• 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 Society of Precision Engineering Conference
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• 1993.10a
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• pp.136-141
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• 1993

진공챔버,위생튜브등 정밀한 내면을 필요로 하는 경우 표면거칠기를 향상시키기 위한 방법으로 전해가공 및 수작업을 하는 경우가 대부분인데 이는 가공비가 비씨고 다듬질 시간이 많이 걸리는 등 매우 비경제적이다. 더구나 길이가 긴 관이나 구부러진 관의 내면은 기계적으로 다듬질이 매우 어렵다. 그러나 최근에 개발된 전자기장을 이용한 자력 연마가공법은 기존의 기계적인 가공법과는 달리 실제 가공을 행하는 공구부와 ㅣㅇ를 구동하는 구동부 사이에 공극을 허용하기 때문에 이를 이용하여 회전이 불가능한 곡관의 내면다듬질을 가능하게 하였다. 지금까지 연구들은 단순히 전자석 및 전원으로 이루어진 수동가공 시스템으로서 가공공정 자체의 특성파악에 집중되어 왔으나 자력연마법의 장점중의 하나인 다듬질 공정의 자동화 가능성을 실현시키기 위해서는 공정의 제어가 필요하다. 본 연구에서는 이를 실현시키기 위한 기초연구로서 컴퓨터구동 회전자력연마가공 시스템을 개발하고 그 기본특성을 알아보기 위해 유한요소법을 이용하여 원형 요오크 및 여섯개의 자극에 대해 자력선의 분포를 알아보았다. 또한 이로부터 가공영역의 자속밀도를 계산하고 다듬질 가공을 가능케 하기위한 회전자화의 발생방법에 대해 고찰하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.539-539
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• 2008

본 논문에서는 투명전도박막의 균일한 표면특성을 확보하기 위해 광역평탄화 공정을 적용하여 투명전도 박막의 표면 거칠기를 연구하였으며 슬러리의 종류에 따른 박막의 연마특성을 연구하였다. 본 실험에서 사용된 ITO 박막은 RF Sputtering에 의해 제작되었고 하부 기판은 석영 Glass가 사용되었다. 광역평탄화를 위한 CMP 공정은 고분자 물질계열의 패드위에 슬러리입자를 공급하고 웨이퍼 캐리어에 하중을 가하며 웨이퍼의 표면을 연마하는 방법으로 가공물을 탄성패드에 누르면서 상대 운동시켜 가공물과 친화력이 우수한 부식액으로 화학적 제거를 함과 동시에 초미립자로 기계적 제거를 하는 것이다. ITO 박막의 평탄화를 위한 공정조건은 Polisher pressure 300 g/$cm^2$, 슬러리 유속 80 ml/min, 플레이튼속도 60 rpm으로 하였다. 위의 조건에 따라 공정을 진행 후 연마특성을 측정하였으며 이때 사용된 슬러리는 산화막에 사용되는 실리카슬러리와 금속연마용 슬러리인 EPL을 사용하였다. 연마율은 실리카 슬러리가 EPL슬러리에 비해 높음을 확인 하였다. CMP 공정에 의해 평탄화를 수행 할 경우 실리카슬러리와 EPL슬러리 모두 CMP전에 비해 돌출된 힐록들이 감소되었음을 알 수 있었다. 비균일도 특성은 모든 슬러리가 양호한 특성을 나타내었다. 평탄화된 박막의 표면과 거칠기 특성은 AFM(XE-200, PSIA Company) 을 이용하여 분석을 하였다.

• 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.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.36 no.3
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• pp.259-264
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• 2012

Automatic magnetic abrasive polishing (MAP), which can be applied after machining of a mold on a machine tool without unloading, is very effective for finishing a free-form surface such as a complicated injection mold. This study aimed to improve the efficiency of MAP of a non-ferrous mold surface. The magnetic array table and control of the electromagnet polarity were applied in the MAP of a free-form surface. In this study, first, the magnetic flux density on the mold surface was simulated to determine the optimal conditions for the polarity array. Then, the MAP efficiency for polishing a non-ferrous mold surface was estimated in terms of the change in the radius of curvature and the magnetic flux density. The most improved surface roughness was observed not only in the upward tool path but also in the working area of larger magnetic flux density.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.18 no.3
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• pp.25-32
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• 2011

We have studied on the slicing and polishing processes of R-plane sapphire wafers for the substrates of UHB nonpolar a-plane GaN LED. The fabrication conditions of the R-plane and c-plane wafers were influenced by the large anisotropic properties (mechanical properties) of the sapphire. The slicing process was more affected by the anisotropic properties of R-plane than the polishing process. When the slicing direction was $45^{\circ}$ to the a-flat, the slicing time was shorter and the quality of as-slicing wafers was better than the slicing direction of normal to the a-flat. The MRR(Material removal rate) of mechanical polishing processes such as lapping and DMP(Diamond mechanical polishing) did not show significant differences between the R-plane and c-plane. The MRR of the c-plane was about two times higher than that of R-planes at the CMP(Chemical mechanical polishing) process due to the formation of hydrolysis reaction layers on the surface of the c-plane.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.37 no.3
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• pp.313-318
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• 2013

