TWI237113B - Measuring apparatus, purity controller, and mixing ratio controller for insulative fluid - Google Patents

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1237113 五、發明說明α) 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種可計測流過流路之絕緣性流動體之 純度、混合比例等之絕緣性流動體之計量裝置、根據計量 結果控制絕緣性流動體的純度之純度控制裝置，以及根據 計量結果控制絕緣性流動體的混合比例之混合度控制裝 置。 【先前技術】 習知用於判斷管内之流動狀態者，例如有如第1 0圖所 示者。該第10圖中，管體20 1插入有電極203、205，用於 判斷流過管體2 0 1内之流動體2 0 7之流動狀態。藉由電極 2 0 3、2 0 5檢測出管體2 0 1内之導電率，且藉由檢測出流動 體2 0 7和細小異物2 0 9之導電率差異，而進行判斷流動狀 態。藉由該判斷結果，判斷混入在流動於管體2 0 1内之流 動體2 0 7中的細小異物2 1 1，而將混合有細小異物2 1 1之流 動體2 0 7等藉分支排出異物等，取出未混合有細小異物2 1 1 之流動體2 0 7。 [發明所欲解決問題] 但是，如習知之第1 0圖之裝置中，有無法判斷絕緣性 流動體中混入有絕緣性細小異物之問題。 習知5洗淨半導體石夕晶圓係使用超純水’而洗淨後所 排出的超純水經再製而反覆使用。前述洗淨後所排出之超 純水含有半導體矽晶圓之細小碎片。當將含有該半導體矽 晶圓之細小碎片的超純水直接洗淨重新利用時，會損傷半 導體矽晶圓的表面，而降低良品率。因此，使用過濾器除

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Bii 第6頁 314467.ptd 1237113 五、發明說明（2) 去前述碎片，進行洗淨後所排出之超純水之再製。再製之 超純水在重新利用於洗淨半導體矽晶圓前，藉由感應器檢 查細小碎片之混入。當檢測出混入有細小碎片時，再度藉 通過過濾器等而僅重新利用未混入有前述碎片之超純水。 但，由於前述超純水及半導體矽晶圓之細小碎片均為 絕緣性物質，因此在如前述第1 0圖之測定導電率時，是無 法檢測出超純水混入有半導體碎晶圓之細小碎片。 且，為了將半導體矽晶圓施予鏡面加工而使用研磨劑 (研磨泥（s 1 u r r y )液）。該研磨泥液係於超純水中混入有氧 化鋁陶瓷之一種的「二氧化矽」微粒子（數m微米粒）者。 該研磨泥液中的「二氧化矽」微粒子的濃度相對於超純水 若過低，則無法充分地進行鏡面加工，相反地，若濃度過 高則將會變成損傷罩幕圖案者。因而，研磨泥液之濃度管 理係為極重要之要素。但，由於超純水及「二氧化矽」微 粒子均為絕緣性物質，因此在如前述第1 0圖之測定導電率 時，無法檢測出相對於超純水之「二氧化矽」微粒子濃 度。 再者，亦反覆再製利用該研磨泥液，與藉由超純水洗 淨時同樣的理由，在重新利用於研磨半導體碎晶圓如’猎 由感應器檢查混入有細小碎片，而僅重新利用未混入有前 述碎片之研磨泥液。但，根據前述同樣的理由，在如前述 第1 0圖之測定導電率時，是無法檢測出半導體矽晶圓混入 有細小碎片之情形。 相對之，雖然亦使用利用超音波、可視光線、UV (紫

314467.ptd 第7頁 1237113 五、發明說明（3) 外線）監視器等之測試器，但任一種均精確度低，未能達 成提高半導體矽晶圓之良品率。 【發明内容】 本發明係以提供一種可正確地計測流過流路之絕緣性 流動體之純度、混合比例等的絕緣性流動體之計量裝置、 根據計量結果控制絕緣性流動體純度之純度控制裝置，以 及根據計量結果控制絕緣性流動體的混合比例之混合度控 制裝置為課題。 [解決問題之方案] 申請專利範圍第1項之發明，其特徵為包含：檢測出 流路之靜電容量變化的靜電容量感應器；預先記憶該流路 之基準靜電容量變化以用於判斷流過前述流路之絕緣性流 動體之比例的基準值記憶機構；及比較前述檢測出之靜電 容量變化和記憶之靜電容量變化而計測流過前述流路之絕 緣性流動體之比例的比例計測機構。 申請專利範圍第2項之發明，係申請專利範圍第1項之 絕緣性流動體之計量裝置，其特徵為前述靜電容量感應器 具備對前述流路為絕緣狀態且旋轉狀之導電性金屬箔製的 測定電極及接地電極。 申請專利範圍第3項之發明，係申請專利範圍第2項之 絕緣性流動體之計量裝置，其特徵為前述接地電極形成較 前述測定電極細，且兩者交互地配設。 申請專利範圍第4項或第5項之發明，係申請專利範圍 第2項或第3項之絕緣性流動體之計量裝置，其特徵為，

