• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.261-261
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• 2012

반도체 공정에서 단위소자의 고속화를 구현하기 위한 금속배선공정에 사용되는 금속재료가 최근에 Al에서 구리로 전환됨에 따라, 향후에는 모든 디바이스가 구리를 주요 배선재료로 사용할 것으로 예측되고 있다. 이러한 구리 배선재료의 도입은 미세화와 박막화라는 관점에서 습식 방법임에도 불구하고 전기도금 방법이 반도체 구리 배선공정에 적용되는 획기적인 변화를 이끌어냈다. 이에 전기도금 방법으로 생산된 구리박막에 대한 요구사항이 증가되고 있다. 전기도금으로 구리박막을 성장시킴에 있어 도금 전해액, 유기첨가제, Anode 물질의 변화는 전착된 구리 박막의 미세구조 및 화학적 구조와 전착률, 비저항 등의 물리적 전기적 특성을 다양하게 변화시킬 수 있다. 본 연구에서는 Anode 물질 변화에 따라 Anode 표면에 형성된 불순물막(Passivation layer) 및 전착된 구리박막의 특성을 조사하였다. Anode는 soluble type과 insoluble type으로 나누어 실험을 진행하였다. Anode 물질 변화에 따른, 구리 박막의 물리적 특성을 조사하기 위하여 XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy)로 화학조성 및 불순물에 대해 분석하였다. 그리고 FE-SEM (Field Emission Scanning Electron Microscope)를 이용하여 전착박막의 두께를 조사 하고 AFM (Atomic Force Microscope)을 이용하여 표면 거칠기를 측정하였다. 또한 전기적 특성을 조사하기 위해 4-point probe를 사용하여 구리 전착박막의 표면저항(sheet resistance)을 측정하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.281-281
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• 2013

본 연구에서는 고출력 금속 인쇄회로기판(Metal PCB) 개발을 위해 절연층으로 양극산화막을 형성하고 이 절연층 위에 Screen Printing 법을 이용하여 Ag paste를 패턴 인쇄한 알루미늄 기판을 사용하였다. 이 기판 위에 무전해 방식으로 구리 박막을 성장시켜, 무전해 도금 조건이 구리 박막 성장에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 무전해 도금 시, pH 농도와 plating 온도를 변화시켜 이 변화에 따른 무전해 구리도금 박막의 물리적/전기적 특성을 비교 분석하여 무전해 도금에 의해 형성된 구리 박막과 기판과의 상관 관계도 비교 검토하였다. XRD (X-ray Diffraction), 광학현미경, FE-SEM (Field Emission Scanning Electron Microscope)등을 이용하여 성장된 구리 박막 및 기판의 결정성, 표면 및 단면 형상 등을 측정하였고, XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy)를 이용하여 무전해 도금에 의한 Cu의 화학구조 및 불순물 상태를 조사하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.319.2-319.2
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• 2016

ZrN 코팅은 TiN과 특성이 유사한 옅은 금색의 질화 박막이나 내식성이 우수하여 의료용, 자동차 부품, 항공부품, 장식용으로 적용되고 있다. 스테인레스계 의료용 기구나 생활기구의 항균성 기능이 부여된 표면처리는 아직 널리 보급되고 있지 않아 장식성과 내부식성이 뛰어난ZrN 박막에 구리를 함유시킴으로서 항균성의 변화를 관찰하고자 하였다. 진공 아크 이온플레이팅 방법으로서 ZrN을 성장시키면서 스퍼터링법에 의하여 Cu를 함유시키는 방법으로 실험을 실시하였다. 기재는 SUS 304를 사용하였고, 공정온도 $400^{\circ}C$에서 질소분압 1-5 Pa, 아크전류 90 A의 조건에서 Cu 스퍼터링 타겟의 전류를 1-7A 까지 변화하여 구리함유 ZrN 박막을 합성하였다. 구리 함류량에 따른 XRD를 통한 결정구조분석과 SEM/EDX를 통한 성분변화분석을 실시하였다. 구리함유 박막에 대해서 시간에 따른 대장균을 성장을 분석하여 기재인 SUS304, ZrN, 구리 함유 ZrN에 대한 대장균 항균성을 조사하였다.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2001년도 The IMAPS-Korea Workshop 2001 Emerging Technology on packaging
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• pp.100-103
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• 2001

