KR20170011805A - 반도체 제조를 위한 입자 분석 시스템 및 이를 이용하는 방법 - Google Patents

Abstract

예시적인 실시예들에 따른 입자 분석 방법은 취출 유닛을 이용하여 분석물질 저장소로부터 시료 샘플을 실시간으로 취출한다. 취출 유닛으로부터 시료 샘플을 제공받고, 인터페이스 유닛을 이용하여 시료 샘플을 정량화한다. 분석 유닛을 이용하여 화학 성분 측정 모드 또는 입자의 크기 및 분포 측정 모드를 선택한다. 화학 성분 측정 모드가 선택된 경우, 시료 샘플에 포함된 분석물질에 대한 성분 분석을 수행한다. 입자의 크기 및 분포 측정 모드가 선택된 경우, 시료 샘플에 포함된 상기 분석물질에 대한 입자의 크기 및 분포 분석을 수행한다. 입자 분석 방법에 의하면, 동시에 화학 성분 분석 및 입자 크기 분석을 수행할 수 있기 때문에 제조 공정의 생산성이 높아지며 온라인으로 분석을 수행할 수 있는 장점이 있다.

Description

반도체 제조를 위한 입자 분석 시스템 및 이를 이용하는 방법{PARTICLE ANALYSIS SYSTEM FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR AND METHOD USING THE SAME}

본 발명은 입자 분석 시스템에 관한 것이다. 더 자세하게는, 반도체 제조를 위한 분석물질에 대한 입자 분석 시스템 및 이를 이용하는 방법에 관한 것이다.

반도체의 고집적화에 따라, 나노 스케일의 반도체 제조 공정이 수행되며 유입되는 오염 입자는 상기 반도체 제조 공정의 효율에 큰 영향을 미친다.

이러한 오염 입자의 측정은 상기 오염 입자에 대한 화학적 성분 분석과 상기 오염 입자의 크기 및 분포도 분석으로 나뉘어진다. 예를 들어, 상기 화학적 성분 분석은 고체 웨이퍼의 경우 XRF(X-ray Fluorescence) 장치 또는 EDX(Energy Dispersive X-ray) 장치로 수행되며, 화학 용액인 경우 GFAAS(Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry), ICP-AES(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometer), 또는 ICP-MS(Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer)로 수행된다.

또한, 상기 오염 입자의 크기 및 분포도 분석은 전자현미경 또는 광산란(light scattering) 방법을 이용하여 수행된다. 그러나, 상기 오염 입자의 개수가 작거나, 상기 오염 입자의 크기가 작을 때 측정의 정확성이 떨어진다.

구체적으로, 상기 오염 입자가 용액에 포함되어 있는 경우, 상기 화학적 성분 분석은 정확한 편이나, 상기 오염 입자의 크기 및 분포도 분석은 정확성 및 재현성이 떨어지는 실정이다.

따라서, 상기 화학적 성분 분석 및 상기 오염 입자의 크기 및 분포도 분석의 정확성을 높이며, 상기 분석들을 온라인(online) 또는 인라인(inline)으로 수행하면서 동시에 측정하는 시스템 및 방법에 대한 필요성이 커지고 있다.

본 발명의 일 과제는 화학적 성분 분석 및 입자의 크기 및 분포도 분석의 정확성을 높이며, 동시에 수행할 수 있는 입자 분석 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 과제는 화학적 성분 분석 및 입자의 크기 및 분포도 분석의 정확성을 높이며, 동시에 수행할 수 있는 입자 분석 방법을 제공하는 데 있다.

상술한 본 발명의 일 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 입자 분석 시스템은 분석물질 저장소로부터 시료 샘플을 실시간으로 취출하는 취출 유닛, 상기 취출 유닛으로부터 상기 시료 샘플을 제공받아 정량화하는 검량 시료 도입부를 포함하는 인터페이스 유닛, 상기 인터페이스 유닛을 통하여 정량의 시료 샘플을 제공받아 상기 시료 샘플에 포함된 분석물질에 대한 화학 성분 측정 및 상기 분석물질에 포함된 입자의 크기 및 분포 분석을 수행하는 화학 성분 및 입자 분석 유닛을 포함한다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 화학 성분 및 입자 분석 유닛은 상기 분석물질에 대한 시간에 따른 신호세기 값을 측정하는 데이터 처리부, 상기 시간에 따른 신호세기 값 및 기 설정된 환경 변수를 기초로 하여 입자의 크기 및 분포를 측정하는 입자 크기 및 분포 분석부, 및 상기 시간에 따른 신호세기 값 및 기 설정된 검량선 데이터를 기초로 하여 상기 분석물질에 대한 정성 및 정량 분석을 수행하는 화학 성분 분석부를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 입자 크기 및 분포 분석부는 주기 분포법을 이용하여 입자의 크기 및 분포를 측정할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 입자 크기 및 분포 분석부는 저농도 측정법을 이용하여 입자의 크기 및 분포를 측정할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 취출 유닛은 트래핑 용액과 분석 물질을 수용하는 트래핑 용기 및 상기 트래핑 용기 내부로 퍼지가스를 제공하여, 상기 퍼지가스에 의해 분석물질이 혼합된 트래핑 용액이 시료전달 라인을 경유하여 상기 분석 유닛까지 제공되도록 하는 시료 전달부를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 취출 유닛은 트래핑 용액과 분석 시료를 제공받아 에어로졸 상태로 혼합 분사시키는 스프레이, 상기 분석 시료에 포함된 분석 물질을 상기 에어로졸 상태의 트래핑 용액에 1차 포집되도록 하는 공간을 제공하는 스프레이 챔버, 상기 스프레이 챔버로부터 에어로졸 상태의 트래핑 용액과 상기 분석 시료를 제공받아 이를 혼합 접촉시켜 상기 스프레이 챔버에서 미 포집된 분석물질을 2차 포집하는 트래핑 튜브, 상기 트래핑 튜브를 통해 상기 분석물질이 포집된 트래핑 용액을 수용하는 트래핑 용기, 및 상기 트래핑 용기 내부로 퍼지가스를 제공하여, 상기 퍼지가스에 의해 분석물질 포집된 트래핑 용액이 시료전달 라인을 경유하여 분석 유닛까지 제공되도록 하는 시료 전달부를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 분석 시료는 반도체 또는 디스플레이의 공정가스, 배기가스 및 오염된 공기 등을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 분석 시료는 액체일 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 트래핑 튜브를 통해 상기 트래핑 용기 내부로 제공되는 트래핑 용액을 버블 상태로 형성하는 버블러를 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 취출 유닛은 상기 트래핑 용액에 미 포집된 분석물이 보다 용이하게 포집될 수 있도록 상기 트래핑 용기 및 트래핑 튜브를 냉각시키는 냉각부를 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 취출 유닛은 상기 트래핑 용기 내에 잔류하는 오염물을 세정하기 위해 상기 트래핑 용기 내부로 세정액을 제공하는 세정액 제공부 및 상기 트래핑 용기를 세정한 세정액을 외부로 배출하는 배출부를 포함하는 세정부를 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 취출 유닛, 상기 인터페이스 유닛, 및 상기 화학 성분 및 입자 분석 유닛의 작동을 콘트롤하는 제어부, 및 상기 트래핑 용기 내부로 제공되는 트래핑 용액의 수위를 측정하여 상기 제어부로 경고 신호를 보내는 레벨 센서를 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 취출 유닛은 상기 트래핑 용기에 수용된 분석물질이 포집된 트래핑 용액을 상기 스프레이에 제공하는 제1 포집라인, 상기 1차 포집라인을 통과한 후 트래핑 코일에서 분석물이 2차 포집된 트래핑 용액을 트래핑 용기로 제공하는 제2 포집라인, 및 상기 분석물이 2차 포집된 트래핑 용액을 상기 제1 포집 라인과 제2 포집 라인으로 순환하여 분석물질을 농축 포집시키는 순환펌프를 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 인터페이스 유닛은 상기 취출 유닛으로부터 시료 샘플을 제공받아 이를 1차 수용하는 공간을 제공하는 샘플 수용부, 상기 샘플 수용부에 제공된 시료 샘플을 상기 분석 유닛으로 일정량으로 제공하기 위해 상기 시료 샘플을 일정량 수용될 수 있는 공간을 갖는 샘플 도입부, 상기 샘플 도입부에 시료 샘플이 수용되는 압력 또는 샘플 도입부에 수용된 시료 샘플을 상기 분석 유닛으로 주입되는 압력을 제공하는 압력 제공부, 및 상기 시료 샘플이 상기 분석 유닛에 주입된 경우 상기 샘플 수용부를 세정하기 위해 상기 샘플 수용부 내부로 세정액을 제공하는 세정액 제공부 및 상기 샘플 수용부를 세정한 세정액 또는 그 내부에 잔류하는 시료 샘플을 외부로 배출하는 배출부를 포함하는 세정부를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 인터페이스 유닛은 상기 샘플 수용부의 하부에 연결된 하부 배출라인과 연결되고, 상기 하부 배출라인을 통해 상기 샘플 수용부에 수용된 상기 시료 샘플을 도입받아 농도를 측정하는 농도 분석부를 더 포함할 수 있다.

