JP2677263B2 - Chemical composition monitoring method and device - Google Patents

Chemical composition monitoring method and device

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JP2677263B2
JP2677263B2 JP22867195A JP22867195A JP2677263B2 JP 2677263 B2 JP2677263 B2 JP 2677263B2 JP 22867195 A JP22867195 A JP 22867195A JP 22867195 A JP22867195 A JP 22867195A JP 2677263 B2 JP2677263 B2 JP 2677263B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばSiウェハ
などの洗浄に使用される過酸化水素、アンモニアおよび
水からなる洗浄薬液の組成モニタ方法およびそのための
モニタ装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of monitoring the composition of a cleaning chemical solution composed of hydrogen peroxide, ammonia and water used for cleaning Si wafers and the like, and a monitoring device therefor.

【0002】[0002]

【従来の技術】Siウェハなどの洗浄に用いられる過酸
化水素とアンモニアの混合溶液からなる洗浄薬液は、し
ばしば60℃程度にまで加熱されるため、過酸化水素は
熱分解され、またアンモニアが蒸発し洗浄薬液の組成が
経時変化する。そこで洗浄薬液の組成をモニタすること
が必要となる。
2. Description of the Related Art A cleaning chemical solution used for cleaning Si wafers and the like, which is a mixed solution of hydrogen peroxide and ammonia, is often heated to about 60 ° C., so that hydrogen peroxide is thermally decomposed and ammonia is evaporated. The composition of the cleaning solution changes with time. Therefore, it is necessary to monitor the composition of the cleaning chemical liquid.

【0003】過酸化水素の検出法として紫外吸収を利用
した方法がある。過酸化水素は溶液中では、 H22 =HO2 -+H+ (20℃における平衡定数は1.5×10-12 )の解離
平衡状態にある(1979年、「コットン・ウィルキン
ソン 基礎無機化学」、初版、培風館、305頁参
照)。紫外光の吸収率はHO2 -がH22 に比べ4〜5
0倍大きいものの、解離状態から、pH6以下ではHO
2 -の存在を無視することができ、紫外吸収を過酸化水素
の定量に用いることができる。しかし、過酸化水素とア
ンモニアの混合溶液では、H22 の解離が促進される
ため、HO2 -による紫外吸収の寄与が大きくなり無視す
ることができなくなる。
As a method for detecting hydrogen peroxide, there is a method utilizing ultraviolet absorption. Hydrogen peroxide is in the dissociation equilibrium state of H 2 O 2 ═HO 2 + H + (equilibrium constant at 20 ° C. is 1.5 × 10 −12 ) in solution (1979, “Cotton Wilkinson Fundamental Inorganic Chemistry”). , First edition, Baifukan, p. 305). The absorptivity of ultraviolet light is 4 to 5 for HO 2 compared to H 2 O 2.
Although it is 0 times larger, from the dissociated state, it is HO at pH 6 or less.
2 - it is possible to ignore the presence of the ultraviolet absorption can be used for the quantitation of hydrogen peroxide. However, in the mixed solution of hydrogen peroxide and ammonia, dissociation of H 2 O 2 is promoted, and the contribution of ultraviolet absorption by HO 2 becomes large and cannot be ignored.

【0004】これに対処したものとして、特開昭61−
281532号公報に記載されたものがある。この方法
では、洗浄薬液に酸を添加してpHを4以下にした試薬
を調製し、これと洗浄薬液そのものに300nmの紫外
線を照射してそれぞれの吸光度を測定する。そして、前
者の吸光度から過酸化水素の濃度を検出し、後者の吸光
度と過酸化水素の濃度からアンモニア濃度を算出する。
As a measure against this, Japanese Patent Laid-Open No. 61-
There is one disclosed in Japanese Patent No. 281532. In this method, an acid is added to the cleaning chemical solution to prepare a reagent having a pH of 4 or less, and this and the cleaning chemical solution itself are irradiated with ultraviolet rays of 300 nm to measure the respective absorbances. Then, the concentration of hydrogen peroxide is detected from the absorbance of the former, and the ammonia concentration is calculated from the absorbance of the latter and the concentration of hydrogen peroxide.

【0005】一方、アンモニア濃度の検出方法として導
電率を測定する方法がある。アンモニアは溶液中では、 NH3 +H2 O=NH4 ++OH- (25℃における平衡定数は1.81×10-5)の解離
平衡状態にあり(1979年、「コットン・ウィルキン
ソン 基礎無機化学」、初版、培風館、281頁参
照)、溶液の導電率と平衡定数から溶液中の濃度を算出
することができる。しかし、酸または他のアルカリが添
加された場合には、解離状態が大きく影響を受けるため
導電率から直ちに濃度を求めることは不可能になる。ま
た、高いpHの状態では、大量のNH3 が解離せずに残
るため、測定の感度が低下する。
On the other hand, as a method of detecting the ammonia concentration, there is a method of measuring conductivity. Ammonia is in a solution in a dissociation equilibrium state of NH 3 + H 2 O = NH 4 + + OH (equilibrium constant at 25 ° C. is 1.81 × 10 −5 ) (1979, “Cotton Wilkinson Basic Inorganic Chemistry”). , First Edition, Baifukan, page 281), and the concentration in the solution can be calculated from the conductivity and equilibrium constant of the solution. However, when an acid or other alkali is added, the dissociated state is greatly affected, and it is impossible to immediately determine the concentration from the conductivity. Further, in a high pH state, a large amount of NH 3 remains without being dissociated, so that the measurement sensitivity is lowered.

