• 한국음향학회지
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• 제22권5호
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• pp.408-417
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• 2003

항공전자산업이나 반도체 산업분야에서 제품에 대한 품질관리와 안정성 확보 및 생산공정의 경비절감이라는 차원에서 초음파현미경이 사용되고 있다. 기존의 초음파현미경은 음향렌즈의 단일 특성주파수에서만 영상을 획득함으로써 깊이방향의 영상분해능이 결정되어졌다. 본 연구에서는 음향렌즈의 대역폭 내에서 동작주파수를 변화시키면서 K/sub z/방향성분의 지연을 일으켜 K/sub z/ 방향의 대역폭을 증가시키므로 깊이 분해능이 향상됨을 보였다. 실험에서는 내부의 홀을 갖는 시료와 깊은 홈을 갖는 시료에 대해 다중주파수 (4.4 ㎒∼5.6㎒)를 적용한 결과, 영상강도의 변화가 단일 주파수인 경우 10%이내로 변화하였으나 다중주파수의 경우 50%로 나타났다 한편 결함의 깊이가 다른 고체 내부의 결함에 대한초음파 영상의 복원시, 진폭의 경우에는 단일 주파수를 사용한 경우 결함의 형태는 나타났으나 깊이 정보는 알 수 없었고 다중 주파수를 사용한 경우 깊이에 따라 다른 영상 강도를 나타내며 출력되었다. 따라서 초음파 현미경에서 다중주파수를 사용할 경우, 깊이방향으로 더 좋은 영상분해능을 얻을 수 있음을 알 수 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.109-110
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• 2014

주사전자현미경(Scanning Electron Microscopy: SEM)은 고체상태에서 미세조직과 형상을 관찰하는 데에 가장 다양하게 쓰이는 분석기기로서 최근에 판매되고 있는 고분해능 SEM은 수 나노미터의 분해능을 가지고 있다. 그리고 SEM의 초점심도가 크기 때문에 3차원적인 영상의 관찰이 용이해서 곡면 혹은 울퉁불퉁한 표면의 영상을 육안으로 관찰하는 것처럼 보여준다. 활용도도 매우 다양해서 금속파면, 광물과 화석, 반도체 소자와 회로망의 품질검사, 고분자 및 유기물, 생체시료 nnnnnnnnn와 유가공 제품 등 모든 산업영역에 걸쳐 있다(Fig. 1). 입사된 전자빔이 시료의 원자와 탄성, 비탄성 충돌을 할 때 2차 전자(secondary electron)외에 후방산란전자(back scattered electron), X선, 음극형광 등이 발생하게 되는 이것을 통하여 topography (시료의 표면 형상), morphology(시료의 구성입자의 형상), composition(시료의 구성원소), crystallography (시료의 원자배열상태)등의 정보를 얻을 수 있다. SEM은 2차 전자를 이용하여 시료의 표면형상을 측정하고 그 외에는 SEM을 플랫폼으로 하여 EDS (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy), WDS (Wave Dispersive X-ray Spectroscope), EPMA (Electron Probe X-ray Micro Analyzer), FIB (Focus Ion Beam), EBIC (Electron Beam Induced Current), EBSD (Electron Backscatter Diffraction), PBMS (Particle Beam Mass Spectrometer) 등의 많은 분석장치들이 SEM에 부가적으로 장착되어 다양한 시료의 측정이 이루어진다. 이 중 결정구조, 조성분석을 쉽고 효과적으로 할 수 있게 하는 X선 분석장치인 EDS를 SEM에 일체화시킨 장비와 EDS 및 PBMS를 SEM에 장착하여 반도체 공정 중 발생하는 나노입자의 형상, 성분, 크기분포를 측정하는 PCDS(Particle Characteristic Diagnosis System)에 대해 소개하고자 한다. - EDS와 통합된 SEM 시스템 기본적으로 SEM과 EDS는 상호보완적인 기능을 통하여 매우 밀접하게 사용되고 있으나 제조사와 기술적 근간의 차이로 인해 전혀 다른 방식으로 운영되고 있다. 일반적으로 SEM과 EDS는 별개의 시스템으로 스캔회로와 이미지 프로세싱 회로가 개별적으로 구현되어 있지만 로렌츠힘에 의해 발생하는 전자빔의 왜곡을 보정을 위해 EDS 시스템은 SEM 시스템과 연동되어 운영될 수 밖에 없다. 따라서, 각각의 시스템에서는 필요하지만 전체 시스템에서 보면 중복된 기능을 가지는 전자회로들이 존재하게 되고 이로 인해 SEM과 EDS에서 보는 시료의 이미지의 차이로 인한 측정오차가 발생한다(Fig. 2). EDS와 통합된 SEM 시스템은 중복된 기능인 스캔을 담당하는 scanning generation circuit과 이미지 프로세싱을 담당하는 FPGA circuit 및 응용프로그램을 SEM의 회로와 프로그램을 사용하게 함으로 SEM과 EDS가 보는 시료의 이미지가 정확히 일치함으로 이미지 캘리브레이션이 필요없고 측정오차가 제거된 EDS 측정이 가능하다. - PCDS 공정 중 발생하는 입자는 반도체 생산 수율에 가장 큰 영향을 끼치는 원인으로 파악되고 있으며, 생산수율을 저하시키는 원인 중 70% 가량이 이와 관련된 것으로 알려져 있다. 현재 반도체 공정 중이나 반도체 공정 장비에서 발생하는 입자는 제어가 되고 있지 않은 실정이며 대부분의 반도체 공정은 저압환경에서 이루어지기에 이 때 발생하는 입자를 제어하기 위해서는 저압환경에서 측정할 수 있는 측정시스템이 필요하다. 최근 국내에서는 CVD (Chemical Vapor Deposition) 시스템 내 파이프내벽에서의 오염입자 침착은 심각한 문제점으로 인식되고 있다(Fig. 3). PCDS (Particle Characteristic Diagnosis System)는 오염입자의 형상을 측정할 수 있는 SEM, 오염입자의 성분을 측정할 수 있는 EDS, 저압환경에서 기체에 포함된 입자를 빔 형태로 집속, 가속, 포화상태에 이르게 대전시켜 오염입자의 크기분포를 측정할 수 있는 PBMS가 일체화 되어 반도체 공정 중 발생하는 나노입자 대해 실시간으로 대처와 조치가 가능하게 한다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2012년도 추계총회 및 학술대회 논문집
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• pp.172-173
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• 2012

