JP2003279524A - 絶縁性流動体の計測装置、純度制御装置、混合度制御装置 - Google Patents
絶縁性流動体の計測装置、純度制御装置、混合度制御装置Info
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Abstract
等を正確に計測し、制御することを可能とする。 【解決手段】 絶縁樹脂製の流路1aの静電容量の変化
を検出する第1,第2,第3センサーユニット19,2
1,23と、流路1aを流れる超純水の純度を判断する
ために流路1aの基準の静電容量の変化を予め記憶する
メモリ41と、検出した静電容量の変化と記憶した静電
容量の変化とを比較して流路1aを流れる超純水の純度
を計測し、該純度を制御する。
Description
性流動体の純度、混合割合等を計測することのできる絶
縁性流動体の計測装置、及び計測結果に基づき絶縁性流
動体の純度を制御する純度制御装置、計測結果に基づき
絶縁性流動体の混合割合を制御する混合度制御装置に関
する。
して、例えば図10に示すようなものがある。この図1
0では、管体201に電極203,205を差し込み、
管体201内を流れる流動体207の流動状態を判断す
る。流動状態の判断は、電極203,205によって管
体201内の導電率を検出し、流動体207と微小異物
209との導電率の相違を検出することにより行ってい
る。この判断結果により、管体201内を流動する流動
体207に対する微小異物211の混入を判断し、微小
異物211の混在した流動体207を分岐廃出するなど
して微少異物211の混在しない流動体207を取り出
すようにしている。
図10のような装置では、絶縁性流動体に対する絶縁性
微小異物の混入を判断することができないという問題が
あった。
純水が用いられ、洗浄後排出された超純水は再生されて
繰り返し使用されている。前記洗浄後に排出された超純
水は、半導体シリコンウエハの微小な欠片を含んでい
る。この半導体シリコンウエハの微小な欠片を含む超純
水をそのまま洗浄に再利用すると、半導体シリコンウエ
ハの表面を傷つけてしまい、歩留まりが低下する。この
ため、フィルタを用いて前記欠片を除去し、洗浄後に排
出された超純水の再生を行っている。再生された超純水
は半導体シリコンウエハの洗浄に再利用される前にセン
サにより微小な欠片の混入が検査される。微小異物の混
入が検出されると再びフィルタに通される等して前記欠
片の混入のない超純水のみが再利用される。
エハの微小な欠片は共に絶縁性物質のため、前記図10
のような導電率の測定では超純水に対する半導体シリコ
ンウエハの微小な欠片の混入を検出することはできなか
った。
するために研磨剤(スラリー液)が使用されている。こ
のスラリー液は、超純水にアルミナセラミックの一種で
ある「シリカ」の微粒子(数mミクロン粒)を混在させ
たものである。このスラリー液は、超純水に対する「シ
リカ」の微粒子濃度が低ければ鏡面仕上げを十分に行う
ことができず、逆に濃度が高ければマスクパターンを傷
つけてしまうものとなる。従って、スラリー液の濃度管
理は極めて重要なファクターである。しかし、超純水及
び「シリカ」の微粒子は共に絶縁性物質のため、前記図
10のような導電率の測定では超純水に対する「シリ
カ」の微粒子濃度を検出することはできなかった。
用され、超純水での洗浄の場合と同様の理由で、半導体
シリコンウエハの研磨に再利用される前にセンサにより
微小な欠片の混入が検査され、前記欠片の混入のないス
ラリー液のみが再利用される。しかし、前記同様の理由
により前記図10のような導電率の測定では半導体シリ
コンウエハの微小な欠片の混入を検出することはできな
かった。
ターなどを利用した測定器も利用されているが、何れも
精度が低く、半導体シリコンウエハの歩留まり向上には
至っていなかった。
度、混合割合等を正確に計測することのできる絶縁性流
動体の計測装置、及び計測結果に基づき絶縁性流動体の
純度を制御する純度制御装置、計測結果に基づき絶縁性
流動体の混合割合を制御する混合度制御装置の提供を課
題とする。
の静電容量の変化を検出する静電容量センサと、前記流
路を流れる絶縁性流動体の割合を判断するために該流路
の基準の静電容量の変化を予め記憶する基準値記憶手段
と、前記検出した静電容量の変化と記憶した静電容量の
