KR102512929B1 - 희석식 파티클 측정 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 희석식 파티클 측정 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원액과 희석액의 교반을 통해 농도 조정을 진행한 후 파티클을 측정하는 희석식 파티클 측정 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 희석식 파티클 측정 시스템은 원액을 공급하는 원액 공급부와, 희석액을 공급하는 희석액 공급부와, 원액 공급부으로부터 공급된 원액과 희석액 공급부로부터 공급된 희석액을 교반하여 교반액을 생성하는 교반부와, 교반부로부터 공급된 교반액의 파티클을 측정하는 측정부와 교반부 및 측정부 내 액체의 외부 배출을 위한 배출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

희석식 파티클 측정 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR MEASURING PARTICLE OF DILUTION TYPE}
본 발명은 희석식 파티클 측정 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원액과 희석액의 교반을 통해 농도를 희석한 후 파티클을 측정하는 희석식 파티클 측정 시스템 및 방법에 관한 것이다.
평탄화 공정은 실리콘 기판 상에 형성된 연마 대상체의 표면을 평탄화하는 공정으로서, 반도체가 점차 고밀도화 및 고집적화됨에 따라 소자 제조공정에 필수적으로 적용되고 있다.
광역 평탄화 공정 중 하나인 화학 기계적 연마(chemical-mechanical polishing, CMP)는 연마패드가 장착된 테이블의 회전을 통한 기계적인 마찰력과 슬러리와의 화학적 작용을 통해 연마 대상체를 연마하는 공정이다.
여기서, 슬러리는 연마입자, 초순수 및 첨가제 등으로 구성되는데, 공정 중 입자들 간에 응집이 일어나며 거대 파티클이 발생하며, 거대 파티클은 연마 대상체의 표면에 마이크로 스크래치(micro scratch)와 같은 불량을 유발한다. 이에 따라, 화학 기계적 연마 공정에서 발생하는 불량을 줄이기 위해서는 거대 파티클에 대한 관리가 필요하다.
한국등록특허 제10-1126502호는 파티클의 함량과 개수를 측정하는 입자 함량 측정부의 구비를 통해 거대 파티클을 관리한다. 그런데, 종래 기술은 슬러리를 별도의 희석없이 측정하여 측정 신뢰성이 낮은 한계가 있다.
따라서, 슬러리 희석 과정을 거쳐 측정 신뢰성이 향상되며, 슬러리를 희석하는 과정과 슬러리 내 파티클을 측정하는 과정이 논스톱으로 이루어지는 희석식 파티클 측정 시스템에 대한 요구가 생기게 됐다.
한국등록특허 제10-1126502호
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 슬러리 희석 과정을 거쳐 측정 신뢰성이 향상되며, 슬러리를 희석하는 과정과 슬러리 내 파티클을 측정하는 과정이 논스톱으로 이루어지는 희석식 파티클 측정 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 원액을 공급하는 원액 공급부와, 희석액을 공급하는 희석액 공급부와, 원액 공급부으로부터 공급된 원액과 희석액 공급부로부터 공급된 희석액을 교반하여 교반액을 생성하는 교반부와, 교반부로부터 공급된 교반액의 파티클을 측정하는 측정부와, 교반부 및 측정부 내 액체의 외부 배출을 위한 배출부를 포함하는 희석식 파티클 측정 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 원액 공급부는 원액 저장부에서 교반부로 원액의 이동을 안내하는 원액 이동관과, 원액 이동관과 기체 이동관을 통해 연결되며, 기체 이동관으로 기체를 공급하여 원액 이동관 내 일정 구역에 위치한 원액을 밀어 이동시키는 블로어와, 원액 이동관과 기체 이동관 사이에 구비되어 기체 및 원액이 선택적으로 유입되도록 하는 유입 조정 밸브와, 교반부와 유입 조정 밸브 사이에 위치하는 원액 이동관에 구비되어 원액 이동관을 선택적으로 개폐하는 원액 차단 밸브를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 희석액 공급부는 희석액 저장부에서 교반부로 희석액의 이동을 안내하는 희석액 이동관과, 희석액 이동관에 구비되어 희석액 이동관을 선택적으로 개폐하는 희석액 차단 밸브와, 희석액 이동관에 구비되어 희석액을 필터링하는 제1필터와, 희석액 이동관에 구비되어 희석액 이동관에 펌프압을 제공해 희석액을 희석액 이동관을 통해 교반부로 이동시키는 펌프와, 교반부와 제1필터 사이에 위치하는 희석액 이동관으로부터 분기되며 측정부로 희석액의 이동을 안내하는 분기관을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 배출부는 교반부와 연결되어 교반부로부터 배출되는 교반액의 외부 배출을 