JP2002277361A - 半導体プロセス排ガスの分析方法および半導体プロセス排ガスの分析システム - Google Patents
半導体プロセス排ガスの分析方法および半導体プロセス排ガスの分析システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体プロセスからの排ガスをポンプな
どによる吸着を最小限に抑え、半導体プロセス内で生じ
ている事象を正確に分析可能とすると共に、半導体プロ
セスの動作中にもガス分析装置のメンテナンスを容易と
する半導体プロセス排ガスの分析方法および半導体プロ
セス排ガスの分析システムを提供する。 【解決手段】 第１真空ポンプ４によって亜真空状態と
なり半導体プロセス１からの排ガスＧを吸引し排出する
排ガス流路２に第１バルブ３を設け、この第１バルブ３
より上流側において分岐させた分岐流路５に第２バルブ
７を設け、この分岐流路５にガス分析装置８を設けると
共に、この分岐流路５の下流側に第２真空ポンプ９を設
けて、第２真空ポンプ９と第２バルブ７の動作によって
半導体プロセス１の排ガス流路２に流れる排ガスＧを分
岐流路５に流すことにより、この排ガスＧの定量分析を
行なう。
どによる吸着を最小限に抑え、半導体プロセス内で生じ
ている事象を正確に分析可能とすると共に、半導体プロ
セスの動作中にもガス分析装置のメンテナンスを容易と
する半導体プロセス排ガスの分析方法および半導体プロ
セス排ガスの分析システムを提供する。 【解決手段】 第１真空ポンプ４によって亜真空状態と
なり半導体プロセス１からの排ガスＧを吸引し排出する
排ガス流路２に第１バルブ３を設け、この第１バルブ３
より上流側において分岐させた分岐流路５に第２バルブ
７を設け、この分岐流路５にガス分析装置８を設けると
共に、この分岐流路５の下流側に第２真空ポンプ９を設
けて、第２真空ポンプ９と第２バルブ７の動作によって
半導体プロセス１の排ガス流路２に流れる排ガスＧを分
岐流路５に流すことにより、この排ガスＧの定量分析を
行なう。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えばプラズマ
ＣＶＤチャンバーなどの半導体プロセスから排出される
排ガスに含まれる成分を、各部の吸着を最小限に抑える
と共に、分析装置のメンテナンスも考慮に入れて定量分
析するための半導体プロセス排ガスの分析方法および半
導体プロセス排ガスの分析システムに関する。
ＣＶＤチャンバーなどの半導体プロセスから排出される
排ガスに含まれる成分を、各部の吸着を最小限に抑える
と共に、分析装置のメンテナンスも考慮に入れて定量分
析するための半導体プロセス排ガスの分析方法および半
導体プロセス排ガスの分析システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は、従来のガスの定量分析に用いら
れている半導体プロセス排ガスの分析システム２０の例
を示す図である。図２において、２１は例えばプラズマ
ＣＶＤチャンバーなど半導体プロセス、２２はＣＶＤチ
ャンバー２１から排出される排ガスＧを排出するための
排ガス流路、２３は排ガス流路２２に設けられて亜真空
状態を形成して排ガスＧを吸引する真空ポンプである。
２４は真空ポンプ２３の下流側の点２５において排ガス
流路２２から分岐させ、点２６において再び排ガス流路
２２に合流する分岐流路、２７，２８は分岐流路２４の
上流側端部と下流側端部に設けられたバルブ、２９はガ
ス分析装置、３０はポンプである。また、ガス分析装置
２９は例えばＦＴＩＲガス分析装置である。
れている半導体プロセス排ガスの分析システム２０の例
を示す図である。図２において、２１は例えばプラズマ
ＣＶＤチャンバーなど半導体プロセス、２２はＣＶＤチ
ャンバー２１から排出される排ガスＧを排出するための
排ガス流路、２３は排ガス流路２２に設けられて亜真空
状態を形成して排ガスＧを吸引する真空ポンプである。
２４は真空ポンプ２３の下流側の点２５において排ガス
流路２２から分岐させ、点２６において再び排ガス流路
２２に合流する分岐流路、２７，２８は分岐流路２４の
上流側端部と下流側端部に設けられたバルブ、２９はガ
ス分析装置、３０はポンプである。また、ガス分析装置
２９は例えばＦＴＩＲガス分析装置である。
【０００３】つまり、前記半導体プロセス排ガスの分析
システム２０を用いた場合は、ＣＶＤチャンバー２１を
用いた半導体製造工程を実施しながら、バルブ２７，２
８を開状態にして、ポンプ３０を稼働させることによ
り、分岐流路２４内を排ガスＧが循環し、この排ガスＧ
の成分をガス分析装置２９によって定量分析することが
できる。そして、ＣＶＤチャンバー２１によって行われ
る半導体製造工程に使用された排ガスＧをガス分析装置
２９によって定量分析することにより、ＣＶＤチャンバ
ー２１内でどのような反応が生じているのかを確認する
ことができる。
システム２０を用いた場合は、ＣＶＤチャンバー２１を
用いた半導体製造工程を実施しながら、バルブ２７，２
８を開状態にして、ポンプ３０を稼働させることによ
り、分岐流路２４内を排ガスＧが循環し、この排ガスＧ
の成分をガス分析装置２９によって定量分析することが
できる。そして、ＣＶＤチャンバー２１によって行われ
る半導体製造工程に使用された排ガスＧをガス分析装置
２９によって定量分析することにより、ＣＶＤチャンバ
ー２１内でどのような反応が生じているのかを確認する
ことができる。
【０００４】図３は、ガス分析装置２９として用いられ
ているＦＴＩＲガス分析装置の一般的な構成を示すもの
で、図３において、４０はガス分析部で、赤外光源４
１、干渉計４２、変換光学系４３およびガスセル４４と
からなるガスセル部４５、赤外線検出器４６よりなる。
４７はＡＤ変換回路、４８はパソコンなどの制御演算装
置である。なお、ガスセル４４は、その内部に複数の反
射ミラー４４ａが一つの連続した光路を形成するように
