KR101591025B1 - Manufacturing method of copper films - Google Patents

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Abstract

본 발명은 구리 피막의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 진공 챔버의 수냉 기판 홀더에 기판을 장입하고, 상기 진공 챔버 내부를 제1 진공 상태로 형성하기 위하여 배기시킨다. 이 후, 상기 진공 챔버 내부로 불활성 기체를 유입시키고 상기 기판에 전압을 인가하여 활성화시키고, 상기 진공 챔버 내부를 제2 진공 상태로 형성하기 위하여 배기시키며, 상기 수냉 기판 홀더에 물을 흐르게 함과 동시에, 상기 기판에 인접하여 위치한 구리를 증발시키고 상기 기판에 바이어스 전압을 인가하여 구리를 코팅한다.The present invention relates to a method for producing a copper coating. According to an embodiment of the present invention, a substrate is charged into a water-cooled substrate holder of a vacuum chamber, and the inside of the vacuum chamber is evacuated to form a first vacuum state. Thereafter, an inert gas is introduced into the vacuum chamber, a voltage is applied to the substrate to activate the chamber, and the vacuum chamber is exhausted to form a second vacuum state, and water is allowed to flow through the substrate , Evaporating copper located adjacent to the substrate, and applying a bias voltage to the substrate to coat the copper.

구리 피막, 구리 코팅, 증발율, 바이어스 전압, 수냉 기판 홀더 Copper Coating, Copper Coating, Evaporation Rate, Bias Voltage, Water-Cooled PCB Holder

Description

구리 피막의 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF COPPER FILMS}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a method of manufacturing a copper film,

본 발명은 구리 피막의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 플라스틱 소재 상에 조직이 제어된 구리 피막을 제조하는 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a method for producing a copper film, and more particularly, to a method for producing a copper film having a controlled structure on a plastic material.

플라스틱 소재는 가벼우면서도 대기 중에서 부식이 일어나지 않고 다양한 방법으로 가공 및 성형이 용이하여 그 응용이 날로 확대되고 있다. 플라스틱은 유리처럼 쉽게 깨지지 않아, 견고하고 휴대가 용이하다는 장점이 있다.Plastic materials are not only corrosion-resistant but also easy to process and form in a variety of ways. Plastics are not as easily broken as glass, and they are robust and easy to carry.

최근에는 각종 전자 부품의 케이스 등에 플라스틱 소재를 사용하는 비율이 증가하면서 이러한 소재의 기능 향상을 위한 코팅 수요도 증가하고 있다. 특히, 플라스틱에 전도성을 부여하는 코팅 또는 장식성을 향상시키기 위하여 투명 플라스틱에 반사율을 조정하거나 칼라를 입히는 코팅의 수요가 급증하고 있다.In recent years, the proportion of plastic materials used in various electronic parts cases has increased, and the demand for coatings for improving the functions of these materials is also increasing. In particular, there is a growing demand for a coating that imparts conductivity to plastic or a coating that adjusts reflectance or color coating of transparent plastic to improve decorative properties.

이와 같은 플라스틱 소재 상에 코팅을 하는 방법으로 진공 코팅이 소개되어 있는데, 진공 코팅은 진공 분위기에서 금속 또는 화합물을 유리, 플라스틱 또는 금속 등의 소재에 코팅하는 기술로, 습식 도금에 비하여 환경에 미치는 영향이 적어 그 활용이 증가하고 있다.Vacuum coating is a technique of coating a metal or a compound on a material such as glass, plastic, or metal in a vacuum atmosphere. It is a technique of coating on a plastic material, The use of this is increasing.

진공 코팅은 진공 증착이라는 용어로도 사용되는데, 진공 증착은 일반적으로 물리 증착과 화학 증착으로 구분되며, 물리 증착은 열이나 운동량 전달에 의해 증기를 형성하여 기판에 증착하는 방법으로서, 증발법, 스퍼터링 및 이온 플레이팅으로 구분된다.Vacuum coating is also used in the term vacuum deposition. Vacuum deposition is generally classified into physical vapor deposition and chemical vapor deposition. Physical vapor deposition is a method of depositing vapor on a substrate by transferring heat or momentum, and evaporation, sputtering And ion plating.

