• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.344-344
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• 2013

칩의 크기가 감소함에 따라 RC (Resistance, Capacitance) 지연, 전력소비증가 및 신호잡음 등이 문제가 되어왔다. RC지연 문제는 배선에 알루미늄 보다 비저항이 낮은 구리를 사용하고 절연막으로 유전상수가 낮은 물질을 사용하여 개선될 수 있다. 이와 같은 맥락에서 점차 저유전상수 박막의 필요성은 증가하고 있다. 그러므로 이를 개선하기 위해 저 유전상수 값을 가지는 물질을 개발 혹은, UV나 플라즈마 그리고 열을 이용하여 처리하는 연구가 절실히 요구되고 있으며, 현재 많은 연구가 진행되고 있다. 이 논문에서 저유전박막은 HDP-CVD (High Density Plasma Chemical Vapor Deposition) 시스템에서 (CyOz)-SiHx와 O2의 비율을 각각 변화시키면서 증착 되었다. (CyOz)-SiHx와 O2의 비율은 60/150, 60/180, 60/210, 60/240로 증가하면서 증착하였다. 그리고 surface profilometer을 이용하여 박막의 증착율을 측정하고 LCR meter를 이용하여 정전용량을 측정하여 유전상수 값을 얻었다. 박막의 화학적 조성과 구조는 FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy)로 측정하였다. 박막의 유동 특성은 SEM (Scanning electron microscope) 이미지로 살펴보았다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2001년도 춘계학술대회 논문집 반도체재료
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• pp.79-83
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• 2001

In order to compare the barrier properties of Ta-N/Si(001) with those of Ta-N/Ta/Si(001), we studied structural properties of films grown by RF magnetron sputtering with various $Ar/N_2$ ratios. To evaluate the barrier properties, the samples were annealed in a vacuum chamber. Ex-situ x-ray scattering measurements were done using an in-house x-ray system. With increasing nitrogen ratio in Ta-N/Si(001), the barrier property of Ta-N/Si(001) was enhanced, finally failed at $750^{\circ}C$ due to the crystallization and silicide formation. Compared with Ta-N/Si(001), Ta-N/Ta/Si(001) forms silicides at $650^{\circ}C$. However it does not crystallize even at $750^{\circ}C$. With increasing nitrogen composition in Ta-N/Ta/Si(001), the formation of tantalum silicide was reduced and the surface roughness was improved. To observe the surface morphology of Ta-N/Ta/Si(001) during annealing, we performed an in-situ x-ray scattering experiment using synchrotron radiation of the 5C2 at Pohang Light Source(PLS). Addition of Ta layer between Ta-N and Si(001) improved the surface morphology and reduced the surface degradation at high temperatures. In addition, increasing $N_2/Ar$ flow ratio reduced the formation of tantalum silicide and enhanced the barrier properties.

• 한국재료학회지
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• 제23권11호
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• pp.661-665
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• 2013

We investigated the characteristics of electroless plated Cu films on screen printed Ag/Anodized Al substrate. Cu plating was attempted using neutral electroless plating processes to minimize damage of the anodized Al substrate; this method used sodium hypophosphite instead of formaldehyde as a reducing agent. The basic electroless solution consisted of $CuSO_4{\cdot}5H_2O$ as the main metal source, $NaH_2PO_2{\cdot}H_2O$ as the reducing agent, $C_6H_5Na_3O_7{\cdot}2H_2O$ and $NH_4Cl$ as the complex agents, and $NiSO_4{\cdot}6H_2O$ as the catalyser for the oxidation of the reducing agent, dissolved in deionized water. The pH of the Cu plating solutions was adjusted using $NH_4OH$. According to the variation of pH in the range of 6.5~8, the electroless plated Cu films were coated on screen printed Ag pattern/anodized Al/Al at $70^{\circ}C$. We investigated the surface morphology change of the Cu films using FE-SEM (Field Emission Scanning Electron Microscopy). The chemical composition of the Cu film was determined using XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy). The crystal structures of the Cu films were investigated using XRD (X-ray Diffraction). Using electroless plating at pH 7, the structures of the plated Cu-rich films were typical fcc-Cu; however, a slight Ni component was co-deposited. Finally, we found that the formation of Cu film plated selectively on PCB without any lithography is possible using a neutral electroless plating process.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.132-132
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• 2000