상술한 본 발명의 다른 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 입자 분석 방법은 취출 유닛을 이용하여 분석물질 저장소로부터 시료 샘플을 실시간으로 취출한다. 상기 취출 유닛으로부터 상기 시료 샘플을 제공받고, 인터페이스 유닛을 이용하여 상기 시료 샘플을 정량화한다. 분석 유닛을 이용하여 화학 성분 측정 모드 또는 입자의 크기 및 분포 측정 모드를 선택한다. 상기 화학 성분 측정 모드가 선택된 경우, 상기 시료 샘플에 포함된 분석물질에 대한 성분 분석을 수행한다. 상기 입자의 크기 및 분포 측정 모드가 선택된 경우, 상기 시료 샘플에 포함된 상기 분석물질에 대한 입자의 크기 및 분포 분석을 수행한다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 입자의 크기 및 분포 분석을 수행하는 것은 상기 분석물질에 대한 시간에 따른 신호세기 값을 측정할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 입자의 크기 및 분포 분석을 수행하는 것은 상기 시간에 따른 신호세기 값 및 기 설정된 환경 변수를 기초로 하여 주기 분포법으로 입자의 크기 및 분포를 측정할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 입자의 크기 및 분포 분석을 수행하는 것은 상기 시간에 따른 신호세기 값 및 기 설정된 검량선(calibration curve)과 환경 변수를 기초로 하여 저농도 측정법으로 입자의 크기 및 분포를 측정하는 것을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 분석물질에 대한 성분 분석을 수행하는 것은 상기 분석물질에 대한시간에 따른 신호세기 값을 측정할 수 있다. 상기 시간에 따른 신호세기 값을 기초로 하여 상기 분석물질에 대한 정성 및 정량 분석을 수행할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 분석물질에 대한 정량 분석을 수행하는 것은 기설정된 검량선 데이터를 기초로 하여 상기 분석물질에 대한 정량 분석을 수행할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 분석물질을 실시간으로 취출하는 것은, 정량의 트래핑 용액과 분석 시료를 스프레이를 이용하여 에어로졸 상태로 혼합 분사시킴으로서 상기 분석 시료에 포함된 분석물질을 상기 에어로졸 상태의 트래핑 용액에 1차 포집할 수 있다. 상기 분석물질이 1차 포집된 에어로졸 상태의 트래핑 용액과 상기 미 포집된 분석 시료를 트래핑 튜브 내에서 혼합 접촉시켜 상기 트래핑 용액에 분석물질을 2차 포집할 수 있다. 상기 분석물질이 2차 포집된 트래핑 용액을 트래핑 용기에 포집할 수 있다. 상기 분석물질이 마지막으로 포집된 트래핑 용액을 시료샘플 제공라인을 경유하여 분석 유닛까지 제공할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 분석 시료가 기체 상태일 일 경우, 상기 2차 포집된 트래핑 용액을 상기 트래핑 용기에 포집하는 단계 이후에, 새로이 제공받은 정량의 분석 시료와 분석물질이 2차 포집된 트래핑 용액을 스프레이를 이용하여 에어로졸 상태로 혼합 분사시킴으로서 상기 분석 시료에 포함된 분석물질을 상기 에어로졸 상태의 트래핑 용액에 3차 포집시킬 수 있다. 상기 분석물질이 3차 포집된 에어로졸 상태의 트래핑 용액과 상기 분석 시료를 트래핑 튜브 내에서 혼합 접촉시켜 상기 트래핑 용액에 분석물질을 4차 포집할 수 있다. 상기 분석물질이 4차 포집된 트래핑 용액을 트래핑 용기에 포집하는 단계를 적어도 1회 더 수행할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 트래핑 용기 내에 잔류하는 오염물을 세정하기 위해 상기 트래핑 용기 내부로 세정액을 제공하여 상기 트래핑 용기를 세정한 세정액 세정할 수 있다. 상기 트래핑 용기에 수용된 세정액을 상기 시료 샘플 제공라인을 경유하여 외부로 더 배출시킬 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 분석 시료는 반도체 또는 디스플레이의 공정가스, 배기가스 및 오염된 공기 등을 포함할 수 있다.

상술한 본 발명의 다른 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 입자 분석 방법은 시료 샘플을 실시간으로 취출한다. 이어서, 상기 취출된 시료 샘플을 제공받아 상기 시료 샘플의 분석물질을 정량 및 정성분석을 수행한다. 이어서, 상기 정성분석에 의한 분석물질의 농도를 확인하여 분석물질을 입자분석을 확인한다. 입자분석이 필요할 것으로 판단될 경우 분석물질을 용매로 희석하여 희석된 분석시료를 마련한다. 희석된 분석시료를 이용하여 분석물질에 대한 입자의 크기 및 분포 분석을 수행한다.

예시적인 실시예들에 따른 입자 분석 시스템 및 방법에 의하면, 질량 분석 방법에 있어서, 시간에 따른 신호세기 값을 이용하여 입자 크기와 분포를 측정할 수 있으므로 입자 크기와 분포 측정의 정확성을 높일 수 있다.

특히, 상기 입자 분석 시스템 및 방법은 용액 상태의 분석물질에 대한 입자 크기와 분포 측정의 정확성 및 재현성을 높일 수 있는 장점이 있으며 화학 분석 측정 및 입자 크기와 분포 측정을 동시에 수행할 수 있으므로, 실시간으로 분석물질에 대한 입자 분석 측정을 수행할 수 있다.

또한, 상기 입자 분석 시스템 및 방법은 동시 측정을 수행할 수 있으므로, 화학 분석 장치 또는 별도의 입자 크기와 분포 측정 장치를 별도로 구비할 필요가 없고 반도체 제조 공정의 효율성을 증대시킬 수 있으며 공정관리의 경제성과 편의성을 크게 증대시킬 수 있다.

다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.

도 1은 예시적인 실시예들에 따른 입자 분석 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 취출 유닛을 설명하기 위한 공정 흐름도이다.
도 3 및 도 4는 도 1의 인터페이스 유닛을 설명하기 위한 공정 흐름도들이다.
도 5는 도 1의 분석 유닛을 설명하기 위한 블록도이다.
도 6은 취출 유닛을 이용하여 시료를 샘플링하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 분석 유닛을 이용한 일 실시예에 따른 입자 분석 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8 내지 도 10은 주기 분포법을 이용하여 분석물질에 대한 화학 성분을 분석하는 방법을 설명하기 위한 그래프들이다.
도 11 내지 도 14는 저농도 측정법을 이용하여 분석물질에 대한 입자의 크기 및 분포도를 분석하는 방법을 설명하기 위한 그래프들이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 입자 분석 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에" 와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는" 과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

도 1은 예시적인 실시예들에 따른 입자 분석 시스템을 나타내는 블록도이다. 도 2는 도 1의 취출 유닛을 설명하기 위한 공정 흐름도이다. 도 3 및 도 4는 도 1의 인터페이스 유닛을 설명하기 위한 공정 흐름도들이다. 도 5는 도 1의 분석 유닛을 설명하기 위한 블록도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 예시적인 실시예들에 따른 입자 분석 시스템은 분석물질 저장소(S)로부터 시료 샘플을 실시간으로 취출하는 취출 유닛(10), 상기 취출 유닛(10)으로부터 상기 시료 샘플을 제공받아 정량화하는 검량 시료 도입부를 포함하는 인터페이스 유닛(20), 상기 시료 샘플에 포함된 분석물질에 대한 화학 성분 측정 및 상기 분석물질에 포함된 입자의 크기 및 분포 분석을 수행하는 화학 성분 및 입자 분석 유닛(30)을 포함한다.

분석물질 저장소(S)는 반도체 제조 공정에 사용되는 분석물질을 저장한다. 상기 분석물질은 용액 상태일 수 있다. 예를 들어, 상기 분석물질은 증류수, 세정용액, 에칭 용액, 기타 제조 공정에 필요한 용액일 수 있다. 이와는 달리, 상기 분석물질은 기체 상태일 수 있다.

취출 유닛(10)은 분석 시료를 제공하는 분석 시료 도입부(170), 트래핑 용기 내부로 트래핑 용액을 제공하는 트래핑 용액 제공부(160), 상기 트래핑 용액과 분석 시료를 제공받아 에어로졸 상태로 혼합 분사시키는 스프레이(120), 상기 분석 시료에 포함된 분석 물질을 상기 에어로졸 상태의 트래핑 용액에 1차 포집되도록 하는 공간을 제공하는 스프레이 챔버(130), 상기 스프레이 챔버로부터 에어로졸 상태의 트래핑 용액과 상기 분석 시료를 제공받아 이를 혼합 접촉시켜 상기 스프레이 챔버에서 미 포집된 분석물질을 2차 포집하는 트래핑 튜브(140), 상기 트래핑 튜브를 통해 상기 분석물질이 포집된 트래핑 용액을 수용하는 트래핑 용기(110) 및 상기 트래핑 용기 내부로 퍼지가스를 제공하여 분석물이 포집된 트래핑 용액이 퍼지가스에 의해 시료전달 라인(184)을 통해 분석 유닛으로 전달되도록 하는 시료 전달부(180)를 포함하는 구조를 갖는다.

