JPH0755791A

JPH0755791A - 液管理装置

Info

Publication number: JPH0755791A
Application number: JP20672093A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Takaiwa; 聡高岩
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 1993-08-20
Filing date: 1993-08-20
Publication date: 1995-03-03

Abstract

(57)【要約】【目的】校正液中の成分を実際の洗浄液に近い状態で
濃度測定することができて、正確な校正を可能とした液
管理装置の提供を目的とする。【構成】加熱分解装置２８の上流側に、洗浄液中の成
分をそれぞれ単一成分の溶液で供給する校正液供給手段
３７・３８を具備し、校正データの検出に際して、校正
液供給手段３７・３８から供給された単一成分の溶液を
混合することで校正液を作成するようにしたので、校正
液の成分変化が防止され、かつ酸素センサ３６の校正デ
ータを実際の洗浄液に近い状態で検出することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体の製造時に使用
される洗浄液の濃度を測定する濃度分析装置に係り、洗
浄液中の成分濃度を測定するセンサを校正するための校
正データを正確に測定できる液管理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体の製造時に使用される洗浄
液の成分を測定するための自動濃度分析装置として、特
願平４−３６７５５号に示される自動液管理装置が知ら
れている。この自動液管理装置は、洗浄液に含まれる過
酸化水素等の成分を分解して酸素ガスを発生させ、この
発生した酸素ガスを該洗浄液から気液分離した後、酸素
センサにて酸素濃度を検出し、更にこの酸素濃度に基づ
き、洗浄液中の過酸化水素の濃度を演算するものであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記自動液
管理装置では、酸素センサのドリフトによる影響を排除
して、洗浄液中の成分濃度を正確に演算するために、該
酸素センサの検出データを逐一校正する必要がある。そ
して、このような検出データの校正に際しては、校正液
を自動液管理装置に供給し、該校正液から算出された過
酸化水素濃度と、校正液の実際の過酸化水素濃度との差
分を計算することで、酸素センサのドリフト量を校正デ
ータとして求め、このドリフト量に基づき、以後、算出
される過酸化水素濃度の校正するようにしている。しか
しながら、このような校正データの検出作業では、例え
ば、塩酸ー過酸化水素系という複数種の成分が混合され
ている洗浄液の場合に、校正液もこれと同じ塩酸ー過酸
化水素系のものを使用するようにしているので、このよ
うな校正液を調製した後に長時間放置すると、校正液内
で成分同士の反応が起こって成分濃度が変化し、その結
果、校正液の成分濃度が調製時の状態と違って、正確な
ドリフト量の測定をすることができないという不具合が
生じていた。

【０００４】この発明は、上記の事情に鑑みてなされた
ものであって、液管理しようとする試料液の一成分の液
を、校正時に、個別に供給して混合することにより得た
校正液を用いて、濃度センサの校正を行うようにしたも
のであり、これによって校正液中の成分濃度を実際の試
料液に近い状態で検出することができて、正確な校正を
可能とした液管理装置の提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、酸素を発生させる成分を含む複数種の成
分が混合された溶液を測定する液管理装置であって、前
記溶液を分解して酸素ガスを発生させる分解手段と、該
分解手段において分解された酸素ガスの濃度を測定する
測定手段と、該測定手段にて測定された酸素濃度に基づ
き、前記溶液に含まれる成分の濃度を演算する演算手段
とを具備し、前記分解手段の上流側には、前記溶液中の
一成分の液を供給する校正液供給手段を複数設けるよう
にしている。

【０００６】

【作用】本発明では、分解手段により溶液の成分が分解
されて、該成分から酸素ガスが発生する。そして、この
分解手段によって生成された酸素ガスは、測定手段にて
その濃度が測定され、更に、演算手段では、前記測定手
段で測定された酸素濃度に基づき、溶液中に含まれる前
記成分の濃度が演算される。また、このような液管理装
置では、分解手段の上流側に、溶液中の成分をそれぞれ
単一成分で供給する校正液供給手段を複数具備し、校正
データの検出に際して、校正液供給手段から供給された
単一成分の溶液を混合することで校正液を作成するよう
にしたので、複数成分が混合されてなる校正液の成分変
化が防止され、かつ測定手段の校正データを実際の洗浄
液に近い状態で検出できる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１及び図２を参照
して説明する。図１のブロック図に示すように、液管理
装置は、吸引装置１、加熱装置２、分解装置３、希釈装
置４、校正液供給装置１４Ａ・１４Ｂ、抽出装置５、抽
出ガス供給装置６、酸素センサ７、制御演算回路８、表
示部９、印字装置１０、警報出力回路１１、警報器１１
Ａ、警報設定回路１２、操作部１３によって構成され、
これら各装置は、図１に示すように流体の流路からなる
流体流路系１００と、データ及び制御信号を処理する制
御系１０１とに区分される。