配置され、その設置個数や位置を適宜変えることによ
り、種々の光路長のガスセル４４が得られるようにして
ある。
ているＦＴＩＲガス分析装置の一般的な構成を示すもの
で、図３において、４０はガス分析部で、赤外光源４
１、干渉計４２、変換光学系４３およびガスセル４４と
からなるガスセル部４５、赤外線検出器４６よりなる。
４７はＡＤ変換回路、４８はパソコンなどの制御演算装
置である。なお、ガスセル４４は、その内部に複数の反
射ミラー４４ａが一つの連続した光路を形成するように
配置され、その設置個数や位置を適宜変えることによ
り、種々の光路長のガスセル４４が得られるようにして
ある。
【０００５】前記構成のＦＴＩＲガス分析装置において
は、サンプルガスをガスセル４４に供給した状態で赤外
光ＩＲを干渉計４２を介してガスセル４４に照射し、そ
のときの赤外線検出器４６の検出出力を加算平均し、そ
の加算平均出力を用いてインターフェログラムをフーリ
エ変換し、さらに、このフーリエ変換された出力に基づ
いて測定対象成分に関するスペクトル演算を行うことに
より、サンプルガスに含まれる特定の成分についての吸
収スペクトルに基づいてその成分の濃度などを測定する
ことができる。
は、サンプルガスをガスセル４４に供給した状態で赤外
光ＩＲを干渉計４２を介してガスセル４４に照射し、そ
のときの赤外線検出器４６の検出出力を加算平均し、そ
の加算平均出力を用いてインターフェログラムをフーリ
エ変換し、さらに、このフーリエ変換された出力に基づ
いて測定対象成分に関するスペクトル演算を行うことに
より、サンプルガスに含まれる特定の成分についての吸
収スペクトルに基づいてその成分の濃度などを測定する
ことができる。
【０００６】上記構成のＦＴＩＲガス分析装置は、測定
対象となるガスの種類に応じて測定レンジごとに異なる
光路長を有するガスセル４４を用いることが可能であ
る。例えば、測定レンジが０〜１０００ｐｐｍフルスケ
ールの場合、前記ガスセル４４としてその光路長がＬの
ものを用いるものとすると、測定レンジが０〜１００ｐ
ｐｍフルスケールの場合には、ガスセル４４としては光
路長が１０Ｌのものを用いることができる。
対象となるガスの種類に応じて測定レンジごとに異なる
光路長を有するガスセル４４を用いることが可能であ
る。例えば、測定レンジが０〜１０００ｐｐｍフルスケ
ールの場合、前記ガスセル４４としてその光路長がＬの
ものを用いるものとすると、測定レンジが０〜１００ｐ
ｐｍフルスケールの場合には、ガスセル４４としては光
路長が１０Ｌのものを用いることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の半導
体プロセス排ガスの分析システム２０においては、ガス
分析装置２９に導入される排ガスＧが真空ポンプ２３の
下流側の点２５から分岐しており、ＣＶＤチャンバー２
１とガス分析装置２９との間に真空ポンプ２３が存在す
るので、バッファが大きくなるだけでなく、真空ポンプ
２３の上流側に比べて下流側の排ガスＧの圧力が数百倍
に上昇するので、ＣＶＤチャンバー２１内で生じている
現象の再現性が悪く正確に分析できない場合があるとい
う問題があった。
体プロセス排ガスの分析システム２０においては、ガス
分析装置２９に導入される排ガスＧが真空ポンプ２３の
下流側の点２５から分岐しており、ＣＶＤチャンバー２
１とガス分析装置２９との間に真空ポンプ２３が存在す
るので、バッファが大きくなるだけでなく、真空ポンプ
２３の上流側に比べて下流側の排ガスＧの圧力が数百倍
に上昇するので、ＣＶＤチャンバー２１内で生じている
現象の再現性が悪く正確に分析できない場合があるとい
う問題があった。
【０００８】さらに、ガス分析装置２９によって分析さ
れる排ガスＧはほゞ大気圧に近い圧力を有する状態で、
真空ポンプ２３，バルブ２７，分岐流路２４等を流れる
ので、真空ポンプ２３のダイヤフラムや分岐流路２４を
構成する配管やバルブ２７の内壁などによる吸着が発生
して、この吸着影響のために正確な定量分析が行えない
という問題もあった。
れる排ガスＧはほゞ大気圧に近い圧力を有する状態で、
真空ポンプ２３，バルブ２７，分岐流路２４等を流れる
ので、真空ポンプ２３のダイヤフラムや分岐流路２４を
構成する配管やバルブ２７の内壁などによる吸着が発生
して、この吸着影響のために正確な定量分析が行えない
という問題もあった。
【０００９】本発明は、上述の事柄を考慮に入れてなさ
れたものであって、その目的は、半導体プロセスからの
排ガスをポンプなどによる吸着を最小限に抑え、半導体
プロセス内で生じている事象を正確に分析可能とすると
共に、半導体プロセスの動作中にもガス分析装置のメン
テナンスを容易とする半導体プロセス排ガスの分析方法
および半導体プロセス排ガスの分析システムを提供す
る。
れたものであって、その目的は、半導体プロセスからの
排ガスをポンプなどによる吸着を最小限に抑え、半導体
プロセス内で生じている事象を正確に分析可能とすると
共に、半導体プロセスの動作中にもガス分析装置のメン
テナンスを容易とする半導体プロセス排ガスの分析方法
および半導体プロセス排ガスの分析システムを提供す
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の半導体プロセス排ガスの分析方法は、第１
真空ポンプによって亜真空状態となり半導体プロセスか
らの排ガスを吸引し排出する排ガス流路に第１バルブを
設け、この第１バルブより上流側において分岐させた分
岐流路に第２バルブを設け、この分岐流路にガス分析装
置を設けると共に、この分析装置の下流側に第２真空ポ
ンプを設けて、第２真空ポンプと第２バルブの動作によ
って半導体プロセスの排ガス流路に流れる排ガスを分岐
流路に流すことにより、この排ガスの定量分析を行なう
ことを特徴としている。
め、本発明の半導体プロセス排ガスの分析方法は、第１
真空ポンプによって亜真空状態となり半導体プロセスか
らの排ガスを吸引し排出する排ガス流路に第１バルブを
