[發(fā)明專利]半導體制造工藝用吸光分析裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010121550.0
• 申請日: 2010-02-11
• 公開（公告）號: CN101814425A
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發(fā)明（設計）人: 秋山修;秋本雅司;守屋剛;山涌純
• 申請（專利權）人: 株式會社島津制作所;東京毅力科創(chuàng)株式會社
• 主分類號: H01L21/00
• 分類號: H01L21/00;G01N21/31
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 李貴亮

技術領域

本發(fā)明涉及利用激光測定氣體中的水分量的裝置。例如本發(fā)明涉及在 半導體制造生產線中為了將工藝氣體中的水分濃度抑制在一定值以下而 用于持續(xù)監(jiān)視水分量的半導體制造工藝用吸光分析裝置。

背景技術

半導體制造工藝中，對半導體襯底(硅晶片)表面進行各種微細加工 及處理。此時，使用蝕刻氣體、外延成長用的反應氣體、CVD(化學氣相 成長)用的反應氣體等多種工藝氣體(process?gas)。公知有當這些工藝氣 體中含有水分時，則工藝氣體和水分、或襯底表面和水分發(fā)生反應，生成 不需要的副生成物，其結果是所制造的半導體的成品率顯著降低。

因此，在半導體制造工藝中，為了確保處理的穩(wěn)定性，探討了在半導 體制造裝置上安裝工藝監(jiān)視器。作為其一例提案有：在半導體制造裝置的 工藝氣體的排出口安裝監(jiān)視器，通過監(jiān)視廢氣的成分，掌握半導體制造工 藝的狀態(tài)，由此，無論在加載室內還是加載時都能夠提高成品率，實現處 理的穩(wěn)定化。

通常，作為工藝氣體，多使用反應性高的氣體，因此，其廢氣中混有 腐蝕性高的氣體、未反應物、水分等反應性副生成物等各種物質，在監(jiān)視 廢氣的情況下，在其測定系統(tǒng)需要進行硬件方面及軟件方面的應對。

作為廢氣的監(jiān)視器，水分監(jiān)視特別重要。作為對工藝氣體中含有的水 分濃度進行計測的方法，例如已知有計測水晶振動器的頻率變化的水晶振 蕩式、及吸附氣體中的水分并計測靜電電容變化的靜電電容式。另外，還 提案有使用波長可變型的激光并利用紅外線吸收分光法測定水分濃度的 激光水分計(參照特開平5-99845號公報、特開平11-183366號公報)。

上述的激光水分計中，向采樣單元內導入采樣氣體，向采樣單元入射 具有規(guī)定波長的激光，通過對所透過的激光進行解析，根據在水分的吸收 波長下的激光的強度來檢測水分濃度。由于傳感器部可對測定對象氣體以 非接觸的方式進行測定，因此，與水晶振蕩式及靜電電容式的結構不同， 其特征在于，也可以適用于腐蝕性氣體，響應時間快。

另外，在上述的激光水分計的廢氣分析用單元中，為提高分析靈敏度， 使用Whith式、及在對置的兩個反射鏡間進行多次反射的Herriott式(參 照D.R.Herriott，H.Kogelnik，and?R.Kompfer，Appl.Opt.3，523(1964))等。

在半導體制造工藝的廢氣中含有各種物質，其付著于水分計的單元 (セル)中的反射鏡及窗上，成為光學系的反射率及透射率低下的原因， 以分析靈敏度降低為問題點進行舉例。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于，在半導體制造工藝的廢氣監(jiān)視器所使用的水分計 的靈敏度降低得以抑制。

廢氣中的各種物質內對水分計的分析靈敏度降低影響最大的是顆粒 (粉末體物質)。顆粒連續(xù)地產生是比較稀有的，多在打開了加載互鎖真 空室和處理室之間的閘閥之后、及導入了反應氣體之后等特定的定時引 起。于是，本發(fā)明中，使得對水分濃度測定造成影響的顆粒沒有混入。

本發(fā)明的半導體制造工藝用吸光分析裝置具備：與半導體制造工藝的 處理室的排氣流路連接的流路切換機構、和經由所述流路切換機構與所述 排氣流路連接的吸光分析計。

所述吸光分析計是多重反射型水分濃度計測用吸光分析計，其測定工 藝氣體中的水分濃度，具備使從所述排氣流路排出的工藝氣體流通的單元 及光學系，該光學系使來自激光光源的激光在所述單元內多重反射，檢測 所述單元內的工藝氣體的吸光度變化。

所述流路切換機構的構成為，在經由所述吸光分析計的所述單元排氣 的計測用流路和不經由所述單元排氣的旁通流路之間切換并連接所述排 氣流路。

由此，在顆粒的產生達到一定水平以上的情況下，顆粒濃度高的廢氣 通過旁通流路，防止顆粒付著在分析計內的光學元件面上，由此可抑制靈 敏度降低，可高精度地測定水分濃度。

優(yōu)選處理室內具備計測工藝氣體中包含的顆粒的顆粒計數器。流路切 換機構可將顆粒計數器的顆粒數的測定結果作為流路切換的判斷基準使 用。