KR101547167B1 - 가스 시료의 메탈에 대한 온라인 모니터링 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가스 시료의 메탈에 대한 온라인 모니터링 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게 반도체 공정에서 사용되는 가스의 공급 배관 또는 클린룸의 사이트에 직접 연결되고, 정량의 흡수액 챔버를 이용하여 정량의 흡수액을 샘플링 챔버로 이송시키며, 흡수액을 통해 샘플링 챔버에서 가스 또는 대기 내 메탈이 포집되도록 함으로써, 가스의 순도 또는 클린룸의 대기 질을 안정적이고, 실시간으로 측정 가능한 가스 시료의 메탈에 대한 온라인 모니터링 시스템을 제공하는 것이다.
Description
본 발명은 가스 시료의 메탈에 대한 온라인 모니터링 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게 반도체 공정에서 사용되는 가스의 공급 배관 또는 클린룸의 사이트에 직접 연결되고, 정량의 흡수액 챔버를 이용하여 정량의 흡수액을 샘플링 챔버로 이송시키며, 흡수액을 통해 샘플링 챔버에서 가스 또는 대기 내 메탈이 포집되도록 함으로써, 가스의 순도 또는 클린룸의 대기 질을 안정적이고, 실시간으로 측정 가능한 가스 시료의 메탈에 대한 온라인 모니터링 시스템을 제공하는 것이다.
최근 반도체 소자가 고집적화됨에 따라 패턴의 크기 및 패턴들 사이의 간격이 매우 작아지고 있다. 이와 같이, 반도체 제조 공정이 고집적화가 되어감에 따라, 고집적화된 반도체 디바이스는 미세한 파티클에 의해서도 동작 불량이 발생하므로 제조 설비에 공급되는 벌크 가스(bulk gas)의 품질은 수율을 향상시키는 매우 중요한 요인 중 하나이다.
즉, 다양한 제조 공정 동안 Bulk gas의 오염은 반도체 불량의 원인이 될 수 있다. 제조 공정 중 벌크 가스는 배관 공사의 실수, 배관의 변질, 공급원의 오염 등에 의해 오염될 수 있다.
종래에는 벌크 가스의 프로세스 흐름에서 메탈(Metal)을 모니터링 하기 위해 작업자 또는 분석 설비의 숙련자가 직접 웨이퍼 등의 표면 위에 내려앉은 메탈 또는 파티클을 산성 용매에 용해시켜 샘플링하고, In-line에서 숙련자가 검량선을 그려 분석을 진행했다.
그러나 이러한 모니터링 방법은 측정 결과를 얻는데 상당한 시간이 소비되며, 시료를 직접 채취하기 때문에 결과가 나오기 전까지 시료는 오염에 노출된 상태라는 문제점이 있다.
또한, 측정자마다의 측정 오차가 발생될 수 있으며, 새로운 시료가 발생될 경우 새로운 검량선이 필요하다는 번거로움이 있으며, 극미량 분석의 경우, 매우 관리가 잘되는 클린룸에서만 가능하다는 단점이 있었다.
아울러, 위와 같이 채취된 시료는 Peristalsis pump를 이용하여 주입될 경우 주입되는 유량이 일정하지 않고, Syringe pump를 이용하여 주입될 경우 시료의 연속성이 없고, 오염에 노출 가능성이 높다는 문제점이 있었다.
이에 따라, 벌크 가스 및 대기의 메탈 순도를 정확하게 모니터링 하기 위해 시료가 오염에 노출되지 않아야 하며, 실시간 분석이 가능한 모니터링 시스템의 개발이 필요한 실정이다.
