MEMS에서의 Via filling을 위한 구리 펄스 전기증착

초록

MEMS(Micro Electro Mechanical System)는 마이크로 시스템 또는 마이크로 머신의 총칭으로 전기와 기계 부품을 초소형으로 일체화하여 만드는 기술을 말한다. 이는 micro scale의 기계적이고 전기적인 구조체가 결합되어 새로운 기능을 하게 되는 system을 제작하는 것으로서, 모든 구조체를 micromachining 기술을 이용하여 Si 웨이퍼 위에 제작이 가능하도록 하여 system을 하나의 chip에 제작할 수 있는 systems-on-a-chip의 실현을 가능하게 한다. 기존의 반도체와 다른 scale의 MEMS 구조체를 만들기 위해서는 반도체 공정과는 다른 증착방법이 요구되는데, 전기증착(Electrodeposition)법은 빠른 증착속도로 인하여 MEMS 구조체 제작에 널리 이용되고 있다. 이러한 전기증착법은 다시 웨이퍼 위에 Mask를 세위 증착하는 LIGA공정과 웨이퍼를 직접 식각하여 증착하는 Damascene 공정으로 크게 나눌 수 있다. 본 연구에서는 Si 웨이퍼 상에서 via의 효과적인 filling을 위하여 다양한 펄스 조건으로 전기증착 실험을 하였다. Si 위에 Ti/Au를 sputter한 웨이퍼를 음극시편으로 사용하였고, 상대시편으로는 Cu, 참조전극으로는 포화칼로멜전극(SCE)을 사용하였으며, 전류는 Potentiostat/Galvanostat 273A를 이용하여 제어하였다. 전기증착 후 via의 filling 상태를 확인하기 위하여 단면을 절단한 후 광학현미경과 SEM으로 분석하였다.