• Tribology and Lubricants
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• 제25권6호
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• pp.404-408
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• 2009

본 연구에서는 마이크로/나노입자를 이용한 연마가공 공정에서의 입자-표면간 접촉상황에서 접촉계면의 기계적 성질과 재료제거율간의 관계를 실험적으로 고찰하였다. 연마가공 공정에서의 입자-평면간 접촉을 모사하기 위하여 팁 대신 실리카 입자를 부착한 콜로이드 프로브를 이용한 원자현미경 실험을 통하여 마찰력과 강성을 실험적으로 측정하였다. 실험결과와 이론적 접촉해석으로부터, 마찰계수는 횡방향 접촉강성에 따라 대체적으로 증가하고 재료제거율은 실리카 입자와 Cu, PolySi, Ni과 같은 다양한 재료표면간 접촉에서의 마찰계수들과 지수함수적인 비례관계를 가지고 있음을 규명하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.234-239
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• 2007

This paper describes the TiW ohmic contact characteristics under the surface treatment of the polycrystalline 3C-SiC thin film grown on $SiO_2/Si(100)$ wafers by APCVD. The poly 3C-SiC surface was polished by using CMP(chemical mechanical polishing) process and then oxidized by wet-oxidation process, and finally removed SiC oxide layers. A TiW thin film as a metalization process was deposited on the surface treated poly 3C-SiC layer and was annealed through a RTA(rapid thermal annealing) process. TiW/poly 3C-SiC was investigated to get mechanical, physical, and electrical characteristics using SEM, XRD, XPS, AFM, optical microscope, I-V characteristic, and four-point probe, respectively. Contact resistivity of the surface treated 3C-SiC was measured as the lowest $1.2{\times}10^{-5}{\Omega}cm^2$ at $900^{\circ}C$ for 45 sec. Therefore, the surface treatments of poly 3C-SiC are necessary to get better contact resistance for extreme environment MEMS applications.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권1호
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• pp.77-80
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• 2003

수용액 내에서 질화물 박막의 산화저항성 흡착 피막의 형성을 확인하기 위하여 Si$_3$N$_4$분말 표면의 glycine 흡착 거동을 조사하였다. 염기성분위기에서 glycine은 Si$_3$N$_4$ 분말 표면에 포화 흡착되었으며 이러한 흡착거동은 Si$_3$N$_4$ 박막의 경우에도 동일하게 일어날 것으로 예상되었다. Glycine을 첨가한 CeO$_2$ 슬러리를 제조하고 PH에 따른 Si$_3$N$_4$와 SiO$_2$ 박막의 연마시험을 수행하여 연마율은 감소하고 선택비는 증가하는 것을 확인하였다. 실험에서 얻은 최대 선택비는 pH=12에서 35 이상이었다. 이는 염기성 분위기에서 glycine이 해리하여 막 표면에 화학흡착하고 산화와 용해를 억제함으로써 연마율을 낮추고 선택비 향상에 기여하였기 때문으로 판단된다. 아미노산 계열의 첨가제를 CeO$_2$계 CMP용 슬러리에 적용하는 경우 산화물/질화물 박막의 선택비를 향상시키는데 효과적임을 확인하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제21권1호
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• pp.45-50
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• 2014

반도체 미세구리배선 적용을 위하여 구리배선의 습식 표면처리 및 열 사이클에 따른 구리 박막과 실리콘질화막 도포층 사이의 계면접착에너지를 4점굽힘시험을 통해 정량적으로 평가하였다. 구리배선을 화학적 기계적 연마한 후 습식 표면처리를 통하여 구리 박막과 실리콘질화막의 계면접착에너지는 $10.57J/m^2$에서 $14.87J/m^2$로 증가하였다. $-45{\sim}175^{\circ}C$범위에서 250사이클 후, 표면처리를 하지 않은 시편의 계면접착에너지는 $5.64J/m^2$으로, 표면처리를 한 시편은 $7.34J/m^2$으로 감소하였으며, 모든 시편의 박리계면은 구리 박막과 실리콘질화막 계면으로 확인되었다. X-선 광전자 분광법으로 계면 결합 상태를 분석한 결과, 화학적 기계적 연마 공정 후 구리배선의 표면 산화물이 습식표면처리에 의해 효과적으로 제거된 것을 확인하였다. 또한, 열 사이클 처리동안, 구리 박막과 실리콘질화막의 큰 열 팽창 계수 차이로 인한 열응력으로 인하여 구리 박막과 실리콘질화막 계면이 취약해지고, 계면을 통한 산소유입에 따른 구리 산화층이 증가하여 계면접착에너지가 저하된 것으로 판단된다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2001년도 추계학술대회 논문집
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• pp.171-175
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• 2001

Chemical mechanical polishing(CMP) process has been widely used to planarize dielectrics and metal, which can apply to employed in integrated circuits for sub-micron technology. Despite the increased use of CMP process, it is difficult to accomplish the global planarization of free-defects in inter level dielectrics and metal. Especially, defects like (micro-scratch) lead to severe circuit failure, and affects yield. Current conditioning method - bladder type, orbital pad motion - usually provides unsuitable pad profile during ex-situ conditioning near the end of pad life. Since much of the pad wear occurs by the mechanism of bladder tripe conditioning and its orbital motion without rotation, we need to implement new ex-situ conditioner which can prevent abnormal regional force on pad caused by bladder-type and also need to rotate the pad during conditioning. Another important study of ADPC is related to the orbital scratch of which source is assumed as diamond grit dropped from the strip during ex-situ conditioning. Scratch from diamond grit damaged wafer severely so usual1y scraped. Figure 1 shows the typical shape of scratch damaged from diamond. We suspected that intensive forces to the edge area of bladder type stripper accelerated the drop of Diamond grit during conditioning, so new designed Flat stripper was introduced.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제19권1호
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• pp.61-66
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• 2012

