유기물 첨가제가 마이크로 패턴 구리 전주 도금에 미치는 영향 연구
Investigation on the Effect of Organic Additives on the Electroformed Cu Deposits with Micro-patterns
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초록
유기 첨가제인 1-(3-sulfoproyl)-2-vinylpyridineium hydroxide (SVH)와 thiourea (TU)가 구리 정밀 도금에 미치는 영향을 광학적, 전기화학적, x-ray 회절 기법을 이용하여 관찰하였다. 산성 구리 도금액 내에서 구리 2가 이온의 환원 반응 과정에 SVH는 촉진제로써, TU는 저해제로 작용함을 발견하였다. 전기화학적 측정 결과, TU는 SVH보다 구리 2가 이온과 강한 상호 작용을 하는 것으로 나타났고, 두 가지 첨가제가 혼입되었을 때에는 TU가 전체 반응을 지배하는 양상을 보였다. 펄스-리버스 펄스 전류 파형으로써 20um 패턴이 새겨진 니켈 모재 위에 3차원적 구리 도금을 수행한 결과, SVH는 수직 방향의 구리 도금에 연관되어 도금층의 평면상을 결정하는 반면, TU는 횡축 방향의 도금층 퍼짐 현상을 억제하였다. 구리 메쉬 도금층의 미세 형상을 통해 최적 유기첨가제 시스템을 판단해 보면, 100 ppm SVH와 200 ppm TU가 혼입된 형태가 펄스 파형 적용 시 가장 유효하였다.
Abstract
The effect of organic additives, 1-(3-sulfoproyl)-2-vinylpyridineium hydroxide (SVH) and thiourea (TU), on the precision copper electrodeposition was investigated with optical, electrochemical and x-ray diffraction techniques. It was found that SVH played a role as an accelerator and TU as an inhibitor during the electroreduction of cupric ions in acidic Cu electroplating solution. Through electrochemical measurements, TU showed more strong interaction with cupric ions than SVH and dominated overall Cu electroplating process when both additives were present in the solution. In the case of three dimensional Cu electrodeposition on the 20 um-patterned Ni substrates, SVH controlled the upright growth of Cu electrodeposits and so determined its flatness, while TU prohibited the lateral spreading of Cu in the course of pulse-reverse pulse current adaptation. With microscopic observation, we obtained the optimum organic additives composition, that is, 100 ppm SVH and 200 ppm TU during the current pulsation.
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