생산제조과정의 자동광검사를 위한 조명장치의 특성과 검사 성능 분석

이승걸(Seung Gol Lee),김승용(Seung-Yong Kim),이윤석(Yoon-Suk Lee),김대찬(Dae-Chan Kim) 한국생산제조학회 2011 한국생산제조시스템학회 학술발표대회 논문집 Vol.2011 No.4

In order to find the optimal condition of automated optical inspection used for inspecting mass-produced goods, a ray tracing-based simulator was developed. By using the simulator, the illuminating characteristics of an illuminator specially designed for an automated optical inspection equipment could be analyzed, and also the inspection performance could be evaluated with the simulated images.

적응형 보쉬공정(Adaptive Bosch Process)을 이용한 식각된 바닥면 연구

이승용(Seung-Yong Lee),양승국(Seung-Kook Yang),김한형(Han-Hyoung Kim),유한석(Han-Suk Yoo),신상현(Sang-Hyun Sin),장동훈(Dong-Hoon Chang),이일항(El-Hang Lee),오범환(Beam-Hoan O),이승걸(Seung-Gol Lee),박세근(Se-Geun Park) 대한전자공학회 2007 대한전자공학회 학술대회 Vol.2007 No.7

We do not use dedicated Bosch process equipment of high cost, it is uses Bosch process that fit existent ICP(Inductively Coupled Plasma) equipment. Bosch process which is method of deep silicon etching is connected repeatedly in using SF? Plasma for etching process and using C₄F? Plasma the deposition process. However, between etching bottom layer and side wall not verticality and curved layer is formed. It is used about this curved layer phenomenon. because of considering gas fraction, temperature, substrate voltage, process time etc. It is used about this curved layer phenomenon and suggested optimum process condition. Standard process for study of process gas used SF? and Ar, and source power 600W, substrate voltage used -200V. Deposition process used C₄F? gas, and source power 600W, substrate voltage did not used. Process substrate temperature makes via 0℃ and progressed study. Through these processing condition, we manufactured mold for NIL(Nano Imprint Lithography) process.

Maxwell 방정식의 효율적인 풀이를 위한 경계요소법과 웨이브렛의 결합

김현준,이승걸,오범환,이일항,Kim, Hyun-Jun,Lee, Seung-Gol,O, Beom-Hoan,Lee, El-Hang 대한전자공학회 2002 電子工學會論文誌-CI (Computer and Information) Vol.39 No.6

Maxwell 방정식을 효율적으로 풀기 위해 웨이브렛 행렬 변환(wavelet matrix transformation)과 경계요소법(Boundary Element Method)을 결합하는 방법을 제안하였으며, 2차원 위상변이 마스크(phase- shifting mask) 문제에 적용하였다. 계산 결과를 해석적인 해 및 참고문헌의 결과와 비교함으로써 구현된 모듈의 정확도를 검증하였으며, 제안된 방법이 경계요소법만을 적용한 경우에 비해 연산 시간과 메모리 사용 측면에서 효율적임을 확인하였다. The wavelet transform is combined with the boundary element method (BEM), to solve efficiently the Maxwell's equation and the proposed method is applied to the electromagnetic problem for the analysis of topological effects of phase-shifting masks. The accuracy of the module developed was verified by comparison with both analytic solutions and published results. In addition, it was found that the boundary element method in combination with the wavelet matrix transform would be more efficient than the conventional methods based on the BEM in views of the calculation speed and the usage of computer memory.

열 우회 구조를 적용한 GaN 레이저 다이오드 패키지의 열특성 분석

지병관,이승걸,박세근,오범환,Ji, Byeong-Gwan,Lee, Seung-Gol,Park, Se-Geun,O, Beom-Hoan 한국광학회 2016 한국광학회지 Vol.27 No.6

레이저 다이오드 TO 패키지 내부의 주요 부분과 히트싱크 구조의 열전달 특성을 전산모사를 통해 분석하고, 개선구조의 효율적 적용방안을 제안하였다. 열 병목 현상을 개선하기 위해, 레이저 다이오드 상부에 열 우회를 도모할 수 있는 방열구조물을 설치하는 것을 제안하였고, 열저항 단순모델 기대치와 비교하여 그 우회 효율 개선 정도를 더욱 향상시키는 적용 범위를 파악하였다. 열 병목을 감안하여 방열 도움 구조물을 적절히 추가함에 따라, 통상적인 기대 수준보다 더욱 향상된 열 우회 효율을 얻을 수 있었음을 보고한다. The thermal characteristics of a laser diode TO package has been analyzed using a commercial computational fluid dynamics (CFD) tool, and the thermal bypass structure was optimized. Comparison of device temperature and the estimated thermal resistance of the resultant structure showed that the bypass structure relieved the thermal bottleneck, and improved the thermal characteristics quite efficiently.

