| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2004년 가을 (11/05 ~ 11/05, 인하대학교) |
| 권호 | 10권 2호 |
| 발표분야 | 전자부품 |
| 제목 | 대기압 배리어 방전을 이용한 Cu 산화물의 환원 |
| 초록 | 다층기판 및 전자 패키징 공정에서 금속배선과 소자와의 접합공정에서 문제가 되는 것은 배선의 표면에 금속산화막이 존재하는 것이다. 금속배선의 표면에 존재하는 산화막은 솔더링 또는 wire bonding 공정에서 용융금속의 젖음(wetting)을 방해하기 때문이다. 산화막을 제거하기위하여 습식세정 공정이 사용되고 있으나 세정 후 다시 산화막이 형성되는 것을 피하기가 곤란하며, 유독성 세정액을 사용하는 문제가 있다. 따라서 본 연구에서는 환경친화적이며, 접합공정 직전에 산화막의 제거가 가능한 대기압 배리어 방전을 이용하여 금속산화막을 환원처리하였다. 배리어방전(dielectric barrier discharge: DBD)은 5% 수소가 혼합된 아르곤 가스를 주파수 30㎑, 15kV, AC 전원을 이용하여 유전체인 polycarbonate로 덮은 두개의 구리평판전극 사이에 발생시켰다. 구리산화막은 Si 기판에 스퍼터를 이용하여 Cu 박막을 코팅한 후 대기중에서 온도를 높여 표면을 산화시켜 제작하였다. DBD 처리 시간, 처리 전압 등의 변화에 따른 산화막의 환원특성을 색변화, Auger Electron Spectroscopy(AES), Atomic Force Microscopy(AFM) 등을 이용하여 분석하였다. 공정을 처리하였다. 대기압 배리어 방전은 주파수 30㎑의 AC 전원을 이용하여 Cu가 코팅된 실리콘 기판에 Cu산화물을 생성시켜 평판형 전극 사이에서 플라즈마를 발생시켰다. 환원 과정에서 발생하는 산화물을 최소화하기 위해 공정은 chamber내에서 처리하였다. 환원을 위한 반응가스로는 Ar/5%H2을 사용하였으며 처리 시간을 변화시켰고 AFM과 AES를 이용한 반응 전후의 표면관찰을 통하여 환원 후 표면 형상과 표면 조성 변화를 분석, 고찰하였다. 7kV에서 5분이내에 산화막이 완전히 제거되는 것을 AES분석을 통해 확인하였다. 또한, 환원처리 전후의 AFM 관찰 결과 조도의 변화가 없는 것으로부터 산화막이 물리적 반응보다는 화학적 환원반응에 의해 제거되었다고 사료되며, optical emission spectrum을 이용한 플라즈마 진단을 통해 정확한 반응기구를 고찰하고자 한다. |
| 저자 | 이수빈1, 김윤기1, 심연근2 |
| 소속 | 1한밭대, 2(주)피에스엠 |
| 키워드 | 패키징; 대기압 플라즈마; 금속산화막 환원; 금속배선 |
