The slurry stability and removal rate during recycling of slurry in silicon wafer polishing was studied. Average abrasive size of slurry was not changed with recycling time, however, large particles appeared as recycling time increased. Large particles were related foreign substances from pad or abraded silicon flakes during polishing. The removal rate as well as pH of slurry was decreased as recycling time increased. It suggests that the consumption of OH ions during recycling is the main cause of decrease of removal rate. Therefore, it is important to control pH of slurry to obtain optimum removal rate during polishing.
Chemical mechanical polishing(CMP) is an essential process in the production of copper-based chips. On this work, the stability of Hydrogen Peroxide($H_2O_2$) as oxidizer of Cu CMP slurry has been investigated. $H_2O_2$ is known as the most common oxidizer in Cu CMP slurry. Copper slowly dissolves in $H_2O_2$ solutions and the interaction of $H_2O_2$ with copper surface had been studied in the literature. Because hydrogen peroxide is a weak acid in aqueous solutions, a passivation-type slurry chemistry could be achieved only with pH buffered solution.[1] Moreover, $H_2O_2$ is so unstable that its stabilization is needed using as oxidizer. As adding KOH as pH buffering agent, stability of $H_2O_2$ decreased. However, stability went up with putting in small amount of BTA as film forming agent. There was no difference of $H_2O_2$ stability between KOH and TMAH at same pH. On the other hand, $H_2O_2$ dispersion of TMAH is lower than that of KOH. Furthermore, adding $H_2O_2$ in slurry in advance of bead milling lead to better stability than adding after bead milling. Generally, various solutions of phosphoric acids result in a higher stability. Using Alumina C as abrasive was good at stabilizing for $H_2O_2$; moreover, better stability was gotten by adding $H_3PO_4$.
최근 연약지반 터널 현장에 활용되는 슬러리 쉴드 TBM은 굴진면으로 슬러리가 주입됨으로 그 안정성을 확보하는 공법이다. 하지만 간극이 과다하여 슬러리에 의한 폐색이 발생하지 않는 조립질 지반에서는 적용이 어렵기 때문에 첨가제를 혼입하여 사용하기도 한다. 본 연구에서는 첨가제의 역할로서 탄산가스를 주입함으로 슬러리가 주입되었을 때에 간극 내에 탄산가스가 흡착하여 폐색현상을 촉진시키는 효과를 규명하였다. 실내실험 결과 탄산 혼입에 따라 슬러리 쉴드 터널이 적용 가능한 유효입경이 1.0 mm에서 2.6 mm가량으로 증가하였고, 필터계수 ${\lambda}$가 $0.007sec^{-1}$이상인 경우에 탄산에 의한 효과가 발생함을 알 수 있었다.
In this study, we evaluated the characteristics by the addition of 3 different kinds of nonionic surfactant to improve the dispersion stability of slurries. Slurry stability is an issue in any industry in which settling of particles can result in poor performance. So we observed the variation of particle size and settling rate when the concentration and addition time of surfactant are changed. When the surfactant is added after milling process, the particle size and pH became low. It is supposed that the particle agglomeration was disturbed by adsorption of surfactant on alumina abrasive. The settling rate was relatively stable when nonionic surfactant is added about 0.1~1.0 wt%. When molecular weight(MW) is too small like Brij 35, it was appeared low effect on dispersion stability. Because it can't prevent coagulation and subsequent settling with too small MW. The proper quality of MW for slurry stability was presented about 500,000. Consequently, the addition of nonionic surfactant to alumina slurry has been shown to have very good effect on slurry stabilization. If we apply this results to copper CMP process, it is thought that we will be able to obtain better yield.
In most drilled shafts construction sites, it is common, depending on the site condition, to use either water or slurry as fluids for maintaining stability of the holes, however, there are yet no design manuals by hole stability fluids. In this paper, in order to evaluate load transfer characteristics of the drilled shafts by hole stability fluids, two test piles are constructed over the soft ground of the lower Busan Bay based on the Bi-directional Pile Load Test. The test results showed that no ultimate states has found under the condition of applied loads with fresh water and slurry as hole fluids for drilled shafts. Then, the load transfer behavior were estimated with the data measured in fields and the effect of hole stability fluids were compared. All these results are presented in the paper.
