TWI515421B - Raw material fluid concentration detector - Google Patents

Raw material fluid concentration detector Download PDF

Info

Publication number
TWI515421B
TWI515421B TW103116237A TW103116237A TWI515421B TW I515421 B TWI515421 B TW I515421B TW 103116237 A TW103116237 A TW 103116237A TW 103116237 A TW103116237 A TW 103116237A TW I515421 B TWI515421 B TW I515421B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light
raw material
detector
fixing flange
material fluid
Prior art date
Application number
TW103116237A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201510501A (zh
Inventor
Yoshihiro Deguchi
Masaaki Nagase
Ryousuke Dohi
Nobukazu Ikeda
Kouji Nishino
Michio Yamaji
Tadayuki Yakushijin
Original Assignee
Univ Tokushima
Fujikin Kk
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univ Tokushima, Fujikin Kk filed Critical Univ Tokushima
Publication of TW201510501A publication Critical patent/TW201510501A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI515421B publication Critical patent/TWI515421B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N9/00—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/03—Cuvette constructions
    • G01N21/05—Flow-through cuvettes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/59—Transmissivity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N9/00—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
    • G01N9/24—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity by observing the transmission of wave or particle radiation through the material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/33—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using ultraviolet light
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/85—Investigating moving fluids or granular solids
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/08—Optical fibres; light guides

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Optical Measuring Cells (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)

