JPH04355367A - 特殊材料ガスの分解率変化測定方法及びその測定装置 - Google Patents
特殊材料ガスの分解率変化測定方法及びその測定装置Info
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- JPH04355367A JPH04355367A JP3157653A JP15765391A JPH04355367A JP H04355367 A JPH04355367 A JP H04355367A JP 3157653 A JP3157653 A JP 3157653A JP 15765391 A JP15765391 A JP 15765391A JP H04355367 A JPH04355367 A JP H04355367A
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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。
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体製造に必
要不可欠な各特殊材料ガスについて、その分解率を反応
時間、不純物濃度、雰囲気温度等との関係において精度
良く測定するための方法及びその装置に関するものであ
る。
要不可欠な各特殊材料ガスについて、その分解率を反応
時間、不純物濃度、雰囲気温度等との関係において精度
良く測定するための方法及びその装置に関するものであ
る。
【0002】
【関連技術】近年の半導体製造技術において、例えばシ
リコン基板を製造する場合、特殊材料ガス(例えばシラ
ンガス、ジシランガス、ジボラン等)の取扱いは極めて
重要であり、その化学的、物理的性質を解明することは
製造技術の飛躍的発展をもたらす。かかる特殊材料ガス
は腐食性、自然発火性、毒性等取扱いに不便な性質を有
する一方、特定の温度や放電により分解、例えば該特殊
材料ガスがシランガス(SiH4 )である場合、Si
と2H2 とに分解することが知られ、その分解温度も
種々測定はなされている。
リコン基板を製造する場合、特殊材料ガス(例えばシラ
ンガス、ジシランガス、ジボラン等)の取扱いは極めて
重要であり、その化学的、物理的性質を解明することは
製造技術の飛躍的発展をもたらす。かかる特殊材料ガス
は腐食性、自然発火性、毒性等取扱いに不便な性質を有
する一方、特定の温度や放電により分解、例えば該特殊
材料ガスがシランガス(SiH4 )である場合、Si
と2H2 とに分解することが知られ、その分解温度も
種々測定はなされている。
【0003】なお、従来かかる特殊材料ガスの成分分析
は、ガスクロマトグラフィーに代表される濃度分析計が
用いられている。
は、ガスクロマトグラフィーに代表される濃度分析計が
用いられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来に
おいては単に特殊材料ガスの分解温度の概略値を知るに
留まっており、分解率の変化が各種の反応条件と如何な
る関係については何等有用な情報が得られてない。従っ
て、特に超微細構造の半導体製造等に対応するには十分
でなく上記関係の広汎かつ十分な解明が必要である。
おいては単に特殊材料ガスの分解温度の概略値を知るに
留まっており、分解率の変化が各種の反応条件と如何な
る関係については何等有用な情報が得られてない。従っ
て、特に超微細構造の半導体製造等に対応するには十分
でなく上記関係の広汎かつ十分な解明が必要である。
【0005】本発明は、上記従来の課題を解決するべく
なされたものであり、取扱いに不便な特殊材料ガスの分
解率の変化と反応時間、不純物濃度、雰囲気温度等の反
応条件との依存性を容易に、しかも精度良く測定するこ
とができる方法及びその装置を提供することを目的とす
る。
なされたものであり、取扱いに不便な特殊材料ガスの分
解率の変化と反応時間、不純物濃度、雰囲気温度等の反
応条件との依存性を容易に、しかも精度良く測定するこ
とができる方法及びその装置を提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するべく
、請求項1、及び請求項2の発明は、内面が電解研磨さ
れ少なくとも特殊材料ガスに対して安定である反応管内
に超高純度の不活性ガスを流す第1の工程と、該反応管
内を所定の高純度レベルまでベーキングする第2の工程
と、該反応管内を所定温度の雰囲気にする第3の工程と
、該反応管内に所定純度の前記特殊材料ガスを所定流量
で供給する第4の工程と、該供給される特殊材料ガスの
流量、及び純度、並びに前記反応管内の雰囲気温度の各
設定条件毎に前記反応管内における前記特殊材料ガスの
分解率を測定する第5の工程と、を有する構成とし、特
殊材料ガスとしては代表的にはシランガスが用いられる
。
、請求項1、及び請求項2の発明は、内面が電解研磨さ
れ少なくとも特殊材料ガスに対して安定である反応管内
に超高純度の不活性ガスを流す第1の工程と、該反応管
内を所定の高純度レベルまでベーキングする第2の工程
と、該反応管内を所定温度の雰囲気にする第3の工程と
、該反応管内に所定純度の前記特殊材料ガスを所定流量
で供給する第4の工程と、該供給される特殊材料ガスの
流量、及び純度、並びに前記反応管内の雰囲気温度の各