【０００８】すなわち、吸引装置１、希釈装置４、校正
液供給装置１４Ａ・１４Ｂが加熱装置２に接続され、こ
の加熱装置２が分解装置３に接続され、この分解装置３
が抽出ガス供給装置６とともに抽出装置５に接続され、
抽出装置５が酸素センサ７に接続されることにより、流
体流路系１００が形成され、また、制御演算回路８を中
心として、吸引装置１、希釈装置４、抽出ガス供給装置
６、酸素サンサ７、表示部９、印字装置１０、警報出力
回路１１、操作部１３が接続されることにより、制御系
１０１が形成される。また、警報出力回路１１は、警報
器１１Ａ及び警報設定回路１２に接続されて、制御系１
０１の一部を構成する。

【０００９】次に、流体流路系１００の構成要素の概略
を説明する。まず、吸引装置１は、ポンプ等の吸引手段
により構成されるものであって、半導体等の洗浄液が貯
留されているタンク（図示略）から、流路Ａを通じて洗
浄液を吸引するものである。なお、前記洗浄液には酸素
を発生させる、例えば過酸化水素、オゾン等の成分が含
有されている。また、本実施例では、塩酸ー過酸化水素
の半導体用洗浄液（酸素を発生させる成分は過酸化水
素）を使用した場合を例にして説明する。加熱装置２は
吸引装置１により供給された洗浄液を加熱するためのも
のであり、また、分解手段３は、加熱装置２により加熱
された洗浄液中の過酸化水素の成分を分解して、酸素ガ
スを発生させるものである（なお、過酸化水素の分解が
十分可能な場合は、加熱装置２を取り除いても良い）。
なお、この分解装置３には、固体触媒を用いて過酸化水
素を分解して酸素を発生させる手段、また、電気分解に
より酸素を発生させる手段等が用いられる。

【００１０】また、前記加熱装置２と吸引装置１との間
の流路には、純水を希釈液として供給する希釈装置４が
設けられている。この希釈装置４は、吸引装置１が吸引
した洗浄液の濃度が高い場合に、洗浄液の濃度を、後述
する酸素センサ７にて検出できる範囲にまで薄める働き
をするものである。具体的には純水を供給するポンプ、
配管等により構成されるものであるが、必要に応じて取
り除いても良い。

【００１１】抽出装置５は、加熱装置２及び分解装置３
にて得られた酸素ガスを抽出するためのものであって、
具体的には、抽出ガス供給装置６から供給された窒素ガ
ス等の抽出ガスを、分解装置３から供給された洗浄液中
に供給することによって、洗浄液中の酸素ガスが該洗浄
液から分離される。また、該抽出ガス供給装置６から供
給された抽出ガスと、該抽出ガスによって抽出されて酸
素ガスとは、流路Ｂを通じて酸素センサ７に供給される
ようになっており、この酸素センサ７によって、抽出ガ
ス中の酸素濃度が測定されるようになっている。そし
て、この酸素センサ７によって測定された酸素濃度は、
制御系１０１の制御演算回路８に検出データとして供給
される。

【００１２】次に、制御系１０１の構成要素の概略を説
明する。制御演算回路８は、操作部１３の入力データに
基づき、吸引装置１が吸引する洗浄液の流量、及び抽出
ガス供給装置６が供給する抽出ガスの流量、希釈装置４
が供給する希釈液の流量を制御する制御信号をそれぞれ
出力するとともに、これら洗浄液の流量、抽出ガスの流
量、希釈液の流量に基づき、前記酸素センサ７によって
測定された酸素濃度が補正される。すなわち、この制御
演算回路８では、酸素センサ７から出力された検出デー
タの直線性及び利得の補正とともに、抽出ガス供給装置
６の抽出ガスの流量に基づく検出信号補正と、吸引装
置１及び希釈装置４による洗浄液の希釈割合に基づき検
出信号補正を共に行う。

