• Korean Chemical Engineering Research
• /
• v.43 no.4
• /
• pp.495-502
• /
• 2005

Copper was plated on the tungsten substrate by use of a direct copper electroless plating. The optimum deposition conditions were found to be with a concentration of $CuSO_4$ 7.615 g/L, EDTA of 10.258 g/L, and glyoxylic acid of 7 g/L, respectively. The solution temperature was maintained at $60^{\circ}C$. The pH was varied from 11.0 to 12.8. After the deposition, the properties of the copper film were investigated with X-ray diffractometer (XRD), Field emission secondary electron microscope (FESEM), Atomic force microscope (AFM), X-ray photoelectron spectroscope (XPS), and Rutherford backscattering spectroscope (RBS). The best deposition condition was founded to be the solution pH of 11.8. In the case of 10 min deposition at the pH of 11.8, the grain shape was spherical, Cu phase was pure without impurity peak ($Cu_2O$ peak), and the surface root mean square roughness was about 11 nm. The thickness of the film turned out to be 140 nm after deposition for 12 min and the deposition rate was found to be about 12 nm/min. Increase in pH induced a formation of $Cu_2O$ phase with a long rectangular grain shape. The pH control seems to play an important role for the orientation of Cu in electroless deposition. The deposited copper concentration was 99 atomic percent according to RBS. The resulting Cu/W film yielded a good adhesive strength, because Cu/W alloy forms during electroless deposition.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2014.11a
• /
• pp.127-128
• /
• 2014

현재 기술 산업에서 PET위 무전해 도금을 실행하기 위해 다양한 전처리 공정과 Catalyst가 소개되고 있다. 그 중에서 가장 일반적으로 사용되고 있는 Catalyst는 Palladium으로서 Tin과 산화 환원 반응으로 Electroless Copper Deposition 단계에서 구리 도금의 Target으로 작용하고 있다. 하지만 상대적으로 Palladium은 생산 비용이 높으며 Tin은 쉽게 산화되는 문제점이 남아 있다. 이를 대체하기 위한 대안 공정으로서 Palladium 대신 Silver를 이용하여 Catalyst로서의 역할을 하는 공정이다. 이전에 PET위 전처리 공정으로 Ultra Violet을 사용하여 표면을 개질 시키는 방법을 연구했으며, 그 후 Potassium Permanganate와 Silver Catalyst의 Mechanism을 연구 했다. PET 표면 개질을 거치면서 화학 구조가 바뀌어 표면에 Carbon Carbon Double Bond를 형성한다. 이때 Permanganate ion이 새로이 형성된 이중 결합과 반응하여 두 개의 extra-OH functional group을 생성함과 동시에 $MnO_2$를 만들어 표면에 흡착 시킨다. $MnO_2$는 전위차에 의해 Silver Ion과 Redox Reaction을 일으키며 실질적인 Catalyst 역할을 하게 된다. Silver Catalyst는 무전해 구리 도금 용액 안에서 Copper의 Target으로 작용한다.

• Resources Recycling
• /
• v.21 no.6
• /
• pp.39-44
• /
• 2012

An attempt to recover copper from electroless plating wastewater has been made through evaporation followed by the electrowinning method. From the determination of each element in electroless plating wastewater, the content of Cu was found to be 582 mg/l and small amount of Fe was also contained in it. Moreover, the content of COD and TOC which was resulted from the addition of Rochell salt was found to be 9,560 and 13,100 mg/l, respectively. The content of formic acid generated by the oxidation of formaldehyde was determined to be 7.73 %. As a result, current efficiency was decreased with increase in current density and therefore current density less than $40mA/cm^2$ should be maintained to obtain current efficiency more than 80 %. The content of Fe in Cu obtained by electrowinning was found to be 0.021 and 0.01 % at the concentration of sulfuric acid of 2 and 10 vol%, respectively.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2013.05a
• /
• pp.186-186
• /
• 2013

반도체 배선용 무전해 구리 도금에서 pH조정제가 구리피막과 Ta 확산방지막 사이의 접합력에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. TMAH로 pH가 조절된 경우 NaOH 사용시에 비하여 높은 접합력을 나타내었다. 면간거리 및 밀도 측정결과 TMAH를 사용한 경우 구리피막이 보다 치밀한 구조임을 확인할 수 있었다. TMAH 사용시의 높은 접합력은 NaOH을 사용 한 경우에 비하여 무전해 구리피막이 보다 낮은 내부응력을 갖기 때문으로 판단되었다. pH조정제에 따른 내부응력의 변화를 결정구조의 관점에서 자세히 고찰하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2013.05a
• /
• pp.200-200
• /
• 2013

본 연구에서는 폴리이미드 기판 위에 무전해 및 전해 구리도금을 수행한 후 전류인가 조건에 따른 접합력의 변화에 대하여 고찰하였다. 이를 위하여 인가 전류량 및 시간을 변화시키면서 접합력의 변화를 조사하였으며, 이에 대한 해석을 위하여 표면 거칠기, 표면조직 등을 관찰하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• v.47 no.2
• /
• pp.141-149
• /
• 2009

