• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.180-180
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• 2013

반도체, 디스플레이와 같이 저압, 극청정 조건에서 진행되는 공정에서 발생한 오염입자는 수 율에 큰 영향을 미친다. 따라서 공정 중에 발생한 오염입자를 실시간으로 모니터링할 수 있는 장비에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. Particle Beam Mass Spectrometer (PBMS)는 저압에서 실시간으로 나노 입자의 크기를 측정할 수 있는 대표적인 장비 중 하나이다. 입자를 포함한 가스 유동이 PBMS로 유입되면, 우선 입자를 입자빔의 형태로 집속하는 공기역학렌즈를 통과하게 된다. 집속된 입자는 노즐에 의해서 가속되며, 이로 인해 충분한 관성을 가지게 된 입자는 양극과 음극, 필라멘트로 구성된 electron gun에서 전자충돌에 의해 포화상태로 하전된다. 하전한 입자는 electrostatic deflector에서 크기에 따라 분류되어 Faraday detector와 electrometer에 의해 측정된다. 그러나 공기역학렌즈는 입자의 크기가 작아질수록 집속 효율이 급격히 낮아진다는 문제점을 지니고 있다. 이는 입자가 작아질수록 점성에 의한 영향이 관성에 의한 영향보다 커짐으로써 나타나는 현상이다. 최근 이러한 문제점을 해결하기 위해 사중극자를 사용하여 입자를 집속시키는 방법이 대안으로 제시되었다. 사중극자는 서로 마주보는 쌍곡선 형태의 전극구조에 AC 전기장을 인가하는 방식을 사용한다. 사중극자의 중심은 정확히 평형점을 가지게 되며 입자는 사중극자 내에서 진동을 반복하며 평형점을 향해 모이게 된다. 입자의 크기가 작을수록 전기력에 의한 영향을 크게 받으므로 사중극자를 이용한 입자집속 방법은 나노입자의 집속에 있어 공기역학렌즈를 이용한 집속에 비해 이점을 지닌다. 또한 집속 하고자 하는 입자 대상이 바뀔 경우 구조를 바꿔야 하는 공기역학렌즈와 달리 사중극자를 이용한 방법은 AC 전기장을 조절하는 것 만으로 제어가 가능하다. 본 연구에서는 저압 조건에서 나노입자를 집속하기 위한 사중극자의 전극 구조를 이론적인 계산을 통하여 구하였다. 그 결과 0.1 torr의 압력 조건하에서 5~100 nm 범위의 기본 입자를 AC 전압과 진동수를 조절하여 집속할 수 있는 사중극자 형태를 설계하였다.

• 한국음향학회지
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• 제17권6호
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• pp.14-22
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• 1998

기존의 널리 사용되는 초음파 영상진단기에서는 수신집속은 모든 점에 대해 행하는 것이 가능하지만 송신접속은 미리 정해진 수 개의 점에 대해서만 행하는 한계가 있다. 본 논문에서는 영상화할 대상이 정지해 있거나 매우 느리게 움직이는 경우에 한하여, 송신음장 의 집속은 합성집속방법(synthetic focusing)을 사용하고, 수신집속은 동적 집속(dynamic receive focusing)을 이용함으로써 모든 영상점에서 송수신 집속하여 측방향 해상도를 향상 시키는 방법을 제안하였다. 컴퓨터 시뮬레이션 결과 초점깊이에서와 같은 해상도를 유지하 는 음장거리(fields of depth)가 기존의 방법에 비하여 월등히 우수하였으며, 3.5MHz의 선형 배열변환기를 이용하여 펜텀 영상에 대한 실험 결과도 모든 영상 깊이에서 측방향 해상도가 기존의 B-mode의 영상보다 우수하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.241-241
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• 2016

반도체 선폭이 20 nm급까지 감소함에 따라 기존에 수율에 문제를 끼치던 공정 외부 유입 입자뿐만 아니라, 공정 도중에 발생하는 수~수십 나노의 작은 입자도 수율에 악영향을 끼치게 되었다. 이에 따라 저압, 극청정 조건에서 진행되는 공정 중 발생하는 입자를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 장비에 대한 수요가 발생하고 있다. Particle beam mass spectrometer (PBMS)는 이러한 요구사항을 만족할 수 있는 장비로 100 mtorr의 공정 조건에서 5 nm 이상의 입자의 직경별 수농도를 측정할 수 있는 장비이다. PBMS로 입자의 수농도를 측정하기 위해서는 PBMS 전단에서 입자를 중앙으로 집속할 필요가 있다. 공기역학렌즈는 PBMS 전단에서 입자를 집속시키기 위해 일반적으로 널리 사용되고 있는 장비로 여러 개의 오리피스로 이루어져 있다. 공기역학렌즈를 지나는 수송 유체와 입자는 이러한 연속 오리피스를 거치면서 팽창과 수축을 반복하며, 관성력의 차이로 인해 입자가 중앙으로 집속된다. 그러나 기존 공기역학렌즈는 고정된 직경의 오리피스를 사용하기 때문에 설계된 공정조건 이외에는 입자의 집속효율이 감소한다는 단점을 지닌다. 따라서 공정조건이 바뀔 경우 공기역학렌즈를 교체해야 되며, 진공이라는 환경하에서 이러한 교체는 많은 시간과 노력을 요구로 한다. 본 연구에서는 이러한 공기역학렌즈의 문제점을 해결하기 위해 다양한 공정조건에서 교체 없이 사용할 수 있는 새로운 형태의 직경 가변형 공기역학렌즈인 조리개형 공기역학렌즈를 제안하였다. 기존 연구를 통해 조리개형 공기 역학 렌즈가 다양한 압력 범위 내에서 나노입자를 성공적으로 집속할 수 있음을 보였지만, 장비를 상용화하기 위해서는 사용자가 좀 더 쉽게 렌즈직경을 결정 할 수 있어야 한다. 이에 본 연구에서는 조리개형 렌즈의 중공 직경에 따른 입자 집속 특성을 평가하였으며, 최종적으로 압력과 집속하고자 하는 직경에 따라 렌즈 중공 직경을 결정할 수 있게 해주는 데이터 베이스를 제작하였다.