본 발명에 적용되는 분석 시료 도입부(170)는 분석하고자 하는 분석물질이 포함된 분석 시료를 정량펌프 또는 유량계(171)를 이용하여 분석 시료 제공라인(172)을 통해 스프레이로 제공할 수 있는 구조를 갖는다. 분석 시료 제공라인(172)에는 상기 분석 시료가 스프레이로 이동할 때에만 오픈되는 게이트 밸브(V)가 구비된다.

일 예로서 상기 분석 시료는 반도체 공정가스, 반도체 배기가스 및 오염된 공기 등을 예로 들 수 있고, 분석 시료에 포함된 분석물질은 금속, 금속이온, 유기화합물 등을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 상기 분석 시료는 반도체 공정, 바이오 분야 및 각종 산업분야에 적용되는 액체일 수 있다.

트래핑 용액 제공부(160)는 저장부에 수용된 트래핑 용액을 제1 펌프(161)를 이용하여 제1 트래핑 용액 제공라인(162)을 통해 세정이 완료된 트래핑 용기(110)의 내부로 제공할 수 있는 구조를 갖는다. 트래핑 용액 제공라인(162)에는 상기 트래핑 용액이 트래핑 용액 수용부(110)로 제공될 때에만 오픈되는 게이트 밸브(V1)가 구비된다.

스프레이(120)은 트래핑 용액 제공부(160)를 통해 트래핑 용액 수용부로 경유하여 제공되는 트래핑 용액과 분석 시료 도입부(170)를 통해 제공되는 분석 시료를 제공받아 상기 스프레이 챔버(130) 내부로 에어로졸 상태로 혼합 분사시킨다. 여기서, 상기 스프레이는 상기 스프레이 챔버 내에서 트래핑 용액을 미세한 방울 상태로 형성함으로서 상기 분석 시료에 포함된 분석물질이 상기 에어로졸 상태에 트래핑 용액에 보다 용이하게 혼합 및 흡수될 수 있도록 한다. 즉, 스프레이는 상기 분석 시료에 포함된 분석물질을 상기 에어로졸 상태의 트래핑 용액에 1차 포집하는데 그 특징이 있다.

스프레이 챔버(130)는 상기 스프레이(120)과 트래핑 튜브(140) 사이에 구비되며, 상기 스프레이를 통해 분사되는 분석 시료와 트래핑 용액이 에어로졸 상태로 분사될 수 있는 공간을 제공하는 동시에 상기 분석 시료에 포함된 분석 물질을 상기 에어로졸 상태의 트래핑 용액에 1차 포집되도록 하는 공간을 제공한다.

트래핑 튜브(140)는 상기 스프레이 챔버(130)로부터 에어로졸 상태의 트래핑 용액과 상기 분석 시료를 제공받고, 트래핑 튜브의 내부를 통과하는 동안 혼합 접촉시켜 상기 스프레이 챔버에서 미 포집된 분석물질을 트래핑 용액 내부로 2차 포집하는 미세 코일 튜브이다. 상기 트래핑 튜브(140)는 비선형의 유로를 형성되어 있음으로서 분석물질과 트래핑 용액의 접촉 기회를 늘려 분석물질이 트래핑 용액으로의 포집이 보다 잘 이루어지도록 하였다. 도면상에는 상기 트래핑 코일 형태로 도시되어 있으나 반드시 나선형 코일 형태로 되어 있어야 하는 것은 물론 아니며, 흡수액과 대기가 보다 효과적으로 만날 수 있도록 형성되면 된다. 즉 상기 트래핑 튜브(140)은 나선형 또는 나선형이 아니더라도 비선형 형태를 가지면 되는 것으로, 즉 도면으로 본 발명의 트래핑 튜브(140)의 형태가 제한되는 것은 아니다.

상기 트래핑 튜브(140)는 제2 포집 라인(142)을 통해 트래핑 용기와 연결되는 구조를 갖고, 상기 제2 포집 라인에는 분석 시료의 분석물질이 포집된 트래핑 용액 상기 트래핑 용기로 제공될 때에만 오픈되는 게이트 밸브(V5)가 구비될 수 있다.

트래핑 용기(110)는 트래핑 용액을 수용하는 공간을 갖는 동시에 스프레이, 스프레이 챔버 및 상기 트래핑 튜브를 통해 분석물질이 포집된 트래핑 용액을 수용하는 공간을 갖는다. 일 예로서, 상기 트래핑 용기는 트래핑 용기를 밀폐하는 캡을 갖고, 상기 캡을 관통하는 제1 포집라인(112)을 통해 스프레이와 물리적으로 연결된 구조를 갖는다. 상기 제1 포집라인(112)에는 트래핑 용액 또는 분석 시료의 분석물질이 포집된 트래핑 용액 상기 스프레이로 제공될 수 있는 압력을 제공하는 순환펌프(P3)가 구비될 수 있다.

또한, 상기 트래핑 용기는 트래핑 용기의 캡을 관통하여 그 저면에 근접된 일단을 갖는 제2 포집라인(142)과 연결된 구조를 갖는다. 상기 제2 포집라인(142)에는 트래핑 용액 또는 분석 시료의 분석물질이 포집된 트래핑 용액을 상기 트래핑 용기로 제공될 수 있도록 하는 동시에 게이트 밸브(V5)가 구비될 수 있다. 다른 예로서, 상기 트래핑 용기(110)는 다수의 제공 라인들과 연결되며, 상기 각각의 라인들을 통해 그 내부로 트래핑 용액, 세정액, 퍼지가스 및 분석물질이 포집된 트래핑 용액을 각각 선택적으로 수용될 수 있다. 이때, 각각의 제공라인들에 형성된 게이트 밸브의 선택적인 open/close 구동에 의해 트래핑 용기에 제공되는 물질들의 유량이 조절될 수 있다.

일 실시예로서, 트래핑 용기(110)에는 상기 트래핑 튜브(140)를 통해 배출되는 분석 시료 및 트래핑 용액이 함께 유입되는데, 이때, 상기 분석 시료가 기체일 경우 트래핑 용액은 중력에 의하여 상기 트래핑 용기(110)의 하부로 모이게 되며, 반대로 기체인 분석 시료는 상기 트래핑 용기의 상부로 모이게 된다. 상기 트래핑 용기의 상부 및 하부에는 각각 기체인 분석 시료와 트래핑 용액을 각각 배출할 수 있는 라인이 구비되어 있다. 즉, 기체인 분석 시료 경우는 상부 배출라인(114)으로 배출되고, 분석물질이 흡수된 트래핑 용액은 하부의 시료 전달 라인을 경유하여 배출되게 된다.

이때, 상기 스프레이, 스프레이 챔버, 트래핑 튜브(140)을 통과하면서 분석 시료 내의 분석물질(금속 및 금속 화합물들)이 트래핑 용액으로 포집되었기 때문에, 배출되는 분석 시료에는 분석물질이 거의 포함되지 않은 상태를 갖고, 트래핑 용액은 원래 분석 시료에 포함되어 있던 분석물질(금속 및 금속 화합물)을 포함한 상태가 되어 상기 트래핑 용기에 포집된 후 포집이 완료되면 취출 유닛(10)의 밖으로 배출되게 된다.

시료 전달부(180)는 퍼지가스 제공라인(180)을 통해 트래핑 용기(110) 내부로 퍼지가스를 공급함으로서, 제공되는 퍼지가스로 인해 분석물질이 포집된 트래핑 용액을 시료전달 라인(184)을 통해 분석 유닛(미도시)으로 제공도록 한다. 여기서 시료 전달부는 퍼지가스 제공부이며, 상기 시료 전달 라인(184)은 상기 트래핑 용기의 하부와 분석유닛(30)을 물리적으로 연결된다. 상기 퍼지가스는 상기 트래핑 용액이 시료 샘플 제공라인을 경유하여 분석 유닛(30)으로 제공될 때 트래핑 용액의 손실 없이 멀리 떨어진 분석 유닛(30)까지 함께 공급될 수 있도록 한다. 상기 시료 전달라인에는 분석물질이 포집된 트래핑 용액이 퍼지가스와 함께 상기 분석유닛(30)으로 제공될 때에만 오픈되는 게이트 밸브(V6)가 구비될 수 있다.

일 실시예로서, 본 발명의 취출 유닛(10)은 상기 트래핑 용기와 연결되고, 트래핑 용기에 수용된 트래핑 용액을 상기 스프레이로 제공하는 제1 포집라인(112), 상기 제1 포집라인을 통해 스프레이와, 스프레이 챔버 및 트래핑 코일을 통과하여 분석물이 포집된 트래핑 용액을 트래핑 용기로 제공하는 제2 포집라인(142) 및 상기 분석물이 포집된 트래핑 용액을 상기 제1 포집 라인과 제2 포집 라인을 통과하여 분석물질이 농축 포집될 수 있도록 하는 순환펌프(P3)를 포함하는 구성을 가질 수 있다.

이때, 상기 순환펌프는 제1 포집라인 상에 구비되며, 제2 포집라인(142)에 구비되는 게이트 밸브(V5)는 오픈된 상태를 가지며, 다른 라인에 구비되는 게이트 밸브(V1~4, V6, v7)는 잠긴(close) 상태를 갖는다. 여기서, 상기 분석물질을 농축 포집할 수 있는 트래핑 용액의 순환 횟수는 포집하려는 분석물질의 종류나 평균 포함량 등에 따라 실험자에 의하여 적절히 결정될 수 있다.

