KR20070021053A - 전자 부품용 구리계 기재, 전자 부품 및 전자 부품용구리계 기재 제조 방법 - Google Patents

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KR20070021053A
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도시히로 구기미야
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가부시키가이샤 고베 세이코쇼
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Abstract

전자 부품용 구리계 기재는 탄화수소기 및 수산기 중 적어도 하나를 함유하는 산화규소 박막을 포함하며, 산화규소 박막은 구리계 기재의 표면 상에 배치된다. 또한, 규소 함유 반응가스가 플라즈마를 생성함으로써 분해된다. 최종 분해 생성물은 구리계 기재와 접촉되게 함으로써 구리계 기재의 표면 상에 산화규소 박막을 형성한다.
전자 부품용 구리계 기재, 산화규소 박막, 규소 함유 반응가스, 탄화수소기, 수산기

Description

전자 부품용 구리계 기재, 전자 부품 및 전자 부품용 구리계 기재 제조 방법{COPPER BASE FOR ELECTRONIC COMPONENT, ELECTRONIC COMPONENT, AND PROCESS FOR PRODUCING COPPER BASE FOR ELECTRONIC COMPONENT}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 CVD에 의한 성막 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 CVD에 의한 성막 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 CVD에 의한 성막 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 CVD에 의한 성막 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 5a 및 도 5b는 각각 FT-IR에 의해 예 1에서 얻어지는 산화규소 박막의 흡수 스펙트럼을 도시한 도표.
도 6a 및 도 6b는 각각 예 24에서 얻어지는 표면 거칠기의 주사 전자 현미경 사진으로서 도 6a는 3,000배의 배율로 도 6b는 10,000의 배율로 촬영한 현미경 사진.
도 7은 공지된 반도체 장치의 개략 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 성막 챔버
2a, 2b: 로드 록 챔버
3a 내지 3d: 게이트 밸브
4a 내지 4d: 가스 입구
5a 내지 5c: 누출구
6: 베이스 홀더
7: 베이스
8: 베어링
9: 회전 전극
10: 지지부
12: 합성 석영 유리
13: 근적외선 램프
14: 관찰창
15: 방사 온도계
16, 19: 고주파 전원
17, 20: 정합 상자
18: 베이스 홀더용 히터
본 발명은 반도체 장치와 같은 전자 부품에 사용하기 위한 전자 부품용 구리계 기재(copper base)에 관한 것이다. 본 발명은 또한 구리계 기재를 포함하는 전자 부품에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 전자 부품용 구리계 기재를 생산하기에 적절한 산화 규소 박막을 형성하기 위한 방법에 관한 것이다. 상세하게는, 본 발명은 수지 접착제 및 수지 실란트에 대해 향상된 접착력을 갖는 전자 부품용 구리계 기재에 관한 것이다. 본 발명은 또한 전자 부품용 구리계 기재를 포함하는 전자 부품에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 전자 부품용 구리계 기재를 생산하기에 적절한 산화 규소 박막을 형성하기 위한 방법에 관한 것이다.
구리 또는 구리 합금계 기재는 필요에 따라 니켈 또는 니켈 합금으로 도금되어 초소형 연산처리 장치(MPU)와 같은 반도체 장치와, 다양한 메모리 장치와, 캐패시터 및 다이오드와 같은 다양한 전자 장치에서 방열 기판과 같은 다양한 기판 및 리드 프레임으로 사용되고 있다.
다양한 전자 부품에 사용되는 구리 또는 구리 합금계 기재(이하, 간단히 "구리계 기재"로 함)는 수지 접착제로 다양한 요소에 접합되어 방열체로서 작용하게 된다. 또한, 이와 같은 요소는 구리계 기재로 구성되는 리드 프레임에 접합되어 수지 실란트로 실링된다. 따라서, 구리계 기재와 수지 성분 간의 접착력은 아주 중요하다.
최근, 다양한 전자 부품들이 리플로우 솔더링에 의해 표면 장착되고 있다. 특히, 고온 환경으로 인한 열응력 때문에 구리계 기재와 수지 성분 간에 분리가 발 생함으로써 간극을 형성하는 단점이 있다.
간극의 형성은 구리계 기재가 방열체로서 사용될 때 방열 효율을 떨어뜨린다. 간극의 형성은 구리계 기재가 리드 프레임으로 사용될 때 간극을 통한 수분 흡수를 야기함으로써 몇몇 경우에는 전자 부품의 특성을 열화시키기도 한다.
이런 경우의 통상적인 예로는 초소형 연산처리 장치(MPU) 또는 주문형 반도체(ASIC)와 같은 고집적 반도체 장치에서 발생하는 경우가 있다.
볼 그리드 어레이(BGA) 패키지는 MPU 또는 ASIC에 사용하기 위한 반도체 패키지로서 사용되고 있다. 고집적 반도체 장치의 성능을 충분히 나타내기 위해서는, BGA 패키지는 작업시 생성되는 대량의 열을 효율적으로 방열시키기 위해 각각의 반도체 요소의 표면 상에 방열체를 포함한다.
방열체를 포함하는 BGA 패키지의 생성시, 구리 성분의 칩을 갖는 반도체 요소가 유리 에폭시재 등의 성분을 갖는 수지 기판에 접합되고 구리 방열체는 수지 접착제로 반도체 요소에 접합된다. 이 경우, 최종 BGA 패키지에 리플로우 솔더링을 하는 과정에 생성되는 열 응력 때문에 반도체 요소와 방열판 사이에는 간극이 형성됨으로써, 몇몇 경우에는 방열 효율을 크게 저하시킨다. 이는 처리 속도의 감소와 반도체 요소의 손상을 야기한다.
이런 문제를 극복하기 위한 예로서, 일본 비심사 특허 출원 공보 제2004-107788호(특허 문서 1)는 다음과 같은 기술을 설명하고 있다. 즉, 전자 부품으로부터 생성되는 열을 방열시키기 위해 전자 요소가 수지 성형에 의해 구피판(슬러지)과 밀접 접촉하는 전자 부품에서, 구리(Ⅰ) 산화물 성분의 암화 필름이 수지에 대한 구리판의 접착력을 증대시키고 수지로부터 구리판의 분리를 방지하기 위해 표면 상에 배치된다.
도 7은 흑색 산화물 처리층을 갖는 구리계 방열판을 포함하는 반도체 장치의 일 예의 개략도이다. 도 7은 반도체 요소(100)와, 구리계 방열판(101)과, 흑색 산화물 처리층(102)과, Ni 도금층(103)과, 수지 적층 기판(104)과, 수지 접착제를 성분으로 한 수지 접착층을 도시한다.
