KR20170088341A

KR20170088341A - 탈이온수의 저항률의 금속 무함유 감소 및 제어를 위한 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20170088341A
Application number: KR1020177013122A
Authority: KR
Inventors: 존 타데이; 조나단 유코위츠
Original assignee: 비코 프리시젼 서피스 프로세싱 엘엘씨
Priority date: 2014-11-19
Filing date: 2015-10-15
Publication date: 2017-08-01
Also published as: TW201619065A; US20160139610A1; WO2016081105A1; US10503182B2

Abstract

DI수(탈이온수)에 금속을 첨가하는 일 없이 고저항률(18 MΩ/㎝) 탈이온수를 타이트한 저항률 범위(150 KΩ/㎝ +/- 50 KΩ/㎝)로 저항률 탈이온수로 전환시키는 장치 및 방법. 본 발명은 금속 무함유 유체 경로를 통해서 온 디멘드 방식으로 이산화탄소를 신중하게 주입한다.

Description

탈이온수의 저항률의 금속 무함유 감소 및 제어를 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR METALS FREE REDUCTION AND CONTROL OF RESISTIVITY OF DEIONIZED WATER}

관련 출원의 상호 참조

본 출원은 2014년 11월 19일자로 출원된 미국 특허 출원 제62/081,775호에 대해 우선권을 주장하며, 이 기초 출원은 그의 전문이 참고로 본 명세서에 편입된다.

기술분야

본 발명은 유체, 예컨대, 탈이온수(deionized water: DI수)의 저항률을 감소시키고 제어하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 DI수 내에 금속의 첨가 없이 제어된 체적의 이산화탄소를 탈이온수에 주입하기 위한 개선된 장치 및 방법에 관한 것이다.

반도체 제조는 역사적으로 헹굼 및 세정 유체로서 18 MΩ/㎝ 탈이온수를 사용하였다. 반도체 제조업체는 그렇지 않으면 반도체 디바이스에 나쁜 영향을 주는 입자와 금속 이온을 제거하도록 일련의 단계를 통하여 물을 붓는다. 일단 이러한 불순물이 물에서 제거되면, 저항률은 전형적으로 18 MΩ/㎝까지 상승된다. 많은 경우 DI수는 웨이퍼의 표면으로부터 입자를 제거하는 가압 매체로서 사용된다. 이러한 입자들은 그렇지 않으면 웨이퍼 상의 반도체 디바이스에서 결함을 유발할 수 있다. 웨이퍼 상의 탈이온수의 가압 분배의 불필요한 측면 효과는 정적 전압(static voltage), 궁극적으로 정전 방전(electrostatic discharge: ESD)의 형성이다. 많은 반도체 디바이스는 ESD 민감성이며, 전압이 형성되고 그런 다음 방전하도록 허용하면, 수율 손실이 일어날 것이다.

정적 전압은 비전도성 유체(예컨대, 18 MΩ/㎝ DI)가 비전도성(또는 전기적으로 절연된) 표면(웨이퍼 등)을 적극적으로 접촉할 때 생성된다. 구축된 전압은 분배의 적극성(힘)에 비례하며, 이용된 유체의 저항률에 비례할 것이다. 물 분배의 세정 효율은 또한 스프레이의 힘에 비례한다. 이러한 것은 수율을 증가시키도록 웨이퍼 표면으로부터 입자를 제거하는데 요구된 고압 스프레이의 역설로 이어지지만, 고압 스프레이는 정적 전압을 방전 지점까지 형성하여, 수율 손실을 유발한다.

이 산업은 DI수의 저항률을 낮추기 위하여 이산화탄소를 사용하였다. 시스템은 현재 DI수:CO2 혼합 시스템 중에 금속 성분, 예컨대, 316SS(스테인리스강) 탱크, 파이프 및 피팅류(fittings)를 사용하고 있다. 이러한 시스템은 DI수의 저항률 수준을 저감시키는데 성공하였지만, 배관 경로(plumbing path) 내의 금속 성분은 DI수 내에 금속 이온을 첨가하였다. 이러한 금속 이온은 반도체 디바이스 상에 재침착되어 그의 동작을 간섭할 수 있었다.

