JP2008197120A - 赤外吸収分光器を用いた温室効果ガス測定方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の赤外吸収分光器を用いた温室効果ガス測定方法は、プロセス化学物質を選択する手順と、前記プロセス化学物質に対応する定量ターゲット化学物質を選択する手順と、前記プロセス化学物質および前記定量ターゲット化学物質の予想濃度範囲を指定する手順と、前記プロセス化学物質および前記定量ターゲット化学物質の予想濃度範囲に対応するライブラリをそれぞれ選択する手順と、前記ライブラリに基づいて、ガスの赤外吸収分光測定により得られたデータの解析を行なう手順と、を含む。
【選択図】図2
Description
プロセス化学物質を選択する手順と、
前記プロセス化学物質に対応する定量ターゲット化学物質を選択する手順と、
前記プロセス化学物質および前記定量ターゲット化学物質の予想濃度範囲を指定する手順と、
前記プロセス化学物質および前記定量ターゲット化学物質の予想濃度範囲に対応するライブラリをそれぞれ選択する手順と、
前記ライブラリに基づいて、ガスの赤外吸収分光測定により得られたデータの解析を行なう手順と、を含む。
このライブラリに基づいて、前記ガス中の各化学物質毎に、主ピーク領域および副ピーク領域に関する濃度−吸光面積についての検量線データを作成し、
そして、前記検量線データに基づいて、前記ガスの赤外吸収分光測定により得られたデータの解析を行なう手順において、
前記ガス中の各成分の予想濃度範囲が、前記主ピーク領域に関する検量線データのリニアリティが小さい領域に含まれる場合、前記副ピーク領域に関する検量線データを用いて前記濃度を決定することができる。
ガスに対する赤外吸収分光測定により得られたデータの解析を行なう際に、
ガス中の各成分について、主ピーク領域および副ピーク領域にそれぞれに関して、濃度に対する吸光面積を示す検量線を作成し、
前記ガス中の各成分の濃度が、主ピーク領域に関する検量線のリニアリティが小さい領域に含まれると想定される場合、副ピーク領域に関する検量線を用いて前記濃度を決定する方法である。この方法によれば、前述した効果を奏することができる。
ガスに対する赤外吸収分光測定により得られたデータの解析を行なう際に、
ガス中の各成分について、主ピーク領域および副ピーク領域にそれぞれに関して、濃度に対する吸光面積を示す検量線を作成し、
前記ガス中の各成分の濃度が、副ピーク領域に関する検量線のリニアリティが小さい領域に含まれると想定される場合、主ピーク領域に関する検量線を用いて前記濃度を決定する方法である。この方法によれば、前述した効果を奏することができる。
ガスに対する赤外吸収分光測定により得られた吸収波形に基づいてデータの解析を行なう際に、
前記ガス中の成分のうち、他の成分のピークと重複しないピークを有する成分から優先的に定量し、該成分のピークを前記吸収波形から順次差し引く手順を含む。
(b)前記手順(a)により得られた吸収波形からCOF2のピークを差し引いて、COF2を定量する手順、
(c)前記手順(b)により得られた吸収波形からSOF2のピークを差し引いて、SOF2を定量する手順、
(d)前記手順(c)により得られた吸収波形からOF2のピークを差し引いて、OF2を定量する手順、
(e)前記手順(d)により得られた吸収波形からSF6、NF3、およびC4F8のピークをそれぞれ差し引いて、SF6、NF3、およびC4F8を定量する手順、
(f)前記手順(e)により得られた吸収波形からC3F8およびSiF4のピークをそれぞれ差し引いて、C3F8およびSiF4を定量する手順、
(g)前記手順(f)により得られた吸収波形からN2O、C2F6、およびC2F4のピークをそれぞれ差し引いて、N2O、C2F6、およびC2F4を定量する手順、
(h)前記手順(g)により得られた吸収波形からCF4、SO2、およびCOのピークをそれぞれ差し引いて、CF4、SO2、およびCOを定量する手順、
(i)前記手順(a)〜(h)より得られた前記ガスの吸収波形からCHF3を定量する手順、および
(j)前記ガスの吸収波形,および前記手順(a)〜(i)より得られた前記ガスの吸収波形のうちのいずれかから、HF、CO2、およびNO2のピークを差し引く手順。
ガスに対する赤外吸収分光測定を行なう際に、ガス中の1成分以上を校正ガスとすることができる。
前記校正ガスについて、主ピーク領域に関して濃度に対する吸光面積を示す検量線を作成し、
前記主ピーク領域に関する検量線のうちリニアリティに優れた部分にて校正を行なうことができる。この方法によれば、精度の高い校正を行なうことができる。
本実施の形態においては、C4F8を用いるドライエッチング装置から排出されるガスの成分を、FT−IRにて測定する方法を例に取り説明する。図1は、本実施の形態で用いるガス測定システムを模式的に示す図である。
<測定手順>
図1に示すFT−IR10に導入された排ガスの赤外吸収を測定する際には、主に以下の(1)〜(5)に示す手順にしたがって行なう。
