• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2004.11a
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• pp.129-131
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• 2004

전 세계적으로 반도체 연마제용으로 silica를 많이 사용하고 있으며, 주로 fumed silica 및 colloidal silica로 구분되어진다. 반도체 연마제로서의 가장 중요한 요소는 연마율, defect 및 uniformity 등이 있으며, 현재 defect 및 uniformity는 많은 연구개발을 통하여 증진되었지만 반도체 생산량과 직접 관련된 연마율을 증가시키는 기술은 화학약품 및 slurry의 농도 증가로만 가능하다. 이에 연마제의 전반적인 기능을 상승시켜 기존보다 연마율은 높이고, 결함율을 낮추며, 120nm 이상의 입자크기를 제조하여도 근일한 입도 분포도를 나타내어주고, 장기간 안정하게 사용가능하고, 친환경적인 반도체 연마제를 개발하였다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.40 no.2
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• pp.167-171
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• 2003

CMP(Chemical Mechanical Planarization) slurry for STI process is made by mechanically synthesized$CeO_2$as abrasive. The abrasive can be stabilized by electrostatic or steric stabilization in aqueous slurry and steric stabilization is more effective for long-term stability. Blanket-type$SiO_2$and $Si_3N_4$ wafers are polished with CMP slurry containing$CeO_2$synthesized in 50$0^{\circ}C$ or $700^{\circ}C$. Removal rate and surface uniformity of$SiO_2$and$Si_3N_4$wafer and selectivity are influenced by synthetic condition of abrasive, suspension stability and pH of slurries.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.11a
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• pp.64-64
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• 2003

고집적화된 시스템 LSI 반도체 소자 제조 공정에서 소자의 고속화 및 고성능화에 따른 배선층수의 증가와 배선 패턴 미세화에 대한 요구가 갈수록 높아져, 광역평탄화가 가능한 STI CMP(Shallow Trench Isolation Chemical-Mechanical-Polishing)공정의 중요성이 더해가고 있다. 이러한 STI CMP 공정에서 세리아 슬러리에 첨가되는 계면활성제의 농도에 따라 산화막과 질화막 사이의 연마 선택비를 제어하는 것이 필수적 과제로 등장하고 있다. 일반적인 CMP 공정에서 압력 증가에 따른 연마 제거량이 Prestonian 거동을 나타내는 반면, 연마 입자의 크기를 변화시켜 계면활성제의 농도를 달리 하였을 경우, 압력 변화에 따라 Non-Prestonian 거동이 나타나는 것을 고찰할 수 있었다. 따라서 본 연구에서는 세리아 슬러리 내에 첨가되는 계면활성 제의 농도와 연마입자의 크기를 달리한 후, 압력을 변화시킴으로 나타나는 non-Prestonian 거동에 미치는 영향에 대하여 연구하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.527-527
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• 2007

CMP가 1980년 IBM에 의해 반도체 웨이퍼의 표면 연마를 위해 적용된 후, 많은 연구 개발의 노력으로 반도체 집적회로의 제조 공정에서 필수 핵심기술이 되었으나, 소모자재(연마패드, 탄성지지대, 슬러리, 패드 컨디셔너)의 비용이 CMP 공정 비용의 70% 이상을 차지하는 등 제조단가가 높다는 단점을 극복할 수가 없었다. 특히, 고가의 슬러리가 차지하는 비중이 40% 이상을 넘고 있어, 슬러리 원액의 소모량을 줄이기 위한 연구들이 현재 활발히 연구 중이다. 슬러리의 변수로는 연마입자의 종류 및 특성, 용액의 pH, 연마입자의 슬러리내 안정성 등이 있다. 슬러리내 연마입자는 연마량과 균일도 측면에서 밀접한 관계를 가지고 있다. 또한, 연마제의 영향에 따라 연마율의 차이 즉, CMP 특성의 변화를 보이고 있기 때문에 투입량 또한 최적화가 필요하다. 본 연구에서는 새로운 연마제의 특성을 알아보기 위해 탈이온수(de-ionized water; DIW)에 $CeO_2,\;MnO_2,\;ZrO_2$ 등을 첨가한 후 분산시간에 따른 연마 특성과 atomic force microscopy (AFM)분석을 통해 표면 거칠기를 비교 분석하였다. 그리고, 세 가지 종류의 연마제를 각각 1wt%, 3wt%, 5wt% 첨가하여 산화막에 대한 CMP 특성을 알아본 후, scanning electron microscopy (SEM) 측정과 입도 분석을 통해 그 가능성을 알아보았다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2004.07b
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• pp.1292-1295
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• 2004

