• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제49권6호
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• pp.367-374
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• 2000

This paper presents a method to fabricate freestanding structures by (100) silicon anisotropic etching and nickel electroless plating. The electroless plating process is simpler than the electroplating, and provides good coating uniformity and improved mechanical properties. Furthermore, the (100) silicon anisotropic etching in KOH solution with being aligned to <100> direction provides vertical (100) sidewalls on etched (100) surface. In this paper, the effects of the nickel electroless plating condition on the properties of electroless plated metal structures are investigated to apply fabrication of micro structures and then various micro structures are fabricated by nickel electroless plating. And then, the structures are released by silicon anisotropic etching in KOH solution with a large gap between the structure and the substrate. The fabricated cantilever structures are $210\mum$. wide, $5\mum$. thick and $15\mum$. over the silicon substrate, and the comb structure has the comb electrodes which are $4\mum$. wide and $4.3\mum$. thick separated by$1\mum$. It is released by silicon anisotropic etching in KOH solution. The gap between the structure and the substrate is $2.5\mum$.

• 대한기계학회논문집A
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• 제26권10호
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• pp.2187-2193
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• 2002

We present a novel method for 3D microfabrication with LIGA process that utilizes a deep X-ray mask in which a micro-actuator is integrated. The integrated micro-actuator oscillates the X-ray absorber, which is formed on the shuttle mass of the micro-actuator, during X-ray exposures to modify the absorbed dose profile in X-ray resist, typically PMMA. 3D PMMA microstructures according to the modulated dose contour are revealed after GG development. An X-ray mask with integrated comb drive actuator is fabricated using deep reactive ion etching, absorber electroplating, and bulk micromachining with silicon-on-insulator (SOI) wafer. 1mm $\times$ 1 mm, 20 $\mu$m thick silicon shuttle mass as a mask blank is supported by four 1 mm long suspension beams and is driven by the comb electrodes. A 10 $\mu$m thick, 50 $\mu$m line and spaced gold absorber pattern is electroplated on the shuttle mass before the release step. The fundamental frequency and amplitude are around 3.6 kHz and 20 $\mu$m, respectively, for a do bias of 100 V and an ac bias of 20 $V_{p-p}$ (peak-peak). Fabricated PMMA microstructure shows 15.4 $\mu$m deep, S-shaped cross section in the case of 1.6 kJ $cm^{-3}$ surface dose and GG development at 35$^{\circ}C$ for 40 minutes.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제28권1호
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• pp.55-60
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• 2021

유연한 특성을 유지하면서 높은 접착력을 가진 웨어러블 디스플레이를 제작하기 위하여 전해도금법을 이용한 접착법을 진행하였다. 또한 섬유에 접착된 LED의 사파이어 기판을 제거하기 위하여 LLO 전사법을 이용하였다. 그 후 전해도금을 이용한 접착법을 진행한 샘플의 SEM, EDS 데이터를 통하여 실제로 구리가 섬유직물의 격자사이를 관통하여 성장하며 광원과 섬유를 고정시켜주는 것을 확인하였다. 구리의 접착특성을 확인하기 위하여 Universal testing machine (UTM)을 이용하여 측정하였다. 도금 접착 후 laser lift-off (LLO) 전사공정을 완료한 샘플과 전사공정을 진행하지 않은 LED의 특성을 probe station을 이용하여 비교하였다. 공정 이후의 광원의 특성을 확인하기 위하여 인가 전류에 따른 electroluminescence (EL)을 측정하였다. 전류가 증가할수록 온도가 상승하여 Bandgap이 감소하기 때문에 spectrum이 천이하는 것을 확인하였다. 또한 radius 변화에 따른 샘플의 전기적 특성 변화를 probe station을 이용하여 확인하였다. Radius 변형에도 구리가 bending stress를 견딜 수 있는 기계적 강도를 가지고 있어 Vf 변화는 6% 이하로 측정되었다. 이러한 결과를 토대로 웨어러블 디스플레이 뿐만 아니라 유연성이 필요한 배터리, 촉매, 태양전지 등에 적용되어 웨어러블 디바이스의 발전에 기여할 수 있을 것으로 기대한다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권12호
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• pp.1381-1389
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• 2007

