DE2805161A1

DE2805161A1 - Anordnung zum messen der elektrischen leitfaehigkeit

Info

Publication number: DE2805161A1
Application number: DE19782805161
Authority: DE
Inventors: Ernst Dr Kuehn; Siegfried Schweikert
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1978-02-08
Filing date: 1978-02-08
Publication date: 1979-08-09

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Anordnung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es sind schon derartige Anordnungen bekannt, wobei die Sonden als Koaxialsonden oder Planarsonden aus ungelochten Blechen ausgebildet sind. Diese Sonden haben aber den Nachteil, daß sie einen schnellen Konzentrationsausgleich des Spülwassers im Gefäß verhindern und daß die Leitfähigkeit davon abhängig ist, ob die Sonde nahebei oder weiter entfernt von den Gefäßwänden in das Gefäß eingetaucht wird.
Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat derlgegenüber den Vorteil, daß durch die Verwendung von gelochten Blechen die Längs- und Querströmung ungehindert vor sich gehen kann, so daß ein vorzüglicher Flüssigkeitsaustausch zwischen Meß- und Hauptvolumen sichergestellt ist. Außerdem läßt sich die Sonde einfach herstellen und es ist möglich eine handelsübliche Meßbrücke anzuwenden. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ist eine vorteilhafte Weiterbildung und Verbesserung der im Hauptanspruch angegebenen Anordnung möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß die Anwendung einer kleineren Mittelplatte zwischen zwei größeren A Xenplatten einen Abschirmungseffekt von Streufeldern mit sich bringt, so daß die Randfeldeffekte gering sind.
Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein Prinzipschaltbild zur Messung der Leitfähigkeit, Fig. 2a eine Seitenansicht auf die Sonde, Fig. 2b eine Aufsicht auf durch die Sonde und Fig. 3 ein für die Sonde verwendetes Lochblech.
Beschreibung der Erfindung Zur Überwachung von Spülprozessen, z.B. in der Halbleiterfertigung wird üblicherweise eine kontinuierliche Messung der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit des Spülwassers herangezogen. In Fig. 1 ist das Prinzipschaltbild der zu diesem Zwecke verwendeten Meßanordnung dargestellt, wobei eine Sonde 2 mit zwei Elektroden 3, 4 in ein Gefäß oder Becken 1 eingetaucht wird, in den das Spülwasser steht oder durch das das Spülwasser mit einer langsamen Strömung fließt. Die Sonde 2 ist an eine Niederfrequenz-lTechselstrombrücke 5 angeschlossen, mit der der Leitwert gemessen wird. Um die absolute elektrische Leitfähigkeit bestimmen zu können, muß der Geometriefaktor der Sonde 2 bekannt sein, der bei günstiger Bauweise der Sonde 2 aus dem Quotienten Fläche durch Abstand berechnet wird und in dem Bereich handelsüblicher Sonden liegt, so daß handelsübliche Meßbrücken verwendet werden können. Es wird eine Messung mit einer Wechselstrombrücke 5 der Messung mit einer Gleichstrombrücke vorgezogen, da die Bildung von elektrochemischen Doppelschichten an den Übergängen Elektroden-Spülwasser, die den Geometriefaktor nachteilig beeinflussen, weitgehend vermieden werden.
Der Aufbau der Sonde 2 ist in den Fig. 2a und 2b dargestellt. Die Sonde 2 weist drei Lochbleche 6, 7, 8 aus Edelstahl auf. Die Löcher der Bleche sind in den Fig. 2a und 2b nicht eingezeichnet. Fig. 3 zeigt aber ein einzelnes Lochblech mit Löchern 9. Die drei Lochbleche 6, 7, 8 sind parallel angeordnet und durch Isolierstücke 10 auf Abstand gehalten. Die Lochbleche 6, 7, 8 sind mit elektrischentAnschlüssen 11, 12, 13 versehen, wobei die beiden äußeren Lochbleche 6, 8 elektrisch zusammengeschaltet sind und damit die eine Elektrode 3 der Sonde 2 bilden. Die zweite Elektrode 4 wird durch das innere Lochblech 7 gebildet, das kleiner als die beiden äußeren Lochbleche 6, 8 ist.
Durch diese Maßnahme wird eine vorteilhafte Abschirmung erreicht, so daß Streufelder keinen großen Einfluß auf die Sonde 2 haben. Dadurch kann die Sonde 2 an beliebigen Stellen in das Becken 1 eingetaucht werden, da durch einen nahen Beckenrand bedingte Randfeldeffekte vernachlässigt werden können. Die Löcher 9 der drei Lochbleche 6, 7, 8 fluchten miteinander, es ist also eine fast ungehinderte Längs- und Querströmung möglich, so daß sich keine toten Winkel" ausbilden können, wo kein Flüssigkeitsaustausch zwischen Meßvolumen und Hauptvolumen des Spülwasser stattfindet. Wegen der offenen Konstruktion und der in den Blechen 6, 7, 8 angebrachten Löcher 9 können keine Gasblasen haften bleiben, so daß der Meßwert nicht verfälscht wird. Die Abmessungen der Sonde 2 werden so gewählt, daß das erfaßte Meßvolumen repräsentativ für das Hauptvolumen des Spülwassers ist.
Bei dem in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel ist die Sonde 2 als Planarsonde ausgebildet. Es ist aber auch denkbar, daß sie als Koaxialsonde ausgeführt ist, wobei zwei Lochbleche ein inneres und ein äußeres, zylindrisch um eine gemeinsame Achse angeordnet sind. Dabei kann das innere Lochblech eine geringere Höhe als das äußere haben.

Claims

Ansprüche 1. Anordnung zum Messen der elektrischen Leitfähigkeit von Spülwasser, insbesondere zur Überwachung von Spülprozessen in der Halbleiterfertigung, die eine in das Spülwasser eingetauchte Sonde aus zwei Elektroden umfaßt, zwischen denen mit einer Niederfrequenz-Wechselstrombrücke der Leitwert gemessen wird, der unter Berücksichtigung des Qeometriefaktors der Elektroden die Leitfähigkeit ergibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (2) durch Lochbleche gebildet wird, die durch Isolierstücke (10) auf Abstand gehalten sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei Lochblech (6, 7, 8) verwendet werden, wobei die beiden äußeren (6, 8) elektrisch zusammengeschaltet sind und die eine Elektrode (3) der Sonde (2) bilden und das innere (7) die andere Elektrode (4).
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Lochblech (7) kleiner als die beiden äußeren Lochbleche (6, 8) ist.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochbleche zylinderförmig ausgebildet sind und koaxial angeordnet sind.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Lochbleche verwendet werden, wobei das innere eine geringere Höhe als das äußere aufweist.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochbleche aus Edelstahl bestehen.