• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2004.05a
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• pp.149-149
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• 2004

반도체 산업이 급속하게 발전함에 따라 고집적, 대용량이 요구되고 있으며, 이에 따라 선폭의 미세화, 웨이퍼 크기의 증가, 패턴의 다층화가 필수적인 조건으로 대두되고 있다. 이러한 요구를 만족시키기 위해서는 고정도의 표면상태와 칩과 웨이퍼 전면에서의 균일한 가공이 필요하다. 따라서 화학 기계적 연마를 통한 안정하고 고성능의 평탄화는 고집적 소자형성에 있어서 핵심 기술이 되고 있다.(중략)

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2004.05a
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• pp.144-144
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• 2004

마이크로프로세서가 점점 더 고집적화 되어감에 따라 가장 중요한 반도체 제조 기술 중 하나인 로광시 초점 심도를 맞추기 위해 웨이퍼의 광역 평탄화가 요구되어 왔다. 화학 기계적 연마기술(CMP： Chemical Mechanical Polishing)은 80년대 중반 IBM에 의해 제안된 이후 이러한 요구를 만족시키기 위해서 마이크로프로세서산업에 있어서 필수 기술로 자리매김 되고 있다. 화학 기계적 연마기술은 연마 결과에 영향을 미치는 인자가 많아 체계적인 기술로 발전되지 못하고 경험적인 기술에 머물러 있는 단계이다.(중략)

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.10a
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• pp.24.1-24.1
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• 2011

CMP (Chemical Mechanical Planarization)는 고직접도의 다층구조의 소자를 형성하기 위한 표면연마 공정으로 사용되며, pattern 크기의 감소에 따른 공정 중요도는 증가하고 있다. 반도체 소자 제조 공정에서는 낮은 비용으로 초기재료를 만들 수 있고 우수한 성능의 전기 절연성질을 가지는 산화막을 만들 수 있는 단결정 실리콘 웨이퍼가 주 재료로 사용되고 있으며, 반도체 공정에서 실리콘 웨이퍼 표면의 거칠기는 후속공정에 매우 큰 영향을 미치므로 CMP 공정을 이용한 평탄화 공정이 필수적이다. 다결정 실리콘 박막은 현재 IC, RCAT (Recess Channel Array Transistor), 3차원 FinFET 제조 공정에서 사용되며 CMP공정을 이용한 표면 거칠기의 최소화에 대한 연구의 필요성이 요구되고 있다. 본 연구에서는 알칼리성 슬러리를 이용한 단결정 및 다결정 실리콘의 식각 및 연마거동에 대한 특성평가를 실시하였다. 화학적 기계적 연마공정에서 슬러리의 pH는 슬러리의 분산성, removal rate 등 결과에 큰 영향을 미치고 연마대상에 따라 pH의 최적조건이 달라지게 된다. 따라서 단결정 및 다결정 실리콘 연마공정의 최적 조건을 확립하기 위해 static etch rate, dynamic etch rate을 측정하였으며 연마공정상의 friction force 및 pad의 온도변화를 관찰한 후 removal rate을 계산하였다. 실험 결과, 단결정 실리콘은 다결정 실리콘보다 static/dynamic etch rate과 removal rate이 높은 것으로 나타났으며 슬러리의 pH에 따른 removal rate의 증가율은 다결정 실리콘이 더 높은 것으로 관찰되었다. 또한 다결정 실리콘 연마공정에서는 friction force 및 pad의 온도가 단결정 실리콘 연마공정에 비해 상대적으로 더 높은 것으로 나타났다. 결과적으로 단결정 실리콘의 연마 공정에서는 화학적 기계적인 거동이 복합적으로 작용하지만 다결정 실리콘의 경우 슬러리를 통한 화학적인 영향보다는 공정변수에 따른 기계적인 영향이 재료 연마율에 큰 영향을 미치는 것으로 확인되었으며, 이를 통한 최적화된 공정개발이 가능할 것으로 예상된다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.19 no.1
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• pp.61-66
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• 2012

Chemical Mechanical Planarization (CMP) is a polishing process used in the microelectronic fabrication industries to achieve a globally planar wafer surface for the manufacturing of integrated circuits. Pad conditioning plays an important role in the CMP process to maintain a material removal rate (MRR) and its uniformity. For metal CMP process, highly acidic slurry containing strong oxidizer is being used. It would affect the conditioner surface which normally made of metal such as Nickel and its alloy. If conditioner surface is corroded, diamonds on the conditioner surface would be fallen out from the surface. Because of this phenomenon, not only life time of conditioners is decreased, but also more scratches are generated. To protect the conditioners from corrosion, thin organic film deposition on the metal surface is suggested without requiring current conditioner manufacturing process. To prepare the anti-corrosion film on metal conditioner surface, vapor SAM (self-assembled monolayer) and FC (Fluorocarbon) -CVD (SRN-504, Sorona, Korea) films were prepared on both nickel and nickel alloy surfaces. Vapor SAM method was used for SAM deposition using both Dodecanethiol (DT) and Perfluoroctyltrichloro silane (FOTS). FC films were prepared in different thickness of 10 nm, 50 nm and 100 nm on conditioner surfaces. Electrochemical analysis such as potentiodynamic polarization and impedance, and contact angle measurements were carried out to evaluate the coating characteristics. Impedance data was analyzed by an electrical equivalent circuit model. The observed contact angle is higher than 90o after thin film deposition, which confirms that the coatings deposited on the surfaces are densely packed. The results of potentiodynamic polarization and the impedance show that modified surfaces have better performance than bare metal surfaces which could be applied to increase the life time and reliability of conditioner during W CMP.

• Journal of the KSME
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• v.56 no.7
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• pp.36-39
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• 2016

이 글에서는 1G DR AM급 이상의 고집적 반도체 소자를 제조하기 위해 필수적인 표면 평탄화 방법으로 CMP(Chemical Mechanical Planarization) 공정을 소개한다. 특히 반도체 소자를 구성하는 재료의 화학적 반응과 기계적 마멸 정도에 적합한 연마(polishing) 처방을 제공하고자 한다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2002.05a
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• pp.134-134
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• 2002

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2002.11a
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• pp.67-67
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• 2002

• 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.

• 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.

• 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.