JPH01215343A - ガス精製装置の精製能力評価方法及びその装置 - Google Patents
ガス精製装置の精製能力評価方法及びその装置Info
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- JPH01215343A JPH01215343A JP63039036A JP3903688A JPH01215343A JP H01215343 A JPH01215343 A JP H01215343A JP 63039036 A JP63039036 A JP 63039036A JP 3903688 A JP3903688 A JP 3903688A JP H01215343 A JPH01215343 A JP H01215343A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
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- G—PHYSICS
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- G—PHYSICS
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は、特に半導体装置の製造に用いて最適なゲッタ
方式のガス精製装置のガス精製能力を評価する評価方法
及びこの方法に使用する評価装置に関する。
方式のガス精製装置のガス精製能力を評価する評価方法
及びこの方法に使用する評価装置に関する。
（従来の技術）
半導体装置の製造に供されるキャリヤガスは、半導体装
置の信頼性を高めるため一般産業用に供されるガスに比
べて高純度が要求される。特に、例えばスパッタリング
技術に一般に用いられるアルゴン（Ａｒ）ガスは、この
ガスの純度がアルミニウム配線の信頼性に及ぼす影響が
極めて大であるため、Ａ「ガスを精製するガス精製装置
が通常用いられている。そして、このガス精製装置の精
製能力のモニタは、従来ガスボンベにＡｒガスを採取し
、ガスクロマトグラフィー等の分析手段により微量不純
物を検出するサンプリング手法が一般に採用されていた
。
置の信頼性を高めるため一般産業用に供されるガスに比
べて高純度が要求される。特に、例えばスパッタリング
技術に一般に用いられるアルゴン（Ａｒ）ガスは、この
ガスの純度がアルミニウム配線の信頼性に及ぼす影響が
極めて大であるため、Ａ「ガスを精製するガス精製装置
が通常用いられている。そして、このガス精製装置の精
製能力のモニタは、従来ガスボンベにＡｒガスを採取し
、ガスクロマトグラフィー等の分析手段により微量不純
物を検出するサンプリング手法が一般に採用されていた
。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、上記のように、ガス精製装置の精製能力
を評価するため、ガス精製装置の出口側のＡ「ガス等の
キャリヤガスをボンベに採取し、特にＮ２，０２．Ｎ２
０等の分析にかけるサンプリング手法では、例えば採取
に１日、分析に１週間というように大幅な時間と費用が
かかるため、定期的な評価が一般に困難であった。
を評価するため、ガス精製装置の出口側のＡ「ガス等の
キャリヤガスをボンベに採取し、特にＮ２，０２．Ｎ２
０等の分析にかけるサンプリング手法では、例えば採取
に１日、分析に１週間というように大幅な時間と費用が
かかるため、定期的な評価が一般に困難であった。
このため、使用者側で使用期間の決定を行うことができ
ず、ガス精製装置メーカーから示された使用期間に依存
せざるを得ないのが現状であった。
ず、ガス精製装置メーカーから示された使用期間に依存
せざるを得ないのが現状であった。
しかし、これでは、ガスラインにリークが発生し、Ｎ２
，０２．Ｎ２０等の不純物濃度が増大した場合等、ガス
精製装置の劣化が早まっているにもかかわらず継続して
使用することになり、製造後の半導体装置に不純物ガス
の混入による表面剥奪やリークの発生といった致命的な
欠陥を及ぼすことになるといった問題点があった。
，０２．Ｎ２０等の不純物濃度が増大した場合等、ガス