【0006】上述したように、過酸化水素は紫外吸収
で、アンモニアは導電率で検出できるが、いずれも感度
がpHに依存し、過酸化水素、アンモニア、水とからな
る洗浄薬液の場合、アンモニア濃度が紫外吸収に、過酸
化水素濃度が導電率に影響を与える。そこで、特開昭6
2−8040号公報では、紫外吸収および導電率と、両
成分の濃度の関係を実験的に求め、得られた式を用いて
両成分の濃度を算出している。この方式を用いた洗浄装
置のブロック図を図10に示す。
As described above, hydrogen peroxide can be detected by ultraviolet absorption, and ammonia can be detected by conductivity. However, in both cases, the sensitivity depends on pH, and in the case of a cleaning chemical solution consisting of hydrogen peroxide, ammonia and water, ammonia can be detected. Concentration affects UV absorption and hydrogen peroxide concentration affects conductivity. Therefore, JP
In JP 2-8040, the relationship between the ultraviolet absorption and the conductivity and the concentrations of both components is experimentally obtained, and the concentrations of both components are calculated using the obtained formula. A block diagram of a cleaning apparatus using this method is shown in FIG.

【0007】Siウェハなどの洗浄が行われる洗浄槽3
4から洗浄薬液の一部を試料液として取り出し、第1の
計測部35において溶液中の酸素による紫外線吸収量を
計測する。第1の計測部35において用いた試料液また
は洗浄槽34から別に取り出した試料液を用いて、第2
の計測部36において、溶液中のアンモニウムイオン量
による導電率を計測する。両計測データをインターフェ
イスを介して演算機能ブロック37へ導き、ここで予め
設定されている計算式に従って過酸化水素とアンモニア
の濃度を算出する。次いで、この計算値を比較機能ブロ
ック38において設定値と比較し、指令機能ブロック3
9を介して弁ないしポンプを操作して、過酸化水素タン
ク31、アンモニアタンク32、純水タンク33の液を
洗浄槽34へ供給する。
Cleaning tank 3 for cleaning Si wafers and the like
A part of the cleaning chemical liquid is taken out as a sample liquid from 4, and the amount of ultraviolet absorption by oxygen in the solution is measured in the first measuring unit 35. The sample solution used in the first measuring unit 35 or the sample solution separately taken out from the cleaning tank 34 is used to
In the measuring section 36, the electric conductivity is measured by the amount of ammonium ions in the solution. Both measured data are led to the arithmetic function block 37 through the interface, and the concentrations of hydrogen peroxide and ammonia are calculated according to a preset calculation formula. Next, this calculated value is compared with the set value in the comparison function block 38, and the command function block 3
A valve or a pump is operated via 9 to supply the liquid in the hydrogen peroxide tank 31, the ammonia tank 32, and the pure water tank 33 to the cleaning tank 34.

【0008】ところで、送液ポンプで、試料液、試薬、
キャリア液を連続送液し、途中に設けた流路切替バルブ
を切り換えることによりこれらの液を混合し反応させた
後、下流側で吸光度などをフローセルを持つ検出器によ
り検出して、試料中の分析成分の濃度を定量する方法が
実用化されている。フローインジェクション分析法(以
下、FIA法と記す)(1987年、「分析化学実験ハ
ンドブック」、丸善、629〜634頁 参照)と呼ば
れるこの分析方法は、ポンプ流速、配管の長さ、バルブ
切替時間等を制御することで、反応の正確な制御が容易
で、少量の試料でも精度よく定量分析できる。また、自
動化も容易である。
[0008] By the way, the sample solution, the reagent,
After continuously feeding the carrier liquid and switching the flow path switching valve provided in the middle to mix and react these liquids, the absorbance etc. are detected on the downstream side by a detector with a flow cell, A method for quantifying the concentration of an analytical component has been put into practical use. This analysis method, which is called flow injection analysis method (hereinafter referred to as FIA method) (1987, "Analysis Chemistry Handbook", Maruzen, pp. 629-634), includes pump flow rate, pipe length, valve switching time, etc. By controlling the, it is easy to control the reaction accurately, and even a small amount of sample can be quantitatively analyzed accurately. Also, automation is easy.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上述した特開昭61−
281532号公報、特開昭62−8040号公報に記
載された方法では、薬液そのもの(あるいはこれに酸溶
液を加えたもの)を測定の対象としているため、以下の
不都合が生じる。洗浄薬液は一般に高濃度に薬品を含ん
でいるため、発泡しやすく、例えば紫外線吸収測定部に
おけるフローセル(検出セル)で発泡があった場合に
は、誤ったデータを検出することになる。また、試料液
が高濃度であるため検出セルの劣化が速く、長期の使用
に耐えられない。さらに、高濃度の試料液の測定では高
い精度の測定が困難となる。
SUMMARY OF THE INVENTION The above-mentioned Japanese Patent Application Laid-open No.
In the methods described in Japanese Patent No. 281532 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-8040, the chemical solution itself (or an acid solution added to the chemical solution) is used as a measurement target, and therefore the following inconvenience occurs. Since the cleaning chemical liquid generally contains a high concentration of chemicals, it is easy to foam, and if foaming occurs in the flow cell (detection cell) in the ultraviolet absorption measuring section, for example, erroneous data will be detected. Further, since the sample liquid has a high concentration, the detection cell deteriorates quickly and cannot be used for a long period of time. Furthermore, it is difficult to measure with high accuracy in the measurement of a high-concentration sample liquid.

