• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.89-89
• /
• 2011

반도체 공정 등에서 $10^{-6}{\sim}10^{-8}$ mbar의 고진공 환경을 제공하기 위하여 사용되는 고진공 터보분자펌프 (Turbomolecular Pump, TMP)는 다층의 회전깃을 갖는 로터를 회전시켜 분자를 배출시키는 방식을 사용하는 진공펌프이다. 또한 최근에는 디스플레이 및 반도체 공정에서 높은 진공도뿐만 아니라, 높은 배기속도를 요구하는 추세에 따라, 터보 펌프와 드래그 펌프부분을 동시에 가지고 있어 상대적으로 작동 진공도 영역이 넓은 복합 분자펌프(Compound Turbomolecular Pump, CMP)의 활용도가 넓어지고 있다. 이러한 분자펌프가 장시간의 고속회전에 적합하도록 비접촉 방식인 자기부상 방식의 적용이 최근 거의 표준화 되어 있다. 자기베어링 시스템은 전자기력을 이용하여 자성체인 회전축을 부상지지 함으로써 비접촉 고속 회전이 가능하여 윤활이 용이하지 않은 진공 환경 등 가혹한 환경에 적합하며, 터보분자펌프는 자기베어링이 가장 널리 사용되고 있는 분야이기도 하다. 자기베어링 시스템의 설계는 크게 하드웨어와 소프트웨어로 나누어질 수 있는데, 하드웨어의 경우 전체 로터 시스템의 특성을 고려하여 설계되어야 하며, 주로 자기베어링 코어와 코일, 변위센서 및 전력 증폭 시스템 등의 기전적인 요소들이 이루어져 있다. 하드웨어 설계와 함께 제어시스템의 설계도 매우 중요하며, 이는 자기베어링 시스템이 불안정한 특성을 갖는 개루프계를 갖고 있으므로 안정화를 위한 능동제어 시스템이 필수적이며 진동제어 등 여러 가지 기능이 요구되기 때문이다. 본 논문에서는 이러한 자기부상형 고진공 복합분자펌프의 제어를 위한 선형제어시스템의 구성을 실제 시스템의 적용을 통하여 설명하였다. 각 제어기는 DSP 를 이용한 디지털 제어시스템으로 구성되었으며, 2,500 l/s 급의 복합 분자펌프 시작품에 적용하여 25,000 rpm 까지의 기본 성능시험을 수행하였으며, 발열 특성의 개선을 위한 비선형 제어기의 설계 사례에 대한 시뮬레이션 결과를 나타내었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.241-241
• /
• 2012

$SF_6$와 $NF_3$는 디스플레이 장치의 제조공정 중 $SiN_x$박막을 건식식각공정에서 사용되고 있다. 이 논문에서는 이 두 가스에 대한 건식식각의 특성을 관찰하기 위해서 CCP-RIE를 이용하여 가스와 산소의 유량비($SF_6$/$O_2$>, $NF_3$/$O_2$), 압력, 전력 비(13.56 MHz/2 MHz)를 변화시키는 다양한 공정조건하에서 실험을 진행하였다. 이 실험에서 $NF_3$를 이용한 $SiN_x$ 박막 건식식각률이 $SF_6$를 이용한 건식식각률보다 모든 공정 조건하에서 높게 나타났다. 불소원자의 OES 강도와 V/I probe 를 이용하여 건식식각률과 비례하는 상관관계 변수를 발견하였고 이를 플라즈마 변수와 관련하여 해석하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
• /
• pp.266-266
• /
• 2010

실리콘 나노잉크를 이용한 프린팅 공정을 적용하여 결정질 실리콘 박막을 제조하였으며, 다양한 공정조건에 따른 박막의 특성을 연구하였다. 기존의 실리콘 박막형 제조 기술은 고가의 진공프로세스이므로, 비진공 프린팅 공정의 대체를 통하여 박막 태양전지의 제조원가를 획기적으로 절감할 수 있다. 실리콘 나노입자는 저온 플라즈마를 사용하여 합성하였으며, 스핀코팅 (spin coating), 드롭핑 (dropping), 딥핑 (dipping) 등의 프린팅 공정을 이용하여 단결정 실리콘 웨이퍼 위에 박막을 형성하였다. 사용된 실리콘 나노입자는 10 ~ 50 nm 의 크기와 단결정 구조를 갖는다. 이러한 실리콘 나노입자는 Propylene Glycol 용매에 분산시켜 하부기판에 프린팅 하였다. 이렇게 증착된 나노입자들은 $600{\sim}1000^{\circ}C$의 온도와 다양한 분위기에서 열처리되어 고밀도화 되었다. 제조된 실리콘 박막의 물성 분석은 SEM, EDX, 그리고 X-ray 회절 측정을 통하여 수행되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
• /
• pp.183-183
• /
• 2010