精製装置の劣化が早まっているにもかかわらず継続して
使用することになり、製造後の半導体装置に不純物ガス
の混入による表面剥奪やリークの発生といった致命的な
欠陥を及ぼすことになるといった問題点があった。
本発明は上記に鑑み、Ａ「ガス等のキャリヤガスのガス
精製装置の精製能力を短時間で簡便に評価することがで
きる評価方法及びこの方法に使用する評価装置を提供す
ることを目的とする。
精製装置の精製能力を短時間で簡便に評価することがで
きる評価方法及びこの方法に使用する評価装置を提供す
ることを目的とする。
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するため、本発明におけるガス精製装置
の精製能力評価方法は、ガス精製装置の内部の圧力を低
下させて密封し、この圧力より高い圧力に維持し所望の
不純物ガスを封じ込めたタンクからこの不純物ガスを上
記密封したガス精製装置内に排気し、上記ガス精製装置
内への該不純物ガスの排気能力を測定することにより上
記ガス精製装置の精製能力を評価するようにしたもので
あり、ガス精製装置の精製能力評価装置は、内部圧力を
低下させて密封可能なガス精製装置と、所望の不純物ガ
スを上記ガス精製装置の内部圧力より高い圧力で封じ込
めるタンクと、上記ガス精製装置とタンクとを連通部を
介して連通するとともに該連通部にここを開閉自在に介
装したバルブと、上記タンクの内部の圧力の変化を測定
する真空計とを備えたものである。
の精製能力評価方法は、ガス精製装置の内部の圧力を低
下させて密封し、この圧力より高い圧力に維持し所望の
不純物ガスを封じ込めたタンクからこの不純物ガスを上
記密封したガス精製装置内に排気し、上記ガス精製装置
内への該不純物ガスの排気能力を測定することにより上
記ガス精製装置の精製能力を評価するようにしたもので
あり、ガス精製装置の精製能力評価装置は、内部圧力を
低下させて密封可能なガス精製装置と、所望の不純物ガ
スを上記ガス精製装置の内部圧力より高い圧力で封じ込
めるタンクと、上記ガス精製装置とタンクとを連通部を
介して連通するとともに該連通部にここを開閉自在に介
装したバルブと、上記タンクの内部の圧力の変化を測定
する真空計とを備えたものである。
（作 用）
上記のように構成することにより、ガス精製装置の精製
能力が低下した場合には、このガス精製装置より高圧の
タンクからこの内部に排気される不純部ガスの排気能力
がこの精製能力の低下に伴なって低下するため、この排
気能力を、例えばタンクの内部の圧力の変化を測定する
ことによって測定し、これによってガス精製装置の精製
能力を評価するようにしたものである。
能力が低下した場合には、このガス精製装置より高圧の
タンクからこの内部に排気される不純部ガスの排気能力
がこの精製能力の低下に伴なって低下するため、この排
気能力を、例えばタンクの内部の圧力の変化を測定する
ことによって測定し、これによってガス精製装置の精製
能力を評価するようにしたものである。
（実施例）
以下、実施例について図面を参照して説明する。
第１図は、ガス利用装置全体の系統図を示し、ボンベ等
のガスライン１から供給されるＡ「ガス等のキャリヤガ
スは、主配管２に沿って流れ、ガス精製装置３を通過す
ることにより精製されてスパッタリング装置等のプロセ
スチャンバ４内に導入されるよう構成されている。上記
主配管２のガスライン１とガス精製装置３との間にはバ
ルブ５が、ガス精製装置３とプロセスチャンバ４との間
にはバルブ６及びガス流量調節機７が夫々介装されてい
るとともに、プロセスチャンバ４の排出配管８は、バル
ブ９を介して真空ポンプ１０に接続されている。
のガスライン１から供給されるＡ「ガス等のキャリヤガ
スは、主配管２に沿って流れ、ガス精製装置３を通過す
ることにより精製されてスパッタリング装置等のプロセ
スチャンバ４内に導入されるよう構成されている。上記
主配管２のガスライン１とガス精製装置３との間にはバ
ルブ５が、ガス精製装置３とプロセスチャンバ４との間
にはバルブ６及びガス流量調節機７が夫々介装されてい
るとともに、プロセスチャンバ４の排出配管８は、バル
ブ９を介して真空ポンプ１０に接続されている。
而して、プロセスチャンバ４にＡ「ガス等のキャリヤガ
