KR102665593B1 - 수분 센서를 보정하기 위한 시스템, 방법 및 프로그램 - Google Patents

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Abstract

수분 센서를 보정하기 위한 시스템은 처리 장치 (341)를 포함한다. 처리 장치 (341)는 기준 데이터 획득 LCKT (345), 대상 데이터 획득 LCKT (346) 및 관계 계산 LCKT (347)를 포함한다. 기준 데이터 획득 LCKT (345)는 공지된 농도의 수증기를 분석기에 주입한 후 기준 데이터를 획득한다. 대상 데이터 획득 LCKT (346)는 시험 중에 있는 분석기의 대상 센서 요소의 출력-응답의 일시적 변화를 나타내는 대상 데이터를 측정한다. 관계 계산 LCKT (347)는 대상 데이터를 기준 데이터와 비교하고, 대상 센서 요소의 출력-응답과 공지된 농도 간의 관계를 계산한다.

Description

수분 센서를 보정하기 위한 시스템, 방법 및 프로그램
본 발명은 수분 센서의 현장 보정을 실현하기 위한 시스템, 방법 및 프로그램에 관한 것이다.
물과 쉽게 반응하는 반도체 및 재료를 제조하는 공정에서는 비-특허 문헌[NPL 1]에 언급된 바와 같이 공정 가스 내의 미량 수분을 제어하기 위해 수분 분석기가 사용되며, 신뢰성을 달성하기 위해 현장 보정이 필요하다. 일반적으로, 보정은 센서 셀 내의 수분 농도를 몇 시간 동안 유지함으로써 미량 수분에 대한 출력-응답이 충분한 평형에 도달 한 경우에 수행된다[NPL 2].
그러나, 이러한 정적 보정 방법은 정확한 보정이 가능하지만, 보정 시스템이 거대하고 보정에 10 시간 만큼 긴 시간이 소요되기 때문에 현장 보정에 대해 정적 보정 방법을 적용하기는 것은 곤란하다. 또한, 초기 보정 시스템은 많은 양의 보정 가스가 필요하기 때문에, 보정 시스템이 존재하지 않는 특정 가스를 사용하여 초기 보정 시스템을 공정에 적용하는 것이 어렵거나 또는 많은 양의 보정 가스를 얻는 것이 쉽지 않다.
인용문헌 목록
비-특허 문헌
[NPL 1]: H. Abe 등의 Sens. Actu. A 128, 202-208 (2006)
[NPL 2]: H. Abe 등의 Sens. Actu. A 136, 723-729 (2007)
이러한 문제점들을 감안하여, 본 발명의 목적은 단시간에 수행할 수 있고 현장 보정에 적용할 수 있는 수분 센서를 보정하기 위한 시스템, 방법 및 프로그램을 제공하는데 있다.
본 발명의 제 1 양태는 처리 장치를 포함하는, 수분 센서를 보정하기 위한 시스템에 있다. 제 1 양태에 속하는 처리 장치는 (a) 공지된 농도의 수증기를 분석기에 주입한 후 수분 농도의 일시적 변화를 나타내는 기준 데이터를 획득하도록 구성된 논리 회로, (b) 시험 중에 있는 분석기의 대상 센서 요소의 출력-응답의 일시적 변화를 나타내는 대상 데이터 (대상 데이터는 기준 데이터가 획득되는 조건과 동일한 조건하에서 획득됨)를 측정하도록 구성된 논리 회로, (c) 기준 데이터를 획득하는데 동일한 시간 기간 (시간 기간은 대상 센서 요소의 출력-응답과 공지된 농도 간의 관계를 계산하기 위하여 공지된 농도의 수증기를 주입하는 시점에서 측정함)을 사용하여 대상 데이터를 기준 테이터와 비교하도록 구성된 논리 회로를 포함한다.
본 발명의 제 2 양태는 (a) 공지된 농도의 수증기를 보정 시스템의 분석기에 주입한 후 수분 농도의 일시적 변화를 나타내는 기준 데이터를 획득하는 단계, b) 시험 중에 있는 분석기의 대상 센서 요소의 출력-응답의 일시적 변화를 나타내는 대상 데이터 (대상 데이터는 기준 데이터가 획득되는 조건과 동일한 조건에서 획득됨)를 측정하는 단계, (c) 기준 데이터를 획득하는데 동일한 시간 기간 (시간 기간은 공지된 농도의 수증기가 주입되는 시점에서 측정함)을 사용하여 대상 데이터를 기준 데이터와 비교하는 단계, 및 (d) 대상 센서 요소의 출력-응답과 공지된 농도 간의 관계를 계산하는 단계를 포함하는, 수분 센서를 보정하기 위한 방법에 관한 것이다..
본 발명의 제 3 양태는 수분 센서를 보정하기 위한 시스템의 보정 프로그램을 저장하는 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 저장 매체에 관한 것이며, 상기 보정 프로그램은 시스템 내의 처리 장치로 하여금 보정을 수행하기 위한 일련의 명령에 의해 보정 처리를 실행하게 한다. 제 3 양태에 속하는 일련의 명령은 (a) 공지된 농도의 수증기를 보정 시스템의 분석기에 주입한 후 수분 농도의 일시적 변화를 나타내는 기준 데이터를 획득하는 것, (b) 시험 중에 있는 분석기의 대상 센서 요소의 출력-응답의 일시적 변화를 나타내는 대상 데이터 (대상 데이터는 기준 데이터가 획득되는 조건과 동일한 조건에서 획득됨)를 측정하는 것, (c) 기준 데이터를 획득하는데 동일한 시간 기간 (시간 기간은 공지된 농도의 수증기가 주입되는 시점에서 측정함)을 사용하여 대상 데이터를 기준 데이터와 비교하는 것, 및 (d) 대상 센서 요소의 출력-응답과 공지된 농도 간의 관계를 계산하는 것을 포함한다.
본 발명에 따르면, 단시간에 수행할 수 있고 현장 보정에 적용할 수 있는 수분 센서를 보정하기 위한 시스템, 방법 및 프로그램을 제공할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 제 1 구현예에 속하는 동적 보정 시스템의 개념도이다.
도 1b는도 1a에 도시된 동적 보정 시스템에 사용되는 포화 수증기 발생기의 개념도이다.
도 1c는도 1a에 도시된 동적 보정 시스템을 구현하는 처리 장치의 논리적 구조의 일례이다.
도 2는 제 1 구현예에 속하는 동적 보정 방법의 절차 흐름을 도시하는 흐름도의 일례이다.
도 3은 볼(ball) SAW 센서의 일례의 개략도이다.
도 4는 예시적인 일례에 속하는 정적 보정 시스템의 개요를 도시하는 개략도이다.
도 5는 예시적인 일례에 속하는 정적 보정 시스템을 사용하여 수분 농도가 단계적으로 변화될 때 센서 응답의 일례를 예시하는 다이어그램이다.
도 6a는 볼 SAW 센서의 감쇠 알파[GREEK]로서의 출력-응답과, 예시적인 일례에 속하는 정적 보정 시스템에 의해 획득된 서리점(FP)에 상당하는 수분 농도 간의 관계를 나타내는 다이어그램이다.
