CN105651729B - 分解检测装置、浓度测量装置和浓度控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供分解检测装置、浓度测量装置和浓度控制装置，所述分解检测装置结构简单，并能检测在半导体材料气化后的材料气体中是否发生了分解。该分解检测装置包括：NDIR方式或激光吸收光谱方式的吸光度测量机构(1)，其对包含半导体材料气化后的材料气体的混合气体测量第一吸光度和第二吸光度，该第一吸光度是所述半导体材料吸收的波长的吸光度，该第二吸光度是所述半导体材料分解时产生的物质吸收的波长的吸光度；以及分解检测部(4)，其基于第一浓度和第二浓度之比来检测所述材料气体的分解，该第一浓度是基于所述第一吸光度和所述第二吸光度来计算，该第二浓度是基于所述第二吸光度来计算。
Description
技术领域
本发明涉及对在半导体材料气化后的材料气体中发生的分解进行检测的分解检测装置、使用了该分解检测装置的浓度测量装置、和浓度控制装置。
背景技术
在半导体制造工艺中，利用鼓泡系统使固体或液体的半导体材料气化并将气化后的材料气体导入真空室等。
该鼓泡系统包括：容器，其收容所述半导体材料；导入管，其将载气导入所述容器内；和导出管，其用于从所述容器导出载气和所述半导体材料气化后的材料气体的混合气体。
制造的半导体的性能和品质，受到被导入真空室内的混合气体中的材料气体浓度的影响。因此，利用设置在所述导出管内的例如超声波方式或非分散型红外吸收(NDIR)方式等的浓度计，测量混合气体中的材料气体的浓度，并且利用设置在所述导出管上的阀来进行浓度控制，将该测量的浓度以规定的值保持为恒定(参照专利文献1)。
并且，以往利用鼓泡使TEOS(正硅酸乙酯)等比较稳定的半导体材料气化，但是由于在LED、最尖端的Si半导体工艺中，需要对化合物半导体进行成膜，所以使用由有机金属形成的容易发生分解的不稳定的半导体材料。
例如，如果在所述导出管内材料气体发生自身分解，则有可能将原本不需要的种类的物质导入真空室内，会对制造的半导体的性能和品质产生某种影响。
此外，由于利用所述浓度计测量出的浓度以混合气体仅由载气和材料气体构成为前提，所以如果因材料气体的自身分解而生成其他物质，则在浓度测量或浓度控制中也有可能产生误差。
专利文献1：日本专利公开公报特开2013-145887号
发明内容
本发明正是鉴于如上所述的问题而完成的发明，其目的在于，提供一种结构简单且能在半导体材料气化后的材料气体中检测是否发生了半导体材料的分解的分解检测装置、使用该分解检测装置的浓度测量装置、和浓度控制装置。
即，本发明的分解检测装置，其特征在于，包括：NDIR方式或激光吸收光谱方式的吸光度测量机构，其对包含半导体材料气化后的材料气体的混合气体测量第一吸光度和第二吸光度，所述第一吸光度是所述半导体材料吸收的波长的吸光度，所述第二吸光度是所述半导体材料分解时产生的物质吸收的波长的吸光度；以及分解检测部，其基于所述第一吸光度和所述第二吸光度，检测所述半导体材料的分解。
按照这种结构，由于所述分解检测部构成为基于所述第一吸光度和所述第二吸光度来检测所述半导体材料的分解，所以能够区分材料气体的浓度变化和分解的发生而能够准确地仅检测分解。
更具体地说，半导体材料自身吸收多个波长的光，当吸收与分解时产生的物质相同波长的光时，所述第二吸光度在材料气体的浓度上升时和发生了分解时双方其值都变大。因此，仅监控第二吸光度的值，有时不能检测是否真正在发生分解。
作为能够解决上述问题的所述分解检测部的具体结构例，可以例举的是，所述分解检测部构成为基于在所述半导体材料未发生分解的状态下测量出的所述第一吸光度与所述第二吸光度之比、和当前的第一吸光度与第二吸光度之比的比较结果，检测所述半导体材料的分解。
