• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.152-152
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• 2014

최근 반도체의 고집적화로 high dose implant 도입과 소자의 동작 특성 향상을 위한 low-k 물질 도입에 따라 다양한 주변 공정의 변화를 이끌고 있다. 이에 따라 반도체 제조의 핵심 공정 단계 중 하나인 ashing 단계에서 기존 성능 이상의 장비를 기대하고 있으며, 그것을 평가하기 위한 중요 요소로 uniformity와 fast stripping이 있다. 본 연구에서는 유체해석 시뮬레이션을 통해 450 mm ashing 챔버에서의 gas inlet baffle과 wafer stage 사이의 최적 거리를 예측했다. 우선적으로 시뮬레이션의 신뢰도를 높이기 위해 실험으로 측정한 300 mm ashing 결과와 유체해석 결과 molecular flux의 상관관계를 파악하여, 450 mm ashing 챔버의 최적 구조를 예측하였다. 선행 연구한 300 mm 시뮬레이션 결과를 바탕으로 이상적인 450 mm ashing 챔버를 설계하였다. 유체해석 결과는 동일한 형태의 수직형 구조 장비에서 baffle과 wafer stage 사이의 거리가 35 mm에서 60 mm일 때, 450 mm wafer surface 위에서 더욱 균일한 density 분포를 나타내었다. Reactant flux 분포는 거리가 60 mm에서 80 mm 사이일 경우 더 균일하게 나타났다. 그러므로, 450 mm 챔버에서 gas inlet baffle과 wafer stage 간격이 60 mm일 때 최적의 구조로 판단된다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.43 no.4
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• pp.421-431
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• 2023

Sewer deterioration models can offer important information on prediction of future condition of the asset to decision makers in their implementing sewer pipe networks management program. In this study, Markov chain model was used to estimate sewer deterioration trend based on the historical structural condition assessment data obtained by CCTV inspection. The data used in this study were limited to Hume pipe with diameter of 450 mm and 600 mm in three sub-catchment areas in city A, which were collected by CCTV inspection projects performed in 1998-1999 and 2010-2011. As a result, it was found that sewers in sub-catchment area EM have deteriorated faster than those in other two sub-catchments. Various main defects were to generate in 29% of 450 mm sewers and 38% of 600 mm in 35 years after the installation, while serious failure in 62% of 450 mm sewers and 74% of 600 mm in 100 years after the installation in sub-catchment area EM. In sub-catchment area SN, main defects were to generate in 26% of 450 mm sewers and 35% of 600 mm in 35 years after the installation, while in sub-catchment area HK main defects were to generate in 27% of 450 mm sewers and 37% of 600 mm in 35 years after the installation. Larger sewer pipes of 600 mm were found to deteriorate faster than smaller sewer pipes of 450 mm by about 12 years. Assuming that the percentage of main defects generation could be set as 40% to estimate the life expectancy of the sewers, it was estimated as 60 years in sub-catchment area SN, 42 years in sub-catchment area EM, 59 years in sub-catchment area HK for 450 mm sewer pipes, respectively. For 600 mm sewer pipes, on the other hand, it was estimated as 43 years, 34 years, 39 years in sub-catchment areas SN, EM, and HK, respectively.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.267-267
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• 2012

