JP2009270825A - Sampling tube and sampling method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体のサンプリングチューブ及びサンプリング方法並びにそのサンプリングチューブを利用した洗浄装置及び洗浄方法に関し、特に、薬品濃度を常時管理する必要がある薬液のサンプリングのためのサンプリングチューブ及びサンプリング方法並びにそのサンプリングチューブを利用した洗浄装置及び洗浄方法に関する。 The present invention relates to a liquid sampling tube and a sampling method, and a cleaning apparatus and a cleaning method using the sampling tube, and in particular, a sampling tube and a sampling method for sampling a chemical solution that requires constant management of a chemical concentration, and the sampling thereof. The present invention relates to a cleaning apparatus and a cleaning method using a tube.
半導体基板(以下「ウェーハ」という。)を製造する工程の1つに、濃度が管理された混合薬液でウェーハを洗浄する工程がある。洗浄に使用する薬液は、処理槽内から薬液をサンプリングし、自動濃度測定器で測定を行い、測定結果をフィードバックして薬液濃度維持管理をしている。薬液濃度を維持するために、洗浄用試薬のフィードバック補充が必要となるからである。 One of the processes for manufacturing a semiconductor substrate (hereinafter referred to as “wafer”) is a process of cleaning the wafer with a mixed chemical solution whose concentration is controlled. The chemical solution used for cleaning is sampled from the processing tank, measured with an automatic concentration measuring device, and the measurement result is fed back to maintain the chemical concentration. This is because feedback supplementation of the cleaning reagent is required to maintain the chemical concentration.
このように洗浄液をサンプリングして洗浄液中の含有物を測定しつつ、洗浄を行う装置の1例が特許文献1に開示されている。また、洗浄液中の気泡の量を測定して超音波の発振出力を制御する超音波洗浄システムが特許文献2に開示されている。また、特許文献3には、配管内に混入した気泡を除去する装置が開示されている。
An example of an apparatus that performs cleaning while sampling the cleaning liquid and measuring the contents in the cleaning liquid is disclosed in
薬液をサンプリングする時、液中に気泡が混入しているため、気泡が混入したままの液を直接測定すると、例えば液を透過した光量を測定する原理の濃度測定器等では、薬液濃度を正確に測定できない場合がある。そのため、測定結果に基づいて試薬をフィードバック補充するシステムにおいては、濃度維持が不安定となったり、異常な濃度範囲であっても正常と判断されて洗浄が不十分となる可能性がある。 When sampling a chemical solution, bubbles are mixed in the solution, so if you measure the liquid directly with bubbles mixed in, for example, a concentration meter that measures the amount of light that has passed through the solution, the concentration of the chemical solution is accurate. May not be measured. Therefore, in a system that feeds back a reagent based on the measurement result, the concentration maintenance may become unstable, or even in an abnormal concentration range, it may be determined to be normal and cleaning may be insufficient.
特許文献1又は2に記載の装置又は方法には、分析装置が液中の気泡の影響を受けないようにする方法は開示されていない。特許文献3に記載の装置では、気泡の浮力による気泡分離が開示されているが、微小気泡はメッシュによりトラップすることとしており、このようなメッシュは目詰まり等による清掃、交換が必要となる。
The apparatus or method described in
第1の視点において、液体中に浸漬して液体をサンプリングする、本発明に係るサンプリングチューブは、液体を吸引するためのサンプリング用内管を、底部が閉止されており、かつ液体が流入する流入口を設けたサンプリング用外管で取り囲んで複合管構造としたことを特徴とする。 In the first aspect, the sampling tube according to the present invention, which is immersed in a liquid and samples the liquid, is a sampling inner pipe for sucking the liquid, the bottom is closed, and the flow into which the liquid flows The composite pipe structure is characterized by being surrounded by a sampling outer pipe provided with an inlet.
第2の視点において、液体中に浸漬して液体をサンプリングする、本発明に係るサンプリング方法は、液体を吸引するためのサンプリング用内管を、底部が閉止されており、かつ液体が流入する流入口を設けたサンプリング用外管で取り囲んで複合管構造としたサンプリングチューブを用いることを特徴とする。 In a second aspect, the sampling method according to the present invention, in which the liquid is sampled by being immersed in the liquid, the inner pipe for sampling for sucking the liquid is closed and the flow into which the liquid flows A sampling tube surrounded by a sampling outer tube provided with an inlet and having a composite tube structure is used.
