(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置製造工程に使用される流体サンプリング装置であって、
流体が流れるラインに各々連結され、前記ラインから継続提供される流体を供給する複数個の流出ノズルを含む第１ノズル組立体と、
前記第１ノズル組立体と向き合うように備えられ、前記流出ノズルのうちの選択された一つから前記流体が提供される流入ノズル及び前記流出ノズルのうちの選択されなかった流出ノズルから前記流体が提供される補助流入ノズルを含む第２ノズル組立体と、
前記流出ノズルのうちの一つを選択し、前記流入ノズルと前記選択された流出ノズルとを連結又は分離させて、前記流出ノズルのうちの選択されなかった流出ノズルと前記補助流入ノズルとを連結又は分離させる駆動手段と、を含むことを特徴とする流体サンプリング装置。
【請求項２】
前記第１ノズル組立体は円盤形状を有する第１プレートをさらに含み、前記第１プレートの縁には該縁に沿って前記第１プレートを貫通する複数個の第１流路が形成され、該第１流路の一側に前記流出ノズルが各々連結されることを特徴とする請求項１に記載の流体サンプリング装置。
【請求項３】
前記第２ノズル組立体は円盤形状を有する第２プレートをさらに含み、前記第２プレートの一側に前記流入ノズルが連結されることを特徴とする請求項２に記載の流体サンプリング装置。
【請求項４】
前記駆動手段は前記第２プレート中心部位に連結される回転軸と、
前記回転軸に連結され、前記流出ノズルのうちの選択された一つと前記流入ノズルとの中心軸を一致させるためのモータと、
前記第１プレートと連結され、前記流入ノズルと前記流出ノズルとを連結又は分離させるための空圧シリンダと、を含むことを特徴とする請求項３に記載の流体サンプリング装置。
【請求項５】
前記流入ノズルと連結される第２流路が前記回転軸の中心軸に沿って貫通され、前記第２プレートの中心部位から前記流入ノズルまで前記第２プレートを貫通して形成されていることを特徴とする請求項４に記載の流体サンプリング装置。
【請求項６】
前記第２ノズル組立体は前記第２プレートの一側に連結され、前記モータにより選択された前記流出ノズルを除外したその他の流出ノズルと対応する複数個の補助流入ノズルをさらに含み、前記第２プレートの縁には該縁に沿って前記第２プレートを貫通する複数個の第３流路が形成され、前記補助流入ノズルは前記第３流路と各々連結されることを特徴とする請求項５に記載の流体サンプリング装置。
【請求項７】
前記第３流路の断面積は前記第２流路の断面積より小さいことを特徴とする請求項６に記載の流体サンプリング装置。
【請求項８】
前記流出ノズル及び前記流入ノズルはテフロン（登録商標）からなり、前記第１プレート及び前記第２プレートはテフロン（登録商標）又はステンレス鋼からなることを特徴とする請求項３から７のいずれか一項に記載の流体サンプリング装置。
【請求項９】
各々の前記流出ノズルの一側端部は円錐形状に突出しており、前記流出ノズルと連結される前記流入ノズルの一側端部は前記流出ノズルの一側端部に対応する円錐形状に陥没していることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の流体サンプリング装置。
【請求項１０】
前記駆動手段と連結し、前記流出ノズルのうちの選択された一つと前記流入ノズルとの中心軸を一致させ、前記選択された流出ノズルと前記流入ノズルとを連結又は分離するために、前記第２ノズル組立体を往復運動させるように前記駆動手段の動作を制御する制御部をさらに含むことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の流体サンプリング装置。
【請求項１１】
前記流体は脱イオン水（ｄｅ−ｉｏｎｉｚｅｄ  ｗａｔｅｒ）を含むことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の流体サンプリング装置。
【請求項１２】
前記第１ノズル組立体及び前記第２ノズル組立体を内蔵し、前記流出ノズルから連続的に供給される前記脱イオン水が埋められる容器と、前記容器の一側に連結され、該容器内部に埋められた前記脱イオン水を排出する排出ラインと、
前記容器内部に備えられ、前記脱イオン水の水位を感知する水位感知センサーと、
前記排出ラインに設けられ、前記水位感知センサーの水位感知信号により前記脱イオン水の排出量を調節するバルブとをさらに含み、
前記第１ノズル組立体及び前記第２ノズル組立体が前記容器に埋められた前記脱イオン水に浸漬されていることを特徴とする請求項１１に記載の流体サンプリング装置。
【請求項１３】
前記流出ノズルと連結される複数個の第１サンプリングラインと、前記流体が流れるラインと連結される複数個の第２サンプリングラインと、前記容器の一側に備えられ、前記第１サンプリングラインと前記第２サンプリングラインとを連結する複数個のコネクタと、をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の流体サンプリング装置。
【請求項１４】
前記流体は空気、窒素、酸素及びアルゴンからなる群より選択されたいずれか一つであることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の流体サンプリング装置。
【請求項１５】
前記第１ノズル組立体及び前記第２ノズル組立体を内蔵する密閉された容器と、
前記容器に連結され、前記流出ノズルから前記容器内部に連続的に供給される前記流体を排出するための排出ラインと、
前記容器内部に備えられ、前記容器内部の圧力を感知する圧力センサーと、
前記排出ラインに設けられ、前記圧力センサーの信号により前記流体の排出量を調節するバルブとをさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の流体サンプリング装置。
【請求項１６】
前記第１ノズル組立体及び前記第２ノズル組立体を内蔵する密閉された容器と、
前記容器に連結され、前記流出ノズルから前記容器内部に連続的に提供される前記流体を排出するための排出ラインと、
前記排出ラインに設けられ、前記容器内部圧力の変化により前記流体の排出量を調節する圧力制御バルブと、をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の流体サンプリング装置。
【請求項１７】
前記流出ノズルと前記流入ノズルと間の間隔は５ｍｍ乃至１０ｍｍであることを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項に記載の流体サンプリング装置。
【請求項１８】
前記駆動手段は前記第１ノズル組立体と連結され、前記第１ノズル組立体を往復運動させる空圧シリンダと、前記第２ノズル組立体と連結され、前記流出ノズルのうちの選択された一つと前記流入ノズルとの中心軸を一致させるために、前記第２ノズル組立体を駆動する２軸直交座標ロボットと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の流体サンプリング装置。
【請求項１９】
前記第２ノズル組立体は前記流入ノズルと前記２軸直交座標ロボットとを連結する部材をさらに含むことを特徴とする請求項１８に記載の流体サンプリング装置。
【請求項２０】
前記第１ノズル組立体と前記第２ノズル組立体と前記２軸直交座標ロボットとを内蔵する容器をさらに含むことを特徴とする請求項１８または１９に記載の流体サンプリング装置。
【請求項２１】
