KR20110040513A

KR20110040513A - 유량 검출 방법

Info

Publication number: KR20110040513A
Application number: KR1020090097816A
Authority: KR
Inventors: 공진호
Original assignee: 세메스 주식회사
Priority date: 2009-10-14
Filing date: 2009-10-14
Publication date: 2011-04-20

Abstract

유량 검출 방법은 유량계로부터 제공되는 유량의 순시값을 설정된 샘플링 시간 단위로 샘플링 하는 단계와, 샘플링 시간 단위의 정수배인 단위 시간 동안 샘플링한 값들의 평균값을 연산하는 단계와, 연산한 평균값을 이용하여 단위 시간 동안의 유량 값을 연산하는 단계와, 연산한 단위 시간 동안의 유량 값을 이용하여 적산 유량값을 연산하는 단계를 포함한다. 따라서, 단위 시간마다 유량의 순시값에서 연산된 유량이 적산되므로 보다 정확한 적산 유량값의 검출이 가능하다.

Description

유량 검출 방법{Method of flow detecting}

본 발명은 유량 검출 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디지털 유량계를 이용하여 단위 시간당 유량값 및 적산 유량값을 검출할 수 있는 유량 검출 방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자를 제조하기 위한 공정 중에는 약액을 이용한 습식 공정을 포함하며, 상기 습식 공정에서는 기판의 공정 처리를 수행하기 위한 약액으로서 케미컬, 탈이온수 등 다양한 종류의 약액들이 사용될 수 있다. 상기 약액들은 단독으로 사용될 수 있고, 적정 농도（비율）로 혼합하여 사용될 수 있다.

상기 약액을 공급하기 위한 공급 장치에서 상기 약액은 공정 설비로 공급되기 전에 저장 탱크에 저장될 수 있다. 상기 저장 탱크는 약액이 고순도를 갖도록 진행과정(예컨대 유통과정)에서 오염되는 것을 방지하기 위해 사용될 수 있고, 케미컬과 탈이온수를 일정 비율(농도)로 혼합하기 위한 공간으로 사용될 수 있다. 따라서, 상기 저장 탱크는 공급원으로부터 약액을 공급받아 이를 저장하고, 저장된 약액은 공정 설비로 공급되어 최종적으로 기판으로 공급됨으로써 기판의 공정 처리에 사용된다.

상기 저장 탱크에서의 약액의 비율은 저장 탱크로 공급되는 약액의 유량의 조절을 통해서 이루어진다. 따라서, 저장 탱크로 공급되는 약액에 대한 유량을 검출하는 과정이 필요하다.

도 1은 종래의 유량 검출 방법을 개념적으로 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 유량 검출 방법은 적산 유량계를 이용한다. 상기 적산 유량계는 일정한 유량마다 펄스신호를 출력하는 동작 특성을 가지므로, 출력되는 펄스신호를 카운트하여 적산 유량값을 검출하게 된다. 예를 들어, 공급되는 유량이 1리터마다 펄스신호를 출력하는 적산 유량계를 이용할 때, 4회의 펄스신호가 카운트되면 공급된 적산 유량값은 4리터로 검출된다.

하지만, 적산 유량계를 이용한 유량 검출 방법은 현재의 유량을 확인할 수 없다는 단점을 갖는다. 또한, 일반적으로 현재의 유량을 검출하기 위한 유량계가 이용되고 있는 상황이므로, 적산 유량값을 검출하기 위하여 적산 유량계를 추가적으로 구비하여야 하므로 설비가 복잡해지고, 비용이 증가되는 단점을 갖는다.

또한, 적산 유량계는 펄스신호와 다음 펄스신호 사이에서 공급이 중단되는 경우 검출되는 유량에 오차가 발생하여 정확한 유량을 검출하지 못하는 단점을 갖는다. 예를 들어, 적산 유량계가 1리터마다 펄스신호를 출력할 때, 4리터와 5리터 사이인 4.6리터에서 공급이 중단되는 경우 오차가 발생한다. 예컨대, 4.6리터에서 공급이 중단되는 경우 적산 유량계는 4리터에 대한 펄스신호만 출력하게 되므로, 검출되는 적산 유량 값은 4리터가 된다. 따라서, 검출되는 유량과 실제 유량은 0.6리터의 오차가 발생하는 문제점을 갖는다.

따라서 본 발명을 통해 해결하고자 하는 일 과제는 현재의 유량을 검출하는 유량계를 이용하여 유량의 적산값을 검출할 수 있으며, 실제 유량과 검출 유량 사이의 오차를 줄일 수 있는 유량 검출 방법을 제공하는 것이다.

