• 분석과학
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• 제19권5호
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• pp.394-399
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• 2006

본 연구에서는 반도체 웨이퍼 연마 공정에 사용한 산화제와 첨가제의 연마 속도에 미치는 영향과 전기 화학적 특성에 대해 조사하였다. 산화제로는 과산화수소, 질산화 철과 요오드산 칼륨을 사용하였으며, 이들은 연마액의 pH와 종류에 따라 텅스텐 막질에서 상이한 산화반응을 나타내었다. 이러한 차이점은 연마성능에 영향을 끼치며, 과산화수소는 식각반응이 질산화 철과 요오드산 칼륨에서는 부동태 반응이 우세하였다. 그리고 염기성 화합물인 TMAH와 KOH를 연마액에 첨가하였을 때 텅스텐에 대한 전위 에너지 변화 증가 및 연마 제거속도 증가를 확인할 수 있었으며, 제타 전위 값의 절대 값 증가를 통해 분산성 향상에도 도움이 되는 것을 알 수 있었다. 마지막으로 음이온 계면 활성제중 평균 분자량이 25만인 폴리아크릴산을 100 ppm 첨가시 연마 입자의 뭉침 현상이 줄어들면서 분산성 향상에 효과적인 것을 알 수 있었다.

• 광학세계
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• 통권105호
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• pp.72-79
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• 2006

연마법은 정밀도가 높은 가공을 할 수 있게 함으로써 르네상스 시대부터 오늘날에 이르기까지 다양한 광디바이스를 제공하고 광학산업발전에 크게 기여를 했다고 해도 과언이 아니다. 최근 과학과 기술의 진보에 따라 새로운 연마 자재를 입수하기가 쉬워진 덕택에 연마법은 다양한 형태로 기술 개선이 진행되고 있다. 연마는 조면 연삭과 경면 연삭으로 크게 나눌 수 있는데 이들 연마는 기본적인 가공 조작으로서, 랩과 폴리싱 패드(폴리셔) 혹은 지석 등의 공구면에 연마제나 연마액을 공급하고 거기에 가공물을 누르면서 문지르는 방법을 채용하는 것이 일반적이다. 래핑은 지석 연마로 바뀌고 있고, 폴리싱은 다시 고도의 경면 연마로 발전하고 있어 앞으로도 광 디바이스 제작에 기여할 가공 기술이다. 이와 관련하여 본 고에서는 조면 연마, 경면 연마 순서로 설명하겠다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2002년도 추계학술발표논문집
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• pp.258-259
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• 2002

본 연구는 304 STS을 전해연마하여 표면의 조도를 나노 단위까지 제어하기 위한 leveller의 개발이 목적이다. 이를 위해서 AFM을 이용하여 조도를 측정하였고 분극실험을 통해 표면특성을 연구하였다. 전해연마는 인산:황산:증류수를 8:1:1 비율로 전해액을 만들었고 부가적으로 첨가제를 넣어 전해연마를 실행했다. 분극실험은 일정한 전극간격을 유지하여 정전압 조건에서 1mV/s의 속도로 주사하여 실험하였다. 전해연마 시간이 증가함에 따라, 첨가제의 양이 적게 들어갈수록 평활도가 향상됨을 볼 수 있었다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.361-362
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• 2008

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

• 전자공학회논문지D
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• 제36D권9호
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• pp.50-55
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• 1999

단일모드 광섬유의 한쪽 측면을 코어 가까이 연마한 광섬유와 그 위에 덮혀진 정합액 사이의 광결합을 이용한 가변 광 감쇠기를 제안하였다. 광섬유모드와 방사모드사이의 결합으로 인하여 정합액의 미세한 굴절률 변화는 큰 광손실의 변화를 발생시킨다. 정합액의 열광학 효과를 이용하여 광손실을 제어하였다. 실리콘 V홈을 이용하여 측면 연마된 광섬유 블록(block)을 제작하였다. 실험결과 $5^{\circ}C$ 정도의 온도변화로서 감쇠량을 최대와 최소사이에서 제어 할 수 있었다. 제작된 소자의 편광의존성 손실은 0.5 dB이었고, 삽입 손실은 0.2dB 이었다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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• pp.239-239
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• 2004

