JP6210927B2 - 電極装置 - Google Patents
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Description
測定電極204には、その内部液室204aを貫通するように、ブロック体202に応答ガラスで形成したパイプ208を嵌め入れる一方、比較電極206には、ブロック体202に前記パイプ208に連通する貫通孔210を設け、この貫通孔210を液絡部212を介して内部液室206aに連通させるようにしてある。
そして、パイプ208と貫通孔210の接続部分は、接着剤やOリング等の接合部材218で周囲を覆い、パイプ208と貫通孔210とが液密に接続されるように構成する。
このサブボディに、前記比較電極との接続ポートを形成しておけばなおよい。
前記複数の管体要素の接続の具体的な一態様としては、一の管体要素の端部に、他の管体要素の端部が外嵌し、この外嵌部分が、環状の締付部材によって締め付けられるようにするのが好ましい。
より具体的には、前記締付部材がフェルールであって、このフェルールに当接して前記第1ボディに嵌合するように設けられる嵌合部材によって、前記フェルールが前記外嵌部分を押圧して前記管体要素同士を接続するのが望ましい。
この測定システム300は、半導体製造プロセス、例えば、配線工程の洗浄、Cuメッキ液、CMP(化学機械研磨)などに用いられる薬液等(以下「測定液」ともいう。)の水素イオン濃度等を連続モニタするためのものであり、測定液9のpHを測定する電極装置307と、電極装置307に測定液9を流通させる測定液流通機構3と、電極装置307にKCl溶液等の内部液(請求項2に記載の比較電極の内部液のことであり、以下「第2内部液」という。)を補充する内部液補充機構5と、電極装置307、測定液流通機構3及び内部液補充機構5に接続され、これらとの間で測定データや指令信号を授受する情報処理・制御機構19とを具備している。なお、測定システム300は、水素イオン以外、例えば、ナトリウム、カリウム等のイオン濃度や、二酸化炭素や酸素等のガス濃度(pCO2、pO2等)も測定できるものである。
前記測定電極304は、pH緩衝液等の所定の内部液(請求項1記載の第1内部液のことである。)が充填される第1内部液室352を有した第1ボディ354aと、第1ボディ354aから離間して配置されたサブボディ354bと、第1ボディ354aとサブボディ354bとを連結する連結ボディ354cとを備えている。さらに、測定電極304は、該第1ボディ354aの下部から第1内部液室352を上方に向かって延伸するように取り付けられた内部極M(請求項1記載の第1内部極のことである。)とを具備したものである。これら第1ボディ354a、サブボディ354b及び連結ボディ354cから測定電極304のボディ354が形成されている。
前記第1ボディ354aは、上下に延伸し上面が閉塞されているとともに下面が開口する四角筒状のメイン部材354dと、該メイン部材354dの下面開口を閉塞する蓋体354eとからなる。この第1ボディ354aの内部に形成された前記第1内部液室352は、例えば下端から所定高さまでは一定断面形状(例えば円柱形状)であり、その上端部のみが上方に行くほど断面形が縮小する錐形状にしてある。
この管体358は、その全体が、水素イオンに応答する応答ガラスから形成されており、測定液9が流れる第1流路362を形成する。第1流路362の下流側が管体358の出力端側となり、第1流路362の上流側が管体358の入力端側となる。この応答ガラスは、スカンジウムが所定量含有されたものである。管体358の形状はキャピラリー状、即ち、内径に対してその長さが十分長くなるようにしてあり、例えば、その内径は0.1mmから2mm程度、好ましくは0.5mmから1mm程度の非常に細いものである。また、管体358の肉厚は、0.1mmから1mm程度、好ましくは0.2mm程度であり、このような肉厚であれば、応答性がよい応答ガラスとなる。また、その外径は、0.3mmから4mm程度、好ましくは1mmから2mm程度のものがよい。
さらに、前記管体358の出力端側がこの第1ボディ354aから突出して、前記サブボディ354bの連通孔380に挿入されるように構成されている。これにより、第1ボディ354aとサブボディ354bとの間に設けられた空間S1に、管体358の一部が架け渡された状態となり、管体358のこの部分が空間S1に露出されるようになる。
