• 한국전자통신학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.507-514
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• 2024

반도체 제조 라인에서는 생산 제품의 원가절감을 위해 지속적인 노력을 기울이고 있고, 화학적 기계적 연마(CMP) 공정에서도 이에 대한 요구가 점점 가속화되고 있으며, 이러한 원가 절감 항목 중 대표적인 것이 5-Zone 링이다. CMP 공정에서 약 150시간을 사용하면 링의 두께가 1mm 미만으로 감소되어 새제품으로 교체해야 한다. 반도체 제조 라인에서는 생산 제품의 원가절감을 위해 지속적인 노력을 기울이고 있고, 화학적 기계적 연마(CMP) 공정에서도 이에 대한 요구가 점점 가속화되고 있으며, 이러한 원가 절감 항목 중 대표적인 것이 5-Zone 링이다. CMP 공정에서 약 150시간을 사용하면 링의 두께가 1mm 미만으로 감소되어 새제품으로 교체해야 한다. 따라서 본 연구에서는 리테이너 링의 마모된 부분을 반복 재생하여 반도체 제조 원가를 낮추며, 산업용 폐기물 처리에 따른 환경 오염을 최소화하기 위해 10g±0.8% 이하의 토출량 오차와 ±1.8% 이하의 압력 균일도를 갖는 본딩 디스펜서 및 프레스 머신을 개발하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제17권3호
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• pp.184-191
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• 2000

Properties of pad are investigated to find the relationship between the chemical mechanical polishing(CMP) results, such as material removal rate and within wafer non-uniformity(WIWNU), and its properties. Polishing pressure is considered as important factors to affect the results, so behavior of ordinary polymer is studied to define the polishing result affecting properties of pad. Experimental setup is devised to identify the behavior of pad and several different pads are used in chemical mechanical polishing experiments to verify the correlations between pad properties and polishing results. The results indicate that the viscoelastic properties of pad had relationships with the polishing results, and shows correlation between suggested properties of pad and polishing result.

• Tribology and Lubricants
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• 제28권6호
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• pp.272-277
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• 2012

Finite element analysis was carried out using wafer-scale and particle-scale models to understand the mechanism of the fast removal rate(edge effect) at wafer edges in the chemical-mechanical polishing process. This is the first to report that a particle-scale model can explain the edge effect well in terms of stress distribution and magnitude. The results also revealed that the mechanism could not be fully understood by using the wafer-scale model, which has been used in many previous studies. The wafer-scale model neither gives the stress magnitude that is sufficient to remove material nor indicates the coincidence between the stress distribution and the removal rate along a wafer surface.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.49-49
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• 2009

최근 범세계적인 그린에너지 정책에 관련해 화석연료를 대체할 수 있는 수소, 풍력, 태양광 등의 대체 에너지에 대한 관심이 고조되고 있다. 이러한 여러 대체에너지 중에서도 태양광을 전기에너지로 변환하는 태양전지에 관한 연구가 집중되고 있다. 태양전지는 구조적으로 단순하고 제조 공정도 비교적 간단하지만, 보다 널리 보급되기 위해서는 경제성 향상이라는 문제점을 해결해야 한다. 이를 위해서는 기존의 실리콘 태양전지를 대체할 수 있는 신물질에 대한 연구가 필요하며, 그 중에서도 반도체 기술을 이용한 박막형 태양전지는 기존의 실리콘 태양 전지가 가지고 있는 고비용이라는 문제점을 극복할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다. 박막형 태양전지의 박막 재료로는 CIGS, CdTe 등이 연구되어지고 있지만, 아직까지는 기존의 실리콘 태양전지에 비해 에너지변환효율이 낮은 이유로 인해 실용화가 많이 이루어지지 못하고 있는 것이 사실이다. 이러한 박막형 태양전지의 재료들 중에서도 CdTe는 이종접합 박막형 태양전지에 흡광층으로 사용되는 것으로 상온에서 1.45eV 정도의 밴드갭(band gap) 에너지를 갖는 II-VI족 화합물반도체로써 태양광 스펙트럼과 잘 맞는 이상적인 밴드랩 에너지와 높은 광흡수도 때문에 박막형 태양전지로 가장 주목을 받고 있다. CdTe 박막의 제조 방법으로는 진공증착법(vacuum evaporation), 전착법(electrodeposition), 스퍼터링법(sputtering) 등이 있지만 본 연구에서는 스퍼터링법을 이용하여 박막을 증착하였다. 이상과 같이 증착된 CdTe 박막을 화학적기계적연마(CMP, chemical mechanical polishing) 공정을 적용시킴으로써, 태양전지의 에너지변환효율에 직접적인 영향을 끼칠 수 있는 CdTe 박막의 물리적, 전기적 특성들의 변화를 연구하기 위한 선행 연구를 진행하였다. 특히 본 연구에서는 CdTe 박막의 화학적 기계적 연마 특성을 분석하여 정규화를 통한 모델링을 수행하였다. 또한 화학적기계적연마 공정 전과 후의 표면 특성을 관찰하기 위해 SEM(scanning electron microscopy)과 AFM(atomic forced microscope)를 이용하였으며, 구조적 특성 관찰을 XRD(X-ray diffraction)를 사용하여 실험을 수행하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제28권1호
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• pp.85-91
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• 2004

