JP3243079B2 - 大気圧昇温ガス脱離装置 - Google Patents

大気圧昇温ガス脱離装置

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JP3243079B2
JP3243079B2 JP22989493A JP22989493A JP3243079B2 JP 3243079 B2 JP3243079 B2 JP 3243079B2 JP 22989493 A JP22989493 A JP 22989493A JP 22989493 A JP22989493 A JP 22989493A JP 3243079 B2 JP3243079 B2 JP 3243079B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、平板状の固体試料(半
導体ウエーハ、光ディスク等)を昇温し、この固体試料
の表面に吸着・吸蔵している不純物(極微量物質)をキャ
リアガス中に大気圧下で脱離させる大気圧昇温脱離装置
に適用して有効な技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体製造技術において、各製造プロセ
スが施された半導体ウエーハの表面に吸着・吸蔵してい
る不純物(極微量物質)を分析する装置として、例えば、
真空34巻、11号(1991)、第813頁乃至第81
9頁に記載されている超高真空昇温脱離ガス分析装置が
ある。この超高真空昇温脱離ガス分析装置は、半導体ウ
エーハを1[cm]×1[cm]角に細分割し、これらを超
高真空のチャンバー室内で昇温し、半導体ウエーハから
発生したガスを分析している。
【0003】また、別の例では、超LSIウルトラクリ
ーンテクノロジーワークショップNo.5、ウルトラクリ
ーンレジストプロセッシング1990年6月28日発行
のアウトガスフリーレジストプロセス第61頁に記載さ
れているサンプルカラームがある。この装置は、半導体
ウエーハを短冊状に細分割し、この半導体ウエーハを大
気圧下で昇温し、半導体ウエーハから発生したガスを分
析している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来技術によれば、以
下の問題が生じる。
【0005】(1)角状若しくは短冊状に半導体ウエーハ
を細分割する際、半導体ウエーハに汚染物質(他の不純
物)が付着するので、半導体ウエーハの表面に吸着・吸
蔵している不純物の定量分析を正確に行うことができな
い。
【0006】(2)チャンバ内に半導体ウエーハを導入す
る際、チャンバー内に外気が流入し、チャンバー内に汚
染物質(他の不純物)が付着するので、半導体ウエーハの
表面に吸着・吸蔵している不純物の定量分析を正確に行
うことができない。
【0007】(3)加熱した半導体ウエーハの温度分布に
バラツキが生じるので、半導体ウエーハの表面に吸着・
吸蔵している不純物の定量分析を正確に行うことができ
ない。
【0008】(4)半導体ウエーハの表面と裏面とを分け
て処理することができないので、半導体ウエーハの一表
面に吸着・吸蔵している不純物の定量分析を行うことが
できない。
【0009】(5)各製造プロセスからチャンバー内に半
導体ウエーハを移動させる際、半導体ウエーハが大気に
よって汚染されるので、半導体ウエーハの表面に吸着・
吸蔵している不純物の定量分析を正確に行うことができ
ない。
【0010】本発明の目的は、固体試料(半導体ウエー
ハ、光ディスク等)の表面に吸着・吸蔵している不純物
の定量分析を行うことが可能な大気圧昇温ガス脱離装置
を提供することにある。
【0011】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。
【0012】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
【0013】(1)チャンバー内で平板状の固体試料を
昇温し、この固体試料の表面に吸着・吸蔵している不純
物をキャリアガス中に大気圧下で脱離させる大気圧昇温
ガス脱離装置であって、前記チャンバー内に配置され、
キャリアガスを供給する第1ガス供給系が配管を介して
連結され、この第1ガス供給系から供給されたキャリア
ガスに固体試料の表面に吸着・吸蔵している不純物を脱
離させる脱離室と、前記チャンバー内に配置され、仕切
部材及びこの仕切部材に密着された固体試料によって前
記脱離室から分離され、前記仕切部材に密着させる固体
試料を搬送し支持する搬送支持台が配置された搬送支持
室と、前記仕切部材に密着された固体試料を加熱する加
熱器と、前記搬送支持室に連結され、かつパージガスを
供給する第2ガス供給系が供給管を介して連結され、前
記搬送支持室に供給する固体試料を待機させる予備室と
を備える。
【0014】(2)前記予備室には外部から固体試料を
導入するための導入口が設けられ、この導入口は固体試
料との間に隙間が生じる寸法で構成する。
【0015】(3)前記加熱器を赤外線ランプで構成
し、この赤外線ランプと前記脱離室との間に、赤外線を
拡散する赤外線拡散板を設ける。
【0016】(4)前記キャリアガスが供給される脱離
室の供給口の近傍に、前記キャリアガスを拡散するガス
拡散部材を設ける。
【0017】(5)前記予備室、搬送支持室の夫々には
互いに分離を行うための第1開閉器、第2開閉器の夫々
が設けられている。
【0018】(6)チャンバー内で平板状の固体試料を
昇温し、この固体試料の表面に吸着・吸蔵している不純
物をキャリアガス中に大気圧下で脱離させる大気圧昇温
ガス脱離装置であって、前記チャンバー内に配置され、
キャリアガスを供給するガス供給系が第1配管を介して
連結され、この第1ガス供給系から供給されたキャリア