반도체 산업에서 회로의 고집적화와 다층구조를 형성하기 위해 화학적-기계적 연마(CMP: Chemical-Mechanical Planarization) 공정이 도입되었으며 반도체 패턴의 미세화와 다층화에 따라 화학적-기계적 연마 공정의 중요성은 더욱 강조되고 있다. 화학적-기계적 연마공정이란 화학적 반응과 기계적 힘을 동시에 이용하여 표면을 평탄화하는 공정으로, 화학적-기계적 연마 공정은 압력, 속도 등의 공정조건과, 화학적 반응을 유도하는 슬러리(Slurry), 기계적 힘을 위한 패드 등에 의해 복합적으로 영향을 받는다. 패드 컨디셔닝이란 컨디셔너가 화학적-기계적 연마 공정 중에 지속적으로 패드 표면을 연마하여 패드의 손상된 부분을 제거하고 새로운 표면을 노출시켜 패드의 상태를 일정하게 유지시키는 것을 말한다. 한편, 금속박막의 화학적-기계적 연마 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 스크래치(Scratch) 등을 발생시킬 뿐만 아니라, 컨디셔너의 수명도 저하시키게 되므로 이를 방지하기 위한 노력이 매우 중요하다. 본 연구에서는 컨디셔너 표면에 슬러리와 컨디셔너 표면 간에 일어나는 표면부식을 방지하기 위하여 유기박막을 표면에 증착하여 부식을 방지하고자 하였다. 컨디셔너 제작에 사용되는 금속인 니켈과 니켈 합금을 기판으로 하고, 증착된 유기박막으로는 자기조립단분자막(SAM: Self-Assembled Monolayer)과 불화탄소(FC: FluoroCarbon) 박막을 증착하였다. 자기조립단분자막은 2가지 전구체(Perfluoroctyltrichloro silane(FOTS), Dodecanethiol(DT))를 사용하여 기상 자기조립 단분자막 증착(Vapor SAM) 방법으로 증착하였고, 불화탄소막은 10 nm, 50 nm, 100 nm 두께로 PE-CVD(Plasma Enhanced-Chemical Vapor Deposition, SRN-504, Sorona, Korea) 방법으로 증착하여 표면의 부식특성을 평가하였다. 표면 부식 특성은 동전위분극법(Potentiodynamic Polarization)과 전기화학적 임피던스 측정법(Electrochemical Impedance Spectroscopy(EIS)) 등의 전기화학 분석법을 사용하여 평가되었다. 또한 측정된 임피던스 데이터를 전기적 등가회로(Electrical Equivalent Circuit) 모델에 적용하여 부식 방지 효율을 계산하였다. 동전위분극법과 EIS의 결과 분석으로부터 유기박막이 증착된 표면의 부식전류밀도가 감소하고, 임피던스가 증가하는 것을 확인하였다.

• 한국광학회지
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• 제10권5호
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• pp.373-378
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• 1999

투명한 유전체 박막과 관련된 측정 분야는 반도체 산업의 발전과 함께 급속히 성장하고 있으며, 회로의 고집적화 추세에 맞추어 고정밀도의 측정 성능을 요구하고 있다. 최근 웨이퍼의 광역 평탄화를 위한 CMP(chemical mechanical polishing)공정의 도입으로 인하여 박막의 두께뿐만 아니라 미세 형상에 대한 측정 요구가 증가하고 있다. 이 논문에서는 기존의 비접촉 표면 형상 측정법의 하나인 백색광 주사 간섭법을 이용하여 박막의 두께 형상을 측정하여 새로운 측정 알고리즘 제시하고자 한다. 이 방법은 기존의 백색광 간섭 신호 해석법의 하나인 주파수 분석법과 비선형 최소 자승법을 이용함으로써 구현된다. 그리고 실험을 통하여 개발된 알고리즘의 타당성을 검증한다.

• 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.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.462-462
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• 2009

$CeO_2$는 고체 산화물 연료전지 (SOFC, soild oxide fuel cell)의 전해질 재료와 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 슬러리 재료, 자동차의 3원 촉매, gas sensor, UV absorbent등 여러 분야에서 사용되고 있다. 본 연구에서는 위의 활용범위 외에 $CeO_2$의 구조적 안정성과 빠른 $Ce^{3+}/Ce^{4+}$의 전환 특성을 이용하여 lithium ion battery의 anode 재료로서 전기화학적 특성을 알아보고자 실험을 실시하였다. $CeO_2$ 합성에 사용되는 전구체인 cerium carbonate의 형상 및 크기, 비표면적과 같은 물리화학적 특성이 $CeO_2$ 분말의 특성에 직접적인 영향을 주기 때문에 전구체의 합성 단계에서 입자의 특성을 조절하였다. 전구체 합성의 출발원료로 cerium nitrate hexahydrate 와 ammonium carbonate를 사용하였고 반응온도 및 농도 등을 변화시켜 입자의 형상 및 결정상을 fiber형태의 orthorombic $Ce_2O(CO_3)_2{\cdot}H_2O$와 구형의 hexagonal $CeCO_3OH$의 세리아 전구체를 합성하였다. 이를 $300^{\circ}C$에서 30분 동안 하소하여 전구체의 입자형상을 유지하는 cubic $CeO_2$를 합성하고 X-ray diffraction, FE-SEM, micropore physisorption analyzer 분석을 통하여 입자의 결정상과 형상, 비표면적 등을 비교 분석하고 $Li/CeO_2$ couple의 충,방전 용량과 수명특성을 비교 분석하여 $CeO_2$의 전기화학적 특성을 알아보았다.