第3の視点において、洗浄液中の物質濃度を常時サンプリング、測定しつつ物品の洗浄を行う本発明に係る洗浄装置は、上記のいずれか一に記載のサンプリングチューブを用いて洗浄液のサンプリングを行うことを特徴とする。 In the third aspect, the cleaning apparatus according to the present invention for cleaning an article while constantly sampling and measuring the concentration of a substance in the cleaning liquid samples the cleaning liquid using the sampling tube according to any one of the above. It is characterized by.
第4の視点において、洗浄液中の物質濃度を常時サンプリング、測定しつつ物品の洗浄を行う本発明に係る洗浄方法は、上記のいずれか一に記載のサンプリング方法を用いて該洗浄液のサンプリングを行うことを特徴とする。 In a fourth aspect, the cleaning method according to the present invention for cleaning an article while constantly sampling and measuring the concentration of a substance in the cleaning liquid samples the cleaning liquid using the sampling method according to any one of the above. It is characterized by that.
本発明によれば、液体をサンプリングする際の気泡の混入が防止でき、濃度測定に与える気泡の影響が無視できるようになり、サンプリングされた薬液の濃度を正確に測定できる。そのため、薬品濃度異状による洗浄不良を減少させ、また濃度値が正常にもかかわらず濃度測定値異常と判断されるケースが低減でき、設備稼働率が向上するという効果が得られる。 According to the present invention, bubbles can be prevented from being mixed when sampling a liquid, the influence of bubbles on concentration measurement can be ignored, and the concentration of the sampled chemical solution can be accurately measured. Therefore, it is possible to reduce cleaning failures due to abnormal chemical concentration, and to reduce cases where the concentration value is judged to be abnormal even though the concentration value is normal, thereby improving the equipment operating rate.
本発明に係るサンプリングチューブのサンプリング用外管は、液体の液面レベルよりも上方まで延在する長さを有し、かつ液面レベルよりも下方の壁面に液体の流入口を設ける。 The sampling outer tube of the sampling tube according to the present invention has a length that extends above the liquid level of the liquid, and is provided with a liquid inlet on the wall surface below the liquid level.
また、本発明に係るサンプリングチューブのサンプリング用外管は、液体の液面レベルの下方まで延在する長さを有し、液体の流入口はサンプリング用外管の上端面とすることができる。 In addition, the sampling outer tube of the sampling tube according to the present invention has a length that extends below the liquid level of the liquid, and the liquid inlet can be the upper end surface of the sampling outer tube.
上記サンプリング用外管の流入口は、サンプリング用内管の液体吸入口よりも少なくとも50mm上方に配置されていることが好ましい。 The inlet of the sampling outer tube is preferably arranged at least 50 mm above the liquid suction port of the sampling inner tube.
さらに、上記サンプリング用外管は、少なくとも2つとすることができる。こうすることにより、分析に与える気泡の影響をさらに低減することができる。 Furthermore, the number of outer tubes for sampling can be at least two. By doing so, the influence of bubbles on the analysis can be further reduced.
本発明に係るサンプリング方法において用いるサンプリングチューブのサンプリング用外管は、液体の液面レベルよりも上方まで延在する長さを有し、かつ液面レベルよりも下方の壁面に液体の流入口を設ける。 The outer tube for sampling of the sampling tube used in the sampling method according to the present invention has a length that extends above the liquid level of the liquid, and has a liquid inlet on the wall surface below the liquid level. Provide.
また、本発明に係るサンプリング方法において用いるサンプリングチューブのサンプリング用外管は、液体の液面レベルの下方まで延在する長さを有し、液体の流入口はサンプリング用外管の上端面とすることができる。 Further, the sampling outer tube of the sampling tube used in the sampling method according to the present invention has a length that extends below the liquid level of the liquid, and the liquid inlet is the upper end surface of the sampling outer tube. be able to.
また、本発明に係るサンプリング方法において用いるサンプリングチューブのサンプリング用外管の流入口は、サンプリング用内管の液体吸入口よりも少なくとも50mm上方に配置されていることが好ましい。 In addition, the inlet of the sampling outer tube of the sampling tube used in the sampling method according to the present invention is preferably arranged at least 50 mm above the liquid suction port of the sampling inner tube.
