JPH09222392A - 多角形平面複数通過セルとそれを有するシステムおよび装置と使用方法 - Google Patents
多角形平面複数通過セルとそれを有するシステムおよび装置と使用方法Info
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- JPH09222392A JPH09222392A JP8267537A JP26753796A JPH09222392A JP H09222392 A JPH09222392 A JP H09222392A JP 8267537 A JP8267537 A JP 8267537A JP 26753796 A JP26753796 A JP 26753796A JP H09222392 A JPH09222392 A JP H09222392A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】吸収分光法に有用な新規な多角形平面複数通過
セルを提供する。 【解決手段】セル３００は複数の壁３０２に囲まれたサ
ンプル領域３０１を有している。各壁３０２はサンプル
領域に面した光反射面を有し、各壁３０２は少なくとも
他の一つの壁３０２に連結され、横断面において多角形
を形成している。多角形の少なくとも一辺は光出入口３
０３を有し、光出入口３０３は光透過窓３０４を備えて
おり、光透過窓３０４はサンプル領域に面する表面を有
している。窓３０４はセルを周方向に関してシールする
ように設けられている。セル３００はサンプル領域３０
１に面している壁３０２の光反射面および光透過窓３０
４の表面に平行な中心軸３０７を有している。
セルを提供する。 【解決手段】セル３００は複数の壁３０２に囲まれたサ
ンプル領域３０１を有している。各壁３０２はサンプル
領域に面した光反射面を有し、各壁３０２は少なくとも
他の一つの壁３０２に連結され、横断面において多角形
を形成している。多角形の少なくとも一辺は光出入口３
０３を有し、光出入口３０３は光透過窓３０４を備えて
おり、光透過窓３０４はサンプル領域に面する表面を有
している。窓３０４はセルを周方向に関してシールする
ように設けられている。セル３００はサンプル領域３０
１に面している壁３０２の光反射面および光透過窓３０
４の表面に平行な中心軸３０７を有している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、吸収分光法に有用
な多角形平面複数通路セルに関する。また本発明は、サ
ンプル中の気相分子種を検出するシステムおよびこれを
備えた半導体プロセス装置に関する。
な多角形平面複数通路セルに関する。また本発明は、サ
ンプル中の気相分子種を検出するシステムおよびこれを
備えた半導体プロセス装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路（ＩＣ）は一連のプロセ
スによって製造され、その多くは気体物質を用いる。こ
のようなプロセスとしては、エッチング、拡散、化学的
気相成長（ＣＶＤ）、イオン打ち込み、スパッタリン
グ、急速熱処理などがあげられる。これらのプロセスで
は、半導体基板と気相の物質とが接触される。ＩＣデバ
イスの微細構造ため、半導体基板と接触する気体中にお
ける十億分率（ｐｐｂ）およびそれ以下の低レベルの全
不純物は、生産ロスを最小にするため、通常は必然的に
考慮される。不純物の中でも水分は除去することが難し
く、これは多くの半導体製造プロセスに悪影響を及ぼ
す。
スによって製造され、その多くは気体物質を用いる。こ
のようなプロセスとしては、エッチング、拡散、化学的
気相成長（ＣＶＤ）、イオン打ち込み、スパッタリン
グ、急速熱処理などがあげられる。これらのプロセスで
は、半導体基板と気相の物質とが接触される。ＩＣデバ
イスの微細構造ため、半導体基板と接触する気体中にお
ける十億分率（ｐｐｂ）およびそれ以下の低レベルの全
不純物は、生産ロスを最小にするため、通常は必然的に
考慮される。不純物の中でも水分は除去することが難し
く、これは多くの半導体製造プロセスに悪影響を及ぼ
す。
【０００３】窒素、アルゴン、水素の雰囲気において
は、いくつかの分析技術、最も知られている大気圧イオ
ン化質量分光法（ＡＰＩＭＳ）は、水分および他の不純
物を測定するに必要な感度を達成している。しかし、Ａ
ＰＩＭＳは多くの活性気体に対して適用性がない。その
ＳｉＨ4中における動作は実演済みであるが（「Y. Mits
ui et al., Proceedings of the 40th Annual Technica
l Meeting of the IES,Chicago 1994, pp. 246-254, IE
S 1994」参照）、ＡＰＩＭＳを実際に使用することは難
しい。広い範囲の気体に適用可能な非常に高感度の技術
の提供が望まれている。現在、活性気体に対しては多く
の気体分析研究所においてフーリエ変換赤外線分光法
（ＦＴ−ＩＲ）が選択されている。残念なことにＦＴ−
ＩＲは、半導体製造産業で要求される１ｐｐｂの感度を
達成できないようである。さらに、ＦＴ−ＩＲで得られ
るスペクトル分解能には限界があり、これは他の赤外線
吸収分子が存在する中で不純物を検出することをさらに
難しくしている。さらにＦＴ−ＩＲは非常に小型に構成
することが難しい。
は、いくつかの分析技術、最も知られている大気圧イオ
ン化質量分光法（ＡＰＩＭＳ）は、水分および他の不純
物を測定するに必要な感度を達成している。しかし、Ａ
ＰＩＭＳは多くの活性気体に対して適用性がない。その
ＳｉＨ4中における動作は実演済みであるが（「Y. Mits
ui et al., Proceedings of the 40th Annual Technica
l Meeting of the IES,Chicago 1994, pp. 246-254, IE
S 1994」参照）、ＡＰＩＭＳを実際に使用することは難
しい。広い範囲の気体に適用可能な非常に高感度の技術
の提供が望まれている。現在、活性気体に対しては多く
の気体分析研究所においてフーリエ変換赤外線分光法
（ＦＴ−ＩＲ）が選択されている。残念なことにＦＴ−
ＩＲは、半導体製造産業で要求される１ｐｐｂの感度を
達成できないようである。さらに、ＦＴ−ＩＲで得られ
るスペクトル分解能には限界があり、これは他の赤外線
吸収分子が存在する中で不純物を検出することをさらに
難しくしている。さらにＦＴ−ＩＲは非常に小型に構成
することが難しい。
【０００４】可変波長ダイオードレーザー吸収分光法
（ＴＤＬＡＳ）はかなりの柔軟性と感度を有する技術で
あり、周囲モニタリング、分光法、化学的動力学などに
広く用いられている。ＴＤＬＡＳは、その構成部材を非
常に小型に作ることができるので、小型センサーに構成
することができる。吸収分光法による気相分子種の検出
感度は、圧力と濃度が一定であれば、サンプルを通る光
路長が長くなるにつれて高くなる。検出器に達する光の
強度は次式のベールの法則によって与えられる。
（ＴＤＬＡＳ）はかなりの柔軟性と感度を有する技術で
