KR100834037B1 - Particle measuring apparatus - Google Patents

Particle measuring apparatus Download PDF

Info

Publication number
KR100834037B1
KR100834037B1 KR1020070042396A KR20070042396A KR100834037B1 KR 100834037 B1 KR100834037 B1 KR 100834037B1 KR 1020070042396 A KR1020070042396 A KR 1020070042396A KR 20070042396 A KR20070042396 A KR 20070042396A KR 100834037 B1 KR100834037 B1 KR 100834037B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrodes
particles
duct
current
particle measuring
Prior art date
Application number
KR1020070042396A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
권용택
최정석
김대성
김용민
안강호
Original Assignee
(주)에이치시티
안강호
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)에이치시티, 안강호 filed Critical (주)에이치시티
Priority to KR1020070042396A priority Critical patent/KR100834037B1/en
Priority to PCT/KR2008/002167 priority patent/WO2008130135A1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100834037B1 publication Critical patent/KR100834037B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/02—Investigating particle size or size distribution
    • G01N15/0266—Investigating particle size or size distribution with electrical classification
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N15/1031—Investigating individual particles by measuring electrical or magnetic effects
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N2015/0023—Investigating dispersion of liquids
    • G01N2015/0026—Investigating dispersion of liquids in gas, e.g. fog

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)

Abstract

A particle measuring apparatus is provided to reduce a production cost by being simply constructed and to improve productivity by being applied to semiconductor, TFT-LCD, and PDP processes. A particle measuring apparatus includes a duct(10), an insulation tube(30), first and second electrodes(40,50), a power supply(60), a current meter(70), and a computer(80). The duct is formed to connect a channel of gas including ions and particles having charges to a pipeline(6). The duct has an inlet(12) and an outlet(14). The first and second electrodes are alternately mounted inside of the insulation tube in a circumferential direction. The power supply is connected to the first electrode to apply voltage to form electric field between the first and second electrodes. The power supply attaches the ions and the particles having a polarity to the inside of the duct and the inside of the second electrode. The current meter is connected to the second electrode to measure the current of the second electrode. The computer calculates the concentration of the particles by processing the current from the current meter using a program.

Description

입자 측정장치{PARTICLE MEASURING APPARATUS}Particle Measuring Equipment {PARTICLE MEASURING APPARATUS}

도 1은 본 발명에 따른 입자 측정장치의 구성을 나타낸 단면도,1 is a cross-sectional view showing the configuration of a particle measuring device according to the present invention;

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도,2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1;

도 3은 본 발명에 따른 입자 측정장치에서 양극입자의 측정 상태를 설명하기 위하여 나타낸 도면,Figure 3 is a view showing for explaining the measurement state of the positive electrode particles in the particle measuring device according to the present invention,

도 4는 본 발명에 따른 입자 측정장치에서 음극입자의 측정을 설명하기 위하여 나타낸 도면,4 is a view showing for explaining the measurement of the negative electrode particles in the particle measuring apparatus according to the present invention,

도 5는 입자의 개수농도와 양극입자의 전류량에 대한 관계를 나타내는 그래프,5 is a graph showing the relationship between the number concentration of particles and the amount of current of positive electrode particles,

도 6은 입자의 개수농도와 음극입자의 전류량에 대한 관계를 나타내는 그래프,6 is a graph showing a relationship between the number concentration of particles and the amount of current of negative electrode particles;

도 7은 입자의 농도와 양극입자의 전류량에 대한 관계를 나타내는 그래프이다.7 is a graph showing the relationship between the concentration of particles and the amount of current of the positive electrode particles.

♣도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣♣ Explanation of symbols for the main parts of the drawing ♣

6: 파이프라인 10: 덕트6: pipeline 10: duct

12: 입구 14: 출구12: entrance 14: exit

20: 접지선 30: 절연튜브20: ground wire 30: insulated tube

32: 절연체 40: 제1 전극32: insulator 40: first electrode

50: 제2 전극 60: 전원공급장치50: second electrode 60: power supply

70: 전류측정기 80: 컴퓨터70: Ammeter 80: Computer

본 발명은 입자 측정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 입자의 정전기적 특성을 이용하여 파이프라인(Pipeline)을 따라 유동하는 입자의 농도를 실시간으로 측정할 수 있는 입자 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a particle measuring device, and more particularly, to a particle measuring device capable of measuring the concentration of particles flowing along a pipeline in real time using the electrostatic properties of the particles.

반도체 제조, TFT-LCD(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display) 및 PDP(Plasma Display Panel) 등 평판디스플레이(Flat Display) 제조, 의화학, 생물, 유전 등의 다양한 분야에서 공정에 영향을 주는 입자의 발생을 최소화시키기 위하여 다양한 기술이 개발되어 있다. 예컨대, 반도체 공정에서 발생되는 입자는 반도체의 특성을 변화시키고 생산성을 저하시키는 원인이 되고 있다. 따라서 반도체 공정에서 입자의 발생 원인을 분석하고, 입자의 발생을 방지하기 위하여 입자에 대한 모니터링이 실시되고 있다. 입자의 모니터링에는 테스트 웨이퍼 모니터링(Test Wafer Monitoring)과 인시튜 입자 모니터링(In-Situ Particle Monitoring, ISPM)이 있다.Generation of particles affecting the process in various fields such as semiconductor manufacturing, TFT-LCD (Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display) and PDP (Plasma Display Panel) manufacturing, biochemical, biological and oil fields Various techniques have been developed to minimize them. For example, particles generated in the semiconductor process cause changes in the characteristics of the semiconductor and lower productivity. Therefore, in order to analyze the cause of generation of particles in the semiconductor process and to prevent the generation of particles, monitoring of the particles is performed. Particle monitoring includes Test Wafer Monitoring and In-Situ Particle Monitoring (ISPM).

