• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1995년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.420-425
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• 1995

철판재의 Roll 압연가공 중에는 균일한 제품의 판재가공을 위해 펄판재의 실시간 측정이 필요하다. 현재, 포항제철 사는 이 공정에서 두께 측정을 위해 방사광 측정기를 사용하고 있다. 이 장비의 출력치에 대한 보정은 여려 종류 두께 의 평판을 정밀하게 가공하고 수동형 측정기와 방사광 측정기로비교하여 실행되고 있다. 이 방법의 문제점은 수동형 측정기의 정밀도로 인해 가공한 시편 자체의 두께를 정확히 평가할 수 없기 때문에 방사광 측정기의 정밀한 보정이 어 렵다는 것이다. 더욱이 이것의 측정 정밀도는 수 .$\mu$ m 이상이어서 서브마이크론 이하의 정밀한 측정을 하기가 어려 운데 현장에서는 서브마이크론 이하의 정밀한 측정을 요구하고 있다. 본 연구에서는 자동 두께 측정기 시스템을 개발 하였다. 이 제품의 목표사양을 측정범위는 100 .approx. 200mm, 측정 두께 범위는 0 .approx. 20mm, 두께 측정 정밀 도는 0.2 .mu. m로 정하였다. 또한, 측정대상은 전도체로 제한하였다. 본 과제에서는 이를 개발하기 위해 측정원리 에 적합한 시스템을 설계 및 제작하고, 측정하는 운영소프트웨어를 개발 및 보정에 관한 연구를 진행하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.141-141
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• 2012

X-선 반사율 측정법(XRR)은 비파괴적인 측정방법과 수 nm의 두께를 정밀하게 측정할 수 있는 장점으로 인하여 반도체 산업현장에서 많은 관심과 연구가 이루어지고 있다. 이러한 XRR은 두께 분석 측정의 정밀도를 향상시키고 부정확한 결과를 방지하기 위하여 측정기기를 검증하고 보정할 수 있는 두께 표준물질을 필요로 하고 있다. 본 연구에서는 XRR용 두께 표준물질을 이온빔 스퍼터링 증착방법을 이용하여 제작하였다. 두께 표준물질 제작에 있어 공기 중 노출에 의해 산화가 되지 않는 산화물 박막과 산화물 기판을 선택하였다. 후보물질은 glass, sapphire, quartz, SiO2기판과 HfO2, Ta2O5, Cr2O3 산화물 타켓을 이용하여 박막을 제작하였다. 제작된 후 보물질은 교정된 XRR을 통하여 박막의 두께, 계면 및 표면 거칠기, 밀도등 박막의 구조특성분석을 하였다. Glass, quartz의 경우 기판 표면 거칠기가 좋지 않아 제작된 샘플의 X-선 반사율 곡선이 급격히 떨어지면서 측정되는 각도의 영역이 작아졌다. Sapphire로 제작한 시편은 측정된 데이터와 simulation의 curve fitting이 양호하지 않았다. 이 중 SiO2기판을 사용하고 HfO2박막을 증착한 샘플이 다른 후보물질보다 XRR curve fitting 결과가 가장 양호하여 두께 표준물질로 응용하기에 적절하였다. 그리고 AFM (Atomic Force MicroScope)을 이용하여 기판의 거칠기 및 증착한 박막표면 거칠기 측정을 하였고, TEM (Transmission Electron Microscope)으로 두께 측정을 하여 XRR로 얻은 데이터와 비교하였다. 이러한 결과를 토대로 XRR용 두께 표준물질 제작할 수 있었고, 추후 불확도 평가 및 비교실험을 통하여 제작된 XRR용 두께 표준물질을 이용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.303-303
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• 2012