ガスに固体試料の一表面に吸着・吸蔵している不純物を
脱離させる第1脱離室と、前記チャンバー内に配置さ
れ、仕切部材及びこの仕切部材に密着された固体試料に
よって前記第1脱離室から分離され、キャリアガスを供
給するガス供給系が第2配管を介して連結され、このガ
ス供給系から供給されたキャリアガスに前記固体試料の
一表面と対向するその裏面に吸着・吸蔵している不純物
を脱離させる第2脱離室と、前記仕切部材に密着された
固体試料を加熱する加熱器とを備える。
【0019】
【作用】上述した手段(1)によれば、平体状の固体試
料の状態(細分割していない状態)で表面に吸着・吸蔵
している不純物をキャリアガス中に脱離させるので、細
分割時の汚染物質がキャリアガス中に混入するのを防止
できる。この結果、固体試料の表面に吸着・吸蔵してい
る不純物の定量分析を正確に行うことができる。
【0020】また、第2ガス供給系からパージガスが供
給された予備室に固体試料を待機させた状態で加熱器に
よって予備加熱を行い、チャンバーの内面に付着してい
る汚染物質(他の不純物)を除去した後、固体試料の表面
に吸着・吸蔵している不純物をキャリアガスに脱離させ
るので、汚染物質がキャリアガス中に混入するのを防止
できる。この結果、固体試料の表面に吸着・吸蔵してい
る不純物の定量分析を正確に行うことができる。
【0021】また、脱離室側に露出した固体試料の一表
面に吸着・吸蔵している不純物をキャリアガスに脱離さ
せることができるので、固体試料の表面と裏面とを分け
て処理することができる。この結果、固体試料の表面に
吸着・吸蔵している不純物の定量分析を正確に行うこと
ができる。
【0022】上述した手段(2)によれば、予備室に供
給されるパージガスの圧力を大気圧に比べて高くし、予
備室から外部にキャリアガスを吹き出しながら外部から
予備室に導入口を通して固体試料を導入させることがで
きるので、外部からの汚染物質が予備室内に付着するの
を防止できる。この結果、固体試料の一表面に吸着・吸
蔵している不純物の定量分析を正確に行うことができ
る。
【0023】また、予備加熱器で予備室を加熱し、予備
室の内面に付着している汚染物質を外部に放出すること
ができるので、固体試料を導入する前に汚染物質を除去
することができる。この結果、固体試料の表面に吸着・
吸蔵している不純物の定量分析を正確に行うことができ
る。
【0024】上述した手段(3)によれば、赤外線が固
体試料の表面に均一に照射されるので、固体試料の温度
分布のバラツキを防止できる。この結果、固体試料の表
面に吸着・吸蔵している不純物の定量分析を正確に行う
ことができる。
【0025】上述した手段(4)によれば、供給された
キャリアガスが拡散され、固体試料の表面に均一に当る
ので、固体試料の温度分布のバラツキを防止できる。こ
の結果、固体試料の表面に吸着・吸蔵している不純物の
定量分析を正確に行うことができる。
【0026】上述した手段(5)によれば、製造プロセ
スラインに組み込まれた各製造プロセスから固体試料を
外気に曝させることなく、搬送支持室内に導入すること
ができるので、外気の汚染物質によるバックグランドの
影響を受けることなく、固体試料の表面に吸着・吸蔵し
ている不純物をキャリアガス中に脱離させることができ
る。この結果、固体試料の表面に吸着・吸蔵している不
純物の定量分析を正確に行うことができる。
【0027】上述した手段(6)によれば、固体試料の
一表面に吸着・吸蔵している不純物を一方のキャリアガ
ス中に脱離させることができると共に、固体試料の裏面
に吸着・吸蔵している不純物を他方のキャリアガス中に
脱離させることができるので、固体試料の表面、裏面の
夫々に吸着・吸蔵している不純物を別々に脱離させるこ
とができる。
【0028】以下、本発明の構成について、実施例とと
もに説明する。
【0029】なお、実施例を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。
【0030】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て詳細に説明する。なお、実施例を説明するための全図
において、同一機能を有するものは同一符号を付け、そ
の繰り返しの説明は省略する。
【0031】(実施例1)本発明の実施例1である大気
圧昇温ガス脱離装置の概略構成を図1(模式構成図)に
示す。
【0032】図1に示すように、本実施例の大気圧昇温
ガス脱離装置は、ガス供給系(純ガスボンベ)1、圧力
調整器2、流量調整器3、モレキュラシーブストラップ
4、チャンバー6、脱離室7A、搬送支持室7B、加熱
器8、予備室9、予備室10、搬送台11、搬送支持台
12、ガス供給系(純ガスボンベ)13、圧力調整器1
4、流量調整器15及びモレキュラシーブストラップ1
6等を備える。
【0033】前記ガス供給系1は配管5を介して脱離室
7Aに連結され、この脱離室7A内にキャリアガス19
を供給する。キャリアガス19としては例えばN2 、A
r等の不活性ガスを使用する。配管5には、脱離室7A
とガス供給系1との間において、圧力調整器2、流量調
整器3、モレキュラシーブストラップ4が配置される。
圧力調整器2はキャリアガス19を一定の圧力に調整す
る。流量調整器3はキャリアガス19を一定の流量に調
整する。モレキュラシーブストラップ4はキャリアガス
19中に含まれる水分や有機物等の不純物を除去する。
【0034】前記ガス供給系13は配管17を介して予
備室9、予備室10の夫々に連結され、この予備室9
内、予備室10内の夫々にパージガス20を供給する。
パージガス20としては例えばN2 、Ar等の不活性ガ
スを使用する。配管17には、予備室9、予備室10の
夫々とガス供給系13との間において、圧力調整器1
4、流量調整器15、モレキュラシーブストラップ16