한편, 이와 관련된 선행특허로는 국내공개특허 제2007-0080508호(공개일 2007.08.10, 명칭 : 파티클 측정장치)가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 반도체 공정에서 사용되는 벌크 가스의 공급 배관 또는 클린룸의 사이트에 직접 연결되고, 정량의 흡수액 챔버를 이용하여 정량의 흡수액을 샘플링 챔버로 이송시키며, 흡수액을 통해 샘플링 챔버에서 벌크 가스 또는 대기 내 메탈이 포집되도록 함으로써, 벌크 가스의 순도 또는 클린룸의 대기 질을 안정적이고, 실시간으로 측정 가능한 가스 시료의 메탈에 대한 온라인 모니터링 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 가스 시료의 메탈에 대한 온라인 모니터링 시스템은 가스 시료 및 대기 내 포함된 메탈이나 파티클의 농도를 측정하여 오염도를 측정하는 가스 시료의 메탈에 대한 온라인 모니터링 시스템(1)에 있어서, 일정 용량을 갖는 흡수액 챔버(100) 내에 초순수와 용액이 혼합되어 흡수액이 제조되며, 제조된 흡수액이 가스 압력에 의해 샘플링 챔버(200)로 이송되어 벌크 가스 또는 대기로 이루어진 시료가 포집된 후, 일정한 가스 압력으로 시료가 분석부(500)로 이송되어 분석되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가스 시료의 메탈에 대한 온라인 모니터링 시스템(1)은 초순수가 유입되는 제1초순수유입부(110)와, 필터(330)를 거친 가스가 유입되는 제1가스유입부(120)와, 제1시린지펌프(131)와 연결되어 용액이 유입되는 용액유입부(132)와, 초순수가 배출되는 제1배수부(140)와, 제조된 흡수액이 배출되는 흡수액배출부(150)를 포함하여 형성되는 일정 용량의 흡수액 챔버(100); 및 상기 흡수액배출부(150)와 연결되는 흡수액유입부(210)와, 가스 또는 대기가 유입되는 시료유입부(220)와, 시료가 흡수액에 포집될 때 발생되는 가스가 배출되는 가스배출부(230)와, 필터(330)를 거친 가스가 유입되는 제2가스유입부(240)와, 흡수액 또는 초순수가 배출되는 제2배수부(250)와, 포집된 시료 또는 초순수가 배출되는 시료배출부(260)를 포함하여 형성되는 샘플링 챔버(200); 를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가스 시료의 메탈에 대한 온라인 모니터링 시스템(1)은 상기 샘플링챔버를 통과한 시료가 유동되는 유동관(350)에 표준용액을 공급하는 제2시린지펌프(410); 상기 유동관(350)에 세정용매를 공급하는 제3시린지펌프(420); 상기 유동관(350)의 단부에 연결되며, 상기 유동관(350)에 유동되는 시료를 흡입하여 오염도 또는 순도를 측정하는 분석부(500); 상기 유동관(350)이 상기 분석부(500) 전단에서 분기되어 형성되며, 시료 또는 초순수가 배출되는 제3배수부(600); 를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가스 시료의 메탈에 대한 온라인 모니터링 시스템(1)은 상기 제2시린지펌프(410) 및 제3시린지펌프(420)의 전단에 위치한 상기 유동관(350)에 연결되어 형성되며, 초순수가 공급되는 제2초순수유입부(800)를 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 샘플링 챔버는 상기 가스배출부(230), 제2가스유입부(240) 및 제2배수부(250)가 하나의 이송관(340)에 연결되도록 조절하는 매니폴드(900)를 포함하여 형성되며, 흡수액 또는 초순수가 배출되는 제4배수부(270)를 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 가스 시료의 메탈에 대한 온라인 모니터링 시스템은 반도체 공정에서 사용되는 가스의 공급 배관 또는 클린룸의 사이트에 직접 연결되고, 정량의 흡수액 챔버를 이용하여 정량의 흡수액을 샘플링 챔버로 이송시키며, 흡수액을 통해 샘플링 챔버에서 가스 또는 대기 내 메탈이 포집되도록 함으로써, 가스의 순도 또는 클린룸의 대기 질을 안정적이고, 실시간으로 측정할 수 있다는 장점이 있다.
다시 말해, 본 발명은 흡수액 챔버를 사용하여 일정 농도와 정량의 흡수액 제조가 가능하며, 사람이 직접 제조하지 않아 오염도를 최소화시켰으며, 이를 통해 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 흡수액 챔버 내에 제조된 흡수액이 필터를 거친 오염되지 않은 가스의 일정 압력으로 샘플링 챔버에 채워지고, 표준용액의 농도가 자동으로 변화되면서 검량선이 그려질 수 있어, 샘플링 및 분석이 모두 자동으로 수행될 수 있고, 실시간 측정이 가능하다.
