• 대한기계학회논문집B
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• 제29권4호
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• pp.435-440
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• 2005

In this paper, slurry fluid motion, abrasive particle motion, and roles of groove patterns on the pads are numerically investigated in the 2D and 3D geometries. The simulation results are analyzed in terms of experimental removal rate and WIWNU (Within Wafer Non-Uniformity) for ILD (Inter Level Dielectric) CMP process. Numerical investigations reveal that the grooves in the pad behave as uniform distributor of abrasive particles and enhance the removal rate by increasing shear stress. Higher removal rate and desirable uniformity are numerically and experimentally observed at the pad with grooves. Numerical analysis is very well matched with experimental results and helpful fur understanding polishing mechanism and local physics.

• 한국결정성장학회지
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• 제28권1호
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• pp.51-56
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• 2018

PVT법으로 성장된 AlN 단결정의 표면 평탄화 최적화 하기 위하여 기계적 연마 후 $SiO_2$ slurry를 이용한 CMP 공정을 진행하였고 이에 따른 표면 형상, slurry 변화에 따른 가공 특성을 분석하였다. Slurry의 pH가 표면 연마 과정에 미치는 영향을 알아보기 위해 $SiO_2$ slurry의 pH를 조절하였으며, 제타전위측정기를 통해 각각의 pH에 따른 zeta potential의 영향과 MRR(material removal rate) 결과를 비교하였으며, 최종적으로 원자간력 현미경(atomic force microscope)을 이용한 표면 거칠기 RMS(0.2 nm)를 얻을 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제26권5호
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• pp.976-985
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• 2002

The purpose of this paper is that the roughness(Rrms = 31$\AA$, Rp-v = 270$\AA$) of ITO thin film deposited by sputtering method for OELD is improved to Rrms $\leq$ 10$\AA$, Rp-v $\leq$ 80$\AA$ by chemical mechanical polishing(CMP). First, ITO thin films are polished with a variety of consumables (Pads, Slurries) to choose proper some for the roughness improvement and the CMP mechanism of ITO thin films is demonstrated on the ground of the experiment results. Henceforth, the CMP characteristics (Removal rate, Non-uniformity) of chosen consumables are evaluated according to processing conditions (Polishing pressures, Table velocities) and suitable conditions for ITO film CMP are selected. Finally, the electrical and optical properties (Sheet resistance, Transmittance) of ITO thin films are investigated to verify whether or not ITO thin film are still suitable for OELD after polished.

• 전기화학회지
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• 제20권1호
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• pp.1-6
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• 2017

본 연구에서는 구리 배선 공정에서 구리 씨앗층 표면에 형성되는 구리 자연산화물을 제거하는 표면 전처리가 후속 구리 전착에 미치는 영향을 살펴보았다. 구리 배선 공정의 화학적 기계적 연마 공정에서 사용하는 citric acid 기반의 용액을 구리 표면 전처리 과정에 적용하여 표면에 존재하는 구리 자연 산화물을 제거하였고, 용액 조성 변화를 통해 산화물 제거의 선택성을 높여 구리 씨앗층의 손실을 최소화하였다. 또한 표면 전처리 후 구리 전해 전착과 무전해 전착을 시도하여 전착한 박막의 비저항, 표면 거칠기 등의 성질을 비교하고, 이를 통해 선택적으로 구리 산화물을 제거한 이후에 전착된 박막의 비저항과 표면 거칠기가 가장 낮게 나타남을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제25권10호
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• pp.1535-1540
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• 2001

This study presents the possibility of scratch reduction on wafer in CMP by applying the ultrasonic and megasonic energy into the slurry which might contain large abrasive particles. Experiments were conducted to verify the dispersion ability of agglomerated particles by applying ultrasonic, megasonic waves and analyze the particle distribution of used slurry in case, of sonic energy assisted or none. And the dispersion stability of megasonic waves was investigated through the experiment of stability of the dispersed slurry, Finally, to confirm that the distribution of particles in slurry by ultrasonic waves was actually related to scratches on wafer when CMP was done, tungsten blanket wafer was processed, by CMP to compare and investigate scratches on wafer.

• 한국기계가공학회지
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• 제17권6호
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• pp.91-97
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• 2018

Chemical mechanical polishing(CMP) realizes a surface planarity through combined mechanical and chemical means. In CMP process, Preston equation is known as one of the most general approximation of the removal rate. Effects of pressure and relative speed on the mechanical property of Cu CMP has been investigated. On the other hand, The amount of abrasion also increased with changes in pressure and speed, resulting in a proportional increase of temperature during CMP. Especially this temperature is an important factor to change chemical reaction in a Cu CMP. However, when the slurry temperature became higher than $70^{\circ}C$, the removal rate went lower due to abrasives aggregation and scratching occurred on the Cu film. Therefore, it was found that the slurry temperature should not exceed $70^{\circ}C$ during Cu CMP. Finally, authors could increase the pressure, speed and slurry temperature up to a ceratin level to improve the removal rate without surface defects.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제21권1호
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• pp.45-50
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• 2014