안내하는 제1배출관과, 제1배출관에 구비되어 제1배출관에 펌프압을 제공해 교반액을 제1배출관을 통해 외부로 배출시키는 배출 펌프와, 교반부와 배출 펌프 사이에 위치하는 제1배출관과 연결되며, 측정부로부터 배출되는 교반액의 외부 배출을 안내하며 제2배출관과, 제1배출관과 제2배출관 사이에 구비되어 제1배출관 및 제2배출관을 따라 이동하는 교반액이 선택적으로 외부로 배출되도록 하는 조정 밸브를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 희석액 공급부로부터 공급된 희석액을 측정부로 순환시키는 순환부를 더 포함하고, 순환부는 측정부로 희석액을 순환시키는 순환관과, 순환관에 구비되어 희석액을 필터링하는 제2필터와, 순환관에 구비되어 순환관에 펌프압을 제공해 희석액을 순환시키는 순환 펌프와, 순환관에 구비되어 순환관을 선택적으로 개폐하는 순환 차단 밸브를 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 원액과 희석액을 교반부로 제공하고, 교반부에서 원액과 희석액을 교반하여 교반액을 생성하는 단계와, 생성된 교반액을 측정부로 제공하고, 측정부에서 교반액의 파티클을 측정하는 단계와, 측정부 내의 교반액을 외부로 배출하는 단계와, 희석액을 교반부 및 측정부로 각각 제공하고, 교반부 및 측정부 내의 희석액을 외부로 배출하여 교반부 및 측정부를 세정하는 단계를 포함하는 희석식 파티클 측정 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 본 발명은 원액의 희석 과정과, 파티클 측정 과정 및 내부 액체 배출 과정이 논스톱으로 이루어져 사용자의 편의성이 향상될 뿐만 아니라, 원액 희석 과정을 통해 측정의 정확성이 향상될 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 희석식 파티클 측정 시스템을 도시하는 계통도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 희석식 파티클 측정 시스템을 도시하는 계통도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 희석식 파티클 측정 시스템을 도시하는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 희석식 파티클 측정 시스템의 파티클 측정 방법을 도시하는 순서도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 희석식 파티클 측정 시스템(1)을 도시하는 계통도이다.
희석식 파티클 측정 시스템(1)은 측정 정확도 향상을 위해 원액을 희석시킨 상태에서 파티클을 측정하는 것으로, 원액 공급부(10), 희석액 공급부(20), 교반부(30), 측정부(40) 및 배출부(50)를 포함할 수 있다.
원액 공급부(10)는 원액을 선택적으로 공급하는 구성요소로서, 원액 저장부(L1) 및 교반부(30)와 연결되게 마련될 수 있다. 이때, 원액은 화학 기계적 연마 장치(CMP)에 이용되는 슬러리일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
원액 공급부(10)는 원액의 이동을 안내하는 유로를 갖는 원액 이동관(11), 원액 이동관(11)과 연결되며 기체의 이동을 안내하는 유로를 갖는 기체 이동관(12), 기체 이동관(12)에 기체를 공급하는 블로어(13), 원액 이동관(11)과 기체 이동관(12) 사이에 마련되어 연통을 개폐하는 유입 조정 밸브(14) 및 원액 이동관(11)의 유로를 개폐하는 원액 차단 밸브(15)를 포함할 수 있다.
여기서, 원액 이동관(11)은 원액 저장부(L1)와 교반부(30)를 연결하는 유로를 가지며, 그 일단부가 원액 저장부(L1)와 연결될 수 있고, 그 타단부가 교반부(30)와 연결될 수 있다. 이때, 원액 저장부(L1)는 내부에 저장된 원액에 압력을 가해 원액 이동관(11)으로 원액을 공급할 수 있다.
기체 이동관(12)은 블로어(13)와 원액 이동관(11)을 연결하는 유로를 가지며, 그 일단부가 블로어(13)와 연결될 수 있고, 그 타단부가 원액 이동관(11)의 중앙부에 유입 조정 밸브(14)를 사이에 두고 연결될 수 있다.
블로어(13)는 작동에 따라 기류를 형성하여 기체 이동관(12)으로 기체를 공급할 수 있다. 블로어(13)에 의해 형성된 기류는 기체 이동관(12)을 따라 이동하여 원액 이동관(11)의 중앙부로 공급될 수 있다.
유입 조정 밸브(14)는 3방 밸브(3way 밸브)로 마련될 수 있으며, 원액 이동관(11)과 기체 이동관(12) 사이에 구비되어 선택적 연통을 통해 원액 또는 기체를 통과시킬 수 있다. 유입 조정 밸브(14)는 그 작동 상태에 따라 원액 이동관(11)과 기체 이동관(12)의 연통 차단과 동시에 원액 이동관(11)의 연통을 개방할 수 있고, 원액 이동관(11)과 기체 이동관(12)의 연통 개방과 동시에 원액 이동관(11)의 연통을 차단할 수 있다.