設定条件毎に前記反応管内における前記特殊材料ガスの
分解率を測定する第5の工程と、を有する構成とし、特
殊材料ガスとしては代表的にはシランガスが用いられる
。
【0007】請求項3、請求項4の発明は、高純度の不
活性ガスを供給するための第1のガス供給源と、濃度及
び流量を夫々調整可能な特殊材料ガスを供給するための
第2のガス供給源と、前記特殊材料ガス中の不純物の添
加量を調整可能な純度調整手段と、前記不活性ガス及び
特殊材料ガスの流れを選択的に切り替え可能な切り替え
バルブと、該バルブに一端側開口部が接続される反応管
を保持するための保持手段と、該反応管の他端側開口部
に接続される濃度分析計と、前記反応管内を任意の一定
温度に制御可能な加熱手段とを備える構成としており、
濃度分析計としては、代表的にはガスクロマトグラフィ
ーが用いられる。
活性ガスを供給するための第1のガス供給源と、濃度及
び流量を夫々調整可能な特殊材料ガスを供給するための
第2のガス供給源と、前記特殊材料ガス中の不純物の添
加量を調整可能な純度調整手段と、前記不活性ガス及び
特殊材料ガスの流れを選択的に切り替え可能な切り替え
バルブと、該バルブに一端側開口部が接続される反応管
を保持するための保持手段と、該反応管の他端側開口部
に接続される濃度分析計と、前記反応管内を任意の一定
温度に制御可能な加熱手段とを備える構成としており、
濃度分析計としては、代表的にはガスクロマトグラフィ
ーが用いられる。
【0008】
【作用】まず、内面が電解研磨処理された反応管内に高
純度のアルゴンガス等を流すことにより、該反応管内を
予め高純度レベルの雰囲気にする。次いで、加熱手段を
作動させ該反応管内をベーキングする。これにより該反
応管内を少なくともバックグラウンド程度の超高純度な
雰囲気にする。続いて、該反応管内を所定の温度雰囲気
にするべく前記加熱手段を制御する。その後、該反応管
内に所定の不純物濃度レベルの特殊材料ガス(例えばシ
ランガス)を所定流量で流す。
純度のアルゴンガス等を流すことにより、該反応管内を
予め高純度レベルの雰囲気にする。次いで、加熱手段を
作動させ該反応管内をベーキングする。これにより該反
応管内を少なくともバックグラウンド程度の超高純度な
雰囲気にする。続いて、該反応管内を所定の温度雰囲気
にするべく前記加熱手段を制御する。その後、該反応管
内に所定の不純物濃度レベルの特殊材料ガス(例えばシ
ランガス)を所定流量で流す。
【0009】かかる状態で、例えば該特殊材料ガスの不
純物濃度及び反応管内の雰囲気温度を夫々所定の一定値
に保持し、次いで、特殊材料ガスの流量を順次変更して
各流量毎に特殊材料ガスの分解率を測定する。
純物濃度及び反応管内の雰囲気温度を夫々所定の一定値
に保持し、次いで、特殊材料ガスの流量を順次変更して
各流量毎に特殊材料ガスの分解率を測定する。
【0010】以下、特殊材料ガスの不純物濃度及び反応
管内の雰囲気温度のいずれか一方又は双方を他の所定の
一定値に保持し、各不純物濃度又は雰囲気温度について
上記のように順次各流量毎に前記分解率を測定する。
管内の雰囲気温度のいずれか一方又は双方を他の所定の
一定値に保持し、各不純物濃度又は雰囲気温度について
上記のように順次各流量毎に前記分解率を測定する。
【0011】なお、反応管は特殊材料ガスに対して安定
であるので、特殊材料ガスを供給することで腐食等を生
じさせることはなく特殊材料ガス自体が測定結果に影響
を及ぼすことはない。
であるので、特殊材料ガスを供給することで腐食等を生
じさせることはなく特殊材料ガス自体が測定結果に影響
を及ぼすことはない。
【0012】
【実施例】図1は本発明に係る特殊材料ガスの分解率変
化の測定方法を実施するための装置の一実施例を示すも
のである。同図に示すように、純化器1のガス入口側に
は例えばアルゴンガスのような不活性ガスの原料ガスの
供給源(図示省略)がガス継ぎ手1aを介して接続され
、そのガス出口側には第1〜第4のガス供給ライン2〜
5が接続されている。
化の測定方法を実施するための装置の一実施例を示すも
のである。同図に示すように、純化器1のガス入口側に
は例えばアルゴンガスのような不活性ガスの原料ガスの
供給源(図示省略)がガス継ぎ手1aを介して接続され
、そのガス出口側には第1〜第4のガス供給ライン2〜
5が接続されている。
【0013】前記第1のガス供給ライン2には第1のガ
ス流量制御計(MFC)6が接続され、第2のガス供給
ライン3には不純物供給源(水分供給源)たる第1ボン
ベ7、レギュレータ8、及び第2のMFC9が上流側か
らその順序で接続され、第3のガス供給ライン4には、
特殊材料ガス(シランガス)供給源たる第2ボンベ10
、及び第3のMFC11が上流側からその順序で接続さ
れている。また、第4のガス供給ライン5の下流端側に
は濃度分析計としてのガスクロマトグラフィー(GC)
12が接続されている。
ス流量制御計(MFC)6が接続され、第2のガス供給
ライン3には不純物供給源(水分供給源)たる第1ボン
ベ7、レギュレータ8、及び第2のMFC9が上流側か
らその順序で接続され、第3のガス供給ライン4には、
特殊材料ガス(シランガス)供給源たる第2ボンベ10
、及び第3のMFC11が上流側からその順序で接続さ
れている。また、第4のガス供給ライン5の下流端側に
は濃度分析計としてのガスクロマトグラフィー(GC)
