• Tribology and Lubricants
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• 제28권1호
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• pp.7-11
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• 2012

In this paper, the results of finite element(FE) analysis of chemical mechanical polishing(CMP) process using 2-dimensional elements were discussed. The objective of this study is to find the generation mechanism of microscratches on a wafer surface during the process. Especially, a FE model with a particle inside pad pore was considered to observe how such a contact situation could contribute to microscratch generation. The results of the finite element simulations revealed that during CMP process the pad-particle mixture could be formed and this would be a major factor leading to microscratch generation.

• 대한기계학회논문집A
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• 제28권1호
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• pp.85-91
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• 2004

The sapphire wafers for blue light emitting devices were manufactured by the implementation of the surface machining technology based on micro-tribology. This process has been performed by chemical and mechanical polishing process. The sapphire crystalline wafers were characterized by double crystal X-ray diffraction. The sample quality of sapphire crystalline wafer at surfaces has a full width at half maximum of 89 arcsec. The surfaces of sapphire wafer were mechanically affected by residual stress during the polishing process. The wave pattern of optical interference of sapphire wafer implies higher abrasion rate in the edge of the wafer than its center from the Newton's ring.

• 공업화학
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• 제22권6호
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• pp.631-635
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• 2011

직접산화법으로 제조한 구형 실리카졸과 비구형 실리카졸의 입자크기와 형상에 따른 산화막의 기계화학적 연마율에 미치는 영향을 연구하였다. 구형 실리카졸은 금속 실리콘 분말로부터 직접산화법에 의해 10~100 nm까지 크기별로 제조하였다. 직접산화법으로 제조한 10 nm 크기의 실리카졸에 산, 알콜, 실란과 같은 응집유도제에 의한 첨가하여 입자간 응집을 유도한 시드 졸을 제조하고, 여기에 실리콘 분말과 알칼리 촉매를 투입하여 직접산화법으로 입자를 성장하여, 두 개 이상의 입자가 응집되어 있는 실리카 시드의 형상이 유지된 상태에서 성장한 응집 비구형 실리카졸을 제조하였다. 이를 산화막 CMP에 적용하여 구형 및 비구형 실리카졸의 입자형상 및 크기에 따른 연마율을 비교하였다. 구형 실리카의 경우, 입자크기가 증가할수록 연마율은 높아졌고, 비구형 실리카졸은 평균입경이 유사한 크기의 구형 실리카 보다 더욱 높은 연마율을 나타내었다.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제52권10호
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• pp.441-446
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• 2003

The chemical mechanical polishing (CMP) process is now widely employed in the ultra large scale integrated (ULSI) semiconductor fabrication. Especially, shallow trench isolation (STI) has become a key isolation scheme for sub-0.13/0.10${\mu}{\textrm}{m}$ CMOS technology. The most important issues of STI-CMP is to decrease the various defects such as nitride residue, dishing, and tom oxide. To solve these problems, in this paper, we studied the planarization characteristics using slurry additive with the high selectivity between $SiO_2$ and $Si_3$$N_4$ films for the purpose of process simplification and in-situ end point detection. As our experimental results, it was possible to achieve a global planarization and STI-CMP process could be dramatically simplified. Also, we estimated the reliability through the repeated tests with the optimized process conditions in order to identify the reproducibility of STI-CMP process.

• 대한치과교정학회지
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• 제29권4호
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• pp.483-490
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• 1999