원액 차단 밸브(15)는 교반부(30)와 유입 조정 밸브(14) 사이에 위치하는 원액 이동관(11)에 구비될 수 있으며, 그 작동 상태에 따라 원액 이동관(11)의 유로를 선택적으로 개폐할 수 있다. 이때, 유입 조정 밸브(14)와 원액 차단 밸브(15) 사이에 위치하는 원액 이동관(11)은 적어도 일부(111)가 나선 형태로 형성됨으로써, 동일한 길이를 갖는 직선 형태의 원액 이동관 대비 많은 양의 원액을 수용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 원액 공급부(10)는 원액 이동관(11)과 연결되는 원액 드레인관(16) 및 원액 드레인관(16)의 유로를 개폐하는 드레인 차단 밸브(17)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 원액 드레인관(16)은 원액 차단 밸브(15)와 교반부(30) 사이에 위치하는 원액 이동관(11)과 연결되어, 원액 이동관(11) 내 액체의 외부 배출을 안내할 수 있다. 이로 인해, 원액 공급부(10)는 필요에 따라 원액을 교반부(30)로 공급하거나, 외부로 드레인시킬 수 있다.
본 발명은 원액 차단 밸브(15)의 제어를 통해 원액 이동관(11)의 유로를 차단하고, 유입 조정 밸브(14)의 제어를 통해 원액 이동관(11)과 기체 이동관(12)의 연통을 차단하며 원액 이동관(11)의 연통을 개방함으로써, 원액 저장부(L1)로부터 원액 이동관(11)으로 원액이 공급되도록 할 수 있으며, 원액 차단 밸브(15)의 제어를 통해 원액 이동관(11)의 유로를 개방하고, 유입 조정 밸브(14)의 제어를 통해 원액 이동관(11)과 기체 이동관(12)의 연통을 개방하고 원액 이동관(11)의 연통을 차단한 상태에서 블로어(13)를 작동함으로써, 유입 조정 밸브(14)와 원액 차단 밸브(15) 사이 원액 이동관(11)에 위치한 원액을 교반부(30)로 공급할 수 있다.
희석액 공급부(20)는 희석액을 선택적으로 공급하는 구성요소로서, 희석액 저장부(L2) 및 교반부(30)와 연결되게 마련될 수 있다. 이때, 희석액은 초순수(DeIonized Water)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
희석액 공급부(20)는 희석액의 이동을 안내하는 유로를 갖는 희석액 이동관(21), 희석액 이동관(21)의 유로를 개폐하는 제1희석액 차단 밸브(22), 희석액 이동관(21)의 유로를 통하는 희석액의 이물질을 걸러내는 제1필터(23), 희석액을 펌핑하는 희석액 펌프(24) 및 희석액 이동관(21)으로부터 분기되는 분기관(25)을 포함할 수 있다.
여기서, 희석액 이동관(21)은 희석액 저장부(L2)와 교반부(30)를 연결하는 유로를 가지며, 그 일단부가 희석액 저장부(L2)와 연결될 수 있고, 그 타단부가 교반부(30)와 연결될 수 있다. 이때, 희석액 저장부(L2)에 저장된 희석액은 희석액 저장부(L2) 내부의 압력에 의해 희석액 이동관(21)으로 이동되거나, 희석액 펌프(24)에 의해 희석액 이동관(21)으로 이동될 수 있다.
제1희석액 차단 밸브(22)는 희석액 저장부(L2)와 제1필터(23) 사이에 위치하는 희석액 이동관(21)에 구비될 수 있으며, 그 작동 상태에 따라 희석액 이동관(21)의 유로를 개방하거나 폐쇄할 수 있다.
제1필터(23)는 희석액 차단 밸브(22)와 교반부(30) 사이에 위치하는 희석액 이동관(21)에 구비될 수 있으며, 기설정된 임계값 이상의 입자 크기를 가지는 수분과 이물질을 제거할 수 있다.
희석액 펌프(24)는 제1필터(23)와 교반부(30) 사이에 위치하는 희석액 이동관(21)에 구비될 수 있으며, 작동에 따라 펌프압을 제공하여 희석액 저장부(L2)내 희석액을 희석액 이동관(21)으로 이동시킬 수 있다. 이때, 펌프(24)는 플로우 펌프(Flow Pump)일 수 있다.
