• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 추계학술대회 논문집 Vol.17
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• pp.129-131
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• 2004

전 세계적으로 반도체 연마제용으로 silica를 많이 사용하고 있으며, 주로 fumed silica 및 colloidal silica로 구분되어진다. 반도체 연마제로서의 가장 중요한 요소는 연마율, defect 및 uniformity 등이 있으며, 현재 defect 및 uniformity는 많은 연구개발을 통하여 증진되었지만 반도체 생산량과 직접 관련된 연마율을 증가시키는 기술은 화학약품 및 slurry의 농도 증가로만 가능하다. 이에 연마제의 전반적인 기능을 상승시켜 기존보다 연마율은 높이고, 결함율을 낮추며, 120nm 이상의 입자크기를 제조하여도 근일한 입도 분포도를 나타내어주고, 장기간 안정하게 사용가능하고, 친환경적인 반도체 연마제를 개발하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 추계학술대회 논문요약집
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• pp.88-88
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• 2003

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 하계학술대회 논문집 Vol.6
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• pp.35-37
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• 2005

100, 200nm 크기의 colloidal silica 각각에 나노 ceria 입자를 수열합성법으로 코팅하였다. Colloidal silica 입자에 ceria를 코팅 시 slurry의 pH조절과 수열처리에 이용하여 silica에 ceria가 코팅됨을 TEM과 zeta-potential을 이용하여 확인하였다. 연마 슬러리의 분산 안정성과 연마효율을 높이기 위하여 슬러리의 pH 는 9로 하였으며, 이때의 zeta-potential 값은 -25 mV이었다. 1 wt%로 제조된 연마슬러리를 이용하여, 4 inch $SiO_2$, $Si_3N_4$ wafer를 압력변화에 따른 연마특성을 관찰 하였다. Ceria coated colloidal silica 100 nm, 200 nm와 commercial한 $CeO_2$입자를 연마압력 6 psi로 oxide film을 연마한 결과 연마율이 각각 2490 ${\AA}/min$, 4200 ${\AA}/min$, 4300 ${\AA}/min$으로 측정되었다. 또한 $SiO_2$, $Si_3N_4$ film의 6 psi압력에서 ceria coated colloidal silica 100 nm, 200 nm와 commercial 한 $CeO_2$입자의 선택비는 3, 3.8, 6.7 이었다. 입자크기가 클수록 연마율이 높으며, Preston equation을 따라 연마 압력과 연마율이 비례하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 하계학술대회 논문집 Vol.6
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• pp.42-43
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• 2005

본 연구에서는 Cu 슬러리에 부식방지제인 BTA를 첨가하여 슬러리내의 과수의 농도, pH 의 변화, 연마입자의 종류에 따라 연마거동에 미치는 영향과 각 chemical 변화에 따른 Cu surface의 변화를 살펴보았다. BTA (Benzotriazole, $C_6H_4C_3H$)를 첨가함으로써 본 연구에서 시행된 pH 와 과수의 변화에 상관없이 Cu-BTA film을 형성하여 Cu의 dissolution을 최대한 억제하는 것을 확인할 수 있었다. 또 그로인해 BTA를 첨가하지 않았을 때보다 얇은 passivation layer를 형성함을 알 수 있었고 contact angle도 더 높았다. 연마율의 경우에도 BTA가 첨가됨으로써 감소됨을 확인할 수 있었고 연마입자로 alumina particle을 사용한 경우에는 pH6, 과수 10vol%이상에서는 오히려 연마율이 증가하였다. fumed silica의 경우에는 hardness가 작아 mechanical적인 제거력이 낮아 BTA가 첨가되어도 연마율에는 큰 영향이 없었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권9호
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• pp.1037-1041
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• 2014

반도체 연마용 슬러리를 이온교환법, 가압방법 및 다단계 주입방법으로 제조하여 입자 크기와 형상에 따른 화학적 기계적 연마에 미치는 영향을 연구하였다. 이온교환법을 이용하여 구형의 콜로이달실리카를 크기별로 입자로 제조하였다. 이렇게 제조한 구형의 실리카를 다시 가압방법을 이용해 입자간의 결합을 유도해 비구형의 형상을 가진 콜로이달 실리카를 제조하였고, 이온교환법과 가압방법의 특징을 살려 실리식산을 다단계로 주입하여 입자 표면과 실리식산의 반응으로, 2~3 개의 입자가 결합한 형상의 콜로이달 실리카를 제조하였다. 이렇게 제조한 입자를 CMP 에 적용하여 콜로이달 실리카의 입자 형상에 따른 연마율을 기존의 상용 슬러리와 비교하였다. pH 가 높을수록 연마율은 높아졌고, 입자가 결합한 비구형의 콜로이달 실리카는 가장 높은 연마율과 양호한 비균일도를 나타내었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.1175-1181
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• 2019