또, 본 발명은 표준용액을 이용하여 검량선을 작성할 때에도, 고농도의 표준 용액을 사용하기 때문에 표준용액의 오염성을 장기적으로 배제할 수 있으며, 시린지펌프에 의한 유속 변화로 인해 고농도의 표준용액이 초순수에 자동 희석됨으로써, 하나의 고농도 표준용액으로 다양한 농도의 캘리브레이션이 가능하다.
아울러, 본 발명은 유동관에 세정용액이 공급되어 시료가 유입되는 영역과 분석부의 클리닝이 가능할 뿐만 아니라, 초순수의 연속 흐름으로 유동관 및 분석 장치의 오염도를 최소화할 수 있으며, 측정 농도의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 가스 시료의 메탈에 대한 온라인 모니터링 시스템은 벌크 가스 및 대기의 실시간 모니터링과 극미량 측정이 가능하며, 정확한 결과를 단시간 내에 자동 및 연속적으로 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 가스 시료의 메탈에 대한 온라인 모니터링 시스템을 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 또 다른 가스 시료의 메탈에 대한 온라인 모니터링 시스템을 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 또 다른 가스 시료의 메탈에 대한 온라인 모니터링 시스템을 나타낸 구성도.
이하, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 가스 시료의 메탈에 대한 온라인 모니터링 시스템을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 가스 시료의 메탈에 대한 온라인 모니터링 시스템(1)은 가스 시료 내 포함된 메탈이나 파티클의 농도를 측정하여 오염도를 측정하는 일련의 과정이 모두 자동화된 시스템이다.
특히, 본 발명은 일정 용량을 갖는 흡수액 챔버(100) 내에 초순수와 산 용액, 또는 염기성 용액, 유기 용매와 같은 액체와 혼합되어 흡수액이 제조되며, 제조된 흡수액이 가스 압력에 의해 샘플링 챔버(200)로 이송되어 가스 또는 대기로 이루어진 가스 시료가 포집된 후, 분석부(500)로 이송되어 분석되는 것을 특징으로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 크게, 흡수액 챔버(100), 샘플링 챔버(200), 제2시린지펌프(410), 제3시린지펌프(420), 분석부(500) 및 제3배수부(600)를 포함하여 형성된다.
먼저, 상기 흡수액 챔버(100)는 일정 용량을 갖도록 형성된 챔버로서, 초순수가 유입되는 제1초순수유입부(110)와, 필터(330)를 거친 가스가 유입되는 제1가스유입부(120)와, 제1시린지펌프(131)와 연결되어 산 용액, 또는 염기성 용액 또는 유기 용매 등이 유입되는 용액유입부(132)와, 초순수가 배출되는 제1배수부(140)와, 제조된 흡수액이 배출되는 흡수액배출부(150)를 포함하여 형성된다.
상기 흡수액 챔버(100)에서는 상기 제1초순수유입부(110)에서 유입되는 일정량의 초순수와, 상기 용액유입부(132)로부터 유입되는 산 용액, 또는 염기성 용액 또는 유기 용매 등이 혼합되어 일정 농도의 흡수액이 제조된다.
이때, 상기 용액유입부(132)는 다중 포트 밸브를 통해 산 용액, 염기성 용액 또는 유기 용매가 저장된 용기와 연결되어, 다중 포트 밸브의 조절에 의해 흡수액 챔버(100)로 유입될 용액의 종류가 조절될 수 있다.
이때, 상기 제1초순수유입부(110)에는 제어부(700)와 연결된 제어밸브(310)가 연결되어, 상기 제어부(700)에 의해 초순수 유입량이 제어되며, 이를 통해 흡수액의 농도가 자동으로 조절될 수 있다.
상기 제1가스유입부(120)에서 유입되는 가스는 필터(330)를 거쳐 오염되지 않은 상태의 가스로, 상기 흡수액 챔버(100) 내에 저장된 흡수액이 가스 압력에 의해 상기 샘플링 챔버(200)로 이송될 수 있도록 한다.
