KR20200125427A - 흡광 분석 장치, 및 흡광 분석 장치용 프로그램이 기록된 프로그램 기록 매체 - Google Patents

흡광 분석 장치, 및 흡광 분석 장치용 프로그램이 기록된 프로그램 기록 매체 Download PDF

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유헤이 사카구치
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가부시키가이샤 호리바 에스텍
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Abstract

흡광 분석 장치에 있어서, 검출기의 측정 영역에 간섭 가스가 존재하고 있더라도, 제로 교정할 수 있도록 하기 위해서, 가스를 투과한 광의 강도를 검출하는 검출기와, 상기 가스의 전압을 측정하는 전압 센서와, 상기 검출기의 출력치와 미리 설정된 제로 기준치에 기초하여 흡광도를 산출하는 흡광도 산출부와, 제로 교정시에 상기 검출기의 측정 영역에 존재하는 간섭 가스의 분압과 상기 흡광도 산출부에서 산출되는 흡광도의 관계를 나타내는 분압-흡광도 관계 데이터를 기억하는 분압-흡광도 관계 기억부와, 상기 측정 영역에 이미 알고 있는 농도의 상기 간섭 가스가 존재하는 기지 농도 상태에 있어서, 상기 전압 센서로 측정된 전압과 상기 농도에 기초하여, 상기 간섭 가스의 분압인 간섭 가스 분압을 산출하는 분압 산출부와, 상기 간섭 가스 분압과 상기 분압-흡광도 관계 데이터에 기초하여, 상기 간섭 가스의 흡광도인 간섭 가스 흡광도를 추정하는 흡광도 추정부와, 상기 간섭 가스 흡광도와 상기 기지 농도 상태에 있어서의 상기 검출기의 출력치에 기초하여, 상기 제로 기준치를 갱신하는 제로 교정을 행하는 교정부를 구비했다.

Description

흡광 분석 장치, 및 흡광 분석 장치용 프로그램이 기록된 프로그램 기록 매체{Light absorbance analysis apparatus and program record medium for recording programs of light absorbance analysis apparatus}
본 발명은 흡광 분석 장치, 및 흡광 분석 장치용 프로그램이 기록된 프로그램 기록 매체에 관한 것이다.
종래, 반도체 제조 라인에 포함되어, 성막 장치의 챔버 등으로 공급되는 재료 가스의 농도를 측정하는 흡광 분석 장치로서, 가스를 투과하는 광의 강도를 검출하는 검출기와, 해당 가스의 전압(全壓)을 측정하는 전압 센서를 구비한 것이 있다.
덧붙여, 상기 검출기는, 예를 들면, 가스에 광을 조사하는 광원과, 광원으로부터 사출된 광의 파장 중에서 재료 가스가 흡수하는 파장(이하, 측정 파장이라고도 함)의 광을 투과하는 필터와, 가스를 투과한 측정 파장의 광의 강도를 검출하는 수광부를 구비한 구조로 되어 있다.
그런데, 상기 종래의 흡광 분석 장치에 있어서, 검출기를 제로 교정하는 경우에는, 검출기의 측정 영역에 측정 파장의 광을 흡수하는 가스(이하, 간섭 가스라고도 함)가 존재하지 않는 상태를 만들어 낼 필요가 있다. 이 때문에, 종래의 흡광 분석 장치에 있어서는, 검출기를 진공 퍼지하거나, 검출기를 측정 파장의 광을 흡수하지 않는 가스(예를 들면, N2 가스)에 의해서 퍼지하거나 함으로써, 상기 상태를 만들어 내 검출기의 제로 교정을 행하고 있었다.
그러나, 상기 종래의 흡광 분석 장치가 포함되는 반도체 제조 라인에 따라서는, 프로세스상의 이유에 의해, 상기 상태를 만들어 낼 수 없는 경우가 있고, 이 경우, 검출기를 제로 교정할 수 없다. 덧붙여, 흡광 분석 장치는 검출기를 제로 교정할 수 없는 상태가 장기간 계속되면, 드리프트의 영향이 커져, 측정 정밀도가 저하된다고 하는 문제가 있다.
특허 문헌 1 : 일본 특개 2014－224307호
이에, 본 발명은 흡광 분석 장치에 있어서, 검출기의 측정 영역에 간섭 가스가 존재하고 있더라도, 제로 교정할 수 있도록 하는 것을 주된 과제로 하는 것이다.
