We investigated the characteristics of electroless plated Cu films on screen printed Ag/Anodized Al substrate. Cu plating was attempted using neutral electroless plating processes to minimize damage of the anodized Al substrate; this method used sodium hypophosphite instead of formaldehyde as a reducing agent. The basic electroless solution consisted of CuSO4·5H2O as the main metal source, NaH2PO2·H2O as the reducing agent, C6H5Na3O7·2H2O and NH4Cl as the complex agents, and NiSO4·6H2O as the catalyser for the oxidation of the reducing agent, dissolved in deionized water. The pH of the Cu plating solutions was adjusted using NH4OH. According to the variation of pH in the range of 6.5~8, the electroless plated Cu films were coated on screen printed Ag pattern/anodized Al/Al at 70˚C. We investigated the surface morphology change of the Cu films using FE-SEM (Field Emission Scanning Electron Microscopy). The chemical composition of the Cu film was determined using XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy). The crystal structures of the Cu films were investigated using XRD (X-ray Diffraction). Using electroless plating at pH 7, the structures of the plated Cu-rich films were typical fcc-Cu; however, a slight Ni component was co-deposited. Finally, we found that the formation of Cu film plated selectively on PCB without any lithography is possible using a neutral electroless plating process.

실리콘 소자가 더욱 미세화되면서, 발생되는 power consumption, crosstalk와 interconnection delay 등을 감소시키기 위해 SiO2 대신에 저유전 상수막의 적용이 고려되어진다. 본 논문에서는, 저유전 상수 층간 절연막 재료로 유망한 폴리이미드의 식각 특성에 O2/SF6 가스가 미치는 영향을 연구하였다. 폴리이미드의 식각률을 SF(sub)6 가스의 첨가에 따라 산소와 hydrocarbon 폴리머 간의 반응을 억제하는 비휘발성 물질은 fluorine 화합물의 형성에 의해 감소되었다. 반면에, 기판 전극의 전압 증가는 물리적인 충격을 통해 식각 공정을 증가시켰다. 또한 작은 량의 SF(sub)6 가스 첨가는 식각 topography에 바람직하였다. 폴리이미드 식각을 위한 SiO2 hard mask 사용은 산소 플라즈마 식각 하에서 효과적이었다(선택비-30). 반면에 O2SF6 가스 조성은 식각 선택비를 4로 저하시키게 되었다. 이러한 결과를 기초로, 1-2μm 선폭을 가진 PI 2610의 식각을 원활히 수행할 수 있었다.

금속 배선 공정에서 응용되고 있는 reflow에 관한 이론올 살펴보고, 금속 박막 reflow에 영향을 미치는 인자 및 re­flow와 grain growth의 관계를 고찰하였다. 금속 박막 reflow의 구동력은 표연 위치에 따른 chemical potential의 차이이며, 이러 한 구동력에 의하여 원자가 이동하게 된다. 반도체 소자의 금속 배선을 제작하는 조건에서 원자의 이동은 주로 surface diffusion에 의하여 이루어진다. 금속 박막의 reflow에 영향율 미치는 인자로는 reflow 온도, reflow 시간, reflow 분위기, 박막 두께, 박막 재료, underlayer 재료, 패턴 size, aspect ratio가 있으며, 박막을 reflow시키는 동안에 발생하는 grain growth에 의하여 reflow 특성이 변할 것으로 예상되므로 reflow 시 grain growth의 영향을 고려하여야 하리라 생각된다.

Reactive dc magnetron sputtering 법을 이용하여 증착한 molybdenum mitride 박막의 Cu 확산 방지막 특성을 조사하였다. Cu 확산 방지막으로서 molybdenum nitride 박막의 열적안정성을 관찰하기 위하여 molybdenum nitride 박막 위에 Cu를 evaporation 법으로 증착하고 진공 열처리하였다. Cu/r-Mo2N/si 구조는 600˚C, 30분간 열처리 시까지 안정하였다. 확산 방지막의 파괴는 650˚C, 30분간 열처리 시부터 격자 확산(lattice diffusion)이나 입계(grain boundary)과 결함(defect)을 통한 확산에 의해 나타나기 시작하였고, 이 때 molybdenum silicide과 copper silicide의 형성에 기인된 것으로 생각되었다. 열처리 이후 Cu/r-Mo2N/Si 사이의 상호반응이 증가하였다. 이는 Rutherford backscattering spectrometry, Auger electron spectroscopy 그리고 Nomarski microscopy 등의 분석을 통해 조사되었다.