최근 국내 반도체 장비 업체들에 의해서 차세대 반도체용 450 mm 웨이퍼 공정용 장비 개발이 진행 중에 있다. 반도체 산업은 계속해서 반도체 칩의 크기를 작게 하고, 웨이퍼 크기를 늘리면서 웨이퍼 당 칩수를 증가시켜 생산성을 향상해오고 있다. 현재 300 mm 웨이퍼에서 450 mm 웨이퍼를 도입하게 되면, 생산성 뿐만 아니라 30%의 비용절감과 50%의 cycle-time 단축이 기대되고 있다. 장비에 대한 이해와 공정에 대한 해석 능력을 위해 비용과 시간이 많이 들기 때문에 최근 컴퓨터를 활용한 수치 모델링이 진행되고 있다. 또한, 수치 모델링은 실험 결과와의 비교가 필수적이다. 본 연구에서는 450 mm 웨이퍼 공정용 장비의 전자밀도를 cut off probe를 통해 100 mTorr에 서 Ar 플라즈마를 파워에 따라 측정했다. 13.56 MHz 200 W, 500 W, 1,000 W로 입력 파워가 증가하면서 웨이퍼 중심에서 $6.0{\times}10^9#/cm^3$, $1.35{\times}10^{10}#/cm^3$, $2.4{\times}10^{10}#/cm^3$로 증가했다. 450 mm 웨이퍼 영역에서 전자 밀도의 불균일도는 각각 10.31%, 3.24%, 4.81% 였다. 또한, 이 450 mm 웨이퍼용 CCP 장비를 축대칭 2차원으로 형상화하고, 전극에 13.56 MHz를 직렬로 연결된 blocking capacitor ($1{\times}10^{-6}$ F/$m^2$)를 통해 인가할 수 있도록 상용 유체 모델 소프트웨어(CFD-ACE+, EXI corp)를 이용하여 계산하였다. 주요 전자-중성 충돌 반응으로 momentum transfer, ionization, excitation, two-step ionization을 고려했고, $Ar^+$와 $Ar^*$의 표면 재결합 반응은 sticking coefficient를 1로 가정했다. CFD-ACE+의 CCP 모델을 통해 Poisson 방정식을 풀어서 sheath와 wave effect를 고려하였다. Stochastic heating을 고려하지 않았을 때, 플라즈마 흡수 파워가 80 W, 160 W, 240 W에서 실험 투입 전력 200 W, 500 W, 1,000 W일 때와 유사한 반경 방향의 플라즈마 밀도 분포를 보였다. 200 W, 500 W, 1,000 W일 때의 전자밀도 분포는 수치 모델링과 전 범위에서 각각 10%, 3%, 2%의 오차를 보였다. 450 mm의 전극에 13.56 MHz의 전력을 인가할 때, 파워가 증가할수록 전자밀도의 최대값의 위치가 웨이퍼 edge에서 중심으로 이동하고 있음을 실험과 모델링을 통해 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.411-411
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• 2010

Cavity mode Whistler wave를 사용하는 자화유도결합플라즈마 (Magnetized Inductively Coupled Plasma, MICP)의 제반 특성을 비등방성 수송계수를 가지는 Drift-Diffusion 근사, 에너지 보존 방정식 및 유도전자계를 self-consistent 하게 고려하여 계산하였다. 이러한 접근법은 비충돌성 전자가열현상을 고려하지 못하는 단점에도 불구하고, 반도체 장비설계에 필수적인 전자온도, 밀도, 플라즈마 전위, 시스템의 임피던스 특성에 대한 경향성 파악에 매우 유용하다. 뿐만 아니라 전자밀도분포가 공간내에 형성되는 R-wave mode에 미치는 영향을 분석할 수 있다. 직경 320 mm를 가지는 작은 반응기에서 시뮬레이션과 실험결과를 비교하여 본 모델링 방법의 타당성을 검증한 후, 450 mm wafer가공에 적합한 대면적 플라즈마 반응기에서 플라즈마 특성을 연구하였다. 수 mTorr의 공정압력에서 약 10 Gauss전후의 약한 자장이 인가됨으로서 반경방향의 전자밀도 균일성이 대폭 향상되었다. 플라즈마 및 안테나의 대면적화에 수반되는 높은 Q값이 자장의 인가로 큰 폭으로 감소함으로서 임피던스메칭의 안정성이 비약적으로 개선되었고 전력전달 효율 또한 크게 증가함을 알 수 있었다. 본 연구 결과는 차세대 450 mm 반도체 공정장비의 개발에 있어 자화유도결합플라즈마가 매우 유용하게 사용될 수 있음을 보여준다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.508-508
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• 2012

CST microwave studio is used to simulate the plasma profile of the 450mm CCP source. Standing wave effect becomes important at the high frequency as the electrode radius increases. To solve plasma non-uniformity problem, we designed multi electrode chamber to decreasing standing wave effect. Simulation showed the ratio of input power of each electrode is related with electric field strength. The multi electrode was constructed and measured by 2D probe arrays using floating harmonic method. Uniformity of 450 mm CCP was changed by the ratio of input power of each electrode. We described this dependence with circuit model.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.19 no.3
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• pp.190-198
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• 2010

Asymmetric model for plasma uniformity by Ar and $CF_4$ was modeled by the antenna structure, the diameter of chamber, and the distance between source and substrate for the development of plasma equipment for 450 mm wafer. The aspect ratio of chamber was divided by diameter, distance from substrate, and pumping port area. And we found the condition with the optimized plasma uniformity by changing the antenna structure. The drift diffusion and quasi-neutrality for simplification were used, and the ion energy function was activated for the surface recombination and etching reaction. The uniformity of plasma density on substrate surface was improved by being far of the distance between substrate wall and chamber wall, and substrate and plasma source. And when the antenna of only 2 turns was used, the plasma uniformity can improve from 20~30% to 4.7%.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.256-256
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• 2010