また、本発明に係るサンプリング方法において用いるサンプリングチューブのサンプリング用外管は、少なくとも2つとすることができる。こうすることにより、分析に与える気泡の影響をさらに低減することができる。 Moreover, the sampling outer tube of the sampling tube used in the sampling method according to the present invention can be at least two. By doing so, the influence of bubbles on the analysis can be further reduced.
(実施例1)
図1は、例えばウエーハの浸漬洗浄のように、薬液槽(洗浄槽)1中の薬液(洗浄液)2を適宜サンプリングして薬品の液中濃度を測定管理する必要がある洗浄装置に、本発明に係るサンプリングチューブを適用した洗浄装置30の概略図である(薬液中のウエーハは図示せず)。サンプリング用内管3とサンプリング用外管10でサンプリングした液は、濃度測定装置4で測定され、薬液濃度が所定値よりも低下すると、試薬用配管5に設けたバルブを自動的に開閉操作して試薬を薬液槽1に供給し、薬液濃度を所定の値に保つ。最終的に薬液2中の不純物が増加すると、薬液2は排水管6を通じて排水される。
Example 1
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention for a cleaning apparatus that needs to sample and appropriately measure the chemical concentration in a chemical liquid (cleaning liquid) 2 in a chemical liquid tank (cleaning tank) 1 as in the case of immersion cleaning of a wafer. It is the schematic of the washing |
図2は、薬液槽に設置された従来のサンプリングチューブと本発明に係るサンプリングチューブの断面概略図を比較したものである。図2(a)は従来のサンプリングチューブの断面図である。図2(b)は本発明に係るサンプリングチューブであり、従来のサンプリングチューブと同様に液体を吸引するサンプリング用内管3と、その周囲にサンプリング用外管10を有する2重管構造となっている。
FIG. 2 is a cross-sectional schematic view of a conventional sampling tube installed in a chemical tank and a sampling tube according to the present invention. FIG. 2A is a cross-sectional view of a conventional sampling tube. FIG. 2 (b) shows a sampling tube according to the present invention, which has a double tube structure having a sampling
図3(a)は、図2(b)の点線で囲んだ部分の拡大図である。サンプリング用外管10は底部が閉止されており、その側壁には、内部に薬液を流入させるための薬液取り入れ口11を有する。サンプリング用外管10の上端は、気泡が放出されるように開放されている。通常は薬液槽1の内部空間に開放する(図2(b)参照)。薬液槽内の薬液は薬液取り入れ口11から内部に流入し、サンプリング用内管3の最端部である吸引口3aから吸引される。
FIG. 3A is an enlarged view of a portion surrounded by a dotted line in FIG. The sampling
このように、気泡を含む薬液はサンプリング用外管10の薬液取り入れ口11から内部へ流入し、2重管の間を通ってサンプリング用内管3の吸入口3aに到達するまでに、気泡のみが浮力によって上部へ浮上することによって気泡が分離される。
In this way, the chemical solution containing bubbles flows into the inside from the chemical
2重管構造の寸法は、基本的に薬液2が2重管の間を通る間に、濃度測定装置4に影響を与える気泡が十分分離されるように設定される必要がある。即ち、薬液2が2重管の間を移動する速さが、分析に影響を与える大きさの気泡が浮上する速さよりも遅くなるように、サンプリング流量を考慮して2重管の間隔(断面積)を決定する。
The dimensions of the double tube structure need to be set so that bubbles that affect the concentration measuring
例えばウエーハを洗浄する洗浄槽中の薬液濃度を分析するためのサンプリングチューブであれば、サンプリング用内管3の直径は6〜12mm程度で肉厚が1mm程度であり、サンプリング用外管10は直径が12〜19mm程度で肉厚が1mm程度が好ましい。なお、本実施例1では内管、外管とも円管としたが、その目的から必ずしも円管状でなくとも可能である。
For example, in the case of a sampling tube for analyzing the concentration of a chemical solution in a cleaning tank for cleaning a wafer, the sampling
図4は、薬液取り入れ口11の配置及び形状の例を示した正面図である。薬液取り入れ口11の配置は、ウエーハと干渉しなければどこでもよいが、薬液槽1の内壁側に近い位置に配置することが好ましい。またサンプリング用内管3の吸引口3aからの高さHは、気泡の吸い込みをできるだけ避けるために50mm程度ないしそれ以上の高さであることが好ましい(図4参照)。
FIG. 4 is a front view showing an example of the arrangement and shape of the
薬液取り入れ口11の大きさや形状は、薬液2が十分流入する程度であればどのような形状でもよいが、例えば直径2mm程度の孔(図4(a)参照)又は2mm×20mm程度の長孔(図4(b)参照)等が考えられる。
The size and shape of the
サンプリング用外管10は、サンプリング用内管3に取り付けて一体型としてもよいし、もしもサンプリング用内管3の位置決めが正確にできるのであれば、薬液槽1の内壁にあらかじめサンプリング用外管10を取り付けておいて、その中にサンプリング用内管3を後で挿入するようにしてもよい。
The sampling
本実施例1では、浸漬型の洗浄装置内薬液槽の薬液管理のために本発明に係るサンプリングチューブを用いたが、薬液を混合調整して洗浄装置に供給するための薬液調整槽にこのサンプリングチューブを適用できることはいうまでもない。 In the first embodiment, the sampling tube according to the present invention is used for the chemical management of the chemical tank in the immersion type cleaning apparatus, but this sampling is performed in the chemical adjustment tank for mixing and adjusting the chemical liquid to be supplied to the cleaning apparatus. It goes without saying that tubes can be applied.