スを導入する際には、上記主配管２のバルブ５，６及び
ＭＦＣ７、並びに排気配管８のバルブ９を開くとともに
、真空ポンプ１０を作動させ、これによってガスライン
１からガス精製装置３を通過して精製されたガスをプロ
セスチャンバ４に導いてこのガスによる処理を施し、同
時にプロセスチャンバ４内の処理後のガスを外部に排気
するのである。
スを導入する際には、上記主配管２のバルブ５，６及び
ＭＦＣ７、並びに排気配管８のバルブ９を開くとともに
、真空ポンプ１０を作動させ、これによってガスライン
１からガス精製装置３を通過して精製されたガスをプロ
セスチャンバ４に導いてこのガスによる処理を施し、同
時にプロセスチャンバ４内の処理後のガスを外部に排気
するのである。
上記ガス精製装置３の排気側には、主配管２から分岐し
て補助配管１１が形成され、この補助通路１１内には補
助タンク１２が装管されているとともに、この補助タン
ク１２の排気側には補助ポンプ１３が接続されている。
て補助配管１１が形成され、この補助通路１１内には補
助タンク１２が装管されているとともに、この補助タン
ク１２の排気側には補助ポンプ１３が接続されている。
また、上記補助配管１１の起端には、電離真空計等の真
空計１４が取付けられ、この起端と補助タンク１２との
間にはバルブ１５とビラニーゲージ等の真空計１６が順
次介装され、更に上記補助ポンプ１３と補助配管１１と
の間、及び補助配管１１の補助ポンプ１３との接続部後
方には夫々バルブ−１７，１８が介装されている。
空計１４が取付けられ、この起端と補助タンク１２との
間にはバルブ１５とビラニーゲージ等の真空計１６が順
次介装され、更に上記補助ポンプ１３と補助配管１１と
の間、及び補助配管１１の補助ポンプ１３との接続部後
方には夫々バルブ−１７，１８が介装されている。
そして、上記ガス精製装置３の精度能力をモニタしたい
時には次の手順で行う。
時には次の手順で行う。
即ち、先ず主配管２側のバルブ５．６を閉じ（なお、バ
ルブ９は開閉いずれでも良い）、補助配管１１側のバル
ブ１５．１７を開くとともに、補助ポンプ１３を作動さ
せてガス精製装置３、補助タンク１２及びこの内部の配
管系を排気して、この内部の圧力をＩ Ｘ １０’ 〜
Ｉ Ｘ １０−”Ｐ ａ程度にし、この時の真空度を圧
力を真空計１４で測定する。次に、上記バルブ１５．１
７を閉じるとともに、バルブ１８を開き、ここから補助
タンク１２内にＮ２ガスを導入し、この補助タンク１２
内の圧力を上記ガス精製装置３の内部の圧力より高い１
００〜ＩＰａ程度にし、この真空度を真空ニド１６でＪ
ＩＩＪ定する。
ルブ９は開閉いずれでも良い）、補助配管１１側のバル
ブ１５．１７を開くとともに、補助ポンプ１３を作動さ
せてガス精製装置３、補助タンク１２及びこの内部の配
管系を排気して、この内部の圧力をＩ Ｘ １０’ 〜
Ｉ Ｘ １０−”Ｐ ａ程度にし、この時の真空度を圧
力を真空計１４で測定する。次に、上記バルブ１５．１
７を閉じるとともに、バルブ１８を開き、ここから補助
タンク１２内にＮ２ガスを導入し、この補助タンク１２
内の圧力を上記ガス精製装置３の内部の圧力より高い１
００〜ＩＰａ程度にし、この真空度を真空ニド１６でＪ
ＩＩＪ定する。
そして、上記バルブ１８を閉じて、このＮ２ガスを補助
タンク１２内に閉じ込め、しかる後にバルブ１５を開い
て、このＮ２ガスをガス精製装置３内に排気させること
により、このガス精製装置３によって排気されたＮ２ガ
スを除去（精製）させる。
タンク１２内に閉じ込め、しかる後にバルブ１５を開い
て、このＮ２ガスをガス精製装置３内に排気させること
により、このガス精製装置３によって排気されたＮ２ガ
スを除去（精製）させる。
この作用によって、Ｎ２ガスは補助タンク１２からガス
精製装置３に流れ、この結果補助タンク１２内の圧力は
第２図（ａ）に示すように減少していく。この排気能力
は、ガス精製装置３の精製能力を示している。即ち、も
しガス精製装置３の精製能力が低下していると、補助タ
ンク１２から流入したＮ２ガスを速やかに除去すること
ができず、従ってこの排気能力も第２図（ｂ）に示すよ
うに低下してしまうからである。なお、例えば同図の線
図（ａ）と（ｂ）のｌＸｌ０−’Ｐａとの交点間の時間
