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박희재 연구실
서울대학교 기계공학부 박희재 교수
박막 계측
타원편광법
분광 반사계측
연구 영역
기본 정보
논문·특허
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박희재 연구실

서울대학교 기계공학부 박희재 교수

박희재 연구실은 공작기계 시스템 설계와 연계된 초정밀 측정 기술을 기반으로 박막공정에서 요구되는 두께 및 광학물성 계측을 수행합니다. 스냅샷·각도분해 타원편광과 분광 반사·간섭 계측을 통해 후초평면 및 분광 신호를 수집하고 물성 복원을 수행합니다. 또한 컴퓨터비전과 딥러닝을 결합하여 TFT-LCD 패턴의 서브픽셀 치수 측정과 배터리 외관 결함 검출을 보조하며, 측정 데이터의 안정성과 현장 적용성을 고려한 인라인 계측 흐름을 구축합니다.

박막 계측타원편광법분광 반사계측간섭계측광학 기반 정밀측정
대표 연구 분야
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스냅샷·각도분해 분광 타원편광 기반 박막 두께·굴절률 계측 연구 thumbnail
스냅샷·각도분해 분광 타원편광 기반 박막 두께·굴절률 계측 연구
Snapshot and Angle-Resolved Spectroscopic Ellipsometry for Thin-Film Thickness and Refractive Index
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연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.
주요 논문
5
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1
Article
|
·
인용수 2
·
2025
Snapshot angle-resolved channeled spectroscopic micro-ellipsometry for thin-film characterization
Young Joon Kim, S.J. Lee, Heui Jae Pahk
IF 1.7 (2025)
Applied Optics
Si 웨이퍼 위에 증착된 박막은 두께가 10~1500 nm 범위에 걸쳐 있으며, 두께와 굴절률 값이 모두 성공적으로 측정되었고, 이는 상용 타원편광계로 얻은 값과 비교하여 확인하였다.
https://doi.org/10.1364/ao.558576
Optics
Ellipsometry
Materials science
Characterization (materials science)
Thin film
Refractive index
Snapshot (computer storage)
Physics
Nanotechnology
Computer science
2
Article
|
인용수 6
·
2024
Enhancing Battery Exterior Defect Inspection Accuracy Through Defect-Background Separated GAN Development
Donghun Ku, Heui Jae Pahk
IF 3.6 (2024)
IEEE Access
본 논문은 딥러닝과 GAN(Generative Adversarial Network)을 이용하여 결함-배경을 분리한 생성적 적대 신경망(defect-background separated GAN)을 개발하고, 이를 통해 배터리 외관 결함 검사 정확도를 향상시키고자 한다. 실제 배터리 생산 라인에서는 결함 유형에 따라 결함 발생률이 달라, 결함 획득에 소요되는 시간이 길어 대규모의 균일한 결함 데이터셋을 생성하기 어렵다. 그 결과 배터리 외관 결함 검사 정확도가 저하된다. 대규모의 균일한 결함 데이터셋을 구축하기 위해, 본 논문은 GAN의 원리에 기반한 결함-배경 분리 GAN을 제안한다. 결함-배경 분리 GAN은 결함의 분할 라벨링을 참조하여 결함과 배경에 대한 효과적인 분리 학습을 수행한다. 결함-배경 분리 GAN을 활용한 데이터셋 증강을 통해 새로 생성된 합성 결함 이미지의 성능 품질이 향상되며, 대규모 데이터셋 학습을 통해 배터리 외관 결함 검사 정확도를 높일 수 있다. 실험 결과, 배터리 외관 결함 데이터셋에서 다양한 다른 방법들 중 Fréchet inception distance 점수가 가장 낮았고, 사람의 눈으로 식별 가능한 선명한 합성 결함을 생성하였다. 또한, 이 대규모의 균일한 결함 데이터셋에서 결함 분할을 학습함으로써 정확도 96.1%와 intersection over union 값 0.71을 달성하였다. 궁극적으로, 이 결함 검사 네트워크를 실제 생산 라인에 적용한 결과 시간 효율이 72% 향상되었다. 이는 결함-배경 분리 GAN을 통해 생성된 대규모의 균일한 결함 데이터셋이 안정적이며 견고함을 보여준다.
https://doi.org/10.1109/access.2024.3380618
Computer science
Battery (electricity)
Reliability engineering
Optoelectronics
Materials science
Artificial intelligence
Pattern recognition (psychology)
Engineering
Physics
3
Article
|
인용수 13
·
2020
Angle-resolved spectral reflectometry with a digital light processing projector
