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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 문승재
- 발행연도
- 2022
- 저작권
- 한양대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수9
이 논문의 연구 히스토리 (2)
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국문요지
본 연구에서는 기존의 직류 플라즈마 이온 주입 장치에서 발생하는 문제점들을 보완하기 위해 제작된 유도 결합 Radio Frequency(RF) 플라즈마 이온 주입 장치 소스 헤드의 열전달 해석을 진행하였다. 유도 결합 플라즈마 이온 주입 장치는 밀폐된 진공 상태로, 체임버에서 플라즈마 발화로 인한 열을 전도 및 복사를 통해 가열되는 소스 헤드의 온도 상승을 수치해석 시뮬레이션으로 예측하고 실제 측정을 통해 검증하였다.
실제 측정을 위해서 시험용 진공 체임버 내부 소스 헤드의 열원을 적외선 열화상 카메라로 촬영하여 해석의 주요 온도 경계조건으로 설정하였다. 열화상 측정 자료를 이용하여 복사 경계조건을 설정하고, 이온 주입 장치 소스 헤드에서 공정 기체의 가스 라인 및 샤워헤드판의 온도를 열전대 측정을 통하여 확인하였다.
본 연구를 통해 유도 결합 교류 주파수 플라즈마 이온 주입 장치 소스 헤드에서 플라즈마 발화로 발생하는 폐열로 가열되는 소스 헤드 열 해석을 진행하여, 측정 자료와 비교하였을 때, 애퍼쳐 및 애퍼쳐 커버에서 1% 이하의 오차 범위를 보였다. 열전대 장비로 측정한 샤워헤드와 시뮬레이션 해석 결과는 2% 이내의 오차롤 보였다.
주요어 : 유도 결합 플라즈마, 이온 주입 장치, 복사 열 전달, 전도 열 전달, 수치해석
본 연구에서는 기존의 직류 플라즈마 이온 주입 장치에서 발생하는 문제점들을 보완하기 위해 제작된 유도 결합 Radio Frequency(RF) 플라즈마 이온 주입 장치 소스 헤드의 열전달 해석을 진행하였다. 유도 결합 플라즈마 이온 주입 장치는 밀폐된 진공 상태로, 체임버에서 플라즈마 발화로 인한 열을 전도 및 복사를 통해 가열되는 소스 헤드의 온도 상승을 수치해석 시뮬레이션으로 예측하고 실제 측정을 통해 검증하였다.
실제 측정을 위해서 시험용 진공 체임버 내부 소스 헤드의 열원을 적외선 열화상 카메라로 촬영하여 해석의 주요 온도 경계조건으로 설정하였다. 열화상 측정 자료를 이용하여 복사 경계조건을 설정하고, 이온 주입 장치 소스 헤드에서 공정 기체의 가스 라인 및 샤워헤드판의 온도를 열전대 측정을 통하여 확인하였다.
본 연구를 통해 유도 결합 교류 주파수 플라즈마 이온 주입 장치 소스 헤드에서 플라즈마 발화로 발생하는 폐열로 가열되는 소스 헤드 열 해석을 진행하여, 측정 자료와 비교하였을 때, 애퍼쳐 및 애퍼쳐 커버에서 1% 이하의 오차 범위를 보였다. 열전대 장비로 측정한 샤워헤드와 시뮬레이션 해석 결과는 2% 이내의 오차롤 보였다.
주요어 : 유도 결합 플라즈마, 이온 주입 장치, 복사 열 전달, 전도 열 전달, 수치해석
목차
제 1 장 서 론 11.1 연구 배경 및 필요성 11.2 연구 내용 2제 2 장 수치해석 모델링 및 방법 42.1 수치해석 모델링 42.1.1 소스 헤드 모델 42.1.2 재료 및 물성 62.2 수치해석 방법 62.2.1 수치 해법 62.2.2 복사 열전달 모델 72.2.3 냉각수 모델 92.3 유한요소법 13제 3 장 실험 방법 143.1 열원 측정 방법 143.2 해석 조건 설정 153.2.1 온도 조건 153.3 열전대 측정 16제 4 장 결과 및 분석 184.1 해석 결과와 측정 결과 비교 184.1.1 애퍼쳐 결과 비교 184.1.2 애퍼쳐 커버 결과 비교 214.2 소스 헤드 해석 결과 244.2.1 어댑터, 플랜지 계산 결과 244.2.2 가스라인, 샤워헤드 계산 결과 274.3 열전대를 이용한 측정 결과 29제 5 장 결 론 31참고문헌 33부록 36ABSTRACT 40
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