KR20230144254A - A gas management system including a gas recycling system and a gas analysis system - Google Patents

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KR20230144254A
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장현천
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현광섭
김욱형
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Abstract

본 발명은 가스 리사이클 시스템 및 가스 분석 시스템을 포함하는 가스 관리 시스템에 관한 것으로, 가스 리사이클 시스템(230) 및 가스 분석 시스템(240)을 포함하고, 상기 가스 리사이클 시스템(230)은 광학 소스(205)의 방전 챔버(210)로부터 배기가스 혼합물(232)을 받아들이며 리사이클된 가스 혼합물(234)을 생성하고, 상기 가스 분석 시스템(240)은 가스 리사이클 시스템(230) 내를 흐르는 가스 혼합물(233)을 분석하고, 상기 가스 혼합물(233)의 다양한 성분의 양을 직접 측정한다.The present invention relates to a gas management system including a gas recycling system and a gas analysis system, including a gas recycling system 230 and a gas analysis system 240, wherein the gas recycling system 230 includes an optical source 205. The exhaust gas mixture 232 is received from the discharge chamber 210 and a recycled gas mixture 234 is generated, and the gas analysis system 240 analyzes the gas mixture 233 flowing within the gas recycling system 230. and directly measure the amounts of various components of the gas mixture 233.

Description

가스 리사이클 시스템 및 가스 분석 시스템을 포함하는 가스 관리 시스템{A gas management system including a gas recycling system and a gas analysis system}A gas management system including a gas recycling system and a gas analysis system}

본 발명은 가스 리사이클 시스템 및 가스 분석 시스템을 포함하는 가스 관리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a gas management system including a gas recycling system and a gas analysis system.

포토리소그래피는 실리콘 웨이퍼와 같은 기판 상에 반도체 회로가 패터닝되는 공정이다. 포토리소그래피 광학소스는 웨이퍼 상의 포토레지스트를 노광시키기 위해 사용되는 심자외(DUV)선을 제공한다. 포토리소그래피에 사용되는 가스 방출 광원의 하나의 유형은 엑시머 광원 또는 레이저로 알려져 있다. 엑시머 광원은 전형적으로 아르곤, 크립톤 또는 크세논과 같은 하나 이상의 불활성 가스와 불소 또는 염소와 같은 반응성 물질의 조합인 가스 혼합물을 사용한다. Photolithography is a process in which semiconductor circuits are patterned on a substrate such as a silicon wafer. The photolithography optical source provides deep ultraviolet (DUV) radiation that is used to expose photoresist on the wafer. One type of gas emission light source used in photolithography is known as an excimer light source or laser. Excimer light sources typically use a gas mixture that is a combination of one or more inert gases, such as argon, krypton, or xenon, and a reactive substance, such as fluorine or chlorine.

따라서 본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 안출한 것으로서, 가스 리사이클 시스템 및 가스 분석 시스템을 포함하는 가스 관리 시스템을 제공함을 하나의 목적으로 한다.Therefore, the present invention was devised to solve the above problem, and one purpose is to provide a gas management system including a gas recycling system and a gas analysis system.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.Other objects and advantages of the present invention will be explained below and will be learned by practice of the present invention. Additionally, the objects and advantages of the present invention can be realized by the means and combinations indicated in the claims.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 가스 관리 시스템은 가스 리사이클 시스템(230) 및 가스 분석 시스템(240)을 포함하고, 상기 가스 리사이클 시스템(230)은 광학 소스(205)의 방전 챔버(210)로부터 배기가스 혼합물(232)을 받아들이며 리사이클된 가스 혼합물(234)을 생성하고, 상기 가스 분석 시스템(240)은 가스 리사이클 시스템(230) 내를 흐르는 가스 혼합물(233)을 분석하고, 상기 가스 혼합물(233)의 다양한 성분의 양을 직접 측정하며, 제어 시스템(250)이 가스 리사이클 시스템(230)과 가스 분석 시스템(240)에 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the gas management system according to the present invention includes a gas recycling system 230 and a gas analysis system 240, and the gas recycling system 230 is a discharge chamber of the optical source 205. Receives the exhaust gas mixture 232 from 210 and produces a recycled gas mixture 234, wherein the gas analysis system 240 analyzes the gas mixture 233 flowing within the gas recycling system 230, The amount of various components of the gas mixture 233 is directly measured, and the control system 250 is connected to the gas recycling system 230 and the gas analysis system 240.