즉, 본 발명에 따른 흡광 분석 장치는 가스를 투과한 광의 강도를 검출하는 검출기와, 상기 가스의 전압을 측정하는 전압 센서와, 상기 검출기의 출력치와 미리 설정된 제로 기준치에 기초하여 흡광도를 산출하는 흡광도 산출부와, 제로 교정시에 상기 검출기의 측정 영역에 존재하는 간섭 가스의 분압과 상기 흡광도 산출부에서 산출되는 흡광도의 관계를 나타내는 분압-흡광도 관계 데이터를 기억하는 분압-흡광도 관계 기억부와, 상기 측정 영역에 이미 알고 있는 농도를 가지는 상기 간섭 가스가 존재하는 기지(旣知) 농도 상태에 있어서, 상기 전압 센서로 측정된 전압과 상기 농도에 기초하여, 상기 간섭 가스의 분압인 간섭 가스 분압을 산출하는 분압 산출부와, 상기 간섭 가스 분압과 상기 분압-흡광도 관계 데이터에 기초하여, 상기 간섭 가스의 흡광도인 간섭 가스 흡광도를 추정하는 흡광도 추정부와, 상기 간섭 가스 흡광도와 상기 기지 농도 상태에 있어서의 상기 검출기의 출력치에 기초하여, 상기 제로 기준치를 갱신하는 제로 교정을 행하는 교정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.
이러한 것이면, 측정 영역에 이미 알고 있는 농도를 가지는 간섭 가스가 존재하는 기지 농도 상태에 있어서, 전압 센서로 측정된 전압과 상기 농도에 기초하여, 해당 간섭 가스의 분압인 간섭 가스 분압을 산출하고, 해당 간섭 가스 분압과 미리 기억한 해당 간섭 가스의 분압과 흡광도의 관계를 나타내는 분압-흡광도 관계 데이터에 기초하여, 해당 간섭 가스의 흡광도인 간섭 가스 흡광도를 추정하고, 해당 간섭 가스 흡광도와 상기 기지 농도 상태에 있어서의 검출기의 출력치에 기초하여, 제로 기준치를 갱신하는 제로 교정하도록 구성했으므로, 검출기의 측정 영역에 간섭 가스가 존재하지 않는 상태를 만들어 내지 않아도, 제로 교정을 행할 수 있다. 그 결과, 프로세스를 정지시키는 일 없이, 정기적으로 검출기를 제로 교정할 수 있게 되어, 흡광 분석 장치의 분석 정밀도를 저하시키는 일 없이 유지할 수 있다.
덧붙여, 본 발명의 제로 교정시에 이용되는 간섭 가스란, 검출기의 측정 파장에 흡수를 가지는 것이며, 이미 알고 있는 농도를 가지는 것이다.
또, 상기 교정부의 구체적인 구성으로서는, 상기 교정부가 상기 제로 기준치를 이하의 수학식 1로부터 산출되는 I0로 갱신하는 제로 교정을 행하는 것을 들 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00001
여기서, I는 상기 기지 농도 상태에서 검출되는 검출기의 출력치, A는 상기 간섭 가스 흡광도이다.
또, 상기 검출기의 제로 교정에 더하여 스팬 교정을 행하는 경우에는, 상기 흡광도 산출부가, 상기 검출기의 출력치, 상기 제로 기준치, 및 미리 설정된 스팬 흡광도에 기초하여 규격화 흡광도를 산출하는 것이고, 상기 분압-흡광도 관계 기억부가, 제로 교정시에 상기 검출기의 측정 영역에 존재하는 간섭 가스의 분압과 상기 흡광도 산출부에서 산출되는 규격화 흡광도의 관계를 나타내는 분압-규격화 흡광도 관계 데이터를 기억하는 것이고, 상기 분압 산출부가, 상기 측정 영역에 이미 알고 있는 농도를 가지는 상기 간섭 가스가 소정 분압으로 존재하는 제1 분압 상태, 및 상기 소정 분압과 상이한 분압으로 존재하는 제2 분압 상태에 있어서, 각각 상기 간섭 가스 분압을 산출하는 것이고, 상기 흡광도 추정부가, 상기 각 간섭 가스 분압과 상기 분압-규격화 흡광도 관계 데이터에 기초하여, 상기 제1 분압 상태 및 상기 제2 분압 상태에 있어서의 상기 간섭 가스의 규격화 흡광도인 간섭 가스 규격화 흡광도를 추정하는 것이고, 상기 교정부가, 상기 각 간섭 가스 규격화 흡광도와 상기 제1 분압 상태 및 상기 제2 분압 상태에 있어서의 검출기의 출력치에 기초하여, 상기 검출기의 상기 제로 기준치를 갱신하는 제로 교정과 상기 검출기의 상기 스팬 흡광도를 갱신하는 스팬 교정을 행하도록 하면 된다.
