TWI500460B - A cleaning quality management device using an electromagnetic flowmeter, and a cleaning quality management method - Google Patents

A cleaning quality management device using an electromagnetic flowmeter, and a cleaning quality management method Download PDF

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Description

使用電磁流量計的洗淨品質管理裝置,及洗淨品質管理方法
本申請案以日本專利申請案2012-281714(申請日12/25/2012)為基礎,享受此申請案之優先利益。本申請案藉由參照該申請案,而包含該申請案之所有內容。
本發明之實施形態,係有關使用電磁流量計的洗淨品質管理裝置,及洗淨品質管理方法
電磁流量計,係為計測具有導電性之流體的流量之裝置。電磁流量計具有下述型式:一般型式,其檢測流速之電極設於流體流通之測定管的內壁部,在與流體接液(wetted)之狀態下,用於測定電導率為3μS/cm以上之流體;及電容式,具備高輸入阻抗,其電極設於測定管間壁外部,在不與流體接液之狀態下,甚至可測定電導率為0.01μS/cm以上的純水之電導率。
這樣的電磁流量計,因在流體流通測定管內壁不具有作動部位,故使電導率上昇(雜質含有量增加) 之因素較少;此外,由於沒有作動零件,故被用於半導體製造工程的各處理工程中之洗淨裝置、藥品濃度調整裝置等各種洗淨時之流量測定。
舉例來說,半導體晶圓的製造工程中,會使用溢流方式(overflow)的純水供應裝置,利用複數個洗淨槽將晶圓以純水洗淨。為了控制對於該洗淨槽的純水供應量,會使用流量計(例如參照專利文獻1)。
此外,在測定殘留氯或其他藥品之殘留濃度的殘留氯測定裝置中,會以純水進行濃度調合,而其純水之流量控制會使用流量計(例如參照專利文獻2)。
此外,在半導體晶圓表面的拋光裝置中,為控制供應給研磨劑或洗淨之純水,也會使用流量計(例如參照專利文獻3)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平5-144787號公報
[專利文獻2]日本特開平6-194337號公報
[專利文獻3]日本特開平2000-202765號公報
半導體晶圓製造工程的洗淨當中,管理半導體的洗淨品質,且減少並最小化洗淨所使用之純水量,對 於純水製造成本及縮短半導體製造時間來說相當重要。
然而,專利文獻1揭示藉由溢流方式利用複數個洗淨槽將晶圓以純水洗淨之方法當中,由於晶圓處理片數及處理之洗淨品質程度會依各個處理工程而條件有所不同,故難以自動判斷洗淨品質良莠。
因此,針對洗淨工程中的品質,過去是採取使用一定量以上大量純水之方法,或是每次測定洗淨後的排水之電導率,持續洗淨直到排水成為純水為止之管理方法,但其問題在於會消費大量純水,或是洗淨品質的良莠判定顯得麻煩。
此外,專利文獻2揭示之殘留濃度控制的情形中,會供應純水來持續稀釋處理直到混合品或洗淨後的排水之藥品濃度達一定以下為止,如何高精度地自動判定混合液或洗淨排水之品質,仍為其待解決之問題。
