KR100431941B1 - Apparatus and method of measuring exactness of condensation nucleus counter using reference part - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 미립자 전하계를 이용한 응축핵 미립자 계수기의 정확도 측정장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 반도체 제조공정에 이용되는 가스와 같은 미립자의수량을 세는 장치(counter)인 응축핵 미립자 계수기의 정확도 여부를 신뢰성있게 측정하는 응축핵 미립자 계수기의 정확도 측정장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for measuring the accuracy of a condensation nucleus particle counter using a particulate charge meter. In particular, the present invention relates to the accuracy of the condensation nucleus particle counter, which is a counter for counting the quantity of particulates such as gases used in semiconductor manufacturing processes. An apparatus and method for measuring accuracy of a condensation nucleus particle counter for measuring reliably.
일반적으로, 반도체 제조공정에서 이용되는 미립자, 예를 들면 질소(N2),산소(O2),아르곤(Ar), 헬륨(He) 등과 같은 가스입자를 효율적으로 관리하기 위하여 직경 0.1㎛이하인 미립자의 수량 및 크기를 정확하게 파악하는 것이 요구되고 있다.Generally, fine particles having a diameter of 0.1 μm or less in order to efficiently manage gas particles such as nitrogen (N 2), oxygen (O 2), argon (Ar), helium (He), and the like used in a semiconductor manufacturing process. Accurately grasping the quantity and size of the is required.
상기 요구를 만족하기 위하여 종래에는, 광산란법, 즉 미립자가 광(light)을 통과할 경우에 일어나는 광산란과, 이때 산란되어지는 광의 세기가 미립자의 직경에 비례하는 원리를 이용하여 직경이 0.01㎛까지인 미립자의 크기 및 수량을 측정하는 응축핵 미립자 계수기가 이용되고 있다. 상기 응축핵 미립자 계수기를 소정기간동안 사용하게 되면, 기준기를 사용하여 그가 정확하게 작동하고 있는지의 여부를 측정할 필요가 있었다.In order to satisfy the above requirement, conventionally, the light scattering method, that is, light scattering that occurs when the fine particles pass through light, and at this time up to 0.01 μm using the principle that the intensity of light scattered is proportional to the diameter of the fine particles A condensation nucleus fine particle counter which measures the size and quantity of phosphorus fine particles is used. When the condensation nucleus particulate counter was used for a certain period of time, it was necessary to measure whether or not he was operating correctly using a reference machine.
종래 기술에 따른 응축핵 미립자 계수기의 정확도 측정장치는, 광산란법을 이용하여 직경 0.01㎛이상인 미립자의 수량을 측정할 수 있는 응축핵 미립자 측정기를 기준기로써 이용하였다.The accuracy measuring device of the condensation nucleus particle counter according to the prior art used a condensation nucleus particle counter that can measure the quantity of particles having a diameter of 0.01 µm or more using a light scattering method as a reference.
이와 같은 종래의 응축핵 미립자 계수기의 정확도 측정장치의 작용에 대하여 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the conventional accuracy measuring device of the condensation nucleus particle counter as follows.
측정의 대상이 되는 응축핵 미립자 계수기와 기준기로써의 응축핵 미립자 계수기에 동일한 크기 및 양의 미립자를 주입하여 그 수량을 각각 측정한 다음, 각응축핵 미립자 계수기에서 측정된 결과를 비교하여 측정의 대상이 되는 응축핵 미립자 계수기의 정확도를 측정하였다.The same size and quantity of fine particles were injected into the condensation nucleus particle counter and the condensation nucleus particle counter serving as a reference, respectively, and the quantity thereof was measured, and the results measured by each condensation nucleus particle counter were compared. The accuracy of the target condensation nucleus particle counter was measured.