최근 의료산업에서는 동영상 구현이 가능한 직접 방식의 X-선 검측센서에서 X-ray 흡수효율이 좋은 반도체센서와 성숙된 기술. 본 연구에서는 non-alkali 기판에 evaporation 및 RF magnetron sputtering법으로 기판온도를 증가시키며 CdTe막을 증착하였다. 또한, RF magnetron sputtering을 이용하여 상온에서 증착한 CdTe막을 진공 및 대기 중에서 후열처리한 후 미세구조 변화를 관찰하였다.

• 광학세계
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• 통권153호
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• pp.47-62
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• 2014

${\blacksquare}$ 목적 * 우리나라 주력산업분야(자동차, 조선, 항공, 기계, 로봇, 반도체 등)에 절단, 가공, 용접, 리소그라피, 마킹, 열처리, 합성, 표면처리 등의 방식으로 활용되고, 융 복합산업(의료, 에너지, 영상, 군수, 신소재, 센서)에 광원으로 응용되는 산업용 고출력 레이저의 산업 생태계 분석을 통하여 기존 산업의 고부가화와 신산업의 경쟁력을 견인 ${\blacksquare}$ 주요현황 * (시장현황) 2011년부터 2014년까지 고출력 레이저의 시장규모는 4,452백만불(5조 463억원)에서 5,255백만불(5조 9,565억원)으로 연평균 5.7% 성장 전망 * (제품기술동향) 3세대 레이저인 광섬유 레이저와 고출력 다이오드 레이저, DPSS 레이저 등이 기술혁신을 거듭하면서 1, 2세대 레이저를 대체해 가면서 높은 수준의 성장을 거듭할 것으로 전망. 산업용레이저의 주요선진국 대비 국내 기술수준은 전체적으로 44.5%정도로 취약 * (기업동향) Coherent, Trumpf, Cymer, IPG Photonics, Rofin-Sinar 5개사가 전체시장의 55%이상을 점유하고 있으며 대부분 수직계열화를 통해 경쟁력 확보. 최근 중국의 Han's 사가 자국정부의 지원을 통해 급 부상 ${\blacksquare}$ 시사점 * 산업용 레이저를 이용한 응용기술 부분 투자가 과거에는 단기 경제적 성취는 이로웠으나, 현재에 이르러 레이저 혹은 레이저 시스템이 필요할 때마다 외국에서 관련 핵심부품, 모듈 등을 수입해야하는 실정에 이르렀음. 향후 레이저 국산화를 위한 노력과 함께 후방 소재.부품의 전략적 투자를 통해 산업의 건강한 선순환생태 환경을 조성하여 산업 경쟁력을 갖추어야 함.

