KR19980041514A - 반도체설비용 파티클 카운터(Particle Counter) - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 파티클 카운터는, 대기를 포집하기 위한 프로브 및 펌프를 구비하는 파티클 카운터에 있어서, 상기 프로브의 주변에 설치되는 풍속센서 및 상기 풍속센서의 감지신호를 받아 상기 펌프의 구동속도를 조절할 수 있는 콘트롤러를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명의 파티클 카운터에 의하면 반도체장치 제조공간의 다양한 기류, 풍속에 대응하여 융통성 있게 사용하여 파티클의 수준을 측정할 수 있다는 이점이 있다.

Description

반도체설비용 파티클 카운터(Particle Counter)

본 발명은 반도체설비용 파티클 카운터(Particle Counter)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 대기를 포집(Sampling)할 수 있는 프로브(Probe)를 가지고 반도체장치를 제조하는 공간에서 사용할 수 있는 반도체설비용 파티클 카운터에 관한 것이다.

반도체장치의 제조는 정밀한 제조기술과 고도로 청정한 제조환경의 유지를 필요로 한다. 따라서 반도체장치 제조공간의 먼지 등의 파티클 수준을 입도와 개수의 측면에서 엄밀히 관리하게 된다. 제조공간 내의 파티클의 개수를 측정할 수 있는 계기로 파티클 카운터가 있다. 일반적인 파티클 카운터는 대기중의 입자 수를 측정하기 위해 대기를 포집하여 레이저를 쪼임으로서 발생하는 산란광의 세기를 측정하는 레이저 산란형과 알코올의 기화과정에서 입자의 크기가 증가하는 원리를 이용한 응축형이 주로 사용되고 있다.

이들 카운터에서는 대기를 포집하는 방법으로 카운터 내부의 펌프를 이용하고 있다. 대기를 포집할 경우 포집 프로브를 대기의 유동방향에 맞추고 대기를 포집하게 된다. 이때 프로브의 입구에서 펌프에 의해 포집되는 대기의 유속과 주변의 대기의 유속이 같아야 된다는 조건이 필요하다. 유속이 다를 경우 프로브 입구에서는 와류가 발생하고, 이로 인해 원래의 대기에는 없던 파티클이 발생하거나 주변의 파티클까지 프로브로 유입되는 등의 문제가 발생하고 정확한 파티클 수준의 측정이 어렵게 된다.

따라서, 현재 사용되고 있는 대기 포집형 파티클 카운터의 경우 카운터의 포집 프로브는 입구의 유속이 카운터가 설치되는 반도체장치의 제조공간의 대기의 유속과 일치하도록 계산하여 제작된 것이다.

그러므로 이러한 파티클 카운터들은 범용성이 없고 다른 환경에 전용되어 사용될 수 없고, 설치된 장소의 공정환경이 변화하면 새롭게 제작된 프로브를 사용해야 한다는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은, 반도체장치 제조공간의 다양한 기류, 풍속에 대응하여 융통성 있게 사용될 수 있는 능동가변형 파티클 카운터를 제공하는 데 있다.

도1은 본 발명에 따른 파티클 카운터의 특징부 구성을 개념적으로 나타낸 도면이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11: 프로브 12: 풍속센서

13: 콘트롤러 14: 펌프

15: 카운터 측정부

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 파티클 카운터는, 대기를 포집하기 위한 프로브 및 펌프를 구비하는 파티클 카운터에 있어서, 상기 프로브의 주변에 설치되는 풍속센서 및 상기 풍속센서의 감지신호를 받아 상기 펌프의 구동속도를 조절할 수 있는 콘트롤러를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 풍속센서는 상기 프로브로 유입되는 대기에 영향을 주지 않도록 설치되는 것이 원칙이다. 그리고 콘트롤러는 상기 프로브 입구의 유속이 주변 대기의 유속과 동일하게 펌프의 속도를 조절하게 된다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 파티클 카운터의 특징부 구성을 개념적으로 나타낸 도면이다.

도면을 참조하면, 프로브(11) 입구와 동일한 레벨로 풍속센서(12)를 고정 설치하고 풍속센서(12)에서 발생된 신호는 전기적인 형태로 카운터의 콘트롤러(13)로 입력된다. 프로브(11)는 펌프(14)와 연결되어 펌프(14)가 구동하면 그 속도에 따라 일정 비율로 프로브(11)에서 대기가 포집된다. 포집된 대기는 펌프(14)를 통해 카운터 밖으로 배출된다. 그 과정에서 대기는 파티클의 개수를 측정하는 카운터 측정부(15)를 지나게 된다.

본 발명의 콘트롤러에서는 카운터를 통과한 전체 대기의 양을 적분형식으로 측정할 수 있도록 되어 있고, 대기가 통과하는 동안의 측정된 파티클의 개수는 누산되어 결국 이 두 값을 통해 단위 대기 부피당 파티클의 개수를 계산할 수 있다.

한편, 카운터를 통과하는 전체 대기의 양 'Q'는 당해 순간의 프로브 입구에서의 풍속을 V(t), 프로브의 입구에서의 면적을 'A'라 하면 다음의 수학식으로부터 구해진다.

Q(t) = A ×∫ V(t) dt

또한, 풍속센서의 영향을 무시할 수 있는 정도로 줄이기 위한 풍속센서와 프로브의 간격을 계산하면, 프로브의 길이(L), 대기의 밀도(ρ), 풍속(V)을 변수로 하여 공기 점성(μ)에 의한 영향과 공기 유동에 의한 관성력의 비인 레이놀즈수 'Re'(Re = ρVL/μ)를 산출하고 프로브의 지름과 벽두께를 고려하여 통상적인 크기에서 일반적으로 2Cm 정도를 유지하는 것이 적합함을 알 수 있다.

그리고, 센서가 실린더형으로 된 경우 센서 후단에 생기는 기류의 영향은 실린더 지름의 3배 내지 5배에 미치므로 센서는 프로브 아래쪽으로 설치하거나 실린더 지름의 5배 이상 위쪽에 설치되어야 한다. 그러나 센서를 위쪽에 설치할 경우 와류로 인한 새로운 파티클 발생의 위험도 있으므로 프로브와 같은 레벨 이하로 설치하는 것이 필요하다.

따라서, 본 발명의 파티클 카운터에 의하면 반도체장치 제조공간의 다양한 기류, 풍속에 대응하여 융통성 있게 사용하여 파티클의 수준을 측정할 수 있다는 이점이 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (1)

1. 대기를 포집하기 위한 프로브 및 펌프를 구비하는 파티클 카운터에 있어서,

   상기 프로브의 주변에 설치되는 풍속센서 및 상기 풍속센서의 감지신호를 받아 상기 펌프의 구동속도를 조절할 수 있는 콘트롤러를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 파티클 카운터.