상기 가스 분석 시스템(240)은 공기 시료 흡입부(110)와, 필터(112)와, 냉각부(114)와, 수분 제거부(116)와, 불순물 제거부(118)와, 불활성 기체 흡착부(120)와, 1차 농축부(124)와, 불활성 기체 분리 및 측정유닛(130)과, 캐리어 가스 공급부(154)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The gas analysis system 240 includes an air sample intake unit 110, a filter 112, a cooling unit 114, a moisture removal unit 116, an impurity removal unit 118, and an inert gas adsorption unit. It is characterized in that it includes (120), a primary enrichment unit (124), an inert gas separation and measurement unit (130), and a carrier gas supply unit (154).

상기 불활성 기체 흡착부(120)는 제논을 흡착할 수 있는 제 1 흡착제(121)와, 제 1 흡착제(121)를 가열할 수 있는 오븐(122)을 포함하는 것을 특징으로 한다.The inert gas adsorption unit 120 is characterized by including a first adsorbent 121 capable of adsorbing xenon, and an oven 122 capable of heating the first adsorbent 121.

이상과 같이, 가스 분석 시스템은 리사이클된 가스 혼합물 내의 적어도 하나의 가스 성분의 양을 측정하도록 추가로 구성될 수 있다. 제어 시스템은 리사이클된 가스 혼합물 내의 적어도 하나의 가스 성분의 측정량이 허용 가능한 값 범위 내에 있는지 여부를 결정하도록 추가로 구성될 수 있다.As above, the gas analysis system may be further configured to measure the amount of at least one gas component in the recycled gas mixture. The control system may be further configured to determine whether the measured amount of at least one gas component in the recycled gas mixture is within an acceptable value range.

도 1은 본 발명에 따른 가스 관리 시스템의 전체 구성도를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 가스 분석 시스템의 개략적인 구성도를 나타낸 도면이다.
1 is a diagram showing the overall configuration of a gas management system according to the present invention.
Figure 2 is a diagram showing a schematic configuration of a gas analysis system according to the present invention.

기타 실시예들의 구체적인 사항은 상세한 설명 및 도면에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 매체를 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 본 발명과 관계없는 부분은 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위하여 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various different forms. In the description below, when a part is connected to another part, this is not only the case when it is directly connected. This also includes cases where they are connected through other media in between. In addition, in the drawings, parts unrelated to the present invention are omitted to clarify the description of the present invention, and similar parts are given the same reference numerals throughout the specification.

이하, 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the attached drawings.

도 1은 본 발명에 따른 가스 관리 시스템의 전체 구성도를 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing the overall configuration of a gas management system according to the present invention.

도 1을 참고하면, 가스 관리 시스템은 가스 리사이클 시스템(230) 및 가스 분석 시스템(240)을 포함하고 있다. Referring to FIG. 1, the gas management system includes a gas recycling system 230 and a gas analysis system 240.

가스 리사이클 시스템(230)은 광학 소스(205)의 방전 챔버(210)로부터 배기가스 혼합물(232)을 받아들이며 리사이클된 가스 혼합물(234)을 생성한다.Gas recycling system 230 receives exhaust gas mixture 232 from discharge chamber 210 of optical source 205 and produces recycled gas mixture 234.

가스 분석 시스템(240)은 가스 리사이클 시스템(230) 내를 흐르는 가스 혼합물(233)을 분석한다. The gas analysis system 240 analyzes the gas mixture 233 flowing within the gas recycling system 230.