따라서 이 문제의 해결책을 제공할 필요가 있다.

일 실시형태에 있어서, 온 디멘드(on demand) 금속 무함유 방식으로 엄격한 허용 오차 내에서 150 KΩ/㎝ DI수를 생성하도록 18 MΩ/㎝ DI로 이산화탄소를 신중하게(선택적으로) 주입하는 장치가 제공된다. 장치는 18 MΩ/㎝ 탈이온수 유입구 포트와, 150 KΩ/㎝ DI수 유출구 포트를 구비한 압력 용기로 이루어진다. 가압된 이산화탄소를 위한 또 다른 유입구 포트와, 질소 유입을 위한 포트, 및 압력 변환기(pressure transducer)가 존재한다. 외부 탱크 레벨 센서와 저항률 프로브가 있다.

DI수는 탱크가 목표 레벨에 있을 때까지 용기에 공급된다. 소프트웨어는 탱크의 상부에 질소를 공급하는 것에 의하여 탱크 압력을 제어한다. 압력은 압력 변환기 피드백을 통해 모니터링된다. 탱크 내의 DI수의 저항률은 저항률 프로브에 대한 (DI수의) 작은 샘플 용적의 연속적인 철수에 의해 모니터링될 것이다. 측정된 저항률이 선택된 설정점(목표값)보다 높을 때, 이산화탄소는 용기 내로 흐른다(즉, 유동한다). 이산화탄소는 탱크의 하부로부터 진입하여 DI수를 통해 거품화된다. 거품이 위쪽으로 유동함에 따라서, 이산화탄소는 용액 내로 용해되고, 저항률을 낮춘다. 저항률이 설정점보다 낮을 때, 이산화탄소 유동은 (이산화탄소가 유동하는 유입구와 결합된 밸브를 폐쇄하는 것에 의해) 중지된다.

장치는 소형 용기 및 최적화된 배관 패키지가 사용되는 것을 허용하는 온 디멘드 방식으로 작업하고, 그러므로 더욱 작은 공간을 요구한다. 유체 경로 내에 노출된 금속이 없으므로 DI수는 당해 DI수에 금속의 원치 않는 첨가 없이 저감된 저항률에서 장치를 빠져나간다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따라서 높은 저항률 탈이온수를 낮은 저항률 탈이온수로 변환하도록 구성된 장치의 측면도;
도 2는 도 1의 시스템의 일부인 저항률 센서의 전개 사시도;
도 3은 조립된 상태의 저항률 센서의 사시도;
도 4는 저항률 센서의 평면도;
도 5는 저항률 센서의 측면도; 및
도 6은 도 5의 6-6 선을 통한 단면도.

이제 도 1 내지 도 6을 참조하면, 금속 무함유 재료로 이루어진 유체 회로 내에 흐르는 유체의 결과로서 유체의 처리 동안 유체에 금속 이온이 첨가 되지 않는 방식으로 유체의 저항률을 감소시키기 위한 장치(100)가 제공된다.

하나의 예시적인 실시형태에 있어서, 본 출원인은 개선된 DI수:CO₂ 혼합 디바이스(100)를 개발함으로써 산업 수요에 응답하였다. 디바이스(100)는 DI수가 당해 DI수 내로 금속의 첨가 없이 이 시스템을 빠져나가도록 젖은 유체 경로에서 금속 성분을 지니지 않고 요구에 따라 낮은 저항률(150 KΩ/㎝ ± 50 KΩ/㎝) 탈이온수를 생성한다. 이러한 것은 앞서 설명된 바와 같은 종래 기술과 관련된 문제를 극복한다.

디바이스(100) 내로 도입된 유체는 물일 수 있지만, 이것은 또한 기타 유체일 수 있고, 특히 유체는 (유체에 첨가되어 그의 저항률에 악영향을 미치는 금속 이온으로 인해) 전통적인 금속성 시스템과 양립할 수 없다는 것이 이해될 것이다.

