[发明专利]金属腐蚀抑制的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属腐蚀抑制的方法，尤其涉及一种可应用于精密电子元件的金属腐蚀抑制的方法。

背景技术

金属材料在产业中的应用层面非常广泛，包括半导体电子元件及光电显示器等精密元件，都需使用金属材质，如铝(Al)、铜(Cu)、钼(Mo)、铬(Cr)、钛(Ti)等，做为元件中的连接导线。在元件制作的微影、蚀刻、洗净等过程中，这些金属材质常会因为接触到相关工艺的化学药剂及水洗等湿工艺条件(如温度、pH值)而发生腐蚀现象，进而影响产品的质量。

金属材料被腐蚀的机制是因为金属与所处环境中的物质形成电池反应，即电极化的氧化还原反应，使金属产生阳极氧化反应失去电子而被腐蚀。防止金属材质腐蚀的方法主要包括以覆膜(coating)方式隔绝金属与所处环境，以及以添加抑制剂(corrosion inhibitor)方式改变环境的腐蚀特性。其中，覆膜(coating)方式是在金属材质上面披覆适当的有机化合物，如环状聚合物，或金属保护层以隔绝金属材质与所处的腐蚀环境，减少金属材料暴露而降低腐蚀发生。金属保护层通常用以作为阳极牺牲保护层(sacrificial anode)，使较活泼的金属保护层在反应中代替金属导线被消耗。

另一种方式是在金属所处环境中添加腐蚀抑制剂，改变金属所处环境的腐蚀性(corrosivity)，来减少金属腐蚀的情形，如降低水中的溶氧及调整水质环境的酸碱值以减少金属的氧化进而降低腐蚀发生。但上述方法使用的化学药剂，大多为具毒性或生物无法分解的材料，会对环境造成不良影响。因此，如何在维持金属导线电性质量及环境保护的前提下，达到抑制金属材质腐蚀的目的，为产业中急需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种金属腐蚀抑制的方法，调控反应溶液的腐蚀特性，在金属导线会接触到的工艺药剂或是清洗水质中添加臭氧，以调整反应溶液的腐蚀特性(corrosivity)。

为实现上述目的，本发明公开了一种金属腐蚀抑制的方法，应用于含金属的基材，其表面与反应溶液接触，其步骤包含混合臭氧(O₃)于反应溶液及形成金属氧化物保护层(passive layer)于含金属的基材表面。在反应溶液中添加臭氧可以提升反应溶液的氧化能力，由于分子态或是自由基态的臭氧都是很强的氧化剂，适当调控反应溶液的臭氧溶解浓度可以在金属表面形成一层金属氧化物保护层(passive layer)，保护层可以防止其下方的金属继续被氧化、腐蚀。

另外，本发明实施例还包含混合一添加物于反应溶液的步骤，如适当的无机酸或其盐类的步骤，以调整金属所处环境(反应溶液)的氧化还原特性及其酸碱度，来改变反应溶液的腐蚀反应性(corrosivity)，减缓金属腐蚀的倾向。

采用本发明可防止金属继续被氧化、腐蚀，并可进一步通过调整金属所处反应溶液的氧化还原特性及其酸碱度，来改变反应溶液的腐蚀反应性，减缓金属腐蚀的倾向。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的实施流程图；及

图2为电位值对应电流值变化的极化曲线图。

其中，附图标记：

步骤110：混合臭氧于反应溶液

步骤120：形成金属氧化物保护层于含金属的基材表面

步骤130：混合适当的添加物于反应溶液

具体实施方式

本发明所揭露的金属腐蚀抑制的方法，应用于含金属的基材，其表面与反应溶液接触，含金属的基材表面与反应溶液接触的方式可为含金属的基材浸泡于反应溶液，或者是喷洒反应溶液于含金属的基材。如图1所示，为本发明较佳实施例的实施流程图，先混合臭氧于反应溶液(步骤110)；形成金属氧化物保护层于含金属的基材表面(步骤120)；混合适当的添加物于反应溶液(步骤130)。在本发明实施例中，添加臭氧于反应溶液的步骤，可通过添加溶有臭氧的溶液于反应溶液，或者是直接添加臭氧气体，使其溶解于反应溶液。其中的反应溶液包括清洗用的超纯水、去离子水及含有酸碱药剂的水溶液，或是应用于其它相关工艺步骤的蚀刻液及光阻剂剥膜液等。反应溶液的较佳臭氧浓度范围为0.1～30百万分比浓度(ppm)。