314467.ptd 第8頁 1237113 五、發明說明（4) 前述測定電極及接地電極係沿著流動方向捲成螺旋 狀。 申請專利範圍第6項至第9項之發明，係申請專利範圍 第1項至第4項任一項之絕緣性流動體之計量裝置，其特徵 為， 前述比例計測機構係計測流過前述流路之絕緣性流動 體之純度。 申請專利範圍第1 0項至第1 3項之發明，係申請專利範 圍第1項至第4項任一項之絕緣性流動體之計量裝置，其特 徵為， 前述比例計測機構係計測流過前述流路之絕緣性流動 體之混合比例。 申請專利範圍第1 4項之發明，係申請專利範圍第6項 至第9項之絕緣性流動體之計量裝置，其特徵為： 前述靜電容量感應器之上流側具備用於除去混合在流 過前述流路之絕緣性流動體的異物之異物除去過濾器，同 時該異物除去過濾器之下流側具備前述絕緣性流動體之取 出口及分支口 ，且具備將前述絕緣性流動體之流動切換到 前述取出口及分支口任一方之調整機構，且具備控制前述 調整機構之控制機構，當前述純度之計量值在設定值内 時，使前述絕緣性流動體流到前述取出口側，當前述純度 之計量值在設定值外時，使前述絕緣性流動體流到前述分 支口側。 申請專利範圍第1 5項之發明，係申請專利範圍第1 0項

314467.ptd 第9頁 1237113 五、發明說明（5) 至第1 3項之絕緣性流動體之計量裝置，其特徵為， 具備至少混合有2種絕緣性流動體且流過前述流路之 混合機構，同時在該混合機構下流側具備前述之前述絕緣 性流動體之取出口及分支口，且具備將前述絕緣性流動體 之流動切換到前述取出口及分支口任一方之調整機構，且 具備控制前述調整機構之控制機構，當前述混合比例之計 量值在設定值内時，使前述絕緣性流動體流到前述取出口 側，當前述混合比例之計量值在設定值外時，使前述絕緣 性流動體流到前述分支口側。 [發明功效] 申請專利範圍第1項發明中，絕緣性流動體流過流 路，可藉由靜電容量感應器檢測出流路之靜電容量變化。 在基準值記憶機構，可預先記憶該流路之基準靜電容量變 化以用於判斷流過流路之絕緣性流動體之比例。在比例計 測機構，可比較前述檢測出之靜電容量變化和記憶之靜電 容量變化而計測流過前述流路之絕緣性流動體之比例。 因而，可確實地計測流路内之絕緣性流動體和絕緣性 微小異物之比例，或2種以上絕緣性流動體之混合比例 等。 申請專利範圍第2項發明中，除了申請專利範圍第1項 發明之效果以外，前述靜電容量感應器由於具備對前述流 路為絕緣狀態且呈旋轉形狀之導電性金屬箔製的測定電極 及接地電極，因此可更確實地計測相對於流路内之絕緣性 流動體的絕緣性細小異物之比例，或2種以上絕緣性流動

314467.ptd 第10頁 1237113 五、發明說明（6) 體之混合比例等。 申請專利範圍第3項發明中，除了申請專利範圍第2項 發明之效果以外，由於前述接地電極形成較前述測定電極 為細，且兩者交互地配設，因此可更確實地計測相對於流 路内之絕緣性流動體的絕緣性細小異物之比例，或2種以 上絕緣性流動體之混合比例等。 申請專利範圍第4項或第5項發明中，除了申請專利範 圍第2項或第3項發明之效果以外， 藉由將前述測定電極及接地電極沿著流動方向捲成螺 旋狀之方式，而可更確實地計測相對於流路内之絕緣性流 動體的絕緣性細小異物之比例，或2種以上絕緣性流動體 之混合比例等。 申請專利範圍第6項至第9項發明中，除了申請專利範 圍第1項至第4項任一項發明之效果以外， 可藉由前述比例計測機構正確地計測流過前述流路之 絕緣性流動體之純度。 申請專利範圍第1 0項至第1 3項發明中，除了申請專利 範圍第1項至第4項任一項發明之效果以外， 可藉由前述比例計測機構正確地計測流過前述流路之 絕緣性流動體之混合比例。 申請專利第1 4項之發明中，除了申請專利範圍第6項 至第9項任一項之發明效果以外， 由於在前述靜電容量感應器上流側具備有用於除去混 合在流過前述流路之絕緣性流動體的異物之異物除去過濾

314467.ptd 第11頁 1237113 五器體切制值純述值 第 路絕動構例取述出t 純施 、發明說明（7) ，同時在該異物除去過濾器下流側具備前述絕緣性流動 之取出口及分支口，且具備將前述絕緣性流動體之流動 換到前述取出口及分支口任一方之調整機構，且具備控 前述調整機構之控制機構，當前述純度之計量值在設定 内時，使前述絕緣性流動體流到前述取出口側，當前述 度之計量值在設定值外時，使前述絕緣性流動體流到前 分支口側，因此可更確實地僅取出純度之計量值在設定 内之絕緣性流動體。 申請專利第1 5項之發明，除了申請專利範圍第1 0項至 1 3項任一項之發明效果以外， 由於具備至少混合有2種絕緣性流動體且流過前述流 之混合機構，同時在該混合機構下流側具備前述之前述 緣性流動體之取出口及分支口，且具備將前述絕緣性流 體之流動切換到前述取出口及分支口任一方之調整機 ，且具備控制前述調整機構之控制機構，當前述混合比 之計量值在設定值内時，使前述絕緣性流動體流到前述 出口側，當前述混合比例之計量值在設定值外時，使前 絕緣性流動體流到前述分支口側，因此可更確實地僅取 混合比例之計量值在設定值内之絕緣性流動體。 實施方式】 (第1實施型態） 第1圖為本發明之第1實施型態相關之絕緣性流動體之 度控制裝置全體概略圖。如第1圖所示，管體1係在本實 型態中將當作絕緣性流動體之例如半導體矽晶圓洗淨用

