• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.482-482
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• 2013

반도체 소자의 미세화와 더불어 세정공정의 중요성이 차지하는 비중이 점점 커지고, 이에 따라 세정 기술 개발에 대한 요구가 증대되고 있다. 기존 세정 기술은 화학약품 위주의 습식 세정 방식으로 표면 손상, 화학 반응, 부산물, 세정 효율 등 여러 가지 어려움이 있다. 따라서 건식세정 방식이 활발하게 도입되고 있으며 대표적인 것이 에어로졸 세정이다. 에어로졸 세정은 기체상의 작동기체를 이용하여 에어로졸을 형성하고 표면 오염물질과 직접 물리적 충돌을 함으로써 세정한다. 하지만 이 또한 생성되는 에어로졸 내 발생 입자로 인해 패턴 손상이 발생하며 이러한 문제점을 극복하기 위하여 본 연구에서는 가스클러스터 장치를 이용한 세정 특성 평가에 관한 연구를 수행하였다. 가스 클러스터란 작동기체의 분자가 수십에서 수백 개 뭉쳐 있는 형태를 뜻하며 이렇게 형성된 클러스터는 수 nm 크기를 형성하게 된다. 그리고 짧은 시간의 응축에 의해 수십 nm 크기까지 성장하게 된다. 에어로졸 세정과 다르게 클러스터가 성장할 환경과 시간을 형성하지 않음으로써 작은 클러스터를 형성하게 되며 이로 인해 패턴 손상을 최소화 하고 상대적으로 높은 효율로 오염입자를 제거하게 된다. 클러스터 세정 장비를 이용한 표면 처리는 충돌에 의한 제거에 기반한다. 따라서 생성 및 가속되는 클러스터로부터 대상으로 전달되는 운동량의 정도가 세정 특성에 영향을 미치며 이는 생성되는 클러스터의 크기에 종속적이다. 생성 클러스터의 크기 분포는 분사 거리, 유량, 분사 각도, 노즐 냉각 온도 등의 변수에 관한 함수이다. 따라서 본 연구에서는 $CO_2$ 클러스터를 이용한 세정 특성을 평가하기 위하여 이러한 변수에 따라서 오염 입자의 종류, 크기에 따른 PRE (particle removal efficiency)를 평가하고 다양한 선폭의 패턴을 이용하여 손상 실험을 수행하였다. 제거 효율에 사용된 입자는 $CeO_2$와 $SiO_2$이며, 각각 30, 50, 100, 300 nm 크기를 정량적으로 오염시킨 쿠폰 웨이퍼를 제조하여 세정 효율을 평가하였다. 정량적 오염에는 SMPS (scanning mobility particle sizer)를 이용한 크기 분류와 정전기적 입자 부착 시스템이 사용되었다. 또한 패턴 붕괴 평가에는 35~180 nm 선폭을 가지는 Poly-Si 패턴을 이용하였다. 실험 결과 클러스터 형성 조건에 따라 상대적으로 낮은 패턴 붕괴에서 95% 이상의 높은 오염입자 제거효율을 전반적으로 보이는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 이론적 계산에 기반하여 세정에 요구되는 클러스터 크기를 가정하고, 이를 통하여 세정에 적용할 경우 높은 기존 세정 방법의 단점을 보완하면서 높은 세정 효율을 가지는 대체 세정 방안으로 이용할 수 있음을 확인하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.9 no.5
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• pp.1349-1353
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• 2008

Size-segregated mass and ion concentrations of atmospheric aerosols in Cheonan City were measured using a high volume air sampler equipped with a 5-stage cascade impactor and a ion chromatography between March 2006 and April 2007. The mean values of 24-hr average concentrations of TSP, PM10, PM2.5, and PM1 were 61.7, 55.2, 43.7, $33.2{\mu}g/m^3$, respectively. Mass size distributions of atmospheric aerosols were bimodal distributions with a saddle point in $1.5\;{\sim}\;3.0{\mu}m$ range in diameter separating coarse and fine particle modes. Fine particles, PM2.5 were 70.8% of the total mass of aerosols. Major ion components in aerosols were ${NH_{4}}^+$, $Na^+$, $K^+$, $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$ for cations, and ${SO_{4}}^{2-}$, ${NO_{3}}^-$, $Cl^-$ for anions. ion components occupied 37.4% of coarse particles and 46.2% of fine particles in mass.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.40-40
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• 2011

