KR101915012B1 - 운송 인클로저 내부 오염도 측정 장치 및 이를 이용한 오염도 측정 방법 - Google Patents

운송 인클로저 내부 오염도 측정 장치 및 이를 이용한 오염도 측정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 웨이퍼와 같은 반도체의 운송을 위한 운송 인클로저의 내부 오염도 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고농도 오염물질의 유입으로 인한 분석기의 손상을 방지하며, 운송 인클로저 및 측정 장치의 리크 유무를 정확히 체크하고, 리크 발생을 방지한, 운송 인클로저 내부 오염도 측정 장치 및 이를 이용한 오염도 측정 방법에 관한 것이다.

Description

운송 인클로저 내부 오염도 측정 장치 및 이를 이용한 오염도 측정 방법{Internal Contamination Measurement Device for Front Open Unified Pod and Measurement Method of the Same}
본 발명은 웨이퍼와 같은 반도체의 운송을 위한 운송 인클로저의 내부 오염도 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고농도 오염물질의 유입으로 인한 분석기의 손상을 방지하며, 운송 인클로저 및 측정 장치의 리크 유무를 정확히 체크하고, 리크 발생을 방지한, 운송 인클로저 내부 오염도 측정 장치 및 이를 이용한 오염도 측정 방법에 관한 것이다.
반도체 산업, 디스플레이 산업 핵심 공정에는 매우 다양한 유해성 가스들을 필수적으로 사용하고 있으며, 이러한 유해성 가스들은 불소계, 염소계, 브롬계, 질산계, 황산계와 같은 산성가스와 암모니아, 아민류와 같은 염기성 가스, 유기성 화합물 , Cu, Al, Si과 같은 금속성 물질, P, B와 같은 도판트물질 등이 있다. 일반적으로 이들의 성질은 유독하고 산화력이 매우 강하여 제품의 패턴 이상이나 표면의 과산화 등을 유발하여 제품의 불량을 일으킨다.
특히, 대기 중의 암모니아는 포토레지스터 변형과 산성 가스와 반응을 통해 염을 형성하여 쇼트를 유발시키는 등 반도체 생산 수율과 밀접한 관계를 지니고 있기 때문에 지속적인 모니터링과 관리가 요구되고 있다.
특히 반도체, FPD 산업에서는 웨이퍼의 고집적화, 패턴의 미세화에 따라 제품 불량을 방지하고 생산 수율 향상을 위하여 오염 물질을 ppt-ppb의 매우 낮은 수준으로 관리하고 있다. 기존에는 주로 FAB 환경의 모니터링과 관련된 연구에 치중하였으나, 최근에는 국소 환경(mini environment)에서 웨이퍼를 외부와 차단(isolation)하여 대기 중에 존재하는 분자성 오염 물질과의 접촉을 근본적으로 차단(isolation)하는 문제에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
운송 인클로저라 함은 위와 같은 반도체의 오염을 방지하고 운송하기 위한 수단으로써 대표적으로 FOUP(Front Open Unified Pod) 등을 들 수 있다.
반도체에서 웨이퍼(wafer)는 대개 실리콘웨이퍼(siliconwafer)를 의미하며, 이는 반도체의 집적회로를 만드는 토대가 되는 얇은 규소판을 의미한다. 웨이퍼(wafer)는 순도 99.9999999%의 단결정(單結晶) 규소를 얇게 잘라 표면을 매끈하게 다듬은 것이다. 웨이퍼(wafer)의 표면은 결함이나 오염이 없어야 함은 물론, 회로의 정밀도에 영향을 미치기 때문에 고도의 평탄도가 요구된다. 최근에는 두께 0.3㎜, 지름 15~30㎝의 원판 모양의 것이 사용되고 있다.
상기 웨이퍼(wafer)는 조립한 후에 검사가 끝나면 개별 칩으로 잘려져서 완성된 집적회로로 사용된다.
집적회로로 사용될 때까지 웨이퍼(wafer)에는 패턴 공정, 식각 공정, 이온 주입공정 등을 거치며, 운송 인클로저에 수용되어 다음 공정을 위해 이송되거나 수용된 채로 대기하게 된다.
