• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.94.2-94.2
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• 2015

주사전자현미경은 나노 크기의 재료 및 바이오 물질의 이미지를 관찰하는 가장 일반적인 분석 장비이다. 주사전자현미경을 이용한 시료 관찰은 주로 10-5 Torr 이하의 고진공에서 이루어진다. 부도체 재료는 전자빔에 의해 대전(charging)이 발생하여 이미지가 왜곡되며, 이를 방지하기 위해 금 등의 금속을 코팅한다. 한편 10-1 Torr 이상 압력의 저진공에서는 부도체 재료도 charging이 발생하지 않아 생물시료등의 부도체 표면을 코팅없이 관찰할 수 있다. 본 발표에서는 현재 개발중인 저진공 관찰 주사전자현미경의 차동배기구조를 보여준다. 또한 차동배기에 의해 가동 압력 10-1 Torr 이상의 시료실과 10-5 Torr이하의 전자총실의 진공 배기특성을 보고하며, 저진공에서의 주사전자현미경 이미지를 보여준다.

• Proceedings of the Korean Society Of Semiconductor Equipment Technology
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• 2005.05a
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• pp.168-172
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• 2005

본 연구에서는 평판 디스플레이 Photo공정 중에서 무회전 도포(Spinless Coating)방식으로 기판(Glass)에 감광제 약액을 도포한 후 용매(Solvent)를 제거시키기 위한 진공건조장치(Vacuum dryer)에서 감광제 도포막의 품질에 영향을 주지 않는 범위 안에서의 용매 제거시간을 단축하기 위한 진공챔버의 용적에 따른 진공포트의 크기 및 배치에 대한 최적화를 구현하였다. 구현된 챔버의 용적과 진공포트의 크기 및 배치를 바탕으로 진공건조장치를 챔버, 챔버 구동부, 기판 구동부, 진공펌프, 그리고 $N_2$ 공급부로 모듈화하여 구성하였으며. 실제 도포 기판을 이용하여 진공건조를 실시한 후 도포막을 검사함으로써 진공포트에 대한 최적화를 검증함과 동시에 진공건조 능력을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.479-479
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• 2010

현재까지 대부분의 반도체 공정이나 LCD 공정에 사용되는 플라즈마는 진공 플라즈마이다. 이는 대기압에서의 플라즈마 발생의 어려움, 공정 품질 등이 원인이기도 하다. 그러나 진공 장비의 고가 및 진공 시스템 부피의 거대화 등의 많은 단점이 있다. 현재의 진공 플라즈마공정을 대기압 플라즈마 공정으로 대체 할 수 있다면 많은 경제적인 이득을 얻을 수 있을 것이다. 본 연구실에서 개발한 직류아크 플라즈마트론은 기존의 대기압 플라즈마 장치에 비해 수명이 길고, 광학적으로 깨끗하고, 활성도가 높은 플라즈마를 얻을 수 있는 장점이 있다. 직류아크 플라즈마트론의 식각공정에 적용을 위해 플라즈마트론을 저 진공 및 대기압에서 적용하여 실험하였다. 식각 가스로는 SF6를 사용하였고, Ar과 O2를 혼합하여 플라즈마트론의 음극 보호 및 식각률을 높이도록 하였다. 실험결과 저진공 플라즈마의 경우, 플라즈마 영역이 20 cm를 넘는 반면, 대기압에서는 플라즈마 유효 길이가 약 20 mm로 매우 짧았다. 하지만 저 진공(~ 3 mbar)에 적용하여 최대 $60\;{\mu}m/min$의 식각률을 보였고, 대기압 플라즈마의 경우 $300\;{\mu}m/min$ 넘는 식각률을 달성하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2009.08a
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• pp.218-218
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• 2009

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2008.02a
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• pp.179-179
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• 2008

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.115-115
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• 2012