화학적 기계연마 공정(CMP)은 반도체 웨이퍼를 수 천$\AA$m/min의 MRR로 2$\mu\textrm{m}$ 이내의 W(Total Thickness Variable) 조건을 만족시키는 초정밀 광역 평탄화 기술이다. 일반적인 CMP 방법은 서로 다른 회전 중심을 갖고 동일한 방향으로 회전하는 웨이퍼와 다공성 패드 사이에 연마액인 슬러리를 넣어 연마하는 것이다. CMP 공정기술은 1990년 대 중반에 개발되었으나, 아직까지 연마 메커니즘이 완벽하게 밝혀지지 않았다. 따라서 장비를 최적화하기 위해 실험에 의존적일 수밖에 없으나, 이러한 방법은 막대한 자금과 노력뿐만 아니라 상당한 시간을 필요로 하기 때문에, 앞으로 가속될 연마대상 재료의 변화 및 다양한 속도에 발맞출 수 없다.(중략)

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권8호
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• pp.722-727
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• 2016

본 연구에서는 전류효율 향상을 통하여 전해연마 공정 중 발생하는 폐산 폐기물 발생량을 감소시키고자 하였다. 구형 부스바와 Taguchi 기법을 이용하여 전해연마 공정의 최적 조건을 도출하였다. 전해연마 공정 중 전류효율에 영향을 미치는 제어인자로 전류밀도, 전해연마 시간, 전해액 온도, 유량을 선택하였다. 각 제어인자에 대하여 3수준을 고려하여 직교 배열표를 작성하여 실험을 수행하였다. Taguchi 기법에 따라 망대특성 SN비를 산출한 결과 전류밀도가 가장 큰 영향을 미치고 전해연마 시간이 가장 적은 영향을 미치는 것을 확인하였다. 폐산 폐기물 발생량을 최소화할 수 있는 최적 조건은 전류밀도 $45A/dm^2$,전해연마 시간 4 min, 전해액 온도 $65^{\circ}C$, 유량 7 L/min였다. 분산분석 결과 전류밀도, 전해액 온도, 유량이 신뢰수준 95%에서 유의함을 확인하였다. 구형 부스바 사용으로 접촉 면적 및 접촉력 증가로 전류효율이 향상되어 폐산 폐기물 발생량을 감소시킬 수 있었다. 부스바의 형태(선 접점 부스바, 반구형 면 접점 부스바, 구형 면 접점 부스바)에 따른 전류효율의 영향과 관련한 비교 연구가 향후 진행될 예정이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제4권1호
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• pp.47-49
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• 2003

태양전지에 소모되는 비용중의 30% 이상이 silicon 기판의 가공 및 silicon자체의 비용이다. 본 연구에서는 이러한 비운을 절감하기 위해 silicon기판대신 STS 304를 사용하고자 한다. STS 304를 태양전지용 기판으로 사용하기 위해서는 고도천 연마된 표면을 필수조건으로 하기 때문에 STS 304에 전해연마를 실시하여 AFM으로 표면의 거칠기를 살펴보았다 또 한, 표면 조도의 향상을 위해 최적의 연마조건에서 leveller를 첨가하였다. 인산($H_3PO_4$)을 기본으로 한 전해연마액에 2A의 전류와 극간거리 0.7cm의 조건하에서 STS 304의 최적 전해연마조건을 찾기 위해 전해액의 온도는 $80^{\circ}C{\sim}120^{\circ}C$, 연마시간은 3~2분간 전해연마를 실시하였다. 그 결과 2A/$cm^2$, $80^{\circ}C$, 10분에서 27.9nm의 표면조도를 보였으며, leveller로 사용된 glycerine, ethylene glycol, propylene glycol의 영향을 연구하였다. Leveller 중에서는 ethylene glycol을 0.4g/l 첨가하였을 때 표면조도가 약 15nm로서 그 효과가 가장 좋았다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2010년도 추계학술대회 논문집
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• pp.139-140
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• 2010