본 발명에 따른 취출 유닛(10)은 트래핑 용기 내부로 제공되는 트래핑 용액의 수위를 측정하여 제어부(미도시)로 경고 신호를 보내는 레벨 센서(115)들을 더 포함할 수 있다.

다른 예로서, 본 발명의 취출 유닛(10)은 상기 트래핑 용액에 미 포집된 분석물질을 보다 용이하게 트래핑 용액 내에 포집될 수 있도록 하기 위해 상기 트래핑 용기(110) 및 트래핑 튜브(140)를 냉각시키는 냉각부(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 냉각부는 트래핑 용기와 트래핑 튜브의 외각을 감싸는 냉각 코일일 수 있다.

또 다른 예로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 취출 유닛(10)은 상기 트래핑 튜브와 연결된 제2 포집라인(142)의 일단에 구비되며, 상기 제2 포집라인을 통해 트래핑 용기 내부로 제공되는 트래핑 용액을 버블 상태로 형성하는 버블러를 더 포함할 수 있다. 상기 버블러로 미세구멍이 형성된 맴브레인이 사용될 수 있다.

또 다른 예로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 취출 유닛(10)은 상기 트래핑 용기 및 다수의 라인 내에 잔류하는 분석 물질을 세정하기 위해 세정액 공급라인(152)을 통해 세정액을 제공하는 세정액 제공부(150) 및 상기 트래핑 용기 및 복수의 라인들을 세정한 세정액을 배출라인(192)을 통해 외부로 배출하는 배출부를 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 세정액 제공부를 통해 제공되는 세정액은 트래핑 용기, 제1 포집라인, 스프레이, 스프레이 챔버, 트래핑 코일 및 제2 포집라인, 트래핑 용기 및 시료전달 라인(184)을 경유한 뒤에 배출라인(192)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 상기 배출라인에는 세정액이 배출될 때에만 오픈되는 게이트 밸브(V7)가 구비될 수 있다.

상술한 구성을 갖는 취출 유닛(10)은 스프레이와 트래핑 튜브를 적용하여 액체 상태의 분석 시료로부터 분석물질을 보다 효과적으로 실시간 포집할 수 있는 동시에 분석물질의 샘플링 이후 세정액을 트래핑 용기 내에 공급한 후 상기 세정액을 취출 유닛(10)의 분석물이 지나가는 라인들을 경유하여 외부로 배출(drain)시킴으로서 보다 효과적으로 상기 샘플링 장의 분석물의 오염 없이 2차 샘플링 할 수 있다.

즉, 분석 시료가 기체 상태일 경우 상술한 구성요소를 갖는 취출 유닛(10)에 트래핑 용액을 순환시켜 연속적으로 농축 포집함으로서, 종래에 트래핑 용액 내에 분석물질을 측정 가능할 만큼 포집하기 위해서 장시간 포집을 수행하거나 또는 가압 조건 등을 사용하였던 것과는 달리, 아무런 환경이나 조건의 제약을 받지 않고 농축 포집을 수행할 수 있다. 따라서 본 발명은 분석 시료가 일반적인 공기뿐만 아니라 고순도 가스나 케미컬 가스 등의 순도 측정에도 매우 유용하게 사용될 수 있다.

다른 일 실시예로서 상기 분석하고자 하는 분석시료가 액체일 경우 상술한 구조의 취출 유닛은 스프레이(120), 스프레이 챔버(130), 트래핑 튜브(140)의 구성 요소들이 생략될 수 있다. 도면에 도시하지 않았지만, 본 발명의 다른 실시예에 따른 취출 유닛은 트래핑 용액과 분석 물질을 수용하는 트래핑 용기 및 상기 트래핑 용기 내부로 퍼지가스를 제공하여, 상기 퍼지가스에 의해 분석물질이 혼합된 트래핑 용액이 시료전달 라인을 경유하여 상기 인터페이스 유닛 또는 분석 유닛까지 제공되도록 하는 시료 전달부를 포함하는 구조를 가질 수 있다.

또한, 상술한 구성을 갖는 취출 유닛(10)은 위와 반대로 고농축의 시료를 적적한 농도를 갖도록 희석하여 분석 유닛(30)으로 제공할 수 있다.

또한, 상술한 구성을 갖는 취출 유닛(10)은 광범위하게 분포하는 분석 작업 포인트에서 시료를 확보하여 효율적이고 청정하게 시료를 멀리 떨어진 인터페이스 유닛(20) 또는 분석 유닛(30)으로 전달할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 입자 분석 시스템에 적용되는 상기 인터페이스 유닛(20)은 취출 유닛(10)으로부터 시료 샘플을 제공받아 이를 1차 수용하는 공간을 제공하는 시료 샘플 수용부(310), 상기 시료 샘플 수용부에 제공된 시료 샘플을 상기 분석 유닛(30)으로 일정량으로 제공하지 위해 상기 시료 샘플을 일정량 수용될 수 있는 공간을 갖는 시료 샘플 도입부(320), 상기 샘플 도입부의 샘플루프에 시료 샘플이 수용되는 압력 또는 샘플 도입부에 수용된 시료 샘플을 분석 유닛(30)으로 주입되는 압력을 제공하는 압력 제공부 및 상기 시료 샘플이 분석 유닛(30)에 주입된 경우 상기 시료 샘플 수용부(310) 및/또는 샘플 도입부를 세정하기 위해 상기 시료 샘플 수용부(310) 내부로 세정액을 제공하는 세정액 제공부(330) 및 상기 시료 샘플 수용부를 세정한 세정액 및 그 내부에 잔류하는 시료 샘플을 외부로 배출하는 배출부(350)를 포함하는 구성을 갖는다.

시료 샘플 수용부(310)는 취출 유닛(10)로부터 제공되는 시료 샘플을 제공아 일차적으로 수용하는 공간을 갖는다. 일 예로서, 상기 시료 샘플 수용부는 그 상부를 밀폐시키는 캡을 포함하며, 상기 캡을 관통하는 제1 샘플 제공라인(302)을 통해 취출 유닛(10)과 연결된 구조를 갖는다. 다른 예로서, 상기 시료 샘플 수용부는 상기 캡을 관통하는 제2 샘플 제공라인(306)을 통해 또 다른 취출 유닛(10)와 연결될 수 있다. 상기 제1 샘플 제공라인(302)에는 시료 샘플을 샘플 수용부 내부로 전달될 경우 개방되는 게이트 밸브(304)가 구비될 수 있고, 제2 샘플 제공라인(306) 또한 시료샘플이 샘플 수용부로 내부로 전달될 경우 개방되는 게이트 밸브(307)가 구비될 수 있다. 또 다른 예로서, 상기 샘플 수용부는 하나 이상이 구비되어 각각의 취출 유닛(10)과 연결 되어 사용될 수 있다.

구체적으로 상기 시료 샘플 수용부(310)에는 다수의 라인(상부 배출라인(362), 하부배출라인(352), 세정액 제공라인(332), 샘플 제공라인(302,306), 샘플 주입라인(312)들과 연결되어 있으며, 상기 각각의 라인들을 통해 그 내부로 세정액을 제공받거나, 세정액을 배출시키거나, 잔류 시료 샘플을 배출시키거나, 시료 샘플을 상기 시료 샘플 도입부로 제공되는데 적용된다. 이와 같은 시료 샘플 또는 세정액의 이동은 각각의 라인들에 형성된 게이트 밸브(307,304,333,323))의 선택적인 open/close 구동 및 라인에 연결된 펌프(354,325,331)의 동작에 의해 이루어질 수 있다.

일 예로서, 시료 샘플링 분석 시스템은 주로 약액이나 가스 중 메탈 등의 오염 성분을 모니터링하는 것을 목적으로 하지만 공정 중 문제가 발생하는 부분 중에서 약액 성분의 농도 변화를 파악하는 것 또한 매우 중요하다. 따라서, 본 발명의 인터페이스 하부배출라인(352)과 연결되어 하부배출라인을 통해 시료 샘플 수용부(310)에 수용된 시료샘플의 농도를 측정하기 위한 농도 분석유닛(미도시)을 더 포함할 수 있다. 상기 농도 분석 유닛의 농도 측정방식은 광학, 전기화학 방법 등이 적용될 수 있다.

시료 샘플 도입부(320)는 샘플 주입라인(312)을 통해 상기 시료샘플 수용부와 연결되며, 주입위치와 로딩위치를 갖는 스위칭 밸브 타입으로 정량의 샘플을 주입 받는 시료 로딩부(미도시)를 포함한다. 상기 시료 로딩부는 시료 샘플을 주입받는 공간을 갖는 샘플 루프(322)를 포함한다. 또한, 상기 시료 샘플 도입부(320)에서의 시료샘플 로딩(sample loading)은 스위칭 밸브 타입의 샘플 루프(322)를 로딩위치에 위치시킨 후 샘플 도입부에 연결된 펌프(325)의 동작으로 인해 샘플 루프(322)에 시료 샘플을 채움으로서 이루어 질 수 있다. 반대로 샘플의 분석 유닛(30)으로 주입되는 것은 스위칭 밸브 타입의 샘플 루프를 주입위치에 위치시킨 후 캐리어 가스 또는 용액을 샘플 루프(322) 내부로 주입시키므로 그 내부에 채워진 시료 샘플은 캐리어 가스 또는 용액과 함께 분석 유닛(30)에 전달될 수 있다.