상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위해 본 발명에 따른 유량 검출 방법은 유량계로부터 제공되는 유량의 순시값을 설정된 샘플링 시간 단위로 샘플링 하는 단계와, 상기 샘플링 시간 단위의 정수배인 단위 시간 동안 상기 샘플링한 값들의 평균값을 연산하는 단계와, 상기 연산한 평균값을 이용하여 상기 단위 시간 동안의 유량 값을 연산하는 단계와, 상기 단위 시간 동안의 유량 값을 이용하여 적산 유량값을 연산하는 단계를 포함한다.

이때, 일 실시예에 다른 유량 검출 방법에서 상기 샘플링 시간 단위는 0.1초이고, 상기 단위 시간은 1초인 것을 특징으로 할 수 있다.

다른 실시예에 따른 유량 검출 방법에서 상기 평균값을 연산하는 단계는 상기 단위 시간 동안 상기 샘플링한 값들 중에서 최소 값과 최대 값을 제외하고 평균값을 연산할 수 있다.

또 다른 실시예에 따른 유량 검출 방법에서 상기 순시값이 적산 시점으로부터 상기 단위 시간보다 짧은 시간 동안 제공되는 경우에, 상기 적산 시점 이후의 잔여 시간 동안 상기 샘플링한 값들의 평균값을 연산하고, 상기 평균값과 상기 잔 여 시간의 곱으로 상기 잔여 시간 동안의 유량값을 연산하여 적산 유량값을 연산할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 유량 검출 방법은 유량의 순시값을 설정된 샘플링 시간 단위로 샘플링하고, 샘플링 시간 단위의 정수배인 단위 시간 동안 샘플링한 값들의 연산하여 상기 단위 시간 동안의 유량을 연산한 후에 적산 유량값을 연산함으로써, 유량의 순시값에 근거하여 단위 시간당 유량값을 연산하고 이를 적산하여 적산 유량값을 연산하므로 보다 정확한 적산 유량값의 검출이 가능하다.

또한, 샘플링 시간 단위로 샘플링하고 적산 시점 이후에 상기 단위 시간보다 짧은 잔여 시간 동안 공급이 되고 중단되는 경우에도, 잔여 시간 동안 샘플링한 값들의 평균값을 연산하여 잔여 시간과 곱하여 상기 잔여 시간 동안의 유량값을 연산하고 이를 적산하여 적산 유량값을 연산한다. 따라서, 잔여 시간 동안의 유량값을 적산하므로 잔여 시간에 의한 적산 유량값의 오차를 보정할 수 있다.

또한, 적산 유량값 검출에 적산 유량계를 사용하지 않고, 현재의 유량을 검출할 수 있는 일반 유량계를 이용하므로, 현재의 유량(혹은 단위 시간당 유량값)과 적산 유량값을 함께 검출할 수 있게 된다. 아울러, 적산 유량계를 생략하므로 설비의 구조가 간단해지고, 비용이 절감된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 유량 검출 장치에 대하여 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. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 발명의 명확성을 기하기 위해 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 설명하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 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 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여 기서 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 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유량 검출 방법을 개념적으로 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유량 검출 방법의 과정을 나타내는 도면이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유량 검출 방법은 적산 유량계를 이용하지 않고, 현재의 유량 검출에 이용되는 일반 유량계를 이용하여 유량의 적산값을 검출한다.

상기 유량 검출 방법은 공급되는 약액에 대한 유량의 적산값을 검출하기 위하여 바람직하게 사용될 수 있다. 예를 들어, 저장 탱크에 일정한 비율로 약액을 혼합하기 위하여 저장 탱크로 공급되는 약액에 대한 유량의 적산값을 검출하기 위하여 사용될 수 있고, 대상물(예컨대 기판)로 직접 약액을 분사하는 약액 공급 유닛으로 공급되는 약액에 대한 유량의 적산값을 검출하기 위하여 사용될 수 있다.

상기 유량 검출 방법은 먼저 유량계로부터 제공되는 유량 순시값을 설정된 샘플링 시간 단위로 샘플링 한다.(S110) 상기 유량계는 현재 시점의 유량 검출이 가능한 디지털 유량계가 이용된다. 상기 유량계의 예로는 차압식 디지털 유량계가 이용될 수 있다. 상기 유량 순시값을 샘플링 하기 위하여 기설정된 샘플링 시간 단 위는 예를 들어 0.1초일 수 있다. 이와 달리, 상기 샘플링 시간 단위는 0.1초 보다 작은 단위이거나, 0.1초 보다 큰 단위의 시간일 수 있다. 하지만, 상기 샘플링 시간 단위가 0.1초 보다 작은 단위이면 샘플링 횟수가 증가되므로 연산 횟수 증가 및 연산이 복잡해 질 수 있어 바람직하지 못하며, 0.1초 보다 큰 단위이면 정확성이 저하될 수 있는 단점이 있다. 따라서, 상기 샘플링 시간 단위는 0.1초가 바람직할 수 있다.