12が接続されている。
【0014】前記第1のMFC6の下流側には第1のバ
ルブ13が接続されていると共に、第1及び第2のMF
C6、9の両下流側の合流部は第2及び第3のバルブ1
4、15が接続されており、該第3のバルブ15は第4
のバルブ16を介して排気手段に接続されている。
ルブ13が接続されていると共に、第1及び第2のMF
C6、9の両下流側の合流部は第2及び第3のバルブ1
4、15が接続されており、該第3のバルブ15は第4
のバルブ16を介して排気手段に接続されている。
【0015】さらに、前記第3のMFC11の下流側に
は第5のバルブ17及び第6のバルブ18が接続され、
前記第2のバルブ14及び第5のバルブ17の下流側合
流部は保持手段としての第1の継ぎ手19に接続されて
いる。該第1の継ぎ手19は反応管20の上流側端部に
接続され、該反応管20の下流側端部は他の保持手段と
しての第2の継ぎ手21に接続されている。
は第5のバルブ17及び第6のバルブ18が接続され、
前記第2のバルブ14及び第5のバルブ17の下流側合
流部は保持手段としての第1の継ぎ手19に接続されて
いる。該第1の継ぎ手19は反応管20の上流側端部に
接続され、該反応管20の下流側端部は他の保持手段と
しての第2の継ぎ手21に接続されている。
【0016】また、前記第6のバルブ18はバイパスラ
イン22の上流側端部に接続され、該バイパスライン2
2の下流側端部は第7のバルブ23を介して第8のバル
ブ24の下流側に接続されており、該第8のバルブ24
の上流側は前記第2の継ぎ手21に接続されている。
イン22の上流側端部に接続され、該バイパスライン2
2の下流側端部は第7のバルブ23を介して第8のバル
ブ24の下流側に接続されており、該第8のバルブ24
の上流側は前記第2の継ぎ手21に接続されている。
【0017】前記反応管20にはその管長方向に沿って
加熱手段たる加熱ヒータ25、26、27が設けられて
おり、さらに、各加熱ヒータの加熱領域毎に温度検出器
28、29、30が設けられている。
加熱手段たる加熱ヒータ25、26、27が設けられて
おり、さらに、各加熱ヒータの加熱領域毎に温度検出器
28、29、30が設けられている。
【0018】他方、前記第7及び第8のバルブ23、2
4の下流側合流部はサンプリング装置40の第1の節点
40aに接続されている。該サンプリング装置40は、
前記第1の節点40a、及び他の第2〜第6の節点(4
0b、40c、40d、40e、及び40f)と共に環
状に配置された構成となっており、第1の節点40aは
第2の節点40bと第6の節点40eとに選択的に連結
され、第3の節点40cは前記第2の節点40bと第4
の節点40dとに選択的に連結され、第5の節点40e
は前記第4の節点40dと第6の節点40fとに選択的
に連結されるようになっている。また、第3の節点40
cと第6の節点fとの間にはサンプリング管40Gが接
続されている。
4の下流側合流部はサンプリング装置40の第1の節点
40aに接続されている。該サンプリング装置40は、
前記第1の節点40a、及び他の第2〜第6の節点(4
0b、40c、40d、40e、及び40f)と共に環
状に配置された構成となっており、第1の節点40aは
第2の節点40bと第6の節点40eとに選択的に連結
され、第3の節点40cは前記第2の節点40bと第4
の節点40dとに選択的に連結され、第5の節点40e
は前記第4の節点40dと第6の節点40fとに選択的
に連結されるようになっている。また、第3の節点40
cと第6の節点fとの間にはサンプリング管40Gが接
続されている。
【0019】さらに、前記第2の節点40bにはガス排
出ライン31を介して排ガス処理装置32が接続されて
おり、前記第4の節点40d、第5の節点40eは夫々
ガス導入ライン33、ガス導出ライン34を介して前記
GC12に接続されている。なお、前記第4のガス供給
ライン5はGC12内において前記ガス導入ライン33
と接続され、前記ガス導出ライン34はガス排出ライン
35を介して前記排ガス処理装置32に接続されている
。
出ライン31を介して排ガス処理装置32が接続されて
おり、前記第4の節点40d、第5の節点40eは夫々
ガス導入ライン33、ガス導出ライン34を介して前記
GC12に接続されている。なお、前記第4のガス供給
ライン5はGC12内において前記ガス導入ライン33
と接続され、前記ガス導出ライン34はガス排出ライン
35を介して前記排ガス処理装置32に接続されている
。
【0020】なお、前記第2のガス供給ライン3におけ
るレギュレータ8の上流側には第9のバルブ38が接続
され、該第9のバルブ38の下流側と前記ボンベ7との
間には第10のバルブ37が接続されている。また、前
記第3のガス供給ライン4におけるMFC11の上流側
には第11のバルブ39が接続され、該第11のバルブ
39の下流側と前記ボンベ10との間には第12のバル
ブ36が接続されている。
るレギュレータ8の上流側には第9のバルブ38が接続
され、該第9のバルブ38の下流側と前記ボンベ7との
間には第10のバルブ37が接続されている。また、前
記第3のガス供給ライン4におけるMFC11の上流側
には第11のバルブ39が接続され、該第11のバルブ
39の下流側と前記ボンベ10との間には第12のバル
ブ36が接続されている。
