• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.412-412
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• 2010

플라즈마는 미세 전기 소자 제작에 있어 박막의 증착, 식각, 세정등 여러 가지 공정에서 널리 사용되고 있다. 미세 소자의 선폭의 감소와 높은 생산성을 위한 웨이퍼 면적의 대형화가 진행됨에 따라 플라즈마의 균일도는 공정 수율 향상의 관점에서 중요한 요소로 그것의 계측과 공정 중 실시간 감시에 필요성이 부각되고 있다. 플라즈마에 존재하는 라디칼의 밀도, 이온의 밀도, 전자 온도 등의 웨이퍼 상에서의 공간 분포와 공정 결과물과의 상관관계에 대한 연구는 현재까지 다양하게 진행 되었으며 특히, 라디칼의 공간 분포가 공정 결과물의 균일도와 큰 상관 관계가 있는 것으로 알려져 있다. 라디칼의 농도 분포를 계측은 레이저 유도 형광법, 발광 분광법, 흡수 분광법 등을 통하여 이루어져 왔으며, 특히 발광 분광법의 경우 계측의 민감성, 편의성등을 이유로 가장 널리 사용되고 있다. 그러나 현재 까지 진행된 발광 분광법을 이용한 라디칼의 공간 분포 계측은 그 자체로 공간 분포를 계측하는 것이 아닌 플라즈마 밀도의 축 대칭성을 가정하여 Abel inversion을 적용하거나, 광섬유를 플라즈마에 직접 삽입하는 방식을 사용하기 때문에 실제 반도체 제작공정을 비롯한 미세소자 공정 플라즈마의 라디칼 밀도 분포를 실시간, 비 접촉 방식으로 계측 하는데 한계가 있다. 본 연구에서는 반도체 공정 플라즈마의 밀도 균일성 분석을 위한 공간 분해 발광 분광기를 제안한다. 기존의 발광 분광법과 비교하여 공간 분해능 향상을 위하여 직렬로 설치된 다수의 렌즈, 개구, 그리고 핀홀을 이용하였다. 공간 분해 발광 분광기의 공간 분해능을 계산하였으며, 실험을 통하여 검증 하였다. 또, HDP CVD를 이용한 $SiO_2$ 박막 증착 공정에서 산소 라디칼의 농도와 증착된 박막의 두께 분포의 상관 관계를 계측 함으로써 공간 분해 발광 분광기의 플라즈마 공정 적용 가능성 입증 하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.213-213
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• 2016