상기 제1배수부(140)는 상기 흡수액 챔버(100)를 클리닝하기 위해 상기 제1초순수유입부(110)로부터 공급된 초순수가 배출될 수 있도록 한다.
이때, 상기 제1가스유입부(120), 제1배수부(140) 및 흡수액배출부(150)에도 제어밸브(310)가 연결되어 상기 제어부(700)에 의해 동작이 자동으로 제어된다.
상기 흡수액 챔버(100)에서 흡수액 제조가 완료되거나, 상기 제1초순수유입부(110)를 통해 유입된 초순수가 상기 샘플링 챔버(200) 클리닝을 위해 이송될 경우, 상기 흡수액배출부(150)에 연결된 제어밸브(310)가 개방되어 흡수액 또는 초순수가 상기 샘플링 챔버(200)로 이송되도록 한다.
상기 샘플링 챔버(200)는 상기 흡수액 챔버(100)와 마찬가지로, 일정 용량을 갖도록 형성된 챔버로서, 상기 흡수액배출부(150)와 연결되는 흡수액유입부(210)와, 가스 또는 대기가 유입되는 시료유입부(220)와, 시료가 흡수액에 포집될 때 발생되는 가스가 배출되는 가스배출부(230)와, 필터(330)를 거친 가스가 유입되는 제2가스유입부(240)와, 흡수액 또는 초순수가 배출되는 제2배수부(250)와, 포집된 시료 또는 초순수가 배출되는 시료배출부(260)를 포함하여 형성된다.
상기 흡수액유입부(210)는 상기 흡수액배출부(150)와 연결되는 것으로, 상기 흡수액 챔버(100)에서 제조된 흡수액 또는 상기 제1초순수유입부(110)를 통해 유입된 초순수가 유입되는 통로이다.
상기 시료유입부(220)는 반도체 공정에서 사용되는 벌크 가스의 공급 배관 또는 클린룸의 사이트에 직접 연결되어, 분석을 위한 시료인 가스 또는 대기가 유입된다.
상기 제2가스유입부(240)는 상기 제1가스유입부(120)와 마찬가지로 필터(330)를 거친 오염되지 않은 상태의 가스가 유입되는 것으로, 클리닝을 위한 초순수를 배수시키거나, 시료를 분석하기 위한 시료배출부(260)까지 이송시키는 역할을 한다.
이때, 상기 샘플링 챔버(200)는 유로가 간결하게 구성될 수 있도록 상기 가스배출부(230), 제2가스유입부(240) 및 제2배수부(250)가 하나의 이송관(340)에 연결되도록 조절하는 매니폴드를 포함하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 가스배출부(230), 제2가스유입부(240) 및 제2배수부(250)에는 제어밸브(310)가 연결되어 상기 제어부(700)에 의해 개폐가 조절될 수 있다.
상기 샘플링 챔버(200)의 클리닝을 마친 초순수가 배출되기 위해 상기 제1가스유입부(120)의 제어밸브가 개방되고 제2배수부(250)의 제어밸브가 개방되어 초순수가 배수된다.
또 다른 실시예로, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가스 시료의 메탈에 대한 온라인 모니터링 시스템(1)은 캘리브레이션과 유동관 및 분석 유로 내 세정을 위해 제2시린지펌프(410) 및 제3시린지펌프(420)를 더 포함하여 형성될 수 있다.
또, 본 발명에 따른 가스 시료의 메탈에 대한 온라인 모니터링 시스템(1)은 상기 제2시린지펌프(410) 및 제3시린지펌프(420)의 전단에 위치한 상기 유동관(350)에 연결되어 형성되며, 초순수가 공급되는 제2초순수유입부(800)를 더 포함하여 형성될 수 있다.
상기 제2초순수유입부(800)를 통해 공급되는 초순수는 검량선을 작성하는데 사용될 수도 있고, 검량선을 작성할 때뿐만 아니라, 연속적으로 공급되어 분석 유로의 오염도를 최소화한다.