분기관(25)은 교반부(30)와 제1필터(23) 사이에 위치하는 희석액 이동관(21)으로부터 분기되며, 측정부(40)로 희석액의 이동을 안내하는 유로가 형성될 수 있다. 분기관(25)을 통해 측정부(40)로 공급되는 희석액은 측정부(40)의 세정 또는 수분 유지에 이용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 희석액 공급부(20)는 분기관(25)의 유로를 개폐하는 제2희석액 차단 밸브(26) 및 희석액을 일정한 양만큼 펌핑하는 정량 펌프(27)를 더 포함할 수 있다.
제2희석액 차단 밸브(26)는 분기관(25)에 구비될 수 있으며, 그 작동 상태에 따라 분기관(25)의 유로를 개방하거나 폐쇄할 수 있다.
정량 펌프(27)는 제1필터(23)와 교반부(30) 사이에 위치하는 희석액 이동관(21)에 구비될 수 있으며, 작동에 따라 펌프압을 제공하여 희석액 이동관(21) 내 희석액을 교반부(30)로 일정량씩 이동시킬 수 있다. 이때, 정량 펌프(27)는 실린지 펌프(Syringe Pump)일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 희석액 공급부(20)는 정량 펌프(27)와 연결되는 희석액 드레인관(28) 및 희석액 드레인관(28)의 유로를 개폐하는 드레인 차단 밸브(29)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 희석액 드레인관(28)은 정량 펌프(27)와 연결되어, 정량 펌프(27) 내 액체의 외부 배출을 안내할 수 있다. 이로 인해, 희석액 공급부(20)는 필요에 따라 희석액을 교반부(30)로 공급하거나 외부로 드레인할 수 있다.
본 발명은 제1희석액 차단 밸브(22)의 제어를 통해 희석액 이동관(21)의 유로를 개방하고 제2희석액 차단 밸브(26)의 제어를 통해 분기관(25)의 유로를 차단한 상태에서 희석액 펌프(24)를 작동함으로써, 희석액 이동관(21)을 따라 희석액을 이동시킬 수 있으며, 정량 펌프(27)를 작동하여 일정한 양의 희석액을 교반부(30)로 공급할 수 있다.
또한, 본 발명은 제1희석액 차단 밸브(22)의 제어를 통해 희석액 이동관(21)의 유로를 개방하고 제2희석액 차단 밸브(26)의 제어를 통해 분기관(25)의 유로를 개방한 상태에서 희석액 펌프(24)를 작동함으로써, 분기관(25)을 따라 희석액을 측정부(40)로 이동시킬 수 있다.
교반부(30)는 원액과 희석액을 교반하는 구성요소로서, 원액 이동관(11) 및 희석액 이동관(21)과 연결될 수 있다. 교반부(30)는 원액 이동관(11)을 따라 내부로 공급된 일정량의 원액과 희석액 이동관(21)을 따라 내부로 공급된 일정량의 희석액을 교반하여 교반액을 생성할 수 있다.
여기서, 교반부(30)는 원액과 희석액을 교반하여 교반액을 생성하는 교반 본체(31), 교반 본체(31)와 연결되며 교반 본체(31) 내 액체의 외부 배출을 안내하는 유로를 갖는 교반 드레인관(32) 및 교반 드레인관(32)의 유로를 개폐하는 드레인 차단 밸브(33)를 포함할 수 있다. 이때, 교반 본체(31)는 내부에 수용된 마그네틱을 회전시켜 교반을 진행하는 마그네틱 교반기일 수 있다.
측정부(40)는 교반부(30)로부터 공급된 교반액의 파티클을 측정하는 구성요소로서, 교반부(30)와 연결될 수 있다. 측정부(40)는 광 차단법 또는 광 산란법을 이용해 파티클을 측정할 수 있다.
여기서, 측정부(40)는 액체의 파티클을 측정하는 측정 본체(41), 측정 본체(41)와 교반부(30)를 연결하는 연결관(42), 측정 본체(41)와 연결되며 측정 본체(41) 내 액체의 외부 배출을 안내하는 측정 드레인관(43) 및 측정 드레인관(43)의 유로를 개폐하는 드레인 차단 밸브(44)를 포함할 수 있다. 이때, 측정 본체(41)는 일반적으로 이용되는 파티클 측정 장비로서, 이에 대한 내부 구조 및 동작에 관한 상세한 설명은 생략한다.
배출부(50)는 희석식 파티클 측정 시스템(1) 내부에 수용된 액체을 외부로 배출시키기 위한 구성요소로서, 희석액 공급부(20), 교반부(30) 및 측정부(40)와 연결될 수 있다.
배출부(50)는 액체의 배출을 안내하는 유로를 갖는 제1배출관(51), 액체가 외부로 배출되도록 펌핑하는 배출 펌프(52), 제1배출관(51)과 측정부(40)를 연결하는 제2배출관(53) 및 제1배출관(51)과 제2배출관(53) 사이에 마련되어 연통을 개폐하는 제1조정 밸브(54)를 포함할 수 있다.
