KR20200083707A - Flow control system - Google Patents

Flow control system Download PDF

Info

Publication number
KR20200083707A
KR20200083707A KR1020180171644A KR20180171644A KR20200083707A KR 20200083707 A KR20200083707 A KR 20200083707A KR 1020180171644 A KR1020180171644 A KR 1020180171644A KR 20180171644 A KR20180171644 A KR 20180171644A KR 20200083707 A KR20200083707 A KR 20200083707A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
flow rate
chemical liquid
pressure
electro
pressure valve
Prior art date
Application number
KR1020180171644A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
권기현
조근제
Original Assignee
세메스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 세메스 주식회사 filed Critical 세메스 주식회사
Priority to KR1020180171644A priority Critical patent/KR20200083707A/en
Publication of KR20200083707A publication Critical patent/KR20200083707A/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00—Control of flow
    • G05D7/06—Control of flow characterised by the use of electric means
    • G05D7/0617—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/6715—Apparatus for applying a liquid, a resin, an ink or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67276—Production flow monitoring, e.g. for increasing throughput

Abstract

The present invention provides a chemical liquid flow rate control system which can stably control a flow rate of a chemical liquid. According to an embodiment of the present invention, the chemical liquid flow rate control system comprises: a constant pressure valve adjusting a flow rate of a chemical liquid by the pressure of supplied air; an electro-pneumatic regulator which controls the pressure of the air supplied to the constant pressure valve; a flow meter measuring the flow rate of the chemical liquid supplied to the constant pressure valve; and a control unit controlling a difference between flow rate information and a set reference flow rate within an error range by applying a signal to the electro-pneumatic regulator based on the difference between the flow rate information inputted from the flow meter and the set reference flow rate. The control unit includes a proportion integral derivation (PID) controller which controls an air pressure value of the electro-pneumatic regulator based on the difference between the set reference flow rate and the flow rate measured by the flow meter.

Description

약액 유량 제어 시스템{FLOW CONTROL SYSTEM}Chemical flow control system

본 발명은 공정 진행에 필요한 약액의 유량을 제어하는 약액 유량 제어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a chemical liquid flow rate control system for controlling the flow rate of a chemical liquid required for process progress.

일반적으로 반도체 공정에는 웨이퍼 상에 막을 형성하는 증착 공정, 웨이퍼 상에 형성된 막에 포토 마스크의 패턴을 전사하는 노광 공정, 웨이퍼 상에 형성된 막을 제거하는 식각 공정, 웨이퍼 표면을 세정하는 세정 공정 등과 같은 다양한 공정이 진행된다.In general, semiconductor processes include various processes such as a deposition process for forming a film on a wafer, an exposure process for transferring a pattern of a photo mask to a film formed on a wafer, an etching process for removing a film formed on a wafer, and a cleaning process for cleaning a wafer surface. The process proceeds.

이들 공정에는 웨이퍼 상에 공정에 필요한 약액을 분사하는 과정을 필요로 하며, 이러한 약액의 유량 제어를 위해 유량 제어 시스템이 구비된다.These processes require a process of spraying the chemicals necessary for the process on the wafer, and a flow control system is provided for controlling the flow of the chemicals.

종래의 유량 제어 시스템은 유량조절밸브, 실시간 유량을 계측하는 유량계 및 이를 제어하는 제어부를 포함한다.A conventional flow control system includes a flow control valve, a flow meter measuring real-time flow, and a control unit controlling the flow.

즉, 유량계의 목표값을 맞추기 위해서는 유량조절밸브의 개구율에 의해 토출 유량이 결정되며, 유량계로 실제 유량을 계측하여 피드백(Feedback) 제어를 진행하게 된다.That is, in order to meet the target value of the flow meter, the discharge flow rate is determined by the opening ratio of the flow control valve, and the actual flow rate is measured by the flow meter to perform feedback control.

