• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1579-1582
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• 2005

Polishing is cutting process that polished workpiece by relative motion of abrasive grain between polishing tool and workpiece. According to relative motion forms(polishing patterns) of abrasive grain, the surface quality is different. Then, polishing patterns are important essential in polishing process. In work field, polishing patterns are determined by an expert of experience. Therefore, to work effective polishing, it is necessary that evaluate polishing characteristics for polishing patterns. And, polishing machine is made with cartesian coordinate robots, we estimate polishing characteristics by measurement of surface roughness.

• 기계저널
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• 제31권8호
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• pp.728-734
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• 1991

금형연마 자동화기술 논의에서 KIST에서 개발된 금형연마 로봇시스템에 대한 분석과 세계적으로 대표적인 금형연마 자동화시스템의 가급적 정량적인 비교를 하여 독자들의 이해를 돕고자 했다. 금형연마 공정의 자동화를 통한 생산성의 향상 없이는 금형생산성 향상에 한계가 있으며 자동 화를 통한 생산성 향상은 금형 종류, 크기, 복잡성 등 여러 가지 고려인자들이 있지만 간략화하여 5-8배 정도의 결과를 낼 수 있다. 금형연마 자동화기술의 핵심은 자동화에 적합한 연마패턴의 개발과 실현화에 있으며 금형연마 자동화에의 로봇의 적합성과 그 유연성을 통해 효과를 향상 시킬 수 있다. 현재 국내 산업계에서도 금형연마 자동화에 상당한 관심과 투자를 하고 있는 상 황이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권4호
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• pp.251-255
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• 2017

미세 패턴의 기계적 가공에서는 버의 발생이 불가피하고, 패턴과 버의 크기가 매우 작아 이를 구분하기 어렵다. 본 연구에서는 turning machine을 이용하여, 원통형 공작물의 옆면에 패턴의 피치와 높이가 각각 60, $1{\mu}m$인 마이크로 패턴을 제작하고, 패턴의 형상을 이용하여 버의 형상과 생성 메커니즘을 정의하였다. 또한, 자기연마 디버링을 이용하여 마이크로 패턴의 정밀도를 높이고자 하였다. 그 결과, 미세패턴의 제작 시, 공구의 이송방향에 따라 버의 생성방향이 결정됨을 확인할 수 있었다. 또한, 자기연마디버링 공정에서 자속밀도와 공구의 회전속도가 각각 40mT, 1600rpm일 때, 패턴의 높이는 $1.018{\mu}m$로 측정되었으며, 자기연마 디버링에 가장 적합한 조건임을 알 수 있었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.106.1-106.1
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• 2012

EBSD(Electron BackScattered Diffraction)분석은 주사전자현미경에서 관찰되는 비교적 넓은 영역의 결정 방위를 측정하여 집합조직을 해석하는 동시에 결정 방위의 변화를 기준으로 결정립계를 구분 지어 미세조직의 정량 분석도 가능하기 때문에 많은 연구자들이 사용하고 있다. 그러나 EBSD의 Kikuchi 패턴은 시편 표면으로부터 30~50nm 깊이 범위의 표면층으로부터 방출되기 때문에 EBSD 분석 결과는 시편의 표면 처리 상태에 크게 영향을 받아 적절한 시편준비법이 요구된다. 시편 준비 과정 중에 생기는 변형층, 산화층이나 오염층이 10nm 이내로 제어되지 못하면 명확한 패턴을 얻지 못하여 분석이 어려운 경우가 많으므로, 시료의 절단과 연마 과정 중에 변형층을 되도록 적게 만들고 표면의 산화나 오염을 최대한 방지해야 한다. 또한 EBSD 분석 특성상 시편을 70도로 기울이기 때문에 시편의 요철이 심하면 볼록한 영역에 의해 오목한 영역의 패턴이 가려져 결정방위 정보를 얻기 힘들다. 이런 이유로 시편을 최대한 평평하게 하고 요철이 생기지 않게 시편 준비를 하는 것이 관건이다. 금속재료의 EBSD 시편준비법으로는 일반적으로 기계적 연마법과 전해연마법이 주로 쓰인다. 경한 석출물이나 개재물이 연한 기지에 분산되어 있는 시편이나 이종 소재 접합재의 경우는 전해연마법을 사용하면 특정 상(혹은 합금)이 먼저 연마되어 큰 단차가 생기거나 석출물에 의해 요철이 심해져서 정량적인 EBSD 분석이 어렵게 된다. 이 연구에서는 시편 준비가 어렵다고 알려진 다상 금속재료에서의 EBSD 분석 사례를 소개한다. Ti-6Al-4Fe-0.25Si 시효처리합금, 알루미늄 기지 복합재료, 마찰교반용접한 알루미늄-타이타늄합금의 EBSD 시편준비법과 그 분석 결과를 고찰한다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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• pp.149-149
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• 2004