이 중 스퍼터링은 이온화된 불활성 기체가 음의 바이어스 전압이 인가된 타겟에 충돌할 때 입사 이온의 운동량 전달 과정에서 에너지를 얻은 타겟의 입자가 물질 밖으로 튀어나오는 현상을 의미하는 것으로, 소재 상에 피막을 코팅하는데 있어서 이와 같은 스퍼터링법이 주로 이용된다.Among them, sputtering refers to a phenomenon in which an ionized inert gas protrudes out of a target when energy collides with a target to which negative bias voltage is applied. Such a sputtering method is mainly used for coating.

하지만, 플라스틱 소재 상에 피막을 코팅하는데 있어서 스퍼터링 방법을 이용하는 경우, 잠열에 의하여 기판의 온도가 상승함으로써 기판의 변형이 발생하는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 금속이 코팅된 플라스틱 기판을 전자 소자 등으로 사용할 경우 금속층의 에칭을 통한 패턴화가 필요하게 되는데, 스퍼터링 방법에 의한 진공 증착 피막의 경우 주상정(column grain)으로 성장하여 주상정 사이에 기공이 존재하게 되고, 이에 의해 에칭 특성이 달라져서 균일한 패턴화가 어렵게 된다.However, when the sputtering method is used for coating the film on the plastic material, the substrate may be deformed due to an increase in the temperature of the substrate due to the latent heat. In addition, when a plastic substrate coated with a metal is used as an electronic device or the like, it is necessary to pattern the metal layer by etching. In the case of the vacuum evaporation film formed by the sputtering method, the film grows as a column grain, So that the etching characteristics are changed, thereby making uniform patterning difficult.

본 발명은 전술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 코팅 중에 증발율 및 바이어스 전압을 조절하여 피막의 조직을 제어하는 구리 피막의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a copper film for controlling the structure of a coating film by controlling the evaporation rate and the bias voltage during coating.

본 발명의 일 실시예에 따른 구리 피막의 제조방법은 진공 챔버의 수냉 기판 홀더에 기판을 장입하는 기판 장입 단계, 상기 진공 챔버 내부를 제1 진공 상태로 형성하기 위한 제1 배기 단계, 상기 진공 챔버 내부로 불활성 기체를 유입시키고 상기 기판에 전압을 인가하여 활성화시키는 기판 활성화 단계, 상기 진공 챔버 내부를 제2 진공 상태로 형성하기 위한 제2 배기 단계 및 상기 수냉 기판 홀더에 물을 흐르게 함과 동시에, 상기 기판에 인접하여 위치한 구리를 증발시키고 상기 기판에 바이어스 전압을 인가하여 구리를 코팅하는 코팅 단계를 포함한다.A method of manufacturing a copper film according to an embodiment of the present invention includes a substrate loading step of loading a substrate into a water-cooled substrate holder of a vacuum chamber, a first evacuation step of forming the inside of the vacuum chamber into a first vacuum state, A substrate evacuation step of introducing an inert gas into the substrate and applying a voltage to the substrate to activate the substrate; a second evacuation step of forming the inside of the vacuum chamber in a second vacuum state; And a coating step of evaporating copper located adjacent to the substrate and applying a bias voltage to the substrate to coat the copper.

상기 코팅 단계는, 제1 구리 증발율에서 제1 바이어스 전압을 인가하여 이루어지는 제1 코팅 단계, 상기 제1 구리 증발율보다 높은 제2 구리 증발율에서, 상기 제1 바이어스 전압보다 작은 절대값을 갖는 제2 바이어스 전압을 인가하여 이루어지는 제2 코팅 단계 및 상기 제2 구리 증발율보다 높은 제3 구리 증발율에서, 상기 제2 바이어스 전압보다 작은 절대값을 갖는 제3 바이어스 전압을 인가하여 이루어지는 제3 코팅 단계를 포함할 수 있다.Wherein the coating step includes a first coating step of applying a first bias voltage at a first copper evaporation rate and a second copper evaporation rate at a second copper evaporation rate that is higher than the first copper evaporation rate, A third coating step of applying a third bias voltage having an absolute value less than the second bias voltage at a third copper evaporation rate higher than the second copper evaporation rate, have.