테스트 웨이퍼 모니터링은 반도체 공정에 테스트 웨이퍼를 공급한 후, 테스트 웨이퍼 위에 부착되어 있는 입자를 분석하여 오염도를 측정하고 있다. 그러나 테스트 웨이퍼 모니터링은 입자의 농도를 실시간으로 측정할 수 없으며, 시간과 비용이 많이 소요되는 문제가 있다.Test wafer monitoring measures contamination by supplying a test wafer to a semiconductor process and then analyzing the particles attached to the test wafer. However, test wafer monitoring cannot measure particle concentrations in real time, which is a time-consuming and expensive problem.

반도체 공정 중에 입자를 모니터링하기 위한 ISPM은 미국 특허 제6906799호, 제7024950호 등 많은 특허 문헌들에 개시되어 있다. 이 특허 문헌들의 기술은 반도체 공정 등의 프로세스 챔버(Process Champer)와 펌프(Air Pump)를 연결하는 파이프라인에 입자의 측정을 위하여 광학장치를 제공하고 있다. 그러나 광학장치는 가격이 비싸기 때문에 모든 프로세스 챔버의 파이프라인에 적용하기 매우 부적합한 문제가 있다. 또한, 광학장치는 레이저빔(Laser Beam)을 통과하는 입자에 대해서만 측정할 수 있으며, 진공에서 입자의 거동에 따라 측정값이 변동되는 단점이 있다.ISPMs for monitoring particles during semiconductor processing are disclosed in a number of patent documents, including US Pat. No. 6,067,99,7024950. The technology of these patent documents provides an optical device for measuring particles in a pipeline connecting a process chamber and a pump, such as a semiconductor process. However, because optics are expensive, they are very unsuitable for application to pipelines in all process chambers. In addition, the optical device can measure only the particles passing through the laser beam, and there is a disadvantage that the measured value is changed according to the behavior of the particles in a vacuum.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 여러 가지 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 입자의 정전기적 특성을 이용하여 농도를 실시간으로 측정할 수 있는 입자 측정장치를 제공함에 있다.The present invention has been made to solve various problems of the prior art as described above, an object of the present invention is to provide a particle measuring device that can measure the concentration in real time using the electrostatic properties of the particles.

본 발명의 다른 목적은 이온들은 배제하고, 전하를 갖는 입자들 중 어느 한 극성의 입자에 대해서만 측정할 수 있는 입자 측정장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a particle measuring apparatus that can measure only particles of any polarity among particles having a charge, excluding ions.

본 발명의 또 다른 목적은 차압의 발생이 적어 저압의 파이프라인에 간편하게 연결하여 사용할 수 있는 입자 측정장치를 제공함에 있다.Still another object of the present invention is to provide a particle measuring apparatus which can be easily connected to a low pressure pipeline due to the occurrence of a differential pressure.

본 발명의 또 다른 목적은 구성이 간단하여 생산비를 절감할 수 있는 입자 측정장치를 제공함에 있다.Still another object of the present invention is to provide a particle measuring apparatus which can reduce the production cost by a simple configuration.

이와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 파이프라인에 전하를 갖는 이온들과 입자들을 포함하는 기체의 유로를 형성하도록 연결되어 있고, 기체가 유입되는 입구와 기체가 배출되는 출구를 가지며, 도체로 구성되어 있는 덕트와; 덕트의 내면에 장착되어 있고, 덕트의 입구로부터 덕트의 상류 내면이 노출되도록 그 상류단이 이격되어 있는 절연튜브와; 절연튜브의 내면에 원주 방향을 따라 간격을 두고 교번적으로 장착되어 있는 복수의 제1 및 제2 전극들과; 제1 및 제2 전극들 사이에 전기장을 형성하는 전압을 인가하도록 제1 전극들에 연결되어 있으며, 전기장은 덕트의 입구와 절연튜브의 상류단 사이에 노출되어 있는 덕트의 내면과 제2 전극들의 내면 각각에 이온들과 입자들 중 어느 한 극성을 갖는 이온들과 입자들을 부착할 수 있도록 형성되는 전원공급장치와; 제2 전극들의 전류를 측정할 수 있도록 제2 전극들에 연결되어 있는 전류측정기와; 전류측정기로부터의 전류를 프로그램에 의하여 프로세싱하여 입자들의 농도를 산출하는 컴퓨터로 이루어지는 입자 측정장치에 있다. A feature of the present invention for achieving these objects is connected to form a gas flow path comprising ions and particles having charge in the pipeline, having an inlet through which the gas is introduced and an outlet through which the gas is discharged, A duct composed of a conductor; An insulating tube mounted on an inner surface of the duct and spaced apart from an upstream end of the duct so that an upstream inner surface of the duct is exposed; A plurality of first and second electrodes alternately mounted on the inner surface of the insulating tube at intervals along the circumferential direction; It is connected to the first electrodes to apply a voltage forming an electric field between the first and second electrodes, the electric field of the inner surface of the duct and the second electrodes exposed between the inlet of the duct and the upstream end of the insulating tube. A power supply configured to attach ions and particles having either polarity to ions and particles to respective inner surfaces thereof; A current meter connected to the second electrodes to measure the current of the second electrodes; The present invention relates to a particle measuring device comprising a computer that processes a current from an ammeter by a program to calculate a concentration of particles.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들과 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.Other objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments associated with the accompanying drawings.

