KR960705205A - 차동식 가스 감지용 인라인 감시 시스템(differential gas sensing in-line monitoring system) - Google Patents

차동식 가스 감지용 인라인 감시 시스템(differential gas sensing in-line monitoring system)

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KR960705205A
KR960705205A KR1019960701038A KR19960701038A KR960705205A KR 960705205 A KR960705205 A KR 960705205A KR 1019960701038 A KR1019960701038 A KR 1019960701038A KR 19960701038 A KR19960701038 A KR 19960701038A KR 960705205 A KR960705205 A KR 960705205A
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Abstract

본 발명은 유동 가스 기류 내의 불순물 농도를 실시간 검출하는 인라인 검출기 시스템(200) 및 방법에 관한 것이다. 특정 태양에 있어서, 시스템은 소정의 농도치 이하의 저농도 영역 및 소정의 농도치 이상의 고농도 영역에서 유동 가스 기류 내의 불순물의 교정 농도를 결정하는 인라인 감시 시스템을 포함한다. 센서 커플링(214)은 가스 기류의 불순물 레벨을 감시하는 감지 수단(412)과 정화기(208)를 상호 연결한다. 절환 밸브(230)는 가스 기류로부터의 정화된 가스 또는 정화되지 않은 가스를 불순물 감지 수단으로 선택적으로 보내도록 정화기(208)와 센서(412) 사이의 유동 루프 내에 개재된다. 시스템은 중요한 불순물이 물인 경우에는 습도계식 센서를 이용하거나, 불순물과 친화력 있는 적당한 피막으로 피복된 표면 음파(SAW) 장치를 이용할 수 있다. 시스템은 반도체 장치의 제조시 화학 증착 등의 증기 상태 고정에서 채용되는 가스 기류 내의 낮은 불순물 농도 레벨(예컨대, 0.1ppm 내지 약 100ppm)을 감시하는데 특히 유용하다.

Description

차동식 가스 감지용 인라인 감시 시스템(DIFFERENTIAL GAS SENSING IN-LINE MONITORING SYSTEM)
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제2도는 유동 가스 기류 내의 불순물 농도를 감지하도록 본 발명의 실례에 유용하게 채용될 수 있는, 본 발명의 일 태양에 따른 검출기 시스템 조립체의 사시도이다.

Claims (27)

