• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2011년도 추계학술발표대회
• /
• pp.24.1-24.1
• /
• 2011

CMP (Chemical Mechanical Planarization)는 고직접도의 다층구조의 소자를 형성하기 위한 표면연마 공정으로 사용되며, pattern 크기의 감소에 따른 공정 중요도는 증가하고 있다. 반도체 소자 제조 공정에서는 낮은 비용으로 초기재료를 만들 수 있고 우수한 성능의 전기 절연성질을 가지는 산화막을 만들 수 있는 단결정 실리콘 웨이퍼가 주 재료로 사용되고 있으며, 반도체 공정에서 실리콘 웨이퍼 표면의 거칠기는 후속공정에 매우 큰 영향을 미치므로 CMP 공정을 이용한 평탄화 공정이 필수적이다. 다결정 실리콘 박막은 현재 IC, RCAT (Recess Channel Array Transistor), 3차원 FinFET 제조 공정에서 사용되며 CMP공정을 이용한 표면 거칠기의 최소화에 대한 연구의 필요성이 요구되고 있다. 본 연구에서는 알칼리성 슬러리를 이용한 단결정 및 다결정 실리콘의 식각 및 연마거동에 대한 특성평가를 실시하였다. 화학적 기계적 연마공정에서 슬러리의 pH는 슬러리의 분산성, removal rate 등 결과에 큰 영향을 미치고 연마대상에 따라 pH의 최적조건이 달라지게 된다. 따라서 단결정 및 다결정 실리콘 연마공정의 최적 조건을 확립하기 위해 static etch rate, dynamic etch rate을 측정하였으며 연마공정상의 friction force 및 pad의 온도변화를 관찰한 후 removal rate을 계산하였다. 실험 결과, 단결정 실리콘은 다결정 실리콘보다 static/dynamic etch rate과 removal rate이 높은 것으로 나타났으며 슬러리의 pH에 따른 removal rate의 증가율은 다결정 실리콘이 더 높은 것으로 관찰되었다. 또한 다결정 실리콘 연마공정에서는 friction force 및 pad의 온도가 단결정 실리콘 연마공정에 비해 상대적으로 더 높은 것으로 나타났다. 결과적으로 단결정 실리콘의 연마 공정에서는 화학적 기계적인 거동이 복합적으로 작용하지만 다결정 실리콘의 경우 슬러리를 통한 화학적인 영향보다는 공정변수에 따른 기계적인 영향이 재료 연마율에 큰 영향을 미치는 것으로 확인되었으며, 이를 통한 최적화된 공정개발이 가능할 것으로 예상된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제17권2호
• /
• pp.141-151
• /
• 2015

터널굴착의 효율성 증진 및 굴착시 발생하는 진동 저감을 위해 연마재 투입형 워터젯 시스템을 이용한 새로운 형태의 암반 굴착 방식이 개발되어 적용 중에 있다. 연마재 투입형 워터젯 시스템을 이용한 암반 굴착 방식에 있어서, 적절한 양의 연마재를 투입하는 것은 절삭 성능뿐만 아니라 전체 공정의 경제성 향상을 위해서도 매우 중요하다. 본 연구에서는, 다양한 공정 변수들 중 터널 굴착용 워터젯 시스템에서 특히 중요한 공정 변수들인 기하학적 변수(연마재 탱크(또는 호퍼) 높이, 연마재 투입관의 구배, 연마재 투입관의 길이, 연마재 투입관의 굴곡도), 연마재 변수(연마재 입자 크기), 젯 에너지 변수(수압, 유량)이 연마재 투입량 및 연마재가 믹싱 챔버 내로 흡입될 때 발생하는 흡입 압력에 미치는 영향을 규명하기 위하여 다양한 조건에서 실험을 수행하고 그 결과를 분석하였다. 또한, 실험적 연구를 통하여 연마재 투입량이 절삭 성능에 미치는 영향을 논의하였다. 본 연구 결과를 바탕으로 주요 공정 변수들을 조절하여 적절한 연마재 투입량을 유지하면 터널 굴착용 워터젯의 절삭 성능을 극대화할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
• /
• pp.541-541
• /
• 2008