は、約１時間程度である。
精製装置３に流れ、この結果補助タンク１２内の圧力は
第２図（ａ）に示すように減少していく。この排気能力
は、ガス精製装置３の精製能力を示している。即ち、も
しガス精製装置３の精製能力が低下していると、補助タ
ンク１２から流入したＮ２ガスを速やかに除去すること
ができず、従ってこの排気能力も第２図（ｂ）に示すよ
うに低下してしまうからである。なお、例えば同図の線
図（ａ）と（ｂ）のｌＸｌ０−’Ｐａとの交点間の時間
は、約１時間程度である。
また、上記モニタ手段によって、長期に回りガス精製装
置３の精製能力をモニタしてみると、第３図に示すよう
になる。即ち、初期では正常な排気能力を有していたも
のが、長期の使用によって排気能力が低下していくこと
が解る。
置３の精製能力をモニタしてみると、第３図に示すよう
になる。即ち、初期では正常な排気能力を有していたも
のが、長期の使用によって排気能力が低下していくこと
が解る。
第４図に、ｌＸ１Ｏ−１Ｐａまでの排気に要する対数的
に表示した時間と、この排気能力を有していたガス精製
装置でｌｏｐｐｍの不純物を添加したＡ「ガスを精製さ
せこの人「ガスをサンプリング手段でガス分析した値と
の相関図を示すが、このように排気能力と精製能力には
、よい相藺が得られる。
に表示した時間と、この排気能力を有していたガス精製
装置でｌｏｐｐｍの不純物を添加したＡ「ガスを精製さ
せこの人「ガスをサンプリング手段でガス分析した値と
の相関図を示すが、このように排気能力と精製能力には
、よい相藺が得られる。
なお、上記ガス精製装置３は、一般にジルコニウムＣＺ
ｒ）、鉄（Ｆｅ）及びバナジウム（Ｖ）の合金を４００
℃前後に加熱することにより、Ｎ２，０２．Ｎ２０．Ｎ
ｏ、Ｃｏ及びＣＨ４といった不純物ガスを化学反応させ
て合金内部に取込むことにより、この除去精製を行うも
のであるため、排気能力を知るためには、Ｎ２ガス以外
に上記ガスを導入するようにしても良い。
ｒ）、鉄（Ｆｅ）及びバナジウム（Ｖ）の合金を４００
℃前後に加熱することにより、Ｎ２，０２．Ｎ２０．Ｎ
ｏ、Ｃｏ及びＣＨ４といった不純物ガスを化学反応させ
て合金内部に取込むことにより、この除去精製を行うも
のであるため、排気能力を知るためには、Ｎ２ガス以外
に上記ガスを導入するようにしても良い。
また、上記実施例においては、補助タンク１２及び補助
ポンプ１３等を用いた例を示しているが、スパッタリン
グ装置のプロセスチャンバ４を不純物ガスを溜めるタン
クと兼用させるとともに、Ｎ２ガス等のキャリヤガスを
導く配管に接続し、更に真空ポンプ１０の吸引によりこ
のプロセスチャンバ４（タンク）内にＮ２ガス等のキャ
リヤガスを導入するようにしても良い。更に、補助タン
ク１２がガス精製装置３に比べて十分に小さい場合、具
体的には１０００〜１００００分の１程度であれば、空
気を大気圧で閉じ込めて行うようすることも可能である
。この場合、バルブ１５を開けるとガス精製装置３内の
圧力は１００〜１０Ｐａ程度となる。
ポンプ１３等を用いた例を示しているが、スパッタリン
グ装置のプロセスチャンバ４を不純物ガスを溜めるタン
クと兼用させるとともに、Ｎ２ガス等のキャリヤガスを
導く配管に接続し、更に真空ポンプ１０の吸引によりこ
のプロセスチャンバ４（タンク）内にＮ２ガス等のキャ
リヤガスを導入するようにしても良い。更に、補助タン
ク１２がガス精製装置３に比べて十分に小さい場合、具
体的には１０００〜１００００分の１程度であれば、空
気を大気圧で閉じ込めて行うようすることも可能である
。この場合、バルブ１５を開けるとガス精製装置３内の
圧力は１００〜１０Ｐａ程度となる。
本発明は上記のような構成であるので、ガス精製装置の
精反能力の測定を数時間で、しかも簡便且つ確実に行う
ことができる。
精反能力の測定を数時間で、しかも簡便且つ確実に行う
ことができる。
従って、定期的にガス精製装置の精製能力を評価し、こ
れによって精製能力が低下した時に素早くこれを交換す
るようにして、例えば製造後の半導体装置に不純物ガス
の混入による表面剥奪やリークの発生といった致命的な
欠陥の発生を確実に防Ｉ卜するようにすることができる
といった効果がある。
れによって精製能力が低下した時に素早くこれを交換す
