KR101639527B1 - 처리 용액 내 오염물 농도의 분석 장치, 분석 방법, 이를 위한 데이터 모델링 방법 및 처리 용액 내 오염물 농도의 분석 시스템 - Google Patents

처리 용액 내 오염물 농도의 분석 장치, 분석 방법, 이를 위한 데이터 모델링 방법 및 처리 용액 내 오염물 농도의 분석 시스템 Download PDF

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Abstract

처리 용액 내 오염물 농도의 분석 장치, 분석 방법, 이를 위한 데이터 모델링 방법 및 처리 용액 내 오염물 농도의 분석 시스템에 있어서, 분석 장치는 오염물이 포함된 처리 용액에 대해 라만 분광을 이용하여 피분석 분광 데이터를 생성하는 분광 데이터 생성부와, 라만 분광에 의해 제1 파장 범위에서 오염물을 포함하는 처리 용액과 관련되어 나타나는 라만 피크의 모델링값 및 제2 파장 범위에서 나타나는 백그라운드 피크의 모델링값 중 적어도 어느 하나와 오염물의 농도 사이의 모델링 함수가 저장되고, 분광 데이터 생성부로부터 제공받은 피분석 분광 데이터를 이용하여 모델링 함수로부터 처리 용액 내의 오염물의 농도값을 계산하는 분석부를 포함한다.

Description

처리 용액 내 오염물 농도의 분석 장치, 분석 방법, 이를 위한 데이터 모델링 방법 및 처리 용액 내 오염물 농도의 분석 시스템{ANALYSIS APPARATUS, ANALYSIS METHOD FOR CONCENTRATION OF CONTAMINANTS IN A TREATMENT SOLUTION, DATA MODELING METHOD THEREFOR, AND ANALYSIS SYSTEM FOR CONCENTRATION OF CONTAMINANTS IN A TREATMENT SOLUTION}
본 발명은 처리 용액 내 오염물 농도의 분석 장치, 분석 방법, 이를 위한 데이터 모델링 방법 및 처리 용액 내 오염물 농도의 분석 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 표시 장치나 전자 소자의 제조에 이용되는 처리 용액 내 오염물 농도의 분석 장치, 분석 방법, 이를 위한 데이터 모델링 방법 및 처리 용액 내 오염물 농도의 분석 시스템에 관한 것이다.
표시 장치나 전자 소자의 수요가 증가함에 따라, 이를 효율적으로 제조하기 위한 제조 공정의 개선을 위한 연구가 꾸준하게 진행되고 있다. 표시 장치나 전자 소자의 제조 공정 중에는 세정액, 도금 용액, 스트립 용액 등과 같은 다양한 처리 용액이 이용되는데, 처리 용액의 사용으로 그 자체를 구성하는 성분 이외의 다른 오염물(contaminant)이 포함될 수 있고, 처리 용액의 계속적인 사용을 위해서는 처리 용액이 일정 조건을 항상 유지하는 것이 중요하다. 이를 위해서, 처리 용액이 일정 조건을 유지하고 있는지를 위한 모니터링이 필요하다.
한편, 세정액은 제조 공정 중 만들어지는 중간 구조물이나 최종 구조물에 잔류하는 오염물을 제거하기 위해서 이용되는 처리 용액으로서, 중간 구조물이나 최종 구조물을 제조하는데 이용되는 마스크의 재사용을 위해서 세정액을 이용하기도 한다. 예를 들어, 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode, OLED)는 새도우 마스크(shadow mask)를 이용하여 제조하는데, 새도우 마스크는 미세한 패턴을 포함하고 있기 때문에 제조 신뢰성이 높지 않고 고가이므로 이를 세정하고 재사용하고 있다. 특히, 유기 발광 다이오드를 이용한 표시 장치는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)을 나타나는 적어도 3가지 컬러 이상의 유기 발광 다이오드를 이용하고, 서로 다른 컬러의 유기 발광 다이오드의 발광층들을 형성하는데 1장의 새도우 마스크를 이용하는 경우에는 새도우 마스크의 세정이 필수적이다.
세정 공정의 신뢰성, 즉, 새도우 마스크의 충분한 세정을 위해서는 새도우 마스크에 잔류하는 오염물을 충분히, 거의 완전히 제거하는 것이 바람직하다. 상기 오염물로서는, 유기 화합물이나 무기 화합물일 수 있으며, 이들은 표시 장치나 전자 소자의 제조에 이용되는 물질 그 자체의 잔류물이거나, 이로부터 유래된 이온, 이들의 반응으로 생성된 새로운 생성물질 등을 포함할 수 있다.
새도우 마스크에 오염물인 발광 물질의 잔류 여부를 확인하기 위해서 형광 현미경을 통해서 발광 물질이 잔류하는 영역의 면적을 계산하여 분석하기도 하지만 형광 현미경으로 확인할 수 있는 영역에는 한계가 있으므로 정확한 분석이 어려운 문제점이 있다. 이와 달리, 세정액에 함유된 오염물의 분석을 통해 간접적으로 새도우 마스크의 세정 완료 여부를 확인하기 위해 적외선 분광기를 이용하는 경우에는 적외선 분광법을 위한 표준 샘플을 제조하기가 쉽지 않고, 분석시간이 길어 빠른 분석이 어려운 단점이 있다. 또한, 광흡수 분광기를 처리 용액의 분석에 이용하는 경우에는, 광흡수 분광기의 제어가 매우 까다롭고 여러 종류의 처리 용액에 대해서 공용으로 이용하기 어려운 문제가 있다.
