DD264718A1 - Verfahren zur in- situ- erzeugung einer sehr duennen korrosionsschutzschicht - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer sehr duennen Korrosionsschutzschicht von wenigen Nanometer Schichtdicke auf Kupfer in Loesungen, in denen Kupfer normalerweise korrodiert. Sie findet Anwendung in der Elektrochemie zur Vermeidung der Korrosion von Kupfermaterial und speziell in der Mikroelektronik zur Erzeugung einer Oberflaechenschutzschicht auf duennen Kupferschichten in Mehrschichtsystemen. Aufgabe der Erfindung ist es, mittels anodischer und/oder aussenstromloser Oxidation auf Kupfer eine Korrosionsschutzschicht von wenigen Nanometern Schichtdicke herzustellen, die in korrodierenden Elektrolyten Passivierungseigenschaften aufweist. Die Aufgabe wird erfindungsgemaess dadurch geloest, dass dem Elektrolyten ein Tricyanmethanid, vorzugsweise Kalimtricyanmethanid zugesetzt wird.
Description
eine zyklisch veränderte Dreiecksspannung zwischen 200 und 80OmV vorgegeben. Die Änderungsgeschwindigkeit beträgt dabei 0,1 V/s. Über ein Anzeigeinstrument kann der über das Kupfermaterial während der Behandlung fließende Anodenstrom gemessen werden. Dieser verringert sich mit abnehmendem Potential und von Polarisationszyklus zu Polarisationszyklus. Der Potentiostat wird abgeschaltet, wenn nach etwa 20 Polarisationszyklen dio minimalen Stromdichten weniger als 0,003mA/cm2 betragen.
Im Ergebnis des Korrosionsschutzes durch KC(CN)3 werden im Elektrolyten des Ausführungsbeispiels erheblich erniedrigte Auflösungsraten des Kupfers beobachtet. Bei Raumtemperatur wird die Korrosionsgeschwindigkeit auf etwa '/so verringert.
Claims (2)
1. Verfahren zur in situ-Erzeugung einer sehr dünnen Korrosionssohutzschicht auf Kupfer mittels anodischer und/oder außenstromloser Oxidation, dadurch gekennzeichnet, daß als Elektrolytzusatz ein Tricyanmethanid, vorzugsweise Kaliumtricyanmethanid verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration an Kaliumtricyanmethanid in der Elektrolytlösung 0,001 bis 0,5 mol/l, vorzugsweise 0,03 mol/l beträgt.
Anwendung der Erfindung
Uio Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer sehr dünnen Korrosionsschutzschicht von wenigen Nanometern Schichtdicke auf Kupfer in Lösungen, in denen Kupfer normalerweise korrodiert. Sie findet Anwendung in der Elektrochemie zur Vermeidung der Korrosion von Kupfermaterial und speziell in der Mikroelektronik zur Erzeugung einer Oberflächenschutzschicht auf dünnen Kupferschichten in Mehrsohichtsystemen, die in solchen Elektrolyten behandelt werden, in denen Kupfor abgetragen wird.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Bekanntermaßen werden zum Korrosionsschutz auf Metallen hochohmige Passivierungsschichten erzeugt, die insbesondere den anodischen Ladungsdurchtritt hemmen. Eine derartige Korrosionsschutzschicht wird auf Kupfer nach DD-WP 235.695 in amrr.oniakalischer Thiosulfatlösung erzeugt. Diese Korrosionsschutzschichten sind etwa 20Mm dick und daher z. B. für die Anwendung bei dünnen Kupferschichten (Gesamtschichtdicke etwa 0,1 bis 10Mm) ungeeignet. Dünnere Korrosionsschutzschichten lassen sich bekanntlich durch die anodische Oxidation des Kupfers in alkalischen Lösungen erzielen. In neutralem Milieu wird ein in situ-Korrcsionsschutz durch den Zusatz von Triazolen zum Elektrolyten orzielt. Bei M'kroelektronikprozessen wird die Ausbildung sehr dünner Korrosionsschutzschichten z. B. auf Chrom, Nickel oder Aluminium in saurem Milieu ausgenutzt, während sie bei Kupfer unbekannt ist.
