• Title/Summary/Keyword: 입자제거 효율

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Prediction of Wet Scrubber Particle Removal Efficiency due to Diffusion, Interception and Impaction (확산, 차단, 충돌에 의한 세정탑의 입자 제거 효율 예측)

  • 김현태;정창훈;이규원
    • Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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    • 2000.04a
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    • pp.213-214
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    • 2000
  • 입자상 물질을 제거하기 위한 수단으로는 싸이클론, 필터, 전기집진기, 세정탑 등이 있다. 이중에 세정탑은 설치 및 운전이 편리한 반면, 미세 입자 제거 효율이 낮아 산업체에서 제한적으로 사용되고 있다. 이러한 결점, 즉 미세 입자의 제거 효율을 높이기 위해 다양한 형태의 세정탑이 연구되었으나(Laitinen et al., 1997; Fan et al., 1988), 대부분 실험적인 연구로서 세정탑에서 입자의 제거 기작이나 크기 분포 특성을 설명하지는 못한다. (중략)

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CFD Explanation and Verification of Multi Inner Stage Cyclone for The Particle Removal (미세입자 제거를 위한 Multi Inner Stage Cyclone의 CFD 해석 및 검증)

  • Lee, Sang Jun;Kim, Chun-Lee;Lee, Won Joo
    • Journal of the Korea Society of Computer and Information
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    • v.18 no.1
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    • pp.149-156
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    • 2013
  • In this paper, Commercial program, STAR-CCM+, was used for computer simulation. And also Multi Inner Stage(MIS) cyclone which especially designed for the real experiments of particle removal efficiency. Under negative pressure condition of outlet, computer simulation was performed to predict the removal efficiency for $5{\mu}m$ and $10{\mu}m$ particles by using a turbulence model and lagrangian method. The simulation results are 55.7% and 64.1% for $5{\mu}m$ and $10{\mu}m$ particles, respectively. To compare the simulation results with the actual test of MIS cyclone, we generated the $SiO_2$ particles by heat reactor. Although removal efficiency of actual tests is 63~76% at different flow rate, the size of $SiO_2$ particles which confirmed by SEM(scanning electron microscope) and WAPS(wide range aerosol particle spectrometer) is too small(15~30nm) to compare each results. And so the alternative experiments were performed by using commercial alumina particles ($5{\mu}m$, $10{\mu}m$ and $20{\mu}m$). It was shown that the actual removal efficiency, 76~95%, from MIS cyclone is higher than simulated one.

Investigation of Fine Dust Agglomeration by Electrostatic Charge (미세분진에 대한 정전하 응집 효과 관찰)

  • 조은정;조영민
    • Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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    • 2003.11a
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    • pp.479-480
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    • 2003
  • 미세 입자의 포집효율을 향상시키고 집진필터의 수명을 연장시키기 위해 여과집진 장치에 전기집진 기술을 접목시켜 미세 입자의 제어 성능을 향상시키기 위한 다단계 집진장치에 대해 많은 연구가 진행되어 왔다(Hautanen, 1996). 그 가운데 전기장 내에서의 입자 응집을 이용한 미세입자의 제거는 전기집진기의 효율을 높이기 위한 방법의 하나로 제시되었고(Lehtinen, 1996), 교류 전기장 내에서의 입자들의 충돌로 인하여 미세입자의 크기가 성장하여 전기 집진 장치에서 미세입자의 제거효율이 상승한다는 연구결과가 발표되었다(Watanabe, 19950. (중략)

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Removal of Aerosol Through Fibrous Filter as a Function of Particle Size and Velocity (입자의 크기와 유속에 따른 섬유질 여과포에 의한 부유입자 제거 연구)

  • Sang Hoon Lee;Kwan Sik Chun;Hoo Keun Lee
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • v.16 no.1
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    • pp.29-35
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    • 1984
  • Filtration efficiency tests were conducted on a fiberglass mat filter with DOP aerosol having a diameter from 0.l${\mu}{\textrm}{m}$ to 0.45${\mu}{\textrm}{m}$ in the face velocity range of 1cm/sec to 10cm/sec. Filtration of submicron particles by a fibrous filter is characterized by a face velocity. The size of DOP aerosol which has a minimum removal efficiency decreases with increasing the velocity. A numerical solution of the diffusion equation is obtained for a fiberglass mat filter by using "Kuwabara's cell model" for the flow field and Von Mises Transformation for the actual flow around a fiberglass. The present theoretical results agree quite well with the experimentals for fiberglass mat. This result could be contributed to predict the removal efficiency on an air filter and to optimize the operating condition of an air purification system with a filter. a filter.

