專利名稱：：金屬腐蝕抑制的方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種金屬腐蝕抑制的方法，尤其涉及種卩T應用于精密電子元件的金屬腐蝕抑制的方法。
背景技術：
：金屬材料在產(chǎn)業(yè)中的應用層面非常廣泛，包括半,體電子元件及光電顯示器等精密元件，都需使用金屬材質，如鋁(A1)、銅(Cu)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、鈦(Ti)等，做為元件中的連接導線。在元件制作的微影、蝕刻、洗凈等過程中，這些金屬材質常會因為接觸到相關工藝的化學藥劑及水洗等濕工藝條件(如溫度、pH值)而發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，進而影響產(chǎn)品的質量。金屬材料被腐蝕的機制是因為金屬與所處環(huán)境中的物質形成電池反應，即電極化的氧化還原反應，使金屬產(chǎn)生陽極氧化反應失去電子而被腐蝕。防止金屬材質腐蝕的方法主要包括以覆膜(coating)方式隔絕金屬與所處環(huán)境，以及以添加抑制劑(corrosioninhibitor)方式改變環(huán)境的腐蝕特性。其中，覆膜(coating)方式是在金屬材質上面披覆適當?shù)挠袡C化合物，如環(huán)狀聚合物，或金屬保護層以隔絕金屬材質與所處的腐蝕環(huán)境，減少金屬材料暴露而降低腐蝕發(fā)生。金屬保護層通常用以作為陽極犧牲保護層(sacrificialanode)，使較活潑的金屬保護層在反應中代替金屬導線被消耗。另--種方式是在金屬所處環(huán)境中添加腐蝕抑制劑，改變金屬所處環(huán)境的腐蝕性(corrosivity)，來減少金屬腐蝕的情形，如降低水中的溶氧及調整水質環(huán)境的酸堿值以減少金屬的氧化進而降低腐蝕發(fā)生。但上述方法使用的化學藥劑，大多為具毒性或生物無法分解的材料，會對環(huán)境造成不良影響。因此，如何在維持金屬導線電性質量及環(huán)境保護的前提下，達到抑制金屬材質腐蝕的目的，為產(chǎn)業(yè)中急需解決的問題。
發(fā)明內容本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供種金屬腐蝕抑制的方法，調控反應溶液的腐蝕特性，在金屬導線會接觸到的:n藝藥劑或是清洗水質中添加臭氧，以調整反應溶液的腐蝕特性(corrosivity)。為實現(xiàn)上述H的，本發(fā)明公開了種金屬腐蝕抑制的方法，應用于含金屬的基材，其表面與反應溶液接觸，其歩驟包含混合臭氧(03)于反應溶液及形成金屬氧化物保護IS(passivelayer)于含金屬的基材表面。在反應溶液中添加臭氧可以提升反應溶液的氧化能力，由于分子態(tài)或是自由基態(tài)的臭氧都是很強的氧化劑，適，調控反應溶液的臭氧溶解濃度可以在金屬表面形成層金屬氧化物保護層(passivelayer),保護層口J"以防止其F方的金屬繼續(xù)被氧化、腐蝕。另外，本發(fā)明實施例還包含混合添加物于反應溶液的歩驟，如適當?shù)臒o機酸或其鹽類的步驟，以調整金屬所處環(huán)境(反應溶液)的氧化還原特性及其酸堿度，來改變反應溶液的腐蝕反應性(corrosivity)，減緩金屬腐蝕的傾向。采用本發(fā)明可防止金屬繼續(xù)被氧化、腐蝕，并可進一步通過調整金屬所處反應溶液的氧化還原特性及其酸堿度，來改變反應溶液的腐蝕反應性，減緩金屬腐蝕的傾向。以F結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述，但不作為對本發(fā)明的限定。圖1為本發(fā)明較佳實施例的實施流程圖；及圖2為電位值對應電流值變化的極化曲線圖。其中，附圖標記步驟110:混合臭氧于反應溶液步驟120:形成金屬氧化物保護層于含金屬的基材表面歩驟130:混合適當?shù)奶砑游镉诜磻芤壕唧w實施例方式本發(fā)明所揭露的金屬腐蝕抑制的方法，應用于含金屬的基材，其表面與反應溶液接觸，含金屬的基材表面與反應溶液接觸的方式可為含金屬的基材浸泡于反應溶液，或者是噴灑反應溶液于含金屬的基材。如圖1所示，為本發(fā)明較佳實施例的實施流程圖，先混合臭氧于反應溶液(步驟110);形成金屬氧化物保護層于含金屬的基材表面(歩驟120);混合適當?shù)奶砑游镉诜磻芤?歩驟130)。在本發(fā)明實施例中，添加臭氧于反應溶液的歩驟，可通過添加溶有臭氧的溶液于反應溶液，或者是直接添加臭氧氣體，使其溶解于反應溶液。其中的反應溶液包括清洗用的超純水、去離子水及含有酸堿藥劑的水溶液，或是應用于其它相關工藝歩驟的蝕刻液及光阻劑剝膜液等。反應溶液的較佳臭氧濃度范圍為0.130百萬分比濃度(ppm)。