• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.1528-1529
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• 2011

플라즈마 변수를 측정하기 위한 가장 일반적인 방법은 정전탐침(Langmuir Probe)을 이용하는 것이다. 정전탐침은 RF 플라즈마 내에 삽입될 경우 탐침의 전위가 플라즈마 전위에 의해 진동하여 탐침전류의 왜곡이 발생하여 정확한 플라즈마 변수 측정이 어렵다. 탐침 전위의 변동을 최소화하기 위해 임피던스가 큰 인덕터를 탐침 회로 내에 삽입한다. 본 연구에서는 자기 공명 주파수가 13.56MHz 근방의 인덕터 3종류를 선정하여 간단한 RF 보상 정전탐침을 제작하여 유도결합형 플라즈마의 특성을 측정하였다. RF 보상 정전탐침에 의해 구해진 플라즈마의 전자 온도 및 플라즈마 전위는 감소하며, 플라즈마의 전자 밀도는 증가함을 알 수 있었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.07c
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• pp.1529-1530
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• 2006

현재 한빛 플라즈마에서 운영되고 있는 전자기 진단장치는 정전탐침, 자장탐침 및 반자성루프 둥이 있다. 정전탐침은 고정식, 이동식, 고속주사방식 세 종류의 진단장치가 개발되어 실험에 이용되어 왔는데 비교적 쉽게 많은 종류의 probe와 다양한 probe tip을 구성할 수 있기 때문에 한빛 장치에서 axial 및 azimuthal 방향으로 전자 온도/밀도 및 그들의 분포를 측정하고 있다. 단일탐침에서 사용되던 RF 보상기술을 삼중탐침에서도 적용시켜 RF 보상 삼중탐침을 개발하였다. 기존의 삼중탐침의 경우에는 DC에 대해서는 높은 임피던스로 외부에 부유되어 있지만 RF의 경우에는 외부와 부유되지 않고 낮음 임피던스로 연결되어있는 경우가 많았다. 하지만 RF보상 삼중탐침의 경우에는 RF의 경우에도 충분히 큰 임피던스로 부유되어 있다. 따라서 보다 왜곡되지 않은 측정을 할 수 있다. RF보상 삼중탐침을 이용하여 한빛 Mirror 플라즈마에서 axial 방향으로 Plasma 변수들의 변화를 관찰하면서 기존의 탐침에서 볼 수 얼던 여러 특성을 관찰할 수 있었다.

• 전기의세계
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• v.42 no.9
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• pp.6-11
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• 1993

미소탐침을 STM과 같이 PZT등의 압전액튜에이터로 대상물을 2차원 또는 2.5차원 주사해서 그 정전량을 화상화하는 주사형 정전용량 현미경(SCaM)의 개발에 대해서 기술했다. 광학현미경과 레이저현미경은 빛을 이용하기 때문에 파장의 제약을 받아 그 분해능의 한계는 0.3[.nu.m]정도이다. 이것에 대해 SCaM은 광학방식가 같은 분해능의 원리적 한계가 없고, 또한 광학상과는 다른 유전율상의 특성화상이 얻어진다. 이와같은 특징에 의해, 최종적으로 0.01[.mu.m]레벨의 분해능을 얻을 수 있는 실용레벨의 현미경을 시험제작함을 목적으로 하고 있다. 본 연구에서는 탐침과 시료표면간의 거리를 진동에 의해 미소로 변화시켰을 때의 정전용량의 변화를 포착하는 미분용량법을 이용했으며, 탐침높이 및 주사시에 있어서의 검출기 출력의 재현성, 즉 신호 검출방식으로서의 S/N이 양호한 동기검파를 이용했을 대해서 실험적 검토를 하였다. 이와같은 검파방식에 의해 잡음, 히스테리시스 등의 영향에 대해 개선이 되고, 분해능도 향상되었다. 더욱이 2.5차원 탐침 주사방식 미분용량형 정전용량 현미경에 의해 칼날 부분 선단부의 확대화상이 명료하게 얻어졌다. 그러나 실용적으로는 아직 불충분하다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.221-221
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• 1999

산소 플라즈마의 음이온 발생 특성을 정전 탐침을 이용하여 관찰하였다. 탐침에 흐르는 음 전류는 전자 전류와 음이온 전류의 합으로 구성되며 음이온 속도는 전자 속도에 비해 작아 음이온의 발생 량이 증가함에 따라 음이온 전류의 크기는 감소하게 된다. 따라서 탐침에 흐르는 양 전류와 음전류의 비 Ii*/(Ie*+I-*)는 음이온의 발생량에 따라 변화하게 된다. 또한 플라즈마 전위와 부유 전위간의 전위차와 음 이온밀도와의 관계는 다음과 같은 관계식 e(Vp-Vf)/Te={3.35 + 0.5 ln$\mu$ - ln(ni/ne)]을 갖으며 이로부터 음이온의 밀도를 측정할 수 있다. 이들 두 가지 방법을 이용하여 정전 탐침에서 얻어지는 탐침 자료로부터 직접 플라즈마에서 음이온 발생에 관한 정성적인 특성 변화를 관찰할 수 있었다. 본 실험에서는 운전 압력(0.1-600mTorr)과 입력 전력(50-500W)에 따른 DC, ICP, CCP에서 발생하는 산소 음이온 플라즈마의 발생 특성을 분석하였다. 운전 압력이 증가함에 따라 음이온의 비율이 증가하다가 감소함이 관찰되었으며 400mTorr에서 최대 30%의 음이온 발생 비율을 갖음을 알 수 있었으며 더 큰 압력 하에서는 발생률이 점차 감소함을 관찰되었다. 또한 음이온의 발생 율은 입력 전력보다 운전 압력에 민감하게 변화하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.243-243
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• 2011