あり、周囲モニタリング、分光法、化学的動力学などに
広く用いられている。ＴＤＬＡＳは、その構成部材を非
常に小型に作ることができるので、小型センサーに構成
することができる。吸収分光法による気相分子種の検出
感度は、圧力と濃度が一定であれば、サンプルを通る光
路長が長くなるにつれて高くなる。検出器に達する光の
強度は次式のベールの法則によって与えられる。
【０００５】Ｉ＝Ｉ0・ｅｘｐ｛−αｌｃＰ｝ ここで、Ｉ0は入射線の強度、αは吸収率、ｌはサンプ
ルを通る経路長、ｃはサンプル中の不純物の（体積）濃
度、Ｐはサンプルの全圧である。少ない吸収に対して
は、吸収される光量は次式で与えられる。
ルを通る経路長、ｃはサンプル中の不純物の（体積）濃
度、Ｐはサンプルの全圧である。少ない吸収に対して
は、吸収される光量は次式で与えられる。
【０００６】Ｉ−Ｉ0＝αｌｃＰ ｌを長くするため、光源と検出器を非常に離して配置す
ることがよく実施され、「折り曲げ」光路がしばしば使
用され、この場合、複数のミラーが光を反射してサンプ
ル気体を通して何回も往復させる。
ることがよく実施され、「折り曲げ」光路がしばしば使
用され、この場合、複数のミラーが光を反射してサンプ
ル気体を通して何回も往復させる。
【０００７】図１に示すように、ホワイト（White）の
セル１００はよく知られた折り曲げ経路セル設計であ
り、一般に円筒形状の気体サンプルセルの一端に配置さ
れた一つの曲面ミラー１０１と他端に配置された一対の
曲面ミラー１０２とを使用している。ヘリオットの設計
（Herriott's design）２００は、図２に示され、しば
しばＴＤＬＡＳに適している。この設計は一般に円筒形
状の気体サンプルセル２０２の両端に配置された二つの
曲面ミラーを使用している。さらに、「折り曲げ通過セ
ル」が存在し、それにおいては、光は同じ気体体積を繰
り返し通過しないかわり、セルの中の折り曲げ部の周り
に光を伝搬させるミラーを使用することにより、長い一
本の通過サンプルセルが折り曲げられ、小型の幾何学的
構造を得ている。最後には、簡単な複数通過装置がしば
しば使用され、これは、光を光源の近くに配置された検
出器に向けて戻す一枚のミラーである簡単な「逆反射
体」と、一方のミラーに僅かな角度をもって入射した光
を、一方のミラーあるいは他方のミラーの端に達するま
で二枚のミラーの間で往復反射する複数対の平行平板ミ
ラーとを有しており、例えば米国特許第３，５２４，０
６６号に開示されている。
セル１００はよく知られた折り曲げ経路セル設計であ
り、一般に円筒形状の気体サンプルセルの一端に配置さ
れた一つの曲面ミラー１０１と他端に配置された一対の
曲面ミラー１０２とを使用している。ヘリオットの設計
（Herriott's design）２００は、図２に示され、しば
しばＴＤＬＡＳに適している。この設計は一般に円筒形
状の気体サンプルセル２０２の両端に配置された二つの
曲面ミラーを使用している。さらに、「折り曲げ通過セ
ル」が存在し、それにおいては、光は同じ気体体積を繰
り返し通過しないかわり、セルの中の折り曲げ部の周り
に光を伝搬させるミラーを使用することにより、長い一
本の通過サンプルセルが折り曲げられ、小型の幾何学的
構造を得ている。最後には、簡単な複数通過装置がしば
しば使用され、これは、光を光源の近くに配置された検
出器に向けて戻す一枚のミラーである簡単な「逆反射
体」と、一方のミラーに僅かな角度をもって入射した光
を、一方のミラーあるいは他方のミラーの端に達するま
で二枚のミラーの間で往復反射する複数対の平行平板ミ
ラーとを有しており、例えば米国特許第３，５２４，０
６６号に開示されている。
【０００８】米国特許第５，１７３，７４９号は、気体
サンプルの分光測定用の非平面複数通過セルを開示して
いる。このセルは、十二の３０度セグメントに分割され
た円筒形状の測定管からなり、各セグメントは光ビーム
を反射するための誘電体ミラーを備えている。光ビーム
の入口と出口はセルの反対側に配置されている。ビーム
は測定セルの内部のセグメントで反射され、入口と出口
の間のセルを上方に通過する間、ビームパターンを自動
的に繰り返す。
サンプルの分光測定用の非平面複数通過セルを開示して
いる。このセルは、十二の３０度セグメントに分割され
た円筒形状の測定管からなり、各セグメントは光ビーム
を反射するための誘電体ミラーを備えている。光ビーム
の入口と出口はセルの反対側に配置されている。ビーム
は測定セルの内部のセグメントで反射され、入口と出口
の間のセルを上方に通過する間、ビームパターンを自動
的に繰り返す。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ホワイトとヘリオット
の複数経路セル設計は円筒形状のサンプルセルの中にお
ける分析をよく研究しているが、光路に直交する両方向
に等しく延びる曲面ミラーが必要である。これは便利で
はなく、製造コストもかかる。米国特許第５，１７３，
７４９号に述べられているセルの設計は、セルの一端か
ら他端へ延びる光ビームの経路のために、セルの高さを
最小化を妨げている。これらの特徴のために、従来のセ
ル設計は半導体プロセス装置の多くの設計にとって適し
ていない。例えば、半導体プロセス装置の一部を成す真
空チャンバーから排気される気体中の分子を検出する複
数通過光路を用いたセンサーを改装することが望まれる
とき、大きな開口を通してチャンバーを排気するため、
真空ポンプが真空チャンバーに接続される。このような
装置では、真空チャンバーとポンプの間に複数通過セル
を取り付けることが望ましく、その一方でポンプ設置部
を移動させる量は可能な限り少ないことが望ましい。従
って、複数通過セルは、セルを通る気体の流れの方向の
寸法が可能な限り小さくあるべきである。真空ポンプの
少ない移動という要望がある。なぜならば、ポンプの近
くには他の装置が取り付けられており、全体のプロセス
ツールを再設計することなくポンプを動かせる空間は殆
ど無いからである。この複数通過セルはＴＤＬＡＳと共
に使用して小型の測定システムを与えるに非常に適して
いる。
の複数経路セル設計は円筒形状のサンプルセルの中にお
ける分析をよく研究しているが、光路に直交する両方向
に等しく延びる曲面ミラーが必要である。これは便利で
はなく、製造コストもかかる。米国特許第５，１７３，
７４９号に述べられているセルの設計は、セルの一端か
ら他端へ延びる光ビームの経路のために、セルの高さを
最小化を妨げている。これらの特徴のために、従来のセ
ル設計は半導体プロセス装置の多くの設計にとって適し
ていない。例えば、半導体プロセス装置の一部を成す真
空チャンバーから排気される気体中の分子を検出する複
数通過光路を用いたセンサーを改装することが望まれる
とき、大きな開口を通してチャンバーを排気するため、
真空ポンプが真空チャンバーに接続される。このような
装置では、真空チャンバーとポンプの間に複数通過セル
を取り付けることが望ましく、その一方でポンプ設置部
を移動させる量は可能な限り少ないことが望ましい。従
って、複数通過セルは、セルを通る気体の流れの方向の