상기 제2시린지펌프(410)는 상기 제2초순수유입부(800)를 통해 공급된 초순수가 유동되는 유동관(350)에 표준용액을 공급하는 것으로, 캘리브레이션 시 사용되는 표준용액이 다양한 농도로 공급될 수 있도록 한다.
상기 제2시린지펌프(410)에서 공급되는 표준용매는 수십 ppb 단위의 고농도 표준용액인 것이 바람직한데, 고농도의 표준용액일 경우, 내ㆍ외부의 오염원에 의한 오염이 발생되더라도, 전체적으로 봤을 때 농도의 오차가 매우 적기 때문에 장기적으로 오염성을 배제할 수 있기 때문이다.
본 발명에 따른 가스 시료의 메탈에 대한 온라인 모니터링 시스템(1)은 분석 전 검량선을 작성하기 위해 표준용액의 농도를 변화시켜가며 농도를 측정하는 과정을 거치게 되는데, 표준용액의 농도변화는 상기 제2시린지펌프(410)의 유속 차이에 의해 이루어질 수 있으며, 상기 유동관(350) 내에 유동되는 초순수의 유량과 상기 제2시린지펌프(410)에서 공급되는 표준용액의 유량에 따라 농도가 조절될 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 가스 시료의 메탈에 대한 온라인 모니터링 시스템(1)은 하나의 고농도 표준용액으로 여러 가지 농도를 측정하여 자동으로 캘리브레이션이 가능하다.
상기 제3시린지펌프(420)는 상기 유동관(350)에 세정용액을 공급하는 것으로, 상기 유동관(350)은 물론 후술되는 분석부(500)의 설비 내부가 클리닝되도록 함으로써, 분석 결과의 신뢰성을 높일 수 있다.
이때, 상기 세정용액은 질산일 수 있으며, 질산이 저장된 저장소와 상기 제3시린지펌프(420)가 연결되어, 상기 제3시린지펌프(420)의 펌핑 동작에 의해 상기 유동관(350) 내부로 공급된다.
도 1을 참고로 설명하면, 본 발명에 따른 가스 시료의 메탈에 대한 온라인 모니터링 시스템(1)은 상기 유동관(350) 일정영역에 상기 제2시린지펌프(410) 및 제3시린지펌프(420)가 연결되고, 클리닝 모드 또는 캘리브레이션 모드인지에 따라 적절하게 상기 제2시린지펌프(410) 또는 제3시린지펌프(420)가 동작될 수 있다.
이때, 상기 제2시린지펌프(410) 및 제3시린지펌프(420)는 동시에 동작되지 않아야 하며, 상기 제3시린지펌프(420)에 의한 클리닝 모드는 미리 설정해놓은 주기에 따라 자동으로 수행되거나, 필요에 따라 수동으로 수행될 수도 있다.
또한, 상기 제3시린지펌프(420)에 의한 클리닝 모드에서는 상기 시료배출부(260)의 제어밸브(310)를 폐쇄시켜 흡수액이 상기 유동된 내로 유입되지 않도록 한 다음, 상기 제3시린지펌프(420)를 동작시키고, 질산이 유입되도록 하여 유동관(350) 내부 또는 분석부(500) 내부에 흡착된 물질이 제거되도록 한다.
특히, 본 발명에 따른 가스 시료의 메탈에 대한 온라인 모니터링 시스템(1)은 극미량 측정 시에, 일부 원소가 흡착될 수 있는데, 이 경우 상기 제3시린지펌프(420)에서 공급된 질산으로 시스템 내부에 흡착되는 메탈(metal)을 클리닝 하여 측정 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 분석부(500)는 상기 유동관(350)의 단부에 연결되며 상기 유동관(350)에 유동되는 시료를 흡입하여 오염도 또는 순도를 측정하는 것으로, 초순수가 연속적으로 흐르는 상태에서 아스피레이터(Aspirator) 방식으로 시료를 흡입하여 내부에 분무시키며, 분무된 시료 내에 포함된 메탈(metal)을 분석하여 시료의 순도 또는 오염도를 측정하게 된다.