変化とを比較して前記流路を流れる絶縁性流動体の割合
を計測する割合計測手段とよりなることを特徴とする。
流動体の計測装置であって、前記静電容量センサは、前
記流路に対し絶縁状態で周回状の導電性金属泊製の測定
電極及びグランド電極を備えたことを特徴とする。
流動体の計測装置であって、前記グランド電極は、前記
測定電極よりも細く形成され、両者が交互に配置された
ことを特徴とする。
絶縁性流動体の計測装置であって、前記測定電極及びグ
ランド電極は、流動方向に沿って螺旋状に巻かれている
ことを特徴とする。
に記載の絶縁性流動体の計測装置であって、前記割合計
測手段は、前記流路を流れる絶縁性流動体の純度を計測
することを特徴とする。
に記載の絶縁性流動体の計測装置であって、前記割合計
測手段は、前記流路を流れる絶縁性流動体の混合割合を
計測することを特徴とする置。
流動体の計測装置であって、前記静電容量センサの上流
側に前記流路を流れる絶縁性流動体に混在する異物を除
去するための異物除去フィルタを備えると共に該異物除
去フィルタの下流側に前記絶縁性流動体の取出口及び分
岐口を備え、前記絶縁性流動体の流れを前記取出口及び
分岐口の何れかへ切り換える調整手段を備え、前記純度
の計測値が設定値内であるとき前記絶縁性流動体を前記
取出口側へ流し、前記純度の計測値が設定値外であると
き前記絶縁性流動体を前記分岐口側へ流すように前記調
整手段を制御する制御手段を備えたことを特徴とする。
流動体の計測装置であって、少なくとも2種の絶縁性流
動体を混合して前記流路に流す混合手段を備えると共に
該混合手段の下流側に前記前記絶縁性流動体の取出口及
び分岐口を備え、前記絶縁性流動体の流れを前記取出口
及び分岐口の何れかへ切り換える調整手段を備え、前記
混合割合の計測値が設定値内であるとき前記絶縁性流動
体を前記取出口側へ流し、前記混合割合の計測値が設定
値外であるとき前記絶縁性流動体を前記分岐口側へ流す
ように前記調整手段を制御する制御手段を備えたことを
特徴とする。
体を流し、静電容量センサによって流路の静電容量の変
化を検出することができる。基準値記憶手段では、流路
を流れる絶縁性流動体の割合を判断するために該流路の
基準の静電容量の変化を予め記憶することができる。割
合計測手段では、前記検出した静電容量の変化と記憶し
た静電容量の変化とを比較して前記流路を流れる絶縁性
流動体の割合を計測することができる。
微小異物との割合や2種以上の絶縁性流動体の混合割合
等を的確に計測することができる。
果に加え、前記静電容量センサは、前記流路に対し絶縁
状態で周回状の導電性金属泊製の測定電極及びグランド
電極を備えたため、流路内の絶縁性流動体に対する絶縁
性の微小異物の割合や2種以上の絶縁性流動体の混合割
合等をより的確に計測することができる。
果に加え、前記グランド電極は、前記測定電極よりも細
く形成され、両者が交互に配置されたため、流路内の絶
縁性流動体に対する絶縁性の微小異物の割合や2種以上
の絶縁性流動体の混合割合等をより的確に計測すること
ができる。
果に加え、前記測定電極及びグランド電極は、流動方向
に沿って螺旋状に巻かれていることによって、流路内の
絶縁性流動体に対する絶縁性の微小異物の割合や2種以
上の絶縁性流動体の混合割合等をより的確に計測するこ
とができる。
かの発明の効果に加え、前記割合計測手段により、前記
流路を流れる絶縁性流動体の純度を正確に計測すること
ができる。
かの発明の効果に加え、前記割合計測手段により、前記
流路を流れる絶縁性流動体の混合割合を正確に計測する
ことができる。
果に加え、前記静電容量センサの上流側に前記流路を流
れる絶縁性流動体に混在する異物を除去するための異物
除去フィルタを備えると共に該異物除去フィルタの下流
側に前記絶縁性流動体の取出口及び分岐口を備え、前記
絶縁性流動体の流れを前記取出口及び分岐口の何れかへ
切り換える調整手段を備え、前記純度の計測値が設定値
内であるとき前記絶縁性流動体を前記取出口側へ流し、
前記純度の計測値が設定値外であるとき前記絶縁性流動
体を前記分岐口側へ流すように前記調整手段を制御する
制御手段を備えたため、純度の計測値が設定値内である
絶縁性流動体のみを的確に取り出すことができる。
に加え、少なくとも2種の絶縁性流動体を混合して前記
流路に流す混合手段を備えると共に該混合手段の下流側