設け、この第１バルブより上流側において分岐させた分
岐流路に第２バルブを設け、この分岐流路にガス分析装
置を設けると共に、この分析装置の下流側に第２真空ポ
ンプを設けて、第２真空ポンプと第２バルブの動作によ
って半導体プロセスの排ガス流路に流れる排ガスを分岐
流路に流すことにより、この排ガスの定量分析を行なう
ことを特徴としている。
【００１１】前記半導体プロセス排ガスの分析方法によ
れば、ガス分析装置が亜真空状態の排ガスを直接的に定
量分析するので、半導体プロセス内とガス分析装置内と
の圧力差が少なくなり、その組成や成分が変化しないの
で、再現性の良いより正確な定量分析を行うことができ
る。また、亜真空状態の排ガスをガス分析装置に導入し
てこれを定量分析することにより、測定成分が分岐流路
や第２バルブなどに吸着されることを抑えることができ
る。
れば、ガス分析装置が亜真空状態の排ガスを直接的に定
量分析するので、半導体プロセス内とガス分析装置内と
の圧力差が少なくなり、その組成や成分が変化しないの
で、再現性の良いより正確な定量分析を行うことができ
る。また、亜真空状態の排ガスをガス分析装置に導入し
てこれを定量分析することにより、測定成分が分岐流路
や第２バルブなどに吸着されることを抑えることができ
る。
【００１２】前記第１バルブを開状態、第２バルブを閉
状態とする半導体の製造モード、両バルブを開状態とし
て半導体を製造しながら排ガスの定量分析を行なうモニ
タモード、および第１バルブを閉状態、第２バルブを開
状態とする全量計測モードの３つのモード切換えを随時
行う場合には、両バルブの操作によって排ガスの流れを
自由に変更可能であり、半導体プロセスの動作を止める
ことなく適宜の定量分析を行ったり、ガス分析装置のメ
ンテナンスを行うことができる。つまり、製造モードで
は半導体の生産を行い、モニタモードでは半導体の生産
を行いながら排ガスのオンライン計測を可能とし、全量
計測モードでは半導体の生産を行いながらその排ガスの
全量を定量分析するので、何れにしても半導体の生産を
継続できる。
状態とする半導体の製造モード、両バルブを開状態とし
て半導体を製造しながら排ガスの定量分析を行なうモニ
タモード、および第１バルブを閉状態、第２バルブを開
状態とする全量計測モードの３つのモード切換えを随時
行う場合には、両バルブの操作によって排ガスの流れを
自由に変更可能であり、半導体プロセスの動作を止める
ことなく適宜の定量分析を行ったり、ガス分析装置のメ
ンテナンスを行うことができる。つまり、製造モードで
は半導体の生産を行い、モニタモードでは半導体の生産
を行いながら排ガスのオンライン計測を可能とし、全量
計測モードでは半導体の生産を行いながらその排ガスの
全量を定量分析するので、何れにしても半導体の生産を
継続できる。
【００１３】本発明の半導体プロセス排ガスの分析シス
テムは、半導体プロセスからの排ガスが流れる排ガス流
路を亜真空状態になるように第１真空ポンプによって吸
引して排ガスを排気する排ガスシステムにおいて、前記
第１真空ポンプの上流側に第１バルブと、この第１バル
ブの上流側から分岐する分岐流路とを設け、かつ、この
分岐流路に、第２バルブと、ガス分析装置と、第２真空
ポンプとをこの順番で設けたことを特徴としている。
テムは、半導体プロセスからの排ガスが流れる排ガス流
路を亜真空状態になるように第１真空ポンプによって吸
引して排ガスを排気する排ガスシステムにおいて、前記
第１真空ポンプの上流側に第１バルブと、この第１バル
ブの上流側から分岐する分岐流路とを設け、かつ、この
分岐流路に、第２バルブと、ガス分析装置と、第２真空
ポンプとをこの順番で設けたことを特徴としている。
【００１４】分岐流路において排ガスを吸引する第２真
空ポンプを、排ガス流路において排ガスを吸引する第１
真空ポンプと別に設けることにより、残留ガスの逆流を
確実に防止することができる。
空ポンプを、排ガス流路において排ガスを吸引する第１
真空ポンプと別に設けることにより、残留ガスの逆流を
確実に防止することができる。
【００１５】前記ガス分析装置がＦＴＩＲガス分析装置
である場合には、半導体プロセスから排出される排ガス
の成分に多数の成分が含まれる場合においても、その定
量分析を正確に行うことができると共に、排ガスに腐食
性のガスが含まれており、セルを腐蝕した場合には、こ
れを容易に交換可能である。同様に、前記ガス分析装置
が質量分析計である場合には、セルが腐食性ガスなどに
よって腐蝕した場合にはこれを容易に交換できる。
である場合には、半導体プロセスから排出される排ガス
の成分に多数の成分が含まれる場合においても、その定
量分析を正確に行うことができると共に、排ガスに腐食
性のガスが含まれており、セルを腐蝕した場合には、こ
れを容易に交換可能である。同様に、前記ガス分析装置
が質量分析計である場合には、セルが腐食性ガスなどに
よって腐蝕した場合にはこれを容易に交換できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】発明の実施の形態を図面を参照し
ながら説明する。図１は、この発明の一つの実施例を示
す。まず、図１は、この発明の半導体プロセス排ガスの
分析システムの一構成を概略的に示す図である。この図
において、１は半導体製造に用いられる例えばプラズマ
によるＣＶＤチャンバーで、その上流側には、図示して
いないが、複数のガス供給管が接続されており、半導体
の製造に用いられる原料ガスが供給され、内部において
供給された原料ガスが反応し、半導体製造に必要なガス
が生ずるように、温度、圧力などの諸量が調整できるよ
うに構成されている。
ながら説明する。図１は、この発明の一つの実施例を示
す。まず、図１は、この発明の半導体プロセス排ガスの
分析システムの一構成を概略的に示す図である。この図
において、１は半導体製造に用いられる例えばプラズマ
によるＣＶＤチャンバーで、その上流側には、図示して