본 발명의 일 목적은 처리 용액 내의 오염물의 정보에 대한 분석 신뢰성을 최대화시키고 세정 공정을 빠른 시간 내에 분석하도록 모니터링을 가능하게 하는 처리 용액 내 오염물 농도의 분석 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 오염물의 정보에 대한 분석 신뢰성을 향상시키고 분석을 빠르고 정확하게 수행할 수 있는 처리 용액 내 오염물 농도의 분석 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 처리 용액 내의 오염물의 정보에 대한 분석 신뢰성을 향상시킨 데이터 모델링 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 간편하고 정확한 처리 용액 내 오염물 농도의 분석 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 목적을 위한 처리 용액 내 오염물 농도의 분석 장치는 오염물이 포함된 처리 용액에 대해 라만 분광을 이용하여 피분석 분광 데이터를 생성하는 분광 데이터 생성부와, 라만 분광에 의해 제1 파장 범위에서 오염물을 포함하는 처리 용액과 관련되어 나타나는 라만 피크의 모델링값 및 제2 파장 범위에서 나타나는 백그라운드 피크의 모델링값 중 적어도 어느 하나와 오염물의 농도 사이의 모델링 함수가 저장되고, 상기 분광 데이터 생성부로부터 제공받은 상기 피분석 분광 데이터를 이용하여 상기 모델링 함수로부터 상기 처리 용액 내의 상기 오염물의 농도값을 계산하는 분석부를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 처리 용액은 유기 발광 다이오드 제조용 마스크의 세정액이고, 상기 오염물은 유기 발광 다이오드의 발광층 재료일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 처리 용액은 NMP(N-Methyl-2-pyrrolidone), TFD 시리즈 용액(상품, FRANKLAB사, 프랑스) 및 NOVEC 시리즈 용액(상품, 3M, 미국) 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 분석부에 저장된 모델링 함수는 라만 분광에 의해 제1 파장 범위에서 오염물을 포함하는 처리 용액과 관련되어 나타나는 라만 피크의 모델링값에 대한, 제2 파장 범위에서 나타나는 백그라운드 피크의 모델링값의 비율과 오염물의 농도 사이의 함수일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 라만 피크의 모델링값이나 백그라운드 피크의 모델링값은 상기 라만 피크나 백그라운드 피크에 대해서, 피크 피팅(peak fitting), 피크 적분(peak integration), PLS(partial Least Square) 정량, 백그라운드 트래킹(background tracking) 및 여기 분석(excitation analysis) 중 적어도 어느 하나를 수행하여 생성될 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 위한 처리 용액 내 오염물 농도의 분석 방법은 라만 분광을 이용하여 피분석 분광 데이터를 생성하는 분광 데이터 생성부에 오염물이 포함된 처리 용액이 공급되는 단계, 상기 분광 데이터 생성부에서 상기 처리 용액에 대한 피분석 분광 데이터를 생성하는 단계 및 상기 피분석 분광 데이터를, 라만 분광에 의해 제1 파장 범위에서 오염물을 포함하는 처리 용액과 관련되어 나타나는 라만 피크의 모델링값 및 제2 파장 범위에서 나타나는 백그라운드 피크의 모델링값 중 적어도 어느 하나와 오염물의 농도 사이의 모델링 함수에 적용하여 상기 처리 용액 내의 오염물 농도값을 출력하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 처리 용액 내의 오염물 농도값을 출력하는 단계는 상기 피분석 분광 데이터에서 제1 파장 범위에서 오염물을 포함하는 처리 용액과 관련되어 나타나는 라만 피크 및 제2 파장 범위에서 나타나는 백그라운드 피크 중 적어도 어느 하나의 모델링값을 계산하는 단계 및 계산된 모델링값을 상기 모델링 함수에 적용하여 연산하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 처리 용액은 유기 발광 다이오드 제조용 마스크의 세정액일 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적을 위해 처리 용액 내 오염물 농도의 분석용 데이터 모델링 방법은 라만분광을 이용하여 순수 처리 용액의 기준 분광 데이터를 생성하는 단계, 라만분광을 이용하여 오염물의 농도가 다른 적어도 하나 이상의 처리 용액의 비교 분광 데이터를 생성하는 단계, 및 상기 기준 분광 데이터 및 상기 비교 분광 데이터 각각에서, 제1 파장 범위에서 오염물을 포함하는 처리 용액과 관련되어 나타나는 라만 피크 및 제2 파장 범위에서 나타나는 백그라운드 피크 중 적어도 어느 하나를 모델링하여, 처리 용액 내의 오염물의 농도와 모델링값 사이의 모델링 함수를 생성하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 모델링 함수를 생성하는 단계는 상기 라만 피크 및 상기 백그라운드 피크에 대해서 피크 피팅(peak fitting), 피크 적분(peak integration), PLS(partial Least Square) 정량, 백그라운드 트래킹(background tracking) 및 여기 분석(excitation analysis) 중 적어도 어느 하나를 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 모델링 함수는 처리 용액 내의 오염물의 농도와 제1 파장 범위에서 오염물을 포함하는 처리 용액과 관련되어 나타나는 라만 피크의 모델링값에 대한 제2 파장 범위에서 나타나는 백그라운드 피크의 모델링값의 비율과 처리 용액 내의 오염물의 농도 사이의 함수일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 모델링 함수를 생성하는 단계는 라만 분광에 의해 제1 파장 범위에서 오염물을 포함하는 처리 용액과 관련되어 나타나는 라만 피크를 하기 관계식 1에 의해 모델링하여 모델링값을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
[관계식 1]
Figure 112015061694185-pat00001
상기 관계식 1에서, y는 라만 피크의 모델링값을 나타내고, x는 피크 피팅의 변수를 나타내고, xc는 라만 피크의 중심에서의 x값을 나타내며, y0는 오프셋(offset) 지점으로서 피크가 발생하는 지점에서의 y값을 나타내며, w는 라만 피크의 넓이를 나타내고, A는 가우스 피크 피팅에 의해 도출되는 피크의 넓이를 나타낸다.
일 실시예에서, 상기 처리 용액이 NMP(N-Methyl-2-pyrrolidone)을 포함하고, 상기 오염물이 Alq3(tris-8-hydroxyquinoline aluminum)을 포함하는 경우에, 상기 모델링 함수는 하기 관계식 2로 나타낼 수 있다.
[관계식 2]
y=0.0141x - 0.0089
상기 관계식 2에서, x는 오염물의 농도를 나타내고, y는 라만 분광에 의해 제1 파장 범위에서 오염물을 포함하는 처리 용액과 관련되어 나타나는 라만 피크 의 모델링값(INMP)에 대한 제2 파장 범위에서 나타나는 백그라운드 피크의 모델링값(Iflu)의 비율(Iflu/INMP)을 나타낸다.
본 발명의 또 다른 목적을 위한 처리 용액 내 오염물 농도의 분석 시스템은 처리 용액 수용부로부터 오염물이 포함된 처리 용액을 공급받아 라만 분광을 이용하여 피분석 분광 데이터를 생성하는 분광 데이터 생성부, 라만 분광에 의해 제1 파장 범위에서 오염물을 포함하는 처리 용액과 관련되어 나타나는 라만 피크의 모델링값 및 제2 파장 범위에서 나타나는 백그라운드 피크의 모델링값 중 적어도 어느 하나와 오염물의 농도 사이의 모델링 함수가 저장되고, 상기 분광 데이터 생성부로부터 제공받은 상기 피분석 분광 데이터를 이용하여 상기 모델링 함수로부터 상기 처리 용액 내의 상기 오염물의 농도값을 계산하는 분석부, 및 상기 처리 용액 수용부 및 상기 분석부와 연결되고, 상기 처리 용액 수용부에 포함된 처리 용액 및 오염물의 종류에 따라 상기 분석부에 모델링 함수를 설정하는 제어부를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 분석 시스템은 상기 분석부 및 상기 처리 용액 수용부와 연결되고, 상기 분석부에서 계산된 오염물의 농도값을 상기 처리 용액 수용부에 설정된 기준 농도값과 비교 판단하는 판단부를 더 포함하고, 상기 계산된 오염물의 농도값이 상기 기준 농도값보다 높은 경우에, 상기 판단부는 상기 처리 용액 수용부에 수용된 처리 용액을 폐기하거나, 상기 처리 용액 수용부에 순수 처리 용액을 추가 공급하는 신호를 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 분석 시스템은 상기 분석부와 연결되어 측정 시간별로 상기 계산된 오염물의 농도값을 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다.