그런데 종래의 유량 제어 시스템은, 도 1과 같이 공정 초기부터 밸브의 개도율과 관계없이 제어를 시작한다. 또한, 설비의 조건 변화(예를 들면, 온도, 압력 등)를 고려하지 않고 과도한 제어를 수행하며, 과도한 제어로 인한 유량 헌팅(Hunting)이 발생하는 문제가 있었다.However, the conventional flow control system starts control regardless of the opening degree of the valve from the beginning of the process as shown in FIG. 1. In addition, excessive control is performed without considering changes in conditions (for example, temperature, pressure, etc.) of the facility, and there is a problem in that flow hunting occurs due to excessive control.

한국등록특허 10-0794344Korean Registered Patent 10-0794344

본 발명은 공정 진행을 위한 약액의 유량을 안정적으로 제어할 수 있는 약액 유량 제어 시스템을 제공한다.The present invention provides a chemical liquid flow control system capable of stably controlling the flow rate of a chemical liquid for process progress.

본 발명의 목적은 전술한 바에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있다.The object of the present invention is not limited to the above, and other objects and advantages of the present invention not mentioned can be understood by the following description.

본 발명의 실시예에 의한 약액 유량 제어 시스템은, 공급되는 공기의 압력에 의해 약액의 유량을 조절하는 정압 밸브; 상기 정압 밸브에 공급되는 공기의 압력을 조절하는 전공 레귤레이터; 상기 정압 밸브로 공급되는 약액의 유량을 계측하는 유량계; 상기 유량계로부터 입력되는 유량 정보와 설정된 기준 유량의 차이를 토대로 상기 전공 레귤레이터에 신호를 인가하여, 유량 정보와 설정된 기준 유량의 차이를 오차범위 내로 제어하는 제어부;를 포함하며, 상기 제어부는 설정된 기준 유량과 상기 유량계에 의해 측정된 유량의 차이를 기준으로 상기 전공 레귤레이터의 공기 압력 값을 제어하는 PID 컨트롤러를 포함할 수 있다.The chemical liquid flow rate control system according to an embodiment of the present invention includes: a positive pressure valve that regulates the flow rate of the chemical liquid by the pressure of the supplied air; Electro-pneumatic regulator for adjusting the pressure of the air supplied to the positive pressure valve; A flow meter measuring a flow rate of the chemical liquid supplied to the constant pressure valve; Includes a control unit for controlling the difference between the flow rate information and the set reference flow rate within an error range by applying a signal to the electro-pneumatic regulator based on the difference between the flow rate information input from the flowmeter and the set reference flow rate. And it may include a PID controller for controlling the air pressure value of the electro-pneumatic regulator based on the difference in the flow rate measured by the flow meter.

본 발명의 실시예에서, 상기 제어부는 초기 설정 시간구간 동안 상기 정압 밸브가 기준치 이상의 개도율로 개방되도록 제어할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the control unit may control the positive pressure valve to be opened at an opening rate of a reference value or higher during an initial set time period.

본 발명의 실시예에서, 상기 전공 레귤레이터는 상기 제어부에서 인가되는 아날로그 전기 신호의 크기를 기준으로 출력되는 공기의 압력을 조절할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the electro-pneumatic regulator may adjust the pressure of the air output based on the magnitude of the analog electric signal applied from the controller.

본 발명의 실시예에서, 상기 전공 레귤레이터로 유입되는 공기의 압력을 감지하고, 감지된 데이터를 상기 제어부로 전송하는 압력센서를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, it may further include a pressure sensor for sensing the pressure of the air flowing into the electro-pneumatic regulator, and transmitting the sensed data to the control unit.

본 발명의 실시예에서, 상기 유량계는 초음파 유량계일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the flow meter may be an ultrasonic flow meter.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 약액 유량 제어 방법은, 초기 설정 시간구간 동안 정압 밸브의 개도율을 기준치 이상으로 개방하며, 약액의 공급 시 전공 레귤레이터에 유입되는 공기의 압력을 측정하는 단계; 공급되는 약액의 유량이 안정화된 후, 약액의 기준 유량과 실제 유량의 비교값 및 전공 레귤레이터에 유입되는 공기의 압력을 토대로 전류 제어를 실시하여 상기 정압 밸브로 공급하는 공기의 압력을 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.In addition, the method for controlling the flow rate of a chemical liquid according to an embodiment of the present invention comprises: opening the opening rate of a static pressure valve to a reference value or more during an initial setting time period, and measuring the pressure of air flowing into the electro-pneumatic regulator when supplying the chemical liquid; Controlling the pressure of the air supplied to the positive pressure valve by performing current control based on the comparison value of the reference flow rate and the actual flow rate of the chemical liquid and the pressure of air flowing into the electropneumatic regulator after the flow rate of the supplied chemical liquid is stabilized; It may include.

