引言

用電化學(xué)和原子力顯微鏡方法對有機酸與銅的相互作用進行了表征可以建立用于濕銅加工的高效清洗公式。本文研究了單有機酸、二有機酸和三有機酸中銅的蝕刻速率和氧化機理。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。

實驗

電化學(xué)分析：實驗在石英晶體鉑電極上450nm電化學(xué)沉積的銅膜上進行了實驗。銅表面約為0.2cm2，在三個電極電化學(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。開路電位測量進行了300秒，以確定靜態(tài)模式下的銅蝕刻率。研究了四種濃度：按重量計算的0.5%、1%、3.5%和5%。這些實驗均具有較高的可重復(fù)性，結(jié)果精度為0.3Amin?1。測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)測定了相似的銅蝕刻速率。 （圖1）可以觀察到以下趨勢：

1)對于高達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%時對銅的蝕刻率最低。

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（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)。對于每一步，趨勢線對應(yīng)于線性擬合，并能夠計算氧化銅和銅的蝕刻率。氧化銅的蝕刻速率為91Amin?1。

草酸中的四步機理：圖3顯示了4和主要的步驟。前兩個階段，1和2，對應(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。一個保護層可以防止材料的溶解。最后一步的溶解速率為2.4Amin?1，證實了最后一步對應(yīng)于銅的溶解。事實上，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的銅、鎳和鈷基合金的濕式清潔配方的分析。