JP2000230894A - 比重測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 測定が簡便で迅速に行えると共に、装置構成
も簡素なもので足りる比重測定装置を提供することを目
的とする。 【解決手段】 この測定セル４内に浮体としてフロート
１３が配置されている。該フロート１３内に鉛や鉄等の
金属球や、プラスチック球などよりなる錘り１４が収容
されている。フロート１３の頂部は着脱可能なキャップ
１５により封止されている。この測定セル４の上方にロ
ードセルを有したロードセル２０が配置されており、糸
２２を介してフロート１３が該変換器２０に懸吊されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は比重測定装置に係
り、特に半導体製造用の研磨剤含有スラリー等の液の比
重を測定するのに好適な比重測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】多層配線ロジックＬＳＩの層間絶縁膜平
坦化技術としてＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishin
g）技術が適用されている。本プロセスで使用する研磨
剤はコロイド状ＳｉＯ₂，酸化セリウムＣｅＯ₂，アルミ
ナＡｌ₂Ｏ₃の微細粒子（数十ｎｍから数μｍ）であり、
その中には、添加薬剤としてｐＨ調整剤（ＫＯＨ，ＮＨ
₄ＯＨ，有機酸，アミン類）、界面活性剤（分散剤）、
酸化剤（Ｈ₂Ｏ₂，ＫＩＯ₃，Ｆｅ（ＮＯ₃）₃）等を混合
して用いるか別途添加して使用される。この濃度管理装
置として、比重管理方式のものは簡易かつ精度の高いも
のである。

【０００３】この方式はＣＭＰ装置へのスラリー供給時
の濃度管理だけでなく、使用したスラリーの回収再使用
時の濃度管理としても使用可能であり、使用するフロー
トの重量を変えることにより上記多種類のスラリー濃度
管理あるいは監視にも適用できる。

【０００４】従来のこの種のスラリーの比重測定装置と
して特開平１０−１２３０４０号公報には、測定セルに
導入路から試料液を導入し、排出路から排出しながら浮
体を試料液中に投入し、その先端に取付けたキャップの
高さを短距離アナログセンサにより測定し、測定結果を
変換ユニットにおいて比重またはこれと等価の濃度等の
値に変換し比重を測定する比重測定装置が開示されてい
る。

【０００５】この比重測定装置では、浮体の上端部に軽
くて白い平板を載せ、この平板の上方に配置された光学
式のアナログセンサから投射した光を該平板で反射さ
せ、この反射光をＰＳＤ（位置検出素子）に受光させて
浮体高さを検出する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の比重測定装置に
あっては、スラリーの種類と濃度に応じて浮体として比
重の異なる複数のものを選択して用いる必要があり、浮
体の数が多くなり、コスト高であると共に、測定に手間
がかかる。また、上記の軽量で白色の平板が必要であ
る。

【０００７】さらに、浮体が深く沈降した際に平板が浮
体ガイドにはさまり、動かなくなる等の不具合もある。

【０００８】本発明は、このような問題点を解決し、測
定が簡便で迅速に行えると共に、装置構成も簡素なもの
で足りる比重測定装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の比重測定装置
は、試料液の導入路を有する測定セルと、該測定セルに
導入された試料液に投入される浮体と、該浮体と連絡部
材で連絡されたロードセルとからなることを特徴とする
ものである。

【００１０】かかる本発明の比重測定装置を用いてスラ
リー等の試料液の比重を測定するには、導入路から試料
液を測定セル内に導入し、該セル内において浮体に試料
液比重に応じた浮力を与える。この浮体に連絡部材を介
して連絡されたロードセルによって浮体の重量を測定
し、浮体の比重を求める。

【００１１】本発明の装置は、半導体製造用の研磨剤含
有スラリーの比重測定に用いるのに極めて好適である。
即ち、研磨剤は水中でマイナスチャージであり、コロイ
ド状に分散懸濁している。これらの量が変化することに
より密度が変化するので、これを比重の変化として捉え
ることができる。実験の結果、研磨剤スラリー濃度とロ
ードセルによる測定濃度との間には相関があり、従っ
て、半導体製造用の研磨剤スラリー濃度管理を比重で管
理できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して実施の形態
について説明する。図１は第１の実施の形態に係る比重
測定装置の模式的な縦断面図である。

【００１３】測定液は配管１、バルブ２を介して測定セ
ル４の導入口３から該測定セル４内に導入される。な
お、この配管１のバルブ２の下流側にはバルブ６を有し
た純水導入用配管５が接続されている。測定セル４の底
部の排液口９にはバルブ８を有したドレン排出用配管７
が接続されている。なお、測定セル４は例えば透明なポ
リ塩化ビニル、アクリル等にて構成されている。