【0010】また、これらの従来例では、2台の測定部
(2台の紫外線吸収測定部または紫外線吸収測定部と導
電率測定部)が必要となり、また、データをコンピュー
タに入力するためのインターフェースも2つ必要とな
る。このため装置が大型化し、コストも高くなる。ま
た、特開昭62−8040号公報の方法のように、相互
に依存し合う2つの測定値を用いて濃度を求める方法で
は、測定誤差が累積されやすいため、精度の高いデータ
を得ることが困難である。
Further, these conventional examples require two measuring units (two ultraviolet absorption measuring units or two ultraviolet absorption measuring units and conductivity measuring unit), and an interface for inputting data to a computer. You also need two. For this reason, the size of the apparatus is increased and the cost is increased. Further, in the method of determining the concentration by using two mutually dependent measured values, as in the method of Japanese Patent Laid-Open No. 62-8040, measurement errors are likely to be accumulated, so that highly accurate data can be obtained. Have difficulty.

【0011】したがって、この発明の目的とするところ
は、装置を大型化することなく、高い精度で薬液中の濃
度を検出しうるようにすることである。また、検出素子
の劣化・損傷を抑えることができるようにすることであ
る。
Therefore, an object of the present invention is to make it possible to detect the concentration in a chemical liquid with high accuracy without increasing the size of the device. In addition, it is also possible to prevent deterioration and damage of the detection element.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の薬液組成モニタ方法は、(1)過酸化水
素、アンモニアおよび水からなる薬液を純水にて希釈
し、この希釈された薬液の導電率を測定する過程と、
(2)前記薬液の酸溶液および純水にて希釈された液を
調製し、この液の導電率を測定する過程と、(3)前記
第(2)の過程において求められた導電率から前記薬液
中のアンモニア濃度を確定し、このアンモニア濃度と前
記第(1)の過程で求められた導電率に基づいて前記薬
液中の過酸化水素濃度を確定する過程と、を含んでい
る。
[Means for Solving the Problems] A method for monitoring a chemical solution composition of the present invention for achieving the above object is as follows: (1) A chemical solution comprising hydrogen peroxide, ammonia and water is diluted with pure water, and the diluted solution is diluted. And the process of measuring the conductivity of the chemical solution,
(2) a step of preparing a liquid diluted with an acid solution of the chemical liquid and pure water, and measuring the conductivity of this liquid; and (3) the conductivity obtained from the conductivity obtained in the second process. And a step of determining the concentration of ammonia in the chemical solution and the concentration of hydrogen peroxide in the chemical solution based on the ammonia concentration and the conductivity obtained in the first step (1).

【0013】また、本発明の薬液組成モニタ装置は、ア
ンモニア、過酸化水素および水からなる薬液を供給する
薬液供給部と、酸溶液を供給する酸溶液供給部と、純水
を供給する純水供給部と、各供給部の下流側に設置され
た複数の流路切替バルブと、いずれかの流路切替バルブ
の下流に設置された混合器と、前記混合器の下流に設置
された導電率測定部とを備え、前記流路切替バルブを切
り換えることにより、前記混合部および前記導電率測定
部に、純水のみを、純水と薬液を、および、薬液と純水
と酸溶液を、順次導入する流路を設定できるようになさ
れている。
Further, the chemical composition monitoring device according to the present invention comprises a chemical solution supply section for supplying a chemical solution consisting of ammonia, hydrogen peroxide and water, an acid solution supply section for supplying an acid solution, and pure water for supplying pure water. Supply unit, a plurality of flow path switching valves installed on the downstream side of each supply unit, a mixer installed downstream of any of the flow path switching valves, and a conductivity installed downstream of the mixer. A mixing section and the conductivity measuring section, by sequentially switching the flow path switching valve, pure water only, pure water and chemical solution, chemical solution, pure water and acid solution, sequentially. The flow path to be introduced can be set.

【0014】[0014]

【作用】アンモニアは溶液中では、 NH3 +H2 O=NH4 ++OH- (25℃における平衡定数は1.81×10-5)の解離
平衡状態にあり、NH4 +が溶液の導電率を決定する。し
かし、上述したように、アンモニア溶液の導電率は過酸
化水素の影響をうける。そこで、本発明においては、薬
液を希釈するとともにこれに酸溶液を加えることにより
アンモニアの解離進め、導電率が過酸化水素の濃度に依
存しないようにする。すなわち、pH6以下ではNH3
の存在を無視できるようになるが、この状態を作ること
により、溶液の導電率がアンモニアの濃度のみに依存す
るようにする。
[Function] Ammonia is in the dissociation equilibrium state of NH 3 + H 2 O = NH 4 + + OH (equilibrium constant at 25 ° C. is 1.81 × 10 −5 ) in the solution, and NH 4 + is the conductivity of the solution. To decide. However, as mentioned above, the conductivity of the ammonia solution is affected by hydrogen peroxide. Therefore, in the present invention, the chemical solution is diluted and an acid solution is added to the chemical solution to promote the dissociation of ammonia so that the conductivity does not depend on the concentration of hydrogen peroxide. That is, at pH 6 and below, NH 3
The presence of γ can be neglected, but by creating this state, the conductivity of the solution depends only on the concentration of ammonia.