처리 용액 내 오염물 농도의 분석 장치, 분석 방법, 이를 위한 데이터 모델링 방법 및 처리 용액 내 오염물 농도의 분석 시스템에 따르면, 처리 용액 내의 오염물의 정보에 대한 분석 신뢰성을 최대화시키고 세정 공정을 빠른 시간 내에 분석하여 모니터링을 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 처리 용액 내 오염물 농도의 분석 장치를 설명하기 위한 모식도이다.
도 2는 도 1의 분석 장치에서 처리 용액 내 오염물 농도를 분석하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 처리 용액 내 오염물 농도의 분석용 데이터 모델링을 위한 장치를 설명하기 위한 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 처리 용액 내 오염물 농도의 분석용 데이터 모델링 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모델링 함수를 도출하기 위한 라만 분광 데이터의 그래프를 나타낸 도면이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 모델링 함수를 설명하기 위한 그래프를 나타낸 도면들이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 처리 용액 내 오염물 농도의 분석 시스템을 설명하기 위한 모식도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 처리 용액 내 오염물 농도의 분석 장치를 설명하기 위한 모식도이다.
도 1을 참조하면, 분석 장치(100)는 분광 데이터 생성부(101) 및 분석부(102)를 포함한다.
본 발명의 분석 장치(100)에서 분석 대상이 되는 처리 용액은 세정액, 스트립 용액, 도금 용액 등일 수 있다. 상기 세정액은 유기 발광 다이오드의 발광층의 제조에 이용되는 새도우 마스크의 세정액일 수 있다. 일례로, 새도우 마스크의 세정액은 NMP(N-Methyl-2-pyrrolidone)를 포함할 수 있다.
분광 데이터 생성부(101)는 오염물이 포함된 처리 용액에 대해 라만 분광을 이용하여 피분석 분광 데이터를 생성한다. 분광 데이터 생성부(101)는 라만 분광기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 분광 데이터 생성부(101)은 독립적인 라만 분광기를 포함하거나, 형광 분광기와 연결된 라만 분광기를 포함할 수 있다. 분광 데이터 생성부(101)는 처리 용액 수용부(CLP)와 연결되어 처리 용액 수용부(CLP)로부터 오염물을 포함하는 처리 용액을 공급받을 수 있다.
분석부(102)는 분광 데이터 생성부(101)와 연결되어 분광 데이터 생성부(101)로부터 피분석 분광 데이터를 제공받고, 상기 피분석 분광 데이터를 이용하여 모델링 함수로부터 처리 용액 내의 오염물의 농도값을 계산한다.
구체적으로, 적어도 1 이상의 모델링 함수가 분석부(102)에 저장되는데, 분석부(102)에 저장된 모델링 함수는 라만 분광에 의해 제1 파장 범위에서 오염물을 포함하는 처리 용액과 관련되어 나타나는 라만 피크의 모델링값 및 제2 파장 범위에서 나타나는 백그라운드 피크의 모델링값 중 적어도 어느 하나와 오염물의 농도 사이의 함수를 의미한다.
일례로, 모델링 함수는 상기 라만 피크의 모델링값과 오염물의 농도 사이의 함수이거나, 상기 백그라운드 피크의 모델링값과 오염물의 농도 사이의 함수일 수 있다. 이와 달리, 모델링 함수는 상기 라만 피크의 모델링값에 대한, 상기 백그라운드 피크의 모델링값의 비율과 오염물의 농도 사이의 함수일 수 있다. 라만 피크 및 백그라운드 피크 중 어느 하나의 모델링값과 오염물의 농도 사이의 모델링 함수에 비해서는, 상기 비율과 오염물의 농도 사이의 함수가 라만 피크 및 백그라운드 피크에 대한 정보를 모두 반영한 함수이므로 보다 정확하게 분석할 수 있는 장점이 있다.
여기서, 제1 파장 범위에서 나타나는 라만 피크는 라만 분광에 의해 얻어지는 분광 데이터인 라만 그래프 중에서 처리 용액을 구성하는 성분에 의해서 나타나는 정점을 갖는 피크로서, 1개의 제1 파장 범위에서 나타나는 1개의 피크일 수 있고 이와 달리 2개 이상의 제1 파장 범위 각각에서 나타나는 2개 이상의 피크일 수 있다. 또한, 제2 파장 범위에서 나타나는 백그라운드 피크는 상기 라만 그래프 중에서 처리 용액을 구성하는 성분 외의 다른 요소들, 예를 들어, 오염물 그 자체 또는 오염물과 처리 용액을 구성하는 성분 사이의 영향 등의 배경 들뜸 효과에 의해서 나타나는 피크로서, 실질적으로는 정점을 갖는 피크 형태가 아니고, 제2 파장 범위에서 파장별 강도가 실질적으로 일정하게 나타나는 피크를 의미한다.
상기 라만 피크나 상기 백그라운드 피크의 모델링값은 해당 피크에 대해서 피크 피팅(peak fitting), 피크 적분(peak integration), PLS(partial Least Square) 정량, 백그라운드 트래킹(background tracking) 및 여기 분석(excitation analysis) 중 적어도 어느 하나를 수행하여 얻어지는 값일 수 있다.
피크 피팅은 보이트 프로파일(voight profile)을 이용하여 적절한 곡선을 만드는 것으로서, 가우스(Gauss)나 분광기(spectroscopy)에서는 보이트 프로파일을 이용하는 스타일로 실제 측정값이 4 cm-1 단위로 만들어지는데 이를 이용하여 곡선을 만들 수 있고(모델링), 만들어진 곡선의 값을 모델링값으로 이용할 수 있다.
예를 들어, 상기 라만 피크나 상기 백그라운드 피크 각각에 대해서, x와 y를 같은 크기로 사용하고, 이들의 독립적인 값의 배열을 이용하여 피팅할 수 있다. 즉, 피크 피팅의 변수에 해당하는 x에 대해서, y는 종속적인 값의 배열이 되고 y의 길이는 최소로 하되 특징적으로 다른 파라미터들보다 크거나 같다. 이때, 피크의 중심에서의 x값을 xc로 하고, 오프셋(offset) 지점으로서 피크가 발생하는 지점에서의 y값을 y0라 하고, 해당 피크의 넓이를 w라 할 때, 가우스 피크 피팅에 의해 도출되는 피크의 넓이를 A라고 할 수 있으며, 이때의 y, y0, w, x, xc 및 w와 A는 하기 관계식 1로 나타낼 수 있다.
[관계식 1]
Figure 112015061694185-pat00002
즉, 상기 관계식 1에서, y는 모델링값을 나타내고, x는 피크 피팅의 변수를 나타내고, xc는 라만 피크의 중심에서의 x값을 나타내며, y0는 오프셋(offset) 지점으로서 피크가 발생하는 지점에서의 y값을 나타내며, w는 라만 피크의 넓이를 나타내고, A는 가우스 피크 피팅에 의해 도출되는 피크의 넓이를 나타낸다. 오염물의 농도에 따라, A의 값이 변화하고, 이에 의해서 오염물의 농도를 분석 및 예측하여 모니텅링할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 관계식 1에 의거하여 도출된 모델링값에 의해서, 상기 처리 용액이 NMP를 포함하고, 상기 오염물이 Alq3(tris-8-hydroxyquinoline aluminum)을 포함하는 경우에, 가우스 피크 피팅에 의한 상기 모델링 함수는 하기 관계식 2로 나타낼 수 있다.