현재 반도체 산업에서는 디바이스의 고 집적화, 고 수율을 목적으로 패턴의 미세화 및 웨이퍼의 대면적화와 같은 이슈가 크게 부각되고 있다. 다중 패터닝(multiple patterning) 기술을 통하여 고 집적 패턴을 구현이 가능해졌으며, 이와 같은 상황에서 각 패턴의 임계치수(critical dimension) 변화는 패턴의 위치 및 품질에 큰 영향을 끼치기 때문에 포토마스크의 임계치수 균일도(critical dimension uniformity, CDU)가 제작 공정에서 주요 파라미터로 인식되고 있다. 반도체 광 리소그래피 공정에서 크롬(Cr) 박막은 사용되는 포토 마스크의 재료로 널리 사용되고 있으며, 이러한 포토마스크는 fused silica, chrome, PR의 박막 층으로 이루어져 있다. 포토마스크의 패턴은 플라즈마 식각 장비를 이용하여 형성하게 되므로, 식각 공정의 플라즈마 균일도를 계측하고 관리 하는 것은 공정 결과물 관리에 필수적이며 전체 반도체 공정 수율에도 큰 영향을 미친다. 흔히, 포토마스크 임계치수는 플라즈마 공정에서의 라디칼 농도 및 식각 선택비에 의해 크게 영향을 받는 것으로 알려져 왔다. 본 연구에서는 Cr 포토마스크 에칭 공정에서의 Cl2/O2 공정 플라즈마에 대해 O2 가스 주입량에 따른 식각 선택비(etch selectivity) 변화를 계측하여 선택비 제어를 통한 Cr 포토마스크 임계치수 균일도 향상을 실험적으로 입증하였다. 연구에서 사용한 플라즈마 계측 방법인 발광분광법(OES)과 optical actinometry의 적합성을 확인하기 위해서 Cl2 가스 주입량에 따른 actinometer 기체(Ar)에 대한 atomic Cl 농도비를 계측하였고, actinometry 이론에 근거하여 linear regression error 1.9%을 보였다. 다음으로, O2 가스 주입비에 따른 Cr 및 PR의 식각률(etch rate)을 계측함으로써 식각 선택비(etch selectivity)의 변화율이 적은 O2 가스 농도 범위(8-14%)를 확인하였고, 이 구간에서 임계치수 균일도가 가장 좋을 것으로 예상할 수 있었다. (그림 1) 또한, spatially resolvable optical emission spectrometer(SROES)를 사용하여 플라즈마 챔버 내부의 O atom 및 Cl radical의 공간 농도 분포를 확인하였다. 포토마스크의 임계치수 균일도(CDU)는 챔버 내부의 식각 선택비의 변화율에 강하게 영향을 받을 것으로 예상하였고, 이를 입증하기 위해 각각 다른 O2 농도 환경에서 포토마스크 임계치수 값을 확인하였다. (표1) O2 11%에서 측정된 임계치수 균일도는 1.3nm, 그 외의 O2 가스 주입량에 대해서는 임계치수 균일도 ~1.7nm의 범위를 보이며, 이는 25% 임계치수 균일도 향상을 의미함을 보인다.

• 한국결정성장학회지
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• 제10권2호
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• pp.91-95
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• 2000

8인치 쵸크랄스키 실리콘 단결성 성장에 있어서, 계면에서의 온도기울기, 산소, 농도 및, 반경방향의 산소농도 분포에 미치는 아르곤 가스 유동의 영향을 조사하였다. 아르곤의 유입량을 증가시킴에 따라 계면 근처 결정내 온도기울기가 증가하였으며. 결정내 산소농도는 감소하였다. 한편, 반경방향의 산소농도 균일성은 악화됨이 관찰되었다. 실험 결과를 종합하여 볼 때, 아르곤 유동이 산소 농도 및 균일 분포성 등의 결정 특성에 중요한 영향을 미치는 성장 공정변수임을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권12호
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• pp.2376-2384
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• 1992

본 연구에서는 액적들의 분포상태가 비균일 분포 즉 비균일 액적크기 및 수밀 도 분포를 갖는 액적군에 대하여 집단점화 현상을 이론적인 해석을 통하여 규명한다. 이를 위하여 분사직후부터 점화순간까지의 과정 즉, 액적의 온도상승-증발-혼합기 형 성-반응의 진행-점화의 과정에 초기 액적들의 크기 및 수밀도 분포상태와 기체상의 조 건들이 중요 제변수들, 즉 온도, 속도, 성분질량농도 및 액적의 크기 분포등에 미치는 영향 등은 물론 액적군의 증발특성, 점화특성 등을 이론적 모델을 구성하여 해석한다. 결과들은 현재 사용되고 있는 집단연소 모델의 초기조건으로 사용하며, 액적들의 분포 상태에 따른 점화시의 액적군의 상태 및 점화 특성은 보다 향상된 연소시스템의 운전 및 설계에 분사조건으로서 활용될 것이 기대된다.

• 한국식품과학회지
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• 제15권4호
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• pp.342-347
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• 1983

