JP2007158106A - 観察装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】高温雰囲気の半導体製造装置の反応室内を撮像する撮像手段と、該撮像手段を収容すると共に同撮像手段へ前記反応室内の光像を導く透光性部材が取り付けられた収容ケースと、該収容ケース内に冷却媒体を供給する冷却媒体供給手段とを備える観察装置であって、前記透光性部材は、両面あるいは片面に金膜を有する石英ガラス板である観察装置。
【選択図】図1
Description
このような構成により、撮影部、熱線カットフィルタ及びCCDカメラ等を効率良く冷却しながら、電気炉、コークス炉等の高温雰囲気炉内の状態を連続して観察することができる。図3に従来の高温雰囲気炉内観察装置の撮影部の概略図を示す。
しかしながら、電気炉、コークス炉等は、高温雰囲気の半導体製造装置の反応室とは、その構造が全く異なるものであり、また、従来の観察装置では、反応室内から監視窓を介して入射する光が強過ぎて(光量が多過ぎて)、過剰露光(白やけ)を起こしてしまい、撮影に支障をきたす可能性があった。
すなわち、加熱手段であるハロゲンランプ等の温度が、通常、1727〜2227℃と予想され、これに対して半導体基板や支持体の温度は1100℃前後であり、この温度差により、可視波長領域でランプの発光スペクトル領域をカットして、長波長側の支持体の輻射光や半導体基板の輻射光だけを透過させてカメラで画像化させることにより、反射光の影響を小さくできるが、実際にはどちらの温度でも可視波長領域では長波長側から短波長側に向かって一様に強度が減少する重なったスペクトルであり、また、半導体基板や支持体からカメラに入射する光は、強度比を考えると圧倒的にランプからの反射光によるものであるため、波長弁別器のような波長領域のフィルターを用いた場合は、画像全体の輝度が低下するだけで、ランプ反射像の選択的な減光にはならないと考えられるからである。
図1は、本発明を適用した観察装置の概略図である。本発明の観察装置1は、高温雰囲気の半導体製造装置の反応室内の状態を撮影するCCDカメラ2(撮像手段の一例である。)と、CCDカメラとCCDカメラを制御する制御装置(図示せず。)とを接続する光ファイバーケーブル3と、CCDカメラ及び光ファイバーケーブル3とを収容したステンレス鋼製の内筒4(第1の収容ケースの一例である。)と、内筒を収容したステンレス鋼製の外筒5(第2の収容ケースの一例である。)と、内筒と外筒との間に形成された空間内に挿入されていると共にこの空間内に冷却水を供給する、先端(反応室の内側に向いた端部)が溶接で封止されて側壁に放水口9が形成されたステンレス鋼製の冷却水供給パイプ6(冷却水供給手段の一例である。)と、内筒と外筒との間に形成された空間内に挿入されていると共にこの空間内に供給された冷却水を外部へ排出するステンレス鋼製の冷却水排出パイプ7と、内筒の先端(反応室の内側に向いた端部)に取り付けられていると共にCCDカメラへ反応室内の光像を導く、両面に金膜8Aが形成された円形の石英ガラス板8と、内筒の基端(反応室の外側に向いた端部)と外筒の基端とに接続されていると共にこれらの壁を貫通し、内筒4内に冷却ガス(窒素ガスやアルゴンガス等)を供給するステンレス鋼製の冷却ガス供給パイプ10(冷却ガス供給手段の一例である。)と、観察装置1を固定する固定フランジ13と、内筒及び外筒の先端に溶接によって取り付けられてこれらを覆い、石英ガラス板と重なる略中央領域に貫通孔が形成されていると共に冷却ガスが排出されるガス排出口15が形成されたステンレス鋼製の閉止板16と、内筒と外筒との間に形成された空間内に挿入されていると共に冷却水供給パイプと冷却水排出パイプとが差し込まれている、円形のO−リング16Aとで構成されている。
また、冷却水は冷却水供給方向11で冷却水供給パイプ6に供給されて放水口9から内筒4と外筒5との間の空間内に放出され、冷却水はこの空間内を満たし、そして冷却水排出パイプ7から冷却水排出方向12に排出される。また、冷却ガスは冷却ガス供給パイプ10に供給されて内筒4内を通り、ガス排出口15を通って外部へ排出される。
