• Title, Summary, Keyword: PBMS

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Study on the real-time measurement equipment for nanoparticle in low-pressure processes (저압공정 중 발생하는 나노입자 실시간 측정장비에 관한 연구)

  • Na, Jeong-Gil;Cho, Dae-Geun;Choi, Jae-Boong;Kim, Young-Gin;Kim, Tae-Sung
    • Journal of the Korean Vacuum Society
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    • v.16 no.6
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    • pp.468-473
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    • 2007
  • In this paper, we discussed about the development of the PBMS(Particle Beam Mass Spectrometer) that can measure the nanoparticles on real-time in low-pressure processes. To calibrate this equipment, a DMA(Differential Mobility Analyzer) was used to generate NaCl particles which are charged to +1. Total aerosols flow rate was 1 lpm and 0.086 lpm of that was introduced into the PBMS through the pressure-reducing critical orifice. Transport efficiency through PBMS was 50$\sim$60 % compared to particle current for DMA and PBMS according to the particle size. Results of mesurements are in good agreement with size distributions obtained by DMA.

Measurement of the Particle Current Changes Associated with the Flatness of Deflector Mesh Surface in Particle Beam Mass Spectrometer System

  • Kim, Dongbin;Kim, TaeWan;Jin, Yinhua;Mun, Jihun;Lim, In-Tae;Kim, Ju-Hwang;Kim, Taesung;Kang, Sang-Woo
    • Applied Science and Convergence Technology
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    • v.25 no.2
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    • pp.25-27
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    • 2016
  • The surface flatness of metal meshes in a deflector of particle beam mass spectrometer (PBMS) required ideally flat, and this can specify the particle trajectories which goes through the detector. In this research, charged particle current was measured using the different surface roughness deflectors. NaCl particles were generated monodispersed in its size by using differential mobility analyzer and the whole processes were followed the way calibrating PBMS. The results indicate that the mesh surface morphology in the deflector can affect to the particle size and the concentration errors, and sensitivity of PBMS.

Rapid Screening of Salmonella spp. Using PBM BioSignTM Salmonella Test and Evaluation of the PBMS Test

  • Lim, J.Y.;Kwon, N.H.;Kim, J.M.;Jung, W.K.;Park, K.T.;Hong, S.K.;Park, Y.H.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • v.17 no.12
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    • pp.1746-1750
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    • 2004
  • The PBM ${BioSign}^{TM}$ Salmonella (PBMS) test kit based on an mmunochromatographic method was evaluated for the screening of Salmonella spp. in pure cultures, and 80, 15, and 10 artificially and naturally contaminated, and negative controlled food samples, respectively. The PBMS test involves presumptive qualitative procedures, detecting the presence of Salmonella spp. in foods within 26 h total testing period and allowing the user to release negative products 70 h earlier than the conventional methods. The PBMS test using Buffered Peptone Water and Rappaport-Vassiliadis broth was evaluated for 10 different food types for various Salmonella spp. It showed detection limits of 1 to 25 colony forming units (CFU)/25 g. No cross-reaction was observed, particularly to other gramnegative bacteria. These results indicate the PBMS test is a rapid and inexpensive procedure for the screening of Salmonella spp. present at low concentrations (1 to 25 CFU/25 g) in foods.

반도체 제조공정 중 발생하는 오염입자 측정에 관한 연구

  • Na Jeong-Gil;Kim Tae-Seong
    • Proceedings of the Korean Society Of Semiconductor Equipment Technology
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    • pp.145-149
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    • 2006
  • As the minimum feature size decreases, it is more difficult to control critical contaminant particles. For 16GB flash memory introduced by Samsung a few months ago, 50nm process was used and in this case, contaminant particles as small as 25nm should be control led. The particle beam mass spectrometer (PBMS) was developed to directly sample particles at pressures down to 100 mtorr. This instrument is sensitive to small particles (>5nm) produced in low concentrations ($>20cm^{-3}$). The PBMS has proved to be effect ive in measuring particles generated during semi-conductor fabrication processes, such as low-pressure chemical vapor deposition (LPCVD) of thin films. The operating principle of the PBMS and some measurement results are reviewed in this paper.