が配置される。圧力調整器14はパージガス20を一定
の圧力に調整する。流量調整器15はパージガス20を
一定の流量に調整する。モレキュラシーブストラップ1
6はパージガス20中に含まれる水分や有機物等の不純
物を除去する。
【0035】前記脱離室7Aは、平板状の固体試料18
の表面に吸着・吸蔵している不純物をガス供給系1から
供給されたキャリアガス19に脱離させる。この脱離室
7Aは、チャンバー6内に構成され、チャンバー6内に
設けられた仕切部材6Aとこの仕切部材6Aに密着され
る固体試料18によって搬送支持室7Bから分離され
る。チャンバー6は例えば石英ガラスで形成される。な
お、前記平板状の固体試料18としては、例えば半導体
ウエーハ、光ディスク等を使用する。
【0036】前記搬送支持室7Bは、チャンバー6内に
構成され、仕切部材6Aとこの仕切部材6Aに密着され
る固体試料18によって脱離室7Aから分離される。こ
の搬送支持室7B内には、仕切部材6Aに固体試料18
を密着させ支持する搬送支持台12が配置される。
【0037】前記加熱器8は脱離室7A上に配置され
る。この加熱器8は、仕切部材6Aに密着された固体試
料18を加熱し、この固体試料18の一表面に吸着・吸
蔵している不純物を脱離させる。
【0038】前記予備室9、予備室10の夫々はチャン
バー6の外部に配置される。この予備室9、予備室10
の夫々は、チャンバー6に設けられた連通路6Bを介し
て搬送支持室7Bに連結される。
【0039】前記搬送台11は、予備室9、予備室10
の夫々からチャンバー6内に若しくはチャンバー6内か
ら予備室9、予備室10の夫々に連通路6Bを通して固
体試料18を搬送する。この搬送台11は、固体試料1
8を装着するための装着領域11Aが搬送方向に向って
例えば2個所配置される。この2個所の装着領域11A
の夫々の中央領域には、搬送支持台12が上下方向に通
り抜けることが可能な貫通孔11Bが設けられる。搬送
台11は、例えばセラミックスで形成され、高温に耐え
られる構成になっている。
【0040】なお、前記搬送台11は、図2(要部平面
図)及び図3(図2に示すA−A切断線で切った断面
図)に示すように、例えば6インチ用の固体試料18A
が装着できる装着領域11A1、例えば5インチ用の固
体試料18Bが装着できる装着領域11A2の夫々を多
段にした構成にしてもよい。この場合、外形サイズの異
なる固体試料18を搬送することができる。
【0041】前記搬送支持台12は搬送支持室7B(チ
ャンバー6)内に配置される。この搬送支持台12は上
下動が可能な支持部材12Aに固定される。搬送支持台
12は、搬送台11によりチャンバー6内に搬送された
固体試料18を装着し、搬送台11の貫通孔11Bを通
り抜けて仕切部材6Aに固体試料18を搬送し支持して
密着させる。
【0042】次に、前記大気圧昇温ガス脱離装置の動作
について説明する。
【0043】まず、ガス供給系1から配管5を通して脱
離室7A内にキャリアガス19を供給する。キャリアガ
ス19は、圧力調整器2で圧力が一定に調整され、流量
調整器3で流量が一定に調整され、かつモレキュラシー
ブストラップ4で水分や有機物等の不純物が除去され
る。
【0044】次に、予備加熱用として使用される固体試
料18を仕切部材6Aに搬送支持台12で密着させ、搬
送支持室7Bから脱離室7Aを分離する。この状態で、
分析対象用として使用される固体試料18を予備室9内
に待機させる。予備室9内、予備室10内の夫々にはガ
ス供給系13から配管17を通してパージガス20が供
給される。パージガス20は、圧力調整器14で圧力が
一定に調整され、流量調整器15で流量が一定に調整さ
れ、かつモレキュラシーブストラップ16で水分や有機
物等の不純物が除去される。
【0045】次に、脱離室7Aが予備加熱用の固体試料
18により搬送支持室7Bから分離され、さらに分析対
象用の固体試料18が予備室9内に待機した状態で、加
熱器8により予備加熱を行う。この予備加熱でチャンバ
ー6の内面(脱離室7A、搬送支持室7B)に付着して
いる不純物を除去する。この後、予備加熱用の固体試料
18の温度を室温(常温)まで下げる。
【0046】次に、搬送支持台12を降下させ、予備加
熱用の固体試料18を搬送台11の装着領域11Aに装
着させた後、搬送台11を移動させ、予備加熱用の固体
試料18を予備室10内に移動させると共に、分析対象
用の固体試料18を搬送支持室7A内に移動させる。
【0047】次に、支持台12を上昇させ、分析対象用
の固体試料18を仕切部材6Aに搬送し支持して密着さ
せる。この状態で加熱器8により加熱を行い、分析対象
用の固体試料18の一表面に吸着、吸蔵している不純物
をキャリアガス19中に脱離させる。
【0048】このように、本実施例によれば、固体試料
18の状態(細分割していない状態)で表面に吸着・吸
蔵している不純物をキャリアガス19中に脱離させるの
で、キャリアガス18中に汚染物質が混入するのを防止
できる。この結果、固体試料18の表面に吸着・吸蔵し
ている不純物の定量分析を正確に行うことができる。
【0049】また、ガス供給系13からパージガス20
が供給された予備室9内に固体試料18を待機させた状
態で加熱器8によって予備加熱を行い、チャンバー6の
内面に付着している汚染物質を除去した後、固体試料1
8の表面に吸着・吸蔵している不純物をキャリアガス1
9中に脱離させるので、キャリアガス19に汚染物質が
混入されるのを防止できる。この結果、固体試料18の
表面に吸着・吸蔵している不純物の定量分析を正確に行
うことができる。
【0050】また、脱離室7A側に露出した固体試料1
8の一表面に吸着・吸蔵している不純物をキャリアガス
19中に脱離させることができるので、固体試料18の