압력 제공부는 시료 샘플 도입부(320)의 일단에 연결되고 샘플 루프(322)가 로딩위치에 위치할 경우 샘플 루프 내부의 압력을 낮추어 시료 샘플이 그 내부로 유입되도록 하는 펌프(325)를 포함한다.

세정부는 상기 샘플 수용부를 세정하기 위해 세정액 공급라인(332)을 통해 상기 샘플 수용부 내부로 세정액을 제공하는 세정액 제공부(335) 및 상기 샘플 수용부를 세정한 세정액 및/또는 그 내부에 잔류하는 시료 샘플을 하부 배출라인(352)을 통해 외부로 배출하는 배출펌프(354)를 포함하는 세정액 배출부(350)를 포함한다. 상기 샘플 수용부의 세정은 상기 시료 샘플이 분석 유닛(30)에 주입될 경우 다음 시료 샘플을 오염 없이 제공받기 위해 수행된다.

구체적으로 상기 샘플 수용부의 세정을 수행하기 위한 세정액 제공부(330)은 세정조(335)에 수용된 세정액을 세정액 공급 펌프(331)의 동작과 게이트 밸브(333)의 개방으로 인해 상기 시료 수용부에 정량적으로 공급함으로서 수행될 수 있다. 상기 세정액의 공급량은 상기 샘플 수용부의 일측에 구비되는 레벨 센서(315)에 의해 조절될 수 있다. 이어서, 세정액이 정량 공급되면 상기 세정액 공급 펌프(335)의 동작의 중단과 게이트 밸브(333)를 닫는다. 이어서, 상기 샘플 수용부 내부에 제공된 세정액을 하부 배출라인(352)에 연결된 배출 펌프(354)를 작동시키는 동시에 게이트 밸브(353)를 개방하여 외부로 배출하는 한다. 이러한 세정액의 제공과 배출은 상기 샘플 수용부의 내부의 오염이 없을 때까지 반복 수행할 수 있다.

도면에 도시되지 않았지만, 상기 샘플 수용조의 세정은 세정액을 지속적으로 샘플 수용부 내부로 흘러넘치도록 제공하여 세정 효과가 크게 할 수 있다. 이때, 흘러넘친(Overflow) 세정액은 별도의 배출부으로 빠져나가고, 샘플 수용부에 있는 세정액은 배출펌프를 작동시여 외부로 배출시킬 수 있는 구조를 가질 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 검량 시료 도입부를 갖는 인터페이스 유닛(20)은 도 3에 도시된 인터페이스 유닛(20) 중에서 시료 샘플 도입부(320) 및 압력제공부(352)가 검량 시료 도입부(600)로 치환된 구조를 갖는다. 본 발명의 인터페이스 유닛(20)에 적용되는 상기 검량 시료 도입부(600)는 분석 유닛(30)의 종류에 따라 시료도입 방법이 달라질 경우 시료를 분석 유닛(30)에 정량으로 제공하지 못함으로 인해 발생되는 오류를 수정하기 위해 적용된다.

예를 들어 분석 유닛(30)이 ICP-MS의 경우 네블라이져(nebulizer)를 통해 시료(샘플)을 self aspiration으로 도입하는데 네블라이져 특성에 따라 시료 도입 속도가 달라지고 약액의 농도, 점도 등에 따라 특히 변화가 크다. 이것은 분석 결과에 심각한 영향을 주고 분석 유닛(30)의 안정성을 떨어뜨리는 요소로 작용한다.

일 예로서, 본 발명의 검량 시료 도입부(600)는 시료 샘플을 분석 유닛(30)으로 항상 일정한 속도로 도입하기 위해 크게 시료 샘플 도입부(610)와, 시료의 캘리브레이션을 위한 표준용액 도입부(650)를 포함한다.

시료 샘플 도입부(610)는 시료 샘플이 로딩되는 공간을 갖는 제1 샘플루프(612), 상기 제1 샘플 루프 내부를 압력을 낮추어 시료 샘플이 그 내부로 유입되도록 하는 제1 압력펌프(614), 상기 제1 샘플 루프에 로딩된 시료 샘플이 분석 유닛(30)으로 일정한 속도록 제공될 수 있도록 하는 제1 정량펌프(616), 상기 제1 샘플루프 내에 시료 샘플의 존재 여부를 파악하는 제1 감지센서(618)를 포함하는 구성을 갖는다. 상기 제1 정량펌프의 예로서는 주사기펌프, 다이아프램 펌프, 기어펌프, 피스톤펌프 등을 들 수 있다. 일 예로서, 상기 제1 샘플루프는 인젝션밸브 타입의 시료 로딩부에 포함될 수 있다.

상기 표준용액 도입부(650)는 캘리브레이션을 위한 표준용액이 주입되어 로딩 되는 공간을 갖는 제2 샘플루프(652), 상기 제2 샘플 루프 내부를 압력을 낮추어 표준용액이 그 내부로 유입되도록 하는 제2 압력펌프(654), 상기 제2 샘플 루프에 로딩된 표준용액이 분석 유닛(30)으로 일정한 속도로 제공될 수 있도록 하는 제2 정량펌프(656), 상기 제2 샘플루프 내에 시료 샘플의 존재 여부를 파악하는 제2 감지센서(658)를 포함하는 구성을 갖는다.

상기 제1 정량펌프 또는 제2 정량펌프의 예로서는 주사기펌프, 다이아프램펌프, 기어펌프, 피스톤펌프 등을 들 수 있다. 일 예로서, 상기 제2 샘플루프는 인젝션밸브 타입의 로딩부에 포함될 수 있다.

상기 검량 시료 도입부(600)의 시료 샘플 도입부(610)와 표준용액 도입부(650)는 T자형 라인(660)을 통해 분석 유닛(30)와 연결된 구조를 갖는다. 이로 인해, 상기 시료샘플 도입부에서 분석 유닛(30)으로 제공되는 시료샘플과 상기 표준용액 도입부를 통해 분석 유닛(30)으로 제공되는 표준용액은 T자형 라인(660) 내에서 혼합되어 분석 유닛(30)으로 제공될 수 있다. 이때, 시료샘플의 유량에 따라 분석 유닛(30)으로 제공되는 표준용액의 희석비가 달라질 수 있다.

분석 유닛(30)의 캘리브레이션에 사용되는 표준용액은 극 저농도까지 있는데 이럴 경우 표준용액이 변질되어 측정에 문제를 발생시킨다. 이에 본 발명에서는 검량 시료 도입부(600)를 적용하여 상대적으로 고농도의 표준용액을 다양한 농도로 희석하여 검정곡선 그리고자 아래와 같은 방법을 수행할 수 있다.

먼저, 표준용액을 제2 압력펌프(654)에서 제공되는 압력을 이용하여 제2 샘플 루프 내부에 로딩시킨다.

이어서, 제2 샘플 루프의 위치를 로딩부의 스위칭을 통해 조정한 후 제2 정량펌프(656)를 이용하여 제2 샘플루프 내에 로딩된 표준용액을 분석 유닛(30)과 연결된 T자형 라인(660)으로 도입한다. 이때, 제1 샘플루프 내에 로딩된 시료 샘플은 제1 정량펌프에 의해 분석 유닛(30)과 연결된 T자형 라인으로 함께 제공된다. 이렇게 T자형 라인으로 제공된 표준용액과 시료샘플은 T자형 라인 내에서 혼합되어 분석 유닛(30)으로 도입될 수 있다.

상술한 구성을 갖는 검량 시료 도입부(600)는 상기 분석 유닛(30)으로 제공되는 표준용액과 시료샘플의 혼합용액은 제공되는 표준용액 용액의 유량을 변화시켜 희석비가 달라지는 것을 이용하여 분석 유닛(30)의 캘리브레이션을 진행할 수 있도록 한다. 분석 유닛(30)의 캘리브레이션은 분석 유닛(30)을 이용한 표준용액의 검정곡선의 작성을 가능게 하여 보다 정밀하게 시료 샘플을 분석할 수 있도록 한다.

화학 성분 및 입자를 분석하는 분석 유닛(30)은 상기 제공되는 분석물질에 대하여 화학 성분 측정 및 상기 분석물질에 포함된 입자의 크기 및 분포 분석을 동시에 수행할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 화학 성분 및 입자를 분석하는 분석 유닛(30)은 상기 분무된 분석물질에 대한 시간에 따른 신호세기 값(count per second ; cps 값)을 측정하는 데이터 처리부(400), 상기 시간에 따른 신호세기 값 및 기 설정된 환경 변수를 기초로 하여 입자의 크기 및 분포를 측정하는 입자 크기 및 분포 분석부(420), 및 상기 시간에 따른 신호세기 값 및 기 설정된 검량선 데이터를 기초로 하여 상기 분석물질에 대한 정성 및 정량 분석을 수행하는 화학 성분 분석부(410)를 포함할 수 있다.

데이터 처리부(400)는 질량 분석 방법을 이용하여 시간에 따른 상기 cps 값을 측정할 수 있다. 일반적인 질량 분석 방법은 상기 분석물질의 전하에 대한 질량의 비에 대해 발생되는 신호 신호세기 값을 측정할 수 있지만, 데이터 처리부(400)는 시간에 따른 신호세기 값을 측정할 수 있다. 예를 들어, 데이터 처리부(400)는 일정시간 동안 누적되는 cps 값을 측정할 수 있다.