X-선 반사율 측정법(XRR)은 비파괴적인 측정방법으로 수 nm의 두께를 정밀하게 측정할 수 있는 장점으로 반도체 산업현장에서 많은 관심과 연구가 이루어지고 있다. 이러한 XRR의 두께 측정 정밀도를 향상시키고 부정확한 결과를 방지하기 위하여 측정기기를 검증하고 보정할 수 있는 두께 표준물질을 필요로 하고 있다. 본 연구에서는 IBSD (ion beam sputtering deposition)와 ALD (atomic layer deposition)를 이용하여 5 nm, 10 nm의 $HfO_2$ 박막을 제작하고, XRR용 두께 표준물질로 응용할 수 있는지를 살펴보았다. 먼저 두께표준물질로 제작하기 위해서는 박막과 기판이 안정한 상태를 유지해야 한다. 이에 박막은 공기 중 노출에 의한 산화로 박막의 두께가 변할 수 있는 금속박막 대신에 공기 중에서도 안정한 산화물 박막인 $HfO_2$ 박막을 사용하고 기판은 Si wafer를 thermal공기 중에서도 안정한 산화물 박막인 $HfO_2$ 박막을 사용하고 기판은 Si wafer를 therma oxidation법을 이용하여 $1{\mu}m$ 두께로 제작한 비정질 $SiO_2$ 기판을 사용했다. 제작된 시료의 특성평가를 위해 XRR (X-ray reflectometer) 측정을 통해 두께, 거칠기 및 밀도를 확인하였고, TEM (transmission electron microscope)으로 두께 측정을 하여 XRR로 얻은 두께결과와 비교하였다. 측정결과를 확인하였을 때 두 증착 방법 중 ALD를 이용하여 제작한 시편에서는 박막과 기판사이의 interface가 sharp하여 반사율 곡선의 진폭이 크게 잘 나타났고 fitting 결과도 우수하여 IBSD로 증착한 시편보다 두께 표준물질로 응용하기에 더 적합하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.442-442
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• 2010

공정 플라즈마 장치에서 이중 주파수법을 이용하여 실시간 유전박막 두께 측정법에 대한 보상연구를 하였다. 이중 주파수법은 유전박막과 플라즈마 쉬스를 간단한 전기적인 등가회로로 모델링하여 유전박막의 두께를 측정하는 방법이다. 이중 주파수법의 문제는 측정탐침의 인가전압에 따른 유전박막의 두께 측정치가 다르다는 점이다. 플라즈마 쉬스를 선형 저항만으로 등가하였기 때문에, 쉬스의 인가전압에 상관없이 쉬스 저항의 값이 일정하다는 가정이 존재한다. 그러나 쉬스 저항은 쉬스의 인가전압에 종속적이면서 비선형적인 특성을 갖는다. 측정 탐침에 출력 전압이 인가될 때 쉬스 양단에서 인가전압에 따른 쉬스의 등가저항의 비선형성을 고려하여 측정 탐침에 증착된 유전박막의 커패시턴스성분에 대한 방정식을 Numerical analysis로 풀어 유전박막의 두께 측정값을 보상하였다. 보상된 위의 방법으로 다양한 RF파워, 압력에 따라 $Al_2O_3$박막의 두께를 실시간으로 측정하여 비교하였다. 그 결과 이 방법은 낮은 플라즈마 밀도(${\sim}10^9cm^{-3}$)에서도 인가전압에 따른 유전 박막두께측정의 오차를 줄일 수 있었다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제22권2호
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• pp.179-185
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• 2001

혈관에 발생하는 동맥 경화증은 그 발생 시기와 진행 정도를 예측하기 힘들어 초기 단계의 진단 및 치료가 어렵다. 이러한 이유로 혈관 질병의 진단은 많은 연구자들의 관심 대상이 되어왔고, 현재까지도 그 진단 장치 및 방법에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 혈관 벽의 두께 측정은 혈관 질병을 진단할 수 있는 대표적인 지표이다. 그러므로 본 연구는 혈관 벽에서 수신되는 초음파 RF(Radio Frequency) 신호를 wavelet 변환하여 두께를 측정할 수 있는 방법을 제안한다. 시뮬레이션 결과를 토대로 두께가 각각 0.53mm, 1.2mm인 고분자 물질을 가지고 두께측정 실험을 행하였다. 기존의 방법인 주파수 스펙트럼법과 제안한 방법인 wavelet 변환법에 의하여 측정된 평균 두께는 0.53mm인 경우 각각 0.670$\pm$0.168mm(79.10%), 0.448$\pm$0.084mm(84.53%)이고, 1.2mm인 경우 각각 0.962$\pm$0.072mm(80.17%), 1.149$\pm$0.066mm(95.15%)이다. In-vitro 실험을 행하기 위하여 한천, gelatin, SiC 결정을 가지고 두께가 0.85mm인 혈관 유사 시편을 제작하였고, 이 시편으로부터 데이터를 획득하여 이를 제안한 방법으로 두께를 측정하였다. 그 결과 제안한 방법으로 측정된 평균 두께는 0.8008$\pm$0.0154mm(94.22%)이다. 결론적으로 wavelet 변환을 통해서 혈관 벽의 두께를 정밀하게 측정할 수 있는 가능성이 있음을 알 수 있다.