반도체 소자의 미세화와 더불어 세정공정의 중요성이 차지하는 비중이 점점 커지고, 이에 따라 세정 기술 개발에 대한 요구가 증대되고 있다. 기존 세정 기술은 화학약품 위주의 습식 세정 방식으로 패턴 손상 및 대구경화에 따른 어려움이 있다. 따라서 건식세정 방식이 활발하게 도입되고 있으며 대표적인 것이 에어로졸 세정이다. 에어로졸 세정은 기체상의 작동기체를 이용하여 에어로졸을 형성하고 표면 오염물질과 직접 물리적 충돌을 함으로써 세정한다. 하지만 이 또한 생성되는 에어로졸 내 발생 입자로 인해 패턴 손상이 발생하며 이러한 문제점을 극복하기 위하여 대두되는 것이 가스클러스터 세정이다. 가스 클러스터란 작동기체의 분자가 수십에서 수백 개 뭉쳐 있는 형태를 뜻하며 이렇게 형성된 클러스터는 수 nm 크기를 형성하게 된다. 그리고 짧은 시간의 응축에 의해 수십 nm 크기까지 성장하게 된다. 에어로졸 세정과 다르게 클러스터가 성장할 환경과 시간을 형성하지 않음으로써 작은 클러스터를 형성하게 되며 이로 인해 패턴 손상 없이 오염입자를 제거하게 된다. 이러한 가스 클러스터 세정을 최적화하기 위해서는 설계 단계부터 노즐 내부 유동의 수치해석에 기반한 입자 크기 분포를 계산하여 반영하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 상용 수치해석 프로그램을 이용하여 세정 환경을 조성하는 조건에서의 노즐 내부 유동을 해석하고, 이를 통해 얻어진 수치를 이용하여 aerosol general dynamic equation (GDE)를 계산하여 발생하는 클러스터의 크기 분포를 예측하였다. GDE 계산 시 입자의 크기 분포를 나타내기 위해서는 여러 가지 방법이 존재하나 본 연구에서는 각 입자 크기 노드별 개수 농도를 계산하였다. 노즐 출구에서의 가스 클러스터 크기를 예측하기 위하여 먼저, 노즐 내부 유속 및 온도 분포 변화를 해석하였다. 이를 통하여 온도가 급격하게 낮아져 생성된 클러스터의 효과적 가속 및 에너지 전달이 가능함을 확인할수 있었다. 이에 기반하여 GDE를 이용한 입자 크기를 예측한 결과 수 나노 크기의 초기 클러스터가 형성되어 온도가 낮아짐에 따라 성장하는 것을 확인할 수 있었으며, 최빈값의 분포가 실험적 측정값과 일치하는 경향을 가지는 것을 볼 수 있었다. 이는 향후 확장된 영역에서의 유동 해석과 증발 등 세부 요소를 고려한 계산을 통해 가스 클러스터 세정 공정의 최적화된 설계에 도움이 될 것이다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 2010.04a
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• pp.37-37
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• 2010

2008년 동아시아 대륙에서 발생기원이 다른 황사와 인위적 오염입자의 광역적 이동 사례를 NOAA위성 RGB 합성영상과 지상 TSP, PM10, PM2.5 질량농도 관측으로 구별하였다. 또한 Terra/Aqua 위성MODIS (MODerate Imaging Spectroradiometer) 센서의AOD (Aerosol Optical Depth)와 FW (Fine aerosol Weighting)를 통해 동아시아 지역에서 발생기원이 다른 대기 에어로졸의 분포와 입자 크기 특성을 분석하였다. 중국 북부와 몽골, 그리고 중국 황토고원에서 모래폭풍이 발생하여 광역적으로 이동하여 청원에 먼지입자(황사)로 영향을 주는 6 사례를 분석했다. 질량농도 TSP중 PM10 은 70%, PM2.5 는 16% 로 조대입자 (> $2.5{\mu}m$)의 비율이 큰 것은 사막과 반사막의 자연적 발생원에서 생성되었기 때문이다. 그러나, 모래 폭풍이 이동 과정에서 중국 동부의 산업 지역을 거쳐 유입 되는 사례에서는 TSP 중 PM2.5 가 23% 까지 증가하기도 했다. 중국 동부로부터 황해를 거쳐 한반도로 유입하고 있는 다른5사례는 TSP 중 PM10, PM2.5가 각각 82%, 65% 로 PM2.5 의 비율이 높았는데 인위적 오염입자의 영향 때문이다. 동아시아 지역에서 인위적 오염입자의 광역적 이동 사례에 대한 평균 AOD는 $0.42{\pm}0.17$로 황사에 의한 AOD ($0.36{\pm}0.13$)와 비교하여 대기 에어로졸에 대한 비율이 높게 나타났다. 특히, 중국 동부에서 황해, 한반도, 동해에 이르는 광역적 지역에 높은 AOD값이 분포했다. 인위적 오염입자의 사례는 FW가 평균 $0.63{\pm}0.16$로 모래폭풍의 이동 사례의 $0.52{\pm}0.13$ 보다 높은 값을 보이고 있어, 대기 에어로졸에 대한 인위적 미세 오염입자의 기여가 크게 나타나고 있었다.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.18 no.1
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• pp.14-18
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• 2008

Bismuth-substituted yttrium iron garnet(Bi:YIG) films, which show excellent magnetic and magneto-optical properties as well as low optical losses by optimizing their deposition and post-annealing condition, have been attracting great attention in optical device research area. In this study, the Bi:YIG thick films were deposited with the aerosol deposition method for the final purpose of applying them to optical isolators. Since the aerosol deposition is based on the impact adhesion of sub-micrometer particles accelerated by a carrier gas to a substrate, the flow rate of carrier gas, which is in proportion to mechanically collision energy, should be treated as an important parameter. The Bi:YIG($Bi_{0.5}Y_{2.5}Fe_5O_{12}$) particles with $100{\sim}500$ nm in average diameter were carried and accelerated by nitrogen gas with the flow rate of 0.5 l/min${\sim}$10 l/min. The coercive force decreased from 51 Oe to 37 Oe exponentially with increasing gas flow rate. This is presumably due to the fact that the optimal collision energy results in reduction of impurity and pore, which makes the film to be soft magnetically. The saturation magnetization decreased due to crystallographical distortion of the film with increasing gas flow rate.