また、本実施形態では、前記管体358の前記入力端側も第1ボディ354aから突出しており、この入力端側が上述した第1ボディ354aの他方側面に離間して配置されたサブボディ354bに形成された前記連通孔380に挿入されている。
なお、前記管体358は、前記第1内部液350に浸漬する一部に応答ガラスが用いられていてもよい。
この比較電極306は、前記第2内部液15が充填される内部液室(請求項2に記載の比較電極の内部液室のことであり、以下「第2内部液室」という。)を有する第2ボディ42と、該第2ボディ42の下部から第2内部液室36を上方に向かって延伸するように取り付けられた内部極Rと、該第2ボディ42に形成され、該第2内部液室36と連通して第2内部液15を補充する補充口17とを具備したものである。
この測定液流通機構3は、前記電極装置307に測定液9を流入させる流入管12a及び電極装置307を通って流出する測定液9が流通する流出管12bと、流入管12a又は流出管12bの所定の場所に配置され、測定液9を流入及び流出させる流通ポンプ10を備えている。
このようなn回の測定及び第2内部液15の補充を1回の測定ルーチンとし、その測定ルーチンが繰り返されることによって、周期的に第2内部液15の補充が行われ、所望回数の測定ルーチンが終了後、pH測定を終了する。
なお、補充ポンプ18を完全に止めずに、第2内部液15が極微量流れるように作動させ、所定の間隔をあけて、測定液9が流入して薄まった部分に相当する量の第2内部液15を補充するように補充ポンプ18を作動させることもできるが、上述したように、補充ポンプ18はpH測定中は、止めるほうが好ましい。
このようにして定められた所定距離L1及びその容量V1に基づき、補充する第2内部液15の補充量が定められ、この場合、補充量をV3、液絡部40からの距離をL3としたとき、V2<V3<V1の関係が成立されるような量とすれば、L2<L3<L1となり、測定液9で薄まった部分を第2内部液15に置換できるようになる。
なお、薄まった部分の容量V2と第2内部液15の補充量V3は、少なくともV2<V3の関係が成り立つようにされていればよい。
さらに、サブボディ354bが、連結ボディ354cによって第1ボディ354aに連結されている場合は、第1ボディ354a、サブボディ354b及び連結ボディ354cが一体のものとなっている。したがって、管体358の突出部分をサブボディ354bでより安定して保持することができ、管体358に不測の曲げ力が作用することによって折れたり割れたりすることを防止することができる。
また、サブボディ354bの比較電極306に接触する側には、比較電極306の第2流路64との接続ポートとしての雌ねじ孔388が設けられているので、上述した構成によって、管体385と接続管382とを強固に接続し、第2流路64に測定液9を確実に供給することができる。
上述した電極装置307の管体358は、その全部が応答ガラスから形成されたものであるが、この電極装置407の管体458は、複数の管体要素が接続して形成されたものであり、全部が応答ガラスから形成された応答ガラス管458aと、樹脂製の弾性チューブ458bとが管体要素として構成されている。即ち、管体458の一部が応答ガラスで構成されたものである。この管体458の出力端側(弾性チューブ458bの一端側)が、比較電極406の第2流路464に接続されて、測定液9が測定電極404から比較電極406に供給されるように構成されている。また、この比較電極406は、その第2ボディ442に第2内部液415が充填される第2内部液室436が形成され、この第2内部液415が、液絡部440を介して第2流路464を流れる前記測定液9と接触するように構成されている。
また、管体458の出力端側(弾性チューブ458bの一端側)も前記締付部材490等を用いて同様に第2流路464に接続されている。
さらに、測定電極404又は比較電極406に、前記測定電極304と同様な、サブボディ及び連結ボディを備えて、空間S2を形成し、管体458を保持するようにしてもよい。
304、404・・・測定電極
306、406・・・比較電極
307、407・・・電極装置
10・・・流通ポンプ
17・・・補充口
18・・・補充ポンプ
36・・・第2内部液室
40・・・液絡部
42・・・第2ボディ
352・・・第1内部液室
354a、454a・・・第1ボディ
354b・・・サブボディ
354c・・・連結ボディ
358、458・・・管体
486・・・雄ねじ部材
488・・・雌ねじ孔
490・・・締付部材
Claims (10)