【0021】前記各バルブ13、14、15、16…は
オールメタル製であり、各バルブ内からの放出ガスは通
過するガスの純度を低下させないように規制されている
。
オールメタル製であり、各バルブ内からの放出ガスは通
過するガスの純度を低下させないように規制されている
。
【0022】次に、上記のように構成された本実施例に
よる測定方法につき説明する。
よる測定方法につき説明する。
【0023】まず、反応管14は、例えば管径が1/4
インチで管長が2メートルであり、さらに内面が電解研
磨され、かつ、特殊材料ガス(本実施例の場合シランガ
ス)に対して安定な処理が施されたステンレス管を用意
し、これを前記両継ぎ手19、21の間に取り付ける。
インチで管長が2メートルであり、さらに内面が電解研
磨され、かつ、特殊材料ガス(本実施例の場合シランガ
ス)に対して安定な処理が施されたステンレス管を用意
し、これを前記両継ぎ手19、21の間に取り付ける。
【0024】続いて、第1、第2、第6、第7、第10
及び第12のバルブ13、14、18、23、37、3
6を閉弁し、他のバルブ、すなわち第3、第4、第5、
第8、第9、及び第11のバルブ15、16、17、1
8、23、24、38、39を開弁する。これにより、
第1及び第2のガス供給ライン2、3、並びに第3及び
第4のガス供給ライン4、5が超高純度のアルゴンガス
によりパージされ、反応管20もパージされる。このと
き、サンプリング装置40は、図1の破線で示すように
、第1の節点40aが第6の節点40fと、第2の節点
40bが第3の節点40cと、さらに第5の節点40e
が第4の節点40dと夫々接続されている。従って、ガ
ス排出ライン31、並びにガス導入ライン33及びガス
導出ライン34も前記アルゴンガスによりパージされる
。
及び第12のバルブ13、14、18、23、37、3
6を閉弁し、他のバルブ、すなわち第3、第4、第5、
第8、第9、及び第11のバルブ15、16、17、1
8、23、24、38、39を開弁する。これにより、
第1及び第2のガス供給ライン2、3、並びに第3及び
第4のガス供給ライン4、5が超高純度のアルゴンガス
によりパージされ、反応管20もパージされる。このと
き、サンプリング装置40は、図1の破線で示すように
、第1の節点40aが第6の節点40fと、第2の節点
40bが第3の節点40cと、さらに第5の節点40e
が第4の節点40dと夫々接続されている。従って、ガ
ス排出ライン31、並びにガス導入ライン33及びガス
導出ライン34も前記アルゴンガスによりパージされる
。
【0025】かかる状態で加熱ヒータ25、26、27
を作動させて反応管20内のベーキングを行い、反応管
20の内壁に付着した不純物を脱離させる。該ベーキン
グが終了したら、該反応管20内に反応管20内を一定
の温度(例えば23℃)にするべく前記加熱ヒータ25
、26、27を温度検出器28、29、30の出力に基
づき制御する。
を作動させて反応管20内のベーキングを行い、反応管
20の内壁に付着した不純物を脱離させる。該ベーキン
グが終了したら、該反応管20内に反応管20内を一定
の温度(例えば23℃)にするべく前記加熱ヒータ25
、26、27を温度検出器28、29、30の出力に基
づき制御する。
【0026】次に、第2のバルブ14を開弁すると共に
、第3、第4、第5、第8、第9、第11のバルブ15
、16、17、24、38、39を閉弁した後、第12
のバルブ36を開弁し、さらに第6のバルブ18及び第
7のバルブ23を開弁する。これにより、反応管20に
は前記アルゴンガスが流れるが、バイパスライン22に
はシランガスが流れ、反応管20にシランガスを流し得
る状態となる。
、第3、第4、第5、第8、第9、第11のバルブ15
、16、17、24、38、39を閉弁した後、第12
のバルブ36を開弁し、さらに第6のバルブ18及び第
7のバルブ23を開弁する。これにより、反応管20に
は前記アルゴンガスが流れるが、バイパスライン22に
はシランガスが流れ、反応管20にシランガスを流し得
る状態となる。
【0027】その後、第6、第7のバルブ18、23を
閉弁し、第5、第8のバルブ17、24を開弁する。こ
れにより、反応管20にはアルゴンガスとシランガスの
混合ガスが所定流量で流れるが、両ガスの混合比率は、
例えばアルゴンガス中にシランガスが15パーセント含
まれるように設定される。なお、該混合比率は第1のM
FC6及び第3のMFC11の両制御量により任意に調
整することができる。
閉弁し、第5、第8のバルブ17、24を開弁する。こ
れにより、反応管20にはアルゴンガスとシランガスの
混合ガスが所定流量で流れるが、両ガスの混合比率は、
例えばアルゴンガス中にシランガスが15パーセント含
まれるように設定される。なお、該混合比率は第1のM
FC6及び第3のMFC11の両制御量により任意に調
整することができる。
【0028】前記混合ガスが反応管20に所定流量で流
入され、シランガスの分解反応が所定時間経過したとき
、サンプリング装置40を操作し、図1の実線で示すよ
うに、第1の節点40aを第2の節点40bに、第3の
節点40cを第4の節点40dに、さらに第5の節点4
0eを第6の節点40fに夫々接続する。これにより、
サンプリング管40Gに収納された混合ガスはガス導出
ライン34を介してGC12に導入され、当該流量にお