최근 DRAM 소자 내에서 Ruthenium (Ru) 은 높은 화학적 안정성, 누설전류에 대한 높은 저항성, 고유전체와의 높은 안정성등과 같은 특성으로 인해 금속층-유전막(insulator)-금속층 캐패시터에 대한 하부전극으로 각광받고 있다. 일반적으로 Ru은 화학적으로 매우 안정하여 습식 식각으로 제거하기 어려우며, 이로인해 건식 식각을 이용하여 Ru을 제거하는 것이 널리 통용되고 있다. 하지만 칵 캐패시터의 분리를 위해 Ru을 건식 식각할 경우, 유독한 $Ru0_4$ 가스가 발생할 수 있으며 Ru 하부전극의 탈균일한 표면과 몰드 산화막의 손실을 유발할 수 있다. 이로인해 각 캐패시터간의 분리와 평탄화를 위해 CMP 공정이 도입되게 되었다. 이러한 CMP 공정에 공급되는 슬러리에는 부식액, pH 적정제, 연마입자등이 첨가되는데 이때 연마입자가 응집하여 슬러리의 분산 안정성 저하에 영향을 줄 수 있다. 그리하여 본 연구에서는 Ru CMP Slurry에서의 surfactant와 같은 첨가제에 따른 zeta potential, particle size, sedimentation의 분석을 통해 slurry 안정성에 대란 영향을 살펴보았다. 또한 선택된 surfactant가 첨가된 Ru CMP Slurry를 제조하여 Ru의 removal rate와 TEOS에 대한 selectivity를 측정해 보았다.
Stability and chemical durability for aqueous casting of BaTiO3 slurry with polycarylic acid(PAA) were studied. PAA was well chemisorbed on surface of BaTiO3 powder at neutral pH but did not chemically adsorbed at low pH. The amount of Ba dissolution in aqueous BaTiO3 slurry was abruptly increased at strong acid pH2 and also at high amount of PAA. Protection of Ba dissolution and stability of slurry could be obtained through the optimization of slurry conditions such as pH amount of surfactant and solid content.
This study reports a simple way of fabricating the porous Cu with unidirectional pore channels by freeze drying camphene slurry with Cu oxide coated Cu powders. The coated powders were prepared by calcination of ball-milled powder mixture of Cu and Cu-nitrate. Improved dispersion stability of camphene slurry could be achieved using the Cu oxide coated Cu powders instead of pure Cu powders. Pores in the frozen specimen at $-25^{\circ}C$ were generated by sublimation of the camphene during drying in air, and the green bodies were sintered at $750^{\circ}C$ for 1 h in $H_2$ atmosphere. XRD analysis revealed that the coated layer of Cu oxide was completely converted to Cu phase without any reaction phases by hydrogen heat treatment. The porous Cu specimen prepared from pure Cu powders showed partly large pores with unidirectional pore channels, but most of pores were randomly distributed. In contrast, large and aligned parallel pores to the camphene growth direction were clearly observed in the sample using Cu oxide coated Cu powders. Pore formation behavior depending on the initial powders was discussed based on the degree of powder rearrangement and dispersion stability in slurry.
반도체 소자의 집적도는 높아져 왔으며 이는 더 작고 밀도가 높은 회로 및 소자를 제조하는 것을 의미한다. 이에 따라 다양한 층간 표면을 매끄럽게 유지하여 미세한 패턴을 형성하고 고밀도 회로를 안정적으로 제작하는데 평탄화 기술이 중요한 역할을 한다. 결과적으로 반도체에서의 CMP(chemical mechanical polishing) 공정은 다층 구조 소자를 만들기 위해서 반드시 필요한 공정이 되었다. 일반적으로 CMP 공정의 슬러리 조성은 세리아(ceria), 분산제(dispersant), 물(DI water) 이렇게 3 가지 성분이 균형을 이루는 것이 중요하다. 본 연구에서는 AMP(2-Amino-2-methyle-1-propanol) 함량을 달리한 양쪽성 계면활성제를 사용한 세리아 슬러리 안정성 연구를 수행하였다. 결과적으로 AMP 함량에 따라 카복실기(-COOH) 영향으로 pH 안정화 되었으며, 세리아 슬러리 응집현상이 발생하지 않았으며 분산 안정성 문제가 없는 것으로 확인되었다.
본 논문은 이수식 쉴드TBM의 이수분출 안정성 및 세그먼트라이닝 부력에 대한 안정성 평가법의 제안에 대한 내용을 다루고 있다. 토피가 얇은 하·해저터널 건설을 위해 이수식 쉴드TBM 적용 시 이수분출 안정성 및 세그먼트라이닝 부력 안정성을 평가하여야 하는데 현재 적용되는 이론식은 다소 복잡함에 따라 실무적으로 계산이 불편한 문제점이 있다. 본 연구에서는 이수분출 안정성 및 세그먼트라이닝 부력 안정성 평가방법을 고찰하고 터널 계획단계에서 간편하게 이수분출 안정성과 부력 안정성을 평가하는 간편도표를 제안하였다. 또한, 강도감소법을 활용한 세그먼트라이닝에 작용하는 부력 안전율을 평가하고 이론식에 의한 부력 안전율과 비교·분석을 수행하였다. 본 연구에서 제시된 이수분출 및 부력 안정성 평가를 위한 간편도표는 하·해저터널 계획 및 설계 시 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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