그러나, 흑색 산화물 처리층의 형성은 상당히 복잡한 흑화 처리 때문에 고가의 처리 비용을 요구한다. 또한, 최종적인 흑색 산화물 처리층은 낮은 안정성을 갖는다. 또한, 흑화 처리는 수성 알칼리 아염소산나트륨 용액과 같은 강한 알칼리성 화학 용액을 필요로 하고 따라서 환경에 대한 부담이 크다. 또한, 소모된 화학제의 해독 작용이 고비용을 요한다는 단점을 갖는다.
한편, 베이스의 표면 경도를 개선하고 특수 파장을 흡수하고 가스 투과도를 증대시키고 광촉매 기능을 나타내기 위해, 플라즈마 화학 증기 증착(Plasma-enhanced CVD)에 의해 베이스 상에 박막을 형성하는 기술이 알려져 있다.
예컨대, 일본 비심사 특허 출원 공보 제2004-107788호(특허 문서 2)는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트 또는 아크릴 수지나, 백색 유리, 소다석회 유리, 무알칼리 유리와 같은 유리나, 석영 또는 실리콘과 같은 수지 재료를 성분으로 한 기판 상에 산화규소 박막 및 산화티탄 박막을 형성하되, 예컨대 평판 표시장치(FPD), 건축물 및 차량용 유리, 음식 포장재와 같은 다양한 분야에 사용하기 위한 피막 형성에 적용 가능하다.
따라서, 상술한 문제와 관련하여 본 발명의 목적은 전자 부품의 생산시 접착제 또는 실란트로서 사용되는 수지 부품에 대해 특히 뛰어난 접착력을 갖는 리드 프레임용 구리계 기재 또는 반도체용 방열체 등으로 사용되는 전자 부품용 구리계 기재를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 구리계 기재를 포함하는 전자 부품을 제공하는 것이다. 본 발명의 또다른 목적은 구리계 기재의 용이한 생산을 위해 산화규소 박막 형성 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 전자 부품용 구리계 기재는 탄화수소기 및 수산기 중 적어도 하나를 함유하고 구리계 기재의 표면 상에 배치되는 산화규소 박막을 포함한다.
만족스러운 열도전성 및 전기도전성을 갖는 구리 및 다양한 구리 합금이 본 발명에 사용되는 구리계 기재의 재료로서 사용될 수 있다. 구리 및 다양한 구리 합금의 예로는 순수 구리, Cu-Fe-P계 합금, Cu-Ni-Si계 합금 및 Cu-Cr-Zr계 합금을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
또한, 필요한 경우, 구리계 기재의 표면은 공지된 방법으로 Ni 합금으로 도금될 수 있다.
Ni 합금의 예로는 Ni-Sn, Ni-Fe, Ni-P 및 Ni-Co와 같은 이원 합금, Ni-Cu-Sn, Ni-Cu-Fe 및 Ni-Co-P와 같은 삼원 합금 및 그 밖의 다원 합금이 있다.
구리계 기재의 형상은 제한되지 않는다. 예컨대, 반도체 장치의 방열체, 기판, 리드 프레임 또는 와이어와 같이 특수 적용을 위해 적절한 희망 형상이 선택된다.
한편, 탄화수소기 및 수산기 중 적어도 하나를 함유하고 구리계 기재의 표면 상에 형성되는 산화규소 박막의 예는 후술하는 실리콘 알콕시드를 포함하는 규소 함유 반응가스를 이용한 플라즈마 CVD에 의해 생성되는 박막이다.
본 발명에 따르는 산화규소 박막은 탄화수소기 및 수산기 중 적어도 하나와 Si-O 접합을 함유하되, 각각의 기는 실리콘 알콕시드의 플라즈마 분해 생성물 또는 실리콘 알콕시드 및 산소 함유 분자의 플라즈마 생성물에 의한 것이다.
탄화수소기 및 수산기 중 적어도 하나는 접착제, 실란트 등으로서 사용되는 수지 부품에 대한 구리계 기재의 접착력을 보다 증대시키기 위한 성분이다. 그 특수한 예로는 테트라메톡시실란, 헥사메틸디실록산, 헥사메틸디실라잔 등의 플라즈마 분해 생성물에 의한 메틸기(-CH3)와, 테트라에톡시실란과 같은 에틸기(-C2H5)를 함유하는 실리콘 알콕시드의 플라즈마 분해 생성물에 의한 탄화수소기와, 실리콘 알콕시드의 플라즈마 분해 생성물과 산소 함유 분자의 플라즈마 분해 생성물을 접합시킴으로써 생성되는 수산기를 포함한다. 또한, 탄화수소기 및 수산기 중 적어도 하나의 예로는 γ-글리시드옥시프로필트리메톡시실란, γ-글리시드옥시프로필트리에톡시실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란 또는 γ-아미노프로필트리에톡시실란과 같은 반응기능기 함유 실리콘 알콕시드의 플라즈마 분해 생성물에 의한 탄화수소기, 수산기 등을 포함한다. 이들은 단독 또는 조합으로 사용될 수 있다.
탄화수소기 및 수산기 중 적어도 하나의 함량은 특별히 제한되지 않는다. 푸리에 변환 적외선 분광기(FT-IR)를 이용하여 동일 조건 하에서 Si-기판 상에 형성된 막을 측정하여 얻어진 스펙트럼에서 흡수 피크의 세기비에서, Si-O(1,070 내지 1,080 ㎝-1)에 대한 Si-OH(3,000 내지 3,400 ㎝-1)의 피크 세기비 또는 Si-O에 대한 Si-CH3, Si-C2H5 및 Si-C3H8(2,800 내지 2,900 ㎝-1)의 피크 세기비는 바람직하게는 0.01 내지 0.5이고, 보다 바람직하게는 0.05 내지 0.2이다. 피크 세기비가 과도하게 낮은 경우, 수지 부품에 대한 접착력을 개선하는 효과는 낮아지기 쉽다. 피크 세기비가 과도하게 높은 경우, 막의 강도와 내구성은 낮아지기 쉽다.
본 발명에 따르는 산화규소 박막의 두께는 특별히 제한되지 않지만 바람직하게는 약 1 내지 1,000 ㎚이고 보다 바람직하게는 약 5 내지 100 ㎚이다. 산화규소 박막의 두께가 과도하게 클 경우 박막형성에 요구되는 시간의 연장으로 인해 비용이 증가하게 되고 구리계 기재에 대한 접착력이 감소한다. 산화규소 박막의 두께가 과도하게 작은 경우 불충분한 접착 강도를 가져올 수 있다.