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Real-time Contaminant Particle Monitoring for Chemical Vapor Deposition of Borophosphosilicate and Phosphosilicate Glass Film by using In-situ Particle Monitor and Particle Beam Mass Spectrometer (ISPM 및 PBMS를 이용한 BPSG 및 PSG CVD 공정 중 발생하는 오염입자의 실시간 측정)

  • Na, Jeong Gil;Choi, Jae Boong;Moon, Ji Hoon;Lim, Sung Kyu;Park, Sang Hyun;Yi, Hun Jung;Chae, Seung Ki;Yun, Ju Young;Kang, Sang Woo;Kim, Tae Sung
    • Particle and aerosol research
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    • v.6 no.3
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    • pp.139-145
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    • 2010
  • In this study, we investigated the particle formation during the deposition of borophosphosilicate glass (BPSG) and phosphosilicate glass (PSG) films in thermal chemical vapor deposition reactor using in-situ particle monitor (ISPM) and particle beam mass spectrometer (PBMS) which installed in the reactor exhaust line. The particle current and number count are monitored at set-up, stabilize, deposition, purge and pumping process step in real-time. The particle number distribution at stabilize step was measured using PBMS and compared with SEM image data. The PBMS and SEM analysis data shows the 110 nm and 80 nm of mode diameter for BPSG and PSG process, respectively.

PBMS (Particle Beam Mass Spectrometer)를 이용한 실리콘 나노입자 합성 특성의 실시간 분석에 관한 연구

  • Choe, Hu-Mi;Kim, Dong-Bin;An, Chi-Seong;Kim, Tae-Seong
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • pp.233-233
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    • 2012
  • 나노입자가 가지는 고유한 특성이 부각되면서 이를 소자 특성 향상에 응용하고자 하는 연구가 집중적으로 이루어지고 있다. 박막에 포함된 나노입자는 메모리, 고효율 박막형 태양전지 등에 이용될 수 있는 가능성을 보여주었으며, 나노입자에 기반 하는 소자 제조에 관한 연구가 이루어지면서 플라즈마 내 발생하는 나노입자를 이용하여 패터닝 등에 적용하고자 하는 연구가 국내외에서 활발히 이루어지고 있다. 특히 플라즈마에서 발생하는 나노입자는 플라즈마 내 전기적 및 화학적 특징으로 인해 다른 입자 제조 공정과 달리 응집이 없는 균일한 입자를 제조할 수 있다. 이러한 플라즈마 내 발생 입자를 응용하기 위해서는 각각의 응용 분야에 적합한 입경 분포 제어가 요구된다. 하지만 입자 합성 시 크기분포 특성에 관한 연구는 기존의 포집 및 전자현미경을 이용한 방법으로 실시간으로 분석하기에는 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 저압에서 실시간으로 나노입자 분포를 측정할 수 있는 PBMS (particle beam mass spectrometer)를 이용하여, PECVD (plasma enhanced chemical vapor deposition)의 입자 생성 조건에 따라 continuous, pulse, dual pulse로 분류되는 공정 조건에서 생성되는 입자의 크기 분포를 측정하였다. 또한 그 결과를 기존의 동일한 조건에서 포집 후 SMPS (scanning mobility particle sizer)와 전자 현미경을 이용하여 분석한 결과와 비교하였다. 실리콘 나노 입자의 측정은 PBMS 장비의 전단 부분을 PECVD 장치 내부에 연결하여 진행하였다. PECVD를 이용한 실리콘 나노입자 형성의 주요 변수는 RF pulse, 가스(Ar, SiH4, H2)의 유량, Plasma power, 공정 압력 등이 있으며 각 변수를 조절하여 공정 환경을 구성하였다. 결론적으로 본 연구를 통하여 PECVD를 이용해 각각의 공정 환경에서 생성되는 실리콘 나노입자의 실시간 입경 분포 분석을 PBMS로 수행하는 것에 신뢰성이 있음을 알 수 있었으며, 그 경향을 확인할 수 있었다. 추후 지속적 연구에 의해 변수에 따른 나노입자 생성을 데이터베이스화 하여 요구되는 응용분야에 적합한 특성을 가지는 나노입자를 형성하는 조건을 정립 하는데 중요한 역할을 할 것을 기대할 수 있다.