다음으로, 단위 시간 동안 상기 샘플링한 값들의 평균값을 연산한다.(S120) 여기서, 상기 단위 시간은 정확한 연산을 위하여 상기 샘플링 시간 단위의 정수배인 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 단위 시간은 상기 샘플링 시간 단위(0.1초)의 정수배 즉, 10배인 1초일 수 있다. 이와 달리, 상기 단위 시간은 1초 보다 작은 단위의 시간이거나, 1초 보다 큰 단위의 시간일 수 있다.

특히, 상기 단위 시간 동안의 평균값을 연산할 때 상기 샘플링 시간 단위로 샘플링한 값들이 안정범위에 있는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 단위 시간 동안 상기 샘플링 시간 단위로 샘플링한 값들 중에서 최소 값과 최대 값을 제외한 나머지 샘플링 값들로 평균값을 연산하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 0.1초 단위로 샘플링을 하게 되면 1초 동안 10개의 샘플링 값들을 얻게 되는데, 상기 10개의 샘플링 값들 중 최소 값과 최대 값을 제외한 나머지 8개의 샘플링 값들을 이용하여 평균값을 연산한다.

다음으로, 연산을 통해서 얻은 상기 단위 시간 동안의 평균값을 이용하여 상기 단위 시간 동안의 유량 값을 연산한다.(S130) 상기 단위 시간 동안의 유량값은 상기 샘플링 시간 단위에 대한 상기 단위 시간의 배수를 연산된 평균값에 곱하여 얻는다. 예를 들어, 유량 순시값을 0.1초 단위로 샘플링하고, 1초 동안 샘플링한 값들의 평균값을 연산한 후에, 연산된 평균값에 이들 시간의 배수인 10을 곱하여 1초 동안의 유량값을 연산한다.

다시 말해서, 유량 순시값을 상기 샘플링 시간 단위로 샘플링하고, 샘플링한 값들을 상기 단위 시간마다 구분하여 평균값을 연산한 후에 연산된 평균값을 이용하여 상기 단위 시간 동안의 유량값을 연산함으로써, 상기 단위 시간의 해당 유량값을 연산한다. 예를 들어, 상기의 과정을 통해서 0~1초, 1~2초, 2~3초, 3~4초 동안의 유량값을 각각 연산할 수 있다.

다음으로, 연산한 평균값을 이용하여 연산한 상기 단위 시간 동안의 유량값을 이용하여 적산 유량값을 연산한다.(S140) 즉, 기존에 동일한 과정을 통해 연산한 적산 유량값에 연산을 통해서 얻은 상기 단위 시간 동안의 유량값을 적산하여 적산 유량값을 연산한다. 예를 들어, 2~3초 동안의 유량값을 연산한 후, 이 값을 기존에 0~2초 동안에 순차적으로 연산하여 얻은 적산 유량값에 적산하여 0~3초 동안의 적산 유량값을 연산한다.

이와 같이, 상기 유량 측정 방법은 유량계로부터 제공되는 유량의 순시값을 이용하여 상기 단위 시간당 유량값을 연산하고, 이렇게 연산된 단위 시간당 유량값을 이용하여 적산 유량값을 연산한다. 따라서, 보다 정확한 적산 유량값을 검출할 수 있게 된다.

하지만, 상기 단위 시간당 유량값을 연산하고, 상기 단위 시간당 유량값을 적산하여 적산 유량값을 연산하는 경우에, 마지막 적산 시점으로부터 상기 단위 시간보다 작은 잔여 시간 동안 공급된 유량값은 연산(혹은 적산)되지 않게 되므로 오차가 발생할 수 있다. 상기 단위 시간이 짧은 시간일 작게 설정하여 오차 범위를 작게 할 수 있으나, 본 실시예에서는 이를 보상하기 위하여 잔여 시간에 대한 유량값을 연산하여 적산 유량값을 연산하도록 한다.

도 4는 도 3에 도시된 유량 검출 방법에서 단위 시간 이하의 잔여 시간에 대한 유량값을 검출하는 방법을 나타내는 도면이다.

도 2 및 도 4를 참조하면, 상기 유량 측정 방법은 잔여 시간에 대한 유량값을 연산하고, 이를 적산한다.

먼저, 기존과 동일하게 유량계로부터 제공되는 유량 순시값을 상기 샘플링 시간 단위로 샘플링 한다.(S210) 유량 순시값을 샘플링 하는 과정은 앞서의 설명과 동일하다.

