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문제 정의
- 환형 Side Nozzle의 가스 흐름 균일성은 기존 연구에서 이미 발표 된 바 있다. 따라서 본 연구에서는 Side Nozzle에 대하여 기 발표된 자료를 활용하고, 기존 챔버의 Center nozzle과 챔버 높이 변경에 대한 연구만을 수행한다. Fig.
- 본 연구에서는 HDP CVD 증착공정에서 증착 균일도 향상을 위하여 중요한 요소인 가스 흐름 균일도와 챔버 형상에 관한 내용을 다루었다. 기존 장비에서 챔버의 높이와 Center Nozzle의 형상 변경에 따라 가스 흐름 균일도를 계산한 결과 균일도가 2% 대까지 향상되었다.
- 여러 연구에서 밝히고 있듯이 플라즈마 증착 공정에서 증착 균일성에 영향을 미치는 변수는 매우 많다. 본 연구에서는, 여러 변수 중 증착 균일성에 가장 큰 영향을 미친다고 할 수 있는 가스 유동 속도를 최적화 하고자 수치 해석적 기법을 적용하여 기존 HDP CVD 챔버의 높이와 중심부 Center nozzle의 형상변경을 통하여 가스 흐름의 균일성을 개선 하였다.
가설 설정
- 01 이하인 경우를 연속체로 볼 수 있는데, 통상적인 CVD 챔버의 경우 평균 자유경로는 10-3 cm수준에 불과하여 특성길이 1 cm의 초소형 반응로일지라도 연속체로 가정할 수 있다. 또 본 해석에서 다루는 유체의 레이놀즈 수는 100 이하이므로 층류로 가정할 수 있고, 유속은 음속보다 작으므로 비압축성으로 가정하여 풀 수 있다. 따라서 본 연구의 지배방정식은 비압축성 정상상태 유동의 Navier-Stokes 방정식을 지배 방정식으로 한다.
- 본 연구는 반응로 내의 유동장을 연속체로 가정하여 해석한다. 유체의 연속성 여부는 입자의 평균 자유경로 λ와 해석 대상의 특성길이 L의 비인 Knudsen 수 (Kn=λ/L)로 평가할 수 있다.
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