The sapphire wafers for blue light emitting devices were manufactured by the implementation of the surface machining technology based on micro-tribology. This process has been performed by chemical and mechanical polishing process. The sapphire crystalline wafers were characterized by double crystal X-ray diffraction. The sample quality of sapphire crystalline wafer at surfaces has a full width at half maximum of 89 arcsec. The surfaces of sapphire wafer were mechanically affected by residual stress during the polishing process. The wave pattern of optical interference of sapphire wafer implies higher abrasion rate in the edge of the wafer than its center from the Newton's ring.

• 한국진공학회지
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• 제10권3호
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• pp.361-367
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• 2001

CMP(Chemical Mechanical Polishing)는 반도체 소자 제조공정 중 다층 배선구조의 평탄 경면화에 널리 이용되고 있다. 차세대 웨이퍼로 각광받는 SOI(Silicon On Insulator) 웨이퍼 제조공정 중 웨이퍼 표면 미소 거칠기를 개선하기 위해서 본 논문에서는 여러 가지 가공변수(슬러리와 연마패드)에 따른 CMP 연마능률과 표면 미소 거칠기 변화에 대해 연구하였다. 결과적으로 연마능률은 슬러리의 입자 크기가 증가할수록 이에 따라 증가하였으며, 미소 거칠기는 슬러리의 연마입자보다는 연마패드에 영향이 더욱 지배적이다. AFM(Atomic Force Microscope)에 의한 평가에서 표면 미소 거칠기가 27 $\AA$ Rms에서 0.64 $\AA$ Rms로 개선됨을 확인할 수 있었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.61-61
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• 2003

CMP(Chemical Mechanical Polishing)는 VLSI의 제조공정에서 실리콘웨이퍼의 절연막내에 있는 토포그래피를 제어할 수 있는 광역 평탄화 기술이다. 또한 최근에는 실리콘웨이퍼의 나노토포그래피(Nanotopography)가 STI의 CMP 공정에서 연마 후 필름의 막 두께 변화에 많은 영향을 미치게 됨으로 중요한 요인으로 대두되고 있다. STI CMP에 사용되는 CeO$_2$ 슬러리에서 첨가되는 계면활성제의 농도에 따라서 나노토포그래피에 미치는 영향을 제어하는 것이 필수적 과제로 등장하고 있다. 본 연구에서는 STI CMP 공정에서 사용되는 CeO$_2$ 슬러리에서 계면활성제의 농도에 따른 나노토포그래피의 의존성에 대해서 연구하였다. 실험은 8 "단면연마 실리콘웨이퍼로 PETEOS 7000$\AA$이 증착 된 것을 사용하였으며, 연마 시간에 따른 나노토포그래피 의존성을 알아보기 위해 연마 깊이는 3000$\AA$으로 일정하게 맞췄다. 그리고 CMP 공정은 Strasbaugh 6EC를 사용하였으며, 패드는 IC1000/SUBA4(Rodel)이다. 그리고 연마시 적용된 압력은 4psi(Pounds per Square Inch), 헤드와 정반(table)의 회전속도는 각각 70rpm이다 슬러리는 A, B 모두 CeO$_2$ 슬러리로 입자크기가 다른 것을 사용하였고, 농도를 달리한 계면활성제가 첨가되었다. CMP 전 후 웨이퍼의 막 두께 측정은 Nanospec 180(Nanometrics)과 spectroscopic ellipsometer (MOSS-ES4G, SOPRA)가 사용되었다.