• 한국공작기계학회:학술대회논문집
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• 한국공작기계학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.500-503
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• 2004

본 연구에서는 금속 원자를 단열 팽창시켜 클러스터를 만들고, 생성된 클러스터를 이온화시킨 후 집속렌즈 및 electric quadrupole을 이용하여 기판으로 증착 하였다. 집속렌즈의 설계에서는 단일 초점 방식의 렌즈보다 성능을 높이기 위하여 이중 초점과 핀홀을 써서 집속 효과 및 효율을 높였다. 렌즈의 설계는 일반적으로 하전입자의 에너지 손실 없이 집속할수 있는 Einzel 렌즈를 기본으로 하였으며, SIMION software 를 사용하여 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션 후 실제 렌즈계 및 정전압원을 제작하여 금(Au)의 클러스터를 생성하여 렌즈계를 통과한 후 실제 기판위로 증착이 되는 것을 AFM(Atomic force microscopy)과 XPS(X-ray photoemission spectroscopy)를 이용해 조사하여 렌즈계가 실제로 동작함을 확인하였다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2003년도 하계학술발표회
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• pp.44-45
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• 2003

전자기 유도 투과란 매질 속을 진행하는 빛의 투과가 다른 강한 빛의 작용으로 증가하게 되는 결맞음 현상을 말한다. 이러한 전자기 유도 투과는 또한 굴절율의 변화를 동반하게 되며, 그 결과 매질을 진행해 나가는 레이저빔은 유도 집속 및 확산, 또는 자체집속 및 확산의 제거 등을 겪게 된다. 이러한 원리를 이용하여 M. Jain 등은 납 증기에서 원공명 조건의 결맞음 밀도 포획을 이용한 자체집속의 제거에 성공한바 있다. (중략)

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.279.2-279.2
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• 2014

반도체 선폭이 20 nm급까지 감소함에 따라 기존에 수율에 문제를 끼치던 공정 외부 유입 입자뿐만 아니라, 공정 도중에 발생하는 수~수십 나노의 작은 입자도 수율에 악영향을 끼치게 되었다. 이에 따라 저압, 극청정 조건에서 진행되는 공정 중 발생하는 입자를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 장비에 대한 수요가 발생하고 있다. Particle beam mass spectrometer (PBMS)는 이러한 요구사항을 만족할 수 있는 장비로 100 mtorr의 공정 조건에서 5 nm 이상의 입자의 직경별 수농도를 측정할 수 있는 장비이다. PBMS로 입자의 수농도를 측정하기 위해서는 PBMS 전단에서 입자를 중앙으로 집속할 필요가 있다. 공기역학렌즈는 PBMS 전단에서 입자를 집속시키기 위해 일반적으로 널리 사용되고 있는 장비로 여러 개의 오리피스로 이루어져 있다. 공기역학렌즈를 지나는 수송 유체와 입자는 이러한 연속 오리피스를 거치면서 팽창과 수축을 반복하며, 관성력의 차이로 인해 입자가 중앙으로 집속된다. 그러나 기존 공기역학렌즈는 고정된 직경의 오리피스를 사용하기 때문에 설계된 공정조건 이외에는 입자의 집속효율이 감소한다는 단점을 지닌다. 따라서 공정조건이 바뀔 경우 공기역학렌즈를 교체해야 되며, 진공이라는 환경하에서 이러한 교체는 많은 시간과 노력을 요구로 한다. 본 연구에서는 이러한 공기역학렌즈의 문제점을 해결하기 위해 다양한 공정조건에서 교체 없이 사용할 수 있는 새로운 형태의 공기역학렌즈인 조기래형 공기역학렌즈를 제안하였다. 각각의 오리피스가 중공의 직경을 변경할 수 있는 구조인 조리개의 형태로 설계되어 있어, 공정조건에 따라 중공의 직경을 변경함으로써 입자의 집속을 결정하는 요소인 Stokes number를 조절 할 수 있다. 이러한 조리개형 공기 역학 렌즈의 성능을 평가하기 위해 수치해석적인 방법을 이용하였다. 공기 역학 렌즈 전단의 압력을 0.1~10 torr까지 변화시켜가며 다양한 공정조건에서 오리피스의 직경만을 변경하여 입자 집속 가능 여부를 판단하였으며, 조리개 형태의 구조상 발생할 수 있는 leak로 인한 입자 집속 효율의 변화도 평가하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제23권3호
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• pp.243-251
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• 2002

