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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