특히, 본 발명에 따르는 전자 부품용 구리계 기재가 반도체 장치에 사용될 경우, 과도하게 큰 두께는 리플로우 솔더링에 의해 장치를 장착하는 과정에 겪게 되는 열이력으로 인한 수분 흡수 때문에 접착 강도를 낮출 수 있다. 따라서, 두께는 바람직하게는 100 ㎚ 이하이다.
박막은 반드시 연속적인 막으로서 형성될 필요가 없다. 예컨대, 불연속적인 산화규소 박막이 스트라이프 형태인 경우, 접착 강도는 수지 부품의 앵커 효과 때문에 개선될 수 있다.
바람직하게는 100 내지 1,000 ㎚, 보다 바람직하게는 500 내지 1,000 ㎚의 피크-대-밸리(peak-to-valley) 높이를 갖는 거칠기가 산화규소 박막의 표면에 형성되면, 접착력이 거칠기로 인한 표면적 및 앵커 효과의 증가로 인해 향상되기 때문에 수지 부품에 대한 구리계 기재의 접착력은 더욱 향상된다.
한편, 연속적이고 균질한 박막이 형성되면, 연속적이고 균질한 박막이 도금막과 같은 보호층으로서 작용하기 때문에 이제까지 요구되었던 보호 테이프가 생략될 수 있다.
탄화수소기 및 수산기 중 적어도 하나를 함유하고 구리계 기재 또는 구리 합금계 기재의 표면 상에 배치되는 산화규소 박막을 포함하는 본 발명에 따르는 상술한 전자 부품용 구리계 기재는 수지 부품에 대한 높은 접착력과 높은 다이 전단 강도를 갖는다. 수지 부품으로부터 본 발명의 구리계 기재를 분리할 때의 수지 파괴 모드와 관련하여, 공지된 구리계 기재가 면간 파괴 모드로 분리되는 경우에도, 본 발명의 구리계 기재는 응집성 파괴 모드로 분리되는 경향이 있다.
따라서, 본 발명의 전자 부품용 구리계 기재는 MPU 및 ASIC와 같은 모든 가능한 고집적 반도체 장치에 사용하기에 적절하다. 또한, 본 발명의 구리계 기재는 각각 구리계 기재를 포함하고 수지 부품에 대한 구리계 기재의 높은 접착력을 필요로 하는 캐패시터 및 다이오드와 같은 모든 가능한 다양한 전자 부품에 적절히 사용된다.
이하, 본 발명의 전자 부품용 구리계 기재 제조 방법에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 전자 부품용 구리계 기재 제조 방법으로서 산화규소 박막형성 방법이 이용되며, 본 방법은 방전에 의해 플라즈마를 생성하기 위한 적어도 한 쌍의 전극 사이의 간극으로 규소 함유 반응가스를 도입하는 단계와, 규소 함유 반응가스를 분해 생성물로 분해하기 위해 전극 사이의 간극에 플라즈마를 생성하는 단계와, 규소 함유 반응가스로부터의 분해 생성물에 구리계 기재 또는 구리 합금계 기재를 접촉시켜 구리계 기재 또는 구리 합금계 기재의 표면 상에 산화규소 박막을 형성하는 단계를 포함한다.
본 방법의 특별한 예는 서로 대향하는 한 쌍의 전극이 마련되는 장치를 이용하되 전극 중 하나에 구리계 기재를 배치하는 단계와, 전극 사이의 공간으로 규소 함유 반응가스를 도입하는 단계와, 플라즈마를 생성시켜 구리계 기재 상에 박막을 형성하는 단계를 포함하는 방법이다.
보다 구체적으로, 예시적인 방법으로는, 예컨대 약 10 내지 1000 Pa의 압력의 낮은 압력 조건 하에서 플라즈마가 글로우 방전에 의해 생성되는 저압 플라즈마 화학 증기 증착(CVD)과, 일본 비심사 특허 출원 공보 제6-2149호에 제안된 것으로 베이스 상에 박막을 형성하기 위해 대기압에 가까운 압력에서 글로우 방전에 의해 플라즈마를 생성하는 단계를 포함하는 방법과, 일본 비심사 특허 출원 공보 제2002-237480호에 제안된 것으로 서로 대향하는 전극들 중 적어도 하나의 전극 상에 유전체를 형성하는 단계와 대기압에서 DC 펄스 등에 의해 플라즈마를 생성하면서 가스 압력에 의해 베이스 상에 재료 가스를 송풍하는 단계를 포함하는 방법과, 일본 비심사 특허 출원 공보 제9-104985호 등에 제안된 것으로 회전 전극을 이용하여 막을 형성하는 단계를 포함하는 방법이 있다.
상술한 방법들 중에서, 회전 전극을 이용하여 플라즈마 CVD에 의해 막을 형성하기 위한 방법은 전기장 집중이 없기 때문에 아크 방전이 쉽게 일어나지 않는다는 점과, 예컨대 회전 전극을 따르는 가스 유동이 폭 방향으로 균일하기 때문에 박막이 높은 생산성을 갖고 형성될 수 있다는 점에서 선호된다.
이하, 회전 전극을 갖는 챔버를 포함하는 플라즈마 CVD 장치에 의한 성막 방법을 이용함으로써 본 발명의 전자 부품용 구리계 기재를 생성하는 예시적인 공정에 대해 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 후술하는 방법 외에도 챔버를 구비하지 않고 회전 전극을 포함하는 플라즈마 CVD 장치를 이용하여 막을 형성하는 방법에 의해서도 수행될 수 있다.
챔버 내에 서로 대향하는 한 쌍의 전극이 마련되되 전극 중 하나는 방전 전극으로서 작용하는 회전 전극인 장치를 이용하여 플라즈마 CVD에 의해 구리계 기재 상에 산화규소 박막을 형성하는 방법은 회전 전극에 대향하는 전극 상에 베이스를 배치하는 단계와, 챔버 내로 규소 함유 반응가스를 도입하는 단계와, 대기압에 가까운 압력에서 글로우 방전에 의해 회전 전극 및 베이스 사이의 공간에 플라즈마를 생성하여 간극에 라인 플라즈마를 형성하는 단계와, 구리계 기재가 플라즈마 공간을 가로지르도록 구리계 기재를 이동시키는 단계를 포함한다. 본 방법에 따르면, 대규모의 장치를 구비하지 않고도 대면적을 갖는 막을 형성하고 표면 처리를 수행하는 것이 가능하다.
챔버 내에서 서로 대향하는 한 쌍의 전극과 관련하여, 전극 중 하나는 회전 전극이고 다른 전극은 평판 전극이다. 구리계 기재는 평판 전극 상에 배치된다.
회전 전극으로서, 후술하는 도 1에 도시된 CVD에 의한 성막 장치의 구조의 일 예로서 도시된 원통형 회전 전극이 이용될 수 있다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같은 무단 벨트 전극이 사용될 수도 있다.