하지만, 웨이퍼는 상기와 같은 공정에서 많은 양의 케미컬(chemical)이 공급되어 화학적 오염이 발생하며, 오염된 웨이퍼(wafer)에 의해 운송 인클로저 내부가 오염될 수 있다.
이와 같이 오염된 운송 인클로저 내부에서 웨이퍼(wafer)가 장시간 보관되어 운송 인클로저가 특정 농도 수치이상으로 오염되는 경우 웨이퍼(wafer)에 악영향을 끼쳐 제품 불량의 원인이 된다. 따라서 웨이퍼(wafer) 생산의 질적 향상을 위해 운송 인클로저 내부의 가스 오염 정도를 신속하고 정확하게 측정하는 것이 매우 중요하다.
도 1에는 통상의 운송 인클로저 내부 오염도 측정 장치(10)의 모식도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 측정 장치(10)는, 운송 인클로저(F)로 희석 가스(일예로 N2)를 공급하는 제1 라인(L1)과, 오염물질이 혼합된 가스를 분석기(A)에 전달하는 제2 라인(L2)을 포함하며, 분석기(A)를 통해 오염물질이 혼합된 가스의 오염도를 측정 및 분석하게 된다.
이때, 운송 인클로저의 내부는 공정에 따라 오염물질의 농도 차이가 높게 발생 할 수 있으며 이는 수 ppb에서 수십 ppm 까지 다양하게 발생 할 수 있다. 오염도 분석을 위한 일반적인 오염도 측정기의 경우 측정 범위(오염물질 농도)의 한계를 가지고 있으며 이로 인해 저농도용, 고농도용으로 2개 이상의 측정기를 사용 하며, 고농도의 오염물질로 인한 인터페이스 오염 및 분석기가 손상되는 것을 방지하기 위해 분석기로 고농도 시료가 유입되기 전에 측정 시료의 농도를 희석한 후 분석기로 주입해야 한다.
한편, 운송 인클로저 내부 오염도를 분석하기 위해서는 인클로저 내부로 희석 가스를 주입하고, 토출되는 가스의 오염도를 분석기를 통해 분석하게 되는데, 인클로저 내부에 가스를 주입하는 공정이나 토출되는 가스를 검사하는 공정상에서 주입되는 가스량이 분석기를 통해 소모되는 가스량 보다 많기 때문에 인클로저 내부의 압력이 증가하며, 인클로저의 반(半) 밀폐성으로 인해 내부 유해 물질이 인클로저 외부로 새어 나올 수 있다.
위와 같은 경우 외에도 인클로저의 결함 및 이를 연결하는 인터페이스의 결합 불량으로 인해 운송 인클로저에서 리크가 발생할 경우 인근에서 작업하는 작업자가 유해 물질에 노출되는 문제가 발생한다.
한국등록특허공보 10-1271181호(2013.06.04. 공고)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 분석기로 고농도의 오염물질을 포함하는 시료가 전달되지 않도록 운송 인클로저에 지속적으로 희석 가스를 공급하고, 인클로저와 분석기 사이에 배기유로를 형성하여 시료의 오염물질의 농도가 낮아질 때까지 인클로저에서 토출되는 시료를 일정 시간 배기하게 되는 운송 인클로저 내부 오염도 측정 장치 및 이를 이용한 오염도 측정 방법을 제공함에 있다.
또한, 인클로저 또는 인터페이스 결합부에 리크 발생 시 외부 공기의 유입으로 인한 습도 또는 산소를 감지할 수 있는 습도 센서 또는 산소 센서를 분석기에 구비한, 운송 인클로저 내부 오염도 측정 장치 및 이를 이용한 오염도 측정 방법을 제공함에 있다.