在此，所述第一吸光度和所述第二吸光度之比是指包含所述第二吸光度为零时的概念。具体地说，所述第一吸光度和所述第二吸光度之比可以是1：0等。此外，所述第一吸光度和所述第二吸光度之比也可以是能够根据吸光度换算为1比1的值的比。例如可以包含根据吸光度换算的浓度之间的比。
此外，作为其他的所述分解检测部的具体结构例，可以例举的是，所述分解检测部构成为基于在所述半导体材料未发生分解的状态下测量出的所述第一吸光度与所述第二吸光度之差、和当前的第一吸光度与第二吸光度之差的比较结果，检测所述半导体材料的分解。
此外，所述分解检测部可以构成为在同一时刻的所述第一吸光度的增减倾向和所述第二吸光度的增减倾向不同时对所述半导体材料检测分解。
按照上述结构，由于所述分解检测部监控所述第一吸光度和所述第二吸光度之比或差，或者监控所述第一吸光度的增减倾向和所述第二吸光度的增减倾向的比较结果，所以即使在材料气体的浓度变化和分解同时发生时，也能够检测半导体材料的分解。更具体地说，相对于在材料气体的浓度上升时保持所述第一吸光度和所述第二吸光度之比，在发生了分解时仅第二吸光度大幅度变化，所以表现出所述第一吸光度和所述第二吸光度之比发生变化。因此，通过监控所述第一吸光度和所述第二吸光度之比，所述分解检测部可以检测材料气体的分解。这即便在监控各吸光度之差、或所述第一吸光度的增减倾向和所述第二吸光度的增减倾向的比较结果时也同样。
作为所述吸光度测量机构不容易受到热量的影响且使所述吸光度测量机构的结构成为简单结构的具体结构例，可以例举的是，所述吸光度测量机构是NDIR方式的气体分析计，该气体分析计包括：混合气体通过的测量单元、将具有规定的波长带宽的光向所述测量单元射出的光源部、使通过所述测量单元的光中所述半导体材料吸收的波长的光通过的第一滤光器、使通过所述测量单元的光中所述半导体材料分解时产生的物质吸收的波长的光通过的第二滤光器、以及检测通过所述第一滤光器或所述第二滤光器的光的光检测部。按照这种结构，即使不使用像FTIR等那样大型且高价的设备，也能够检测半导体材料的分解。
作为所述吸光度测量机构的其他结构例，可以例举的是，所述吸光度测量机构是激光吸收光谱方式的气体分析计，该气体分析计包括：混合气体通过的测量单元、将所述半导体材料吸收的波长的激光和所述半导体材料分解时产生的物质吸收的波长的激光向所述测量单元射出的光源部、以及检测通过所述测量单元的光的光检测部。
作为与以往相比容易发生分解、且与不管有无分解都可能测量第二吸光度的半导体材料，可以例举的是，所述半导体材料是有机金属。相对于此，只要利用本发明，就能够区分是否发生了材料气体的浓度变化和分解并检测，所以其效果变得显著。
例如在半导体工艺中，为了以能够检测有无分解的方式且按照能够判断所测量的材料气体的浓度是否是可靠的值的方式，构成浓度测量装置，只要是下述的浓度测量装置即可，所述浓度测量装置具有本发明的分解检测装置、以及基于所述第一吸光度来计算所述第一浓度的浓度计算部，所述第一浓度是所述混合气体中的所述材料气体的浓度。
为了在材料气体发生了分解时慎重起见使浓度控制停止或能够变更为与发生了分解的状态相对应的浓度控制，只要是下述的用于鼓泡系统的浓度控制装置即可，所述鼓泡系统包括：收容所述半导体材料的容器、向所述容器内导入载气的导入管、以及从所述容器导出包含所述材料气体和所述载气的混合气体的导出管，所述浓度控制装置包括：所述的浓度测量装置、设置在所述导出管上的调整阀、以及阀控制部，所述阀控制部基于预先设定的目标浓度和由所述浓度测量装置测量出的材料气体的测量浓度，控制所述调整阀。