다음으로, 잔여 시간 동안 상기 샘플링 시간 단위로 샘플링한 값들의 평균값을 연산한다.(S220) 특히, 잔여 시간 동안 샘플링한 값들 중에서 최소 값과 최대 값을 제외한 나머지 샘플링 값들을 이용하여 평균값을 연산하는 것이 바람직하다. 다만, 잔여 시간 동안 샘플링한 값들의 개수가 적을 경우 최소 값과 최대 값을 포함하여 평균값을 연산할 수도 있다. 예를 들어, 상기 샘플링 시간 단위가 0.1초이고 상기 단위 시간이 1초 일 때, 마지막 적산 시점으로부터 잔여 시간이 0.6초이면 총 6개의 샘플링 값을 갖는다. 이들 6개의 샘플링 값들 중 최대 값과 최소 값을 제외한 나머지 4개의 샘플링 값들을 이용하여 평균값을 연산한다.

다음으로, 연산을 통해서 얻은 잔여 시간 동안의 평균값을 이용하여 상기 잔여 시간 동안의 유량값을 연산한다.(S230) 상기 잔여 시간 동안의 유량값은 상기 샘플링 시간 단위에 대한 상기 잔여 시간의 배수를 연산된 평균값에 곱하여 얻는다. 예를 들어, 잔여 시간이 0.6초이면, 연산된 평균값에 6을 곱하여 잔여 시간 동안의 유량값을 연산한다.

다음으로, 평균값을 이용하여 연산한 잔여 시간 동안의 유량값을 이용하여 적산 유량값을 연산한다.(S240) 따라서, 상기 단위 시간보다 작은 잔여 시간에 대한 유량값을 연산하고, 이를 이용하여 적산 유량값을 연산하므로 보다 정확한 적산 유량값이 검출된다.

이와 같이, 상기 유량 검출 방법은 상기 샘플링 시간 단위로 샘플링한 값들을 이용하여 상기 단위 시간당 유량값을 연산하고, 연산된 상기 단위 시간당 유량값을 적산하여 적산 유량값을 연산하는 방식으로 검출한다. 따라서, 상기 단위 시간마다 적산 유량값이 검출되므로 보다 정확한 적산 유량값의 검출이 가능하다. 또한, 상기 유량 검출 방법은 상기 단위 시간당 유량값을 연사 및 적산할 때, 상기 단위 시간 보다 작은 시간동안 공급되는 경우에도 이를 연산하여 적산하므로, 오차를 보상하여 오차가 적은 적산 유량값을 검출할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유량 검출 방법은 일반 유량계의 유량 순시값을 상기 샘플링 시간 단위로 샘플링하고, 샘플링한 값들을 이용하여 상기 단위 시간당 유량값을 연산하여 적산함으로써, 보다 정확한 적산 유 량값의 검출이 가능하다. 또한, 단위 시간보다 짧은 잔여 시간동안 공급되는 경우에도 유량값을 연산하여 적산함으로써, 오차가 적은 적산 유량값을 검출할 수 있다.

따라서, 본 발명의 유량 검출 방법은 적산 유량계를 이용하지 않고, 공급되는 약액에 대한 적산 유량값을 보다 정확하게 검출하기 위한 약액 공급 장치 등에서 바람직하게 사용될 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.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유량 검출 방법을 개념적으로 나타내는 도면이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유량 검출 방법의 과정을 나타내는 도면이다.

Claims

유량계로부터 제공되는 유량의 순시값을 설정된 샘플링 시간 단위로 샘플링 하는 단계;

상기 샘플링 시간 단위의 정수배인 단위 시간 동안 상기 샘플링한 값들의 평균값을 연산하는 단계;

상기 연산한 평균값을 이용하여 상기 단위 시간 동안의 유량값을 연산하는 단계; 및

상기 단위 시간 동안의 유량값을 이용하여 적산 유량값을 연산하는 단계를 포함하는 유량 검출 방법.
제1항에 있어서, 상기 샘플링 시간 단위는 0.1초이고,

상기 단위 시간은 1초인 것을 특징으로 하는 유량 검출 방법.
제1항에 있어서, 상기 평균값을 연산하는 단계는 상기 단위 시간 동안 상기 샘플링한 값들 중에서 최소 값과 최대 값을 제외하고 평균값을 연산하는 것을 특징으로 하는 유량 검출 방법.
제1항에 있어서, 상기 순시값이 적산 시점으로부터 상기 단위 시간보다 짧은 시간 동안 제공되는 경우에, 상기 적산 시점 이후의 잔여 시간 동안 상기 샘플링한 값들의 평균값을 연산하고, 상기 평균값과 상기 잔여 시간의 곱으로 상기 잔여 시간 동안의 유량값을 연산하여 적산 유량값을 연산하는 것을 특징으로 하는 유량 검출 방법.