디바이스(100)는 DI수의 공급원(도시 생략), 및 표적 표면(예컨대, 웨이퍼) 위에 DI수를 분배하는 스프레이와 같은 하류 장비(도시 생략)의 부분을 포함하는 전체적인 DI수 회로의 부분으로서 고려될 수 있다. 디바이스(100)가 낮은 저항률의 DI수(또는 다른 유체)에 대한 필요성이 있는 다른 적용에서도 마찬가지로 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

디바이스(100)는 제1(상부) 단부(112), 및 대향하는 제2(하부) 단부(114)를 가지는 저장 용기(110)를 포함한다. 용기(110)는 또한 외부면(118)을 획정하는 측벽(116)을 또한 가진다. 용기(110)는 도시된 바와 같은 원통 형상을 포함하는 임의의 수의 상이한 형상을 취할 수 있다. 예시된 실시형태에 있어서, 용기(110)는 탱크 등과 같은 형태이다. 본 목적을 감안하여, 용기(110)는 비금속 재료로 형성되고, 특히 플라스틱 또는 기타 적절한 재료로 형성된다.

하부 단부(114)에서, 용기(110)는 또한 용기(110)의 중공 내부로 제1 유체를 전달하기 위한 제1 유입구(140)를 포함한다. 제1 유입구(140)는 용기(110)의 중공 내부 내로 제2 유체의 도입을 선택적으로 허용하도록 임의의 수의 커넥터 및/또는 밸브 구조체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 유입구(140)는 용기(110)의 중공 내부로 전달되는 제1 유체, 이 경우에 DI수를 수용하도록 구성될 수 있다. DI수는 용기(110)로부터 멀리 위치될 수 있고, DI수는 통상의 도관(145), 예컨대, 튜브를 이용해서 제1 유입구(140)에 전달된다. 밸브는 용기(110) 내로 DI수의 유동을 제어하기 위하여 제1 유입구(140)와 결합된다. 예를 들어, 하류 설비가 DI수를 요구하지 않으면, 제1 유입구(140)와 결합된 밸브는 폐쇄될 수 있다.

본 발명에 따라서, 용기(110)는 또한 용기(110)의 중공 내부 내로 이산화탄소를 선택적으로 전달하기 위한 제2 유입구(150)를 포함한다. 제2 유입구(150)는 용기(110)의 중공 내부 내로의 이산화탄소의 도입을 선택적으로 허용하는 임의의 수의 커넥터 및/또는 밸브 구조체를 포함할 수 있다. 이산화탄소는 용기(110)로부터 멀리 위치될 수 있고, 이산화탄소는 튜브와 같은 통상의 도관을 이용해서 제2 유입구(150)에 전달된다.

제2 유입구(150)는 용기(110)의 중공 내부와 유체 연통하고 이로부터 외부로 연장되는 도관(튜브)(155)를 포함할 수 있다. 도관(155)은 제1 유입구(140)에 근접한 용기(110)의 하부(114)에 위치될 수 있다. 따라서, DI수 공급원으로부터의 DI수와 이산화탄소는 둘 다 서로 근접한 위치에서 하부에서 용기(110)로 도입된다.

밸브(160)는 용기(110) 내로 이산화탄소의 유동을 제어하기 위하여 제2 유입구(150)와 결합된다. 그러므로, 밸브(160)는 (제2 유입구(150)와 용기(110) 사이에서) 도관(155)의 길이를 따라서 배치된다. 본 명세서에서 설명된 바와 같이, 이산화탄소는 DI수와 혼합하기 위하여 용기(110)의 중공 내부로 선택적으로 전달된다. 제2 유입구(150)는 이산화탄소가 용기(110)의 하부에서 진입하여 용기(110)의 상부 단부(112)를 향해 위쪽으로 거품화되는 것을 허용하도록 용기(110)의 하부 단부(114)와 유체 연통한다. 거품이 위쪽으로 유동함에 따라서, 이산화탄소는 용액 내로 용해되어, DI수의 저항률을 낮춘다.

용기(110)는 또한 용기(110)의 중공 내부로부터 (감소된 저항률을 갖는) 탄산 DI수를 수용하는 제1 유출구(도관)(170)를 포함한다.

예시된 실시형태에서, 제1 유입구(140) 및 제1 유출구(170)는 용기(110)의 몸체에 대해 서로 마주하여 위치될 수 있다. 제1 유출구(170)는 커넥터 및/또는 밸브 구조체를 포함할 수 있는 도관의 형태일 수 있다. 그러므로, 제1 유출구(170)는 이러한 탄산 DI수를 필요로 하는 하류 장비(예를 들어, 스프레이)에 유체 연결되는 외부 도관(튜브)에 연결된다.