이 때, 상기 제1 구리 증발율은 상기 제3 구리 증발율의 10% 이하일 수 있 고, 상기 제2 구리 증발율은 상기 제3 구리 증발율의 10% 내지 40%일 수 있다.In this case, the first copper evaporation rate may be 10% or less of the third copper evaporation rate, and the second copper evaporation rate may be 10% to 40% of the third copper evaporation rate.

또한, 상기 제1 바이어스 전압의 절대값은 상기 제3 바이어스 전압의 절대값의 6배 이상일 수 있고, 상기 제2 바이어스 전압의 절대값은 상기 제3 바이어스 전압의 절대값의 2배 내지 4배일 수 있다.The absolute value of the first bias voltage may be at least six times the absolute value of the third bias voltage, and the absolute value of the second bias voltage may be at least two times to four times the absolute value of the third bias voltage. have.

본 실시예에 따른 구리 피막의 제조방법은 상기 기판 장입 단계 전에 상기 기판을 초음파 세척하는 초음파 세척 단계를 더 포함할 수 있다.The copper film manufacturing method according to the present embodiment may further include an ultrasonic cleaning step of ultrasonic cleaning the substrate before the substrate loading step.

본 발명의 실시예에 따르면, 구리 피막을 형성하는 과정에서 기판의 변형이나 파손을 억제할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, deformation or breakage of the substrate can be suppressed in the process of forming the copper film.

또한, 구리 피막을 형성하는데 있어서 임의의 조직의 형성이 가능하여 에칭 등의 특성을 향상시킬 수 있다.Further, in the formation of the copper film, it is possible to form an arbitrary structure, and the characteristics such as etching can be improved.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be easily understood by those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 증착 장치의 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 공정을 나타내는 순서도로서, 이하 이를 참조하여 본 실시예에 따른 구리 피막의 제조 방법을 설명한다.FIG. 1 is a schematic view of a vacuum deposition apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a flowchart showing a coating process according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, .

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 증착 장치는 진공 챔버(10), 수냉 기판 홀더(20), 셔터(30), 가스 도입부(40) 및 진공 게이지(50)를 포 함한다. 또한, 진공 증착 장치는 구리를 증착하기 위한 스퍼터링 소스(60) 및 스퍼터링용 전원(62), 기판(25)에 바이어스 전압을 인가하기 위한 바이어스용 전원(70)을 더 포함할 수 있다.1, a vacuum deposition apparatus according to an embodiment of the present invention includes a vacuum chamber 10, a water-cooled substrate holder 20, a shutter 30, a gas inlet 40, and a vacuum gauge 50 do. The vacuum deposition apparatus may further include a sputtering source 60 for depositing copper, a power source for sputtering 62, and a bias power source 70 for applying a bias voltage to the substrate 25.

이하에서는, 상기 진공 증착 장치를 사용하여 기판에 구리 피막을 형성하는 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of forming a copper film on a substrate by using the vacuum vapor deposition apparatus will be described.

우선, 구리 타겟(65)을 스퍼터링 소스(60)에 장착하고, 기판(25)을 수냉 기판 홀더(20)에 설치한다. 그 후, 진공 펌프 등의 배기 수단(미도시)을 이용하여 진공 챔버(10) 내의 공기를 배기시켜 진공 챔버(10) 내부를 원하는 진공도의 진공 상태로 유지시킨다. 본 실시예에서는 진공도를 10-5 Torr로 유지시킨다. 진공 게이지(50)를 통해 진공 챔버(10) 내의 진공도를 확인하여 원하는 진공도까지 배기시킨 후, 불활성 기체를 가스 도입부(40)를 통해 진공 챔버(10) 내에 유입시키고, 기판(25)에 음의 바이어스 전압을 인가하여 기판(25)을 활성화시킨다.First, the copper target 65 is mounted on the sputtering source 60, and the substrate 25 is mounted on the water-cooled substrate holder 20. [ Thereafter, air in the vacuum chamber 10 is exhausted using an evacuation means (not shown) such as a vacuum pump to maintain the inside of the vacuum chamber 10 in a vacuum state of a desired degree of vacuum. In this embodiment, the degree of vacuum is maintained at 10 -5 Torr. The vacuum degree in the vacuum chamber 10 is confirmed through the vacuum gauge 50 and exhausted to a desired degree of vacuum and an inert gas is introduced into the vacuum chamber 10 through the gas inlet 40, A bias voltage is applied to activate the substrate 25.