여기서, 제1배출관(51)은 교반부(30)에서 배출된 액체가 외부로 배출되도록 액체의 이동을 안내하는 유로를 가지며, 그 일단부가 연결관(42)과 연결될 수 있고, 그 타단부가 드레인관(28)과 연결될 수 있다.
배출 펌프(52)는 드레인관(28)과 인접하게 제1배출관(51)에 구비될 수 있으며, 작동에 따라 펌프압을 제공하여 교반부(30) 내 액체를 제1배출관(51)을 따라 이동시켜 외부로 배출시킬 수 있다.
제2배출관(53)은 측정부(40)에서 배출된 액체가 외부로 배출되도록 액체의 이동을 안내하는 유로를 가지며, 그 일단부가 제1배출관(51)과 연결될 수 있고, 그 타단부가 드레인관(43)과 연결될 수 있다. 이때, 제2배출관(53)의 타단부는 측정 본체(41)와 드레인 차단 밸브(44) 사이에 위치한 측정 드레인관(43)에 연결될 수 있다.
제1조정 밸브(54)는 3방 밸브(3way 밸브)로 마련될 수 있으며, 제1배출관(51)과 제2배출관(53) 사이에 구비되어 선택적 연통을 통해 교반부(30) 또는 측정부(40)로부터 배출된 액체를 통과시킬 수 있다. 제1조정 밸브(54)는 그 작동 상태에 따라 제1배출관(51)과 제2배출관(53)의 연통 차단과 동시에 제1배출관(51)의 연통을 개방할 수 있고, 제1배출관(51)과 제2배출관(53)의 연통 개방과 동시에 제1배출관(51)의 연통을 차단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 배출부(50)는 제1배출관(51)과 교반 드레인관(32)사이에 마련되어 연통을 개폐하는 제2조정 밸브(55)를 더 포함할 수 있다.
제2조정 밸브(55)는 3방 밸브(3way 밸브)로 마련될 수 있으며, 제1배출관(51)과 교반 드레인관(32) 사이에 구비되어 선택적 연통을 통해 교반부(30)로부터 배출되어 제1배출관(51)을 이동하는 액체 또는 교반 드레인관(32)에서 제1배출관(51)으로 이동하는 액체를 통과시킬 수 있다. 제2조정 밸브(55)는 그 작동 상태에 따라 제1배출관(51)과 교반 드레인관(32)의 연통 차단과 동시에 제1배출관(51)의 연통을 개방할 수 있고, 제1배출관(51)과 교반 드레인관(32)의 연통 개방과 동시에 제1배출관(51)의 연통을 차단할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 희석식 파티클 측정 시스템(1')을 도시하는 계통도이다. 다른 실시예에 따른 희석식 파티클 측정 시스템(1')은 전술한 일 실시예에 따른 희석식 파티클 측정 시스템(1)과 순환부(60)를 추가로 구비한다는 점에서 차이가 있을 뿐, 다른 구성은 일 실시예와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 희석식 파티클 측정 시스템(1)은 희석액 공급부(20)로부터 공급된 희석액을 측정부(40)로 순환시키는 순환부(60)를 더 포함할 수 있다.
순환부(60)는 희석액의 순환을 안내하는 유로를 갖는 순환관(61), 순환관(61)으로 희석액이 공급되도록 희석액 공급부(20)와 순환관(61)을 연결하는 희석액 공급관(62), 순환관(61)의 유로를 통하는 희석액의 이물질을 걸러내는 제2필터(63), 희석액을 펌핑하여 순환관(61)을 따라 희석액을 순환시키는 순환 펌프(64), 순환관(61)의 유로를 개폐하는 제1순환 차단 밸브(65) 및 제2순환 차단 밸브(66)를 포함할 수 있다.
순환관(61)은 측정 본체(41)에서 배출되는 희석액이 다시 측정 본체(41)로 공급되도록 이를 안내하는 유로를 가지며, 그 일단부가 연결관(42)과 연결될 수 있고, 그 타단부가 드레인관(43)과 연결될 수 있다.
희석액 공급관(62)은 희석액 저장부(L2)의 희석액이 순환관(61)으로 공급되도록 이를 안내하는 유로를 가지며, 그 일단부가 희석액 저장부(L2)와 희석액 차단 밸브(22) 사이에 위치한 순환관(61)과 연결될 수 있고, 그 타단부가 제2필터(63)와 순환 차단 밸브(65) 사이에 위치한 순환관(61)과 연결될 수 있다.
제2필터(63)는 제1순환 차단 밸브(65)와 순환 펌프(64) 사이에 위치하는 순환관(61)에 구비될 수 있으며, 기설정된 임계값 이상의 입자 크기를 가지는 수분과 이물질을 제거할 수 있다.