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Reevaluation of hydrogen gas dissolved cleaning solutions in single wafer megasonic cleaning

  • Kim, Hyeok-Min;Gang, Bong-Gyun;Lee, Seung-Ho;Kim, Jeong-In;Lee, Hui-Myeong;Park, Jin-Gu
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2009.11a
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    • pp.34.1-34.1
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    • 2009
  • 1970년대 WernerKern에 의해서 개발된 RCA 습식 세정 공정은 이후 메가소닉 기술 개발과 더불어 현재까지반도체 세정 공정에서 필수 공정으로 알려져 있다. 하지만, 반도체패턴의 고집적화 미세화에 따라 메가소닉을 기반으로 하는 세정기술은 패턴 붕괴 및 나노 입자 제거의 한계를 드러내면서 난관에 봉착하고 있으며, 특히, 기존의 Batch식에서 매엽식으로 세정 방식이 전환은 새로운 개념의 메가소닉 기술 개발을 요구하게 되었다. 메가소닉을 사용한습식 세정공정은 메가소닉에 의한 캐비테이션 효과 (Cavitation Effect)에 따른 충격파 및음압 (Acoustic Streaming)에 의한 입자제거를 주요 메커니즘으로 한다. 메가소닉 주파수와 Boundary Layer 두께는, $\delta=\surd(2v/\omega)$($\delta$=두께, v=유체속도), $\omega=2{\pi}f$ (f=주파수), 으로 표현할 수 있다. 위의 식에 따르면, 메가소닉을 이용한 세정공정에서 주파수가 높아질수록 Boundary Layer의 두께가 감소하며, 이는제거 가능한 입자의 크기가 작아짐을 의미하며, 다시말해, 1 MHz 보다 2 MHz 메가소닉 세정장비에서 미세 입자 세정에 유리함을 예상할 수 있다. 본연구에서는 매엽식 세정장비를 사용하여, 1MHz 및 2MHz 콘-타입 (Cone-Type) 메가소닉 장치를 100nm이하 세정 입자에 대한 입자 제거효율을 평가하였다. 입자 제거 효율을 평가하기 위하여, 표준 형광입자(63nm/104nm 형광입자, Duke Scientifics, USA)를각각 IPA에 분산시킨 후, 실리콘 쿠폰 웨이퍼 ($20mm{\times}20mm$)를 일정시간 동안 Dipping 한 후, 고순도 질소로 건조시켜 오염하였다. 매엽식 세정장비(Aaron, Korea)에 1MHz와 2MHz의 콘-타입메가소닉 발진기 (Durasonic, Korea)를 각각 장착하였다.입자 오염 및 세정 후 입자 개수 측정 및 오염입자의 Mapping은 형광현미경 (LV100D, Nikon, Japan)과 소프트웨어(Image-proPlus, MediaCybernetics, USA)를 사용하여 평가하였으며, Hydrophone을 사용하여 메가소닉에서 발생되는 음압의 균일도를 각 조건에서 측정하였다. 각각의 세정공정은 1MHz와 2MHz 메가소닉 발진기 각각에서 1W, 3W, 5W 파워로 1분간 처리하였으며, 매질을 초순수를 사용하였다. 104nm 형광 입자는 1MHz 와 2 MHz 메가소닉 세정기와 모든 세정 공정조건에서 약 99%의 세정효율인 반면, 63nm 형광입자의 경우는 전체적인세정 결과가 80% 대로 감소하였다. 본 연구를 통하여, 입자크기의 미세화에 따른 입자제거효율이 크게 감소 하는 것을 확인할 수 있으며, 기존 Batch식 메가소닉 대비 단시간 및 낮은 전압에서 동일 혹은높은 세정 효율을 얻었다. 다만, 1MHz와 2MHz 메가소닉에서의 세정력은 큰 차이를 관찰 할 수 없었는데, 주파수변화에 따른 세정효율 측정을 위하여 미세 입자를 사용한 추가 실험이 필요 할 것이다.