상기 분석부(500)는 ICP-MS(inductively coupled plasma mass spectroscopy)일 수도 있으며, ICP-OES(inductively coupled plasma optical emission spectroscopy)일 수도 있다.
상기 제3배수부(600)는 상기 유동관(350)이 상기 분석부(500) 전단에서 분기되어 형성되며, 분석이 필요하지 않은 시료나, 초순수가 외부로 배출되도록 한다.
본 발명에 따른 가스 시료의 메탈에 대한 온라인 모니터링 시스템(1)은 상기 제1초순수유입부(110), 제1가스유입부(120), 제2가스유입부(240), 시료유입부(220), 제2초순수유입부(800)에 유입되는 가스나 초순수의 유량을 일정하게 유지시키는 레귤레이터(320)를 더 포함하여 형성될 수 있다.
상기 제1가스유입부(120) 및 제2가스유입부(240)에는 상기 제어밸브(310) 전단에 위치한 이송관(340)에 필터(330)가 더 구비되며, 상기 필터(330) 및 제어밸브(310) 사이에 레귤레이터(320)가 구비되어, 필터(330)를 거쳐 오염되지 않은 상태의 가스 유량이 상기 레귤레이터(320)에 의해 조절될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
도 1을 참고로 하여 본 발명에 따른 가스 시료의 메탈에 대한 온라인 모니터링 시스템(1)이 동작되는 과정을 설명하면,
초순수에 의해 흡수액 챔버(100) 및 샘플링 챔버(200)를 클리닝하는 경우, 상기 제1초순수유입부(110)의 제어밸브(310)와, 제1배수부(140)의 제어밸브를 개방 시켜 흡수액 챔버(100)에 초순수가 가득 채워진 후 제1배수부(140)의 제어밸브를 닫고, 흡수액 배출부(150)의 제어밸브와 제2배수부(250)의 제어밸브를 개방하여 상기 흡수액 챔버(100) 및 샘플링 챔버(200)를 클리닝한다. 상기 제4배수부(270)를 통해 초순수를 배출시킨다.
흡수액을 제조하여 가스 및 대기로 이루어진 시료의 오염도를 측정하고자 하는 경우, 상기 제1초순수유입부(110)를 통해 공급된 초순수와 제1시린지펌프(131)를 통해 공급된 강산 용액이 일정 비율로 혼합되어 흡수액이 제조되며, 상기 제1가스유입부(120)를 통해 공급된 가스에 의해 흡수액이 상기 샘플링 챔버(200)로 이송된다.
이후, 상기 시료유입부(220)를 통해 공급된 시료가 상기 샘플링 챔버(200) 내로 공급되어 시료가 흡수액에 포집된 후, 상기 시료배출부(260)를 통해 유동관(350)으로 배출된다.
분석 전에 캘리브레이션을 통한 검량선을 작성하고자 한다면, 상기 제2시린지펌프(410)의 유속을 조절하며 다양한 농도의 표준용액이 상기 유동관(350) 상이 유동되는 제2초순수유입부(800)의 초순수에 혼합되어 희석된 다음, 상기 분석부(500)로 유입되어 농도가 측정된다.
이러한 과정을 통해 검량선이 작성되면, 시료의 오염도 또는 순도가 측정된다.
상기 분석부(500)는 상기 유동관(350) 내에 공급되는 시료를 흡입하여 내부에 분무시킴으로써, 분무된 시료의 오염도 또는 순도를 측정하게 된다.
이때, 상기 분석부(500)에서 aspirator 방식으로 시료를 끌어 내부에 분무시키고 난 나머지 시료는 상기 배수관(600)을 통해 외부로 배출된다.
또한, 본 발명에 따른 가스 시료의 메탈에 대한 온라인 모니터링 시스템(1)은 주기적으로, 또는 수동적으로 필요한 시점에 상기 제3시린지펌프(420)를 작동시켜 상기 유동관(350) 내부에 세정용액이 공급되도록 함으로써, 유동관(350)뿐만 아니라, 상기 분석부(500) 내부에 흡착된 물질이 제거되도록 한다.