용기(110)의 상부 단부(112)에서, 제3 유입구(120)가 형성되어 유체 도관을 용기(110)의 중공 내부에 제공한다. 제3 유입구(120)는 용기(110)의 중공 내부 내로 제3 유체의 도입을 선택적으로 허용하도록 임의의 수의 커넥터 및/또는 밸브 구조체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제3 유입구(120)는 용기(110)의 내용물을 가압하는데 사용되는 질소 등과 같은 가스(제3 유체)를 수용하도록 구성된다. 가스 공급원은 탱크로부터 멀리 위치될 수 있고, 가스는 튜브와 같은 종래의 도관을 사용하여 제3 유입구(120)로 전달된다.

용기(110)는 또한 용기(110)의 중공 내부 내의 압력을 모니터하고 측정하도록 구성된 압력 변환기(대체로 도면 부호 (121)로 표시됨)를 가진다. 압력 변환기(121)뿐만 아니라 디바이스(100)의 다른 구성 요소들의 일부는 컴퓨터 기반 시스템의 일부이다. 컴퓨터 기반 시스템은 프로세서(제어기) 및 데이터 등을 저장하기 위한 메모리와 같은 종래의 구성 요소를 포함한다. 압력 변환기(121)는 프로세서와 통신하며 피드백 루프를 제공하여, 압력 변환기(121)로부터의 출력이 설정점 아래에 있을 때, 프로세서가 제3 유입구(120)와 결합된 밸브에 개방하도록 지시하여, 용기(110)의 중공 내부로의 가스(질소)의 유동을 허용하도록 프로세서는 프로그램된다. 이것에 의해 용기(110) 내의 압력 증가가 초래된다. 반대로, 압력 변환기(121)로부터의 출력이 설정점보다 위일 때, 프로세서는 추가 가스가 용기(110)의 중공 내부로 유동하는 것을 방지하도록 제3 유입구(120)와 결합된 밸브를 폐쇄하도록 지시한다. 이전의 피드백 루프에 기초하여, 용기(110)의 중공 내부 내의 압력은 허용 가능한 범위 내에서 유지된다.

용기(110)는 또한 용기(110)의 중공 내부에 있는 내용물(예컨대, DI수)의 레벨을 측정하기 위한 기구(130)를 포함한다. 예시된 실시형태에서, 기구(130)는 용기(110)에 있는 내용물(DI수)의 레벨(유체 레벨)을 검출하도록 구성된 외부 레벨 센서의 형태이다. 레벨 센서(130)는 클램프 또는 (135)와 같은 통상의 장비를 이용해서 용기(110)의 외부 표면(118) 둘레에 부착될 수 있다.

모든 유입구 및 제1 유출구는 비금속 재료로 형성된다. 예를 들어, 이들 부품은 플라스틱 또는 기타 적절한 재료로 형성될 수 있다. 따라서 DI수와 이산화탄소는 비금속 재료로 형성된 유동 경로(유체 회로)를 따라 유동한다.

본 발명에 따라서, 기구(수단)(200)는 용기(110)의 중공 내부에 있는 DI수의 저항률을 테스트하기 위하여 제공된다. 기구(200)는, DI수를 선택적으로 샘플링하고 DI수(즉, 용기(110) 내의 탄산 유체)의 저항률을 측정하도록 구성된 저항률 센서의 형태를 할 수 있다.

공지된 바와 같이, 전도성은 전류를 전도하는 용액의 능력이다. 도구들이 전도성을 측정하는 원리는 간단하며, 2개의 플레이트(셀)가 샘플에 배치되고, 전위가 플레이트들을 가로질러 인가되고, 전류는 측정된다. 일반적으로, 전위는 평탄한 2.5V DC 기준 전압의 형태이다. 전도율(conductivity)(C)은 옴의 법칙에 따라서 전압 및 전류값들로부터 결정된다:

C(지멘스) = 1/R = I(암페어)/E(볼트).