기판의 활성화는 피막의 밀착력을 향상시키기 위한 것으로, 본 실시예에서는 기판(25)을 활성화시키기 위한 불활성 기체로 아르곤 가스를 사용하는데, 일반적으로 10-2 Torr 정도의 아르곤 가스 분위기에서 기판에 400~800V의 음의 바이어스 전압을 인가함으로써 글로 방전(glow discharge)을 유도시킨다. 이와 같은 과정을 통하여 아르곤 이온이 기판에 충돌하여 기판(25)의 표면에 존재하는 불순물을 제거하고 기판(25)의 표면을 활성화시키게 된다.In this embodiment, argon gas is used as an inert gas for activating the substrate 25. In general, the substrate 25 is heated in an argon gas atmosphere of about 10 < -2 > A negative bias voltage of 800 V is applied to induce a glow discharge. Through this process, argon ions impinge on the substrate to remove impurities present on the surface of the substrate 25, thereby activating the surface of the substrate 25. [

기판(25)을 활성화시킨 후 구리를 기판에 코팅하기 전에 배기 수단을 이용하 여 재차 진공 챔버(10) 내부를 원하는 진공도의 진공 상태로 유지시킨다. 본 실시예에서는 기판의 활성화 이후의 진공도 역시 10-5 Torr로 유지시킨다.After activating the substrate 25, the inside of the vacuum chamber 10 is again maintained in the vacuum state of the desired degree of vacuum by using the exhaust means before coating the copper on the substrate. In this embodiment, the degree of vacuum after activation of the substrate is also maintained at 10 -5 Torr.

기판(25)에 구리를 코팅하는 과정은 수냉 기판 홀더(20)에 물을 흘려 기판(25)을 냉각시키면서 진행하는데, 이와 같이 수냉 기판 홀더(20)를 이용하는 냉각 과정이 포함되어 있어 코팅 과정에서 고온에 의한 기판의 변형이나 파손을 방지할 수 있게 된다.The process of coating copper on the substrate 25 proceeds while cooling the substrate 25 by flowing water into the water-cooled substrate holder 20. The cooling process using the water-cooled substrate holder 20 is thus included, It is possible to prevent deformation or breakage of the substrate due to high temperature.

코팅 단계는 도 2에 도시한 바와 같이 시간의 경과에 따라 총 3단계로 이루어진다. 코팅 초기 단계인 제1 단계에서는 상대적으로 낮은 증발율에서 상대적으로 절대값이 큰 바이어스 전압을 인가하여 코팅을 진행한다. 이와 같은 과정을 통하여 피막의 밀착력을 향상시킬 수 있어 밀도를 향상시킬 수 있게 된다. 제2 단계에서는 제1 단계보다 증발율을 증가시키는 반면에 바이어스 전압의 절대값을 낮추어 코팅을 진행하는데, 이 과정에서 피막의 성장 조직을 제어할 수 있게 된다. 최종 단계인 제3 단계에서는 증발율을 더 높이고 바이어스 전압의 절대값을 더욱 낮춘 상태에서 코팅을 진행시키는데, 이를 통하여 피막의 조직이 분말 조직과 유사한 임의의 조직으로 성장하게 된다.As shown in FIG. 2, the coating step is made in three steps in total with the lapse of time. In the first step of coating, a bias voltage having a relatively large absolute value is applied at a relatively low evaporation rate to perform coating. Through such a process, the adhesion of the film can be improved and the density can be improved. In the second step, the evaporation rate is increased as compared with the first step, while the absolute value of the bias voltage is lowered to proceed the coating. In this process, the growth structure of the coating film can be controlled. In the third stage, which is the final step, the coating is advanced in a state where the evaporation rate is further increased and the absolute value of the bias voltage is further lowered, whereby the coating tissue grows into an arbitrary tissue similar to the powder tissue.

이하에서는 전술한 실시예에 따라 PET 기판 상에 구리 피막을 형성하는 과정을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a process of forming a copper film on a PET substrate according to the embodiment will be described in detail.