Description

原料流體濃度檢測器
本發明是關於在半導體製造裝置的原料流體供給裝置等處所使用的製程流體濃度計的改良，尤其是關於：除了可謀求濃度計的感測部的小型化及可作為生產線中配置型(inline type)的濃度計之外，即使針對於高晶析性和高光反應性、腐蝕性的原料流體，也可以長期間保持穩定的透光視窗的高透明度以及感應器內部的高清淨度(耐粒子性)之生產線中配置型光分析方式的原料流體濃度檢測器。
在半導體製造裝置的原料流體供給裝置等處，基於想要謀求提昇半導體製品的品質之觀點，必須將穩定的濃度之製程原料流體，予以供給到處理裝置。
因此，傳統的這種原料流體供給裝置，係在如第9圖所示的起泡型原料流體供給裝置中，在溫度受到控制的原料槽21的原料蒸氣出口的旁邊，設置光分析方式的濃度計22，藉由依據來自該濃度計22的濃度檢測信號，來調整原料槽21的溫度、載體用氣體CG的流量、槽內蒸氣 壓力Po等，而可將預定的原料濃度的製程用氣體24(例如：儲存在槽21內之含有三甲基鎵(TMGa)之類的有機金屬材料蒸氣之製程用氣體)供給到反應爐23。此外，在第9圖中，25是熱式質量流量控制器、26是槽內壓的壓力調整裝置。
此外，上述光分析方式的濃度計22，雖然已 經有各種構成方式的濃度計22已經被實用化了，但是大多數的濃度計22係以如第10圖(日本特開平9-178652)以及第11圖(日本特開2004-108981號)所揭示的這種方式，係由：被測定氣體G所流通經過的光學檢測腔室(氣體檢測腔室)27、對於光學檢測腔室27內部進行照射光線之光源28、通過了光學檢測腔室27內部的光線之受光裝置29、根據受光裝置29的信號來求出吸光度以計算出原料濃度之運算裝置30等所形成的。此外，31是主管路，32是分岔管路。
並且在第10圖的濃度計22中，係先測定在 光學檢測腔室27內的氣體之所謂的「吸光光度」，並且針對於吸光度的測定結果，應用蘭伯特-比爾定律(Lambert Beer’s law)來運算出氣體濃度。
此外，在後者的日本特開2004-108981號中，係如第11圖所示，係將內設有光學檢測腔室(吸光檢測腔室)之生產線中配置型感應器33，予以固定在管路31，並且對於穿透過前述光學檢測腔室的光進行光度測定。
此外，上述光分析方式的濃度計22、內設有 光學檢測腔室(吸光檢測腔室)27的生產線中配置型感應器33，係為公知的儀器，所以在此省略其詳細的說明。
而在進行測定原料氣體濃度的時候，首先， 必須將光學檢測腔室27連接且固定到管路32(或管路31)。但是，光學檢測腔室27與管路32(或管路31)的連接部，並不容易確保氣密性，若是採用例如一般的襯墊材或密封材的螺紋部鎖緊連接方式或凸緣連接工法的話，並不容易達成具備高度的氣密性之連接固定結構，在實際上係存在著：無法達成在半導體製造裝置的技術領域中所要求的氣密性(外部漏洩氣為1×10-10Pa．m3/sec以下)之問題。
此外，為了要長期間可連續地執行穩定的氣 體濃度測定，必須要使得光學檢測腔室27的透光視窗的透明度在長期間都保持穩定，如果透明度會產生經時性變化的話，就難以達成穩定的氣體濃度測定。
然而，在傳統的氣體濃度計中，透光視窗的 構成材質大多採用石英玻璃，因此，在對於具有高腐蝕性或高晶析性的有機原料氣體進行濃度測定中，將會因為透光視窗受到腐蝕，或者因為原料的晶析出來導致該透光視窗的透明度很快就變差，而存有無法穩定地測定原料氣體濃度之問題。
另一方面，光學檢測腔室27內部的各種構造 物，也必須是保持著高度氣密性的狀態將其堅固地固定保 持在光學檢測腔室27的本體。因此，在光學檢測腔室27的內部，係使用各種合成樹脂製密封材或銀錫焊接、金錫焊接等。
但是，在光學檢測腔室27內之合成樹脂製密封材或銀錫焊接、金錫焊接等的構件，係有成為：將各構件本身內部所含的氣體或粒子釋放到有機原料氣體內之釋放源頭的危險性，實際上，係存在著：所謂的因粒子的釋放而導致氣體純度變差的問題。因此，在半導體製造用氣體供給系中，並不希望使用：銀錫焊接和金錫焊接。
如上所述，在採用傳統的光分析方式的濃度 計的情況，不僅是難以達成設備的小型化和減少設備費用，而且在於：氣體氣密性的保持、確保濃度測定精度的穩定性以及保持高氣體純度等的各點上，仍然有許多問題，尤其是在有機原料氣體的情況下，亟待解決的問題是：因其腐蝕性所產生的透光視窗的透明度變差、因密封用構件所導致的氣體純度變差以及確保氣密性等的問題。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
專利文獻1：日本特開平9-178652號公報
專利文獻2：日本特開2004-108981號公報
專利文獻3：日本特開平11-280967號公報
本發明是有鑑於傳統之在原料流體供給裝置等所使用的原料濃度計的上述這種問題，亦即，(I)不易謀求濃度計的構造簡單化與小型化以及降低製品成本；以及(II)因為透光視窗的透明度會發生變動，無法進行穩定且高精度的原料流體濃度的測定之類的問題，因此，本發明之主要目的，是在於提供：即使針對於高腐蝕性的有機原料流體，亦可在長期間都讓透光視窗的透明度不發生變動，而能夠以高精度進行穩定的濃度測定，且可做成小型化並以低價來製造之生產線中配置型的原料流體濃度檢測器。
本發明的原料流體濃度檢測器的第1種態樣，係具備：檢測器本體2、設在檢測器本體2的上表面或下表面的光震盪部5a以及光檢測部5b之光分析式原料流體濃度檢測器，係在檢測器本體2具備：形成於上表面以及下表面的各至少一個凹部17，從檢測器本體2的流體入口來與凹部17相連通的流體流路2a、連通於凹部17之間的流體通路2b、以及從凹部17來與檢測器本體2的流體出口相連通的流體流路2c，並且至少在一個凹部配置光震盪部5a，在其餘的凹部配置光檢測部5b的這種結構，當作本發明的基本結構。