第12頁 314467.ptd 1237113 五、發明說明（8) 之超純水流過内部側之流路1 a並加以配送之構成。 前述管體1在本實施型態中，係藉由絕緣材料，例如 氣乙烯等之絕緣樹脂製管路所形成。但，管體1亦可僅在 對應後述之第1、第2、第3感測裝置1 9、2 1、2 3的部分， 藉由絕緣性樹脂等絕緣材料加以形成。且，前述絕緣材料 亦可使用石英玻璃等。 該管體1之一端3連接有再製裝置5，該另一端之端尾 裝設有取出口 7。在該管體1之取出口 7側裝設有分支口之 第1、第2分支口 9、1 1。該第1、第2分支口 9、1 1連接有第 卜第2分支管1 3、1 5。該第1、第2分支管1 3、1 5連接有回 收槽1 7。該回收槽1 7連接在前述再製装置5。前述回收槽 1 7係回收從前述取出口 7取出而洗淨半導體矽晶圓後之超 純水。 前述管體1從上流側起依序裝設有第1、第2、第3感測 裝置1 9、2 1、2 3，當作檢測出流路1 a之靜電容量的靜電容 量感應器。藉由各第1、第2、第3感測裝置1 9、2 1、2 3， 可檢測出流路1 a之靜電容量變化。前述管體1之第1分支口 9上流側具備前述第2感測裝置2 1，前述管體1之第2分支口 1 1上流側具備前述第3感測裝置2 3。 前述第2、第3感測裝置2卜2 3上流側具備異物除去過 濾器2 5。該異物除去過濾器2 5係用於除去混合在流過前述 流路1 a之超純水中的異物，例如半導體矽晶圓之細小碎片 者。 前述管體1之後流側具備第1、第2、第3電磁開關閥

314467.ptd 第13頁 1237113 五、發明說明（9) 2 7、2 9、3 1，以當作將前述絕緣性流動體之超純水之流動 切換到前述取出口 7及分支口之第1、第2分支口 9、1 1任一 方之調整機構。 前述第1電磁開關閥2 7設在前述取出口 7側，且位於前 述第2分支口 1 1的後流側。當打開該第1電磁開關閥27時， 從管體1之取出口 7取出超純水，當關閉第1電磁開關閥2 7 時，則停止從取出口 7取出超純水。 前述第2電磁開關閥2 9設於前述第1分支管1 3，前述第 3電磁開關閥3 1設於前述第2分支管1 5。關閉前述第1、第3 電磁開關閥2 7、3 1時，若打開第2電磁開關閥2 9，則介由 第1分支管1 3而從管體1之流路1 a將超純水排出至回收槽 1 7。關閉前述第1、第2電磁開關閥2 7、2 9時，若打開第3 電磁開關閥3 1，則介由第2分支管1 5而從管體1之流路1 a將 超純水排出至回收槽1 7。若打開前述第1電磁開關閥2 7， 關閉第2、第3電磁開關閥2 9、3 1時，則停止從管體1之流 路1 a將超純水排出至回收槽1 7。 前述第1、第2、第3感應器裝置1 9、2卜2 3之檢測訊 號，係形成介由訊號處理電路3 3而輸入到控制裝置3 5。該 控制裝置3 5係介由前述訊號處理電路3 3而輸入藉由與前述 第1、第2、第3感測裝置1 9、2 1、2 3同樣的感測裝置所檢 測出之流路1 a的基準靜電容量變化，當作基準值3 7。 前述基準靜電容量之變化係預先檢測出流過前述流路 1 a之不包含氣體（泡）及半導體矽晶圓碎片異物之高純度時 之超純水值（第1基準值）、包含氣體（泡）時之超純水值（第

314467.ptd 第14頁 1237113 五、發明說明（ίο) 2基準值）、特殊純水包含半導體矽晶圓碎片時之超純水值 (第3基準值）。然後，該基準值根據必要可做各種設定。 前述控制裝置35例如藉由MPU(Microprocessing Unit：微處理裝置）3 9構成運算部，具備記憶體4 1等。前 述運算部可藉由DSP(DigitalSignal Processor:數位訊 號處理器）等構成。 前述記憶體4 1中記憶有前述基準值3 7。本實施型態 中，記憶體4 1構成基準值記憶機構。即，記憶體4 1預先記 憶有第1、第2、第3基準值變化，當作該流路1 a的基準靜 電容量，用以判斷當作流過流路1 a之絕緣性流動體之超純 水之比例。 前述控制裝置3 5構成有比例計測機構，比較前述檢測 出之靜電容量變化，和如後所述藉由前述記憶體4 1記憶之 靜電容量變化，來計測流過前述流路1 a之絕緣性流動體之 比例。 即，可藉由比較前述第1感測裝置1 9檢測出之靜電容 量變化，和第1、第2、第3基準值，而計測流過流路1 a之 超純水含有多少氣體（泡）及半導體矽晶圓碎片之比例。 且，可藉由比較前述第2感應器2 1檢測出之靜電容量變 化，和前述第1、第2基準值，而計測流過流路1 a之超純水 含有多少氣體（泡）之比例。可藉由比較前述第3感測裝置 2 3檢測出之靜電容量變化，和前述第1、第3基準值，而計 測流過流路1 a之超純水含有多少半導體碎晶圓碎片之比 例。藉由上述之計測，控制裝置3 5在本實施型態中計測當