The Cu thin film material and process, which have been already used for metallization of CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor), has been highlighted as the Cu metallization is introduced to the metallization process for giga - level memory devices. The recent progresses in the development of key elements in electrochemical processes like surface pretreatment or electrolyte composition are summarized in the paper, because the semiconductor metallization by electrochemical processes such as electrodeposition and electroless deposition controls the thickness of Cu film in a few nm scales. The technologies in electrodeposition and electroless deposition are described in the viewpoint of process compatibility between copper electrodeposition and damascene process, because a Cu metal line is fabricated from the Cu thin film. Silver metallization, which may be expected to be the next generation metallization material due to its lowest resistivity, is also introduced with its electrochemical fabrication methods.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2014.11a
• /
• pp.135-135
• /
• 2014

폴리이미드 필름 위에 습식도금으로 형성된 구리피막에서 시효처리 시간에 따른 박리강도의 변화를 실험적으로 확인하였다. 그 결과, 시효처리 4시간까지 큰 변화가 없다가 4시간부터 10시간 사이에서 급격히 증가하는 경향을 나타내었다. 시효처리 시간에 따른 박리강도 증가의 원인을 구리-폴리이미드 사이 계면 및 구리도금 피막 자체의 특성 변화의 관점에서 해석하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2015.11a
• /
• pp.176-177
• /
• 2015

본 실험에서 PET 위 무전해 구리 도금을 위한 전처리 방법 중 하나인 UV 조사를 통해 전처리를 한 후 PET 표면의 특성과 염기성 무전해 도금액이 개질된 표면에 미치는 영향에 관한 연구를 하였다. 일반적으로 PET 표면을 개질시키기 위해 UVC(254nm) 파장을 이용하여 PET bond break (Chain Scission)을 이루는 것으로 알려진다. 이때 공기 중의 산소와 UV 조사를 통해 생성된 PET 내의 free radical과 산화 반응을 통해 친수성이 높은 표면을 형성하게 된다. PET 표면의 친수성을 측정하기 위해 접촉각 측정기가 사용되었으며, 표면의 거칠기 및 형상을 관찰하기 위해 AFM과 FE-SEM를 각각 이용하였다. 또한 PET 표면의 구조 변화는 XPS를 통해 분석을 진행 하였다. UV 조사 후 표면의 거칠기 및 친수성은 높아졌지만, 무전해 도금은 이루어지지 않았다. 분석 결과, 이는 표면에 형성된 Low Molecular Weight Oxidation Compound(LMWOC)가 염기성 수용액 내에서 용해되어 모두 씻겨 나가 표면에 형성된 Sn/Pd을 모두 떨어트린 것으로 판단되며, 위와같은 이유로 UV 조사 후 습식 공정에 적용하기 위해 표면개질 된 PET를 염기성 수용액을 통해 전처리가 필요한 것으로 사료된다.

• Korean Journal of Materials Research
• /
• v.10 no.12
• /
• pp.853-863
• /
• 2000

In this study, a new UBM materials system for solder flip chip interconnection of Cu pads were investigated using electroless copper (E-Cu) and electroless nickel (E-Ni) plating method. The interfacial reaction between several UBM structures and Sn-36Pb-2Ag solder and its effect on solder bump joint mechanical reliability were investigated to optimife the UBM materials design for solder bump on Cu pads. Fer the E-Cu UBM, continuous coarse scallop-like $Cu_{6}$ $Sn_{5}$ , intermetallic compound (IMC) was formed at the solder/E-Cu interface, and bump fracture occurred this interface under relative small load. In contrast, Fer the E-Ni/E-Cu UBM, it was observed that E-Ni effectively limited the growth of IMC at the interface, and the Polygonal $Ni_3$$Sn_4$ IMC was formed because of crystallographic mismatch between monoclinic $Ni_3$$Sn_4$ and amorphous E-Ni phase. Consequently, relatively higher bump adhesion strength was observed at E-Ni/E-Cu UBM than E-Cu UBM. As a result, it was fecund that E-Ni/E-Cu UBM material system was a better choice for solder flip chip interconnection on CU PadS.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2013.05a
• /
• pp.37-37
• /
• 2013

무전해도금법 (electroless plating)은 Brenner와 Riddell이 1946년에 처음으로 환원제를 이용한 금속의 침적을 electroless plating이라고 명명한 뒤 전기를 이용하지 않고 금속막을 얻을 수 있는 방법으로 인지되어왔다. 초기에는 용액이 불안정하였으나 용액의 안정성을 향상시키면서 꾸준히 산업체에 쓰여왔다. 무전해도금의 응용이 처음에는 니켈에 국한되었으나 구리의 무전해도금이 PCB에 사용되면서 80년대부터 전자산업에서 많이 쓰이게 되었다. 최근에는 무전해도금을 이용한 전자산업뿐만 아니라 MEMS와 같이 전기도금을 위한 전기접촉이 어려우면서 정밀한 균일도를 요구하는 분야에도 많이 쓰이고 있다. 본 발표에서는 무전해도금법의 일반적인 원리와 이를 이용한 IT 산업에서의 응용에 대하여 알아본다.