いないが、複数のガス供給管が接続されており、半導体
の製造に用いられる原料ガスが供給され、内部において
供給された原料ガスが反応し、半導体製造に必要なガス
が生ずるように、温度、圧力などの諸量が調整できるよ
うに構成されている。
【００１７】そして、前記プラズマＣＶＤチャンバー１
は、前記反応の際の余剰のガスや生成したガスのうち半
導体製造に寄与しなかった余剰のガス（以下、これらを
総称して排ガスという）Ｇが発生するので、この排ガス
Ｇを吸引しこれを流すための排ガス流路２が接続されて
いる。すなわち、この排ガス流路２には、第１バルブ３
および第１真空ポンプ４がこの順に設けられている。こ
の真空ポンプ４の下流側は、排気ダクト（図示していな
い）に接続されている。なお、第１バルブ３は、メンテ
ナンス時のシャットオフバルブとしての機能および排ガ
ス流路２の流量（コンダクタンス）を調整する機能を有
する。
は、前記反応の際の余剰のガスや生成したガスのうち半
導体製造に寄与しなかった余剰のガス（以下、これらを
総称して排ガスという）Ｇが発生するので、この排ガス
Ｇを吸引しこれを流すための排ガス流路２が接続されて
いる。すなわち、この排ガス流路２には、第１バルブ３
および第１真空ポンプ４がこの順に設けられている。こ
の真空ポンプ４の下流側は、排気ダクト（図示していな
い）に接続されている。なお、第１バルブ３は、メンテ
ナンス時のシャットオフバルブとしての機能および排ガ
ス流路２の流量（コンダクタンス）を調整する機能を有
する。
【００１８】５は第１バルブ３の上流側の点６において
排ガス流路２から分岐する流路で、この分岐流路５に
は、第２バルブ７を介して例えばＦＴＩＲガス分析装置
などのガス分析装置８のガス分析部８ａが介装されてお
り、さらに、このガス分析部８ａの下流側には、第２真
空ポンプ９が接続されている。前記ＦＴＩＲガス分析装
置８は、図３に示したものとほゞ同様構成のものであ
り、ガス分析部８ａは、図３に示したガス分析部４０と
同様に構成されている。なお、第２真空ポンプ９の下流
側は、排気ダクト（図示していない）に接続されてい
る。
排ガス流路２から分岐する流路で、この分岐流路５に
は、第２バルブ７を介して例えばＦＴＩＲガス分析装置
などのガス分析装置８のガス分析部８ａが介装されてお
り、さらに、このガス分析部８ａの下流側には、第２真
空ポンプ９が接続されている。前記ＦＴＩＲガス分析装
置８は、図３に示したものとほゞ同様構成のものであ
り、ガス分析部８ａは、図３に示したガス分析部４０と
同様に構成されている。なお、第２真空ポンプ９の下流
側は、排気ダクト（図示していない）に接続されてい
る。
【００１９】しかしながら、本発明の半導体プロセス排
ガスの分析システムに用いるガス分析装置８は真空ポン
プ４または９によって亜真空状態に吸引された排ガスＧ
を導入してこれを定量分析するものであるから、そのガ
スセル４４（図３参照）の光路長は分岐流路５内の真空
度に適合する長さにしていることが望ましい。すなわ
ち、例えば圧力が１ａｔｍの時の排ガスＧを測定すると
きのガスセル４４の光路長をＭとすると、圧力が例えば
１／７６０ａｔｍの亜真空状態で同じ排ガスＧを測定す
るときのガスセル４４の光路長は７６０×Ｍ程度にする
ことによって十分の感度を得ることができる。
ガスの分析システムに用いるガス分析装置８は真空ポン
プ４または９によって亜真空状態に吸引された排ガスＧ
を導入してこれを定量分析するものであるから、そのガ
スセル４４（図３参照）の光路長は分岐流路５内の真空
度に適合する長さにしていることが望ましい。すなわ
ち、例えば圧力が１ａｔｍの時の排ガスＧを測定すると
きのガスセル４４の光路長をＭとすると、圧力が例えば
１／７６０ａｔｍの亜真空状態で同じ排ガスＧを測定す
るときのガスセル４４の光路長は７６０×Ｍ程度にする
ことによって十分の感度を得ることができる。
【００２０】１０は第２バルブ７とガス分析部８ａとの
間の点１１において分岐流路５に接続されるメンテナン
ス流路で、このメンテナンス流路１０の上流側には、乾
燥したＮ2 ガスの供給源（図示していない）が接続さ
れ、その下流側に減圧弁１２および第３バルブ１３がこ
の順に設けられている。この、メンテナンス流路１０
は、ガス分析部８ａにおけるバックグラウンド測定や、
ガス分析部８ａのメンテナンス処理後のガスパージのた
めのＮ2 ガスを流すためのものである。
間の点１１において分岐流路５に接続されるメンテナン
ス流路で、このメンテナンス流路１０の上流側には、乾
燥したＮ2 ガスの供給源（図示していない）が接続さ
れ、その下流側に減圧弁１２および第３バルブ１３がこ
の順に設けられている。この、メンテナンス流路１０
は、ガス分析部８ａにおけるバックグラウンド測定や、
ガス分析部８ａのメンテナンス処理後のガスパージのた
めのＮ2 ガスを流すためのものである。
【００２１】１４は減圧弁１２と第３バルブ１３との間
の点１５においてメンテナンス流路１０から分岐するパ
ージガス流路で、このパージガス流路１４の下流側は、
ガス分析部８ａに接続されており、その途中にガス流量
計１６および第４バルブ１７がこの順に設けられてい
る。このパージガス流路１４は、ガス分析部８ａの光学
系にパージガスとしてＮ2 ガスを供給するものである。
の点１５においてメンテナンス流路１０から分岐するパ
ージガス流路で、このパージガス流路１４の下流側は、
ガス分析部８ａに接続されており、その途中にガス流量
計１６および第４バルブ１７がこの順に設けられてい
る。このパージガス流路１４は、ガス分析部８ａの光学
系にパージガスとしてＮ2 ガスを供給するものである。
【００２２】上記構成のガス分析システムの作動につい
て、図２および図３をも参照しながら説明する。この発
明のガス分析システムは、以下の３つのモードをとる。
て、図２および図３をも参照しながら説明する。この発
明のガス分析システムは、以下の３つのモードをとる。
