Pulsed Purge Method for Improved Neutralization Performance in Precursor Supply Pipelines : Numerical and Experimental Study

BCD(bulk chemical delivery)는 대량의 액상 전구체를 공급하는 설비이다. BCD가 포함된 전구체 공급 계통은 150m 이상의 장거리 배관으로 구성되어 있으며, 이로 인해 배관 중성화 과정에서 잔류 약액 증가 및 낮은 제거 효율의 원인이 된다. 그리고 배관 철거를 위한 BCD 출구 배관 분리 및 해체 시 전구체 누출 발생이 발생할 경우, FAB 환경 오염 및 wafer 품질 저하로 이어질 수 있다. 따라서 본 연구에서는 CFD를 활용해 BCD 배관 계통 내에서의 퍼지 유동을 가시화하고, 유동 특성을 분석하였다. 해석 결과, 수평 배관 구간이 중성화에 취약함을 확인하였다. 또한, 퍼지 과정에서 발생하는 난류 교란파가 파형 유동를 발생시켜, 잔류 약액 제거 성능을 향상시킨다는 사실을 발견하였다. 퍼지 압력을 380kPa에서 692kPa로 증가시킴에 따라 잔류 전구체 제거율이 크게 향상되며, 중성화 시간이 최대 85% 단축됨을 확인하였다. 해석 결과를 기반으로 제안된 퍼지 기법은 기존 방법 대비 약 19.4% 향상된 성능을 나타내며 개선된 제거 효율을 갖는다는 사실을 실험적으로 검증하였다.