本發明的原料流體濃度檢測器的第2種態 樣，係在上述第1種態樣中，光震盪部係具備：透光板、光強度檢測用的光電二極管、光震盪用的光源(光纖)；而光檢測部係具備：透光板、光強度檢測用的光電二極管。
本發明的原料流體濃度檢測器的第3種態 樣，係在前述第2種態樣中，配置在形成於檢測器本體的凹部的透光板，係使用氣密墊圈(gasket)型密封件而被氣密地固定。
本發明的原料流體濃度檢測器的第4種態 樣，係具備：檢測器本體2、設在檢測器本體2的上表面的光震盪部5a以及設在檢測器本體2的下表面的光檢測部5b之光分析式原料流體濃度檢測器，其係具備：被設在檢測器本體2的上表面以及下表面，藉由流體通路2b而被相連通的凹部17、裝設在該凹部17內的氣密墊圈型密封件6、被配置成與氣密墊圈型密封件6相對向，將透光板11a予以氣密地夾住並且予以接合固定之第一固定凸緣14以及第二固定凸緣16、設在第二固定凸緣16內的光纖9以及光電二極管10、將前述接合固定的兩個固定凸緣14、16隔介著氣密墊圈型密封件6，予以氣密地固定在檢測器本體2的凹部內之保持固定體12。
本發明的原料流體濃度檢測器的第5種態 樣，係具備：檢測器本體2、設在檢測器本體2的上表面的光震盪部5a、設在檢測器本體2的下表面的光檢測部5b之光分析式原料流體濃度檢測器，前述檢測器本體2 係具備：分別被設在上表面以及下表面的凹部17、將兩個凹部17之間相連通的流體通路2b、將流體入口與上表面的凹部17之間相連通的流體通路2a、將流體出口與下表面的凹部17之間相連通的流體通路2c，前述光震盪部5a以及光檢測部5b係具有：裝設在與前述凹部17相連的氣密墊圈收容部17a內的氣密墊圈型密封件6；具有內周面呈階梯狀縮徑的插入凹部14b，且配置成與前述氣密墊圈型密封件6相對向的第一固定凸緣14；配置在前述第一固定凸緣14的插入凹部14b的最深部的透光板11a；將具有階梯狀外周面的突出部16b插入到前述第一固定凸緣14的插入凹部14b內，夾住前述透光板11a予以氣密地接合固定到前述插入凹部14b的第二固定凸緣16；被配設固定在第二固定凸緣16內的前述透光板11a的外側之光強度檢測用的光電二極管10、以及保持固定體12，其係在中央具有用來收容前述接合固定後的兩個固定凸緣14、16之凸緣收納部12a，藉由將固定用螺栓8予以鎖緊而將收納在凸緣收納部12a內的兩個固定凸緣14、16隔介著氣密墊圈型密封件6，予以氣密地固定到檢測器本體2。
本發明的原料流體濃度檢測器的第6種態 樣，係在上述第5種態樣中，係將第二固定凸緣16的突出部16b的前端面16d、第一固定凸緣14的插入凹部14b的底面14c，當作透光板11a的密封面。
本發明的原料流體濃度檢測器的第7種態 樣，係在上述第5種態樣中，將第一固定凸緣14的氣密墊圈收容部14d的底面14e，當作氣密墊圈密封面。
本發明的原料流體濃度檢測器的第8種態 樣，係在上述第5種態樣中，係在光震盪部5a的第二固定凸緣16設置光纖插入孔9a，並且將光電二極管10當作：用以檢測來自透光板11a的反射光強度的檢測用光電二極管。
本發明的原料流體濃度檢測器的第9種態 樣，係在上述第5種態樣中，係將設在光檢測部5b的第二固定凸緣16的光電二極管10當作：用以檢測來自透光板11a的透過光強度的檢測用光電二極管。
本發明的原料流體濃度檢測器的第10種態 樣，係在上述第5種態樣中，在檢測器本體2的上表面隔著間隔而設有另一個光檢測部5b，並且將設在檢測器本體2的下表面的光檢測部5b的凹部17與前述另一個光檢測部5b的凹部17之間，利用流體通路2c來相連通，將來自設在前述下表面的光檢測部5b的透光板11a的反射光強度，利用前述另一個光檢測部5b來進行檢測。
本發明的原料流體濃度檢測器的第11種態 樣，係在上述第5種態樣中，原料流體係採用：晶析性、高反應性或者腐蝕性的有機原料蒸氣。
本發明的原料流體濃度檢測器的第12種態 樣，係在上述第5種態樣中，透光板11a係採用：藍寶石玻璃製的。
本發明是在檢測器本體2具備：在上表面以 及下表面各至少形成一個凹部17，從檢測器本體2的流體入口來與凹部17相連通的流體流路2a、將凹部17之間予以相連通的流體通路2b、從凹部17來與檢測器本體2的流體出口相連通的流體流路2c，至少在一個凹部配置光震盪部5a，在其餘的凹部配置光檢測部5b，因此，可將原料濃度檢測器製作成生產線中配置型，而且做成極為簡單的構造。
又，光震盪部5a以及光檢測部5b是分別具 備：裝設在前述氣密墊圈收容部17a內的氣密墊圈型密封件6；具有配置成與此相對向的插入凹部14b之第一固定凸緣14；將突出部16b插入到插入凹部14b之後，進行壓入而可氣密地接合固定到第一固定凸緣14之第二固定凸緣16；保持氣密地夾持於兩凸緣之間的藍寶石玻璃製透光板11a；將兩個凸緣14、16往檢測器本體2推壓固定的保持固定體12，因此，可將光震盪部5a以及光檢測部5b的構造予以單純化，並且可保持高度的氣密性。
此外，透光視窗11係採用藍寶石玻璃製的， 因此，即使是晶析性或反應性、腐蝕性流體，光透過率也不會下降，可達成穩定的高精度的濃度測定。
又，因為是使用氣密墊圈型密封件，與其他之使用合成樹脂製密封材或銀錫焊材、金錫焊材等的密封構造比 較，可以達成完全沒有雜質混入流體內的情事。
此外，因為是將以脆性破壞材料製成的板材11亦即透光視窗，夾置於第一固定凸緣14與第二固定凸緣16之間，並且將兩凸緣予以氣密地接合固定，同時，又將已經裝設了該透光視窗且氣密地接合固定後的兩凸緣，利用已固定在本體2的保持固定體12予以保持氣密地插裝到凹部17內，因此，不必使用密封材，就可很容易將透光視窗維持高氣密性，而且予以堅固地固定保持。