그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술에 따른 응축핵 미립자 계수기의 정확도 측정장치는, 기준기의 측정한계에 가까운 크기를 가지는 미립자, 즉 직경이 약 0.01㎛~0.03㎛인 미립자에 대해서는, 상기 기준기의 측정값에 대한 신뢰성이 저하되므로, 측정된 응축핵 미립자 계수기의 정확도에 대하여도 신뢰성을 가질 수 없는 문제점이 있었다.However, the above-described conventional measuring device for the accuracy of the condensation nucleus particle counter according to the prior art is fine for particles having a size close to the measurement limit of the reference device, that is, for the particles having a diameter of about 0.01 μm to 0.03 μm, Since the reliability of the measured value is lowered, there is a problem that the reliability of the measured condensation nucleus particle counter cannot be reliable.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 미립자 전하계를 이용하여 직경이 0.001㎛인 미소입자를 측정할 수 있는 기준기, 즉 직경이 0.01㎛이상인 입자에 대해서는 그의 측정값에 대한 신뢰성을 가질 수 있는 기준기를 구현하므로써, 이를 이용하여 측정된 직경 0.01㎛까지 측정 가능한 응축핵 미립자 계수기의 정확도에 대하여 신뢰성을 향상시킬 수 있는 응축핵 미립자 계수기의 정확도 측정장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems, and a reference group capable of measuring microparticles having a diameter of 0.001 µm using a particulate charge meter, that is, particles having a diameter of 0.01 µm or more, To provide an apparatus and method for measuring accuracy of condensation nucleus particle counters that can improve reliability with respect to the accuracy of condensation nucleus particle counters that can be measured up to 0.01 μm in diameter by using them. There is this.
도1은 본 발명에 따른 응축핵 미립자 계수기의 정확도 측정장치의 일실시예도.1 is an embodiment of the accuracy measuring device of the condensation nucleus particle counter according to the present invention.
도2는 본 발명에 따른 기준기의 구성도.2 is a block diagram of a reference machine according to the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10 : 분사기 20 : 건조기10: injector 20: dryer
30 : 입자대전기 40 : 입자분류기30: particle charge 40: particle classifier
50 : 기준기 51 : 하우징50: reference 51: housing
51a : 흡입구 51b : 흡출구51a:
52 : 필터 53 : 흡출파이프52
54 : 센서 55 : 유량측정기54
56 : 조절밸브 60 : 응축핵 미립자 계수기56: control valve 60: condensation nucleus particle counter
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 측정대상인 미소입자를 순수와 혼합하여 습한입자를 만들고, 상기 습한입자를 송출하는 분사기; 상기 습한입자를 건조시키기 위한 방습제를 구비하여 상기 습한입자를 건조시켜 건조입자를 만드는 건조기; 상기 미소입자를 대전시키기 위한 크립톤-85를 구비하여 상기 건조입자를 대전시켜 대전입자를 만드는 입자대전기; 상기 대전입자를 크기에 따라 분류하여 송출하는 입자분류기; 및 상기 입자분류기로부터 동일한 크기 및 유량을 받아 그의 각각 수량을 측정하는 기준기를 포함하며, 상기 기준기는, 대전된 미소입자가 유입되도록 흡입구가 형성된 하우징과 상기 하우징에 내장되며, 흡입구를 통해 유입되는 대전입자를 포획하는 필터와, 일단부는 상기 필터측에 위치되고 타단부는 진공상태의 소정공간에 노출되어 상기 필터에 포획된 상기 대전입자들을 흡출시키는 흡출수단과, 상기 흡출수단의 내부에 장착되어 상기 흡출수단을 통과하는 상기 대전입자들의 총 전하량을 측정하는 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 응축핵 미립자 계수기의 정확도 측정장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a wet particle by mixing the fine particles to be measured with pure water, and the injector for sending the wet particles; A dryer having a desiccant for drying the wet particles to dry the wet particles to form dry particles; A particle charger having krypton-85 for charging the microparticles to charge the dry particles to form charged particles; A particle classifier for classifying and charging the charged particles according to their size; And a reference unit which receives the same size and flow rate from the particle classifier and measures the quantity thereof, respectively, wherein the reference unit is embedded in the housing and the housing in which the inlet is formed so that charged microparticles are introduced therein, and the charging is introduced through the inlet. A filter for trapping particles, one end of which is positioned on the filter side, and the other end of which is exposed to a predetermined space in a vacuum state to suck out the charged particles trapped in the filter; It provides an accuracy measuring device of the condensation nucleus particle counter comprising a sensor for measuring the total charge amount of the charged particles passing through the suction means.