본 실시예에서는 PET 기판에 구리를 10㎛ 두께로 코팅한 경우를 설명한다. 가로 및 세로가 각각 10㎝이고, 두께가 0.1㎜인 PET 기판(25)을 준비하고, 이를 진 공 증착 장치에 장입하기 전에 대기 중에서 아세톤과 알코올을 이용하여 초음파 세척한다. 이 후, 세척된 PET 기판(25)을 진공 증착 장치에 장입하는데, 진공 챔버(10) 내의 수냉 기판 홀더(20)에 PET 기판(25)을 장착하고, 진공 펌프(미도시)를 이용하여 10-5 Torr 이하까지 진공 챔버(10) 내부를 배기한다. 이 때, 진공 챔버(10) 내부의 진공도는 진공 증착 장치에 구비된 진공 게이지(50)를 통하여 확인할 수 있다.In this embodiment, the case where copper is coated on the PET substrate to a thickness of 10 mu m will be described. A PET substrate 25 having a width of 10 cm and a thickness of 0.1 mm is prepared and ultrasonically cleaned with acetone and alcohol in the air before charging it into a vacuum vapor deposition apparatus. Thereafter, the PET substrate 25 is mounted on the water-cooled substrate holder 20 in the vacuum chamber 10, and the PET substrate 25 is placed in a vacuum chamber 10 using a vacuum pump (not shown) The inside of the vacuum chamber 10 is exhausted to -5 Torr or less. At this time, the degree of vacuum inside the vacuum chamber 10 can be confirmed through the vacuum gauge 50 provided in the vacuum vapor deposition apparatus.

진공 챔버(10) 내부의 진공도가 10-5 Torr 이하가 되면, PET 기판(25) 표면에 존재하는 불순물을 제거하고 표면을 활성화시키기 위하여 PET 기판(25)을 활성화시킨다. 구체적으로, 불활성 기체인 아르곤 가스를 70sccm 주입하여 진공 챔버(10) 내부의 진공도를 10-2 Torr가 되도록 조절하고, 이후 바이어스용 전원(70)인 펄스 전원을 인가하는데, 인가되는 전압은 400V로 조정한다. 이와 같은 과정을 통하여 글로 방전이 유도되면 5분간 PET 기판(25)을 활성화시킨다.When the degree of vacuum in the vacuum chamber 10 becomes 10 -5 Torr or less, the PET substrate 25 is activated to remove impurities present on the surface of the PET substrate 25 and activate the surface. Specifically, argon gas, which is an inert gas, is injected at 70 sccm to adjust the degree of vacuum inside the vacuum chamber 10 to 10 -2 Torr. Thereafter, a pulse power source, which is a bias power source 70, is applied. Adjust. When the glow discharge is induced through the above process, the PET substrate 25 is activated for 5 minutes.

이 후 구리의 코팅을 위해 아르곤 가스를 배기시켜 진공 챔버(10) 내부의 진공도를 7 x 10-4 Torr로 유지시킨다. 이후 구리 타겟(65)이 장착된 스퍼터링 소스(60)에 스퍼터링용 전원(62)을 인가하여 PET 기판(25)에 구리를 코팅한다.Thereafter, argon gas is evacuated to coat the copper and the vacuum degree in the vacuum chamber 10 is maintained at 7 x 10 -4 Torr. Then, a sputtering power source 62 is applied to the sputtering source 60 on which the copper target 65 is mounted to coat the PET substrate 25 with copper.

전술한 바와 같이, 코팅 단계는 총 3단계로 이루어지는데, 제1 단계에서는 구리의 증발율을 0.1㎛/min으로 하고, 바이어스 전압을 400V로 하여 5분간 코팅한다. 이어서, 제2 단계에서는 증발율을 0.5㎛/min으로 하고 바이어스 전압은 200V로 하여 5분간 코팅하고, 제3 단계에서는 증발율을 1.5㎛/min으로 하고 바이어스 전압은 50V로 하여 5분간 코팅한다.As described above, the coating step is performed in three steps in total. In the first step, the evaporation rate of copper is 0.1 탆 / min and the bias voltage is 400 V for 5 minutes. Next, in the second step, the evaporation rate is set to 0.5 탆 / min and the bias voltage is set to 200 V for 5 minutes. In the third step, the evaporation rate is set to 1.5 탆 / min and the bias voltage is set to 50 V for 5 minutes.