순환 펌프(64)는 제2순환 차단 밸브(66)와 제2필터(63) 사이에 위치하는 순환관(61)에 구비될 수 있으며, 작동에 따라 펌프압을 제공하여 순환관(61) 내 액체를 측정부(40)로 이동시킬 수 있다.
제1순환 차단 밸브(65)는 연결관(42)과 인접한 순환관(61)에 구비될 수 있으며, 그 작동 상태에 따라 순환관(61)의 유로를 개방하거나 폐쇄할 수 있다. 이때, 제1순환 차단 밸브(65)가 폐쇄되는 경우, 순환관(61) 내 액체는 연결관(42)으로 이동될 수 없다.
제2순환 차단 밸브(66)는 드레인관(43)과 인접한 순환관(61)에 구비될 수 있으며, 그 작동 상태에 따라 순환관(61)의 유로를 개방하거나 폐쇄할 수 있다. 이때, 제2순환 차단 밸브(66)가 폐쇄되는 경우, 드레인관(43) 내 액체는 순환관(61)으로 이동될 수 없다.
이로 인해, 본 발명의 측정 본체(41)는 마르지 않고 항상 수분이 유지되어 측정 정확성이 향상될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 희석식 파티클 측정 시스템(1)을 도시하는 블록도이다.
희석식 파티클 측정 시스템(1)은 시스템의 전반적인 동작을 제어하는 컨트롤러(70)를 더 포함할 수 있다. 이때, 컨트롤러(70)는 원액 공급부(10), 희석액 공급부(20), 교반부(30), 측정부(40), 배출부(50) 및 순환부(60)와 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다.
컨트롤러(70)는 원액 이동관(11)의 유로를 차단하도록 원액 차단 밸브(15)를 제어하고, 원액 이동관(11)과 기체 이동관(12)의 연통을 차단하되 원액 이동관(11)의 연통을 유지하도록 유입 조정 밸브(14)를 제어하여, 원액 저장부(L1)와 원액 차단 밸브(15) 사이에 위치한 원액 이동관(11)에 원액이 채워지도록 할 수 있다.
또한, 컨트롤러(70)는 원액 이동관(11)의 유로를 개방하도록 원액 차단 밸브(15)를 제어하고, 원액 이동관(11)과 기체 이동관(12)의 연통을 개방하되 원액 이동관(11)의 연통을 차단하도록 유입 조정 밸브(14)를 제어하며, 기체 이동관(12)에 기체가 공급되도록 블로어(13)를 작동하여, 유입 조정 밸브(14)와 원액 차단 밸브(15) 사이 원액 이동관(11)에 위치한 원액을 교반부(30)로 밀어 이동시킬 수 있다.
컨트롤러(70)는 희석액 이동관(21)의 유로를 개방하도록 제1희석액 차단 밸브(22)를 제어하고, 분기관(25)의 유로를 차단하도록 제2희석액 차단 밸브(26)를 제어하며, 희석액 펌프(24)와 정량 펌프(27)를 순차적으로 작동하여 희석액을 교반부(30)로 이동시킬 수 있다. 이에, 본 발명은 유입 조정 밸브(14)와 원액 차단 밸브(15) 사이 원액 이동관(11)의 길이만큼 매번 일정한 양의 원액이 교반부(30)로 공급될 수 있으며, 정량 펌프(27)에 의해 매번 일정한 양의 희석액이 교반부(30)로 공급될 수 있다.
한편, 원액과 희석액이 교반부(30)로 공급되는 과정은 순차적으로 이루어지거나 동시에 이루어질 수 있다.
원액과 희석액의 공급 과정이 완료되면, 컨트롤러(70)는 교반 본체(31)를 일정시간 동안 작동하여 원액과 희석액의 교반으로 교반액을 생성할 수 있으며, 생성된 교반액을 연결관(42)을 통해 측정 본체(41)로 이동시켜 교반액의 파티클을 측정할 수 있다.
파티클 측정이 완료되면, 컨트롤러(70)는 측정 드레인관(43)의 유로가 폐쇄되도록 드레인관 차단 밸브(44)를 제어하고, 제1배출관(51)과 제2배출관(53)의 연통을 유지하되 제1배출관(51)의 연통을 차단하도록 제1조정 밸브(54)를 제어하며, 배출 펌프(52)를 작동하여, 측정부(40)에 위치한 액체를 펌프압을 이용해 외부로 배출시킬 수 있다.