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PBMS용 조리개형 공기 역학 렌즈의 수치해석적 연구

  • Kim, Myeong-Jun;Kim, Yeong-Seok;Kim, Dong-Bin;Mun, Ji-Hun;Gang, Sang-U;Kim, Tae-Seong
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • pp.279.2-279.2
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    • 2014
  • 반도체 선폭이 20 nm급까지 감소함에 따라 기존에 수율에 문제를 끼치던 공정 외부 유입 입자뿐만 아니라, 공정 도중에 발생하는 수~수십 나노의 작은 입자도 수율에 악영향을 끼치게 되었다. 이에 따라 저압, 극청정 조건에서 진행되는 공정 중 발생하는 입자를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 장비에 대한 수요가 발생하고 있다. Particle beam mass spectrometer (PBMS)는 이러한 요구사항을 만족할 수 있는 장비로 100 mtorr의 공정 조건에서 5 nm 이상의 입자의 직경별 수농도를 측정할 수 있는 장비이다. PBMS로 입자의 수농도를 측정하기 위해서는 PBMS 전단에서 입자를 중앙으로 집속할 필요가 있다. 공기역학렌즈는 PBMS 전단에서 입자를 집속시키기 위해 일반적으로 널리 사용되고 있는 장비로 여러 개의 오리피스로 이루어져 있다. 공기역학렌즈를 지나는 수송 유체와 입자는 이러한 연속 오리피스를 거치면서 팽창과 수축을 반복하며, 관성력의 차이로 인해 입자가 중앙으로 집속된다. 그러나 기존 공기역학렌즈는 고정된 직경의 오리피스를 사용하기 때문에 설계된 공정조건 이외에는 입자의 집속효율이 감소한다는 단점을 지닌다. 따라서 공정조건이 바뀔 경우 공기역학렌즈를 교체해야 되며, 진공이라는 환경하에서 이러한 교체는 많은 시간과 노력을 요구로 한다. 본 연구에서는 이러한 공기역학렌즈의 문제점을 해결하기 위해 다양한 공정조건에서 교체 없이 사용할 수 있는 새로운 형태의 공기역학렌즈인 조기래형 공기역학렌즈를 제안하였다. 각각의 오리피스가 중공의 직경을 변경할 수 있는 구조인 조리개의 형태로 설계되어 있어, 공정조건에 따라 중공의 직경을 변경함으로써 입자의 집속을 결정하는 요소인 Stokes number를 조절 할 수 있다. 이러한 조리개형 공기 역학 렌즈의 성능을 평가하기 위해 수치해석적인 방법을 이용하였다. 공기 역학 렌즈 전단의 압력을 0.1~10 torr까지 변화시켜가며 다양한 공정조건에서 오리피스의 직경만을 변경하여 입자 집속 가능 여부를 판단하였으며, 조리개 형태의 구조상 발생할 수 있는 leak로 인한 입자 집속 효율의 변화도 평가하였다.

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입자 집속 용도의 직경 가변형 렌즈에 대한 특성 연구