용액 중 이온에 대한 전하가 전류의 컨덕턴스(conductance)를 촉진시키기 때문에, 용액의 전도율은 이온 농도에 비례한다. 전도율에 대한 측정의 기본 단위는 지멘스(S)이다. 셀 기하학적 형상(cell geometry)이 전도율 값에 영향을 주기 때문에, 표준화된 측정은 전극 치수에서의 변화를 보상하도록 비전도율 단위(specific conductivity unit)(S/㎝)로 표현된다. 대부분의 용액에 대하여, 측정 단위는 너무 크고, 대신에 μS/㎝ 또는 mS/㎝이 사용된다.

비저항률(specific resistivity)(R = 1/C)에 대응하는 용어는 Ω-㎝, KΩ-㎝ 및 MΩ-㎝이다. 일반적으로, DI수뿐만 아니라 초순수의 사용자는 이러한 단위에서의 측정이 관심 대상 범위로 척도를 넓히는 경향이 있기 때문에 본 경우에서와 같이 MΩ㎝ 또는 KΩ-㎝의 저항률 단위를 사용하는 것을 선호한다.

저항률 센서(200)는 도관(210)에 의해 용기(110)의 내부와 선택적 통신한다. 예시된 실시형태에 있어서, 도관(210)은 용기(110)의 하부(114)와 유체 연통하고, 더욱 구체적으로는 제1 유출구(170)와 근접하게 배치되므로, 용기(110)를 빠져나와 제1 유출구(170)를 향하여 흐르고 있는 DI수가 DI수의 저항률 값을 모니터링하기 위하여 샘플링되게 한다. 도관(210)은 튜브의 형태일 수 있다. 따라서 "샘플링된 DI수"는 유출구를 빠져나가는 것과는 반대로 샘플링을 위하여 용기(110)로부터 전환되는 DI수의 부분을 나타낸다. 도관(155 및 210)은 도시된 바와 같이 서로 평행하게 배치될 수 있다.

밸브 기구(220)는 용기(110)로부터 샘플링된 DI수의 유동을 제어하기 위하여 용기(110)와 저항률 센서(200) 사이에서 도관(210)을 따라 배치된다. 밸브(220)는 컴퓨터 시스템의 프로세서와 통신하는 제어 가능한 구조이다. 밸브(220)는 따라서 조건(예컨대, 하류 장비가 DI수를 요구하는지의 여부)에 따라서 개폐되도록 지시될 수 있다.

하나의 동작 모드에서, 용기(110)로부터의 DI수는, 장치(100)가 DI수가 하류 장비로 전달되는 것을 의미하는 동작 상태에 있는 한 저항률 센서(200)로 연속해서 전달된다. 따라서 밸브(220)는 저항률 값을 검출하기 위하여 설정된 양의 샘플링된 DI수를 저항률 센서(200)로 전달되도록 샘플링된 DI수의 유량을 제어한다.

도 2 내지 도 6은 하나의 예시적인 저항률 센서(200)의 구성을 예시한다. 저항률 센서(200)는 제1 단부(232), 제2 단부(234), 제1 측면(236) 및 제2 측면(238)을 구비하는 하우징(230)을 포함한다. 하우징(230)은 플라스틱 또는 다른 적절한 재료로 형성될 수 있다. 제1 단부(232)는 도관(210)에 대한 부착을 위한 제1 유체 커넥터(240)를 포함하고, 제2 단부(234)는 배수관(drain)으로 되는 도관(도시 생략)에 대한 부착을 위한 제2 유체 커넥터(242)를 포함한다. 일단 샘플링된 DI수가 저항률 센서를 통해 흘러 그의 저항률 값이 측정되면, 샘플링된 DI수는 단순히 배수관(폐수)에 전달된다. 저항률 센서(200)는 따라서 도관(210)과 일렬로 배치된다.

하우징(230)은 (도시된 바와 같은) 정사각형 형상 또는 다른 형상을 가질 수 있다.