복소차분도표를 이용한 단일경계 표면플라즈몬 모드 이해

이동진,이승걸,오범환,Lee, Dong-Jin,Lee, Seung-Gol,O, Beom-Hoan 한국광학회 2011 한국광학회지 Vol.22 No.2

본 논문에서는 단일경계 표면플라즈몬 도파로의 모드특성을 잘 이해하기 위해 복소차분도표를 제안한다. 기존의 표면플라즈몬 모드는 군속도의 부호가 바뀌는 부분을 기준으로 분류되었는데, 여기에서 군속도는 표면플라즈몬 모드 진행방향의 전파상수와 광자 에너지에 대한 분산 관계식에서 접선의 기울기이다. 표면플라즈몬 모드는 진행방향에 대해 수직한 방향의 전파상수도 가지고 있기 때문에 이를 종합적으로 이용하여 모드를 분류하는 것이 필요하다. 복소차분도표는 전파상수의 실수 부와 허수 부의 차이를 변수로 하여 나타낸 도표로서 이를 이용하면 모드 분류가 가능하고 또한 광자 에너지에 따른 종합적인 전파상수의 변화 경향을 살펴보는 것이 용이하다. In this paper, we propose the complex differential diagram to classify surface plasmon waveguide modes with single interface. To date, surface plasmon waveguide modes are classified using the sign change of the group velocity in the dispersion relation that describes the interrelations between the real wavenumber of the propagation direction and the photon energy. The surface plasmon waveguide modes have the wavenumbers of the direction perpendicular to that in which the wave propagates as well as of the propagation direction, so it is necessary to classify the modes using all of these wavenumbers. The complex differential diagram is a graphical representation with variables of the difference between the real component and the imaginary component of the wavenumber. Using this diagram, the specific mode classification is possible, and it is easy to comprehensively analyze the wavenumber as the function of the photon energy.

경계요소법을 이용한 위상변이 마스크의 단차 효과 분석

이동훈,김현준,이승걸,이종웅,Lee, Dong-Hoon,Kim, Hyun-Jun,Lee, Seung-Gol,Lee, Jong-Ung 대한전자공학회 1999 電子工學會論文誌, D Vol.d36 No.11

3차원 위상변이 마스크의 단차 효과를 분석하기 위해 투명 경계조건, 주기적인 경계조건, 및 연속조건을 가진 경계요소법을 광 리소그래피 공정 시뮬레이션에 새로이 적용하였으며, 해석적인 해와 참고문헌의 결과와 비교함으로써 구현된 모듈의 정확성을 검증하였다. 또한, 기존의 rigorous coupled wave analysis에 의한 방법에 비해 수렴성과 계산 시간 측면에서 경계요소법을 이용하는 것이 더 효율적임을 확인하였다. 끝으로 비교적 간단한 위상변이 마스크와 다층-위상변이 마스크에 대한 최적 설계 과정을 기술하였다. The boundary element method was newly implemented into an optical lithography simulator so that it could evaluate rigorously the topological effects of 2dimensional phase-shifting masks. Both transparent and periodic boundary conditions were applied for the method, and the continuity conditions were used for treating interface nodes. The accuracy of the module developed for simulating aerial images was verified by comparison with analytic solutions and published results. In addition, it was found that our simulator would be more efficient than the conventional method based on the rigorous coupled wave analysis in views of the convergence and the calculation speed. Finally, the optimal design of two phase-shifting masks was performed.