이하, 본 발명에 따른 입자 측정장치에 대한 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the particle measuring apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 입자 측정장치는 예를 들어 반도체 공정의 프로세스 챔버(2)와 에어펌프(4) 사이에 기체(G)의 수송을 위하여 유로 를 형성하는 파이프라인(6)에 설치된다. 반도체 공정에서 에어펌프(4)는 진공펌프가 사용되고 있다. 기체(G) 속에는 전하를 갖는 다량의 이온(e)들과 입자(P)들이 포함되어 있다. 이온(e)들은 양이온(e+)들과 음이온(e-)들로 이루어져 있으며, 입자(P)들은 양극입자(P+)들과 음극입자(P-)들로 이루어져 있다. First, referring to Figures 1 and 2, the particle measuring apparatus of the present invention, for example, a pipe for forming a flow path for transporting the gas (G) between the process chamber 2 and the air pump 4 of the semiconductor process. It is installed in the line 6. In the semiconductor process, a vacuum pump is used for the air pump 4. The gas G contains a large amount of charged ions e and particles P. Ions (e) are composed of cations (e +) and anions (e-), and particles (P) are composed of anode particles (P +) and cathode particles (P-).

본 발명의 입자 측정장치는 에어펌프(4)의 상류에 위치되어 있는 파이프라인(6)에 기체(G)의 유로를 형성하도록 연결되어 있는 덕트(Duct: 10)를 구비한다. 덕트(10)는 이온(e)들과 입자(P)들을 포함하는 기체(G)가 유입되는 입구(12)와 기체(G)가 배출되는 출구(14)를 갖는 원통형으로 구성되어 있다. 덕트(10)의 내면에 입구(12)로부터 이격되도록 걸림턱(16)이 원주 방향을 따라 형성되어 있다. 덕트(10)는 도체로 구성되어 있으며 접지선(20)에 의하여 접지되어 있다.The particle measuring apparatus of the present invention includes a duct 10 connected to the pipeline 6 located upstream of the air pump 4 so as to form a flow path of the gas G. The duct 10 has a cylindrical shape having an inlet 12 through which a gas G containing ions e and particles P enters and an outlet 14 through which the gas G flows out. A locking jaw 16 is formed along the circumferential direction to be spaced apart from the inlet 12 on the inner surface of the duct 10. The duct 10 consists of a conductor and is grounded by the ground wire 20.

덕트(10)의 내면에 기체(G)의 유로를 형성하도록 절연튜브(Insulation Tube: 30)가 장착되어 있다. 절연튜브(30)는 상류단은 덕트(10)의 걸림턱(16)에 걸려 입구(12)로부터 일정한 간격을 두고 이격되어 있다. 따라서 덕트(10)의 입구(12)와 절연튜브(30) 사이에 위치되는 덕트(10)의 상류 내면은 노출되어 이온(e)들을 포집하는 포집면(18)으로 된다. An insulation tube 30 is mounted on the inner surface of the duct 10 to form a flow path of the gas G. The upstream end of the insulating tube 30 is caught by the catching jaw 16 of the duct 10 and spaced apart from the inlet 12 at a predetermined distance. Therefore, the upstream inner surface of the duct 10 positioned between the inlet 12 of the duct 10 and the insulating tube 30 is exposed to become a trapping surface 18 for collecting ions e.

절연튜브(30)의 내면에 복수의 제1 전극(40)들과 제2 전극(50)들이 원주 방향을 따라 간격을 두고 교번적으로 장착되어 있다. 절연체(32)들은 제1 및 제2 전극(40, 50)들 사이에 절연을 위하여 각각 개재되어 있다. 도 2에 제1 및 제2 전극(40, 50)들은 두 개씩 장착되어 있는 것이 도시되어 있으나, 제1 및 제2 전극(40, 50)들의 개수는 필요에 따라 증가될 수 있다. 절연체(32)들은 절연튜브(30) 와 일체형으로 구성될 수 있다.The plurality of first electrodes 40 and the second electrodes 50 are alternately mounted on the inner surface of the insulating tube 30 at intervals along the circumferential direction. The insulators 32 are interposed for insulation between the first and second electrodes 40, 50, respectively. In FIG. 2, two first and second electrodes 40 and 50 are mounted, but the number of first and second electrodes 40 and 50 may be increased as needed. The insulators 32 may be integrally formed with the insulating tube 30.