  1. 소정의 농도치 이하의 저농도 영역 및 소정의 농도치 이상의 고농도 영역에서, 유동 가스 기류 내의 불순물의 교정 농도를 결정하는 인라인 감시 시스템에 있어서, (가) 유동 가스 기류용 유동 통로를 형성하는 수단과, (나) 불순물을 제거하기 위해 유동 가스 기류로부터 유도된 가스가 유동하여 통과할 수 있는 가스 정화기와 (다) 유동 가스 기류로부터 유도된 가스의 불순물의 농도를 감지하는 수단과, (라) 불순물이 제거되어 정화된 가스를 생성하기 위하여 유동 통로로부터의 가스를 선택적으로 가스 정화기를 통해 유동시키는 수단과, (마) 가스 정화기로부터의 정화된 가스를 감지 수단으로 유동시키는 수단과, (바) 가스를 가스 정화기를 통과 시키지 않고 유동 통로로부터의 가스를 선택적으로 감지 수단으로 유동시키는 수단과, (사) 감지 수단에 의해 감지된 정화되지 않은 가스 내의 불순물의 농도로부터, 감지 수단에 의해 감지된 정화된 가스의 불순물 농도와 교정 관계로서, 유동 가스 기류 내의 불순물의 농도의 교정 평형치를 결정하도록 감지 수단에 작동 연결된 수단과, (아) 가스 유동 수단〔(바),(사)과 작동 연결되고, 유동 가스 기류로부터 유도된 가스를 가스 정화기로의 가스 유동 수단〔(바)〕을 통해 제1선택 시간(T1) 동안 그리고 후속적으로 가스 유동 수단〔(사)〕을 통해 제2선택 시간(T2) 동안 반복 사이클로서 선택적으로, 교번적으로 그리고 반복적으로 유동시키도록 배열된 유동 제어 수단을 포함하며, 소정의 농도치 이하의 저농도 영역에서 t2〉t1이고 소정의 농도치 이상의 고농도 영역에서 t2〉t1인 것을 특징으로 하는 인라인 감시 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 소정의 농도치 이하의 저농도 영역에서 t2/(t1+t2)는 약0.50 내지 약 0.99이고, 상기 소정의 농도치 이상의 고농도 영역에서 t1/(t1+t2)는 약 0.50 내지 약 0.99인 것을 특징으로 하는 인라인 감시 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 감지 수단〔(다)〕은 물리적 수착 센서 수단을 포함하며, 상기 소정의 농도치 이상의 고농도 영역에서 제2선택 신간(t2)은 정적 평형이 아닌 동적 접촉 평형이 일어나도록 선택되는 것을 특징으로 하는 인라인 감시 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 감지 수단〔(다)〕은 불순물에 대해 수착 친화력을 갖는 물리적 수착 매체를 포함하는 것을 특징으로 하는 인라인 감시 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 가스 정화기는 유동 가스 기류로부터 유도된 가스로부터 불순물을 제거하도록 불순물과 화학 반응하는 화학적 흡착 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 인라인 감시 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 감지 수단〔(다)〕은 습도계식 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 인라인 감시 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 감지 수단에 의해 감지된 정화되지 않은 가스 내의 불순물의 농도로부터, 감지 수단에 의해 감지된 정화된 가스의 불순물의 농도와 교정관계로서, 유동 가스 기류 내의 불순물의 농도의 교정 평형치를 결정하는 수단〔(사)〕은 디지털 컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 하는 인라인 감시 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 감지 수단에 의해 감지된 정화되지 않은 가스 내의 불순물의 농도로부터, 감지 수단에 의해 감지된 정화된 가스의 불순물의 농도와 교정관계로서, 유동 가스 기류 내의 불순물의 농도의 교정 평형치를 결정하는 수단〔(사)〕은 마이크로 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 인라인 감시 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 유동 제어 수단〔(아)〕은 가스 유동 수단〔(바),(사)〕과 작동연결된 자동 벨브를 포함하는 것을 특징으로 하는 인라인 감시 시스템.
