초록

기본실험을 통하여 16 MDRAM 생산라인내의 유동 및 온도분포, 오염입자분포를 측정하여 기본특성을 파악하고 얻어진 실험자료를 통해 실제 확산로실의 1/2 크기의 모델 확산로실을 제작하여 모델실험을 수행하며 동시에 모델확산로실에 대한 계산영역 및 경계조건을 구성한 뒤 수치해석을 실시하여 모델실험의 결과와 수치해석의 결과를 비교, 검토하여 수치시뮬레이션 tool을 개발하고 개발된 수치해석 프로그램으로 기존의 확산로실을 낱낱이 규명하여 최적조건을 찾아내고 차세대 확산로실에 대한 체계적인 연구도 실시하여 최적설계안을 제시한다.

목차 Contents

• 1. 서 론...11
• 1.1 본연구의 중요성...11
• 1.2 클린룸 연구 현황...16
• 1.3 연구 목표 및 진행...19
• 2. 모델 확산로실의 계산 및 실험...23
• 2.1 모델 수치해석...23
• 2.1.1 도입...23
• 2.1.2 가정...26
• 2.1.3 유동장 지배방정식...26
• 2.1.4 난류 모델...28
• 2.1.4.1 Reynolds stress...28
• 2.1.4.2 κ와 ε의 이동방정식...30
• 2.1.4.3 Reynolds beat flux...32
• 2.1.5 온도장 지배방정식...32
• 2.1.6 복사 모델링...32
• 2.1.7 경계조건...36
• 2.1.7.1 입구...38
• 2.1.7.2 출구와 흡입구...38
• 2.1.7.3 벽면, 고체영역, 튜브 및 대칭면...40
• 2.1.8 수치계산방법...40
• 2.2 기본 실험 및 모델 실험...54
• 2.2.1 실험의 목적...54
• 2.2.2 실험 범위...54
• 2.2.3 기본 실험...55
• 2.2.3.1 확산로실의 제원 및 특성...55
• 2.2.3.2 기본 실험의 내용 및 방법...59
• 2.2.3.3 결과 및 고찰...60
• 2.2.4 모델 실험...74
• 2.2.4.1 모델 확산로실의 재원...74
• 2.2.4.2 모델 실험의 내용 및 방법...77
• 2.3 모델 계산과 실험 비교...83
• 2.3.1 튜브의 온도변화에 의한 자연대류 효과...83
• 2.3.2 측면취출부 유속의 영향...88
• 2.3.3 천정취출부 유속의 영향...100
• 2.3.4 측면취출부와 천정취출부의 동시 유속변화와 영향...111
• 3. 확산로실의 유동, 온도분포 및 입자전파 거동...119
• 3.1 유동장 및 온도장 수치해석방법...119
• 3.2 농도장 지배방정식 및 수치해석방법...122
• 3.2.1 농도장 지배방정식...122
• 3.2.2 경계조건 및 초기조건...123
• 3.2.3 수치계산방법...124
• 3.3 유동장과 온도장의 결과 및 검토...127
• 3.4 농도장의 결과 및 검토...132
• 4. 확산로실의 최적조건...146
• 4.1 기존의 확산로실의 최적조건...146
• 4.1.1 최적조건의 산정기준...146
• 4.1.2 최적조건...148
• 4.1.3 천정필터와 측면필터의 누설...164
• 4.2 수치해석 프로그램의 검토 및 수정...166
• 4.2.1 수치해석 프로그램의 검토...166
• 4.2.2 수치해석 프로그램의 수정...167
• 5. 차세대 확산로실의 최적설계...182
• 5.1 차세대 확산로실의 최적개념의 정의 및 후보선정...182
• 5.2 계산 결과 및 검토...183
• 5.2.1 유동장 및 온도장의 결과 및 검토...191
• 5.2.1.1 CASE 0...191
• 5.2.1.2 CASE 1...195
• 5.2.1.3 CASE 2...200
• 5.2.1.4 CASE 3...205
• 5.2.1.5 CASE 4...209
• 5.2.1.6 CASE 24...209
• 5.2.1.7 CASE 34...213
• 5.2.2 농도장의 결과 및 검토...213
• 5.2.2.1 수치해석방법...213
• 5.2.2.2 결과 및 검토...221
• 5.3 차세대 확산로실의 최적설계...284
• 6. 결 론...293
• APPENDIX...294
• Appendix 1 직교좌표계에 대한 지배방정식...294
• Appendix 2 수치해석의 구성 및 용법...297
• A2.1 수치해석의 구성...297
• A2.2 계산 프로그램에 대한 순서도 및 각부분의 역할...299
• A2.3 주요 입력용어들에 대한 설명...301
• Appendix 3 필터 누설에 의한 작업영역과 확산로실의 시간에 대한 농도 변