합성 싱크 음장은 선형지연을 가지는 펄스 평면파를 송신한다. 송신집속은 각각 다른 시간에 송신된 진행방향이 다른 평면파들에 대한 수신신호를 모두 저장하고 있다가 합성집속 방법을 이용한다 이러한 송신 집속 방법은 송신시 전체의 소자를 동시에 사용함으로 높은 SNR을 얻을수 있고. 양방향 동적집속이 가능하다. 본 논문에서는 합성싱크음장 집속방법을 구현하기위한 문제점을 고찰하고, 5MHz의 선형변환기를 이용한 초음파 영상진단기에서 펜텀과 인체의 영상에 대하여 합성싱크음장 집속방법을 실험으로 검증하였다 펜텀 영상의 경우 기존의 방법에 비하여 더 좋은 해상도로 더 깊이 영상화 할 수 있었다. 인체 영상의 경우 인체의 움직임과 위상수차(phase aberration) 등으로 인한 효과로 해상도는 떨어지지만. 기존의 집속방법에 대하여 5배 이상의 frame 율의 속도로 영상을 얻어도 기존의 방법과 비슷한 해상도를 얻을 수 있었다

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.545-545
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• 2012

집속이온빔장치(FIB: Focused Ion Beam System)에 사용하는 액체금속이온원(LMIS: Liquid Metal Ion Source)은 고 전류밀도, 고 휘도, 낮은 에너지퍼짐 등 많은 장점이 있다. 집속이온빔장치는 주로 표면 분석, 집적 회로의 수정, 마스크 교정(Repair) 및 잘못된 부분의 분석(Failure Analysis) 등에 사용되고 있는데 최근에는 고 분해능의 이온빔 리소그래피와 이온 주입의 기술 및 미세가공 기술 등의 분야에 집중되고 있으며 이를 위해서는 집속이온빔장치의 수렴성(Convergence)을 개선해 나가는 것이 중요하다. 집속이온빔장치의 수렴성은 이온빔의 에너지 퍼짐(Energy Spread)과 각 분포(Angular Distribution)에 많은 영향을 받으며 에너지퍼짐 특성은 색수차에 직접적인 영향을 준다. 수렴성을 개선하기 위해 기존의 에미터(Emitter), 저장소(Reservoir), 추출극(Extractor)으로 제작된 액체금속이온원에 서프레서(Suppressor)라는 새로운 전극을 사용하여 이 전극의 유 무에 따른 각 분포의 변화에 대해 연구하였다.

• 대한전자공학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.65-71
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• 1984

초음파 B스캔너의 경우 광대역 펄스를 사용하기 때문에 광학에서 사용되는 집속 계산식으로는 초음파 집속 시스템을 정확하게 설계할 수 없다. 본 연구에서는 초음파 다중소자에 광대역 펄스가 여기될 때 초음파의 전파모양을 정확하게 계산할 수 있늘 방법이 연구되었다. 계간된 초음차의 전파 모양을 이용하여 고해상력을 갖는 다이나믹 집속(dynamic focusing)시스템의 구동소자수, 집속치로 지연값 및 집속점 위치등을 설계하도록 하였다. 저잡음 스튀칭 특성을 갖는 다이나믹 집속 시스템을 구성하여 실험에 의해 3.5MHz선형소자로써 18cm의 깊이까지 2∼3mm의 해상도가 얻어짐을 확인하였다.

• 한국광학회지
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• 제4권4호
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• pp.434-441
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• 1993

단일 통과 라만레이저에서 접속 조건에 따른 1차 Stokes 파의 출력특성을 조사하였다. 펌푸빔으로는 Q-switched Nd-YAG 레이저의 기본파인 파장 $1.06{\mu}m$의 빔을 사용하였고 매질로는 고압 메탄을 사용하엿다. 실험 결과 펌프빔을 라만셀로 집속하는 조건에 따라 큰 출력의 치이를 보였는데, 집속상수가 클수록 Stokes 출력이 증가하였다. 이러한 결과는 Stokes와 anti-Stokes의 결합에 의한 이득감소로 이해할 수 있는데, 여기서는 간단한 이론을 통해 집속 조건에 따른 Stokes와 anti-Stokes의 결합의 정도를 알아보고 이득감소 현상을 피하기 위한 집속상수의 기준을 제시하였다. 라만 산란에 수반되는 유도 Brillouin 산란을 측정한 결과 문턱에너지가 집속상수에 비례하여 증가하였고, 이론적으로 이는 다중 모드 레이저를 펌프로 사용할 때 상호작용 거리가 간석성 거리로 제한되어 나타나는 현상으로 이해할 수 있으면 간섭성 거리를 2mm라 했을 때 실험 결과와 비교적 잘 일치하였다.