前記駆動手段は前記第２ノズル組立体と連結され、前記流出ノズルのうちの選択された一つと前記流入ノズルとの中心軸を一致させ、前記選択された流出ノズルと前記流入ノズルとを連結又は分離させる３軸直交座標ロボットを含むことを特徴とする請求項１に記載の流体サンプリング装置。
【請求項２２】
半導体装置製造工程に使用される流体分析装置であって、
流体が流れるラインに各々連結され、前記ラインから継続提供される流体を供給する複数個の流出ノズルを含む第１ノズル組立体と、
前記第１ノズル組立体と向き合うように備えられ、前記流出ノズルのうちの選択された一つから前記流体が提供される流入ノズル及び前記流出ノズルのうちの選択されなかった流出ノズルから前記流体が提供される補助流入ノズルを含む第２ノズル組立体と、
前記流出ノズルのうちの一つを選択し、前記流入ノズルと前記選択された流出ノズルとを連結又は分離させて、前記流出ノズルのうちの選択されなかった流出ノズルと前記補助流入ノズルとを連結又は分離させる駆動手段と、を含む流体サンプリング手段と；前記流入ノズルと連結され、前記選択された流出ノズル及び前記流入ノズルを通じて提供される前記流体の汚染度を測定する測定手段と；前記測定手段と連結され、前記測定手段から測定された結果データを貯蔵して管理するためのデータ管理部と；を含むことを特徴とする流体分析装置。
【請求項２３】
前記流体は脱イオン水を含むことを特徴とする請求項２２に記載の流体分析装置。
【請求項２４】
前記測定手段は前記流体に含まれているパーティクルの個数を測定するパーティクルカウンター、溶存酸素量測定器、炭素含有量測定器及び非抵抗測定器を含むことを特徴とする請求項２３に記載の流体分析装置。
【請求項２５】
前記流体は空気、窒素、酸素及びアルゴンからなる群より選択されたいずれか一つであることを特徴とする請求項２２に記載の流体分析装置。
【請求項２６】
前記測定手段は前記流体に含まれているパーティクルの個数を測定するパーティクルカウンターを含むことを特徴とする請求項２５に記載の流体分析装置。
【請求項２７】
前記流入ノズルと前記測定手段とを連結するラインに設けられ、前記測定手段に提供される前記流体の流量を調節する流量調節部をさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の流体分析装置。
【請求項２８】
前記データ管理部と連結され、前記測定手段から測定される前記データをリアルタイムに示し、前記データ管理部に貯蔵された内容を示すディスプレー部をさらに含むことを特徴とする請求項２２から２７のいずれか一項に記載の流体分析装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置製造工程に使用される分析装置に関するものであり、より詳細には、半導体装置製造工程に使用される工程流体をサンプリングし、これを分析する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置は一般に、半導体基板上に膜形成、パターン形成、金属配線形成などのための一連の単位工程を実施することにより製造される。単位工程には反応性、腐蝕性、有毒性などの性質を有した４０種類以上のガスと脱イオン水を含む多様な工程流体が使用される。ガスは半導体装置製造工程に直接的に使用される加工ガスにも利用され、工程環境を維持する補助ガスにも使用される。また、加工ガスを工程が進行される工程チャンバに移動させる運搬ガスにも使用される。また、脱イオン水は半導体基板を加工する単位工程間で半導体基板を洗浄する工程に使用される。
【０００３】
従って、ガス又は脱イオン水の清浄度は半導体装置の生産性に直接的な影響を及ぼす。即ち、ガス又は脱イオン水に単位工程で許容することができる基準値以上の不純物が含有される場合、工程不良が発生する。そのため、定期的に工程流体分析装置を利用してガス又は脱イオン水に含まれた不純物の濃度及びパーティクル個数を測定する分析工程を進行している。
【０００４】
単位工程を実施する装置に工程流体を提供するラインは大きくメインラインとメインラインから分岐され、単位工程を実施する各々の装置に連結される複数のサブラインに分類される。しかし、工程流体は各々のラインを通過する途中に汚染される可能性があり、実際、メインラインと複数のサブラインとで異なる汚染度を示す。
【０００５】
したがって、半導体装置の生産性を向上させるためには、工程流体を提供する全てのラインから工程流体をサンプリングし、サンプリングされた工程流体を分析することが望ましい。しかし、全てのラインに各々分析装置を備えることは多くの費用を必要とし、このためメインラインからサンプリングされた工程流体に対してのみ分析工程が実施されている。従って、工程流体の汚染による工程欠陥が発生する場合、汚染原を探すことに多くの時間を必要とし、これは生産性低下の原因になる。このため、一つの分析装置として複数のラインからサンプリングした工程流体を分析するための研究が活発に進行されている。
【０００６】
一実施形態として、特許文献１（ｉｓｓｕｅｄ  ｔｏ  Ｓｈｉｍａｄａ  ｅｔａｌ．）には複数のガス配管をガス分析装置に各々設け、該当ガスのうちの不純物を測定するとき、スイッチングされるようにすることにより一つの分析装置で複数の配管中の不純物を測定するスイッチング方法が開示されている。また、特許文献２（ｉｓｓｕｅｄ  ｔｏ  Ｉｎｏｍａｔａ  ｅｔ  ａｌ．）と特許文献３（ｉｓｓｕｅｄ  ｔｏ  Ｉｎｏｍａｔａ  ｅｔ  ａｌ．）とにはガス分析装置として複数のガスを選択的に送ることができるガス切替装置（ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  ｄｅｖｉｄｅ）及び調節部を備えたガス分析装置が開示されている。また、特許文献４（ｉｓｓｕｅｄ  ｔｏ  Ｈａｓｅ）には清浄環境内の複数の地点を取換え、それからサンプルを捕集して清浄環境の汚染制御を行うガス分析装置及びガス分析方法が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−０９４７３３号公報
【特許文献２】
特開平６−３１８６０９号公報
【特許文献３】
特開平９−１９６８２８号公報
【特許文献４】
米国特許第５，８４１，０２２号明細書
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、半導体装置製造工程に使用される工程流体を供給する複数のラインと工程流体の汚染度を測定する装置とを選択的に連結し、工程流体をサンプリングする装置を提供し、これを捕集する工程流体を分析する装置を提供することにある。
【０００９】
【発明の解決するための手段】
上述した目的を達成するための本発明による流体サンプリング装置は、流体が流れるラインに各々連結され、前記ラインから提供される流体を提供する複数個の流出ノズルを含む第１ノズル組立体と、第１ノズル組立体と向き合うように備えられ、前記流出ノズルのうちの選択された一つから前記流体が提供される流入ノズルを含む第２ノズル組立体と、流出ノズルのうちの一つを選択し、流入ノズルと前記選択された流出ノズルとを連結又は分離させる駆動手段とを含む。
【００１０】
一実施形態として、第１ノズル組立体は円盤形状を有する第１プレートをさらに含み、第１プレートの縁には前記縁に沿って第１プレートを貫通する複数個の第１流路が形成され、第１流路の一側に流出ノズルが各々連結される。また、第２ノズル組立体は円盤形状を有する第２プレートをさらに含み、第２プレートの一側に流入ノズルが設けられる。
