• 한국진공학회지
• /
• 제10권3호
• /
• pp.361-367
• /
• 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
• /
• 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
• /
• pp.61-61
• /
• 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.

• 한국정밀공학회지
• /
• 제17권3호
• /
• pp.184-191
• /
• 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
• /
• 제28권6호
• /
• pp.272-277
• /
• 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.

• 한국정밀공학회지
• /
• 제32권7호
• /
• pp.627-631
• /
• 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%.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제32권6호
• /
• pp.108-116
• /
• 2018

구리 용융흔(Melted bead) 미세조직(Microstructure)은 변형층(Deformed layer)과 원조직(Undeformed layer)으로 구분할 수 있다. 변형층이 존재하는 경우에는 측정오류가 발생되어 연마/미세연마(Grinding/Polishing)를 통하여 변형층을 제거하고 원조직을 관측하여야 한다. 이에 따라 본 연구에서는 구리 용융흔의 미세조직 분석을 위한 연마/미세연마 절차(Process)를 제시하였다. 변형층 제거를 위해 연마재 종류/크기, 연마시간, 연마율의 상관성을 분석하였고 변형층의 두께를 $1{\mu}m$ 이하가 되도록 하였다. 연구결과, 실리콘카바이드 연마재 $15{\mu}m$ (SiC P1200) 2 min, $10{\mu}m$ (SiC P2400) 1 min, 다이아몬드 연마재 $6{\mu}m$ 8 min, $3{\mu}m$ 6 min, $1{\mu}m$ 10 min, $.25{\mu}m$ 8 min 실시하는 새로운 연마/미세연마 절차를 제시하였다. 또한 최종 단계에서 3 min 동안 콜로이달 실리카 $.04{\mu}m$로 화학적 미세연마를 실시함으로써 미세조직의 선명성을 증대시키는 방안도 제시하였다. 연마/미세연마 시간은 총 38 min이 소요되며, 기존에 제시된 시간, 절차보다 단순화 하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
• /
• pp.32.2-32.2
• /
• 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.

• Tribology and Lubricants
• /
• 제25권6호
• /
• pp.404-408
• /
• 2009

본 연구에서는 마이크로/나노입자를 이용한 연마가공 공정에서의 입자-표면간 접촉상황에서 접촉계면의 기계적 성질과 재료제거율간의 관계를 실험적으로 고찰하였다. 연마가공 공정에서의 입자-평면간 접촉을 모사하기 위하여 팁 대신 실리카 입자를 부착한 콜로이드 프로브를 이용한 원자현미경 실험을 통하여 마찰력과 강성을 실험적으로 측정하였다. 실험결과와 이론적 접촉해석으로부터, 마찰계수는 횡방향 접촉강성에 따라 대체적으로 증가하고 재료제거율은 실리카 입자와 Cu, PolySi, Ni과 같은 다양한 재료표면간 접촉에서의 마찰계수들과 지수함수적인 비례관계를 가지고 있음을 규명하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제60권1호
• /
• pp.132-138
• /
• 2022

본 연구에서는 광경화 3D 프린팅 방식인 SLA (Stereo Lithography Apparatus) 방식 출력물의 후처리 방법에 따른 표면 특성의 변화를 체계적으로 비교하고, 용도에 맞는 후처리 방법에 대한 정보를 제공하기 위한 기초 연구를 수행하였다. SLA 방식 출력물은 연마를 통해 표면의 불규칙한 미세구조를 규칙적으로 변화시켜 투명도를 일부 개선할 수는 있었으나, 유리와 같은 충분한 투명도를 확보하기는 어려웠다. 연마에 따른 접촉각 특성 변화는 연마 시간이 증가할 수록 그리고 사용된 사포의 입도가 작을 수록 다소 증가하는 경향을 보였으나 샘플 간 편차가 크고 평균 77~90°의 접촉각을 나타내어 대부분 통계적으로 유의미한 차이를 보이지는 않았다. 연마 이외 다양한 방법을 통한 표면처리 방법이 시도되었으며, 시판되는 차량용 흠집제거제나 실리콘 오일 등을 도포하여 쉽고 간단하게 투명도를 개선하는 것이 가능함을 확인하였다. 또한, 입도 사이즈를 줄이며 순차적으로 연마한 후 흠집제거제를 사용함으로써 유리와 같은 높은 투명도를 확보할 수 있는 방법을 제안하였다. 마지막으로 연마와 다양한 방법을 통해 표면처리를 하더라도 접촉각은 90° 이상을 확보하기 어려웠으며 소수성의 특성을 필요로 하는 경우, 본 연구에서 사용된 다양한 방법 외 소수성 코팅과 같은 추가적인 처리가 필요함을 확인하였다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제28권4호
• /
• pp.453-458
• /
• 2006

수질의 빠르고 정확한 COD(Chemical Oxygen Demand)의 측정을 위하여 전극표면 연마장치가 부착된 전기화학적 측정 센서시스템을 연구하였다. 수질 내 유기물에 대한 Cu의 산화작용이 COD 측정의 기본원리로 이용되었으며, 3전극계를 적용한 전기화학 셀을 COD 측정시스템에 적용하였다. 장시간의 COD 측정에 대비하여, Cu전극의 내구성과 안정성을 유지시키기 위해 회전되는 연마석을 이용한 자동연마장치를 부착하였다. 유기물을 함유한 인공시료 및 실제 현장시료를 이용하여 COD 변화에 대한 측정가능성을 실험하였고, $COD_{Mn}$ 수치와 COD 측정용 센서를 이용하여 측정한 Coulombic yield와의 사이에 높은 상관관계($r^2=0.93$)를 가지며 이 측정값을 EOD(electrochemical oxygen demand)로 표현할 수 있다는 것을 확인하였다. 이러한 측정 결과를 토대로 이 시스템이 폐수처리장 및 하수에 연속 COD 측정 장치로 적용할 수 있는 가능성이 있을 것으로 확인하였다.