평행 기류에 놓인 웨이퍼와 포토마스크의 두께를 고려한 입자침착속도에 관한 연구

Abstract

수평기류에 놓인 상향 평판에서 평판의 두께가 입자 침착속도에 미치는 영향을 수치해석적 방법과 실험적 방법을 통해 연구하였다. 평판의 두께는 0.005, 0.0675, 0.0925, 0.23과 0.635 cm를 다양하게 고려하였으며, 각각의 두께에 따른 평판은 두께를 무시할 수 있는 상황과 15 cm 웨이퍼(6 inch), 45 cm 웨이퍼(18 inch), 12.7 cm 포토마스크(5 inch), 15.2 cm EUVL 포토마스크(6 inch)이다. 수치해석적인 연구를 위해, CFD 상용코드인 FLUENT 이용한 statistical Lagrangian particle tracking (SLPT) model을 사용하였다. SLPT model을 통해 수치해석적으로 얻은 입자 침착속도는 이론적인 예측모델과 다양한 두께를 가지는 평판(웨이퍼, 포토마스크)에 대한 입자 침착속도를 측정하는 실험적 방법과 비교하여 검증하였다. 실험적 연구는 형광물질을 이용하여 그 침착된 입자의 질량을 산출하여 입자 크기에 따른 침착속도를 측정하는 형광측정법(fluorometry)을 사용하였다. 검증이 완료된 SLPT model을 이용하여 평판의 두께가 입자 침착속도에 미치는 영향을 연구하여, 평판의 두께가 증가함에 따라 입자 침착곡선의 변곡점에 해당하는 0.1 ~ 1.0 μm의 범위에서 침착속도가 감소함을 발견할 수 있었다. 또한 평판의 두께가 일정하여도 유입되어지는 유속이 증가하는 경우, 즉 평판의 이송속도가 증가되면 평판의 두께가 증가할 때와 같이 0.1 ~ 1.0 μm의 범위에서 침착속도가 감소함을 확인할 수 있었다. 이것을 통해 12.7 cm 포토마스크(5 inch)와 15.2 cm EUVL 포토마스크가 평행기류에 노출될 때, 평판의 두께가 입자 침착속도에 미치는 영향을 반드시 고려해야함을 알 수 있었다.