도 6b는 저농도 범위에서 감쇠 알파와 FP 간의 관계를 나타내는 다이어그램이다.
도 7은 포화 수증기 발생기 및 주입기로서 기밀 주사기용 가스 백(gas bag)을 도시한 사진이다.
도 8a는 볼 SAW 미량 수분 분석기에 의해 측정된 FP의 일시적 변화를 나타내는 다이어그램이다.
도 8b는도 8a에서의 시간 범위를 15 초에서 20 초로 확대한 다이어그램이다.
도 9a는 포화 수증기 주입 후 SAW 감쇠의 일시적 변화를 나타내는 다이어그램이다.
도 9b는 정적 보정에 의해 결정된 보정 곡선을 사용하여 계산된 FP의 일시적 변화를 나타내는 기준 데이터를 예시하는 다이어그램이다.
도 10a는 기준 데이터 및 대상 센서 요소의 출력-응답을 예시하는 다이어그램이다.
도 10b는 고농도 범위에서 감쇠 알파와 FP 간의 관계를 나타내는 다이어그램이다.
도 10c는 저농도 범위에서 감쇠 알파와 FP 간의 관계를 나타내는 다이어그램이다.
도 11은 제 1 구현예에 따른 동적 보정 방법 및 예시적인 일례에 따른 정적 보정 방법에 의해 얻은 보정 곡선을 도시하는 다이어그램이다.
도 12는 제 1 구현예에 따른 동적 보정 방법 및 예시적인 일례에 따른 정적 보정 방법에 의해 얻은 초기의 보정 곡선을 사용하여 결정되는 세트 FP와 측정된 FP 간의 관계를 도시하는 다이어그램이다.
도 13은 본 발명의 제 2 구현예에 따른 보정 시스템의 개념도이다.
도 14a는 제 2 구현예에 따른 보정 시스템에 의해 얻은 포화 수증기의 주입에 의한 수분 농도의 일시적 변화를 도시하는 다이어그램이다.
도 14b는 제 2 구현예에 따른 보정 시스템에 의해 얻은 배후 가스 (background gas)의 통합 농도와 유량 사이의 관계를 도시하는 다이어그램이다.
（예시적인 실시예）
본 발명의 제 1 및 제 2 구현예를 설명하기 전에, 본 발명의 제 1 및 제 2 구현예로 이어진 정적 보정 시스템에 대한 예시적인 실시예를 도 3, 4, 5a 및 5b를 참조하여 설명할 것이다.
도 4에 도시된 바와 같이. 예시적인 실시예에 따른 정적 보정 시스템은 제 4 MFC (55d)를 통한 습식 가스 라인, 제 1 MFC (55a)를 통한 제 1 건식 가스 라인 및 제 3 MFC (55c)를 통한 제 2 건식 가스 라인을 구현하기 위하여, 제 1 질량 흐름 제어기 (MFC) (55a), 제 2 MFC (55b), 제 3 MFC (55c), 제 4 MFC (55d), 제 5 MFC (54), 제 1 자동 압력 조절기 (APR) (52) 및 제 2 APR (53)을 포함한다. 제 2 건식 가스 라인과 습식 가스 라인이 연결되어 제 2 MFC (55b)를 통해 제 1 혼합 가스 라인을 구현한다. 제 1 건식 가스 라인과 제 1 혼합 가스 라인이 연결되어 제 5 MFC (54)를 통해 제 2 혼합 가스 라인을 구현한다. 제 1 혼합 가스 라인은 제 1 APR (52)을 통해 배기 가스 라인으로 분기된다.
배기 가스 라인과 제 2 혼합 가스 라인은 제 2 APR (53)을 통해 압력 제어 라인에 의해 우회된다. 보정 센서 (56) 주위의 수분 농도는 포화기 (51)를 통한 습식 가스 라인과 제 1 및 제 2 건식 가스 라인 및 제 1 혼합 가스 라인 사이의 유량을 제어함으로써 변경될 수 있다. 포화기 (51)는 순수한 물을 함유한 1/4 인치 스테인리스 강관으로서 온도를 펠티어(Peltier) 장치로 제어하여 일정한 농도의 포화 수증기를 도입한다.
도 5는 도 4에 도시된 시스템을 이용하여 수분 농도를 단계적으로 변화시켰을 때 센서 응답의 일례이다. 도 5에 도시된 그래프는 서리점 (FP)으로서 평가된 수분 농도가 섭씨 -76 ℃에서 -17 ℃까지 단계적으로 변화될 때 10 시간 동안 볼 SAW 센서의 출력-응답으로서 감쇠 알파[GREEK]의 일시적 변화를 나타낸다. 도 5에 도시된 데이터로부터, FP와 감쇠 알파 간의 관계에 대한 보정 곡선을 얻을 수 있다. 도 4에 예시된 시스템은 정확한 보정이 가능하지만, 너무 거대해서 현장 보정에는 적용할 수가 없다.
도 4에 도시된 정적 보정 시스템에 의해 획득한,도 6a의 볼 SAW 센서의 FP와 감쇠 알파 사이의 관계는 열린 원으로 표시되어 있다. 도 6a에서, 점선 곡선으로 표시된 관계는 하기 감쇠 알파의 함수로 표현될 수 있는 것으로 밝혀졌다:
[수학식. 1]
상기식에서, A, B, C 및 D는 각 센서의 특성적인 계수이다.
즉, 볼 SAW 센서의 보정은 계수 A, B, C 및 D의 결정을 의미한다. FP가 영하 25 ℃ 이상일 때, FP는 하기 수학식 (2)로 나타낸 바와 같이 수학식 (1)의 지수항을 무시하는 감쇠 알파에 대해 거의 선형이 되도록 근접될 수 있다:
[수학식. 2]
그러므로, 계수 A와 B는 고농도 범위에서 데이터의 최소 제곱 피팅(least square fitting)에 의해 결정될 수 있다. 더욱이, 수학식 (1)은 선형 함수로서 수항식 (1)의 지수항을 표현하는 하기 수학식 (3)으로 변환될 수 있다:
[수학식. 3]
도 6b는 낮은 FP 범위의 데이터를 이용하여 감쇠 알파와 수학식 (3)의 좌측 값 간의 관계를 나타낸다.
그러므로, 계수 C와 D는 최소 제곱 피팅에 의해 결정될 수 있다. 계수 A, B, C 및 D를 사용함으로써 센서에 대한 보정 곡선을 하기식으로 얻을 수 있다:
[수학식. 4]
-제 1 구현예-
이제, 도면을 참조하여 본 발명의 구현예를 설명할 것이다. 다음과 같은 도면의 설명에서, 동일하거나 유사한 부분에는 동일하거나 유사한 도면 번호가 부여된다. 그러나, 도면은 도식적이므로, 두께와 평면도 치수 간의 관계, 장치의 구성 등은 실제 데이터와 다르다는 사실에 유의해야 한다. 따라서, 구체적인 두께와 치수는 다음과 같은 설명을 고려하여 판단해야 한다.