[관계식 2]
y=0.0141x - 0.0089
상기 관계식 2에서, x는 오염물의 농도를 나타내고, y는 라만 분광에 의해 제1 파장 범위에서 오염물을 포함하는 처리 용액과 관련되어 나타나는 라만 피크 의 모델링값(INMP)에 대한 제2 파장 범위에서 나타나는 백그라운드 피크의 모델링값(Iflu)의 비율(Iflu/INMP)을 나타낸다. 이때, 라만 피크 및 백그라운드 피크 각각의 모델링값은 상기 관계식 1에 의해서 도출될 수 있다.
이와 달리, 피크 피팅으로서 보이트 피팅(voight fitting)을 이용할 수 있다(Voigt-function model in diffraction line-broadening analysis, To appear in Microstructure Analysis from Diffraction, edited by R. L. Snyder, H. J. Bunge, and J. Fiala, International Union of Crystallography, 1999. 논문 참조)
피크 적분은 피크 강도(peak intensity)를 사다리꼴 공식(Trapezoidal rule)을 이용하여 적분하는 것으로, 함수 f(x)에서 a와 b의 구간 내의 피크 적분은 하기 관계식 3과 같이 나타낼 수 있다.
[관계식 3]
Figure 112015061694185-pat00003
PLS 정량은 선형성이 있는 시스템에서 잠재 변수를 파악하여, 벡터 값을 구하여 최소 자승회귀를 통해서 상태를 파악하거나, 이를 통해서 존재하지 않는 데이터를 예상하는 분석 방법이다(커널 부분최소자승법을 이용한 화학공정의 모니터링, 송상옥 외, Theories and Applications of Chem. Eng., 2002, Vol. 8, No. 2. 논문 참조).
백그라운드 트래킹은 선정된 파장 범위 내의 피크 외의 배경의 들뜸 현상을 지속적으로 분석하여 목적에 맞게 그래프 형태로 분석하는 방법으로서, 배경의 들뜸 현상은 일정 시간마다 주기적으로 분석이 수행될 수 있다.
여기 분석은 분광기를 이용하여 분석하는 경우, 형광발광(fluorescence)을 발생시키는, 특히, 라만에서 유기 화합물에서 발견되는 백그라운드 여기를 프로그래밍을 통해 제거하여 순수한 피크로 분석해내기 위한 방법이다.
분석부(102)에서 모델링 함수에 의해 계산된 농도값은 분석부(102)와 연결된 표시부(DSP)로 출력되어 처리 용액 내의 오염물의 농도를 육안으로 확인할 수 있다. 즉, 분광 데이터 생성부(101)에서 생성한 피분석 분광 데이터를 분석부(102)에서 연산하여, 처리 용액 수용부(CLP)에서 제공받은 처리 용액 내의 오염물의 농도를 분석할 수 있다. 특히, 오염물의 농도가 미지의 정보인 경우, 피분석 분광 데이터만으로도 용이하게 오염물의 농도를 추정할 수 있다.
이하에서는, 도 2를 참조하여 도 1의 분석 장치에서 오염물 농도를 분석하는 방법을 간단히 설명하고, 도 3 및 도 4를 참조하여 도 1의 분석부(102)에 저장되는 모델링 함수를 도출하기 위한 데이터 모델링 방법을 설명하기로 한다.
도 2는 도 1의 분석 장치에서 처리 용액 내 오염물 농도를 분석하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2를 도 1과 함께 참조하면, 먼저 분광 데이터 생성부(101)로 사용된 처리 용액이 공급된다(단계 S110). 사용된 처리 용액은 처리 용액 수용부(CLP)로부터 제공받고, 처리 용액 수용부(CLP)에서는 유기 발광 다이오드 제조용 마스크의 세정액이 수용된 상태에서 세정 공정이 진행 중이거나 완료된 상태일 수 있다.
이어서, 분광 데이터 생성부(101)에서 피분석 분광 데이터가 생성된다(단계 S120). 즉, 오염물을 포함하는 처리 용액에 대한 라만 그래프가 피분석 분광 데이터로서 생성될 수 있다.
분광 데이터 생성부(101)는 피분석 분광 데이터를 분석부(102)로 출력하고, 분석부(102)에서는 피분석 분광 데이터를 모델링 함수에 적용한다(단계 S130). 이때 모델링 함수는 도 1에서 설명한 것과 실질적으로 동일하므로, 중복되는 상세한 설명은 생략한다.
이때, 상기 피분석 분광 데이터에서 제1 파장 범위에서 오염물을 포함하는 처리 용액과 관련되어 나타나는 라만 피크 및 제2 파장 범위에서 나타나는 백그라운드 피크 중 적어도 어느 하나의 모델링값을 계산한다. 상기 피분석 분광 데이터에서 제1 및 제2 파장 범위 각각은 모델링 함수의 도출을 위한 제1 및 제2 파장 범위 각각과 실질적으로 동일하여야 한다.
계산된 모델링값을 상기 모델링 함수에 적용하여 연산함으로써, 상기 처리 용액 내의 오염물 농도값이 출력된다(단계 S140). 이에 따라, 처리 용액 수용부(CLP) 내의 오염물 농도값을 분석할 수 있다. 계산된 오염물 농도값은 표시부(DSP)를 통해서 확인할 수 있다.
도 3은 처리 용액 내 오염물 농도의 분석용 데이터 모델링을 위한 장치를 설명하기 위한 모식도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 처리 용액 내 오염물 농도의 분석용 데이터 모델링 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 데이터 모델링을 위한 장치(200)는 분광 데이터 생성부(201) 및 연산부(202)를 포함할 수 있다.
분광 데이터 생성부(201)는 도 1에서 설명한 분광 데이터 생성부(101)와 실질적으로 동일한 라만 분광기일 수 있고, 오염물을 포함하는 처리 용액과 순수 처리 용액을 모두 공급받는다. 분광 데이터 생성부(201)는 순수 처리 용액에 대한 기준 분광 데이터와 오염물을 포함하는 처리 용액에 대한 비교 분광 데이터를 생성한다(단계 S210, 단계 S220). 도 4에서는, 기준 분광 데이터를 생성한 후 비교 분광 데이터를 생성하는 것으로 도시하였으나, 이들은 동시에 생성되거나 비교 분광 데이터가 기준 분광 데이터에 비해 먼저 생성될 수 있다.
연산부(201)는 분광 데이터 생성부(201)와 연결되어 기준 분광 데이터 및 비교 분광 데이터 각각을 제공받고, 이를 통해서 처리 용액 내의 오염물 농도에 대해서 모델링을 수행한다(단계 S230).
상기 기준 분광 데이터 및 상기 비교 분광 데이터 각각에서, 제1 파장 범위에서 오염물을 포함하는 처리 용액과 관련되어 나타나는 라만 피크 및 제2 파장 범위에서 나타나는 백그라운드 피크 중 적어도 어느 하나를 모델링하여, 처리 용액 내의 오염물의 농도와 모델링값 사이의 모델링 함수를 생성한다. 모델링 함수 및 이의 생성에 대해서는 도 1 및 도 2에서 설명한 것과 실질적으로 동일하므로, 중복되는 상세한 설명은 생략한다.