이와 같은 공정을 통하여 약 10㎛ 정도의 두께를 갖는 구리 피막이 형성된다. 이 때, 증발율을 코팅 시간으로 곱한 값이 코팅되는 피막의 두께를 나타나게 되는데, 각 단계에서의 코팅되는 피막의 두께를 합한 값보다 실제 얻어지는 피막의 두께가 작은 값을 보이게 된다. 이는 높은 바이어스 전압에 의해 코팅층의 일부가 재증발되어 나타나는 현상이다.Through such a process, a copper film having a thickness of about 10 mu m is formed. In this case, the value obtained by multiplying the evaporation rate by the coating time shows the thickness of the coating to be coated, and the thickness of the coating actually obtained is smaller than the sum of the thicknesses of the coatings to be coated at each step. This is a phenomenon in which a part of the coating layer is re-evaporated by a high bias voltage.

한편, 본 실시예에서와 같이, 제1 단계의 증발율은 최종 단계인 제3 단계에서의 증발율의 10% 이하로 설정하고, 제1 단계의 바이어스 전압의 절대값은 제3 단계에서의 바이어스 전압의 절대값의 6배 이상으로 설정하는 것이 바람직한데, 이는 피막의 밀착력을 증가시키고, 밀도를 향상시키기 위함이다.As in the present embodiment, the evaporation rate of the first step is set to 10% or less of the evaporation rate of the third step, which is the final step, and the absolute value of the bias voltage of the first step is set to It is desirable to set the absolute value to 6 times or more, which is to increase the adhesion of the film and to improve the density.

또한, 제2 단계의 증발율 및 바이어스 전압의 절대값은 각각 제3 단계에서의 증발율의 10% 내지 40% 및 제3 단계에서의 바이어스 전압의 절대값의 2배 내지 4배로 설정하는 것이 바람직하다. 이는 형성되는 피막의 조직을 분말과 유사한 임의의 조직으로 형성하기 위하여 필요한 조건이다.The evaporation rate and the absolute value of the bias voltage in the second step are preferably set to 10% to 40% of the evaporation rate in the third step and 2 to 4 times the absolute value of the bias voltage in the third step, respectively. This is a necessary condition for forming the tissue of the formed coating into any tissue similar to the powder.

도 3은 X-선 회절 방법을 이용하여 본 실시예에 의하여 형성된 구리 피막의 회절 피크를 얻은 후 분말 패턴과 비교한 도면이다. 이를 참조하면, 본 실시예에 의해 형성된 구리 피막의 조직이 분말 패턴과 매우 유사하게 형성되어 있음을 확인할 수 있다.FIG. 3 is a graph comparing a diffraction peak of a copper film formed by the present embodiment with a powder pattern by using an X-ray diffraction method. FIG. Referring to this, it can be confirmed that the texture of the copper coating formed by this embodiment is very similar to the powder pattern.

상술한 바와 같이, 구리 코팅 과정에서 수냉 기판 홀더를 이용하여 냉각함으로써 고온에 의한 기판의 변형이나 파손을 방지할 수 있고, 코팅 단계를 구리의 증 발율 및 기판에 인가되는 바이어스 전압을 단계적으로 변경하여 구성함으로써 피막의 밀착성을 향상시킬 수 있고, 임의의 피막의 조직을 얻을 수 있어, 에칭 특성 등을 향상시킬 수 있다.As described above, it is possible to prevent deformation or breakage of the substrate due to high temperature by cooling using a water-cooled substrate holder in the copper coating process, and in the coating step, the evaporation rate of copper and the bias voltage applied to the substrate are changed stepwise It is possible to improve the adhesion of the film, to obtain an arbitrary film structure, and to improve the etching property and the like.

본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통하여 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않는다. 즉, 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 종사하는 자들은 쉽게 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described by way of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to the above embodiments. That is, those skilled in the art can easily understand that various modifications and variations are possible without departing from the scope and spirit of the following claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 증착 장치의 개략적인 구성도이다.FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vacuum deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 구리 피막의 제조방법의 개략적인 순서도이다.2 is a schematic flow chart of a method of manufacturing a copper film according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 구리 피막의 X-선 회절 피크를 분말 패터의 X-선 회절 피크와 비교하여 나타내는 도면이다.FIG. 3 is a diagram showing an X-ray diffraction peak of a copper film according to an embodiment of the present invention, in comparison with an X-ray diffraction peak of a powdered film. FIG.