아울러, 인클로저와 분석기 사이에 유량조절부를 구비하여 인클로저에 유입되는 시료의 가스량과, 시료의 오염도 분석을 위해 인클로저에서 토출되는 가스량이 일치되도록 한 운송 인클로저 내부 오염도 측정 장치 및 이를 이용한 오염도 측정 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 운송 인클로저 내부 오염도 측정 장치는, 운송 인클로저 내부의 오염도 분석을 위한 분석기와, 시료 생성을 위해 상기 인클로저에 희석 가스를 공급하는 공급라인과, 상기 인클로저 내부 오염물질을 포함하는 시료를 분석기에 공급하는 분석라인을 포함하는, 운송 인클로저 내부 오염도 측정 장치에 있어서, 상기 측정 장치는, 전단이 상기 분석라인 상에 연결되는 배기 라인; 상기 분석라인과 상기 배기 라인 연결부에 구비되어 분석라인의 전단과 상기 배기라인 또는 분석라인의 전단과 후단을 선택적으로 연결하는 밸브; 및 상기 인클로저 내부 오염물질이 일정 농도 이상인 경우 분석라인의 전단과 배기라인이 연결되도록 하고, 일정 농도 미만인 경우 상기 분석라인의 전단과 후단이 연결되도록 상기 밸브를 제어하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 분석기를 통해 측정된 상기 오염물질의 농도 측정값을 기준으로, 상기 밸브를 제어하거나, 공정 상 인클로저 내부의 오염물질 농도를 예측하여 상기 밸브를 제어한다.
또한, 상기 측정 장치는, 상기 공급라인 상에 구비되어 공급라인을 유동하는 희석 가스의 유량을 제어하는 공급 유량조절기; 를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 공급 유량조절기를 통해 희석 가스의 유입 유량 및 유입 시간을 조절한다.
또한, 상기 측정 장치는, 상기 배기라인 상에 구비되어 배기라인을 유동하는 시료의 유량을 제어하는 배기 유량조절기; 를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 배기 유량조절기를 통해 시료의 배기 유량 및 배기 시간을 조절하여 상기 인클로저 내부 오염물질을 희석시킨다.
또한, 상기 제어부는, 상기 분석기를 통해 측정된 상기 오염물질의 농도 측정값이 일정 농도 이상인 경우 상기 희석 과정이 계속되며, 일정 농도 미만인 경우 상기 분석라인의 전단과 후단이 연결되도록 상기 밸브를 제어한다.
또한, 상기 측정 장치는, 상기 배기라인 상에 구비되어 상기 배기라인을 유동하는 시료의 오염물질을 제거 또는 격리하는 오염물질 처리수단; 을 포함한다.
본 발명의 일실시 예에 따른 운송 인클로저 내부 오염도 측정 장치를 이용한 측정 방법은, 상기 분석기를 통해 측정된 상기 오염물질의 농도 측정값을 기준으로 희석 여부를 판별 또는, 공정 상 인클로저 내부의 오염물질 농도를 예측하여 희석 여부를 판별하는, 단계; 희석이 필요한 경우 상기 인클로저 내부로 희석 가스를 공급함과 동시에 분석라인의 전단과 배기라인을 연결하여 인클로저 내부 오염물질이 포함된 시료를 외부로 배기하는 단계; 및 희석이 필요하지 않은 경우 분석라인의 전단과 후단을 연결하여 인클로저 내부 오염물질이 포함된 시료를 분석기로 공급하는 단계; 를 포함한다.
또한, 상기 분석라인의 전단과 배기라인을 연결하여 인클로저 내부 오염물질이 포함된 시료를 외부로 배기하는 단계; 는 상기 분석기를 통해 측정된 상기 오염물질의 농도 측정값이 일정 농도 미만인 경우 인클로저 내부 오염물질이 포함된 가스를 분석기로 공급하는 단계; 로 전환된다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 운송 인클로저 내부 오염도 측정 장치 및 이를 이용한 오염도 측정 방법은, 고농도의 오염물질을 포함하는 시료가 분석기에 직접 전달되지 않기 때문에 분석기의 손상 및 인터페이스의 오염을 최소화하며, 배기되는 시료의 양이나 배기 시간을 이용하여 시료의 초기 오염물질 농도 계산이 가능하고, 고농도 오염물질을 포함하는 시료의 저농도 희석을 위한 별도의 희석 시스템이 요구되지 않아, 시스템이 편리성 및 경제성을 갖는다.
또한, 인클로저 또는 인터페이스에서 발생되는 시료의 리크를 정확하게 감지하여 이로 인한 오염도 분석 오차를 최소화 하고, 분석 정확도를 향상시킬 수 있다.