【００１３】以下、この２つの補正について説明する。
まず、検出信号補正について説明すると、分解装置３
に供給される洗浄液の量が一定でも、抽出ガス供給装置
６からの抽出ガスを多く供給すると、酸素センサ７に供
給される酸素濃度は相対的に減少し、抽出ガスの流量と
酸素濃度は反比例の関係となる。従って、酸素センサ７
で検出された酸素濃度を抽出ガスの流量で割ることによ
って、実際の分解装置３に供給された過酸化水素の濃度
が求められる。すなわち、この制御演算回路８では、酸
素センサ７で検出された酸素濃度を抽出ガスの流量で割
ることにより、該酸素濃度を補正する。

【００１４】次に、検出信号補正について説明する
と、分解装置３に供給される洗浄液は、抽出ガス供給装
置６からの抽出ガス供給量が一定である場合、吸引装置
１の流量と希釈装置４の流量に応じて希釈される。従っ
て、酸素センサ７で検出される酸素濃度は、希釈装置４
の流量を増大することで減少し、その減少割合は洗浄液
の希釈割合に比例する。すなわち、洗浄液の希釈割合
は、吸引装置１の流量を、吸引装置１と希釈装置４の合
計の流量で割った値と同等であり、よって吸引装置１に
吸入される洗浄液中の過酸化水素の濃度を求めるには、
酸素センサ７で検出された酸素濃度を、前記希釈割合で
乗ずれば良い。

【００１５】従って、この制御演算回路８では、検出信
号補正で示すように、酸素センサ７で検出された酸素
濃度を抽出ガスの流量で割った後、検出信号補正で示
すように、該酸素濃度を、洗浄液の希釈割合で乗じるよ
うにし、これにより得た値を、洗浄液中の含有されてい
た過酸化水素の割合（％濃度）を示す検出データとし
て、演算制御回路８に出力する。

【００１６】表示部９は、制御演算回路８によって演算
された過酸化水素の濃度を表示するためのものであり、
また、印字装置１０はこの過酸化水素濃度を印字するた
めのものである。この印字装置１０はプリンタやレコー
ダであり、不要である場合には、この印字装置１０を取
り除いても良い。警報設定回路１２は、過酸化水素等の
有効成分の基準となるしきい濃度を予め設定しておくも
のであり、また、警報出力回路１１は、警報設定回路１
２で設定したしきい値よりも、制御演算回路８で算出し
た過酸化水素及びアンモニア濃度が高い場合、あるいは
低い場合に、異常であると判定して警報器１１Ａにアラ
ームを出力する（詳細は後述する）。なお、この警報設
定回路１２及び前記操作部１３の操作は作業者が行う。

【００１７】次に、吸引装置１と加熱装置２との間の流
路Ａ’に、校正液を供給するための校正液供給装置１４
Ａ・１４Ｂについて説明する。これら校正液供給装置１
４Ａ・１４Ｂは、塩酸ー過酸化水素系の洗浄液の成分に
対応した校正液の一成分の液をそれぞれ供給するもので
あって、校正液供給手段１４Ａでは塩酸の単一成分溶液
を供給し、また、校正液供給装置１４Ｂでは過酸化水素
の単一成分液を供給する。

【００１８】そして、このような校正液供給装置１４Ａ
・１４Ｂから供給された塩酸溶液と過酸化水素溶液とは
流路Ａ’内で混合され、その後、塩酸と過酸化水素とが
混合された校正液は、上述した洗浄液の分析と同様に、
加熱装置２にて加熱、分解装置３にて分解され、更に、
抽出装置５にて、過酸化水素が分解されることにより得
た酸素が抽出され、酸素センサ７にて該酸素の濃度が測
定されるようになっている。

【００１９】また、前記酸素センサ７にて測定された酸
素濃度を示す検出データは制御演算回路８に供給され、
この制御演算回路８にて、上述した検出信号補正・
を行った後、該校正液から算出された過酸化水素濃度
と、校正液の実際の過酸化水素濃度との差分を計算する
ことで、酸素センサのドリフト量（すなわち、校正デー
タ）を検出し、このドリフト量に基づき、以後、算出さ
れる過酸化水素濃度を校正する。

【００２０】なお、図１では、校正液供給装置１４Ａ・
１４Ｂによって吸引装置１の上流側に校正液を供給する
ようにしたが、これに限定されず、吸引装置１の下流側
に供給しても良い。また、これに限定されず、校正液供
給手段１４Ａ・１４Ａを設けず、吸引手段１によって洗
浄液と校正液とを供給しても良い。そして、この場合に
は、図２に符号２２で示す電磁弁（後述する）を三方電
磁弁とし、この三方電磁弁を通じて、洗浄液と校正液と
を選択的に供給すると良い。