此外,專利文獻3揭示之晶圓拋光工程的洗淨當中,會每次測定洗淨後的排水之電導度,並持續洗淨直到電導率成為管理基準以下之值為止,故顯得麻煩是其問題。
本發明係為了解決上述問題而創作,目的在於提供一種使用電磁流量計的洗淨品質管理裝置,及洗淨品質管理方法,其利用了可測定低電導率流體之電磁流量計的特性,無需在各種洗淨工程下每次測定洗淨排水的電導率,而是事先將電磁流量計的檢測訊號與洗淨排水的電導率建立對應,並連續地測定洗淨排水之電導率,而可自 動判定洗淨是否完畢之洗淨品質良莠。
為達成上述目的,本實施形態之使用電磁流量計的洗淨品質管理裝置,其特徵為,具備:電磁流量計,係有可供流量測定之一定量以上的洗淨排水流通,而測定洗淨排水之流量;及洗淨品質管理裝置,依照前述電磁流量計的檢測訊號來自動地判定洗淨是否完畢之洗淨品質;前述洗淨品質管理裝置,具備:S/N測定部,測定前述電磁流量計的檢測訊號的S/N比;及洗淨完畢判定部,其具備S/N比-電導率判定表,是利用事先設定好的電導率之洗淨排水,將前述S/N比測定部的輸出與前述洗淨排水的電導率建立對應,當測定出的和前述電磁流量計的檢測訊號的S/N相對應之電導率達到事先訂定之電導率以下時,則輸出洗淨完畢;依照前述電磁流量計的檢測訊號的S/N比之值,而從前述洗淨排水的洗淨品質良莠來自動地判定洗淨是否完畢。
為達成上述目的,本實施形態之使用電磁流量計的洗淨品質管理裝置,其特徵為,具備:第1及第2電磁流量計,係有可供流量測定之一定量以上的洗淨排水流通,而測定洗淨排水之流量;及洗淨品質管理裝置,依照前述第1及第2電磁流量計的檢測訊號來自動地判定洗淨是否完畢之洗淨品質;及洗淨排水切換部,藉由前述洗淨品質管理裝置的外部具備之洗淨裝置所供應之排水系統切換訊號,來切換以使前述洗淨排水流向前述第1電磁流量計或前述第2電磁流量計;前述電磁流量計,是做成具 備與前述洗淨排水接液之電極的接液形之第1電磁流量計、及具備非接液型之電極的電容式之第2電磁流量計,前述洗淨品質管理裝置,具備:S/N測定部,測定前述第1及第2電磁流量計的檢測訊號的S/N比;及洗淨完畢判定部,其具備與前述第1及第2電磁流量計對應之S/N比-電導率判定表,是利用事先設定好的電導率之洗淨排水,將前述S/N比測定部的輸出與前述洗淨排水的電導率建立對應,當測定出的和前述電磁流量計的檢測訊號的S/N相對應之電導率達到事先訂定之電導率以下時,則輸出洗淨完畢;當有前述排水系統的切換訊號時,前述洗淨排水切換部會將前述洗淨排水之供應系統切換至前述第1電磁流量計或前述第2電磁流量計,前述洗淨品質判定部,係自動地判定與前述排水系統的切換訊號相對應之系統的前述洗淨排水之洗淨品質。
為達成上述目的,本實施形態之使用電磁流量計的洗淨品質管理方法,其特徵為,具備:電磁流量計,係有可供流量測定之一定量以上的洗淨排水流通,而測定洗淨排水之流量;及洗淨品質管理裝置,依照前述電磁流量計的檢測訊號來自動地判定洗淨是否完畢之洗淨品質;該使用電磁流量計的洗淨品質管理方法,其特徵為,具備:利用事先訂定之洗淨品質的洗淨排水,將前述電磁流量計的檢測訊號的S/N比,與前述洗淨排水的電導率事先建立對應,來作成S/N比-電導率判定表之步驟;測定前述電磁流量計的檢測訊號的S/N比之步驟;及參照事先 建立對應之S/N比-電導率判定表,當該測定出的前述S/N比達到事先訂定之電導率以下時,則輸出洗淨完畢之步驟;依照前述電磁流量計的S/N比之值,求出前述洗淨排水的電導率,來自動地判定洗淨是否完畢之洗淨品質。