【0015】前述の目的で添加する酸としてホウ酸を使
用することが好都合である。それは、ホウ酸溶液自体の
導電率は非常に低いので、ホウ酸溶液をキャリア液とす
ることで、良好なS(シグナル)/B(バックグラウン
ド)比での導電率検出が可能となるからである。図9
(a)に、20mmol/lのホウ酸溶液を添加したと
きの、過酸化水素濃度をパラメータとした、アンモニア
濃度と導電率との関係の測定結果を示す。同図に示され
るように、上記濃度のホウ酸を添加した場合には、測定
された導電率からアンモニア濃度は一意的に決定され
る。
It is convenient to use boric acid as the acid added for the purposes mentioned above. This is because the conductivity of the boric acid solution itself is very low, and therefore by using the boric acid solution as the carrier liquid, it is possible to detect the conductivity with a good S (signal) / B (background) ratio. is there. FIG.
In (a), the measurement result of the relationship between the ammonia concentration and the electrical conductivity is shown, with the hydrogen peroxide concentration as a parameter, when a 20 mmol / l boric acid solution is added. As shown in the figure, when boric acid having the above concentration is added, the ammonia concentration is uniquely determined from the measured conductivity.

【0016】本発明では、酸溶液および純水で希釈され
た薬液の導電率を測定するのに先立って、純水で希釈し
た薬液の導電率の測定が行われる。この導電率は、アン
モニアおよび過酸化水素の両方の濃度に依存している。
しかし、一方の(この場合はアンモニア)濃度が確定し
ている場合には、この両者に依存している導電率と一方
の濃度とから他方の(この場合は過酸化水素)濃度は一
意的に求めることができる。図9(b)に、過酸化水素
濃度をパラメータとした、アンモニア濃度と導電率との
関係の測定結果を示す(図示した場合とは逆に、アンモ
ニア濃度をパラメータとして過酸化水素濃度と導電率と
の関係を求めておくこともできる)。この測定データを
コンピュータのメモリに格納しておき、導電率測定時に
このデータを参照することにより過酸化水素の濃度を算
出することができる。
In the present invention, the conductivity of the chemical solution diluted with pure water is measured before the conductivity of the chemical solution diluted with the acid solution and pure water is measured. This conductivity depends on the concentration of both ammonia and hydrogen peroxide.
However, when the concentration of one (ammonia in this case) is determined, the conductivity depending on the two and the concentration of the other uniquely determine the concentration of the other (hydrogen peroxide in this case). You can ask. FIG. 9 (b) shows the measurement results of the relationship between the ammonia concentration and the electrical conductivity with the hydrogen peroxide concentration as a parameter (contrary to the case shown, the hydrogen peroxide concentration and the electrical conductivity with the ammonia concentration as a parameter. You can also ask for a relationship with). This measurement data is stored in the memory of the computer, and the concentration of hydrogen peroxide can be calculated by referring to this data when measuring the conductivity.