방향성 결합기 소멸비 특성의 일반화 경향과 파장분리기의 소형화 설계

최철현,오범환,이승걸,박세근,이일항,Choi, Chul-Hyun,O, Beom-Hoan,Lee, Seung-Gol,Park, Se-Geun,Lee, El-Hang 한국광학회 2005 한국광학회지 Vol.16 No.5

In a directional coupler, the design process requires repeated calculation of the characteristics of every changed structure, because it is generally difficult to expect the extinction ratio to be optimized over the entire variation of design parameters. In this paper, we systematically simulated the extinction ratio as a function of the design parameters, and analyzed the general tendency of that characteristic. In other words, we could find the generalized extinction ratio curve if the separation distance is normalized by the waveguide width. Here, the extinction ratio is shown to be increased as the normalized frequency (v) and the ratio (d) of the separation distance over the waveguide width were increased. For various structures with same ratio d, all corresponding extinction ratio curves as a function of v coincide with each other. We showed the usefulness of the generalized extinction ratio curve by applying it to the design and the fabrication of 1310/l550 nm demultiplexer, as it was convenient to design a shorter directional coupler with targeted extinction ratio from this curve. 방향성 결합기의 각종 설계 구조변경에 대해 소멸비 특성의 변화를 직관적으로 예측하기 쉽지 않으므로 각 구조마다 매번 번거로운 특성 계산의 반복 작업이 수행되었다. 본 논문에서는 방향성 결합기의 설계구조 변수의 조절에 따른 소멸비 특성 변화를 체계적으로 계산하였고, 이 특성변화의 일반적인 경향을 파악하였다. 즉, 도파로 간격을 입력 도파로의 폭으로 규격화하면 이 변화 경향을 일반화하는 특성곡선을 얻을 수 있는 것으로 파악되었다. 이때, 정규화주파수 v와 도파간격비율 d가 큰 구조일수록 소멸비를 높일 수 있었고, d를 동일하게 유지한 여러 경우의 구조에 대해서는 v의 변화에 따른 소멸비 특성곡선이 일치하는 것을 보였다. 이러한 소멸비 특성의 일반화 경향은 높은 소멸비 특성을 유지하면서도 소자를 작게 설계하거나 파장분리기의 설계에 유용하게 활용될 수 있으므로 1310/1550 nm 파장 분리기의 설계와 제작에 적용하여 그 효용성을 확인하였다.

가간섭 영역 외의 배경 잡음성 간섭무늬 신호 필터링을 통한 백색광 주사간섭계의 성능 향상

임해동,이민우,이승걸,박세근,이일항,오범환,Yim, Hae-Dong,Lee, Min-Woo,Lee, Seung-Gol,Park, Se-Geun,Lee, El-Hang,O, Beom-Hoan 한국광학회 2009 한국광학회지 Vol.20 No.5

본 논문에서는 백색광 간섭계(White Light Interferometry, WLI)의 데이터 처리 과정에서 가간섭 영역 외의 배경 잡음성 신호 필터링을 통하여 백색광 주사 간섭계의 성능을 향상시켰다. 광학계의 개구수(Numerical Aperture, NA)가 유한한 백색광 간섭계의 경우, 단차가 크고 표면 굴곡이 심한 시료를 측정하게 되면 유한한 초점심도(Depth Of Focus, DOF)에 의하여 배경 잡음이 발생하며, 반사가 심한 경면의 경우에는 간섭무늬 신호보다 배경 잡음의 영향을 많이 받게 된다. 따라서 배경 잡음을 제거하기 위하여 간섭무늬 신호 자체 형상에 영향을 주지 않으면서 효율적으로 배경 잡음 필터링이 가능한 전후 구간 평균법을 제시하였다. 전후구간 평균법은 원 데이터와 그 이동평균과의 차이를 이용하는 방법으로, 고속으로 대략적인 정점의 위치를 파악한 후 정밀도가 높은 가시도 정점 검출 알고리즘으로 처리하여 측정 속도와 정밀도를 높였다. 전후구간 평균법을 이용하여 배경 잡음을 제거한 경우, 제거하지 않은 경우와 비교하여 잡음 화소가 약 1/4로 감소되었다. In order to enhance the background noise filtering performance of the white light interferometry(WLI), we demonstrate the noise filtering performance of preprocessing of the measured fringe signals. The WLI was realized through a mirau interferometer which was equipped with a green LED. When measuring large-height and rough surface objects, the illumination optics are considered the numerical aperture(NA) and the depth of focus(DOF). In this case, the limited NA of the illumination optics has a considerable impact on the interference fringe. Therefore, we propose a preprocessing method that uses the intensity difference between the measured intensity and the moving average intensity. The performance is demonstrated by measuring an array of metal solder balls fabricated on printed circuit board(PCB). The proposed method reduces the noise pixels by 15 percent.