Cu는 Al에 비하여 낮은 저항(1.8 $\mu$$\Omega$-cm)과 높은 EM 저항성을 가지고 있어 미래의 고속 ULSI 배선물질로 그 중요성이 더욱 증가되고 있으며, 현재까지 많은 연구가 진행되고 있다. 따라서, 본 논문에서는 이러한 방법들을 고려하여 CVD Cu의 문제점인 낮은 성장률의 개선과 Cu 박막의 특성을 향상하고자 수소 플라즈마 공정을 이용하여 plasma 전처리가 초기 Cu 핵생성에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 본 실험에 사용된 장비는 Cu RPCVD/MOCVD이다. 초기 Cu 핵의 생성에 있어서의 수소 플라즈마의 효과를 조사하기 위하여 다음과 같은 3가지의 방법으로 행하였다. 첫 번째는 Cu 박막 형성에서 플라즈마를 사용하지 않은 방법, 두 번째는 플라즈마 전처리공정을 행한 뒤, Cu 박막 증착시 플라즈마는 사용하지 않은 방법, 세 번재는 플라즈마 전처리공저을 행한 뒤 Cu 증착시에도 플라즈마를 사용한 방법이다. 이 세가지 방법의 핵생성 차이를 분석하기 위해서 각각 10초, 20초, 40초 증착시킨 후 grain의 크기와 개수를 비교하였다. 또한 플라즈마의 power에 따른 Cu 핵생성율도 조사하였다. 수소 전처리동안 working pressure는 10분 동안 1 torr로 유지되었으며 substrate의 온도는 20$0^{\circ}C$, r.f.power는 100watt로 설정하였다. Cu RPCVD의 증착조건은 r.f.power는 10watt, substrate의 온도는 20$0^{\circ}C$, gas pressure는 1 torr, Ar carrier gas는 50sccm, hydrogen processing gas는 100sccm, bubbler 온도는 4$0^{\circ}C$, gas line의 온돈느 6$0^{\circ}C$, shower head의 온도는 $65^{\circ}C$로 설정하였다. 증착된 Cu 박막은 SEM, XRD, AFM를 통해 제작된 박막의 특성을 비교.분석하였다. 초기 plasma 처리를 한 경우에는 그림 1에서와 같이 현저히 증가한 초기 구리 입자들이 관측되었으며, 이는 도상 표면에 활성화된 catalytic site의 증가에 기인한다고 보여진다. 이러한 특성은 Cu films의 성장률을 향상시키고, 또한 voids를 줄여 전기적 성질 및 surface morphology를 향상시키는 것으로 나타났다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제3권4호
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• pp.249-260
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• 1998

해수에 잠긴 인공기질 표면에서 미세조류의 부착과 후속적으로 나타나는 성장과정을 이해하기 위해 규조류의 부착과 주변수의 종 급원(species pool)과의 관계를 조사하였다. 1995년 7월부터 1997년 2월까지 인천항 내에서 아크릴 슬라이드를 이용하여 규조류의 부착에 관해 연구하였고, 주변 해수를 조사하였다. 또한 생물막 초기형성 과정에서 노출시간의 증가에 따라 나타나는 부착미세조류 군집의 종조성과 수도의 변화를 유리, 아크릴, 티타늄, 구리 및 생물오손방지 페인트로 도포된 슬라이드 등 다양한 인공기질 표면을 이용하여 조사하였다. 아크릴 슬라이드에서 규조류의 이입률은 주변수의 저서규조류의 수도변화와 유의성 있는 상관관계를 나타냈으며 ($r^2$=0.78, p<0.01, n=42), 이는 주변수의 저서규조류의 수도에 의해 영향을 받는 것을 지시한다. 아크릴 슬라이드에서 봄철에 단배선 형태 규조류의 부착능력(이입계수)이 복배선 형태에 비해 5 배 높게 나타났다. 그러나 부착점유율은 단배선 형태가 복배선 형태에 비해 3 배 낮게 나타났다. 겨울철에는 중심형 규조류의 부착능력이 다른 형태들에 비해 높게 나타났고 부착점유율도 높게 나타났다. 이는 규조류의 부착이 주변해수에 출현한 저서 규조류의 수도 및 부착능력에 의한 결과임을 지시한다. 우상형 규조류가 연구기간동안 모든 인공기질 표면에 대부분 부착 출현하였고, 겨울철에는 중심형 규조류가 모든 인공기질 표면에 우정 부착하였다. 생물오손방지 페인트로 처리된 표면에서는 독성에 대한 내성이 강한 것으로 판단되는 Hantzschia virgata, Licmophora abbreviata, Melosira nummuloides가 우점하여 부착하였다. 노출시간이 증가함에 따라 부착규조류의 수도는 유리, 티타늄, 아크릴 슬라이드에서 지수적으로 증가하였고, 최대수도는 유리 ${\geq}$ 아크릴 > 티타늄 > 구리 ${\geq}$ 페인트처리 슬라이드의 순으로 높게 나타났다. 모든 인공기질 표면에서 부착규조류의 성장률은 $2{\sim}3^{\circ}C$에서 보다 $24{\sim}25^{\circ}C$의 수온에서 높게 나타났고, 유리 슬라이드에서 다른 표면에 비해 전반적으로 높은 값을 보였다. 해수 중에서 노출시간의 증가에 따라 관찰된 우점종은 납작한 형태인 Amphora coffeaeformis, 부채꼴 형태인 Synedra tabulata, stalk 형태인 Licmophora paradoxa 그리고 사슬형태인 M. nummuloides로 나타났고, 부착미세조류 군집에서 미소천이(micro-succession)가 관찰되었다. 이러한 우점종 조성은 미세조류 생물막이 발달하여 서식공간이 제한됨에 따라 나타난 종 적응의 결과로 보인다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제25권6호
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• pp.83-88
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• 2011