  10. 소정의 농도치 이하의 저농도 영역 및 소정의 농도치 이상의 고농도 영역에서, 유동 가스 기류 내의 불순물의 교정 농도를 결정하는 방법에 있어서, (가) 유동 가스 기류용 유동 통로를 형성하는 수단과, (나) 불순물을 제거하기 위해 유동 가스 기류로부터 유도된 가스가 유동하여 통과할 수 있는 가스정화기와, (다) 유동 가스 기류로부터 유도된 가스의 불순물의 농도를 감지하는 수단과, (라) 불순물이 제거되어 정화된 가스를 생성하기 위하여 유동 통로로부터의 가스를 선택적으로 가스 정화기를 통해 유동시키는 수단과,(마) 가스 정화기로부터의 정화된 가스를 감지 수단으로 유동시키는 수단과,(바) 가스를 가스 정화기를 통과시키지 않고 유동 통로로부터의가스를 선택적으로 감시 수단으로 유동시키는 수단과, (사) 감지 수단에 의해 감지된 정화되지 않은 가스 내의 불순물의 농도로부터, 감지 수단에 의해 감지된 정화된 가스의 불순물이 농도와 교정 관계로서, 유동 가스 기류 내의 불순물의 농도의 교정 평행치를 결정하도록 감지 수단에 작동연결된 수단과, (아) 가스 유동 수단〔(바),(사)〕과 작동 연결되고, 유동 가스 기류로부터 유도된 가스를 가스 정화기로의 가스 유동 수단〔(바)〕을 통해 제1선택 시간(t1) 동안 그리고 후속적으로 가스 유동 수단〔(사)〕을 통해 제2선택 시간(t2)동안 반복 바이클로서 선택적으로, 교번적으로 그리고 반복적 유동시키도록 배열된 유동 제어 수단을 포함하며, 소정의 농도치 이하의 저농도 영역에서 t2〉t1이고 소정의 농도치 이상의 고농도 영역에서 t2〉t1인 인라인 감시 시스템을 마련하는단계와, 교번적으로 유동 통로로부터 가스를 가스 유동 수단〔(바)〕을 통해 유동시키고, 불순물이 제거된 정화된 가스를 생성하도록 유동 가스 기류로부터의 가스를 선택적으로 유동 통로로부터 가스 정화기를 통해 유동시켜 상기 감지 수단으로 가스를 유동시키는 단계와, 가스를 가스 유동 수단〔(바)〕을 통해 가스 정화기로 제1선택 시간 (t1)동안 그리고 후속적으로 가스 유동 수단〔(아)〕을 통해 제2선택 시간(t2)동안 반복 사이클로서 유동시키도록 유동 제어 수단〔(자)〕을 선택적으로 작동시키는 단계를 포함하며, 소정의 농도치 이하의 저농도 영역에서 t2〉t1이고 소정의 농도치 이상의 고농도 영역에서 t2〉t1인 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 소정의 농도치 이하의 저농도 영역에서 t2/(t1+t2)는 약 0.50내지 약 0.99이고, 상기 소정의 농도치 이상의 고농도 영역에서 t1/(t1+t2)는 약 0.50 내지 약 0.99인 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제10항에 있어서, 감지 수단은 물리적 수착 센서 수단을 포함하며, 상기 소정의 농도치 이상의 고농도 영역에서 제1선택 시간(t2)은 정착 평형이 아닌 동적 접촉 평형이 일어나도록 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제10항에 있어서, 감지 수단〔(단)〕은 불순물에 대해 수착 친화력을 갖는 물리적 수착 매체를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제10항에 있어서, 가스 정화기는 유동 가스 기류로부터 유도된 가스로부터 불순물을 제거하도록 불순물과 반응하는 화학적 흡착 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제10항에 있어서, 감지 수단〔(단)〕은 습도계식 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제10항에 있어서, 상기 감지 수단에 의해 감지된 정화되진 않은 가스 내의 불순물의 농도로부터, 감지 수단에 의해 감지된 정화된 가스의 불순물의 농도와 교정관계로서, 유동 가스 기류 내의 불순물의 농도의 교정 평형치를 결정하는 수단〔(사)〕은 디지털 컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제10항에 있어서, 상기 감지 수단에 의해 감지된 정화되지 않은 가스 내의 불순물의 농도로부터, 감지 수단에 의해 감지된 정화된 가스의 불순물의 농도와 교정 관게로서, 유동 가스 기류 내의 불순물의 농도의 교정 평형치를 결정하는 수단〔(사)〕은 마이크로 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제10항에 있어서, 유동 제어 수단〔(아)〕은 가스 유동 수단〔(바),(사)〕과 작동 연결된 자동밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 소정의 농도치 이하의 저농도 영역 및 소정의 농도치 이상의 고농도 영역에서, 유동 가스 기류 내의 불순물의 교정 농도를 결정하는 방법에 있어서, 제1감지 모드에서는 가스 유도 기류로부터 유도된 가스가 감지 되기 이전에 불순물이 정화되고 제2감지 모드에서는 가스가 정화되지 않으며 제1감지 모드 및 