【００２１】次に、図１の概略構成図を具体化した図２
を説明する。図２において符号２０は吸引装置１に対応
するポンプであり、このポンプ２０の上流側に位置する
流路２１には、洗浄液の供給を必要に応じてＯＮ・ＯＦ
Ｆするための電磁弁２２と、洗浄液中の塩酸濃度を検出
する塩酸濃度センサ２３とが順次設けられている。な
お、塩酸濃度センサ２３の検出データはアンプ２３Ａを
介して制御演算手段８に供給され、この制御演算手段８
にて、過酸化水素と同様に洗浄液に含まれる塩酸の濃度
が演算される。

【００２２】また、前記ポンプ２０の下流側に位置する
流路２４の途中には抽出ガス供給装置２５が設けられて
いる。この抽出ガス供給装置２５は、図１の抽出ガス供
給装置６に相当するものであって、その経路２６の途中
には、抽出ガスの供給を必要に応じてＯＮ・ＯＦＦする
ための電磁弁２７と、流量を検出する流量計２８とが設
けられている。なお、この図２では、図１に示される希
釈装置４が省略されている。

【００２３】また、前記流路２４の末端は加熱分解装置
２８に接続されている。この加熱分解装置２８は、図１
の加熱装置２及び分解装置３に相当するものであって、
洗浄液を一時貯留する容器２８Ａと、該容器２８Ａにお
いて洗浄液を加熱するホットチューブ（図示略）と、前
記容器２８Ａに充填されて、有効成分である過酸化水素
を分解して酸素ガスを発生させる活性炭、白金等の固体
触媒２８Ｂとから構成されている。そして、この加熱分
解装置２８においては、ホットチューブにより洗浄液が
加熱された状態の下で、固体触媒２８Ｂにより洗浄液中
の過酸化水素が分解されて、酸素が生成される。

【００２４】また、この加熱分解装置２８にて生成され
た酸素は、流路２９を通じて前記洗浄液とともに更に下
流に位置する反応セル３０・３１に供給され、反応セル
３０・３１内において洗浄液と、過酸化水素から生成さ
れた酸素ガスとが気液分離され、これにより抽出ガスに
より抽出された酸素ガスが、該反応セル３１の上部に設
けられた流路３２に送られ、一方、酸素ガスを抽出後の
洗浄液は、該反応セル３０・３１の各底部に設けられた
流路３３・３４からドレンとして排出される。なお、前
記反応セル３０・３１は連結管３５を介して直列に配置
され、これによって気液分離の分離効率を向上させ、ノ
イズを低減させるようにしているが、これに限定され
ず、これら反応セル３０・３１を一つにしても良い。

【００２５】また、抽出ガス及び酸素ガスが排出される
流路３２には、図１の酸素センサ７に相当する酸素セン
サ３６が設けられている。この酸素センサ３６の検出デ
ータはアンプ３６Ａを介して制御演算手段８に供給さ
れ、この制御演算手段８にて洗浄液に含まれる過酸化水
素の濃度が演算される。そして、以上のように構成され
た液管理装置では、電磁弁２２を開とし、かつポンプ２
０を駆動することにより（このとき後述する電磁弁４１
・４４は閉、かつポンプ４０・４３は停止している）、
洗浄液が流路２１・２４を通じて加熱分解装置２８に供
給される。そして、この加熱分解装置２８にて、洗浄液
中の過酸化水素が加熱分解され、更に、反応セル３０・
３１にて、過酸化水素が分解されることにより得た酸素
が抽出され、酸素センサ３６にて該酸素の濃度が測定さ
れるようになっている。また、この酸素センサ３６にて
測定された酸素濃度を示す検出データは制御演算回路８
に供給され、この制御演算回路８にて、洗浄液中の過酸
化水素濃度が演算される。

【００２６】一方、抽出ガス供給装置２５の上流側に位
置する流路２４の途中には、校正液供給手段３７・３８
が設けられている。これら校正液供給装置３７・３８
は、図１の校正液供給装置１４Ａ・１４Ｂに相当し、塩
酸ー過酸化水素系の洗浄液の成分に対応した校正液の一
成分の液をそれぞれ供給するものであって、校正液供給
手段３７では塩酸の単一成分溶液を流路２４に供給し、
また、校正液供給装置３８では過酸化水素の単一成分液
を流路２４に供給する。なお、校正液供給手段３７は、
流路３９と、流路３９の途中に設けられた、校正液の供
給をＯＮ・ＯＦＦする電磁弁４０と、校正液を送液する
ポンプ４１とから構成される。また、校正液供給手段３
８は、流路４２と、流路４２の途中に設けられた、校正
液の供給をＯＮ・ＯＦＦする電磁弁４３と、校正液を送
液するポンプ４４とから構成される。