寸法が可能な限り小さくあるべきである。真空ポンプの
少ない移動という要望がある。なぜならば、ポンプの近
くには他の装置が取り付けられており、全体のプロセス
ツールを再設計することなくポンプを動かせる空間は殆
ど無いからである。この複数通過セルはＴＤＬＡＳと共
に使用して小型の測定システムを与えるに非常に適して
いる。
【００１０】半導体プロセス産業の要請に応えると共に
従来技術の欠点を解消するため、本発明の目的は、現存
の半導体プロセス装置を再設計することなく、サンプル
中の気相分子不純物を正確に測定することを可能にする
吸収分光法への使用に適した新規のセルを提供すること
である。
従来技術の欠点を解消するため、本発明の目的は、現存
の半導体プロセス装置を再設計することなく、サンプル
中の気相分子不純物を正確に測定することを可能にする
吸収分光法への使用に適した新規のセルを提供すること
である。
【００１１】本発明のさらなる目的は、サンプル中の気
相分子種を検出する本発明のセルを用いた吸収分光シス
テムを提供することである。
相分子種を検出する本発明のセルを用いた吸収分光シス
テムを提供することである。
【００１２】さらに本発明の目的は、サンプル中の気相
分子不純物を少なくともｐｐｂレンジ程度の低いレベル
で検出する吸収分光システムを有する半導体プロセス装
置を提供することである。
分子不純物を少なくともｐｐｂレンジ程度の低いレベル
で検出する吸収分光システムを有する半導体プロセス装
置を提供することである。
【００１３】さらに本発明の目的は、本発明のセルを用
いた吸収分光法により気相不純物を検出する方法を提供
することである。
いた吸収分光法により気相不純物を検出する方法を提供
することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の第一の観点によ
れば、吸収分光法に有用な新規な多角形平面複数通過セ
ルが提供される。セルは複数の壁に囲まれたサンプル領
域を有している。各壁はサンプル領域に面した光反射面
を有し、各壁は少なくとも他の一つの壁に連結され、横
断面において多角形を形成している。多角形の少なくと
も一辺は光出入口を有し、各光出入口は光透過窓を備え
ており、これはサンプル領域に面する表面を有してい
る。各窓はセルを周方向に関してシールするように設け
られている。セルはサンプル領域に面している壁の光反
射面および光透過窓の表面に平行な中心軸を有してい
る。本発明の多角形平面複数通過セルは自然な位置にお
ける正確なサンプル中の気相分子種の検出を可能にす
る。
れば、吸収分光法に有用な新規な多角形平面複数通過セ
ルが提供される。セルは複数の壁に囲まれたサンプル領
域を有している。各壁はサンプル領域に面した光反射面
を有し、各壁は少なくとも他の一つの壁に連結され、横
断面において多角形を形成している。多角形の少なくと
も一辺は光出入口を有し、各光出入口は光透過窓を備え
ており、これはサンプル領域に面する表面を有してい
る。各窓はセルを周方向に関してシールするように設け
られている。セルはサンプル領域に面している壁の光反
射面および光透過窓の表面に平行な中心軸を有してい
る。本発明の多角形平面複数通過セルは自然な位置にお
ける正確なサンプル中の気相分子種の検出を可能にす
る。
【００１５】本発明の第二の観点によれば、サンプル中
の気相分子種を検出するシステムが提供される。システ
ムは、本発明の第一の観点に基づき上述した多角形平面
複数通過セルを含んでいる。本発明のシステムはさらに
光ビームを光透過窓を通してセル内に入射させる光源
と、光透過窓を通ってセルから出る光ビームを測定する
メイン検出器とを有している。サンプル気体はセルの中
心軸に平行な方向にサンプル領域を流れる。
の気相分子種を検出するシステムが提供される。システ
ムは、本発明の第一の観点に基づき上述した多角形平面
複数通過セルを含んでいる。本発明のシステムはさらに
光ビームを光透過窓を通してセル内に入射させる光源
と、光透過窓を通ってセルから出る光ビームを測定する
メイン検出器とを有している。サンプル気体はセルの中
心軸に平行な方向にサンプル領域を流れる。
【００１６】本発明の第三の観点によれば、半導体プロ
セス装置が提供される。装置は、真空チャンバーを真空
に引く真空ポンプに連絡した真空チャンバーと、本発明
の第二の観点に基づき上述した本発明のシステムとを有
している。
セス装置が提供される。装置は、真空チャンバーを真空
に引く真空ポンプに連絡した真空チャンバーと、本発明
の第二の観点に基づき上述した本発明のシステムとを有
している。
【００１７】本発明の第四の観点によれば、本発明のサ
ンプルセル、システム、装置を用いた気相不純物を検出
する方法が提供される。
ンプルセル、システム、装置を用いた気相不純物を検出
する方法が提供される。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。図において、同じ参照
符号は同じ部材を示している。
て図面を参照しながら説明する。図において、同じ参照
符号は同じ部材を示している。
【００１９】図３の（Ａ）と（Ｂ）はそれぞれ本発明に
よる吸収分光法に有用な多角形平面複数通過セル３００
の横断面図と縦断面図である。サンプル領域３０１は複
数の壁３０２によって囲まれており、壁はサンプル領域
３０１に面した光反射面を有している。光反射面は好ま
しくは研磨した金属である。これらの面の反射率は高い
ことが望ましいので、反射率を高めるため、面は金や他
の金属層あるいは高反射率誘電体コーティングなどの反
射材料の膜で被覆してもよい。さらに、光反射面上に設
けられた被覆物により生じる悪影響を最小にするため、
光反射面を加熱するヒーターを設けてもよい。
よる吸収分光法に有用な多角形平面複数通過セル３００
の横断面図と縦断面図である。サンプル領域３０１は複
数の壁３０２によって囲まれており、壁はサンプル領域
３０１に面した光反射面を有している。光反射面は好ま
しくは研磨した金属である。これらの面の反射率は高い
ことが望ましいので、反射率を高めるため、面は金や他
の金属層あるいは高反射率誘電体コーティングなどの反
射材料の膜で被覆してもよい。さらに、光反射面上に設
けられた被覆物により生じる悪影響を最小にするため、
光反射面を加熱するヒーターを設けてもよい。
【００２０】セルの壁３０２の各々は少なくとも他の一
つの壁に連結しており、横断面において多角形を形成し
ている。多角形は好ましくは正多角形で、壁の数は任意
に選べる。八角形は多角形の好適な幾何学的形状であ
る。多角形の少なくとも一辺は、光がセルに対して出入
りすることを可能にする光出入口３０３を有している。
出入口３０３は光透過窓３０４を有し、これはサンプル
領域３０１に面した面を有している。光透過窓を通っ
て、光ビームはセル内のサンプル領域に入り、ビームは
その中を通りセルから出る。従って、光ビームは同じ窓
あるいは異なる窓を通ってセルを出入りでき、窓はセル
の同じ側あるいは異なる側に配置できる。
つの壁に連結しており、横断面において多角形を形成し
ている。多角形は好ましくは正多角形で、壁の数は任意