前述した手順にしたがって、CHF3、CF4、C4F8の混合ガスを、これらのガスの混合比を120秒ごとに変えて流し、この混合ガスについて経時的に赤外線吸収測定を行なった。測定にあたっては、表4に示すように、CHF3、CF4、C4F8それぞれについて、ライブラリ中の主ピーク領域の検量線データに基づいてデータの解析を行なった。データ解析により得られた各ガスの濃度の経時変化を図6に示す。なお、CHF3、CF4、C4F8の混合ガスは、表2に示すように、120秒ごとに9段階に濃度を変えて流した。また、測定に際しては、混合ガスはAr中に混合させた後、さらに一定量のN2で希釈したものを測定した。このため、図6において、縦軸はArおよびN2を含むガス中の各ガスの濃度を示している。また、図6では、CHF3、CF4、C4F8をそれぞれ5、10、25、50、または100[cc/min]で流した場合における、ArおよびN2を含むガス中における流量から概算される濃度を横線で示している。
前述したように、たとえば、CF4においては、表1および図7に示すように、1230−1305cm−1に主ピーク領域を、2160−2200cm−1に副ピーク領域をそれぞれ有する。CF4の場合、前述したように、主ピーク領域に基づく検量線データを用いてデータの解析を行なうと、濃度が比較的大きいところでは、吸光面積がCF4の濃度に比例しないため、吸光面積に基づいて正確な濃度を算出することができないことがある。
前述したように、たとえばCF4の濃度を測定する際に主ピーク領域に基づく検量線を用いる場合、前述したように、濃度が100ppm−m近傍になると、主ピーク領域に含まれるピークのうち一番高いピークは、ある吸光度付近で飽和してしまい、吸光面積がCF4の濃度に比例せず、濃度と吸光度との関係を示す検量線のリニアリティが低くなる。このため、吸光度に基づいて正確な濃度を算出することができないことがある。
次に、排ガスについてFT−IRで測定して得られた吸収波形から、排ガスに含まれる各成分を検量する方法について説明する。
また、ガスに対する赤外吸収分光測定を行なう際には、ガス中の1成分以上を校正ガスとすることができる。この方法によれば、精度の高い校正を行なうことができる。
14 ポンプ、 16 除害装置、 18 エッチングガス、 20 N2ボンベ
22 圧力センサ、 23 温度センサ、 24 排気ポンプ、 26 排気ライン
28 分光器導入ライン
Claims (9)
- ガスに対する赤外吸収分光測定により得られたデータの解析を行なう際に、
ガス中の各成分について、主ピーク領域および副ピーク領域にそれぞれに関して、濃度に対する吸光面積を示す検量線を作成し、
前記ガス中の各成分の濃度が、主ピーク領域に関する検量線のリニアリティが小さい領域に含まれると想定される場合、副ピーク領域に関する検量線を用いて前記濃度を決定する、赤外吸収分光器を用いた温室効果ガス測定方法。 - ガスに対する赤外吸収分光測定により得られたデータの解析を行なう際に、
ガス中の各成分について、主ピーク領域および副ピーク領域にそれぞれに関して、濃度に対する吸光面積を示す検量線を作成し、
前記ガス中の各成分の濃度が、副ピーク領域に関する検量線のリニアリティが小さい領域に含まれると想定される場合、主ピーク領域に関する検量線を用いて前記濃度を決定する、赤外吸収分光器を用いた温室効果ガス測定方法。 - 請求項1または2において、
主ピーク領域に関する検量線および副ピーク領域に関する検量線の両方を用いて前記濃度を決定する、赤外吸収分光器を用いた温室効果ガス測定方法。 - 請求項1〜3のいずれかにおいて、
前記検量線中でリニアリティが低い部分について、該部分の近傍に検量ポイントを増やす補正を該検量線について行なう、赤外吸収分光器を用いた温室効果ガス測定方法。 - 請求項1〜3のいずれかにおいて、
前記検量線中でリニアリティが高い部分の検量線については、リニアリティが高い部分の1個又は2個の検量ポイントを用いて前記検量線を作成する、温室効果ガス測定方法。 - 請求項1〜5のいずれかにおいて
前記ガスに対する赤外吸収分光測定を行なう際に、該ガス中の1成分以上を校正ガスとする、赤外吸収分光器を用いた温室効果ガス測定方法。 - 請求項6において、
前記校正ガスの濃度を、濃度の対数値でみて等間隔となるように複数の値設定する、赤外吸収分光器を用いた温室効果ガス測定方法。 - 請求項6または7において、
前記校正ガスとしてCF4またはSF6を選択する場合、
前記校正ガスについて、主ピーク領域に関して濃度に対する吸光面積を示す検量線を作成し、
前記主ピーク領域に関する検量線のうちリニアリティに優れた部分にて校正を行なう、赤外吸収分光器を用いた温室効果ガス測定方法。 - 請求項1〜8のいずれかにおいて、
前記ガスは、CF4、CHF3、C2F4、C2F6、C3F8、C4F8、C5F8、COF2、HF、SiF4、OF2、NF3、SO2、SF6、SO2F2、SOF2、NO、N2O、NO2、CO、およびCO2のうち少なくとも1つを含む、赤外吸収分光器を用いた温室効果ガス測定方法。
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