314467.ptd 第15頁 1237113 發明說明（11) 作流2流路la之絕緣性流動體之超純水之純度。 ^ 1述控制I置3 5且構成有控制機構，控制前述第1、 =2、弟3電磁開關閥27、29、31，當前述純度之計測值在 :^值内日可，使备作一述絕緣性流動體之超純水流到前述 乂 = 7側’當前述純度之計測值在設定值外時，使當作 =^八巴緣性流動體之超純水流到當作前述分支口之第1、 口 9、1 1側。因此，前述控制裝置3 5透過驅動電路 ^接有前述第1、第2、第3電磁闊2 7、2 9、3 1。 #處述控制裝置3 5另外連接有電源4 5、顯示板4 7、環境 感應器' 4 9、資料傳送界面5卜

f述第1、第2、第3感測裝置ι9、2卜23,係例如形 成如弟2圖至第4圖。 第2圖表示前述第卜第2、第3感測裝置i 9、2卜2級 該週邊的放大剖視圖。第3圖為第2圖SA_SA箭頭方向之放 二=二圖。第4圖表示進一步放大—部分第2圖之主要部分 圖。又，第卜第2、第3感测裝置19、2卜Μ係相同 ，^ ’說明第1感測裝置19,而省略說明第2、第3感測裝 置 z 1、2 3。

1咸、第2圖至第4圖所示，當作前述靜電容量感應器之第 感㈧羞置1 9係具備當作對前述流路丨a為絕緣狀能 狀”電性金屬靡測定電極及接地電極之電：5『者轉 則述電極55以旋轉狀捲繞在裝設於形成流路1&之管體 夕卜側之裝設用圓筒53。本實施^中，前述裝設用圓筒 53係以絕緣材料，例如氯乙烯製之管路形成。但，裝設用

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第16胃 1237113 五、發明說明（12) 圓筒5 3只要絕緣性良好即可，亦可用石英玻璃、其他絕緣 材料形成，亦可藉由樹脂模塑形成。該裝設用圓筒5 3緊密 地嵌合在管體1之外周面。該嵌合可用接合劑等固定。如 此，例如以使用氯乙烯製之管路裝設用圓筒5 3的方式，可 使第1感測裝置1 9對管體1一體安裝而當作組合件，亦可容 易地進行對管體1之安裝。 前述電極5 5係銅箔等導電性金屬箔製，其具體構成如 後述。電極5 5外側以絕緣材料5 7緊密地覆蓋，該外側裝設 有密封材料5 9。本實施型態中，前述絕緣材料5 7係以氣乙 烯製管路形成。但，絕緣材料5 7亦可用石英玻璃等形成， 亦可藉由樹脂模塑形成。 本實施型態中，前述密封材料5 9係藉由鋁管形成。密 封材料5 9緊密地嵌合在絕緣材料5 7的外面。密封材料5 9兩 端部固設有端部密封材料6 1 a、6 1 b。本實施型態中，端部 密封材料6 1 a、6 1 b係由紹形成。 前述一方之端部密封材料6 1 a裝設有如第4圖所示之貫 穿孔6 3，前述電極5 5之配線6 5拉出到外部。端部密封材料 6 1 a和配線6 5之間，例如施加有樹脂模塑6 7。配線6 5之端 部如第2圖、第5圖所示裝設有連接用連接器6 8。 前述電極5 5之具體構成形成如第5圖。在第5圖中以一 點鎖線表示以螺旋狀將電極5 5捲繞在氯乙烯製管路的裝設 用圓筒5 3，以實線表示電極5 5之展開狀態。如第5圖，電 極5 5係由測定電極6 9和接地電極7 1構成。兩電極6 9、7 1均 藉由銅箔以展開狀態形成大致平行四邊形帶狀。兩電極

314467.ptd 第17頁 1237113 五、發明說明（13) 6 9、7 1之短邊長度（第5圖之實線圖示之右端或左端的上下 方向之長度），加上位在兩電極69、7 1之間的後述間隙 7 3，大致與裝設用圓筒5 3之外周長度一致。 前述接地電極7 1形成比測定電極6 9細。測定電極6 9、 接地電極7 1在裝設用圓筒5 3外周面，如一點鎖線圖示般沿 著流動方向捲繞成螺旋狀，藉由黏著等加以固定。本實施 型態中，捲繞圈數大致為裝設用圓筒5 3外周面的3圈左 右。但，只要可藉由電極6 9、7 1遍佈管體1全周而檢測出 靜電容量變化，捲繞圈數為可任意地選擇者。捲繞在裝設 用圓筒5 3之兩電極6 9、7 1之間，設置有間隙7 3。 前述兩電極6 9、7 1在第5圖捲繞於裝設用圓筒5 3之狀 態，形成兩者交互地配設之構成。該捲繞狀態中，鄰接的 測定電極6 9互相短路連接在短路點A B之間。前述接地電極 7 1在捲繞狀態中短路連接於短路點C D之間。電極5 5在第5 圖之捲繞狀態中，短路點A、B、C、D之位置係權宜地同時 表示在相同面側，但實際的短路點A、B、C、D之位置係位 於以展開狀態之位置所示之處。 藉由如此之構成，例如形成與第6圖之電極5 5 A同樣的 構成之電極配設。即，第5圖之電極5 5的前述短路點A、 B、C、D在位置上係對應如第6圖所示之電極5 5 A中的點 A 1、B卜C卜D 1，藉由在電極5 5以大致平行四邊形帶狀之 電極6 9、7 1，及在前述短路點A、B、C、D之短路連接，而 可以螺旋狀地捲繞在裝設用圓筒5 3外面者。 此外，當然亦可形成第6圖之電極5 5 A之構成，來代替