表面と裏面とを分けて処理することができる。この結
果、固体試料18の表面に吸着・吸蔵している不純物の
定量分析を正確に行うことができる。
【0051】(実施例2)本発明の実施例2である大気
圧昇温ガス脱離装置の概略構成を図4(模式構成図)に
示す。
【0052】図4に示すように、本実施例の大気圧昇温
ガス脱離装置は、前述の実施例1と同様に、ガス供給系
(純ガスボンベ)1、圧力調整器2、流量調整器3、モ
レキュラシーブストラップ4、チャンバー6、脱離室7
A、搬送支持室7B、加熱器8、予備室9、予備室1
0、搬送台11、搬送支持台12、ガス供給系(純ガス
ボンベ)13、圧力調整器14、流量調整器15及びモ
レキュラシーブストラップ16等を備える。
【0053】前記予備室9には、外部から固体試料18
を導入するための導入口21が設けられる。この導入口
21は、搬送台11に装着された固体試料18との隙間
が約0.5mm程度に設定された寸法で構成される。ま
た、予備室9の上部には予備加熱器22が設けられる。
【0054】このように構成される大気圧昇温ガス脱離
装置の動作としては、予備室9内に分析対象用の固体試
料18を導入する前に、予備室9を予備加熱器22で加
熱し、予備室9内に付着している汚染物質を除去する。
この後、分析対象用の固体試料18を導入口21を通し
て予備室9に導入する。この時、予備室9内のパージガ
ス20の圧力を大気圧に比べて高く設定し、導入口21
の開放の際、導入口21からパージガス20を外部に吹
き出させ、外部から予備室9内に外気が侵入するのを防
止する。
【0055】このように、本実施例によれば、予備室9
から外部にパージガス20を吹き出させながら外部から
予備室9内に導入口21を通して固体試料18を導入す
ることができるので、外部から侵入する外気の汚染物質
が予備室9の内面に付着するのを防止できる。
【0056】また、予備加熱器22で予備室9を予備加
熱し、予備室9の内面に付着している汚染物質を外部に
放出することができるので、固体試料18を導入する前
に予備室9の内面に付着している汚染物質を除去でき
る。
【0057】(実施例3)本発明の実施例3である大気
圧昇温ガス脱離装置の概略構成を図5(概略構成図)に
示す。
【0058】図5に示すように、本実施例の大気圧昇温
ガス脱離装置は、前述の実施例1と同様に、チャンバー
6、脱離室7A、搬送支持室7B、加熱器8、予備室
9、予備室10、搬送台11、搬送支持台12等を備え
る。
【0059】前記加熱器8は赤外線ランプで構成され
る。この加熱器8と脱離室7Aとの間には、赤外線を透
過しかつ均一に拡散させるための赤外線拡散部材23が
設けられる。
【0060】前記搬送支持台12に固定される支持部材
12Aには、仕切部材6Aに固体試料試料18を密着さ
せる際、密着力を均一にするバネ機構12Bが設けられ
る。
【0061】前記脱離室7A内には、ガス供給系から供
給されたキャリアガス19を拡散するためのガス拡散部
材24が設けられる。
【0062】このように構成される大気圧昇温ガス脱離
装置の動作としては、搬送支持室7B内に搬送された固
体試料18を搬送支持台12で仕切部材6Aに密着し、
仕切部材6Aと固体試料18とで脱離室7Aを搬送支持
室7Bから分離する。この状態で、脱離室7Aに供給さ
れるキャリアガス19の圧力を搬送支持室7Bのガス圧
に比べて高くし、脱離室7Aから約1L/min のキ
ャリアガス19を密着部分を通して搬送支持室7Bに吹
き出し、搬送支持室7Bからのガスが脱離室7Aに侵入
するのを防止する。
【0063】一方、キャリアガス19は、配管5を通し
て脱離室7Aに供給されるが、その供給の際、ガス拡散
部材24により拡散され、固体試料18の一表面に均一
に当る。この状態で、固体試料18は加熱器8からの赤
外線により加熱される。赤外線は、赤外線拡散部材23
で拡散され、固体試料18の一表面に均一に当るため、
固体試料18の一表面における温度分布は均一になる。
【0064】このように、本実施例によれば、赤外線が
固体試料18の表面に均一に照射されるので、固体試料
の温度分布のバラツキを低減できる。この結果、固体試
料18の表面に吸着・吸蔵している不純物の定量分析を
正確に行うことができる。
【0065】また、供給されたキャリアガス19が赤外
線拡散部材23で拡散され、固体試料18の表面に均一
に当るので、固体試料18の温度分布のバラツキを低減
できる。この結果、固体試料18の表面に吸着・吸蔵し
ている不純物の定量分析を正確に行うことができる。
【0066】(実施例4)本発明の実施例4である大気
圧昇温ガス脱離装置の概略構成を図6(概略構成図)に
示す。
【0067】図6に示すように、本実施例の大気圧昇温
ガス脱離装置は、チャンバー6、脱離室7A、搬送支持
室7B、加熱器8、予備室9、予備室10、搬送台1
1、搬送支持台12、脱離室25等を備える。
【0068】前記脱離室7Aは、仕切部材6A及びこの
仕切部材6Aに密着される固体試料18によって搬送支
持室7Bから分離される。脱離室7Aにはガス供給系か
らキャリアガス19を導く配管5が連結され、固体試料
18の表面から脱離した不純物を含有するキャリアガス
19を例えば分析器に導く配管5Aが連結される。
【0069】前記脱離室25は、断面が凹状に形成され
た搬送支持台12及びこの搬送支持台12に支持される
固体試料18によって搬送支持室7Bから分離される。
この脱離室25、脱離室7Aの夫々は固体試料18によ
って互いに分離される。
【0070】前記脱離室25には、ガス供給系からキャ
リアガス19を導く配管5が連結され、固体試料18の
裏面から脱離した不純物を含有するキャリアガス19を
例えば分析器に導く配管5Aが連結される。この脱離室
25に連結される配管5、配管5Aの夫々は搬送支持台