【００１１】
前記駆動手段は前記第２プレート中心部位に連結される回転軸と、前記回転軸に連結され、流出ノズルのうちの選択された一つと流入ノズルとの中心軸を一致させるためのモータと、第１プレートと連結され、流入ノズルと流出ノズルとを連結又は分離させるための空圧シリンダとを含む。
【００１２】
前記流入ノズルと連結される第２流路は回転軸の中心軸に沿って貫通され、第２プレートの中心部位から第２流路まで前記第２プレートの内部を貫通して形成される。
【００１３】
前記第２ノズル組立体は第２プレートの一側に連結され、モータにより選択された流出ノズルを除外したその他の流出ノズルと対応する複数個の補助流入ノズルをさらに含み、第２プレートの縁には縁に沿って第２プレートを貫通する複数個の第３流路が形成され、前記補助流入ノズルは第３流路と各々連結される。第３流路の面積は前記第２流路の面積より小さく形成されることにより、流出ノズルを除外したその他流出ノズルと各々連結される補助流入ノズルを通じて損失する流量を減少させる。
【００１４】
前記流出ノズル及び流入ノズルはテフロン（登録商標）からなり、第１プレート及び第２プレートはテフロン（登録商標）又はステンレス鋼からなる。各々の流出ノズルの一側端部は円錐形状に突出しており、流出ノズルと連結される流入ノズルの一側端部は流出ノズルの一側端部に対応する円錐形状に陥没している。
【００１５】
前記流体サンプリング装置は、駆動手段と連結され、前記流出ノズルのうちの選択された一つと前記流入ノズルとの中心軸を一致させ、前記選択された流出ノズルと前記流入ノズルとを連結又は分離するために、前記第２ノズル組立体を往復運動させるように前記駆動手段の動作を制御する制御部をさらに含む。
【００１６】
前記流体は脱イオン水を含む場合、前記流体サンプリング装置は、第１ノズル組立体及び第２ノズル組立体を内蔵し、前記流出ノズルから連続的に提供される前記脱イオン水が埋められる容器と、容器の一側に連結され、容器内部に埋められた脱イオン水を排出する排出ラインと、容器内部に備えられ、脱イオン水の水位を感知する水位感知センサーと、排出ラインに設けられ、水位感知センサーの水位感知信号により脱イオン水の排出量を調節するバルブとをさらに含み、前記第１ノズル組立体及び第２ノズル組立体が前記容器に埋められた脱イオン水に漬されている状態で連結又は分離される。
【００１７】
また、流体サンプリング装置は、流出ノズルと連結される複数個の第１サンプリングラインと、前記流体が流れるラインと連結される複数個の第２サンプリングラインと、前記容器の一側に備えられ、前記第１サンプリングラインと前記第２サンプリングラインとを連結する複数個のコネクタと、をさらに含む。
【００１８】
前記流体が空気、窒素、酸素及びアルゴンからなる群より選択されたいずれか一つである場合、前記流体サンプリング装置は、第１ノズル組立体及び第２ノズル組立体を内蔵する密閉された容器と、前記容器に連結され、前記流出ノズルから前記容器内部に連続的に提供される前記流体を排出するための排出ラインと、容器内部に備えられ、前記容器内部圧力を感知する圧力センサーと、前記排出ラインに設けられ、前記圧力センサーの信号により前記流体の排出量を調節するバルブとをさらに含む。この時、圧力センサーとバルブとは排出ラインに設けられる圧力制御バルブに代替することができる。
【００１９】
前記流出ノズルの内径が１／４インチであり、供給される工程流体の圧力が３Ｋｇ／ｃｍ２乃至６Ｋｇ／ｃｍ２である場合、流出ノズルと流入ノズルと間の間隔は５ｍｍ乃至１０ｍｍであることが望ましい。
【００２０】
他の実施形態として、駆動手段は前記第１ノズル組立体と連結され、前記第１ノズル組立体を往復運動させる空圧シリンダと、前記第２ノズル組立体と連結され、前記流出ノズルのうちの選択された一つと前記流入ノズルとの中心軸を一致させるために、前記第２ノズル組立体を駆動する２軸直交座標ロボットとを含む。
【００２１】
また他の実施形態として、駆動手段は前記第２ノズル組立体と連結され、前記流出ノズルのうちの選択された一つと前記流入ノズルとの中心軸を一致させ、前記選択された流出ノズルと前記流入ノズルとを連結又は分離させる３軸直交座標ロボットとを含む。
【００２２】
従って、駆動手段により駆動される第１ノズル組立体と第２ノズル組立体とは流体が流れるラインから選択的に流体をサンプリングすることができる。
【００２３】
上述した他の目的を達成するための本発明による工程流体分析装置は、流体が流れるラインに各々連結され、前記ラインから提供される流体を提供する複数個の流出ノズルを含む第１ノズル組立体と、前記第２ノズル組立体と向き合うように供えられ、前記流出ノズルのうちの選択された一つから前記流体が提供される流入ノズルを含む第２ノズル組立体と、前記流出ノズルのうちの一つを選択し、流入ノズルと選択された流出ノズルとを連結又は分離させる駆動手段と、を含む流体サンプリング手段と；流入ノズルと連結され、選択された流出ノズル及び流入ノズルを通じて提供される流体の汚染度を測定する測定手段と；測定手段と連結され、測定手段から測定された結果データの貯蔵、データのヒストリ管理及びデータの送受信機能を含むデータ管理部と；を含む。
【００２４】
前記流体が脱イオン水である場合、前記測定手段は流体に含まれているパーティクルの個数を測定するパーティクルカウンター、溶存酸素量測定器、炭素含有量測定器及び非抵抗測定器を含む。
【００２５】
前記流体が空気、窒素、酸素及びアルゴンからなる群より選択されたいずれか一つである場合、測定手段は前記流体に含まれているパーティクルの個数を測定するパーティクルカウンターを含む。
【００２６】
前記流体分析装置は、流入ノズルと測定手段とを連結する第３サンプリングラインと、第３サンプリングラインに設けられ、測定手段に提供される流体の流量を調節する流量調節部と、をさらに含む。
【００２７】
前記流体分析装置は、データ管理部と連結され、前記測定手段から測定される前記データをリアルタイムに示し、前記データ管理部に貯蔵された内容を示すディスプレー部をさらに含む。
【００２８】
従って、一つの測定手段とデータ管理部とを使用して流体が流れる複数のラインからサンプリングされた流体の汚染度を測定し、測定結果を比較及び分析することができる。また、比較及び分析されたデータを貯蔵、管理することにより流体分析装置の追加設置に対する費用を減少させ、流体の清浄度を効率的に監視することができる。
【００２９】
また、流体サンプリング装置及び分析装置を半導体装置製造工程に適用することにより、半導体装置の信頼度及び生産性を向上させることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の望ましい一実施例を詳細に説明する。
【００３１】
図１は本発明の一実施形態による流体サンプリング装置を説明するための概略的な構成図である。
【００３２】
図１に示すように、流体サンプリング装置１００は半導体装置製造工程を実施する加工装置（図示せず）に工程流体を供給するラインと連結される複数個の流出ノズル１０４と流出ノズル１０４が設けられる第１プレート１０６とを含む第１ノズル組立体１０２を備える。第１プレート１０６には上部面から下部面に貫通する複数個の第１流路１２０が形成される。第１流路１２０は一定の間隔を空けて離隔して円形に配置され、第１プレート１０６の上部面に隣接する第１流路１２０の一側に流出ノズル１０４が各々連結される。また、第１流路１２０の他側に第１サンプリングライン１３０が第１フィッティング１４０により各々連結される。