为了附加能够使用在现有的半导体工艺中设置的传感器等来检测材料气体是否发生了分解的功能，使用下述的分解检测装置用程序即可，该程序是具有NDIR方式或激光吸收光谱方式的吸光度测量机构的装置使用的程序，所述NDIR方式或激光吸收光谱方式的吸光度测量机构，是对包含半导体材料气化后的材料气体的混合气体测量第一吸光度和第二吸光度，所述第一吸光度是与所述半导体材料对应的波长的吸光度，所述第二吸光度是与所述半导体材料分解时产生的物质对应的波长的吸光度，所述分解检测装置用程序的特征在于，使计算机实现作为分解检测部的功能，所述分解检测部基于所述第一吸光度和所述第二吸光度对所述半导体材料的分解进行检测。需要说明的是，上述程序可以存储在CD、DVD和闪存器等存储介质中，也可以通过互联网等以电子方式发送。
由此，本发明的分解检测装置能够仅通过测量两个波长的吸光度对半导体材料的分解进行检测。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式涉及的用于鼓泡系统的浓度控制装置的示意图。
图2是详细表示同一实施方式的吸光度测量机构的示意图。
图3是同一实施方式的浓度控制装置的示意性功能框图。
图4是用于说明同一实施方式的吸光度和分解的关系的示意性曲线图。
图5是表示同一实施方式的浓度控制装置的动作的流程图。
图6是用于说明其他实施方式的吸光度和分解的关系的示意性曲线图。
图7是详细表示其他实施方式的吸光度测量机构的示意图。
图中：300－浓度控制装置，200－浓度测量装置，100－分解检测装置，1－吸光度测量机构，2－调整阀，P－压力传感器，COM－控制机构，3－浓度计算部，4－分解检测部，5－阀控制部，51－目标全压设定部，52－操作量计算部，53－电压施加部，B－鼓泡系统，B1－容器，B2－导入管，B3－导出管。
具体实施方式
参照图1至图5，对本发明的一个实施方式涉及的分解检测装置100、浓度测量装置200和浓度控制装置300进行说明。
本实施方式的浓度控制装置300用于半导体制造工艺，例如以规定的浓度向利用MOCVD(有机金属气相生长法)制造半导体结晶的真空室内提供气化的半导体材料。更具体地说，所述浓度控制装置300用于鼓泡系统B，该鼓泡系统B向由有机金属形成的半导体材料提供载气并进行鼓泡，并且将半导体材料气化后的材料气体和载气的混合气体向真空室供给。
如图1所示，所述鼓泡系统B包括：容器B1，其收容半导体材料；导入管B2，其向所述容器B1提供载气；导出管B3，其设置成连接所述容器B1和真空室之间，将材料气体和载气的混合气体从所述容器B1向外部导出并向真空室供给。
所述容器B1在本实施方式中收容液体的半导体材料，所述导入管B2设置在比半导体材料的液面低的位置。即，利用载气使半导体材料内起泡。
所述导入管B2与氮气或氢气等载气的供给源连接，并且具有用于使向所述容器B1内供给的载气的流量保持恒定的质量流量控制器。
在所述导出管B3上从上游侧起依次设置有压力传感器P、吸光度测量机构1和调整阀2，由上述这些设备和进行各设备的控制、计算的控制机构COM构成所述浓度控制装置300。需要说明的是，所述控制机构COM是具有CPU、存储器、A/D·D/A转换器和输入输出装置等的所谓的计算机，执行在存储器内存储的程序，并且通过各设备协作至少发挥作为浓度计算部3、分解检测部4和阀控制部5的功能。
以下，基于图3的功能框图，对所述浓度控制装置300的详细功能进行说明。
所述浓度控制装置300包括：浓度测量装置200，其测量在所述导出管B3内流动的混合气体中的材料气体的浓度；以及阀控制部5，其基于由所述浓度控制装置300测量出的测量浓度和目标浓度，控制所述调整阀2的开度。