본 발명의 입자 측정장치는 전원공급장치(Power Supply: 60), 전류측정기(70)와 데이터처리수단으로 컴퓨터(80)를 구비한다. 전원공급장치(60)는 제1 전극(40)들 각각에 전압을 인가할 수 있도록 연결되어 있으며, 접지선(20)에 의하여 덕트(10)와 공통으로 접지되어 있다. 전류측정기(70)는 제2 전극(50)들의 전류를 측정할 수 있도록 제2 전극(50)들 각각에 연결되어 있고, 접지선(20)에 의하여 덕트(10)와 공통으로 접지되어 있다. 컴퓨터(80)는 전류측정기(70)와 연결되어 있다. 컴퓨터(80)는 전류측정기(70)로부터 입력되는 전류를 프로그램에 의하여 프로세싱하여 덕트(10)를 통과하는 입자(P)들의 농도를 산출하고, 모니터(82) 등의 출력장치에 표시한다. 컴퓨터(80)는 전류측정기(70)의 전류량을 분석하여 입자의 농도를 산출하는 입자 분석기로 구성될 수 있다. The particle measuring apparatus of the present invention includes a power supply 60, a current measuring device 70 and a computer 80 as data processing means. The power supply device 60 is connected to apply voltage to each of the first electrodes 40 and is commonly grounded with the duct 10 by the ground line 20. The current meter 70 is connected to each of the second electrodes 50 so as to measure the current of the second electrodes 50, and is grounded in common with the duct 10 by the ground line 20. The computer 80 is connected to the current meter 70. The computer 80 processes the current input from the ammeter 70 by a program to calculate the concentration of the particles P passing through the duct 10 and displays it on an output device such as a monitor 82. The computer 80 may be configured as a particle analyzer that analyzes the amount of current in the ammeter 70 to calculate the concentration of particles.

지금부터는, 이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 입자 측정장치에 대한 작용을 설명한다.The operation of the particle measuring device according to the present invention having such a configuration will now be described.

도 1을 참조하면, 전원공급장치(60)의 작동에 의하여 제1 전극(40)들 각각에 전압이 인가되면, 제1 전극(40)들과 제2 전극(50)들 사이의 전압차에 의하여 덕트(10), 제1 전극(40)들과 제2 전극(50)들 사이에 전기장이 형성된다. 전원공급장치(60)와 전류측정기(70)는 공통의 접지선(20)에 의하여 덕트(10)에 접지되어 외부노이즈의 발생이 최소화된다.Referring to FIG. 1, when a voltage is applied to each of the first electrodes 40 by the operation of the power supply device 60, the voltage difference between the first electrodes 40 and the second electrodes 50 may be reduced. As a result, an electric field is formed between the duct 10, the first electrodes 40, and the second electrodes 50. The power supply 60 and the current meter 70 are grounded to the duct 10 by a common ground line 20 to minimize the occurrence of external noise.

도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 양극 전압이 제1 전극(40)들에 인가되면, 제1 전극(40)들은 양극으로 되고, 제2 전극(50)들은 음극으로 된다. 도 4에 도시되 어 있는 바와 같이, 음극 전압이 제1 전극(40)들에 인가되면, 제1 전극(40)들은 음극으로 되고, 제2 전극(50)들은 양극으로 된다. As shown in FIG. 3, when an anode voltage is applied to the first electrodes 40, the first electrodes 40 become anodes and the second electrodes 50 become cathodes. As shown in FIG. 4, when a cathode voltage is applied to the first electrodes 40, the first electrodes 40 become a cathode and the second electrodes 50 become an anode.

도 1을 다시 참조하면, 에어펌프(4)의 작동에 의하여 프로세스 챔버(2)의 기체(G)는 파이프라인(6)과 덕트(10)의 입구(12)를 통하여 덕트(10) 안으로 유입된 후 출구(14)를 향하여 흐르게 된다. 에어펌프(4)의 작동에 의하여 파이프라인(6)과 덕트(10)를 통하여 기체(G)가 배출되면서 파이프라인(6)과 덕트(10) 안은 저압으로 유지된다. 한편, 진공펌프의 작동에 의하여 기체(G)의 배출이 이루어질 경우, 파이프라인(6)과 덕트(10) 안은 진공으로 유지된다.Referring again to FIG. 1, the gas G of the process chamber 2 enters the duct 10 through the pipeline 6 and the inlet 12 of the duct 10 by the operation of the air pump 4. And then flows toward the outlet 14. As the gas G is discharged through the pipeline 6 and the duct 10 by the operation of the air pump 4, the pipeline 6 and the duct 10 are maintained at low pressure. On the other hand, when the gas (G) is discharged by the operation of the vacuum pump, the pipeline 6 and the duct 10 is maintained in a vacuum.

덕트(10)의 입구(12)를 통하여 유입되는 기체(G) 속의 이온(e)들과 입자(P)들은 제2 전극(50)들의 반경 방향으로 전기장의 전기력을 부여받으며, 기체(G)의 상대 속도에 의하여 수직 방향으로 유체저항력을 부여받는다. 제1 전극(40)들의 극성과 반대의 극성을 가진 이온(e)들과 입자(P)들은 제1 전극(40)을 향하여 거동되며, 제1 전극(40)들의 극성과 동일 극성을 가진 이온(e)들과 입자(P)들은 제1 전극(50)들 향하여 거동된다. The ions e and particles P in the gas G flowing through the inlet 12 of the duct 10 are supplied with an electric force of an electric field in the radial direction of the second electrodes 50, and the gas G The fluid velocity is given in the vertical direction by the relative velocity of. Ions (e) and particles (P) having a polarity opposite to that of the first electrodes 40 behave toward the first electrode 40 and have ions having the same polarity as the polarities of the first electrodes 40. (e) and particles P behave toward the first electrodes 50.