아울러, 인클로저 내부 압력 증가로 인한 시료의 외부 배출을 최소화하여 작업자의 오염물질 노출을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 운송 인클로저 내부 오염도 측정 장치 모식도
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 운송 인클로저 내부 오염도 측정 장치 모식도
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 측정 장치를 이용한 인클로저 내부 희석 방법을 나타낸 순서도
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 측정 장치의 인클로저 내부 희석을 나타낸 모식도
도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 측정 장치의 인클로저 내부 오염물질의 분석을 나타낸 모식도
도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 측정 장치를 이용한 리크 측정 및 조치 방법을 나타낸 순서도
도 7은 본 발명의 일실시 예에 따른 측정 장치의 리크 여부 측정 과정을 나타낸 모식도
도 8은 본 발명의 일실시 예에 따른 측정 장치의 강제 배기를 도시한 모식도
도 9는 본 발명의 일실시 예에 따른 측정 장치를 이용한 가스 유량 조절 방법을 나타낸 순서도
도 10은 본 발명의 일실시 예에 따른 측정 장치의 유량 조절을 나타낸 모식도
이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2에는 본 발명의 일실시 예에 따른 운송 인클로저 내부 오염도 측정 장치(100, 이하 "측정 장치")의 모식도가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이 측정 장치(100)는 분석기(110)와, 제1 및 제2 필터(120, 130)와, 리크 측정 수단(150)과, 제어부(미도시)를 포함하여 구성된다.
분석기(110)는 시료 내 특정 오염물질을 분석하기 위한 통상의 분석기의 구성이 적용될 수 있고, 제1 및 제2 필터(120, 130)는 시료 내 오염물질을 필터링 하기 위한 통상의 필터의 구성이 적용될 수 있고, 리크 측정 수단(150)은 시료 중 수분을 감지하기 위한 통상의 수분 감지 장치의 구성이 적용될 수도 있고, 시료 중 산소를 감지할 수 있는 산소 센서의 구성이 적용될 수도 있다.
또한, 측정 장치(100)는, 시료의 생성을 위해 운송 인클로저(F) 내부로 희석 가스를 공급하기 위한 공급라인(L10)과, 인클로저(F) 내 오염물질을 포함한 시료를 분석기(110)에 공급하기 위한 분석라인(L20)과, 분석라인(L20) 상에 구비되어 고농도의 오염물질을 포함하는 시료를 외부로 배기하기 위한 배기라인(L21)과, 분석라인(L20) 상에 구비되어 인클로저(F)로 공급되는 가스의 유량과 인클로저(F)에서 토출되는 시료의 유량이 일치되도록 시료의 유량을 제어하는 유량제어라인(L22) 및 인클로저(F)의 시료 중 일부를 리크 측정 수단(150)으로 공급하기 위한 리크 측정 라인(L23)을 포함한다. 위 희석 가스로는 일반적으로 질소(N2)를 사용하지만 CDA(Clean dry air)도 사용이 가능하다.
또한, 공급라인(L10) 상에는 인클로저(F)로 공급되는 희석 가스의 유량 조절을 위한 공급 유량조절기(Mass Flow Controller, M10)와, 희석 가스의 공급 여부를 제어하는 개폐 밸브(V10)가 구비된다. 분석라인(L20)과 배기라인(L21) 연결부에는 인클로저(F)에서 토출된 시료를 배기라인(L21) 또는 분석기(110)로 선택적으로 공급하기 위한 밸브(V20)가 구비된다. 배기라인(L21) 상에는 시료를 외부로 배출하기 위한 제1 펌프(P10)와, 배기라인(L21)을 통해 배기되는 시료의 유량 조절 및 체크를 위한 배기 유량조절기(M20)가 구비된다. 배기라인(L21)은 인클로저(F) 내 유해가스가 주위 환경으로 배출되는 것을 방지하도록 시료의 오염물질을 제거 또는 격리하는 오염물질 처리수단(미도시) 에 연결될 수 있다. 바람직하게는 배기라인(L21)의 후단에 시료 중 유해성 가스를 필터링 하기 위한 제1 필터(120)가 구비될 수 있다. 여기서 제1 필터(120)는 유해성 가스를 제거하기 위한 모든 장치가 포함될 수 있다. 유량제어라인(L22) 역시 인클로저(F) 내 유해가스가 주위 환경으로 배출되는 것을 방지하도록 시료의 오염물질을 제거 또는 격리하는 오염물질 처리수단(미도시) 에 연결될 수 있다. 바람직하게는 유량제어라인(L22)의 후단에 시료 중 유해성 가스를 필터링 하기 위한 제2 필터(130)가 구비될 수 있다. 여기서 제2 필터(130)는 유해성 가스를 제거하기 위한 모든 장치가 포함될 수 있다.