1차원적 단순배열구조 재귀반사체의 반사출력광 특성 및 응용

정용범,홍성훈,이승걸,오범환,Jeong, Yong-Beom,Hong, Sung-Hoon,Lee, Seung-Gol,O, Beom-Hoan 한국광학회 2014 한국광학회지 Vol.25 No.5

Retro-reflectors have been used for a wide range of applications such as traffic safety, special blinds, optical devices, etc. We analyzed the characteristics of the reflected light of a strap retro-reflector as a function of incidence angle. It is expected that various solar control structures may be designed more quantitatively using the characteristic chart we have prepared. 재귀반사체(Retro Reflector)는 그 특별한 기능을 살려 도로 교통안전, 특수 블라인드, 광소자 resonator 등 다양한 분야에서 활용 영역이 넓어져 가고 있다. 특히 근래에는 '재귀반사구조체'를 창문의 차양 및 채광 구조물로서 도입하여 조명을 스마트화하는 경우도 제시되고 있다. 이에 본 연구는, 태양광 조절용 구조물로서, 띠구조를 1차원적으로 단순배열한 '주름판형-재귀반사체', St-RR(Strap type-Retro Reflector) 구조를 정의하고, 입사각도에 따라 그 반사광의 특성을 분석하였다. 또한, 이 특성 결과를 용이하게 파악할 수 있도록 시각화한 특성 도표를 고안하였고, 이를 이용하여 각종 태양광 조절 구조물을 보다 정량적으로 설계할 수 있음을 보였다.

높이영상에 산포되어 있는 점 노이즈 처리를 통한 백색광 간섭계의 영상 복원력 향상

임해동,이민우,이승걸,박세근,이일항,오범환,Yim, Hae-Dong,Lee, Min-Woo,Lee, Seung-Gol,Park, Se-Geun,Lee, El-Hang,O, Beom-Hoan 한국광학회 2010 한국광학회지 Vol.21 No.1

본 논문에서는 백색광 주사 간섭계의 측정시 외부 잡음이나 진동에 의한 간섭무늬 신호 왜곡으로 인하여 높이 영상에 발생하는 점 노이즈 제거를 위해, 데이터 처리 과정에서 높이 영상에 잡음 제거 필터를 적용하여 백색광 간섭계의 잡음 제거 성능을 향상시켰다. 백색광 간섭계의 높이 영상에 산포되어 있는 점 노이즈의 제거 방법으로 주로 사용되는 미디안(median) 필터는 점 노이즈 제거에 좋은 성능을 보이지만, 특정 경우 노이즈 제거 성능이 좋지 못하여 본 논문에서는 비교 평균 필터(Comparative Mean filter)를 제안하였다. 비교 평균 필터는 중심 화소 수치와 주변의 화소 수치를 비교하여 노이즈를 판별하고, 노이즈를 참조구간 화소 수치의 평균값으로 대체하는 필터이다. 비교평균 필터는 높이영상에서 노이즈 판별을 통한 보정과정으로 인하여 복원 영상의 선명도를 유지하면서 점 노이즈 제거에 좋은 성능을 보인다. 표면이 거칠고 굴곡이 심한 시료를 측정한 결과 후처리 하지 않은 경우와 비교하여 잡음성 화소를 약 1/3로 감소시키는 성능 향상이 있었다. In this paper, in order to enhance the image reconstruction performance of white light scanning interferometry(WLI), we demonstrate the scattered point noise filtering performance of post-processing methods. Median filtering is similar to using an averaging filter. Because the median value is less sensitive than the mean to extreme values, the median filter can remove the scattered point noise from a height-map without significantly reducing the sharpness of the image. In several specific cases, however, the median filter can't remove the scattered point noise. Therefore, we propose a comparative mean filter that uses order-statistic filtering and the mean of the neighborhood pixels. The performance is demonstrated by measuring an array of metal solder balls fabricated on PCB. The proposed method reduced the noise pixels by 4.4 percent.