• 자원리싸이클링
• /
• 제28권1호
• /
• pp.3-14
• /
• 2019

구리는 뛰어난 전기전도성 및 열전달 특성으로 인해 많은 전자기기 및 건축 부품에 활용되고 있고 니켈 등 다른 도금의 밑 도금으로 사용되는 등 현대 산업에서 필수적으로 사용되는 소재이다. 뿐만 아니라 차세대 산업군에서 배선, 센서, 데이터 장비의 사용량과 중요도가 더욱 커지면서 그 활용도가 더욱 커질 것으로 예상됨에도 불구하고 유럽발 경제위기, 중국 경제 저성장 기조, 트럼프 대통령의 공공 산업설비 투자 공약 등에 따라 가격이 급동하는 추세를 보여 안정적인 수급 확보 및 자원관리에 어려움을 겪는 실정이다. 국내 구리 사용량의 거의 대부분을 전기동을 이용하여 사용하기 때문에 본 연구에서는 상용화 되고 있는 구리 재활용 기술과 연구 단계에 머물고 있는 구리 재활용 기술을 구분하여 각각의 기술적 수준을 파악하였다. 이를 통해 각 공정별 특징과 향후 기술개발이 요구되는 분야를 고찰해 보고자 하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제30권4호
• /
• pp.105-111
• /
• 2023

차세대 전자기기는 기계적인 굽힘이나 말림(rolling) 변형이 반복적으로 가능한 형태로 발전하고 있다. 이에 따라 전자기기 내부 소자들 간의 연결을 위한 금속 배선의 기계적인 신뢰성 확보가 필수적이며, 특히, 실제 사용 환경을 모사한 압축 환경에서의 굽힘 피로 변형에 대한 신뢰성 평가가 중요하다. 본 연구에서는 구리(Cu)와 폴리이미드(Polyimide, PI) 기판 간의 접착력을 향상시키고, 굽힘 피로 변형 환경에서 구리 배선의 신뢰성을 높이기 위한 방법을 탐구했다. 접착력 향상을 위해 폴리이미드 기판에 산소 플라즈마 처리와 크롬(Cr) 접착층 도입이라는 두 가지 방법을 적용하고, 이들이 압축 상황에서의 피로 거동에 미치는 영향을 비교 분석했다. 연구 결과, 접착력 향상 방법에 따라 압축 피로 거동에서 차이가 발생하는 것을 확인했다. 특히, 크롬 접착층을 도입한 경우 1.5% 변형률에서는 크랙 생성이 주된 변형 메커니즘이며, 피로 특성이 취약한 결과를 얻었으나, 2.0%의 높은 변형률에서는 플라즈마 처리법에 비해 박리가 발생하지 않아 가장 개선된 피로 특성을 나타냈다. 본 연구의 결과는 유연 전자기기의 사용 환경에 적합한 피로 저항 개선법을 제시하고, 크랙 발생 정도를 포함한 전자기기의 신뢰성 향상에 중요한 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 1999년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
• /
• pp.84-84
• /
• 1999

• 한국표면공학회:학술대회논문집
• /
• 한국표면공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.164-164
• /
• 2013

전기수력학을 이용한 프린팅 기술은 마이크로 나노 크기의 프린팅에 효과적으로 응용되고 있으며, 전도성 입자의 인쇄를 통한 미세 전기 배선의 형성에도 사용되고 있다. 본 연구에서는 금속 고체 입자를 사용하지 않고, 금속 이온 기반의 용액을 제조하여 마이크로 크기의 패턴을 형성하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제11권12호
• /
• pp.1091-1098
• /
• 1998

Thermal stability of the electroless deposited Cu thin film was investigated. Cu/TaN/Si multilayer was fabricated by electroless-depositing Cu thin layer on TaN diffusion barrier layer which was deposited by MOCVD on the Si substrate, and was annealed in $H_2$ ambient to investigate the microstructure of Cu film with a post heat-treatment. Cu thin film with good adhesion was successfully deposited on the surface of the TaN film by electroless deposition with a proper activation treatment and solution control. Microstructural property of the electroless-deposited Cu layer was improved by a post-annealing in the reduced atmosphere of $H_2$ gas up to $600^{\circ}C$. Thermal stability of Cu/TaN/Si system was maintained up to $600^{\circ}C$ annealing temperature, but the intermediate compounds of Cu-Si were formed above $650^{\circ}C$ because Cu element passed through the TaN layer. On the other hand, thermal stability of the Cu/TaN/Si system in Ar ambient was maintained below $550^{\circ}C$ annealing temperature due to the minimal impurity of $O_2$ in Ar gas.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제54권6호
• /
• pp.723-733
• /
• 2016

반도체 배선 미세화에 의한 한계를 극복하기 위해 실리콘 관통 비아(through silicon via, TSV)를 사용한 소자의 3차원 적층에 대한 연구가 진행되고 있다. TSV 내부는 전해도금을 통해 구리로 채우며, 소자의 신뢰성을 확보하기 위해 결함 없는 TSV의 채움이 요구된다. TSV 입구와 벽면에서는 구리 전착을 억제하고, TSV 바닥에서 선택적으로 구리 전착을 유도하는 바닥 차오름을 통해 무결함 채움이 가능하다. 전해 도금액에 포함되는 유기 첨가제는 TSV 위치에 따라 국부적으로 구리 전착 속도를 결정하여 무결함 채움을 가능하게 한다. TSV의 채움 메커니즘은 첨가제의 거동에 기반하여 규명되므로 첨가제의 특성을 이해하는 연구가 선행되어야 한다. 본 총설에서는 첨가제의 작용기작을 바탕으로 하는 다양한 채움 메커니즘, TSV 채움 효율을 개선하기 위한 평탄제의 개발과 3-첨가제 시스템에서의 연구, 첨가제 작용기와 도금 방법의 수정을 통한 채움 특성의 향상에 관한 연구를 소개한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국해양정보통신학회 2008년도 추계종합학술대회 B
• /
• pp.95-99
• /
• 2008