に前記前記絶縁性流動体の取出口及び分岐口を備え、前
記絶縁性流動体の流れを前記取出口及び分岐口の何れか
へ切り換える調整手段を備え、前記混合割合の計測値が
設定値内であるとき前記絶縁性流動体を前記取出口側へ
流し、前記混合割合の計測値が設定値外であるとき前記
絶縁性流動体を前記分岐口側へ流すように前記調整手段
を制御する制御手段を備えたため、混合割合の計測値が
設定値内である絶縁性流動体のみを的確に取り出すこと
ができる。
第1実施形態に係り、絶縁性流動体の純度制御装置の全
体概略図である。図1のように、管体1は、本実施形態
において絶縁性流動体として、例えば半導体シリコンウ
エハ洗浄用の超純水を内部側の流路1aに流し、配送す
る構成となっている。
材、例えば塩化ビニル等の絶縁樹脂製のパイプにより形
成されている。但し、管体1は、後述する第1,第2,
第3センサユニット19,21,23に対応する部分で
のみ絶縁性樹脂等の絶縁材で形成することもできる。ま
た、前記絶縁材としては、石英ガラス等を用いることも
こともできる。
続され、同他端の端末には取出口7が設けられている。
この管体1の取出口7側には、分岐口である第1,第2
分岐口9,11が設けられている。この第1,第2分岐
口9,11には、第1,第2分岐管13,15が接続さ
れている。この第1,第2分岐管13,15は、回収タ
ンク17に接続されている。この回収タンク17は、前
記再生装置5に接続されている。前記回収タンク17に
は、前記取出口7から取り出されて半導体シリコンウエ
ハを洗浄した後の超純水を回収するようになっている。
出する静電容量センサとして第1、第2,第3センサー
ユニット19,21,23が上流側から順に設けられて
いる。各第1,第2,第3センサーユニット19,2
1,23により、流路1aの静電容量の変化を検出する
ことができる。前記第2センサーユニット21は、前記
管体1の第1分岐口9の上流側に備えられ、前記第3セ
ンサーユニット23は、前記管体1の第2分岐口11の
上流側に備えられている。
3の上流側には、異物除去フィルタ25が備えられてい
る。この異物除去フィルタ25は、前記流路1aを流れ
る超純水に混在する異物として、例えば半導体シリコン
ウエハの微小な欠片を除去するためのものである。
体である超純水の流れを前記取出口7及び分岐口である
第1,第2分岐口9,11の何れかへ切り換える調整手
段として第1,第2,第3電磁開閉バルブ27,29,
31が備えられている。
口7側で前記第2分岐口11の後流側に備えられてい
る。この第1電磁開閉バルブ27を開けると、管体1の
取出口7から超純水が取り出され、第1電磁開閉バルブ
27が閉じられると、取出口7からの超純水の取り出し
が停止される。
分岐管13に備えられ、前記第3電磁開閉バルブ31
は、前記第2分岐管15に備えられている。前記第1,
第3電磁開閉バルブ27,31が閉じられているときに
第2電磁開閉バルブ29が開けられると、管体1の流路
1aから第1分岐管13を介して回収タンク17に超純
水が排出される。前記第1,第2電磁開閉バルブ27,
29が閉じられているときに第3電磁開閉バルブ31が
開けられると、管体1の流路1aから第2分岐管15を
介して回収タンク17に超純水が排出される。前記第1
電磁開閉バルブ27が開けられ第2,第3電磁開閉バル
ブ29,31が閉じられると、管体1の流路1aから回
収タンク17への超純水の排出は停止される。
9,21,23の検出信号は、信号処理回路33を介し
て制御装置35に入力されるようになっている。この制
御装置35には、基準値37として、前記第1、第2,
第3センサーユニット19,21,23と同様のセンサ
ーユニットにより検出された流路1aの基準の静電容量
の変化が前記信号処理回路33を介して入力されてい
る。
流路1aを流れる超純水が気体(泡)及び半導体シリコ
ンウエハの欠片の異物を含まない高純度のときのもの
(第1基準値)、超純水が気体(泡)を含むときのもの
(第2基準値)、超純水が半導体シリコンウエハの欠片
を含むときのもの(第3基準値)を予め検出したものと
している。なお、この基準値は、必要により種々設定す
ることができる。
oprocessing Unit)39によって演算部が構成され、
メモリ41等を備えている。前記演算部はDSP(Digi
talSignal Processor)等によって構成することもでき