• Journal of Climate Change Research
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• v.2 no.4
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• pp.253-267
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• 2011

This study summarizes some important results from the studies on clouds and aerosols, and their effects on climate in the northeast Asia that were made mainly by Korean scientists and some other scientists from around the world. Clouds and aerosols are recognized as one of the most important factors that contributes to uncertainties in climate predictions and therefore become the subject of active research in the western developed countries in recent years. However, the researches on clouds and aerosols are very weakly done in Korea except ground based measurements of aerosol physical, chemical and optical properties. These measurements indicate that aerosol loadings in the northeast Asia are generally much higher than other parts of the world. On the other hand, researches on clouds are few in Korea. Satellite and ground remote sensing, numerical modeling and aircraft in-situ measurements of clouds are highly needed for better assessment of the role of clouds on climate in the northeast Asia.

• Proceedings of the Korea Institute of Fire Science and Engineering Conference
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• 2008.11a
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• pp.277-282
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• 2008

We developed fixed aerosol auto fire-extinguishing systems which are different from fire suppression systems like powder extinguisher or halon extinguishing system, etc. Fixed aerosol auto fire-extinguishing substances which are including solid alkali salts generated by combustion of solid composition. It represents high fire suppression ability due to particle friendly auto fire-extinguishing systems for the reason of excluding toxic substances in it's composition.

• Particle and aerosol research
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• v.9 no.4
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• pp.253-260
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• 2013

For a vertical atmospheric aerosol distribution measurement, a very compact and light particle sampling package is developed. This package includes a compact optical particle counter (Hy-OPC), a light and small condensation particle counter (Hy-CPC), sensors (GPS, wind velocity, temperature, humidity), and a communication and system control board. This package is attached to He balloon and the altitude is controlled by a winch. Using this system the vertical particle size distribution was measured. The test results showed that the ground base atmospheric particle measurement result may be a lot different from that high above the ground.

• 월간산업보건
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• s.354
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• pp.16-21
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• 2017

황산(sulfuric acid)에 대한 직업적 노출기준은 흉곽성 입자로 측정하여 TLV-TWA $0.2mg/m^3$으로 권고하였다. 이 기준은 기존의 호흡기 질환이 있는 개인의 폐 기능 감소 가능성을 최소화 하기 위한 것이다. 또한 이 노출기준은 황상 에어로졸에 노출된 후 동물과 사람 모두에서 발생하는 것으로 입증된 점액 섬모 간극의 변화를 최소화하는 수준이다. 강한 무기산 미스트에 함유된 형태로 작업장에서 황산에 노출되면 후두암과 관련이 있어 A2의 발암성 추정물질로 설정하였다. 납 축전지 공장 연구에 따르면 황산 에어로졸의 입자 크기는 일반적으로 $10{\mu}m$미만이었다. 따라서 흉곽성 입자 측정의 기준은 황산 에어로졸 노출로 후두암과 기도 관련 영향(즉, 기관지 정화작용 및 폐 기능 변화)에 대해 보홀할 수 있다. "피부(Skin)"와 감작제(SEN)" 경고주석을 지정하거나 TLV-STEL을 권고하기 위한 유용한 자료는 없다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.05a
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• pp.21.2-21.2
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• 2011

에어로졸 데포지션(Aerosol deposition) 기술은 상온에서 초음속 유동을 통해 분사된 미세 입자가 기판에 충돌하면서 강력한 결합을 형성하는 방식으로 코팅이 이루어진다. 이 방법은 별도의 소결과정 없이 상온에서도 조밀하고 균일한 박막을 형성할 수 있다. 또한 세라믹, 금속 재질의 다양한 입자를 사용할 수 있을 뿐만 아니라 금속, 유리 기판등에 적용이 가능하다. 본 논문은 이러한 에어로졸 데포지션 기술을 이용하여 광촉매 효과가 뛰어난 $TiO_2$ 입자를 대면적 코팅에 적용가능한 초음속 노즐을 통해 분사하여 ITO기판 위에 박막을 형성하였다. $TiO_2$ 입자의 크기, 기판의 이송 속도와 왕복횟수, 공급 유량 등이 코팅면의 특성과 조성 등에 미치는 영향을 분석하였다. $TiO_2$ 박막층의 형상과 두께는 주사전자현미경(SEM)을 통해 확인하였고, X-ray diffraction (XRD)를 이용하여 코팅 입자와 박막 층의 조성을 각각 확인하였다. 에어로졸 데포지션을 이용한 $TiO_2$ 코팅층은 염료감응형 태양전지(DSSC), 자정작용(self-cleaning), 살균작용(antibacterial effect) 등의 적용분야에 적용 가능할 것으로 판단된다.