입자 크기 및 분포 분석부(420)는 상기 시간에 따른 신호세기 값 및 기 설정된 환경 변수를 기초로 하여 상기 분석물질에 포함된 입자의 크기 및 분포를 측정할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 입자 크기 및 분포 분석부(420)는 후술하는 주기 분포법을 이용하여 상기 분석물질에 포함된 입자의 크기 및 분포를 측정할 수 있다. 이와는 달리, 입자 크기 및 분포 분석부(420)은 후술하는 저농도 측정법을 이용하여 상기 분석물질에 포함된 입자의 크기 및 분포를 측정할 수 있다.

또한, 화학 성분 분석부(410)는 상기 시간에 따른 신호세기 값(cps 값), 상기 환경 변수 및 기 설정된 검량선 데이터를 기초로 하여 상기 분석물질에 대한 정성 및 정량 분석을 수행할 수 있다.

예시적인 실시예들에 따른 입자 분석 시스템에 의하면, 질량 분석 방법에 있어서, 시간에 따른 신호세기 값을 이용하여 입자 크기와 분포를 측정할 수 있으므로 입자 크기와 분포 측정의 정확성을 높일 수 있다.

특히, 상기 입자 분석 시스템는 용액 및 기체 상태의 분석물질에 대한 입자 크기와 분포 측정의 정확성 및 재현성을 높일 수 있는 장점이 있다.

또한, 화학 분석 측정 및 입자 크기와 분포 측정을 동시에 수행할 수 있으므로, 온라인(online) 또는 인라인(inline)으로 분석물질에 대한 입자 분석 측정을 수행할 수 있다.

또한, 상기 입자 분석 시스템은 동시 측정을 수행할 수 있으므로, 화학 분석 장치 또는 별도의 입자 크기와 분포 측정 장치를 별도로 구비할 필요가 없고 반도체 제조 공정의 효율성을 증대시킬 수 있으며 공정관리의 경제성과 편의성을 크게 증대시킬 수 있다.

도 6은 취출 유닛을 이용하여 시료를 샘플링하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 7은 분석 유닛을 이용하여 입자 분석하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 2, 도 4, 도 5 및 도 6을 참조하면, 정량의 트래핑 용액을 트래핑 용기에 제공한다(S110).

상기 S110 단계에서는 트래핑 용액 저장부에 수용된 트래핑 용액을 제1 펌프(P1)를 작동시키고, 게이트 밸브(V3)를 개방시킨 이후 제1 트래핑 용액 제공라인(162)을 통해 세정이 완료된 트래핑 용기(110) 내부 제공함으로서 이루어진다.

이어서, 분석 시료 및 트래핑 용액을 스프레이를 이용하여 에어로졸 상태로 혼합 분사시켜 분석 시료에 포함된 분석물질을 상기 에어로졸 상태의 트래핑 용액에 1차 포집시킨다(S120).

상기 S120 단계에서 분석물질을 1차 포집하기 위해서는 먼저 스프레이로 트래핑 용액과 분석 시료를 동시에 각각 제공한다. 여기서, 트래핑 용액은 상기 트래핑 용기(110)에 수용된 트래핑 용액을 순환펌프를 작동시켜 제1 포집라인을 경유하여 스프레이로 제공된다. 분석 시료 도입부에 수용된 분석 시료는 정량펌프의 동작에 의해 분석 시료 제공라인(172)을 통해 스프레이로 제공된다. 상기 스프레이로 제공된 분석 시료와 트래핑 용액은 스프레이에 의해 상기 스프레이 챔버 내부로 에어로졸 상태로 분사되며, 에어로졸 상태의 트래핑 용액은 분석 시료와 접촉되는 면적이 증가되어 상기 에어로졸 상태의 트래핑 용액에는 분석물질이 보다 용이하게 혼합 및 흡수될 수 있다. 즉, 트래핑 용액에 분석물질이 빠른 시간 내에 흡수되는 1차 포집이 이루어진다.

이어서, 분석물질이 1차 포집된 에어로졸 상태의 트래핑 용액과 분석 시료를 트래핑 튜브 내에서 혼합 접촉시켜 상기 트래핑 용액에 분석물질을 2차 포집한다(S130).

상기 S130 단계에서 분석물질의 2차 포집은 분석 시료와 상기 트래핑 용액이 트래핑 튜브(140)의 비선형의 유로를 통과하면서, 에어로졸 상태의 트래핑 용액은 액체 상태의 트래핑 용액으로 형성되며, 상기 분석 시료에 포함된 분석물질과 트래핑 용액의 접촉 및 혼합 기회가 증가되어 분석물질은 트래핑 용액으로 2차 포집될 수 있다.

이어서, 상기 분석물질이 2차 포집된 트래핑 용액과 분석 시료를 트래핑 용기 내부로 제공받아 이를 포집한다(S140).

상기 S140 단계에서 트래핑 용액과 분석 시료는 트래핑 튜브에서 분석물질이 2차 포집된 트래핑 용액과 상기 분석 시료를 제2 포집 라인을 경유하여 상기 트래핑 용기 내부에 제공됨으로서 포집될 수 있다.

일 실시예들에 따른 시료 샘플링 방법에서, 상기 분석 시료가 기체 상태일 일 경우 분석 시료 제공부를 통해 정량의 분석 시료를 별도로 제공받고, 분석물질 포집된 트래핑 용액을 이용하여 상기 제1 단계 내지 상기 제3 단계를 적어도 1회 반복 수행하여 트래핑 용액에 분석물질을 최대한 포집되도록 한다.

구체적으로, 상기 분석 시료가 기체 상태일 일 경우 상기 3) 단계 이후 분석 시료 제공부를 통해 새로이 제공받은 정량의 분석 시료와 S140 단계의 트래핑 용액을 스프레이를 이용하여 에어로졸 상태로 혼합 분사시킴으로서 상기 분석 시료에 포함된 분석물질을 상기 에어로졸 상태의 트래핑 용액에 3차 포집시키는 단계와 상기 분석물질이 3차 포집된 에어로졸 상태의 트래핑 용액과 상기분석 시료를 트래핑 튜브 내에서 혼합 접촉시켜 상기 트래핑 용액에 분석물질을 4차 포집하는 단계 및 상기 분석물질이 4차 포집된 트래핑 용액을 트래핑 용기에 포집하는 단계를 추가적으로 적어도 1회 반복 수행할 수 있다.

또한, 일 실시예들에 따른 시료 샘플링 방법에서, 상기 분석 시료가 기체 상태일 일 경우 상기 트래핑 튜브를 거처 트래핑 용기로 제공된 기체 상태의 분석 시료를 배출시키는 단계를 더 수행할 수 있다.

이후, 상기 분석물질이 마지막으로 포집된 트래핑 용액을 퍼지가스를 이용하여 시료 샘플 제공라인으로 경유하여 인터페이스 유닛까지 제공한다(S150).

이때, 상기 퍼지가스는 상기 트래핑 용액이 시료 샘플 제공라인 및 인터페이스 유닛을 경유하여 트래핑 용액의 손실 없이 멀리 떨어진 분석 유닛(30)까지 함께 공급될 수 있도록 한다.

상기 S150 단계 이후에 상기 트래핑 용기 내에 잔류하는 오염물을 세정하기 위해 상기 트래핑 용기 내부로 세정액을 제공하여 상기 트래핑 용기를 세정하는 단계(S160) 및 상기 트래핑 용기에 수용된 세정액을 상기 시료 샘플 제공라인을 경유하여 외부로 배출시키는 단계를 더 수행할 수 있다.

다른 예로서, 트래핑 용기의 세정 및 세정액의 배출은 정량의 트래핑 용액을 트래핑 용기에 제공하는 S110 단계 이전에 수행하여 취출 유닛(10)의 청정도를 확보할 수 있다.

이러한 시료 샘플링 방법은 가스 또는 액체 상태의 분석 시료로부터 분석물질을 보다 효과적으로 실시간 포집할 수 있는 동시에 분석물질의 샘플링 이후 세정액을 트래핑 용기 내에 공급한 후 상기 세정액을 취출 유닛(10)의 분석물이 지나가는 라인들을 경유하여 외부로 배출(drain)시킴으로서 보다 효과적으로 상기 샘플링 장의 분석물의 오염 없이 2차 샘플링 할 수 있다.

도 2, 도 4, 도 5 및 도 7을 참조하면, 분석 유닛(30)은 취출 유닛(10) 및 인터페이스 유닛(20)을 통하여 분석 물질을 제공받는다(S200).

구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 시료 샘플 수용부(310)에 분석 시료가 수용되어 있으며, 게이트 밸브(323)이 개방되며 펌프(P5)에 의해 상기 분석 시료는 제1 샘플루프(612)에 로드된다.

이후에, 게이트 밸브(323)가 폐쇄되며 펌프(P5)는 작동을 중지하고, 제1 정량펌프(616)에 의해 상기 분석 시료는 일정 유량으로 분석 유닛(30)으로 공급된다.

이어서, 화학 성분 측정 모드 또는 입자의 크기 및 분포 측정 모드를 선택한다(S210).