회전 전극의 표면 형상은 특별히 제한되지 않지만 평활할 수 있다. 일련의 볼록 형상물과 같은 거칠기가 표면 상에 형성될 수도 있다. 거칠기는 회전 전극과 베이스의 표적 위치 사이의 거리를 조절하기 위해 사용된다. 예컨대, 거칠기가 회전 방향을 따라 형성될 때, 플라즈마는 우선적으로 돌기와 대면하는 베이스의 일부분에서만 생성된다. 그 결과, 산화규소 박막이 이 부분에서만 우선적으로 형성될 수 있다. 결국, 거칠기는 산화규소 박막의 표면 상에 형성될 수 있다.
또한, 거칠기를 갖는 회전 전극에서, 규소 함유 반응가스를 확산시키는 효과가 있으며, 이 경우 가스 유동은 대기압에 가까운 압력에서의 층류 유동이다(점성 유동).
특수한 용도에 대응하는 원하는 형상을 갖는 구리계 기재 또는 구리 합금계 기재가 회전 전극에 대향하는 전극 상에 위치된다.
본 발명에서 구리계 기재에 대한 산화규소 박막의 접착력을 증대시키기 위해, 베이스를 가열하는 것도 효과적이다. 가열 온도는 후술하는 규소 함유 반응가스가 온도 범위 내에서 이슬을 형성하지 않도록 바람직하게는 70 내지 350 ℃의 범위에서 설정된다. 가열 온도는 구리 기판의 표면 상에 일반적으로 도포되는 내탈색제가 증발하지 않도록 바람직하게는 200 ℃ 이하, 보다 바람직하게는 150 ℃ 이 하로 설정된다.
회전 전극 및 회전 전극에 대향하는 전극 상에 배치된 구리계 기재 사이의 거리(간극 거리)는 회전 전극에 도포되는 고주파 전력, 사용되는 규소 함유 반응가스의 종류, 조성 등에 대응해서 적절히 조절된다. 일반적으로, 간극 거리는 바람직하게는 약 0.5 내지 5 ㎜이고, 보다 바람직하게는 약 1 내지 3 ㎜이다. 폭이 과도하게 좁은 경우, 규소 함유 반응가스는 간극 내로 안정적으로 공급될 수 없으며 폭방향으로 간극 거리의 비균일성이 아주 크다. 그 결과, 막을 균일하게 형성하는 것이 어렵다. 또한, 좁은 간극으로 플라즈마를 안정적으로 생성하기 위해서는 플라즈마 중의 전자 및 이온인 대전 입자를 포획하는 것이 필요하다. 따라서, 100 MHz 이상의 고주파가 요구되며, 이는 비용면에서 불리하다.
한편, 간극이 과도하게 넓을 경우, 다음과 같은 문제가 발생한다. 예컨대, 전기장 및 플라즈마 밀도의 감소 때문에 성막 속도가 감소한다. 또한, 회전 전극의 회전에 의해 생성되는 층류 유동으로 인해 베이스 위로 전구체가 유출되기 때문에 성막 속도가 감소한다. 또한, 챔버는 오염된다.
회전 전극의 원주 속도는 바람직하게는 3,000 ㎝/min 이상이다. 원주 속도가 3,000 ㎝/min보다 작은 경우, 성막 속도는 감소하는 경향이 있다. 따라서, 원주 속도는 바람직하게는 10,000 ㎝/min 이상이다. 산출량 증대의 관점에서, 원주 속도는 바람직하게는 100,000 ㎝/min 이하이다.
규소 함유 반응가스는 챔버 내로 도입된다. 바람직하게는, 챔버 내의 압력은 대기압에 가깝게 조절된다.
대기압에 가까운 압력이란 약 0.01 내지 0.1 MPa의 압력을 지칭한다. 압력 제어의 용이성과 장치의 구조적 단순성이라는 측면에서, 압력은 바람직하게는 0.08 내지 0.1 MPa의 범위에 있다.
규소 함유 반응가스는 바람직하게는 실리콘 알콕시드 외에 불활성 가스, 산소 등을 함유하는 재료 가스이다.
실리콘 알콕시드의 예로는 테트라에톡시실란, 테트라메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 헥사메틸디실록산, 헥사메틸디실라잔, γ-글리시드옥시프로필트리메톡시실란, γ-글리시드옥시프로필트리에톡시실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란 또는 γ-아미노프로필트리에톡시실란을 포함한다. 이들은 단독 또는 조합으로 사용될 수 있다. 이들 중 테트라에톡시실란은 산업상 적용 가능성의 관점에서 바람직하다.
대기압에 가까운 압력에서 플라즈마 CVD를 이용함에 있어, 실리콘 알콕시드는 플라즈마가 없이 높은 압력에서도 O2와의 낮은 반응성 때문에 안정적인 물질이다.
불활성 가스는 반응 라디칼을 생성하지 않는 분위기에서 글로우 방전을 안정적으로 생성하기 위한 성분이다. 불활성 가스의 예로는 He, Ar, Xe 및 Kr과 같은 희귀 가스와, N2와 같은 가스를 포함한다. 이들 가스 중 적어도 하나가 사용될 수 있다. 불활성 가스는 He가 갖는 준안정 여기 상태의 긴 수명 때문에 바람직하게는 He이다.
또한, 본 발명의 규소 함유 반응가스는 그 밖의 성분들을 추가로 함유할 수 있다. 이런 성분의 특별한 예로는 실리콘 알콕시드 외의 규소 화합물과, 산소와, 산화질소(N2O)와 같은 질소 산화물과 물을 포함한다.
특히, 규소 함유 반응가스가 산소를 함유하는 경우, 실리콘 알콕시드의 산화와 가교 반응이 가속된다. 산소 함량이 비교적 높은 경우, 표면 거칠기를 갖는 산화규소 박막을 형성하기 위해 입자형 산화규소 박막을 형성하는 것이 바람직하다.
산소 함량과 관련하여, 실리콘 알콕시드에 대한 산소의 체적비, 즉 산소/실리콘 알콕시드는 바람직하게는 약 0.1 내지 2이다. 체적비가 0.1보다 작은 경우, 산화 및 가교 반응을 충분히 촉진시키는 효과는 낮으며, 미세한 산화규소 입자가 불충분하게 성장된다. 체적비가 2를 초과하는 경우, 산화규소 입자가 증착되는 경향이 있다.
규소 함유 반응가스에서 바람직한 성분 함량과 관련하여, 실리콘 알콕시드 함량은 1 원자에서 0.1 내지 5 체적%이고 보다 바람직하게는 1 내지 5 체적%이다. 산소 함량은 바람직하게는 1 원자에서 약 0 내지 10 체적%이다.