• 한국융합학회논문지
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• 제8권11호
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• pp.15-20
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• 2017

최근 IT 산업의 발전으로 다양한 분야에서 컴퓨터 융합 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 특히 반도체 분야에서 생산 공정에 반도체 소자의 결함을 검사하기 위하여 카메라와 컴퓨터를 융합한 비전 시스템을 많이 사용하고 있다. 이러한 영상 관련 시스템들은 데이터를 처리하는 과정에서 열화 현상이 발생하기에 주유한 요인인 잡음을 제거하기 위한 다양한 연구가 이루어지고 있다. 이에 본 논문에서는 BGA 패키지 소자를 대상으로 양산 과정에서 결함을 사전에 인식하여 불량을 검출하기 위하여 영상 데이터의 잡음제거에 많이 사용하고 있는 가우시안 필터, 미디언 필터, 평균 필터를 이용한 측정 시스템을 제안한다. 제안 시스템을 BGA 패키지 생산 공정에 적용하면 신속하게 양품과 불량을 판정할 수 있어 생산성이 향상될 것으로 기대된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.107.2-107.2
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• 2014

다양한 산업분야에서의 급격한 Packing Density 증가 추세로 인하여 영상분석기기 분야도 기술적으로 매우 진보되어왔다. 특히 전자현미경(SEM : Scanning Electron Microscope)은 반도체, 디스플레이 및 부품 소재의 고집적화와 더불어 기술의 발전 속도가 빠르게 이루어지고 있으며, 매우 고도화 되고 있다. 이에 따른 다양한 응용분야에서 전자현미경의 수요도 꾸준히 증가되고 있는 추세이다. 그러나 기초 과학기술을 기반으로 하는 전자현미경 산업분야는 높아진 국내 수요대비 자체 기술 발전이 미약한 실정이다. 이러한 현실속에서 국내 기술력으로 FE-SEM을 개발하였고 상용화를 눈앞에 두고 있다. 국산화된 FE-SEM은 Outer Lens방식으로 Schottky cathode와 60o conical Lens를 적용하여 고분해능을 구현함과 동시에 Scan generator, Auto-stepping및 Retarding 기능들도 추가 장착하여 제품경쟁력을 극대화 하고자 하였다. 본 발표는 개발된 FE-SEM의 기술적 특징과 개발 과정 및 결과를 소개하고자 하였다. 또한 해외 경쟁사들의 선행 기술동향 대비 현재 국내 기술 수준을 비교하여 향후 나아갈 방향을 고찰하고자 하였으며, 이를 기반으로 진행 중에 있는 초 저-가속전압 및 Semi In-Lens Optic구현을 위한 국내 기술개발 추진 현황도 간략하게 논하고자 한다. 이러한 고찰을 통하여 해외 선진 경쟁사 대비 후 발업체로써 낙후되어있는 국내기술의 격차를 빠르게 좁혀 나아가고 Global 경쟁력을 갖춘 제품을 구현하기 위하여 국내 전문가들과의 협력을 통한 선행 요소기술 및 차별화된 제품기술 확보 방법을 강구하고자 한다.

• 한국기술혁신학회:학술대회논문집
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• 한국기술혁신학회 1998년도 춘계정기학술대회
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• pp.16-16
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• 1998