是以，本發明的原料流體濃度檢測器，在於：設備的小型化和設備費用的削減、氣密性的保持、確保濃度測定精度的穩定性以及保持高氣體純度等的各方面，可達成優異的效果。
1‧‧‧原料流體濃度檢測器
2‧‧‧檢測器本體
2a‧‧‧流體通路
2b‧‧‧流體通路
2c‧‧‧流體通路
3‧‧‧入口區塊
3a‧‧‧流體通路
3b‧‧‧接頭部
4‧‧‧出口區塊
4a‧‧‧流體通路
4b‧‧‧接頭部
5a‧‧‧光震盪部
5b‧‧‧光檢測部
6‧‧‧氣密墊圈型密封件
6a‧‧‧氣密墊圈
6b‧‧‧環狀保持構件
6c‧‧‧導環
7‧‧‧漏洩檢查用孔
8‧‧‧固定用螺栓
9‧‧‧光纖
9a‧‧‧光纖插入孔
10‧‧‧光電二極管
11‧‧‧由脆性破壞材料做成的板材(透光視窗)
11a‧‧‧藍寶石玻璃製透光板
12‧‧‧保持固定體
12a‧‧‧凸緣收納部
12b‧‧‧螺栓插入孔
12c‧‧‧階部
13‧‧‧密封面
14‧‧‧第一固定凸緣
14a‧‧‧階梯部
14b‧‧‧插入凹部
14c‧‧‧凹部的底面(密封面)
14d‧‧‧氣密墊圈收容部
16‧‧‧第二固定凸緣
16a‧‧‧階梯部
16b‧‧‧突出部
16c‧‧‧光電二極管收納凹部
16d‧‧‧突出部的前端面(密封面)
17‧‧‧凹部
17a‧‧‧氣密墊圈收容部
18‧‧‧光源裝置
18a‧‧‧反射光檢測裝置
18b‧‧‧輸出光檢測裝置
19‧‧‧運算裝置
20‧‧‧標準濃度計
第1圖是本發明的實施方式的原料流體濃度檢測器的縱剖面概要圖。
第2圖是第1圖的原料流體濃度檢測器的平面圖。
第3圖是第1圖的原料流體濃度檢測器的光震盪部的縱剖面概要圖。
第4圖(a)是第3圖的光震盪部的保持固定體的縱剖面圖；第4圖(b)是第3圖的光震盪部的保持固定體的平面圖。
第5圖是第3圖的光震盪部的第二固定凸緣的縱剖面 圖。
第6圖是第3圖的光震盪部的第一固定凸緣的縱剖面圖。
第7圖是顯示第3圖的光震盪部的氣密墊圈型密封件的概要之剖面圖。
第8圖是顯示本發明的濃度計的試驗裝置的概要之系統圖。
第9圖是傳統的半導體製造裝置用原料氣體供給裝置的概要說明圖。
第10圖是顯示傳統的氣體濃度計的使用例子。
第11圖是顯示傳統的別型氣體濃度計的使用例子。
以下將佐以圖面，詳細說明本發明的實施方式。
第1圖以及圖2係顯示本發明的第1實施方式的原料流體濃度檢測器1，該原料流體濃度檢測器1係由：檢測器本體2；固定在其兩側部的入口區塊3以及出口區塊4；呈並列狀設在檢測器本體2的上表面側的光震盪部5a以及光檢測部5b；設在檢測器本體2的下表面側的光檢測部5b等所構成的。
上述檢測器本體2、入口區塊3以及出口區塊4係由不鏽鋼等所形成的，流體通路2a、2b、2c、3a、4a係分別被設置成連通狀。又，在檢測器本體2的兩側部， 是利用螺栓(圖示省略)，隔介著氣密墊圈型密封件6來將入口區塊3以及出口區塊4保持氣密地固定於該處。此外，3b、4b是接頭部，7是漏洩檢查用孔，8是光震盪部5a的固定用螺栓。此外，光檢測部5b也是與前述光震盪部5a同樣地，是被固定用螺栓8所固定住(圖示省略)。
上述光震盪部5a以及光檢測部5b，是在檢測 器本體2的上表面側，隔著間隔呈並排配置，來自於光源或由繞射格子、鏡面等所構成的光源裝置(圖示省略)之可視光領域或者紫外線領域的預定波長的光，是經過光纖9而入射到前述光震盪部5a內之以脆性破壞材料製成的板材11，亦即藍寶石玻璃製透光板材製成的透光板11a。
前述入射光的大部分，是穿透過藍寶石玻璃 製透光板11a而入射到流體通路2a內，但是，前述入射光的一部分會被藍寶石玻璃製透光板11a所反射，這個反射光的強度被光電二極管10所檢測。
前述光檢測部5b是在光震盪部5a的斜下方 之檢測器本體2的下表面側，被設置成與前述光震盪部5a呈相對向的狀態，通過流體通路2b之從光震盪部5a入射來的光，係再通過藍寶石玻璃製透光板11a而入射到光檢測部5b內的光電二極管10，該入射光的光強度接受檢測。
又，在於檢測器本體2的下表面側的光檢測 部5b內的藍寶石玻璃製透光板11a上，也會有一部分的 入射光被反射，這個反射光是通過流體通路2c而入射到檢測器本體2的上表面側的光檢測部5b，在該光檢測部5b進行檢測來自前述下表面側的光檢測部5b之反射光的強度。
在前述下表面側的光檢測部5b被檢測到的光 強度，係隨著流通於流體通路2b內的原料流體(製程用流體)的濃度等而改變，所檢測出來的光強度信號被輸入到運算裝置(圖示省略)，在此處進行運算而求出原料流體內的原料濃度。
此外，原料濃度C，基本上是以分光光度計所求出的吸光度A作為基礎，再根據下列的數式(1)來進行運算的。
A=log10(I0/I)=ε ×C×I．．．數式(1)
惟，在數式(1)中，I0是來自光震盪部5a之入射光強度；I是透過光強度(入射到光檢測部5b的光電二極管10之入射光強度)；ε是原料的莫耳吸光係數；C是原料濃度；A是吸光度。
又，因為經年變化等的因素，光震盪部5a或光檢測部5b的光透過特性會改變，這種光透過特性的改變，係當成：用以檢測反射光的上表面側之光震盪部5a的光電二極管10或上表面側的光檢測部5b的光電二極管10的檢測值的改變而呈現出來。因此，使用該上表面側的光震盪部5a以及光檢測部5b的各光電二極管10之檢測值，可以執行上述數式(1)中的入射光強度I0和透過 光強度I的補正。
前述光震盪部5a以及光檢測部5b，在構造上 是完全相同，如第3圖所示，係由：不鏽鋼製之在中央具有凸緣收容孔12a的保持固定體12；設在檢測器本體2的外表面之第一固定凸緣14、第二固定凸緣16；夾置在兩凸緣14、16之間保持氣密地固定之藍寶石玻璃製透光板11a；位在透光板11a的上方，固定於第二固定凸緣16之光電二極管10等所形成的。