리사이클된 가스 혼합물(234)은 챔버(209)로 공급된다. 챔버(209)는 광학 소스(205)의 방전 챔버(210), 광학 소스(205)의 또 다른 방전 챔버, 하나 이상의 다른 광학 소스의 방전 챔버, 및/또는 가능한 추후 사용을 위하여 리사이클된 가스 혼합물(234)을 보유하는 공급 탱크일 수 있다. 광학 소스(205)는 가스상 이득 매체(gaseous gain medium)를 사용하는 방전 챔버를 포함하는 임의의 광학 소스이다. 예를 들어, 광학 소스(205)는 엑시머 레이저일 수 있다.The recycled gas mixture 234 is supplied to chamber 209. Chamber 209 may be a discharge chamber 210 of optical source 205, another discharge chamber of optical source 205, a discharge chamber of one or more other optical sources, and/or a gas mixture recycled for possible future use ( It may be a supply tank holding 234). Optical source 205 is any optical source that includes a discharge chamber using a gaseous gain medium. For example, optical source 205 may be an excimer laser.

가스 리사이클 시스템(230)은 리사이클된 가스 혼합물(234)을 생성하기 위해 다단계 리사이클 공정을 구현한다. 가스 혼합물(233)은 리사이클 공정의 임의의 단계에서의 가스 혼합물일 수 있다. 예를 들어, 가스 혼합물(233)은 배기가스 혼합물(232), 가스 리사이클 시스템(230)에 의해 형성된 정제된 가스 혼합물 및/또는 리사이클된 가스 혼합물(234)일 수 있다. 따라서, 가스 분석 시스템(240)은 가스 리사이클 시스템(230)의 임의의 단계 또는 모든 단계에서 가스 혼합물(233)의 성분을 측정한다.Gas recycling system 230 implements a multi-step recycling process to produce recycled gas mixture 234. Gas mixture 233 may be a gas mixture at any stage of the recycling process. For example, the gas mixture 233 may be an exhaust gas mixture 232, a purified gas mixture formed by the gas recycling system 230, and/or a recycled gas mixture 234. Accordingly, the gas analysis system 240 measures the components of the gas mixture 233 at any or all stages of the gas recycling system 230.

가스 리사이클 시스템(230)은 불순물 성분에 대한 가스 혼합물(233)을 분석하며, 일부 구현에서, 가스 관리 시스템은 허용될 수 없는 레벨의 불순물 성분을 갖는 리사이클된 가스가 광학 시스템에 공급되는 것을 방지한다. 광학 소스의 방전 챔버 내에 허용될 수 없는 많은 양의 불순물 성분을 포함하는 가스 혼합물을 사용하는 것은 그 광학 소스의 성능을 저하시킬 수 있다. 따라서, 불순물 성분을 분석하지 않는 리사이클 시스템과 비교하여, 가스 리사이클 시스템(230)은 리사이클된 가스 혼합물(234)을 받아들이도록 구성된 광학 시스템 또는 광학 시스템들의 성능을 향상시킨다.Gas recycling system 230 analyzes gas mixture 233 for impurity components, and in some implementations, gas management system prevents recycled gas with unacceptable levels of impurity components from being supplied to the optical system. . Using a gas mixture containing unacceptably large amounts of impurity components in the discharge chamber of an optical source may degrade the performance of the optical source. Accordingly, compared to a recycling system that does not analyze impurity components, the gas recycling system 230 improves the performance of the optical system or optical systems configured to receive the recycled gas mixture 234.

가스 분석 시스템(240)은 불순물 성분을 포함하는, 가스 혼합물(233)의 다양한 성분의 양을 직접 측정한다. 제어 시스템(250)은 가스 리사이클 시스템(230)과 가스 분석 시스템(240)에 연결되어 있다. 제어 시스템(250)은 리사이클된 가스 혼합물(234)의 유용성에 접근하기 위해 측정량을 공지된 사양과 비교한다. 측정량이 사양을 벗어나면, 제어 시스템(250)은 가스 리사이클 시스템(230)으로 하여금 가스 성분을 가스 혼합물(233)에 추가하게하여 리사이클된 가스 혼합물(234)을 생성하는 명령 신호를 생성한다.Gas analysis system 240 directly measures the amounts of various components of gas mixture 233, including impurity components. Control system 250 is connected to gas recycling system 230 and gas analysis system 240. Control system 250 compares the measurand to known specifications to approximate the usefulness of recycled gas mixture 234. If the measured quantity is out of specification, control system 250 generates a command signal to cause gas recycling system 230 to add gas components to gas mixture 233 to produce recycled gas mixture 234.