【００３３】
第１ノズル組立体１０２から供給される工程流体が流入する第２ノズル組立体１１２は第１ノズル組立体１０２と向き合うように配置される。第２ノズル組立体１１２は第１プレート１０６と向き合う第２プレート１１６と、流出ノズル１０４と向き合うように第２プレート１１６に設けられる流入ノズル１１４とを含む。流入ノズル１１４は流出ノズル１０４を通じて供給される工程流体の汚染度を測定するための測定装置（図示せず）と連結される。ここで、流体サンプリング装置１００は第１ノズル組立体１０２と第２ノズル組立体１１２とを内蔵する容器（図示せず）をさらに備える。また、第１サンプリングライン１３０は容器内部に備えられ、第１サンプリングライン１３０と加工装置に工程流体を提供するラインとを各々連結する第２サンプリングライン（図示せず）をさらに備える。
【００３４】
流入ノズル１１４が備えられる第２プレート１１６の一側面に対向する他側面中央部位には回転軸１５０が連結され、回転軸１５０には回転力を提供するモータ１５２が連結される。また、モータ１５２と回転軸１５０とは二つのプーリ１５４とタイミングベルト１５６とにより連結される。回転軸１５０の中心軸は流出ノズル１０４が配置された円の中心と同一の直線上に位置し、回転軸１５０と流入ノズル１１４との間の間隔は流出ノズル１０４が配置された円の半径と同一である。即ち、回転軸１５０の回転により移動する流入ノズル１１４の軌跡と流出ノズル１０４が配置された円は同一である。従って、モータ１５２の動作により回転する回転軸１５０は流入ノズル１１４の中心軸と流出ノズル１０４の中心軸とを選択的に一致させることができる。ここで、回転力を提供するモータ１５２は回転角の調節が可能であるステップモータである。
【００３５】
第１プレート１０６の下部面にはモータ１５２の動作により中心軸が一致させられた流出ノズル１０４と流入ノズル１１４とを連結又は分離する空圧シリンダ１５８のロード１６０が連結される。即ち、モータ１５２により選択的に流出ノズル１０４及び流入ノズル１１４の中心軸が一致し、空圧シリンダ１５８が延びて、流出ノズル１０４及び流入ノズル１１４が連結する。従って、モータ１５２と空圧シリンダ１５８との反復的な動作により複数の工程流体提供ラインを通過する工程流体の汚染度を全て測定することができる。
【００３６】
ここで、モータ１５２の回転と空圧シリンダ１５８の延びとにより流出ノズル１０４うちの選択された一つと流入ノズル１１４とが連結される時、空圧シリンダ１５８の力が加えられる部位と選択された流出ノズル１０４及び流入ノズル１１４の連結部位とが直線上に位置しないので、第１プレート１０６には回転モーメントが作用する。これを防止するために、第２ノズル組立体１１２は流入ノズル１１４と連結される流出ノズル１０４を除外したその他の流出ノズル１０４と連結される複数の補助流入ノズル１１８をさらに含む。即ち、第２プレートの一側面で、流出ノズル１０４が配置された円と同一の直径を有する円上に流入ノズル１１４及び補助流入ノズル１１８が配置される。
【００３７】
第２プレート１１６の内部には流入ノズル１１４と連結され、回転軸１５０の内部を中心軸方向へ貫通する第２流路１２２が形成されている。また、回転軸１５０の一側端部に形成された第２流路１２２の一側には測定装置と連結される第３サンプリングライン１３４と第２流路１２２とを連結する第２フィッティング１４２が備えられる。また、第２プレート１１６の一側面から他側面に貫通する複数個の第３流路１２４が形成され、第３流路１２４の一側に補助流入ノズル１１８が連結される。この時、第３流路１２４の断面積は第２流路１２２の断面積に比べて小さい。第３流路１２４を形成する理由と断面積の差異については以後に詳細に説明する。
【００３８】
図２は図１に示した第１ノズル組立体を示す平面図であり、図３は図１に示した第１ノズル組立体を示す斜視図である。図４は図２に示したＩＶ−ＩＶに対する断面図である。
【００３９】
図２、図３及び図４に示すように、第１ノズル組立体１０２は第１プレート１０６と複数個の流出ノズル１０４とを含む。第１プレート１０６は円盤形状を有する。また、第１プレート１０６の縁には第１プレート１０６の円周方向に沿って流出ノズル１０４が一定の間隔を空けて備えられる。流出ノズル１０４の外周面には第１プレート１０６に流出ノズル１０４を固定するための第１突出部１０４ａが形成されている。また、第１突出部１０４ａには複数個の第１貫通孔が流出ノズル１０４の中心軸と平行な方向に形成されている。
【００４０】
第１プレート１０６には流出ノズル１０４が形成される第１流路１２０が貫通して形成され、第１流路１２０は流出ノズル１０４と第１フィッティング１４０とを連結するために第１プレート１０６の両側側面から２端にせん孔される。また、第１流路１２０の周辺には第１突出部１０４ａに形成された第１貫通孔に対応する複数個の第１ねじ孔が形成され、流出ノズル１０４は複数個のボルト１４４により第１プレート１０６に締結される。
【００４１】
図示された流出ノズル１０４の個数は２４個であるが、流出ノズル１０４の個数は本発明を限定しない。また、第１サンプリングライン１３０と第１流路１２０とを連結する第１フィッティング１４０も流出ノズル１０４と類似するように第１プレート１０６に締結される。
【００４２】
図５は図１に示した流出ノズルを示す斜視図である。
【００４３】
図５に示したように、流出ノズル１０４の一側端部１０４ｂは軸方向に突出しており、突出した部位は円錐形状を有する。流出ノズル１０４の外周面には第１プレート１０６に流出ノズル１０４を固定するための第１突出部１０４ａが形成されている。また、第１突出部１０４ａには複数個の第１貫通孔１０４ｃが流出ノズル１０４の中心軸と平行な方向に形成されている。また、流出ノズル１０４の中心軸に沿って第１プレート１０６の第１流路１２０と連結される第２貫通孔１０４ｄが形成されている。前記のように流出ノズル１０４の一側端部１０４ｂ形状を円錐形状に形成する理由は、流出ノズル１０４を通じて噴出する工程流体の噴射角を最少化するためである。即ち、流出ノズル１０４と流入ノズル１１４（図１参照）とが連結される時、工程流体による抵抗を減少させ、工程流体の流れを円滑にするために、流出ノズル１０４の一側端部１０４ｂ形状を円錐形状に形成するものである。
【００４４】
図６は図１に示した第２ノズル組立体を示す平面図である。図７は図６に示したＶＩＩ−ＶＩＩに対する断面図であり、図８は図６に示したＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに対する断面図である。
【００４５】
図６、図７及び図８に示すように、第２ノズル組立体１１２は第２プレート１１６、流入ノズル１１４及び複数個の補助流入ノズル１１８を含む。第２プレート１１６の形状は全体的に円盤形状であり、サイズは図２に示した第１プレート１０６のサイズに相当する。また、流入ノズル１１４及び補助流入ノズル１１８が配置される形状は第１プレート１０６（図２参照）に配置される流出ノズル１０４と同一である。流入ノズル１１４及び補助流入ノズル１１８には流出ノズル１０４と同様に外周面に第２突出部１１４ａ及び第３突出部１１８ａが形成され、第２突出部１１４ａには流入ノズル１１４を第２プレート１１６に固定させるための複数個の第３貫通孔が流入ノズル１１４の中心軸と平行な方向に形成されている。また、第２流路１２２の周辺には第３貫通孔に対応する複数個の第２ねじ孔が形成され、ボルト１４４により流入ノズル１１４が第２プレート１１６に固定される。
