本发明专利技术提供一种半导体制造工艺用吸光分析装置，其具备与半导体制造工艺的处理室的排气流路连接的流路切换机构和多重反射型水分浓度计测用吸光分析计，该吸光分析计使来自激光光源的激光在单元内多重反射，检测单元内的气体的吸光度变化，并测定该气体中的水分浓度。所述流路切换机构将所述排气流路在经由所述单元而被排气的计测用流路和不经由所述单元而被排气的旁通流路之间进行切换并连接。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及利用激光测定气体中的水分量的装置。例如本专利技术涉及在半导体制造 生产线中为了将工艺气体中的水分浓度抑制在一定值以下而用于持续监视水分量的半导 体制造工艺用吸光分析装置。
技术介绍
半导体制造工艺中，对半导体衬底(硅晶片)表面进行各种微细加工及处理。此 时，使用蚀刻气体、外延成长用的反应气体、CVD (化学气相成长)用的反应气体等多种工艺 气体(process gas)。公知有当这些工艺气体中含有水分时，则工艺气体和水分、或衬底表 面和水分发生反应，生成不需要的副生成物，其结果是所制造的半导体的成品率显著降低。 因此，在半导体制造工艺中，为了确保处理的稳定性，探讨了在半导体制造装置上 安装工艺监视器。作为其一例提案有在半导体制造装置的工艺气体的排出口安装监视器， 通过监视废气的成分，掌握半导体制造工艺的状态，由此，无论在加载室内还是加载时都能 够提高成品率，实现处理的稳定化。通常，作为工艺气体，多使用反应性高的气体，因此，其废气中混有腐蚀性高的气 体、未反应物、水分等反应性副生成物等各种物质，在监视废气的情况下，在其测定系统需 要进行硬件方面及软件方面的应对。作为废气的监视器，水分监视特别重要。作为对工艺气体中含有的水分浓度进行 计测的方法，例如已知有计测水晶振动器的频率变化的水晶振荡式、及吸附气体中的水分 并计测静电电容变化的静电电容式。另外，还提案有使用波长可变型的激光并利用红外线 吸收分光法测定水分浓度的激光水分计(参照特开平5-99845号公报、特开平11-183366 号公报)。上述的激光水分计中，向采样单元内导入采样气体，向采样单元入射具有规定波 长的激光，通过对所透过的激光进行解析，根据在水分的吸收波长下的激光的强度来检测 水分浓度。由于传感器部可对测定对象气体以非接触的方式进行测定，因此，与水晶振荡式 及静电电容式的结构不同，其特征在于，也可以适用于腐蚀性气体，响应时间快。另外，在上述的激光水分计的废气分析用单元中，为提高分析灵敏度，使用 Whith式、及在对置的两个反射镜间进行多次反射的Herriott式(参照D. R. Herriott, H. Kogelnik, and R. Kompfer, Appl. Opt. 3, 523 (1964))等。在半导体制造工艺的废气中含有各种物质，其付着于水分计的单元(力 > )中的 反射镜及窗上，成为光学系的反射率及透射率低下的原因，以分析灵敏度降低为问题点进 行举例。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，在半导体制造工艺的废气监视器所使用的水分计的灵敏度降 低得以抑制。废气中的各种物质内对水分计的分析灵敏度降低影响最大的是颗粒(粉末体物 质)。颗粒连续地产生是比较稀有的，多在打开了加载互锁真空室和处理室之间的闸阀之 后、及导入了反应气体之后等特定的定时引起。于是，本专利技术中，使得对水分浓度测定造成 影响的颗粒没有混入。本专利技术的半导体制造工艺用吸光分析装置具备与半导体制造工艺的处理室的 排气流路连接的流路切换机构、和经由所述流路切换机构与所述排气流路连接的吸光分析 计。所述吸光分析计是多重反射型水分浓度计测用吸光分析计，其测定工艺气体中的 水分浓度，具备使从所述排气流路排出的工艺气体流通的单元及光学系，该光学系使来自 激光光源的激光在所述单元内多重反射，检测所述单元内的工艺气体的吸光度变化。所述流路切换机构的构成为，在经由所述吸光分析计的所述单元排气的计测用流 路和不经由所述单元排气的旁通流路之间切换并连接所述排气流路。由此，在颗粒的产生达到一定水平以上的情况下，颗粒浓度高的废气通过旁通流 路，防止颗粒付着在分析计内的光学元件面上，由此可抑制灵敏度降低，可高精度地测定水 分浓度。优选处理室内具备计测工艺气体中包含的颗粒的颗粒计数器。流路切换机构可将 颗粒计数器的颗粒数的测定结果作为流路切换的判断基准使用。