• 제목/요약/키워드: material removal rate(MRR)

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마이크로 구조를 가진 패드를 이용한 MEMS CMP 적용에 관한 연구 (A study on the application of MEMS CMP with Micro-structure pad)

  • 박성민;정석훈;정문기;박범영;정해도
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.481-482
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    • 2006
  • Chemical-mechanical polishing, the dominant technology for LSI planarization, is trending to play an important function in micro-electro mechanical systems (MEMS). However, MEMS CMP process has a couple of different characteristics in comparison to LSI device CMP since the feature size of MEMS is bigger than that of LSI devices. Preliminary CMP tests are performed to understand material removal rate (MRR) with blanket wafer under a couple of polishing pressure and velocity. Based on the blanket CMP data, this paper focuses on the consumable approach to enhance MEMS CMP by the adjustment of slurry and pad. As a mechanical tool, newly developed microstructured (MS) pad is applied to compare with conventional pad (IC 1400-k Nitta-Haas), which is fabricated by micro melding method of polyurethane. To understand the CMP characteristics in real time, in-situ friction force monitoring system was used. Finally, the topography change of poly-si MEMS structures is compared according to the pattern density, size and shape as polishing time goes on.

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레이저 빔 가공과 방전 가공을 이용한 복합 미세 가공 (Micromachining Using Hybrid of Laser Beam and Electrical Discharge Machining)

  • 김산하;정도관;김보현;오광환;정성호;주종남
    • 한국정밀공학회지
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    • 제26권10호
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    • pp.108-115
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    • 2009
  • Although nanosecond pulsed laser drilling and milling are rapid and non-wear processes in micromachining, the quality cannot meet the precision standard due to the recast layer and heat affected zone. On the other hand, electrical discharge machining (EDM) is a well-known high precision machining process in micro scale; however, the low material removal rate (MRR) and tool wear remain as drawbacks. In this paper, hybrid process of laser beam machining (LBM) using nanosecond pulsed laser and micro EDM was studied for micro drilling and milling. While the quality of the micro structure fabricated by this hybrid process remains as high as direct EDM, the machining time and tool wear can be reduced. In addition, variable depth of layer was introduced as an effective method improving efficiency of hybrid milling.

랩그라인딩 후 사파이어 웨이퍼의 표면거칠기가 화학기계적 연마에 미치는 영향 (Effect of Surface Roughness of Sapphire Wafer on Chemical Mechanical Polishing after Lap-Grinding)

  • 서준영;이현섭
    • Tribology and Lubricants
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    • 제35권6호
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    • pp.323-329
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    • 2019
  • Sapphire is currently used as a substrate material for blue light-emitting diodes (LEDs). The market for sapphire substrates has expanded rapidly as the use of LEDs has extended into various industries. However, sapphire is classified as one of the most difficult materials to machine due to its hardness and brittleness. Recently, a lap-grinding process has been developed to combine the lapping and diamond mechanical polishing (DMP) steps in a single process. This paper studies, the effect of wafer surface roughness on the chemical mechanical polishing (CMP) process by pressure and abrasive concentration in the lap-grinding process of a sapphire wafer. In this experiment, the surface roughness of a sapphire wafer is measured after lap-grinding by varying the pressure and abrasive concentration of the slurry. CMP is carried out under pressure conditions of 4.27 psi, a plate rotation speed of 103 rpm, head rotation speed of 97 rpm, and slurry flow rate of 170 ml/min. The abrasive concentration of the CMP slurry was 20wt, implying that the higher the surface roughness after lapgrinding, the higher the material removal rate (MRR) in the CMP. This is likely due to the real contact area and actual contact pressure between the rough wafer and polishing pad during the CMP. In addition, wafers with low surface roughness after lap-grinding show lower surface roughness values in CMP processes than wafers with high surface roughness values; therefore, further research is needed to obtain sufficient surface roughness before performing CMP processes.

텅스텐 화학적-기계적 연마 공정에서 부식방지막이 증착된 금속 컨디셔너 표면의 전기화학적 특성평가 (Electrochemical Characterization of Anti-Corrosion Film Coated Metal Conditioner Surfaces for Tungsten CMP Applications)

  • 조병준;권태영;김혁민;;박문석;박진구
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.61-66
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    • 2012
  • 반도체 산업에서 회로의 고집적화와 다층구조를 형성하기 위해 화학적-기계적 연마(CMP: Chemical-Mechanical Planarization) 공정이 도입되었으며 반도체 패턴의 미세화와 다층화에 따라 화학적-기계적 연마 공정의 중요성은 더욱 강조되고 있다. 화학적-기계적 연마공정이란 화학적 반응과 기계적 힘을 동시에 이용하여 표면을 평탄화하는 공정으로, 화학적-기계적 연마 공정은 압력, 속도 등의 공정조건과, 화학적 반응을 유도하는 슬러리(Slurry), 기계적 힘을 위한 패드 등에 의해 복합적으로 영향을 받는다. 패드 컨디셔닝이란 컨디셔너가 화학적-기계적 연마 공정 중에 지속적으로 패드 표면을 연마하여 패드의 손상된 부분을 제거하고 새로운 표면을 노출시켜 패드의 상태를 일정하게 유지시키는 것을 말한다. 한편, 금속박막의 화학적-기계적 연마 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 스크래치(Scratch) 등을 발생시킬 뿐만 아니라, 컨디셔너의 수명도 저하시키게 되므로 이를 방지하기 위한 노력이 매우 중요하다. 본 연구에서는 컨디셔너 표면에 슬러리와 컨디셔너 표면 간에 일어나는 표면부식을 방지하기 위하여 유기박막을 표면에 증착하여 부식을 방지하고자 하였다. 컨디셔너 제작에 사용되는 금속인 니켈과 니켈 합금을 기판으로 하고, 증착된 유기박막으로는 자기조립단분자막(SAM: Self-Assembled Monolayer)과 불화탄소(FC: FluoroCarbon) 박막을 증착하였다. 자기조립단분자막은 2가지 전구체(Perfluoroctyltrichloro silane(FOTS), Dodecanethiol(DT))를 사용하여 기상 자기조립 단분자막 증착(Vapor SAM) 방법으로 증착하였고, 불화탄소막은 10 nm, 50 nm, 100 nm 두께로 PE-CVD(Plasma Enhanced-Chemical Vapor Deposition, SRN-504, Sorona, Korea) 방법으로 증착하여 표면의 부식특성을 평가하였다. 표면 부식 특성은 동전위분극법(Potentiodynamic Polarization)과 전기화학적 임피던스 측정법(Electrochemical Impedance Spectroscopy(EIS)) 등의 전기화학 분석법을 사용하여 평가되었다. 또한 측정된 임피던스 데이터를 전기적 등가회로(Electrical Equivalent Circuit) 모델에 적용하여 부식 방지 효율을 계산하였다. 동전위분극법과 EIS의 결과 분석으로부터 유기박막이 증착된 표면의 부식전류밀도가 감소하고, 임피던스가 증가하는 것을 확인하였다.