12に固定され、搬送支持台12の移動と共に移動が可
能な構成になっている。
【0071】このように構成される大気圧昇温ガス脱離
装置の動作としては、搬送支持台12で固体試料18を
仕切部材6Aに密着させて、固体試料18によって脱離
室7Aと脱離室25とを互いに分離させると共に、この
脱離室7A、脱離室25の夫々を搬送支持室7Bから分
離させる。この状態で、脱離室7A、脱離室25の夫々
に供給されるキャリアガス19の圧力を搬送支持室7B
のガス圧に比べて高くし、脱離室7A、脱離室25の夫
々から約1L/min のキャリアガス19を密着部分を通
して搬送支持室7Bに吹き出し、搬送支持室7Bからの
ガスが脱離室7A、脱離室25の夫々に侵入するのを防
止する。
【0072】このように、本実施例によれば、固体試料
18の表面に吸着・吸蔵している不純物を一方のキャリ
アガス19に脱離させることができると共に、固体試料
18の裏面に吸着・吸蔵している不純物を他方のキャリ
アガス19に脱離させることができるので、固体試料1
8の表面、裏面に吸着・吸蔵している不純物を別々に脱
離させることができる。
【0073】(実施例5)本発明の実施例5である大気
圧昇温ガス脱離装置と製造プロセスラインとの関係を図
7(模式構成図)に示す。
【0074】図7に示すように、本実施例の大気圧昇温
ガス脱離装置は、搬送支持室7Bと予備室10との間に
開閉器26、27の夫々を設け、搬送支持室7Bから予
備室10を分離できる構成になっている。なお、図中、
34は製造プロセスラインであり、33、32の夫々は
製造プロセスライン34に組み込まれる洗浄、乾燥等の
製造プロセスである。また、30、31の夫々は開閉器
29を介して製造プロセスライン34に連結される中間
室であり、28は中間室30、31の夫々に設けられる
開閉器である。
【0075】本実施例の動作としては、予備加熱用の固
体試料18を仕切部材6Aに密着させ、脱離室7Aを搬
送支持室7Bから分離した後、開閉器26、27の夫々
を閉じる。
【0076】次に、開閉器26を含む予備室10を開閉
器27から引き離し(分離し)、中間室30若しくは中間
室31に開閉器28を介して予備室10を接続する。こ
の段階において開閉器28と開閉器29は閉じている。
【0077】次に、中間室30にパージガス20を供給
する。
【0078】次に、開閉器29を開き、製造プロセス3
2から分析対象用の固体試料を中間室10に導入した
後、開閉器29を閉じる。ここで、再びパージガス20
を中間室30に供給し、製造プロセス32の雰囲気が中
間室30に影響を与えないようにする。
【0079】次に、開閉器28、26の夫々を開き、分
析対象用の固体試料18を予備室10に導入する。この
後、開閉器28、26の夫々を閉じる。
【0080】次に、予備室10を中間室30から分離
し、再び搬送支持室7Bに接続する。
【0081】次に、加熱器8で予備加熱を行い、脱離室
7Aに付着している汚染物質を除去した後、開閉器2
6、27の夫々を開いて予備室10から搬送支持室7B
内に固体試料18を搬送台11で搬送する。
【0082】次に、固体試料18を支持台12で仕切部
材6Aに密着させ、加熱器8で固体試料18を加熱し
て、固体試料18の一表面に吸着、吸蔵している不純物
(極微量物質)を脱離する。
【0083】このように、本実施例によれば、製造プロ
セスラインに組み込まれた各製造プロセスから分析対象
用の固体試料18を外気に曝させることなく、搬送支持
室7B内に導入することができるので、外気の汚染物質
によるバックグランドの影響を受けることなく、固体試
料18の一表面に吸着、吸蔵している不純物(極微量物
質)を脱離することができる。この結果、固体試料18
の表面に吸着・吸蔵している不純物の定量分析を正確に
行うことができる。
【0084】(実施例6)本発明の実施例6である大気
圧昇温ガス脱離装置の概略構成を図8(概略構成図)に示
す。
【0085】図8に示すように、本実施例の大気圧昇温
ガス脱離装置は、チャンバー35にに、開閉器39を介
して予備室36、開閉器41を介して予備室37、開閉
器43を介して予備室38の夫々が接続された構成にな
っている。予備室36は開閉器40を介して製造プロセ
スライン48に接続され、予備室37は開閉器42を介
して製造プロセスライン48に接続され、予備室38は
開閉器44を介して製造プロセスライン48に接続され
る。なお、図8において、45、46の夫々は、製造プ
ロセスライン48に組み込まれる洗浄、乾燥等の製造プ
ロセスである。また、47は、チャンバー35内で固体
試料の表面に吸着・吸蔵している不純物を分析する分析
器である。
【0086】本実施例の動作としては、製造プロセスラ
イン48上で運ばれてきた分析対象用の固体試料(18)
は、開放された開閉器40を通して予備室36内に導入
される。この後、開閉器40を閉じ、予備室36内にパ
ージガスを供給する。そして、予備室36内にパージガ
スを供給した後、開閉器39を開き、分析対象用の固体
試料をチャンバー35内に導入する。この後、開閉器3
9を閉じ、分析対象用の固体試料の表面に吸着・吸蔵し
ている不純物をキャリアガスに脱離させる。この不純物
が脱離されたキャリアガスを分析器47で分析し、固体
試料の表面に吸着・吸蔵している不純物を分析する。
【0087】次に、開閉器39を開き、分析対象用の固
体試料をチャンバー35から予備室36に戻す。この
後、開閉器39を閉じ、開閉器40を開いて固体試料を
予備室36から製造プロセスライン48に戻す。製造プ
ロセスライン48に乗った固体試料は製造プロセス45
で処理され、再び製造プロセスライン48に戻る。
【0088】製造プロセス45で処理された分析対象用
の固体試料は開放された開閉器42を通して予備室37
に導入される。この後、開閉器42を閉じ、予備室37