또한, 도면 상호 간에도, 상호 치수들 간의 관계 및 비율이 다른 부분들이 자연스럽게 포함되어 있다. 또한, 후술하는 구현예들은 본 발명의 기술적 사상을 실현하기 위한 장치 및 방법을 예시한 것으로, 본 발명의 기술적 사상에서 구성 부분의 재질, 형상, 구조, 배열 등은 다음과 같은 사항들에 한정되지 않는다.
하기 설명에서, "수평" 방향 또는 "수직" 방향은 설명의 편의상 단순히 표기된 것으로, 본 발명의 기술적 사상을 제한하지 않는다. 그러므로, 예를 들어, 종이의 평면을 90도로 회전 시키면 "수평" 방향이 "수직" 방향으로 변경되고 "수직" 방향이 "수평"방향으로 변경된다. 용지 평면이 180도 회전하면 "왼쪽"이 "오른쪽"으로 변경되고 "오른쪽"이 "왼쪽"으로 변경된다. 따라서, 특허청구범위에 의해 규정 된 기술적 범위 내에서 본 발명의 기술적 사상에 대해 다양한 변경이 추가될 수 있다.
(시스템 구성)
도 1a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 구현예에 따른 보정 시스템은 배후 가스가 흐르는 제 1 배관 (45a), 제 1 배관 (45a)과 제 2 배관 (45b) 사이에 설치된 유량계 (33), 제 2 배관 (45b)과 제 3 배관 (45c) 사이에 설치된 유입구 (32), 일정량의 보정 가스를 유입구 (32)에 주입하기 위한 주입기 (31), 및 제 3 배관 (45c)을 통해 유입구 (32)의 하류에 설치되고 "도입 배관" 역할을 하는 급속 응답 수분 센서 (35)를 포함한다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 제 1 구현예에 따른 보정 시스템은 수분 센서 (35)에 연결된 처리 장치 (341), 처리 장치 (341)에 연결된 기준 데이터 메모리 (342), 및 처리 장치 (341)에 연결된 대상 데이터 메모리 (343)를 추가로 포함한다. 수분 센서 (35), 처리 장치 (341), 기준 데이터 메모리 (342) 및 대상 데이터 메모리 (343)는 수분 분석기 (34)의 역활을 수행한다.
도 1b에 도시된 수증기 발생기 (36)는 물 위에 제공된 헤드 공간에 배후 가스의 포화 수증기를 생성하고, 물은 수증기 발생기 (36)의 하부에 수용된다. 수증기 발생기 (36)의 상부에는 온도계 (37)가 부착된다. 온도계 (37)는 수증기로 포화된 배후 가스의 온도를 측정한다. 도 1a에 도시된 보정 시스템으로 보정을 수행하기 전에. 주입기 (31)의 선단은 수증기 발생기 (36) 내에 삽입되어야 한다. 그리고, 주입기 (31)에 의해, 포화 수증기는 수증기 발생기 (36)로부터 샘플링된다.
그 후, 배후 가스는 도 1a에 도시된 제 1 배관 (45a) 내로 도입되며, 배후 가스는 유량계 (33)에 의해 배후 가스의 흐름이 제어 또는 측정됨에 따라 제 1 배관 (45a)을 통해 제어된 유량으로 유동한다. 그리고, 포화 수증기가 주입기 (31)에 의해 유입구 (32) 내로 주입될 때, 수증기는 확산 및 표류에 의해 제 3 배관 (45c)을 통해 수분 센서 (35)로 전달되며, 출력-응답은 수분 센서 (35)에 의해 획득된다.
도 1c에 도시된 바와 같이, 처리 장치 (341)는 기준 데이터 획득 논리 회로 (LCKT) (345), 대상 데이터 획득 논리 회로 (LCKT) (346), 관계 계산 논리 회로 (LCKT) (347), 및 기준 데이터 획득 LCKT (345), 대상 데이터 획득 LCKT (346) 및 관계 계산 LCKT (347)의 작동시간 순서를 제어하도록 구성된 제어 회로를 포함한다.
기준 데이터 획득 LCKT (345)는 공지된 농도의 수증기를 보정 시스템의 분석기에 주입한 후 수분 농도의 일시적 메모리을 나타내는 기준 데이터를 획득한다. 대상 데이터 획득 LCKT (346)는 시험 중에 있는 분석기의 대상 센서 요소의 출력-응답의 일시적 변화를 나타내는 대상 데이터를 측정하며, 대상 데이터는 기준 데이터가 획득된 조건과 동일한 조건하에 획득된다.
관계 계산 LCKT (347)는 기준 데이터를 획득하는데 동일한 시간 기간을 사용하여 대상 데이터를 기준 데이터와 비교하며, 시간 기간은 공지된 농도의 수증기가 주입된 시점부터 측정된다. 그리고, 관계 계산 LCKT (347)는 대상 센서 요소의 출력-응답과 공지된 농도 간의 관계를 추가로 계산한다. 기준 데이터 메모리 (342)는 기준 데이터 획득 LCKT (345)에 의해 획득된 기준 데이터를 저장한다. 대상 데이터 메모리 (343)는 대상 데이터 획득 LCKT (346)에 의해 획득된 대상 데이터를 저장한다.
수분 센서 (35)는 도 3에 도시된 볼 SAW 센서에 의해 구현되며, 수분 농도의 변화로 인해 시간이 지남에 따라 출력 반응이 변화한다. 도 3에 도시된 바와 같이.수분 센서 (35)를 구현하는 볼 SAW 센서에서는 특정 조건을 갖는 센서 전극 (21)에 의해 SAW가 여기된다. SAW는 압전 볼 (2) 주위에 자연적으로 시준된 빔 (22)을 발생시켜 볼의 적도를 따라서 다수의 왕복 여행을 실현할 수 있다. SAW의 전파 경로 상에 코팅된 감광막 (23)은 물의 흡착으로 인해 점탄성을 변화시키기 때문에 SAW의 감쇠 알파에 의해 수분 농도를 평가할 수 있다.
처리 장치 (341)는, 예를 들어, 컴퓨터 시스템의 중앙 처리 장치(CPU)일 수 있다. 기준 데이터 획득 LCKT (345), 대상 데이터 획득 LCKT (346) 및 관계 계산 LCKT (347)는 범용 반도체 집적 회로에 배열된 기능적 논리 회로에 의해 달성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 FPGA(field-programmable gate array)와 같은 PLD(programmable logic device)를 포함할 수 있다.
FPGA는 제작 후 고객 또는 설계자가 구성하도록 설계된 집적 회로이다. FPGA 구성은 일반적으로 ASIC(application-specific integrated circuit)에 사용되는 것과 유사한 하드웨어 기술 언어(HDL)를 사용하여 지정된다. FPGA의 구성과 유사하게, 처리 장치 (341)는 기준 데이터 획득 LCKT (345), 대상 데이터 획득 LCKT (346) 및 관계 계산 LCKT (347)를, 프로그래밍 가능한 논리 블록의 어레이로서 포함할 수 있다.