所述浓度测量装置200包括：分解检测装置100，其检测构成材料气体的半导体材料的分解；以及所述浓度计算部3，其基于所述分解检测装置100的输出，计算混合气体中的材料气体的浓度。
更具体地说，所述分解检测装置100包括所述吸光度测量机构1和分解检测部4，该分解检测部4基于由所述吸光度测量机构1测量出的吸光度，检测材料气体的自身分解。
所述吸光度测量机构1是测量两个波长或波长区域的吸光度的NDIR方式的气体分析计，构成为对每种波长输出与吸光度的大小对应的信号。在本实施方式中，如图2所示，所述吸光度测量机构1包括：测量单元1A、光源部1B、第一滤光器1C、第二滤光器1D和光检测部1E。
所述测量单元1A设置在所述导出管B3上，是混合气体通过的箱体。所述测量单元1A具有导入从所述光源部1B射出的光的导入窗、以及将导入的光向所述光检测部1E侧导出的导出窗，并且形成为将光的前进方向作为长边方向而延伸。
所述光源部1B是将具有规定的波长带宽的红外光向所述测量单元1A射出的灯，并且相对于所述测量单元1A的导入窗分开设置。
所述第一滤光器1C使通过所述测量单元的光中所述半导体材料吸收的波长的光通过。
所述第二滤光器1D使通过所述测量单元的光中所述半导体材料分解时产生的物质吸收的波长的光通过。
所述光检测部1E包括：第一检测器11，其检测通过所述第一滤光器1C的光的强度；以及第二检测器12，其检测通过所述第二滤光器1D的光的强度。所述光检测部1E构成为基于第一检测器11和第二检测器12的输出来输出第一吸光度和第二吸光度，该第一吸光度是所述半导体材料吸收的第一波长的吸光度，该第二吸光度是所述半导体材料分解时产生的物质吸收的第二波长的吸光度。
更具体地说，对将作为有机金属的三甲基镓用作半导体材料的情况进行说明，所述吸光度测量机构1基于所述第一检测器11的输出来测量第一吸光度，该第一吸光度与作为三甲基镓的主吸收波长的第一波长对应。此外，所述吸光度测量机构1基于所述第二检测器12的输出来测量第二吸光度，该第二吸光度与作为三甲基镓自身分解时产生的甲烷的吸收波长的第二波长对应。
由三甲基镓那样的有机金属形成的半导体材料的吸收波长的峰值，即使是在未发生自身分解的情况下，如图4(a)的光谱所示有时也存在2个。这是因为，通过三甲基镓中与镓连接的甲基的振动，产生与主吸收波长不同的副吸收波长。此外，甲基和利用三甲基镓的自身分解产生的甲烷具有大体相同的吸收波长。
图4(b)示出在半导体材料未发生自身分解的状态下材料气体的浓度从某一浓度改变为其他浓度时测量出的第一吸光度和第二吸光度的时间系列数据的曲线图。在未发生自身分解时与作为有机金属的三甲基镓的吸收波长相对应的第一吸光度和与甲基等中臂的吸收波长相对应的第二吸光度，如图4(b)的曲线图所示与材料气体的浓度无关而保持为规定的比1：1/n。即，在材料气体的浓度以高浓度保持为恒定的初始状态区间、材料气体的浓度从高浓度向低浓度变化的变化区间、以及材料气体的浓度以低浓度保持为恒定的最终状态区间中的任意一个区间，第一吸光度和第二吸光度之比在各时刻都保持为1：1/n。
这是因为，相对于一个有机金属，甲基等的臂的数量固定。例如在三甲基镓的情况下，由于相对于1个镓具有3个甲基，所以只要上述关系不被破坏，第一吸光度和第二吸光度之比保持恒定的关系，并且与材料气体的浓度相对应，吸光度的值自身发生变化。