이하에서는, 도 5 내지 도 8을 참조하여 도 3 및 도 4에서 설명한 데이터 모델링 방법을 구체적으로 설명한다. 도 5 내지 도 8에서는, 유기 발광 다이오드 제조용 새도우 마스크를 준비하고, 오염물을 녹색 발광 물질으로 설정하여 NMP(N-Methyl-2-pyrrolidone)를 포함하는 세정액을 일례로 들어 설명하지만, 이는 일례에 불과하고 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
모델링 함수를 도출하기 위해서, 하기와 같은 공정을 거쳐 오염된 마스크 샘플을 준비하고 세정액으로 마스크 샘플을 세정한 후 사용된 세정액을 회수하였다. 구체적인 공정은 다음과 같다.
(1) 오염된 마스크 샘플의 준비
36 중량%의 니켈을 포함하는 니켈-철 합금(36% nickel-iron alloy)인 인바 36(invar 36)과 스테인리스 스틸(stainless steel)인 SUS420J2으로 구성된 새도우 마스크를 준비하였다. 메인 프레임 기판을 스테인리스 스틸로 만들고, 얇은 인바 필름을 레이저를 이용하여 상기 스테인리스 스틸 상에 용접(weld)하였다. 이때, 용접 공정에 이용한 레이저는 직경이 533 내지 656 ㎛인 원형 빔을 갖는 레이저였다. 인바 필름은 가로ㅧ세로 길이가 1 cmㅧ1 cm이었고, 두께는 80 ㎛이었다. 또한, 스테인리스 스틸의 두께는 0.2 cm이었다.
상기와 같이 준비된 새도우 마스크에, 스핀 코팅법을 이용하여 녹색 발광 기재(green light-emitting substance)인 Alq3(tris-8-hydroxyquinoline aluminum)을 포함하는 용액으로 오염시켰다. 이때, 상기 용액은 Alq3 파우더를 THF(tetrahydrofuran)에 11 mg/mL의 농도로 용해시켜 준비하였고, 상기 용액으로 새도우 마스크를 오염시킨 후에 THF는 80℃에서 증발시켰다.
(2) 마스크 세정
마스크 세정액으로서, NMP(N-Methyl-2-pyrrolidone) 및 TFD-4(상품명, FRANKLAB사, 프랑스)를 준비하였다. 이때, TFD4는 음이온성 및 비이온성 계면활성제들, 수산화칼륨(potassium hydroxide) 및 안정제들의 혼합 용액으로서 유기물을 세정할 수 있는 것이고, NMP는 무기물을 세정할 수 있다. 상기에서 준비된 마스크 세정액으로, Alq3에 의해 오염된 새도우 마스크를 세정하였다.
(3) 세정액의 회수
상기 마스크의 세정 공정 중에서, 세정액 전체에 대해서 Alq3의 퍼센트 농도(percent concentration)가 0.1%, 0.5%, 0.8% 및 1%가 되는 경우마다 세정액을 회수하였다.
기준 분광 데이터 및 비교 분광 데이터의 생성
순수한 세정액(Alq3의 농도가 0%인 경우)과 농도가 서로 다른 4개의 세정액 샘플들 각각을 이용하여, 데이터 모델링을 위해서 라만 분광 장치를 이용하여 라만 분석을 수행하여 데이터를 생성하였다.
라만 분광 장치로서는, 100 mW의 입사 전력(incident power)으로 여기(exitation)된 532 nm 파장을 이용하는 마이크로-라만 분석 장치인 XperRam 200(제품명, Nanobase사, 한국)을 사용하였다. 이때, 여기를 위해 사용된 레이저 빔은 초점 거리가 50 mm인 무색 복렌즈(achromatic doublet lens)를 통해 초첨을 맞추었다. 노출 시간은 100 ms로 설정하였으며, 스펙트럼은 100 번 이상의 측정에 대한 평균값으로 하였다. 불필요한 백그라운드 노이즈를 제거하기 위해서 암실에서 측정을 수행하였으며, 입사 전력은 최대로 하였다.
순수한 세정액 및 농도가 서로 다른 4개의 세정액 샘플들 각각의 라만 분광 그래프들을 얻었고, 그 결과를 도 5에 나타낸다. 이때, 순수한 세정액에 대한 라만 분광 그래프는 기준 분광 데이터가 되고, 농도가 서로 다른 4개의 세정액 샘플들 각각에 대한 라만 분광 그래프는 비교 분광 데이터가 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모델링 함수를 도출하기 위한 라만 분광 데이터의 그래프를 나타낸 도면이다.
도 5에서, "0%"가 순수 세정액에 대한 그래프이고, 0.1%, 0.5%, 0.8% 및 1% 각각은 Alq3의 농도를 나타내며, x축은 라만 시프트(Raman shift, 단위 cm-1)를 나타내고, y축은 피크 강도(intensity, 단위 a.u.)를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 순수 세정액에 의해 0 cm-1 내지 3,500 cm-1의 파장 범위에서 다수의 라만 피크들이 나타나는 것을 알 수 있다. 특히, 1,620 내지 1,749 cm-1과 2,826 내지 3,057 cm-1 사이의 파장 범위에서 독립적이면서도 강도가 강한 라만 피크가 나타나는 것을 알 수 있다. 뿐만 아니라, 오염물이 포함되더라도 1,620 내지 1,749 cm-1과 2,826 내지 3,057 cm-1 사이의 파장 범위에서 라만 피크는 순수 세정액에서와 유사한 경향을 나타내는 것을 알 수 있다. 오염물이 포함되는 경우, 세정액의 라만 피크는 오염물에 의해 영향을 받아 순수 세정액의 라만 피크와 유사한 경향으로 피크를 나타내면서, 오염물의 농도가 증가할수록 라만 피크의 정점에 해당하는 값이 증가하는 것을 알 수 있다. 다만, 라만 피크의 정점에 해당하는 값이 증가하기는 하지만, 오프셋 값도 동일하게 증가하므로 피크의 면적이나 피크 자체의 강도는 실질적으로 증가한 것은 아니다.
또한, 순수 세정액에서는 나타나지 않으나, 오염물이 함유되는 경우에 1,551 내지 1,613 cm-1과 2,266 내지 2,493 cm-1 범위에서 소정 강도의 백그라운드 피크가 나타나는 것을 확인할 수 있다. 이때, 백그라운드 피크는 실질적으로는 정점을 갖는 피크 형태가 아니고, 제2 파장 범위에서 파장별 강도가 실질적으로 일정하게 나타나는 피크를 의미한다. 세정액의 백그라운드 피크는 오염물의 농도가 0.1%에서 1%로 증가할수록 강도가 증가하는 양상을 나타는 것을 알 수 있다.
한편, 오염물이 세정액에 포함되더라도, 새로운 물질은 생성되지 않음을 알 수 있다.