본 발명의 실시예에 따르면, 유량 제어의 시작 전에 정압 밸브의 개도율이 기준 유량보다 크게 설정된 상태로 구비되므로, 유량제어 초기의 실제 유량과 기준 유량의 차이를 최소화할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, since the opening rate of the static pressure valve is set larger than the reference flow rate before the start of the flow rate control, it is possible to minimize the difference between the actual flow rate and the reference flow rate at the beginning of the flow rate control.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 공정 진행 시 피드백 제어에 의해 시간에 따라 변동되는 기준 유량과 실제 유량의 차이가 최소화되도록 제어할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, it can be controlled to minimize the difference between the reference flow rate and the actual flow rate that changes over time by feedback control during the process.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 유량계, 정압 밸브, 전공 레귤레이터 및 제어부가 압력 루프를 형성하고, 제어부의 PID 컨트롤러에 의해 압력 루프의 압력이 제어된다. 이에 따라, 정압 밸브를 통과하는 유량의 제어가 전공 레귤레이터에서 공급되는 공기의 압력에 의해 PID 제어되므로, 일시적 압력 변동에 의한 유량 헌팅을 방지할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, a flow meter, a positive pressure valve, a pneumatic regulator, and a control unit form a pressure loop, and the pressure of the pressure loop is controlled by a PID controller of the control unit. Accordingly, since the control of the flow rate through the constant pressure valve is PID controlled by the pressure of the air supplied from the electropneumatic regulator, it is possible to prevent the flow rate hunting due to the temporary pressure fluctuation.

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.It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above-described effects, and include all effects that can be deduced from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이다. 따라서, 본 발명은 이러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석될 필요는 없다.
도 1은 종래 기술의 유량 제어에 따른 결과를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 유량 제어 시스템을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예의 유량 제어에 따른 결과를 나타낸 그래프이다.The following drawings attached to the present specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention together with the detailed description of the invention described below. Therefore, the present invention is limited to only those described in the drawings and need not be interpreted.
1 is a graph showing the results of flow control in the prior art.
2 is a view showing a flow control system according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a graph showing the results of the flow control of an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention can be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 본 발명의 본질과 관계없는 부분은 그에 대한 상세한 설명을 생략할 수 있으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여할 수 있다.In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the nature of the present invention may be omitted from the detailed description thereof, and the same reference numerals may be assigned to the same or similar elements throughout the specification.

또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 여기서 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것으로서 본 발명을 한정하도록 의도되지 않으며, 본 명세서에서 다르게 정의되지 않는 한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 이해되는 개념으로 해석될 수 있다.In addition, when a part is said to “include” a certain component, this means that other components may be further included instead of excluding other components, unless otherwise stated. The terminology used herein is only for referring to a specific embodiment and is not intended to limit the present invention, and is a concept understood by a person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains, unless otherwise defined herein. Can be interpreted.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 약액 유량 제어 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.2 is a view schematically showing a chemical liquid flow control system according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참고하면, 약액 유량 제어 시스템은 유량계(110), 정압 밸브(120), 전공 레귤레이터(130), 제어부(140)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the chemical liquid flow control system includes a flow meter 110, a static pressure valve 120, a pneumatic regulator 130, and a control unit 140.

유량계(110)는 약액의 흐름 방향으로 정압 밸브(120)의 상류에 구비되어 약액의 유량을 계측한다. 유량계(110)는 유량의 계측 오차 발생을 최소화할 수 있도록 초음파 유량계인 것이 바람직하다.The flow meter 110 is provided upstream of the positive pressure valve 120 in the flow direction of the chemical liquid to measure the flow rate of the chemical liquid. The flow meter 110 is preferably an ultrasonic flow meter to minimize the occurrence of measurement errors in the flow rate.

