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기획특집 <특집: 최신 초음파 유량계와 그 응용> 반도체 제조 프로세스에 가장 적합한 초음파 유량계

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작성자 댓글 0건 조회 2,040회 작성일 21-10-06 11:29

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사진 1. 검출기(UCL), 변환기(SFC010C)



 

서론

무어의 법칙에서 이야기하는 바와 같이 반도체 트랜지스터의 집적 밀도는 기하급수적으로 증가하고 있으며, 집적 회로의 미세화가 진행되어 왔다. 현재 로직 반도체의 첨단 프로세스는 5nm(1nm는 10 억분의 1미터)로 구분되며 제조 과정에서 약간의 티끌도 허용하지 않는다.


기존의 인라인형 초음파 유량계는 원리 상 가동부가 없으며 발진하지 않기 때문에 깨끗하면서 또한 유체 재료는 높은 내식성을 가진 불소 수지 PFA를 사용하기 때문에 반도체 제조 공정에 가장 적합하며, 대부분의 반도체 제조 장치에 사용되어왔다. 그러나 집적 회로의 미세화가 진행됨에 따라 초음파 유량계에도 한층 더 높은 청정도가 요구된다.


이 요구에 부응할 수 있도록 당사는 PFA 배관 외부에 설치할 수 있는 클램프온 타입 초음파 유량계를 개발하였다. 여기에서는 미세한 반도체 제조 공정에 가장 적합한 클램프온 타입 초음파 유량계 2기종(UCL, GST)을 소개한다.


클램프온 타입 초음파 유량계 UCL/SFC010C, 011C

(1) 제품 개요

PFA 배관용 초음파 유량계로 이미 설치된 배관에 끼우기만 하면 유량을 계측할 수 있다. 배관 시공이 불필요하기 때문에 유량계 설치나 교환이 쉽고 계측 유체와 닿지 않기 때문에 배관 내부가 깨끗하게 유지된다. 반도체 제조 장치 등의 청정도가 요구되는 프로세스에 가장 적합하다. 유량계의 구성으로는 초음파 신호를 검출하는 검출기(UCL)와 이것을 유량 신호로 변환하는 변환기(SF C010C, 011C)를 함께 사용한다. 검출기를 배관에 설치하고 검출기와 변환기를 전용 케이블로 연결하여 유량을 계측한다. 변환기는 1채널 타입의 SFC010C, 6채널 타입의 SFC011C를 라인업하였다. SFC011C에서는 변환기 1대로 최대 6라인의 유량 측정이 가능하다.


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사진 2. 검출기(UCL), 변환기(SFC011C)

 
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그림 1. UCL 측정 원리
 



(2) 측정원리

PFA 배관 내부로 전달되는 초음파를 검출하여 유량을 계측한다. 검출기의 1차 측과 2차 측 설치된 압전 소자 PZT)에 의해 교대로 초음파를 송수신한다. 각 전파 시간을 통해 시간차를 검출하고 유량 신호로 변환한다.



(3) 제품 특징

1) 클램프온 타입

배관 시공이 필요 없으며 이미 설치된 배관에 설치하거나 교환하기가 쉽다. 접액하지 않아 청결하다.

2) 공간 절약

SFC011C 한 대로 최대 6라인을 동시에 측정할 수 있다.

3) 풍부한 기능

7Seg LED로 유량 상태를 표시한다. 또한 순간 유량, 적산 유량, 알람을 아날로그, 디지털로 출력할 수 있다.

RS-485 통신으로 파라미터 설정이나 유량 데이터를 취득할 수 있다.(SFC011C용 검출기는 메모리가 포함되어 있기 때문에 변환기에 연결하기만 하면 파라미터를 자동으로 설정한다)


..(후략) 


松本 匠平石田 剛之 / 도쿄계장

  본 기사는 2021년 10월호에 게재되었습니다. 

  

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본 기사는 월간지[計側技術] (일본일본공업출판주식회사 발행)로부터 번역·전재한 것입니다.

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