Magnetic abrasive polishing is an advanced deburring process for nonmagnetic materials and micropattern products that have non-machinability characteristics. Despite these advantages, there are some problems with using MAP for deburring. MAP has introduced geometric errors into microgrooves because of an over-cutting force caused by uncontrolled magnetic abrasives in the MAP tool. Thus, in this study, to solve this problem, an EP (electrolyte polishing)-MAP hybrid polishing process was developed for deburring microgrooves in an STS316 material. In addition, an evaluation of EP-MAP for the deburring of microgrooves was carried out by profiling the burrs. The results of the experiment showed geometric errors after the deburring process using MAP. However, in the case of EP-MAP, no geometric error was observed after the process because of the lower material removal rate in EP-MAP.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.527-527
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• 2007

CMP가 1980년 IBM에 의해 반도체 웨이퍼의 표면 연마를 위해 적용된 후, 많은 연구 개발의 노력으로 반도체 집적회로의 제조 공정에서 필수 핵심기술이 되었으나, 소모자재(연마패드, 탄성지지대, 슬러리, 패드 컨디셔너)의 비용이 CMP 공정 비용의 70% 이상을 차지하는 등 제조단가가 높다는 단점을 극복할 수가 없었다. 특히, 고가의 슬러리가 차지하는 비중이 40% 이상을 넘고 있어, 슬러리 원액의 소모량을 줄이기 위한 연구들이 현재 활발히 연구 중이다. 슬러리의 변수로는 연마입자의 종류 및 특성, 용액의 pH, 연마입자의 슬러리내 안정성 등이 있다. 슬러리내 연마입자는 연마량과 균일도 측면에서 밀접한 관계를 가지고 있다. 또한, 연마제의 영향에 따라 연마율의 차이 즉, CMP 특성의 변화를 보이고 있기 때문에 투입량 또한 최적화가 필요하다. 본 연구에서는 새로운 연마제의 특성을 알아보기 위해 탈이온수(de-ionized water; DIW)에 $CeO_2,\;MnO_2,\;ZrO_2$ 등을 첨가한 후 분산시간에 따른 연마 특성과 atomic force microscopy (AFM)분석을 통해 표면 거칠기를 비교 분석하였다. 그리고, 세 가지 종류의 연마제를 각각 1wt%, 3wt%, 5wt% 첨가하여 산화막에 대한 CMP 특성을 알아본 후, scanning electron microscopy (SEM) 측정과 입도 분석을 통해 그 가능성을 알아보았다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2003.10a
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• pp.85-85
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• 2003

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.05a
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• pp.32.2-32.2
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• 2011

반도체 생산공정에서 CMP (Chemical-mechanical planarization) 공정은 우수한 전기전도성 재료인 Cu의 사용과 다층구조의 소자를 형성하기 위해서 도입되었으며, 최근 소자의 집적도가 증가함에 따라 CMP 공정 비중은 점점 높아지고 있다. Cu CMP 공정에서 연마제인 슬러리는 금속 표면과의 물리적 화학적 반응을 동시에 사용하여 표면을 연마하게 되며, 연마특성을 향상시키기 위해 산화제, 부식방지제, 분산제 및 다양한 계면활성제가 첨가된다. 하지만 슬러리는 Cu 표면을 평탄화하는 동시에 오염입자, 유기오염물, 스크레치, 표면부식 등을 발생시키며 결과적으로 소자의 결함을 야기시킨다. 특히 부식방지제로 사용되는 BTA (Benzotriazole)은 Cu CMP 공정 중 Cu-BTA 형태로 표면에 흡착되어 오염원으로 작용하며 입자오염을 증가시시고 건조공정에서 물반점 등의 표면 결함을 발생시킨다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 Cu 표면에서 식각과 부식반응을 최소화하며, 오염입자 제거 및 유기오염물을 효과적으로 제거하기 위한 Post-CMP 세정 공정과 세정액 개발이 요구된다. 본 연구에서는 오염입자 및 유기물 제거와 동시에 표면 거칠기와 부식현상을 제어할 수 있는 post Cu CMP 세정액을 개발 평가하였다. 오염입자 및 유기오염물을 제거하기 위해서 염기성 용액인 TMAH 사용하였으며, Cu 이온을 용해할 수 있는 Chelating agent와 표면 부식을 억제하는 부식 방지제를 사용하여 세정액을 합성하였다. 접촉각 측정과 FESEM(field Emission Scanning Electron Microscope) 분석을 통하여 CMP 공정에서 발생하는 유기오염물과 오염입자의 흡착과 제거를 확인하였으며 Cu 웨이퍼 세정 전후의 표면 거칠기의 변화와 식각량을 AFM(Atomic Force Microscope)과 4-point probe를 사용하여 각각 평가하였다. 또한 세정액 내에서의 연마입자의 zeta-potential을 측정 및 조절하여 세정력을 향상시켰다. 개발된 세정액과 Cu 표면에서의 화학반응 및 부식방지력은 potentiostat를 이용한 전기화학 분석법을 통해서 chelating agent와 부식방지제의 농도를 최적화 시켰다. 개발된 세정액을 적용함으로써 Cu-BTA 형태의 유기오염물과 오염입자들이 효과적으로 제거됨을 확인하였다.