위와 같은 구성을 통해 인클로저(F) 내부에 고농도의 오염물질이 포함된 경우 인클로저 내부 고농도 오염물질을 희석하는 방법에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 3에는 본 발명의 일실시 예에 따른 측정 장치(100)를 이용한 인클로저 내부 희석 방법을 나타낸 순서도가 도시되어 있다. 또한, 도 4에는 본 발명의 일실시 예에 따른 측정 장치(100)의 인클로저 내부 희석 과정을 나타낸 모식도가 도시되어있고, 도 5에는 본 발명의 일실시 예에 따른 측정 장치(100)의 인클로저 내부 오염물질의 분석 과정을 나타낸 모식도가 도시되어 있다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 인클로저(F) 내부의 오염도 분석을 위해 인터페이스를 체결하는 단계를 수행한다. 인터페이스란 인클로저(F)에 공급라인(L10) 및 분석라인(L20)을 리크 없이 연결해주도록 한 구성을 말한다.
다음으로 인클로저 내부의 희석 여부를 판단하는 단계를 수행한다. 희석 여부는 분석기(110)를 통해 상기 인클로저(F) 내부의 초기 오염물질의 농도 측정값을 기준으로 일정 농도 이상인 경우 희석을 진행하고, 일정 농도 미만인 경우 분석을 진행하도록 한다. 다른 실시 예로 공정 상 인클로저(F) 내부의 오염물질 농도가 일정 농도 이상일 것으로 예상되는 경우 희석을 진행하고, 일정 농도 미만으로 예상되는 경우 분석을 진행하도록 한다.
위 단계에서 희석으로 판단된 경우 밸브(V20)를 배기라인(L21) 측으로 전환하여 인클로저(F)에서 토출되는 시료가 배기라인(L21)을 통해 외부로 배기되도록 구성한다. 이때, 공급라인(L10)의 개폐 밸브(V10)는 개방된 상태를 유지하여 희석 가스가 인클로저(F)에 지속적으로 유입되도록 한다.
유입된 희석 가스는 인클로저(F) 내부 오염물질을 희석시킨 후 배기라인(L21)을 통해 배기된다. 배기라인(L21)은 인클로저(F) 내 유해가스가 주위 환경으로 배출되는 것을 방지하도록 시료의 오염물질을 제거 또는 격리하는 오염물질 처리수단(미도시) 에 연결될 수 있다.
위 희석과정은 공급유량조절기(M10)를 통해 희석 가스의 유입 유량 및 유입 시간을 조절하고, 배기유량조절기(M20)를 통해 시료의 배기 유량 및 배기 시간을 조절하는 공정을 통해 진행된다.
배기단계 후 희석여부를 판단하는 단계를 수행하기 위해 분석라인(L20)의 전단과 후단을 연결하도록 전환하여 인클로저(F)에서 배출되는 시료가 분석기(110)에 공급하는 단계로 진행될 수 있다.
다음으로 분석기(110)에 전달되는 시료의 오염물질의 농도 측정값이 일정 농도 미만인 경우 인클로저 내부(F) 희석을 중지하고 시료의 분석을 수행하기 위해 밸브(V20)가 분석라인(L20)의 전단과 후단을 연결한 상태를 유지하여 인클로저(F)에서 배출되는 시료가 분석기(110)에 공급되도록 구성한다. 공급된 가스는 인클로저(F) 내부 오염물질을 포함한 후 분석라인(L20)을 통해 분석기로 유입되며, 분석기(110)를 통해 시료 중 오염물질의 오염도를 분석하게 된다. (도 5 참조)
이때, 분석기(110)를 통해 분석된 시료의 오염도 대비 희석 시 배기라인(L21)을 통해 배출된 배기 유량과 배기 시간을 반영하면, 인클로저 내 오염물질의 초기 농도를 계산할 수 있다.
