工的高效清洗公式。本文研究了單有機(jī)酸、二有機(jī)酸和三有機(jī)酸中銅的蝕刻速率和氧化機(jī)理。除了草酸的鈍化性能外，其他銅的電化學(xué)行為都觀察出類似的電化行為。有機(jī)酸與稀釋的氫氟酸的相互作用，顯著降低了銅的溶解速率。

實(shí)驗(yàn)

電化學(xué)分析：實(shí)驗(yàn)在石英晶體鉑電極上450nm電化學(xué)沉積的銅膜上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。銅表面約為0.2cm2，在三個(gè)電極電化學(xué)電池中作為工作電極。輔助電極為直徑為1mm的Pt線，參考線為0.1M氯化鉀中的Ag/AgCl電極。開路電位測(cè)量進(jìn)行了300秒，以確定靜態(tài)模式下的銅蝕刻率。研究了四種濃度：按重量計(jì)算的0.5%、1%、3.5%和5%。這些實(shí)驗(yàn)均具有較高的可重復(fù)性，結(jié)果精度為0.3Amin?1。測(cè)定了乙醇酸和草酸的氧化銅蝕刻率。銅，如上所述的電化學(xué)沉積，被熱處理氧化，直到形成均勻的灰色層。

AFM分析：利用多模原子力顯微鏡AFM表征了所研究的酸對(duì)銅粗糙度的影響。物理氣相沉積PVD沉積的銅作為參考樣品。樣品在3.5%的有機(jī)酸中浸泡150秒，然后去離子水DIW沖洗，N2干燥。由于其在經(jīng)后清洗中的廣泛應(yīng)用，我們也研究了稀釋后的氟化氫HF的影響。在0.05%稀釋心衰處理和有機(jī)酸/稀釋心衰混合處理后分析銅的粗糙度。

結(jié)果和討論

銅的蝕刻速率與濃度比較：在所有研究的酸的2-5A/min范圍內(nèi)測(cè)定了相似的銅蝕刻速率。 （圖1）可以觀察到以下趨勢(shì)：

1)對(duì)于高達(dá)1%的檸檬酸，蝕刻率隨著濃度成比例增加。

2)相反，乙醇酸中的銅蝕刻速率與濃度無關(guān)。

3)氧化酸在濃度低于3.5%時(shí)對(duì)銅的蝕刻率最低。

4)蘋果酸和乙酸的溶解率最高。

在乙醇酸中的兩步溶解:在乙醇酸基溶液中，工作電極石英晶體組裝的質(zhì)量變化顯示了氧化銅和金屬銅貢獻(xiàn)（圖2）。曲線的第一部分與氧化銅溶解有關(guān)，第二部分與銅金屬溶解有關(guān)。對(duì)于每一步，趨勢(shì)線對(duì)應(yīng)于線性擬合，并能夠計(jì)算氧化銅和銅的蝕刻率。氧化銅的蝕刻速率為91Amin?1。

草酸中的四步機(jī)理：圖3顯示了4和主要的步驟。前兩個(gè)階段，1和2，對(duì)應(yīng)于兩種不同的溶解速率。我們可以合理地假設(shè)兩種不同的氧化物可能是氧化銅和氧化銅以兩種不同和可區(qū)分的速率溶解。氧化銅的蝕刻速率約為49Amin?1，而氧化物的蝕刻速率約為33Amin?1。在第三步，350秒內(nèi)沒有記錄到質(zhì)量變化。一個(gè)保護(hù)層可以防止材料的溶解。最后一步的溶解速率為2.4Amin?1，證實(shí)了最后一步對(duì)應(yīng)于銅的溶解。事實(shí)上，在前一部分中已經(jīng)確定，3.5%草酸中銅的蝕刻率為2.2Amin?1。

結(jié)論

除了草酸外，銅在所有物質(zhì)中也觀察到類似的電化學(xué)行為。氧化酸首先作為螯合劑，然后形成不溶性螯合表面物質(zhì)，鈍化銅。乙醇酸的氧化銅蝕刻率隨后高于草酸。所有研究的有機(jī)酸都與心衰有顯著的相互作用，而且它們都顯著減少了心衰的攻擊。未來的工作將集中于更詳細(xì)的銅、鎳和鈷基合金的濕式清潔配方的分析。