즉, 소프트웨어와 마찬가지로, 기준 데이터 획득 LCKT (345), 대상 데이터 획득 LCKT (346) 및 관계 계산 LCKT (347)의 전자 하드웨어는 하위 구성 요소를 만든 다음 상위 수준의 구성 요소를 만들어 이들을 예시함으로써 모듈식으로 설계할 수 있다. 처리 장치 (341)가 PC에 내장되는 경우, 출력 장치 (349)는 PC에 내장될 수 있거나 또는 PC와 일체로 구성될 수 있다. 한편, 처리 장치 (341)가 하이브리드 IC 또는 모듈과 합쳐지는 경우, 수분 분석기 (34) 내부에 처리 장치 (341)를 조립하는 것도 가능하다. 택일적으로, 기준 데이터 획득 LCKT (345), 대상 데이터 획득 LCKT (346) 및 관계 계산 LCKT (347)는 소프트웨어 프로그램의 아키텍처 (architecture)에 의해 구현될 수 있다.
도시되지 않았지만, 일반적인 컴퓨터 시스템과 유사한 방식으로, 레지스터의 세트, 캐시 메모리 및 주 스토리지(storage)로서 주 메모리 (데이터 메모리), 및 추가로 프로그램 메모리는 본 발명의 제 1 구현예에 따라서 처리 장치 (341)에 연결되거나 또는 내장된다. 주 스토리지는 컴퓨터 시스템에 의해 구현된 보정 시스템의 처리 장치 (341)에 직접 연결된다. 레지스터의 세트는 처리 장치 (341)의 내부에 있다. 레지스터는 산술 및 논리 장치가 현재의 명령을 수행하는데 필요한 정보를 함유한다.
레지스터는 기술적으로 모든 형태의 컴퓨터 스토리지 중에서 가장 빠르며, CPU의 실리콘 칩에 통합된 스위칭 트랜지스터로서, 전자 "플립-플롭(flip-flop)"의 기능을 갖는다. 캐시 메모리는 성능 또는 "처리량"을 증가시키기 위하여 처리 장치 (341)에 의해 사용되는 특정 유형의 내부 메모리이다. 주 메모리 내의 일부 정보는 캐시 메모리에 복제되며, 캐시 메모리는 프로세서 레지스터보다 다소 느리지만 용량이 훨씬 크고 주 메모리보다 훨씬 빠르지만 용량이 훨씬 작다.
예시되지는 않았지만, 주 메모리는 현재 데이터 및 현재 실행중인 명령을 포함하며, 데이터 버스 (348a, 348b)에 직접 연결된다. 산술 LCKT (345, 346 및 347)는 레지스터의 세트와, "메모리 어드레스"라고도 하는 주 스토리지의 위치 사이에 정보를 매우 빠르게 전송할 수 있다.
프로그램 메모리는 반도체 메모리, 자기 디스크, 광 디스크, 광-자기 디스크, 자기 테이프 등으로 구성될 수 있다. 따라서, 도 1에 도시되어 있는, 기준 데이터 획득 LCKT (345), 대상 데이터 획득 LCKT (346) 및 관계 계산 LCKT (347)를 구동적으로 제어하고 제 1 구현예에 따라서 LCKT (345, 346, 347)로 하여금 수분 센서를 보정하게 하기 위한 보정 프로그램은 수분 분석기 (34)를 구현하는 컴퓨터 시스템의 프로그램 메모리 (미도시)에 저장될 필요가 있다. 한편, SRAM과 같은 데이터 메모리에는 보정, 계산중인 데이터 등에 필요한 다양한 입출력 데이터 및 파라미터를 저장할 수 있다.
본 발명의 제 1 구현예에 따른 처리 장치 (341)는 PC와 같은 컴퓨터 시스템으로 구성 가능하므로, PC의 도시는 생략하기로 한다. 다만, 처리 장치 (341)는 PC 키보드, 마우스 및 라이트펜과 같은 입력 장치를 더 포함할 수 있다. 구체적으로는, 출력 장치 (349)에 표시되는 오퍼레이터 표기를 마우스로 클릭하여 측정 조건이나 센서 사양을 입력할 수 있다. 더욱이, 다른 출력 장치으로서,도 1C에 도시된 출력 장치 (349)와 함께 프린터 장치 등이 제공될 수 있다. .
제 1 구현예에 속하는 보정 시스템에 따르면, 10 분 정도의 짧은 측정 시간이 달성될 수 있 효과가 있는 반면에, 예시적인 실시예에 속하는 정적 보정에는 10 시간이 소요된다. 제 1 구현예에 따른 보정 시스템은 적은 수의 간단한 구성 요소로 구현되므로 보정 시스템의 규모를 축소시켜 보정 시스템을 현장 보정에 적용하는 것이 가능하다. 더욱이, 제 1 구현예에 따른 보정 시스템은 포화 수증기를 보정 가스로 사용하기 때문에 세부적인 제어없이 현장에서 고정밀 보정 가스를 쉽게 준비할 수 있다.
(동적 보정 시스템)
도 1b에 도시된 수증기 발생기 (36)에는 도 7에 도시된 바와 같이 내부 표면이 비활성화된 가스 분석용 샘플링 가스 백이 사용된다. 가스 백을 질소 가스로 퍼징한 후 백에 순수한 물을 주입하고 에어 컨디셔너(air conditioner)로 조절하여 상온에서 수증기로 백을 포화시킨다. 도 1a 및 도 1b에 도시된 주입기 (31)에는 주사기의 눈금을 사용하여 주입량을 제어할 수 있는 기밀 주사기가 사용된다. 포화 수증기는 주입기 (31)로서 작용하는 기밀 주사기를 사용하여 가스 백으로부터 추출되고, 제 3 배관 (45c)에 연결된 수분 센서 (35)로서 볼 SAW 센서의 상류에 있는 170mm의 유입구 (32)로 주입된다. 제 1 배관 (45a), 제 2 배관 (45b) 및 제 3 배관 (45c)를 통한 질소 가스 흐름은 유량계 (33)로서 질량 유량 제어기를 사용하여 제어된다.
수분 센서 (35)로서 볼 SAW 센서는 제 1 구현예에 따른 시스템에서 설치되어 포화 수증기의 주입에 의한 응답을 측정한다. 주입량은 1ml이며, 배후 가스의 유량은 100ml·min-1이었다. 측정시 실내 온도는 21.6℃이었다. 반응 시간은 포화 수증기를 주입한 후 FP가 10 ~ 90 %로 증가한 것으로 관측된 시간으로서 평가하였다.
도 8a는 수분 센서 (35)를 사용하여 측정된 포화 수증기의 주입으로 인한 FP의 일시적 변화를 나타낸다. FP는 주입 직후 증가했다가 점차 감소하였다. 감소는 약 10 분 정도 걸렸으며, 이는 배관 표면에 흡착된 물이 점차적으로 탈착되는 과정을 나타내는 것으로 판단된다.