【0017】本発明においては、FIA法を応用し、流
路切替バルブを操作して薬液の希釈液を作りその導電率
を測定した後、さらに流路切替バルブを操作してこの希
釈液にホウ酸溶液などの酸溶液を添加して導電率を測定
する。したがって、検出器およびこれに伴うインターフ
ェイスも1台で済ますことができる。ここで、洗浄薬液
や酸溶液の導入量は流路切替バルブに取り付けた細管の
容量で所定値に固定でき、コンピュータと接続すること
で、バルブの切替時間、ポンプ流量などの測定条件もま
た容易に精度よく制御できるので、洗浄薬液は自動操作
により精度よく希釈され、希釈された洗浄薬液の測定も
また精度よく行われるので、高精度で再現性のよい自動
薬液モニタが可能となる。また、通常導入される薬液の
容量は数十μl程度であるので、モニタのために採取さ
れる薬液量を実洗浄動作に影響を与えない範囲に抑える
ことができる。さらに、検出器に濃厚な薬液が定常的に
導入されることがないので、検出セルの劣化・損傷が抑
えられ長期的に信頼性のある測定が行える。また、検出
セル内の発泡を抑えることができる。
In the present invention, the FIA method is applied, the flow passage switching valve is operated to prepare a diluted solution of the chemical liquid, and the conductivity thereof is measured, and then the flow passage switching valve is further operated to adjust the dilution liquid. The conductivity is measured by adding an acid solution such as an acid solution. Therefore, only one detector and its associated interface can be used. Here, the amount of cleaning chemical solution or acid solution introduced can be fixed to a predetermined value by the capacity of the thin tube attached to the flow path switching valve, and by connecting to a computer, measurement conditions such as valve switching time and pump flow rate are also easy. Since the cleaning chemicals can be accurately controlled, the cleaning chemicals can be accurately diluted by an automatic operation, and the diluted cleaning chemicals can also be measured with high accuracy. Therefore, highly accurate and reproducible automatic chemicals monitoring is possible. Moreover, since the volume of the chemical solution that is normally introduced is about several tens of μl, the amount of the chemical solution that is sampled for monitoring can be suppressed to a range that does not affect the actual cleaning operation. Further, since the concentrated chemical solution is not constantly introduced into the detector, deterioration and damage of the detection cell can be suppressed, and reliable measurement can be performed for a long period of time. Further, it is possible to suppress foaming in the detection cell.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1は、本発明の薬液組成
モニタ装置の一実施形態を示す概略構成図である。同図
に示すように、洗浄槽(図示なし)より取り出された洗
浄液は、冷却器15、脱泡器16を経由して、六方バル
ブ構成の流路切替バルブ5に送り込まれる。不要の洗浄
液は脱泡器16から逆止弁17を介して廃棄される。純
水は、送液ポンプ1を介して、またホウ酸溶液は、送液
ポンプ4を介して六方バルブ構成の流路切替バルブ8へ
送り込まれる。純水は、また、四方バルブ構成の流路切
替バルブ6および送液ポンプ3を介して六方バルブ構成
の流路切替バルブ7へ送り込まれる。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a chemical composition monitoring device of the present invention. As shown in the figure, the cleaning liquid taken out from the cleaning tank (not shown) is sent to the flow path switching valve 5 having a hexagonal valve structure via the cooler 15 and the defoamer 16. The unnecessary cleaning liquid is discarded from the defoamer 16 via the check valve 17. Pure water is sent through the liquid feed pump 1, and boric acid solution is sent through the liquid feed pump 4 to the flow path switching valve 8 having a hexagonal valve structure. Pure water is also sent to the flow path switching valve 7 having a hexagonal valve configuration via the flow path switching valve 6 having a four-way valve configuration and the liquid feed pump 3.

【0019】流路切替バルブ間にはループ12、13、
23、24が設けられている。また、流路切替バルブ5
には、洗浄液を所定量保持するためのループ11が設け
られており、流路切替バルブ7には、希釈洗浄液を所定
量保持するためのループ14が設けられている。ここ
で、ループ12およびループ13の容量はループ11、
14の容量の数十倍になされている。各流路切替バルブ
は、それぞれ実線状態と破線状態に切り換えられる。流
路切替バルブ8より送出された希釈薬液は、混合器20
を介して導電率検出部21に送り込まれる。
Loops 12, 13 are provided between the flow path switching valves.
23 and 24 are provided. Also, the flow path switching valve 5
Is provided with a loop 11 for holding a predetermined amount of cleaning liquid, and the flow path switching valve 7 is provided with a loop 14 for holding a predetermined amount of diluted cleaning liquid. Here, the capacities of the loop 12 and the loop 13 are the loop 11,
It is made dozens of times the capacity of 14. Each flow path switching valve is switched between a solid line state and a broken line state. The diluted chemical liquid sent from the flow path switching valve 8 is mixed in the mixer 20.
It is sent to the conductivity detection unit 21 via.

【0020】次に、図1の薬液組成モニタ装置の動作に
ついて説明する。第1のステップでは、図2に示すよう
に、流路切替バルブ5、6、7は破線状態に操作され、
流路切替バルブ8は実線状態に操作される。この状態で
は、洗浄液およびホウ酸溶液はそれぞれ流路切替バルブ
5、8を介して廃棄され、すべてのループは純水より満
たされる。第2のステップでは、図3に示すように、流
路切替バルブ5が実線状態に切り換えられる。この状態
では、冷却器15により冷却され、脱泡器16により泡
の除かれた洗浄液が流路切替バルブ5を介してループ1
1に送り込まれ、ループ11がこの液により満たされ
る。これ以外のループは純水により満たされたままであ
る。
Next, the operation of the chemical composition monitor of FIG. 1 will be described. In the first step, as shown in FIG. 2, the flow path switching valves 5, 6, 7 are operated in a broken line state,
The flow path switching valve 8 is operated in the solid line state. In this state, the cleaning liquid and the boric acid solution are discarded via the flow path switching valves 5 and 8, respectively, and all the loops are filled with pure water. In the second step, as shown in FIG. 3, the flow path switching valve 5 is switched to the solid line state. In this state, the cleaning liquid cooled by the cooler 15 and defoamed by the defoamer 16 passes through the flow path switching valve 5 to form the loop 1
1 and the loop 11 is filled with this liquid. The other loops remain filled with pure water.

【0021】第3のステップでは、図4に示すように、
流路切替バルブ5が破線状態に、また流路切替バルブ6
が実線状態に切り換えられる。これにより、ループ1
1、ループ13、ポンプ3、ループ14、ループ12を
含む循環流路が形成され、ループ11内に充填されてい
た洗浄薬液はこの循環流路内に取り込まれる。ポンプ3
を所定時間稼働することにより、循環流路内の液体は細
管内の流動により混合され、洗浄薬液は希釈される。よ
って、ループ14内には洗浄薬液の希釈液が満たされ
る。
In the third step, as shown in FIG.
The flow path switching valve 5 is in a broken line state, and the flow path switching valve 6 is
Is switched to the solid line state. This makes loop 1
A circulation flow path including the loop 1, the loop 13, the pump 3, the loop 14, and the loop 12 is formed, and the cleaning chemical liquid filled in the loop 11 is taken into the circulation flow path. Pump 3
By operating for a predetermined time, the liquid in the circulation flow channel is mixed by the flow in the thin tube, and the cleaning chemical liquid is diluted. Therefore, the loop 14 is filled with the diluent of the cleaning chemical liquid.