입자의 크기 및 분포 측정 모드가 선택된 경우, 상기 분무된 분석물질에 포함된 입자의 크기 및 분포 분석을 수행한다(S220).

도 5에 도시된 바와 같이, 화학 성분 및 입자 분석 유닛(30)은 상기 분무된 분석물질에 대한 시간에 따른 신호세기 값(cps 값) 측정하는 데이터 처리부(400), 상기 cps 값 및 기 설정된 환경 변수를 기초로 하여 입자의 크기 및 분포를 측정하는 입자 크기 및 분포 분석부(420), 및 상기 cps 값 및 기 설정된 검량선 데이터를 기초로 하여 상기 분석물질에 대한 정성 및 정량 분석을 수행하는 화학 성분 분석부(410)를 포함할 수 있다.

예를 들어, 화학 성분 및 입자 분석 유닛(30)은 일정 시간(상기 분석 시료가 분석 유닛(30)으로 공급되는 시간) 후에 분석을 진행할 수 있다. 구체적으로, 특정 종의 농도가 설정값 이상으로 검출 시에, 상기 분석 시료를 희석하여 추가 분석을 실시할 수도 있다.

데이터 처리부(400)은 질량 분석 방법을 이용하여 시간에 따른 상기 cps 값을 측정할 수 있다. 일반적인 질량 분석 방법은 상기 분석물질의 전하에 대한 질량의 비에 대해 발생되는 신호인 값을 측정할 수 있지만, 데이터 처리부(400)는 시간에 따른 신호세기 값(cps)을 측정할 수 있다. 예를 들어, 데이터 처리부(400)는 일정시간 동안 누적되는 cps 값을 측정할 수 있다.

입자 크기 및 분포 분석부(420)는 상기 cps 값 및 기 설정된 환경 변수를 기초로 하여 상기 분석물질에 포함된 입자의 크기 및 분포를 측정할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 입자 크기 및 분포 분석부(420)는 주기 분포법을 이용하여 상기 분석물질에 포함된 입자의 크기 및 분포를 측정할 수 있다.

도 8 내지 도 10은 주기 분포법을 이용하여 분석물질에 대한 화학 성분을 분석하는 방법을 설명하기 위한 그래프들이다.

도 8을 참조하면, 밀리리터 당 5.9x1011 내지 7.2x1011 개의 금(Ag) 입자가 증류수에 포함되도록 18 nm 내지 20 nm 범위 이내의 지름을 갖는 금(Ag) 입자들을 증류수에 분산시킨 후, 106 배 희석시켜 입자 크기 및 분포 분석 유닛(30)에 제공하여 3ms 초의 시간 단위로 누적되는 cps 값을 측정할 수 있다. 또한, 바탕세기 값을 고려하여 상기 cps값을 보정할 수 있다.

도 9를 참조하면, 도 8의 결과를 함수변환하여 개수(count)에 대한 빈도(Frequency)의 그래프로 나타낼 수 있다. 예를 들어, cps 값이 26일 때, 빈도의 국소 극대점이 나타났으며 이는 18 nm 내지 20 nm 범위 이내의 지름을 갖는 금(Ag) 입자에 의한 것이다.

도 10을 참조하면, 도 9의 결과를 기초로 하여 바탕세기 값 및 기 설정된 환경변수를 고려하여 계산된 입자의 지름 및 이에 대한 빈도와의 관계를 그래프로 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상기 환경변수는 밀도 및 온도 등 미리 설정된 변수일 수 있다. 지름이 18 nm 내지 32 nm 범위 이내의 지름을 갖는 입자들이 검출되는 것을 알 수 있다.

도 11 내지 도 14는 저농도 측정법을 이용하여 분석물질에 대한 입자의 크기 및 분포도를 분석하는 방법을 설명하기 위한 그래프들이다.

도 11 내지 도 14를 참조하면, 상기 금 입자가 포함된 용액을 더욱 희석시키고, 주입되는 용액 내에 단일입자 분포수준의 용액으로 분산시킨 후, 단일입자에 대해 시간에 대한 신호분포(cps)를 얻는다.

이후에, 표준 금 용액에 대한 검량선 데이터와 비교하여, 측정된 시간의 조건에서 단일 입자에 대한 금 나노원자의 무게를 얻을 수 있으며 환경변수를 더욱 고려하여 입자의 크기를 구할 수 있다.

도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 더욱 희석된 금 나노입자(약 100nm)를 화학 성분 및 입자 분석 유닛(30)에 제공하고, 적분시간을 100 마이크로초 단위의 누적 cps 값을 측정할 수 있다.

도 13에 도시된 바와 같이, 표준 금 용액에 대한 검량선 데이터와 비교하여, 도 11의 결과로부터 금 나노입자의 무게를 알 수 있다.

이러한 상기 과정을 통하여, 각 피크에 해당하는 금 나노입자의 크기를 계산할 수 있으며, 얻어진 모든 신호들에 대하여 크기 분포도를 얻을 수 있다.

도 14에 도시된 바와 같이, 20nm 지름을 갖는 53개의 금 나노입자들을 화학 성분 및 입자 분석부(30)에 제공하여 금 나노입자들의 크기를 측정한 결과, 평균 약 17.45(±2.93)nm의 지름을 갖는 것으로 측정되어, 오차 범위 내에 비교적 정확하게 측정되는 것을 알 수 있다.

도 7을 다시 참조하면, 화학 성분 측정 모드가 선택된 경우, 상기 분무된 분석물질에 대한 성분 분석을 수행한다(S230).

예를 들어, 상기 분석물질에 대한 cps 값을 측정하고, 상기 cps 값을 기초로 하여 상기 분석물질에 대한 정성 및 정량 분석을 수행할 수 있다. 또한, 상기 분석물질에 대한 정량 분석은 기설정된 검량선 데이터를 기초로 하여 상기 분석물질에 대한 정량 분석을 수행할 수 있다.

예시적인 실시예들에 따른 입자 분석 방법에 의하면, 질량 분석 방법에 있어서, 시간에 따른 cps 값을 이용하여 입자 크기와 분포를 측정할 수 있으므로 입자 크기와 분포 측정의 정확성을 높일 수 있다.

특히, 상기 입자 분석 방법은 용액 및 기체 상태의 분석물질에 대한 입자 크기와 분포 측정의 정확성 및 재현성을 높일 수 있는 장점이 있으며 화학 분석 측정 및 입자 크기와 분포 측정을 동시에 수행할 수 있으므로, 온라인(online)으로 분석물질에 대한 입자 분석 측정을 수행할 수 있다.

도 15는 분석 유닛을 이용한 다른 실시예에 따른 입자 분석 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 15에 따른 입자 분석방법은 분석 유닛의 농도 측정장치의 큰 변화없이 상기 분석유닛에서 측정모드의 선택 변화만으로 초극미량 오염물의 농도와 수십나노미터 이하 입자를 동시 측하는 방법이다.

먼저, 분석물질의 시료 샘플을 실시간으로 취출하여 입자 분석 시스템의 분석유닛으로 제공한다.(S300)

이어서, 분석유닛으로 제공된 샘플링된 분석물질을 정성 및 정량 분석한다.(S310)

상기 S310 단계에서 정성 및 정량분석은 분석물질에 어떤 물질이 어느 정도 존재하는지 측정하는 단계로서, 시표 샘플에 존재하는 분석물질의 농도를 측정하는 공정이다. 정량 분석 및 정성분석에 대한 구체적인 설명은 위에서 상세히 설명하였기에 생략한다.

이후, 분석물질의 농도를 확인하여 분석물질을 입자분석을 할것인가 또는 다른 분석물질을 제공받아 상기 S310 단계를 다시 수행할 것인지 판단한다.(S320)

S320 단계에서 농도를 확인하여 분석물질이 특정농도 이상을 갖는 다는 것은 분석물질에 포함된 입자가 필요이상 많이 존재하는 것을 의미하기에 분석물질의 입자 분석 공정을 수행필요가 있는거이다. 이에 반해, 특정 농도 이하를 갖는다는 것은 분석물질에 포함된 특정입자의 존재 가능성이 낮다는 것을 의미하기에 다시 분석물질의 입자 분석 공정을 수행할 필요가 없는 것이다.

이어서, 입자분석이 필요할 것으로 판단될 경우 분석물질의 용매로 희석하여 희석된 분석시료를 마련한다.(S330)

상기 S330 단계에서 희석된 분석시료의 마련은 상기 분석물질의 농도에 따른 용매의 희석비율을 판단한 후 분석물질과 용매를 혼합시킴으로서 수행될 수 있다.

이어서, 희석된 분석시료를 이용하여 분석물질에 존재하는 특정 이온의 개수를 측정한다.(S340)

이후, 측정된 이온의 개수를 이용한 입자 분석방법을 수행하여 분석물질에 존재하는 입자의 크기 및 입자의 분포도를 계산한다.(S350)

상기 S350에서 입자의 크기 및 입자의 분포도의 계산은 도 11 내지 14에 개시된 방법에 따라 수행할 수 있어 구체적인 설명은 생략한다.