모델링 함수의 생성-1
도 5에 나타난 라만 분광 데이터로부터, 1,620 내지 1,749 cm-1과 2,826 내지 3,057 cm-1를 2개의 제1 파장 범위로 선택하고, 선택된 제1 파장 범위에서의 라만 피크를 모델링하여 모델링값을 산출하였으며, 그 결과를 도 6에 나타낸다. 상기 모델링값의 도출을 위해서는, 상기 관계식 1에 의해 모델링하였고, 그 결과 상기 관계식 2와 같은 관계를 도출하였다.
도 6은 오염물의 농도에 따른 제1 파장 범위에서 나타나는 라만 피크의 모델링값의 변화 그래프를 나타낸 도면으로서, x축은 오염물의 농도(단위: %)를 나타내고 y축은 라만 피크의 모델링값(단위: a.u.)을 나타낸다. 도 6의 그래프에서, 왼쪽 y축은 1,620 내지 1,749 cm-1에서 나타나는 라만 피크의 모델링값이고, 오른쪽 y축은 2,826 내지 3,057 cm-1에서 나타나는 라만 피크의 모델링값을 나타낸다.
도 6을 참조하면, 오염물의 농도가 증가할수록 2개의 제1 파장 범위 각각에서의 모델링값의 크기는 감소하는 것을 알 수 있다. 도 6에 나타낸 그래프를 통해서, 오염물의 농도와 모델링값 사이의 함수인 모델링 함수를 생성할 수 있으며, 미지 농도의 오염물이 세정액에 포함되는 경우, 제1 파장 범위에서의 라만 피크를 모델링하여 도출된 모델링값을 상기 모델링 함수에 대입하여 오염물의 농도를 분석할 수 있다.
모델링 함수의 생성-2
1,551 내지 1,613 cm-1과 2,266 내지 2,493 cm-1를 2개의 제2 파장 범위로 선택하고, 선택된 제2 파장 범위에서의 백그라운드 피크를 모델링하여 모델링값을 산출하였으며, 그 결과를 도 7에 나타낸다. 백그라운드 피크는 정점이 존재하지 않는 피크이므로 도 6에서의 라만 피크에 대한 피크 피팅 대신, 관계식 3과 같은 원리에 기초하여 백그라운드 피크에 대한 피크 적분을 통해서 수행하였다.
도 7은 오염물의 농도에 따른 제2 파장 범위에서 나타나는 백그라운드 피크의 모델링값의 변화 그래프를 나타낸 도면으로서, x축은 오염물의 농도(단위: %)를 나타내고 y축은 백그라운드 피크의 모델링값(단위: a.u.)을 나타낸다. 도 7의 그래프에서, 왼쪽 y축은 1,551 내지 1,613 cm-1에서 나타나는 백그라운드 피크의 모델링값이고, 오른쪽 y축은 2,826 내지 3,057 cm-1에서 나타나는 백그라운드 피크의 모델링값이다.
도 7을 참조하면, 오염물의 농도가 증가할수록 2개의 제2 파장 범위 각각에서의 모델링값의 크기는 증가하는 것을 알 수 있다. 도 7에 나타낸 그래프를 통해서, 오염물의 농도와 모델링값 사이의 함수인 모델링 함수를 생성할 수 있으며, 미지 농도의 오염물이 세정액에 포함되는 경우, 제2 파장 범위에서의 백그라운드 피크를 모델링하여 도출된 모델링값을 상기 모델링 함수에 대입하여 오염물의 농도를 분석할 수 있다.
모델링 함수의 생성-3
모델링 함수의 생성-1 및 2 각각에서 도출된 라만 피크의 모델링값 및 백그라운드 피크의 모델링값의 비율을 모델링 함수로 하여, 그 결과를 도 8에 나타낸다.
도 8은 라만 피크 및 백그라운드 피크의 모델링값 비율의 변화 그래프를 나타낸 도면으로서, x축은 오염물의 농도(단위: %)를 나타내고 y축은 비율(단위 없음)을 나타내고, Iflu가 백그라운드 피크의 모델링값이며 INMP가 라만 피크의 모델링값이다.
도 8을 참조하면, 오염물의 농도가 증가할수록 라만 피크의 모델링값에 대한 백그라운드 피크의 모델링값 비율은 증가하는 것을 알 수 있다. 도 8에 나타낸 그래프에 의해 도출된 모델링 함수는 하기 관계식 2와 같이 나타낸다.
[관계식 2]
y=0.0141x ?? 0.0089
상기 관계식 2에서, x는 오염물의 농도를 나타내고, y는 라만 분광에 의해 제1 파장 범위에서 오염물을 포함하는 처리 용액과 관련되어 나타나는 라만 피크 의 모델링값(INMP)에 대한 제2 파장 범위에서 나타나는 백그라운드 피크의 모델링값(Iflu)의 비율(Iflu/INMP)을 나타낸다. 상기 관계식 2를 통해서, y값을 계산하면 오염물의 미지 농도인 x값을 분석할 수 있다.
도 6 내지 도 8에서 설명한 바에 따르면, 본 발명에 따른 데이터 모델링 방법 및 분석 방법을 실제로 처리 용액을 NMP로 이용하고 오염물이 Alq3인 경우에 적용할 수 있음을 확인할 수 있다. 특히, 도 8에서 설명한 바와 같은 모델링 함수를 이용하는 경우, 도 6이나 도 7에서 설명한 모델링 함수를 이용하는 경우에 비해서 라만 피크 및 백그라운드 피크에 대한 정보를 모두 반영한 함수이므로 보다 정확하게 분석할 수 있다.
이하에서는, 도 9를 참조하여 본 발명에 따른 오염물 농도의 분석 시스템을 설명한다. 도 9는 도 1에서 설명한 분석 장치(100), 처리 용액 수용부(CLP) 및 표시부(DSP)를 포함하고 있으므로, 관련된 중복되는 상세한 설명은 생략한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 처리 용액 내 오염물 농도의 분석 시스템을 설명하기 위한 모식도이다.
도 9를 참조하면, 처리 용액 내 오염물 농도의 분석 시스템은 분광 데이터 생성부(101) 및 분석부(102)를 포함하는 분석 장치(100), 처리 용액 수용부(CLP), 표시부(DSP) 및 제어부(300)를 포함한다.
제어부(300)는 처리 용액 수용부(CLP) 및 분석부(102)와 연결되고, 처리 용액 수용부(CLP)에 포함된 처리 용액 및 오염물의 종류에 따라 분석부(102)에 모델링 함수를 설정한다. 즉, 제어부(300)는 처리 용액 및 오염물 종류에 따라 모델링 함수를 변경할 수 있도록 분석부(102)로 신호를 전달할 수 있다. 처리 용액 및 오염물 종류에 따라 모델링 함수는 도 3 및 도 4에서 설명한 데이터 모델링 방법을 통해서 도출될 수 있다.
이때, 분석부(102)는 처리 용액 및 오염물의 종류에 따른 다수개의 모델링 함수를 저장한 상태에서, 제어부(300)의 신호에 따라 모델링 함수를 선택하거나, 제어부(300)의 신호가 모델링 함수와 대응되어 제어부(300)가 분석부(102)로 오염물 분석을 위한 모델링 함수를 입력하여 분석부(102)가 해당 모델링 함수를 저장할 수 있다.