【0022】第4のステップでは、図5に示すように、
流路切替バルブ7が実線状態に切り換えられる。これに
より、送液ポンプ1から流出する純水はループ14内に
充填されていた希釈洗浄薬液をループ23、ループ24
の純水により挟み込んだ状態で、混合器20へ押し出
す。細管内部での流動により、前述の希釈洗浄薬液は混
合器20内でループ23およびループ24内の純水と混
合された後、導電率測定部21内の導電率測定用フロー
セル22を通過する。このときの導電率は薬液を単に純
水で希釈したもので、過酸化水素濃度およびアンモニア
濃度に依存する値である。図8のAあるいはCはこの時
の信号の例である。この第4のステップにおいて、希釈
洗浄薬液の内ループ14に充填されたもの以外は、ルー
プ11、ループ13、ポンプ3、ループ12を含む循環
流路内を循環している。
In the fourth step, as shown in FIG.
The flow path switching valve 7 is switched to the solid line state. As a result, the pure water flowing out from the liquid feed pump 1 is supplied with the diluted cleaning chemical liquid filled in the loop 14 from the loop 23 and the loop 24.
It is extruded into the mixer 20 while being sandwiched by the pure water of. The diluted cleaning chemical liquid is mixed with the pure water in the loop 23 and the loop 24 in the mixer 20 by the flow inside the thin tube, and then passes through the conductivity measuring flow cell 22 in the conductivity measuring unit 21. The conductivity at this time is a value obtained by simply diluting the chemical liquid with pure water, and is a value depending on the hydrogen peroxide concentration and the ammonia concentration. 8A or 8C is an example of the signal at this time. In the fourth step, the diluted cleaning chemical liquid is circulated in the circulation flow path including the loop 11, the loop 13, the pump 3, and the loop 12 except for the one filled in the inner loop 14.

【0023】第5のステップでは、図6に示すように、
流路切替バルブ7、8が破線状態に切り換えられる。こ
れにより、ループ23、24がホウ酸溶液により満たさ
れる。また、ループ11、ループ13、ポンプ3、ルー
プ14、ループ12を含む循環流路が再び形成されて、
この中を希釈洗浄薬液が循環する。このときの薬液の濃
度は,ループ14の容量がループ12、13に比較して
小さいことから、先にループ14に取り込まれた希釈薬
液の濃度とほとんど変わらない。
In the fifth step, as shown in FIG.
The flow path switching valves 7 and 8 are switched to the broken line state. As a result, the loops 23 and 24 are filled with the boric acid solution. Further, the circulation flow path including the loop 11, the loop 13, the pump 3, the loop 14, and the loop 12 is formed again,
The diluted cleaning chemical solution circulates in this. Since the volume of the loop 14 is smaller than that of the loops 12 and 13, the concentration of the chemical liquid at this time is almost the same as the concentration of the diluted chemical liquid previously taken into the loop 14.