- 測定電極及び比較電極を具備し、前記測定電極が、第1内部液及び第1内部極を収容する第1内部液室が形成された第1ボディと、一部又は全部が応答ガラスから形成され、前記第1内部液室を通るように前記第1ボディに挿入された管体とを具備し、前記管体を流れた測定対象たる測定液が、前記比較電極に供給されるように構成したものであって、
前記第1ボディから離間して配置されたサブボディをさらに具備し、
前記管体の比較電極に接続される出力端側が前記第1ボディから突出するとともに、前記第1ボディとサブボディとの間に設けられた空間に、前記管体の一部が架け渡されており、
前記第1ボディと前記サブボディとを連結する連結ボディをさらに具備していることを特徴とする電極装置。 - 前記第1ボディ、前記サブボディ、及び前記連結ボディが一体であることを特徴とする請求項1記載の電極装置。
- 前記比較電極が、第2内部液が充填される第2内部液室と、前記測定液が流れる第2流路とを形成した第2ボディを具備し、前記第2流路内の測定液と前記第2内部液室内の前記第2内部液とが液絡部を介して接触するように構成したものであることを特徴とする請求項1又は2記載の電極装置。
- 測定電極及び比較電極を具備し、前記測定電極が、第1内部液及び第1内部極を収容する第1内部液室が形成された第1ボディと、一部又は全部が応答ガラスから形成され、前記第1内部液室を通るように前記第1ボディに挿入された管体とを具備し、前記管体を流れた測定対象たる測定液が、前記比較電極に供給されるように構成したものであって、
前記管体の比較電極に接続される出力端側が前記第1ボディから突出し、その突出部分の所定長さに亘る領域が空間に露出しており、
前記比較電極が、第2内部液が充填される第2内部液室と、前記測定液が流れる第2流路とを形成した第2ボディを具備し、前記第2流路内の測定液と前記第2内部液室内の前記第2内部液とが液絡部を介して接触するように構成したものであり、
前記第2ボディから離間して配置された第2サブボディをさらに具備し、前記第2ボディと前記第2サブボディとの間に設けられた空間に、前記管体の一部が架け渡されていることを特徴とする電極装置。 - 前記第2ボディと前記第2サブボディとを連結する第2連結ボディをさらに具備したものであることを特徴とする請求項4記載の電極装置。
- 前記管体が、複数の管体要素を接続して形成したものであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の電極装置。
- 測定電極及び比較電極を具備し、前記測定電極が、第1内部液及び第1内部極を収容する第1内部液室が形成された第1ボディと、一部又は全部が応答ガラスから形成され、前記第1内部液室を通るように前記第1ボディに挿入された管体とを具備し、前記管体を流れた測定対象たる測定液が、前記比較電極に供給されるように構成したものであって、
前記管体の比較電極に接続される出力端側が前記第1ボディから突出し、その突出部分の所定長さに亘る領域が空間に露出しており、
前記管体が、複数の管体要素を接続して形成したものであり、
前記複数の管体要素の接続が、一の管体要素の端部に他の管体要素の端部が外嵌したものであって、前記他の管体要素の外嵌部分を周囲から締め付ける環状の締付部材を具備していることを特徴とする電極装置。 - 前記環状の締付部材がフェルールであって、前記フェルールに当接して前記第1ボディに嵌合するように設けられる嵌合部材を備え、前記嵌合部材によって、前記フェルールが前記外嵌部分を押圧するように設けられていることを特徴とする請求項7記載の電極装置。
- 前記空間の一部が開放状態であることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の電極装置。
- 第1内部液及び第1内部極を収容する第1内部液室が形成された第1ボディと、一部又は全部が応答ガラスから形成され、前記第1内部液室を通るように前記ボディに挿入された管体とを具備し、前記管体が形成する第1流路に測定対象である測定液が流れるように構成したものであって、
前記第1ボディから離間して配置されたサブボディをさらに具備し、
前記管体の出力端側が前記第1ボディから突出するとともに、前記第1ボディとサブボディとの間に設けられた空間に、前記管体の一部が架け渡されており、
前記第1ボディと前記サブボディとを連結する連結ボディをさらに具備していることを特徴とする測定電極。
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