도 2는 본 발명에 따른 가스 분석 시스템의 개략적인 구성도를 나타낸 도면이다.Figure 2 is a diagram showing a schematic configuration of a gas analysis system according to the present invention.

본 발명에 따른 가스 분석 시스템(240)은 공기 시료 흡입부(110)와, 필터(112)와, 냉각부(114)와, 수분 제거부(116)와, 불순물 제거부(118)와, 불활성 기체 흡착부(120)와, 1차 농축부(124)와, 불활성 기체 분리 및 측정유닛(130)과, 캐리어 가스 공급부(154)를 포함한다.The gas analysis system 240 according to the present invention includes an air sample intake unit 110, a filter 112, a cooling unit 114, a moisture removal unit 116, an impurity removal unit 118, and an inert It includes a gas adsorption unit 120, a primary enrichment unit 124, an inert gas separation and measurement unit 130, and a carrier gas supply unit 154.

본 실시예에서는 가스 분석 시스템(240)이 불활성 기체인 제논을 탐지하고 분석하는 것으로 예를 들어 설명한다.In this embodiment, the gas analysis system 240 detects and analyzes xenon, an inert gas, as an example.

본 실시예에 따른 가스 분석 시스템(240)은 공기 중에 포함된 제논을 포집하고 농축하여 공기 중에 포함된 제논의 양을 측정할 수 있다. 즉, 공기 시료 흡입부(110)로 흡입되는 공기 시료 중에 포함된 제논은 필터(112)와, 냉각부(114)와, 수분 제거부(116)와, 불순물 제거부(118)와, 1차 농축부(124)와, 불활성 기체 분리 및 측정유닛(130)을 차례로 통과하면서 다른 가스와 분리 및 농축된 후, 다시 불활성 기체 분리 및 측정유닛(130)으로 유입되어 불활성 기체 분리 및 측정유닛(130)에서 제논의 양이 측정될 수 있다.The gas analysis system 240 according to this embodiment can measure the amount of xenon contained in the air by collecting and concentrating the xenon contained in the air. That is, the xenon contained in the air sample sucked into the air sample intake unit 110 is filtered through the filter 112, the cooling unit 114, the moisture removal unit 116, the impurity removal unit 118, and the primary It sequentially passes through the enrichment unit 124 and the inert gas separation and measurement unit 130, is separated and concentrated from other gases, and then flows back into the inert gas separation and measurement unit 130. ), the amount of xenon can be measured.

공기 시료 흡입부(110)는 대기 중 공기 시료를 흡입하여 필터(112)로 보낸다. 공기 시료 흡입부(110)로는 고용량 공기 압축장치, 또는 공기를 흡입할 수 있는 다양한 장치가 이용될 수 있다.The air sample intake unit 110 sucks in air samples from the atmosphere and sends them to the filter 112. As the air sample intake unit 110, a high-capacity air compression device or various devices capable of sucking air can be used.

필터(112)는 공기 시료 흡입부(110)로부터 공기 시료를 제공받아 공기 시료 중 먼지 등을 제거한다. 필터(112)는 관로를 통해 공급부()와 연결될 수 있다. 필터(112)로는 종이 필터, 또는 공기 중의 이물질을 걸러낼 수 있는 다양한 것이 이용될 수 있다.The filter 112 receives the air sample from the air sample intake unit 110 and removes dust, etc. from the air sample. The filter 112 may be connected to the supply unit () through a pipe. The filter 112 may be a paper filter or a variety of filters capable of filtering out foreign substances in the air.