본 방법에서는 고주파 전력이 방전 전극에 인가되어 글로우 방전을 생성함으로써, 플라즈마를 생성한다.
이 경우, 글로우 방전에 의한 규소 함유 반응가스의 분자 이온화로부터 이온화된 분자의 재결합까지 걸리는 시간은 짧다. 또한, 전자의 평균 자유 경로도 짧다. 따라서, 전극 사이의 좁은 간극 내에 글로우 방전을 안정적으로 생성하기 위 해, 전자 및 이온의 대전 입자를 포획하는 것이 필요하다.
따라서, 회전 전극에 고주파 전력을 인가함에 있어 100 kHz 이상의 주파수가 사용될 수 있다. 특히, 10 MHz 이상의 고주파수가 바람직하다. 10 MHz 이상의 고주파수의 사용, 즉 예컨대 가장 용이하게 이용 가능한 상업 주파수인 13.56 MHz, 전원으로서 이용 가능한 70 MHz, 100 MHz 또는 150 MHz의 주파수를 이용하는 것은 플라즈마 밀도를 증대시킴으로써 안정적인 플라즈마를 생성한다.
도 1은 CVD에 의한 성막 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면으로, 본 장치는 본 발명에 따르는 전자 부품용 구리계 기재의 제조 방법에 적절히 사용되는 산화규소 박막을 형성하기 위해 사용된다. 도면에는 성막 챔버(1)와, 베이스 도입을 위한 로드 록 챔버(2a)와, 베이스 취출을 위한 로드 록 챔버(2b)와, 게이트 밸브(3a 내지 3d)와, 가스 입구(4a 내지 4d)와, 누출구(5a 내지 5c)와, 베이스 홀더(6)와, 베이스(7)와, 베어링(8)과, 회전 전극(9)과, 지지부(10)와, 회전 전극을 지지하기 위한 절연체(11a 내지 11c)와, 합성 석영 유리(12)와, 근적외선 램프(13)와, 관찰창(14)과, 방사 온도계(15)와, 고주파 전원(16, 19)과, 정합 상자(17, 20)와, 베이스 홀더 내의 히터(18)와, 글로우 방전 영역(21)(플라즈마 생성 영역)이 도시되어 있다.
도 1에 도시된 장치의 구조에서, 베이스 도입을 위한 로드 록 챔버(2a)는 게이트 밸브(3b)를 거쳐 성막 챔버(1)에 연결되며 베이스 취출을 위한 로드 록 챔버(2b)는 게이트 밸브(3c)를 거쳐 성막 챔버(1)에 연결된다. He와 같은 불활성 가 스가 가스 입구(4a, 4b)[유동 제어 밸브(V1, V2)]로부터 로드 록 챔버(2a, 2b) 내로 항상 도입된다. 로드 록 챔버의 압력은 각각 로드 록 챔버(2a, 2b)에 부착된 누출구(5a 내지 5c)[유동 제어 밸브(V3, V4)]를 이용하여 조절된다. 그 결과, 로드 록 챔버(2a, 2b)는 정상 압력(약 0.1 MPa)에서 유지된다.
He와 같은 불활성 가스와 필요한 경우 산소(O2)의 혼합 가스가 질량 유동 제어부(미도시)를 이용하여 유동 제어되면서 가스 입구(4c)로부터 도입된다. He와 같은 불활성 가스를 이용한 기포 생성에 의해 희석되는 실리콘 알콕시드가 질량 유동 제어부(미도시)를 이용하여 유동 제어되면서 가스 입구(4d)로부터 도입된다. 성막 챔버(1)의 압력은 누출구(5c)에서의 유속을 조절함으로써 제어된다.
베이스(7)는 베이스 홀더(6) 상에 배치된다. 게이트 밸브(3a)가 개방되고, 뒤이어 베이스 홀더(6)가 이송되어 로드 록 챔버(2a) 내에 배치된다. 그 후, 게이트 밸브(3a)가 폐쇄되고 게이트 밸브(3b)가 개방된다. 베이스 홀더(6)가 화살표 방향(A)으로 이송되어 성막 챔버(1) 내에 배치된다. 그 후, 게이트 밸브(3b)가 폐쇄된다.
베이스 홀더(6)가 성막 챔버(1) 내에 배치된 동안 베이스 홀더(6) 상의 베이스(7)의 표면 상에 산화규소 박막이 형성된다. 베이스(7) 상에 산화규소 박막을 형성한 후, 게이트 밸브(3c)가 개방되고 베이스 홀더(6)가 로드 록 챔버(2b) 내로 이송된다. 뒤이어, 게이트 밸브(3c)가 폐쇄되고 게이트 밸브(3d)가 개방된다. 베이스 홀더(6) 및 베이스 홀더(6) 상의 베이스(7)는 로드 록 챔버(2b)로부처 취출된 다. 일련의 작업이 연속으로 수행된다. 베이스 홀더(6)의 중지와 이송 작업이 원하는 바에 따라 제어될 수 있다.
실온에서 액체 물질인 실리콘 알콕시드가 성막 챔버(1)의 내면 등에서 응축되는 것을 방지하기 위해, 히터(미도시)가 성막 챔버(1), 로드 록 챔버(2a, 2b) 등의 외벽에 부착되며, 각각의 벽은 약 100 ℃로 가열된다. 동일한 이유로 인해, 회전 전극(9)을 지지하기 위한 지지부(10), 절연체(11a 내지 11c) 등의 온도는 바람직하게는 내장형 히터를 이용하여 약 100 ℃로 조절된다. 또한, 회전 전극(9)은 바람직하게는 합성 석영 유리(12)를 거쳐 절연층(13)으로부터 방출되는 적외선에 의해 약 150 ℃로 가열된다. 회전 전극(9)의 온도는 BaF2 등을 성분으로 한 관찰창(14)을 통해 방사 온도계(15)로 감시된다.
장치에서, 글로우 방전 영역에 의해 회전 전극(9)과 베이스(7) 사이의 간극에 플라즈마가 생성됨으로써 베이스(7) 상에 산화규소 박막을 형성한다. 이하, 성막 원리를 설명하기로 한다. 회전 전극(9)은 알루미늄 등으로 형성된다. 예컨대, 회전 전극(9)은 원통형 형상을 가지며 약 120 ㎜의 폭과 약 100 ㎜의 직경을 갖는다. 전기장 집중을 방지하기 위해, 회전 전극(9)의 테두리는 곡면으로 되어 있으며 각각의 회전 전극(9)은 R5(㎜)의 곡률 반경을 갖는다. 또한, 아킹을 방지하기 위해 회전 전극(9)의 표면은 유전 피막을 갖는다. 예컨대, 약 150 ㎛의 두께를 갖는 유전 피막은 열 분무에 의해 형성되는 알루미나로 구성된다.