内にパージガスを供給する。そして、予備室37内にパ
ージガスを供給した後、開閉器41を開き、分析対象用
の固体試料をチャンバー35内に導入する。この後、開
閉器41を閉じ、製造プロセス45が施された分析対象
用の固体試料の表面に吸着・吸蔵している不純物をキャ
リアガスに脱離させる。そして、前述と同様に、開閉器
41、42を操作してチャンバー35から製造プロセス
ライン48に分析対象用の固体試料を戻す。
【0089】製造プロセスライン48に乗った分析対象
用の固体試料は製造プロセス46で処理され、再び製造
プロセスライン48に戻る。
【0090】製造プロセス46で処理された分析対象用
の固体試料は開放された開閉器44を通して予備室38
に導入される。この後、前述と同様に操作し、製造プロ
セス46で処理された分析対象用の固体試料の表面に吸
着・吸蔵している不純物をキャリアガスに脱離させ、分
析器で分析する。
【0091】このように、本実施例によれば、チャンバ
ー35の回わりに、各製造プロセスを配置し、各製造プ
ロセスの処理前と後に予備室36、37、38の夫々を
接続し、各製造プロセスから直接分析対象用の固体試料
18を搬送することで、各製造プロセス処理の前後で固
体試料18の表面に吸着・吸蔵している不純物の定量分
析を正確に行うことができるので、各製造プロセスによ
る固体試料への汚染等を確認できる。
【0092】(実施例7)本発明の実施例7である大気
圧昇温ガス脱離装置の概略構成を図9(模式構成図)に
示す。
【0093】図9に示すように、本実施例7の大気圧昇
温ガス脱離装置は、ガス供給系(純ガスボンベ)1、圧
力調整器2、流量調整器3、モレキュラシーブストラッ
プ4、チャンバー6、脱離室7A、搬送支持室7B、加
熱器8、予備室9、予備室10、搬送台11、搬送支持
台12、ガス供給系(純ガスボンベ)13、圧力調整器1
4、流量調整器15及びモレキュラシーブストラップ1
6、ガス供給系(純ガスボンベ)50、圧力調整器5
1、流量調整器52、モレキュラシーブストラップ5
3、分析器54、配管加熱器55等を備える。
【0094】前記脱離室7Aは、配管5Aを介して分析
器54に連結される。ガス供給系50は配管5B及び配
管5Aを介して分析器54に連結され、この分析器54
にパージガス20を供給する。ガス供給系50は、仕切
部材6Aと固体試料18との密着を解いた時に、分析器
54に搬送支持室7B内のガスが流入しないようにパー
ジガス20を供給する。
【0095】前記配管5Bには、圧力調整器51、流量
調整器52、モレキュラシーブストラップ53の夫々が
配置される。圧力調整器51はパージガス20を一定の
圧力に調整する。流量調整器52はパージガス20を一
定の流量に調整する。モレキュラシーブストラップ53
はパージガス20中に含まれる水分や有機物等の不純物
を除去する。
【0096】前記分析器54は、脱離室7Aで脱離され
たキャリアガス19に含まれる不純物を分析する。この
分析器54は、大気圧イオン化質量分析計、ガスクロマ
トグラフ、ガスクロマトグラフ質量分析計等で構成され
る。
【0097】前記配管5Aには配管加熱器55が設けら
れる。この配管加熱器55は、脱離室7Aにおいて、キ
ャリアガス19に脱離された不純物が配管5Aの内面に
付着するのを防止するため配管5Aを加熱する。
【0098】このように構成される大気圧昇温ガス脱離
装置の動作としては、まず、ガス供給系1から配管5を
通して脱離室7内にキャリアガス19を供給する。キャ
リアガス19は、圧力調整器2で圧力が一定に調整さ
れ、流量調整器3で流量が一定に調整され、かつモレキ
ュラシーブストラップ4で水分や有機物等の不純物が除
去される。
【0099】次に、予備加熱用として使用される固体試
料18を仕切部材6Aに搬送持台12で密着させ、搬送
支持室7Bから脱離室7Aを分離する。この状態で、分
析対象用として使用される固体試料18を予備室9内に
待機させる。予備室9内、予備室10内の夫々にはガス
供給系13からガス配管17を通してパージガス20が
供給される。パージガス20は、圧力調整器14で圧力
が一定に調整され、流量調整器15で流量が一定に調整
され、かつモレキュラシーブストラップ16で水分や有
機物等の不純物が除去される。
【0100】次に、脱離室7Aが予備加熱用の固体試料
18により搬送支持室7Bから分離され、さらに分析対
象用の固体試料18が予備室9内に待機した状態で、加
熱器8により予備加熱を行う。この予備加熱でチャンバ
ー6の内面(脱離室7A、搬送支持室7B)に付着して
いる不純物を除去する。この後、予備加熱用の固体試料
18の温度を室温(常温)まで下げる。
【0101】次に、搬送支持台12を降下させ、予備加
熱用の固体試料18を搬送台11の装着領域11Aに装
着させた後、搬送台11を移動させ、予備加熱用の固体
試料18を予備室10内に移動させると共に、分析対象
用の固体試料18を搬送支持室7B内に移動させる。
【0102】次に、支持台12を上昇させ、分析対象用
の固体試料18を仕切部材6Aに搬送し支持して密着さ
せる。この状態で加熱器8により加熱を行い、分析対象
用の固体試料18の一表面に吸着、吸蔵している不純物
をキャリアガス19中に脱離させる。
【0103】次に、前記脱離が終了したキャリアガス1
9を配管5Aを通して分析器54に供給する。この時、
配管5Aは配管加熱器55で加熱されているので、配管
5Aの内面にキャリアガス19中の不純物が付着するの
を防止できる。
【0104】このように、本実施例によれば、チャンバ
ー6、配管5A等の内面に付着した汚染物質のバックグ
ランドの影響を受けることなく、固体試料18から不純
物を脱離したキャリアガス19を分析器54に供給する
ことができるので、固体試料18の表面に吸着・吸蔵し