けるシランガスの含有量、すなわちシランガスの分解率
が測定される。
入され、シランガスの分解反応が所定時間経過したとき
、サンプリング装置40を操作し、図1の実線で示すよ
うに、第1の節点40aを第2の節点40bに、第3の
節点40cを第4の節点40dに、さらに第5の節点4
0eを第6の節点40fに夫々接続する。これにより、
サンプリング管40Gに収納された混合ガスはガス導出
ライン34を介してGC12に導入され、当該流量にお
けるシランガスの含有量、すなわちシランガスの分解率
が測定される。
【0029】前記所定の流量での測定が終了したら、サ
ンプリング装置40の各節点の接続関係を図1の破線で
示す状態に戻し、第1のMFC6及び第3のMFC11
を調整して他の所定流量に順次設定し、各流量毎に上記
と同様な測定を繰り返す。次に、加熱ヒータ25、26
、27を制御して反応管20内を他の所定温度に順次設
定し、各温度毎に上記と同様にGC12により分解率の
測定を繰り返して行う。
ンプリング装置40の各節点の接続関係を図1の破線で
示す状態に戻し、第1のMFC6及び第3のMFC11
を調整して他の所定流量に順次設定し、各流量毎に上記
と同様な測定を繰り返す。次に、加熱ヒータ25、26
、27を制御して反応管20内を他の所定温度に順次設
定し、各温度毎に上記と同様にGC12により分解率の
測定を繰り返して行う。
【0030】前記混合ガスに含まれる不純物量、すなわ
ち水分量を変更して測定するときは、第10のバルブ3
7を開弁し、レギュレータ8を調整し、混合ガス中に含
ませる水分量を設定する。この混合ガス中の水分濃度も
GC12により測定することができる。
ち水分量を変更して測定するときは、第10のバルブ3
7を開弁し、レギュレータ8を調整し、混合ガス中に含
ませる水分量を設定する。この混合ガス中の水分濃度も
GC12により測定することができる。
【0031】図2は上記測定から得られるデータの結果
を示すものであり、横軸は反応時間tを、縦軸は分解率
Hを表している。なお、同図中白丸、黒丸、三角で示す
プロットは反応管20内の雰囲気温度Tが夫々Tx0
(380℃)、Ty0 (400℃)、Tz0 (41
5℃)である場合に対応し、直線R0X、R0Y、R0
Z、は水分濃度がR0 である場合に、そして、直線R
1X、R1Y、R1Z及び直線R2X、R2Y、R2Z
は夫々水分濃度RがR1 、R2 である場合に対応す
る。ここで、水分濃度RはR0 、R1 、R2 の順
序で大きい値となっている。
を示すものであり、横軸は反応時間tを、縦軸は分解率
Hを表している。なお、同図中白丸、黒丸、三角で示す
プロットは反応管20内の雰囲気温度Tが夫々Tx0
(380℃)、Ty0 (400℃)、Tz0 (41
5℃)である場合に対応し、直線R0X、R0Y、R0
Z、は水分濃度がR0 である場合に、そして、直線R
1X、R1Y、R1Z及び直線R2X、R2Y、R2Z
は夫々水分濃度RがR1 、R2 である場合に対応す
る。ここで、水分濃度RはR0 、R1 、R2 の順
序で大きい値となっている。
【0032】また、直線R0X、R1X、R2Xの群は
シランガスのライフタイムτ(分解反応の速度定数kの
逆数で表される)がτX (2835sec)である場
合に、そして直線R0Y、R1Y、R2Y及び直線R0
Z、R1Z、R2Zの各群は前記ライフタイムτが夫々
τY (755sec)、τZ (208sec)であ
る場合に対応する。
シランガスのライフタイムτ(分解反応の速度定数kの
逆数で表される)がτX (2835sec)である場
合に、そして直線R0Y、R1Y、R2Y及び直線R0
Z、R1Z、R2Zの各群は前記ライフタイムτが夫々
τY (755sec)、τZ (208sec)であ
る場合に対応する。
【0033】従って、同図から理解できるように、シラ
ンガスの分解は、これに含まれる水分濃度RがR0 、
R1 、R2 の順序で、すなわち水分濃度Rが高くな
る程速く進行する。
ンガスの分解は、これに含まれる水分濃度RがR0 、
R1 、R2 の順序で、すなわち水分濃度Rが高くな
る程速く進行する。
【0034】同図に示す直線R0X、R0Y、R0Z…
等に示す特性内容からシランガスの分解率Hと反応時間
t等との関係は、下記の数式で表されるものと考えられ
る。なお、上記関係は、水分が含まれていない場合(数
式1〜数式6)と、水分が含まれている場合(数式7〜
数式11)とに分けて考慮されるべきものである。
等に示す特性内容からシランガスの分解率Hと反応時間
t等との関係は、下記の数式で表されるものと考えられ
る。なお、上記関係は、水分が含まれていない場合(数
式1〜数式6)と、水分が含まれている場合(数式7〜
数式11)とに分けて考慮されるべきものである。
【0035】まず、水分が含まれていない場合における
シランガスの濃度Nの時間的変化率は下記の数式1によ
り表すことができる。
シランガスの濃度Nの時間的変化率は下記の数式1によ
り表すことができる。
【0036】
【数1】−dN/dt=kN=(1/τ)N
【0037
】上記数式1を変数分離して両辺を夫々所定の積分範囲
で積分すると、下記の数式2となる。
】上記数式1を変数分離して両辺を夫々所定の積分範囲
で積分すると、下記の数式2となる。
【0038】
【数2】
【0039】上記数式2においてN0はシランガスの初