반도체 산업이 급속하게 발전함에 따라 고집적, 대용량이 요구되고 있으며, 이에 따라 선폭의 미세화, 웨이퍼 크기의 증가, 패턴의 다층화가 필수적인 조건으로 대두되고 있다. 이러한 요구를 만족시키기 위해서는 고정도의 표면상태와 칩과 웨이퍼 전면에서의 균일한 가공이 필요하다. 따라서 화학 기계적 연마를 통한 안정하고 고성능의 평탄화는 고집적 소자형성에 있어서 핵심 기술이 되고 있다.(중략)

• 전자공학회논문지D
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• 제35D권9호
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• pp.20-25
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• 1998

대면적 평탄화 및 미세패턴형성기술로 각광받고 있는 CMP(chemical mechanical polishing) 공정을 이용하여 SiO₂ trench 패턴의 피치크기와 밀도에 따른 Cu의 평탄화 과정과 평탄화 이후의 표면 profile을 AFM(atomic forced microscopy)으로 측정하고 분석하였다. 실험결과, 평탄화 초기 연마율은 패턴밀도가 높고 피치크기가 작을수록 연마율이 증가하였으며, 초기 평탄화 이후 연마율이 급속히 감소함을 알 수 있었다. 말기 평탄화 이후, 전체 패턴의 평균 rms roughness는 120Å이었다. 그러나, 패턴피치 크기가 2㎛ 이하이고, 50% 패턴밀도를 갖는 패턴의 경우에는 Cu의 일부분이 120∼330Å 정도의 깊이로 떨어져 나가는 현상과 SiO₂와 Cu의 경계면에 oxide erosion 현상이 나타났으며, 패턴 피치 크기가 10㎛ 및 15㎛에서는 Cu와 SiO₂경계면 부분에 Cu가 260∼340Å 정도로 trench 되어 있는 것을 볼 수 있었다. 또한, SiO₂와 Cu의 패턴내부 및 접합면에서 생기는 수백 Å이하의 peeling 및 deeping 현상의 원인과 해결방안에 대해 논의하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.37.2-37.2
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• 2011

반도체공정에서 Photo-lithography는 특정 광원을 사용하여 구현하고자 하는 패턴을 기판상에 형성하는 기술이다. 이러한 Photo-lithography 공정에서는 패턴이 형성되어 있는 마스크가 핵심적인 역할을 하며 반도체소자의 전체적인 성능을 결정한다. 이에 따라 Photo-lithography용 마스크에 사용되는 Blank 마스크는 Defect의 최소화 및 우수한 평탄도 등의 조건들이 요구되고 있다. 이러한 Blank 마스크 재료로 광원을 효율적으로 투과시키는 성질이 우수하고 다른 재료에 비해 열팽창계수가 작은 석영기판이 사용되고 있다. 석영 기반의 마스크는 UV Lithography에서 주로 사용되고 있으며 그 밖에 UV-NIL (Nano Imrpint Lithography), EUVL (Extreme Ultra Violet Lithography) 등에도 이용되고 있다. 석영기판을 가공하여 Blank 마스크로 제작하기 위해 석영기판의 Lapping/Polishing 등이 핵심기술이며 현재 일본에서 전량 수입에 의존하고 있어, 이에 대한 연구의 필요성이 절실한 상황이다. 본 연구에서는 Blank 마스크제작을 위한 석영기판의 Polishing 공정에 사용되는 Ceria Slurry의 특성 연구 및 이에 따른 연마평가를 실시하였으며 첨가제의 조건에 따른 pH/Viscosity/Stability 등의 물리적인 특성을 관찰하여 석영기판 Polishing에 효율적인 Ceria slurry의 최적조건을 도출했다. 또한, 조건에 따른 Slurry의 정확한 분석을 위해 Zeta Potential Analyzer를 이용하여 연마입자의 크기 및 Zeta Potential에 대한 평가를 실시한 후 연마제와 석영기판의 Interaction force를 측정하였다. 상기 실험에 의해 얻어진 최적화된 연마 공정 조건하에서 Ceria slurry를 사용하여 연마평가를 실시함으로써 Removal Rate/Roughness 등의 결과를 관찰하였다. 본 연구를 통해 반도체 photo mask 제작을 위한 Ceria slurry의 주요특성을 파악하고 석영기판의 Polishing에 효율적인 조건을 도출함으로써 Lithography 마스크를 효율적으로 제작할 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 추계학술대회
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• pp.383-385
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• 2013