• 한국진공학회지
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• 제7권2호
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• pp.88-93
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• 1998

본 연구에서는 기계-화학적 연마(Chemical-Mechanical-Polishing: CMP)공정을 이용 하여 게이트 전극을 가지는 실리콘 전계방출 소자를 제작하였으며, 또한 그 전자방출 특성 을 분석하였다. 실리콘 전계방출 소자를 제작하기 위해 실리콘을 두단계로 이루어진 건식식 각과 산화공정으로 팁을 뾰족하게 만들었으며, 게이트를 형성하기 위하여 고 선택비를 가지 는 CMP공정을 사용하였으며, 연마 시간과 연마 압력의 변화로 게이트 높이와 개구의 직경 을 쉽게 조절할 수 있었다. 또한, CMP공정시 발생되는 디싱(dishing)문제를 산화막 마스킹 을 사용함으로 해결하여 자동 정렬된 게이트전극의 개구를 깨끗하게 형성할 수 있었다. 제 작된 에미터의 높이와 팁끝의 반경은 각각 1.1$\mu$m, 100$\AA$정도이며, 제작된 2809개의 팁 어 레이로 80V의 게이트전압에서 31$\mu$A의 방출전류를 얻을 수 있었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.1175-1181
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• 2019

논문에서는 1:10으로 희석된 실리카 슬러리에 산화망간(MnO₂) 연마제를 첨가하여 재처리된 혼합연마제 슬러리(Mixed Abrasive Slurry; MAS)의 화학기계적연마(CMP) 특성을 연구하였다. 최적의 연마 성능을 갖는 슬러리를 설계하기 위해서는 높은 연마율, 하부층에 대한 적절한 연마선택비, 연마 후의 낮은 표면결함, 슬러리의 안정성 등을 얻어야 한다. 산화망간이 첨가된 MAS의 연마 성능은 연마율 및 비균일도와 같은 CMP 성능, 입도 분석, 표면 형상에 대해 평가하였다. 실험결과, 높은 연마율과 낮은 비균일도 측면에서 볼 때 원액 실리카 슬러리와 대등한 슬러리 특성을 얻을 수 있었다. 따라서 본 연구에서 제안하는 MnO₂-MAS를 사용하면 고가의 소모재인 슬러리를 절약하는데 매우 유용할 것이다.

• 기계저널
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• 제19권4호
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• pp.273-278
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• 1979

화학적 가공이란 화학적 절식이라고 말할 수 있는 방법으로서 주조 또는 공작기계에 의한 절삭 가공대신에 약품에 의한 용해작용을 이용해서 성형품을 만드는 방법이라 할 수 있다. 이 방법은 금속자의 눈금의 조각이나 프라스틱 제품에 눈금을 넣는 금형등에 이용되고 있다. 이는 원래 항공기공업방면에서 중용되어 개발된 기계가공에 대응하는 방법이다. 크기나 정밀도에 있어서 주조(die casting)가 부적당한 경우 혹은 모양이나 능률에 있어서 기계절삭에 의하는 것이 부적 당한 경우에는 이 방법이 이용된다. 최근에 와서는 항공기기계제작 분야에 있어서의 알루미늄의 표면가공뿐만 아니라, 자동차, 건축부분의 구조부품의 성형분야에도 진출하는 경향이 있으며 가 공대상금속도 실용금속일반에 걸쳐 확대되어 감으로써 가장 용도가 넓은 철강류에 확대되어 감 으로써 가장 용도가 넓은 철강류에 까지도 응용되어 가는 실정이다. 이와 같이 종래의 기계적인 수단이 유일한 방법이라고 생각되었던 금속가공분야에 있어서 이러한 화학적 가공법이 도입되 었다는 것은 십분주목할만 한 가치가 있다. 이 화학적 가공법의 특징을 종래의 기계가공법과 비교하면 다음과 같다. (1) 피가공판의 크기는 이를 수용하는 가공조의 용량에 따라 제한될뿐이며 어떠한 대형 물이라도 가공 가능하다. (2) 가공모양은 자유롭게 설계할 수 있고 더욱이 1매 금속 판에서 1공정으로서 복잡한 모양으로 성형할 수 있다. (3) 따라서 이작업에서는 리벳팅, 용접등의 부대작업을 필요로 하지 않는다. (4) 그 가공면은 일반으로 평활하고 마루리 연마공정을 생략할 수 있다. (5) 가공조작이 간편하여 특별한 숙련을 요하지 않고 설비도 가공조의에는 별로 고가의 기기류가 필요치 않다. (6) 이상과 같은 이유에서 본법의 가공비는 기계가공에 비해서 일반적으로 저렴하다. Symposium보고및 전문서가 많이 있으나 여기에는 중요한 몇가지만 소개한다.