제1 측면(236) 상에 형성된 개구 내에는, 제1 프로브(250)가 제1 단부(232)로부터 제2 단부(234)로 흐르고 있는 샘플링된 DI수와 접촉하여 놓이도록 제1 프로브(250)가 배치된다. 제1 프로브(250)(예컨대, 스테인리스 강제 프로브)는 제1 장착 브래킷(255)과 제1 O-링(257)을 이용해서 하우징(230)에 장착될 수 있다. 유사하게, 제1 측면(236)과 대향하고 있는 제2 측면(238) 상에 형성된 개구 내에는, 제2 프로브(260)가 제1 프로브(250)와 직접 반대쪽에 배치되어 제1 단부(232)로부터 제2 단부(234)로 흐르고 있는 샘플링된 DI수와 접촉하여 놓이도록 제2 프로브(260)가 배치된다(따라서 샘플링된 DI수는 두 프로브(250, 260) 사이에 흐른다). 제2 프로브(260)(예컨대, 스테인리스 강제 프로브)는 제2 장착 브래킷(265)과 제2 O-링(267)을 이용해서 하우징(230)에 장착될 수 있다.

도 3은 조립된 상태의 저항률 센서(200)를 도시한다. 도 6은 두 프로브(250, 260)의 위치와 샘플링된 DI수가 이들을 통해서 이들 사이에 흐르는 중앙 회로의 단면도이다.

따라서, 저항률 센서(200)의 프로브(250, 260)는 샘플링된 DI수의 전도(conduction)(저항률)를 측정하기 위한 전극으로서 작용한다. 저항률 센서(200)의 출력(측정치)은 디바이스(100)와 결합된 프로세서(제어기)에 전달된다. 프로세서는, DI수의 저항률이 사전 결정된 임계값(설정점) 아래에 있을 때, 이산화탄소의 유동이 제2 유입구(150)와 결합된 밸브를 폐쇄하는 것에 의해 중단되도록 구성된다. 유사하게, DI수의 저항률이 이러한 임계값(설정점)을 초과할 때, 이산화탄소는 용기(110)에 이산화탄소를 전달하도록 개방되는 제2 유입구(150)와 결합된 밸브의 결과로서 용기 내로 유동한다.

본 발명에 따라서, 디바이스(100)는 용기(110) 내로 도입되는 DI수의 저항률 값이 목표 레벨(예를 들어, 목표 범위 내의 저항률)로 제어 가능하게 감소되도록 작동 조건 하에서 구성되고 작동된다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 디바이스(100)는 온 디멘드 금속 무함유 방식으로 엄격한 허용 오차(예를 들어, (150 KΩ/㎝ +/- 50 KΩ/㎝)) 내에서 150 KΩ/㎝ DI수를 생성하도록 18 MΩ/㎝ DI수에 이산화탄소를 신중하게 주입한다. 그러므로, 제1 유입구(140)는 18 MΩ/㎝ DI수를 수용하고, 제1 유출구(170)는 하류 설비에 의한 소비를 위해 150 KΩ/㎝ DI수를 배출한다. 상기 값이 단지 예시적인 것이며 본 발명을 제한하지 않는다는 것이 이해될 것이다. 대신에, 본 발명은 이산화탄소의 주입에 의해 탄화되는 유입 DI수의 저항률 값을 목표 저항률 값으로(또는 허용 오차 범위 내로) 감소시키는 제어 가능한 디바이스(100)를 교시한다.

따라서, 디바이스(100)는 소형 용기 및 최적화된 배관 패키지가 사용되는 것을 허용하는 온 디멘드 방식으로 작동하고, 그러므로 적은 공간을 요구한다. 유체 경로에 노출된 금속이 없으므로, DI수는 당해 DI수로의 원치 않는 금속의 첨가 없이 감소된 저항률에서 디바이스(100)를 빠져나간다. 게다가, 본 발명은, 첨가된 금속이 없는 방식으로 높은 용량의 감소된 저항률 탈이온수를 수득하는, 소형 재이온화 용기, 도입 하의 이산화탄소, 고감도 저항률 프로브, 고속 파라미터 모델링 및 개선된 제어 알고리즘을 이용하는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 도면 및 상세한 설명이 본 발명의 명확한 이해와 관련된 요소를 예시하도록 단순화되었지만, 명확을 기하기 위하여, 본 발명에서 발견될 수 있는 많은 다른 요소가 제거되었다는 것이 이해되어야 한다. 당업자는 본 발명을 실시하기 위하여 다른 요소들이 필요하고 그리고/또는 요구된다는 것을 인식할 것이다. 그러나, 이러한 요소들이 당업계에서 널리 공지되어 있고, 이러한 요소들이 본 발명의 더욱 양호한 이해를 용이하게 하지 않기 때문에, 이러한 요소에 대한 설명은 본 명세서에서 제공되지 않는다.