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 측정대상인 미소입자를 대전입자로 만들어 입자분류기에 송출하는 제1단계; 상기 입자분류기에서 송출된 상기 대전입자를 크기에 따라 분류하여 소정량 송출하는 제2단계; 상기 제2단계 수행 후에 송출된 상기 소정량의 상기 대전입자를 동등하게 분배하여 상기 기준기와 응축핵 미립자 계수기 각각에 주입하는 제3단계; 상기 제3단계 수행 후에 상기 기준기로 유입된 상기 대전입자의 수량을 측정하고 상기 응축핵 미립자 계수기로 유입된 상기 대전입자의 수량을 측정하는 제4단계; 및 상기 제4단계 수행 후에 상기 기준기에서 측정된 값과 상기 응축핵 미립자 계수기에서 측정된 값을 비교하는 제5단계; 및 (응축핵 미립자 계수기의 측정값)×100/(기준기의 측정값)으로 연산하여 상기 응축핵 미립자 계수기의 정확도에 대한 효율을 계산하는 단계를 포함하는 응축핵 미립자 계수기의 정확도 측정방법을 제공한다.In addition, the present invention in order to achieve the above object, the first step of making the microparticles to be measured as charged particles and sent to the particle classifier; A second step of classifying the charged particles sent from the particle classifier according to the size and sending a predetermined amount; A third step of equally distributing the predetermined amount of charged particles sent out after performing the second step and injecting the charged particles into each of the reference unit and the condensation nucleus fine particle counter; A fourth step of measuring the quantity of the charged particles introduced into the reference unit after the third step and measuring the quantity of the charged particles introduced into the condensation nucleus particle counter; And a fifth step of comparing the value measured in the reference unit with the value measured in the condensation nucleus particle counter after performing the fourth step. And calculating the efficiency with respect to the accuracy of the condensation nucleus particle counter by calculating (measured value of the condensation nucleus particle counter) × 100 / (measurement value of the reference machine). do.
이하, 첨부된 도1 및 도2를 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2 as follows.
도1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 응축핵 미립자 계수기의 정확도 측정장치는, 표준입자에 순수(deionized water)를 혼합하여 습한입자(damp particle)를 형성시키고 그에 압력을 가하여 외부로 송출하는 분사기(10)와, 습한입자를 건조입자로 만들기 위한 방습제, 예를 들면 실리카겔(silica gel)을 구비하는 건조기(20)와, 상기 건조입자가 전하를 가지도록하여 대전입자로 만들기 위한 크립톤(kr)-85 방사성 동위원소를 구비하는 입자대전기(30)와, 대전입자를 크기에 따라 분류하여 송출하는 입자분류기(40)와, 상기 입자분류기(40)로부터 동일한 크기 및 유량의 입자를 받아 그의 각각 수량을 측정하는 기준기(50) 및 응축핵 미립자 계수기(60)를 포함한다.As shown in Figure 1, the accuracy measuring device of the condensation nucleus particle counter according to the present invention, by mixing the deionized water to the standard particles to form the damp particles (damp particles) and pressurized to send out to the
상기 입자분류기(40)내에서 대전입자는 정전력, 즉 쿨롬력(coulomb)을 받아 이동하게 되며, 이때 대전입자는 크기에 따라 순차적으로 이동된다.In the
상기 기준기(50)는 도2에 도시된 바와 같이, 대전된 미소입자들이 들어오는 흡입구(51a) 및 상기 미소입자들이 빠져나가는 흡출구(51b)가 일측에 형성된 하우징(51)과, 상기 하우징(51)의 내측에 장착되어 상기 흡입구(51a)를 통하여 들어온 대전입자들을 포획하는 필터(52)와, 상기 필터(52)에 포획된 대전입자들이 외부로 빠져나갈 수 있는 이동경로를 제공하는 흡출파이프(53)와, 상기 흡출파이프(53)의 입구측에 장착되어 흡출파이프(53)를 통하여 빠져나가는 대전입자의 총 전하량을 측정하는 센서(54)와, 흡출 파이프(53)의 출구단부에 장착되어 상기 센서(54)를 통과하는 대전입자의 유량을 측정하는 유량측정기(55)와, 상기 흡출파이프(53)의 출구측에 형성되어 필터(52)에 대전된 입자들이 흡출파이프(53)를 통하여 빠져 나갈 수 있도록 하는 진공상태의 공간과, 상기 진공상태의 공간과 유량측정기(55)의 사이에 장착되어 상기 진공상태의 공간과 흡출파이프(53)를 단속하는 밸브(56)로 이루어진다.As shown in FIG. 2, the
한편, 상기 응축핵 미립자 계수기(60)는 종래의 광산란법을 이용하므로, 그의 설명은 생략한다.In addition, since the said condensation
이와 같은 본 발명에 따른 응축핵 미립자 계수기의 정확도 측정방법을 상세히 살펴보면 다음과 같다.Looking at the method of measuring the accuracy of the condensation nucleus particle counter according to the present invention in detail as follows.