본 연구에서는 무전해도금으로 증착된 구리박막의 열적 및 접착특성에 관하여 고찰하였다. Si 기판에 MOCVD 방법으로 TaN 확산방지막을 증착한 후, 무전해 도금으로 구리박막을 증착하여 Cu/TaN/Si 다층구조를 제조공정하였다. 그리고, Ar 분위기에서 열처리시켰으며, 열처리온도에 따른 비저항 변화를 고찰함으로서 Cu/TaN/Si 계의 열적 특성을 분석하였다. 무전해도금 구리박막의 접착특성은 스크래치 테스트에 의해 평가하였으며, 열적 증착방법과 스퍼터 방법으로 증착된 구리 박막과 비교하였다. 스크래치 테스트 결과, 무전해도금 구리 박막의 접착력이 열적 증착과 스퍼터 방법으로 증착된 구리 박막보다 더 우수하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.260-260
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• 2012

최근 IT산업의 급속한 발달로 모바일 제품과 반도체 및 IC 패키지 등의 전자제품의 소형화, 경량화 및 고성능화되어 가고 있다. 따라서 반도체 공정에서 단위소자의 고속화를 구현하기 위한 금속배선공정에 사용되는 금속재료가 최근에 최소 선폭을 갖는 디바이스에서는 구리를 배선 재료로 전환하고, 향후에는 모든 디바이스가 구리를 주요 배선재료로 사용할 것으로 예측되고 있다. 반도체 소자 공정 중 시료 표면 위에 형성되는 오염물은 파티클, 유기오염물, 금속 불순물 그리고 자연 산화막으로 나눌 수 있다. 구리 표면에 생성되는 부식생성물의 종류에는 CuO, $Cu_2O$, $Cu(OH)_2$, $CuCO_3{\cdot}Cu(OH)_2$와 같은 생성물들이 있다. 이러한 부식생성물이 구리박막 표면에 형성이 되면 성장된 구리박막의 특성을 저하시키게 된다. 이러한 다양한 오염물들을 제거하기 위해서 여러 가지 전처리 공정에 대한 연구가 보고되고 있다. 본 연구에서, 스퍼터 방식으로 구리를 증착한 웨이퍼 (Cu/Ti/Si) 를 대기 중에 노출시켜 자연 산화막을 성장시키고, 이 산화막과 대기로부터 흡착된 불순물을 제거하기 위해 계면 활성제인 TS-40A와 $NH_4OH$ 수용액을 사용하여 이들 수용액이 구리 표면층에 미치는 영향에 대해 조사 분석하였다. 사용된 TS-40A는 알칼리 탈지제로서 웨이퍼 표면의 유기물을 제거하는 역할을 하며, $NH_4OH$는 구리를 제거하는 부식액으로 산업현장에서 널리 사용되고 있다. 다양한 표면 전처리 조건에 따른 구리박막 표면의 형상 및 미시적 특성변화를 SEM과 AFM을 이용하여 관찰하였고, 표면의 화학구조 및 성분 변화를 관찰하기 위해 XPS를 측정하였으며, 전기적 특성변화를 관찰하기 위해 4-point prove를 사용하여 박막의 면저항을 측정하였다.

• 접착 및 계면
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• 제4권3호
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• pp.1-8
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• 2003

철판에 도금한 아연을 구리이온으로 치환하는 치환도금법과 철판에 직접 구리를 증착하는 진공증착법으로 두께가 다른 구리박막 피복철판을 제조하여 배합고무와 접착성질을 조사하였다. 구리박막 피복철판과 배합고무의 접착세기는 제조방법에 관계없이 구리박막 두께에 따라 결정되었다. 구리박막이 75 nm보다 얇으면 안정한 접착층이 형성되어 황동판에 못지 않게 고무와 강하게 접착되었으나, 90 nm보다 두터우면 구리황화물이 지나치게 성정하여 접착세기가 약하였다.

• 한국진공학회지
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• 제6권1호
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• pp.20-27
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• 1997

0.25$\mu\textrm{m}$이하의 최소선폭을 같는 초고집적회로에 사용할 수 있는 구리박막의 형성기술 을 조사하였다. 본 실험에서는 측면박막 형성에 적합한 화학적 증착을 시도하였으며 (hfac)Cu(VTMS)(hexafluoroacetylacetonate vinyltrimethylisilane copper(I))로 명명된 금속 유기 화합물을 원료로 사용하였다. 구리박막의 형성은 TiN와 $SiO_2$모재 위에 이루어 졌으며, 형성 중에 모재의 온도와 증착용기 내 압력의 함수로서 집적회로 공정상 주요 변수인 박막 의 비저항, 박막의 증착선택도를 측정하였다. 구리박막은 모재온도 $180^{\circ}C$와 증착용기의 압력 0.6Torr의 조건에서 가장 좋은 전기적 성질을 보여 주었다. 이 조건에서 형성된 구리박막은 다결정 구조를 나타내었으며 구리박막의 증착속도는 120nm/min, 비저항은 0.25$mu \Omega$.cm, 평균거칠기는 15.5nm로서 0.25$\mu\textrm{m}$이하 선폭의 집적회로에서 요구되는 전기적, 재료적 사양에 근접한 구리박막을 얻었다. 또한 140-$250^{\circ}C$의 모재 온도 범위에서 TiN모재와 $SiO_2$모재 사 이에 뚜렸한 증착선택성이 관측되었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.210-210
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• 2003