る。
憶されている。本実施形態においてメモリ41は、基準
値記憶手段を構成している。すなわち、メモリ41に
は、流路1aを流れる絶縁性流動体としての超純水の割
合を判断するために該流路1aの基準の静電容量として
第1,第2,第3基準値の変化が予め記憶されている。
量の変化と後述するように前記メモリ41で記憶した静
電容量の変化とを比較して前記流路1aを流れる絶縁性
流動体の割合を計測する割合計測手段を構成している。
が検出する静電容量の変化と第1,第2,第3基準値と
の比較により、流路1aを流れる超純水に気体(泡)及
び半導体シリコンウエハの欠片がどれだけ含まれている
かの割合を計測することができる。また、前記第2セン
サーユニット21が検出する静電容量の変化と前記第
1,第2基準値との比較により、流路1aを流れる超純
水に気体(泡)がどれだけ含まれているかの割合を計測
することができる。前記第3センサーユニット23が検
出する静電容量の変化と第1,第3基準値との比較によ
り、流路1aを流れる超純水に半導体シリコンウエハの
欠片がどれだけ含まれているかの割合を計測することが
できる。かかる計測により、制御装置35は、本実施形
態において流路1aを流れる絶縁性流動体としての超純
水の純度を計測している。
値が設定値内であるとき前記絶縁性流動体としての超純
水を前記取出口7側へ流し、前記純度の計測値が設定値
外であるとき前記絶縁性流動体としての超純水を前記分
岐口としての第1,第2分岐口9,11側へ流すように
前記第1,第2,第3電磁開閉バルブ27,29,31
を制御する制御手段を構成している。このため、前記制
御装置35には、駆動回路43を介して前記第1,第
2,第3電磁開閉バルブ27,29,31が接続されて
いる。
5,表示パネル47,環境センサ49,データ転送イン
ターフェース51が接続されている。
9,21,23は、例えば図2〜図4のようになってい
る。
ット19,21,23及びその周辺を示す拡大断面図で
ある。図3は図2のSA−SA矢視における拡大断面図
である。図4は図2の一部をさらに拡大して示す要部拡
大断面図である。なお、第1、第2,第3センサーユニ
ット19,21,23は同一構成であり、第1センサー
ユニット19を説明し、第2,第3センサーユニット2
1,23の説明は省略する。
としての第1センサーユニット19は、前記流路1aに
対し絶縁状態で周回状の導電性金属泊製の測定電極及び
グランド電極として電極55を備えたものである。
1の外側に装着された装着用円筒53に周回状に巻き付
けられている。前記装着用円筒53は、本実施形態にお
いて、絶縁材、例えば塩化ビニル製のパイプで形成され
ている。但し、装着用円筒53は、絶縁性であれば良
く、石英ガラス、その他の絶縁材で形成することもで
き、樹脂モールドによって形成することもできる。この
装着用円筒53は管体1の外周面に密に嵌合している。
この嵌合は、接着剤などで固定することもできる。この
ように、例えば塩化ビニル製のパイプの装着用円筒53
を用いることで、第1センサーユニット19を管体1に
対しアッセンブリとして一体に取り扱うことができ、管
体1への取り付けも容易に行うことができる。
であり、その具体的構成は後述する。電極55の外側
は、絶縁材57で密に覆われ、その外側にシールド材5
9が設けられている。前記絶縁材57は、本実施形態に
おいて塩化ビニル製のパイプで形成されている。但し、
絶縁材57は、石英ガラス等で形成することもでき、樹
脂モールドによって形成することもできる。
てアルミパイプによって形成されている。シールド材5
9は、絶縁材57の外面に密に嵌合している。シールド
材59の両端部には端部シールド材61a,61bが固
着されている。端部シールド材61a,61bは、本実
施形態によってアルミニウムによって形成されている。
4のように貫通孔63が設けられ、前記電極55の配線
65が外部に引き出されている。端部シールド材61a
と配線65との間には、例えば樹脂モールド67が施さ
れている。配線65の端部には、図2,図5のように接
続用のコネクタ68が設けられている。
なっている。図5においては、塩化ビニル製パイプの装
着用円筒53に電極55を螺旋状に巻き付けた状態を一
点鎖線で示し、電極55の展開状態を実線で示してい
る。図5のように、電極55は測定電極69と、グラン