【００４６】
流入ノズル１１４と第２流路１２２とは第２プレート１１６の内部を通じて他側中央部位に延びている。補助流入ノズル１１８と連結される第３流路１２４は第２プレート１１６の一側から他側に延びている。この時、第３流路１２４の断面積は第２流路１２２の断面積より小さく形成される。望ましくは、第２流路と第３流路１２４との断面積比は約２：１程度である。これは工程流体の損失を最少化するためである。詳細に説明すると、工程流体は第１サンプリングライン１３０（図１参照）、第１流路１２０及び流出ノズル１０４を通じて続けて提供される。流出ノズル１０４うちの選択された一つと流入ノズル１１４とが連結される時、その他の流出ノズル１０４と補助流入ノズル１１８とが各々連結され、第２流路１２２より小さく形成される第３流路１２４を通じて流れることになる。工程流体を続けて流す理由は、工程流体が第１サンプリングライン１３０内部に停滞し、第１サンプリングライン１３０内部で汚染される憂慮があり、これが正確な測定を阻害する要素になるからである。従って、測定のための工程流体は続けて流すことが望ましく、第３流路１２４の断面積を小さくすることにより、工程流体の損失を減少させる。補助流入ノズル１１８と第３流路１２４とを通じて続けて流れる工程流体の排出についての説明は以後に詳述する。
【００４７】
図９は図１に示した流入ノズルを示す斜視図である。
【００４８】
図９に示すように、流出ノズル１０４（図５参照）と連結される流入ノズル１１４の一側端部１１４ｂは円錐形状を有する流出ノズル１０４の一側端部１０４ｂと対応するように陥没している。即ち、流出ノズル１０４と流入ノズル１１４とが連結される時、流出ノズル１０４の一側端部１０４ｂと流入ノズル１１４の一側端部１１４ｂとが互いに接触することになる。
【００４９】
また、流入ノズル１１４の外周面には第２突出部１１４ａが形成されており、第２突出部１１４ａには流入ノズル１１４を第２プレート１１６に固定するための複数個の第３貫通孔１１４ｃが流入ノズル１１４の中心軸と平行な方向に形成されている。また、流入ノズル１１４の中心軸に沿って工程流体が流れる第４貫通孔１１４ｄが形成されている。ここで、補助流入ノズル１１８（図８参照）の形状は流入ノズル１１４と全体的に同一であり、中心軸に沿って形成される貫通孔の直径が流入ノズル１１４より小さく形成される。
【００５０】
図１０は図１に示した流体サンプリング装置を使用して脱イオン水をサンプリングする装置を説明するための概略的な構成図である。
【００５１】
図１０に示すように、流出ノズル１０４が連結された第１プレート１０６と流入ノズル１１４及び補助流入ノズル１１８が連結された第２プレート１１６とは密閉された容器１６２内に内蔵される。容器１６２の下部には空圧シリンダ１５８が連結され、空圧シリンダ１５８のロード１６０は容器１６２を貫通して容器１６２内部に延びており、第１プレート１０６の下部面に連結される。また、容器１６２の上部にはステップモータ１５２が備えられ、ステップモータ１５２と連結された回転軸１５０は容器１６２の内部に延びており、第２プレート１１６の上部面に連結される。
【００５２】
容器１６２の一側には第１サンプリングライン１３０と第２サンプリングライン１３２とを連結する複数個のコネクタ１６４が備えられ、第２サンプリングライン１３２は半導体装置製造工程を実施する加工装置に脱イオン水を提供するライン１３６に各々連結される。コネクタ１６４には脱イオン水のサンプリング地点が表記される。即ち、半導体装置製造工程を実施する加工装置に工程流体を提供するライン１３６の認識番号が表記される。
【００５３】
流体サンプリング装置が初期にセッティングされる時、脱イオン水は流出ノズル１０４を通じて容器１６２内部に埋められる。第１プレート１０６と第２プレート１１６とが脱イオン水に十分に浸漬される程度の水位になると、容器１６２内部に提供される脱イオン水は容器の一側に連結される排出ライン１６６を通じて排出される。また、容器１６２の上部側壁には容器１６２内部の空気が抜け出ることができる排気口１６８が形成されている。容器１６２の内部には脱イオン水の水位を感知する水位感知センサー１７０が設けられ、水位感知センサー１７０の信号により開閉されるバルブ１７２が排出ライン１６６に設けられる。水位感知センサー１７０の信号により開閉されるバルブ１７２は容器１６２内部の脱イオン水の水位を常に一定に維持する。脱イオン水の水位を感知する水位感知センサー１７０は多様に選択することができ、本発明はその種類を限定しない。また、排出ライン１６６内に設けられるバルブ１７２もソレノイドバルブを始め、多様なバルブを使用することができる。
【００５４】
また、流体サンプリング装置１００は複数個の流出ノズル１０４のうちの一つを選択するために、ステップモータ１５２の動作を制御する制御部１７４を備える。制御部１７４は電源供給機１７６と連結され、ステップモータ１５２の動作信号を電源供給機１７６に伝送する。電源供給機１７６は制御部１７４の信号によりステップモータ１５２に電力を供給し、前記電力によりステップモータ１５２が動作する。また、ステップモータ１５２の一側には回転軸１５０の回転角を感知するエンコーダー１７８が備えられ、エンコーダー１７８の回転角感知信号は制御部１７４に伝送される。制御部１７４はエンコーダー１７８の回転角感知信号による制御信号を発生する。即ち、エンコーダー１７８の回転角感知信号とこれによる制御部１７４の制御信号とによるフィードバック制御は複数個の流出ノズル１０４のうちの選択された一つと流入ノズル１１４との中心軸をより正確に一致させることができるようにする。
【００５５】
また、制御部１７４は第１プレート１０６を往復運動させる空圧シリンダ１５８の動作を制御する。空圧シリンダ１５８のロード１６０は第１プレート１０６の下部面に連結され、ステップモータ１５２により複数個の流出ノズル１０４のうちの選択された一つと流入ノズル１１４との中心軸が一致した後、選択された流出ノズル１０４と流入ノズル１１４とを連結する。空圧シリンダ１５８は圧縮空気の圧力により動作し、圧縮空気の流れは制御部１７４により制御される。即ち、空圧シリンダ１５８に連結された圧縮空気ライン１８０ａ、１８０ｂは、方向制御バルブ１８２に連結され、方向制御バルブ１８２はソレノイドにより開閉される。制御部１７４は空圧シリンダ１５８の動作信号を電源供給機１７６に伝送し、電源供給機１７６は動作信号により方向制御バルブ１８２のソレノイドに電力を供給する。空圧シリンダ１５８は単動又は複動シリンダ全てに使用可能であり、これにより方向制御バルブ１８２の種類も多様に変更することができる。
【００５６】
ステップモータ１５２及び空圧シリンダ１５８の動作により複数個の流出ノズル１０４のうちの選択された一つと流入ノズル１１４とが連結される時、その他の流出ノズル１０４は補助流入ノズル１１８と連結される。選択された流出ノズル１０４を通じて提供される脱イオン水は流入ノズル１１４を通じて測定装置（図示せず）に提供され、その他は補助流入ノズル１１８を通じて容器１６２内部に提供される。ここで、補助流入ノズル１１８は第２プレート１１６の第３流路１２４と連結されており、第３流路１２４の断面積を小さくすることにより、脱イオン水の損失を最少化することができる。この時、第３流路１２４を通じて容器１６２内部に提供される脱イオン水の流量は流出ノズル１０４と流入ノズル１１４及び補助流入ノズル１１８とが分離されている場合より減少する。従って、容器１６２内部の水位が変化し、水位変化は容器１６２内部に備えられる水位感知センサー１７０により感知され、水位感知センサー１７０の信号により排出ライン１６６のうちに設けられるバルブ１７２の開閉程度が調節される。前記のように、続けて排出される脱イオン水は経済的な側面を考慮して適切な処理を通じて再活用される。