측정부(40)에 위치한 액체의 외부 배출이 완료되면, 컨트롤러(70)는 분기관(25)의 유로가 개방되도록 제2희석액 차단 밸브(26)를 제어하고, 희석액 펌프(24)를 작동하여 희석액을 측정부로 공급할 수 있으며, 측정 드레인관(43)의 유로가 폐쇄되도록 드레인관 차단 밸브(44)를 제어하고, 제1배출관(51)과 제2배출관(53)의 연통을 유지하되 제1배출관(51)의 연통을 차단하도록 제1조정 밸브(54)를 제어하며, 배출 펌프(52)를 작동하여, 측정부(40)에 위치한 액체를 펌프압을 이용해 외부로 배출시킬 수 있다. 즉, 본 발명은 측정부(40)로의 희석액의 공급과 배출을 통해 이용해 측정부(40)에 대한 세정을 진행할 수 있다.
측정부(40)에 위치한 액체의 외부 배출이 완료되면, 컨트롤러(70)는 순환관(61)으로 희석액의 공급을 위해 공급관(62)이 개방되도록 개폐 밸브(67)을 제어하고, 공급관 개방 후 소정 시간이 지나면 공급관(62)이 폐쇄되도록 개폐 밸브(67)를 제어하며, 드레인관(43)이 개방되도록 드레인관 차단 밸브(44)를 제어하고, 순환관(61)이 개방되도록 제1순환 차단 밸브(65) 및 제2순환 차단 밸브(66)를 제어하며, 순환 펌프(64)를 작동하여 순환관(61)을 따라 지속적으로 희석액이 흐르도록 하여, 측정부(40)에 지속적으로 희석액을 제공할 수 있다.
한편, 컨트롤러(70)는 희석액 이동관(21)의 유로를 개방하도록 제1희석액 차단 밸브(22)를 제어하고, 분기관(25)의 유로를 폐쇄하도록 제2희석액 차단 밸브(26)를 제어하며, 희석액 펌프(24)와 정량 펌프(27)를 순차적으로 작동하여 희석액을 교반부(30)로 이동시킬 수 있으며, 제1배출관(51)과 제2배출관(53)의 연통을 차단하되 제1배출관(51)의 연통을 개방하도록 제1조정 밸브(54)를 제어하며, 제1배출관(51)과 교반 드레인관(32)의 연통을 차단하되 제1배출관(51)의 연통을 개방하도록 제2조정 밸브(55)를 제어하고, 배출 펌프(52)를 작동하여, 교반부(30)에 위치한 액체를 펌프압을 이용해 외부로 배출시킬 수 있다. 즉, 본 발명은 교반부(30)로의 희석액의 공급과 배출을 통해 이용해 교반부(30)에 대한 세정을 진행할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 희석식 파티클 측정 시스템(1)의 파티클 측정 방법을 도시하는 순서도이다.
희석식 파티클 측정 시스템(1)의 파티클 측정 방법은 일정량의 원액과 희석액을 교반부(30)에서 교반하여 교반액을 생성하는 교반액 생성 단계(S1), 생성된 교반액 중 적어도 일부를 측정부(40)로 이동시켜 파티클을 측정하는 파티클 측정 단계(S2), 교반부(30) 및 측정부(40) 내의 교반액을 외부로 배출하는 교반액 배출 단계(S3) 및 교반부(30)와 측정부(40)에 희석액을 공급하여 그 내부를 세정하는 내부 세정 단계(S4)를 포함할 수 있으며, 측정부(40)에 희석액 공급부(20)로부터 공급받은 일정량의 희석액을 지속적으로 순환시키는 희석액 순환 단계(S5) 더 포함할 수 있다.
이때, 교반액 생성 단계(S1)에서 컨트롤러(70)는 원액 공급부(10)와 희석액 공급부(20)의 순차적 또는 동시 제어를 통해 교반부(30)로 원액과 희석액을 일정량 공급할 수 있고, 교반부(30)의 작동하여 원액과 희석액을 교반해 교반액을 생성할 수 있다.
파티클 측정 단계(S2)에서 컨트롤러(70)는 교반부(30)의 제어를 통해 교반액을 교반부(30)에서 측정부(40)로 이동시킬 수 있고, 측정부(40)의 제어를 통해 교반액의 파티클을 측정할 수 있다.
교반액 배출 단계(S3)에서 컨트롤러(70)는 배출부(50)의 제어를 통해 교반부(30) 및 측정부(40)에 위치한 액체를 순차적으로 외부로 배출시킬 수 있다.
내부 세정 단계(S4)에서 컨트롤러(70)는 희석액 공급부(20)의 제어를 통해 교반부(30) 및 측정부(40)에 희석액을 공급하고, 공급된 희석액을 배출부(50)의 제어를 통해 외부로 배출시킬 수 있다.
