• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.19 no.3
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• pp.39-45
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• 2002

A simple and low cost stylus profiler made of ferrite cores is developed. The devised profiler consists of a contact probe, a measuring transducer, a signal processing unit, and a motorized stage. The contact probe attached to 4-bar spring maintains sufficient stiffness to protect disturbances. An overlap-area type inductive position sensing system is selected as a measuring transducer, which has high sensitivity, repeatability and linearity. The transducer is composed of coil bundles and ferrite cores which have good electromagnetic characteristics in spite of low cost. The repeatability of the profiler with the proposed inductive sensing system is better than 50nm. Experimental results are shown that the proposed profiler can measure the line or 3D profile of an object with sub-micron features.

• International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
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• v.7 no.1
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• pp.9-12
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• 2006

A spectral analysis and numerical simulation are employed to assess the effects of the stylus tip radius on measuring surface profiles. Original profiles with fractal spectral densities are generated and then are numerically traced with circular tipped stylus. Instead of their spectral densities, the accumulative power spectrums of traced profiles are analyzed. It is shown that the minimum wavelength of traced profile relates directly to the radius r of the stylus tip and the root-mean-square (rms) roughness ${\sigma}_o$ of original profile. From this accumulation spectral analysis, a formula is developed to estimate the minimum wavelength of traced profile. By using the concept of the minimum wavelength, an appropriate stylus tip radius can be chosen for the given rms roughness ${\sigma}_o$ of the profile.

• Proceedings of the IEEK Conference
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• 2003.07b
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• pp.1049-1052
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• 2003

This study shows the change of the structural characteristic of AIN thin film deposition with the change of the deposition conditions such as Ar/$N_2$ gas ratio, operating pressure in chamber, and the distance between substrate and target in RF Magnetron Sputtering. The orientation and surface roughness of AIN thin film are studied by using XRD and AFM and the thickness is measured by using STYLUS PROFILER. While we can not identify the orientation of the thin film deposited in Ar only, we can obtain the (100) orientation of the thin film with the addition of $N_2$ to Ar. Especially the thin film deposited at 10% of Ar/$N_2$ gas ratio appears to be the most (100) oriented. The (100) orientation of thin film becomes weaker as the operating pressure becomes higher. The further distance between substrate and target is stronger the (100) orientation of the thin film is. The (100) orientation becomes weaker and (002) orientation starts to appear as the distance is shorter.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.8 no.3A
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• pp.249-255
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• 1999

Deposition characteristics of Cu thin films using Ar carrier gas and $H_2$ processing gas at various working pressures and substrate temperatures were investigated. Also, effects of $H_2$ pretreatment using plasma at $200^{\circ}C$ of substrate temperature and 0.6 Torr of chamber pressure were stdied. Cu thin films were deposited on TiN/Si substrate at working pressure of 0.5~1.5 Torr, substrate temperatures of 140~$240^{\circ}C$ with (hface)Cu(tmvs). Substrates were pretreated by $H_2$ plasma, and Cu films deposited in situ using twofold shower head. The purity, electrical resistivity, thickness, surface morphology, optical properties of the deposited Cu films were measured b the AES, four point probe, stylus profiler, SEM,. and the uv-visible spectrophotometer. This study suggests that $H_2$ plasma is an effective method for enhancing deposition rate and for producing high quality copper thin films.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.22 no.5 s.170
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• pp.55-62
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• 2005

This paper presents mainly a procedure to get the mathematical form of the manufactured aspherical lens. Generally Schulz formula describes the aspherical lens profile. Therefore, the base curvature, conic constant. and high-order polynomial coefficient should be set to get the approximated design equation. To find the best-approximated aspherical form, lens profile is measured by a commercial stylus profiler, which has a sub-micrometer measurement resolution. The optimization tool is based on the minimization of the root mean square of error sum to get the estimated aspherical surface equation from the scanned aspherical profile. Error minimization step uses the Nelder-Mead simplex (direct search) method. The result of the lens refractive power measurement shows the experimental consistency with the curvature distribution of the best-approximated aspherical surface equation

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.99-99
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• 1999

투명전도막인 Ito(Indium Tin Oxide)는 flat panel display 와 solar cell 같은 optoelectronic 이나 microelectronic device에서 널리 이용되어 지고 있다. 현재 상용화되고 있는 거의 대부분의 ITO 박막은 sputtering법에 의해 제조되고 있으나 공정상의 이유로 15$0^{\circ}C$이상의 기판온도가 요구되어진다. 그런, 실제 display device 제조공정에서는 비정질 실리콘 박막이나 유기막 위에 ITO박막을 제작할 필요성이 증대되어 지고 있고, 또한 다른 전자소자에 있어서도 상온 ITO 박막 형성 공정에 대한 필요성이 증대되고 있다. 이러한 이유로 본 실험에서는 IBAE(Ion Beam Assisted Evsporation)을 이용하여 저온 ITO박막을 유기막 위에 증착하는 공정에 대한 연구를 수행하였다. 이렇게 증착된 ITO 박막의 결정성은 비정질이었다. 또한, 모든 display device 제작에는 식각공정이 필수인데 기존에 사용되고 있는 wet etching 법은 등방성 식각특성 때문에 미세 pattern 형성에 부적합？, 따라서 비등방성 식각에 용이한 plasma etching법을 사용하여 저온 증착된 ITO 박막의 식각특성을 알아보았다. 실험에 사용된 식각장비는 자장 강화된 유도결합형 플라즈마 식각장비(MEICP)를 사용하였으며, 13.56MHz의 RF power를 사용하였다. 식각조건으로 source power는 600W~1000W, 기판 bias boltage는 -100V~-250V를 가하였으며, Ar, CH4, O2, H2, BCl3의 식각 gases, 5mTorr~30mTorr의 working pressure 변화 그리고 기판 온도에 따른 식각특성을 관찰하였다. ITO 가 증착된 기판으로는 유기물 중 투명전도성 박막에 기판으로서 사용가능성이 클 것으로 기대되어지는 PET(polyethylene-terephtalate), PC(polycarbonate), 아크릴을 사용하여 기판 변화가 식각특성에 미치는 영향에 대해서 각각 관찰하였다. 식각속도의 측정은 stylus profiler를 이용하여 측정하였으며 식각후에 표면상태는 scanning electron spectroscopy(SEM)을 이용하여 관찰하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.223-223
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• 1999