정압 밸브(120)는 개도율에 따라 약액의 유량을 조절하며, 정압 밸브(120)의 개도율은 전공 레귤레이터(130)에서 공급되는 공기의 압력에 의해 조절된다.The positive pressure valve 120 adjusts the flow rate of the chemical liquid according to the opening rate, and the opening rate of the constant pressure valve 120 is controlled by the pressure of air supplied from the electropneumatic regulator 130.

정압 밸브(120)는 고정량 공급방식과 피드백 공급방식으로 약액의 공급 유량을 조절할 수 있다. 고정량 공급방식은 정압 밸브(120)의 개도율을 고정하여 약액의 공급유량을 일정하게 유지시키는 방식이다. 피드백 공급방식은 변동되는 약액의 유량을 실시간으로 측정하고, 측정된 값에 따라 정압 밸브(120)의 개도율을 실시간으로 조절하여 약액의 공급유량을 일정하게 유지시키는 방식이다.The constant pressure valve 120 can adjust the supply flow rate of the chemical liquid in a fixed amount supply method and a feedback supply method. The fixed amount supply method is a method in which the opening rate of the static pressure valve 120 is fixed to maintain the supply flow rate of the chemical liquid. The feedback supply method is a method in which the flow rate of the fluctuating chemical liquid is measured in real time, and the opening rate of the static pressure valve 120 is adjusted in real time according to the measured value to maintain the supply flow rate of the chemical liquid constant.

일 실시예에서, 정압 밸브(120)는 약액이 공급되는 시간 경과에 따라 서로 상이한 공급방식으로 약액의 유량을 조절할 수 있다. 예를 들면, 정압 밸브(120)는 공정의 초기 설정 시간구간에서는 고정량 공급방식으로 약액의 유량을 조절하고, 이후 피드백 공급방식으로 약액의 유량을 조절할 수 있다.In one embodiment, the positive pressure valve 120 may adjust the flow rate of the chemical solution in different supply methods according to the passage of time with which the chemical solution is supplied. For example, the positive pressure valve 120 may control the flow rate of the chemical liquid in a fixed amount supply method in the initial set time period of the process, and then control the flow rate of the chemical liquid in a feedback supply method.

전공 레귤레이터(130)는 제어부(140)에서 제공된 전기 신호에 비례하여 정압 밸브(120)에 공기를 공급하여 정압 밸브(120)의 개도율을 조절한다.The electro-pneumatic regulator 130 adjusts the opening ratio of the positive pressure valve 120 by supplying air to the positive pressure valve 120 in proportion to the electric signal provided from the controller 140.

전공 레귤레이터(130)의 공기 유입 측에는 압력센서(150)가 구비될 수 있다. 압력센서(150)는 전공 레귤레이터(130)로 공급되는 공기의 압력을 감지하고, 감지된 데이터를 제어부(140)로 전송한다.A pressure sensor 150 may be provided on the air inlet side of the electro-pneumatic regulator 130. The pressure sensor 150 senses the pressure of the air supplied to the electro-pneumatic regulator 130 and transmits the sensed data to the control unit 140.

여기서, 공급되는 공기의 압력은, 후술하는 제어부(140)의 PID 컨트롤러(141)를 통해 설정된 기준 유량과 유량계(110)에 의해 측정된 실제 유량의 차이를 토대로 조절될 수 있다.Here, the pressure of the supplied air may be adjusted based on the difference between the reference flow rate set through the PID controller 141 of the control unit 140 to be described later and the actual flow rate measured by the flow meter 110.

제어부(140)는 유량계(110)에 의해 측정된 실제 유량과 설정된 기준 유량의 차이를 피드백 제어에 의해 오차 범위 내로 제어하게 된다. 즉, 제어부(140)는 유량계(110)로부터 측정된 실제 유량 값을 기초로 하여 정압 밸브(120)를 제어할 수 있다.The control unit 140 controls the difference between the actual flow rate measured by the flowmeter 110 and the set reference flow rate within an error range by feedback control. That is, the control unit 140 may control the static pressure valve 120 based on the actual flow value measured from the flow meter 110.