냉각부(114)는 필터(112)를 통과한 공기 시료를 냉각시킨다. 냉각부(114)가 공기 시료를 냉각시킴으로써 수분제거부(116)에서 공기 시료 중 수분의 제거 효율을 높일 수 있다. 냉각부(114)는 관로를 통해 필터(112)와 연결될 수 있다. 냉각부(114)로는 펠티어 냉각장치, 또는 공기를 냉각시킬 수 있는 다양한 장치가 이용될 수 있다.The cooling unit 114 cools the air sample that has passed through the filter 112. As the cooling unit 114 cools the air sample, the moisture removal unit 116 can increase the removal efficiency of moisture in the air sample. The cooling unit 114 may be connected to the filter 112 through a pipe. As the cooling unit 114, a Peltier cooling device or various devices capable of cooling air may be used.

수분 제거부(116)는 냉각부(114)에서 냉각된 공기 시료를 공급받아 공기 시료 중이 수분을 제거한다. 수분 제거부(116)는 관로를 통해 냉각부(114)와 연결될 수 있다. 수분 제거부(116)로는 멤브레인 필터, 또는 공기 중 수분을 제거할 수 있는 다양한 것이 이용될 수 있다.The moisture removal unit 116 receives the cooled air sample from the cooling unit 114 and removes moisture from the air sample. The moisture removal unit 116 may be connected to the cooling unit 114 through a pipe. As the moisture removal unit 116, a membrane filter or various other materials capable of removing moisture from the air may be used.

불순물 제거부(118)는 수분 제거부(116)에서 수분이 제거된 공기 시료 중 이산화탄소 등 분석 대상 외의 불순가스를 제거하는 역할을 한다. 불순물 제거부(118)는 관로를 통해 수분 제거부(116)와 연결될 수 있다. 불순물 제거부(118)로는 분자체 칼럼이 이용될 수 있다. 분자체 칼럼을 이용함으로써 상대적으로 크기가 작은 비방사성 물질을 제거할 수 있다.The impurity removal unit 118 serves to remove impurity gases other than the target of analysis, such as carbon dioxide, from the air sample from which moisture has been removed in the moisture removal unit 116. The impurity removal unit 118 may be connected to the moisture removal unit 116 through a pipe. A molecular sieve column may be used as the impurity removal unit 118. By using a molecular sieve column, relatively small non-radioactive substances can be removed.

불활성 기체 흡착부(120)는 불순물 제거부(118)를 통과한 공기 시료 중 제논을 흡착하기 위한 것이다. 불활성기체 흡착부(120)는 관로를 통해 불순물 제거부(118)와 연결될 수 있다. 불활성 기체 흡착부(120)는 제논을 흡착할 수 있는 제 1 흡착제(121)와, 제 1 흡착제(121)를 가열할 수 있는 오븐(122)을 포함한다. 제 1 흡착제(121)로는 Ag/ZSM-5 칼럼 등 제논을 흡착할 수 있는 다양한 흡착제가 이용될 수 있다.The inert gas adsorption unit 120 is for adsorbing xenon in the air sample that has passed through the impurity removal unit 118. The inert gas adsorption unit 120 may be connected to the impurity removal unit 118 through a pipe. The inert gas adsorption unit 120 includes a first adsorbent 121 capable of adsorbing xenon, and an oven 122 capable of heating the first adsorbent 121. As the first adsorbent 121, various adsorbents capable of adsorbing xenon, such as an Ag/ZSM-5 column, may be used.

불활성 기체 흡착부(120)는 캐리어 가스 공급부(154)로부터 캐리어 가스를 공급받을 수 있다. 제 1 흡착제(121)에 흡착되는 제논은 캐리어 가스 공급부(154)에서 공급되는 캐리어 가스에 의해 분리될 수 있다. 즉, 오븐(122)의 열로 제 1 흡착제(121)를 가열하면서 제 1 흡착제(121)에 캐리어 가스를 분사함으로써 제 1 흡착제(121)에 흡착된 제논을 제 1 흡착제(121)에서 분리할 수 있다. 제 1 흡착제(121)에서 분리되는 제논은 캐리어가스에 실려 1차 농축부(124)로 이송될 수 있다. 캐리어 가스로는 질소가 이용될 수 있다.The inert gas adsorption unit 120 may receive carrier gas from the carrier gas supply unit 154. Xenon adsorbed on the first adsorbent 121 may be separated by the carrier gas supplied from the carrier gas supply unit 154. That is, the xenon adsorbed on the first adsorbent 121 can be separated from the first adsorbent 121 by spraying a carrier gas on the first adsorbent 121 while heating the first adsorbent 121 with the heat of the oven 122. there is. Xenon separated from the first adsorbent 121 may be transported to the primary concentrator 124 in a carrier gas. Nitrogen can be used as a carrier gas.