보리차 추출액(抽出被)의 분무(噴霧) 건조(乾燥) 장치(裝置)의 atomizer 로 페인트용(用) spray gun을 사용(使用)할 경우 보리차 추출액(抽出液)의 농도(濃度)와 송입(送入)되는 공기(空氣) 압력(壓力)이 미세액적(微細液滴)의 크기, 균일도(均一度) 및 그 분포(分布)에 미치는 영향(影響)을 조사(調査)하였다. 1. 분무(噴霧)된 미세액적(微細液滴)의 평균(平均)지름 (${\overline{D}}\;{\mu}m$) 은 보리차 추출액(抽出液)의 농도(濃度)(C, %) 증가(增加)에 따라서 직선적(直線的)으로 증가(增加)하였고 보리차 추출액(抽出液)의 농도(濃度)와 미세액적(微細液滴)의 평균(平均)지름 사이에는 다음과 같은 관계(關係)가 성립(成立)하였다. ${\overline{D}}={_{a}}C+{\beta}$ 이때 ${\alpha},\;{\beta}$는 각 농도(濃度)에 따라 결정(決定)되는 계수이다. 2. 공기(空氣) 송입(送入) 압력(壓力)의 증가(增加)에 따라 미세액적(微細液滴)의 평균(平均)지름은 감소(減少)하였으며 특정(特定) 압력(壓力) 이상(以上)에서는 더 이상 감소(減少)하지않는 한계평균(限界平均)지름을 보였는데 농도(濃度) 15.7%에서는 $35{\mu}m$ 의 한계평균(限界平均)지름을 나타내었다. 3. 공기(空氣) 송입(送入) 압력(壓力)이 증가(增加)할수록 미세액적(微細液滴)의 균일도(均一度)는 증가(增加)하였으나 보리차 추출액(抽出液)의 농도(濃度) 증가(曾加)에 따른 균일도(均一度)의 변화(變化)는 20%까지는 각 압력(壓力)에서 근사하였으나 20% 이상에서는 균일도(均一度)의 급격한 감소를 보였다. 4. 공기(空氣) 송입(送入) 압력(壓力)의 변화(變化)에 따른 미세액적(微細液滴)의 크기 (D) 와 누계(累計) 백분율(百分率) 분포(分布)($P_D$) 사이에는 다음과 같은 관계(關係)가 성립(成立)하였다. $P_D$= e1nD + f 식(式)에서 e, f 는 압력(壓力)과 농도(濃度)에 따라 결정(決定)되는 계수이다.

• 한국결정성장학회지
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• 제4권2호
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• pp.169-177
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• 1994

결정성장된 시편의 농도분포를 제어하기 위해서는 초기융액의 농도를 균일하게 하여야 한다. 용질농도가 초기융액에 있어서 균일하지 않다면, 성장된 시편에 예측한 것과 다른 거시편석이 발생할 수 있다. 위 쪽의 온도가 높은 온도 구배를 갖고 아래로부터 응고를 진행시키는 Bridgman 방법으로 Al-Cu 합금을 성장시키는 경우, 성장된 시편의 어용질 농도분포가 초기응고 부분이 높고 을고가 진행됨에 따라 감소하는 경향을 갖는 것으로 관찰되었다. 이런 현사은 주괴가 녹으면서 도가니와 주괴의 틈으로 스며나온 Cu의 농도가 높은 융액이 주괴가 완전히 녹은 후의 대류에 의해 아래부분에 축적됨으로 발생했다. Al-Mg 합금의 경우 도가니와 주괴의 틈으로 스며나온 Mg의 농도가 높은 융액이 주괴가 완전히 녹은 후의 대류에 의해 떠오르면서 용질 농도분포가 성장중에 최소값을 가지는 것으로 나타났다. 이러한 거시편석을 억제하기 위하여, 균질화 처리 또는 도가니와 주괴의 틈을 없게 함으로 균일한 농도의 초기유액을 얻었다.

• 생태와환경
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• 제37권3호통권108호
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• pp.297-303
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• 2004

수서 생태계에서 생물막 성장을 고찰하기 위해 2차원 셀룰라오토마톤 (CA) 모델을 구현하였다. 영양물 농도와 연계하여 CA의 단순한 지역 규칙을 세균 개체군의 성장을 나타내는데 적용하였다. 초기 세균 분포는 낮은 영양물 농도에서 개체군 크기와 생물막 형태를 결정하는데 중요한 역할을 하였다. 집중분포에서는 균일분포나 마구잡이분포에 비해 개체군 크기가 느리게 증가하였다. 반면 공극률은 다른 초기 분포에 비해 균일분포에서 높게 나타나는 경향을 보였다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권5호
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• pp.368-377
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• 2011