期濃度であり、Ntは時間t後の濃度である。
期濃度であり、Ntは時間t後の濃度である。
【0040】下記の数式3は数式2の積分結果を示すも
のである。
のである。
【0041】
【数3】ln (Nt /N0 )=−kt
【0042
】ここで、Xを分解したシランガス濃度とすると、Nt
は下記の数式4で表される。
】ここで、Xを分解したシランガス濃度とすると、Nt
は下記の数式4で表される。
【0043】
【数4】Nt=N0−X
【0044】従って、シランガスの分解率Hは下記の数
式5で表される。
式5で表される。
【0045】
【数5】
H=(N0−X)/N0=exp(−kt)=ex
p(−k/τ)
p(−k/τ)
【0046】従って、シランガスの残存
濃度Qは下記の数式6で表される。
濃度Qは下記の数式6で表される。
【0047】
【数6】Q=N0−X=N0exp(−t/τ)
【00
48】次に、シランガスに水分が含まれている場合、M
をシランガス中の水分濃度とすると、濃度Nの時間的変
化率は下記の数式7にて表される。なお、数式7におい
てk1、k2はいずれも速度定数であり、前者は水分を
考慮しない項、後者は水分を考慮する項についてのもの
である。
48】次に、シランガスに水分が含まれている場合、M
をシランガス中の水分濃度とすると、濃度Nの時間的変
化率は下記の数式7にて表される。なお、数式7におい
てk1、k2はいずれも速度定数であり、前者は水分を
考慮しない項、後者は水分を考慮する項についてのもの
である。
【0049】
【数7】−dN/dt=k1・N+k2・M・N
【00
50】数式7を変数分離して両辺を所定の積分範囲で積
分すると下記の数式8が得られる。
50】数式7を変数分離して両辺を所定の積分範囲で積
分すると下記の数式8が得られる。
【0051】
【数8】
(N−X)/N0=exp(−k1・t−k2・M・t
)
)
【0052】従って、シランガス濃度の残存濃度Qは
下記の数式9で表される。
下記の数式9で表される。
【0053】
【数9】
Q=N0−X=exp(−k1・t−k2・M・t)
【
0054】上記数式9に基づき、水分の存在を加味した
場合における実効的な速度定数keff、あるいは実効
的なライフタイムτeffを下記の数式10のように定
義する。
0054】上記数式9に基づき、水分の存在を加味した
場合における実効的な速度定数keff、あるいは実効
的なライフタイムτeffを下記の数式10のように定
義する。
【0055】
【数10】
keff=k1+k2・M=1/τeff=(1/
τ1)+(M/τ2)
τ1)+(M/τ2)
【0056】上記数式から、特殊
材料ガスに含まれる水分が多くなる程分解の進行が加速
されることが理解できる。
材料ガスに含まれる水分が多くなる程分解の進行が加速
されることが理解できる。
【0057】
【発明の効果】以上のように請求項1、請求項2の発明
によれば、内面が電解研磨され少なくとも特殊材料ガス
に対して安定である反応管内に超高純度の不活性ガスを
流す第1の工程と、該反応管内を所定の高純度レベルま
でベーキングする第2の工程と、該反応管内を所定温度
の雰囲気にする第3の工程と、該反応管内に所定純度の
前記特殊材料ガスを所定流量で供給する第4の工程と、
該供給される特殊材料ガスの流量、及び純度、並びに前
記反応管内の雰囲気温度の各設定条件毎に前記反応管内
における前記特殊材料ガスの分解率を測定する第5の工
程と、を備える構成としたので、例えば半導体製造に重
要なシランガス等の特殊材料ガスについて、その分解率
変化の諸特性を精度良く解析することができ、特に超微
細構造の半導体製造等に貢献できる。
によれば、内面が電解研磨され少なくとも特殊材料ガス
に対して安定である反応管内に超高純度の不活性ガスを
流す第1の工程と、該反応管内を所定の高純度レベルま
でベーキングする第2の工程と、該反応管内を所定温度
の雰囲気にする第3の工程と、該反応管内に所定純度の
前記特殊材料ガスを所定流量で供給する第4の工程と、
該供給される特殊材料ガスの流量、及び純度、並びに前
記反応管内の雰囲気温度の各設定条件毎に前記反応管内
における前記特殊材料ガスの分解率を測定する第5の工
程と、を備える構成としたので、例えば半導体製造に重
要なシランガス等の特殊材料ガスについて、その分解率
変化の諸特性を精度良く解析することができ、特に超微
細構造の半導体製造等に貢献できる。
【0058】請求項3、請求項4の発明によれば、高純
度の不活性ガスを供給するための第1のガス供給源と、
濃度及び流量を夫々調整可能な特殊材料ガスを供給する
ための第2のガス供給源と、前記特殊材料ガス中の不純
物の添加量を調整可能な純度調整手段と、前記不活性ガ
ス及び特殊材料ガスの流れを選択的に切り替え可能な切
り替えバルブと、該バルブに一端側開口部が接続される
反応管を保持するための保持手段と、該反応管の他端側
開口部に接続される濃度分析計と、前記反応管内を任意
の一定温度に制御可能な加熱手段とを備える構成とした
ので、従前より既設のもので、また、容易に入手可能な
ガス供給系やガス分析計等を流用することにより、請求
項1の発明を容易に実施することができる。
度の不活性ガスを供給するための第1のガス供給源と、
濃度及び流量を夫々調整可能な特殊材料ガスを供給する
ための第2のガス供給源と、前記特殊材料ガス中の不純