논문에서는 1:10으로 희석된 실리카 슬러리에 산화망간(MnO₂) 연마제를 첨가하여 재처리된 혼합연마제 슬러리(Mixed Abrasive Slurry; MAS)의 화학기계적연마(CMP) 특성을 연구하였다. 최적의 연마 성능을 갖는 슬러리를 설계하기 위해서는 높은 연마율, 하부층에 대한 적절한 연마선택비, 연마 후의 낮은 표면결함, 슬러리의 안정성 등을 얻어야 한다. 산화망간이 첨가된 MAS의 연마 성능은 연마율 및 비균일도와 같은 CMP 성능, 입도 분석, 표면 형상에 대해 평가하였다. 실험결과, 높은 연마율과 낮은 비균일도 측면에서 볼 때 원액 실리카 슬러리와 대등한 슬러리 특성을 얻을 수 있었다. 따라서 본 연구에서 제안하는 MnO₂-MAS를 사용하면 고가의 소모재인 슬러리를 절약하는데 매우 유용할 것이다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 추계학술대회 논문요약집
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• pp.79-79
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• 2003

• 공업화학
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• 제22권6호
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• pp.631-635
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• 2011

직접산화법으로 제조한 구형 실리카졸과 비구형 실리카졸의 입자크기와 형상에 따른 산화막의 기계화학적 연마율에 미치는 영향을 연구하였다. 구형 실리카졸은 금속 실리콘 분말로부터 직접산화법에 의해 10~100 nm까지 크기별로 제조하였다. 직접산화법으로 제조한 10 nm 크기의 실리카졸에 산, 알콜, 실란과 같은 응집유도제에 의한 첨가하여 입자간 응집을 유도한 시드 졸을 제조하고, 여기에 실리콘 분말과 알칼리 촉매를 투입하여 직접산화법으로 입자를 성장하여, 두 개 이상의 입자가 응집되어 있는 실리카 시드의 형상이 유지된 상태에서 성장한 응집 비구형 실리카졸을 제조하였다. 이를 산화막 CMP에 적용하여 구형 및 비구형 실리카졸의 입자형상 및 크기에 따른 연마율을 비교하였다. 구형 실리카의 경우, 입자크기가 증가할수록 연마율은 높아졌고, 비구형 실리카졸은 평균입경이 유사한 크기의 구형 실리카 보다 더욱 높은 연마율을 나타내었다.

• Tribology and Lubricants
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• 제25권6호
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• pp.404-408
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• 2009

본 연구에서는 마이크로/나노입자를 이용한 연마가공 공정에서의 입자-표면간 접촉상황에서 접촉계면의 기계적 성질과 재료제거율간의 관계를 실험적으로 고찰하였다. 연마가공 공정에서의 입자-평면간 접촉을 모사하기 위하여 팁 대신 실리카 입자를 부착한 콜로이드 프로브를 이용한 원자현미경 실험을 통하여 마찰력과 강성을 실험적으로 측정하였다. 실험결과와 이론적 접촉해석으로부터, 마찰계수는 횡방향 접촉강성에 따라 대체적으로 증가하고 재료제거율은 실리카 입자와 Cu, PolySi, Ni과 같은 다양한 재료표면간 접촉에서의 마찰계수들과 지수함수적인 비례관계를 가지고 있음을 규명하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.205.1-205.1
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• 2014

4세대 가속기 언듈레이터 진공용기는 길이가 6 m이고 내경이 $7{\times}11mm$로 매우 좁아서 내부 표면의 경면연마가 까다롭다. 미국이나 독일의 경우 입자유동연마 방법으로 표면 거칠기와 표면 산화막 두께를 요구되는 수준으로 낮췄다. 이 방법을 적용해 본 결과, 연질의 알루미늄 표면에 스크레치 및 피트 발생율이 높고 고비용에 처리시간이 길다는 단점이 있었다. 포항가속기에서는 입자유동연마와 병행하여 화학연마 방법으로 관경이 좁은 형상이나 길이에 구애받지 않고 긴 진공용기 크기의 약품조가 없이 표면연마 할 수 있는 장치를 고안하였다. 이 장치는 표면조도 개선 목적의 화학연마, 표면 산화막 두께 개선, 세척 및 건조장치가 한 시스템으로 구성되어 큰 약품조와 수세조가 필요하지 않다는 장점이 있어서 입자유동연마 공정을 대체할 수 있는 방법으로 기대된다. 본 발표에서는 화학연마 장치에 대해 소개하고 연마 전 후 표면조도와 산화막 개선 결과에 대해서 논하고자 한다.