314467.ptd 第18頁 1237113 五、發明說明（14) 電極5 5。第6圖中，電極5 5 A係將測定電極6 9 A和接地電極 7 1 A以旋轉狀捲繞在裝設用圓筒5 3外面全周者。但，如第5 圖之電極5 5以螺旋狀捲繞在裝設用圓筒5 3外面時，可更確 實且容易地檢測出流路1 a之靜電容量變化。 第7圖表示包含絕緣性流動體之計測裝置的絕緣性流 動體之純度控制裝置概略方塊圖。第1、第2、第3感測裝 置1 9、2卜2 3、振盪電路7 5、頻率數電壓轉換電路7 7、 A/D轉換電路79、MPU39構成絕緣性流動體之計測裝置83。 該絕緣性流動體之計測裝置8 3再加上驅動電路4 3、控制閥 8 5即構成絕緣性流動體之純度控制裝置8 7。此時，控制閥 8 5係由第1圖之第1、第2、第3電磁開關閥2 7、2 9、3 1構 成。 當前述第1、第2、第3感測裝置1 9、2 1、2 3檢測出靜 電容量的變化時，以對應靜電容量變化之頻率數變化從振 盪電路7 5輸入到頻率數電壓轉換電路7 7。在頻率數轉換電 路7 7將被輸入之頻率數變化轉換成電壓變化，輸入到A / D 轉換電路79。在A/D轉換電路79將被輸入之電壓變化置換 成數位訊號之2進位數值，輸入至MPU39。在MPU39比較藉 由檢測出而輸入之靜電容量變化和當作前述基準值3 7之靜 電容量變化。 前述MPU 3 9藉由前述比較結果，計測在前述第1感測裝 置1 9之處流過前述流路1 a之超純水中所包含多少氣體（泡） 及半導體矽晶圓碎片之比例。且，計測在前述第2感測裝 置2 1之處流過流路1 a之超純水中所包含多少氣體（泡）之比

314467.ptd 第19頁 1237113 五、發明說明（15) 例。再者，計測在前述第1感測裝置1 9之處流過流路1 a之 超純水中所包含多少半導體矽晶片碎圓之比例。 然後，如第1圖，超純水流動在流路1 a，而被配送到 取出口 7時，在第1、第2、第3感測裝置1 9、2 1、2 3被檢測 出流路1 a之靜電容量變化。 藉由該檢測而在第2感測裝置2 1之處檢測出氣體（泡） 時，從Μ P U 3 9透過驅動電路4 3，將訊號傳送到第1、第2、 第3電磁開關閥2 7、2 9、3 1。此時，關閉第1、第3電磁開 關閥2 7、3 1，打開第2電磁開關閥2 9，使包含氣體（泡）之 超純水通過第1分支管1 3，排出到回收槽1 7。 藉由前述檢測而在第3感測裝置2 3之處檢測出半導體 矽晶圓碎片時，藉由同樣的控制關閉第1、第2電磁開關閥 2 7、2 9，打開第3電磁開關閥3 1，使包含半導體矽晶圓碎 片之超純水通過第2分支管1 5，排出至回收槽1 7。 藉由前述檢測、而未在第3感測裝置2 3之處檢測出半導 體矽晶圓碎片時，藉由同樣的控制關閉關閉第2、第3電磁 開關閥2 9、3 1，打開第1電磁開關閥2 7，從取出口 7取出不 含半導體矽晶圓碎片等異物之高純度超純水。 其結果為可藉由從取出口 7取出之高純度超純水洗淨 半導體矽晶圓。因此，洗淨時不會損傷半導體矽晶圓，可 顯著地提高製品之良品率。 前述半導體矽晶圓洗淨後之超純水回收到前述回收槽 1 7。從回收槽1 7傳送到再生裝置5，在此處施行再製處理 從超純水除去半導體矽晶圓碎片等。再製之超純水從前述

第20頁 314467.ptd 1237113 五、發明說明（16) 管體1之一端3，再度傳送到流路1 a。 又，藉由比較第1、第2感測裝置1 9、2 1之檢測結果， 可檢測異物除去過濾器2 5是否正常地動作。藉由該檢測可 確實地進行異物除去過濾器2 5之置換等維護。 藉由如以上之循環，超純水反覆使用在洗淨半導體矽 晶圓。 且，由於可藉由非接觸檢測出流動在流路1 a之超純水 之流動狀態，因此亦不會產生電極之腐蝕等，可高度地保 持流動在流路1 a之超純水之純度。 由於前述靜電容量的變化會帶來巨大的電壓變化，因 此不須將檢測結果積分，而可進行運算量少且迅速確實的 控制，且裝置亦可小型化。 由於以靜電容量的變化計測前述超純水之純度，因此 不易受到磁場影響，例如亦可在接近第1、第2、第3電磁 開關閥2 7、2 9、3 1之位置裝設第2、第3感測裝置2 1、2 3， 可擴大設計自由度。 第8圖表示絕緣性流動體之純度控制裝置變形例。 又，第8圖中，與第7圖對應之構成部分附加相同符號而予 以說明。第8圖之絕緣性流動體之純度控制裝置8 7 A裝設有 電壓比較電路89、基準電壓產生電路91，代替前述A/D轉 換電路79及MPU39。 然後，第1、第2、第3感測裝置1 9、2 1、2 3、振盪電 路75、頻率電壓轉換電路77、電壓比較電路89、基準電壓 產生電路9 1構成絕緣性流動體之計測裝置8 3 A。