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Characteristics of a Wet Air Cleaning System for Removal of Air Pollutants (습식 공기청정장치의 공기오염물질 제거 특성)

  • Bae, Gwi-Nam;Kim, Yong Pyo;Baik, Nam Jun
    • Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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    • v.22 no.1
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    • pp.21-31
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    • 2000
  • Performance characteristics of a wet air cleaning system were investigated experimentally, and discussed in relation with physicochemical properties of the target pollutants. The system is composed of an air cleaner, a separator, and a medium filter. Removal efficiency of the system was measured for ambient particles and gaseous air pollutants: $SO_2$, NO, $NO_2$, HCHO, and $NH_3$. For particle removal test, particles were introduced into the system through a fan, and the particle size distribution was measured at three locations by using two laser particle counters. Particle removal efficiency for each system component was obtained from the particle size distribution. It was found that the separator primarily removed coarse particles greater than $5{\mu}m$ in diameter, and that the medium filter mainly removed fine particles less than $5{\mu}m$ in diameter. For gas removal test, air with gaseous air pollutant was injected into the outlet of the fan, and the concentration was measured both at the upstream of the air cleaner and at the downstream of the separator. It was found that the gaseous species with high Henry's law coefficients, such as $SO_2$, HCHO, and $NH_3$, showed high removal efficiency, but the gaseous species with low Henry's law coefficients, such as NO and $NO_2$, showed low removal efficiencies. It was also found that negative ions were generated from the air cleaner.

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$CO_2$ 클러스터 세정을 이용한 오염입자 제거에 관한 연구

  • Choe, Hu-Mi;Jo, Yu-Jin;Lee, Jong-U;Kim, Tae-Seong
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.02a
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    • pp.482-482
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    • 2013
  • 반도체 소자의 미세화와 더불어 세정공정의 중요성이 차지하는 비중이 점점 커지고, 이에 따라 세정 기술 개발에 대한 요구가 증대되고 있다. 기존 세정 기술은 화학약품 위주의 습식 세정 방식으로 표면 손상, 화학 반응, 부산물, 세정 효율 등 여러 가지 어려움이 있다. 따라서 건식세정 방식이 활발하게 도입되고 있으며 대표적인 것이 에어로졸 세정이다. 에어로졸 세정은 기체상의 작동기체를 이용하여 에어로졸을 형성하고 표면 오염물질과 직접 물리적 충돌을 함으로써 세정한다. 하지만 이 또한 생성되는 에어로졸 내 발생 입자로 인해 패턴 손상이 발생하며 이러한 문제점을 극복하기 위하여 본 연구에서는 가스클러스터 장치를 이용한 세정 특성 평가에 관한 연구를 수행하였다. 가스 클러스터란 작동기체의 분자가 수십에서 수백 개 뭉쳐 있는 형태를 뜻하며 이렇게 형성된 클러스터는 수 nm 크기를 형성하게 된다. 그리고 짧은 시간의 응축에 의해 수십 nm 크기까지 성장하게 된다. 에어로졸 세정과 다르게 클러스터가 성장할 환경과 시간을 형성하지 않음으로써 작은 클러스터를 형성하게 되며 이로 인해 패턴 손상을 최소화 하고 상대적으로 높은 효율로 오염입자를 제거하게 된다. 클러스터 세정 장비를 이용한 표면 처리는 충돌에 의한 제거에 기반한다. 따라서 생성 및 가속되는 클러스터로부터 대상으로 전달되는 운동량의 정도가 세정 특성에 영향을 미치며 이는 생성되는 클러스터의 크기에 종속적이다. 생성 클러스터의 크기 분포는 분사 거리, 유량, 분사 각도, 노즐 냉각 온도 등의 변수에 관한 함수이다. 따라서 본 연구에서는 $CO_2$ 클러스터를 이용한 세정 특성을 평가하기 위하여 이러한 변수에 따라서 오염 입자의 종류, 크기에 따른 PRE (particle removal efficiency)를 평가하고 다양한 선폭의 패턴을 이용하여 손상 실험을 수행하였다. 제거 효율에 사용된 입자는 $CeO_2$$SiO_2$이며, 각각 30, 50, 100, 300 nm 크기를 정량적으로 오염시킨 쿠폰 웨이퍼를 제조하여 세정 효율을 평가하였다. 정량적 오염에는 SMPS (scanning mobility particle sizer)를 이용한 크기 분류와 정전기적 입자 부착 시스템이 사용되었다. 또한 패턴 붕괴 평가에는 35~180 nm 선폭을 가지는 Poly-Si 패턴을 이용하였다. 실험 결과 클러스터 형성 조건에 따라 상대적으로 낮은 패턴 붕괴에서 95% 이상의 높은 오염입자 제거효율을 전반적으로 보이는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 이론적 계산에 기반하여 세정에 요구되는 클러스터 크기를 가정하고, 이를 통하여 세정에 적용할 경우 높은 기존 세정 방법의 단점을 보완하면서 높은 세정 효율을 가지는 대체 세정 방안으로 이용할 수 있음을 확인하였다.

