• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2012.05a
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• pp.303-304
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• 2012

공업적으로 널리 사용되는 내식강의 전해연마는 주로 고농도의 인산염 전해액 기반에 황산과 질산 첨가된 용액에서 $70^{\circ}C$ 이상의 고온에서 행해지다 보니 폐액 처리와 작업 환경이 좋지 않아 기피 기술로 인식 되어 있다. 본 연구에서는 환경 친화적인 상온 공정을 개발 하고자 에틸렌 글리콜 용액에 여러 가지 첨가제를 첨가하여 그 효과를 살펴보고 최적 조성과 공정 조건을 확립 하고자 하였다. 틸렌 글리콜에 물과 질산 암모니움을 첨가하여 점도와 pH, 전류 전압 특성을 구하고 여기에 첨가제인 설파메이트와 암모니움 클로라이드 첨가량을 정하고 각각의 효과를 확인 하였다. 이러한 결과를 바탕으로 SUS 316 재질에 대한 최적 연마조건을 설정하기 위해 조도 변화, 광택도 및 표면 조직 변화와 전해연마기구를 비교 검토하였다.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.14 no.10
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• pp.58-67
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• 1997

Generally, die polishing process occupies about 30 .approx. 50% of the whole die manufacturing time. However, die polshing has not been automated yet, since it needs a great deal of experience and skill. This study aims at development of an expert system for die polishing which gives such optimal parameters as tool and polishing conditions. Through experiments, polishing characteristics such as surface roughness, stock removal and scratch were analyzed quantitatively for each polishing tool, and a knowledge base for the expert system was established. Evaluation tests show that the developed system works well to suggest the optimal polishing conditions and it is very promising.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.4 no.1
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• pp.47-49
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• 2003

The cost of material and slicing of silicon wafer occupied more than 30% of solar cell manufacturing cost. The substitution of silicon wafer into STS 304 stainless steel could be the promising solution to decrease the material cost. Moreover the stainless steel solar cell could have the advantage of low weight and durability. However, the highly polished surface is required to meet the characteristic of solar cell. The electropolishing process in phosphoric acid based solution was used to get the surface quality. The obtained result was 28 nm obtained in current density of 2Amfi/$cm^2$ at $80^{\circ}C$. The leveller effect of glycerine, ethylene glycol and propylen glycol was studied. When the 0.4 g/l of ethylene glycol was added to the electrolyte, the surface roughness was best, 15 nm.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.10a
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• pp.24.1-24.1
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• 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.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.05a
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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.

• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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• v.16 no.4
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• pp.417-430
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• 2014

A new rock excavation method using an abrasive waterjet system is under development for efficiently creating tunnels and underground spaces in urban areas. In addition, an appropriate abrasive flow rate and abrasive flow quality are important for the new rock excavation (cutting) method using an abrasive waterjet system. This study evaluated the factors influencing the abrasive flow rate and abrasive flow quality, specifically the abrasive pipe height, length, tortuosity and inner diameter, through experimental tests. Based on the experimental test results, this study suggested optimal conditions for the abrasive flow rate and abrasive flow quality. The experimental results can be effectively utilized as baseline data for rock excavation methods using an abrasive waterjet system in various construction locations such as tunnels near urban surroundings, utility tunnels, and shafts.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.35 no.7
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• pp.779-784
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• 2011

This study was carried out on the crack healing of three types of SiC ceramics based on a $SiO_2$ additive, taking into account the roughness of the polishing plate used for polishing the specimens. The mixtures were subsequently hot-pressed in $N_2$ gas for one hour under 35 MPa at 2053 K. In these specimens, the optimized crack-healing condition was 1373 K for one hour in air. The crack-healing material of the cracked part was the glassy phase of $SiO_2$ that was formed by the oxidation of SiC. In the optimum healing condition, the bending strength of non-polished SiC ceramics was not completely recovered. However, the bending strength of the SAY specimen was excellent, considering the economic aspects of SAY, SAYS-1, and SAYS-2. The SAY specimen is definitely superior to the others after an hour of heat treatment. There was a decrease in the number and size of defects in the specimen polished by using a $125-{\mu}m$ polishing plate; however, the micro-surface defects were not completely repaired. The specimen polished by using a 40-${\mu}m$ polishing plate showed little voids or surface defects after an hour of heat treatment. The bending strength of the specimen mirror-polished by using a 6-${\mu}m$ polishing plate was completely recovered.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.541-541
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• 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.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.17 no.8
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• pp.722-727
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• 2016

In this study, we attempted to reduce the generation of waste acids in the electropolishing process by improving the current efficiency. The optimum conditions of the electropolishing process when using the round bus bar were determined by the Taguchi method. The current density, polishing time, electrolyte temperature and flow rate were selected as the control factors for the current efficiency in the electropolishing process. An orthogonal array was created by considering three levels for each factor and experiments were carried out. The larger-the-better SN ratios were calculated by the Taguchi method. The current density was the most important factor affecting the current efficiency and the polishing time was the least important one. The optimum conditions to minimize the generation of waste acids were a current density of $45A/dm^2$, polishing time of 4 min, electrolyte temperature of $65^{\circ}C$ and flow rate of 7 L/min. The results of the ANOVA confirmed that the effects of the current density, electrolyte temperature and flow rate are significant at the 95% confidence level. The increase in the contact area and contact force afforded by using the round bus bar improved the current efficiency which, in turn, reduced the amount of waste acids generated. Further research is planned to investigate the effect of the type of bus bar on the current efficiency.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2004.10a
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• pp.609-613
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• 2004

On this study, electrochemical polishing is adapted to ultra-fine surface for semiconductor large radius gas-tube. The system which buffing and electrochemical polishing can be performed simultaneously was constructed in connection with developing exclusive system. Based on existing papers and the research of background, electrode gap and electrolyte flow were fixed. Current density and electrochemical precision time were chosen as variables. On this study, it is objected to find optimal precision condition and precision variables on the in-process electrochemical polishing.