본 연구는 Cu CMP공정 중 알루미나 연마입자의 wafer 표면에서의 점착과 오염을 AFM (Atomic Force Microscopy)을 사용하여 슬러리내에서 점착력 측정과 실제 연마 후 wafer 표면의 오염을 실험적으로 비교 평가하였다. 연마입자의 adhesionn force 측정에 있어서도 역시 wafer들의 zetapotential 결과와 잘 일치하였으며, 모든 wafer 종류에 관계없이, 산성 영역에서 염기성영역의 슬러리가 적용됨에 따라 adhesion force가 작아짐을 확인할 수 있었다. 특히 FSG wafer의 zetapotential 결과는 비록 산성 분위기에서는 양성 전하값을 나타내었으나, 염기성 분위기의 pH에서는 급격하게 음성 전하값을 나타내었고, 이는 adhesionn force결과와 FESEM 결과와 잘 일치하였다.

• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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• v.24 no.5
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• pp.512-517
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• 2014

This paper describes the development of new sweeping machine based on Cyclone Technology, which maintains constant suction power and uses it in a industrial applications as a method for dust removed from grinding work. The performance of a cyclone separator is determined by the turbulence characteristics and particle-particle interaction. To achieve this goal, we design cyclone technology based dust separator for sweeping machine has been proposed as a system which is suitable to work utilizing dust suction alternative to conventional manual system. and Numerical analysis with computational fluid dynamics(CFD) was carried out to investigate the working fluid that flow into cyclone dust separator in order to design optimal structure of the sweeping machine. The validation of cyclone model with CFD is carried out by comparing with experimental results.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.05a
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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.

• Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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• v.10 no.3
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• pp.108-112
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• 2011

In order to obtain excellent flatness and surface roughness of glass substrate disk, uniform distribution of abrasives should be important for uniform polishing. We introduced coated-type magnetic abrasives and magnetic field to a lapping for the improvement of surface roughness and removal rate. Polishing properties with the conventional diamond abrasives and the coated-type magnetic abrasives were compared. As a result, the coated-type magnetic abrasives showed small surface roughness and large removal rate by applying magnetic field. And it also was shown that coated-type magnetic abrasives could save the more amount of polishing liquid under the same removal rate than the conventional diamond abrasives can.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2004.07b
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• pp.1304-1307
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• 2004

실제 Cu CMP 공정이 진행되는 동안 연마입자의 응집현상을 관찰하긴 어렵다. 따라서 본 연구에서는 인위적으로 첨가한 large particle들이 공정 중에 발생하는 응집입자라 가정하고 각 공정에 따른 연마속도와 friction force를 측정하여 large particle을 첨가하지 않은 슬러리와 비교 평가해보았다. large particle을 첨가한 슬러리의 경우에 각 공정변수에 따라 연마속도와 friction force가 작아짐을 관찰하였다. 즉, 슬러리 내에 응집현상이 발생하게 된다면 large particle이 연마의 방해 인자로 나타남을 관찰 할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2005.07a
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• pp.42-43
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• 2005

본 연구에서는 Cu 슬러리에 부식방지제인 BTA를 첨가하여 슬러리내의 과수의 농도, pH 의 변화, 연마입자의 종류에 따라 연마거동에 미치는 영향과 각 chemical 변화에 따른 Cu surface의 변화를 살펴보았다. BTA (Benzotriazole, $C_6H_4C_3H$)를 첨가함으로써 본 연구에서 시행된 pH 와 과수의 변화에 상관없이 Cu-BTA film을 형성하여 Cu의 dissolution을 최대한 억제하는 것을 확인할 수 있었다. 또 그로인해 BTA를 첨가하지 않았을 때보다 얇은 passivation layer를 형성함을 알 수 있었고 contact angle도 더 높았다. 연마율의 경우에도 BTA가 첨가됨으로써 감소됨을 확인할 수 있었고 연마입자로 alumina particle을 사용한 경우에는 pH6, 과수 10vol%이상에서는 오히려 연마율이 증가하였다. fumed silica의 경우에는 hardness가 작아 mechanical적인 제거력이 낮아 BTA가 첨가되어도 연마율에는 큰 영향이 없었다.