이와 같이, 제어부(140)는 약액이 공급되는 시간의 경과에 따라 정압 밸브(120)가 고정량 공급방식 또는 피드백 공급방식을 가지도록 정압 밸브(120)를 제어할 수 있다. 즉, 설정된 기준 유량과 유량계(110)로부터 측정된 실제 유량 정보를 비교한 후, 그 차이를 기준으로 제어부(140)는 전공 레귤레이터(130)에 전기적 신호를 인가한다.As such, the control unit 140 may control the constant pressure valve 120 such that the constant pressure valve 120 has a fixed amount supply method or a feedback supply method according to the passage of time that the chemical liquid is supplied. That is, after comparing the set reference flow rate and actual flow rate information measured from the flowmeter 110, based on the difference, the controller 140 applies an electrical signal to the electro-pneumatic regulator 130.

제어부(140)에서 전공 레귤레이터(130)에 인가하는 전기적 신호는 4~20mA의 아날로그 전류 신호로 마련되는 것이 바람직하다. 전류 신호에 의한 제어는, 전압 신호에 의한 제어에 비하여 외부 노이즈에 대한 영향이 적은 장점을 갖는다. 또한, 4~20mA의 전류 제어 신호는 아날로그 제어 규격과의 호환성에 있어서 유리한 이점을 가진다.The electrical signal applied from the control unit 140 to the electro-pneumatic regulator 130 is preferably provided as an analog current signal of 4-20mA. The control by the current signal has an advantage of less influence on external noise than the control by the voltage signal. In addition, the current control signal of 4 to 20mA has an advantage in compatibility with the analog control standard.

일 실시예에 따른 유량 제어 시스템에 의하면, 정압 밸브(120)를 통과하는 유량의 제어가 전공 레귤레이터(130)에서 공급되는 공기의 압력에 의해 이루어지므로, 일시적 압력 변동에 의한 유량 헌팅을 방지할 수 있게 된다.According to the flow control system according to an embodiment, since the control of the flow rate passing through the positive pressure valve 120 is made by the pressure of the air supplied from the electropneumatic regulator 130, it is possible to prevent flow hunting due to temporary pressure fluctuations. There will be.

한편, 제어부(140)는 PID 컨트롤러(Proportion Integral Derivation Controller, 141)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the control unit 140 may further include a PID (Proportion Integral Derivation Controller) 141.

PID 컨트롤러(141)는 비례 제어, 적분 제어, 미분 제어를 수행한다. 비례 제어는 제어하기 위한 목표 값과 현재 값의 차이를 산출해서 그 차이 값에 비례하게 제어량을 산출하는 것이고, 적분 제어는 비례 제어에 의한 제어로 목표치에 도달하는 것이 적은 제어량에 의해 도달하지 못할 때 편차를 적분해서 제어량에 더하는 것이며, 미분 제어는 목표 값 편차의 변화량에 제어 값을 주어서 제어기가 보다 신속하고 유연하게 목표 값에 도달할 수 있도록 한다.The PID controller 141 performs proportional control, integral control, and differential control. Proportional control calculates the difference between the target value for control and the current value, and calculates the control amount proportionally to the difference value. Integral control, when controlled by proportional control, does not reach the target value by a small control amount. The deviation is integrated and added to the control amount, and the differential control gives the control value to the variation in the target value deviation, so that the controller can reach the target value more quickly and flexibly.

PID 컨트롤러(141)에는 목표압력이 입력되고, 전공 레귤레이터(130)에서의 압력을 제어하여 실제압력이 출력된다. 즉, 압력센서(150)에서 실제압력이 감지되고, 목표압력에서 실제압력을 뺀 값이 PID 컨트롤러에 입력 값으로 입력되면, 상기 입력 값은 PID 컨트롤러에서 연산되어 출력 값으로 출력된다.The target pressure is input to the PID controller 141, and the actual pressure is output by controlling the pressure in the electropneumatic regulator 130. That is, when the actual pressure is sensed by the pressure sensor 150 and the value obtained by subtracting the actual pressure from the target pressure is input to the PID controller, the input value is calculated by the PID controller and output as an output value.