반도체 제조공정 중에 이용되는 미소입자, 예를 들면 질소(N2),산소(O2),아르곤(Ar), 헬륨(He) 등의 가스를 순수와 함께 상기 분사기(10)에 공급하므로써 습한입자를 생성하고, 이에 압력을 가하여 건조기(20)의 방습제를 통과하도록 함으로써 습한입자를 건조입자로 만든다. 이어, 건조입자를 입자대전기(30)의 크립톤-85를 이용하여 전하를 가진 대전입자로 만들고, 이를 상기 입자분류기(40)를 통하여 그 크기에 따라 분류한 다음, 상기 기준기(50)와 응축핵 미립자 계수기(60)로 보낸다.Microparticles used during the semiconductor manufacturing process, such as nitrogen (N 2 ) , oxygen (O 2), argon (Ar), helium (He), and the like by supplying gas to the
이때, 입자분류기(40)는 미소입자를 그의 크기에 따라 분류하여 기준기(50) 및 응축핵 미립자 계수기(60)에 주입하며, 주입시간을 조절하므로써 상기 기준기(50)와 응축핵 미립자 계수기(60)에는 동일한 크기의 미소입자가 동일한 양만큼 들어가도록한다.At this time, the
그리고, 필터(52)가 기준기(50)의 내부로 흡입된 모든 입자들을 포획한 다음, 상기 밸브(56)를 열어 필터(52)에 포획된 모든 입자들이 진공상태의 공간으로 흡출되도록 한다. 이때, 상기 센서(54)에서는 필터(52)에 포획되었던 입자의 총 전하량을 측정하며, 상기 유량측정기(55)에서 흡출파이프(53)를 통하여 빠져나간 입자들의 총 유량을 측정하므로써, 입자분류기(40)를 통하여 소정시간동안 기준기(50)와 응축핵 미립자 계수기(60)로 들어간 입자의 유량을 파악한다.Then, the
다음으로, 상기 기준기(50)의 필터(52)에서 측정된 총 전하량을 전자 하나의 전하량인 1.602×10-19C으로 나누어 줌으로써, 기준기(50)에 흡입된 입자의 수량을 측정하며, 총 전하량을 이용하여 입자의 수량을 측정하므로 직경이 0.001㎛인 미소입자까지 측정이 가능하다.Next, by dividing the total amount of charge measured by the
이어, 상기 응축핵 미립자 계수기(60)에 흡입된 입자의 수량을 광산란법을 이용하여 측정한다.Next, the number of particles sucked into the condensation
그리고, 상기 기준기(50) 및 응축핵 미립자 계수기(60)에서 측정된 값을 공식 (응축핵 미립자 계수기의 측정값)×100/(기준기의 측정값)에 넣어 계산하면 응축핵 미립자 계수기(60)의 정확도를 측정하게 된다.Then, when the value measured by the
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and drawings, and various substitutions, modifications, and changes can be made without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those who have
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 응축핵 미립자 계수기의 정확도 측정장치 및 방법은, 미립자 전하계를 이용하여 응축핵 미립자 계수기의 측정한계인 0.01㎛까지의 직경을 가지는 미립자에 대해서는 정확한 측정값을 가질 수 있는 기준기를 사용하므로, 응축핵 미립자 계수기의 정확도 측정에 대한 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.As described above, the apparatus and method for measuring the accuracy of the condensation nucleus particle counter according to the present invention may have accurate measurement values for particles having a diameter up to 0.01 μm, which is a measurement limit of the condensation nucleus particle counter using a particle charge meter. By using a reference standard, it is possible to secure the reliability of measuring the accuracy of the condensation nucleus particle counter.
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KR19990057929A (en) | 1999-07-15 |
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