반도체 소자가 차세대 초미세 공정 기술 도입의 가속화를 통해 고속화 및 고집적화 되어 감에 따라 나노(Nano) 크기의 회로 선폭 미세화를 극복하고자 최적의 CMP (Chemical Mechanical Polishing) 공정이 요구되어지고 있다. 이처럼 CMP 공정이 반도체 제조 공정에 적용됨으로써 공정 마진 확보에 진일보 하였으나 CMP 장비의 공정 조건, 슬러리의 종류, 연마패드의 종류 등에 의해 CMP 성능이 결정된다. 특히 슬러리는 연마 공정의 성능에 중요한 영향을 미치는 요인이다. 고가의 슬러리가 차지하는 비중이 40% 이상을 넘고 있어 슬러리 원액의 소모량을 줄이기 위한 연구들이 현재 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 새로운 연마제의 특성을 알아보기 위해 탈이온수(De-ionized water; DIW) 에 $CeO_2$, 연마제를 첨가한 후 분산시간에 따른 연마 특성과 AFM, EDX, XRD, TEM분석을 통해 그 가능성을 알아보았다.

• 한국광학회지
• /
• 제11권5호
• /
• pp.312-316
• /
• 2000

Bowl-feed식 연마공정에 의한 초연마 반사경 기판의 표면 거칠기 특성이 전통적인 fresh-feed식 연마공정의 경우와 비교하여 조사하였다. Bowl-feed식 연마기법에 의해 가공된 반사경 기판의 표면 거칠기는 fresh-feed식 연마공정에 비해 약 3배 개선되었으며, 표면 거칠기 RMS값의 경우 $0.5\AA$이하, 최고 $0.3\AA$의 양호한 결과를 얻었다. 또한, 연마된 반사경 기판의 1차원 표면 거칠기 분포도와 표면 거칠기 amplitude spectrum으로부터 fresh-feed 공정에 대한 bowl-feed 연마공정의 기판표면구조 변화상태가 분석되었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
• /
• pp.33.2-33.2
• /
• 2011

CMP (Chemical-Mechanical Planarization) 공정이란 화학적 반응과 기계적 힘을 동시에 이용하여 표면을 평탄화하는 공정으로, 반도체 산업에서 회로의 고집적화와 다층구조를 형성하기 위해 CMP 공정이 도입되었으며 반도체 패턴의 미세화와 다층화에 따라 CMP 공정의 중요성은 더욱 강조되고 있다. CMP 공정은 압력, 속도 등의 공정조건과, 화학적 반응을 유도하는 슬러리, 기계적 힘을 위한 패드 등에 의해 복합적으로 영향을 받는다. CMP 공정에서, 폴리우레탄 패드는 많은 기공들을 포함한 그루브(groove)를 형성하고 있어 웨이퍼와 직접적으로 접촉을 하며 공정 중 유입된 슬러리가 효과적으로 연마를 할 수 있도록 도와주는 역할을 한다. 하지만, 공정이 진행 될수록 그루브는 손상이 되어 제 역할을 하지 못하게 된다. 패드 컨디셔닝이란 컨디셔너가 CMP 공정 중에 지속적으로 패드 표면을 연마하여 패드의 손상된 부분을 제거하고 새로운 표면을 노출시켜 패드의 상태를 일정하게 유지시키는 것을 말한다. 한편, 금속박막의 CMP 공정에 사용되는 슬러리는 금속박막과 산화반응을 하기 위하여 산화제를 포함하는데, 산화제는 금속 컨디셔너 표면을 산화시켜 부식을 야기한다. 컨디셔너의 표면부식은 반도체 수율에 직접적인 영향을 줄 수 있는 scratch 등을 발생시킬 뿐만 아니라, 컨디셔너의 수명도 저하시키게 되므로 이를 방지하기 위한 노력이 매우 중요하다. 본 연구에서는 컨디셔너 표면에 연마 잔여물 흡착을 억제하고, 슬러리와 컨디셔너 표면 간에 일어나는 표면부식을 방지하기 위하여 소수성 자기조립 단분자막(SAM: Self-assembled monolayer)을 증착하여 특성을 평가하였다. SAM은 2가지 전구체(FOTS, Dodecanethiol를 사용하여 Vapor SAM 방법으로 증착하였고, 접촉각 측정을 통하여 단분자막의 증착 여부를 평가하였다. 또한 표면부식 특성은 Potentiodynamic polarization와 Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) 등의 전기화학 분석법을 사용하여 평가되었다. SAM 표면은 정접촉각 측정기(Phoenix 300, SEO)를 사용하여 $90^{\circ}$ 이상의 소수성 접촉각으로써 증착여부를 확인하였다. 또한, 표면에너지 감소로 인하여 슬러리 내의 연마입자 및 연마잔여물 흡착이 감소하는 것을 확인 하였다. Potentiodynamic polarization과 EIS의 결과 분석으로부터 SAM이 증착된 표면의 부식전위와 부식전류밀도가 감소하며, 임피던스 값이 증가하는 것을 확인하였다. 본 연구에서는 컨디셔너 표면에 SAM을 증착 하였고, CMP 공정 중 발생하는 오염물의 흡착을 감소시킴으로써 CMP 연마 효율을 증가하는 동시에 컨디셔너 금속표면의 부식을 방지함으로써 내구성이 증가될 수 있음을 확인 하였다.

