반도체용 웨이퍼의 복잡한 표면 가공 단계를 단순화하는 정밀 표면 가공용 연삭숫돌을 제조하기 위하여 코아-쉘 구조의 미세한 연마 지석을 사용하였고 다양한 연마 조건들이 실리콘 웨이퍼 표면의 미세 연마에 미치는 영향을 연구하였다.연마 입자로 사용한 Al2O3와 CeO2는 비정질 실리카와 함께 습식 기계화학적 밀링 방법을 사용하여 실리카 코팅된 Core-Shell 복합 분말을 제조하였다. ...
반도체용 웨이퍼의 복잡한 표면 가공 단계를 단순화하는 정밀 표면 가공용 연삭숫돌을 제조하기 위하여 코아-쉘 구조의 미세한 연마 지석을 사용하였고 다양한 연마 조건들이 실리콘 웨이퍼 표면의 미세 연마에 미치는 영향을 연구하였다.연마 입자로 사용한 Al2O3와 CeO2는 비정질 실리카와 함께 습식 기계화학적 밀링 방법을 사용하여 실리카 코팅된 Core-Shell 복합 분말을 제조하였다. 제타 전위를 통하여 코팅된 분말의 표면이 실리카와 유사한 표면 전위를 나타내었고, TEM 사진으로 실리카 코팅층을 확인 하였다. XPS를 사용하여 코팅층 계면에서의 화학적 결합형태를 관찰하였다. 연삭숫돌의 기지상을 이루는 유리질 결합제의 점성 유동은 연삭숫돌의 강도 및 self-dressing에 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 그리고 유리 결합제와 연마 지석과의 동시 분산을 이용한 것과 이종응집 현상을 이용하여 연삭숫돌을 제조 하였을 때, 전자의 경우 보다 후자의 경우에서 연마 지석의 응집 현상이 나타났다. 이러한 연마 지석의 응집으로 인하여 웨이퍼 연마율은 증가 되었지만 표면은 취성 가공 형태로써 웨이퍼 표면에 스크레치와 같은 결함이 발생 하는 것을 알 수 있었다. 냉각수 pH의 변화에 따른 연삭숫돌의 연마 특성에서는 강 산성과 강 염기성에서의 웨이퍼 표면의 용해 작용으로 인하여 연마후 표면 조도가 상승되었다. 또한 CeO2와 Al2O3의 연마 지석을 통하여 연마 입자의 기계화학적인 효과를 평가하였다. CeO2와 Al2O3는 비슷한 연마 특성을 보였다. 하지만 CeO2 입자는 chemical tooth effect로 인하여 Al2O3연마 입자 보다는 연마율의 상승을 보였다. 연삭숫돌의 기공 역할을 알아보기 위하여 조대한 기공 형성제를 첨가해 제조한 연삭숫돌을 가지고 실리콘 웨이퍼를 연마하였다. 연마하는 동안 발생된 실리콘 칩은 조대 기공이 칩을 포획하여 연삭숫돌에서 잘 빠져나가게 하는 self-dressing의 영향으로 기공 형성제가 첨가 되지 않은 wheel에 비해서 연마율의 상승 효과를 나타내었다.
반도체용 웨이퍼의 복잡한 표면 가공 단계를 단순화하는 정밀 표면 가공용 연삭숫돌을 제조하기 위하여 코아-쉘 구조의 미세한 연마 지석을 사용하였고 다양한 연마 조건들이 실리콘 웨이퍼 표면의 미세 연마에 미치는 영향을 연구하였다.연마 입자로 사용한 Al2O3와 CeO2는 비정질 실리카와 함께 습식 기계화학적 밀링 방법을 사용하여 실리카 코팅된 Core-Shell 복합 분말을 제조하였다. 제타 전위를 통하여 코팅된 분말의 표면이 실리카와 유사한 표면 전위를 나타내었고, TEM 사진으로 실리카 코팅층을 확인 하였다. XPS를 사용하여 코팅층 계면에서의 화학적 결합형태를 관찰하였다. 연삭숫돌의 기지상을 이루는 유리질 결합제의 점성 유동은 연삭숫돌의 강도 및 self-dressing에 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 그리고 유리 결합제와 연마 지석과의 동시 분산을 이용한 것과 이종응집 현상을 이용하여 연삭숫돌을 제조 하였을 때, 전자의 경우 보다 후자의 경우에서 연마 지석의 응집 현상이 나타났다. 이러한 연마 지석의 응집으로 인하여 웨이퍼 연마율은 증가 되었지만 표면은 취성 가공 형태로써 웨이퍼 표면에 스크레치와 같은 결함이 발생 하는 것을 알 수 있었다. 냉각수 pH의 변화에 따른 연삭숫돌의 연마 특성에서는 강 산성과 강 염기성에서의 웨이퍼 표면의 용해 작용으로 인하여 연마후 표면 조도가 상승되었다. 또한 CeO2와 Al2O3의 연마 지석을 통하여 연마 입자의 기계화학적인 효과를 평가하였다. CeO2와 Al2O3는 비슷한 연마 특성을 보였다. 하지만 CeO2 입자는 chemical tooth effect로 인하여 Al2O3연마 입자 보다는 연마율의 상승을 보였다. 연삭숫돌의 기공 역할을 알아보기 위하여 조대한 기공 형성제를 첨가해 제조한 연삭숫돌을 가지고 실리콘 웨이퍼를 연마하였다. 연마하는 동안 발생된 실리콘 칩은 조대 기공이 칩을 포획하여 연삭숫돌에서 잘 빠져나가게 하는 self-dressing의 영향으로 기공 형성제가 첨가 되지 않은 wheel에 비해서 연마율의 상승 효과를 나타내었다.