• 한국결정학회:학술대회논문집
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• 한국결정학회 2002년도 정기총회 및 추계학술연구발표회
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• pp.44-44
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• 2002

방사광 X-선 반사도를 이용하여 나노 스케일의 두께를 가진 oxynitride 박막의 계면 구조 및 두께를 측정하였다. Oxynitride 박막에서 nitrogen 분포의 분석은 두께가 극도로 얇아지는 요즘의 반도체 제작에서 매우 중요한 과제로 대두되고 있다. (1) X-선 반사도 측정을 분석하여 박막 깊이에 따른 전자밀도분포와 계면에서의 거칠기 및 각 층의 두께가 결정되었다. X-선 반사도 측정 분석으로부터 Nitrogen은 SiO₂와 Si substrate 계면에 위치하며, 화학조성분포와 층 구조의 상관성을 SIMS를 이용한 조성분포 측정과 비교하였다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2013년도 제48차 하계학술발표논문집 21권2호
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• pp.351-352
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• 2013

본 연구에서는 근적외선대역의 광원을 이용하여 생체측정 시 에러로 작용하는 피하지방층의 두께를 추정하는 방법의 가능성에 대해 검토한다. 현재까지 피하지방층의 두께측정을 위해서는 초음파장비나 CT, Dexa 장비 등 고가의 장비로 측정을 하는방법 이외는 특별한 수단이 없는 것이 현실이다. 정확한 측정을 위해 피하지방층의 두께를 제거하는 것이 일반적인 연구의 목적이나 본 연구에서는 이들 피하지방 두께 측정을 최근 주목받고 있는 건강에 적용하고자 한다. 본 연구의 피하지방층의 두께추정방법의 가능성이 보여진다면 체지방측정에 있어 몸 전체의 체지방을 추측하는 방식인 BIA방식의 체지방측정방법과 비교하여 특정부위에 대한 피하지방층 측정도 가능할 것이라는 기대도 할 수 있다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제17권1호
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• pp.25-33
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• 1985

경수형 원자로의 운전과 안전성 해석을 위해 열수력학적 모형을 개발하는 것이 하나의 중요한 과제이다. 특히, 2상류의 열수력학적 모형을 개발하기 위해서는 기포율, 액체막 두께, 유동 영역과 같은 중요한 변수들을 실제로 측정한 값이 필요하다. 본 연구의 목적은 초음파 Pulse-echo 방법을 이용하여 액체 두께를 실험적으로 측정하고, 이론치와 비교 분석하여 (1) 관벽의 두께, (2) 초음파의 주파수, (3) 관벽의 재질 등이 액체막 두께 측정에 미치는 영향을 분석하는 데에 있다. 평판협 (Plate-type)과 관(Tube-type)으로 된 시험관을 이용하여 수평으로 놓인 물-공기의 층류계 (a horizontal airwater stratified system)를 만들어 일련의 액체막 두께 측정 실험을 수행하였다. 시험관의 벽 두께와 초음파 Pulse-echo 의 주파수를 변화시키면서 액체막 두께 측정을 반복하였다. 또한, 관벽의 acoustic impedance가 초음파 Pulse-echo 방법으로 액체막 두께를 측정할 때, 어떠한 영향을 주는가도 아울러 파악하기 위해서 스텐레스 강과 폴리아크릴 (Polyacrylate) 등 재질이 다른 두 개의 격리봉 (Standonff rod) 을 사용하여 액체막 두께를 측정하였다. 이렇게 하여 얻은 실험 결과를 제시하고 실제로 측정한 액체막 두께와 비교 분석하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제34권4호
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• pp.290-298
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• 2014