반도체소자의 고속실현을 위해서 알루미늄배선에서 40% 가량 성능을 높이는 반면 제조비용은 30%까지 낮출 수 있는 구리를 선호하고 있으나, 식각이 잘 되지 않아 원하는 패턴으로 만들어 내기가 곤란한 공정기술의 어려움과 구리물질이 지닌 유독성문제를 가지고 있다. 기존의 식각기술로는 구리패턴을 얻을 수 없는 기술적 한계 때문에 화학.기계적 연마(CMP)를 이용한 평탄화와 연마를 통해서 구리배선을 얻는 다마스커스(Damascene)기술이 개발됐고 이를 이용한 구리배선기술이 현실적으로 가능하게 됐다. CMP를 이용한 평탄화 및 연마 공정에서 Wafer에 도포된 구리의 두께를 실시간으로 측정하여 정밀하게 제어할필요가 있는데, 본 논문에서는 와전류를 이용하여 옹고스트롬 단위의 두께를 실시간으로 측정하여 제어 하는 시스템구현에 대해 기술한다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.64-64
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• 2003

고집적화된 시스템 LSI 반도체 소자 제조 공정에서 소자의 고속화 및 고성능화에 따른 배선층수의 증가와 배선 패턴 미세화에 대한 요구가 갈수록 높아져, 광역평탄화가 가능한 STI CMP(Shallow Trench Isolation Chemical-Mechanical-Polishing)공정의 중요성이 더해가고 있다. 이러한 STI CMP 공정에서 세리아 슬러리에 첨가되는 계면활성제의 농도에 따라 산화막과 질화막 사이의 연마 선택비를 제어하는 것이 필수적 과제로 등장하고 있다. 일반적인 CMP 공정에서 압력 증가에 따른 연마 제거량이 Prestonian 거동을 나타내는 반면, 연마 입자의 크기를 변화시켜 계면활성제의 농도를 달리 하였을 경우, 압력 변화에 따라 Non-Prestonian 거동이 나타나는 것을 고찰할 수 있었다. 따라서 본 연구에서는 세리아 슬러리 내에 첨가되는 계면활성 제의 농도와 연마입자의 크기를 달리한 후, 압력을 변화시킴으로 나타나는 non-Prestonian 거동에 미치는 영향에 대하여 연구하였다.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.119-126
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• 2006

The finishing process of die requires the processing technique of a height efficiency and precision. Because the precision of die gives the quality of goods the influence directly. The hydro-static polishing device employs the hydro-static axis and is able to polish the structure of complex picture under the constant pressure and is got constant surface roughness at all polished plane. Therefore, In order to polish precision sculptured surface, it was used the hydro-static polishing device. Polishing device's polishing characteristic is estimated by polishing conditions which are size of abrasive, material of tools. And, because the surface quality of workpiece depends on polishing pattern which relates to motion of abrasive grain. The polishing characteristic according to polishing pattern was evaluated.