亦即，第二固定凸緣16與第一固定凸緣14， 係以後述的方式，藉由將第二固定凸緣16的突出部16b朝向第一固定凸緣14的插入凹部14b內，以8~12N的力量進行壓入，而將突出部16b的前端面16d與插入凹部14b的底面14c當作密封面，將藍寶石玻璃製透光板11a予以夾住固定的狀態，保持氣密地結合成一體化。
然後，再將這個由第二固定凸緣16與第一固定凸緣14結合成一體化後的物體，往保持固定體12的凸緣收容孔12a內插入，再將保持固定體12利用固定用螺栓8，隔介著氣密墊圈型密封件6朝往檢測器本體2進行擠壓固定，光震盪部5a以及光檢測部5b就可保持氣密地被固定在檢測器本體2。
此外，在第3圖中，17是形成在檢測器本體2的外表面的凹部；6a是氣密墊圈；13是兩固定凸緣14、16之間的密封面；14e是氣密墊圈6a與第一固定凸緣14之間的密封面；9a是光纖的插入孔。
又，在前述第1圖的實施方式中，雖然是在檢測器本體2的上表面側將光震盪部5a以及光檢測部5b隔著間隔來設置，但是，當然也是可以省略上表面側的光檢測部5b，並且將下表面側的光檢測部5b的凹部17與流體出口側，利用流體通路2c直接連通在一起。
此外，亦可在檢測器本體2的上表面側設置光檢測部5b，在下表面側設置光震盪部5a，換言之，光震盪部5a除了可以設置在最靠近入口的凹部之外，亦可設置在別的凹部，而且亦可使用其他的材質，例如石英玻璃等，來取代前述藍寶石玻璃製透光板11a。
具體而言，前述保持固定體12係如第4圖所示般地，係在厚度為12~15mm的四角型鋼板的中央部，設有凸緣收容孔12a，在其兩側部設有固定用螺栓8的插入孔12b。
又，在保持固定體12的下端部，係形成有：用來與第一固定凸緣14的外周部上表面進行嵌合並且對於該保持固定體12進行推壓用的階部12c，凸緣收容孔12a的下方是被擴徑，而形成第一固定凸緣14的收容部。
前述第二固定凸緣16係如第5圖所示般地，係形成不鏽鋼製的短圓柱體，其一側的中央部，是利用2個階的階部16a，而被形成：被縮徑成階梯狀的突出部16b。
又，被縮徑後的突出部16b的前端部的前端面16d，係作為密封面，用來抵接於厚度只有0.8~1.5mm程度之 薄透光板11a。
前述第一固定凸緣14，係如第6圖所示般地，係以不鏽鋼形成圓盤狀，係在中央部，利用3個階的階部14a，而形成：被縮徑成階梯狀的插入凹部14b。又，這個插入凹部14b係形成貫通狀，與檢測器本體2的凹部17相連通。
此外，前述3個階的階部14a的中間部，係作為藍寶石玻璃製透光板11a的收納部，係將藍寶石玻璃製透光板11a載置固定於此處。
又，在第一固定凸緣14的下表面側，係形成有氣密墊圈6a的收容部14d，氣密墊圈型密封件6的上半部係被插入固定於此處。
前述氣密墊圈型密封件6係如第7圖所示般地，係由：第一固定凸緣14的氣密墊圈收容部14d；檢測器本體2側的氣密墊圈收容部17a；環狀的氣密墊圈6a；環狀的保持構件6b；環狀的導環6c等所構成的，係利用密封面15、15來形成雙重密封的結構。
又，構成由前述脆性破壞材料做成的板材11製之透光視窗的藍寶石玻璃製透光板11a，係為：所謂的高純度的氧化鋁(Al2O3)的單結晶，係被形成厚度為0.8~1.5mm，耐磨損性、耐腐蝕性(耐藥品性)、耐熱性等都很優異，使用於半導體製造領域的情況下，已經被確認出：不會受到有機原料氣體所腐蝕或產生變質，其光透明度幾乎沒有改變。
此外，上述氣密墊圈型密封件6、藍寶石玻璃 製透光板11a以及光電二極管10等，都是習知的物品，所以此處將省略其詳細的說明。
其次，說明本發明的原料流體濃度檢測器1 的濃度檢測試驗及其結果。
首先，如第8圖所示般地，將原料流體濃度檢測器1在半導體製造裝置用的製程用氣體(有機原料TMGa蒸氣)的供給管路中，連接成生產線中配置狀態，從光源裝置18通過光纖9而將光線入射到光震盪部5a。此外，光震盪部5a以及光檢測部5b的光電二極管10係選定了：受光面為1.0mm×1.1mm、直徑為504mm、高度為3.6mm的光電二極管。而且藍寶石玻璃製透光板11a是厚度為1.0mm、直徑為8.0mm的透光板，此外，光震盪部5a與光檢測部5b之間的流通路2b的長度設定為30mm；流路的內徑設定為4.0mm 。
光線入射到光震盪部5a，來自光震盪部5a的光電二極管10的檢測輸出，是經由反射光檢測裝置18a被輸入到運算裝置19，並且將來自光檢測部5b的光電二極管10的檢測輸出，經由輸出光檢測裝置18b而輸入到運算裝置19，在此處，利用前述數式(1)每隔預定的時間間隔，就進行運算一次，在流體通路2a內流通的有機原料TMGa蒸氣的濃度，將其結果記錄下來，並且標示出來。
來自前述反射光檢測裝置18a的檢測輸出，被使用於 在運算裝置19中的原料濃度檢測值的補正，藉此，可將：因為來自光源裝置18之入射光的搖擺所導致的，或者因為藍寶石玻璃製透光板11a的光透過率的經年變化等所產生的原料濃度的測定誤差，予以補正。
由試驗的結果可以確認出來，本發明的原料流體濃度檢測器，可達成不輸給傳統的高價位的濃度檢測計之高精度的濃度測定。
〔產業上的可利用性〕
本案的發明，不僅可使用於半導體製造用氣體供給系，而且只要是在用以處理具有晶析性或光反應性、腐蝕性流體之所有種類的流體供給管路或流體使用機器類之中，都可用來進行流體濃度的連續性的檢測。
1‧‧‧原料流體濃度檢測器
2‧‧‧檢測器本體
2a‧‧‧流體通路
2b‧‧‧流體通路
2c‧‧‧流體通路
3‧‧‧入口區塊
3a‧‧‧流體通路
3b‧‧‧接頭部
4‧‧‧出口區塊
4a‧‧‧流體通路
4b‧‧‧接頭部
5a‧‧‧光震盪部
5b‧‧‧光檢測部
6‧‧‧氣密墊圈型密封件
7‧‧‧漏洩檢查用孔
9‧‧‧光纖
10‧‧‧光電二極管
11a‧‧‧藍寶石玻璃製透光板
17‧‧‧凹部