ド電極71とからなっている。両電極69,71ともに
銅箔により展開状態で略平行四辺形帯状に形成されてい
る。両電極69,71の短辺の長さ(図5の実線図示の
右端又は左端の上下方向の長さ)は、両電極69,71
間の後述する隙間73を加えて、装着用円筒53の外周
長さとほぼ一致している。
も細く形成されている。測定電極69、グランド電極7
1は装着用円筒53の外周面に一点鎖線図示のように流
動方向に沿って螺旋状に巻き付けられ、接着などにより
固定されている。巻き付け回数は、本実施形態において
装着用円筒53の外周面をほぼ3周する程度である。但
し、電極69,71により管体1の全周に渡って静電容
量の変化が検出できる限り、巻き付け回数は任意に選択
できるものである。装着用円筒53に巻き付けた両電極
69,71の間には、隙間73が設けられている。
筒53に巻き付け状態において両者が交互に配置された
構成となっている。この巻き付け状態において、隣接す
る測定電極69相互は、短絡点AB間において短絡接続
されている。前記グランド電極71は、巻き付け状態に
おいて短絡点CD間において短絡接続されている。電極
55の図5の巻き付け状態において、短絡点A,B,
C,Dの位置は、便宜的に同一面側に同時に示している
が、実際の短絡点A,B,C,Dの位置は展開状態の位
置で示される箇所にある。
極55Aと同様な構成の電極配置となっている。すなわ
ち図5の電極55は、図6のような電極55Aにおける
点A1,B1,C1,D1に前記短絡点A,B,C,D
が位置的に対応し、電極55では略平行四辺形帯状の電
極69,71及び前記短絡点A,B,C,Dでの短絡接
続とにより装着用円筒53の外面に螺旋状に巻き付ける
ことができるようにしたものである。
構成にすることも勿論可能である。図6では、電極55
Aが測定電極69Aとグランド電極71Aとを装着用円
筒53の外面全周に周回状に巻き付けるものである。但
し、図5の電極55のように装着用円筒53の外面に螺
旋状に巻き付ける場合は、流路1aの静電容量の変化を
より的確かつ容易に検出することができる。
絶縁性流動体の純度制御装置の概略ブロック図を示して
いる。第1,第2,第3センサーユニット19,21,
23、発振回路75、周波数電圧変換回路77、A/D
変換回路79、MPU39は、絶縁性流動体の計測装置
83を構成している。この絶縁性流動体の計測装置83
に駆動回路43、制御バルブ85を加えて絶縁性流動体
の純度制御装置87を構成している。この場合、制御バ
ルブ85は、図1の第1,第2,第3電磁開閉バルブ2
7,29,31で構成されている。
9,21,23が静電容量の変化を検出すると、発振回
路75から静電容量の変化に対応した周波数変化として
周波数電圧変換回路77に入力される。周波数電圧変換
回路77では、入力された周波数変化を電圧変化に変換
し、A/D変換回路79に入力する。A/D変換回路7
9では、入力された電圧変化をディジタル信号の2進数
数値に置き換え、MPU39へ入力する。MPU39で
は、検出により入力された静電容量の変化と前記基準値
37としての静電容量の変化とが比較される。
前記第1センサーユニット19の箇所で前記流路1aを
流れる超純水に気体(泡)及び半導体シリコンウエハの
欠片がどれだけ含まれているかの割合を計測する。ま
た、前記第2センサーユニット21の箇所で流路1aを
流れる超純水に気体(泡)がどれだけ含まれているかの
割合を計測する。さらに、前記第1センサーユニット1
9の箇所で流路1aを流れる超純水に半導体シリコンウ
エハの欠片がどれだけ含まれているかの割合を計測す
る。
が流動し、取出口7まで配送されるとき、第1,第2,
第3センサーユニット19,21,23において流路1
aの静電容量の変化が検出される。
1の箇所で気体(泡)が検出されたときは、MPU39
から駆動回路43を介し、第1,第2,第3電磁開閉バ
ルブ27,29,31に信号が送られる。このとき、第
1,第3電磁開閉バルブ27,31は閉、第2電磁開閉
バルブ29は開とされ、気体(泡)を含んだ超純水が第
1分岐管13を通り、回収タンク17に排出される。
3の箇所で半導体シリコンウエハの欠片が検出されたと
きは、同様の制御により第1,第2電磁開閉バルブ2
7,29は閉、第3電磁開閉バルブ31は開とされ、半
導体シリコンウエハの欠片を含んだ超純水が第2分岐管