【００２７】そして、このような校正液供給装置３７・
３８では、電磁弁２２を閉としかつポンプ２０を停止
し、一方、電磁弁４１・４４を開とし、かつポンプ４０
・４３を駆動することにより、流路４１を通じて供給さ
れた塩酸の単一成分溶液と、流路４２を通じて供給され
た過酸化水素の単一成分液とが流路２４内で混合され、
その後、塩酸と過酸化水素とが混合された校正液は、上
述した洗浄液の分析と同様に、加熱分解装置２８にて過
酸化水素が加熱分解され、更に、反応セル３０・３１に
て、過酸化水素が分解されることで得た酸素が抽出さ
れ、酸素センサ３６にて該酸素の濃度が測定されるよう
になっている。また、前記酸素センサ３６にて測定され
た酸素濃度を示す検出データは制御演算回路８に供給さ
れ、この制御演算回路８にて、該校正液から算出された
過酸化水素濃度と、校正液の実際の過酸化水素濃度との
差分を計算することで、酸素センサ３６のドリフト量
（すなわち、校正データ）を検出し、このドリフト量に
基づき、以後、算出される洗浄液中の過酸化水素の濃度
を補正するようにしている。

【００２８】以上詳細に説明したように本実施例に示す
液管理装置では、加熱分解装置２８の上流側に、洗浄液
中の成分をそれぞれ単一成分の溶液で供給する校正液供
給手段３７・３８を具備し、校正データの検出に際し
て、校正液供給手段３７・３８から供給された単一成分
の溶液を混合することで校正液を作成するようにしたの
で、校正液の成分変化が防止され、かつ酸素センサ３６
の校正データを実際の洗浄液に近い状態で検出すること
ができ、その結果、液管理時において、この校正データ
に基づき酸素センサ３６の検出データを正確に校正でき
る効果が得られる。

【００２９】なお、上記実施例では、２組の校正液供給
装置３７・３８を設けるようにしたが、これに限定され
ず、塩過酸化水素を供給する校正液供給装置３８を廃止
し、流路Ａを通じて過酸化水素の単一成分溶液を供給す
るようにしても良い。また、上記実施例では、塩酸ー過
酸化水素系の洗浄液を液管理しているので、校正液供給
装置３７・３８により塩酸の単一成分溶液、過酸化水素
の単一成分溶液をそれぞれ供給するようにしたが、例え
ば、硫酸ー過酸化水素系の洗浄液を液管理する場合に
は、校正液供給装置３７・３８により硫酸の単一成分溶
液、過酸化水素の単一成分溶液をそれぞれ供給し、ま
た、アンモニアー過酸化水素系の洗浄液を液管理する場
合には、校正液供給装置３７・３８によりアンモニアの
単一成分溶液、過酸化水素の単一成分溶液をそれぞれ供
給する。

【００３０】また、上記実施例では、ポンプ２０下流側
の流路２４に校正液供給装置３７・３８を設けるように
したが、これに限定されず、校正液供給装置３７・３８
の流路３９・４２をポンプ２０の上流側の流路２１に接
続しても良い。

【００３１】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明の液管
理装置では、分解手段の上流側に、溶液中の成分をそれ
ぞれ単一成分で供給する供給手段を複数具備し、校正デ
ータの検出に際して、校正液供給手段から供給された単
一成分の溶液を混合することで校正液を作成するように
したので、複数成分が混合されてなる校正液の成分変化
が防止され、かつ測定手段の校正データを実際の洗浄液
に近い状態で検出することができる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概略構成図である。

【図２】図１の概略構成図を具体化した例を示す図。

【符号の説明】

３分解装置（分解手段）７酸素センサ（測定手段）８制御演算回路１４Ａ校正液供給手段１４Ｂ校正液供給手段２２加熱分解装置（分解手段）３６酸素センサ（測定手段）３７校正液供給装置３８校正液供給装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】酸素を発生させる成分を含む複数種の成
分が混合された溶液を測定する液管理装置であって、前記溶液を分解して酸素ガスを発生させる分解手段と、
該分解手段において分解された酸素ガスの濃度を測定す
る測定手段と、該測定手段にて測定された酸素濃度に基
づき、前記溶液に含まれる成分の濃度を演算する演算手
段とを具備し、前記分解手段の上流側には、前記溶液中の一成分の液を
供給する校正液供給手段が複数設けられていることを特
徴とする液管理装置。