도 3은 본 발명의 일 실시예의 약액 유량 제어에 따른 결과를 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing the result of controlling the flow rate of the chemical liquid in one embodiment of the present invention.

도 3을 참고하면, 제어부는 약액의 초기 공급 시 정압 밸브가 고정량 공급방식으로 약액의 유량을 조절하도록 정압 밸브를 제어한다. 설정 시간이 경과되면, 제어부는 정압 밸브가 피드백 공급방식으로 약액의 유량을 조절하도록 정압 밸브를 제어한다.Referring to FIG. 3, the control unit controls the constant pressure valve so that the constant pressure valve adjusts the flow rate of the chemical solution in a fixed amount supply method during initial supply of the chemical solution. When the set time has elapsed, the control unit controls the constant pressure valve so that the constant pressure valve controls the flow rate of the chemical liquid in a feedback supply method.

고정량 공급방식으로 약액의 유량을 조정하는 설정 시간은 약액의 유량이 공정에서 요구하는 유량에 도달되는 시간과 동일하거나, 그보다 길게 제공될 수 있다. 제어부가 정압 밸브를 고정량 공급방식으로 제어하는 설정 시간은 3초일 수 있다.The set time for adjusting the flow rate of the chemical liquid by the fixed amount supply method may be provided equal to or longer than the time at which the flow rate of the chemical liquid reaches the required flow rate in the process. The set time for the control unit to control the constant pressure valve using a fixed amount supply method may be 3 seconds.

즉, 약액의 토출 초기에 설정 시간구간 동안 정압 밸브의 개도율을 기준치 이상으로 개방한 상태로 공정을 진행한다. 이에 따라, 약액의 유량은 설정된 기준 유량에 신속하게 도달할 수 있다. 즉, 토출 초기 정압 밸브를 통해 토출되는 유량이 설정된 기준 유량에 근접시키는 데 소정 시간(약 3초)이 소요되며, 정압 밸브는 기준 유량보다 큰 개도율을 갖도록 사전 개방(Pre-Ready Open)되고, 이에 따라 토출 초기 토출되는 유량이 설정된 기준 유량에 신속하게 도달할 수 있게 된다.That is, in the initial stage of discharge of the chemical liquid, the process proceeds in a state in which the opening rate of the static pressure valve is opened above a reference value during a set time period. Accordingly, the flow rate of the chemical liquid can quickly reach the set reference flow rate. That is, it takes a certain time (about 3 seconds) for the flow rate discharged through the initial discharge constant pressure valve to approach the set reference flow rate, and the constant pressure valve is pre-ready open to have a larger opening rate than the reference flow rate. In this way, the flow rate that is initially discharged can rapidly reach the set reference flow rate.

정압 밸브를 통해 토출 되는 약액의 유량이 설정된 기준 유량에 근접되어 안정화되면, 이후 약액의 유량은 기준 유량과 실제 유량의 차이가 최소화되도록 제어된다.When the flow rate of the chemical liquid discharged through the positive pressure valve approaches the set reference flow rate and stabilizes, the flow rate of the chemical liquid is then controlled to minimize the difference between the reference flow rate and the actual flow rate.

즉, 설정 시간이 경과되면, 제어부는 유량계로부터 측정된 실제 유량 및 압력센서로부터 검출된 공기의 압력 값을 토대로 전공 레귤레이터의 동작 제어를 위해 PID 제어 연산을 수행하고, 그 결과에 따라 제어 신호를 전공 레귤레이터로 출력한다. 전기적 신호를 인가 받은 전공 레귤레이터는 그 전기적 신호의 크기에 비례하는 압력의 공기를 정압 밸브에 공급하여 정압 밸브의 개도율을 조절하게 된다.That is, when the set time has elapsed, the controller performs PID control calculation for controlling the operation of the electro-pneumatic regulator based on the actual flow rate measured from the flow meter and the pressure value of the air detected from the pressure sensor, and the control signal is applied according to the result. Output to the regulator. The electro-pneumatic regulator is supplied with air having a pressure proportional to the magnitude of the electrical signal to the positive pressure valve to adjust the opening ratio of the positive pressure valve.