ている不純物の定量分析を正確に行うことができる。
【0105】(実施例9)本発明の実施例9である大気
圧昇温ガス脱離装置の概略構成を図10(模式構成図)
に示す。
【0106】図10において、56は加熱器8の温度コ
ントロールを行う外部コンピュータである。
【0107】本実施例の動作としては、分析対象用の固
体試料18を仕切部材6Aに密着させた後、加熱器8の
赤外線ランプで固体試料18を加熱する。この時、固体
試料18の加熱温度の上昇パターンを外部コンピュータ
56で選択し、温度の制御を行う。固体試料18の一表
面に吸着、吸蔵している極微量物質は、制御された温度
により脱離され、大気圧イオン化質量分析計54に導か
れ、定性・定量分析が行われる。なお、図11及び図1
2に時間と固体試料の温度との関係を示す。
【0108】このように、本実施例によれば、微小ピー
クの検出に対しては段階状(図12参照)に、発生する
成分と温度との相関関系を調べるには一定の温度上昇で
行う(図11参照)ように自由に外部コンピュータ56で
選択でき、固体試料18の一表面に吸着・吸蔵している
極微量物質の定性・定量分析を行うことができる。
【0109】(実施例10)本発明の実施例10である
大気圧昇温ガス脱離装置の概略構成を図13(模式構成
図)に示す。
【0110】図13において、57は加熱された固体試
料18の一表面の形状・状態変化等を観測するための表
面計測プローブである。
【0111】本実施例の動作としては、分析対象用の固
体試料18を仕切部材6Aに密着させた後、加熱器8の
赤外線ランプで固体試料18を加熱する。加熱された分
析対象用の固体試料18は一表面に吸着・吸蔵している
極微量物質を脱離するが、この時、固体試料18の表面
の形状・状態は変化する。この形状・状態の変化を表面
計測プローブ57で観察すると共に、発生した極微量物
質を大気圧イオン化質量分析計54に導入し、定性・定
量分析を行う。
【0112】このように、本実施例によれば、固体試料
18の一表面に吸着・吸蔵している極微量物質の定性・
定量分析を行うことができると共に、その温度での固体
試料18の表面の形状・状態を観察することができるの
で、固体試料18の温度、発生物質及び表面状態の相関
関系を調べることができる。
【0113】(実施例11)本発明の実施例14である
大気圧昇温ガス脱離装置の概略構成を図14(模式構成
図)に示す。
【0114】図14において、58は加熱室7に供給さ
れるキャリアガス19を加熱する加熱器である。
【0115】本実施例の動作としては、ガス供給系1か
らガス配管5を通して加熱室7に供給されるキャリアガ
ス19を加熱器58で加熱する。
【0116】このように、本実施例によれば、一定温度
に加熱されたキャリアガス19を加熱室7に供給するこ
とができるので、供給されたキャリアガス19で固体試
料18の一表面が冷却されるのを防止できる。この結
果、固体試料18の一表面に吸着・吸蔵している不純物
を固体試料18の温度設定の分解能を高めた形でキャリ
アガス19中に脱離させることができる。
【0117】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前
記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。
【0118】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
【0119】(1)固体試料の状態(細分割していない
状態)で不純物の脱離を行うので、固体試料の表面に吸
着・吸蔵している不純物の定量分析を正確に行うことが
できる。
【0120】(2)チャンバーの内面に付着している汚
染物質を除去した後、固体試料の表面に吸着・吸蔵して
いる不純物の脱離を行うので、外気の影響を受けること
なく、固体試料の表面に吸着・吸蔵している不純物の定
量分析を正確に行うことができる。
【0121】(3)固体試料の温度分布のバラツキを低
減できるので、固体試料の表面に吸着・吸蔵している不
純物の定量分析を正確に行うことができる。
【0122】(4)固体試料の表面と裏面とを分けて処
理することができるので、固体試料の表面に吸着・吸蔵
している不純物の定量分析を正確に行うことができる。
【0123】(5)固体試料の表面、裏面の夫々に吸着
・吸蔵している不純物を別々に脱離することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例1である大気圧昇温ガス脱離
装置の概略構成を示す模式構成図。
【図2】 前記大気圧昇温ガス脱離装置に組込まれる搬
送台の要部平面図。
【図3】 図3に示すA−A切断線で切った断面図。
【図4】 本発明の実施例2である大気圧昇温ガス脱離
装置の概略構成を示す模式構成図。
【図5】 本発明の実施例3である大気圧昇温ガス脱離
装置の概略構成を示す要部模式構成図。
【図6】 本発明の実施例4である大気圧昇温ガス脱離
装置の概略構成を示す要部模式構成図。
【図7】 本発明の実施例5である大気圧昇温ガス脱離
装置と製造プロセスラインとの関係を示す模式構成図。
【図8】 本発明の実施例6である大気圧昇温ガス脱離
装置の概略構成を示す模式構成図。
【図9】 本発明の実施例7である大気圧昇温ガス脱離
装置の概略構成を示す模式構成図。
【図10】本発明の実施例8である大気圧昇温ガス脱離
装置の概略構成を示す模式構成図。
【図11】時間と固体試料の温度との関系を示す図。
【図12】時間と固体試料の温度との関系を示す図。
【図13】本発明の実施例9である大気圧昇温ガス脱離
装置の概略構成を示す模式構成図。
【図14】本発明の実施例10である大気圧昇温ガス脱
離装置の概略構成を示す模式構成図。
【符号の説明】
1…ガス供給系、2…圧力調整器、3…流量調整器、4