다음으로 위와 같은 측정 장치(100)의 구성을 통해 인클로저 또는 인터페이스 간에 오염물질을 포함한 시료가 리크 되는 것을 감지 및 조치하기 위한 방법에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 6에는 본 발명의 일실시 예에 따른 측정 장치(100)를 이용한 리크 측정 및 조치 방법을 나타낸 순서도가 도시되어 있다. 또한, 도 7에는 본 발명의 일실시 예에 따른 측정 장치(100)의 리크 여부 측정 과정을 나타낸 모식도가 도시되어있다. 본실시 예의 측정 장치(100)의 리크 여부 측정 및 조치 방법은 리크 발생 시 측정 장치(100) 내부로 대기(일반 공기)가 유입되는 점에 착안하여 대기 중에 섞여있는 수분이나 산소를 감지하여 리크 여부를 파악하게 된다.
도 6 및 도 7을 참조하여 보다 상세히 설명하면, 운송 인클로저(F)가 로드포트로 이송된 상태에서 인클로저(F) 내부의 오염도 분석을 위해 인터페이스를 체결하는 단계를 수행한다.
다음으로 개폐 밸브(V10)를 개방하여 인클로저(F)로 희석 가스를 공급한다. 희석 가스는, 일반 대기 공기와 차별성 있는 특징적인 가스가 주입될 수 있다. 일예로 대기보다 건조한 순수 질소 가스가 공급될 수 있다.
다음으로 인클로저(F) 내부 오염물질이 포함된 시료를 리크 측정 수단(150)으로 공급하는 단계를 수행한다. 위 시료를 리크 측정 수단(150)에 공급하는 방법은 다음과 같다.
첫째, 리크 측정 수단(150)이 분석기(110)에 일체로 구비되어 분석기(110)를 통해 리크 여부를 측정하게 된다.
둘째, 인클로저(F)와 리크 측정 수단(150)을 연결하는 리크 측정 라인(L22)을 구비하여 인클로저(F) 내 시료 중 일부를 리크 측정 수단(150)에 공급하도록 한다.
셋째, 분석라인(L20) 선상 중 어느 한 지점이고, 리크 측정 수단(150)을 연결하는 리크 측정 라인(L22)을 구비하여 분석라인(L20)을 유동하는 시료 중 일부를 리크 측정 수단(150)에 공급하도록 한다.
다음으로 리크 측정 수단(150)을 통해 위 시료의 수분 또는 산소를 측정하고, 기준치 이상 측정되는지 여부를 판단하는 단계를 수행한다. 여기서 기준치는 외기에 포함된 수분이나 산소량을 기준으로 인클로저(F) 주변의 환경에 의해 산정될 수 있다.
기준치를 초과한 경우 인클로저(F)로 공급되는 희석 가스를 차단시키고, 작업자가 적절한 조치를 취할 수 있도록 알람으로 경고하거나, 분석기(110)를 통해 시료의 분석을 진행하고, 데이터 상에 리크 가능성에 대한 정보를 제공하는 단계를 수행한다.
기준치 이내이거나, 작업자들의 리크 수리를 통해 수분 또는 산소가 기준치 이내로 측정된 경우에는 희석 가스를 차단 및 알람을 종료하고, 판정결과를 디스플레이로 출력하여 리크 진행 과정을 지속적으로 모니터링 할 수 있도록 한다.
한편, 인클로저(F)는 반밀폐성이기 때문에 인클로저(F) 내부 오염물질이 외부로 유출되어 주변 공기 오염 또는 작업자 영향성을 줄 수 있으며 특히 공급라인(L10)을 통해 주입되는 희석 가스의 유량과 배기라인(L20)을 통한 시료의 배출 유량의 밸런스가 정확히 일치하지 않으면 인클로저(F) 내부의 시료가 외부로 유출되기 때문에 이를 방지하기 위해 본 발명은 다음과 같은 구성을 갖는다.