피크의 확대도는 도 8b에 예시되어있다. -70℃에서 10℃까지 FP 변화의 10 %에서 90 %까지 소요된 응답 시간은 0.64 초에 불과했다. 응답 시간이 1 초 미만이므로, 감광막 내의 수분 농도와 대기 중의 수분 농도 사이의 평형이 제 1 구현예에 속하는 동적 보정 프로세스의 어느 경우에도 빠르게 도달(10분 걸림)하는 것으로 간주될 수 있다. 이러한 빠른 평형은 제 1 구현예에 속하는 동적 보정 프로세스의 타당성에 대한 근거이다.
(동적 보정 방법)
먼저, 제 1 구현예에 따른 동적 보정 방법에 대한 기준 데이터를 얻기 위하여,도 1a에 도시된 수분 센서 (35)로서 볼 SAW 센서에 의해 구현되는 기준 센서 요소를 설치한다. 도 2에 예시된 절차의 단계 11에서, 기준 데이터 획득 LCKT (345)는 시험 중에 공지된 농도의 수증기를 분석기에 주입한 후 수분 농도의 일시적 변화를 나타내는 기준 데이터를 획득한다.
기준 센서 요소는 도 4에 도시된 예시적인 실시예에 속하는 정적 보정 방법에 의해 이미 보정되었다. 보정 시스템은 제 1 구현예에 속하는 동적 보정 시스템일 수 있다. 그 다음, 보정 시스템은 포화 수증기 주입에 의한 감쇠 알파의 일시적 변화를 측정한다. FP의 일시적 변화는 수학식 (4)에서 감쇠 알파를 매번 대체하여 얻을 수 있다. 기준 데이터 획득 LCKT (345)는 획득된 기준 데이터를 기준 데이터 메모리 (342)에 저장한다.
기준 데이터에 대한 측정 결과는 배후 가스 유량 100ml·min-1, 포화 수증기 주입량 1ml, 실온 21℃에서 도 9a 및 도 9b에 도시되어 있다. 도 9a에 도시된 바와 같이 포화 수증기의 주입 후 감쇠 알파의 일시적 변화로부터, FP의 일시적 변화는 도 9b에 도시된 바와 같이 수학식 (4)로 얻은 보정 곡선을 사용하여 획득하였다. 피크의 상승 부분이 급격히 변하기 때문에 상승 부분은 보정에 사용하지 않고 입체 곡선으로 도시된 곡선의 점차 감소하는 부분을 기준 데이터로 사용한다.
다음으로, 기준 센서 요소는 보정될 대상 센서 요소로 대체된다. 도 2에 도시된 절차의 단계 12에서, 대상 데이터 획득 LCKT (346)는 시험 중에 분석기의 대상 센서 요소의 출력-응답의 일시적 변화를 나타내는 대상 데이터를 측정하며, 대상 데이터는 기준 데이터를 획득한 동일한 조건에서 획득된다. 예를 들어, 감쇠 알파의 일시적 변화는 기준 데이터를 측정할 때와 동일한 조건에서 10분 동안 측정된다. 대상 센서 요소는 볼 SAW 센서에 의해 구현된다. 대상 데이터 획득 LCKT (346)는 획득한 대상 데이터를 대상 데이터 메모리 (343)에 저장한다. 기준 데이터에 대한 측정과 동일한 조건에서 새로운 센서 (또는 대상 수분 센서)의 감쇠 알파는 도 10a에서 입체 곡선으로 도시되어 있다.
도 2에 도시된 절차의 단계 13에서, 관계 계산 LCKT (347)는 기준 데이터 메모리 (342)로부터 기준 데이터를 판독하고, 또한 관계 계산 LCKT (347)는 대상 데이터 메모리 (343)로부터 대상 데이터를 판독한다. 그 후, 관계 계산 LCKT (347)는 기준 데이터를 획득하기 위한 동일한 시간 기간(시간 기간은 공지된 농도의 수증기가 주입되는 시점으로부터 측정됨)을 사용하여 대상 데이터를 기준 데이터와 비교한다.
더욱이,도 2에 도시된 절차의 단계 14에서, 관계 계산 LCKT (347)는 대상 센서 요소의 출력-응답과 공지된 농도 사이의 관계를 추가로 계산한다.
동일한 시간 기간에서 점곡선으로 도시된 기준 데이터를 사용하여, 오른쪽 세로 좌표에서 FP를 획득했다. 도 10b는 닫힌 원으로 도시된 바와 같이 고농도 범위에서 감쇠 알파와 FP 사이의 관계를 나타낸다.
도 10b에 도시된 관계는 거의 선형이므로, 보정 곡선 A와 B의 계수는 최소 제곱 피팅에 의해 A = 1.188 및 B = -94.41인 것으로 결정되었다. 다른 한편으로, 도 10c는 열린 원으로 도시된 바와 같이 저농도 범위에서 감쇠 알파와, 수학식 (3)의 좌측에 나타낸 기능적 표현에 의해 얻은 값 사이의 관계를 도시하고 있다. 도 10c에 도시된 관계도 선형이므로, 계수 C와 D는 최소 제곱 피팅에 의해 C = -0.1983 및 D = 11.88인 것으로 결정되었다.
도 2에 도시된 절차의 단계 15에서, 관계 계산 LCKT (347)는 보정 데이터를 추가로 정의한다. 즉, 동적 보정 방법으로 얻은 새로운 센서 요소의 보정 곡선은 하기 수학식 (5)에 의해 구한다:
[수학식. 5]
대상 센서 요소의 보정 곡선은 동일한 시간 기간 동안 기준 데이터의 감쇠 알파와 FP 간의 관계로 도출된다.
관계 계산 LCKT (347)는 정의된 보정 데이터를 출력 장치 (349)을 향해 추가로 전송한다. 대안적으로, 정의된 보정 데이터는 보정 데이터 메모리의 도시가 생략되었다 해도 보정 데이터 메모리에 저장될 수 있다.
마지막으로, 대상 센서 요소는 정적 보정 방법으로 다시 보정된다. 정적 보정 방법으로 얻은 동일한 대상 센서 요소의 보정 곡선은 하기 수학식 (6)에 의해 구하며, 획득된 보정 곡선은 제 1 구현예에 따른 동적 보정 방법에 의해 획득된 것과 비교한다:
[수학식. 6]
도 11에서, 수학식(5)를 사용하는 동적 보정 곡선의 결과는 실선 곡선과, 수학식 (6)을 사용하는 점선의 정적 보정 곡선의 결과로서 나타나 있다. 이들 2개의 곡선은 거의 동일한 것으로 보인다.
도 12는 각각의 보정 곡선에 감쇠 알파를 대체하여 계산되는 세트 FP와 측정된 FP 사이의 오차를 나타낸다. 가로 좌표는 세트 FP를 나타내고 세로 좌표는 측정된 FP를 나타낸다. 오류가 없는 경우, 측정된 FP는 점선으로 표시된 45도 선 상에 도시되어야 한다. 열린 원은 동적 보정으로 얻은 결과를 나타내고 닫힌 원은 정적 보정으로 얻은 결과를 나타낸다. -59℃ 내지 -17℃ 사이의 FP 범위에서, 정적 및 동적 보정 방법의 RMS (root-mean-square) 오차는 각각 0.88℃와 2.12℃이었다.