본 연구에서는 전기기기 및 가전기기 등의 배선으로 사용되는 비닐코드의 구조 및 특성을 제시하고, 에너지원의 종류에 따라 소손된 비닐평형코드(VFF, $1.25mm^2$)의 실체 사진 및 용융된 도체의 금속 단면 구조를 분석하였다. 정상 VFF는 소선 여러 가닥을 꼬아서 제작되었으며, 도체의 표면은 적갈색이다. 또한 도체의 금속 조직 분석에서 그레인이 연신된 것을 알 수 있었다. 일반 화염에 의해 소손된 VFF의 표면은 절연물이 탄화되어 도체의 표면에 융착되었고, 윤기가 없는 것을 알 수 있었다. 또한 용융 부분의 단면 구조 분석에서 일정한 모양의 보이드가 형성되었고, 전선 고유의 연신 구조는 확인할 수 없었다. 통전중인 VFF에 외부 화염이 인가되어 소손된 용융 도체의 단면 분석에서 전선 고유의 연신 구조는 없었고, 불규칙적인 보이드 및 주상 조직 등이 성장한 것을 알 수 있었다. 과전류에 의해 소손된 VFF는 표면이 고르게 탄화되었으며, 용융된 도체의 단면 구조 분석에서 수지상 조직의 성장이 확인되었다. 단락에 의해 용융된 VFF의 특성 분석에서 표면의 일부가 오염되었지만 약간의 윤기가 있고, 용융되어 재결합한 부분이 둥근 모양을 나타냈다. 또한 금속 현미경을 이용한 단면 구조 분석에서 경계면 및 주상 조직 등이 확인되었고, 용융된 도체 이외의 부분에서는 정상 구리와 같은 비정질체인 구조가 확인되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권5호
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• pp.466-472
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• 2007

웨이퍼 레벨(WL) 3차원(3D) 집적을 구현하기 위해 저유전체 고분자를 본딩 접착제로 이용한 웨이퍼 본딩과, 적층된 웨이퍼간 전기배선 형성을 위해 구리 다마신(damascene) 공정을 사용하는 방법을 소개한다. 이러한 방법을 이용하여 웨이퍼 레벨 3차원 칩의 특성 평가를 위해 적층된 웨이퍼간 3차원 비아(via) 고리 구조를 제작하고, 그 구조의 기계적, 전기적 특성을 연속적으로 연결된 서로 다른 크기의 비아를 통해 평가하였다. 또한, 웨이퍼간 적층을 위해 필수적인 저유전체 고분자 수지를 이용한 웨이퍼 본딩 공정의 다음과 같은 특성 평가를 수행하였다. (1) 광학 검사에 의한 본딩된 영역의 정도 평가, (2) 면도날(razor blade) 시험에 의한 본딩된 웨이퍼들의 정성적인 본딩 결합력 평가, (3) 4-점 굽힘시험(four point bending test)에 의한 본딩된 웨이퍼들의 정량적인 본딩 결합력 평가. 본 연구를 위해 4가지의 서로 다른 저유전체 고분자인 benzocyclobutene(BCB), Flare, methylsilsesquioxane(MSSQ) 그리고 parylene-N을 선정하여 웨이퍼 본딩용 수지에 대한 적합성을 검토하였고, 상기 평가 과정을 거쳐 BCB와 Flare를 1차적인 본딩용 수지로 선정하였다. 한편 BCB와 Flare를 비교해 본 결과, Flare를 이용하여 본딩된 웨이퍼들이 BCB를 이용하여 본딩된 웨이퍼보다 더 높은 본딩 결합력을 보여주지만, BCB를 이용해 본딩된 웨이퍼들은 여전히 칩 back-end-of-the-line (BEOL) 공정조건에 부합되는 본딩 결합력을 가지는 동시에 동공이 거의 없는 100%에 가까운 본딩 영역을 재현성있게 보여주기 때문에 본 연구에서는 BCB가 본딩용 수지로 더 적합하다고 판단하였다.