The ability to develop well-defined structures on material surfaces offers the opportunity of many new applications and has become an important field of research, not only for physics and chemistry but also for biologists and engineers. A major challenge is to miniaturise these surface structures as can be achieved by new processes such as; self- assembly, soft lithography, dip-penlithography, scanning probe lithography or laser-induced patterning. In this thesis a mikroindenter and scanning force microscope are utilized as a form of scanning probe lithography to mechanically modify coated Si-surfaces with a diamond probe. The coating was either an electrically insulating layer (eg. a ca. 10 nm thermal or native oxide layer) grown on an n- or p-type Si (100) or organic substances (undecylenic acid, 1-decene, 1-octadecene), which were covalently attached to a hydrogen-terminated n- or p-type Si (111) surface. By selectively removing the insulating coating by mechanically scratching the surface, masks for the electrochemical deposition of copper were produced. Copper was then deposited into these defects and onto the Si-surface under controlled conditions (e.g. electrolyte concentration and over-potential) Copper electrodeposition into these template scratches on oxide covered Si was investigated with an emphasis on nucleation and growth of these deposits. The electrolyte concentration, voltage and type of silicon wafers had a considerable effect on the nucleation, growth and morphology of the copper deposits. Copper preferentially deposited on the scratch edges rather than in the scratch bottom at certain electrolyte concentrations. At relatively high over-potentials, the deposition rate increase leads to a dendritic morphology of the copper deposits. The nucleation, growth and morphology of copper deposited at a very high voltage pulse (-100 V vs. Ag/AgCl) on both oxide covered and oxide free Si surfaces was also investigated. As well as electrochemical plating, immersion plating in copper containing electrolyte solutions of scratched wafers was studied. The influences of semiconductor substrate type (1-octadecene coated n-type Si and p-type Si) and plating parameters, such as immersion time, on the copper deposit’s morphology are presented. The morphology of copper deposits on different surfaces was investigated using Scanning Electron Microscopy (SEM). Auger electron spectroscopy (AES) scans were performed to obtain the information of the selectivity of the copper deposition. The results indicated that both oxide and the organic layers acted as good masks for the selective deposition of copper. Under optimised conditions, homogeneous and well-connected copper wires in 100 nm range were obtained selectively in the scratch.

Da die gezielte Strukturierung von Werkstoffoberflächen die Möglichkeit vieler neuer Anwendungen verspricht, wurde sie zu einem zentralen Forschungsgebiet. Dies beschränkt sich nicht nur auf die Physik und die Chemie, sondern umfasst darüber hinaus auch die Biologie und die Ingenieurwissenschaften. Eine große Herausforderung stellt die Miniaturisierung von Oberflächenstrukturen dar, wie sie durch neuartige selbstorganisierende Prozesse wie z.B. „Soft-Lithography? „Dip-Pen Lithography? Rastersondenlithographie oder laserinduzierte Strukturierung erreicht werden können. In der vorliegenden Arbeit wurden ein Mikro-Indenter und ein Rasterkraftmikroskop als rastersondenlithographische Methode verwendet, um beschichtete Si-Oberflächen mit einer Diamantspitze mechanisch zu modifizieren. Die Beschichtung bestand aus einer elektrisch isolierenden Schicht, z.B. aus einer Oxidschicht (etwa 10 nm dickes, natives oder thermisches Oxid) auf n- oder p-Typ Si (100), oder aus Monolagen organischer Substanzen (Undecylensäure, 1-Deken, 1-Oktadeken), welche über kovalente Bindungen mit der wasserstoffterminierten n- oder p-Si (111) Oberfläche verbunden sind. Durch selektives Entfernen der Isolierschicht durch mechanisches Kratzen entstand eine Maske für die elektrochemische Abscheidung von Kupfer. Durch eine geeignete Wahl der elektrochemischen Parameter (z.B. Elektrolytkonzentration und kathodische Überspannung) war es möglich, Kupfer kontrolliert in den Öffnungen auf das Siliziumsubstrat aufzubringen. Der Schwerpunkt dieser Arbeit war die Untersuchung von Keimbildung und Wachstum der Kupferabscheidungen. Unterschiedliche Si-Typen sowie die Variation der elektrochemischen Parameter beeinflussten deutlich die Keimbildung, das Wachstum und die Morphologie der Kupferabscheidungen. Das Kupfer wurde bei bestimmten Elektrolyt Konzentrationen bevorzugt am Rand der Kratzer abgeschieden. Bei relativ hoher Überspannung führte die beschleunigte Wachstumsrate zu dendritischen Kupferabscheidungen. Bildung und Wachstum von Kupferkeimen wurden auch durch das Anlegen von Hochspannungspulsen (-100V vs. Ag/AgCl) an oxidierten und oxidfreien Si-Oberflächen untersucht. Neben elektrochemischer Abscheidung wurde Kupfer auch durch stromlose Abscheidung („immersion plating? (Eintauchen des Siliziumsubstrats in den kupferhaltigen Elektrolyten) in den Kratzern der Isolierschicht abgeschieden. In der vorliegenden Arbeit wurden Einflüsse von Substrattyp (n-/p-Si) und Abscheidungsparametern (z.B. Eintauchzeit) auf die Morphologie der Abscheidungen untersucht. Mittels Rasterelektronenmikroskopie (REM) wurde die Morphologie und mittels Augerelektronenspektroskopie (AES) wurde die Selektivität der Kupferabscheidung untersucht. Insgesamt zeigen die Ergebnisse, dass oxidierte und organische Schichten gleichermaßen als Masken für die selektive Abscheidung geeignet sind. Durch die Optimierung der elektrochemischen Parameter war es möglich, selektiv nur in den Kratzern der Isolationsschicht homogene und zusammenhängende Kupferdrähte herzustellen.