【００１４】該測定セル４上部からオーバーフローした
液を受けるように測定セル４の上部の外周面に液受器１
０が配置されており、該液受器１０の排液口１１に配管
１２が接続されている。

【００１５】この測定セル４内に浮体としてフロート１
３が配置されている。このフロート１３は例えばポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、フッ素樹脂
などスラリーが付着しにくい疎水性プラスチックにて構
成される。

【００１６】該フロート１３内に鉛や鉄等の金属球や、
プラスチック球などよりなる錘り１４が収容されてい
る。フロート１３の頂部は着脱可能なキャップ１５によ
り封止されている。

【００１７】この測定セル４の上方にロードセル（例え
ば、ひずみゲージ式変換器）２０が配置されている。こ
のロードセル２０は、５０ｇｆ程度の測定用のものが好
ましいが、５〜１００ｇｆ負荷のものが使用できる。該
ロードセル２０は、横方向に延出するロッド２１を備え
ており、該ロッド２１に対し連絡部材としてのポリエチ
レン等よりなる糸２２を介してフロート１３が懸吊され
ている。なお、糸の代わりにスタットネジなどを用いて
も良い。

【００１８】このロードセル２０はベース２４上に設置
されている。ベース２４は支壁２７に対しブラケット２
５及び零点調整用ネジ２６を介して上下方向位置調整可
能に支持されている。

【００１９】ベース２４には、ロッド２１が過度に下方
に変形することを防止するための過負荷ストッパ２３が
設けられている。

【００２０】このように構成された比重測定装置にあっ
ては、配管５から測定セル４内に純水を導入し、零点を
調整する。この零点調整は、零点調整用ネジ２６と計装
用コンディショナー（図示せず）の調整によりロードセ
ル２０の出力が４ｍＡとなるようにする。また、試料液
をセル４内に導入し、比重計との比較によりスパン調整
を行う。

【００２１】フロート１３内の錘り１４はスラリー等の
試料液の比重に応じて入れる。

【００２２】比重測定を行うには、上記の零点調整を行
った後、配管１から測定セル４内に試料液を導入し、次
いで試料液の供給を停止し静止させる。そして、ロード
セル２０の出力から比重を求める。比重値は計装用コン
ディショナにて現場表示すると共に、制御システム全体
にも数値表示できるようにするのが好ましい。

【００２３】スラリーの比重測定時以外のときには測定
セル４内のスラリーを配管７から排出した後、測定セル
４内に配管５から純水を導入し、フロート１３等へのス
ケール付着を防止すると共に、付着物を洗い落とす。

【００２４】図２は、第２の実施の形態に係る比重測定
装置の概略的な縦断面図であり、フロート１３の代わり
に浮体としてフッ素樹脂、ポリ塩化ビニル等の合成樹脂
よりなる錘体３０が糸（細いスタッドボルトでもよ
い。）２２によって懸吊され、液中に浸漬されている。
その他の構成は、ベース２４を支壁２７に固定したこと
以外は図１の比重測定装置と同様であり、同一符号は同
一部分を示している。この比重測定装置によっても図１
の比重測定装置と同様にロードセル２０の出力に基づい
てスラリー等の試料液の比重が測定される。

【００２５】なお、錘体３０は直径１０〜２５ｍｍ、重
さがロードセル２０の負荷の約１／２（通常は２０〜４
０ｇ）のフッ素樹脂製のものが好ましいが、球状に限ら
ず円柱状や角柱状等であってもよい。

【００２６】本発明の比重測定装置は、スラリーの比重
測定のほか、限外濾過膜や精密濾過膜の濾過濃縮液の測
定及び管理等にも用いることができる。

【００２７】

【発明の効果】以上の通り、本発明によると簡易な構成
の装置によって種々の比重範囲の試料液の比重を簡便か
つ高精度に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態に係る比重測定装置の概略的
な縦断面図である。

【図２】第２の実施の形態に係る比重測定装置の概略的
な縦断面図である。

【符号の説明】

４ 測定セル １３ フロート １４ 錘り ２０ ロードセル ２２ 糸 ２６ 零点調整用ネジ ３０ 錘体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料液の導入路を有する測定セルと、 該測定セルに導入された試料液に投入される浮体と、 該浮体と連絡部材で連絡されたロードセルと、からなる
   ことを特徴とする比重測定装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、試料液が半導体製造
   用の研磨剤含有スラリーであることを特徴とする比重測
   定装置。