(実施例2)
図3(b)は、本発明に係るサンプリングチューブの第2の実施例を示す断面概略図である。本実施例2では、サンプリング用外管10の外側にさらに第2のサンプリング用外管20を設け、合わせてサンプリング用外管を2つにしている。第2のサンプリング用外管20にも同様に薬液取り入れ口21を設けている。このようにサンプリング用外管を多重化することにより、さらに濃度計への気泡混入を低減することができる。
(Example 2)
FIG. 3B is a schematic cross-sectional view showing a second embodiment of the sampling tube according to the present invention. In the second embodiment, a second sampling
(実施例3)
実施例1においては、サンプリング用外管10は薬液面レベルよりも上まで長くしている。これは浮上する気泡の通路と薬液の流入路をできるだけ分けるためと、薬液面に浮遊する気泡の影響を除くためであるが、このような液面の影響が無視できるかあるいは十分長い分離時間を確保できる場合は、サンプリング用外管10全体を液面レベルよりも下に配置することが考えられる。
(Example 3)
In the first embodiment, the sampling
図5は、サンプリング用外管10全体を液面レベルよりも下に配置した実施例3の断面概略図である。この場合、薬液はサンプリング用外管10の上端部から流入するので、薬液取り入れ口はサンプリング用外管10の上端部となる。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of Example 3 in which the entire sampling
以上、本発明を上記実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例の構成にのみ制限されるものでなく、本発明の範囲内で当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。 Although the present invention has been described with reference to the above-described embodiments, the present invention is not limited to the configurations of the above-described embodiments, and various modifications that can be made by those skilled in the art within the scope of the present invention. Of course, including modifications.
1 薬液槽(洗浄槽)
2 薬液(洗浄液)
3 サンプリング用内管
3a 吸引口
4 濃度測定装置(兼バルブ制御装置)
5 試薬用配管
6 排水管
10、20 サンプリング用外管
11、21 薬液取り入れ口
30 洗浄装置
1 Chemical tank (cleaning tank)
2 Chemical liquid (cleaning liquid)
3 Sampling
5
Claims (12)
該液体を吸引するためのサンプリング用内管を、底部が閉止されており、かつ該液体が流入する流入口を設けたサンプリング用外管で取り囲んで複合管構造としたことを特徴とする、サンプリングチューブ。 A sampling tube that is immersed in a liquid to sample the liquid,
Sampling characterized in that a sampling inner pipe for sucking the liquid has a closed pipe and is surrounded by a sampling outer pipe provided with an inflow port through which the liquid flows to form a composite pipe structure tube.
該液体を吸引するためのサンプリング用内管を、底部が閉止されており、かつ液体が流入する流入口を設けたサンプリング用外管で取り囲んで複合管構造としたサンプリングチューブを用いることを特徴とする、サンプリング方法。 A sampling method for sampling the liquid by dipping in the liquid,
The sampling tube for sucking the liquid is characterized by using a sampling tube having a composite tube structure surrounded by a sampling outer tube having a bottom closed and an inflow port through which the liquid flows. Sampling method.
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