314467.ptd 第21頁 1237113 五、發明說明（17) 基準電壓產生電路91為產生應於電壓比較電路8 9中進 行比較之基準電壓之機構，會產生對應必須設定之基準值 3 7之靜電容量變化之基準電壓。因而，基準電壓產生電路 9 1在本實施型態中係為構成基準值之記憶機構。 在前述基準電壓產生電路9 1產生之基準電壓會被傳送 到電壓比較電路8 9，而與對應檢測出之靜電容量變化的電 壓變化作比較，並對應比較結果而透過驅動電路4 3將訊號 輸出到控制閥8 5 ( 2 7、2 9、3 1 )。 該第8圖之實施型態中，亦與上述同樣地藉由比較靜 電容量的變化，控制第1、第2、第3電磁開關閥2 7、2 9、 3 1，而可從取出口 7取出高純度之超純水。 此外，上述實施型態中，在第2分支管1 5形成裝設有 第3電磁開關閥3 1之構成，但亦可於第1電磁開關閥2 7採用 3通閥，而在該3通閥連接第2分支管1 5。藉由控制裝置3 5 之電性切換控制切換該3通閥，而可切換成從管體1朝取出 口 7側之流動和朝回收槽1 7側之流動。 上述實施型態中，係將第1、第2、第3感測裝置1 9、 2 1、2 3嵌合在直線形管體1，但裝設用圓筒5 3、5 7、密封 材料5 9等若採用軟質者，則管體1即使有隅角部亦可容易 地嵌合，且亦可安裝在隅角部。在該種之情形，當電極5 5 捲繞成螺旋形時，可沿著管體1之隅角部而確實地配設在 電極5 5。 電極5 5、5 5 A亦可直接捲繞在以氣乙烯製之管路等所 形成的管體1，而省略内側之裝設用圓筒5 3。且，將裝設

314467.ptd 第22頁 1237113 五、發明說明（18) 用圓筒5 3結合在管體1之途中，可用構成部分管體1的方式 予以形成。 (第2實施型態） 第9圖為與本發明之第2實施型態相關之絕緣性流動體 之混合度控制裝置的整體概略構成圖。又，對應上述實施 型態之構成部分附予相同符號而加以說明。 如第2圖，本實施型態中，管體1之構成係形成當作絕 緣性流動體，例如配送研磨劑（研磨泥液）用於將半導體矽 晶圓作鏡面加工。該研磨泥液係於超純水中混合有氧化鋁 陶瓷之一種的「二氡化矽」微粒子（數m微米粒）者。 因而，本實施型態中，如第9圖裝設有當作混合機構 之混合器9 3、研磨劑取出裝置1 1 3，以代替第1圖之上述實 施型態之異物除去過濾器2 5、再製裝置5。前述混合器9 3 係至少混合有2種絕緣性流動體且流過前述流路1 a者。本 實施型態中，係為混合有「二氧化矽」和超純水者。 前述管體1在前述混合器9 3之上流側裝設有合流口 9 5，第2感測裝置2 1下流側裝設有當作分支口之環流口 9 7。前述合流口 9 5連接有合流管9 9，前述環流口 9 7連接有 環流管1 0 1。該等合流管9 9及環流管1 0 1連接有超純水供給 管1 0 3。形成從該超純水供給管1 0 3之端部1 0 5適當地供給 超純水。 前述管體1之一端3側之第1感測裝置1 9上流，裝設有 第4電磁開關閥1 0 7。前述超純水供給管1 0 3之一端1 0 5側， 裝設有第5電磁開關閥1 0 9。前述環流管1 0 1裝設有第6電磁

314467.ptd 第23頁 1237113 五、發明說明（19) 開關閥1 1 1。 控制裝置3 5記憶有當作基準值3 7 A之基準靜電容量變 化。該基準靜電容量係屬將前述流路1 a朝取出口 7側流動 之研磨泥液為適當標準濃度時者（適當基準值）。 前述控制裝置3 5與第1實施型態同樣地構成有比例計 測機構，比較以第1、第2、第3感測裝置1 9、2 1、2 3檢測 出之靜電容量變化，和以記憶體4 1記憶之靜電容量變化， 而計測流過前述流路1 a之絕緣性流動體之比例。即，藉由 比較前第1、第2、第3感測裝置1 9、2 1、2 3檢測出靜電容 量變化和適當基準值，而可計測流過流路1 a之研磨泥液之 適當標準濃度。控制裝置3 5藉由相關計測而計測本實施型 態中流過流路1 a之絕緣性流動體之混合比例。 前述控制裝置3 5且構成有控制裝置，當相對於前述超 純水之「二氧化矽」微粒子之混合比例計測值在設定值内 時，使當作前述絕緣性流動體之研磨泥液流到前述取出口 7側，當前述混合比例計測值在設定值外時，控制當作前 述調整機構之第1、第2、第3、第6電磁開關閥2 7、2 9、 3 1、1 1 1，使當作前述絕緣性流動體之研磨泥液流到當作 前述分支口之第1、第2分支口 9、1 1側或環流口 9 7側。因 此，前述控制裝置3 5透過驅動電路4 3而連接在前述第1、 第2、第3、第6電磁開關閥2 7、 2 9、 3卜1 1 1。 前述驅動電路4 3連接有用於控制供給前述研磨泥液和 超純水之第4、第5電磁開關閥1 0 7、1 0 9。 本實施型態之絕緣性流動體之混合度控制裝置概略方