최근 고밀도 플라즈마(High Density Plasma, HDP)를 이용하여 STI (shallow trench Isolation) 공정에 사용하기 위한 높은 종횡비를 가지는 갭을 공극 없이 절연물질로 채우는 HDP CVD 법이 개발되어 사용되고 있으며, HDP 공정에서는 그 증착 과정 중에 스퍼터링(Sputtering)에 의한 식각이 동시에 발생하기 때문에 높은 종횡비를 가지는 갭을 공극 없이 채우는 것이 가능하게 되었다. 이러한 특성을 이용하여 HDP CVD 공정은 주로 STI 와 알루미늄 배선간의 갭을 실리콘 산화막 ($SiO_2$)의 절연막으로 채우는 데 주로 사용되고 있다. 이 논문에서는 새로 개발된 HDP CVD 법을 적용하여 300 mm Si 웨이퍼에 $SiO_2$ 절연막을 증착하여 웨이퍼의 중심과 가장자리의 deposition uniformity를 nano-indenter system을 이용하여 연구하였으며, 그 결과 300 mm 웨이퍼에서 균일한 탄성계수 값이 측정되었다. 또한 HDP CVD로 제작된 SiO2 박막의 탄성계수 값이 99 - 107 GPa로 측정되어 기존 PECVD-$SiO_2$ 박막보다 약 10 - 20% 향상된 것을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.306-306
• /
• 2012

본 연구에서는 태양전지 소자의 온도에 따른 전류-전압(I-V) 특성 변화를 통해 태양전지 다이오드의 전기적 특성을 분석하였다. 상온 조건의 경우 공핍층 영역(SCR)과 준중성 영역(QNR)에서 각각 3.02와 1.76의 이상 계수 값을 보였으며, 온도가 300 K에서 500 K으로 상승함에 따라 SCR 영역에서는 감소하는 경향을, QNR 영역에서는 증가하는 경향을 보였다. 이는 온도 상승에 따른 공핍층 영역에서의 캐리어 흐름 증가와 대면적 공정 과정에서의 오염물 침투 및 dangling bond 등의 결함으로 인한 bulk 에서의 캐리어 재결합에 따른 것으로 판단된다. 또한 텍스처링 공정에 따른 태양전지 소자의 접합면 균일성 확인을 위한 I-V 측정 결과 SCR 영역에서는 40.87%의 평균 전류 분산을, QNR 영역에서는 10.59%의 평균 전류 분산을 보였다. 이는 텍스처링 공정으로 형성된 접합면에서의 피라미드 구조가 원인이 되는 것으로 판단되며, 전체 다이오드 전류 흐름에 영향을 주게 된다. 이러한 공정 과정에서의 결함 및 접합 구조로 인해 태양전지 다이오드는 일반 다이오드에 비해 비이상적인 전기적 특성을 보이게 된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.87-87
• /
• 2011

최근 진공기술의 발전으로 진공환경에 대한 산업 응용분야가 다양화되고 있다. 진공 기술은 우주공학, 생명공학, 재료공학 및 전자공학 분야에 핵심 기반기술이 되었으며, 특히 반도체 공정이나 디스플레이 공정의 진공 기술 발전은 매우 빠르게 발전되어 이를 위한 지속적인 연구개발이 요구되고 있다. 우리나라는 세계 제일의 반도체 및 디스플레이 생산국이라는 위치와는 달리 반도체를 생산하기 위한 장비의 국산화율은 16% 미만이다. 특히 전공정장비의 국산화율만 고려한다면 8% 미만에 불과한 실정이다. 이에 정부에서는 진공장비의 핵심부품 국산화에 대한 R&D 사업에 자금을 적극적으로 투자하고 있으나, 반도체 산업을 주력산업으로 표방하고 있는 국내 산업의 기초기반 핵심기술을 외국에 의존함으로써 외화낭비는 물론 첨단산업의 발전을 저해하는 요소로 작용하고 있는 실정이다. 이에 반도체 산업뿐만 아니라 전반적인 기반기술에 해당하는 진공장비 등 국산화 개발은 국가적인 차원에서 매우 중요하다고 할 수 있다. 본 연구에서는 국내 진공 산업체 기술 및 발전 현황과 선진 공업국의 진공 관련 업체의 기술 수준 등을 비교 분석하여 가이드라인을 제시 하고자 한다. 또한, 현재 (유)우성진공에서 정부지원 과제로 수행중인 대유량 터보형 드라이펌프 및 크라이오 펌프 개발 현황 등 국산화 기술개발에 대한 연구 수행 과정을 소개하고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.122-122
• /
• 2016

타 디스플레이의 역사에 비하여 상대적으로 짧은 기간 내 빠른 기술적인 성장을 거듭한 OLED 기술은 향후 디스플레이는 물론 조명시장까지 잠재적인 큰 시장을 갖고 있다. 따라서 이러한 시장을 확보하기 위해서 지속적인 기술 개발이 필요한 실정이다. 본 논문에서는 OLED 제조공정 중 챔버를 진공상태로 유지하기 위해 챔버 단독 또는 챔버와 챔버 사이에 설치되는 진공밸브 관련 기술의 특허 현황분석을 통해 중복연구와 기술 침해로 인한 문제점을 미연에 방지하고 향후 연구방향을 설정하는데 있어 선행 기술 자료로 활용하고자 한다.

