• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제27권11호
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• pp.679-685
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• 2014

For the measurements of surface shape milled using FIB (focused ion beam), the silicon bulk, $Si_3N_4/Si$, and Al/Si samples are used and observed the shapes milled from different sputtering rates, incident angles of $Ga^+$ ions bombardment, beam current, and target material. These conditions also can be influenced the sputtering rate, raster image, and milled shape. The fundamental ion-solid interactions of FIB milling are discussed and explained using TRIM programs (SRIM, TC, and T-dyn). The damaged layers caused by bombarding of $Ga^+$ ions were observed on the surface of target materials. The simulated results were shown a little bit deviation with the experimental data due to relatively small sputtering rate on the sample surface. The simulation results showed about 10.6% tolerance from the measured data at 200 pA. On the other hand, the improved analytical model of damaged layer was matched well with experimental XTEM (cross-sectional transmission electron microscopy) data.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.564-564
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• 2013

홀 추력기는 플라즈마를 이용하는 전기추력기 중 하나로, 인공위성의 자세제어, 궤도수정, 궤도천이 뿐만아니라 행성간 임무수행을 위한 우주선의 엔진으로 사용된다. 홀 추력기 채널 내부에 발생된 Xe 이온들은 양극과 음극 사이에 존재하는 전기장에 의해 가속되어 추력을 발생시킨다. 이때 Xe 이온들은 자기장에 의해 감금된 전자와 중성 Xe 원자 사이의 충돌에 의해 발생하며, 실험적 및 이론적 연구를 통해 단일 전하를 띤 이온(Xe II)뿐만 아니라 다중 전하(Xe III 등)를 띤 이온도 생성되는 것으로 알려져 있다. 이온의 전하량 비율은 홀 추력기의 추력효율 및 연료효율에 영향을 미치며, 다중 전하를 띤 이온의 높은 에너지는 채널벽의 침식문제를 야기하는 등 홀 추력기 이온빔의 전하량 분석 연구는 물리적 연구측면 뿐만아니라 실용적인 측면에서도 매우 중요하다. 본 연구에서는 자기장과 그에 수직한 방향의 전기장에서 발생하는 로렌츠 힘을 이용하여 이온의 전하량을 분석할 수 있는 $E{\times}B$ 탐침을 설계 및 개발하였다. 개발된 $E{\times}B$ 탐침은 70 mm 길이의 집속기와 $148{\times}138{\times}90mm$의 본체, 40 mm길이의 콜렉터로 구성된다. $E{\times}B$ 탐침 설계에 가장 중요한 균일한 자기장 설계를 위해 전산모사를 통해 최적화 작업을 진행하였으며, 실험을 위한 진단계의 최적화와 초기 실험결과가 발표될 예정이다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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• pp.438-444
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• 2003

A new method to measure residual stress in micron and nano scale films is described. In the theory it is based on Linear Elastic Fracture Mechanics. And in the techniques it depends on the combined capability of the focused ion beam (FIB) imaging system and of high-resolution digital image correlation (DIC) software. The method can be used for any film material (whether amorphous or crystalline) without thinning the substrate. In the method, a region of the film surface is highlighted and scanning electron images of that region taken before and after a long slot, depth a, is introduced using the FIB. The DIC software evaluates the displacement of the surface normal to the slot due to the stress relaxation by using features on the film surface. To minimize the influence of signal noise and rigid body movement, not a few, but all of the measure displacements are used for determining the real residual stress. The accuracy of the method has been assessed by performing measurements on a nano film of diamond like carbon (DLC) on glass substrate and on micro film of aluminum oxide thermally grown on Fecrally substrate. It is shown that the new method determines the residual stress ${\sigma}_R=-1.73$ GPa for DLC and ${\sigma}_R=-5.45$ GPa for the aluminum oxide, which agree quite well with ones measured independently.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1573-1576
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• 2003

The quality of bundles is closely related with the apparent thickness. Especially the variation of apparent thickness of bundle determines the qualify of the plane structure made or the bundle such as surface evenness, pore size, and the shape of air-gap, etc.,. This study is dealing with the development of a new measuring system of the thickness of bundle or cross-section by determining the size of the shadow of the object covered by a laser slit beam. Also the measured signal is characterized in terms of the correlogram, the irregularity in wavelength. The correlogram for the irregularity of several sample types could be represented by a sinusoidal function with exponentially decaying amplitude. Moreover, influence of the measuring speed on the signal and the characteristic differences according to the different types of bundle are investigated.

• 한국결정학회지
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• 제12권4호
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• pp.233-238
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• 2001

1㎛ 이하로 집속된 방사광원으로부터의 x-선을 이용하여 새로운 분석법인 x-선 미세회절(x-ray microdiffraction)을 사용하면 다결정시료 내 grain들의 방위나 strain의 국지적 분포를 정밀하게 측정할 수 있다. 포항가속기연구소 방사광원의 x-ray microbeam 실험 장치를 사용하여 찍은 Laue 사진을 측별히 쓰여진 분석 software를 이용하여 분석함으로써 고집적회로에 쓰이는것과 같은 방법으로 제작된 Si wafer 상의 다른 선폭의 구리 도선들이 가지는 texture 를 밝혀내었다. 실험시 x-ray빔의 크기는 2×3㎛²정도이었으며, 분석 결과에의하면 선폭 1㎛도선에서는 grain들이 방위가 특정한 방향성이 없는 반면, 선폭 20㎛도선의 중앙부분에서는 〈111〉fiber texture 가 관측되었다. Grain들의 크기는 선폭 1㎛의도선에서 2∼5㎛, 선폭 20㎛의도선에서는 6∼8㎛로 측정되었다.