【００２３】１．半導体の製造を行うモード 第１バルブ３を開くとともに，第２バルブ７を閉じる。
この状態で、プラズマＣＶＤチャンバー１にガスを供給
するとともに、第１真空ポンプ４を作動させることによ
り、プラズマＣＶＤチャンバー１内において半導体が製
造されるとともに、半導体製造に用いられた後の排ガス
Ｇは、第１真空ポンプ４による所定の吸引により、点６
における圧力を例えば１／７６０ａｔｍ程度の亜真空の
状態にして、排ガスＧを排ガス流路２に導出し、第１真
空ポンプ４を経て排気ダクトに流れ出る。
この状態で、プラズマＣＶＤチャンバー１にガスを供給
するとともに、第１真空ポンプ４を作動させることによ
り、プラズマＣＶＤチャンバー１内において半導体が製
造されるとともに、半導体製造に用いられた後の排ガス
Ｇは、第１真空ポンプ４による所定の吸引により、点６
における圧力を例えば１／７６０ａｔｍ程度の亜真空の
状態にして、排ガスＧを排ガス流路２に導出し、第１真
空ポンプ４を経て排気ダクトに流れ出る。
【００２４】２．全量計測を行うモード 前記プラズマＣＶＤチャンバー１から排ガスＧが排ガス
流路２に導出されている状態において、第２，４バルブ
７，１７を開くとともに、第１，３バルブ３，１３を閉
じ、第１真空ポンプ４を停止する。この状態で、第２真
空ポンプ９を作動させることにより、点６における圧力
を例えば１／７６０ａｔｍ程度の亜真空の状態にして、
排ガスＧを排ガス流路２に導出し、前記排ガス流路２に
導出された排ガスＧの全量が、分岐流路５に入り、ＦＴ
ＩＲガス分析装置８のガス分析部８ａに供給され、この
ガス分析部８ａの所定の動作により、排ガスＧ中の成分
が測定される。
流路２に導出されている状態において、第２，４バルブ
７，１７を開くとともに、第１，３バルブ３，１３を閉
じ、第１真空ポンプ４を停止する。この状態で、第２真
空ポンプ９を作動させることにより、点６における圧力
を例えば１／７６０ａｔｍ程度の亜真空の状態にして、
排ガスＧを排ガス流路２に導出し、前記排ガス流路２に
導出された排ガスＧの全量が、分岐流路５に入り、ＦＴ
ＩＲガス分析装置８のガス分析部８ａに供給され、この
ガス分析部８ａの所定の動作により、排ガスＧ中の成分
が測定される。
【００２５】前記ガス分析部８ａを経た排ガスＧは、第
２真空ポンプ９による所定の吸引により、第２真空ポン
プ９を経て排気ダクトに流れ出る。また、第４バルブ１
７が開かれていることにより、適宜減圧されたＮ2 ガス
が、ガス分析部８ａの光学系にパージガスとして供給さ
れる。
２真空ポンプ９による所定の吸引により、第２真空ポン
プ９を経て排気ダクトに流れ出る。また、第４バルブ１
７が開かれていることにより、適宜減圧されたＮ2 ガス
が、ガス分析部８ａの光学系にパージガスとして供給さ
れる。
【００２６】すなわち、ＦＴＩＲガス分析装置８内は少
なくとも点６より真空度が高い（圧力が低い）亜真空状
態となる。したがって、分岐流路５および第２バルブ７
などに排ガスＧ流入しても、これが配管内の壁面、さら
にはガス分析装置８のセル４４内になどに吸着されるこ
とがなく、より正確な定量分析を可能とする。また、本
発明の場合は、従来のようにＣＶＤチャンバー１から排
出された排ガスＧの圧力が大きく変化することなく、そ
の定量分析を行うことができるので、その濃度や成分の
変化が生じることがなく、再現性の良い分析を行うこと
ができる。
なくとも点６より真空度が高い（圧力が低い）亜真空状
態となる。したがって、分岐流路５および第２バルブ７
などに排ガスＧ流入しても、これが配管内の壁面、さら
にはガス分析装置８のセル４４内になどに吸着されるこ
とがなく、より正確な定量分析を可能とする。また、本
発明の場合は、従来のようにＣＶＤチャンバー１から排
出された排ガスＧの圧力が大きく変化することなく、そ
の定量分析を行うことができるので、その濃度や成分の
変化が生じることがなく、再現性の良い分析を行うこと
ができる。
【００２７】さらに、前記全量計測モードではＣＶＤチ
ャンバー１から排出される排ガスＧの全量が分析される
ので、その流量を濃度に乗算し、これを積算することに
より、排ガスＧの各成分の排出量を求めることも可能と
なり、ＣＶＤチャンバー１内でどの程度の反応が進行し
ているのかを正確に判断することができる。
ャンバー１から排出される排ガスＧの全量が分析される
ので、その流量を濃度に乗算し、これを積算することに
より、排ガスＧの各成分の排出量を求めることも可能と
なり、ＣＶＤチャンバー１内でどの程度の反応が進行し
ているのかを正確に判断することができる。
【００２８】３．半導体を製造しつつ排ガスＧの定量分
析を行うモード（モニタモード） 第１，２，４バルブ３，７，１７を開くとともに、第３
バルブ１３を閉じる。この状態で、プラズマＣＶＤチャ
ンバー１にガスを供給するとともに、両真空ポンプ４，
９を作動させることにより、プラズマＣＶＤチャンバー
１内において半導体が製造されるとともに、半導体製造
に用いられた後の排ガスＧは、第１真空ポンプ４による
所定の吸引により、排ガス流路２に導出される。
析を行うモード（モニタモード） 第１，２，４バルブ３，７，１７を開くとともに、第３
バルブ１３を閉じる。この状態で、プラズマＣＶＤチャ
ンバー１にガスを供給するとともに、両真空ポンプ４，
９を作動させることにより、プラズマＣＶＤチャンバー
１内において半導体が製造されるとともに、半導体製造
に用いられた後の排ガスＧは、第１真空ポンプ４による
所定の吸引により、排ガス流路２に導出される。
【００２９】この排ガス流路２に導出された排ガスＧ
は、その一部が第１バルブ３の下流側の排ガス流路２を
第１真空ポンプ４方向に流れる一方、残りの排ガスＧ
は、第２真空ポンプ９の作動により分岐流路５に流れ込
み、ＦＴＩＲガス分析装置８のガス分析部８ａに供給さ
れ、このガス分析部８ａの所定の動作により、排ガスＧ
中の成分が測定される。
は、その一部が第１バルブ３の下流側の排ガス流路２を
第１真空ポンプ４方向に流れる一方、残りの排ガスＧ