【００５７】
前記のように、連続的に排出される脱イオン水は第１及び第２プレート１０６、１１６のように、容器１６２内部に内蔵される部材を続けて洗浄するので、流体サンプリング装置１００自体による脱イオン水汚染を最少化することができる。また、流出ノズル１０４と流入ノズル１１４とが脱イオン水に浸されている状態で、連結又は分離される流入ノズル１１４を通じて不純物が流入するのを防止することができる。従って、測定装置の汚染度測定結果の信頼度を向上させることができる。
【００５８】
一方、ガスをサンプリングする場合にも図１０に示したように、類似するように装置を構成することができる。このような場合、容器１６２の内部に備えられる水位感知センサー１７０の代りに圧力センサーを備えると、特別に構成を変化させずとも使用可能である。また、脱イオン水をサンプリングする場合には容器内部の空気が抜け出ることができる排気口１６８を必要とするが、ガスをサンプリングする場合には容器１６２の内部と外部とが完全に遮断されなければならない。ここで、ガスは空気、窒素、酸素、アルゴンなどを含む。この時、圧力センサーと排出ライン１６６のうちに設けられるバルブ１７２の代りに圧力制御バルブを使用することができる。圧力制御バルブは容器１６２内部の圧力が設定圧力以上になると、バルブが開くので、容易に容器１６２内部圧力を調節することができる。これは脱イオン水の場合にも同一に使用することができる。
【００５９】
流出ノズル１０４と流入ノズル１１４及び補助流入ノズル１１８との間隔は工程流体の供給圧力とノズルの内径とにより多様に変更することができる。脱イオン水の場合、脱イオン水の供給圧力が３Ｋｇ／ｃｍ２乃至６Ｋｇ／ｃｍ２であり、流出ノズル１０４の内径が１／４である場合、前記間隔は５ｍｍ乃至１０ｍｍであることが望ましい。これは、前記間隔が前記範囲より大きい場合、流出ノズル１０４から噴出される脱イオン水が効果的に流入ノズル１１４及び補助流入ノズル１１８を洗浄せずに、前記の範囲より近い場合に、流出ノズル１０４から噴出される脱イオン水は選択された流出ノズル１０４と流入ノズル１１４との中心軸を一致させるための動作を妨害することになる。前記のような範囲はガスをサンプリングする場合にも同一に適用することができる。
【００６０】
工程流体を提供する流出ノズル１０４、工程流体をサンプリングする流入ノズル１１４及び工程流体の損失を最少化し、流出ノズル１０４のうちの選択された一つと流入ノズル１１４との結合を安定的にすることができるようにする補助流入ノズル１１８は、耐食性と耐久性が強い材質で形成しなければならない。本発明による第１実施形態ではテフロン（登録商標）を使用しているが、前記要求事項を満足する材質であればどんなものであっても関係ない。これと類似するように、第１プレート１０６と第２プレート１１６もテフロン（登録商標）材質で形成する。この時、第１プレート１０６及び第２プレート１１６の場合、ステップモータ１５２と空圧シリンダ１５８との駆動力が作用するので、強度が優れるステンレス鋼を使用することもできる。
【００６１】
一方、容器１６２内部で第１プレート１０６に形成された第１流路１２０に連結される第１サンプリングライン１３０は空圧シリンダ１５８により往復運動する第１プレート１０６に連結されるので、柔軟な材質で形成することが望ましい。これと同一に、回転軸１５０の一側端部に連結される第３サンプリングライン１３４は回転軸１５０の回転により捻じれが発生するので、柔軟材質で形成することが望ましい。この時、回転する物体に流体を供給する回転バルブを第３サンプリングライン１３４に適用することもできる。しかし、回転バルブが適用される場合、工程流体が回転バルブを通過する間に汚染される憂慮があるので、柔軟な材質で形成される第３サンプリングライン１３４を使用し、回転軸１５０の回転角を３６０°に制限することが望ましい。
【００６２】
図１１は本発明の第２実施形態による流体サンプリング装置を説明するための概略的な構成図である。
【００６３】
図１１に示すように、本発明の第２実施形態による流体サンプリング装置２００は複数個の流出ノズル２０４及びプレート２０６を含む第１ノズル組立体２０２を含む。複数個の流出ノズル２０４はプレート２０６の上部面に備えられる。プレート２０６は直四角型の平板であり、流出ノズル２０４は長方形に配置される。プレート２０６の下部面にはプレート２０６を垂直往復運動させる空圧シリンダ２５９のロード２６０が連結される。
【００６４】
複数個の流出ノズル２０４のうちの選択された一つと連結される流入ノズル２１４を含む第２ノズル組立体２１２はプレート２０６の上部に配置される。第２ノズル組立体２１２は流入ノズル２１４と２軸直交座標ロボット２５２とを連結する連結部材２５０をさらに含む。連結部材２５０は四角バー形状を有し、一側端部に流入ノズル２１４が設けられる。
【００６５】
プレート２０６にはプレート２０６の上下部面を垂直に貫通する複数個の第１流路２２０が形成され、プレート２０６の上部面に隣接する第１流路２２０の一側に流出ノズル２０４が連結される。ここで、連結方法及び流出ノズル２０４の形状は第１実施形態と同一であるので、説明を省略する。流入ノズル２１４と２軸直交座標ロボット２５２とを連結する連結部材２５０は垂直方向に配置され、連結部材２５０の中心部位を垂直方向に貫通する第２流路２２２が形成されている。また、連結部材２５０の下端部に流入ノズル２１４が連結される。流入ノズル２１４の形状は第１実施形態と同一である。
【００６６】
２軸直交座標ロボット２５２は二つの第１及び第２モータ２５４、２５５を備える。第１モータ２５４はＸ軸方向の駆動力を提供し、第２モータ２５５はＹ軸方向の駆動力を提供する。第１及び第２モータ２５４、２５５の回転軸には２軸直交座標ロボット２５２に内蔵されたリードスクリュー（図示せず）が各々連結され、リードスクリューの回転により２軸直交座標ロボット２５２が駆動される。第１及び第２モータ２５４、２５５の一側には回転角を感知する第１エンコーダー２５７と第２エンコーダー２５８とが各々連結されている。即ち、２軸直交座標ロボット２５２は設定された座標により流入ノズル２１４の位置を移動させる。
【００６７】
２軸直交座標ロボット２５２の動作により流入ノズル２１４の中心軸が複数個の流出ノズル２０４のうちの選択された一つの中心軸と一致した後、空圧シリンダ２５９の伸長により選択された流出ノズル２０４と流入ノズル２１４とが連結される。この時、第１実施形態と同様に、複数個の流出ノズル２０４から続けて工程流体が提供される。
【００６８】
図１２は図１１に示した第１ノズル組立体を示す平面図であり、図１３は図１１に示した第１ノズル組立体を示す斜視図である。
【００６９】
図１２及び図１３に示すように、第１ノズル組立体２０２はプレート２０６と複数個の流出ノズル２０４とを含む。プレート２０６は直四角形平板であり、プレート２０６の上部面に流出ノズル２０４が長方形に配置されている。流出ノズル２０４は４ｘ６の配列を有し、和２４個が設けられる。
【００７０】
図１４は図１１に示した流体サンプリング装置を使用して脱イオン水をサンプリングする装置を説明するための概略的な構成図である。
【００７１】