이에 의해 유량이 변경되며, 제어부는 유량계에 의해 측정된 변경 유량과 설정된 기준 유량을 다시 비교하여 위 제어동작을 반복함으로써, 유량계로부터 입력되는 실제 유량 정보와 설정된 기준 유량의 차이를 오차 범위 내로 제어하게 된다. 이에 따라 전공 레귤레이터는 제공받은 유량의 변동사항에 대응하여 약액의 공급 유량이 일정하도록 정압 밸브로 공급되는 공기의 압력을 조절한다.By this, the flow rate is changed, and the control unit repeats the above control operation by comparing the changed flow rate measured by the flow meter and the set reference flow rate again, thereby controlling the difference between the actual flow rate information input from the flowmeter and the set reference flow rate within an error range. do. Accordingly, the electro-pneumatic regulator adjusts the pressure of the air supplied to the constant pressure valve so that the supply flow rate of the chemical liquid is constant in response to the fluctuation of the received flow rate.

본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.Since those skilled in the art to which the present invention pertains can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features, the embodiments described above are illustrative in all respects and should be understood as non-limiting. Only.

본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted to be included in the scope of the present invention. .

110; 유량계
120; 정압 밸브
130; 전공 레귤레이터
140; 제어부
141; PID 컨트롤러
150; 압력센서110; Flowmeter
120; Positive pressure valve
130; Major Regulator
140; Control
141; PID controller
150; Pressure sensor

Claims (6)

공급되는 공기의 압력에 의해 약액의 유량을 조절하는 정압 밸브;
상기 정압 밸브에 공급되는 공기의 압력을 조절하는 전공 레귤레이터;
상기 정압 밸브로 공급되는 약액의 유량을 계측하는 유량계;
상기 유량계로부터 입력되는 실제 유량과 설정된 기준 유량의 차이를 토대로 상기 전공 레귤레이터에 신호를 인가하여, 실제 유량과 기준 유량의 차이를 오차범위 내로 제어하는 제어부;를 포함하며,
상기 제어부는 설정된 기준 유량과 상기 유량계에 의해 측정된 실제 유량의 차이를 토대로 상기 전공 레귤레이터의 공기 압력 값을 제어하는 PID 컨트롤러를 포함하는 약액 유량 제어 시스템.
A static pressure valve that controls the flow rate of the chemical liquid by the pressure of the supplied air;
Electro-pneumatic regulator for adjusting the pressure of the air supplied to the positive pressure valve;
A flow meter measuring a flow rate of the chemical liquid supplied to the constant pressure valve;
Includes a control unit for controlling a difference between the actual flow rate and the reference flow rate within an error range by applying a signal to the electro-pneumatic regulator based on the difference between the actual flow rate input from the flowmeter and the set reference flow rate.
The control unit includes a PID controller for controlling the air pressure value of the electro-pneumatic regulator based on the difference between the set reference flow rate and the actual flow rate measured by the flow meter.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 초기 설정 시간구간 동안 상기 정압 밸브가 기준 유량 이상의 개도율로 개방되도록 제어하는 약액 유량 제어 시스템.
According to claim 1,
The control unit controls the constant pressure valve to open at an opening rate of a reference flow rate or higher during the initial set time period.
제1항에 있어서,
상기 전공 레귤레이터는 상기 제어부에서 인가되는 아날로그 전기 신호의 크기를 기준으로 출력되는 공기의 압력을 조절하는 약액 유량 제어 시스템.
According to claim 1,
The electro-pneumatic regulator is a chemical liquid flow rate control system that adjusts the pressure of the air output based on the magnitude of the analog electric signal applied from the control unit.
제1항에 있어서,
상기 전공 레귤레이터로 유입되는 공기의 압력을 감지하고, 감지된 데이터를 상기 제어부로 전송하는 압력센서를 더 포함하는 약액 유량 제어 시스템.
According to claim 1,
Chemical pressure flow control system further comprises a pressure sensor for sensing the pressure of the air flowing into the electro-pneumatic regulator, and transmitting the sensed data to the control unit.
제1항에 있어서,
상기 유량계는 초음파 유량계인 약액 유량 제어 시스템.
According to claim 1,
The flow meter is an ultrasonic flow meter, a chemical liquid flow control system.
초기 설정 시간구간 동안 정압 밸브의 개도율을 기준치 이상으로 개방하며, 약액의 공급 시 전공 레귤레이터에 유입되는 공기의 압력을 측정하는 단계;
공급되는 약액의 유량이 안정화된 후, 약액의 기준 유량과 실제 유량의 비교값 및 전공 레귤레이터에 유입되는 공기의 압력을 토대로 전류 제어를 실시하여 상기 정압 밸브로 공급하는 공기의 압력을 제어하는 단계;
를 포함하는 약액 유량 제어 방법.Opening the opening rate of the static pressure valve to a value higher than a reference value during the initial setting time period, and measuring the pressure of air flowing into the electro-pneumatic regulator when supplying the chemical liquid;
Controlling the pressure of the air supplied to the positive pressure valve by performing current control based on the comparison value of the reference flow rate and the actual flow rate of the chemical liquid and the pressure of the air flowing into the electro-pneumatic regulator after the flow rate of the supplied chemical liquid is stabilized;
Chemical liquid flow control method comprising a.
KR1020180171644A 2018-12-28 2018-12-28 Flow control system KR20200083707A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180171644A KR20200083707A (en) 2018-12-28 2018-12-28 Flow control system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180171644A KR20200083707A (en) 2018-12-28 2018-12-28 Flow control system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200083707A true KR20200083707A (en) 2020-07-09