Claims

제1 유체의 저항률(resistivity)을 감소시키기 위한 장치로서,
상기 제1 유체를 수용하기 위한 제1 유입구를 가진 용기;
상기 제1 유체의 저항률을 감소시키기 위하여 상기 제1 유체와 혼합하기 위하여 제2 유입구를 통해서 상기 용기에 선택적으로 전달되는 제2 유체의 공급원;
상기 용기로부터 배출되고 있는 상기 제1 유체의 상기 저항률을 측정하는 저항률 센서를 포함하되;
상기 용기는 상기 용기로부터 상기 제1 유체를 배출하기 위한 유출구를 구비하고, 상기 장치는 상기 제1 유체와 제2 유체 둘 다가 금속 무함유 재료에 의해 형성된 유체 경로들을 따라서 흐름으로써, 상기 제1 유체의 상기 저항률이 상기 제1 유체에 금속 이온의 첨가 없이 감소되도록 구성되는, 제1 유체의 저항률을 감소시키기 위한 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 유체는 탈이온수(deionized water: DI수)를 포함하는, 제1 유체의 저항률을 감소시키기 위한 장치.
제1항에 있어서, 상기 제2 유체는 이산화탄소를 포함하는, 제1 유체의 저항률을 감소시키기 위한 장치.
제1항에 있어서, 상기 용기는 플라스틱 탱크를 포함하는, 제1 유체의 저항률을 감소시키기 위한 장치.
제1항에 있어서, 상기 용기는 상기 용기를 가압시키기 위하여 기체를 수용하기 위한 제2 유입구 및 상기 용기 내에서 압력을 측정하기 위한 압력 변환기를 포함하는, 제1 유체의 저항률을 감소시키기 위한 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 유입구는 상기 제1 유체가 흐르는 플라스틱 도관을 포함하고, 상기 제2 유입구는 상기 제2 유체가 흐르는 플라스틱 도관을 포함하며, 그리고 상기 유출구는 상기 제1 유체가 상기 용기로부터 배출되는 플라스틱 도관을 포함하는, 제1 유체의 저항률을 감소시키기 위한 장치.
제1항에 있어서, 상기 저항률 센서는 도관에 의해 상기 용기에 유체 접속되되, 상기 도관을 통해서 상기 제1 유체가 상기 용기로부터 샘플링되며, 상기 저항률 센서는 상기 제1 유체의 상기 저항률을 측정하도록 구성되는, 제1 유체의 저항률을 감소시키기 위한 장치.
제7항에 있어서, 상기 저항률 센서는 제어기에 작동 가능하게 연결되고 상기 제어기는 또한 상기 제2 유입구를 형성하고 상기 용기와 유체 연통하는 도관을 따라서 위치된 밸브에 또한 작동 가능하게 연결되며, 상기 제어기는 상기 저항률 센서의 출력에 따라서 상기 밸브를 개폐하도록 구성되는, 제1 유체의 저항률을 감소시키기 위한 장치.
제8항에 있어서, 상기 제1 유체는 18 MΩ/㎝ DI수를 포함하고, 그리고 상기 제어기는 상기 용기 내로의 이산화탄소(상기 제2 유체)의 첨가를 제어함으로써 150 KΩ/㎝ DI수를 생성하도록 구성되는, 제1 유체의 저항률을 감소시키기 위한 장치.
제7항에 있어서, 상기 저항률 센서는 상기 저항률 센서가 상기 저항률을 측정한 후에 상기 제1 유체를 배수관에 전달하도록 구성되는, 제1 유체의 저항률을 감소시키기 위한 장치.
제8항에 있어서, 상기 도관은 상기 저항률 센서로의 상기 제1 유체의 유량을 제어하기 위한 밸브를 포함하는, 제1 유체의 저항률을 감소시키기 위한 장치.