도 8에는 본 발명의 일실시 예에 따른 측정 장치(100)의 강제 배기 과정을 도시한 모식도가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이 측정 장치(100)는 강제배기장치(160), 강제배기라인(L50) 및 제3 펌프(P30)를 더 포함한다. 강제배기장치(160)는 함체 상으로 인클로저(F) 또는 리크가 예상되는 파트에 배치될 수 있고, 리크가 예상되는 측면에는 리크된 시료가 유입될 수 있도록 다수의 유입공(161)이 형성될 수 있다. 리크가 예상되는 파트는 일예로 인클로저(F)의 도어(D) 둘레, 공급라인(L10) 또는 분석라인(L20)과 인클로저(F)의 연결부 등이 있다. 강제배기라인(L50)은 강제배기장치(160)에 유입된 가스를 외부로 배출하기 위해 구성되며 강제배기라인(L50)은 음압이 유지되도록 하여 일정 유량으로 가스를 상시 배기하도록 구성된다.
다른 실시 예로, 강제배기라인(L50) 상에는 시료를 강제배기장치(160)로 유입시켜 외부로 배기할 수 있도록 제3 펌프(P30)가 구비될 수 있다.
따라서 위 구성을 통해 측정 장치(100)에서 리크가 감지된 경우에는 즉시 제3 펌프(P30)를 구동하여 강제배기장치(160) 내부로 시료를 유입시킨 후 강제배기라인(L50)을 통해 외부로 배기시킬 수 있다. 도면상에는 도시되지 않았으나, 강제배기라인(L50) 상에 필터를 구비하여 가스 중 오염물질을 필터링 할 수도 있다.
다른 실시 예로, 강제배기라인(L50)의 후단을 별도의 오염물질 처리 시설과 연결하여 처리 시설을 통해 오염물질이 처리되도록 구성할 수도 있다.
다음으로 위와 같은 측정 장치(100)의 구성을 통해 인클로저(F) 내부의 압력이 증가되는 것을 방지하여 인클로저 또는 인터페이스의 리크 발생을 방지하기 위한 시료 유량 조절 방법에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 9에는 본 발명의 일실시 예에 따른 측정 장치(100)를 이용한 시료 유량 조절 방법을 나타낸 순서도가 도시되어 있다. 또한, 도 10에는 본 발명의 일실시 예에 따른 측정 장치(100)의 유량 조절 과정을 나타낸 모식도가 도시되어있다. 본실시 예의 측정 장치(100)의 가스 유량 조절 방법은 인클로저(F)에 공급되는 가스 유량에 비해 분석기(110)에서 소모되는 시료의 유량이 적기 때문에 발생될 수 있는 인클로저(F) 내부의 압력 증가를 방지하도록 구성된다.
도 9 및 도 10을 참조하여 보다 상세히 설명하면, 운송 인클로저(F)가 로드포트로 이송된 상태에서 인클로저(F) 내부의 오염도 분석을 위해 인터페이스를 체결하는 단계를 수행한다.
다음으로 개폐 밸브(V10)를 개방하여 인클로저(F)로 희석 가스를 공급한다.
다음으로 인클로저(F)에 공급되는 가스의 유량을 제1 유량조절기(M10)를 통해 측정하고, 분석기(110)를 통해 소모되는 시료의 유량을 측정한다. 소모되는 시료의 유량은 별도의 유량계를 분석라인(L20) 상에 설치하거나, 유량 측정 기능이 있는 분석기를 통해 측정할 수 있다. 유량 측정은 상시 측정이 되거나 간이 측정을 통해 확인할 수 있다. 간이 측정이라 함은 유량계가 부착되어 있지 않지만, 분석기의 유량을 측정하고 그 값을 사용할 수 있다.
다음으로 위 공급유량에서 소모유량을 뺀 유량 차를 산출하고, 위 유량 차만큼 유량제어라인(L22)에 시료를 유입시켜 공급라인(L10)을 통해 인클로저(F)에 유입된 가스의 유량과 인클로저(F)에서 토출되는 시료의 유량을 설정할 수 있으며, 외기의 공기가 유입되지 않는 범위에서 설정할 수 있다. 위 단계는 유량제어라인(L22) 구비된 제2 펌프(P20)를 구동한 상태에서 메인 유량조절기(M30)를 통해 유량제어라인(L22)으로 유동되는 가스의 유량을 제어하여 구현할 수 있다.