【0024】第6のステップでは、図7に示すように、
流路切替バルブ7、8が実線状態に切り換えられる。こ
れにより、送液ポンプ1から流出する純水は、ループ1
4内に充填されていた希釈洗浄薬液をループ23、ルー
プ24内のホウ酸溶液により挟み込んだ状態で、混合器
20へ押し出す。細管内部での流動により、前述の希釈
洗浄薬液は混合器20内でループ23およびループ24
内のホウ酸溶液と混合された後、導電率測定部21内の
導電率測定用フローセル22を通過する。このときの導
電率はアンモニア濃度のみに依存したものとなる。図8
のBあるいはDはこの時の信号の例である。得られた信
号Bの導電率を、予めコンピュータに保存されている、
アンモニア濃度と導電率との関係を示す検量線データ
〔図9(a)に示されているもの〕と対照し、データ処
理を行い、薬液中のアンモニア濃度を確定する。続い
て、先に得られた信号Aの導電率を、組成が既知で組成
の異なる数種の薬液の導電率を測定して作成したコンピ
ュータに予め保存されている検量線データ〔例えば図9
(b)に示されているもの〕と対照し、データ処理を行
い、薬液中の過酸化水素濃度を確定する。その後、再び
第1のステップの状態に全バルブを戻す。そして、第1
〜第6のステップを繰り返すことで薬液組成の連続モニ
タリングを行う。
In the sixth step, as shown in FIG.
The flow path switching valves 7 and 8 are switched to the solid line state. As a result, the pure water flowing out of the liquid delivery pump 1 is
The diluted cleaning chemical liquid filled in 4 is sandwiched by the boric acid solutions in loops 23 and 24, and is extruded to mixer 20. Due to the flow inside the thin tube, the above-mentioned diluted cleaning chemical liquid is fed into the mixer 20 through the loop 23 and the loop 24.
After being mixed with the boric acid solution inside, it passes through the conductivity measuring flow cell 22 inside the conductivity measuring section 21. The conductivity at this time depends only on the ammonia concentration. FIG.
B or D is an example of the signal at this time. The conductivity of the obtained signal B is stored in the computer in advance,
Data processing is performed to determine the ammonia concentration in the chemical solution, in contrast with the calibration curve data [shown in FIG. 9 (a)] showing the relationship between the ammonia concentration and the electrical conductivity. Subsequently, the calibration curve data previously stored in a computer prepared by measuring the conductivity of several kinds of chemical liquids having known compositions and different compositions is used for the conductivity of the signal A previously obtained [for example, FIG. 9].
In contrast to the one shown in (b)], data processing is performed to determine the hydrogen peroxide concentration in the chemical solution. After that, all the valves are returned to the state of the first step again. And the first
~ Continuous monitoring of the chemical liquid composition is performed by repeating the sixth step.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
過酸化水素とアンモニアと水とからなる洗浄薬液の組成
を、比較的簡素で小規模の装置により少ない薬液の採取
で高精度にかつ再現性よくモニタすることができる。ま
た、検出器に濃厚な薬液が定常的に導入されることがな
いので、検出セルの劣化・損傷を抑えることができ長期
的に信頼性のある測定を行うことができる。したがっ
て、本発明によれば、この装置と薬液の供給装置とを組
み合わせることで、安定した洗浄が行え製品の信頼性が
向上させることができる。
As described above, according to the present invention,
The composition of a cleaning chemical solution composed of hydrogen peroxide, ammonia and water can be monitored with high accuracy and reproducibility by collecting a small amount of the chemical solution with a relatively simple and small-scale device. Further, since the concentrated chemical solution is not constantly introduced into the detector, deterioration and damage of the detection cell can be suppressed, and reliable measurement can be performed in the long term. Therefore, according to the present invention, stable cleaning can be performed and the reliability of the product can be improved by combining this device and the chemical liquid supply device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の薬液組成モニタ装置の一実施例を示す
構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a chemical composition monitoring device of the present invention.

【図2】図1に示した薬液組成モニタ装置の動作を説明
するための構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram for explaining the operation of the chemical composition monitoring device shown in FIG.

【図3】図1に示した薬液組成モニタ装置の動作を説明
するための構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram for explaining the operation of the chemical composition monitoring device shown in FIG.

【図4】図1に示した薬液組成モニタ装置の動作を説明
するための構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram for explaining the operation of the chemical composition monitoring device shown in FIG.

【図5】図1に示した薬液組成モニタ装置の動作を説明
するための構成図である。
5 is a configuration diagram for explaining the operation of the chemical composition monitoring device shown in FIG.

【図6】図1に示した薬液組成モニタ装置の動作を説明
するための構成図である。
6 is a configuration diagram for explaining the operation of the chemical liquid composition monitoring device shown in FIG.

【図7】図1に示した薬液組成モニタ装置の動作を説明
するための構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram for explaining the operation of the chemical composition monitoring device shown in FIG. 1.

【図8】本発明の薬液組成モニタ装置による測定データ
例を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an example of measurement data by the chemical composition monitoring device of the present invention.

【図9】本発明の薬液組成モニタ装置の作用を説明する
ためのアンモニア濃度と導電率との関係を示す特性図で
ある。
FIG. 9 is a characteristic diagram showing the relationship between ammonia concentration and conductivity for explaining the action of the chemical liquid composition monitoring device of the present invention.

【図10】従来技術の薬液組成モニタ装置を説明するた
めの概略構成図である。
FIG. 10 is a schematic configuration diagram for explaining a conventional chemical liquid composition monitoring device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、2、3、4 送液ポンプ 5、6、7、8 流路切替バルブ 11、12、13、14、23、24 ループ 15 冷却器 16 脱泡器 17 逆止弁 20 混合器 21 導電率検出部 22 導電率測定用フローセル 31 過酸化水素タンク 32 アンモニアタンク 33 純水タンク 34 洗浄槽 35 第1の計測部 36 第2の計測部 37 演算機能ブロック 38 比較機能ブロック 39 指令機能ブロック 1, 2, 3, 4 Liquid-sending pump 5, 6, 7, 8 Flow path switching valve 11, 12, 13, 14, 23, 24 Loop 15 Cooler 16 Defoamer 17 Check valve 20 Mixer 21 Conductivity Detection unit 22 Conductivity measurement flow cell 31 Hydrogen peroxide tank 32 Ammonia tank 33 Pure water tank 34 Cleaning tank 35 First measurement unit 36 Second measurement unit 37 Calculation function block 38 Comparison function block 39 Command function block