회전 전극(9)과 베이스(7) 사이의 간극을 형성하는 회전 전극(9)의 표면은 연마된다. 필요한 경우 거칠기가 형성된다. 회전 전극(9)은 베어링(8)과 지지부(10)에 의해 지지된다. 회전 전극(9)의 축 단부는 성막 챔버(1) 외측에 배치되는 모터(미도시)의 단부 상의 자석에 자기 결합된다. 회전 전극(9)은 0 내지 3,000 rpm으로 회전될 수 있다.
지지부(10)는 스테인리스 강 등으로 구성된다. 고주파 전력이 고주파 전원(16)으로부터 정합 상자(17)를 거쳐 지지부(10)에 인가될 수 있다. 베이스 홀더(6)의 전방 단부가 회전 전극(9) 바로 아래의 위치로 이송될 때, 고주파 전력은 회전 전극(9)과 베이스 홀더(6) 사이의 공간(즉, 베이스 홀더(6)는 회전 전극에 대향하는 전극에 대응한다)에서 글로우 방전을 개시하도록 인가된다. 베이스 홀더(6) 상의 베이스(7)가 회전 전극(9) 바로 아래의 위치로 이송된 후, 회전 전극(9)과 베이스(7) 사이의 간극에서 글로우 방전이 수행된다.
히터(18)는 베이스 홀더(6)에 설치된다. 히터(18)는 실온으로부터 약 300 ℃까지 베이스 홀더(6)를 가열할 수 있다. 베이스 홀더(6)는 그 표면 상에 약 100 ㎛의 두께를 갖는 백색 알루미나 피막을 가지며, 피막은 열 분무에 의해 형성된다. 기본적으로, 베이스 홀더(6)는 접지될 수 있다. 이와 달리, 도 1에서 도시된 바와 같이, 고주파 전력이 고주파 전원(19)으로부터 정합 상자(20)를 거쳐 베이스 홀더(6)에 인가될 수 있다. 이 경우, 베이스 홀더(6)에 대한 고주파 전력의 인가는 플라즈마 밀도를 증가시키고 플라즈마 한정 효과를 보여준다. 고주파 전원(19)으로부터 베이스 홀더(6)로부터 전력을 인가하는 시작 타이밍과 관련하여, 고주파 전원(16)으로부터 회전 전극(9)으로 전력을 인가한 후 즉시 고주파 전력이 인가될 것 이 요구된다.
정합 상자(17)는, 예컨대 정합 상자(17)를 포함하는 부하측에 고주파 전원(16)측을 정합시키기 위한 주파수 조율 및 임피던스 조절 기능과, 정합 상자(17)를 포함하는 전체 부하 회로의 전력 소비 최대화 기능과, 고주파 전원(16) 및 고주파 발진 회로의 보호 기능을 갖는다(정합 상자(20)와 고주파 전원(19) 사이의 관계도 상술한 것과 동일하다).
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따르는 CVD에 의한 성막 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 기본 구조는 도 1에 도시된 것과 유사하다. 동일한 요소에 대하여는 동일한 인용 부호를 사용하기로 하며 반복되는 설명은 생략하기로 한다. 도 2에는 베이스 도입을 위한 로드 록 챔버(2a)와, 베이스 취출을 위한 로드 록 챔버(2b)와, 로드 록 챔버(2a, 2b)에 부착된 구성 부품(편의상 미도시)이 도 1에 도시된 장치와 동일한 방식으로 배치된다.
도 2에 도시된 장치의 구조에는, 무단 벨트 전극(22)이 회전 전극(9) 대신 배치된다. 무단 벨트 전극(22)은 도전성 박강판으로 구성된다. 무단 벨트 전극(22)은 두 개의 롤러(23, 24) 사이에서 운행하도록 연신된다.
롤러(23, 24)는 원통형 주연부를 갖는다. 이들 롤러(23, 24)는 무단 벨트 전극(22)의 표면이 베이스(7)의 수평 연장 표면에 평행하고 무단 벨트 전극(22)의 표면 및 베이스(7)의 표면 사이의 거리가 플라즈마 생성 영역(P)에서 일정 간격으로 유지되도록 배치된다. 무단 벨트 전극(22)은 플라즈마 생성 영역(P)에서 베이스(7)의 이동 방향과 동일한 방향으로 운행하도록 회전한다.
롤러(23, 24) 사이에서 롤러(24)는 도 2의 우측에 배치된다. 롤러(24)는 금속으로 구성된다. 롤러(24)는 구동 롤러와 동력 공급 롤러로서 기능한다. 롤러(24)는 벨트 구동 모터(미도시)에 의해 회전된다. 성막 챔버(1)의 베이스 홀더(6) 상에 마련된 베이스(7)는 베이스 이송 기구(25)에 의해 수평방향(화살표 B 방향)으로 이송된다.
도 2의 플라즈마 CVD에 의한 성막 장치에서, 규소 함유 반응가스는 가스 입구(4e)로부터 성막 챔버(1) 내로 도입됨과 동시에 성막 챔버(1)의 압력을 소정 압력으로 유지하기 위해 배기구(5e)를 거쳐 배기된다. 무단 벨트 전극(22)은 롤러(23, 24)에 의해 구동된다. 비교적 넓은 폭을 갖는 라인 플라즈마가 글로우 방전에 의해 무단 벨트 전극(22)과 베이스(7) 사이의 간극에 생성된다. 그 후, 베이스(7)가 이송되는 동안 산화규소 박막이 가스의 화학반응에 의해 베이스(7) 상에 형성된다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따르는 CVD에 의한 성막 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면으로, 본 실시예의 성막 장치는 회전 전극을 갖는다. 본 예에서는 가스의 배기 및 교체를 생략함으로써 생산성이 증대되며 고가의 진공 용기를 사용하지 않기 위해 베이스를 대기로부터 직접 도입하고 취출하는 것이 가능하다. 회전 전극부의 기본 구조는 도 1에서의 구조와 동일하다. 동일 부분에 대한 설명은 생략하기로 한다.
본 장치에서, 베이스(7)는 벨트 컨베이어(26)에 의해 일 방향으로 이송된다. 베이스(7)는 일정 간격을 두고 벨트 컨베이어의 단부 상에 기판 조작 로봇(미도시) 에 의해 배치된다. 그 후, 베이스(7)는 벨트 컨베이어의 이동에 따라 반응 용기 내로 도입된다.