중금속 폐수는 다양한 유독성 화합물과 함께 배출되므로 상수원, 토양, 지하수 등의 환경에 악영향을 야기 시킬 수 있다. 이러한 고농도의 복합중금속과 시안착염을 포함한 도금폐수 처리 시 일반적으로 잘 알려진 알카리염소법에 의한($1^{st}$ Oxidation: pH 10, reaction time 30 min, ORP 350 mV, $2^{nd}$ Oxidation: ORP 650 mV) 시안의 잔류농도에 대한 제거효율은 유입수의 시안농도 374 mg/L에 비해 처리 후 잔류시안농도는 3.74 mg/L로써 그 제거효율이 99%로써 상당히 높았으나 수질환경보전법상 수질배출허용기준(나 지역) 1 mg/L 이하에 만족하기 위해서는 2차, 3차 등의 고도처리가 요구됨을 알 수 있었고, 이에 아연백법 및 공침처리공정(reaction time: 30 min, pH: 8.0, rpm: 240)을 적용하여 용해되어 잔류하는 시안착염을 불용성염으로 침전시켜 처리한 결과 잔류시안농도가 1.0 mg/L 이하의 만족할 만한 결과를 있었다. 크롬의 처리는 6가 크롬을 3가 크롬으로 환원(pH: 2.0 max, ORP: 250 mV)시킨 후, 수산화물로 처리(pH: 9.5)시 무난히 99%의 최대 제거효율을 얻을 수 있었다. 폐수 중 나머지 동(Cu)과 니켈(Ni)처리는 황화물 응집침전법을 적용한 결과 최적 pH는 $9.0\sim10.0$에서 $Na_2S$의 최적주입량이 Cu의 경우 0.5 mol에서 99.1%, Ni의 경우 3.0 mol에서 99.0% 이상 제거할 수 있었다. 즉 중금속 복합폐수 중 시안착염은 알카리 염소산화처리법만으로는 수질환경보전법의 규제치 이하로 처리가 불가능 하였고 아연백법 및 공침공정을 같이 적용한 결과 규제치 이하로 처리가 가능하다는 것을 현장 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권7호
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• pp.17-25
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• 2017

최근에 LED나 OLED와 같은 조명용 소자의 온도 상승에 따른 문제점을 개선하기 위하여 전기 도금 방법을 사용하여 제작한 두께가 두꺼운 금속 필름을 heat sink로 사용하고 있다. Cu 필름과 같은 두꺼운 금속 필름은 습식 방법인 전기 도금으로 제작하여 주로 소자의 방열판으로 사용되어 왔으나 건식의 증착 방법을 이용한 수 백 ${\mu}m$의 Cu 금속 필름에 대한 필요성이 요구되고 있다. 본 연구에서 설계 제작된 유도 가열 방식의 Cu 필름 증착 장비는 가열부가 세라믹 도가니 히터 부분과 세라믹 도가니 부분으로 분리된 이중 구조의 heating 방식을 채택하여 열 손실을 최소화 하고 보온 효과를 극대화시켰다. 또한 유도 가열 방식으로 초고속의 필름 증착 속도를 구현하였다. 그리고 열전도도가 높고 안정적인 두꺼운 Cu 필름 증착기술을 확보하고 최적화 하여 $1000{\AA}/s$의 증착율로 $100{\mu}m$의 필름을 증착 하였으며 ~2.0% 이내의 두께 균일도를 얻었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제8권1호
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• pp.33-38
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• 2001