희석액 순환 단계(S5)에서 컨트롤러(70)는 순환부(60)의 제어를 통해 측정부(40)에 지속적으로 희석액을 순환시킬 수 있다.
이로 인해, 본 발명은 원액 희석 과정, 파티클 측정 과정, 내부 세정 과정이 논스톱으로 이루어지며, 측정 정확성 및 작업성이 향상될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1 : 희석식 파티클 측정 시스템
10 : 원액 공급부
20 : 희석액 공급부
30 : 교반부
40 : 측정부
50 : 배출부

Claims (6)

  1. 원액을 공급하는 원액 공급부와,
    희석액을 공급하는 희석액 공급부와,
    상기 원액 공급부으로부터 공급된 원액과 상기 희석액 공급부로부터 공급된 희석액을 교반하여 교반액을 생성하는 교반부와,
    상기 교반부로부터 공급된 교반액의 파티클을 측정하는 측정부와,
    상기 교반부 및 상기 측정부 내 액체의 외부 배출을 위한 배출부와,
    상기 희석액 공급부로부터 공급된 희석액을 상기 측정부로 순환시키는 순환부를 포함하고,
    상기 희석액 공급부는,
    희석액 저장부에서 상기 교반부로 희석액의 이동을 안내하는 희석액 이동관과,
    상기 희석액 이동관에 구비되어 상기 희석액을 필터링하는 제1필터와,
    상기 희석액 저장부와 상기 제1필터 사이에 위치하는 상기 희석액 이동관에 구비되어 상기 희석액 이동관에 펌프압을 제공해 상기 희석액을 상기 희석액 이동관을 통해 상기 교반부로 이동시키는 펌프와,
    상기 교반부와 상기 제1필터 사이에 위치하는 상기 희석액 이동관으로부터 분기되며 상기 측정부로 희석액의 이동을 안내하는 분기관을 포함하며,
    상기 순환부는,
    상기 측정부로 희석액을 순환시키는 순환관과,
    상기 희석액 공급부에서 상기 순환관으로 희석액의 이동을 안내하는 희석액 공급관과,
    상기 순환관에 구비되어 상기 희석액을 필터링하는 제2필터와,
    상기 순환관에 구비되어 상기 순환관에 펌프압을 제공해 상기 희석액을 순환시키는 순환 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는, 희석식 파티클 측정 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 원액 공급부는,
    원액 저장부에서 상기 교반부로 원액의 이동을 안내하는 원액 이동관과,
    상기 원액 이동관과 기체 이동관을 통해 연결되며, 상기 기체 이동관으로 기체를 공급하여 상기 원액 이동관 내 일정 구역에 위치한 원액을 밀어 이동시키는 블로어와,
    상기 원액 이동관과 상기 기체 이동관 사이에 구비되어 기체 및 원액이 선택적으로 유입되도록 하는 유입 조정 밸브와,
    상기 교반부와 상기 유입 조정 밸브 사이에 위치하는 원액 이동관에 구비되어 원액 이동관을 선택적으로 개폐하는 원액 차단 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는, 희석식 파티클 측정 시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배출부는,
    상기 교반부와 연결되어 상기 교반부로부터 배출되는 교반액의 외부 배출을 안내하는 제1배출관과,
    상기 제1배출관에 구비되어 상기 제1배출관에 펌프압을 제공해 상기 교반액을 상기 제1배출관을 통해 외부로 배출시키는 배출 펌프와,
    상기 교반부와 상기 배출 펌프 사이에 위치하는 제1배출관과 연결되며, 상기 측정부로부터 배출되는 교반액의 외부 배출을 안내하며 제2배출관과,
    상기 제1배출관과 상기 제2배출관 사이에 구비되어 상기 제1배출관 및 상기 제2배출관을 따라 이동하는 교반액이 선택적으로 외부로 배출되도록 하는 조정 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는, 희석식 파티클 측정 시스템.
  5. 삭제
  6. 제1항, 제2항 및 제4항 중 어느 한 항에 따른 희석식 파티클 측정 시스템의 희석식 파티클 측정 방법에 있어서,
    원액과 희석액을 교반부로 제공하고, 상기 교반부에서 원액과 희석액을 교반하여 교반액을 생성하는 단계와,
    생성된 교반액을 측정부로 제공하고, 상기 측정부에서 교반액의 파티클을 측정하는 단계와,
    상기 측정부 내의 교반액을 외부로 배출하는 단계와,
    희석액을 상기 교반부 및 상기 측정부로 각각 제공하고, 상기 교반부 및 상기 측정부 내의 희석액을 외부로 배출하여 상기 교반부 및 상기 측정부를 세정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 희석식 파티클 측정 방법.
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KR101126502B1 (ko) 2009-10-19 2012-03-29 주식회사 케이씨텍 필터링 장치

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