이러한 것이면, 검출기의 측정 영역에 간섭 가스가 존재하지 않는 상태를 만들어 내지 않아도, 제로 교정이 가능할 뿐만 아니라 스팬 교정도 할 수 있다. 그 결과, 프로세스를 정지시키는 일 없이, 정기적으로 검출기를 제로 교정할 수 있게 되어, 흡광 분석 장치의 분석 정밀도를 저하시키는 일 없이 유지할 수 있다.
또, 상기 검출기의 구체적인 구성으로서는, 상기 교정부가 상기 스팬 흡광도를 이하의 수학식 2로부터 산출되는 AS로 갱신하는 스팬 교정과, 상기 제로 기준치를 이하의 수학식 2 및 수학식 3으로부터 산출되는 I0로 갱신하는 제로 교정을 행하는 것을 들 수 있다.
[수학식 2]
Figure pat00002
[수학식 3]
Figure pat00003
여기서, Ar1은 상기 제1 분압 상태에 있어서의 간섭 가스 규격화 흡광도, Ar2는 상기 제2 분압 상태에 있어서의 간섭 가스 규격화 흡광도, I1은 상기 제1 분압 상태에서 검출되는 검출기의 출력치, I2는 상기 제2 분압 상태에서 검출되는 검출기의 출력치이다.
또, 본 발명에 따른 흡광 분석 장치용 프로그램은, 가스를 투과한 광의 강도를 검출하는 검출기와, 상기 가스의 전압을 측정하는 전압 센서와, 상기 검출기의 출력치와 미리 설정된 제로 기준치에 기초하여 흡광도를 산출하는 흡광도 산출부를 구비하는 흡광 분석 장치에 이용되는 것으로서, 제로 교정시에 상기 검출기의 측정 영역에 존재하는 간섭 가스의 분압과 상기 흡광도 산출부에서 산출되는 흡광도의 관계를 나타내는 분압-흡광도 관계 데이터를 기억하는 분압-흡광도 관계 기억부와, 상기 측정 영역에 이미 알고 있는 농도를 가지는 상기 간섭 가스가 존재하는 기지 농도 상태에 있어서, 상기 전압 센서로 측정된 전압과 상기 농도에 기초하여, 상기 간섭 가스의 분압인 간섭 가스 분압을 산출하는 분압 산출부와, 상기 간섭 가스 분압과 상기 분압-흡광도 관계 데이터에 기초하여, 상기 간섭 가스의 흡광도인 간섭 가스 흡광도를 추정하는 흡광도 추정부와, 상기 간섭 가스 흡광도와 상기 기지 농도 상태에 있어서의 상기 검출기의 출력치에 기초하여, 상기 검출기의 상기 제로 기준치를 갱신하는 제로 교정을 행하는 교정부로서의 기능을 발휘시키는 것이다. 덧붙여, 흡광 분석 장치용 프로그램은 전자적으로 배포되는 것이어도 되고, CD, DVD, 플래쉬 메모리 등의 프로그램 기록 매체에 기록된 것이어도 된다.
이와 같이 구성한 흡광 분석 장치에 의하면, 검출기의 측정 영역에 간섭 가스가 존재하지 않는 상태를 만들어 내지 않더라도, 검출기를 제로 교정할 수 있다.
도 1은 실시 형태에 따른 흡광 분석 장치가 접속된 기화 장치를 나타내는 모식도이다.
도 2는 실시 형태에 따른 검출기를 나타내는 모식도이다.
도 3은 실시 형태에 따른 검출기의 변형예를 나타내는 모식도이다.