1‧‧‧洗淨裝置
1a‧‧‧洗淨劑供應部
1b‧‧‧純水供應部
1c‧‧‧洗淨部
2、2b‧‧‧洗淨品質管理裝置
2a‧‧‧電磁流量計
2a1‧‧‧第1電磁流量計
2a2‧‧‧第2電磁流量計
2b1‧‧‧S/N比測定部
2b2‧‧‧S/N比-電導率判定表
3‧‧‧排水系統切換部
[圖1]第1實施形態之洗淨品質管理裝置構成圖。
[圖2]電導率與S/N之對應示意特性圖。
[圖3]第2實施形態之洗淨品質管理裝置構成圖。
以下參照圖面,說明本發明之實施形態。
(第1實施形態)
參照圖1及圖2,說明使用第1實施形態的電磁流量計之洗淨品質管理裝置。
首先,說明本申請案之測定原理。一般而言,洗淨品質會受洗淨排水中所含的雜質量影響,其電導率會改變。亦即,雜質愈少則電導率愈低,當接近理想的純水時,其電導率亦會接近0.05μS/cm。
是故,即使是高輸入阻抗的電磁流量計,在接近純水區域下的流量測定,其檢測訊號會降低而無法得到測定所需之S/N比。
鑑此,使用本實施形態之電磁流量計的洗淨品質管理裝置,其測定原理是,利用事先設定好的電導率之洗淨排水,事先作成將S/N比與洗淨排水之電導率建立對應之S/N比-電導率判定表,並於一定量以上洗淨排水流通而可進行流量測定之狀態下,針對測定洗淨排水之流量的電磁流量計,測定其檢測訊號的S/N比。
接著,在接近純水之區域,參照S/N比-電導率判定表,判定當該測定出的S/N比已達到事先訂定的視為洗淨完畢之電導率以下時,則輸出洗淨完畢。
接下來,參照圖1,說明使用第1實施形態的電磁流量計之洗淨品質管理裝置之構成。
使用第1實施形態之電磁流量計的洗淨品質管理裝置,具備:電磁流量計2a,測定來自洗淨裝置1的洗淨排水之流量,該洗淨裝置1係有一定量以上洗淨排水流通而可進行流量測定;及洗淨品質管理裝置2b,依據電磁流量計2a的檢測訊號,判定洗淨品質良莠。
洗淨品質管理裝置2b,具備:S/N測定部2b1,測定電磁流量計2a的檢測訊號的S/N比;及洗淨完畢判定部2b2,其具備S/N比-電導率判定表,是利用事先設定好的電導率之洗淨排水,將S/N比測定部2b1的輸出與洗淨排水的電導率建立對應,當達到事先訂定之電導率以下時,則輸出洗淨完畢。
排出受測定之洗淨排水的洗淨裝置1,一般而言具備:洗淨劑供應部1a,其具備洗淨槽等,供應如專 利文獻1~3揭示之被洗淨物的洗淨劑;及純水供應部1b,具備洗淨中所使用之純水槽等;及洗淨部1c,利用純水供應部1b供應之純水,洗淨被洗淨物;並將洗淨排水排出至裝置外。
洗淨裝置1之洗淨當中,針對每次被測定物之洗淨工程,會事先訂定所使用之洗淨劑及純水供應量,而洗淨排水的流量,於洗淨品質判定時會設計成有事先訂定好的一定量以上流量流通。此外,洗淨是否完畢之洗淨排水基準品質,係設計成事先訂定好。
接下來,依據如此之測定原理,說明洗淨品質管理裝置2的動作。首先,參照圖2,說明S/N比-電導率判定表2b2之作成方法。
圖2為用來作成S/N比-電導率判定表之,電導率與電磁流量計的檢測訊號特性模擬示意圖。圖2中,橫軸表示洗淨排水的電導率(μS/cm),縱軸表示由電磁流量計的檢測訊號求出之S/N。
第1電磁流量計,例如表現出具備與洗淨排水接液之電極的接液形形式特性,此外,第2電磁流量計,則表現出具備非接液型電極之所謂電容式的高輸入阻抗形式特性。