1차 농축부(124)는 제논을 흡착할 수 있는 제 2 흡착제(125)와, 제 2 흡착제(125)를 가열할 수 있는 오븐(126)을 포함한다. 1차 농축부(124)는 관로를 통해 불활성 기체 흡착부(120)와 연결될 수 있다. 제 2 흡착제(125)로는 Ag/ZSM-5 칼럼 등 제논을 흡착할 수 있는 다양한 흡착제가 이용될 수 있다. 제 2 흡착제(125)는 제 1 흡착제(121)보다 흡착 용적이 작다. 1차 농축부(124)는 불활성 기체 흡착부(120)의 제 1 흡착제(121)에서 분리된 제논을 흡착 용적이 상대적으로 작은 제 2 흡착제(125)로 흡착함으로써 제논을 1차 농축할 수 있다.The primary concentrator 124 includes a second adsorbent 125 capable of adsorbing xenon, and an oven 126 capable of heating the second adsorbent 125. The primary enrichment unit 124 may be connected to the inert gas adsorption unit 120 through a pipe. As the second adsorbent 125, various adsorbents capable of adsorbing xenon, such as an Ag/ZSM-5 column, can be used. The second adsorbent 125 has a smaller adsorption volume than the first adsorbent 121. The primary concentrating unit 124 can primary concentrate xenon by adsorbing the xenon separated from the first adsorbent 121 of the inert gas adsorption unit 120 onto the second adsorbent 125, which has a relatively small adsorption volume. .

1차 농축부(124)는 캐리어 가스 공급부(154)로부터 캐리어 가스를 공급받을 수 있다. 제 2 흡착제(125)에 흡착되는 제논은 캐리어 가스 공급부(154)에서 공급되는 캐리어 가스에 의해 분리될 수 있다. 즉, 오븐(126)의 열로 제 2 흡착제(125)를 가열하면서 제 2 흡착제(125)에 캐리어 가스를 분사함으로써 제 2 흡착제(125)에 흡착된 제논을 제 2 흡착제(125)에서 분리할 수 있다. 제 2 흡착제(125)에서 분리되는 제논은 캐리어 가스에 실려 혼합 가스 공급관(128)을 통해 불활성 기체 분리 및 측정유닛(130)으로 이송될 수 있다.The primary enrichment unit 124 may receive carrier gas from the carrier gas supply unit 154. Xenon adsorbed on the second adsorbent 125 may be separated by the carrier gas supplied from the carrier gas supply unit 154. That is, by spraying a carrier gas onto the second adsorbent 125 while heating the second adsorbent 125 with the heat of the oven 126, the xenon adsorbed on the second adsorbent 125 can be separated from the second adsorbent 125. there is. The xenon separated from the second adsorbent 125 may be carried in a carrier gas and transferred to the inert gas separation and measurement unit 130 through the mixed gas supply pipe 128.

불활성 기체 분리 및 측정유닛(130)은 1차 농축부(124)에서 배출되는 혼합 가스를 공급받아 혼합 가스 중에 포함된 제논을 분리하고, 제논의 양을 측정하기 위한 것이다. 불활성 기체 분리 및 측정유닛(130)은 가스를 모니터링 하고 가스 중 제논의 양을 측정할 수 있는 사중극자 질량 분석기(131, QMS, Quadrupole Mass Spectrometer)를 포함한다.The inert gas separation and measurement unit 130 is used to receive the mixed gas discharged from the primary enrichment unit 124, separate the xenon contained in the mixed gas, and measure the amount of xenon. The inert gas separation and measurement unit 130 includes a quadrupole mass spectrometer (131, QMS, Quadrupole Mass Spectrometer) that can monitor the gas and measure the amount of xenon in the gas.