반도체/디스플레이 산업분야의 발전으로 진공 공정 기술력 또한 증진되고 있다. 반도체소자의 초미세화, 진공부품의 대면적화가 진행 되면서 진공 공정 중에 발생하는 오염입자를 제어하는 것이 이슈가 되고 있다. 오염입자는 플라즈마의 물리적인 부식과 활성이 높은 화학반응에 의해 진공부품에서 부식이 진행되어 발생하며, 이는 반도체 및 디스플레이 부품의 신뢰성측면과 수율저하 등 life time의 근본적인 문제점으로 대두되고 있다. 본 연구에서는 반도체/디스플레이 장비용 코팅부품으로 많이 사용되고 있는 Al2O3 코팅막을 이용하였으며, sealing time에 따른 Anodic Aluminum Oxide (AAO) electrode의 물성특성평가 및 진공평가기술을 이용하여 life time을 예측하는 연구를 수행하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.9-9
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• 2010

최근들어 디스플레이 산업의 연구 방향이 3-any (any-time, any-where, any-position)에 대응하기 위해 고품위 디스플레이 디바이스에 집중되고 있는 상황이다. 이로 인해 flexible 기판에 다양한 소자기술을 접목하는 연구가 중요 기술로 각광을 받고 있다. 본 연구에서는 flexible 기판상에 전극층, 채널층, 절연층, 및 보호막층을 형성하는 방법으로 적용되고 있는 박막 형성기술 중 물리증착기술을 적용한 진공박막 권취 장비(roll-to-roll vacuum coating system)의 핵심 기술과 투명전극의 대표적인 물질인 인듐주석산화물 박막의 특성에 대해서 심도 깊게 살펴보고자 한다. 먼저, 다양한 권취장비를 기준으로 물리증착 기술 중 적용이 가능한 공법을 간락히 설명한 후 다양한 박막 형성 기술을 소개하고자 한다. 진공증착 기술을 적용한 다양한 시스템과 스퍼터링 기술의 핵심인 다양한 캐소드의 장단점을 시스템 사례를 기준으로 설명을 하고자 한다. 또한, flexible 기판 적용시 박막층과 기판층간의 계면 특성을 향상시키기 위해 적용되는 플라즈마 표면처리 기술을 핵심 단위 기술의 연구 사례를 기준으로 기술 동향을 설명하고자 한다. 물리증착법의 대표적인 예인 스퍼터링 법으로 제조한 인듐주석산화물 박막의 특성을 제어한 연구 결과를 보고하고자 한다. 투명전극 박막의 대표물질인 인듐주석산화물 박막을 물리증착공법으로 제조하였을 때 발생하는 표면 조도의 문제를 해결하는 방안으로 초저압 스퍼터링 기술을 소개하였고, 스퍼터링 공정시 공정압력의 변화가 인듐주석산화물 박막의 표면조도, 결정구조, 및 전기적 성질에 미치는 영향과 상관관계를 살펴보았다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.286-286
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• 2011

현재의 NEDO (New Energy and industrial technology Development Organization) style Si 정련은 두 단계로 구분되어 있다. 고출력 집속 전자빔을 이용한 금속 실리콘의 1차 용융과 대기압 근처의 플라즈마 아크 용해를 이용해서 B, P를 약간의 반응성 가스를 첨가 하여 제거하는 방법이다. 그러나 저가형 실리콘을 생산하려는 취지와 달리 두 가지의 고가 장비가 필요하다. E-beam melting 장치에서도 반응성이 높은 라디칼을 생성할 수 있다면 하나의 장비에서 두 가지의 정련 작업을 진행시킬 수 있다. 본 연구에서는 고진공에서(< 10-4 Torr) 동작하는 E-beam의 성능에 전혀 영향을 주지 않으면서 플라즈마를 용이하게 생성 시킬 수 있는 방법을 개발하고 이를 적용하여 실제 금속 순도 실리콘 내에 존재하는 B, P가 제거되는지 확인하는 것을 연구 내용으로 한다. 본 연구는 MG (Metal Grade) - Si 을 플라즈마 보조 전자빔 정련을 이용하여 정련한 Si 의 불순물 함량의 개선 효과를 조사하는 것이다. MG-Si 의 정련 방법 중에서 고출력 집속 전자빔을 이용하여 휘발성 오염물질을 제거 후, 플라즈마 아크 용해를 이용해서 B 를 제거하는 방법을 접목시켰다. MG-Si 에 DC power 와 전자빔을 집속시켜서 정련을 하면 챔버 내의 잔류 수증기가 플라즈마에 의해 분해되어 O를 생성하고, B와 반응을 하여 BO 형태로 제거가 된다. 방전 전압 700 V 와 전자빔 가속 전압이 4.5 kV, 방출 전류는 11 A, 진공 챔버 내의 압력은 $7.2{\times}10^{-4}$ Torr에서 정련을 진행하여 B를 제거했다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.112-112
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• 2016