314467.ptd 第24頁 1237113 五、發明說明（20) 塊圖，可與前述第7圖、第8圖同樣地構成。此時，第7 圖、第8圖之絕緣性流動體之純度控制裝置8 7、8 7 A當作絕 緣性流動體之混合度控制裝置。 然後，如第9圖從流路1 a之一端3供給研磨泥液及「二 氧化矽」，從超純水供給管1 0 3之端部1 0 5供給對應必要之 超純水。藉由控制裝置3 5控制開關第4電磁開關閥1 0 7之方 式，調整前述研磨泥液及「二氧化矽」之供給。藉由以控 制裝置3 5控制開關第5電磁開關閥1 0 9，而調整前述超純水 之供給。 對應前述必要而供給的超純水係從合流管9 9透過合流 口 9 5而流到管體1側。以下游側之混合器9 3混合該超純水 和研磨泥液及「二氧化矽」，且通過該下游之第2感測裝 置21。 在前述第2感測裝置2 1之處，當檢測出研磨泥液之濃 度較適當之標準濃度低時，藉由控制裝置3 5控制打開第6 電磁開關閥1 1 1，使濃度低的研磨泥液從環流管1 0 1回到合 流管9 9側。且，在第2感測裝置2 1之處，當檢測出研磨泥 液之濃度較高時，打開第2電磁開關閥2 9，使濃度高的研 磨泥液通過第1分支管1 3而排出至回收槽1 7。 在前述第2感測裝置2 1之處，當檢測出研磨泥液為適 當標準濃度時，接著通過下游之第3感測裝置2 3。在該第3 感測裝置2 3之處檢測出半導體矽晶圓碎片時，打開第3電 磁開關閥3 1，使包含半導體矽晶圓碎片之研磨泥液通過第 2分支管1 5，而排出至回收槽1 7。

314467.ptd 第25頁 1237113 五、發明說明（21) 在前述第3感測裝置2 3之處，當未檢測出半導體矽晶 圓碎片而為適當標準濃度時，打開第1電磁開關閥2 7，從 取出口 7僅取出不含半導體矽晶圓碎片等異物之適當標準 濃度之研磨泥液。 其結果為藉由從取出口 7取出適當標準濃度之研磨泥 液，可確實地進行半導體石夕晶圓之鏡面加工。且，研磨半 導體矽晶圓時不會損傷，可顯著地提高製品之良品率。 前述半導體矽晶圓研磨後之研磨泥液回收到前述回收 槽1 7。從回收槽1 7傳送到研磨劑取出裝置1 1 3，在此處從 研磨泥液除去半導體矽晶圓碎片等，施行再製處理。再製 之研磨泥液回到前述管體1之一端3側。 藉由如以上之循環，研磨泥液反覆使用於研磨半導體 碎晶圓。 因而，除了可達到與第1實施型態同樣的效果之外， 藉由不含異物之適當標準濃度之研磨液，可確實地進行研 磨半導體矽晶圓，而可顯著地提高良品率。 上述實施型態亦可適用於混合3種以上之絕緣性流動 體。 再者，各實施型態中，前述靜電容量之比較不限於該 變化值之比較判斷，靜電容量其本身之比較亦在均等之範 圍内。前述第1、第2、第3感測裝置1 9、2 1、2 3亦可配設 在管體1内。亦可形成將前述第1、第3電磁開關閥2 7、3 1 或3通閥當作調整機構，或僅使用第2、第3感測裝置2卜 2 3任一種之構成。

314467.ptd 第26頁 1237113 圖式簡單說明 【圖式簡單說明】 第1圖為本發明之第1實施型態相關之絕緣性流動體之 純度控制裝置概略構成圖。 第2圖表示與第1實施型態相關之感測裝置及其週邊之 剖視圖。 第3圖為與第1實施型態相關之第2圖SA-SA箭頭之放大 剖視圖。 第4圖為與第1實施型態相關之感測裝置主要部分放大 剖視圖。 第5圖為與第1實施型態相關之電極捲繞狀態說明圖。 第6圖為將與第1實施型態相關之對應第5圖電極之電 極，以展開狀態加以表示之說明圖。 第7圖為與第1實施型態相關之絕緣性流動體之純度控 制裝置之概略方塊圖。 第8圖為與變形例之實施型態相關之絕緣性流動體的 純度控制裝置概略方塊圖。 第9圖為與本發明之第2實施型態相關之絕緣性流動體 之混合度控制裝置概略構成圖。 第1 0圖為與習知例相關之絕緣性流動體之計量裝置概 略說明圖。 卜 201管體 1 a 流 路 3 一端 5 再 製裝置 7 取出口 9 第 1分支口

314467.ptd 第27頁 1237113 圖式簡單說明 11 第2分支口 13 第1分支管 15 第2分支管 17 回收槽 19 第1感測裝置（靜電容量感應器） 2 1 第2感測裝置（靜電容量感應器） 23 第3感測裝置（靜電容量感應器） 25 異物除去過濾器 27 第1電磁開關閥（調整機構） 29 第2電磁開關閥（調整機構） 31 第3電磁開關閥（調整機構）