Claims (12)

  1. 一種原料流體濃度檢測器，係具備：檢測器本體、設在檢測器本體的上表面或下表面的光震盪部以及光檢測部之光分析式原料流體濃度檢測器，係在檢測器本體具備：於上表面以及下表面分別至少形成一個凹部，從檢測器本體的流體入口來與凹部相連通的流體流路、連通於凹部之間的流體通路、以及從凹部來與檢測器本體的流體出口相連通的流體流路，並且至少在一個凹部配置光震盪部，在其餘的凹部配置光檢測部。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之原料流體濃度檢測器，其中，光震盪部係具備：透光板、光強度檢測用的光電二極管、光震盪用的光源(光纖)；光檢測部係具備：透光板、光強度檢測用的光電二極管。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之原料流體濃度檢測器，其中，配置在形成於檢測器本體的凹部的透光板，係使用氣密墊圈型密封件被氣密地固定。
  4. 一種原料流體濃度檢測器，係具備：檢測器本體、設在檢測器本體的上表面的光震盪部以及設在檢測器本體的下表面的光檢測部之光分析式原料流體濃度檢測器，其係具備：被設在檢測器本體的上表面以及下表面，藉由流體通路而被相連通的凹部；裝設在該凹部內的氣密墊圈型密封件；被配置成與氣密墊圈型密封件相對向，將透光板予以氣密地夾住並且予以接合固定之第一固定凸緣 以及第二固定凸緣；設在第二固定凸緣內的光纖以及光電二極管；將前述接合固定的兩個固定凸緣隔介著氣密墊圈型密封件，予以氣密地固定在檢測器本體的凹部內之保持固定體。
  5. 一種原料流體濃度檢測器，係具備：檢測器本體、設在檢測器本體的上表面的光震盪部、設在檢測器本體的下表面的光檢測部之光分析式原料流體濃度檢測器，前述檢測器本體係具備：分別被設在上表面以及下表面的凹部；將兩個凹部之間相連通的流體通路；將流體入口與上表面的凹部之間相連通的流體通路；將流體出口與下表面的凹部之間相連通的流體通路，而且前述光震盪部以及光檢測部係分別具有：裝設在與前述凹部相連的氣密墊圈收容部內的氣密墊圈型密封件；具有內周面呈階梯狀縮徑的插入凹部，且配置成與前述氣密墊圈型密封件相對向的第一固定凸緣；配置在前述第一固定凸緣的插入凹部的最深部的透光板；將具有階梯狀外周面的突出部插入到前述第一固定凸緣的插入凹部內，夾住前述透光板予以氣密地接合固定到前述第一固定凸緣的第二固定凸緣；配設固定在第二固定凸緣內的前述透光板的外側之光強度檢測用的光電二極管；以及保持固定體，其係在中央具有用來收容前述接合固定後的兩個固定凸緣之凸緣收納部，藉由將固定用螺栓予以鎖緊而將收納在凸緣收納部內的兩個固定凸緣隔介著氣密墊圈型密封件，予以氣密地固定到檢測器本體。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之原料流體濃度檢測器，其中，係將第二固定凸緣的突出部的前端面、以及第一固定凸緣的插入凹部的底面當作透光板的密封面。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之原料流體濃度檢測器，其中，係將第一固定凸緣的氣密墊圈收容部的底面當作氣密墊圈密封面。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之原料流體濃度檢測器，其中，係在光震盪部的第二固定凸緣設有光纖插入孔，並且係將光電二極管當作：用以檢測來自透光板的反射光強度之檢測用光電二極管。
  9. 如申請專利範圍第5項所述之原料流體濃度檢測器，其中，係將設在光檢測部的第二固定凸緣的光電二極管當作：用以檢測來自透光板的透過光強度的檢測用光電二極管。
  10. 如申請專利範圍第5項所述之原料流體濃度檢測器，其中，在檢測器本體的上表面隔著間隔而設有另一個光檢測部，並且將設在檢測器本體的下表面的光檢測部的凹部與前述另一個光檢測部的凹部之間，利用流體通路來相連通，將來自設在前述下表面的光檢測部的透光板的反射光強度，利用前述另一個光檢測部來進行檢測。
  11. 如申請專利範圍第5項所述之原料流體濃度檢測器，其中，原料流體係採用：晶析性、高反應性或腐蝕性的有機原料蒸氣。
  12. 如申請專利範圍第5項所述之原料流體濃度檢測 器，其中，透光板係採用：藍寶石玻璃製的透光板。
TW103116237A 2013-05-09 2014-05-07 Raw material fluid concentration detector TWI515421B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013099081 2013-05-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201510501A TW201510501A (zh) 2015-03-16
TWI515421B true TWI515421B (zh) 2016-01-01