한편, 상기 분석 시스템은 판단부(400)를 더 포함할 수 있다.
판단부(400)는 분석부(300) 및 처리 용액 수용부(CLP)와 연결되고, 분석부(300)에서 계산된 오염물의 농도값을 처리 용액 수용부(CLP)에 설정된 기준 농도값비교 판단한다. 이때, 상기 계산된 오염물의 농도값이 상기 기준 농도값보다 높은 경우에, 판단부(400)는 처리 용액 수용부(CLP)에 수용된 처리 용액을 폐기하도록 할 수 있다. 처리 용액 수용부(CLP)에 포함된 오염물의 농도가 상기 기준 농도값보다 높은 경우, 처리 용액에 의한 공정이 제대로 수행되지 않으므로 이를 폐기하도록 할 수 있다. 이와 달리, 상기 계산된 오염물의 농도값이 상기 기준 농도값보다 높은 경우에, 판단부(400)는 처리 용액 수용부(CLP)에 순수 처리 용액을 추가 공급하도록 하여 처리 용액 수용부(CLP)에 포함된 처리 용액의 오염물의 농도값을 상기 기준 농도값보다 낮은 상태로 유지할 수 있다.
특히, 이러한 판단부(400)의 비교 판단은 일정한 측정 시간별로 상기 계산된 오염물의 농도값을 표시부(DSP)로 표시하도록 함으로써, 처리 용액의 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있다. 측정 시간은 분, 시간 단위로 다양하게 변경될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 처리 용액 내 오염물 분석 장치
101, 201: 분광 데이터 생성부 102: 분석부
CLP: 처리 용액 수용부 DSP: 표시부
200: 모델링 함수 계산 장치 202: 연산부
300: 제어부 400: 판단부

Claims (18)

  1. 오염물이 포함된 처리 용액에 대해 라만 분광을 이용하여 피분석 분광 데이터를 생성하는 분광 데이터 생성부; 및
    라만 분광에 의해 제1 파장 범위에서 오염물을 포함하는 처리 용액과 관련되어 나타나는 라만 피크의 모델링값에 대한, 제2 파장 범위에서 나타나는 백그라운드 피크의 모델링값의 비율과 오염물의 농도 사이의 모델링 함수가 저장되고, 상기 분광 데이터 생성부로부터 제공받은 상기 피분석 분광 데이터를 이용하여 상기 모델링 함수로부터 상기 처리 용액 내의 상기 오염물의 농도값을 계산하는 분석부를 포함하되,
    상기 처리 용액은 유기 발광 다이오드 제조용 마스크의 세정액이고,
    상기 오염물은 유기 발광 다이오드의 발광층 재료, 유기 발광 다이오드 제조용 마스크의 세정액과 달리 외부에서 유입된 다른 세정액, 유기 발광 다이오드 제조용 프레임 및 유기 발광 다이오드 제조용 마스크에서 유래된 무기물 중 적어도 어느 하나이며,
    상기 백그라운드 피크는 상기 피분석 분광 데이터 중에서 오염물을 포함하는 처리 용액을 구성하는 성분을 제외한 다른 요소들에 의해 발생되는 배경 들뜸 효과에 의해서 나타나는 데이터인 것을 특징으로 하는,
    처리 용액 내 오염물 농도의 분석 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 처리 용액은
    NMP(N-Methyl-2-pyrrolidone), TFD 시리즈 용액(상품, FRANKLAB사, 프랑스) 및 NOVEC 시리즈 용액(상품, 3M, 미국) 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    처리 용액 내 오염물 농도의 분석 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 라만 피크의 모델링값이나 백그라운드 피크의 모델링값은
    상기 라만 피크나 백그라운드 피크에 대해서, 피크 피팅(peak fitting), 피크 적분(peak integration), PLS(partial Least Square) 정량, 백그라운드 트래킹(background tracking) 및 여기 분석(excitation analysis) 중 적어도 어느 하나를 수행하여 생성된 것을 특징으로 하는,
    처리 용액 내 오염물 농도의 분석 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 오염물의 농도에 대한 모델링 함수는 가우스 피크 피팅에 의해 하기 관계식 1로 나타내는 것을 특징으로 하는,
    처리 용액 내 오염물의 분석 장치;
    [관계식 1]
    Figure 112015061694185-pat00004

    상기 관계식 1에서, y는 라만 피크의 모델링값을 나타내고, x는 피크 피팅의 변수를 나타내고, xc는 라만 피크의 중심에서의 x값을 나타내며, y0는 오프셋(offset) 지점으로서 피크가 발생하는 지점에서의 y값을 나타내며, w는 라만 피크의 넓이를 나타내고, A는 가우스 피크 피팅에 의해 도출되는 피크의 넓이를 나타낸다.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 처리 용액이 NMP(N-Methyl-2-pyrrolidone)을 포함하고, 상기 오염물이 Alq3(tris-8-hydroxyquinoline aluminum)을 포함하는 경우에,
    상기 모델링 함수는 하기 관계식 2로 나타내는 것을 특징으로 하는,
    처리 용액 내 오염물의 분석 장치;
    [관계식 2]
    y=0.0141x - 0.0089
    상기 관계식 2에서, x는 오염물의 농도를 나타내고, y는 라만 분광에 의해 제1 파장 범위에서 오염물을 포함하는 처리 용액과 관련되어 나타나는 라만 피크 의 모델링값(INMP)에 대한 제2 파장 범위에서 나타나는 백그라운드 피크의 모델링값(Iflu)의 비율(Iflu/INMP)을 나타낸다.
  8. 라만 분광을 이용하여 피분석 분광 데이터를 생성하는 분광 데이터 생성부에 오염물이 포함된 처리 용액이 공급되는 단계;
    상기 분광 데이터 생성부에서 상기 처리 용액에 대한 피분석 분광 데이터를 생성하는 단계; 및
    라만 분광에 의해 제1 파장 범위에서 오염물을 포함하는 처리 용액과 관련되어 나타나는 라만 피크의 모델링값에 대한, 제2 파장 범위에서 나타나는 백그라운드 피크의 모델링값의 비율과 오염물의 농도 사이의 모델링 함수에 상기 피분석 분광 데이터를 적용하여 상기 처리 용액 내의 오염물 농도값을 출력하는 단계를 포함하되,
    상기 처리 용액은 유기 발광 다이오드 제조용 마스크의 세정액이고,
    상기 오염물은 유기 발광 다이오드의 발광층 재료, 유기 발광 다이오드 제조용 마스크의 세정액과 달리 외부에서 유입된 다른 세정액, 유기 발광 다이오드 제조용 프레임 및 유기 발광 다이오드 제조용 마스크에서 유래된 무기물 중 적어도 어느 하나이며,
    상기 백그라운드 피크는 상기 피분석 분광 데이터 중에서 오염물을 포함하는 처리 용액을 구성하는 성분을 제외한 다른 요소들에 의해 발생되는 배경 들뜸 효과에 의해서 나타나는 데이터인 것을 특징으로 하는,
    처리 용액 내 오염물 농도의 분석 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 처리 용액 내의 오염물 농도값을 출력하는 단계는
    상기 피분석 분광 데이터에서 제1 파장 범위에서 오염물을 포함하는 처리 용액과 관련되어 나타나는 라만 피크 및 제2 파장 범위에서 나타나는 백그라운드 피크의 모델링값을 계산하는 단계; 및
    계산된 모델링값을 상기 모델링 함수에 적용하여 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    처리 용액 내 오염물 농도의 분석 방법.