-59℃ 내지 -17℃ 사이의 FP 범위에서 동적 보정의 2.12℃의 RMS 오차는 센서 상태를 대략적으로 평가하는데 허용 가능하다. 이러한 오차는 수학식 (4)를 사용하여 얻은 기준 데이터로서의 보정 곡선의 오차, 보정 가스로서 포화 수증기 주입량의 오차, 및 온도 및 대기압의 미묘한 차이의 누적인 것으로 간주되므로, 상기 오차는 시스템 구성 요소를 개선하여 줄일 수 있다.
제 1 구현예에 속하는 동적 보정 방법에 따르면, 10 분 정도의 짧은 측정 시간을 달성할 수 있는 효과가 있는 반면에, 예시적인 실시예에 속하는 정적 보정에는 10 시간이 소요된다. 그러므로, 현장 보정에 대해 동적 보정 방법을 적용하는 것이 가능하다. 또한, 제 1 구현예에 따른 동적 보정 방법은 포화 수증기를 보정 가스로서 사용하기 때문에 세부적인 제어없이 현장에서 고정밀 보정 가스를 쉽게 준비할 수 있다.
(보정 프로그램)
예를 들어, 본 발명의 제 1 구현예에 따른 보정 프로그램은 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 저장 매체에 저장되며, 처리 장치 (341)의 프로그램 메모리는 외부 기록 매체에 기록된 내용을 판독하게 되고, 이에 의해 관련 보정 프로그램은 본 발명의 보정의 일련의 처리를 실행시킬 수 있다.
즉, 제 1 구현예에 따른 보정 시스템의 처리 장치 (341)로 하여금 보정 처리를 실행하게 하는 보정 프로그램은 보정 절차를 수행하기 위한 일련의 명령을 포함한다. 일련의 명령으로는 기준 데이터 획득 LCKT (345)가 공지된 농도의 수증기를 보정 시스템의 분석기에 주입한 후 수분 농도의 일시적 변화를 나타내는 기준 데이터를 획득하게 하도록 하는 기준 데이터 획득 LCKT (345)에 대한 명령들을 들 수 있다.
일련의 명령들은 대상 데이터 획득 LCKT (346)가 시험 중에 분석기의 대상 센서 요소의 출력-응답의 일시적 변화를 나타내는 대상 데이터(대상 데이터는 기준 데이터와 동일한 조건에서 획득됨)를 측정하게 하도록 대상 데이터 획득 LCKT (346)에 대한 명령들을 더 포함한다.
일련의 명령들은 기준 데이터를 얻기 위한 동일한 시간 기간(시간 기간은 공지된 농도의 수증기가 주입되는 시점으로부터 측정됨)을 사용하여 대상 데이터를 기준 데이터와 비교하게 하도록 하는 관계 계산 LCKT (347)에 대한 명령들을 여전히 더 포함한다. 일련의 명령들은 관계 계산 LCKT (347)가 대상 센서 요소의 출력-응답과 공지된 농도 간의 관계를 계산하게 하도록 관계 계산 LCKT (347)에 대한 명령들을 여전히 더 포함한다.
본 명세서에서, "비-일시적 컴퓨터 판독가능한 저장 매체"란 프로그램을 기록할 수 있는 매체를 의미한다. 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 저장 매체로는, 예를 들어, 컴퓨터의 외부 메모리 장치, 반도체 메모리, 자기 디스크, 광 디스크, 광 자기 디스크, 자기 테이프 등을 들 수 있다. 구체적으로, "비-일시적 컴퓨터 판독가능한 저장 매체"에는 플렉서블 디스크, CD-ROM, MO 디스크, 오픈-릴 테이프 등이 포함된다.
예를 들어, 처리 장치 (341)의 본체는 내부에 플렉서블 디스크 장치와 광 디스크 장치를 내장하거나 또는 플렉서블 디스크 장치와 광 디스크 장치가 외부적으로 연결되게 하도록 구성될 수 있다. 플렉서블 디스크는 삽입 슬롯에서 플렉서블 디스크 드라이브에 삽입되고, CD-ROM은 삽입 슬롯에서 광 디스크 드라이브에 삽입되며, 이 둘 모두는 미리 결정된 판독 작업을 수행함으로써, 이러한 외부 기록 매체에 저장된 프로그램이 처리 장치 (341)를 구현하는 프로그램 메모리에 설치될 수 있다.
더욱이, 소정의 구동 장치가 처리 장치 (341)에 연결됨으로써, 예를 들어, ROM 및 자기 테이프 장치를 외부 기록 매체로서 사용할 수 있다. 또한, 외부 기록 매체를 사용하는 대신에, 인터넷과 같은 정보 처리 네트워크를 통해 보정 프로그램을 프로그램 메모리에 저장할 수 있다.
제 1 구현예에 속하는 보정 프로그램에 따르면, 10 분 정도의 짧은 측정 시간을 달성할 수 있는 효과가 있는 반면에, 예시적인 실시예에 속하는 정적 보정에는 10 시간이 소요된다. 그러므로, 보정 프로그램을 현장 보정에 적용하는 것이 가능하다. 또한, 현장에서 세부적인 제어 없이도 고정밀 보정 가스를 쉽게 준비할 수 있다.
-제 2 구현예-
도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 구현예에 따른 보정 시스템은 배후 가스가 흐르는 제 1 배관 (44a), 제 1 배관 (44a)과 제 2 배관 (44b) 사이에 설치된 유량계 (33)를 포함한다. 제 2 배관 (44b)은 제 1 밸브 (41)를 갖는 제 1 분기 배관 (44e)로 분기되고, 제 2 배관 (44b)의 다른 분기는 제 2 밸브 (43)를 통해 제 3 배관 (44c)에 연결된다.
제 3 배관 (44c)은 제 3 밸브 (42)를 갖는 제 2 분기 배관 (44f)으로 분기되고, 제 3 배관 (44c)의 또 다른 분기는 수분 분석기 (34)에 연결되므로, 제 3 배관 (44c)은 수분 분석기(34)에 대한 "도입 배관"의 역할을 한다. 제 2 구현예에 따른 보정 시스템은 제 1 분기 배관 (44e)과 제 2 분기 배관 (44f) 사이에 설치된 유입구 (32) 및 일정한 부피의 보정 가스를 유입구 (32)에 주입하기 위한 주입기 (31)를 더 포함한다.
유입구 (32)의 상류와 하류에서 배관을 분기시키고 제 1 밸브 (41), 제 2 밸브 (43) 및 제 3 밸브 (42)를 이용하여 유로를 스위칭시킴으로써, 수분 분석기 (34)가 제 3 배관 (44c)을 통해 유입구 (32)의 하류에 설치됨에 따라 유입구 (32)의 교체 및 유지 보수가 가능한 구성을 채택할 수 있다.