Family

ID=51867018

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103116237A TWI515421B (zh) 2013-05-09 2014-05-07 Raw material fluid concentration detector

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9651467B2 (zh)
JP (1) JP6326284B2 (zh)
KR (1) KR101722013B1 (zh)
CN (1) CN105247344B (zh)
SG (1) SG11201509120VA (zh)
TW (1) TWI515421B (zh)
WO (1) WO2014181527A1 (zh)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5973969B2 (ja) * 2013-07-31 2016-08-23 国立大学法人徳島大学 インライン型濃度計及び濃度検出方法
CN106662524A (zh) * 2014-07-29 2017-05-10 国立大学法人德岛大学 在线型浓度计量装置
US10913071B2 (en) 2016-03-09 2021-02-09 Pearson Incorporated Scalper apparatus and processing system
EP3444591B1 (en) * 2016-04-15 2023-06-28 PHC Holdings Corporation Gas sensor and constant-temperature apparatus
RU2638578C1 (ru) * 2016-07-11 2017-12-14 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" Дифференциальный измеритель оптической плотности жидкой среды
US10322487B1 (en) 2016-07-15 2019-06-18 Pearson Incorporated Roller mill grinding apparatus with regenerative capability
JP6912766B2 (ja) * 2016-07-29 2021-08-04 国立大学法人徳島大学 濃度測定装置
TWI603069B (zh) * 2016-09-05 2017-10-21 浚洸光學科技股份有限公司 液體濃度的檢測裝置
WO2018168559A1 (ja) * 2017-03-15 2018-09-20 株式会社フジキン 継手および流体制御装置
US10807098B1 (en) 2017-07-26 2020-10-20 Pearson Incorporated Systems and methods for step grinding
US11325133B1 (en) 2018-07-26 2022-05-10 Pearson Incorporated Systems and methods for monitoring the roll diameter and shock loads in a milling apparatus
US11391668B2 (en) * 2018-09-25 2022-07-19 Fujikin Incorporated Concentration measurement device
US10751722B1 (en) 2018-10-24 2020-08-25 Pearson Incorporated System for processing cannabis crop materials
US10785906B2 (en) 2019-02-19 2020-09-29 Pearson Incorporated Plant processing system
US10757860B1 (en) 2019-10-31 2020-09-01 Hemp Processing Solutions, LLC Stripper apparatus crop harvesting system
US10933424B1 (en) 2019-12-11 2021-03-02 Pearson Incorporated Grinding roll improvements
CN113551704B (zh) * 2021-07-09 2022-08-09 山西辉能科技有限公司 一种在线微水密度用变送器
JP7393753B2 (ja) 2021-07-31 2023-12-07 株式会社フジキン 濃度測定装置
CN116728744B (zh) * 2023-05-25 2023-11-24 广州市日博精密机械有限公司 一种用于制造具有法兰型瓶口的瓶子生产工艺及吹瓶机