다양한 부정교합의 원인 중에서 치아의 형태적 이상이나 크기의 부조화를 해결하기 위한 방법으로 치간 법랑질 삭제(interdental enamel stripping)가 임상에서 자주 사용된다. 이런 치간 법랑질 삭제술식은 특히 상하악의 전치부위에 서 적은 량의 치아밀집을 해결하거나, 교정치료 말기에 상하악 치아 크기의 부조화에 의한 견치 또는 구치의 바람직하지 못한 교합관계를 개선하는데 유용하지만 치아삭제가 비가역적인 술식이며, 삭제 후 남게 되는 거친 법랑질 표면으로 인한 치주적 부작용이 문제점으로 지적되어 왔다. 법랑질 삭제 후 표면에 남게 되는 거칠기를 줄이기 위해 다양한 치과용 마모기구를 이용한 방법들이 소개되었지만 그 결과에 대한 해석은 주사현미경 (SEM)상에서 관찰되는 표면소견을 통한 비교분석에 국한되었다. 본 연구의 목적은 임상에서 자주 사용되고 있는 여러 가지 법랑질 삭제방법들의 결과를 주사현미경적 소견과 함께 표면조도측정기를 이용하여 표면의 거칠기를 정량화하므로서 좀 더 구체적인 임상적 결과를 비교 평가하고자 함이다. 치간 법랑질 삭제방법은 기계적 방법 및 기계화학적인 방법으로 나누어 비교하였으며, 기계적 방법은 회전기계삭제와 치과용 마모지를 이용한 삭제로 구분하고, 기계화학적 방법을 위해 $37\%$ 인산이 사용되었다. 교정목적으로 발거된 소구치의 인접면을 이용하여 기계적 및 기계화학적인 법랑질 삭제방법에 따른 표면 거칠기를 비교 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 회전기계 및 치과용 마모지를 이용한 기계적 방법으로 1차 삭제한 군의 법랑질 표면이 다른군들에 비해 거칠게 나타났다. 2. 산 부식을 이용한 기계화학적 방법으로 1차 삭제한 군이 기계적 방법으로 1차 삭제한 군에 비해 양호한 표면을 보였다. 3. 기계적으로 1차 및 2차 삭제한 군의 표면은 대조군과 유사한 정도로 표면이 양호하였다. 4. 표면 활택 목적으로 사용된 미세 연마제는 표면 거칠기나 표면의 연마 또는 가공정도에 큰 영향을 주지 않았다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제15권10호
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• pp.838-843
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• 2002

Chemical mechanical polishing(CMP) process has been widely used to planarize dielectric layers, which can be applied to the integrated circuits for deep sub-micron technology. The reverse moat etch process has been used for the shallow trench isolation(STI)-chemical mechanical polishing(CMP) process with conventional low selectivity slurries. Thus, the process became more complex, and the defects were seriously increased. In this paper, we studied the direct STI-CMP process without reverse moat etch step using high selectivity slurry(HSS). As our experimental results show, it was possible to achieve a global planarization without the complicated reverse moat process, the STI-CMP process could be dramatically simplified, and the defect level was reduced. Therefore the throughput, yield, and stability in the ULSI semiconductor device fabrication could be greatly improved.

• Tribology and Lubricants
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• 제34권6호
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• pp.279-283
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• 2018

In this study, we investigate the behavior of abrasive particles and change of the stick-slip pattern according to chemical mechanical polishing (CMP) process parameters when a large number of abrasive particles are fixed on a pad. The CMP process is simulated using the finite element method. In the simulation, the abrasive grains are composed of those used in the actual CMP process. Considering the cohesion of the abrasive grains with the start of the CMP process, abrasive particles with various sizes are fixed onto the pad at different intervals so that stick-slip could occur. In this analysis, we determine that when the abrasive particle size is relatively large, the stick-slip period does not change as the pressure increases while the moving speed is constant. However, if the size of the abrasive grains is relatively small, the amount of deformation of the grains increases due to the elasticity of the pad. Therefore, the stick-slip pattern may not be observed. As the number of abrasive particles increases, the stick-slip period and displacement decrease. This is consistent with the decrease in the von Mises yield stress value on the surface of the wafer as the number of abrasive grains increases. We determine that when the number of the abrasive grains increases, the polishing rate, and characteristics are improved, and scratches are reduced. Moreover, we establish that the period of stick-slip increases and the change of the stick-slip size was not large when the abrasive particle size was relatively small.