は、第２真空ポンプ９の作動により分岐流路５に流れ込
み、ＦＴＩＲガス分析装置８のガス分析部８ａに供給さ
れ、このガス分析部８ａの所定の動作により、排ガスＧ
中の成分が測定される。
【００３０】このとき、本例における点６の圧力は１／
７６０ａｔｍであるから、第２真空ポンプ９はＦＴＩＲ
ガス分析装置８内の圧力がこれよりも幾らか小さくなる
ように吸引することによって、点６において排ガスＧの
幾らかを分岐流路５に引き込むことが可能となる。すな
わち、第２真空ポンプ９は第１真空ポンプ４より僅かに
能力の高いものを用いることが望ましい。
７６０ａｔｍであるから、第２真空ポンプ９はＦＴＩＲ
ガス分析装置８内の圧力がこれよりも幾らか小さくなる
ように吸引することによって、点６において排ガスＧの
幾らかを分岐流路５に引き込むことが可能となる。すな
わち、第２真空ポンプ９は第１真空ポンプ４より僅かに
能力の高いものを用いることが望ましい。
【００３１】しかしながら、第２真空ポンプ９の吸引力
によって点６の圧力が変動しないようにして、ＣＶＤチ
ャンバー１における反応条件を変えないようにすること
が肝要である。何れにしても、本発明において、分岐流
路５および第２バルブ７などに流入する排ガスＧは亜真
空状態である点６から吸引されるものであるから、この
排ガスＧが配管内の壁面、さらにはガス分析装置８のセ
ル４４（図３参照）内になどに吸着されることがなく、
より正確な定量分析を可能としている。加えて、ＣＶＤ
チャンバー１からガス分析装置８までの間の排ガスＧの
圧力変動が少ないので、再現性の良い分析を行うことが
できる。
によって点６の圧力が変動しないようにして、ＣＶＤチ
ャンバー１における反応条件を変えないようにすること
が肝要である。何れにしても、本発明において、分岐流
路５および第２バルブ７などに流入する排ガスＧは亜真
空状態である点６から吸引されるものであるから、この
排ガスＧが配管内の壁面、さらにはガス分析装置８のセ
ル４４（図３参照）内になどに吸着されることがなく、
より正確な定量分析を可能としている。加えて、ＣＶＤ
チャンバー１からガス分析装置８までの間の排ガスＧの
圧力変動が少ないので、再現性の良い分析を行うことが
できる。
【００３２】さらに、前記モニタモードによれば、半導
体を製造しつつ排ガスＧの定量分析（モニタ）を行うこ
とができる。また、第４バルブ１７が開かれていること
により、適宜減圧されたＮ2 ガスが、ガス分析部８ａの
光学系にパージガスとして供給される。なお、排ガス流
路２および分岐流路５をそれぞれ流れた排ガスＧは、両
真空ポンプ４，９を経て排気ダクトに流れ出る。
体を製造しつつ排ガスＧの定量分析（モニタ）を行うこ
とができる。また、第４バルブ１７が開かれていること
により、適宜減圧されたＮ2 ガスが、ガス分析部８ａの
光学系にパージガスとして供給される。なお、排ガス流
路２および分岐流路５をそれぞれ流れた排ガスＧは、両
真空ポンプ４，９を経て排気ダクトに流れ出る。
【００３３】なお、プラズマＣＶＤチャンバー１におけ
る半導体の製造やガス分析部８ａにおける定量分析をス
ムーズに行うため、排ガス流路２および分岐流路５にお
けるコンダクタンスを適宜調整することが好ましい。
る半導体の製造やガス分析部８ａにおける定量分析をス
ムーズに行うため、排ガス流路２および分岐流路５にお
けるコンダクタンスを適宜調整することが好ましい。
【００３４】そして、ガス分析部８ａにおけるバックグ
ラウンド測定や、ガス分析部８ａのメンテナンス処理後
のガスパージを行う場合には、第２，４バルブ７，１７
を閉じ、プラズマＣＶＤチャンバー１の作動を停止した
状態で、減圧弁１２を適宜に調整しながら第３バルブ１
３を開くことにより、適宜減圧されたＮ2 ガスが、ガス
分析部８ａに供給される。なお、このとき、第１バルブ
３は開閉何れの状態であってもよい。
ラウンド測定や、ガス分析部８ａのメンテナンス処理後
のガスパージを行う場合には、第２，４バルブ７，１７
を閉じ、プラズマＣＶＤチャンバー１の作動を停止した
状態で、減圧弁１２を適宜に調整しながら第３バルブ１
３を開くことにより、適宜減圧されたＮ2 ガスが、ガス
分析部８ａに供給される。なお、このとき、第１バルブ
３は開閉何れの状態であってもよい。
【００３５】上述のように、この発明のガス分析システ
ムは、排ガス流路２および分岐流路５に設けた第１，２
バルブ３，７を切換え操作して、プラズマＣＶＤチャン
バー１からの排ガスＧの流れる方向を適宜設定すること
により、半導体の製造を行うモード、全量計測を行うモ
ードおよび半導体を製造しつつ排ガスＧの定量分析を行
うモードの３つのモードを自在に設定することができ
る。
ムは、排ガス流路２および分岐流路５に設けた第１，２
バルブ３，７を切換え操作して、プラズマＣＶＤチャン
バー１からの排ガスＧの流れる方向を適宜設定すること
により、半導体の製造を行うモード、全量計測を行うモ
ードおよび半導体を製造しつつ排ガスＧの定量分析を行
うモードの３つのモードを自在に設定することができ
る。
【００３６】また、第２バルブ７を閉状態に切り換える
ことにより、排ガス流路２をその他の流路５，１０，１
４から完全に分離できるので、前記半導体の製造を行う
モードを実行している状態で、同時にガス分析装置８の
パージや零ガス測定などのメンテナンスを行うことも可
能であり、ＣＶＤチャンバー１は常に動作しつづけるこ
とが可能である。
ことにより、排ガス流路２をその他の流路５，１０，１
４から完全に分離できるので、前記半導体の製造を行う
モードを実行している状態で、同時にガス分析装置８の
パージや零ガス測定などのメンテナンスを行うことも可
能であり、ＣＶＤチャンバー１は常に動作しつづけるこ
とが可能である。
【００３７】上述した例では、ガス分析装置８の一例と
してＦＴＩＲガス分析装置を用いた例を示しており、こ
れによってセルの光路長を変更可能としており、腐食性
の排ガスＧによってセルが腐蝕した場合にはこれを容易