また、収容ケースに透光性部材が取り付けられるのであれば、透光性部材が取り付けられた閉止板を収容ケースに取り付けてもよい。
また、両面に金膜が形成された石英ガラス板に、可視光領域の波長から赤外線領域の波長までの各波長を有する光をビーム状にして照射し、透過した光量を分光光度計によって測定した。光路を2系統にして、両面に金膜が形成された石英ガラス板を透過した光量と、空気を透過した光量を同時に測定して、この比率を透過率(%)として評価した。その結果、可視光領域の波長を有する光の透過率は1〜2%程度であり、赤外線領域の波長を有する光の透過率は略0%であった。
可視光領域の波長を有する光の透過率は1〜2%程度であることから、両面に金膜が形成された石英ガラス板によって光像をCCDカメラに導けば、撮影に必要な最小限の光が透過するに過ぎず露光過剰(白やけ)を低減し、また、赤外線領域の波長を有する光の透過率は略0%であることから、熱線が、両面に金膜が形成された石英ガラス板を透過してCCDカメラに到達しないので、CCDカメラが熱くなりにくいことが判った。
図2において、本発明を適用した観察装置1は、複数のハロゲンランプ22Aと、表面に金膜が形成されたアルミニウム合金からなる反射板22Bとで構成されたランプユニット22の、ハロゲンランプ22A間に形成された孔に挿入されて、固定フランジ13によってエピタキシャル気相成長装置のランプユニット22に固定され、エピタキシャル気相成長装置の反応室18を構成する上部石英ドーム21越しに高温雰囲気の反応室内を観察する。また、冷却ガスは冷却ガス供給方向17で冷却ガス供給パイプ10に供給されて内筒4内を通り、ガス排出口を通って冷却ガス排出方向17Aで観察装置1の外部へ排出される。
ここで、CCDカメラを制御できたり、CCDカメラで撮影した映像を表示装置で表示できたりするのであれば、光ファイバーケーブルでない信号ケーブルを用いてもよく、また、必ずしもCCDカメラと制御装置、制御装置と表示装置が互いに接続されていなくてもよく、例えば無線によって信号をやり取りしてもよい。
一方、冷却せずに1100℃程度の高温雰囲気の半導体製造装置の反応室内を観察したところ、CCDカメラが壊れて使用不可能になった。
2 CCDカメラ
3 光ファイバーケーブル
3A 信号ケーブル
4 内筒
5 外筒
6 冷却水供給パイプ
7 冷却水排出パイプ
8 石英ガラス板
8A 金膜
9 放水口
10 冷却ガス供給パイプ
11 冷却水供給方向
12 冷却水排出方向
13 固定フランジ
14 シリコーンシール材
15 ガス排出口
16 閉止板
16A O−リング
16B 溶接部
17 冷却ガス供給方向
17A 冷却ガス排出方向
18 反応室
19 支持体
20 半導体基板
21 上部石英ドーム
22 ランプユニット
22A ハロゲンランプ
22B 反射板
23 制御装置
24 表示装置
Claims (4)
- 高温雰囲気の半導体製造装置の反応室内を撮像する撮像手段と、該撮像手段を収容すると共に同撮像手段へ前記反応室内の光像を導く透光性部材が取り付けられた収容ケースと、該収容ケース内に冷却媒体を供給する冷却媒体供給手段とを備える観察装置であって、
前記透光性部材は、両面あるいは片面に金膜を有する石英ガラス板である
観察装置。 - 前記透光性部材は、金膜上にSiO2(シリカ)膜が形成されたものである
請求項1に記載の観察装置。 - 前記収容ケースは、前記撮像手段が収容される第1の収容ケースと、該第1の収容ケースを収容する第2の収容ケースとからなる
請求項1または請求項2に記載の観察装置。 - 前記冷却媒体供給手段は、前記第1の収容ケース内に冷却ガスを供給する冷却ガス供給手段と、
前記第1の収容ケースと前記第2の収容ケースとの間に形成された空間内に冷却水を供給する冷却水供給手段とを備える
請求項3に記載の観察装置。
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