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표제지 2

요약 5

목차 6

기호목록 10

제1장 서론 11

제2장 이론적 배경 13

2.1. 컷오프 탐침법 13

2.2. 전자기 시뮬레이션 15

제3장 전자기 시뮬레이션 결과 해석 17

3.1. 결합 평판형 컷오프 센서(Coupled Flat Cutoff Sensor, CCS) 17

3.2. 패치형 평판 컷오프 센서(Patch-type Flat Cutoff Sensor) 20

3.2.1. 안테나의 높이에 따른 전자기 시뮬레이션 결과 20

3.2.2. 신호 인가 도선의 높이에 따른 전자기 시뮬레이션 결과 24

3.2.3. h₁, h₂에 따른 전자기 시뮬레이션 결과 분석 26

3.2.4. 결합 평판형 컷오프 센서 전자기 시뮬레이션 최적화 결과 27

3.2.5. 패치형 평판 컷오프 센서 전자기 시뮬레이션 결과 30

제4장 실험 방법 및 결과 해석 34

4.1. 실험 설정 34

4.2. 플라즈마 환경에서의 평판형 컷오프 센서와 패치형 평판 컷오프 센서의 플라즈마 밀도 측정 특성 비교 분석 36

4.3. 플라즈마 환경에서 패치형 평판 컷오프 센서의 플라즈마 밀도 측정 위치 분석 40

4.4. 세정 공정 플라즈마 모사환경에서 패치형 평판 컷오프 센서의 플라즈마 밀도 측정 특성 분석 42

제5장 결론 44

참고문헌 45

ABSTRACT 47

그림목차 7

그림 2.1. 컷오프 탐침법 개략도 14

그림 2.2. 컷오프 탐침법 투과 스펙트럼 14

그림 2.3. 전자기 시뮬레이션 모델 및 경계 조건 16

그림 3.1. 결합 평판형 컷오프 센서의 모델 및 구성 요소 18

그림 3.2. 각 플라즈마 밀도에 따른 결합 평판형 컷오프 센서를 통해 도출된 투과 스펙트럼 18

그림 3.3. 인가 플라즈마 주파수 대비 결합 평판형 컷오프 센서를 통해 도출된 컷오프 주파수 19

그림 3.4. 안테나 높이와 인가 플라즈마 주파수에 따른 결합 평판 컷오프 센서를 통해 도출된 투과 스펙트럼 22

그림 3.5. h₁과 인가 플라즈마 주파수에 따른 결합 평판형 컷오프 센서의 컷오프 주파수 정규화 그래프 23

그림 3.6. h₂에 따른 결합 평판 컷오프 센서를 통해 도출된 투과 스펙트럼 25

그림 3.7. 신호 인가 도선 높이에 따른 결합 평판 컷오프 센서의 컷오프 주파수 정규화 그래프 25

그림 3.8. 최적화된 결합 평판형 컷오프 센서 구조 28

그림 3.9. 최적화된 결합 평판형 컷오프 센서를 통해 도출된 투과 스펙트럼 28

그림 3.10. 인가 플라즈마 주파수 대비 최적화된 결합 평판형 컷오프 센서를 통해 도출된 컷오프 주파수 29

그림 3.11. 동축 신호 인가 형태 패치형 평판 컷오프 센서 구조 31

그림 3.12. 마이크로스트립 선 신호 인가 형태 패치형 평판 컷오프 센서 구조 31

그림 3.13. 동축 신호 인가 형태 패치형 평판 컷오프 센서를 통해 도출된 투과 스펙트럼 32

그림 3.14. 마이크로스트립 선 신호 인가 형태 패치형 평판 컷오프 센서를 통해 도출된 투과 스펙트럼 32

그림 3.15. 인가 플라즈마 주파수 대비 PCS(C)와 PSC(L)를 통해 도출된 컷오프 주파수 33

그림 4.1. 평판형 컷오프 센서와 패치형 평판 컷오프 센서 실험 개략도 35

그림 4.2. 제작한 패치형 평판 컷오프 센서 35

그림 4.3. 컷오프 프로브, 평판형 컷오프 센서, 패치형 평판 컷오프 센서를 통해 측정된 플라즈마 밀도 그래프 37

그림 4.4. 평판형 컷오프 센서와 패치형 평판 컷오프 센서의 전기장 세기 단면도 38

그림 4.5. 평판형 컷오프 센서와 패치형 평판 컷오프 센서의 위치에 따른 전기장 세기 정규화 그래프 39

그림 4.6. 컷오프 프로브와 패치형 평판 컷오프 센서를 통해 도출된 투과 스펙트럼 41

그림 4.7. 컷오프 프로브와 패치형 평판 컷오프 센서를 통해 도출된 투과 스펙트럼 43

초록보기

 본 연구에서는 패치 안테나 구조를 적용하여 마이크로미터 두께의 얇고 간단한 구조의 센서인 패치형 평판 컷오프 센서(Patch-type Flat Cutoff Sensor, PCS)를 개발하였다.

기존에 개발된 평판형 컷오프 센서를 대상으로 전자기 시뮬레이션을 통해 안테나 사이의 금속 벽, 안테나 높이, 접지판의 유무 등 센서의 구조 변경에 따른 측정 특성을 비교 분석하였고, 이에 기반하여 패치 안테나 구조를 적용한 평판형 컷오프 센서를 개발하였다. 또한, 패치형 평판 컷오프 센서를 통해 도출된 투과 스펙트럼 결과를 분석하였다.

전자기 시뮬레이션을 통해 최적화된 패치형 평판 컷오프 센서의 구조를 기반으로 제작하여, 평판형 컷오프 센서와 측정 특성 비교 분석과 컷오프 프로브를 통해 패치형 평판 컷오프 센서의 측정 위치를 검증하였다. 또한, 반도체 세정 공정 플라즈마 환경에서도 측정이 가능함을 확인하였다.

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