이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

S: 분석물질 저장소 10: 취출 유닛
20: 인터페이스 유닛 30: 화학 성분 및 입자 분석 유닛

Claims (23)

1. 분석물질의 시료 샘플을 실시간으로 취출하여 전달하는 취출 유닛;
   취출된 시료 샘플을 제공받아 정량화하는 검량 시료 도입부를 포함하는 인터페이스 유닛;
   정량의 시료 샘플을 제공받아 상기 시료 샘플에 포함된 분석물질에 대한 화학 성분 측정 및 상기 분석물질에 포함된 입자의 크기 및 분포 분석을 수행하는 화학 성분 및 입자 분석 유닛을 포함하는 입자 분석 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 화학 성분 및 입자 분석 유닛은,
   상기 분석물질에 대한 시간에 따른 신호세기 값을 측정하는 데이터 처리부;
   상기 시간에 따른 신호세기 값 및 기 설정된 환경 변수를 기초로 하여 입자의 크기 및 분포를 측정하는 입자 크기 및 분포 분석부; 및
   상기 시간에 따른 신호세기 값 및 기 설정된 검량선 데이터를 기초로 하여 상기 분석물질에 대한 정성 및 정량 분석을 수행하는 화학 성분 분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는 입자 분석 시스템.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 입자 크기 및 분포 분석부는 주기 분포법을 이용하여 입자의 크기 및 분포를 측정하는 것을 특징으로 하는 입자 분석 시스템.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 입자 크기 및 분포 분석부는 저농도 측정법을 이용하여 입자의 크기 및 분포를 측정하는 것을 특징으로 하는 입자 분석 시스템.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 취출 유닛은
   트래핑 용액과 분석 물질을 수용하는 트래핑 용기; 및
   상기 트래핑 용기 내부로 퍼지가스를 제공하여, 상기 퍼지가스에 의해 분석물질이 혼합된 트래핑 용액이 시료전달 라인을 경유하여 상기 인터페이스 유닛까지 제공되도록 하는 시료 전달부를 포함하는 것을 특징으로 하는 입자 분석 시스템.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 취출 유닛은 분석유닛으로부터 멀리 떨어져 있는 는 분석물질 저장소로부터 일정량의 분석물질을 실시간으로 취출하는 것을 특징으로 하는 입자 분석 시스템.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 취출 유닛은,
   트래핑 용액과 분석 시료를 제공받아 에어로졸 상태로 혼합 분사시키는 스프레이;
   상기 분석 시료에 포함된 분석 물질을 상기 에어로졸 상태의 트래핑 용액에 1차 포집되도록 하는 공간을 제공하는 스프레이 챔버;
   상기 스프레이 챔버로부터 에어로졸 상태의 트래핑 용액과 상기 분석 시료를 제공받아 이를 혼합 접촉시켜 상기 스프레이 챔버에서 미 포집된 분석물질을 2차 포집하는 트래핑 튜브;
   상기 트래핑 튜브를 통해 상기 분석물질이 포집된 트래핑 용액을 수용하는 트래핑 용기; 및
   상기 트래핑 용기 내부로 퍼지가스를 제공하여, 상기 퍼지가스에 의해 분석물질 포집된 트래핑 용액이 시료전달 라인을 경유하여 상기 인터페이스 유닛까지 제공되도록 하는 시료 전달부를 포함하는 것을 특징으로 하는 입자 분석 시스템.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 취출 유닛은,
   상기 트래핑 용액에 미 포집된 분석물이 보다 용이하게 포집될 수 있도록 상기 트래핑 용기 및 트래핑 튜브를 냉각시키는 냉각부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입자 분석 시스템.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 취출 유닛은,
   상기 트래핑 용기 내에 잔류하는 오염물을 세정하기 위해 상기 트래핑 용기 내부로 세정액을 제공하는 세정액 제공부 및 상기 트래핑 용기를 세정한 세정액을 외부로 배출하는 배출부를 포함하는 세정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입자 분석 시스템.
10. 제 7 항에 있어서, 상기 취출 유닛, 상기 인터페이스 유닛, 및 상기 화학 성분 및 입자 분석 유닛의 작동을 콘트롤하는 제어부; 및
    상기 트래핑 용기 내부로 제공되는 트래핑 용액의 수위를 측정하여 상기 제어부로 경고 신호를 보내는 레벨 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입자 분석 시스템.
11. 제 7 항에 있어서, 상기 취출 유닛은,
    상기 트래핑 용기에 수용된 분석물질이 포집된 트래핑 용액을 상기 스프레이에 제공하는 제1 포집라인;
    상기 1차 포집라인을 통과한 후 트래핑 코일에서 분석물이 2차 포집된 트래핑 용액을 트래핑 용기로 제공하는 제2 포집라인; 및
    상기 분석물이 2차 포집된 트래핑 용액을 상기 제1 포집 라인과 제2 포집 라인으로 순환하여 분석물질을 농축 포집시키는 순환펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입자 분석 시스템.
12. 제 1 항에 있어서, 상기 인터페이스 유닛은,
    상기 취출 유닛으로부터 시료 샘플을 제공받아 이를 1차 수용하는 공간을 제공하는 샘플 수용부;
    상기 샘플 수용부에 제공된 시료 샘플을 상기 분석 유닛으로 일정량으로 제공하기 위해 상기 시료 샘플을 일정량 수용될 수 있는 공간을 갖는 샘플 도입부;
    상기 샘플 도입부에 시료 샘플이 수용되는 압력 또는 샘플 도입부에 수용된 시료 샘플을 상기 분석 유닛으로 주입되는 압력을 제공하는 압력 제공부; 및
    상기 시료 샘플이 상기 분석 유닛에 주입된 경우 상기 샘플 수용부를 세정하기 위해 상기 샘플 수용부 내부로 세정액을 제공하는 세정액 제공부 및 상기 샘플 수용부를 세정한 세정액 또는 그 내부에 잔류하는 시료 샘플을 외부로 배출하는 배출부를 포함하는 세정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 입자 분석 시스템.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 인터페이스 유닛은,
    상기 샘플 수용부의 하부에 연결된 하부 배출라인과 연결되고, 상기 하부 배출라인을 통해 상기 샘플 수용부에 수용된 상기 시료 샘플을 도입받아 농도를 측정하는 농도 분석부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입자 분석 시스템.
14. 분석물질 저장소로부터 시료 샘플을 실시간으로 취출하는 단계;
    상기 취출된 시료 샘플을 제공받아 상기 시료 샘플을 정량화하는 단계;
    상기 화학 성분 측정 모드가 선택된 경우, 상기 시료 샘플에 포함된 분석물질에 대한 성분 분석을 수행하는 단계; 및
    상기 입자의 크기 및 분포 측정 모드가 선택된 경우, 상기 시료 샘플에 포함된 상기 분석물질에 대한 입자의 크기 및 분포 분석을 수행하는 단계를 포함하는 입자 분석 방법.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 입자의 크기 및 분포 분석을 수행하는 단계는,
    상기 분석물질에 대한 시간에 따른 신호세기 값을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입자 분석 방법.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 입자의 크기 및 분포 분석을 수행하는 단계는,
    상기 시간에 따른 신호세기 값 및 기 설정된 환경 변수를 기초로 하여 주기 분포법으로 입자의 크기 및 분포를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입자 분석 방법.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 입자의 크기 및 분포 분석을 수행하는 단계는,
    상기 시간에 따른 신호세기 값 및 기 설정된 검량선(calibration curve)과 환경 변수를 기초로 하여 저농도 측정법으로 입자의 크기 및 분포를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입자 분석 방법.
18. 제 16 항에 있어서, 상기 분석물질에 대한 성분 분석을 수행하는 단계는,
    상기 분석물질에 대한 시간에 따른 신호세기 값을 측정하는 단계; 및
    상기 시간에 따른 신호세기 값을 기초로 하여 상기 분석물질에 대한 정성 및 정량 분석을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입자 분석 방법.
19. 제 18 항에 있어서,
    상기 분석물질에 대한 정량 분석을 수행하는 단계는 기설정된 검량선 데이터를 기초로 하여 상기 분석물질에 대한 정량 분석을 수행하는 것을 특징으로 하는 입자 분석 방법.
20. 제 14 항에 있어서, 상기 시료 샘플의 실시간으로 취출은 취출 유닛을 이용하는 것을 특징으로하는 입자 분석 방법.
21. 제 14 항에 있어서, 상기 시료 샘플을 정량화는 인터페이스 유닛을 이용하는 것을 특징으로 하는 입자 분석 방법.
22. 시료 샘플을 실시간으로 취출하는 단계;
    상기 취출된 시료 샘플을 제공받아 상기 시료 샘플의 분석물질을 정량 및 정성분석을 수행하는 단계;
    상기 정성분석에 의한 분석물질의 농도를 확인하여 분석물질을 입자분석을 확인하는 단계;
    입자분석이 필요할 것으로 판단될 경우 분석물질을 용매로 희석하여 희석된 분석시료를 마련하는 단계;
    희석된 분석시료를 이용하여 분석물질에 대한 입자의 크기 및 분포 분석을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입자 분석 방법.
23. 제 22 항에 있어서, 상기 분석물질에 대한 입자의 크기 및 분포 분석은
    분석물질에 존재하는 특정 이온의 개수를 측정하는 단계 및 측정된 이온의 개수를 이용한 입자 분석방법을 수행하여 분석물질에 존재하는 입자의 크기 및 입자의 분포도를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입자 분석 방법.

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