한편, 상기 시료유입부(220)를 통해 공급된 시료가 생산 공정에서 사용되는 가스일 경우, 가스는 가압 상태라서 압력과 유량을 조절하여 샘플링을 수행하지만, 대기는 가압 상태가 아니므로 별도의 시료 포집 수단이 필요하다.
이 경우, 본 발명은 상기 시료배출부(260)에 에어펌프(280)가 더 구비되어, 에어 펌프에 의한 압력에 의해 일정한 유량으로 대기 상태 메탈을 포집할 수 있도록 한다.
본 발명의 특징을 다시 한 번 정리하면, 본 발명은 반도체 공정에서 사용되는 벌크 가스의 공급 배관 또는 클린룸의 사이트에 직접 연결되고, 정량의 흡수액 챔버(100)를 이용하여 정량의 흡수액을 샘플링 챔버(200)로 이송시키며, 흡수액을 통해 샘플링 챔버(200)에서 가스 또는 대기 내 메탈이 포집되도록 함으로써, 가스의 순도 또는 클린룸의 대기 질을 안정적이고, 실시간으로 측정할 수 있다.
다시 말해, 본 발명은 흡수액 챔버(100)를 사용하여 일정 농도와 정량의 흡수액 제조가 가능하며, 사람이 직접 제조하지 않아 오염도를 최소화시켰으며, 이를 통해 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 흡수액 챔버(100) 내에 제조된 흡수액이 필터(330)를 거친 오염되지 않은 가스의 일정 압력으로 샘플링 챔버(200)에 채워지고, 표준용액의 농도가 자동으로 변화되면서 검량선이 그려질 수 있어, 샘플링 및 분석이 모두 자동으로 수행될 수 있고, 실시간 측정이 가능하다.
아울러, 본 발명은 표준용액을 이용하여 검량선을 작성할 때에도, 고농도의 표준 용액을 사용하기 때문에 표준용액의 오염성을 장기적으로 배제할 수 있으며, 시린지펌프에 의한 유속 변화로 인해 고농도의 표준용액이 초순수에 자동 희석됨으로써, 하나의 고농도 표준용액으로 다양한 농도의 캘리브레이션이 가능하다.
또, 본 발명은 유동관(350)에 세정용액이 공급되어 시료가 유입되는 영역과 분석부(500)의 클리닝이 가능할 뿐만 아니라, 초순수의 연속 흐름으로 유동관(350) 및 분석 장치의 오염도를 최소화할 수 있으며, 측정 농도의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 가스 시료의 메탈에 대한 온라인 모니터링 시스템(1)은 가스 및 대기의 실시간 모니터링과 극미량 측정이 가능하며, 정확한 결과를 단시간 내에 자동 및 연속적으로 얻을 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1 : 가스 시료의 메탈에 대한 온라인 모니터링 시스템
100 : 흡수액 챔버
110 : 제1초순수유입부 120 : 제1가스유입부
131 : 제1시린지펌프 132 : 강산유입부
140 : 제1배수부 150 : 흡수액배출부
200 : 샘플링 챔버
210 : 흡수액유입부 220 : 시료유입부
230 : 가스배출부 240 : 제2가스유입부
250 : 제2배수부 260 : 시료배출부
270 : 제4배수부 280 : 에어 펌프
310 : 제어밸브 320 : 레귤레이터
330 : 필터 340 : 이송관
350 : 유동관
410 : 제2시린지펌프 420 : 제3시린지펌프
500 : 분석부
600 : 제3배수부
700 : 제어부
800 : 제2초순수유입부
900 : 매니폴드
100 : 흡수액 챔버
110 : 제1초순수유입부 120 : 제1가스유입부
131 : 제1시린지펌프 132 : 강산유입부
140 : 제1배수부 150 : 흡수액배출부
200 : 샘플링 챔버
210 : 흡수액유입부 220 : 시료유입부
230 : 가스배출부 240 : 제2가스유입부
250 : 제2배수부 260 : 시료배출부
270 : 제4배수부 280 : 에어 펌프
310 : 제어밸브 320 : 레귤레이터
330 : 필터 340 : 이송관
350 : 유동관
410 : 제2시린지펌프 420 : 제3시린지펌프
500 : 분석부
600 : 제3배수부
700 : 제어부
800 : 제2초순수유입부
900 : 매니폴드
Claims (5)
- 가스 및 대기 내 포함된 메탈이나 파티클의 농도를 측정하여 오염도를 측정하는 가스 시료의 메탈에 대한 온라인 모니터링 시스템(1)에 있어서,