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레이저 유기 충격파를 이용한 나노 Trench 에서의 나노입자제거

  • Kim, Jin-Su;Lee, Seung-Ho;Park, Jin-Gu
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.25.1-25.1
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    • 2009
  • Pattern 웨이퍼 상의 오염입자 제거는 반도체 산업의 주된 과제 중 하나이다. Pattern의 선폭이 좁아짐에 따라 Pattern에 손상을 가하지 않고 오염입자를 제거 하는 것은 더욱 어려워지고 있다. 그뿐만 아니라 기존 습식세정 공정에서의 화학액에 의한 환경오염 및 박막의 손실도 문제가 되기 시작했다. 이러한 문제를 해결하기 위해 기존 세정공정에서 화학액의 농도를 낮추고 Megasonic 등을 이용하여 세정력을 보완하는 방법들이 연구되고 있다. 하지만 습식세정의 경우 강한 화학작용으로 인한 표면 손상 및 물 반점의 문제는 여전히 이슈가 되고 있다. 이러한 단점을 극복하기 위하여 건식 세정법이 제시되고 있으며 이 중 레이저 충격파는 레이저를 집속시켜 발생된 충격파를 이용하여 입자를 제거하기 때문에 국부적인 세정이 가능하며 세정력 조절이 가능하여 손상이 세정을 할 수 있다. 그러나 Pattern의 구조에 의해 전되는 세정력의 차이가 발생하고 Trench 내부의 오염입자제거 문제점이 발생할 수 있다. 시편은 Si STI Pattern을 100 nm PSL Particle (Red Fluorescence, Duke Scientific, USA) 을 50ppm 농도로 희석시킨 IPA에 dipping 하여 오염시킨 후 N2 Gas를 이용하여 건조하여 준비하였다. 그리고 레이저 충격파 세정 시스템은 최대 에너지 1.8 J까지 가능한 레이저를 발생하는 1,064 nm Nd:YAG 레이저를 이용하여 실험하였다. 레이져 충격파 실험은 충격파와 시편사이의 거리, gap distance와 에너지를 변환하여 세정효율을 관찰하였다. 세정효율은 세정 전후의 입자 감소량을 현광현미경 (LV-150, Nikon, Japan)를 이용하여 측정하였다. 그 결과, Trench 내부의 오염입자의 경우 Trench 밖의 오염입자에 비해 세정효율이 떨어지는 것으로 나타났으나 시편과 레이저 초점과의 거리가 가까워짐에 따라 Trench 내부의 오염입자에 대한 세정 효율을 증가시킬 수 있었다.

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Simulation of poly-dispersed suspended solid removal by deep-bed filtration (입상여과에 의한 비균일 부유입자 제거공정 모사)

  • Choo, Changupp
    • Clean Technology
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    • v.7 no.3
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    • pp.161-167
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    • 2001
  • A model was proposed for the removal of poly-dispersed suspended solid by deep bed filtration and the collection efficiency was investigated by computer simulation. Deposited particles on the collector surface may act as additional collector and reduce the pore size of the collector. As a result, the capability of removing suspended particles of the filter bed was improved with the deposition. The filtration process of poly-dispersed suspension shows higher collection efficiency than that of mono-dispersed suspensions. Since the large particles deposited on the collector surface may contribute to the increase of contact between collectors and small particles, the improved overall collection efficiency was obtained.

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Analytic Solution of the Single Collection Efficiency between the Charged Sphere Collector and Particles (대전된 포집구와 입자의 포집효율에 관한 일반 해)

  • 이승주;정창훈;이규원
    • Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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    • 2000.04a
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    • pp.215-216
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    • 2000
  • Granular Bed Filter에서의 미세입자 제거에 대한 연구, 특히 정전기력을 이용한 미세입자의 포집효율에 관한 연구는 수많은 연구자들에 의해 수행되어 왔으나, 이론식 내의 입자들의 관성, 유동장 그리고 입자에 작용하는 전기력의 복합성 때문에 직접적인 일반 해를 구하기가 어려운 것이 사실이다. 정전기력을 이용한 입자의 여과특성 및 효율에 대한 이론적 연구는 주로 외부 전기장을 주었을 경우와 포집체와 입자가 모두 대전되었을 경우를 중심으로 수행되어 왔다. (중략)

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