초음파 두께 측정 방법은 초음파가 표면에서 되돌아오는 시간을 측정하여 두께를 측정하는 비파괴검사 방법이다. 이때 초음파 진행 시간은 펄스의 최대값을 이용하여 측정하기 때문에, 물체의 두께가 얇을 경우 펄스 신호가 서로 중첩이 되어 기존의 초음파 방법으로 측정하기 어렵다는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해 본 논문에서는 파워켑스트럼과 최소분산켑스트럼을 사용하여 두께를 측정하는 방법을 제안하고자 한다. 켑스트럼 신호 처리는 초음파 신호를 임펄스 트레인과 전달함수(초음파 펄스 신호)로 분리하기 때문에 표면에서 돌아오는 초음파 신호의 시간을 임펄스 트레인의 주기로 정확하게 측정할 수 있다. 제안된 방법을 검증하기 위하여 다양한 두께를 가진 철, 아크릴 시편에 대해 실험을 수행하였다. 두께가 얇은 시편에 대해서는 펄스가 중첩이 되기 때문에 기존방법으로 측정이 어려움을 알 수 있었다. 하지만 제안된 방법인 켑스트럼 초음파 신호 처리를 적용한 결과 임펄스 신호로 분리하기 때문에 두께를 정확히 측정함을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.238-238
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• 2010

최근 전자산업의 발전은 형상 면에서 경박 단소화로 급속하게 진행되고 있으며, 전자소자 내부에서의 배선재료로 사용되고 있는 알루미늄(Al) 박막의 두께 역시 얇아지고 있다. 두께가 20 nm 이하로 작은 극박막 범위에서 박막의 두께 증가에 따라 전기가 잘 흐르기 시작하는 박막의 최소두께로 정의 되는 유착두께를 실시간으로 측정하는 방법을 구현하고 임의의 금속박막과 기판의 조합에 있어서 각각의 재료에 대한 유착두께를 제공함으로써 향후 미세전자소자의 제작시 배선 재료의 선택에 대한 기초자료를 축적할 수 있다. 또한 금속박막의 증착공정 직전에 기판을 표면처리 하여 기판을 활성화시킬 때 표면처리가 박막의 유착두께에 미치는 영향에 대해 박막의 미세구조 변화 관점에서 연구함으로써 여러 가지 금속박막에 대한 유착두께를 줄일 수 있는 방법을 도출 할 수 있다. 본 연구에서는 유리 기판 위에 사진 식각 공정으로 패턴을 형성하고 패턴이 형성된 유리 기판은 스퍼터에 연결된 4 point probe에 구리 도선으로 연결한 후 DC 마그네트론 스퍼터법으로 Al을 증착하면서 실시간으로 시간에 따른 전기저항을 측정을 하였다. 이때 스퍼터 내부 진공도는 $4.6\;{\times}\;10^{-5}\;torr$ 까지 낮춰준 후 Al을 증착 할 때 진공도는 $1.1\;{\times}\;10^{-2}\;torr$로 맞춰주고 Ar 가스를 20 sccm 넣어준다. 1초 간격으로 전기저항을 측정한 결과 25초대에 전기저항이 급격히 감소하였으며 이때 Al 박막의 두께는 $120{\AA}$ 이고 이 두께에서부터 전류의 흐름이 좋은 것을 알 수 있다. 박막 두께에 따른 특성을 알기위해 UV 영역의 빛을 사용하는 광전자 분광기(Photoelectron Spectrometer)를 이용해 일함수를 측정하였다. Al 의 일반적인 일함수는 4.28 eV 이며, 두께가 $120{\AA}$일 때의 일함수는 4.2 eV로 거의 비슷한 값을 얻었다. 전류가 잘 흐르기 전인 12초대에서 두께가 $60{\AA}$일 때 일함수는 4.00 eV 이고 전류가 흐르기 시작한 후 50초대에서 Al 박막 두께가 $200{\AA}$ 일 때 일함수는 4.28 eV 로 일반적인 Al의 일함수와 같은 값을 얻을 수 있었다. 광전자 분광기술은 전자소자에서 중요한 전자의 성능예측에 도움을 줄 수 있으며 물질의 표면에서 더욱 다양한 정보를 얻을 수 있다. 또한 실시간 전기저항 측정을 통한 금속박막의 전기전도 특성과 미세구조에 대한 기초 자료를 제공함으로써 신기술 발전에 공헌할 것이다.