图4(c)表示在材料气体的浓度保持为恒定的状态下在中途半导体材料发生自身分解时测量出的第一吸光度和第二吸光度的时间系列数据的曲线图。由于半导体材料在初始状态区间未发生自身分解，所以与图4(b)同样，第一吸光度和第二吸光度之比保持为1：1/n。另一方面，如果半导体材料发生自身分解，则生成与半导体材料相比更容易吸收第二波长的甲烷，所以第二吸光度的值变大。此时，由于以材料气体的浓度保持恒定的方式进行浓度控制、以及作为分解后的半导体材料的生成物的镓化合物也以接近第一波长的波长吸收光，所以即使发生自身分解，第一吸光度也保持为大体恒定。即，在发生了自身分解时，第一吸光度和第二吸光度的增减倾向不一致，其结果，各时刻的第一吸光度和第二吸光度之比也发生变化。
由此，如果在半导体材料中发生了自身分解，则由于所谓相对于1个镓具有3个甲基的关系被破坏，所以如图4(c)所示，第一吸光度保持为恒定而仅第二吸光度发生变化。在这种情况下，第一吸光度和第二吸光度之比变化为1：1/m那样不同的比。
图3所示的所述分解检测部4，基于与如上所述的第一吸光度和第二吸光度之比相关的特性，检测是改变了材料气体的浓度还是在材料气体中发生了半导体材料的自身分解。更具体地说，所述分解检测部4构成为对在未发生自身分解的状态下测量出的第一吸光度与第二吸光度之比的值n和当前的第一吸光度与第二吸光度之比的值进行比较，检测是否发生了自身分解。在本实施方式中，所述分解检测部4以如下方式构成：当前的第一吸光度与第二吸光度之比的值未进入容许范围内时判断发生了自身分解并检测，该容许范围将在未发生自身分解的状态下确定的第一吸光度与第二吸光度之比的值n作为基准来确定。如果发生了自身分解时，通过所述分解检测部4提醒用户确认鼓泡系统B或各种设定中是否发生了问题。
所述浓度计算部3基于朗伯比尔定律，根据测量出的第一吸光度计算混合气体中的材料气体的浓度。具体地说，基于以下公式，计算材料气体的测量浓度。
A(λ)＝ε(λ)×C×L
其中，A(λ)：波长λ的吸光度，ε(λ)：波长λ的吸光系数，C：材料气体的浓度，L：混合气体中的光路长度。
接着，对所述阀控制部5的详细结构进行说明。
所述阀控制部5按照将混合气体中的材料气体的浓度以目标浓度保持为恒定的方式对所述调整阀2的开度进行控制。在此，所述调整阀2能够控制的不是材料气体的浓度本身而仅是混合气体的全压。此外，材料气体的浓度Cz、材料气体的分压Pz和混合气体的全压Pt之间存在以下公式所示的关系。
Cz＝Pz/Pt
利用上述关系式和所述调整阀2能够控制全压Pt这一点，所述阀控制部5构成为控制调整阀2的开度而控制全压Pt，其结果，控制材料气体的浓度Cz。
更具体地说，所述阀控制部5在测量浓度相对于目标浓度较低时，为了使浓度上升，以使作为分母的全压Pt变小的方式，使所述调整阀2的开度比现状大。由于如果所述调整阀2的开度变大则混合气体变得容易通过所述调整阀2，所以所述容器B1和所述导出管B3内的混合气体的量减少，全压Pt下降。从浓度式可以明确看出，由于材料气体的分压Pz是蒸汽压，所以大体恒定，因此如果全压Pt下降，则材料气体的浓度上升。
相反，所述阀控制部5在测量浓度相对于目标浓度较高时，为了使浓度下降，以使作为分母的Pz变大的方式，使所述调整阀2的开度比现状小。
为了通过所述阀控制部5实现上述动作，所述阀控制部5包括：目标全压设定部51，其基于目标浓度、测量浓度和测量全压来设定目标全压；操作量计算部52，其以使由所述目标全压设定部51设定的目标全压和由所述压力传感器P测量出的测量全压的偏差变小的方式，计算作为操作量的电压施加量；以及电压施加部53，其以与由所述操作量计算部52计算出的操作量相对应的量对施加给所述调整阀2的电压进行变更。
接着，参照图5的流程图，对本实施方式的浓度控制装置300的动作进行说明。在此，对构成阀控制部5的各部分的结构和动作进行详细说明。