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4187721A (en) * 1977-07-25 1980-02-12 S & F Associates Method and structure for flow measurement
JP3088843B2 (ja) * 1992-05-26 2000-09-18 株式会社神戸製鋼所 高圧下物質観察装置
JP3155842B2 (ja) * 1992-10-30 2001-04-16 キヤノン株式会社 像ぶれ補正装置
JP3299102B2 (ja) * 1995-01-31 2002-07-08 株式会社堀場製作所 半導体特殊ガス用赤外線ガス分析計
JPH09178652A (ja) 1995-12-26 1997-07-11 Ebara Jitsugyo Kk ガス濃度測定装置及び方法
JP3663722B2 (ja) * 1996-03-05 2005-06-22 昭和電工株式会社 化合物半導体成長層及びその製造方法
JPH11166886A (ja) * 1997-12-04 1999-06-22 Hitachi Ltd 液体クロマトグラフ装置
JPH11183366A (ja) * 1997-12-25 1999-07-09 Nippon Sanso Kk 分光分析用測定セル
JP3965512B2 (ja) * 1998-03-31 2007-08-29 株式会社フジキン 流体継手および流体継手において使用されるガスケット保持用リテーナ
JP3884562B2 (ja) * 1998-04-23 2007-02-21 株式会社堀場製作所 流体試料用フローセル
JP2003207448A (ja) * 2002-01-09 2003-07-25 Horiba Ltd ガス分析装置
JP3821227B2 (ja) 2002-09-19 2006-09-13 信越化学工業株式会社 有機金属化合物の気化供給装置
US7471393B2 (en) * 2004-03-06 2008-12-30 Michael Trainer Methods and apparatus for determining the size and shape of particles
JP4524388B2 (ja) * 2004-05-20 2010-08-18 独立行政法人 日本原子力研究開発機構 光学計測機器用フランジ付き超高真空観測窓の気密方法
GB0516477D0 (en) * 2005-08-11 2005-09-14 Optical Reference Systems Ltd Apparatus for measuring semiconductor physical characteristics
JP2007088423A (ja) * 2005-08-23 2007-04-05 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 高圧処理装置および高圧処理方法
JP4830171B2 (ja) 2006-05-15 2011-12-07 学校法人早稲田大学 モールド支持構造
JP2008218698A (ja) * 2007-03-05 2008-09-18 Hitachi Kokusai Electric Inc 熱処理装置
US20100127217A1 (en) 2007-06-15 2010-05-27 David Lightowlers Method for the online analysis of a vapour phase process stream
CN201307087Y (zh) * 2008-12-06 2009-09-09 中国海洋大学 海洋环境下的光谱观测窗口
JP3155842U (ja) 2009-09-18 2009-12-03 テルモ株式会社 成分測定装置
CN102288544B (zh) * 2010-06-17 2013-05-22 北京利达科信环境安全技术有限公司 浊度流通池
JP5714977B2 (ja) * 2010-06-28 2015-05-07 株式会社堀場製作所 光学測定装置
CN202794018U (zh) * 2012-09-13 2013-03-13 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 一种光纤接口的z型流通池

Also Published As

Publication number Publication date
CN105247344A (zh) 2016-01-13
KR20150093232A (ko) 2015-08-17
JP6326284B2 (ja) 2018-05-16
US20160061704A1 (en) 2016-03-03
CN105247344B (zh) 2018-11-13
SG11201509120VA (en) 2015-12-30
TW201510501A (zh) 2015-03-16
WO2014181527A1 (ja) 2014-11-13
KR101722013B1 (ko) 2017-03-31
JP2014238391A (ja) 2014-12-18
US9651467B2 (en) 2017-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI515421B (zh) Raw material fluid concentration detector
TWI512279B (zh) A fixed structure of a brittle and destructive sheet and a method of fixing the light through a window plate made of a brittle and destructive sheet
JP2014219294A5 (zh)
JP5973969B2 (ja) インライン型濃度計及び濃度検出方法
JP2010237221A (ja) パイプライン中の天然ガス中の水蒸気を定量するための装置および方法
JP2008309785A (ja) 減衰全反射センサー
JP6715727B2 (ja) Ｃｐ２Ｍｇ濃度測定装置
JP7563795B2 (ja) 濃度測定装置
JP2008216094A (ja) 透過光測定用フローセル
TWI681181B (zh) 內嵌型濃度測量裝置
JP2020016609A (ja) ガス濃度測定ユニット
US20220172969A1 (en) Concentration measurement device