• 한국진공학회지
• /
• 제19권6호
• /
• pp.460-466
• /
• 2010

방사광 가속기 저장링 진공용기의 주요 소재로 사용되고 있는 스테인리스강 304, 316L의 투자율(Magnetic Permeability) 변화를 측정하여, 비자성 재료가 요구되는 응용 분야에서 활용가능한지 살펴보았다. 투자율은 용접, 굽힘 등 진공용기 제작 과정에서 크게 상승하였으나, 제작 후 고용화 열처리 공정을 거친다면 상대투자율 1.02 이하가 요구되는 분야에서 사용가능함을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.93-93
• /
• 2012

반도체 생산 공정은 고청정 환경을 요구하며, 이를 위해 반도체 생산 장비에서 고진공 펌프는 핵심 장비이다. 크라이오 펌프는 극저온 냉동기에 의해 냉각되는 냉각판에서의 응축 또는 흡착에 의해 기체를 제거하여 고진공 환경을 조성하는 고진공 펌프의 일종이다. 특히, 기존의 상용화된 크라이오 펌프에 적용되어온 GM 극저온 냉동기에 비해 본 연구에서 개발하는 맥동관 냉동기는 저진동 및 고신뢰성의 장점을 갖기 때문에 반도체 생산 장비의 공정 정밀도 및 유지보수 주기 향상에 도움이 될 것으로 기대된다. 하지만, 맥동관 냉동기는 저온부에 움직이는 부분이 없어 많은 장점을 갖지만, GM 극저온 냉동기에 비해 성능이 낮은 단점이 있다. 때문에, 맥동관 냉동기 적용 크라이오 펌프가 기존의 상용 제품에 대해 경쟁력을 갖기 위해서는 맥동관 냉동기의 성능 향상이 요구된다. 본 연구에서는 형상 설계 및 작동 조건 최적화 등을 포함하여 크라이오 펌프용 GM 맥동관 냉동기의 성능 향상 방안에 대한 연구를 수행한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.347.1-347.1
• /
• 2014

최근, 박막 트랜지스터는 빠른 동작 속도, 낮은 공정비용 그리고 저온공정 등의 특성을 필요로 하고 있다. 그 중 indium-zinc oxide (InZnO)는 높은 전기적 특성, 높은 광 투과도 그리고 우수한 안정성 때문에 기존의 반도체를 대체할 수 있을 것으로 기대된다. InZnO의 경우 indium과 zinc의 조성비에 따라 특성 변화의 차이가 크기 때문에 다양한 조성비에 대한 연구가 보고되고 있는데, 기존의 InZnO 박막을 증착하는 방법의 경우에 조성비의 변화 과정에 많은 공정상의 어려움이 있다. 이 같은 문제점 때문에 조성비의 변화를 용이하게 할 수 있는 용액공정을 이용한 연구가 진행되고 있다. 또한 용액공정은 높은 균일성, 공정 시간 및 비용 감소 그리고 대면적화가 가능한 장점을 가지고 있다. 한편, 용액공정을 기반으로 한 InZnO의 경우에 용액 상태에서 고체 상태의 순수한 금속 산화물 상태로 바꾸기 위해 post-treatment 가 필요하다. 일반적으로 furnace 열처리 방법을 사용하는데, 이 경우 낮은 열효율 및 고비용 등의 문제점을 가지고 있다. 특히 glass 또는 flexible 기판의 경우 열처리 온도에 대한 제약이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 방법으로 최근에 microwave irradiation를 이용한 저온 post-treatment 방법이 보고되고 있다. Microwave irradiation는 짧은 공정시간 및 열 균일성 등의 장점이 있다. 따라서 본 연구에서는 다양한 indium과 zinc의 조성비를 갖는 용액을 제작한 후 spin coating을 이용하여 증착한 InZnO 기반의 박막 트랜지스터를 제작하였다. Furnace와 microwave 방식으로 post-treatment 하여 비교 평가한 결과 microwave irradiation 한 경우 furnace 열처리 한 경우 보다 더 안정된 동작 전압을 가지는 것으로 나타났다. 따라서 저온공정이 가능한 microwave irradiation 방법으로 post-treatment 한다면 차세대 산화물 반도체로서의 적용이 가능할 것으로 기대된다.