33 訊號處理電路 35 控制裝置（比例計量機構 、控制機構） 37^ 37A基準值 37A 基準之靜電容量 39 MPU 41 記憶體（基準值記憶機構 ) 43 驅動電路 45 電源 47 顯不板 49 環境感應器 51 資料傳送界面 53 裝設用圓筒 55 ^ 55A、 203、 205 電極 57 裝設用圓筒、絕緣材料 59 密封材料 61a 、6 1 b端部密封材料 63 貫穿子L 65 配線 67 樹脂模塑 68 連接器 69^ 6 9 A測定電極 7卜 7 1 A接地電極 73 間隙 75 振盪電路 314467.ptd 第28頁 1237113 圖式簡單說明 77 頻率電壓轉換電路 79 A/D轉換電路 8 3、8 3 A絕緣性流動體之計測裝置 85 控制閥 8 7、8 7 A絕緣性流動體之純度控制裝置（絕緣性流動體之混 合度控制裝置） 8 9 電壓比較電路 91 基準電壓產生電路（基準值記憶機構） 93 混合器（混合裝置）95 合流口 97、101環流口 99 合流管 103 超純水供給管 105 端部 107 第4電磁開關閥 109 第5電磁開關閥 111 第6電磁開關閥（調整構造） 113 研磨劑取出裝置 2 0 7 流動體 2 0 9、211細小異物 A、B、C、D短路點 A卜 Bl、Cl、D1點

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Claims (1)

1237113 六、申請專利範圍 1. 一種絕緣性流動體之計量裝置，其特徵為包含： 檢測出流路之靜電容量變化的靜電容量感應器； 預先記憶該流路之基準靜電容量變化以用於判斷 流過前述流路之絕緣性流動體之比例的基準值記憶機 構；和 比較前述檢測出之靜電容量變化和記憶之靜電容 量變化而計測流過前述流路之絕緣性流動體之比例的 比例計測機構。 2. 如申請專利範圍第1項之絕緣性流動體之計量裝置，其 中， 前述靜電容量感應器具備對前述流路為絕緣狀態 且旋轉狀之導電性金屬箱製的測定電極及接地電極。 3·如申請專利範圍第2項之絕緣性流動體之計量裝置，其 中， 前述接地電極形成較前述測定電極細，且兩者交 互地配設。 4. 如申請專利範圍第2項之絕緣性流動體之計量裝置，其 中， 前述測定電極及接地電極係沿著流動方向捲成螺 旋狀。 5. 如申請專利範圍第3項之絕緣性流動體之計量裝置，其 中， 前述測定電極及接地電極係沿著流動方向捲成螺 旋狀。

314467.ptd 第30頁 1237113 六、申請專利範圍 6. 如申請專利範圍第1項之絕緣性流動體之計量裝置，其 中， 前述比例計測機構係計測流過前述流路之絕緣性 流動體之純度。 7. 如申請專利範圍第2項之絕緣性流動體之計量裝置，其 中， 前述比例計測機構係計測流過前述流路之絕緣性 流動體之純度。 8. 如申請專利範圍第3項之絕緣性流動體之計量裝置，其 中， 前述比例計測機構係計測流過前述流路之絕緣性 流動體之純度。 9. 如申請專利範圍第4項之絕緣性流動體之計量裝置，其 中， 前述比例計測機構係計測流過前述流路之絕緣性 流動體之純度。 1 〇 .如申請專利範圍第1項之絕緣性流動體之計量裝置，其 中， 前述比例計測機構係計測流過前述流路之絕緣性 流動體之混合比例。 1 1 .如申請專利範圍第2項之絕緣性流動體之計量裝置，其 中， 前述比例計測機構係計測流過前述流路之絕緣性 流動體之混合比例。

314467.ptd 第31頁 1237113 六、申請專利範圍 1 2 .如前述申請專利範圍第3項之絕緣性流動體之計量裝 置，其中， 前述比例計測機構係計測流過前述流路之絕緣性 流動體之混合比例。 1 3.如申請專利範圍第4項之絕緣性流動體之計量裝置，其 中， 前述比例計測機構係計測流過前述流路之絕緣性 流動體之混合比例。 1 4. 一種絕緣性流動體之純度控制裝置，其特徵在於如申 請專利範圍第6項至第9項任一項之絕緣性流動體之計 量裝置，其中， 前述靜電容量感應器之上流側具備用於除去混合 在流過前述流路之絕緣性流動體的異物之異物除去過 濾器，同時該異物除去過濾器下流側具備前述絕緣性 流動體之取出口及分支口； 具備將前述絕緣性流動體之流動切換到前述取出 口及分支口任一方之調整機構； 具備控制前述調整機構之控制機構，當前述純度 之計量值在設定值内時，使前述絕緣性流動體流到前 述取出口側，當前述純度之計量值在設定值外時，使 前述絕緣性流動體流到前述分支口側。 1 5. —種絕緣性流動體之混合度控制裝置，具備有申請專 利範圍第1 0項至第1 3項任一項之絕緣性流動體之計量 裝置，其特徵為又具備：

314467.ptd 第32頁 1237113 六、申請專利範圍 至少混合有2種絕緣性流動體且流過前述流路之混 合機構，同時在該混合機構下流側具備前述之前述絕 緣性流動體之取出口及分支口， 將前述絕緣性流動體之流動切換到前述取出口及 分支口任一方之調整機構，以及 控制前述調整機構之控制機構，當前述混合比例 之計量值在設定值内時，使前述絕緣性流動體流到前 述取出口，當前述混合比例之計量值在設定值外時， 使前述絕緣性流動體流到前述分支口側。

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