Plating of Cu layer with the aid of organic film on Si-wafer

유기박막을 이용한 Si기판상의 구리피복층 형성에 관한 연구

In order to improve the adhesion properties of copper, MPS(3-mercaptopropyltrimethoxysilane) organic film were employed. The plasma pretreatment in pure He or $He/O_{2}$ mixed gas environment greatly increased adhesion force. Adhesion force was measured by scratch test with nano indenter. Microstructures and surface roughness were observed with scanning electron microscope(SEM). The characteristics of MPS layer for pretreatment were studied with flourier transform infrared spectroscope(FT-IR) and contact angle tester. The heighest adhesion was achieved in the specimen pretreated with mixed plasma and NPS coating, which was 56mN. Other specimen showed lower value by $20{\%}$ to $30{\%}$. The roughness of substrate was not affected by the bonding strength of copper plating.

본 논문에서는 Si wafer와 Cu사이의 밀착력을 증가시키기 위해 Si wafer전처리 후 plasma와 SAMs처리 방법에 의한 Cu도금의 형성에 관한 방법을 설명하였다. Si wafer를 Piranha solution과 $0.5{\%}$ HF처리 후 유기박막인 SAMs과 plasma를 이용하는 방법으로 wafer와 Cu층 사이의 밀착력을 증가시켰다. 도금층의 밀착력은 scratch test 로 측정하였으며 , AFM을 이용해 시편에 형성된 패턴의 형태를 관찰하고 SEM과 EDS를 이용해 시편의 조직을 관찰하였다. 그 결과 Si wafer를 $O_{2}, He, SAMs$를 혼합처리 했을 때 밀착성이 가장 우수하였다.