首先，在所述分解检测装置100中，基于第一吸光度和第二吸光度之比的值是否在预先确定的阈值的范围内，来判断材料气体是否发生了自身分解(步骤S1)。
在所述分解检测装置100中，当检测到材料气体的自身分解时，通知用户确认鼓泡系统B是否发生异常或容器B1内的设定温度等设定值是否存在错误(步骤S2)。并且，所述浓度控制装置300使与浓度控制相关的动作停止，直到由用户进行确认后并输入浓度控制开始的指令。
在所述分解检测装置100中，当未检测到材料气体的自身分解时，反复执行用于浓度控制的常规程序。
更具体地说，所述浓度测量装置200根据由所述吸光度测量机构1测量出的第一吸光度，计算混合气体中的材料气体的浓度Cz(步骤S3)。
接着，所述目标全压设定部51基于以下公式来计算目标全压，对由所述操作量计算部52计算出的目标全压进行设定(步骤S4)。
Ptr＝Pt×(Cz/Cr)
其中，Ptr：目标全压，Pt：由所述压力传感器P测量出的测量全压，Cz：由所述浓度计算部3计算出的测量浓度，Cr：目标浓度。
进而，所述操作量计算部52对目标全压和由所述压力传感器P测量出的测量全压Pt的偏差进行反馈计算，算出针对所述调整阀2的施加电压的操作量(步骤S5)。所述电压施加部53对应于计算出的操作量使施加电压从现状发生相对变化，从而使所述调整阀2的开度发生变化。
此外，所述目标全压设定部51对每个规定控制循环中目标浓度和测量浓度是否一致进行判断，在一致时保持现状的控制，不一致时反复进行步骤S3～S5的动作，进行开度的再调整(步骤S6)。
根据以上述方式构成的所述浓度控制装置300和所述分解检测装置100，按照所述分解检测部4基于第一吸光度和第二吸光度之比来检测材料气体是否发生了自身分解的方式构成，所以即使是像有机金属那样与是否自身分解无关来测量第二吸光度的半导体材料，也能够区分材料气体的浓度变化和自身分解而仅检测自身分解。
因此，在材料气体中发生了半导体材料的自身分解，在浓度测量或控制中有可能发生某种不良现象时，能够向用户通知上述现象而使用户采取对策。因此，即使是有机金属等容易自身分解的半导体材料，也能够以准确的浓度进行供给而保证向真空室供给的混合气体中的材料气体的浓度，从而能够提高可靠性。
此外，由于能够仅通过测量两个波长的吸光度来检测有无自身分解，所以不需要例如像FTIR那样的大型且高价的测量器。此外，只要是浓度测量装置200和浓度控制装置300，就按照能够为了测量材料气体的浓度而测量至少一个波长的吸光度的方式构成，因此，仅通过追加成能够测量另一个波长，就能够将本实施方式的分解检测装置100追加到鼓泡系统B中。
此外，由于所述吸光度测量机构1的光源部1B和光检测部1E能够以非接触方式设置于所述导出管B3和所述测量单元1A，所以即使在为了防止材料气体的凝结而对所述导出管B3进行加热的情况下，也能够使所述吸光度测量机构1不会受到其热量的影响。因此，可以很好地防止因热量的影响而误检测材料气体的自身分解等。
对其他实施方式进行说明。
半导体材料并不限于有机金属，可以是其他半导体材料。总而言之，只要是在半导体制造工序中气化而使用的半导体材料且能够发生分解的材料，就能够应用本发明。此外，半导体材料并不限于液体，也可以是固体。
在所述实施方式中，所述分解检测部基于第一吸光度和第二吸光度之比来检测材料气体有无分解，但所述分解检测部也可以构成为基于根据所述第一吸光度计算出的第一浓度和根据第二吸光度计算出的第二浓度之比，来检测有无分解。此外，所述分解检测部可以构成为不是使用比值而是将比本身加以比较来检测有无分解。此外，半导体材料的吸收波长可以是1个，也可以不与分解后产生的物质的吸收波长重合。即，在考虑第一吸光度和第二吸光度之比时，在不发生分解而第二吸光度为零的情况下也可以定义为比。