Garam Choi, Mingyu Kim, Jin-Yong Kim, Heui Jae Pahk
IF 3.894 (2020)
Optics Express
본 연구에서는 디지털 라이트 프로세싱(DLP) 프로젝터를 이용한 각도 분해 분광 반사계측(angle-resolved spectral reflectometry)의 새로운 접근법을 제시한다. 여기서 DLP는 링(ring) 패턴 이미지를 생성하며, 이를 대물렌즈의 후초점면(back focal plane)에 투사한다. 제안된 방법은 후초점면의 반지름과 입사각 사이의 관계를 바탕으로, 입사각을 신속하고 용이하게 변화시킨다. 그 결과, 검출기는 각도 및 분광 축을 기준으로 이미지 평면의 광강도를 포착한다. 제안된 방법은 시료 이미지에서 관심 영역(spot)을 검출함으로써, 전체 시야(full field of view)를 관찰하는 방식으로 측정 영역을 손쉽게 위치시키며, 섬유(fiber)를 채택함으로써 점 크기를 감소시킨다. 본 방법은 박막(thin-film) 시료의 측정 출력치를 상용 타원편광계(commercial ellipsometer)와 비교하여 검증하였다. 그 결과, 제안된 방법은 박막 검사에서 높은 정확도를 가능하게 함을 보여준다.
https://doi.org/10.1364/oe.405204
Optics
Reflectometry
Projector
Collimated light
Viewing angle
Cardinal point
Materials science
Physics
Computer science
Computer vision
최신 정부 과제
11
과제 전체보기
1
주관|
2022년 6월-2025년 2월
|386,128,000
2022년 미래형자동차 기술융합혁신인재양성사업
본 과제는 미래형자동차 산업 수요를 적기에 반영해, 산업에서 바로 쓰일 수 있는 인재를 길러내는 교육 혁신 연구임. 연구목표는 “융합기술 기반 미래형자동차 혁신인재”양성임. 이를 위해 산학연 협력 체계 구축 및 강사진·교육 시설 및 장비 인프라 마련, 산업 특화 교육과정 개발·운영과 현장실습·인턴쉽·산학프로젝트 연계, 취업 지원 프로그램 운영 및 홍보와 학부-대학원 연계 수행함. 기대효과는 미래형자동차 산업계 수요에 기반한 학사인력의 지속적 양성과 공급을 위한 대학교육 시스템 체질 개선임.
미래형자동차
친환경자동차
자율주행자동차
스마트자동차
인력양성
2
주관|
2020년 8월-2027년 8월
|1,714,443,000
창의융합형 세계선도 기계공학 미래인재 교육연구단
본 과제는 기계공학 기반 교육연구단을 통해 창의적 융합교육과 전략적 연구를 함께 추진하는 미래인재 양성 연구임. 연구 목표는 창의적 M-DNA 교육 및 Hands-on 프로젝트 수업으로 고급 미래인재를 키우고, 미래 모빌리티·로봇·스마트제조·에너지/환경·생체기계공학 5대 분야 STAR 센터와 개방형 융합연구공간, TOP 프로그램(Transboundary collaboration, Outreach, Partenership Program) 기반 국제교류를 운영하며, 정성·정량 성과지표와 해외 저명학자·산업체 피드백으로 글로벌 10 도약 지원시스템을 구축하는 데 있음; 기대효과는 교육과 연구의 선순환(최신 연구결과 교육 반영)과 밀착형 산학협력·국제공동연구 확대로 산업/사회 문제 해결 경험과 세계시민 역량 확보로 이어짐.
교육과 연구의 선순환
혁신적 미래가치 창출
글로벌 선도형 연구
M-DNA
STAR센터
창의적 융합교육
융복합 연구환경 구축
개방형 국제교류
글로벌 10 도약
밀착형 산학협력
글로벌 네트워크 구축
3
주관|
2020년 8월-2027년 8월
|1,415,193,000
창의융합형 세계선도 기계공학 미래인재 교육연구단
본 과제는 기계공학 기반 창의융합형 교육연구단 운영을 통해 미래인재를 키우고 세계선도 연구를 수행하는 프로젝트임. 연구목표는 창의적 융합교육으로 고급 미래인재 양성, 미래 모빌리티·로봇·스마트제조·에너지/환경·생체기계공학 5대 전략분야 집중, 개방형 국제교류로 글로벌 네트워크 구축, 글로벌 10 도약 지원시스템 구축임. 연구내용은 창의적 M-DNA 교육·Hands-on 프로젝트 수업, 5대 분야 STAR 센터·개방형 융합연구공간, TOP 프로그램·국제 공동학위·해외 공동연구 파견, 성과지표 평가 및 해외 피드백 반영임. 기대효과는 교육과 연구의 선순환 확립, 산업/사회 문제 해결 경험과 국제적 세계시민 소양 확보됨.
교육과 연구의 선순환
혁신적 미래가치 창출
글로벌 선도형 연구
M-DNA
STAR센터
창의적 융합교육
융복합 연구환경 구축
개방형 국제교류
글로벌 10 도약
밀착형 산학협력
글로벌 네트워크 구축
최신 특허
특허 전체보기
상태출원연도과제명출원번호상세정보
공개2024라인 스캔 분광기와 다중차 위상 지연자를 이용한 분광 입사각 동축 엘립소미터 및 신호 해석 방법1020240091965
거절2023박막 두께 측정 방법1020230131117
등록2023공간 광 변조기를 이용한 각도 분해 분광 타원 편광 분석계 및 박막 두께 측정 방법1020230057766
전체 특허

라인 스캔 분광기와 다중차 위상 지연자를 이용한 분광 입사각 동축 엘립소미터 및 신호 해석 방법

상태
공개
출원연도
2024
출원번호
1020240091965

박막 두께 측정 방법

상태
거절
출원연도
2023
출원번호
1020230131117

공간 광 변조기를 이용한 각도 분해 분광 타원 편광 분석계 및 박막 두께 측정 방법

상태
등록
출원연도
2023
출원번호
1020230057766