并且，本發(fā)明較佳實施例的添加物可為無機酸或其鹽類，如碳酸、磷酸、硝酸、硼酸及硅酸等，添加方式可通過添加無機酸或其鹽類的溶液于反應溶液，或者是直接加入添加物，使其溶解于反應溶液。也可將添加物混入溶液后，再添加于反應溶液。添加物可為單獨添加或任意組合，反應溶液的添加物較佳濃度為10s10'摩爾濃度(M)〕為更清楚說明本發(fā)明的實施方式，特進行第一實驗例，分別添加不同的配方測量其對于鋁金屬的腐蝕反應傾向，即進行腐蝕電位及電流測量。本發(fā)明第一實驗例是以去離子水作為反應溶液，實驗條件如下第一組為去離子水。第二組為去離子水添加臭氧，臭氧濃度為5ppm，酸堿值為pH5.8。第三組為去離子水添加臭氧及碳酸，臭氧濃度為5ppm，酸堿值為pH4.2。第四組為去離子水添加臭氧及硝酸，臭氧濃度為5ppm，酸堿值為pH3.5。第五組為去離子水添加臭氧及磷酸，臭氧濃度為5ppm，酸堿值為pH3.6。以電化學方法測量鋁金屬于第一至第五組溶液中的腐蝕電位(Ecorr)及腐蝕電流(Icoir.)，如圖2所示，為電位值對應電流值變化的極化曲線圖。并根據(jù)圖2求得鋁金屬于第一至第五組溶液的腐蝕電位及腐蝕電流，結果如表一所示表-一<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>腐蝕電位越低代表鋁金屬在反應溶液中較容易被腐蝕，腐蝕電流越大代表鋁金屬在反應溶液中被腐蝕的速度較快。第--組的腐蝕傾向最大。添加臭氧的第二至第五組腐蝕傾向明顯降低，第三至第五組顯示搭配碳酸、硝酸、磷酸等無機酸時，可有效增加腐蝕電位。由上述結果顯小，添加臭氧的反應溶液相較于未添加臭氧的反應溶液，對金屬而言具有顯著的腐蝕抑制效果。本發(fā)明通過混合臭氧于反應溶液，以形成金屬氧化物保護層于含金屬的基材表面，防止其下方的金屬繼續(xù)被氧化、腐蝕，并可進-步通過調整金屬所處反應溶液的氧化還原特性及其酸堿度，來改變反應溶液的腐蝕反應性，減緩金屬腐蝕的傾向。當然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本發(fā)明所附的權利要求的保護范圍。權利要求1.一種金屬腐蝕抑制的方法，應用于一含金屬的基材，其表面與一反應溶液接觸，其特征在于，保護步驟混合一臭氧于該反應溶液；及形成一金屬氧化物保護層于該含金屬的基材表面。2.根據(jù)權利要求1所述的金屬腐蝕抑制的方法，其特征在于，該反應溶液的較佳臭氧濃度范圍為O.130白萬分比濃度。3.根據(jù)權利要求1所述的金屬腐蝕抑制的方法，其特征在于，該臭氧是溶于一溶液再添加于該反應溶液。4.根據(jù)權利要求3所述的金屬腐蝕抑制的方法，其特征在于，該溶液包含-一添加物。5.根據(jù)權利要求4所述的金屬腐蝕抑制的方法，其特征在于，該添加物包含一無機酸及其鹽類其中之-j或該無機酸及其鹽類的任意組合。6.根據(jù)權利要求5所述的金屬腐蝕抑制的方法，其特征在于，該無機酸包含碳酸、磷酸、硝酸、硼酸及硅酸所組成的族群其中之-。7.根據(jù)權利要求5所述的金屬腐蝕抑制的方法，其特征在于，該添加物的較佳濃度為10—510'摩爾濃度。8.根據(jù)權利要求1所述的金屬腐蝕抑制的方法，其特征在于，該臭氧是呈氣態(tài)直接溶解于該反應溶液。9.根據(jù)權利要求1所述的金屬腐蝕抑制的方法，其特征在于，還包含混合一添加物于該反應溶液的步驟。10.根據(jù)權利要求9所述的金屬腐蝕抑制的方法，其特征在于，該添加物包含一無機酸及其鹽類其中之-或該無機酸及其鹽類的任意組合。11.根據(jù)權利要求10所述的金屬腐蝕抑制的方法，其特征在于，該無機酸包含碳酸、磷酸、硝酸、硼酸及硅酸所組成的族群其中之一。12.根據(jù)權利要求10所述的金屬腐蝕抑制的方法，其特征在于，該添加物的較佳濃度為10—510—'摩爾濃度。13.根據(jù)權利要求1所述的金屬腐蝕抑制的方法，其特征在于，該反應溶液包含超純水、去離子水及含有酸堿藥劑的水溶液其中之-。14.根據(jù)權利要求l所述的金屬腐蝕抑制的方法，其特征在f，該反應溶液包含蝕刻液及光阻劑剝膜液其中之。15.根據(jù)權利要求1所述的金屬腐蝕抑制的方法，其特征在于，該含金屬的基材浸泡于該反應溶液。16.根據(jù)權利要求1所述的金屬腐蝕抑制的方法，其特征在于，該反應溶液噴灑于該含金屬的基材。全文摘要本發(fā)明公開了一種金屬腐蝕抑制的方法，應用于含金屬的基材，其表面與反應溶液接觸，該方法通過混合臭氧于反應溶液，以形成金屬氧化物保護層于含金屬的基材表面，防止其下方的金屬繼續(xù)被氧化、腐蝕，并可進一步通過調整金屬所處反應溶液的氧化還原特性及其酸堿度，來改變反應溶液的腐蝕反應性，減緩金屬腐蝕的傾向。文檔編號C23C22/06GK101100744SQ200610098430公開日2008年1月9日申請日期2006年7月4日優(yōu)先權日2006年7月4日發(fā)明者林月婷,金光祖,陳秋美申請人:財團法人工業(yè)技術研究院