以下，参照图6所示的第一吸光度和第二吸光度的时间系列数据的曲线图，更详细说明与基于所述分解检测部的所述实施方式不同的半导体材料的分解检测。图6(a)和图6(b)表示半导体材料和自身分解的结果而产生的物质的光的吸收波长不一致时吸光度的曲线图。图6(a)是表示将材料气体的浓度从高浓度的状态向低浓度的状态进行浓度控制的状态，并且示出未发生自身分解时第一吸光度和第二吸光度的变化。
如图6(a)所示，由于在未发生分解的状态下不存在吸收第二波长的物质，所以在所述吸光度测量机构中未测量第二吸光度。因此，仅第一吸光度与材料气体的浓度对应而变化。例如，由于在材料气体的浓度保持为恒定的区间内，第一吸光度和第二吸光度之比保持为1：0，所以所述分解检测部判断未发生半导体材料的分解。
图6(b)表示在材料气体的浓度始终保持为恒定的状态的中途发生了半导体材料分解的情况。如果发生了半导体材料的分解，则保持第一吸光度，另一方面，利用新生成的吸收第二波长的物质所起的作用，第二吸光度伴随分解不断进展而变大。因此，由于第一吸光度的增减倾向和第二吸光度的增减倾向不同，第一吸光度与第二吸光度之比也变化，所以所述分解检测部能够基于第一吸光度和第二吸光度来检测分解。
此外，图6(c)、(d)表示在按照使与上述不同的另外的半导体材料气化并以材料气体的浓度恒定的方式进行浓度控制的状态下，半导体材料发生分解时第一吸光度和第二吸光度的变化。需要说明的是，在图6(c)、(d)中，仅在第二吸光度增加的中央区间内发生了半导体材料的分解。
如图4(c)、图6(b)所示，即使在由半导体材料发生分解期间进行将材料气体的浓度保持为恒定的浓度控制，也会有第一吸光度也下降的情况。即使在这种情况下，从图6(c)、(d)可以看出，如果发生了分解，则与半导体材料发生分解之前相比，第一吸光度和第二吸光度之比、差和增减倾向在发生变化。因此，所述分解检测部可以通过对第一吸光度和第二吸光度进行比较来检测半导体材料的分解。
所述分解检测部并不限于对第一吸光度和第二吸光度之比进行比较来检测半导体材料的分解，只要基于第一吸光度和第二吸光度来检测半导体材料的分解即可。
例如，所述分解检测部可以构成为基于在所述半导体材料未发生分解的状态下测量出的所述第一吸光度与所述第二吸光度之差、和当前的第一吸光度与第二吸光度之差的比较结果，来检测所述半导体材料的分解。由此，即使对第一吸光度和第二吸光度之差进行比较，从图4和图6的例子中可以看出，由于分解时上述差大幅度变化，所以能够检测分解。
此外，所述分解检测部构成为在同一时刻的所述第一吸光度的增减倾向和所述第二吸光度的增减倾向不同时对所述半导体材料检测分解。例如，所述分解检测部按照如下方式构成即可：分别对第一吸光度的时间系列数据和第二吸光度的时间系列数据进行微分，在各符号不一致且增加倾向不同时判断发生了分解。即使是这种方式，例如当从图4(c)的例子中看出发生了分解时，相对于第一吸光度的无增减，第二吸光度具有增加倾向，由于增减倾向不一致，所以能够检测发生了分解。
所述吸光度测量机构并不限于NDIR方式，例如可以是激光吸收光谱方式。更具体地说，如图7所示，所述吸光度测量机构1可以是如下的激光吸收光谱方式的气体分析计，该激光吸收光谱方式的气体分析计包括：测量单元1A，其通过混合气体；光源部1B，其将所述半导体材料吸收的波长的激光和所述半导体材料分解时产生的物质吸收的波长的激光向所述测量单元射出；以及光检测部1E，其检测通过所述测量单元1A的光。关于所述光源部1B，可以准备多个激光光源，也可以使用由一个激光光源能射出多个波长的激光的装置。
