KR20110076152A - Manufacturing method of copper films - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method of manufacturing a copper film is provided to control the structure of a film by controlling evaporation rate and bias voltage during coating. CONSTITUTION: A substrate is charged in a water-cooling substrate holder of a vacuum chamber. The inside of the vacuum chamber forms a first vacuum state. Inert gas flows into the vacuum chamber and voltage is applied to the substrate, thus the substrate is activated. The inside of the vacuum chamber forms a second vacuum state. Water flows into the water-cooling substrate holder, copper near the substrate is evaporated and bias voltage is applied to the substrate, thus copper is coated on the substrate.

Description

구리 피막의 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF COPPER FILMS}MANUFACTURING METHOD OF COPPER FILMS

본 발명은 구리 피막의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 플라스틱 소재 상에 조직이 제어된 구리 피막을 제조하는 방법에 관한 것이다.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 light and do not cause corrosion in the air, and are easily processed and molded in various ways, and their applications are expanding day by day. Plastics are not easily broken like glass, so they are durable 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.Recently, as the ratio of using plastic materials to cases of various electronic components increases, the demand for coating for improving the function of such materials is increasing. In particular, there is an increasing demand for a coating that adjusts the reflectance or colors the transparent plastic in order to improve the coating or decoration that gives the plastic conductivity.

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 introduced as a method of coating on a plastic material. Vacuum coating is a technology for coating a metal or a compound on a material such as glass, plastic or metal in a vacuum atmosphere. There is little and the utilization increases.

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 as 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 and 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 these, sputtering refers to a phenomenon in which particles of a target, which are energized, come out of the material when the ionized inert gas collides with a target to which a negative bias voltage is applied. In sputtering, such a sputtering method is mainly used.

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 to coat the film on the plastic material, a problem may occur in that the deformation of the substrate occurs because the temperature of the substrate increases due to latent heat. In addition, when the metal-coated plastic substrate is used as an electronic device, patterning by etching the metal layer is required. In the case of the vacuum deposition film by the sputtering method, pores are formed by growing into column grains. It exists, and by this, an etching characteristic changes and uniform patterning becomes 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.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems of the above-described background, and an object thereof is to provide a method for producing a copper film which controls the structure of the film by adjusting the evaporation rate and 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.According to one or more exemplary embodiments, a method of manufacturing a copper film may include: a substrate charging step of loading a substrate into a water-cooled substrate holder of a vacuum chamber, a first exhaust step of forming an interior of the vacuum chamber in a first vacuum state, and the vacuum chamber A substrate activation 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; and flowing water through the water-cooled substrate holder; And coating the copper by evaporating copper located adjacent to the substrate and applying a bias voltage to the substrate.

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 낮은 제2 바이어스 전압을 인가하여 이루어지는 제2 코팅 단계 및 상기 제2 구리 증발율보다 높은 제3 구리 증발율에서, 상기 제2 바이어스 전압보다 낮은 제3 바이어스 전압을 인가하여 이루어지는 제3 코팅 단계를 포함할 수 있다.The coating step may be performed by applying a first bias voltage at a first copper evaporation rate, and applying a second bias voltage lower than the first bias voltage at a second copper evaporation rate higher than the first copper evaporation rate. The second coating step and the third copper evaporation rate higher than the second copper evaporation rate, it may include a third coating step made by applying a third bias voltage lower than the second bias voltage.

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 전압은 상기 제3 바이어스 전압의 6배 이상일 수 있고, 상기 제2 바이어스 전압은 상기 제3 바이어스 전압의 2배 내지 4배일 수 있다.In addition, the first bias voltage may be 6 times or more than the third bias voltage, and the second bias voltage may be 2 to 4 times the third bias voltage.

본 실시예에 따른 구리 피막의 제조방법은 상기 기판 장입 단계 전에 상기 기판을 초음파 세척하는 초음파 세척 단계를 더 포함할 수 있다.The method of manufacturing a copper film according to the present embodiment may further include an ultrasonic cleaning step of ultrasonically 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.Moreover, arbitrary structures can be formed in forming a copper film, and characteristics, such as an 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, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

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.1 is a schematic diagram of a vacuum deposition apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a flow chart showing a coating process according to an embodiment of the present invention, with reference to it below, a method of manufacturing a copper film according to this embodiment Explain.

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.Referring to FIG. 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 introduction part 40, and a vacuum gauge 50. do. In addition, the vacuum deposition apparatus may further include a sputtering source 60 for depositing copper, a sputtering power supply 62, and a bias power supply 70 for applying a bias voltage to the substrate 25.

이하에서는, 상기 진공 증착 장치를 사용하여 기판에 구리 피막을 형성하는 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, the method of forming a copper film on a board | substrate using the said vacuum vapor deposition apparatus is demonstrated.

