• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2004.11a
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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.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2003.10a
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• pp.88-88
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• 2003

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2005.07a
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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.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2005.07a
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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.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.38 no.9
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• pp.1037-1041
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• 2014

Slurry used for polishing semiconductors processed by exchange, pressurization, and multi-step feeding has been studied to investigate the effect of the size and shape of slurry particles on the oxide CMP removal rate. First, spherical silica sol was prepared by the ion exchange method. The spherical silica particle was used as a seed to grow non-spherical silica sol in accordance with the multi-step feeding of silicic acid by the ion exchange and pressurization methods. The oxide removal rate of both non-spherical silica sol and commercially available slurry were compared with increasing average particle size in the oxide CMP. The more alkaline the pH level of the non-spherical silica sol, the higher was the removal rate and non-uniformity.

• Journal of IKEEE
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• v.23 no.4
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• pp.1175-1181
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• 2019

In this paper, we have studied the chemical mechanical polishing(CMP) characteristics of mixed abrasive silica slurry(MAS) retreated by adding of manganese oxide(MnO₂) abrasives within 1:10 diluted silica slurry. A slurry designed for optimal performance should produce high removal rates, acceptable polishing selectivity with respect to the underlying layer, low surface defects after polishing, and good slurry stability. The polishing performances of MnO₂ abrasive-added MAS are evaluated with respect to their particle size distribution, surface morphology, and CMP performances such as removal rate and non-uniformity. As an experimental result, we obtained the comparable slurry characteristics compared to original silica slurry in the view-point of high removal rate and low non-uniformity. Therefore, our proposed MnO₂-MAS can be useful to save on the high cost of slurry consumption since we used a 1:10 diluted silica slurry.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2003.10a
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• pp.79-79
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• 2003

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.22 no.6
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• pp.631-635
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• 2011

Spherical and non-spherical silica particles prepared by the direct oxidation were studied for the effect of the particle size and shape of these particles on oxide CMP removal rate. Spherical silica particles, which have 10~100 nm in size, were prepared by the direct oxidation process from silicon in the presence of alkali catalyst. The 10 nm silica particles were aggregated by addition of an acid, an alcohol, or a silane as an aggregation inducer between the particles. Two or more aggregated silica particles were used as a seed to grow non spherical silica particles in the direct oxidation process of silicon in the presence of alkali catalyst. The oxide removal rate of spherical silica particles increased with increasing an average particle size for spherical silica abrasives in the oxide CMP. It further increased non-spherical particles, compared with the spherical particles in the similar average particle size.

• Tribology and Lubricants
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• v.25 no.6
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• pp.404-408
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• 2009

In this paper, the relationship between the material removal rate and the interfacial mechanical properties at particle-surface contact situation, which can be seen in an abrasive machining process using micro/nano-sized particles, was discussed. Friction and stiffnesses were measured experimentally on an atomic force microscope (AFM) by using colloidal probes which have a silica colloid particle in place of tip to simulate a particle-flat surface contact in an abrasive machining process. From the experimental investigation and theoretical contact analysis, the interfacial contact properties such as lateral stiffness of contact, friction, the material removal rate were presented with respect to some of material surfaces and the relationship between the properties as well.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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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.