소규모의 대기오염 배출원으로부터 질소산화물을 저감하는 방법으로 제안된 패키지형 SCR (selective catalytic reduction) 시스템 내에서 암모니아 농도제어에 관한 연구가 시행되었다. SCR 시스템의 효율은 촉매층의 효율적인 활용에 좌우되며 촉매층의 효율적인 사용은 시스템에 유입되는 배기가스의 유동균일도와 암모니아 농도의 균일도에 의해 좌우된다. 본 연구에서는 주어진 최적의 유동조건에서 SCR 시스템 내에 배치된 AIG 형상과 분사 유량 조정에 따른 암모니아 농도분포를 평가하였다. 기본 유동조건에서 분사구의 각도에 따른 전산해석 결과, 배가스 유동에 대해 동류방향($0^{\circ}$)으로 암모니아를 분사한 경우의 농도분포의 RMS(%) 수치는 약 95.3%, 대향방향인 $120^{\circ}$의 각도를 가지는 경우 90.1%로 파악되어 대향방향으로의 분사가 더 효율적인 것으로 파악되었다. 유동박리영역에서 벗어나도록 분사구의 위치를 변경하고 기초계산에서의 속도분포와 농도분포를 기준으로 환원제 유량을 조정한 결과 RMS(%) 수치를 최대 62.8%까지 하강시키는 효과를 가져왔다. AIG 형상 및 배치구조에 혼합증진의 효과를 정리하였다.

• 한국결정성장학회:학술대회논문집
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• 한국결정성장학회 1997년도 Proceedings of the 13th KACG Technical Meeting `97 Industrial Crystallization Symposium(ICS)-Doosan Resort, Chunchon, October 30-31, 1997
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• pp.21-25
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• 1997

우수한 세라믹스 제조를 위해서는 작은 입자지름, 좁은 입도분포, 구형의 입자형태, dopant와 matrix가 균일한 고용체를 갖고, 응집입자가 없으며 고순도인 원료 분말의 제조가 선행되어야 한다. 이를 위하여 본 연구에서는 수열 합성법을 이용하여$\alpha$-Al$_2$O$_3$, $\alpha$-SiO$_2$, PZT, PSZT, BTO등의 미세분말을 제조하는 공정에서 반응온도, 광화제의 양과 종류, 반응시간, 출발물질의 양과 종류, 전처리공정, 교반공정 등이 평균입자지름과 결정성 및 입도분포에 미치는 영향을 조사하였다. 그결과 미세분말의 종류에 관계없이 반응온도, 반응시간, 성장기질의 농도, 종자결정의 농도 등이 증가할수록 평균입경은 커지며, 광화제의 농도가 증가할수록 평균 입자지름이 작아지고, 광화제의 농도가 종자결정의 농도가 증가할수록 입도분포가 좁아짐을 알 수 있었다. 특히 $\alpha$-SiO$_2$에 대해 수열합성실험으로부터 평균입자지름과 수열합성의 조업변수간의 특성방정식을 얻었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제8권4호
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• pp.555-562
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• 1998

비균일 자장이 도가니에 인가되어 있는 상황에서 정상상태의 Czochralski 유동장과 비정상상태의 산소농도장에 대한 연구가 수치해석적인 방법으로 연구되었다. 여기에서 기준 자장의 세기가 B=0.1T, 0.2T, 0.3T의 경우에 대한 연구가 수행되었다. 가열에 의한 부력의 효과와 자유표면의 표면장력에 의한 열모세관 효과에 의하여 유발되는 자오면 유동은 비균일 자장에 의하여 차등적으로 억제되고 있다. 자자의 세기가 증가하면 자오면 유동에서 발생하는 순환류의 중심은 결정으로 접근하며, 순환류의 크기도 작아진다. 결정으로 흡수되는 산소의 세기가 클수록 낮아지며 농도분포는 균일해지는 경향을 갖는다.