도 3을 참조하면, 양극 전압이 제1 전극(40)들에 인가되어 있는 경우, 전기적 이동도(Electrical Mobility)가 큰 양이온(e+)들은 전기장의 전기력에 의하여 유선(Streamline)을 따라 흐르지 못하고 입구(12)와 걸림턱(16) 사이에 노출되어 있는 덕트(10)의 포집면(18)에 부착된다. 또한, 전기적 이동도가 큰 음이온(-)들은 전기장의 전기력에 의하여 유선(Streamline)을 따라 흐르지 못하고 제1 전극(40)들의 상류 내면에 부착된다. 따라서 이온(e)들이 제2 전극(50)들의 내면에 부착되어 전류측정기(70)에 의하여 측정되는 전류량에 영향을 주는 것이 방지되고, 측정되는 전류량의 신뢰성이 향상된다.Referring to FIG. 3, when an anode voltage is applied to the first electrodes 40, cations e + having high electric mobility do not flow along the streamline due to the electric force of the electric field. It is attached to the collection surface 18 of the duct 10 exposed between the 12 and the locking step 16. In addition, the negative ions (-) having high electrical mobility do not flow along the streamline due to the electric force of the electric field, and are attached to the inner surfaces upstream of the first electrodes 40. Therefore, the ions e are prevented from being attached to the inner surfaces of the second electrodes 50 to affect the amount of current measured by the current meter 70, and the reliability of the amount of current measured is improved.

입자(P)들은 이온(e)들보다 작은 전기적 이동도를 갖는다. 따라서 양극입자(P+)들은 덕트(10)의 포집면(18)에 부착되지 않고 유선을 따라 흐르면서 전기적 이동도에 따라 크기별로 분류되어 제2 전극(50)들의 내면에 부착된다. 전기적 이동도가 큰 양극입자(P+)들은 제2 전극(50)들의 상류단과 근접하는 내면에 부착되며, 전기적 이동도가 작은 양극입자(P+)들일수록 제2 전극(50)들의 하류로 거동되어 제2 전극(50)들의 상류단과 이격되는 내면에 부착된다. Particles P have less electrical mobility than ions e. Therefore, the anode particles P + are not attached to the collecting surface 18 of the duct 10 but are classified along the electric mobility and attached to the inner surfaces of the second electrodes 50 while flowing along the wire. The positive electrode particles P + having a high electrical mobility are attached to an inner surface of the second electrode 50 near the upstream end, and the positive electrode particles P + having a small electrical mobility behave downstream of the second electrodes 50. It is attached to the inner surface spaced apart from the upstream end of the second electrode (50).

도 1과 도 2를 참조하면, 전류측정기(70)는 제2 전극(50)들에 흐르는 전류를 측정한다. 제2 전극(50)들의 내면에 부착되는 양극입자(P+)들의 개수농도에 따라 전류측정기(70)에 의하여 측정되는 전류량은 변동된다. 컴퓨터(80)는 전류측정기(70)로부터 입력되는 전류를 프로그램에 의하여 프로세싱하여 덕트(10)를 통과하는 입자(P)들의 농도를 산출하고, 모니터(82) 등의 출력장치에 표시한다. 1 and 2, the current meter 70 measures current flowing through the second electrodes 50. The amount of current measured by the current meter 70 varies depending on the number concentration of the anode particles P + attached to the inner surfaces of the second electrodes 50. The computer 80 processes the current input from the ammeter 70 by a program to calculate the concentration of the particles P passing through the duct 10 and displays it on an output device such as a monitor 82.

본 발명의 입자 측정장치는 덕트(10)의 내면에 복수의 제1 및 제2 전극(40, 50)들이 원주 방향을 따라 배치되는 구조에 의하여 유로의 단면적이 좁아지는 것이 최소화되며, 압력 손실에 의한 차압이 적게 발생되어 저압, 즉 진공에서도 입자(P)들의 농도를 정확하게 측정할 수 있다. 또한, 덕트(10) 내의 압력이 대기압으로 유지되어 있는 경우에도 입자(P)들의 정전기적 특성에 의하여 농도를 정확하게 측정할 수 있다. 본 발명의 입자 측정장치는 간단한 구성에 의하여 파이프라인(6)에 간편하게 연결하여 사용할 수 있으며, 설치 및 유지보수가 용이하여 생산성을 향상시 킬 수 있다. 특히, 반도체 공정, TFT-LCD 및 PDP 공정에 적용하여 ISPM을 최적으로 실시하고, 생산성을 향상시키는데 매우 유용하다.In the particle measuring apparatus of the present invention, the cross-sectional area of the flow path is minimized due to the structure in which the plurality of first and second electrodes 40 and 50 are disposed along the circumferential direction on the inner surface of the duct 10, and the pressure loss is minimized. Due to the low pressure difference, the concentration of the particles P can be accurately measured even at low pressure, that is, in vacuum. In addition, even when the pressure in the duct 10 is maintained at atmospheric pressure, it is possible to accurately measure the concentration by the electrostatic properties of the particles (P). The particle measuring apparatus of the present invention can be easily connected to the pipeline 6 by a simple configuration, and can be easily installed and maintained to improve productivity. In particular, it is very useful for optimally implementing ISPM and improving productivity by applying to semiconductor process, TFT-LCD and PDP process.