반도체 미세구리배선 적용을 위하여 구리배선의 습식 표면처리 및 열 사이클에 따른 구리 박막과 실리콘질화막 도포층 사이의 계면접착에너지를 4점굽힘시험을 통해 정량적으로 평가하였다. 구리배선을 화학적 기계적 연마한 후 습식 표면처리를 통하여 구리 박막과 실리콘질화막의 계면접착에너지는 $10.57J/m^2$에서 $14.87J/m^2$로 증가하였다. $-45{\sim}175^{\circ}C$범위에서 250사이클 후, 표면처리를 하지 않은 시편의 계면접착에너지는 $5.64J/m^2$으로, 표면처리를 한 시편은 $7.34J/m^2$으로 감소하였으며, 모든 시편의 박리계면은 구리 박막과 실리콘질화막 계면으로 확인되었다. X-선 광전자 분광법으로 계면 결합 상태를 분석한 결과, 화학적 기계적 연마 공정 후 구리배선의 표면 산화물이 습식표면처리에 의해 효과적으로 제거된 것을 확인하였다. 또한, 열 사이클 처리동안, 구리 박막과 실리콘질화막의 큰 열 팽창 계수 차이로 인한 열응력으로 인하여 구리 박막과 실리콘질화막 계면이 취약해지고, 계면을 통한 산소유입에 따른 구리 산화층이 증가하여 계면접착에너지가 저하된 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제14권1호
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• pp.79-91
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• 2012

곡면 FRP 패널 부재는 생산방식 및 생산설비 등의 제한으로 일정한 폭을 갖는 제품으로 생산되며, 이러한 곡면 FRP 부재를 이용하여 제작 공장 또는 현장에서 FRP 부재간 연결을 통한 연속 시공으로 목적대상 구조물을 시공할 수 있다. FRP 부재간 연결방법은 크게 화학적 연결, 기계적 연결, 그리고 복합적인 연결방법 등이 있으며, 이 가운데 접착용 수지를 이용한 화학적 연결이 가장 보편적으로 적용되고 있다. 따라서 FRP 부재의 연결부 최적화설계를 위하여 표면처리 조건 및 접착제 종류 등을 매개변수로 직접전단 시험을 수행하였다. 시험결과 sand paper를 이용한 연마 또는 sand blasting으로 FRP 부재 표면 처리 조건 및 에폭시 또는 아크릴계 접착제가 가장 효과적인 접합방식인 것으로 나타났다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.53-53
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• 2007

반도체 소자의 고집적화, 미세화 화로 인해 반도체의 동작속도를 증가시키기 위하여 Cu를 이용한 금속배선이 주목받게 되었으나, 높은 압력으로 인한 보은 Cu 영역에서 과잉 디슁 현상과 에로젼을 유도하고 반도체 웨이퍼위의 low-k 물질에 손상을 줌에 따라 메탈라인 브리징과 단락을 초래할 있어, Cu의 단락인 islands를 남김으로서 표면 결항을 제거하지 못한다는 단점을 가지고 있었다. 그래서 이러한 문제점을 해결하기 위하여 기존의 CMP에 전기화학을 결합시킴으로서 낮은 하력에서의 Cu평탄화를 달성할 수 있는 ECMP (electrochemical mechanical polishing)기술이 필요하게 되었다. 따라서 본 논문에서는 전기화학적 기계적 연마(ECMP)작용을 위해, I-V 특성 곡선을 이용하여 패시베이션 막의 active, passive, transient, trans-passive영역의 전기화학적 특성을 비교 분석하였으며, Cu막의 표면 형상을 알아보기 위해 scanning electron microscopy (SEM) 측정과 energy dispersive spectroscopy (EDS)와 X-ray Diffraction (XRD) 분석을 통해 금속 화학적 조성을 조사하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.213-217
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• 2007

Copper has been used as an interconnect material in the fabrication of semiconductor devices, because of its higher electrical conductivity and superior electro-migration resistance. Chemical mechanical polishing(CMP) technique is required to planarize the overburden Cu film in an interconnect process. Various problems such as dishing, erosion, and delamination are caused by the high pressure and chemical effects in the Cu CMP process. But these problems have to be solved for the fabrication of the next generation semiconductor devices. Therefore, new process which is electro-chemical mechanical polishing(ECMP) or electro-chemical mechanical planarization was introduced to solve the technical difficulties and problems in CMP process. In the ECMP process, Cu ions are dissolved electrochemically by the applying an anodic potential energy on the Cu surface in an electrolyte. And then, Cu complex layer are mechanically removed by the mechanical effects between pad and abrasive. This paper focuses on the manufacturing of ECMP system and its process. ECMP equipment which has better performance and stability was manufactured for the planarization process.