図１４に示すように、第１ノズル組立体２０２、第２ノズル組立体２１２及び２軸直交座標ロボット２５２を内蔵する容器２６２が示されている。複数個のコネクタ２６４は容器２６２の一側壁を貫通して設けられ、プレート２０６と連結される複数個の第１サンプリングライン２３０と、加工装置に脱イオン水を提供するライン２３６と連結される複数個の第２サンプリングライン２３２とを連結する。２軸直交座標ロボット２５２は容器２６２の内部上部側壁に備えられるブラケット２９０に設けられ、流入ノズル２１４を連結する部材２５０は２軸直交座標ロボット２５２に連結される。第３サンプリングライン２３４の一側端部は部材２５０の上端部に連結され、他側端部は容器の上部面を貫通して設けられる第２コネクタ２９２に連結される。また、脱イオン水の汚染度を測定する装置と連結される第４サンプリングライン２３８が容器２６２の外部で第２コネクタ２９２と連結される。第１サンプリングライン２３０は第１フィッティング２４０によりプレート２０６に連結され、第３サンプリングライン２３４は第２フィッティング２４２により連結部材２５０に連結される。また、容器２６２の下部面には空圧シリンダ２５９が連結され、空圧シリンダ２５９のロード２６０は容器２６２の内部に延びている。また、第１実施形態と類似する役割を有する制御部２７４と電源供給機２７６とが備えられる。
【００７２】
容器２６２の内部には水位感知センサー２７０が設けられ、脱イオン水を排出する排出ライン２６６のうち、水位感知センサー２７０の信号により開閉されるバルブ２７２が設けられる。また、制御部２７４は２軸直交座標ロボット２５２と空圧シリンダ２５９との動作を制御する。制御部２７４は電源供給機２７６と連結され、電源供給機２７６は制御部２７４の制御信号により２軸直交座標ロボット２５２と空圧シリンダ２５９に圧縮空気を提供するライン２８０ａ、２８０ｂに設けられる方向制御バルブ２８２とに電力が供給される。また、制御部２７４は２軸直交座標ロボット２５２の第１、第２モータ２５４、２５５に連結された、第１、第２エンコーダー２５７、２５８と連結される。
【００７３】
本発明の第２実施形態による流体サンプリング装置の動作を全体的に説明すると、次のとおりである。
【００７４】
まず、第１サンプリングライン２３０と連結された複数個の流出ノズル２０４から脱イオン水が容器２６２内部に供給される。脱イオン水の水位が水位感知センサー２７０の設定値に到達すると、排出ライン２６６のバルブ２７２が開放され、供給される脱イオン水の流量と同一な流量が排出ライン２６６を通じて排出される。容器２６２内部の空気は容器２６２の上部側壁に形成された排気口２６８を通じて排出される。
【００７５】
また、制御部２７４は２軸直交座標ロボット２５２が移動する座標に該当する制御信号を電源供給機２７６に伝送し、前記制御信号により電源供給機２７６は２軸直交座標ロボット２５２に電力を供給し、２軸直交座標ロボット２５２は流入ノズル２１４の中心軸を流出ノズル２０４のうちの選択された一つの中心軸と一致させる。この時、流入ノズル２１４の中心軸と選択された流出ノズル２０４の中心軸とが完全に一致する時まで第１、第２エンコーダー２５７、２５８の回転角感知信号により制御部２７４はリアルタイムに第１、第２モータ２５４、２５５の動作を制御する。
【００７６】
続いて、制御部２７４は空圧シリンダ２５９のロード２６０を伸長させるための制御信号を発生させ、電源供給機２７６は制御部２７４の信号により方向制御バルブ２８２のソレノイドに電力を供給する。方向制御バルブ２８２を通じて圧縮空気が空圧シリンダ２５９に供給され、空圧シリンダ２５９のロード２６０が伸長することにより選択された流出ノズル２０４と流入ノズル２１４とが連結される。
【００７７】
一方、空気、窒素、酸素、アルゴンなどを含むガスをサンプリングする場合、水位感知センサー２７０の代りに圧力センサーが容器２６２内部に設けられる。ガスをサンプリングする場合にも、脱イオン水の場合と同一なサンプリングを実施する。
【００７８】
図１５は本発明の第３実施形態による流体サンプリング装置を説明するための概略的な構成図である。
【００７９】
図１５に示すように、本発明の第３実施形態による流体サンプリング装置３００は複数個の流出ノズル３０４とプレート３０６とを含む第１ノズル組立体３０２を含む。複数個の流出ノズル３０４はプレート３０６の上部面に備えられる。プレート３０６は直四角形であり、流出ノズル３０４は長方形に配置される。
【００８０】
複数個の流出ノズル３０４のうちの選択されたいずれか一つと連結される流入ノズル３１４を含む第２ノズル組立体３１２はプレート３０６の上部に配置される。第２ノズル組立体３１２は流入ノズル３１４と、３軸直交座標ロボット３５２と連結する部材３５０とをさらに含む。連結部材３５０は四角バー（ｂａｒ）形状を有し、一側端部に流入ノズル３１４が設けられる。
【００８１】
プレート３０６には、プレート３０６の上下部面を垂直に貫通する複数個の第１流路３２０が形成され、プレート３０６の上部面に隣接する第１流路３２０の一側には流出ノズル３０４が連結される。ここで、連結方法及び流出ノズル３０４の形状は第１実施形態と同一であるので、説明は省略する。流入ノズル３１４と３軸直交座標ロボット３５２とを連結する連結部材３５０は垂直方向に配置され、連結部材３５０の中心部位を垂直方向に貫通する第２流路３２２が形成されている。また、連結部材３５０の下端部に流入ノズル３１４が連結される。流入ノズル３１４の形状は第１実施形態と同一である。
【００８２】
３軸直交座標ロボット３５２は、三つの第１、第２及び第３モータ３５４、３５５、３５６を備える。第１モータ３５４はＸ軸方向の駆動力を提供し、第２モータ３５５はＹ軸方向の駆動力を提供し、第３モータ３５６はＺ軸方向の駆動力を提供する。第１、第２及び第３モータ３５４、３５５、３５６の回転軸には３軸直交座標ロボット３５２に内蔵されたリードスクリュー（図示せず）が各々連結され、リードスクリューの回転により３軸直交座標ロボット３５２が駆動する。第１、第２及び第３モータ３５４、３５５、３５６の一側には回転角を感知する第１エンコーダー３５７、第２エンコーダー３５８及び第３エンコーダー３５９が各々連結されている。即ち、３軸直交座標ロボット３５２は設定された座標により流入ノズル３１４の位置を移動させる。
【００８３】
３軸直交座標ロボット３５２はまず、Ｘ軸、Ｙ軸座標により複数個の流出ノズル３０４で選択された一つと流入ノズル３１４との中心軸を一致させ、Ｚ軸座標により移動して選択された流出ノズル３０４と流入ノズル３１４とを連結させる。
【００８４】
本発明の第３実施形態による流体サンプリング装置を使用して脱イオン水及びガスをサンプリングする装置に対する説明は前記第２実施形態と類似するので、省略する。
【００８５】
図１６は図１に示した流体サンプリング装置と連結される工程流体提供ラインを説明するためのブロック図である。
【００８６】
図１６に示すように、工程流体提供ラインは大きく工程流体供給源４００と連結されるメインライン４０２と複数個のサブライン４０４とに区分される。サブライン４０４はメインライン４０２から分岐され、半導体装置製造工程を実施する加工装置４０６と各々連結される。流体サンプリング装置１００と連結される第２サンプリングライン１３２はメインライン４０２及びサブライン４０４と連結される。即ち、第２サンプリングライン１３２は工程流体供給源４００に連結されるメインライン４０２の出発地点と終わり地点に各々連結され、メインライン４０２から分岐されるサブライン４０４に各々連結される。従って、測定装置４０８一台で複数の測定地点からサンプリングされた工程流体を測定することができる。