제1항에 있어서, 상기 용기는 상기 용기 내의 액체 레벨을 측정하기 위한 외부 센서를 포함하는, 제1 유체의 저항률을 감소시키기 위한 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 유입구와 상기 유출구는 서로 대향하여 배치되고, 상기 제2 유입구는 상기 제1 유입구와 근접하여 배치되며, 그리고 상기 저항률 센서는 상기 유출구에 근접한 상기 제1 유체의 흐름이 상기 저항률 센서로 전달되도록 상기 용기에 유체 접속되는, 제1 유체의 저항률을 감소시키기 위한 장치.
제1 유체의 저항률을 감소시키기 위한 방법으로서,
제1 유입구를 통해서 용기로 상기 제1 유체를 전달하는 단계;
상기 제1 유체의 저항률의 감소를 유발하도록 상기 제1 유체와 혼합하기 위해 제2 유입구를 통해 상기 용기로 제2 유체를 선택적으로 전달하는 단계;
상기 용기 내의 상기 제1 유체의 저항률을 측정하고, 측정된 저항률 값에 기초하여 상기 용기로의 상기 제2 유체의 전달을 제어하는 단계; 및
상기 제1 유체의 상기 저항률 값이 사전 결정된 목표값에 있거나 또는 사전 결정된 목표 범위 내에 있을 때 상기 용기로부터 상기 용기와 결합된 유출구를 통하여 상기 제1 유체를 배출하는 단계를 포함하되;
상기 제1 유입구, 제2 유입구, 용기 및 유출구는, 상기 제1 유체 및 제2 유체가 흐르는 유체 경로들이 금속 무함유 재료에 의해 형성됨으로써, 상기 제1 유체의 상기 저항률이 상기 제1 유체에 금속 이온의 첨가 없이 감소되도록 구성되는, 제1 유체의 저항률을 감소시키기 위한 방법.
제14항에 있어서, 상기 용기는 플라스틱 탱크를 포함하고, 상기 제1 유입구는 플라스틱 도관을 포함하며, 그리고 상기 유출구는 플라스틱 도관을 포함하는, 제1 유체의 저항률을 감소시키기 위한 방법.
제14항에 있어서, 상기 제1 유체의 상기 저항률을 측정하는 단계는 상기 용기로부터 상기 용기의 외부에 위치된 저항률 센서로 상기 제1 유체의 스트림을 전환시키는 단계를 포함하는, 제1 유체의 저항률을 감소시키기 위한 방법.
제16항에 있어서, 상기 제1 유체의 전환된 스트림은 상기 용기를 상기 저항률 센서에 유체 접속하는 샘플링 도관 내에 흐르고, 상기 샘플링 도관은 상기 저항률 센서로 전달되고 있는 상기 제1 유체의 유량을 제어하기 위한 밸브를 포함하는, 제1 유체의 저항률을 감소시키기 위한 방법.
청구항에 있어서, 상기 제1 유체는 18 MΩ/㎝ DI수를 포함하고, 그리고 상기 사전 결정된 목표값은 배출된 상기 제1 유체(DI수)에 대해서 150 KΩ/㎝ +/- 50 KΩ/㎝인, 제1 유체의 저항률을 감소시키기 위한 방법.
제14항에 있어서, 상기 제2 유체는 상기 제1 유체의 상기 저항률의 상기 감소를 유발하도록 상기 제1 유체와 혼합하기 위한 상기 용기로 선택적으로 전달되는 이산화탄소를 포함하는, 제1 유체의 저항률을 감소시키기 위한 방법.
제14항에 있어서, 상기 저항률을 측정하는 저항률 센서 및 상기 용기로의 상기 제2 유체의 상기 전달을 제어하는 밸브에 작동 가능하게 결합된 프로그램 가능한 제어기를 더 포함하는, 제1 유체의 저항률을 감소시키기 위한 방법.
제20항에 있어서, 상기 제어기 및 저항률 센서는 상기 용기 내의 상기 제1 유체의 상기 저항률을 제어할 수 있는 피드백 룩 시스템(feedback look system)의 일부인, 제1 유체의 저항률을 감소시키기 위한 방법.