15を通り、回収タンク17に排出される。
3の箇所で半導体シリコンウエハの欠片が検出されない
ときは、同様の制御により第2,第3電磁開閉バルブ2
9,31は閉、第1電磁開閉バルブ27は開とされ、半
導体シリコンウエハの欠片等の異物を含まない高純度の
超純水が取出口7から取り出される。
度の超純水により半導体シリコンウエハを洗浄すること
ができる。これにより、半導体シリコンウエハを洗浄時
に傷つけることが無くなり、製品の歩留まりを著しく向
上させることができる。
は、前記回収タンク17に回収される。回収タンク17
からは、再生装置5に送られ、ここで超純水から半導体
シリコンウエハの欠片等を取り除く再生処理が施され
る。再生された超純水は、前記管体1の一端3から、流
路1aに再度送られる。
1の検出結果の比較により、異物除去フィルタ25が、
正常に働いているか否かを検出することができる。この
検出により異物除去フィルタ25の交換等のメンテナン
スを的確に行うことができる。
体シリコンウエハの洗浄に繰り返し使用される。
態を非接触で検出することができるため、電極の腐蝕な
ども起こることはなく、流路1aを流動する超純水の純
度を高度に保つことができる。
たらすため、検出結果を積分する必要はなく、演算量が
少なく迅速かつ的確な制御を行うことができ、また装置
も小型化することができる。
するため、磁場の影響を受けにくく、例えば第1,第
2,第3電磁開閉バルブ27,29,31に近接した位
置に第2,第3センサーユニット21,23を設けるこ
とも可能であり、設計自由度を広げることができる。
形例を示している。なお、図8において、図7と対応す
る構成部分には同符号を付して説明する。図8の絶縁性
流動体の純度制御装置87Aでは、前記A/D変換回路
79及びMPU39に代えて、電圧比較回路89、基準
電圧発生回路91を設けている。
ト19,21,23、発振回路75、周波数電圧変換回
路77、電圧比較回路89、基準電圧発生回路91が絶
縁性流動体の計測装置83Aを構成している。
89において比較すべき基準電圧を発生するもので、設
定すべき基準値37の静電容量の変化に対応した基準電
圧が発生される。従って、基準電圧発生回路91は、本
実施形態において基準値記憶手段を構成している。
電圧が電圧比較回路89へ送られ、検出された静電容量
の変化に応じた電圧変化と比較され、比較結果に応じて
駆動回路43を介し制御バルブ85(27,29,3
1)に信号が出力される。
に静電容量の変化の比較により、第1,第2,第3電磁
開閉バルブ27,29,31が制御され、高純度の超純
水を取出口7から取り出すことができる。
第3電磁開閉バルブ31を設ける構成にしたが、第1電
磁開閉バルブ27を3方弁とし、該3方弁に第2分岐管
15を接続することもできる。この3方弁を制御装置3
5による電気的な切り替え制御で切り替え、管体1から
取出口7側への流れと回収タンク17側への流れとに切
り替えることができる。
1,第2,第3センサーユニット19,21,23を嵌
合させるようにしたが、装着用円筒53,57、シール
ド材59等を軟質なものとすれば、管体1にコーナー部
があっても容易に嵌合させることができ、またコーナー
部に取り付けることも可能である。かかる場合、電極5
5のように螺旋状に巻き付けられていると、管体1のコ
ーナー部に沿って電極55を的確に配置することができ
る。
プなどで形成された管体1に直接巻き付け、内側の装着
用円筒53を省略することもできる。また、装着用円筒
53を管体1の途中に結合し、管体1の一部を構成する
ように形成することもできる。 (第2実施形態)図9は本発明の第2実施形態に係り、
絶縁性流動体の混合度制御装置の全体概略図である。な
お、上記実施形態と対応する構成部分には同符号を付し
て説明する。
は、絶縁性流動体として、例えば半導体シリコンウエハ
を鏡面仕上げするために研磨剤(スラリー液)を配送す
る構成となっている。このスラリー液は、超純水にアル
ミナセラミックの一種である「シリカ」の微粒子(数m
ミクロン粒)を混在させたものである。
形態の異物除去フィルタ25,再生装置5に代えて図9
のように混合手段としてのミキサー93、研磨剤取出装
置113を設けている。前記ミキサー93は、少なくと
も2種の絶縁性流動体を混合して前記流路1aに流すも
のである。本実施形態では、「シリカ」と超純水とを混