<도면의 주요부분에 대한 설명>DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS

10: 진공 챔버 20: 수냉 기판 홀더10: vacuum chamber 20: water-cooled substrate holder

22: 기판 회전 장치 25: 기판22: substrate rotating device 25: substrate

30: 셔터 40: 가스 도입부30: shutter 40: gas inlet

50: 진공 게이지 60: 스퍼터링 소스50: vacuum gauge 60: sputtering source

62: 스퍼터링용 전원 65: 구리 타겟62: power for sputtering 65: copper target

70: 바이어스용 전원70: Bias power supply

Claims (7)

진공 챔버의 수냉 기판 홀더에 기판을 장입하는 기판 장입 단계;A substrate loading step of loading a substrate into a water-cooled substrate holder of a vacuum chamber; 상기 진공 챔버 내부를 제1 진공 상태로 형성하기 위한 제1 배기 단계;A first evacuation step for forming the inside of the vacuum chamber into a first vacuum state; 상기 진공 챔버 내부로 불활성 기체를 유입시키고 상기 기판에 전압을 인가하여 활성화시키는 기판 활성화 단계;A substrate activating step of supplying an inert gas into the vacuum chamber and applying a voltage to the substrate to activate the substrate; 상기 진공 챔버 내부를 제2 진공 상태로 형성하기 위한 제2 배기 단계; 및A second evacuation step for forming the inside of the vacuum chamber into a second vacuum state; And 상기 수냉 기판 홀더에 물을 흐르게 함과 동시에, 상기 기판에 인접하여 위치한 구리를 증발시키고 상기 기판에 바이어스 전압을 인가하여 상기 기판에 구리를 코팅하는 코팅 단계;Applying water to the water-cooled substrate holder, evaporating copper located adjacent to the substrate, and applying a bias voltage to the substrate to coat copper on the substrate; 를 포함하고, 상기 코팅 단계는, Wherein the coating step comprises: 제1 구리 증발율에서 제1 바이어스 전압을 인가하여 이루어지는 제1 코팅 단계;A first coating step of applying a first bias voltage at a first copper evaporation rate; 상기 제1 구리 증발율보다 높은 제2 구리 증발율에서, 상기 제1 바이어스 전압보다 작은 절대값을 갖는 제2 바이어스 전압을 인가하여 이루어지는 제2 코팅 단계; 및A second coating step of applying a second bias voltage having an absolute value smaller than the first bias voltage at a second copper evaporation rate higher than the first copper evaporation rate; And 상기 제2 구리 증발율보다 높은 제3 구리 증발율에서, 상기 제2 바이어스 전압보다 작은 절대값을 갖는 제3 바이어스 전압을 인가하여 이루어지는 제3 코팅 단계;를 포함하는 구리 피막의 제조방법.And a third coating step of applying a third bias voltage having an absolute value smaller than the second bias voltage at a third copper evaporation rate higher than the second copper evaporation rate. 삭제delete 제1항에서,The method of claim 1, 상기 제1 구리 증발율은 상기 제3 구리 증발율의 10% 이하인, 구리 피막의 제조방법.Wherein the first copper evaporation rate is 10% or less of the third copper evaporation rate. 제1항에서,The method of claim 1, 상기 제2 구리 증발율은 상기 제3 구리 증발율의 10% 내지 40%의 범위에 속하는, 구리 피막의 제조방법.And the second copper evaporation rate falls within a range of 10% to 40% of the third copper evaporation rate. 제1항에서,The method of claim 1, 상기 제1 바이어스 전압의 절대값은 상기 제3 바이어스 전압의 절대값의 6배 이상인, 구리 피막의 제조방법.Wherein the absolute value of the first bias voltage is at least six times the absolute value of the third bias voltage. 제1항에서,The method of claim 1, 상기 제2 바이어스 전압의 절대값은 상기 제3 바이어스 전압의 절대값의 2 내지 4배의 범위에 속하는, 구리 피막의 제조방법.Wherein the absolute value of the second bias voltage falls within a range of 2 to 4 times the absolute value of the third bias voltage. 제1항에서,The method of claim 1, 상기 기판 장입 단계 전에 상기 기판을 초음파 세척하는 초음파 세척 단계를 더 포함하는 구리 피막의 제조방법.Further comprising an ultrasonic cleaning step of ultrasonic cleaning the substrate before the substrate loading step.
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