ECR(Electron Cyclotron Resonance)은 전자기장에 의한 회전주파수와 전원으로 가해지는 마이크로웨이브(microwave)의 주파수가 일치할 때 발생하는 공진(resonance)현상이다. ECR에 의해 형성된 고밀도, 고에너지의 플라즈마가 상온하에서도 표면에너지가 낮은 고분자수지상에 접착력과 내구성 및 성능이 우수한 금속박막을 형성시킬 수 있는 특징을 지니고 있다. [1] 이러한 고분자수지 표면에 제조되는 금속박막소재는 반도체산업을 비롯하여, 박막전지, 전자파 차폐 등의 다양한 용도로 개발되고 있다. 그러나, 고분자수지와 금속박막계면간의 접착성의 저하로 후처리 공정에서 외부의 응력을 받게되면 막이 쉽게 탈리되는 문제점이 대두되었고, 이에 대한 개선이 요구되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 공업적으로 많이 사용되는 표면 전처리방법을 통하여 구리 박막의 접착력을 향상시키고자 하였다. 상온화학증착 방법에 의해 고분자수지표면에 구리금속박막을 제조하고 여러 가지 표준방법을 사용하여 고분자수지와 구리박막간의 접착특성을 조사하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.23.2-23.2
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• 2009

기존에 사용되었던 알루미늄 배선 공정은 공정의 배선 크기가 줄어들면서 한계에 다다르고 있다. 따라서 이를 대체하기 위해 여러 가지 새로운 방법들이 고안되고 있으며, 그중 알루미늄을 비저항이 낮고 EM(electro-migration) 저항성이 뛰어난 구리로 대체하려는 연구가 진행되고 있다. 구리 배선은 이미 electroplating 공정을 이용해 산업에 적용되고 있으며, seed layer로는 sputtering 법을 이용하고 있다. 하지만 sputtering 을 포함한 PVD 법은 대부분 종횡비나 단차 피복도가 좋지 않기 때문에 이를 CVD로 교체한다면 많은 장점을 가질 수 있다. 하지만 CVD 공정을 진행하기 위해서는 많은 문제점들이 있는데, 이중 전구체에 대한 문제도 빼놓을 수 없는 이슈이다. Cu(dmamb)2 는 기존에 사용하던 $\beta$-diketonate 계열의 전구체보다 화학적으로 많은 장점을 가지고 있어, CVD 공정에 적합하다. 이에 따라 구리 박막 증착의 공정 조건을 설계하고, 고품질의 박막을 증착하기 위한 다양한 처리법을 고안하여 증착 실험을 진행하였다. 기본적으로 구리는 확산력이 좋아 실리콘계열의 기판에서 확산력이 매우 좋아 기판 내로 확산되기 때문에 이를 방지하기 위하여 Ta, Ti 계열의 박막을 사용하여 확산을 방지하고 있다. 따라서 전이 금속 박막의 표면과 증착 분위기 등을 고려하여 구리를 증착하였으며, 표면의 미세구조 및 성분을 FESEM 등을 통해 분석하였다.

• 한국자기학회지
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• 제15권3호
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• pp.198-201
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• 2005

전기도금 방법으로 제작된 니켈과 니켈-구리 합금박막에 미치는 유기첨가제(organic additive)의 영향을 조사하였다. 유기첨가제를 가하여 도금하는 니켈 박막의 경우 순수한 전해액만을 이용하여 도금한 박막과는 다른 결정성을 갖는다 도금조건을 일정하게 한 후 니켈-구리의 합금 박막용 전해액에 유기첨가제를 가하면 구리와 니켈의 조성비율이 변화하는데 유기첨가제의 성분과 농도에 따라 니켈의 함유율이 $65\~95\%$ 영역에서 조절이 가능하다. 유기첨가제에 의한 이러한 물성의 변화는 자성의 변화를 유도하여 도금 박막의 자기저항의 증가와 감소에도 기여하는 것으로 나타났다.