열전 발전은 버려지는 폐열을 재사용 가능한 에너지로 전환할 수 있다는 점에서 차세대 청정 에너지원으로 분류되며, 19세기 초 발견된 이래 꾸준히 연구되어온 연구 분야이다. 특히 1990년대 열전소재로의 나노 기술의 접목에 따라 열전성능(figure of merit, ZT)이 2 배 이상 증가 되면서, 고성능의 열전 소재 개발을 위해 나노구조화 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만, 기존의 열전 특성 측정용 상용 장비의 경우, 벌크형 소재를 대상으로 설계되어 연구실 수준에서 개발되고 있는 마이크로미터 스케일의 두께를 가지는 박막형 열전 소재의 두께 방향 (cross-plane)의 열전 특성을 평가하는데 정밀성이 떨어져서 적합하지 않다. 이러한 표준화된 측정 기술의 부재로 인하여 최근 연구되고 있는 나노소재들의 열전 특성 측정 결과를 정확하게 측정하지 못하고 있다 [1] 본 연구에서는 박막형 열전 소재의 열전성능을 평가하는데 가장 중요한 요소인 열전도도를 측정하기 위해 장비를 설계하고, 장비의 측정 능력에 대해 평가하였다. 특히, 측정 포인트 간 큰 온도 차가 발생하여 비교적 쉽게 측정이 가능한 너비 방향 (in-plane) 이 아닌, 온도 차가 작은 박막의 두께 방향의 열전도도를 측정하였다. 그리고 센서의 측정 능력을 평가하기 위해, 폴리이미드를 대상으로 $-10-70^{\circ}C$ 온도 범위에서 측정한 결과와 벌크형 소재 대상으로 신뢰성이 확보된 보호열판법을 이용해 측정한 결과를 비교하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.365-365
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• 2013

본 실험에서는 RF magnetron sputter장비와 evaporator장비를 이용하여 다층박막 IGZO/Ag/IGZO를 제작하였다. 소결된 타겟은 In:Ga:ZnO 1:1:1mol%로 조성된 타겟을 사용하였으며, Ag는 99.999%의 순도를 가진다.다층박막 OMO구조의 Oxide layer는sputter장비를 이용 IGZO막을 제작하였으며, Metal layer는 evaporator 장비를 이용 Ag막을 제작하였다. 변수로는 Metal layer 두께에 따른 구조적, 광학적 특성 변화를 연구하였다. Oxide layer의 RF sputter 공정 조건으로는 초기압력 $3.0{\times}10^{-6}$ Torr 이하로 하였으며, 증착압력 $2.0{\times}10^{-2}$ Torr, RF power 30 W, Ar 50 sccm으로 고정시켰으며, Metal layer의 evaporator 공정조건으로는 $5.0{\times}10^{-6}$ 이하, 전압은 0.3V, 기판 회전속도는 2RPM 두께는 Thickness moniter로 3. 5. 7. 9. 11. 13. 15 nm를 확인하며 증착하였다. 분석결과로는 AFM측정결과 거칠기는 2 nm이하의 거칠기를 확인했으며, XRD측정결과 Bragg's 법칙($2\;dsin{\Theta}=n{\lambda}$)를 만족하는 피크를 찾을 수 없어 비정질 구조임을 확인할 수 있었다. 투과도 측정결과 가시광 영역에서 최대 80% 이상의 투과율을 보여주었으며, IR영역에서는 30% 이하의 투과율을 보여주었다. 에너지 밴드갬 계산결과 4.5~4.6 eV를 갖는 것을 확인하였으며, Low-e 분야에 사용가능함을 보여주었다.