• 한국광학회지
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• 제15권3호
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• pp.258-262
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• 2004

검출기의 분광감응도 표준으로부터 출발하여 SI 기본 단위의 하나인 칸델라(candela)눈금의 불확도는 복사계 개구의 면적 측정 불확도에 의해서 제한을 받는다. 칸델라 눈금을 새로 실현하기 위하여 다이아몬드 선삭가공기를 사용하여 개구의 가장자리가 칼날과 같도록 가공하였다. 이 개구를 디지털 되먹임 알고리듬을 채용한 x-y 이송대에 설치한 후, 출력이 안정화된 레이저 광선을 빔 허리가 5 $\mu\textrm{m}$ 이하가 되도록 집속시키고, 이송대를 이동하면서 개구의 가장자리 좌표를 칼날주사 방법으로 검출하였다. 이 좌표들을 지나는 최적의 타원을 최소 제곱법으로 결정하여 개구의 면적으로 구하였다. 측정 불확도를 분석한 결과 제작한 장치의 면적 측정의 상대 측정 표준 불확도(k=1)는 8${\times}$$10^{-5}$이다.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제48권4호
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• pp.261-268
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• 1999

Laser-induced thermochemical etching has been recognized as a new powerful method for processing a variety of materials, including metals, semiconductors, ceramics, insulators and polymers. This study presents characteristics of direct etching for Si substrate using focused argon ion laser beam in aqueous KOH and $CCl_2F_2$ gas. In order to determine process conditions, we first theoretically investigated the temperature characteristics induced by a CW laser beam with a gaussian intensity distribution on a silicon surface. Major process parameters are laser beam power, beam scan speed and reaction material. We have achieved a very high etch rate up to $434.7\mum/sec$ and a high aspect ratio of about 6. Potential applications of this laser beam etching include prototyping of micro-structures of MEMS(micro electro mechanical systems), repair of devices, and isolation of opto-electric devices.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1994년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1246-1249
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• 1994

Thin amorphous film of $a-Se_{75}Ge_{25}$ acts as a positive resist in ion beam lithography. Previously, we reported the optical characteristics of amorphous $Se_{75}Ge_{25}$ thin film by the low-energy ion beam exposure and presented analytically calculated values such as ion range, ion concentration and ion transmission coefficient, etc. As the calculated results of analytical calculation, the energy loss per unit distance by $Ga^+$ ion is about $10^3[keV/{\mu}m]$ and nearly constant for all energy range. Especially, the projected range and struggling for 80 [KeV] $Ga^+$ ion energy are 0.0425[${\mu}m$] and 0.020[${\mu}m$], respectively. Hear, we present the results of Monte-Carlo computer simulation of Ga ion scattering, exposure and development in $a-Se_{75}Ge_{25}$ resist film for focused ion beam(FIB) lithography. Monte-Carlo method is based on the simulation of individual particles through their successive collisions with resist atoms. By the summation of the scattering events occurring in a large number N(N>10000) of simulated trajectories within the resist, the distribution for the range parameters is obtained. Also, the deposited energy density and the development pattern by a Gaussian or a rectangular ion beam exposure can be obtained.

• 한국공작기계학회:학술대회논문집
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• 한국공작기계학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.24-29
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• 2005

Fm (Focused ion beam) system is one of the most important equipments for the nano-scale machining. Various researches have been performed, since it can etch the material and deposit 3-D structure with high-aspect-ratio in the nanometer scale. In spite of those researches, the definite method for the reliability of FIB system has not been reported. In this paper, we proposed the reliability assessment method through nano-pattern fabrication. In the fabricated nano-pattern, the characteristics of FIB system are included. Using this effect, we tried to assess the FIB reliability. First, we suggested reliability assessment items and nano-patterns. And, to know the suitableness of the proposed method, we fabricated several nano-patterns using Nova200(FEI Company) and SMI2050(SEIKO) which are FIB apparatuses. The fabricated nano-patterns are measured with SEM (Scanning Electron Microscope) and compared with designed dimensions. And the compared results showed that the proposed method is suitable for the assessment of FIB system reliability.

• 한국결정성장학회지
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• 제2권2호
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• pp.53-62
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• 1992

SOI구조 형성을 위항 대용융 재결정(ZMR) 공정에서 타원형의 반사경을 기울여 빔강도분포를 인위적으로 변화시켜 실리콘 박막을 재결정시켰다. 비대칭 선형가열 효과를 해석하기 위하여 전산모사를 행하여 응고계면 근처에서의 온도분포와 열구배 변화를 조사하였다. 상부집속열원의 경사각이 증가할수록 액상의 과냉도와 실리콘 박막내의 결함열 간격은 증가하였다. 주된 결함은 연속적인 아결정립계였고 결함밀도가 낮은 경우는 isolated threading dislocations만이 관찰되었다. 단면 TEM과 박막 XRD 분석결과 실리콘 박막은 (100) 집합조직을 갖는 단결정 박막으로 재결정되었음을 확인할 수 있었다.