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, the air in the vacuum chamber 10 is exhausted using an exhaust 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. After checking the degree of vacuum in the vacuum chamber 10 through the vacuum gauge 50 and evacuating it to a desired degree of vacuum, an inert gas is introduced into the vacuum chamber 10 through the gas inlet 40, and negative to the substrate 25. 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.The activation of the substrate is to improve the adhesion of the film, and in this embodiment, argon gas is used as an inert gas for activating the substrate 25. Generally, the substrate is heated to 400 to about 100 -2 Torr in an argon gas atmosphere. Glow discharge is induced by applying a negative bias voltage of 800V. Through such a process, argon ions collide with the substrate to remove impurities present on the surface of the substrate 25 and activate 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 and before the copper is coated on the substrate, the inside of the vacuum chamber 10 is again maintained in a vacuum state of a desired degree by using an exhaust means. In this embodiment, the 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. Thus, a cooling process using the water-cooled substrate holder 20 is 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 높은 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 전압을 낮추어 코팅을 진행하는데, 이 과정에서 피막의 성장 조직을 제어할 수 있게 된다. 최종 단계인 제3 단계에서는 증발율을 더 높이고 바이어스 전압은 더욱 낮춘 상태에서 코팅을 진행시키는데, 이를 통하여 피막의 조직이 분말 조직과 유사한 임의의 조직으로 성장하게 된다.As shown in FIG. 2, the coating step includes a total of three steps over time. In the first stage, which is the initial stage of coating, the coating is performed by applying a relatively high bias voltage at a relatively low evaporation rate. Through this process it is possible to improve the adhesion of the film can be improved density. In the second step, the coating process is performed by lowering the bias voltage while increasing the evaporation rate than the first step. In this process, the growth tissue of the film can be controlled. In the final stage, the third stage, the coating proceeds at a higher evaporation rate and a lower bias voltage, thereby allowing the tissue of the coating to grow into any 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 above 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, a case in which copper is coated on a PET substrate with a thickness of 10 μm will be described. A PET substrate 25 having a width of 10 cm and a height of 0.1 mm, respectively, is prepared, and ultrasonically cleaned with acetone and alcohol in the air before being charged into a vacuum deposition apparatus. Thereafter, the washed PET substrate 25 is charged to a vacuum deposition apparatus. The PET substrate 25 is mounted on the water-cooled substrate holder 20 in the vacuum chamber 10, and the vacuum substrate (not shown) Exhaust the vacuum chamber 10 to -5 Torr or less. At this time, the degree of vacuum in the vacuum chamber 10 can be confirmed through the vacuum gauge 50 provided in the vacuum 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 vacuum degree inside the vacuum chamber 10 is 10-5 Torr or less, the PET substrate 25 is activated to remove impurities present on the surface of the PET substrate 25 and to activate the surface. Specifically, by adjusting the inert gas argon gas 70sccm to adjust the degree of vacuum in the vacuum chamber 10 to 10-2 Torr, and then applying a pulse power source, the bias power supply 70, the applied voltage is 400V Adjust When 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.The argon gas is then evacuated for the coating of copper to maintain a vacuum of 7 x 10 < -4 > Torr inside the vacuum chamber 10. Thereafter, a sputtering power source 62 is applied to the sputtering source 60 on which the copper target 65 is mounted to coat copper on the PET substrate 25.

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 includes a total of three steps. In the first step, the copper is evaporated at 0.1 μm / min and the bias voltage is 400 V for 5 minutes. Subsequently, in the second step, the evaporation rate is 0.5 μm / min and the bias voltage is 200 V, and the coating is performed for 5 minutes. In the third step, the evaporation rate is 1.5 μm / min and the bias voltage is 50 V. The coating is performed 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 μm is formed. At this time, the value obtained by multiplying the evaporation rate by the coating time shows the thickness of the coated film, and the thickness of the film actually obtained is smaller than the sum of the thicknesses of the coated film at each step. This is a phenomenon in which part of the coating layer is re-evaporated by the high bias voltage.

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

또한, 제2 단계의 증발율 및 바이어스 전압은 각각 제3 단계에서의 증발율의 10% 내지 40% 및 제3 단계에서의 바이어스 전압의 2배 내지 4배로 설정하는 것이 바람직하다. 이는 형성되는 피막의 조직을 분말과 유사한 임의의 조직으로 형성하기 위하여 필요한 조건이다.Further, the evaporation rate and 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 bias voltage in the third step, respectively. This is a condition necessary for forming the tissue of the film to be formed into any tissue similar to 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 view comparing the powder pattern after diffraction peaks of the copper film formed by this example using the X-ray diffraction method. Referring to this, it can be seen that the structure of the copper film formed by the present embodiment is formed very similarly 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, by cooling using a water-cooled substrate holder in the copper coating process, it is possible to prevent deformation or breakage of the substrate due to high temperature, and to change the evaporation rate of copper and the bias voltage applied to the substrate step by step. By constructing, the adhesiveness of a film can be improved, the structure of arbitrary films can be obtained, and an etching characteristic etc. can be improved.