반도체 소자의 소형화에 따라 낮은 비저항을 가진 구리가 ULSI의 금속배선으로 사용되고 있다. 구리선의 비저항은 RC delay와 집적회로의 신호전달에 영향을 미치게 된다. 본 논문에서는 전기도금 된 구리박막의 비저항에 대해 전해액이 미치는 영향을 조사하였다. 4탐침 표면저항측정기로 비저항을 평가하였고, XRD (X-ray Diffraction), AFM (Atomic Force Microscope), FE-SEM (Field Emission Scanning Electron Microscope), XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy)로 박막의 특성을 조사하였다. 실험한 결과, 전해액의 조건이 전기도금으로 증착된 낮은 비저항을 갖는 구리박막의 형성에 있어 중요한 역할을 하는 것을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제45권6호
• /
• pp.633-637
• /
• 2007

Alkali 물질이 포함되지 않은 $(NH_4)_2Co(SO_4)_2{\cdot}6H_2O$, $(NH_4)_2WO_4$, $(NH_4)H_2PO_4$ 등의 전구체를 사용하여 구리배선의 보호막 제조를 위한 Co 합금박막의 무전해도금을 수행하였다. pH, Co 전구체 농도, 증착온도 등의 공정변수들의 변화에 대한 Co 합금박막의 두께와 표면형상을 살펴봄으로써 이들 공정변수가 alkali 물질이 포함되지 않은 화학물질로 무전해도금된 Co 합금박막의 특성에 끼치는 영향을 살펴보았다. pH, Co 전구체 농도, 증착온도가 증가할수록 Co 합금 박막의 두께가 증가하였고 이는 alkali 물질이 포함된 Co 합금박막의 무전해도금 결과와 비슷하다. SEM(scanning electron microscopy)을 이용한 Co 합금박막의 표면형상 관측 결과, 본 연구에서 사용된 공정조건에서 Co 합금박막의 무전해도금을 위한 적절한 pH와 온도의 범위가 각각 8.5~9.5와 $75{\sim}85^{\circ}C$임을 얻었다. 본 연구를 통하여 alkali 물질이 포함되지 않은 화학물질을 이용한 무전해도금으로 구리배선의 보호막 제조용 Co 합금박막의 증착이 가능함을 확인하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제29권1호
• /
• pp.49-54
• /
• 2022

반도체 Si 웨이퍼 Cu 배선을 제작하는데 사용하는 submicron 크기의 다마신 패턴의 구리 도금공정을 동일한 조건의 유기첨가제 및 전류밀도 조건을 사용하여 PCB 금속배선에 사용되는 수십 micron 크기의 패턴 도금에 적용하였다. PCB 패턴의 종횡비가 작아 쉽게 채워질 것으로 기대했던 것과는 달리, 이 경우 패턴 내부에 위치별 도금 두께 불균일도가 심화되는 것이 관찰되었다. 이러한 원인을 정량적으로 분석하기 위해 유동 및 전기장을 고려한 전기화학적 해석을 진행하였으며, 이를 통해 패턴 바닥부 코너에서 측벽과 바닥부의 도금에 의한 용액내 Cu²⁺ 이온의 고갈이 상대적으로 패턴 상부보다 빠르게 일어나는 것이 확인되었다. 이는 Cu²⁺ 이온의 확산계수가 2.65×10^-10 m²/s 로 초당 16.3 ㎛정도의 평균 이동거리를 가짐으로, 이 값이 다마신 패턴에서는 충분히 커서 원활하게 패턴 내부까지 이온 공급이 이루어지나, 수십 micron 크기를 갖는 PCB 크기에서는 소진된 구리이온을 보충해 주기 위해 충분한 시간이 필요하기 때문인 것으로 확인되었다. 구리 이온을 충분히 공급해 주기 위해 전류밀도를 낮춰 Cu²⁺ 이온이 확산할 수 있는 충분한 시간을 할애해 줌으로써 두께 균일도가 향상되는 것을 알 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제53권4호
• /
• pp.517-523
• /
• 2015

금속 배선형성 재료가 구리로 대체됨에 따라 다마신(damascene) 공정이 도입되었고, 과증착된 구리를 화학적 기계적 평탄화(Chemical Mechanical Polishing, CMP) 방식을 통해 제거하는 구리 화학적 기계적 평탄화 공정이 필요하게 되었다. 본 연구에서는 중성영역 구리 화학적 기계적 평탄화 공정용 슬러리의 구성 요소 중 하나인 부식 방지제에 아미노기($-NH_2$)와 카르복실기(-COOH)를 부착시켜 그에 따른 영향성을 확인하고자 하였다. 1H-1,2,4-트리아졸(1H-1,2,4-triazole)을 기준 부식방지제로 선정하여 식각속도, 제거속도 및 화학적 식각력을 측정한 결과 아미노기는 높은 구리 식각 능력을 보여주는 반면, 카르복실기는 부식방지제 효과가 증대되어 기본 부식방지제보다 낮은 식각 능력을 보여주었다. 이는 높은 제거속도가 필요한 1차 구리 화학적 기계적 평탄화 공정에는 아미노기가, 높은 구리 제거속도/식각속도 비를 필요로 하는 2차 구리 화학적 기계적 평탄화 공정에는 카르복실기가 적합하다는 결론을 보여준다.