5인치 실리콘 기판위에 수 회 코팅기술을 이용하여 두꺼운 감광막을 얻은 후, 전기도금 법으로 솔더범프를 형성하고, 비아크기의 변화에 따른 리플로 전과, 후의 솔더범프 형성에 미치는 영향을 조사하였다. 리플로 전의 범프바닥 (bump bottom) 직경은 리플로 후에도 거의 변화가 없는 반면, 솔더범프 모양은 패턴된 비아직경 크기에 크게 의존했다. 비아직경이 클수록 높은 도금효율을 보였다. 비아직경이 작을수록 리플로 후의 범프는 리플로 전의 범프높이와 비교하여 크게 낮아졌지만, aspect ratio는 크다는 것을 알았다. 고밀도와 고aspect ratio를 갖는 범프를 얻기 위하여 비아직경과 범프피치를 줄여야하지만, 과도금 (overplating), 또는 리플로를 할 때 최인접 간 범프끼리 맞닿을 수 있기 때문에 최인접 간 범프거리 확보는 중요하다. 비아높이(film두께)를 높게 하여 과도금을 하지 않고 비아높이가지만 도금하여 과도금으로 인한 최인접 범프끼리의 맞닿음을 없애는 방법과 범프배열을 zig-zag로 하는 방법을 혼용하면 과도금, 또는 리플로를 할 때 최인접 범프 간에 맞닿는 문제는 어느 정도 해결할 수 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.377-377
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• 2012

Microprocessor technology now relies on copper for most of its electrical interconnections. Because of the high diffusivity of copper, Atomic layer deposition (ALD) $TaN_x$ is used as a diffusion barrier to prevent copper diffusion into the Si or $SiO_2$. Another problem with copper is that it has weak adhesion to most materials. Strong adhesion to copper is an essential characteristic for the new barrier layer because copper films prepared by electroplating peel off easily in the damascene process. Thus adhesion-enhancing layer of cobalt is placed between the $TaN_x$ and the copper. Because, cobalt has strong adhesion to the copper layer and possible seedless electro-plating of copper. Until now, metal film has generally been deposited by physical vapor deposition. However, one draw-back of this method is poor step coverage in applications of ultralarge-scale integration metallization technology. Metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) is a good approach to address this problem. In addition, the MOCVD method has several advantages, such as conformal coverage, uniform deposition over large substrate areas and less substrate damage. For this reasons, cobalt films have been studied using MOCVD and various metal-organic precursors. In this study, we used $C_{12}H_{10}O_6(Co)_2$ (dicobalt hexacarbonyl tert-butylacetylene, CCTBA) as a cobalt precursor because of its high vapor pressure and volatility, a liquid state and its excellent thermal stability under normal conditions. Furthermore, the cobalt film was also deposited at various $H_2/NH_3$ gas ratio(1, 1:1,2,6,8) producing pure cobalt thin films with excellent conformality. Compared to MOCVD cobalt using $H_2$ gas as a reactant, the cobalt thin film deposited by MOCVD using $H_2$ with $NH_3$ showed a low roughness, a low resistivity, and a low carbon impurity. It was found that Co/$TaN_x$ film can achieve a low resistivity of $90{\mu}{\Omega}-cm$, a low root-mean-square roughness of 0.97 nm at a growth temperature of $150^{\circ}C$ and a low carbon impurity of 4~6% carbon concentration.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.102-102
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• 2018

Electronic industry had required the finer size and the higher performance of the device. Therefore, 3-D die stacking technology such as TSV (through silicon via) and micro-bump had been used. Moreover, by the development of the 3-D die stacking technology, 3-D structure such as chip to chip (c2c) and chip to wafer (c2w) had become practicable. These technologies led to the appearance of HBM (high bandwidth memory). HBM was type of the memory, which is composed of several stacked layers of the memory chips. Each memory chips were connected by TSV and micro-bump. Thus, HBM had lower RC delay and higher performance of data processing than the conventional memory. Moreover, due to the development of the IT industry such as, AI (artificial intelligence), IOT (internet of things), and VR (virtual reality), the lower pitch size and the higher density were required to micro-electronics. Particularly, to obtain the fine pitch, some of the method such as copper pillar, nickel diffusion barrier, and tin-silver or tin-silver-copper based bump had been utillized. TCB (thermal compression bonding) and reflow process (thermal aging) were conventional method to bond between tin-silver or tin-silver-copper caps in the temperature range of 200 to 300 degrees. However, because of tin overflow which caused by higher operating temperature than melting point of Tin ($232^{\circ}C$), there would be the danger of bump bridge failure in fine-pitch bonding. Furthermore, regulating the phase of IMC (intermetallic compound) which was located between nickel diffusion barrier and bump, had a lot of problems. For example, an excess of kirkendall void which provides site of brittle fracture occurs at IMC layer after reflow process. The essential solution to reduce the difficulty of bump bonding process is copper to copper direct bonding below $300^{\circ}C$. In this study, in order to improve the problem of bump bonding process, copper to copper direct bonding was performed below $300^{\circ}C$. The driving force of bonding was the self-annealing properties of electrodeposited Cu with high defect density. The self-annealing property originated in high defect density and non-equilibrium grain boundaries at the triple junction. The electrodeposited Cu at high current density and low bath temperature was fabricated by electroplating on copper deposited silicon wafer. The copper-copper bonding experiments was conducted using thermal pressing machine. The condition of investigation such as thermal parameter and pressure parameter were varied to acquire proper bonded specimens. The bonded interface was characterized by SEM (scanning electron microscope) and OM (optical microscope). The density of grain boundary and defects were examined by TEM (transmission electron microscopy).