제 1 구현예의 설명에 있어서, 도 1b에 도시된 수증기 발생기 (36)는 물의 헤드 공간에 배후 가스의 포화 수증기를 생성하며, 물은 수증기 발생기 (36)의 하부에 포함되어 있다. 도 13에 예시된 보정 시스템으로 보정을 수행하기 전에, 주입기 (31)의 선단은 수증기 발생기 (36)에 삽입되도록 되어 있다. 그리고, 주입기 (31)에 의해, 포화 수증기는 수증기 발생기 (36)로부터 샘플링된다.
그 후, 배후 가스는 도 13에 도시된 제 1 배관 (44a)으로 도입되며, 배후 가스의 흐름이 유량계 (33)에 의해 제어되거나 측정됨에 따라 배후 가스는 제 1 배관 (44a)을 통해 제어된 유량으로 유동한다. 그리고, 포화 수증기가 주입기 (31)에 의해 유입구 (32)로 주입될 때, 수증기는 확산 및 드리프팅에 의해 제 3 배관 (45c)를 통해 수분 분석기 (34)로 운반되어, 출력-응답이 수분 분석기 (34)에 의해 획득된다.
수분 분석기 (34)는 제 1 구현예의 수분 센서 (35)로서 도 3에 도시된 볼 SAW 센서에 의해 구현되며, 출력-응답은 수분 농도의 변화로 인해 시간에 따라 변한다. 도시하지 않았지만, 제 1 구현예에서 기술한 구성과 유사하게, 수분 분석기 (34)는 처리 장치 (341), 기준 데이터 메모리 (342) 및 대상 데이터 메모리 (343)를 더 포함한다.
그리고, 처리 장치 (341)는 제 1 구현예에서 설명된 기준 데이터 획득 LCKT (345), 대상 데이터 획득 LCKT (346) 및 관계 계산 LCKT (347)를 포함한다. 제 2 구현예에 따른 보정 시스템은 간단한 구성 요소를 포함하기 때문에 보정 시스템의 크기를 줄이고 보정 시스템을 현장 보정에 적용하는 것이 가능하다. 또한, 제 2 구현예에 따른 보정 시스템은 포화 수증기를 보정 가스로서 사용하기 때문에 세부적인 제어없이 현장에서 고정밀 보정 가스를 쉽게 준비할 수 있다.
제 2 구현예에 속하는 보정 시스템에 따르면, 10 분 정도의 짧은 측정 시간을 달성할 수 있는 효과가 있는 반면에, 예시적인 실시예에 속하는 정적 보정에는 10 시간이 소요된다. 제 2 구현예에 따른 보정 시스템은 적은 수의 간단한 구성 요소로 구현되므로 보정 시스템의 규모를 축소하여 보정 시스템을 현장 보정에 적용할 수 있다. 또한, 제 2 구현예에 따른 보정 시스템은 포화 수증기를 보정 가스로서 사용하기 때문에 세부적인 제어없이 현장에서 고정밀 보정 가스를 쉽게 준비할 수 있다.
주입된 수분 농도가 CW이고 주입량이 VS인 경우, 총 주입된 수분 함량 VW는 하기 식 (7)에 의해 구해진다:
VW = CW Vs… .. (7)
한편, 배후 가스가 유량 F0로 통과하여 배관에 주입되는 수증기는 흐름 방향으로 확산하여 배관 벽면으로부터 흡착/탈착하면서 센서에 도착하므로 센서 주변의 수분 농도는 시간의 흐름에 따라 변한다. 농도 적분 Ic는 반응 곡선 Cm(t)의 시간 적분이므로
Ic = ∫Cm (t)dt… .. (8)이고,
농도 적분 Ic와 가스 유량 F0의 곱은 VW와 동일하며, 농도 적분 Ic는
Ic = VW/F0… .. (9)로 구해진다
도 3에 도시된 볼 SAW 센서가 제 2 구현예에 따른 보정 시스템에 연결된다는 조건으로, 포화 수증기 가스를 보정 시스템에 주입하였다. 배후 가스의 유량은 질량 유량 제어기를 사용하여 5, 10, 20, 50 및 100 mL/min으로 변경하였다. 도 14a는 볼 SAW 센서의 출력-응답으로부터 계산된 수분 농도의 일시적 변화를 예시한다. 각각의 출력-응답은 2000 ppmv만큼 이동 한 후 도시된다. 주입된 보정 가스의 수분 농도는 23℃의 실온에서 포화 수증기압으로부터 CW = 28100 ppmv로 계산되었다.
가스 유량이 10 mL/min인 경우, 총 수분 함량은 수학식 (7)로부터 0.0281 ppm/min이며, 농도 적분 Ic의 이론적 값은 수학식 (9)로부터 2810 ppm/min이다. 2810 ppm/min의 값은 수학식 (8)에 의해 반응 곡선으로부터 얻은 Ic = 2694 ppm/min과 거의 동일하다. 도 14b는 각각의 유량으로 유사한 측정을 수행한 결과를 도시한다. 열린 원으로 표시된 모든 유량에서 측정된 값은 실선으로 표시된 이론적 값과 거의 일치하였다. 결과적으로, 제 2 구현예에 따른 보정 시스템의 작동이 이론적 예측치에 따르는 것으로 입증되었다.
그러므로, 제 1 구현예에 따른 동적 보정 방법과 유사한 수분 센서의 보정 방법이 실행될 수 있다. 즉, 제 2 구현예에 따른 동적 보정 방법은 기준 데이터 획득 LCKT (345)가 기준 데이터를 획득하는 단계를 포함하며, 이는 공지된 농도의 수증기를 보정 시스템의 분석기에 주입한 후 수분 농도의 일시적 변화를 나타낸다. 그리고, 제 2 구현예에 따른 동적 보정 방법은 대상 데이터 획득 LCKT (346)가 대상 데이터를 측정하는 단계를 포함하며, 이는 시험 중에 분석기의 대상 센서 요소의 응답의 일시적 변화를 나타내고, 대상 데이터는 기준 데이터를 획득하는 조건과 동일한 조건으로 획득된다.
더욱이, 제 2 구현예에 따른 동적 보정 방법은 관계 계산 LCKT (347)가 기준 데이터를 획득하기 위한 동일한 시간 기간(시간 기간은 공지된 농도의 수증기를 주입하는 시점으로부터 측정됨)을 사용하여 대상 데이터를 기준 데이터와 비교하는 단계를 포함한다. 또한, 제 2 구현예에 따른 동적 보정 방법은 관계 계산 LCKT (347)가 대상 센서 요소의 응답과 공지된 농도 사이의 관계를 계산하는 단계를 포함한다.
제 2 구현예에 속하는 동적 보정 방법에 따르면, 10 분 정도의 짧은 측정 시간을 달성할 수 있는 효과가 있는 반면에, 예시적인 실시예에 속하는 정적 보정에는 10 시간이 소요된다. 그러므로, 동적 보정 방법을 현장 보정에서 적용하는 것이 가능하다. 또한, 제 2 구현예에 따른 동적 보정 방법은 포화 수증기를 보정 가스로서 사용하기 때문에 현장에서도 세부적인 제어없이 고정밀 보정 가스를 쉽게 준비할 수 있다.