同样，即使作为NDIR方式的吸光度测量机构，也可以利用多个光源来测量第一吸光度和第二吸光度。需要说明的是，也可以根据半导体材料测量三个以上的吸光度来检测分解。
所述浓度控制装置可以构成为基于目标浓度和测量浓度的偏差来控制所述调整阀的开度。
所述实施方式的浓度测量装置和分解检测装置并不限于用于鼓泡系统，还可以用于各种用途。即，可以利用所述分解检测装置在至少包含半导体材料气化后的材料气体的混合气体中检测材料气体是否在发生分解。
材料气体的分解并不限于自身分解，可以包含各种方式的分解。例如在使用氟化钨作为半导体材料时，有与水反应而生成氟化氢的分解反应，但可以利用本发明的分解检测装置来检测这种分解。
所述吸光度测量机构并不限于NDIR，只要是能够测量两个波长的吸光度的测量器即可。如果预算和空间容许，也可以使用FTIR。
此外，只要不违反本发明的宗旨，可以进行各种实施方式的变形和组合。
Claims (7)
1.一种分解检测装置，其特征在于，包括：
NDIR方式或激光吸收光谱方式的吸光度测量机构，其对包含半导体材料气化后的材料气体的混合气体测量第一吸光度和第二吸光度，所述第一吸光度是所述半导体材料吸收的波长的吸光度，所述第二吸光度是所述半导体材料分解时产生的物质吸收的波长的吸光度；以及
分解检测部，其基于在所述半导体材料未发生分解的状态下测量出的所述第一吸光度与所述第二吸光度之比、和当前的第一吸光度与第二吸光度之比的比较结果，或者，在所述半导体材料未发生分解的状态下测量出的所述第一吸光度与所述第二吸光度之差、和当前的第一吸光度与第二吸光度之差的比较结果，检测所述半导体材料的分解。
2.根据权利要求1所述的分解检测装置，其特征在于，
所述分解检测部在同一时刻的所述第一吸光度的增减倾向和所述第二吸光度的增减倾向不同的情况下对所述半导体材料检测分解。
3.根据权利要求1所述的分解检测装置，其特征在于，
所述吸光度测量机构是NDIR方式的气体分析计，该气体分析计包括：
混合气体通过的测量单元；
光源部，其将具有规定的波长带宽的光向所述测量单元射出；
第一滤光器，其使通过所述测量单元的光中所述半导体材料吸收的波长的光通过；
第二滤光器，其使通过所述测量单元的光中所述半导体材料分解时产生的物质吸收的波长的光通过；以及
光检测部，其检测通过所述第一滤光器或所述第二滤光器的光。
4.根据权利要求1所述的分解检测装置，其特征在于，
所述吸光度测量机构是激光吸收光谱方式的气体分析计，该气体分析计包括：
混合气体通过的测量单元；
光源部，其将所述半导体材料吸收的波长的激光和所述半导体材料分解时产生的物质吸收的波长的激光向所述测量单元射出；以及
光检测部，其检测通过所述测量单元的光。
5.根据权利要求1所述的分解检测装置，其特征在于，
所述半导体材料是有机金属。
6.一种浓度测量装置，其特征在于，包括：
权利要求1所述的分解检测装置；以及
浓度计算部，其基于所述第一吸光度来计算所述混合气体中的所述材料气体的浓度。
7.一种用于鼓泡系统的浓度控制装置，所述鼓泡系统包括：收容所述半导体材料的容器、向所述容器内导入载气的导入管、以及从所述容器导出包含材料气体和所述载气的混合气体的导出管，所述浓度控制装置的特征在于，包括：
权利要求6所述的浓度测量装置；
设置在所述导出管上的调整阀；以及
阀控制部，其基于预先设定的目标浓度和由所述浓度测量装置测量出的材料气体的测量浓度，来控制所述调整阀。
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