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 through the preferred embodiment as described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment. That is, those skilled in the art to which the present invention pertains can readily understand that various modifications and variations are possible without departing from the spirit and scope of the claims set out below.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 증착 장치의 개략적인 구성도이다.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 flowchart 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 illustrating an X-ray diffraction peak of a copper film compared to an X-ray diffraction peak of a powder pattern according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 설명><Description of main parts of drawing>

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

22: 기판 회전 장치 25: 기판22: substrate rotating apparatus 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: sputtering power supply 65: copper target

70: 바이어스용 전원70: bias power supply

Claims (7)

진공 챔버의 수냉 기판 홀더에 기판을 장입하는 기판 장입 단계;A substrate charging step of charging the substrate into the water-cooled substrate holder of the vacuum chamber; 상기 진공 챔버 내부를 제1 진공 상태로 형성하기 위한 제1 배기 단계;A first evacuation step for forming an interior of the vacuum chamber in a first vacuum state; 상기 진공 챔버 내부로 불활성 기체를 유입시키고 상기 기판에 전압을 인가하여 활성화시키는 기판 활성화 단계;A substrate activation step of introducing an inert gas into the vacuum chamber and activating by applying a voltage to the substrate; 상기 진공 챔버 내부를 제2 진공 상태로 형성하기 위한 제2 배기 단계; 및A second evacuating step for forming the inside of the vacuum chamber in 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;Coating the copper on the substrate by flowing water through the water-cooled substrate holder and simultaneously evaporating copper located adjacent to the substrate and applying a bias voltage to the substrate; 를 포함하는 구리 피막의 제조방법.Method for producing a copper film comprising a. 제1항에서,In claim 1, 상기 코팅 단계는,The coating step, 제1 구리 증발율에서 제1 바이어스 전압을 인가하여 이루어지는 제1 코팅 단계;A first coating step made by applying a first bias voltage at a first copper evaporation rate; 상기 제1 구리 증발율보다 높은 제2 구리 증발율에서, 상기 제1 바이어스 전압보다 낮은 제2 바이어스 전압을 인가하여 이루어지는 제2 코팅 단계; 및A second coating step of applying a second bias voltage lower 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 낮은 제3 바이어스 전압을 인가하여 이루어지는 제3 코팅 단계를 포함하는,And a third coating step made by applying a third bias voltage lower than the second bias voltage at a third copper evaporation rate higher than the second copper evaporation rate. 구리 피막의 제조방법.Method of manufacturing a copper film. 제2항에서,3. The method of claim 2, 상기 제1 구리 증발율은 상기 제3 구리 증발율의 10% 이하인, 구리 피막의 제조방법.The said 1st copper evaporation rate is 10% or less of the said 3rd copper evaporation rate, The manufacturing method of the copper film. 제2항에서,3. The method of claim 2, 상기 제2 구리 증발율은 상기 제3 구리 증발율의 10% 내지 40%의 범위에 속하는, 구리 피막의 제조방법.And said second copper evaporation rate is in a range of 10% to 40% of said third copper evaporation rate. 제2항에서,3. The method of claim 2, 상기 제1 바이어스 전압은 상기 제3 바이어스 전압의 6배 이상인, 구리 피막의 제조방법.And said first bias voltage is at least six times greater than said third bias voltage. 제2항에서,3. The method of claim 2, 상기 제2 바이어스 전압은 상기 제3 바이어스 전압의 2 내지 4배의 범위에 속하는, 구리 피막의 제조방법.And the second bias voltage is in a range of 2 to 4 times the third bias voltage. 제1항에서,In claim 1, 상기 기판 장입 단계 전에 상기 기판을 초음파 세척하는 초음파 세척 단계를 더 포함하는 구리 피막의 제조방법.The method of manufacturing a copper film further comprising an ultrasonic cleaning step of ultrasonic cleaning the substrate before the substrate charging step.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020053997A (en) * 2000-12-26 2002-07-06 신현준 Manufacturing method of Ta films by magnetron sputtering
KR20020061768A (en) * 2001-01-17 2002-07-25 한국과학기술연구원 A Method for Depositing Diamond Films Without Fracture by a Control of Substrate Temperatures Using Powders
KR200349298Y1 (en) * 2004-02-13 2004-05-04 주식회사 이산바이오텍 Multi Coating System for Electromagnetic Interference
KR100553639B1 (en) * 2003-12-22 2006-02-22 재단법인 포항산업과학연구원 Manufacturing method of aluminium films with high reflectance on plastic by vacuum plating

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020053997A (en) * 2000-12-26 2002-07-06 신현준 Manufacturing method of Ta films by magnetron sputtering
KR20020061768A (en) * 2001-01-17 2002-07-25 한국과학기술연구원 A Method for Depositing Diamond Films Without Fracture by a Control of Substrate Temperatures Using Powders
KR100553639B1 (en) * 2003-12-22 2006-02-22 재단법인 포항산업과학연구원 Manufacturing method of aluminium films with high reflectance on plastic by vacuum plating
KR200349298Y1 (en) * 2004-02-13 2004-05-04 주식회사 이산바이오텍 Multi Coating System for Electromagnetic Interference

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