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 (1)過酸化水素、アンモニアおよび水
からなる薬液を純水にて希釈し、この希釈された薬液の
導電率を測定する過程と、 (2)前記薬液の酸溶液および純水にて希釈された液を
調製し、この液の導電率を測定する過程と、 (3)前記第(2)の過程において求められた導電率か
ら前記薬液中のアンモニア濃度を確定し、このアンモニ
ア濃度と前記第(1)の過程で求められた導電率に基づ
いて前記薬液中の過酸化水素濃度を確定する過程と、を
含む薬液組成モニタ方法。
1. A process of (1) diluting a chemical solution comprising hydrogen peroxide, ammonia and water with pure water and measuring the conductivity of the diluted chemical solution, and (2) an acid solution and a pure solution of the chemical solution. A process of preparing a liquid diluted with water and measuring the conductivity of this liquid, and (3) determining the ammonia concentration in the chemical liquid from the conductivity obtained in the process of (2) above, And a step of determining the concentration of hydrogen peroxide in the chemical solution based on the ammonia concentration and the conductivity obtained in the first step (1).
【請求項2】 前記第(3)の過程においては、予め求
められている過酸化水素濃度をパラメータとするアンモ
ニア濃度に対する導電率の検量線データ、あるいは、予
め求められているアンモニア濃度をパラメータとする過
酸化水素濃度に対する導電率の検量線データを参照する
ことにより、過酸化水素濃度を確定することを特徴とす
る請求項1記載の薬液組成モニタ方法。
2. In the third step (3), the calibration curve data of the conductivity with respect to the ammonia concentration using the hydrogen peroxide concentration obtained in advance as a parameter, or the ammonia concentration obtained in advance as a parameter is used. The chemical solution composition monitoring method according to claim 1, wherein the hydrogen peroxide concentration is determined by referring to the calibration curve data of the conductivity with respect to the hydrogen peroxide concentration.
【請求項3】 前記第(2)の過程において用いられる
酸溶液がホウ酸溶液であることを特徴とする請求項1ま
たは2記載の薬液組成モニタ方法。
3. The chemical solution composition monitoring method according to claim 1, wherein the acid solution used in the second step (2) is a boric acid solution.
【請求項4】 前記第(2)の過程において調製された
液のpHが6以下であることを特徴とする請求項1、2
または3記載の薬液組成モニタ方法。
4. The pH of the liquid prepared in the second step (2) is 6 or less.
Alternatively, the chemical liquid composition monitoring method described in 3 above.
【請求項5】 アンモニア、過酸化水素および水からな
る薬液を供給する薬液供給部と、酸溶液を供給する酸溶
液供給部と、純水を供給する純水供給部と、各供給部の
下流側に設置された複数の流路切替バルブと、いずれか
の流路切替バルブの下流に設置された混合器と、前記混
合器の下流に設置された導電率測定部とを備え、前記流
路切替バルブを切り換えることにより、前記混合部およ
び前記導電率測定部に、純水のみを、純水と薬液を、お
よび、薬液と純水と酸溶液を、順次導入する流路を設定
できることを特徴とする薬液組成モニタ装置。
5. A chemical solution supply section for supplying a chemical solution consisting of ammonia, hydrogen peroxide and water, an acid solution supply section for supplying an acid solution, a pure water supply section for supplying pure water, and downstream of each supply section. A plurality of flow path switching valves installed on the side, a mixer installed downstream of any of the flow path switching valves, and a conductivity measuring unit installed downstream of the mixer, By switching the switching valve, it is possible to set a flow path for introducing only pure water, pure water and chemical solution, and chemical solution, pure water and acid solution into the mixing section and the conductivity measuring section. Liquid chemical composition monitoring device.
【請求項6】 前記複数の流路切替バルブが、 薬液供給部と廃水路と第1のバイパス路に接続された、
六方バルブあるいは六方バルブと同等の機能を有するバ
ルブからなる第1のバルブと、 純水供給部と酸溶液供給部と混合部と廃水路に接続され
た、六方バルブあるいは六方バルブと同等の機能を有す
るバルブからなる第2のバルブと、 純水供給部と第1のバルブと廃水路に接続された、四方
バルブあるいは四方バルブと同等の機能を有するバルブ
からなる第3のバルブと、 前記第1、第2および第3のバルブ並びに第2のバイパ
ス路に接続された、六方バルブあるいは六方バルブと同
等の機能を有するバルブからなる第4のバルブと、によ
り構成されていることを特徴とする請求項5記載の薬液
組成モニタ装置。
6. The plurality of flow path switching valves are connected to a chemical liquid supply section, a waste water path, and a first bypass path,
A first valve consisting of a hexagonal valve or a valve having the same function as the hexagonal valve, and a hexagonal valve or a function equivalent to the hexagonal valve connected to the pure water supply unit, the acid solution supply unit, the mixing unit, and the waste water channel. A second valve including a valve having the same, a third valve including a pure water supply unit, the first valve, and a four-way valve connected to the waste water channel, or a valve having a function equivalent to that of the four-way valve; , A second valve, a third valve, and a fourth valve, which is connected to the second bypass passage and includes a hexagonal valve or a valve having a function equivalent to that of the hexagonal valve. Item 5. A chemical composition monitoring device according to item 5.
【請求項7】 前記薬液供給部には冷却装置と脱泡器と
が備えられており、前記脱泡器からの不要液は逆止弁を
介して廃水されることを特徴とする請求項5または請求
項6記載の薬液組成モニタ装置。
7. The chemical liquid supply unit is provided with a cooling device and a defoaming device, and unnecessary liquid from the defoaming device is discharged through a check valve. Alternatively, the chemical liquid composition monitoring device according to claim 6.
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