• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.549-549
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• 2013

고전압 펄스 플라즈마를 액체 속에서 발생시켜 수소 스펙트럼의 광학적 특성을 연구하였다. 고전압 펄스 발생 장치인 막스 제네레이터는 용량이 $0.5{\mu}F$인 축전기 5개로 이루어져 있다. 각각의 축전기는 전원 장치를 이용하여 저항을 통해 병렬로 충전되며, 방전 시에는 불꽃 방전 스위치에 의해 동시에 직렬로 연결되어 고전압을 발생시킨다. 따라서, 출력 전압과 전류는 40kV, 3 kA이며 총 에너지는 약 125 J이다. 직육면체 모양의 폴리카보네이트 용기 내부의 양쪽면에는 탐침 모양의 전극이 구성되어 있으며 전극 사이에서 고전압을 가진 플라즈마가 형성된다. 실험에서 액체로는 증류수를 사용하였다. 액체 방전 시 발생하는 수소 스펙트럼을 관측하기 위해 초점거리 30 cm의 monochromator를 이용하였고, 수소 알파선의 656.3 nm와 수소 베타선의 434.1 nm를 관측하였다. 전자 밀도의 측정법으로는 Stark broadening법을 이용하여 측정하였으며, 전자 온도는 Stark profile의 상대적인 전자 밀도의 비를 이용하여 계산하였다. 전자밀도는 실험조건에서 약 $3{\times}10^{15}cm^{-3}$, 전자온도는 약 2.5 eV가 측정되었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2008.02a
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• pp.233-233
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• 2008

• Superconductivity and Cryogenics
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• v.11 no.1
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• pp.31-37
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• 2009

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2008.08a
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• pp.307-307
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• 2008

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2004.02a
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• pp.124-124
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• 2004

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2006.08a
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• pp.113-113
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• 2006

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.435-435
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• 2012

ITER를 비롯한 실증로나 상용로급 토카막에서는 중성빔 가열이나 전류구동을 위해 1MeV이상의 빔 에너지가 요구된다. 빔 출력이 가속전압의 5/2승에 비례함에도 불구하고 양이온 빔의 경우 에너지가 높아지면 빔의 중성화 효율이 급격히 감소하여 ITER NBI의 경우 양이온 빔의 중성화 효율은 0%에 가깝다. 한편 음이온 빔은 1MeV 이상의 에너지영역에서도 빔 에너지와 거의 무관하게 60% 정도의 중성화 효율을 갖는다. 따라서 ITER는 음이온 빔을 바탕으로 한 중성빔 가열장치(N-NBI)를 채택하고 있다. 우리나라의 핵융합연구가 핵융합 발전을 지향하는한 N-NBI에 대한 연구를 시작해야 하며 그 출발점으로 음이온원 개념설계를 시작하였다. 개념설계는 음이온원 개발과정을 통해 1) 음이온 생성원리 규명, 2) 음 이온원 핵심기술 확보, 3) 음이온 및 음이온 빔 관련 진단 등을 연구할 수 있는 축소규모의 proto-type 음이온원 개발을 목표로 하였다. 음이온원 개발은, 초기에는 KAERI NB test stand 및 KAERI 이온원의 플라즈마 버켓을 활용하기 위해 filament-arc type으로 시작하지만 어느정도 기반이 확립되면 플라즈마 버켓의 electron dump를 제거하고 그 자리에 RF driver를 장착하여 궁극적으로 RF 음이온원을 개발할 계획이다. 본 학회에 발표하는 포스터는 filament-arc type 음이온원에 대한 개념설계이다. 설계된 음이온원은 Tent-type 자장필터를 장착하며, 0.5A의 수소 음이온빔 인출을 목표로 하고 있다. 이를 위해 플라즈마 버켓, 세슘 공급시스템, bias plate, 플라즈마 그리드, electron deflection 자석이 설치된 인출 그리드, 접지 그리드 등에 대한 개념설계가 이루어 졌다. 이 외에도 음이온원 전원과 진단 시스템에 대해서도 논의하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2009.05a
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• pp.247-247
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• 2009

3차원 반도체 패키징에서 관통전극 Through Silicon Via (TSV)를 형성하기 위하여 이온과 래디컬의 활성도 조절이 가능한 pulsating inductively coupled plasma (ICP) 식각을 수행하였다. 본 식각공정에서는 펄스주파수 ($50{\sim}500Hz$)와 듀티 싸이클 ($20{\sim}99%$)을 조절하여, 플라즈마 내 이온과 래디컬들의 활성도 변화를 발생시켰다. 플라즈마 공정변수에 따라 식각형태가 달라짐을 S.E.M을 이용하여 확인했으며, 이온(SFx+, O+)과 래디컬 ($SF^*$, $F^*$, $O^*$)의 농도 및 활성도 변화를 측정하기 위하여 광학적 기술인 optical emissin spectroscopy와 전기적 특성 측정 기술인 Langmuir probe 시스템을 직접 제작 설치하여 펄스플라즈마를 진단하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.518-518
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• 2012

공정 수율 향상을 위한 웨이퍼의 대면적화는 공정 반응용기의 부피변화를 수반한다. 반응용기의 부피가 커지면 플라즈마 내의 전자와 이온이 손실되는 면적이 증가하게 되고, 그 결과 공정결과에 직접적으로 영향을 미치는 전자온도와 전자밀도가 떨어지게 된다. 이렇게 변화된 플라즈마 변수들을 원래의 값으로 되돌리기 위해서는 인가전력, 실험압력, 유량과 같은 외부변수들이 조절되어야 하는데, 공간 평균 모델(global model) 식을 이용하여 외부변수들의 변량을 계산할 수가 있다. 본 연구에서는 부피가 다른 두 반응용기에서의 플라즈마 변수 진단을 통해서 부피가 커진 환경에서의 전자온도와 전자밀도가 떨어지는 현상을 관찰하였고, 공간 평균 모델로 계산된 외부변수들의 변량을 적용하였을 때 원래의 값으로 가까워 지는 경향을 볼 수가 있었다. 이렇게 같은 공정 결과를 얻기 위한 외부변수들의 변량을 간단히 계산함으로써 대면적화가 되었을 때 외부변수들을 얼마나 변화시켜야 하는지에 대한 일반적인 방향을 제시해 줄 수 있다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2013.05a
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• pp.65-66
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• 2013

최근 개발된 수치해석 알고리즘 및 RF sheath 모델을 적용하여 반도체 식각 공정용 공간 평균 시뮬레이터를 개발하였다. 개발된 시뮬레이터는 전자가열 모듈, 수송 모듈, 그리고 RF sheath 모듈로 구성된다. 유도결합 플라즈마원에 대한 전자가열모듈은 비충돌 과정인 anomalous skin effect가 포함된 Yoon의 모델을 적용하였고, 축전결합 플라즈마원에 대해서는 RF sheath 모델을 수치적으로 풀어 흡수된 파워를 결정하고 수송 모듈과 일관성을 잃지 않게 결합되었다. RF sheath 모듈에서는 Dai의 collisonless sheath 모듈을 적용하였고 RF 펄싱이 적용될 수 있도록 확장하였다. 특히, 식각 공정에 사용되는 fluorocarbon 플라즈마에 대한 데이터베이스를 개발하였고, 또한 진단 데이터와의 비교를 통해 데이터베이스를 최적화하였다.