KCI등재후보
Ar/N<sub>2</sub> 2단계 플라즈마 처리에 따른 저온 Cu-Cu 직접 접합부의 정량적 계면접착에너지 평가 및 분석 = Effects of Ar/N<sub>2</sub> Two-step Plasma Treatment on the Quantitative Interfacial Adhesion Energy of Low-Temperature Cu-Cu Bonding Interface
저자
최성훈 (안동대학교) ; 김가희 (안동대학교) ; 서한결 (서울과학기술대학교) ; 김사라은경 (서울과학기술대학교 나노IT디자인융합대학원) ; 박영배 (안동대학교) ; Choi, Seonghun ; Kim, Gahui ; Seo, Hankyeol ; Kim, Sarah Eunkyung ; Park, Young-Bae
발행기관
학술지명
마이크로전자 및 패키징학회지(Jornal of the Microelectronics and Packaging Society)
권호사항
발행연도
2021
작성언어
Korean
주제어
등재정보
KCI등재후보
자료형태
학술저널
수록면
29-37(9쪽)
DOI식별코드
제공처
3 차원 패키징을 위한 저온 Cu-Cu직접 접합부의 계면접착에너지를 향상시키기 위해 Cu박막 표면에 대한 Ar/N<sub>2</sub> 2단계 플라즈마 처리 전, 후 Cu표면 및 접합계면에 대한 화학결합을 X-선 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy)을 통해 정량화한 결과, 2단계 플라즈마 처리로 인해 Cu표면에 Cu<sub>4</sub>N이 형성되어 Cu산화를 효과적으로 억제하는 것을 확인하였다. 2단계 플라즈마 처리하지 않은 Cu-Cu시편은 표면 산화막의 영향으로 접합이 제대로 되지 않았으나 2단계 플라즈마 처리한 시편은 효과적인 표면 산화방지효과로 인해 양호한 Cu-Cu접합을 형성하였다. Cu-Cu직접접합 계면의 정량적 계면접착에너지를 double cantilever beam 시험방법 및 4점 굽힘(4-point bending, 4-PB) 시험방법을 통해 비교한 결과, 각각 1.63±0.24, 2.33±0.67 J/m<sup>2</sup>으로 4-PB 시험의 계면접착에너지가 더 크게 측정되었다. 이는 계면파괴역학의 위상각(phase angle)에 따른 계면접착에너지 증가 거동으로 설명할 수 있는데 즉, 4-PB의 계면균열선단 전단응력성분 증가로 인한 계면거칠기의 효과에 기인한 것으로 판단된다.
더보기The effect of Ar/N<sub>2</sub> two-step plasma treatment on the quantitative interfacial adhesion energy of low temperature Cu-Cu bonding interface were systematically investigated. X-ray photoelectron spectroscopy analysis showed that Ar/N<sub>2</sub> 2-step plasma treatment has less copper oxide due to the formation of an effective Cu4N passivation layer. Quantitative measurements of interfacial adhesion energy of Cu-Cu bonding interface with Ar/N<sub>2</sub> 2-step plasma treatment were performed using a double cantilever beam (DCB) and 4-point bending (4-PB) test, where the measured values were 1.63±0.24 J/m<sup>2</sup> and 2.33±0.67 J/m<sup>2</sup>, respectively. This can be explained by the increased interfacial adhesion energy according phase angle due to the effect of the higher interface roughness of 4-PB test than that of DCB test.
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