物の添加量を調整可能な純度調整手段と、前記不活性ガ
ス及び特殊材料ガスの流れを選択的に切り替え可能な切
り替えバルブと、該バルブに一端側開口部が接続される
反応管を保持するための保持手段と、該反応管の他端側
開口部に接続される濃度分析計と、前記反応管内を任意
の一定温度に制御可能な加熱手段とを備える構成とした
ので、従前より既設のもので、また、容易に入手可能な
ガス供給系やガス分析計等を流用することにより、請求
項1の発明を容易に実施することができる。
【図1】本発明に係る分解率変化の測定方法の実施に使
用される装置の一実施例を示すガスフロー構成図である
。
用される装置の一実施例を示すガスフロー構成図である
。
【図2】図1に示す装置により得られる測定例を示すグ
ラフである。
ラフである。
1 ガス純化器(第1のガス供給源)6 第1のガ
ス流量制御計 8 レギュレータ(純度調整手段) 9 第2ガス流量制御計 10 ボンベ(第2のガス供給源) 11 第3ガス流量制御計 12 ガスクロマトグラフィー(濃度分析計)17、
21 ガス継ぎ手(保持手段)20 反応管
ス流量制御計 8 レギュレータ(純度調整手段) 9 第2ガス流量制御計 10 ボンベ(第2のガス供給源) 11 第3ガス流量制御計 12 ガスクロマトグラフィー(濃度分析計)17、
21 ガス継ぎ手(保持手段)20 反応管
Claims (4)
- 【請求項1】 内面が電解研磨され少なくとも特殊材
料ガスに対して安定である反応管内に超高純度の不活性
ガスを流す第1の工程と、該反応管内を所定の高純度レ
ベルまでベーキングする第2の工程と、該反応管内を所
定温度の雰囲気にする第3の工程と、該反応管内に所定
純度の前記特殊材料ガスを所定流量で供給する第4の工
程と、該供給される特殊材料ガスの流量及び純度、並び
に前記反応管内の雰囲気温度の各設定条件毎に前記反応
管内における前記特殊材料ガスの分解率を測定する第5
の工程と、から成ることを特徴とする特殊材料ガスの分
解率変化測定方法。 - 【請求項2】 前記特殊材料ガスは、シランガスであ
る請求項1記載の特殊材料ガスの分解率変化測定方法。 - 【請求項3】 高純度の不活性ガスを供給するための
第1のガス供給源と、濃度及び流量を夫々調整可能な特
殊材料ガスを供給するための第2のガス供給源と、前記
特殊材料ガス中の不純物の添加量を調整可能な純度調整
手段と、前記不活性ガス及び特殊材料ガスの流れを選択
的に切り替え可能な切り替えバルブと、該バルブに一端
側開口部が接続される反応管を保持するための保持手段
と、該反応管の他端側開口部に接続される濃度分析計と
、前記反応管内を任意の一定温度に制御可能な加熱手段
とを備えたことを特徴とする特殊材料ガスの分解率変化
測定装置。 - 【請求項4】 前記濃度分析計は、ガスクロマトグラ
フィーである請求項3記載の特殊材料ガスの分解率変化
測定装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15765391A JP3169393B2 (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 特殊材料ガスの分解率変化測定方法及びその測定装置 |
PCT/JP1992/000606 WO1992021967A1 (fr) | 1991-05-31 | 1992-05-13 | Procede de mesure de variation de vitesse de decomposition d'un gaz specifique et dispositif conçu a cet effet |
EP92910164A EP0698788A1 (en) | 1991-05-31 | 1992-05-13 | Method and device for measuring variation in decomposition rate of special material gas |
US08/150,128 US5438001A (en) | 1991-05-31 | 1992-05-13 | Method and device for measuring variation in decomposition rate of special material gas |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15765391A JP3169393B2 (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 特殊材料ガスの分解率変化測定方法及びその測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04355367A true JPH04355367A (ja) | 1992-12-09 |
JP3169393B2 JP3169393B2 (ja) | 2001-05-21 |
Family
ID=15654432
Family Applications (1)
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JP15765391A Expired - Fee Related JP3169393B2 (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 特殊材料ガスの分解率変化測定方法及びその測定装置 |