に選べる。八角形は多角形の好適な幾何学的形状であ
る。多角形の少なくとも一辺は、光がセルに対して出入
りすることを可能にする光出入口３０３を有している。
出入口３０３は光透過窓３０４を有し、これはサンプル
領域３０１に面した面を有している。光透過窓を通っ
て、光ビームはセル内のサンプル領域に入り、ビームは
その中を通りセルから出る。従って、光ビームは同じ窓
あるいは異なる窓を通ってセルを出入りでき、窓はセル
の同じ側あるいは異なる側に配置できる。
【００２１】光透過窓３０４はセルを周方向に関してシ
ールしている。窓とセルの間のシールには、Ｏリング３
０５や他の適当な構造体などのシール手段が使用でき
る。このようなセルのシールは、低圧すなわち真空状態
での気体サンプルの測定を可能にする。光透過窓３０４
は光ビーム３０６の一部を反射するコーティング膜をサ
ンプル領域に面する表面の反対側の表面に有していても
よい。後述するように、ビームの透過部による信号から
ビームの反射部による信号を減算すると、吸収測定がよ
り正確になる。商業的に入手可能なコーティング材料と
しては、金属コーティングが好ましい。セルの中心軸３
０７は、サンプル領域３０１に面している壁の光反射面
および光透過窓３０４の表面に平行である。
ールしている。窓とセルの間のシールには、Ｏリング３
０５や他の適当な構造体などのシール手段が使用でき
る。このようなセルのシールは、低圧すなわち真空状態
での気体サンプルの測定を可能にする。光透過窓３０４
は光ビーム３０６の一部を反射するコーティング膜をサ
ンプル領域に面する表面の反対側の表面に有していても
よい。後述するように、ビームの透過部による信号から
ビームの反射部による信号を減算すると、吸収測定がよ
り正確になる。商業的に入手可能なコーティング材料と
しては、金属コーティングが好ましい。セルの中心軸３
０７は、サンプル領域３０１に面している壁の光反射面
および光透過窓３０４の表面に平行である。
【００２２】各壁３０２の光反射面は平面であることが
好ましい。発明のセル設計は従来セルにある局面ミラー
を必要としないので、本発明のセルは従来のものに比べ
て安価に製造できる。さらに、壁は、セルに入射した光
ビームはセルの内部にいる間は実質的に同一平面上にあ
るように配置されている。従って、セルは、光の伝搬面
に平行な方向と直交する方向に関して任意に小さく構成
でき、ただし、光ビームの径およびチャンバーを出入り
する光ビームが通る窓によって強制される幾何学的制約
を必要とする。発明はこの特徴のため特に現存の半導体
プロセス装置への適用に非常に適している。
好ましい。発明のセル設計は従来セルにある局面ミラー
を必要としないので、本発明のセルは従来のものに比べ
て安価に製造できる。さらに、壁は、セルに入射した光
ビームはセルの内部にいる間は実質的に同一平面上にあ
るように配置されている。従って、セルは、光の伝搬面
に平行な方向と直交する方向に関して任意に小さく構成
でき、ただし、光ビームの径およびチャンバーを出入り
する光ビームが通る窓によって強制される幾何学的制約
を必要とする。発明はこの特徴のため特に現存の半導体
プロセス装置への適用に非常に適している。
【００２３】壁は、好ましくは、セルに入射した光ビー
ムは一つの壁の光反射面から他の壁の光反射面に反射さ
れ、光ビームは出入口を通ってセルを出る前に少なくと
も一回は各壁で反射されるように配置されている。これ
によりセルのサンプル領域中における光滞留時間と実効
経路長が拡張される。
ムは一つの壁の光反射面から他の壁の光反射面に反射さ
れ、光ビームは出入口を通ってセルを出る前に少なくと
も一回は各壁で反射されるように配置されている。これ
によりセルのサンプル領域中における光滞留時間と実効
経路長が拡張される。
【００２４】図３の（Ｂ）において、セルの中心軸に平
行な方向に測ったセル高さｈは約１ないし５ｃｍであ
る。セルの中心軸に直交する方向に測ったセル径ｄは真
空ポンプ吸気口の径よりもわずかに大きくすることがで
き、好ましくは５ないし４０ｃｍである。セルは開放設
計(open design)であり、壁と光透過窓によって囲まれ
たサンプル領域は好ましくはセルの全高にわたって延び
ている。この形状はサンプルがセルの中心軸に平行な方
向に沿ってセルを通過するのを可能にしており、セルを
特に半導体プロセス装置における自然な位置での測定に
非常に適したものとしている。
行な方向に測ったセル高さｈは約１ないし５ｃｍであ
る。セルの中心軸に直交する方向に測ったセル径ｄは真
空ポンプ吸気口の径よりもわずかに大きくすることがで
き、好ましくは５ないし４０ｃｍである。セルは開放設
計(open design)であり、壁と光透過窓によって囲まれ
たサンプル領域は好ましくはセルの全高にわたって延び
ている。この形状はサンプルがセルの中心軸に平行な方
向に沿ってセルを通過するのを可能にしており、セルを
特に半導体プロセス装置における自然な位置での測定に
非常に適したものとしている。
【００２５】図４の（Ａ）と（Ｂ）はそれぞれ吸収スペ
クトルによりサンプル中の気相分子種を検出する発明の
システム４０８の横断面図と縦断面図である。発明のセ
ルはどのような吸収分光技術にも使用できるが、好まし
くは可変波長ダイオードレーザー吸収分光法（ＴＤＬＡ
Ｓ）に使用される。このシステムは、図３の（Ａ）と
（Ｂ）を参照しながら先に説明したセル４０１を有して
いる。さらに、システムは、光ビーム４０６を光透過窓
４０６を通してセル４０１内に入射させる好ましくはダ
イオードレーザーからなる光源４０９を有している。光
透過窓４０４を通ってセルから出た光ビーム４０６を測
定するため、システム４０８はフォトダイオードからな
りうるメイン検出器４１０を更に有している。
クトルによりサンプル中の気相分子種を検出する発明の
システム４０８の横断面図と縦断面図である。発明のセ
ルはどのような吸収分光技術にも使用できるが、好まし
くは可変波長ダイオードレーザー吸収分光法（ＴＤＬＡ
Ｓ）に使用される。このシステムは、図３の（Ａ）と
（Ｂ）を参照しながら先に説明したセル４０１を有して
いる。さらに、システムは、光ビーム４０６を光透過窓
４０６を通してセル４０１内に入射させる好ましくはダ
イオードレーザーからなる光源４０９を有している。光
透過窓４０４を通ってセルから出た光ビーム４０６を測
定するため、システム４０８はフォトダイオードからな
りうるメイン検出器４１０を更に有している。
【００２６】適切な光源が入手できさえすれば、どのよ
うな注目の分子不純物も検出できる。例えば、水蒸気、
酸化窒素、一酸化炭素、メタン等の炭化水素が、不純物
の波長特性の光を出すダイオードレーザー光源からの光
の減衰を測定することにより検出できる。
うな注目の分子不純物も検出できる。例えば、水蒸気、
酸化窒素、一酸化炭素、メタン等の炭化水素が、不純物
の波長特性の光を出すダイオードレーザー光源からの光
の減衰を測定することにより検出できる。
【００２７】注目の分子が非常に強く吸収するスペクト
ル範囲の光を発するレーザー光源は測定感度の改善をも
たらす。特に、光源は約２μｍ以上の波長の光を発する
ものが好ましい。なぜなら注目の分子不純物の多くはこ
の範囲に強い吸収帯域を有しているからである。
ル範囲の光を発するレーザー光源は測定感度の改善をも
たらす。特に、光源は約２μｍ以上の波長の光を発する
ものが好ましい。なぜなら注目の分子不純物の多くはこ
の範囲に強い吸収帯域を有しているからである。
【００２８】どのような適切な波長可変光源も使用可能
である。現在入手可能な光源では、発光波長において線
幅が（約１０-3ｃｍ-1未満と）狭く、強度が（約０．１
ないし数ミリワットと）比較的強いとの理由から、ダイ
オードレーザー光源が好ましい。
である。現在入手可能な光源では、発光波長において線
幅が（約１０-3ｃｍ-1未満と）狭く、強度が（約０．１
ないし数ミリワットと）比較的強いとの理由から、ダイ
オードレーザー光源が好ましい。
【００２９】ダイオードレーザーの例としては、Ｐｂ−
ｓａｌｔタイプのレーザーとＧａＡｓタイプのレーザー
があげられる。Ｐｂ−ｓａｌｔタイプのレーザーは、極
低温で動作し、赤外光（すなわち３μｍを越える波長）
を発する。一方、ＧａＡｓタイプのレーザーは、室温近
くで動作可能で、近赤外範囲（０．８〜２μｍ）で発光
する。
ｓａｌｔタイプのレーザーとＧａＡｓタイプのレーザー
があげられる。Ｐｂ−ｓａｌｔタイプのレーザーは、極
低温で動作し、赤外光（すなわち３μｍを越える波長）
を発する。一方、ＧａＡｓタイプのレーザーは、室温近
くで動作可能で、近赤外範囲（０．８〜２μｍ）で発光
する。
【００３０】最近では、ＧａＡｓ（あるいは他の組のＩ
ＩＩ−Ｖ化合物たとえばＡｓＰ）にＳｂを添加したダイ
オードレーザーが報告されている（「"Mid-infrared wa
velengths enhance trace gas sensing," R. Martinell
i, Laser Focus World, March 1996, p. 77」参照）。
これらのダイオードは２μｍを越える波長の光を発する
が、その動作温度は−８７．８℃である。このような低
温は便利ではないが、Ｐｂ−ｓａｌｔレーザーで要求さ
れる（−１７０℃を下回る）極低温に比べると好まし
い。同様のレーザーが１２℃において４μｍで動作する
例も報告されている（「Lasers and Optronics, March
1996」参照）。上述したタイプのダイオードレーザーは
少なくとも−４０℃の温度で良好に動作するであろう。
このような温度における温度調整に熱電気的冷却器を使
用すれば、これらの光源は低温ダイオードシステムに比
べて簡単な構成になる。これらのレーザーの使用をより
望ましいものとするため、電流レベルにわたる光学特性
の改善が重要である。例えば、シングルモードダイオー
ド（すなわち温度と駆動電流が一定のもとにおいて単一
の波長の発光が他の波長の発光に対して少なくとも４０
ｄＢ未満であるダイオード）が入手可能である。
ＩＩ−Ｖ化合物たとえばＡｓＰ）にＳｂを添加したダイ
オードレーザーが報告されている（「"Mid-infrared wa
velengths enhance trace gas sensing," R. Martinell
i, Laser Focus World, March 1996, p. 77」参照）。
これらのダイオードは２μｍを越える波長の光を発する
が、その動作温度は−８７．８℃である。このような低
温は便利ではないが、Ｐｂ−ｓａｌｔレーザーで要求さ
れる（−１７０℃を下回る）極低温に比べると好まし
い。同様のレーザーが１２℃において４μｍで動作する
例も報告されている（「Lasers and Optronics, March
1996」参照）。上述したタイプのダイオードレーザーは
少なくとも−４０℃の温度で良好に動作するであろう。
このような温度における温度調整に熱電気的冷却器を使
用すれば、これらの光源は低温ダイオードシステムに比
べて簡単な構成になる。これらのレーザーの使用をより
望ましいものとするため、電流レベルにわたる光学特性
の改善が重要である。例えば、シングルモードダイオー
ド（すなわち温度と駆動電流が一定のもとにおいて単一
の波長の発光が他の波長の発光に対して少なくとも４０
ｄＢ未満であるダイオード）が入手可能である。
【００３１】本発明への使用に適した光源は上述したダ
イオードレーザーに限らない。例えば、同様の大きさで
簡単な電気的手段によって波長制御可能な他のタイプの
レーザー、例えばファイバーレーザーや量子継続レーザ
ーが容易に想像できる。商業的に入手可能になるこのよ
うなレーザーの使用は容易に想像できる。
イオードレーザーに限らない。例えば、同様の大きさで
簡単な電気的手段によって波長制御可能な他のタイプの
レーザー、例えばファイバーレーザーや量子継続レーザ
ーが容易に想像できる。商業的に入手可能になるこのよ
うなレーザーの使用は容易に想像できる。
【００３２】システムはさらに、光源４０９からの光ビ
ーム４０６を光透過窓４０４を通してセル４０１内へ反
射する少なくも一つの第一のミラー４１１と、セルを出
た光ビームをメイン検出器４１０へ反射する少なくとも
一つの第二のミラー４１５、４１７を有している。ダイ
オードレーザー光源からの光は発散性であるので、ミラ
ー４１１は好ましくは光ビームを平行化するために湾曲
している。同様に、ミラー４１７は好ましくは平行光ビ
ームを検出器４１０に集光するために湾曲している。光
透過窓４０４から反射された光ビーム４１３の一部を測
定する、フォトダイオードからなりうる第二の検出器４
１２を、メイン検出器で得られる測定値からこの参照信
号を減算する手段と共に、システムに付随的に設けるこ
ともできる。例えば文献（例えば「Moore, J.H et al "
Building Scientific Apparatus", Addison Wesley, Lo
ndon, 1983」参照）に記載されている形態のオペレーシ
ョンアンプは参照信号を減算する手段として動作しう
る。
ーム４０６を光透過窓４０４を通してセル４０１内へ反
射する少なくも一つの第一のミラー４１１と、セルを出
た光ビームをメイン検出器４１０へ反射する少なくとも
一つの第二のミラー４１５、４１７を有している。ダイ
オードレーザー光源からの光は発散性であるので、ミラ
ー４１１は好ましくは光ビームを平行化するために湾曲
している。同様に、ミラー４１７は好ましくは平行光ビ
ームを検出器４１０に集光するために湾曲している。光
透過窓４０４から反射された光ビーム４１３の一部を測
定する、フォトダイオードからなりうる第二の検出器４
１２を、メイン検出器で得られる測定値からこの参照信
号を減算する手段と共に、システムに付随的に設けるこ
ともできる。例えば文献（例えば「Moore, J.H et al "
Building Scientific Apparatus", Addison Wesley, Lo
ndon, 1983」参照）に記載されている形態のオペレーシ
ョンアンプは参照信号を減算する手段として動作しう
る。
【００３３】反射光は、サンプル領域内における注目の
分子によるどのような吸収も示しておらず、従って参照
信号を与える。セルを通過した光の信号（それはメイン
検出器で測定される）から参照信号を減算することによ
って、光源内での変化が補償される。また、これはシス
テムチャンバー４０７内の分子による信号変化の感度を
向上させる。参照信号の減算を用いる「デュアルビー
ム」技術は公知であるが、これらは大抵は専用のビーム
スプリッターすなわち光ビームを分割する機能だけを持
つ光学素子を必要とする。本発明によれば、どのような
追加の部品も必要とすることなく、チャンバーへの入射
窓がこの機能を提供しうる。窓における反射光に対する
透過光の比率は窓へのコーティングを適当に選ぶことに
よって調整可能である。
分子によるどのような吸収も示しておらず、従って参照
信号を与える。セルを通過した光の信号（それはメイン
検出器で測定される）から参照信号を減算することによ
って、光源内での変化が補償される。また、これはシス
テムチャンバー４０７内の分子による信号変化の感度を
向上させる。参照信号の減算を用いる「デュアルビー
ム」技術は公知であるが、これらは大抵は専用のビーム
スプリッターすなわち光ビームを分割する機能だけを持
つ光学素子を必要とする。本発明によれば、どのような
追加の部品も必要とすることなく、チャンバーへの入射
窓がこの機能を提供しうる。窓における反射光に対する
透過光の比率は窓へのコーティングを適当に選ぶことに
よって調整可能である。
【００３４】上述した新規なシステムは、水蒸気などの
分子気体不純物の自然な位置での検出を可能にする。こ
れに関して、図６はダイオードレーザーによる約１．３
８μｍの波長での発光の吸収ピーク高さの変化を２７．
８℃における蒸気圧の関数として示している。これらの
データは第二の調和分光法を用いて集めたものである。
この技術は、同日に出願した代理人整理番号が０１６４
９９−２０３である出願番号が０８／７１１，６４６の
出願と、同日に出願した代理人整理番号が０１６４９９
−２０６である出願番号が０８／７１１，７８１の出願
に記述されている。
分子気体不純物の自然な位置での検出を可能にする。こ
れに関して、図６はダイオードレーザーによる約１．３
８μｍの波長での発光の吸収ピーク高さの変化を２７．
８℃における蒸気圧の関数として示している。これらの
データは第二の調和分光法を用いて集めたものである。
この技術は、同日に出願した代理人整理番号が０１６４
９９−２０３である出願番号が０８／７１１，６４６の
出願と、同日に出願した代理人整理番号が０１６４９９
−２０６である出願番号が０８／７１１，７８１の出願
に記述されている。
【００３５】本発明のシステムは、真空チャンバーから
排出された気体中の分子種を検出するのに特に適してい
る。この場合、セルは真空チャンバーと真空ポンプシス
テムの間に配置できる。このシステムは広範囲の物質に
対して適応性がある。例えば、真空チャンバーはプラズ
マ状態あるいは非プラズマ状態になりうる活性気体種あ
るいは非活性（不活性）気体種を収容できる。本発明の
システムが適応可能な活性気体の例としては、１０００
ｐｐｍを下回る水分レベルに与えられたＳｉＨ4、ＨＣ
ｌ、Ｃｌ2があげられる。どのような不活性気体、例え
ばＯ2、Ｎ2、Ａｒ、Ｈ2等も本発明のシステムに使用で
きる。プラズマ状態中において本発明のシステムを使用
する場合、窓および他のセル表面への堆積物の付着を最
小にするため、システムは好ましくはプラズマ領域から
約６インチ以上離して設置される。
排出された気体中の分子種を検出するのに特に適してい
る。この場合、セルは真空チャンバーと真空ポンプシス
テムの間に配置できる。このシステムは広範囲の物質に
対して適応性がある。例えば、真空チャンバーはプラズ
マ状態あるいは非プラズマ状態になりうる活性気体種あ
るいは非活性（不活性）気体種を収容できる。本発明の
システムが適応可能な活性気体の例としては、１０００
ｐｐｍを下回る水分レベルに与えられたＳｉＨ4、ＨＣ
ｌ、Ｃｌ2があげられる。どのような不活性気体、例え
ばＯ2、Ｎ2、Ａｒ、Ｈ2等も本発明のシステムに使用で
きる。プラズマ状態中において本発明のシステムを使用
する場合、窓および他のセル表面への堆積物の付着を最
小にするため、システムは好ましくはプラズマ領域から
約６インチ以上離して設置される。
【００３６】図４を用いて上に説明した検出システムは
プラズマ状態あるいは非プラズマ状態の中で不活性気体
あるいは活性気体と共に使用可能であるので、システム
は特に半導体プロセス装置中の水蒸気等の気相分子種の
モニタリングへの使用に適している。検出システムを半
導体プロセス装置に使用することは気相分子不純物を自
然な位置において実時間でモニタリングすることを可能
にする。さらに、上述したようにセルの高さｈと径ｄ
（図３参照）が非常に小さくできるので、半導体プロセ
ス装置へのセルの使用は、装置の動作に悪影響を与えな
いであろうし、また装置の改装の際に金のかかる変更を
必要としないだろう。
プラズマ状態あるいは非プラズマ状態の中で不活性気体
あるいは活性気体と共に使用可能であるので、システム
は特に半導体プロセス装置中の水蒸気等の気相分子種の
モニタリングへの使用に適している。検出システムを半
導体プロセス装置に使用することは気相分子不純物を自
然な位置において実時間でモニタリングすることを可能
にする。さらに、上述したようにセルの高さｈと径ｄ
（図３参照）が非常に小さくできるので、半導体プロセ
ス装置へのセルの使用は、装置の動作に悪影響を与えな
いであろうし、また装置の改装の際に金のかかる変更を
必要としないだろう。
【００３７】このような形態の一例を図５に示す。図５
には半導体プロセス装置の構造を概略的に示してある
が、このシステムは、真空システムを用いた実現可能な
どのような半導体プロセス装置にも適用可能であること
は当業者であれば気付くであろう。そのような装置の例
としては、エッチング装置、拡散装置、化学的気相成長
（ＣＶＤ）装置、イオン打ち込み装置、スパッタリング
装置、急速熱処理装置があげられる。
には半導体プロセス装置の構造を概略的に示してある
が、このシステムは、真空システムを用いた実現可能な
どのような半導体プロセス装置にも適用可能であること
は当業者であれば気付くであろう。そのような装置の例
としては、エッチング装置、拡散装置、化学的気相成長
（ＣＶＤ）装置、イオン打ち込み装置、スパッタリング
装置、急速熱処理装置があげられる。
【００３８】図５に示される装置５１５は真空チャンバ
ー５１６を有し、その中では半導体基板５１７が基板ホ
ルダー５１８に取り付けられている。気体を供給するた
めに吸気管５１９が真空チャンバー５１６に取り付けら
れている。真空チャンバー５１６は排気口５２０を介し
て真空に引かれる。真空チャンバー５１６を真空に引く
ための真空ポンプ５２１は直接あるいは真空管を介して
チャンバーに連結されており、ポンプ５２１にはポンプ
排気管５２２が連結され、これには別のポンプあるいは
気体浄化器（図示せず）が連結される。真空ポンプとし
ては、例えば、機械的ロータリーポンプ、機械的ブース
ターポンプ、拡散ポンプ、極低温ポンプ、吸着ポンプ、
ターボ分子ポンプが使用可能である。気相分子５０８を
検出するシステムは先に図４を用いて詳しく説明した。
真空ポンプ５１９および気相分子を検出するシステム５
０８は真空チャンバー５１６の下に示されているが、他
の配置も可能であることは当業者であれば容易に理解で
きる。
ー５１６を有し、その中では半導体基板５１７が基板ホ
ルダー５１８に取り付けられている。気体を供給するた
めに吸気管５１９が真空チャンバー５１６に取り付けら
れている。真空チャンバー５１６は排気口５２０を介し
て真空に引かれる。真空チャンバー５１６を真空に引く
ための真空ポンプ５２１は直接あるいは真空管を介して
チャンバーに連結されており、ポンプ５２１にはポンプ
排気管５２２が連結され、これには別のポンプあるいは
気体浄化器（図示せず）が連結される。真空ポンプとし
ては、例えば、機械的ロータリーポンプ、機械的ブース
ターポンプ、拡散ポンプ、極低温ポンプ、吸着ポンプ、
ターボ分子ポンプが使用可能である。気相分子５０８を
検出するシステムは先に図４を用いて詳しく説明した。
真空ポンプ５１９および気相分子を検出するシステム５
０８は真空チャンバー５１６の下に示されているが、他
の配置も可能であることは当業者であれば容易に理解で
きる。
【００３９】以上、特定の実施形態を用いて本発明につ
いて説明したが、発明の要旨を逸脱することなく種々の
変形や変更および等価物の実施が可能であることは当業
者にとって明白である。
いて説明したが、発明の要旨を逸脱することなく種々の
変形や変更および等価物の実施が可能であることは当業
者にとって明白である。
【図１】ホワイト設計による従来の吸収分光セルを示し
ている。
ている。
【図２】ヘリオット設計による従来の吸収分光セルを示
している。
している。
【図３】本発明の実施形態による多角形平面複数通過セ
ルの横断面図と縦断面図である。
ルの横断面図と縦断面図である。
【図４】本発明の実施形態によるサンプル中の気相分子
種を検出するシステムの横断面図と縦断面図である。
種を検出するシステムの横断面図と縦断面図である。
【図５】本発明の実施形態によるサンプル中の気相分子
種を検出するシステムを有する半導体プロセス装置の側
断面図である。
種を検出するシステムを有する半導体プロセス装置の側
断面図である。
【図６】ダイオードレーザー光の吸収を水蒸気圧の関数
として示しているグラフである。
として示しているグラフである。
３００ セル ３０１ サンプル領域 ３０２ 壁 ３０３ 光出入口 ３０４ 光透過窓 ３０７ 中心軸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェイムズ・マッカンドリュー アメリカ合衆国、イリノイ州 60441、ロ ックポート、ピューアリー・コート 15425
Claims (42)
- 【請求項１】吸収分光法に有用な多角形平面複数通過セ
ルであり、複数の壁に囲まれたサンプル領域を有し、各
壁はサンプル領域に面した光反射面を有しており、各壁
は少なくとも他の一つの壁に連結され、横断面において
多角形を形成しており、多角形の少なくとも一辺は光出
入口を有し、各光出入口は光透過窓を備えており、これ
はサンプル領域に面する表面を有すると共にセルを周方
向に関してシールするように設けられており、セルはサ
ンプル領域に面している壁の光反射面および光透過窓の
表面に平行な中心軸を有している、吸収分光法に有用な
多角形平面複数通過セル。 - 【請求項２】請求項１において、多角形が正多角形であ
る多角形平面複数通過セル。 - 【請求項３】請求項２において、正多角形が八角形であ
る多角形平面複数通過セル。 - 【請求項４】請求項１において、各壁の光反射面が実質
的に平面である多角形平面複数通過セル。 - 【請求項５】請求項１において、壁が、セルに入射した
光ビームはセルの内部にいる間は実質的に同一平面上に
あるように配置されている多角形平面複数通過セル。 - 【請求項６】請求項１において、壁が、セルに入射した
光ビームは一つの壁の光反射面から他の壁の光反射面に
反射され、光ビームは出入口を通ってセルを出る前に少
なくとも一回は各壁で反射されるように配置されている
多角形平面複数通過セル。 - 【請求項７】請求項１において、セルが、セルの中心軸
に平行な方向に測って約１ないし５ｃｍの高さを有して
いる多角形平面複数通過セル。 - 【請求項８】請求項１において、セルが約５ないし４０
ｃｍの径を有している多角形平面複数通過セル。 - 【請求項９】請求項１において、光透過窓が光ビームの
一部を反射するコーティング膜をサンプル領域に面する
表面の反対側の表面に有している多角形平面複数通過セ
ル。 - 【請求項１０】吸収分光法によりサンプル中の気相分子
種を検出するシステムであり、 多角形平面複数通過セルであって、複数の壁に囲まれた
サンプル領域を有し、各壁はサンプル領域に面した光反
射面を有しており、各壁は少なくとも他の一つの壁に連
結され、横断面において多角形を形成しており、多角形
の少なくとも一辺は光出入口を有し、各光出入口は光透
過窓を備えており、これはサンプル領域に面する表面を
有すると共にセルを周方向に関してシールするように設
けられており、セルはサンプル領域に面している壁の光
反射面および光透過窓の表面に平行な中心軸を有してい
る、多角形平面複数通過セルと、 光ビームを光透過窓を通してセル内に入射させる光源
と、光透過窓を通ってセルから出た光ビームを測定する
メイン検出器とを有し、サンプル気体はセルの中心軸に
平行な方向にサンプル領域を流れる、吸収分光法により
サンプル中の気相分子種を検出するシステム。 - 【請求項１１】請求項１０において、多角形が正多角形
である気相分子種を検出するシステム。 - 【請求項１２】請求項１０において、吸収分光法が可変
波長ダイオードレーザー吸収分光法である気相分子種を
検出するシステム。 - 【請求項１３】請求項１１において、正多角形が八角形
である気相分子種を検出するシステム。 - 【請求項１４】請求項１０において、各壁の光反射面が
実質的に平面である気相分子種を検出するシステム。 - 【請求項１５】請求項１０において、セル内の光ビーム
経路がセルの中心軸に直交している気相分子種を検出す
るシステム。 - 【請求項１６】請求項１０において、壁が、セルに入射
した光ビームはセルの内部にいる間は実質的に同一平面
上にあるように配置されている気相分子種を検出するシ
ステム。 - 【請求項１７】請求項１０において、壁が、セルに入射
した光ビームは一つの壁の光反射面から他の壁の光反射
面に反射され、光ビームは出入口を通ってセルを出る前
に少なくとも一回は各壁で反射されるように配置されて
いる気相分子種を検出するシステム。 - 【請求項１８】請求項１０において、セルが、セルの中
心軸に平行な方向に測って約１ないし５ｃｍの高さを有
している気相分子種を検出するシステム。 - 【請求項１９】請求項１０において、セルが、セルの中
心軸に直交する方向に測って約５ないし４０ｃｍの径を
有している気相分子種を検出するシステム。 - 【請求項２０】請求項１０において、光透過窓が光ビー
ムの一部を反射するコーティング膜をサンプル領域に面
する表面の反対側の表面に有している気相分子種を検出
するシステム。 - 【請求項２１】請求項１０において、さらに、光源から
の光ビームを光透過窓を通してセル内へ反射する第一の
ミラーと、セルを出た光ビームをメイン検出器へ反射す
る第二のミラーとを有している気相分子種を検出するシ
ステム。 - 【請求項２２】請求項１０において、さらに、光透過窓
で反射された光ビームの一部を測定する第二の検出器を
有している気相分子種を検出するシステム。 - 【請求項２３】請求項２２において、さらに、メイン検
出器で得られる測定値から第二の検出器により与えられ
る参照信号を減算する手段を有している気相分子種を検
出するシステム。 - 【請求項２４】請求項１０において、セルが真空チャン
バーと真空ポンプの間に連絡して配置されている気相分
子種を検出するシステム。 - 【請求項２５】請求項２４において、真空チャンバーが
半導体プロセス装置の一部を構成している気相分子種を
検出するシステム。 - 【請求項２６】請求項２５において、半導体プロセス装
置が、エッチング装置、化学的気相成長装置、イオン打
ち込み装置、スパッタリング装置、急速熱処理装置から
なるグループから選択される気相分子種を検出するシス
テム。 - 【請求項２７】請求項２６において、半導体プロセス装
置がエッチング装置である気相分子種を検出するシステ
ム。 - 【請求項２８】請求項１０において、真空チャンバーが
プラズマ雰囲気を収容するのに適応している気相分子種
を検出するシステム。 - 【請求項２９】請求項１０において、真空チャンバーが
活性気体雰囲気を収容するのに適応している気相分子種
を検出するシステム。 - 【請求項３０】半導体プロセス装置であり、 真空チャンバーを真空に引く真空ポンプに連絡した真空
チャンバーと、真空チャンバーと真空ポンプの間に連絡
して配置された吸収分光法に有用な多角形平面複数通過
セルとを有し、セルは、複数の壁に囲まれたサンプル領
域を有し、各壁はサンプル領域に面した光反射面を有し
ており、各壁は少なくとも他の一つの壁に連結され、横
断面において多角形を形成しており、多角形の少なくと
も一辺は光出入口を有し、各光出入口は光透過窓を備え
ており、これはサンプル領域に面する表面を有すると共
にセルを周方向に関してシールするように設けられてお
り、セルはサンプル領域に面している壁の光反射面およ
び光透過窓の表面に平行な中心軸を有しており、 さらに、光ビームを光透過窓を通してセル内に入射させ
る光源と、光透過窓を通ってセルから出た光ビームを測
定するメイン検出器とを有し、サンプル気体はセルの中
心軸に平行な方向にサンプル領域を流れる、半導体プロ
セス装置。 - 【請求項３１】請求項１の多角形平面複数通過セルを用
いて気相分子種を検出する方法であり、 光ビームを光透過窓を通して気体サンプルを収容してい
るセルのサンプル領域内に入射させ、光ビームはセルの
内部にいる間は実質的に同一平面上にあり、 また、光透過窓を通ってセルから出た光ビームを測定す
る、気相分子種を検出する方法。 - 【請求項３２】請求項３１において、光ビームは一つの
壁の光反射面から他の壁の光反射面に反射され、光ビー
ムは光透過窓を通ってセルを出る前に少なくとも一回は
各壁から反射される気相分子種を検出する方法。 - 【請求項３３】請求項３１において、気体サンプルはセ
ルを通って流れる気相分子種を検出する方法。 - 【請求項３４】請求項３３において、気体サンプルは真
空チャンバーから排出された気体を有し、気体分子種は
自然な位置で検出される気相分子種を検出する方法。 - 【請求項３５】請求項３１において、分子気体不純物が
水蒸気である気相分子種を検出する方法。 - 【請求項３６】請求項３１において、さらに、セル内に
入射する光ビームが通る光透過窓によって反射された光
ビームの一部を測定し、セルを出た光ビームの部分によ
る信号から反射光ビームによる測定信号を減算する気相
分子種を検出する方法。 - 【請求項３７】請求項３１において、セルが真空チャン
バーと真空ポンプの間に連絡して配置されている気相分
子種を検出する方法。 - 【請求項３８】請求項３７において、真空チャンバーが
半導体プロセス装置の一部を構成している気相分子種を
検出する方法。 - 【請求項３９】請求項３７において、半導体プロセス装
置が、エッチング装置、化学的気相成長装置、イオン打
ち込み装置、スパッタリング装置、急速熱処理装置から
なるグループから選択される気相分子種を検出する方
法。 - 【請求項４０】請求項３８において、半導体プロセス装
置がエッチング装置である気相分子種を検出する方法。 - 【請求項４１】請求項３１において、真空チャンバーが
プラズマ雰囲気を収容している気相分子種を検出する方
法。 - 【請求項４２】請求項３１において、真空チャンバーが
活性気体雰囲気を収容している気相分子種を検出する方
法。
Applications Claiming Priority (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US501395P | 1995-10-10 | 1995-10-10 | |
| US63443696A | 1996-04-18 | 1996-04-18 | |
| US005013 | 1996-09-10 | ||
| US08/711,504 US5818578A (en) | 1995-10-10 | 1996-09-10 | Polygonal planar multipass cell, system and apparatus including same, and method of use |
| US711504 | 1996-09-10 | ||
| US634436 | 1996-09-10 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09222392A true JPH09222392A (ja) | 1997-08-26 |
Family
ID=27357772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8267537A Pending JPH09222392A (ja) | 1995-10-10 | 1996-10-08 | 多角形平面複数通過セルとそれを有するシステムおよび装置と使用方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5818578A (ja) |
| EP (1) | EP0768521A1 (ja) |
| JP (1) | JPH09222392A (ja) |
| KR (1) | KR970024325A (ja) |
| CN (2) | CN1167914A (ja) |
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