• Title/Summary/Keyword: 화학기계적 연마

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Study on Optical Properties of Lithium Niobate Using CMP (화학기계적 연마에 의한 리튬니오베이트의 광학 특성에 관한 연구)

  • Jeong, Suk-Hoon;Kim, Young-Jin;Lee, Hyun-Seop;Jeong, Hae-Do
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.33 no.3
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    • pp.196-200
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    • 2009
  • Lithium niobate ($LN:LiNbO_3$) is a compound of niobium, lithium and oxygen. The characteristics of LN are piezoelectricity, ferroelectricity and photoelectricity, and which is widely used in surface acoustic wave (SAW). To manufacture LN devices, the LN surface should be a smooth surface and defect-free because of optical property, but the LN material is processed difficult b traditional processes such as grinding and mechanical polishing (MP) because of its brittleness. To decrease defects, chemical mechanical polishing (CMP) was applied to the LN wafer. In this study, the suitable parameters such as down force and relative velocity, were investigated for the LN CMP process To improve roughness, the LN CMP was performed using the parameters that were the highest removal rate among process parameters. And, evaluation of optical property was performed by the optical reflectance.

A Dynamic Thermal Modeling of Chemical Mechanical Polishing Process (화학기계적 연마 프로세스의 동적 열전달 모델링 연구)

  • Seok, Jong-Won
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.28 no.5
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    • pp.617-623
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    • 2004
  • This paper describes a dynamic thermal model for a representative dual axis rotational Chemical-Mechanical Polishing (CMP) tool. The model is one-dimensional but configured in the two-dimensional space and consists of three sub-models (pad, wafer and slurry fluid), with the first and the second that are time-dependent heat conduction-convection models with linear stationary (wafer) and nonlinear moving (pad) boundary conditions, and the last one that is a heat transport-convection model (slurry fluid). The modeling approach is validated by comparing the simulation results with available experimental data.

The effects of polishing technique and brushing on the surface roughness of acrylic resin (연마 방법과 칫솔질이 아크릴릭 레진의 표면 거칠기에 미치는 영향)

  • Lee, Ju-Ri;Jeong, Cheol-Ho;Choi, Jung-Han;Hwang, Jae-Woong;Lee, Dong-Hwan
    • The Journal of Korean Academy of Prosthodontics
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    • v.48 no.4
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    • pp.287-293
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    • 2010
  • Purpose: This study evaluated the effect of polishing techniques on surface roughness of polymethyl methacrylate (PMMA), as well as the influence of light-cured surface glaze and subsequent brushing on surface roughness. Materials and methods: A total of 60 PMMA specimens ($10{\times}10{\times}5\;mm$) were made and then divided into 6 groups of 10 each according to the polymerization methods (under pressure or atmosphere) and the surface polishing methods (mechanical or chemical polishing) including 2 control groups. The mechanical polishing was performed with the carbide denture bur, rubber points and then pumice and lathe wheel. The chemical polishing was performed by applying a light-cured surface glaze ($Plaquit^{(R)}$; Dreve-Dentamid GmbH). Accura $2000^{(R)}$, a non-contact, non-destructive, optical 3-dimensional surface analysis system, was used to measure the surface roughness (Ra) and 3-dimensional images were acquired. The surface roughness was again measured after ultrasonic tooth brushing in order to evaluate the influence of brushing on the surface roughness. The statistical analysis was performed with Mann-Whitney test and t-test using a 95% level of confidence. Results: The chemically polished group showed a statistically lower mean surface roughness in comparison to the mechanically polished group (P = .0045) and the specimens polymerized under the atmospheric pressure presented a more significant difference (P = .0138). After brushing, all of the groups, except the mechanically polished group, presented rougher surfaces and showed no statistically significant differences between groups. Conclusion: Although the surface roughness increased after brushing, the chemical polishing technique presented an improved surface condition in comparison to the mechanical polishing technique.