  • Kim, Myeong-Jun;Kim, Dong-Bin;Kim, Hyeong-U;Gang, Sang-U;Kim, Tae-Seong
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • pp.241-241
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    • 2016
  • 반도체 선폭이 20 nm급까지 감소함에 따라 기존에 수율에 문제를 끼치던 공정 외부 유입 입자뿐만 아니라, 공정 도중에 발생하는 수~수십 나노의 작은 입자도 수율에 악영향을 끼치게 되었다. 이에 따라 저압, 극청정 조건에서 진행되는 공정 중 발생하는 입자를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 장비에 대한 수요가 발생하고 있다. Particle beam mass spectrometer (PBMS)는 이러한 요구사항을 만족할 수 있는 장비로 100 mtorr의 공정 조건에서 5 nm 이상의 입자의 직경별 수농도를 측정할 수 있는 장비이다. PBMS로 입자의 수농도를 측정하기 위해서는 PBMS 전단에서 입자를 중앙으로 집속할 필요가 있다. 공기역학렌즈는 PBMS 전단에서 입자를 집속시키기 위해 일반적으로 널리 사용되고 있는 장비로 여러 개의 오리피스로 이루어져 있다. 공기역학렌즈를 지나는 수송 유체와 입자는 이러한 연속 오리피스를 거치면서 팽창과 수축을 반복하며, 관성력의 차이로 인해 입자가 중앙으로 집속된다. 그러나 기존 공기역학렌즈는 고정된 직경의 오리피스를 사용하기 때문에 설계된 공정조건 이외에는 입자의 집속효율이 감소한다는 단점을 지닌다. 따라서 공정조건이 바뀔 경우 공기역학렌즈를 교체해야 되며, 진공이라는 환경하에서 이러한 교체는 많은 시간과 노력을 요구로 한다. 본 연구에서는 이러한 공기역학렌즈의 문제점을 해결하기 위해 다양한 공정조건에서 교체 없이 사용할 수 있는 새로운 형태의 직경 가변형 공기역학렌즈인 조리개형 공기역학렌즈를 제안하였다. 기존 연구를 통해 조리개형 공기 역학 렌즈가 다양한 압력 범위 내에서 나노입자를 성공적으로 집속할 수 있음을 보였지만, 장비를 상용화하기 위해서는 사용자가 좀 더 쉽게 렌즈직경을 결정 할 수 있어야 한다. 이에 본 연구에서는 조리개형 렌즈의 중공 직경에 따른 입자 집속 특성을 평가하였으며, 최종적으로 압력과 집속하고자 하는 직경에 따라 렌즈 중공 직경을 결정할 수 있게 해주는 데이터 베이스를 제작하였다.

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Development of particle focusing device to monitor various low pressure processes (다양한 조건의 저압 공정 모니터링을 위한 입자 집속 장치 개발)

  • Kim, Myungjoon;Kim, Dongbin;Kang, Sang-Woo;Kim, Taesung
    • Particle and aerosol research
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    • v.13 no.2
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    • pp.53-63
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    • 2017
  • As semiconductor process was highly integrated, particle contamination became a major issue. Because particle contamination is related with process yields directly, particles with a diameter larger than half pitch of gate should be controlled. PBMS (Particle beam mass spectrometry) is one of powerful nano particle measurement device. It can measure 5~500 nm particles at ~ 100 mtorr condition in real time by in-situ method. However its usage is restricted to research filed only, due to its big device volume and high price. Therefore aperture changeable aerodynamic lenses (ACALs) which can control particle focusing characteristics by changing its aperture diameter was proposed in this study. Unlike conventional aerodynamic lenses which changes particle focusing efficiency when operating condition is changed, ACALs can maintain particle focusing efficiency. Therefore, it can be used for a multi-monitoring system that connects one PBMS and several process chambers, which greatly improves the commercialization possibility of the PBMS. ACALs was designed based on Stokes number and evaluated by numerical method. Numerical analysis results showed aperture diameter changeable aerodynamic lenses can focus 5 to 100 nm standard particles at 0.1 to 10 torr upstream pressure.

반도체 및 디스플레이 공정에서 발생하는 오염입자 측정을 위한 PBMS (Particle Beam Mass Spectrometer)개발

  • Yun, Seok-Rae;Lee, Gyu-Chan;Kim, Tae-Seong;Kim, Dong-Bin;Gang, Sang-U;Park, Myeong-Su
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • pp.84-84
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    • 2013
  • 본 개발은 반도체 또는 디스플레이 공정상의 불량률을 최소화 하기 위하여 시작 되었다. PBMS를 이용하여 공정상에 발생하는 오염입자들을 모니터링하고자 하였으나 기존의 시스템은 크기, 감도, 교정등의 문제들로 현장적용에 무리가 있었던 것이 사실이다. 주식회사 이엘은 PBMS의 문제들을 개선 또는 제거하여 현장에 적용 가능하도록 하였으며 전용 프로그램을 개발하여 사용자의 편의성을 증대하였다.

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