【００８７】
図１７は図１に示した流体サンプリング装置と測定装置とを含む流体分析装置を説明するためのブロックである。
【００８８】
図１７に示すように、複数個の第２サンプリングライン１３２から提供される工程流体を選択的に測定装置に供給する流体サンプリング装置１００が示されている。提供される流体は脱イオン水である。流体サンプリング装置１００から選択された脱イオン水は多様な測定装置に提供される。測定装置はパーティクルカウンター４２０、溶存酸素量測定器４２２、炭素含有量測定器４２４及び非抵抗測定器４２６などを含む。各々の測定装置と流体サンプリング装置１００とを連結する第３サンプリングライン１３４には各々の測定装置で必要とする工程流体の流量を調節する流量調節部４２８が設けられる。各々の測定装置を経た脱イオン水は排出ライン１６６を通じて排出される。
【００８９】
各々の測定装置はデータ管理部４４０と連結され、データ管理部４４０に測定結果を伝送する。データ管理部４４０は測定結果を貯蔵し、各々の測定結果を比較、分析する。また、各々の測定地点に対する測定結果ヒストリを管理し、他の工程流体分析装置とデータ送受信が可能である。
【００９０】
データ管理部４４０と連結されるディスプレー部４４２は前記測定結果をリアルタイムに示し、貯蔵された測定結果及び比較、分析データを示す。
【００９１】
流体サンプリング装置１００は各々の測定地点でサンプリングした工程流体を順次又は選択的に各々の測定装置に提供し、測定装置で測定された結果はデータ管理部４４０で管理される。一地点からサンプリングされた工程流体の汚染度を測定するのに約１分の時間が必要とされる。本発明の実施形態で提示した流出ノズルの個数は２４個であり、各々の流出ノズルから提供される工程流体の汚染度を測定するには約２４分程度の時間が必要とされる。これは、サンプリングラインの長さ、半導体装置の製造工程を考慮して設定した最適の個数である。しかし、流出ノズルの個数は本発明の範囲を限定しない。
【００９２】
また、流出ノズルから提供される工程流体に対する汚染度測定は持続的な反復測定が可能であり、特定地点から提供される工程流体に対して２４時間実時間測定が可能である。
【００９３】
空気、窒素、酸素、アルゴンなどを含むガスの場合、パーティクルの個数が主監視対象になる。
【００９４】
本発明の実施形態では、脱イオン水、空気、窒素、酸素及びアルゴンなどを一例として示したが、その他に多様な工程流体に適用することができ、多様な測定装置を共に構成することができる。
【００９５】
以上、本発明の実施例を詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離れることなく、本発明の実施例を修正または変更できるであろう。
【００９６】
【発明の効果】
本発明によると、流体サンプリング装置は半導体装置製造工程を実施する装置に工程流体を供給するラインから提供される工程流体を選択的にサンプリングし、サンプリングされた工程流体を汚染度測定装置に提供することにより、一つの測定装置に複数の測定地点からサンプリングされた工程流体の汚染度を測定することができる。また、データ管理部は複数の測定結果を比較、分析、貯蔵し、これをリアルタイムに示すことにより、効率的に工程流体の清浄度を管理することができる。
【００９７】
従って、各々のサンプリング地点に対する効率的な管理が容易であり、工程流体の汚染による工程不良を防止できる。また、各々のサンプリング地点に対する測定結果を貯蔵し、これを管理することにより、工程不良発生時に迅速に対応することができる。
【００９８】
また、一つの流体分析装置に複数の測定地点からサンプリングされた工程流体の汚染度を管理することにより、設備投資費用と維持補修費用を節減することができる。実際、２４個の地点からサンプリングする場合、設備投資費用を約８０％以上節減することができる。ここで、維持補修費用と各々の装置とが高価であることを鑑みると、費用節減効果はさらに大きく示される。
【００９９】
また、工程流体の清浄度を複数の測定地点から細部的に管理することにより、半導体装置の信頼度と生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施形態による流体サンプリング装置を説明するための概略的な構成図である。
【図２】  図１に示した第１ノズル組立体を示す平面図である。
【図３】  図１に示した第１ノズル組立体を示す斜視図である。
【図４】  図２に示したＩＶ−ＩＶに対する断面図である。
【図５】  図１に示した流出ノズルを示す斜視図である。
【図６】  図１に示した第２ノズル組立体を示す平面図である。
【図７】  図６に示したＶＩＩ−ＶＩＩに対する断面図である。
【図８】  図６に示したＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに対する断面図である。
【図９】  図１に示した流入ノズルを示す斜視図である。
【図１０】  図１に示した流体サンプリング装置を使用して脱イオン水をサンプリングする装置を説明するための概略的な構成図である。
【図１１】  本発明の第２実施形態による流体サンプリング装置を説明するための概略的な構成図である。
【図１２】  図１１に示した第１ノズル組立体を示す平面図である。
【図１３】  図１１に示した第１ノズル組立体を示す斜視図である。
【図１４】  図１１に示した流体サンプリング装置を使用して脱イオン水をサンプリングする装置を説明するための概略的な構成図である。
【図１５】  本発明の第３実施形態による流体サンプリング装置を説明するための概略的な構成図である。
【図１６】  図１に示した流体サンプリング装置と連結される工程流体提供ラインを説明するためのブロック図である。
【図１７】  図１に示した流体サンプリング装置と測定装置とを含む流体分析装置を説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
１００、２００、３００      流体サンプリング装置
１０２、２０２、３０２      第１ノズル組立体
１１２、２１２、３１２      第２ノズル組立体
１０４、２０４、３０４      流出ノズル
１１４、２１４、３１４      流入ノズル
１０６      第１プレート
１１６      第２プレート
１２０、２２０、３２０      第１流路
１２２、２２２、３２２      第２流路
１３０、２３０      第１サンプリングライン
１３２、２３２      第２サンプリングライン
１３４、２３４      第３サンプリングライン
１５０      回転軸
１５２      モータ
１５８、２５９      空圧シリンダ
１７０、２７０      水位感知センサー
１７２、２７２      バルブ
２５４、３５４      第１モータ
２５５、３５５      第２モータ
２５７、３５７      第１エンコーダー
２５８、３５８      第２エンコーダー
４００      工程流体供給源
４０２      メインライン
４０４      サブライン
４２４      炭素含有量測定器
４２６      非抵抗測定器
４２８      流量調節部
４４０      データ管理部
４４２      ディスプレー部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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