• 한국주조공학회지
• /
• 제43권5호
• /
• pp.260-263
• /
• 2023

이 보고서에서는 무기 공정에서의 무기 인공 재생 모래의 특성을 중심으로 다음과 같이 정리할 수 있다. 1) ICP 발광 분광 분석을 통한 재생 모래의 Na⁺ 용출량, TP 휨강도 및 충전 밀동에는 높은 상관 관계가 확인되었다. 2) 현행 재생 방법 대비, 습식 연마 처리를 첨가함으로써 잔류 점결재가 제거되고 Na+ 용출량이 저감된 결과, 재생 모래의 TP 휨강도를 보다 개선 가능한 것이 확인되었다. 3) 재생 처리 공정 순서를 건식 연마 → 습식 연마 → 배소 처리로 함으로써, 가장 Na⁺ 용출량이 낮고, 높은 휨강도를 얻을 수 있는 것이 확인되었다. 4) 습식 연마 단계를 거치지 않고 배소 처리 온도와 처리 시간을 궁리함으로써 충분한 품질의 재생 모래를 얻을 수 있는 가능성이 시사되었다. 마지막으로, 무기 공정은 유기 공정에 비해 압도적으로 냄새가 적고 생산성이 높으며 인공 모래와의 병용을 통한 재생 처리시의 폐기물량 저감, 주조품의 고품질화 등 이점이 기대되는 공정이다.

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

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.2
• /
• pp.1304-1307
• /
• 2004

실제 Cu CMP 공정이 진행되는 동안 연마입자의 응집현상을 관찰하긴 어렵다. 따라서 본 연구에서는 인위적으로 첨가한 large particle들이 공정 중에 발생하는 응집입자라 가정하고 각 공정에 따른 연마속도와 friction force를 측정하여 large particle을 첨가하지 않은 슬러리와 비교 평가해보았다. large particle을 첨가한 슬러리의 경우에 각 공정변수에 따라 연마속도와 friction force가 작아짐을 관찰하였다. 즉, 슬러리 내에 응집현상이 발생하게 된다면 large particle이 연마의 방해 인자로 나타남을 관찰 할 수 있었다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
• /
• 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
• /
• pp.215-215
• /
• 2004

본 연구는 차세대 FPD의 소재로서 각광받고 있는 유기EL 의 제조공정을 위한 연구이다. 유기 EL 의 모재로서 이용되고 있는 ITO 코팅 유리는 그 표면의 정밀도에 따라서 제품의 불량률이 변화되게 됨으로 제조공정에 있어서는 매우 중요한 역할을 한다. 하지만, ITO 코팅유리의 표면 정밀도를 얻기 위하여 필수적인 연마공정 내에서 연마입자와 ITO 코팅유리의 상호작용에 의하여 연마가 이루어질 뿐 아니라, 불순물의 유입이나 기타 공정조건에 의하여 유리 표면 결함이 발생 및 불균일 연마가 수행되는 것은 피할수 없는 상황이다.(중략)

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제35권4호
• /
• pp.401-407
• /
• 2011

본 연구에서는 AZ31B 마그네슘 합금 평판 연마에 제 2세대 자기연마공정을 적용하고 실험계획법을 통해 공정인자들의 특성을 평가하였으며, 2차 반응표면모델을 이용한 표면거칠기 예측모델을 개발하였다. 비자성체 재료의 기존 자기연마 공정에서는 재료의 표면에서 자기력이 낮아 표면거칠기의 향상에 효율이 낮은 단점을 가진다. 이를 보완하기 위하여 전자석 배열을 이용한 자기력 테이블을 자기연마 공정에 적용하여 비자성체 표면의 자기력을 향상시킬 수 있었다. 이러한 시스템을 제 2세대 자기연마라 일컫고, 실험계획법에 따른 공정 인자 평가 결과, 자기력 테이블의 전자석 세기가 AZ31B 평판의 표면 거칠기 향상에 가장 큰 영향을 가지고 있음을 확인했다. 또한 자기력 테이블과 공구의 회전속도에 따른 반응표면모델을 개발함으로써 마그네슘 자기연마 공정의 효율성을 높일 수 있었다.