제2감지 모드에서 감지 모드 사이클 시간이 불순물의 농도에 따라 가변되어, 상기 소정의 농도치 이하의 저농도 영역에서 제2감지 모드 주파수가 제1감지 모드 주파수보다 크게 되고 상기 소정의 농도치 이상의 고농도 영역에서 제1감지 모드 주파수가 제2감지 모드 주파수보다 크게 된 순차적이고 반복적인 감지 작동으로, 가스 유동 기류로부터 유도된 가스의 불순물의 농도를 감지하는 단계와, 제1감지 모드 및 제2감지 모드에서의 농도 감지로부터 유동가스 기류 내의 불순물의 농도의 교정 평형치를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 소정의 농도치 이하의 저농도 영역 및 소정의 농도치 이상의 고농도 영역에서, 유동 가스 기류 내의 불순물의 교정 농도를 결정하는 인라인 감시 시스템에 있어서, 유동 가스 기류로부터 유도된 가스로부터 불순물을 제거하는 정화기와, 제1감지 모드에서는 가스 유동 기류로부터 유도된 가스가 감지되기 이전에 상기 정화기를 통과함으로써 불순물이 정화되고 제2감지 모드에서는 가스가 정화되지 않으며 제1감지 모드 및 제2감지 모드에서 감지 모드 사이클 시간이 불순물의 농도에 따라 가변되어, 상기 소정의 농도치 이하의 저농도 영역에서 제2감지 모드 주파수가 제1가미 모드 주파수보다 크게 되고 상기 소정의 농도치 이상의 고농도 영역에서 제1감지 모드 주파수가 제2감지모드 주파수보다 크게 된 순차적이고 반복적인 감지 작동으로, 가스 유동 기류로부터 유도된 가스의 불순물의 농도를 감지하는 수단과, 제1감지 모드 및 제2감지 모드에서의 농도 감지로부터 유동 가스 기류 내의 불순물의 농도의 교정 평형치를 결정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 인라인 감시 시스템.
  21. 유동 가스 기류 내의 불순물의 교정 농도를 결정하는 방법에 있어서, 가스유동 기류로부터 유도된 가스는 정화되는 조건 및 정화되지 않는 조건에서 불순물의 농도에 대해 교번적으로 감지되고, 상기 감지는 불순물에 대해 비가역적인 결합 친화력을 갖는 결합 매체를 구비한 센서와 가스를 접촉시키는 단계를 포함하며, 상기 방법은 정화되지 않은 가스의 불순물의 농도를 상기 센서에 의해 차동 모드로 감지하는 단계를 포함하고, 정화되지 않은 가스에 대한 노출시 센서의 감지 시간은 센서 서비스 수명이 정화되지 않은 가스의 연속 감지시에 비하여 연장되도록 센서의 작동 시간의 50% 미만인 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 유동 가스 기류 내의 불순물의 교정 농도를 결정하는 인라인 감시 시스템에 있어서, 불순물에 대해 비가역적인 결합 친화력을 갖는 결합 매체를 구비하고 가스 내의 불순물의 농도를 감지하는 센서와, 정화된 가스를 생성하도록 상기 유동 가스 기류로부터 유도된 가스를 정화하는 수단과, 정화되지 않은 가스에 대한 노출시 센서의 감지 시간인 센서 서비스 수명이 정화되지 않은 가스의 연속 감지시에 비하면 연장되도록 센서의 작동 시간이 50% 미만인 차종 모드에서, 상기 정화되지 않은 가스가 상기 센서에 의해 감지되도록, 상기 유동 가스 기류로부터 유도된 정화되지 않은 가스를 상기 센서로 유동시키고 상기 가스 정화 수단으로부터의 정화된 가스를 상기 센서로 유동시키는 수단과, 상기 센서에 의해 감지된 정화된 가스 및 정화되지 않은 가스의 불순물의 농도들로부터 상기 유동 가스 기류 내의 불순물의 교정 농도를 결정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 인라인 감시 시스템.
  23. 제1항에 있어서, 감지 수단〔(다)〕은 불순물에 대한 결합 친화력을 가즌?? 불순물 결합 피막을 구비한 표면음파 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 인라인 감시 시스템.
  24. 제23항에 있어서, 불순물 결합 피막은 금속 피막을 포함하는 것을 특징으로 하는 인라인 감시 시스템.
  25. 제10항에 있어서, 감지 수단〔(다)〕은 불순물에 대한 결합 친화력을 갖는 불순물 결합 피막을 구비한 표면 음파 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제25항에 있어서, 불순물 결합 피막은 금속 피막을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제22항에 있어서, 결합 매체는 금속 피막을 포함하는 것을 특징으로 하는 인라인 감시 시스템.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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