현재 식각이나 증착, 이온주입 등에 반도체 공정에 플라즈마를 이용하고 있다. 이런 반도체 공정용 플라즈마 용기의 경우 플라즈마에 의한 용기의 스퍼터 등에 의해 금속 입자가 생성되어 공정중인 반도체 웨이퍼에 오염을 줄 수 있기 때문에 대부분의 공정용 용기는 아노다이징 알루미늄이나 세라믹 등을 사용한 부도체 용기를 사용하게 된다. 단일탐침법은 플라즈마내 금속 도체를 삽입한 후 바이어스 전압을 인가하여 전류-전압 특성 곡선을 해석하여 측정하는 방법이다. 하지만 플라즈마와 측정 시스템의 공통된 기준전압이 있어야만 측정이 가능하다는 단점을 가지고 있다. 따라서 일반적으로 많이 사용하는 부도체 용기내의 플라즈마는 기존의 단일탐침법으로 측정이 어렵다. 또한 높은 플라즈마 전위를 가지고 있는 플라즈마의 경우 높은 전압에서 전류-전압특성의 측정시스템을 구축하기 매우 어려운 단점을 가지고 있다. 따라서 이런 경우에도 측정이 가능하도록 축전기의 과도현상을 이용하여 탐침이 전기적으로 부유된 단일탐침법을 연구하였다. 이 방법의 타당성 확인을 위하여 금속용기에서 플라즈마를 발생시켜 기존의 단일탐침법과 부유형 단일탐침법을 비교하였다. 기존의 단일탐침법과 비교 결과는 공정조건에 관계없이 상당히 유사하였다. 따라서 이 방법으로 기존 단일탐침법을 사용할 수 없는 높은 플라즈마 전위의 플라즈마나 부도체용기내의 플라즈마의 측정에 사용할 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2001.02a
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• pp.131-131
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• 2001

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1996.02a
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• pp.108-108
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• 1996

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2005.07c
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• pp.2063-2065
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• 2005

삼중탐침법은 세 개의 탐침으로 플라즈마의 전자온도와 밀도를 구할 수 있는 정전탐침법이다. 삼중 탐침은 빠른 시간에 플라즈마 변수를 구할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 따라서 펄스파워로 구동하는 플라즈마나 시간에 대해 변화가 심한 플라즈마에서 주로 사용된다. 하지만 RF전원으로 구동되는 플라즈마의 경우에는 RF교란과 잡음에 의해서 측정값에 왜곡이 일어난다. 또한 바이어스 전압에 따라 측정값에 차이가 나타나게 된다. 유도 결합 플라즈마에서 RF교란을 줄였을 경우에 대한 효과를 알아보기 위해 RF보상 삼중탐침을 통하여 RF 잡음 및 교란을 줄이고, 적당한 바이어스 전위를 구했다. RF보상 삼중탐침의 부유전압을 재어 Self-bias가 줄어듦을 알 수 있었고, 전자온도와 밀도의 측정값이 단일탐침 측정값과 비슷하게 나옴을 알 수 있었다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.9 no.4
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• pp.428-435
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• 2000

Negative ion generation in an inductively coupled oxygen plasma was investigated by using a Langmuir probe. It was observed that the probe current ratio of the positive ion saturation current and the negative current which is consisted of the electron current and the negative ion current, and also the potential difference between the floating potential and plasma potential vary with the RF input power and more sensitively with the operating pressure, respectively. Results show that the operating condition to achieve the maximum probe current ratio and the minimum potential difference shift from the low pressure region to the high pressure regions with increasing the input power. It implies that the generation of the negative oxygen ions increases and the recombination of the positive and negative ions are enhanced in the plasma.

• Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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• v.3 no.6
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• pp.78-86
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• 1995

The structure of premixed turbulent flames in a constant-volume vessel was investigated using a microprobe method. The flame potential signal having one to eight peaks was detected in the case of turbulent flames, each of them being regarded as a flamelet existing in the flame zone. Based on this consideration, the flame propagation speed, the thickness of the flame zone, the number of flamelets and the separation distance between adjacent flamelets in the flame zone were measured. The experimental resuits of this work suggest the existence of "reactant islands" behind the flame front when the turbulence was intensified to some extent. The critical(lowest) ratio of turbulence intensity to the laminar burning velocity being found to be about 0.7 for the formation of reactant islands in this experiment.