기술혁신과 제도변혁의 와중에서 미국을 위시하여 우리나라, 일본, EU, 싱가포르등 세계 각국들은 경쟁적으로 2010년까지 초고속정보망을 구축할 것을 계획하고 있다. 더나아가서 미국 정부는 세계적인 초고속정보망 (Global Information Infrastructure: GII)을 구축하는 것을 계획하고 있다. GII 추진을 주도하고 있는 미국을 영상, 소프트웨어, 방송, 게임 등의 각종 멀티미디어 서비스의 절대적 경쟁력을 미국에서 뿐만 아니라 GII를 통해 세계시장으로 확대, 보호하겠다는 전략적 의미를 갖고 있다고 볼 수 있다. 미국의 GII 추진전략에 대응하여 일본은 AII 라는 아시아판 초고속통신망 구축과 개방화를 제안하였으며, 우리나라 정부는 APII라는 이름으로 아시아, 태평양지역 국가들을 대상으로 하는 초고속통신기반을 구축할 것을 제시하였다. 한국의 APII전략은 아시아, 태평양 지역 중심으로 한국의 국가적 위상을 제고하는 한편 우리나라 기업의 국제진출을 위한 전진기지로서의 활용측면에서 유효하다는 의미로서 제시하였다. 그러나, 우리나라가 제시한 APII의 청사진은 세계 정보통신시장을 중심으로 볼 때 경쟁력을 갖고 있는 정보통신부분이 반도체이외에는 전무하다는 측면에서 잘못하면 APII라는 전략은 미국이나 일본의 정보통신망 구축에 이용당할 가능성이 높은 무의미한 전략적 의미를 갖고 있는 것으로 보인다. 따라서 본 연구에서는 미국이 구축하고자 하는 GII체제와 병행하여 우리나라 정보통신산업을 육성, 발전시키기 위한 대응전략이 어떤 방향으로 전개되어야 할 것인지를 제시하기 위하여 GII가 갖고 있는 전략적 의미를 산업조직측면에서 살펴보고자 하였다. GII구축으로 인하여 세계의 정보통신 대기업은 초대기업으로 성장할 수 있는 기회이지만 중소기업 역시 대기업으로 성장할 수 있는 기회이다. 따라서 우리나라 정부는 정보통신산업정책을 초고속망 구축위주인 대기업 중심체제에서 중소기업이 참여 가능한 통신기기산업이나 멀티미디어 산업으로의 유인전환을 촉진할 필요가 있다. 다음으로 GII 구축에 따라 정보통신기업의 전략적 제휴 내지 합병이 활발히 촉진되고 있는 상황을 감안하여 볼 때 국내의 통신산업 역시 전략적 제휴 내지 합병이 가능할 수 있도록 정부규제를 완화할 필요가 있다. 그리고 정보통신서비스업체 역시 나름대로 독과점 산업인 통신기기업체내지 소프트웨어 산업으로의 진출이 가능할 수 있도록 상호진출을 허용할 필요가 있다고 본다. 이를 위해서 우리 나라 정부 역시 미국처럼 새로운 통신개혁법을 만들 필요가 있다. 새로운 통신개혁법의 핵심적인 사항으로서 첫째, 통신과 CATV간의 상호진입을 허용, 둘째, 통신사업자가 통신관련 기기산업에 참여할 수 있는 규제완화를 허용, 셋째, 유아단계에 있는 소프트웨어 및 컨테트산업을 육성하는데 산업육성책 수립 등을 적극적으로 추진하여야 할 것이다. 그리고 현재 국내 재벌기업들로 구성되어 있는 기반산업을 지원하는 기술개발 지원체제와 육성정책을 소프트웨어 및 컨텐트의 응용산업으로 개편할 필요성도 제시되며, 이를 위해 범부처 차원에서 소프트웨어 및 컨텐트 육성정책을 지원하는 종합적인 대책을 마련해야 한다고 본다.

• 실천공학교육논문지
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• 제6권1호
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• pp.37-42
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• 2014

자동 시각 검사 장비는 전 세계적으로 제조업 기반의 기업들의 공장 자동화 시스템의 주요 장비로 자리 잡고 있다. 반도체, LCD, 철강, 제지 등 다양한 분야에서 품질관리의 자동화를 위하여 필수적으로 활용되고 있다. 그러나 대학, 직업전문학교 등의 교육기관에서는 이에 대한 교육이 거의 이뤄지지 못하고 있다. 본 논문에서는 자동 시각 검사 시스템의 기술훈련을 위하여 라인스캔 카메라 기반의 자동 시각 검사 장비 교육을 위한 실습 장비에 대해서 다루고 있다. 제작된 시스템은 산업현장에 널리 사용되고 있는 X-Y stage 기반으로 구성되었으며, 영상의 픽셀해상도는 $10-30{\mu}m$의 범위에서 가변적으로 조절 가능하다. 또한 조명구조에 따른 영상효과를 확인하기 위하여, 측면 직사조명과 동축조명을 장착하여 활용할 수 있도록 구성되어 있다. 이는 훈련자가 실습환경에서 다양한 조건들을 변경시키며 실습을 수행할 수 있음을 의미하며, 실제 제조 현장에서 활용되는 라인스캔 카메라 기반의 머신비전 시스템과 거의 동일한 기능을 수행하도록 제작되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.345-345
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• 2012