광학소자 가공방법(연마(2))-광학 유리의 경면 가공

  • Korea Optical Industry Association
    • The Optical Journal
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    • s.107
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    • pp.62-67
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    • 2007
  • 일반적으로는 지립의 작용으로 연마가 진행되기 때문에 기계적인 미세 절삭이 주된 작용을 하고 이 작용에 화학적인 작용이나 국부적인 유동 작용이 복잡하게 더해지는 것으로 생각된다. 그러나 이 연마 메커니즘의 상세한 내용에 대해서는 해명이 시도되고 있지만 불명료한 점이 많은 게 사실이다. 이 때문에 복잡한 연마 메커니즘을 기본으로 설명을 진행하는 것보다 여기에서는 연마의 몇 가지 파라미터 중 연마 공구의 크기에 주목해 비교적 큰 연마 공구(가공물 지름과 같거나 그 이상)를 이용하는 연마 가공 방식과 비교적 작은 연마 공구(가공물 지름의 1/3 이하 정도)를 이용하는 연마 가공 방식으로 크게 나누어 광학 유리의 경면 연마에 관해 개략적으로 설명하겠다. 또 이 밖에 최근 과학 유리의 경면 연마나 연마 이외의 가공에 대해서도 개략적으로 설명하겠다.

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CMP 컨디셔닝 공정에서의 부식방지를 위한 자기조립 단분자막의 적용과 표면특성 평가

  • Jo, Byeong-Jun;Gwon, Tae-Yeong;Venkatesh, R. Prasanna;Kim, Hyeok-Min;Park, Jin-Gu
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2011.05a
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    • pp.33.2-33.2
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    • 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.

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A Study on CMP Characteristics According to Shape of Colloidal Silica Particles (콜로이달 실리카 입자 형상에 따른 CMP 특성에 관한 연구)

  • Kim, Moonsung;Jeong, Haedo
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.38 no.9
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    • pp.1037-1041
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    • 2014
  • Slurry used for polishing semiconductors processed by exchange, pressurization, and multi-step feeding has been studied to investigate the effect of the size and shape of slurry particles on the oxide CMP removal rate. First, spherical silica sol was prepared by the ion exchange method. The spherical silica particle was used as a seed to grow non-spherical silica sol in accordance with the multi-step feeding of silicic acid by the ion exchange and pressurization methods. The oxide removal rate of both non-spherical silica sol and commercially available slurry were compared with increasing average particle size in the oxide CMP. The more alkaline the pH level of the non-spherical silica sol, the higher was the removal rate and non-uniformity.

A Study on the Polishing Characteristics Using Floating Nozzle in Linear Roll CMP (선형 롤 CMP에서 플로팅 노즐을 이용한 연마 특성에 관한 연구)

  • Lee, Chiho;Jeong, Haedo
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.32 no.7
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    • pp.627-631
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    • 2015
  • Conventional etching technology is in the face of problems such as dishing, erosion resulting from non-uniform removal of film. Advanced printed circuit board (PCB) requires accurate wire formation with the aid of planarization by chemical mechanical polishing (CMP). Linear roll CMP is a line contact continuous process which removes the film by pressurization and rotation while slurry is supplied to polishing pad attached to the roll. This paper focuses on the design of floating nozzle on the linear roll CMP equipment which makes the slurry supply uniformly on the roll pad. Experimental results show that removal rate using the floating nozzle increases 3 times higher than that without it and non-uniformity is less than 15%.

Hydrodynamic Lubrication Model for Chemical Mechanical Planarization (유체윤활을 고려한 화학기계적 연마 공정에서의 연마대상과 패드 사이의 유동장 해석)

  • 김기현;오수익;전병희
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 2003.06a
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    • pp.207-210
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    • 2003
  • The chemical mechanical planarization (CMP) process is a method of planarizing semiconductor wafers with a high degree of success. However, fundamental mechanisms of the process are not fully understood. Several theoretical analyses have been introduced, which are focused on kinematics, von Mises stress distributions and hydrodynamic lubrication aspects. This paper is concerned with hydrodynamic lubrication theory as the chemical mechanical planarization model; the three-dimensional Reynolds equation is applied to predict slurry film thickness and pressure distributions between the pad and the wafer. This paper classifies geometry of wafer into 3 types and focuses on the differences between them.

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