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---|---|
US (1) | US5438001A (ja) |
EP (1) | EP0698788A1 (ja) |
JP (1) | JP3169393B2 (ja) |
WO (1) | WO1992021967A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6436353B1 (en) | 1997-06-13 | 2002-08-20 | Tadahiro Ohmi | Gas recovering apparatus |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2749924B1 (fr) * | 1996-06-18 | 1998-08-21 | Air Liquide | Dispositif pour fournir a un appareil l'un quelconque de plusieurs gaz |
US5922286A (en) * | 1996-06-18 | 1999-07-13 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'atude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Device for delivering any one of a plurality of gases to an apparatus |
CN104280310A (zh) * | 2014-10-27 | 2015-01-14 | 合肥卓越分析仪器有限责任公司 | 一种铸铁样品中碳含量自动分析仪器 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3578404A (en) * | 1967-12-04 | 1971-05-11 | Dow Chemical Co | Automatic reaction rate apparatus |
JPH0680423B2 (ja) * | 1985-03-19 | 1994-10-12 | 株式会社島津製作所 | ガスクロマトグラフと質量分析計を備えた熱分析装置 |
JPS62112039A (ja) * | 1985-11-09 | 1987-05-23 | Agency Of Ind Science & Technol | シランガス濃度測定方法 |
JPH0644986B2 (ja) * | 1988-05-08 | 1994-06-15 | 忠弘 大見 | プロセスガス供給配管装置 |
JPH0247549A (ja) * | 1988-08-09 | 1990-02-16 | Nec Corp | 微量ガス成分の分析装置 |
JPH02284638A (ja) * | 1989-04-26 | 1990-11-22 | Tadahiro Omi | 高性能プロセスガス供給装置 |
FR2652417B1 (fr) * | 1989-09-22 | 1993-12-03 | Air Liquide | Procede et dispositif de dosage d'impuretes dans un gaz par chromatographie en phase gazeuse et utilisation pour la calibration d'impuretes dopantes dans le silane. |
-
1991
- 1991-05-31 JP JP15765391A patent/JP3169393B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-05-13 WO PCT/JP1992/000606 patent/WO1992021967A1/ja not_active Application Discontinuation
- 1992-05-13 EP EP92910164A patent/EP0698788A1/en not_active Withdrawn
- 1992-05-13 US US08/150,128 patent/US5438001A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6436353B1 (en) | 1997-06-13 | 2002-08-20 | Tadahiro Ohmi | Gas recovering apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0698788A4 (en) | 1995-01-06 |
WO1992021967A1 (fr) | 1992-12-10 |
US5438001A (en) | 1995-08-01 |
EP0698788A1 (en) | 1996-02-28 |
JP3169393B2 (ja) | 2001-05-21 |
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