본 발명에 따른 입자 측정장치의 성능을 평가하기 위하여 반도체 공정에 주로 사용되는 SiO2의 입자에 의하여 다양한 실험들을 실시하였다. SiO2의 입자는 증발기(Evaporator)에 의하여 TEOS(Tetraethoxyorthosilicate, Si(OCH2(H3)4)를 50℃로 증발시킨 후, 캐리어가스(Carrier Gas)로 N2 가스를 혼합하여 800℃의 노(Furnace)에 공급하여 약 20~300nm의 크기로 제조하였다. SiO2의 입자를 포함하는 가스는 희석기(Diluter)에 의하여 희석하고, 입자들은 소프트엑스레이 충전기(Soft X-ray Charger)에 의하여 하전하였다. In order to evaluate the performance of the particle measuring apparatus according to the present invention, various experiments were conducted by SiO 2 particles mainly used in semiconductor processes. Particles of SiO 2 were evaporated by TEOS (Tetraethoxyorthosilicate, Si (OCH 2 (H 3 ) 4 )) to 50 ° C. by an evaporator, and then mixed with N 2 gas using a carrier gas. (Furnace) was prepared in a size of about 20 ~ 300nm Gas containing the particles of SiO 2 is diluted by a diluent (Diluter), the particles are charged by a Soft X-ray Charger (Soft X-ray Charger) It was.

또한, SiO2의 입자는 소프트엑스레이 충전기와 파이프라인을 통하여 연결되어 있는 본 발명의 입자 측정장치와 주사이동입자측정기(Scanning Mobility Particle Sizer, SMPS)에 각각 분배하여 측정하였다. SMPS는 미분형 이동분석기(Differential Mobility Analyzer, DMA)와 응축핵계수기(Condensation Nuclei Counter, CNC)로 구성되어 있다. 본 발명의 입자 측정장치는 작동 압력에 의한 입자의 손실을 최소화하기 위하여 진공 상태에서 측정하였고, SMPS는 대기압 상태에서 실시하였다. In addition, the particles of SiO 2 were measured by distributing to the particle measuring device and Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS) of the present invention connected through a soft X-ray charger and a pipeline, respectively. SMPS is composed of differential mobility analyzer (DMA) and condensation nuclei counter (CNC). The particle measuring apparatus of the present invention was measured in a vacuum state in order to minimize the loss of particles by the operating pressure, SMPS was carried out at atmospheric pressure.

도 3을 참조하면, 실험 1은 제1 전극(40)들에 40V를 인가하여 제2 전극(50)들에 양극입자(P+)를 부착하고, 양극입자(P+)가 부착되는 제2 전극(50)들의 전류를 측정하였다. 도 5의 그래프에는 SMPS에 의하여 측정한 입자의 개수농도(Particle Number Concentration)와 실험 1에서 측정한 양극입자(P+)의 전류량에 대한 관계를 나타냈다. 도 5의 그래프에 입자의 개수농도(#/cc)는 점으로 표시하였으며, 전류(A)의 변화는 실선으로 표시하였다. 도 5의 그래프를 보면, 입자의 개수농도와 전류량은 상관도가 매우 높은 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 3, Experiment 1 includes attaching anode particles P + to the second electrodes 50 by applying 40V to the first electrodes 40, and attaching the anode electrodes P + to the second electrodes 50. The current of 50) was measured. The graph of FIG. 5 shows the relationship between the particle number concentration measured by SMPS and the amount of current of the positive electrode particles (P +) measured in Experiment 1. In the graph of FIG. 5, the number concentration of particles (# / cc) is represented by a dot, and the change in current A is represented by a solid line. 5, it can be seen that the correlation between the number concentration of particles and the amount of current is very high.

도 4를 참조하면, 실험 2는 제1 전극(40)들에 -40V를 인가하여 제2 전극(50)들에 음극입자(P-)를 부착하고, 음극입자(P-)가 부착되는 제2 전극(50)들의 전류를 측정하였다. 도 6의 그래프에는 SMPS에 의하여 측정한 입자의 개수농도와 실험 2에서 측정한 음극입자(P-)의 전류량에 대한 관계를 나타냈다. 도 6의 그래프에 입자의 개수농도(#/cc)는 점으로 표시하였으며, 전류(A)의 변화는 실선으로 표시하였다. 도 6의 그래프를 보면, 음극입자(P-)의 개수농도와 전류량은 상관도가 매우 높은 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 4, in Experiment 2, the negative electrode particles P- are attached to the second electrodes 50 by applying -40V to the first electrodes 40, and the negative electrode particles P- are attached to the first electrodes 40. The current of the two electrodes 50 was measured. The graph of FIG. 6 shows the relationship between the number concentration of particles measured by SMPS and the amount of current of negative electrode particles (P−) measured in Experiment 2. In the graph of FIG. 6, the number concentration of particles (# / cc) is represented by a dot, and the change in current A is represented by a solid line. Looking at the graph of Figure 6, it can be seen that the correlation between the number concentration of the negative electrode particles (P-) and the amount of current is very high.