To fabrication the grinding wheel for fine surface working, Fine abrasives of Core-Shell structure were used. The polishing characteristics for silicon wafer were studied by various grinding conditions.Core-Shell structure Al2O3SiO2, CeO2SiO2 abrasives particle were formed by mechanochemical mixing....
To fabrication the grinding wheel for fine surface working, Fine abrasives of Core-Shell structure were used. The polishing characteristics for silicon wafer were studied by various grinding conditions.Core-Shell structure Al2O3SiO2, CeO2SiO2 abrasives particle were formed by mechanochemical mixing. The characteristics of grinding abrasive were investigated by analysis of zeta potential, TEM, XRD, XPS. Viscous flow of vitrified bond material could control the strength and self-dressing ability. Grinding wheels were fabricated by codispersion system and heterocoagulation system. Agglomerate of abrasive indicated in heterocoagulation system. While agglomerate of abrasive have increased the removal rate of silicon wafer, wafer surface was occurred the scratch because of partially agglomerate of abrasive. Also, through the abrasives of Al2O3 and CeO2, the mechanochemical effect of abrasives were estimated. CeO2 abrasive grains showed higher removal rate than Al2O3 abrasive grains, being attributed to that mechanochemical effect of CeO2 abrasive.The effect of pore in grinding wheel during grinding was investigated. From the results of grinding test included a large pore former, The removal rate of wafer was improved by the effect of self dressing and the escape of silicon chip from wheel.
To fabrication the grinding wheel for fine surface working, Fine abrasives of Core-Shell structure were used. The polishing characteristics for silicon wafer were studied by various grinding conditions.Core-Shell structure Al2O3SiO2, CeO2SiO2 abrasives particle were formed by mechanochemical mixing. The characteristics of grinding abrasive were investigated by analysis of zeta potential, TEM, XRD, XPS. Viscous flow of vitrified bond material could control the strength and self-dressing ability. Grinding wheels were fabricated by codispersion system and heterocoagulation system. Agglomerate of abrasive indicated in heterocoagulation system. While agglomerate of abrasive have increased the removal rate of silicon wafer, wafer surface was occurred the scratch because of partially agglomerate of abrasive. Also, through the abrasives of Al2O3 and CeO2, the mechanochemical effect of abrasives were estimated. CeO2 abrasive grains showed higher removal rate than Al2O3 abrasive grains, being attributed to that mechanochemical effect of CeO2 abrasive.The effect of pore in grinding wheel during grinding was investigated. From the results of grinding test included a large pore former, The removal rate of wafer was improved by the effect of self dressing and the escape of silicon chip from wheel.
주제어
#기계화학적 밀링 비정질 실리카 점성 유동 연성 가공 연마 입자 mechanochemical milling amorphous silica viscous sintering ductile mode machining abrasive chemical tooth effect self-dressing
학위논문 정보
저자
김태완
학위수여기관
연세대학교 대학원
학위구분
국내석사
학과
세라믹공학과
지도교수
현상훈
발행연도
2005
총페이지
ix, 92
키워드
기계화학적 밀링 비정질 실리카 점성 유동 연성 가공 연마 입자 mechanochemical milling amorphous silica viscous sintering ductile mode machining abrasive chemical tooth effect self-dressing
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