본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.
F : 운송 인클로저
100 : 운송 인클로저 내부 오염도 측정 장치
110 : 분석기 120, 130 : 제1 및 제2 필터
150 : 리크 측정 수단
V10 : 개폐 밸브 V20 : 밸브
M10~M30 : 제1 내지 제3 유량조절기
P10~P30 : 제1 내지 제3 펌프
L10 : 공급라인 L20 : 분석라인
L21 : 배기라인 L22 : 유량조절라인
L23 : 리크측정라인

Claims (5)

  1. 운송 인클로저 내부의 오염도 분석을 위한 분석기와, 시료 생성을 위해 상기 인클로저에 희석 가스를 공급하는 공급라인과, 상기 인클로저 내부 오염물질을 포함하는 시료를 분석기에 공급하는 분석라인을 포함하는, 운송 인클로저 내부 오염도 측정 장치에 있어서,
    상기 측정 장치는,
    전단이 상기 분석라인 상에 연결되는 배기라인;
    상기 분석라인과 상기 배기라인 연결부에 구비되어 분석라인의 전단과 상기 배기라인 또는 분석라인의 전단과 후단을 선택적으로 연결하는 밸브;
    상기 인클로저 내부 오염물질이 일정 농도 이상인 경우 분석라인의 전단과 배기라인이 연결되도록 하고, 일정 농도 미만인 경우 상기 분석라인의 전단과 후단이 연결되도록 상기 밸브를 제어하는 제어부; 및
    상기 배기라인 상에 구비되어 배기라인을 유동하는 시료의 유량을 제어하는 배기 유량조절기를 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 분석기를 통해 측정된 상기 오염물질의 농도 측정값을 기준으로, 상기 밸브를 제어하거나, 공정 상 인클로저 내부의 오염물질 농도를 예측하여 상기 밸브를 제어하되,
    상기 배기 유량조절기를 통해 시료의 배기 유량 및 배기 시간을 조절하여 상기 인클로저 내부 오염물질을 희석시키며,
    상기 분석기를 통해 측정된 상기 오염물질의 농도 측정값이 일정 농도 이상인 경우 희석 과정이 계속되며, 일정 농도 미만인 경우 상기 분석라인의 전단과 후단이 연결되도록 상기 밸브를 제어하는, 운송 인클로저 내부 오염도 측정 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 측정 장치는,
    상기 공급라인 상에 구비되어 공급라인을 유동하는 희석 가스의 유량을 제어하는 공급 유량조절기; 를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 공급 유량조절기를 통해 희석 가스의 유입 유량 및 유입 시간을 조절하는, 운송 인클로저 내부 오염도 측정 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 측정 장치는,
    상기 배기라인 상에 구비되어 상기 배기라인을 유동하는 시료의 오염물질을 제거 또는 격리하는 오염물질 처리수단; 을 포함하는, 운송 인클로저 내부 오염도 측정 장치.
  4. 제 1항의 운송 인클로저 내부 오염도 측정 장치를 이용한 측정 방법에 있어서,
    상기 분석기를 통해 측정된 상기 오염물질의 농도 측정값을 기준으로 희석 여부를 판별 또는, 공정 상 인클로저 내부의 오염물질 농도를 예측하여 희석 여부를 판별하는, 단계;
    희석이 필요한 경우 상기 인클로저 내부로 희석 가스를 공급함과 동시에 분석라인의 전단과 배기라인을 연결하여 인클로저 내부 오염물질이 포함된 시료를 외부로 배기하는 단계; 및
    희석이 필요하지 않은 경우 분석라인의 전단과 후단을 연결하여 인클로저 내부 오염물질이 포함된 시료를 분석기로 공급하는 단계;
    를 포함하는, 운송 인클로저 내부 오염도 측정 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 분석라인의 전단과 배기라인을 연결하여 인클로저 내부 오염물질이 포함된 시료를 외부로 배기하는 단계; 는
    상기 분석기를 통해 측정된 상기 오염물질의 농도 측정값이 일정 농도 미만인 경우 인클로저 내부 오염물질이 포함된 가스를 분석기로 공급하는 단계; 로 전환되는, 운송 인클로저 내부 오염도 측정 방법.
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