최근 반도체 공정을 위한 증착이나 식각장비에 있어서 웨이퍼 크기의 증가는 새로운 연구 분야를 발생시켰다. 웨이퍼의 크기가 200 mm에서 300 mm, 450 mm로 커지지만, 같은 특성 혹은 더 좋은 특성을 필요로 하는 플라즈마를 이용하는 진공장비의 기하적 구조는 비례적으로 증가하지 않는다. 이런 이유로 450 mm의 웨이퍼 공정용 장비의 제작에 있어서 진공 부품과 플라즈마 발생 소스는 더 이상 시행착오로 실험하기에는 막대한 돈과 시간, 인력의 투자가 필요하기 때문에 불가능하게 되었다. 이런 시행착오를 줄이기 위함의 일환으로 본 연구에서는 450 mm 웨이퍼 공정용 장비의 챔버 구성에 따른 플라즈마 균일도를 수치 모델링으로 예측했다. 챔버를 구성함에 있어서 baffle의 형상과 위치, 배기 manifold에 따른 유동분포, 플라즈마 균일도를 위한 안테나의 구조 등 중요한 요소들이 많이 존재하지만, 일단 전체적인 챔버의 종횡비가 결정되어야 가능한 일들이다. 첫째, 기판홀더와 챔버 벽면 간의 거리, 기판홀더와 배기구까지의 거리, 기판과 소스와의 거리가 인입되는 가스 분포와 플라즈마 균일도에 가장 큰 영향을 끼칠 것으로 판단된다. 즉, 위의 세 가지 챔버 내부 구조물의 크기 비에 따라 기판 바로 위에서의 플라즈마 균일도가 가장 좋은 디자인을 최적화하는 것이 본 계산의 목적이다. 기판 표면에서의 플라즈마 밀도 균일도는 기판홀더와 벽면과의 거리, 기판과 소스와의 거리가 멀수록, 기판홀더와 배기구와의 거리가 짧을수록 좋아졌으며, 그림과 같이 안테나의 디자인이 4 turn으로 1층인 경우, 두 turn의 안테나만 사용하여 기판표면에서 20~30%의 플라즈마 균일도를 4.7%까지 낮출 수 있었다

• Journal of Energy Engineering
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• v.24 no.4
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• pp.159-165
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• 2015

The article presents a parametric study on geometrical design optimization for coupling the joint between a large exhaust air chimney and electromagnetic pulse (EMP) shield for gas turbine electricity generator. We conducted computational fluid dynamics (CFD) simulations on hydraulic diameters of waveguide below cutoff(WBC) ranges 800mm~1025mm, the connection distance ranges 150~450mm, and exhaust gas flow velocities at 15, 20, and 25m/s. The results show that the diameter of main chimney, connection distance, and exhaust gas velocity had impacts on flow stream at the EMP shield. To provide a fully developed stream line at three different flow velocity cases, the WBC diameter and distance of connection should be larger than 1050mm and longer than 300mm, respectively.

• Journal of Energy Engineering
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• v.2 no.1
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• pp.123-132
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• 1993

This work is focussed on the reduction of ethanol separation energy from alcohol fermented broth and categorized into the development of a computer program for the design of the pressurized/depressurized distillation process which has been regarded as one of the energy-reducing models for the conventional distillation process, the optimization of operating conditions of distillation towers by means of the developed program, and the evaluation of the total annual energy cost of pressurized/depressurized distillation columns compared with that of the conventional single distillation columns. The operating pressures are, in case of pressurized/depressurized distillation, 3103/760 mmHg, 3103/450 mmHg, 3103/160 mmHg, and in case of conventional distillation, 760 mmHg. The optimum reflex rations which the sum of the annual energy cost and the annual fixed cost for each process becomes minimum are 3.7475/2.9111 for the operating pressures of 3103/760 mmHg, 3.814/2.9712 for 3103/450 mmHg, 3.0783/2.2400 for 3103/150 mmHg, and 3.8544 for the atmospheric operating pressure. And the annual energy cost of pressurized/depressurized distillation process for the above-mentioned operating pressures is distributed between 42% and 47% of that of conventional distillation process.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.17 no.2
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• pp.165-174
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• 2006

The autotstigmatic null lens system is designed and constructed for the fabrication of a parabolic mirror with the diameter of 450 mm(f/2.7). And the measurement reliability is also analyzed theoretically by means of the tolerancing technique using lens design software(CODE V). From this analysis, we can precisely fabricate a parabolic mirror with the large diameter of 450 mm(f/2.7). Meanwhile, in order to confirm the fabrication results by the autostigmatic method, the mirror surface is tested again by an autocollimating method that uses only a plane mirror without any null lens.