본 장치에서, 입구(출구)는 베이스(7)를 이송시키는 데 요구되는 순수 최소 크기로 제한된다. 공기 커튼(27)이 가스 유동을 이용하여 공기를 차단하도록 마련된다. 반응 공간은 불활성 가스로 충전된다. 개별적으로 공급되는 재료 가스가 회전 전극(9)의 동작에 의해 생성되는 유동에 의해 플라즈마 공간 내로 도입되고 산화규소 박막이 베이스 상에 형성된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따르는 CVD에 의한 성막 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면으로, 본 실시예의 성막 장치는 회전 전극을 갖는다.
본 장치에서, 베이스(7)는 코일 형상으로 되어 있다. 베이스(7)는 공급 롤(29)로부터 권선되어 권취 롤(30) 내로 권취된다. 반응 용기는 대기로부터 반응 용기를 분리하기 위해 가스 차단 롤(31)을 포함하며, 가스 차단 롤(31)은 입구와 출구에 배치된다. 이 구조는 베이스(7)의 연속 처리를 가능하게 함으로써, 생산성을 크게 증대시킨다.
이하, 본 발명의 작용과 효과를 예를 이용하여 보다 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 다음의 예들은 본 발명에 제한되지 않는다. 본 발명의 범위 내에서 이루어지는 변경은 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
예
예 1 내지 예 11
도 1에 도시된 회전 전극을 포함하는 CVD에 의한 성막 장치를 이용하여 산화 규소 박막이 형성되었다.
도면에서, 폭이 170 ㎜이고 길이(이송 방향의 길이)가 170 ㎜인 베이스 홀더(6)가 사용되었다. 베이스(7)가 베이스 홀더(6) 상에 배치되어 챔버(1) 내로 배치되었다.
베이스(7)는 100 ㎜의 폭과 150 ㎜의 길이(이송 방향의 길이)와 0.4 ㎜의 두께를 가지며, Cu-0.1 질량% Fe-0.03 질량% P의 조성(C19210)을 갖되 Ni 또는 Ni 합금으로 도금된 구리 합금으로 구성된다.
베이스 홀더(6)의 전방 단부가 회전 전극(9) 바로 아래의 위치로 이송된 후, 고주파 전력(13.56 MHz, 500 W)이 고주파 전원(16)으로부터 회전 전극(9)으로 인가되었다. 베이스 홀더(6)는 접지되었다.
베이스 홀더(6)의 온도는 100 ℃ 내지 250 ℃로 설정되었다. 회전 전극(9)의 온도는 150 ℃로 설정되었다. 성막 챔버(1)와 챔버에 부착된 구성 부품의 온도는 100 ℃로 설정되었다.
회전 전극(9)의 회전수는 500 내지 1,500 rpm으로 설정되었다(원주 속도: 15,000 내지 45,000 ㎝/min). 회전 전극(9)과 베이스(7) 사이의 간극 거리는 1 ㎜로 설정되었다. 베이스(7)의 이송 속도는 3.3 내지 17 ㎜/s였다. 따라서, 이송 방향으로 베이스(7)의 단부 사이의 방전 시간은 약 8 내지 51초였다.
성막 챔버(1) 내의 압력은 누출구(5c)에 배치된 자동 압력 제어부(미도시)를 이용하여 제어되었다. 이런 생산 예에서, 총압력은 101 kPa로 조절되었다. 성막 챔버(1) 내로 도입된 반응가스는 He와 테트라에톡시실란(TEOS)의 혼합 가스이다. 각 가스의 분압은 유동 제어에 의해 조절되었다.
TEOS의 분압은 0.101 내지 5.50 kPa의 범위에서 설정되었다(총압력에 대한 분압의 비율 = 0.101/101 내지 5.05/101 = 0.1 % 내지 5 %). TEOS의 분압은 상기 범위 내에서 변경되었으며, 산화규소 박막이 형성되었다.
최종 산화규소 박막의 두께는 덱탁(Dektak) 첨필 프로파일러를 이용하여 베이스 상의 최종 막과 마스크 영역 사이의 단차 높이를 측정함으로써 결정되었다. 그 결과, 표 1에 도시된 바와 같이, 구리 합금계 기재 상에 형성된 최종 산화규소 박막은 1 내지 1,000 nm의 두께를 가졌다.
Si 기판 상에는 동일 조건 하에서 동일한 산화규소 박막이 형성되었다. 막 내의 유기물 성분이 전송 푸리에 변환 적외선 분광기(FT-IR)에 의해 분석되었다. 도 5a와 도 5b 각각은 예 1에서 얻어진 막의 측정을 통해 얻은 통상의 IR 도표이다.
도 5a와 도 5b에서, 약 3,000 내지 3,400 ㎝-1의 주파수에서 관찰되는 피크는 박막에서 -OH기에 의한 것이고 약 2,800 내지 2,900 ㎝-1의 주파수에서 관찰되는 피크는 알킬기(메틸기 및 에틸기)에 의한 것이다.
측정은 전송 푸리에 변환 적외선 분광기에 의해 수행되었다. 흡수 모드에서의 분석 결과, 수산기, 메틸기 및 에틸기가 존재함이 확인되었다.
최종 표면 상에 산화규소 박막을 갖는 전자 부품용 구리계 기재에 대한 수지의 접착력이 다음 방법에 따라 평가되었다.
(다이 전단 강도의 평가)
두께가 1 ㎜이고 크기가 5x5 ㎜인 실리콘 칩[코준도 케미컬 랩(Kojundo Chemical Lab.) 주식회사에서 제조]이 열경화성 폴리올레핀 수지(스미모토 3M 리미티드 제조, 모델명: 1592)로 전자 부품용 구리계 기재의 표면에 접합되었다. 수지는 150 ℃에서 2시간 동안 경화되었다.
그 후, 전자 부품용 구리계 기재의 표면에 접합된 실리콘 칩의 다이 전단 강도가 미국 MIL STD-883에 따른 다이 전단 강도 평가 시스템을 이용하여 측정되었다.
내습성을 평가하기 위해, 105 ℃ 및 100 %RH에서 24시간 동안 압력 요리기 시험을 수행한 후 다이 전단 강도가 측정되었다.
표 1은 그 결과를 보여준다.
