전기영동 및 열영동의 작용 시 수평 기류에 놓인 평판으로의 입자침착속도에 관한 수치적 연구

Abstract

수평기류에 놓인 평판으로의 입자침착속도에 미치는 영향을 수치해석적 방법을 통하여 연구하였다. 단일전하로 하전된 입자를 가정하였으며, 평판 두께의 영향을 무시하였고, 평판의 길이는 6 inch (15.2 cm) 포토마스크를 가정하였다. 수치해석적인 연구를 위해, CFD 상용코드인 FLUENT software를 사용하였으며, 입자의 거동 해석을 위해 discrete phase model (DPM)을 이용하여 statistical Lagrangian particle tracking (SLPT) method를 사용하였다. FLUENT를 이용한 SLPT model은 수직기류에 놓인 웨이퍼로의 입자침착속도를 비교하여 검증하였다. 입자의 하전에 의한 전기장의 영향을 고려하기 위해서 user defined function (UDF)을 사용하였다. 검증된 SLPT model을 이용하여 전기장이 작용하는 수평 평판으로의 하전된 입자의 침착속도에 대한 연구를 진행하였으며, 하전된 입자에 작용하는 전기장의 영향뿐만 아니라 주위 공기와 평판의 온도차에 따른 열영동에 의한 입자의 침착속도 또한 연구하였다. 본 연구를 통하여 전기장의 영향에 따라 미세입자의 오염이 크게 증가할 수 있다는 사실을 알았으며, 대략 0.01 μm에서 1.5 μm 이하의 입자의 침착속도는 열영동의 영향을 크게 받는 사실을 확인하였다. 본 연구를 통해서 위험을 간과하기 쉬운 수평기류에 노출된 포토마스크가 입자에 작용하는 전기장의 세기에 따라 미세입자의 오염정도가 크게 변한다는 것과 약간의 열적 처리는 오염의 제어 또한 가능하다는 결론을 내렸다.