るようにして、例えば製造後の半導体装置に不純物ガス
の混入による表面剥奪やリークの発生といった致命的な
欠陥の発生を確実に防Ｉ卜するようにすることができる
といった効果がある。
４、図面の簡単な説明 −
第１図はガスを利用っした真空装置全体の系統図、第２
図は真空度と排気時間の関係を示すグラフ、第３図は排
気時間と稼動時間との関係を示すグラフ、第４図は不純
物濃度と排気時間との関係を示すグラフである。
図は真空度と排気時間の関係を示すグラフ、第３図は排
気時間と稼動時間との関係を示すグラフ、第４図は不純
物濃度と排気時間との関係を示すグラフである。
１・・・ガスライン、３・・・ガス精製装置、４・・・
プロセスチャンバ、５．６，９，１５，１７．１８・・
・バルブ、１０・・・真空ポンプ、１２・・・補助タン
ク、１３・・・補助ポンプ、１４．１６・・・真空計出
願人代理人 佐 藤 −雄 第 １ 図 排気時間 第 ２ 図 −４宋動軒聞 早 ３ 図 １ ｘ １Ｏ−１Ｐａ迄り排気Ｍ聞 手 ４ 図
プロセスチャンバ、５．６，９，１５，１７．１８・・
・バルブ、１０・・・真空ポンプ、１２・・・補助タン
ク、１３・・・補助ポンプ、１４．１６・・・真空計出
願人代理人 佐 藤 −雄 第 １ 図 排気時間 第 ２ 図 −４宋動軒聞 早 ３ 図 １ ｘ １Ｏ−１Ｐａ迄り排気Ｍ聞 手 ４ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ガス精製装置の内部の圧力を低下させて密封し、こ
の圧力より高い圧力に維持し所望の不純物ガスを封じ込
めたタンクからこの不純物ガスを上記密封したガス精製
装置内に排気し、上記ガス精製装置内への該不純物ガス
の排気能力を測定することにより上記ガス精製装置の精
製能力を評価するガス精製装置の精製能力評価方法。 ２、内部圧力を低下させて密封可能なガス精製装置と、
所望の不純物ガスを上記ガス精製装置の内部圧力より高
い圧力で封じ込めるタンクと、上記ガス精製装置とタン
クとを連通部を介して連通するとともに該連通部にここ
を開閉自在に介装したバルブと、上記タンクの内部の圧
力の変化を測定する真空計とを備えたことを特徴とする
ガス精製装置の精製能力評価装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63039036A JPH01215343A (ja) | 1988-02-22 | 1988-02-22 | ガス精製装置の精製能力評価方法及びその装置 |
| US07/313,529 US4912963A (en) | 1988-02-22 | 1989-02-22 | Method and an apparatus for evaluating the gas purifying ability of a gas purifier |
| KR1019890002085A KR910008102B1 (ko) | 1988-02-22 | 1989-02-22 | 가스정제장치의 정제능력평가방법과 그 장치 |
| DE89103084T DE68908436T2 (de) | 1988-02-22 | 1989-02-22 | Verfahren und Vorrichtung zur Schätzung des Reinigungsvermögens eines Gasreinigers. |
| EP89103084A EP0330175B1 (en) | 1988-02-22 | 1989-02-22 | A method and an apparatus for evaluating the gas purifying ability of a gas purifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63039036A JPH01215343A (ja) | 1988-02-22 | 1988-02-22 | ガス精製装置の精製能力評価方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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