예 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
성막 조건 TEOS 분압(kPa) 0.107 0.267 0.133 0.267 0.267 0.533 0.667 0.667 0.933 1.600 2.666
헬륨분압(kPa) 101.218 101.058 101.191 101.058 101.058 100.791 100.658 100.658 100.391 99.725 98.658
산소분압(kPa) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
총압력(kPa) 101.32 101.32 101.32 101.32 101.32 101.32 101.32 101.32 101.32 101.32 101.32
베이스 홀더온도(℃) 200 150 100 120 100 200 200 250 100 150 200
두께(㎚) 1 10 50 75 100 120 160 200 300 500 1000
접착 강도 다이 전단 강도(실온)(MPa) 14.71 17.652 19.613 21.575 19.613 17.652 13.729 14.71 11.768 14.71 11.768
다이 전단 강도(고온고습)(MPa) 12.503 15.004 16.671 18.338 16.671 15.004 11.67 12.503 10.003 12.503 10.003
다이 전단 강도보유율(%) 85 80 95 90 85 65 65 60 55 50 40
예 12 내지 23
산화규소 박막의 두께가 20 ㎚, 40 ㎚, 250 ㎚ 및 500 ㎚였을 때 산소 분압이 TEOS(0.133 내지 2.66 kPa)의 0.1 내지 2배가 되도록 산소가 첨가되는 것을 제외하고 샘플들이 예 1 내지 11에서와 같이 제조되어 평가되었다. 표 2는 그 결과를 보여준다.
예 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
성막 조건 TEOS 분압(kPa) 0.1333 0.1333 0.1333 0.2666 0.2666 0.2666 0.9333 0.9333 0.9333 2.6664 2.6664 2.6664
헬륨분압(kPa) 101.18 101.06 100.92 101.03 100.79 100.52 100.3 99.458 98.525 98.632 95.992 93.325
산소분압(kPa) 0.0133 0.1333 0.2666 0.0267 0.2666 0.5333 0.0933 0.9333 1,8665 0.0267 2.6664 5.3329
총압력(kPa) 101.32 101.32 101.32 101.32 101.32 101.32 101.32 101.32 101.32 101.32 101.32 101.32
산소분압/TEOS분압 0.1 1 2 0.1 1 2 0.1 1 2 0.1 1 2
베이스 홀더온도(℃) 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200
두께(㎚) 20 20 20 40 40 40 250 250 250 500 500 500
다이 전단 강도(실온)(MPa) 17.652 11.768 14.71 11.768 15.691 17.652 14.71 13.729 17.652 16.671 14.71 14.71
예 24
샘플은 성막 온도가 100 ℃로 설정되었다는 점을 제외하고 예 1 내지 11에서와 같이 마련되었다. 그 결과, 플라즈마 분해에 의해 생성되는 활성종의 이동이 표면에 거칠기를 형성하도록 표면 상에서 억제되었다. 두께는 200 ㎜로 설정되었다. 최종 막은 원자력 현미경(AFM)을 이용하여 표면 조직 상에서 평가되었다. 표면의 피크-대-밸리(P-V) 높이는 1 ㎛ 이하였다. 다이 전단 강도는 22 MPa였다. 즉, 다이 전단 강도는 크게 증가되었다.
비교예
비교예로서, 수산기나 알킬기를 함유하지 않은 산화규소 박막이 구리판 상에 형성되었다. 동일한 비교가 수행되었다. 막은 마그네트론 스퍼터링에 의해 형성되었다. 플라즈마는 RF 전력을 인가함으로써 생성되었다. 산화규소 박막은 플라즈마에 의해 생성되는 아르곤 이온을 이용하여 SiO2 타겟을 스퍼터링함으로써 형성되었다. 최종 막의 두께는 미리 계산한 성막 속도에 기초하여 스퍼터링 시간을 변경시킴으로써 10 내지 200 ㎚으로 조절되었다.
상기 예에서와 동일한 평가에 의한 결과, 다이 전단 강도는 조금 증가되었다. 이는 앵커 효과로 인한 것일 수 있다. 그러나, 수분 흡수후, 모든 샘플에서 다이 전단 강도는 크게 감소하였다. 또한, 구리판과 접착제 사이의 분리가 관찰되었다. 따라서, 충분한 효과가 얻어지지 않았다.
상술한 바로부터 명백한 바와 같이, 본 발명에 따르는 전자 부품용 구리계 기재는 전자 부품의 생산시 접착제 또는 실란트로서 사용되는 수지 부품에 대해 특히 뛰어난 접착력을 가지며 구리계 기재와 수지 부품 간의 분리에 의한 간극 형성을 방지함으로써, 구리계 기재가 방열체로 사용될 경우 간극 형성으로 인한 방열 효율 감소를 방지하고 리드 프레임으로 사용될 경우 간극을 통한 수분 흡수에 기인하는 전자 부품 특성의 열화를 방지하는 효과를 갖는다.

Claims (9)

  1. 전자 부품용 구리계 기재이며,
    탄화수소기 및 수산기 중 적어도 하나를 함유하는 산화규소 박막을 포함하고, 상기 산화규소 박막은 상기 구리계 기재의 표면 상에 배치되는 전자 부품용 구리계 기재.
  2. 제1항에 있어서, 탄화수소기는 메틸기 또는 에틸기인 전자 부품용 구리계 기재.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 산화규소 박막의 두께는 1 내지 1,000 ㎚인 전자 부품용 구리계 기재.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 산화규소 박막은 산화규소 박막의 표면 상에 표면 거칠기를 가지며, 거칠기의 피크-대-밸리 높이는 1,000 ㎚ 이하인 전자 부품용 구리계 기재.
  5. 구리계 기재 또는 구리 합금계 기재와,
    구리계 기재 또는 구리 합금계 기재의 표면 상의 산화규소 박막을 포함하고, 산화규소 박막은 방전에 의해 플라즈마를 생성하기 위한 적어도 한 쌍의 전극 사이 의 간극으로 규소 함유 반응가스를 도입하고, 규소 함유 반응가스를 분해 생성물로 분해하기 위해 전극 사이의 간극에 플라즈마를 생성하고, 구리계 기재 또는 구리 합금계 기재를 규소 함유 반응가스로부터의 분해 생성물에 접촉되게 함으로써 형성되는 전자 부품용 구리계 기재.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 전자 부품용 구리계 기재를 포함하는 전자 부품.
  7. 방전에 의해 플라즈마를 생성하기 위한 적어도 한 쌍의 전극 사이의 간극으로 규소 함유 반응가스를 도입하는 단계와,
    규소 함유 반응가스를 분해 생성물로 분해하기 위해 전극 사이의 간극에 플라즈마를 생성하는 단계와,
    구리계 기재 또는 구리 합금계 기재의 표면 상에 산화규소 박막을 형성하기 위해 구리계 기재 또는 구리 합금계 기재를 규소 함유 반응가스로부터의 분해 생성물에 접촉되게 하는 단계를 포함하는 전자 부품용 구리계 기재 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서, 규소 함유 반응가스는 실리콘 알콕시드를 함유하는 전자 부품용 구리계 기재 제조 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 한 쌍의 전극 사이의 간극 내의 압력은 대기압 에 가까운 압력으로 조절되고, 플라즈마는 규소 함유 반응가스를 글로우 방전시킴으로써 생성되는 전자 부품용 구리계 기재 제조 방법.
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