도 3을 다시 참조하면, 실험 3은 입자의 농도를 단계적으로 조절하고, 제1 전극(40)들에 40V를 인가하여 제2 전극(50)들에 양극입자(P+)를 부착하고, 양극입자(P+)가 부착되는 제2 전극(50)들의 전류를 측정하였다. 도 7의 그래프에는 SMPS에 의하여 측정한 입자의 농도(Particle Concentration)와 실험 3에서 측정한 양극입자(P+)의 전류량에 대한 관계를 나타냈다. 도 7의 그래프에 SMPS에서 입자의 농도(#/cm3)는 점으로 표시하였으며, 전류(10-13/A)의 변화는 실선으로 표시하였다. 도 7의 그래프를 보면, 양극입자(P+)의 농도와 전류량은 상관도가 매우 높은 것을 알 수 있다.Referring back to FIG. 3, Experiment 3 controls the concentration of particles in steps, attaches anode particles P + to the second electrodes 50 by applying 40 V to the first electrodes 40, and deposits anode particles. The current of the second electrodes 50 to which (P +) was attached was measured. The graph of FIG. 7 shows the relationship between the particle concentration measured by SMPS and the amount of current of the positive electrode particles (P +) measured in Experiment 3. In the graph of FIG. 7, the concentration of particles (# / cm 3 ) in SMPS is represented by a dot, and the change in current (10 −13 / A) is represented by a solid line. Looking at the graph of Figure 7, it can be seen that the correlation between the concentration of the positive electrode particles (P +) and the amount of current is very high.

이와 같이 전원공급장치(60)의 작동에 의하여 제1 전극(40)들에 전압을 인가하고, 제1 전극(40)들의 극성과 같은 극성을 갖는 입자(P)의 부착에 의하여 변화되는 제2 전극(50)들의 전류를 측정함으로써, 입자(P)의 농도를 실시간으로 측정할 수 있다. 또한, 실험 1 내지 실험 3에 의해서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 입자 측정장치에 의해서는 덕트(10) 안이 진공으로 유지되는 경우에도 입자(P)의 농도를 정확하게 측정할 수 있으며, 차압의 발생이 적어 저압의 파이프라인(6)에 간편하게 연결하여 사용할 수 있다. As such, a voltage is applied to the first electrodes 40 by the operation of the power supply device 60, and the second change is caused by the attachment of particles P having the same polarity as the polarities of the first electrodes 40. By measuring the current of the electrodes 50, the concentration of the particles P can be measured in real time. In addition, as can be seen from the experiments 1 to 3, the particle measuring apparatus of the present invention can accurately measure the concentration of the particles P even when the inside of the duct 10 is maintained in a vacuum. It can be easily connected to the low pressure pipeline 6 due to the low generation.

이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다. The embodiments described above are merely illustrative of the preferred embodiments of the present invention, the scope of the present invention is not limited to the described embodiments, those skilled in the art within the spirit and claims of the present invention It will be understood that various changes, modifications, or substitutions may be made thereto, and such embodiments are to be understood as being within the scope of the present invention.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 입자 측정장치에 의하면, 복수의 전극들에 인가되는 전압의 극성과 동일 극성을 갖는 입자의 정전기적 특성을 이용하여 이온들은 배제하고 입자의 농도를 실시간으로 정확하게 측정할 수 있다. 또한, 차압의 발생이 적어 저압의 파이프라인에 간편하게 연결하여 사용할 수 있고, 구성이 간단하여 생산비를 절감할 수 있으며, 반도체 공정, TFT-LCD 및 PDP 공정에 적용하여 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. As described above, according to the particle measuring apparatus according to the present invention, by using the electrostatic properties of particles having the same polarity as the polarity of the voltage applied to the plurality of electrodes, the ion concentration is excluded and the particle concentration is accurately measured in real time. can do. In addition, it is easy to connect to low-pressure pipelines because of the low differential pressure, and to reduce the production cost due to the simple configuration, and to improve productivity by applying to semiconductor process, TFT-LCD and PDP process have.

Claims (3)