Family

ID=71602210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180171644A KR20200083707A (en) 2018-12-28 2018-12-28 Flow control system

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20200083707A (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100794344B1 (en) 2006-07-28 2008-01-15 세메스 주식회사 Valve and system for supplying wet chemical comprising the same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100794344B1 (en) 2006-07-28 2008-01-15 세메스 주식회사 Valve and system for supplying wet chemical comprising the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10801867B2 (en) Method and apparatus for self verification of pressured based mass flow controllers
US10048105B2 (en) System and method for providing a self validating mass flow controller and mass flow meter
US9739655B2 (en) System and method for using a rate of decay measurement for real time measurement and correction of zero offset and zero drift of a mass flow controller or mass flow meter
JP2005196788A (en) Apparatus, method and system for controlling fluid flow
TWI731159B (en) Flow rate control device, program recording medium storing program for flow rate control device, and flow rate control method
US20080140260A1 (en) Controller gain scheduling for mass flow controllers
US10838435B2 (en) Pressure-type flow rate control device
JP2004258737A (en) Flow rate control device
KR20160132404A (en) System for and method of monitoring flow through mass flow controllers in real time
JP6533740B2 (en) Gas flow rate monitoring method and gas flow rate monitoring device
US10386864B2 (en) Mass flow controller and a method for controlling a mass flow rate
US20180120864A1 (en) Nonlinear control of mass flow controller devices using sliding mode
US9880569B2 (en) Pressure control method for process chamber and pressure control device for process chamber
KR20200083707A (en) Flow control system
US20230106044A1 (en) Apparatus for controlling flow rate and method of controlling flow rate
KR101640435B1 (en) Liquid flow rate control system
US20230129479A1 (en) Flow rate control device and flow rate control method
KR101889379B1 (en) Liquid flow rate control system
KR20180050610A (en) Liquid flow rate control system
US20220228896A1 (en) Pressure control system, pressure control method, and pressure control program
JP7393143B2 (en) Calibration method for liquid processing equipment and flow rate detection unit
JP6375486B1 (en) Processing chamber pressure control method and processing chamber pressure control apparatus
KR20240048241A (en) Flow control apparatus for fluid transfer piping for wafer cleaning
JPH10240352A (en) Flow controller
KR20070054472A (en) Apparatus for jetting fluid

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application