合するものとしている。
側に合流口95が設けられ、第2センサーユニット21
の下流側に分岐口として環流口97が設けられている。
前記合流口95には、合流管99が接続され、前記環流
口97には、環流管101が接続されている。これら合
流管99及び環流管101には、超純水供給管103が
接続されている。この超純水供給管103の端部105
からは、超純水が適宜供給されるようになっている。
ット19上流には、第4電磁開閉バルブ107が設けら
れている。前記超純水供給管103の一端105側に
は、第5電磁開閉バルブ109が設けられている。前記
環流管101には、第6電磁開閉バルブ111が設けら
れている。
準の静電容量の変化が記憶されている。この基準の静電
容量は、前記流路1aを取出口7側へ流れるスラリー液
が適正な標準濃度であるときのもの(適正基準値)であ
る。
に、第1,第2,第3センサーユニット19,21,2
3で検出した静電容量の変化とメモリ41で記憶した静
電容量の変化とを比較して前記流路1aを流れる絶縁性
流動体の割合を計測する割合計測手段を構成している。
すなわち、前第1,第2,第3センサーユニット19,
21,23が検出する静電容量の変化と適正基準値との
比較により、流路1aを流れるスラリー液の適正な標準
濃度を計測することができる。かかる計測により、制御
装置35は、本実施形態において流路1aを流れる絶縁
性流動体の混合割合を計測している。
する「シリカ」の微粒子の混合割合の計測値が設定値内
であるとき前記絶縁性流動体としてのスラリー液を前記
取出口7側へ流し、前記混合割合の計測値が設定値外で
あるとき前記絶縁性流動体としてのスラリー液を前記分
岐口としての第1,第2分岐口9,11側又は環流口9
7側へ流すように前記調整手段としての前記第1,第
2,第3,第6電磁開閉バルブ27,29,31,11
1を制御する制御手段を構成している。このため、前記
制御装置35には、駆動回路43を介して前記第1,第
2,第3,第6電磁開閉バルブ27,29,31,11
1が接続されている。
超純水との供給を制御するために第4,第5電磁開閉バ
ルブ107,109が接続されている。
置の概略ブロック図としては、前記図7,図8と同様に
構成することができる。この場合、図7,図8の絶縁性
流動体の純度制御装置87,87Aが、絶縁性流動体の
混合度制御装置となる。
から、スラリー液及び「シリカ」が供給され、超純水供
給管103の端部105から必要に応じて超純水が供給
される。前記スラリー液及び「シリカ」の供給は、制御
装置35が第4電磁開閉バルブ107を開閉制御するこ
とにより調整される。前記超純水の供給は、制御装置3
5による第5電磁開閉バルブ109の開閉制御により調
整される。
管99から合流口95を介し管体1側へ流れる。この超
純水とスラリー液及び「シリカ」とは、後流側のミキサ
ー93で混合され、その後流の第2センサーユニット2
1を通過する。
スラリー液の濃度が適正な標準濃度よりも低いと検出さ
れたときは、制御装置35により第6電磁開閉バルブ1
11が開制御され、濃度の低いスラリー液が環流管10
1から合流管99側へ戻される。また、第2センサーユ
ニット21の箇所で、スラリー液の濃度が高いと検出さ
れたときは、第2電磁開閉バルブ29が開とされ、濃度
の高いスラリー液が第1分岐管13を通り、回収タンク
17に排出される。
スラリー液が適正な標準濃度であると検出されたとき、
後流の第3センサーユニット23を次に通過する。この
第3センサーユニット23の箇所で半導体シリコンウエ
ハの欠片が検出されたときは、第3電磁開閉バルブ31
が開とされ、半導体シリコンウエハの欠片を含んだスラ
リー液が第2分岐管15を通り、回収タンク17に排出
される。
導体シリコンウエハの欠片が検出されず適正な標準濃度
であるときは、第1電磁開閉バルブ27が開とされ、半
導体シリコンウエハの欠片等の異物を含まない適正な標
準濃度のスラリー液のみが取出口7から取り出される。
な標準濃度のスラリー液により半導体シリコンウエハの
鏡面仕上げを的確に行うことができる。また、半導体シ
リコンウエハを研磨時に傷つけることが無く、製品の歩
留まりを著しく向上させることができる。
ー液は、前記回収タンク17に回収される。回収タンク
17からは、研磨剤取出装置113に送られ、ここでス