  10. 삭제
  11. 라만분광을 이용하여 순수 처리 용액의 기준 분광 데이터를 생성하는 단계;
    라만분광을 이용하여 오염물의 농도가 다른 적어도 하나 이상의 처리 용액의 비교 분광 데이터를 생성하는 단계; 및
    상기 기준 분광 데이터 및 상기 비교 분광 데이터 각각에서, 제1 파장 범위에서 오염물을 포함하는 처리 용액과 관련되어 나타나는 라만 피크 및 제2 파장 범위에서 나타나는 백그라운드 피크를 모델링하여, 처리 용액 내의 오염물의 농도와 모델링값 사이의 모델링 함수를 생성하는 단계를 포함하되,
    상기 처리 용액은 유기 발광 다이오드 제조용 마스크의 세정액이고,
    상기 오염물은 유기 발광 다이오드의 발광층 재료, 유기 발광 다이오드 제조용 마스크의 세정액과 달리 외부에서 유입된 다른 세정액, 유기 발광 다이오드 제조용 프레임 및 유기 발광 다이오드 제조용 마스크에서 유래된 무기물 중 적어도 어느 하나이며,
    상기 백그라운드 피크는 상기 피분석 분광 데이터 중에서 오염물을 포함하는 처리 용액을 구성하는 성분을 제외한 다른 요소들에 의해 발생되는 배경 들뜸 효과에 의해서 나타나는 데이터이고,
    상기 모델링 함수는
    처리 용액 내의 오염물의 농도와 제1 파장 범위에서 오염물을 포함하는 처리 용액과 관련되어 나타나는 라만 피크의 모델링값에 대한 제2 파장 범위에서 나타나는 백그라운드 피크의 모델링값의 비율과 처리 용액 내의 오염물의 농도 사이의 함수인 것을 특징으로 하는,
    처리 용액 내 오염물 농도 분석을 위한 데이터 모델링 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 모델링 함수를 생성하는 단계는
    상기 라만 피크 및 상기 백그라운드 피크에 대해서 피크 피팅(peak fitting), 피크 적분(peak integration), PLS(partial Least Square) 정량, 백그라운드 트래킹(background tracking) 및 여기 분석(excitation analysis) 중 적어도 어느 하나를 수행하는 것을 특징으로 하는,
    처리 용액 내 오염물 농도 분석을 위한 데이터 모델링 방법.
  13. 삭제
  14. 제11항에 있어서,
    상기 모델링 함수를 생성하는 단계는
    라만 분광에 의해 제1 파장 범위에서 오염물을 포함하는 처리 용액과 관련되어 나타나는 라만 피크를 하기 관계식 1에 의해 모델링하여 모델링값을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    처리 용액 내 오염물 농도 분석을 위한 데이터 모델링 방법;
    [관계식 1]
    Figure 112015061694185-pat00005

    상기 관계식 1에서, y는 라만 피크의 모델링값을 나타내고, x는 피크 피팅의 변수를 나타내고, xc는 라만 피크의 중심에서의 x값을 나타내며, y0는 오프셋(offset) 지점으로서 피크가 발생하는 지점에서의 y값을 나타내며, w는 라만 피크의 넓이를 나타내고, A는 가우스 피크 피팅에 의해 도출되는 피크의 넓이를 나타낸다.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 처리 용액이 NMP(N-Methyl-2-pyrrolidone)을 포함하고, 상기 오염물이 Alq3(tris-8-hydroxyquinoline aluminum)을 포함하는 경우에,
    상기 모델링 함수는 하기 관계식 2로 나타내는 것을 특징으로 하는,
    처리 용액 내 오염물 농도 분석을 위한 데이터 모델링 방법;
    [관계식 2]
    y=0.0141x - 0.0089
    상기 관계식 2에서, x는 오염물의 농도를 나타내고, y는 라만 분광에 의해 제1 파장 범위에서 오염물을 포함하는 처리 용액과 관련되어 나타나는 라만 피크 의 모델링값(INMP)에 대한 제2 파장 범위에서 나타나는 백그라운드 피크의 모델링값(Iflu)의 비율(Iflu/INMP)을 나타낸다.
  16. 처리 용액 수용부로부터 오염물이 포함된 처리 용액을 공급받아 라만 분광을 이용하여 피분석 분광 데이터를 생성하는 분광 데이터 생성부;
    라만 분광에 의해 제1 파장 범위에서 오염물을 포함하는 처리 용액과 관련되어 나타나는 라만 피크의 모델링값에 대한 제2 파장 범위에서 나타나는 백그라운드 피크의 모델링값의 비율과 처리 용액 내의 오염물의 농도 사이의 모델링 함수가 저장되고, 상기 분광 데이터 생성부로부터 제공받은 상기 피분석 분광 데이터를 이용하여 상기 모델링 함수로부터 상기 처리 용액 내의 상기 오염물의 농도값을 계산하는 분석부; 및
    상기 처리 용액 수용부 및 상기 분석부와 연결되고, 상기 처리 용액 수용부에 포함된 처리 용액 및 오염물의 종류에 따라 상기 분석부에 모델링 함수를 설정하는 제어부를 포함하되,
    상기 처리 용액은 유기 발광 다이오드 제조용 마스크의 세정액이고,
    상기 오염물은 유기 발광 다이오드의 발광층 재료, 유기 발광 다이오드 제조용 마스크의 세정액과 달리 외부에서 유입된 다른 세정액, 유기 발광 다이오드 제조용 프레임 및 유기 발광 다이오드 제조용 마스크에서 유래된 무기물 중 적어도 어느 하나이며,
    상기 백그라운드 피크는 상기 피분석 분광 데이터 중에서 오염물을 포함하는 처리 용액을 구성하는 성분을 제외한 다른 요소들에 의해 발생되는 배경 들뜸 효과에 의해서 나타나는 데이터인 것을 특징으로 하는,
    처리 용액 내 오염물 농도의 분석 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 분석부 및 상기 처리 용액 수용부와 연결되고, 상기 분석부에서 계산된 오염물의 농도값을 상기 처리 용액 수용부에 설정된 기준 농도값과 비교 판단하는 판단부를 더 포함하고,
    상기 계산된 오염물의 농도값이 상기 기준 농도값보다 높은 경우에,
    상기 판단부는 상기 처리 용액 수용부에 수용된 처리 용액을 폐기하거나, 상기 처리 용액 수용부에 순수 처리 용액을 추가 공급하는 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는,
    처리 용액 내 오염물 농도의 분석 시스템.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 분석부와 연결되어 측정 시간별로 상기 계산된 오염물의 농도값을 표시하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    처리 용액 내 오염물 농도의 분석 시스템.
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