如圖2所示,第1電磁流量計中,檢測訊號與電導率可建立對應之S/N比範圍為箭頭A1,而此時所對應之電導率範圍為ρ1。此外,第2電磁流量計中,檢測訊號與電導率可建立對應之S/N比範圍為箭頭A2,而 此時所對應之電導率範圍為ρ2。
洗淨排水的品質判定,在ρ1及ρ2各自之範圍內,例如是設定為ρ1內之P1、ρ2內之P2的各1點,或未圖示的複數點。
此品質判定之電導率範圍,會因電磁流量計特性而有不同,故為了管理洗淨品質,利用事先設定之電導率的洗淨排水,將S/N比測定部2b1的輸出值與洗淨排水的電導率建立對應,來預先求出作為S/N比-電導率判定表。
此外,S/N比與電導率之對應關係未必要是線形,只要洗淨完畢判定點,具有所需之洗淨管理品質(精度)再現性即可。
此外,S/N比之測定中,為了要能夠辨識出S/N比降低的原因是來自於洗淨排水流量降低或未流通、還是來自於電導率降低,必須預先在洗淨裝置1側確保可供穩定流量測定之流量。
舉例來說,圖2中,可與電導率建立對應之S/N比範圍A1、A2,係為1<可對應之S/N比<3,故在電導率未降低之洗淨排水中,預先求出S/N比為3以上時之流量,而在電導率測定時,使此流量以上之洗淨排水流通並測定。
接下來,說明洗淨品質管理裝置2之動作。來自洗淨裝置1的洗淨排水,會透過配管而被供應至電磁流量計2a,而後排出。
接著,當洗淨開始,在電磁流量計1中會進行流量測定,且將其檢測訊號送至S/N比測定部2b1。
S/N比測定部2b1的測定方式,例如可為對檢測訊號做脈波高度分析(pulse height analyzing),計算在事先訂定的一定測定時間內的事先設定好之脈波高度值下的脈衝數,即脈波高度分析脈衝計數方式。此處,該S/N比的求得方式,可因應各個電磁流量計的測定訊號處理方式來定義,並不限定於此一測定方式。
接著,S/N比測定部2b1的S/N比輸出,會送至洗淨完畢判定部2b2,參照S/N比-電導率判定表,與事先設定好的洗淨完畢判定基準之電導率做比較,判定洗淨是否已完畢。
此外,當洗淨品質是將洗淨完畢基準設定在接近理想的純水之低電導率時,藉由使用電容式電磁流量計,便能選擇可測定之範圍。
(第2實施形態)
接下來,參照圖3,說明使用第2實施形態的電磁流量計之洗淨品質管理裝置。
第2實施形態中與第1實施形態相同部分,標記相同符號,並省略其說明。第2實施形態與第1實施形態不同之處在於,第1實施形態是以1台電磁流量計來判定洗淨排水洗淨完畢,但第2實施形態之洗淨品質管理裝置,係具備排水系統切換部3,其依據來自洗淨裝置1 的洗淨排水系統切換訊號,來將洗淨排水供應給第1及第2電磁流量計的其中一者,以設計成廣範圍地自動判定洗淨排水之洗淨品質。
按照第2實施形態之電磁流量計,藉由自動地切換洗淨排水系統,能夠在短時間內判定洗淨排水的品質。
如以上所說明般,按照本實施形態,能夠提供一種使用電磁流量計的洗淨品質管理裝置,及洗淨品質管理方法,其利用了可測定低電導率流體之電磁流量計的特性,無需在各種洗淨工程下每次測定洗淨排水的電導率,而是事先將電磁流量計的檢測訊號與洗淨排水的電導率建立對應,並連續地測定洗淨排水之電導率,而可自動判定洗淨是否完畢之洗淨品質良莠。
雖已說明了本發明的幾個實施形態,但該些實施形態僅是作為例子而提出,並非意圖用來限定發明之範圍。該些新穎的實施形態,可以其他各種形態加以實施,在不脫離發明要旨之範圍內,可進行各種省略、置換、變更。該些實施形態或其變形,均包含於發明之範圍或要旨內,且包含於申請專利範圍所記載之發明及其均等範圍內。