파이프라인에 전하를 갖는 이온들과 입자들을 포함하는 기체의 유로를 형성하도록 연결되어 있고, 상기 기체가 유입되는 입구와 상기 기체가 배출되는 출구를 가지며, 도체로 구성되어 있는 덕트와;A duct connected to a pipeline to form a gas flow path including ions and particles having charges, the inlet through which the gas flows in and the outlet through which the gas flows out; 상기 덕트의 내면에 장착되어 있고, 상기 덕트의 입구로부터 상기 덕트의 상류 내면이 노출되도록 그 상류단이 이격되어 있는 절연튜브와;An insulating tube mounted on an inner surface of the duct and spaced apart from an upstream end thereof so that an upstream inner surface of the duct is exposed from an inlet of the duct; 상기 절연튜브의 내면에 원주 방향을 따라 간격을 두고 교번적으로 장착되어 있는 복수의 제1 및 제2 전극들과;A plurality of first and second electrodes alternately mounted on an inner surface of the insulating tube at intervals along the circumferential direction; 상기 제1 및 제2 전극들 사이에 전기장을 형성하는 전압을 인가하도록 상기 제1 전극들에 연결되어 있으며, 상기 전기장은 상기 덕트의 입구와 상기 절연튜브의 상류단 사이에 노출되어 있는 상기 덕트의 내면과 상기 제2 전극들의 내면 각각에 상기 이온들과 상기 입자들 중 어느 한 극성을 갖는 이온들과 입자들을 부착할 수 있도록 형성되는 전원공급장치와;A connection between the first electrodes to apply a voltage forming an electric field between the first and second electrodes, the electric field being exposed between an inlet of the duct and an upstream end of the insulating tube. A power supply configured to attach ions and particles having one polarity among the ions and the particles to inner surfaces and inner surfaces of the second electrodes, respectively; 상기 제2 전극들의 전류를 측정할 수 있도록 상기 제2 전극들에 연결되어 있는 전류측정기와;A current meter connected to the second electrodes to measure currents of the second electrodes; 상기 전류측정기로부터의 전류를 프로그램에 의하여 프로세싱하여 상기 입자들의 농도를 산출하는 컴퓨터로 이루어지는 입자 측정장치.And a computer for processing the current from the ammeter by a program to calculate the concentration of the particles. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 전극들 사이에 절연을 위하여 복수의 절 연체들이 각각 개재되어 있으며, 상기 덕트의 내면에 상기 입구로부터 이격되도록 걸림턱이 형성되어 있고, 상기 절연튜브의 상류단은 상기 걸림턱에 걸려 있는 입자 측정장치.The insulating tube of claim 1, wherein a plurality of insulation bodies are interposed between the first and second electrodes to insulate each other, and a locking step is formed on an inner surface of the duct to be spaced apart from the inlet. The upstream end is a particle measuring device hanging on the locking jaw. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 덕트, 상기 전원공급장치와 상기 전류측정기는 접지선에 의하여 공통으로 접지되어 있는 입자 측정장치.The particle measuring device of claim 1, wherein the duct, the power supply, and the current meter are commonly grounded by a ground line.
KR1020070042396A 2007-04-23 2007-05-01 Particle measuring apparatus KR100834037B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070042396A KR100834037B1 (en) 2007-05-01 2007-05-01 Particle measuring apparatus
PCT/KR2008/002167 WO2008130135A1 (en) 2007-04-23 2008-04-17 Particle measuring apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070042396A KR100834037B1 (en) 2007-05-01 2007-05-01 Particle measuring apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100834037B1 true KR100834037B1 (en) 2008-05-30

Family

ID=39665767

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070042396A KR100834037B1 (en) 2007-04-23 2007-05-01 Particle measuring apparatus

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100834037B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101585026B1 (en) 2013-09-27 2016-01-13 주식회사 이엘 Deflector Assembly Structure of a Particle Measuring Apparatus
CN105717001A (en) * 2016-01-05 2016-06-29 南京大学（苏州）高新技术研究院 Characterization method of atmospheric solid particulate matter [PM 2.5] indexes measured according to conductivity

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6828794B2 (en) 2002-10-24 2004-12-07 Cambustion Limited Electrostatic particle measurement

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6828794B2 (en) 2002-10-24 2004-12-07 Cambustion Limited Electrostatic particle measurement

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101585026B1 (en) 2013-09-27 2016-01-13 주식회사 이엘 Deflector Assembly Structure of a Particle Measuring Apparatus
CN105717001A (en) * 2016-01-05 2016-06-29 南京大学（苏州）高新技术研究院 Characterization method of atmospheric solid particulate matter [PM 2.5] indexes measured according to conductivity

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9564302B2 (en) Contamination filter for mass spectrometer
KR100834036B1 (en) Particle measuring apparatus
US20160370320A1 (en) A method for obtaining aerosol particle size distributions
CN105651855A (en) A discharge ionization current detector
US7375317B2 (en) Ion drift-chemical ionization mass spectrometry
JPH0854373A (en) Ionic-mobility spectrometer
JPH06310091A (en) Atmospheric pressure ionization mass spectrometer
CN109187289B (en) System and method for measuring aerosol electric mobility particle size spectrum
US20170153172A1 (en) Particle concentration mechanism, particle measuring device, and substrate processing apparatus including particle measuring device
KR102325810B1 (en) Gas analysis via inverted magnetron source
US20070278398A1 (en) Ion mobility spectrometry waveform
US9824874B2 (en) Ion funnel device
KR100830221B1 (en) Particle measuring apparatus
KR100830220B1 (en) Particle measuring apparatus
KR100834037B1 (en) Particle measuring apparatus
JP6157621B2 (en) Ion mobility separator
US7855868B2 (en) Aerosol charge neutralizing device
CN113484402B (en) Planar differential electromigration analyzer-mass spectrum combined system and analysis method
US20190178841A1 (en) Ion Analysis Device
CN104851774A (en) Micro-fluidic three-dimensional focusing technology based nitrogen purging high-resolution mass spectrum electrospray ionization source and mass spectrum detection method
CA2668477A1 (en) Faims ion mobility spectrometer with multiple doping
Manard et al. Differential mobility spectrometry/mass spectrometry: The design of a new mass spectrometer for real-time chemical analysis in the field
CN104934287B (en) A kind of low field difference ionic migration spectrometer and its substance detecting method
US20090166526A1 (en) Method of and Equipment for Measuring Ionic Mobility
US20180266990A1 (en) Ion selecting device for identification of ions in gaseous media

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130111

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140106

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150313

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee