JPH09178044A - 配管の性能評価方法及び分析装置 - Google Patents

配管の性能評価方法及び分析装置

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JPH09178044A
JPH09178044A JP8233427A JP23342796A JPH09178044A JP H09178044 A JPH09178044 A JP H09178044A JP 8233427 A JP8233427 A JP 8233427A JP 23342796 A JP23342796 A JP 23342796A JP H09178044 A JPH09178044 A JP H09178044A
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JP
Japan
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sample
surface roughness
pipe
analysis
analyzing
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Application number
JP8233427A
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English (en)
Inventor
Jin-Sung Kim
鎭成 金
Taek-Jin Lim
澤辰 林
Gui-Jin Kim
貴珍 金
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Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01QSCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
    • G01Q60/00Particular types of SPM [Scanning Probe Microscopy] or microscopes; Essential components thereof
    • G01Q60/24AFM [Atomic Force Microscopy] or apparatus therefor, e.g. AFM probes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01QSCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
    • G01Q30/00Auxiliary means serving to assist or improve the scanning probe techniques or apparatus, e.g. display or data processing devices
    • G01Q30/04Display or data processing devices

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガス配管の性能分析を複合的、全体的に実施
することによって製品の初期状態に対する解析が客観的
かつ正確となり、ガス配管の管理基準に値する根拠試料
を確保できる配管の性能評価方法及び分析装置を提供す
る。 【解決手段】 分析する試料配管を準備して分析が容易
な大きさ及び形態に切断する試料準備段階と、切断され
た試料の状態及び不良の密度を測定する光学顕微鏡検査
段階と、光学顕微鏡検査段階で測定不能の試料の表面不
良の類型と成分、表面粒子の形態を把握することができ
るように不良な部分の構造及び成分を分析する不良構造
及び成分分析段階と、表面処理層の厚さ及び深さによる
成分を分析する表面処理分析段階と、段階を経て数値化
された不良密度及び表面粗度等のデータを総合的に分析
して管理基準を設定する総合分析段階とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体の製造行程
において高純度ガスや化学溶液の供給系に採用される配
管の性能評価方法及び分析装置に関し、より詳しくは、
配管の汚染に因って前記ガスや化学溶液の供給系に及ぶ
悪影響を客観的かつ総合的に評価することができる配管
の性能評価方法及び分析装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、前記半導体の製造工程に使われ
る高純度のガスがガス供給系を介して実際の行程が遂行
される反応室へ供給されるとき、前記供給ガスの汚染の
水準を下げて供給することは大変重要である。
【0003】このようなガス供給系はレギュレータ、バ
ルブ、ガス量調節器 (MFC: MassFlow Controller) 等の
大変多様な要素によって構成されるが、これらの要素の
それぞれが有する性能も重要であるが、特にガス配管の
性能管理はその中でも尚更重要である。その理由は、前
記ガス配管から発生される汚染はこれと連係された各種
の要素に悪影響を及ぼすためである。例えば、腐蝕性の
ガスを通過させる前記ガス配管から発生される粒子の汚
染は後続のフィルターやガス量調節器(MFC)等の性
能を低下させるのに直接的な影響を及ぼすことになる。
ゆえに、前記ガス配管の性能を効率的に評価する方法が
強力に求められる。
【0004】しかし、このように重要な前記ガス配管の
評価方法が客観的かつ総合的に行われず、実際の半導体
製造設備の管理は極めて難しくなりつつある。
【0005】従来、一般に採用されている前記ガス配管
の性能評価方法を例示すると、次の如くである。
【0006】第一に、化学成分の分析方法で、これは前
記ガス配管の原材料の物質中に含有されている不純物の
成分を分析して製品別に比較する方法である。
【0007】第二に、表面粗度の分析方法で、これは表
面処理が終了された前記ガス配管の粗度をプロファイラ
ー (Profiler) という表面粗度の測程器を用いて前記ガ
ス配管の長さ方向に沿って測定するものである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、一般に前記ガ
ス配管の表面の欠陥が配管の長さ方向に沿って存在する
場合が多いので、このような従来の評価方法等は全体的
な表面粗度を表し難い問題点を含んでいる。
【0009】したがって、本発明は上述の問題点を解消
するためになされたもので、本発明の目的は、前記ガス
配管の性能能分析を複合的かつ全体的に実施することに
よって製品の初期状態に対する解析が客観的でかつ正確
になると共に、前記ガス配管の管理基準に値する根拠資
料を確保することができる配管の性能評価方法及び分析
装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るための本発明による配管の性能評価方法は、分析する
試料配管を準備して分析が容易な大きさ及び形態に切断
する試料準備段階と、前記切断された前記試料の状態及
び不良の密度を測定する光学顕微鏡検査段階と、前記光
学顕微鏡検査段階で測定不能の試料の表面不良の類型と
成分、表面粒子の形態を把握することができるように不
良な部分の構造及び成分を分析する不良構造及び成分分
析段階と、表面処理層の厚さ及び深さによる成分を分析
する表面処理分析段階と、前記段階を経て数値化された
不良密度及び表面粗度等のデータを総合的に分析して管
理基準を設定する総合分析段階と、を備えて成ることを
特徴とする。
【0011】その上、本発明による配管の性能評価方法
は不良の密度、前記粒子の大きさと深さ、表面の粗さ等
を評価することができるように、一定の面積別に表面粗
度を分析する表面粗度の分析段階をさらに含んでいるこ
とが望ましい。
【0012】一方、本発明による半導体製造用の前記ガ
ス配管の分析装置は、前記試料の表面の粗度を分析する
AFM (Atomic Force Microscope) の分析装置におい
て、分析する前記試料の表面に接触するチップと、前記
チップを固定するチップホルダを含み、前記チップホル
ダは前記チップが前記試料の中央部まで到達して測定で
きるように充分に狭い外径と拡張された長さをもってい
ることを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を添付の図面に基づいてより詳細に説明する。 図1
は本発明による配管の性能評価方法を示している順序図
であり、図2は本発明による配管の性能評価方法の中で
試料が準備される過程を示している説明図である。そし
て図3(A)〜図3(D)は本発明による配管の分析装
置が使用される試料の検査位置を示している図面であ
る。
【0014】図1における、本発明による配管の性能評
価方法は、下記に列挙する検査及び分析段階S1〜S7
を経る。
【0015】まず、前記試料の準備及び切断段階S1,
S2においては、図2(A)〜図2(D)に示している
ように、前記ガスや化学溶液が通過するステンレス金属
等からなる試料配管100を準備し(A)、前記試料配
管100から分析の容易な大きさを選択して円周方向に
切断する(B)。この後、前記試料配管100を長さ方
向に再び切断してから(C)、性能を評価する前記試料
配管100を完成する(D)。
【0016】このとき、前記試料配管100は最初の試
料から全体的に均一に表すことができるように切断機を
用いて切断し、窒素(N2 )ガスを使用して切断時に発
生した粒子の汚染を取除いてから前記試料の履歴をよく
区分して保管する。
【0017】かくして準備された前記試料配管100を
ステップS3段階で光学顕微鏡検査を実施する。前記光
学顕微鏡検査段階(ステップS3)は光学顕微鏡を用い
て全体的な不良の分布や表面の状態を検査するものであ
る。これは光学顕微鏡の倍率を高・低に変化させ、図3
Aのように、三つのポイントの検査部を写真撮影してか
ら不良の密度を掴むようにする。
【0018】この後、前記試料配管100の構造及び成
分を分析する段階(ステップS4)を経る。即ち、前記
構造及び成分分析段階(ステップS4)はステップS3
段階を経ながら測定不能の前記試料の表面不良の類型と
成分、前記表面粒子の形態を把握することができるよう
に不良な部分の構造及び成分を分析するものである。こ
れはEPMA (Electro Probe Microscopy Analyzer)
を用いて遂行されるのが望ましい。
【0019】ここで、構造の分析はSEM (Scanning E
lectron Microscope) によって、図3(B)に示してい
るように、前記試料配管100の三つのポイントaを撮
影した後、表面不良の構造を分析することにより、前記
試料配管100の表面に存在する不良の類型を細部的に
区分できるようになるばかりでなく、これらのそれぞれ
不良密度の計算も可能になる。
【0020】また、成分の分析はEDX (Energy Dispe
rsive X-ray) によって、図3Bのように、前記試料配
管の中央の一つのポイントbだけを撮影してから表面の
不良部分を把握することによって、実際の工程不良の予
想が可能になる。
【0021】続いて、S5段階のように、前記試料配管
100の内部の表面を、例えば酸化金属膜として処理
(例えば電解研磨 (Electropolish) )した層の厚さ及
び深さによる成分を把握するようになる表面処理分析段
階を進める。これはAES (Auger Electron Spectrosc
ope) を用いて遂行することが望ましい。
【0022】このような表面処理分析段階(ステップS
5)は、図3(C)のように、前記試料配管100の中
央の一つのポイントのみ検査してから表面処理層の深さ
の分布を検査することによって、配管の耐性を予測する
ことができる。
【0023】一方、前記ステップS3〜S5は同一の前
記試料配管100を用いて順次に進められることに対
し、ステップS6のように、別に他の試料配管を準備し
た後に表面粗度を分析する段階を備えるとさらに望まし
い。
【0024】即ち、前記表面粗度分析段階S6は不良の
密度、前記粒子の大きさと深さ、表面の粗さ等を評価す
ることができるように一定の面積別に表面粗度を分析す
るものである。これはAFM (Atomic Force Microscop
e) を用いて遂行されることが望ましい。
【0025】前記表面粗度分析は、図3(D)に示して
いるように、前記試料配管100の三つのポイントを前
記AFM装置で検査してから分析することによって、デ
ータの信頼度を高揚させることができ、最終の分析デー
タは3次元のイメージ、表面粗度のプロファイル (Roug
hness Profile) 、表面粗度の値を得られることができ
る。
【0026】特に、前記AFM (Atomic Force Microsc
ope) の分析装置は、図4(A)、図4(B)に示して
いるように、前記試料配管100の表面に接触するチッ
プ (Tip) 10と、前記チップ10を固定するチップホ
ルダ (Tip Holder) 20を含んでいる。ここで、前記チ
ップホルダ20は前記チップ10が前記試料配管100
の中央部Aまで到達して測定できるように充分に狭い外
径と拡張された長さをもっている。これは、従来の装置
に具備されているチップホルダが余りにも広く、かつ、
短いことによる前記試料配管100のB面のみを限定し
て測定することができた短所を解消するようになる。な
ぜならば、前記試料配管100のB面は切断時の熱など
の影響によって試料の状態を充分に表すことができなか
った。したがって、本発明の前記AFM分析装置による
と、中央部Aまで測定の領域を拡張することができるの
で、表面粗度を分析するのにさらに信頼感を高揚させる
効果がある。
【0027】最後に、上述のステップS1からステップ
S6のいろいろな段階を経た後、前記試料配管100を
総合的に分析する総合分析段階(ステップS7)を経る
と、前記検査及び分析段階等を経て数値化された不良密
度及び表面粗度等のデータを容易に管理できるばかりで
はなく、状態をさらに正確に掴むことができる。
【0028】
【発明の効果】したがって、本発明による配管の性能評
価方法によると、製品の初期状態に対する客観的な解析
が可能であるのみならず、実際の半導体の製造の現場で
使われる配管の管理基準に値する根拠データを確保する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による配管の性能評価方法を段階別に
示している順序図である。
【図2】 本発明による配管の性能評価方法の中で試料
が準備される過程を示している説明図である。
【図3】 本発明による配管の分析装置が使用される試
料の検査位置を示している図面であって、(A)は光学
顕微鏡の検査位置であり、(B)はEPMAの検査位置
であり、(C)はAESの検査位置であり、(D)はA
FMの検査位置である。
【図4】 本発明による配管の分析装置、特にAFM
(Atomic ForceMicroscope) 分析装置の要部図面であっ
て、(A)は準備された試料において測定可能な部分を
図示しているものであり、(B)はチップホルダの形状
を示しているものである。
【符号の説明】
10 チップ 20 チップホル
ダ 100 試料配管

