오버셋 메시 기법을 이용한 웨이퍼 이송로봇 거동 해석
이번 호에서는 앤시스 플루언트(ANSYS Fluent)의 오버셋 메시(Overset Mesh) 기법을 이용하여 웨이퍼 이송로봇에 대한 거동 해석 사례를 소개하고자 한다.
■ 권용민 | 태성에스엔이 기술3그룹 유동팀에서 제철, 중공업, 소재 분야의 유동 해석에 대한 기술지원 및 교육, 프로젝트 업무를 담당하고 있다.
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오버셋 메시 기법은 전체 해석 영역에 대한 격자계(Background Mesh)를 구성하고, 해석 영역 안에 위치하는 대상에 대해 별도의 격자계(Component Mesh)를 구성한다. 이와 같이 두 개 이상의 격자계에 대해 격자가 중첩되는 영역에서 셀 데이터(Cell data)를 보간(Interpolation)하여 해석하는 방법이다. 이번 호에서는 오버셋 메시 기법을 이용한 웨이퍼 이송 로봇에 대한 거동 해석 사례를 소개하고자 한다.
1. 문제의 정의
웨이퍼 제작 공정에 있어 웨이퍼 표면 오염은 제품 불량 및 성능 저하를 일으킨다. 표면 오염을 일으키는 요인은 다양하지만, 그 중 하나가 웨이퍼 이송 중 발생하는 유동에 의해 주변 오염원의 표면 흡착이다. 따라서 웨이퍼 이송로봇 거동에 따른 웨이퍼 주변 기류 분석이 매우 중요한 요소 중 하나이다. 하지만 이송로봇의 복잡한 움직임을 기존 다이내믹 메시(Dynamic Mesh)로는 효율적으로 접근하기가 어렵다. 이러한 경우 오버셋 메시를 이용하면 사용자가 좀 더 쉽게 복잡한 거동에 대한 모사를 할 수 있다.
(1) 격자 구성
오버셋 메시 기법을 이용하기 위해 격자는 <그림 1>과 같이 구성한다.
그림 1. 전체 격자 구성