为自动地防止颗粒向分析计的混入，具备所述流路切换机构、与所述颗粒计数器 及所述吸光分析计可进行通信地连接的控制部，控制部在检测到工艺气体中有一定浓度以 上的颗粒的情况下，自动地切换流路切换机构，将排气流路与不经由所述分析计而排气的 旁通流路连接，可以防止颗粒付着在分析计内。由此，能够自动地防止颗粒向分析计的混 入，从而操作简单。附图说明图1是表示一实施例的概略图；图2是表示多重反射型水分浓度计测用吸光分析计的一实施例的概略剖面图。符号说明4吹扫气体导入口5光源室6光源部7、8反射镜9检测部12吹扫气体排出口13连接器14多重反射单元15、16 反射镜17a、17b 凸缘18试样气体导入口19试样气体排出口.20a光透射窗25控制部31晶片盒33 晶片35加载互锁真空室37 闸阀39反应室(处理室)41 阀43真空计45颗粒计数器47主排气泵49、53 切换阀50流路切换机构51分析计55、57 干式泵59控制部具体实施例方式下面，说明本专利技术的实施例。图1是半导体制造工艺监视用吸光分析装置的概略图。晶片盒31所收容的硅晶 片33被放入用于使其移行到减压环境的加载互锁真空室35。在加载互锁真空室35连接有 干式泵57，从而可将其内部减压。加载互锁真空室35经由闸阀37与对硅晶片进行工艺气体处理的反应室(处理 室)39连接。闸阀37在加载互锁真空室35的压力是可向反应室39内移送晶片的压力(通 常IOOmTorr 50mTorr)下被打开。在反应室39的排气口直接连接有可将反应室39排气至高真空度的主排气泵47、 在主排气泵47下游所配置的低真空的粗抽真空用干式泵55。主排气泵47和干式泵55均 用于将反应室39内减压。在反应室39，用于等离子体处理的各种反应气体类经由阀41被供给，就可对晶片使用各种工艺气体进行处理。另外，在反应室39连接有真空计43和颗粒计数器45。真空 计43计测真空室39内的真空度，颗粒计数器45可计测反应室39内的颗粒数量。在主排气泵47和干式泵55之间连接有流路切换机构50。流路切换机构50具备 在主排气泵47所配置的切换阀49和在干式泵55侧所连接的切换阀53。切换阀49与分析 计51的单元的试样气体导入口连接，切换阀53与同单元的排出口连接，并且，在两切换阀 49、53之间连接有短路流路。两切换阀49、53在构成将来自反应室39的废气经由分析计 51的单元而被排气的计测用流路的状态、和构成不经由分析计51的单元而两切换阀49、53 间短路的旁通流路的状态之间被切换。作为切换阀49、53，可使用三通阀(例如Swagelock 社的 SS68-XTF32)等。控制部59与颗粒计数器45、流路切换机构50及分析计51连接，可进行通信。作为分析计51使用多重反射型水分浓度计测用吸光分析计。其次，对作为分析计 51所使用的多重反射型水分浓度计测用吸光分析计进行说明。图2是吸光分析计的概略剖 面图。在导入试样气体的多重反射单元14的内侧两端，为了多重反射所入射的激光而 配置有对置的一对凹面反射镜15、16。反射镜15、16分别安装于凸缘17a、17b上。照射激光的光源室5与单元14的反射镜16侧的凸缘17b邻接地配置。在反射镜16和凸缘17b上设有用于激光的入射和射出的光透射窗20a，在与该光透射窗20a对应本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半导体制造工艺用吸光分析装置，其具备：流路切换机构，其与半导体制造工艺的处理室的排气流路连接；多重反射型水分浓度计测用吸光分析计，其是经由所述流路切换机构与所述排气流路连接的吸光分析计，该吸光分析计具备使从所述排气流路排出的工艺气体流通的单元、及使来自激光光源的激光在所述单元内多重反射而对所述单元内的工艺气体的吸光度变化进行检测的光学系统，由此对工艺气体中的水分浓度进行测定，其特征在于，所述流路切换机构按照将所述排气流路在经由所述吸光分析计的所述单元而被排气的计测用流路和不经由所述单元而被排气的旁通流路之间切换并连接的方式构成。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：秋山修，秋本雅司，守屋刚，山涌纯，
申请(专利权)人：株式会社岛津制作所，东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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