제 2 구현예에 속하는 보정 프로그램에 따르면, 10 분 정도의 짧은 측정 시간을 달성할 수 있는 효과가 있는 반면에, 예시적인 실시예에 속하는 정적 보정에는 10 시간이 소요된다. 그러므로, 보정 프로그램을 현장 보정에 적용하는 것이 가능하다. 또한, 현장에서 세부적인 제어 없이도 고정밀 보정 가스를 쉽게 준비할 수 있다.
동적 보정 방법은 제 1 구현예에 속하는 보정 프로그램과 본질적으로 동일한 제 2 구현예에 속하는 보정 프로그램에 따라서 처리 장치 (341)에 의해 실행될 수 있다. 그러므로, 보정 프로그램에 대한 중복 설명은 생략한다. 그리고, 동적 보정 방법을 수행하기 위한 일련의 명령들은 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 저장 매체에 저장되어야 한다.
-기타 구현예-
당업자라면 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 본 발명의 교시를 받은 후에 다양한 변경을 할 수 있을 것이다. 본 발명은 볼 SAW 센서를 이용하여 수분 분석기뿐만 아니라 다른 수분 분석기의 현장 보정에도 적용될 수 있다. 또한, 본 발명은 적용 가능한 보정 시스템이 없는 특정 가스를 사용하는 공정에 적용되는 수분 분석기의 보정 방법으로도 효과적이다.
또한, 제 1 및 제 2 구현예에 따른 보정 방법은 수분 분석기뿐만 아니라, 알코올, 산 및 알데히드와 같은 다른 가스의 분석기에도 용이하게 적용될 수 있다.
이러한 방식에 있어서, 본 발명은 본질적으로 본원에 설명되지 않은 다양한 구현예들을 포함한다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 상기 설명으로부터 적절한 특허청구범위의 기재에 의해서만 규정된다.

Claims (7)

  1. 처리 장치를 포함하는 수분 센서 보정용 시스템으로서, 상기 처리 장치가:
    공지된 농도의 수증기를 포함하는 일정한 부피{一定量}의 보정 가스를 분석기에 주입한 후 수분 농도의 일시적 변화를 나타내는, 보정된 기준 센서로부터 기준 데이터를 획득하도록 구성된 논리 회로;
    상기 기준 데이터가 획득된 조건과 동일한 조건 하에서, 시험 중에 있는 상기 분석기의 대상 센서 요소의 다수의 측정 시간 각각에서의 출력-응답값을 나타내는 대상 데이터를 측정하도록 구성된 논리 회로; 및
    상기 공지된 농도의 수증기를 주입하는 시점에서부터 측정한 상기 기준 데이터를 획득한 시간 기간과 동일한 시간 기간을 사용하여, 상기 대상 데이터를 상기 다수의 측정 시간 각각에서 상기 기준 데이터와 비교하고, 상기 대상 센서 요소의 상기 출력-응답과 상기 공지된 농도 간의 관계를 산출하도록 구성된 논리 회로를 포함하는,
    시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    일정한 부피의 보정 가스를 주입하도록 구성된 주입기;
    주입기의 선단을 수용하도록 구성된 유입구;
    배후 가스의 유량을 제어하도록 구성된 유량계;
    대상 센서 요소를 수용하도록 구성된 수분 센서(상기 수분 센서의 출력은 처리 장치에 연결됨);
    배후 가스를 유량계에 도입하기 위한 제 1 배관;
    유량계와 유입구를 연결하며 유량계에 의해 제어된 유량으로 배후 가스를 유동시키도록 구성된 제 2 배관; 및
    유입구와 수분 센서를 연결하며 배후 가스 및 보정 가스를 수분 센서 내로 도입하도록 구성된 제 3 배관을 추가로 포함하는,
    시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    배후 가스 내의 수증기로 포화된 보정 가스를 생성하도록 구성된 포화 수증기 발생기를 추가로 포함하며,
    상기 주입기의 선단은 선단이 유입구에 삽입되는 시점 이전에 보정 가스를 일정한 부피로 샘플링하기 위하여 포화 수증기 발생기에 삽입되는,
    시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 대상 센서 요소는 볼(ball) SAW 센서인,
    시스템.
  5. 수분 센서의 보정 방법으로서,
    공지된 농도의 수증기를 포함하는 일정한 부피{一定量}의 보정 가스를 보정 시스템의 분석기에 주입한 후 수분 농도의 일시적 변화를 나타내는, 보정된 기준 센서로부터 기준 데이터를 획득하는 단계;
    상기 기준 데이터가 획득된 조건과 동일한 조건 하에서, 시험 중에 있는 상기 분석기의 대상 센서 요소의 다수의 측정 시간 각각에서의 출력-응답값을 나타내는 대상 데이터를 측정하는 단계;
    상기 공지된 농도의 수증기를 주입하는 시점에서부터 측정한 상기 기준 데이터를 획득한 시간 기간과 동일한 시간 기간을 사용하여, 상기 대상 데이터를 상기 다수의 측정 시간 각각에서 상기 기준 데이터와 비교하는 단계; 및
    대상 센서 요소의 상기 출력-응답과 상기 공지된 농도 간의 관계를 계산하는 단계를 포함하는,
    보정 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    보정 가스를 일정한 부피로 샘플링하기 위하여 주입기의 선단을 포화 수증기 발생기에 삽입하는 단계; 및
    상기 보정 가스를 상기 대상 센서 요소에 도입하도록 구성된 시스템의 유입구 내에 주입기의 선단을 삽입하는 단계를 추가로 포함하는,
    보정 방법.
  7. 수분 센서를 보정하기 위한 시스템의 보정 프로그램을 저장하는 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 저장 매체로서, 상기 보정 프로그램은, 시스템 내의 처리 장치로 하여금, 보정을 수행하기 위한 다음과 같은 일련의 명령들에 의해 보정 처리를 실행하게 하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 저장 매체:
    공지된 농도의 수증기를 포함하는 일정한 부피{一定量}의 보정 가스를 보정 시스템의 분석기에 주입한 후 수분 농도의 일시적 변화를 나타내는, 보정된 기준 센서로부터 기준 데이터를 획득하는 명령;
    상기 기준 데이터가 획득된 조건과 동일한 조건 하에서, 시험 중에 있는 상기 분석기의 대상 센서 요소의 다수의 측정 시간 각각에서의 출력-응답값을 나타내는 대상 데이터를 측정하는 명령;
    상기 공지된 농도의 수증기를 주입하는 시점에서부터 측정한 상기 기준 데이터를 획득한 시간 기간과 동일한 시간 기간을 사용하여, 상기 대상 데이터를 상기 다수의 측정 시간 각각에서 상기 기준 데이터와 비교하는 명령; 및
    대상 센서 요소의 상기 출력-응답과 상기 공지된 농도 간의 관계를 계산하는 명령.
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