초순수가 유입되는 제1초순수유입부(110)와, 필터(330)를 거친 가스가 유입되는 제1가스유입부(120)와, 제1시린지펌프(131)와 연결되어 용액이 유입되는 용액유입부(132)와, 초순수가 배출되는 제1배수부(140)와, 제조된 흡수액이 배출되는 흡수액배출부(150)를 포함하여 형성되는 일정 용량의 흡수액 챔버(100); 및
상기 흡수액배출부(150)와 연결되는 흡수액유입부(210)와, 가스 또는 대기가 유입되는 시료유입부(220)와, 시료가 흡수액에 포집될 때 발생되는 가스가 배출되는 가스배출부(230)와, 필터(330)를 거친 가스가 유입되는 제2가스유입부(240)와, 흡수액 또는 초순수가 배출되는 제2배수부(250)와, 포집된 시료 또는 초순수가 배출되는 시료배출부(260)를 포함하여 형성되는 샘플링 챔버(200); 을 포함하며,
일정 용량을 갖는 흡수액 챔버(100) 내에 초순수와 용액이 혼합되어 흡수액이 제조되며, 제조된 흡수액이 가스 압력에 의해 샘플링 챔버(200)로 이송되어 가스 또는 대기로 이루어진 시료가 포집된 후, 일정한 가스 압력으로 시료가 분석부(500)로 이송되어 분석되는 것을 특징으로 하는 가스 시료의 메탈에 대한 온라인 모니터링 시스템.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 가스 시료의 메탈에 대한 온라인 모니터링 시스템(1)은
상기 샘플링 챔버를 통과한 시료가 유동되는 유동관(350)에 표준용액을 공급하는 제2시린지펌프(410);
상기 유동관(350)에 세정용매를 공급하는 제3시린지펌프(420);
상기 유동관(350)의 단부에 연결되며, 상기 유동관(350)에 유동되는 시료를 흡입하여 오염도 또는 순도를 측정하는 분석부(500);
상기 유동관(350)이 상기 분석부(500) 전단에서 분기되어 형성되며, 시료 또는 초순수가 배출되는 제3배수부(600); 를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 시료의 메탈에 대한 온라인 모니터링 시스템.
- 제 3항에 있어서,
상기 가스 시료의 메탈에 대한 온라인 모니터링 시스템(1)은
상기 제2시린지펌프(410) 및 제3시린지펌프(420)의 전단에 위치한 상기 유동관(350)에 연결되어 형성되며, 초순수가 공급되는 제2초순수유입부(800)를 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 시료의 메탈에 대한 온라인 모니터링 시스템.
- 제 3항에 있어서,
상기 샘플링챔버는
상기 가스배출부(230), 제2가스유입부(240) 및 제2배수부(250)가 하나의 이송관(340)에 연결되도록 조절하는 매니폴드(900)를 포함하여 형성되며,
흡수액 또는 초순수가 배출되는 제4배수부(270)를 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 시료의 메탈에 대한 온라인 모니터링 시스템.
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|---|---|---|---|---|
| KR102353581B1 (ko) | 2021-08-02 | 2022-01-21 | 주식회사 위드텍 | 가스포켓을 이용한 시료 분석 시스템 및 이를 이용한 시료 분석 방법 |
| KR102434175B1 (ko) * | 2021-08-20 | 2022-08-19 | (주)에프엠에스텍 | 매니폴드형 파티클 측정장치 |
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| KR100298279B1 (ko) | 1997-07-15 | 2001-09-22 | 가네꼬 히사시 | 가스채취장치,가스채취장치를이용하는가스분석장치및가스분석방법 |
-
2013
- 2013-10-31 KR KR1020130131761A patent/KR101547167B1/ko active IP Right Grant
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|---|---|
| KR20150050229A (ko) | 2015-05-08 |
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