に交換可能である。また、たとえ排ガスＧに複数の成分
が混合されていたとしても、これを分離して定量分析可
能であるが、本発明はガス分析装置８をＦＴＩＲガス分
析装置に限定するものではない。すなわち、ガス分析装
置８として、質量分析計などを用いてもよい。質量分析
計を用いる場合にも、腐食性の排ガスＧによって腐蝕が
生じた場合には、これを容易に交換することが可能であ
る。
してＦＴＩＲガス分析装置を用いた例を示しており、こ
れによってセルの光路長を変更可能としており、腐食性
の排ガスＧによってセルが腐蝕した場合にはこれを容易
に交換可能である。また、たとえ排ガスＧに複数の成分
が混合されていたとしても、これを分離して定量分析可
能であるが、本発明はガス分析装置８をＦＴＩＲガス分
析装置に限定するものではない。すなわち、ガス分析装
置８として、質量分析計などを用いてもよい。質量分析
計を用いる場合にも、腐食性の排ガスＧによって腐蝕が
生じた場合には、これを容易に交換することが可能であ
る。
【００３８】
【発明の効果】上述したように、本発明の半導体プロセ
ス排ガスの分析方法および半導体プロセス排ガスの分析
システムを用いることにより、ガス分析装置が亜真空状
態の排ガスを直接的に定量分析するので、半導体プロセ
ス内とガス分析装置内との圧力差が少なくなり、その組
成や成分が変化しないので、再現性の良いより正確な定
量分析を行うことができる。また、亜真空状態の排ガス
をガス分析装置に導入してこれを定量分析することによ
り、測定成分が分岐流路や第２バルブなどに吸着される
ことを抑えることができる。
ス排ガスの分析方法および半導体プロセス排ガスの分析
システムを用いることにより、ガス分析装置が亜真空状
態の排ガスを直接的に定量分析するので、半導体プロセ
ス内とガス分析装置内との圧力差が少なくなり、その組
成や成分が変化しないので、再現性の良いより正確な定
量分析を行うことができる。また、亜真空状態の排ガス
をガス分析装置に導入してこれを定量分析することによ
り、測定成分が分岐流路や第２バルブなどに吸着される
ことを抑えることができる。
【００３９】前記第１バルブを開状態、第２バルブを閉
状態とする半導体の製造モード、両バルブを開状態とし
て半導体を製造しながら排ガスの定量分析を行なうモニ
タモード、および第１バルブを閉状態、第２バルブを開
状態とする全量計測モードの３つのモード切換えを随時
行う場合には、両バルブの操作によって排ガスの流れを
自由に変更可能であり、半導体プロセスの動作を止める
ことなく適宜の定量分析を行ったり、ガス分析装置のメ
ンテナンスを行うことができる。つまり、製造モードで
は半導体の生産を行い、モニタモードでは半導体の生産
を行いながら排ガスのオンライン計測を可能とし、全量
計測モードでは半導体の生産を行いながらその排ガスの
全量を定量分析するので、何れにしても半導体の生産を
継続できる。
状態とする半導体の製造モード、両バルブを開状態とし
て半導体を製造しながら排ガスの定量分析を行なうモニ
タモード、および第１バルブを閉状態、第２バルブを開
状態とする全量計測モードの３つのモード切換えを随時
行う場合には、両バルブの操作によって排ガスの流れを
自由に変更可能であり、半導体プロセスの動作を止める
ことなく適宜の定量分析を行ったり、ガス分析装置のメ
ンテナンスを行うことができる。つまり、製造モードで
は半導体の生産を行い、モニタモードでは半導体の生産
を行いながら排ガスのオンライン計測を可能とし、全量
計測モードでは半導体の生産を行いながらその排ガスの
全量を定量分析するので、何れにしても半導体の生産を
継続できる。
【００４０】前記ガス分析装置がＦＴＩＲガス分析装置
である場合には、半導体プロセスから排出される排ガス
の成分に多数の成分が含まれる場合においても、その定
量分析を正確に行うことができると共に、排ガスに腐食
性のガスが含まれており、セルを腐蝕した場合には、こ
れを容易に交換可能である。同様に、前記ガス分析装置
が質量分析計である場合には、セルが腐食性ガスなどに
よって腐蝕した場合にはこれを容易に交換できる。
である場合には、半導体プロセスから排出される排ガス
の成分に多数の成分が含まれる場合においても、その定
量分析を正確に行うことができると共に、排ガスに腐食
性のガスが含まれており、セルを腐蝕した場合には、こ
れを容易に交換可能である。同様に、前記ガス分析装置
が質量分析計である場合には、セルが腐食性ガスなどに
よって腐蝕した場合にはこれを容易に交換できる。
【図１】本発明の半導体プロセス排ガスの分析システム
の例を示す図である。
の例を示す図である。
【図２】従来の半導体プロセス排ガスの分析システムを
示す図である。
示す図である。
【図３】ＦＴＩＲガス分析装置の例を示す図である。
１…半導体プロセス（ＣＶＤチャンバー）、２…排ガス
流路、３…第１バルブ、４…第１真空ポンプ、５…分岐
流路、７…第２バルブ、８…ガス分析装置、９…第２真
空ポンプ、１０…メンテナンス流路、１３…第３バル
ブ、４４…セル。
流路、３…第１バルブ、４…第１真空ポンプ、５…分岐
流路、７…第２バルブ、８…ガス分析装置、９…第２真
空ポンプ、１０…メンテナンス流路、１３…第３バル
ブ、４４…セル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G052 AA13 AD42 CA04 CA12 GA11 HC02 HC09 JA04 JA09 2G059 AA01 BB01 DD12 EE09 GG00 HH01 JJ01 JJ13 KK01 LL03 MM03 MM09 5F045 BB20 EB05 GB04 GB07
Claims (6)
- 【請求項１】 第１真空ポンプによって亜真空状態とな
り半導体プロセスからの排ガスを吸引し排出する排ガス
流路に第１バルブを設け、この第１バルブより上流側に
おいて分岐させた分岐流路に第２バルブを設け、この分