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist es, Kupfer in situ mit einer sehr dünnen Korrosionsschutzschicht zu versehen.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mittels anodischer und/oder außenstromloser Oxidation auf Kupfer eine Korrosionsschutzschicht von wenigen Nanomteren Schichtdicke herzustellen, die in korrodierenden Elektrolyten Passivierungseigens»;haften aufweist. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem Elektrolyten ein Tricyanmethanid zugesetzt wird. Aufgrund seiner guten Wasserlöslichkeit hat es sich als günstig erwiesen, Kaliumtricyanmethanid als Elektrolytzusatz einzusetzen. Der Einsatz des erfindungsgemäßen Zusatzes führt zur Ausbildung einer Passivierungsschicht, die einen Abtrag des Materials weitgehend verhindert. Überraschenderweise tritt diese Korrosionsschutzwirkung auch in saurem Milieu und bei Anwesenheit von Chloridionen ein. Die Korrosionsschutzwirkung in Chloridionen enthaltenden Lösungen kann gewährleistet worden, wenn zunohmende Chloridionenkonzentrationen oder zunehmende Temperatur des Elektrolyten durch einen erhöhten Zusatz an Kaliumtricyenmethanid kompensiert werden. Bei einer Konzentration von 0,01 bis 0,5 mol/l Kaliumtricyanmethanid treten erniedrigte Auflösungsstromdichten bei anodischer Belastung auf. Die Korrosionsschutzwirkung kann insbesondere bei der Anwendung niedrigerTricyanmethanidkonzentrationen noch gesteigert werden, wenn der zu schützende Gegenstand in einer 0,1 bis 0,5 mol/l, vorzugsweise 0,1 mol/l enthaltenden wäßrigen Kaliumtricyaninethanidlösung anodisch vorbehandelt wird. Im außenstromlosen Fall werden die Abtragraten des Kupfers wesentlich reduziert. Beim Einsatz des erfindungsgemäßen Elektrolytzusatzes reduzieren sich die Auflösungsstromdichten an Kupferelektroden im Potentialbereich zwischen 100 und 600mV —gemessen gegen die gesättigte Silber/Silberchloridelektrode — um m Jhr als den Faktor 10, in günstigen Fällen etwa um den Faktor 1000, was einer starken Korrosionsschutzwirkung entspricht.
AusführungRbeisplel
Zur Erzeugung der Korrosionsschutzschicht wird dem korrodierenden Elektrolyten, einer Lösung von 5% Eisen(lll)nitrat und 1 % Kaliumchlorid, Kaliumtricyanmethanid in einer Menge von 0,3% zugesetzt. Das kristalline Kaliumtricyanmethanid braucht dabei nicht in Form einer Stammlösung beigemischt zu werden, sondern kann direkt zugegeben und im Elektrolyten aufgelöst werden.
Zur Steigerung der Korrosionsschutzwirkung wird der zu schützende Gegenstand in einer 0,1 molaren Lösung von KC(CN)3 anodisch vorbehandelt. Dazu wird der Kupfergegenstand so mit einer elektrischen Leitung verbunden, daß alle Teile der Kupferoberfläche in direktem elektrischen Kontakt mit der Anschlußleitung stehen. Der Gegenstand wird in die KC(CN)3-Lösung gebracht, so daß die gesamte Kupferoberfläche ständig mit Lösung bedeckt ist. Die Anschlußloitung wird mit dem Arbeitselektrodenanschiuß eines Potentiostaten verbunden. Als Gegenelektrode wird ein in die Lösung gebrachtes Platinblech geschaltet und als Bezugselektrode eine Silber-Silberchloridelektrode angeschlossen. Dem Potentiosiat wird über einen Variator
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD30814887A DD264718A1 (de) | 1987-10-22 | 1987-10-22 | Verfahren zur in- situ- erzeugung einer sehr duennen korrosionsschutzschicht |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD30814887A DD264718A1 (de) | 1987-10-22 | 1987-10-22 | Verfahren zur in- situ- erzeugung einer sehr duennen korrosionsschutzschicht |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD264718A1 true DD264718A1 (de) | 1989-02-08 |
Family
ID=5593217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD30814887A DD264718A1 (de) | 1987-10-22 | 1987-10-22 | Verfahren zur in- situ- erzeugung einer sehr duennen korrosionsschutzschicht |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD264718A1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2232212C2 (ru) * | 1999-09-29 | 2004-07-10 | Эуропа Металли С.П.А. | Электрохимический способ образования неорганического покровного слоя на поверхности медного изделия |
-
1987
- 1987-10-22 DD DD30814887A patent/DD264718A1/de not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2232212C2 (ru) * | 1999-09-29 | 2004-07-10 | Эуропа Металли С.П.А. | Электрохимический способ образования неорганического покровного слоя на поверхности медного изделия |
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