…モレキュラシーブストラップ、5,5A,5B…配
管、6…チャンバー、7A…脱離室、7B…搬送支持
室、8…加熱器、9,10…予備室、11…搬送台、1
2…搬送支持台、13…ガス供給系、14…圧力調整
器、15…流量調整器、16…モレキュラシーブストラ
ップ、17…配管、18…固体試料、19…キャリアガ
ス、20…パージガス、21…導入口、22…予備加熱
器、23…赤外線拡散部材、24…ガス拡散部材、25
…脱離室。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蓮見 啓二 東京都青梅市藤橋3丁目3番地2 日立 東京エレクトロニクス株式会社内 (72)発明者 伊藤 勝彦 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 株式会社日立製作所 半導体事業部内 (72)発明者 舟橋 倫正 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 株式会社日立製作所 半導体事業部内 (72)発明者 三井 泰裕 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所 中央研究所内 (72)発明者 入江 隆史 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所 中央研究所内 (72)発明者 但馬 武 東京都青梅市藤橋3丁目3番地2 日立 東京エレクトロニクス株式会社内 (72)発明者 松岡 貞男 東京都青梅市藤橋3丁目3番地2 日立 東京エレクトロニクス株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−324338(JP,A) 特開 平5−118966(JP,A) 特開 平2−254335(JP,A) 特開 平6−213793(JP,A) 特開 平6−288881(JP,A) 特開 昭62−198730(JP,A) 特開 昭60−230059(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 1/00 - 1/44 H01L 21/324 H01L 21/66 JICSTファイル(JOIS)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 チャンバー内で平板状の固体試料を昇温
    し、この固体試料の表面に吸着・吸蔵している不純物を
    キャリアガス中に大気圧下で脱離させる大気圧昇温ガス
    脱離装置であって、前記チャンバー内に配置され、キャ
    リアガスを供給する第1ガス供給系が配管を介して連結
    され、この第1ガス供給系から供給されたキャリアガス
    に固体試料の表面に吸着・吸蔵している不純物を脱離さ
    せる脱離室と、前記チャンバー内に配置され、仕切部材
    及びこの仕切部材に密着された固体試料によって前記脱
    離室から分離され、前記仕切部材に密着させる固体試料
    を搬送し支持する搬送支持台が配置された搬送支持室
    と、前記仕切部材に密着された固体試料を加熱する加熱
    器と、前記搬送支持室に連結され、かつパージガスを供
    給する第2ガス供給系が供給管を介して連結され、前記
    搬送支持室に供給する固体試料を待機させる予備室とを
    備えたことを特徴とする大気圧昇温ガス脱離装置。
  2. 【請求項2】 前記予備室には外部から固体試料を導入
    するための導入口が設けられ、この導入口は固体試料と
    の間に隙間が生じる寸法で構成されていることを特徴と
    する請求項1に記載の大気圧昇温ガス脱離装置。
  3. 【請求項3】 前記加熱器を赤外線ランプで構成し、こ
    の赤外線ランプと前記脱離室との間に、赤外線を拡散す
    る赤外線拡散板を設けたことを特徴とする請求項1又は
    請求項2に記載の大気圧昇温ガス脱離装置。
  4. 【請求項4】 前記キャリアガスが供給される脱離室の
    供給口の近傍に、前記キャリアガスを拡散するガス拡散
    部材を設けたことを特徴とする請求項1乃至請求3のう
    ちいずれか1項に記載の大気圧昇温ガス脱離装置。
  5. 【請求項5】 前記予備室、搬送支持室の夫々には互い
    に分離を行うための第1開閉器、第2開閉器の夫々が設
    けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項4の
    うちいずれか1項に記載の大気圧昇温ガス脱離装置。
  6. 【請求項6】 チャンバー内で平板状の固体試料を昇温
    し、この固体試料の表面に吸着・吸蔵している不純物を
    キャリアガス中に大気圧下で脱離させる大気圧昇温ガス
    脱離装置であって、前記チャンバー内に配置され、キャ
    リアガスを供給するガス供給系が第1配管を介して連結
    され、この第1ガス供給系から供給されたキャリアガス
    に固体試料の一表面に吸着・吸蔵している不純物を脱離
    させる第1脱離室と、前記チャンバー内に配置され、仕
    切部材及びこの仕切部材に密着された固体試料によって
    前記第1脱離室から分離され、キャリアガスを供給する
    ガス供給系が第2配管を介して連結され、このガス供給
    系から供給されたキャリアガスに前記固体試料の一表面
    と対向するその裏面に吸着・吸蔵している不純物を脱離
    させる第2脱離室と、前記仕切部材に密着された固体試
    料を加熱する加熱器とを備えたことを特徴とする大気圧
    昇温ガス脱離装置。
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