1‧‧‧洗淨裝置
1a‧‧‧洗淨劑供應部
1b‧‧‧純水供應部
1c‧‧‧洗淨部
2、2b‧‧‧洗淨品質管理裝置
2a‧‧‧電磁流量計
2b1‧‧‧S/N比測定部
2b2‧‧‧S/N比-電導率判定表

Claims (3)

  1. 一種使用電磁流量計的洗淨品質管理裝置,其特徵為,具備:電磁流量計,係有可供流量測定之一定量以上的洗淨排水流通,而測定洗淨排水之流量;及洗淨品質管理裝置,依照前述電磁流量計的檢測訊號來自動地判定洗淨是否完畢之洗淨品質;前述洗淨品質管理裝置,具備:S/N測定部,測定前述電磁流量計的檢測訊號的S/N比;及洗淨完畢判定部,其具備S/N比-電導率判定表,是利用事先設定好的電導率之洗淨排水,將前述S/N比測定部的輸出與前述洗淨排水的電導率建立對應,當測定出的和前述電磁流量計的檢測訊號的S/N相對應之電導率達到事先訂定之電導率以下時,則輸出洗淨完畢;依照前述電磁流量計的檢測訊號的S/N比之值,而從前述洗淨排水的洗淨品質良莠來自動地判定洗淨是否完畢。
  2. 一種使用電磁流量計的洗淨品質管理裝置,其特徵為,具備:第1及第2電磁流量計,係有可供流量測定之一定量以上的洗淨排水流通,而測定洗淨排水之流量;及洗淨品質管理裝置,依照前述第1及第2電磁流量計的檢測訊號來自動地判定洗淨是否完畢之洗淨品質;及洗淨排水切換部,藉由前述洗淨品質管理裝置的外部 具備之洗淨裝置所供應之排水系統切換訊號,來切換以使前述洗淨排水流向前述第1電磁流量計或前述第2電磁流量計;前述電磁流量計,是做成具備與前述洗淨排水接液之電極的接液形之第1電磁流量計、及具備非接液型之電極的電容式之第2電磁流量計,前述洗淨品質管理裝置,具備:S/N測定部,測定前述第1及第2電磁流量計的檢測訊號的S/N比;及洗淨完畢判定部,其具備與前述第1及第2電磁流量計對應之S/N比-電導率判定表,是利用事先設定好的電導率之洗淨排水,將前述S/N比測定部的輸出與前述洗淨排水的電導率建立對應,當測定出的和前述電磁流量計的檢測訊號的S/N相對應之電導率達到事先訂定之電導率以下時,則輸出洗淨完畢;當有前述排水系統的切換訊號時,前述洗淨排水切換部會將前述洗淨排水之供應系統切換至前述第1電磁流量計或前述第2電磁流量計,前述洗淨品質判定部,係自動地判定與前述排水系統的切換訊號相對應之系統的前述洗淨排水之洗淨品質。
  3. 一種使用電磁流量計的洗淨品質管理方法,屬於具備:電磁流量計,係有可供流量測定之一定量以上的洗淨排水流通,而測定洗淨排水之流量;及洗淨品質管理裝置,依照前述電磁流量計的檢測訊號來自動地判定洗淨是否完畢之洗淨品質;該使用電磁流量計的洗淨品質管理方 法,其特徵為,具備:利用事先訂定之洗淨品質的洗淨排水,將前述電磁流量計的檢測訊號的S/N比,與前述洗淨排水的電導率事先建立對應,來作成S/N比-電導率判定表之步驟;測定前述電磁流量計的檢測訊號的S/N比之步驟;及參照事先建立對應之S/N比-電導率判定表,當該測定出的前述S/N比達到事先訂定之電導率以下時,則輸出洗淨完畢之步驟;依照前述電磁流量計的檢測訊號的S/N比之值,而從前述洗淨排水的洗淨品質良莠來自動地判定洗淨是否完畢。
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