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 分析する試料配管を準備して分析が容易
    な大きさ及び形態に切断する試料準備段階と、 前記切断された前記試料の状態及び不良の密度を測定す
    る光学顕微鏡検査段階と、 前記光学顕微鏡検査段階で測定不能の試料の表面不良の
    類型と成分、表面粒子の形態を把握することができるよ
    うに不良な部分の構造及び成分を分析する不良構造及び
    成分分析段階と、 表面処理層の厚さ及び深さによる成分を分析する表面処
    理分析段階と、 前記段階を経て数値化された不良密度及び表面粗度等の
    データを総合的に分析して管理基準を設定する総合分析
    段階とを備えて成ることを特徴とする配管の性能評価方
    法。
  2. 【請求項2】 前記不良構造及び成分分析段階がEPM
    A (Electro ProbeMicroscopy Analyzer) により遂行さ
    れることを特徴とする請求項1記載の配管の性能評価方
    法。
  3. 【請求項3】 前記表面処理分析段階がAES (Auger
    ElectronSpectroscope) により遂行されることを特徴と
    する請求項1記載の配管の性能評価方法。
  4. 【請求項4】 表面の3次元のイメージ及び表面粗度プ
    ロファイルを得るために試料配管を一定の面積別に測定
    する表面粗度測定段階をさらに備えることを特徴とする
    請求項1記載の配管の性能評価方法。
  5. 【請求項5】 前記表面粗度の分析段階がAFM (Atom
    ic ForceMicroscope) により遂行されることを特徴とす
    る請求項4記載の配管の性能評価方法。
  6. 【請求項6】 ガス配管の表面粗度測定装置において、 分析する試料の表面に接触するチップと、前記チップを
    保持するチップホルダとを含み、前記チップホルダの外
    径が減少され長さが増加されて前記試料の中央部分を測
    定できるようになることを特徴とするガス配管の表面粗
    度測定装置。
JP8233427A 1995-12-06 1996-09-03 配管の性能評価方法及び分析装置 Pending JPH09178044A (ja)

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KR199547221 1995-12-06
KR1019950047221A KR100194212B1 (ko) 1995-12-06 1995-12-06 반도체 제조 설비용 가스 배관의 성능 평가 방법

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TW (1) TW330971B (ja)

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US5815253A (en) 1998-09-29
KR100194212B1 (ko) 1999-06-15
TW330971B (en) 1998-05-01
KR970052059A (ko) 1997-07-29

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