PZT(PbZr1-xTixO3) 박막은 고유전율과 같은 remanent polarization을 가져서 고집적 소자의 커패시터 유전율층 또는 비휘발성 메모리 소자의 제조에 이용되고 있으나, fatigue 와 aging 문제로 인하여 새로운 물질의 개발이 필요한데, 그 대표적으로 연구되고 있는 것이 PMN-PT(Pb(Mg1/3Nb2/3)O-PbTiO3) 이다. 본 실험에서는 sol-gel 법에 의하여 제조된 PMN-PT막을 ICP(Inductively coupled plasma)에 의하여 식각하였고 mask층으로는 PR을 사용하였다. 식각 가스로는 Ar, Cl, BCl를 단독 또는 혼합하여 사용하였으며, 식각 특성을 보기 위하여 RF Power, Substrate bias, Operation pressure, Substrate temperature를 변화시켰다. 식각속도는 stylus profiler를 이용하여 측정하였고, 단면 profile은 scanning electron microscopy (SEM)를 이용하여 관찰하였다. 식각 메커니즘을 규명하고자 식각된 박막의 표면을 X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)로 관찰하였고, optical emission spectroscopy (OES)로 플라즈마 특성을 규명하고자 하였다. 식각속도는 Ar 또는 Cl2 플라즈마에 BCl3 가스를 혼합하였을 경우 증가되었고, BCl3 가스를 단독으로 사용하여도 높은 식각속도를 나타내었으며, BCl3의 첨가량이 늘어날수록 PR의 식각속도는 감소하여 높은 선택비를 보였다. 90% BCl3/10%Cl2 플라즈마에서 2800$\AA$/min의 식각속도 그리고 1.37:1의 PR 선택비를 얻을 수 있었다. Power나 기판 bias 증가에 따라 식각속도는 증가하였으나 기판 온도변화에는 민감하지 않았다. BCl3 rich에서의 식각속도 증가와 선택비 증가는 B2O3의 형성에 의한 것으로 생각된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.126-126
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• 1999

본 실험의 목적은 FED의 상부, 하부 전극으로 사용되는 Mo를 건식, 습식 식각함으로써 DED 소자의 공정을 개발하는 것이다. Mo는 $261^{\circ}C$의 높은 융점을 지니고 있으며, 우수한 열적 안정성과 비교적 낮은 비저항을 가지는 재료로써 FED와 같은 전계 방출 소자의 cathod 팁 및 전극물질로 사용되어지는 가장 보편적인 물질이다. FED와 같은 전계방출소자가 갖추어야 할 요건은 전자 방출 영역이 소자 동작시 변형되지 않아야 하고, 기계적 ,화학적, 열적 내구성이 좋아야 함인데 이러한 요건을 충족시킬 수 있고 가장 범용적으로 사용되는 물질이 Mo이다. 실험에서 사용된 Mo는 DC magnetron sputter를 사용하여 Ar 가스를 첨가하여 5mTorr하에서 Si 기판위에 증착속도를 300$\AA$/min로 하여 1.6$\mu\textrm{m}$ 증착하였다. 본 실험의 Mo 식각은 고밀도 플라즈마원인 ICP를 이용하였다. 식각특성은 식각 가스조합, inductive power, bias voltage, 공정 압력의 다양한 공정 변수에 따른 식각특성 변화를 관찰하였다. 식각시 chlorine 가스를 주요 식각 가스로 사용하고 BCl3, O2, Ar을 첨가가스로 사용하였으며, inductive power는 300-600, bias voltage는 120-200V 사용하였고 압력은 15-30mTorr, 기판온도는 7$0^{\circ}C$로 유지하였으며 식각마스크로는 electron-beam evaporator로 1$\mu\textrm{m}$ 증착한 SiO2를 patterning하여 사용하였다. 식각속도는 stylus profiler를 이용하여 측정하였으며 식각후 profile은 scanning electron microscopy (SEM)을 통하여 관찰하였다. 실험 결과 순수한 Cl2 BCl3 가스만을 사용한 경우 보다는 Cl2 가스에 O2를 첨가하였을 때 좋은 선택비를 얻었다. 또한, inductive power와 bias voltage, Mo의 식각속도의 적절한 조절을 통해 SiO2에 대한 선택도를 변화시킬 수 있었다. Cl2:O2비를 1:1로 하고 400W/-150V, 20mTorr의 압력, 7$0^{\circ}C$ 기판온도에서 식각시 200$\AA$/min의 Mo 식각속도, SiO2와의 선택비 8:1을 얻을 수 있었다. 또한 실제 FED 소자 구조형성에 적용한 결과 비등방적인 식각형상을 형성할 수 있었다.