• 공업화학
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• 제17권2호
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• pp.150-157
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• 2006

최근 들어 크롬대체 도금공정의 필요성이 대두되고 있는 가운데, 크롬도금과 색차가 적고 기계적 특성이 우수하며 환경 친화적인 주석 계 합금도금의 사용이 확대되고 있다. 따라서 본 연구에서는 Sn-Co 합금도금공정을 바탕으로 광택제, 착화제로서 glycine 사용에 대한 연구를 수행하고자 하였다. Sn-Co 합금도금과 glycine 첨가에 따른 물리적 특성 및 표면 광택측정을 위해 Hull-cell 분석 및 도금표면분석을 수행하였다. Hull-cell 분석결과 glycine의 첨가량이 증가함에 따라 광택특성은 우수한 것으로 관찰되었으며, 표면광택성이 가장 우수한 도금조건으로는 $50^{\circ}C$, pH = 8의 조건에서 전전류 공급량 1 A로 1 min간 도금한 경우 음극전류밀도 $1A/dm^2$인 영역을 추천할 수 있었다. 동일조건의 pilot 실험을 $10{\mu}m$ 두께로 Ni하지 도금 후 Sn-Co 합금도금액 기본조성인 0.03 M $SnCl_{2}{\cdot}2H_{2}O$, 0.05 M $CoSO_{4}{\cdot}7H_{2}O$, 0.7 M $K_{4}P_{2}O_{7}$의 혼합 용액에서 수행하 였다. $0.2{\sim}0.6 {\mu}m$의 도금두께를 갖는 Sn-Co 합금도금 표면의 기계적 특성과 도금표면의 성분분석 결과 glycine의 첨가량이 15 g/L일 때 우수한 밀착성, 내식성, 내마모성을 보였다. 따라서 Sn-Co 합금도금공정에 glycine을 첨가한 용액을 크롬도금공정의 최적 도금용액으로 추천할 수 있었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제22권3호
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• pp.19-23
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• 2015

본 연구에서는 COG (Chip On Glass) 패키지 적용을 위해 Au 범프를 전기도금 공정을 사용하여 Al/Si wafer와 SiN/Si wafer 위에 TiW/Au 구조를 갖는 두 종류의 Au범프 시료를 제작하였다. UBM (Under Bump Metallurgy) 물질로서 TiW 박막을 스퍼터링 방법으로 증착하였으며 스퍼터링 입력 파워(500~5000 Watt)에 따른 박리 현상을 관찰하였다. 안정된 계면 접착을 나타내는 스퍼터링 파워는 1500 Watt임을 확인 할 수 있었다. 또한 SAICAS (Surface And Interfacial Cutting Analysis System) 장비를 사용하여 기판 종류에 따른 Au Bump의 접착력을 조사하였다. TiW 증착 조건은 스퍼터링 파워를 1500 Watt로 고정하였다. TiW/Au 계면의 접착력은 두 종류의 wafer (Al/Si과 SiN/Si wafers)에 관계없이 오차 범위 안에서 비슷한 접착력을 보여주었으나, TiW UBM 스퍼터링 박막 계면에서의 접착력은 하부 박막인 Al 금속과 SiN 비금속 박막에서의 접착력 차이가 약 2.2배 크게 나타났다. 즉, Al/Si wafer와 SiN/Si wafer위에 증착된 TiW의 접착력은 각각 0.475 kN/m와 0.093 kN/m 값을 나타내었다.