연마패드 압력에 따른 연마입자 이동속도 변화의 분자동역학적 시뮬레이션 연구

초록

본 논문에서는 연마 패드 아래의 다이아몬드 구형 연마입자와 구리 기판 사이에서 연마 패드에 가해지는 압력이 변화할 때 연마입자의 이동속도의 변화에 관하여 분자 동역학 시뮬레이션을 이용하여 연구하였다. 분자동역학 시뮬레이션은 Morse 전위에너지 함수와 Tersoff 전위식 함수를 사용하여서, 연마패드가 일정 속도로 움직일 때에 연마패드에 작용하는 압력이 증가함에 따라서 연마입자의 이동속도가 느려지는 현상에 관하여 살펴보았다. 압력이 증가함에 따라서 연마입자가 기판에 삽입되는 깊이가 증가함으로 인하여 높은 압력에서 연마입자가 제자리 구름 현상이 일어날 가능성이 증가함과 동시에, 연마입자가 수평방향으로 이동하기에 요구되는 작용력이 감소하는 결과를 초래하였기 때문이다. 이러한 결과는 지금까지 Preston 방정식에 의하여 단순하게 연마패드의 압력과 속도에 비례하여 연마율을 구하여왔던 것과는 다르게 압력의 증가로 인하여 연마입자의 이동속도의 감소가 발생되는 현상을 고려하는 발전된 연마율 방정식이 필요할 것으로 사료되는 연구결과를 얻었다. 이번 연구 결과는 향후 실험 조건과 일치하는 조건에서 원자 구조 및 원자간 전위 함수 등을 고려함으로써 실제 실험에서 일어나는 현상에 대한 기초 학문적 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

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