ラリー液から半導体シリコンウエハの欠片等を取り除く
等して再生処理が施される。再生されたスラリー液は、
前記管体1の一端3側に戻される。
半導体シリコンウエハの研磨に繰り返し使用される。
ることができる他、異物を含まない適正な標準濃度のス
ラリー液により、半導体シリコンウエハの研磨を的確に
行うことができ、歩留まりを著しく向上させることがで
きる。
体の混合に適用することも可能である。
の比較は、その変化値の比較判断に限らず静電容量その
ものの比較も均等の範囲である。前記第1,第2,第3
センサーユニット19,21,23は、管体1内に配置
することも可能である。前記第1,第3電磁開閉バルブ
27,31又3方弁を調整手段とし、また、第2,第3
センサーユニット21,23の何れかのみを用いる構成
にすることもできる。
度制御装置の概略構成図である。
の周辺を示す断面図である。
おける拡大断面図である。
拡大断面図である。
明図である。
極を展開状態で示す説明図である。
装置の概略ブロック図である。
御装置の概略ブロック図である。
混合度制御装置の概略構成図である。
説明図である。
動体の混合度制御装置) 91 基準電圧発生回路(基準値記憶手段) 基準の静電容量 93 ミキサー(混合手段) 111 第6電磁開閉バルブ(調整手段)
Claims (8)
- 【請求項1】 流路の静電容量の変化を検出する静電容
量センサと、 前記流路を流れる絶縁性流動体の割合を判断するために
該流路の基準の静電容量の変化を予め記憶する基準値記
憶手段と、 前記検出した静電容量の変化と記憶した静電容量の変化
とを比較して前記流路を流れる絶縁性流動体の割合を計
測する割合計測手段とよりなることを特徴とする絶縁性
流動体の計測装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の絶縁性流動体の計測装置
であって、 前記静電容量センサは、前記流路に対し絶縁状態で周回
状の導電性金属泊製の測定電極及びグランド電極を備え
たことを特徴とする絶縁性流動体の計測装置。 - 【請求項3】 請求項2記載の絶縁性流動体の計測装置
であって、 前記グランド電極は、前記測定電極よりも細く形成さ
れ、両者が交互に配置されたことを特徴とする絶縁性流
動体の計測装置。 - 【請求項4】 請求項2又は3記載の絶縁性流動体の計
測装置であって、 前記測定電極及びグランド電極は、流動方向に沿って螺
旋状に巻かれていることを特徴とする絶縁性流動体の計
測装置。 - 【請求項5】 請求項1〜4の何れかに記載の絶縁性流
動体の計測装置であって、 前記割合計測手段は、前記流路を流れる絶縁性流動体の
純度を計測することを特徴とする絶縁性流動体の計測装
置。 - 【請求項6】 請求項1〜4の何れかに記載の絶縁性流
動体の計測装置であって、 前記割合計測手段は、前記流路を流れる絶縁性流動体の
混合割合を計測することを特徴とする絶縁性流動体の計
測装置。 - 【請求項7】 請求項5記載の絶縁性流動体の計測装置
であって、 前記静電容量センサの上流側に前記流路を流れる絶縁性
流動体に混在する異物を除去するための異物除去フィル
タを備えると共に該異物除去フィルタの下流側に前記絶
縁性流動体の取出口及び分岐口を備え、 前記絶縁性流動体の流れを前記取出口及び分岐口の何れ
かへ切り換える調整手段を備え、 前記純度の計測値が設定値内であるとき前記絶縁性流動
体を前記取出口側へ流し、前記純度の計測値が設定値外
であるとき前記絶縁性流動体を前記分岐口側へ流すよう
に前記調整手段を制御する制御手段を備えたことを特徴
とする絶縁性流動体の純度制御装置。 - 【請求項8】 請求項6記載の絶縁性流動体の計測装置
であって、 少なくとも2種の絶縁性流動体を混合して前記流路に流
す混合手段を備えると共に該混合手段の下流側に前記前
記絶縁性流動体の取出口及び分岐口を備え、 前記絶縁性流動体の流れを前記取出口及び分岐口の何れ
かへ切り換える調整手段を備え、 前記混合割合の計測値が設定値内であるとき前記絶縁性
流動体を前記取出口側へ流し、前記混合割合の計測値が
設定値外であるとき前記絶縁性流動体を前記分岐口側へ
流すように前記調整手段を制御する制御手段を備えたこ
とを特徴とする絶縁性流動体の混合度制御装置。
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