이러한 사중극자 질량 분석기(131)는 후술할 불활성 기체 정성 및 정량 분석 방법에서 정성 분석 및 가스 분리단계(S15)와 정량 분석 단계(S18)를 담당할 수 있다. 즉, 정성 분석 및 가스 분리 단계(S15)에서 사중극자 질량분석기(131)는 1차 농축부(124)를 통과한 혼합 가스 중에 포함된 제논을 다른 가스와 분리하기 위해 혼합 가스를 모니터링 할 수 있다. 그리고 정량 분석 단계(S18)에서 사중극자 질량 분석기(131)는 방사선 검출기(160)를 통과한 분석 가스 중의 제논의 양을 측정할 수 있다.This quadrupole mass spectrometer 131 can be responsible for the qualitative analysis and gas separation step (S15) and the quantitative analysis step (S18) in the inert gas qualitative and quantitative analysis method to be described later. That is, in the qualitative analysis and gas separation step (S15), the quadrupole mass spectrometer 131 can monitor the mixed gas to separate xenon contained in the mixed gas that has passed through the primary enrichment unit 124 from other gases. . And in the quantitative analysis step (S18), the quadrupole mass spectrometer 131 can measure the amount of xenon in the analysis gas that passed through the radiation detector 160.

사중극자 질량 분석기(131)에는 유입관(132)과, 유출관(133)이 연결된다. 유입관(132)은 1차 농축부(124)를 통과한 혼합 가스를 사중극자 질량 분석기(131)로 유입시키기 위해 혼합 가스 공급관(128)과 연결된다. 유출관(133)은 사중극자 질량 분석기(131)를 통과한 가스를 2차 농축부(150) 측으로 배출시킨다.An inlet pipe 132 and an outlet pipe 133 are connected to the quadrupole mass spectrometer 131. The inlet pipe 132 is connected to the mixed gas supply pipe 128 to introduce the mixed gas that has passed through the primary enrichment unit 124 into the quadrupole mass spectrometer 131. The outflow pipe 133 discharges the gas that has passed through the quadrupole mass spectrometer 131 to the secondary enrichment unit 150.

1차 농축부(124)를 통과한 혼합 가스 중 일부는 유입관(132)을 통해 사중극자 질량 분석기(131)로 유입되고 다른 일부는 바이패스관(134)을 따라 사중극자 질량 분석기(131)를 바이패스할 수 있다. 바이패스관(134)은 유입관(132)과 연결되고, 바이패스관(134)을 통과하는 혼합 가스는 사중극자 질량 분석기(131)를 거치지 않고 2차 농축부(150) 측으로 유동할 수 있다. 바이패스관(134)에는 바이패스관(134)을 통한 가스의 유동을 단속하기 위한 바이패스 조절밸브(139)가 연결된다. 바이패스 조절밸브(139)에 의해 바이패스관(134)으로 가스가 유입되거나, 바이패스관(134)을 통한 가스 유동이 차단될 수 있다. 바이패스 조절밸브(139)는 제어부(170)에 의해 제어된다.Some of the mixed gas that passed through the primary enrichment section 124 flows into the quadrupole mass spectrometer 131 through the inlet pipe 132, and the other portion flows into the quadrupole mass spectrometer 131 along the bypass pipe 134. can be bypassed. The bypass pipe 134 is connected to the inlet pipe 132, and the mixed gas passing through the bypass pipe 134 may flow toward the secondary enrichment unit 150 without passing through the quadrupole mass spectrometer 131. . A bypass control valve 139 is connected to the bypass pipe 134 to control the flow of gas through the bypass pipe 134. Gas may flow into the bypass pipe 134 by the bypass control valve 139, or gas flow through the bypass pipe 134 may be blocked. The bypass control valve 139 is controlled by the control unit 170.