岐流路にガス分析装置を設けると共に、この分析装置の
下流側に第２真空ポンプを設けて、第２真空ポンプと第
２バルブの動作によって半導体プロセスの排ガス流路に
流れる排ガスを分岐流路に流すことにより、この排ガス
の定量分析を行なうことを特徴とする半導体プロセス排
ガスの分析方法。 - 【請求項２】 前記第１バルブを開状態、第２バルブを
閉状態とする半導体の製造モード、両バルブを開状態と
して半導体を製造しながら排ガスの定量分析を行なうモ
ニタモード、および第１バルブを閉状態、第２バルブを
開状態とする全量計測モードの３つのモード切換えを随
時行う請求項１に記載の半導体プロセス排ガスの分析方
法。 - 【請求項３】 半導体プロセスからの排ガスが流れる排
ガス流路を亜真空状態になるように第１真空ポンプによ
って吸引して排ガスを排気する排ガスシステムにおい
て、前記第１真空ポンプの上流側に第１バルブと、この
第１バルブの上流側から分岐する分岐流路とを設け、か
つ、この分岐流路に、第２バルブと、ガス分析装置と、
第２真空ポンプとをこの順番で設けたことを特徴とする
半導体プロセス排ガスの分析システム。 - 【請求項４】 前記第１バルブを開状態、第２バルブを
閉状態とする半導体の製造モード、両バルブを開状態と
して半導体を製造しながら排ガスの定量分析を行なうモ
ニタモード、および第１バルブを閉状態、第２バルブを
開状態とする全量計測モードの３つのモードの切換えを
可能とした請求項３に記載の半導体プロセス排ガスの分
析システム。 - 【請求項５】 前記ガス分析装置がＦＴＩＲガス分析装
置である請求項３または４に記載の半導体プロセス排ガ
スの分析システム。 - 【請求項６】 前記ガス分析装置が質量分析計である請
求項３または４に記載の半導体プロセス排ガスの分析シ
ステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001079052A JP2002277361A (ja) | 2001-03-19 | 2001-03-19 | 半導体プロセス排ガスの分析方法および半導体プロセス排ガスの分析システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001079052A JP2002277361A (ja) | 2001-03-19 | 2001-03-19 | 半導体プロセス排ガスの分析方法および半導体プロセス排ガスの分析システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002277361A true JP2002277361A (ja) | 2002-09-25 |
Family
ID=18935569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001079052A Pending JP2002277361A (ja) | 2001-03-19 | 2001-03-19 | 半導体プロセス排ガスの分析方法および半導体プロセス排ガスの分析システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002277361A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007248369A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Horiba Ltd | ガス分析計及びガス分析方法 |
| WO2012120957A1 (ja) * | 2011-03-09 | 2012-09-13 | 株式会社堀場製作所 | ガス分析装置 |
| JP2016191615A (ja) * | 2015-03-31 | 2016-11-10 | 日本電信電話株式会社 | Ｎ２ｏ分析装置および分析方法 |
| FR3139905A1 (fr) * | 2022-09-20 | 2024-03-22 | Pfeiffer Vacuum | Station de mesure d’une contamination moléculaire véhiculée par l’air |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0552719A (ja) * | 1991-08-27 | 1993-03-02 | Shimadzu Corp | ガス試料採取方法及びその装置 |
| JPH07198556A (ja) * | 1994-01-04 | 1995-08-01 | Hitachi Ltd | 微粒子計測装置 |
| JPH07335557A (ja) * | 1994-06-13 | 1995-12-22 | Hitachi Ltd | 半導体製造装置のガス排気管 |
| JPH0921785A (ja) * | 1995-07-07 | 1997-01-21 | Toshiba Corp | 不純物検出方法 |
| JPH11335812A (ja) * | 1998-05-20 | 1999-12-07 | Ebara Corp | 処理装置及び汚れの検知方法 |
-
2001
- 2001-03-19 JP JP2001079052A patent/JP2002277361A/ja active Pending
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| WO2024061725A1 (fr) * | 2022-09-20 | 2024-03-28 | Pfeiffer Vacuum | Station de mesure d'une contamination moléculaire véhiculée par l'air |
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