최근 의료산업에서는 고해상도 및 동영상 구현이 가능한 직접 방식의 X-선 검측센서에서 X-ray 흡수효율이 좋은 반도체 센서(CdTe, CdZnTe 등)와 성숙된 기술, 집적효율이 뛰어난 CMOS 공정을 이용한 제품을 출시하여 대면적화 및 고집적화가 가능하게 되어 응용분야가 점차 확대되고 있는 추세이다. 하지만 이 역시 고 성능의 X-선 동영상 구현을 위해서는 고 해상도 문제, 검출효율 문제, 대면적화의 어려움이 있다. 기존의 X-선 광 도전층의 증착은 증착 속도와 박막 품질에서 우수한 Evaporation 법이 사용되고 있다. 한편, 대면적에 균일한 박막형성이 가능하기 때문에 양산성에서 우월성을 가지는 sputtering법의 경우, 밀도가 높은 소결체 타겟의 제조가 힘들뿐만 아니라 증착 속도가 낮아 장시간 증착 시 낮은 소결밀도로 인한 타겟 Particle 영향으로 인해서 대 면적에 고품질의 박막을 형성하기가 어렵다. 하지만 최근 소결체 타겟 제조기술 발달과 함께, 대면적화와 장시간 증착에 대한 어려움이 해결되고 있어 sputtering 법을 이용한 고품질 박막 제조 기술의 연구가 시급한 실정이다. 본 연구에서는 $50{\times}50$ mm 크기의 non-alkali 유리기판(Corning E2000) 위에 Evaporation과 RF magnetron sputtering을 사용하여 다양한 기판온도 (RT, 100, 200, 300, $350^{\circ}C$)에서 $1{\mu}m$의 두께로 CdTe 박막을 증착하였다. RF magnetron sputtering의 경우 CdTe 단일 타겟(50：50 at%)을 사용하였으며 Base pressure는 약 $5{\times}10^{-6}$ Torr 이하까지 배기하였고, Working pressure는 약 $7.5{\times}10^{-3}$ Torr에서 증착하였다. 시편과 기판 사이의 거리는 70 mm이며 RF 파워는 150 W로 유지하였다. CdTe 박막의 미세구조는 X-ray diffraction (XRD, BRUKER GADDS) 및 Field Emission Scanning Electron Microscopy (FE-SEM, Hitachi)를 사용하여 측정하였다. 또한, 조건별 박막의 조성은 Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS, Horiba, 7395-H)을 사용하여 평가하였다. X-선 동영상 장치의 구현을 위해서는 CdTe 다결정 박막의 높은 흡수효율, 전하수집효율 및 SNR (Signal to Noise Ratio) 등의 물성이 요구된다. 이러한 물성을 나타내기 위해서는 CdTe 박막의 높은 결정성이 중요하다. Evaporation과 RF magnetron sputtering로 제작된 CdTe 박막은 공정 온도가 증가함에 따라 기판상에 도달하는 스퍼터 원자의 에너지 증가로 인해서 결정립이 성장한 것을 확인할 수 있었다. 따라서 CdTe 박막이 직접변환방식 고감도 X-ray 검출기 광도 전층 역할을 수행할 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한전자공학회논문지TE
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• 제42권3호
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• pp.45-50
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• 2005

산업용, 의학용 및 군사용, 환경감시용 등 다양한 분야에서 UV 카메라가 이용되고 있다. 높은 분해능과 고효율을 가진 GaN 계열의 III-V족 질화물 반도체를 이용하여 제작한 UV 센서인 포토다이오드로 부터 최적의 자외선 응답을 읽어낼 수 있는 ROIC(ReadOut IC)를 개발 했다. FPA(Focal Plane Array)용 UV $8{\times}8$ ReadOut IC(ROIC)를 설계를 위하여 포토다이오드 타입 센서 소자를 커패시터로 모델링하였다. ROIC는 검출되는 신호를 받아 이를 증폭하고 잡음제거 필터링을 거쳐 픽셀 단위로 순차적으로 출력하는 기능을 수행하도록 하였다. ROIC는 $0.5{\mu}m$ 2Poly, 3Metal N-well CMOS process를 이용하여 제작되었으며, 이방성 전도성 페이스트 (Anisotropic Conductive Paste:ACP)를 사용하는 gold stud bumping 공정으로 ROIC와 포토다이오드 어레이를 하이브리드 패키지 (package)한 후 PC에서 자외선 영상으로 확인함으로써 ROIC의 동작을 검증하였다.