1차 농축부(124)에서 가열되어 이송되는 혼합 가스 중에 포함된 제논과 기타 물질은 각각의 무게에 따라 시간차를 두고 흐르게 된다. 즉, 상대적으로 가벼운 가스가 먼저 사중극자 질량 분석기(131)를 통과하게 된다. 사중극자 질량 분석기(131)가 이러한 혼합 가스의 유동 패턴을 모니터링하고, 제어부(도시안됨)가 사중극자 질량 분석기(131)의 모니터링 결과에 따라 분리 밸브(141)를 제어함으로써, 혼합 가스 중 제논을 다른 가스와 분리하는 것이 가능하다.Xenon and other substances contained in the mixed gas heated and transferred from the primary enrichment unit 124 flow at time intervals according to their respective weights. That is, relatively light gas passes through the quadrupole mass spectrometer 131 first. The quadrupole mass spectrometer 131 monitors the flow pattern of the mixed gas, and the control unit (not shown) controls the separation valve 141 according to the monitoring results of the quadrupole mass spectrometer 131 to remove xenon from the mixed gas. It is possible to separate it from other gases.

보관용기(144)는 사중극자 질량 분석기(131)를 통과한 가스를 수거하기 위한 것이다.The storage container 144 is for collecting gas that has passed through the quadrupole mass spectrometer 131.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing its technical idea or essential features. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims described below rather than the detailed description above, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts are included in the scope of the present invention. must be interpreted.

230 : 가스 리사이클 시스템
205 : 광학 소스
210 : 방전 챔버
232 : 배기가스 혼합물
234 : 리사이클된 가스 혼합물
233 : 가스 혼합물
240 : 가스 분석 시스템
230: Gas recycling system
205: optical source
210: discharge chamber
232: Exhaust gas mixture
234: Recycled gas mixture
233: gas mixture
240: Gas analysis system

Claims (3)

가스 리사이클 시스템(230) 및 가스 분석 시스템(240)을 포함하고,
상기 가스 리사이클 시스템(230)은 광학 소스(205)의 방전 챔버(210)로부터 배기가스 혼합물(232)을 받아들이며 리사이클된 가스 혼합물(234)을 생성하고,
상기 가스 분석 시스템(240)은 가스 리사이클 시스템(230) 내를 흐르는 가스 혼합물(233)을 분석하고, 상기 가스 혼합물(233)의 다양한 성분의 양을 직접 측정하며,
제어 시스템(250)이 가스 리사이클 시스템(230)과 가스 분석 시스템(240)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 가스 관리 시스템.
Includes a gas recycling system 230 and a gas analysis system 240,
The gas recycling system (230) receives the exhaust gas mixture (232) from the discharge chamber (210) of the optical source (205) and produces a recycled gas mixture (234),
The gas analysis system 240 analyzes the gas mixture 233 flowing in the gas recycling system 230 and directly measures the amounts of various components of the gas mixture 233,
A gas management system, characterized in that a control system (250) is connected to a gas recycling system (230) and a gas analysis system (240).
제1항에 있어서,
상기 가스 분석 시스템(240)은 공기 시료 흡입부(110)와, 필터(112)와, 냉각부(114)와, 수분 제거부(116)와, 불순물 제거부(118)와, 불활성 기체 흡착부(120)와, 1차 농축부(124)와, 불활성 기체 분리 및 측정유닛(130)과, 캐리어 가스 공급부(154)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 관리 시스템.
According to paragraph 1,
The gas analysis system 240 includes an air sample intake unit 110, a filter 112, a cooling unit 114, a moisture removal unit 116, an impurity removal unit 118, and an inert gas adsorption unit. A gas management system comprising (120), a primary enrichment unit (124), an inert gas separation and measurement unit (130), and a carrier gas supply unit (154).
제2항에 있어서,
상기 불활성 기체 흡착부(120)는 제논을 흡착할 수 있는 제 1 흡착제(121)와, 제 1 흡착제(121)를 가열할 수 있는 오븐(122)을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 관리 시스템..
According to paragraph 2,
The inert gas adsorption unit 120 is a gas management system characterized in that it includes a first adsorbent 121 capable of adsorbing xenon, and an oven 122 capable of heating the first adsorbent 121.
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