도 4는 실시 형태에 따른 흡광 분석 장치를 나타내는 블록도이다.
도 5는 실시 형태에 따른 흡광 분석 장치의 동작을 나타내는 순서도이다.
이하에, 본 발명에 따른 흡광 분석 장치를 도면에 기초하여 설명한다.
본 발명에 따른 흡광 분석 장치는, 예를 들면 반도체 제조 라인 등에 포함되어 이용되는 것이다. 구체적으로는, 흡광 분석 장치는 반도체 제조 라인의 기화 장치에서 생성되어 챔버로 공급되는 가스의 농도를 측정하기 위해서 이용되는 것이다. 이에, 이하의 실시 형태에 있어서는, 기화 장치에 마련된 상태의 흡광 분석 장치를 설명한다.
＜실시 형태＞ 우선, 본 실시 형태에 따른 기화 장치(100)에 대해 상세를 설명한다. 기화 장치(100)는 소위 희석식(유량식)의 것이다. 구체적으로는, 도 1에 나타내는 것처럼, 기화 장치(100)는 액체 또는 고체의 재료를 저류(貯留)하는 기화 탱크(10)와, 기화 탱크(10)에 캐리어 가스를 공급하는 캐리어 가스 공급로(L1)와, 재료가 기화한 재료 가스를 기화 탱크(10)로부터 도출하여 챔버(CH)로 공급하는 재료 가스 도출로(L2)와, 캐리어 가스 공급로(L1) 및 재료 가스 도출로(L2)를 접속하는 우회 유로(L3)와, 재료 가스를 희석하는 희석 가스를 재료 가스 도출로(L2)에 공급하는 희석 가스 공급로(L4)와, 챔버(CH)로 재료 가스를 공급하는 재료 가스 공급 모드와 챔버(CH)로 캐리어 가스만을 공급하는 캐리어 가스 공급 모드를 전환하기 위한 전환 기구(20)를 구비하고 있다.
상기 캐리어 가스 공급로(L1)에는 캐리어 가스의 유량을 제어하는 제1 유량 제어 장치(MFC1)가 마련되어 있다. 제1 유량 제어 장치(MFC1)는, 예를 들면, 열식의 유량 센서와, 피에조밸브 등의 유량 조정 밸브와, CPU나 메모리 등을 구비한 제어 회로를 구비한 매스 플로우 컨트롤러이다. 덧붙여, 캐리어 가스 공급로(L1)는 이미 알고 있는 농도의 간섭 가스를 포함하는 캐리어 가스를 공급하도록 구성되어 있다.
상기 재료 가스 도출로(L2)에는 후술하는 흡광 분석 장치(200)가 마련되어 있다. 덧붙여, 구체적으로는, 흡광 분석 장치(200)는 재료 가스 도출로(L2)의 희석 가스 공급로(L4)와의 접속 지점보다도 하류측에 마련되어 있다.
상기 희석 가스 공급로(L4)에는, 희석 가스의 유량을 제어하는 제2 유량 제어 장치(MFC2)가 마련되어 있다. 제2 유량 제어 장치(MFC2)는 제1 유량 제어 장치(MFC1)와 마찬가지로, 예를 들면, 열식의 유량 센서와, 피에조밸브 등의 유량 조정 밸브와, CPU나 메모리 등을 구비한 제어 회로를 구비한 매스 플로우 컨트롤러이다.
상기 전환 기구(20)는 밸브 전환 신호를 접수하여 개폐하는 복수의 밸브(V1~V4)를 가지고 있다. 그리고, 예를 들면, 유저가 전환 기구(20)의 밸브(V1~V4)를 미리 설정한 타이밍에서 개폐함으로써, 재료 가스 공급 모드 또는 캐리어 가스 공급 모드로 전환되도록 되어 있다.
구체적으로는, 상기 전환 기구(20)는 캐리어 가스 공급로(L1)에 있어서의 우회 유로(L3)와의 접속 지점보다도 하류측에 마련된 제1 밸브(V1)와, 재료 가스 도출로(L2)에 있어서의 우회 유로(L3)와의 접속 지점보다도 상류측에 마련된 제2 밸브(V2)와, 우회 유로(L3)에 마련된 제3 밸브(V3)와, 희석 가스 공급로(L4)에 마련된 제4 밸브(V4)를 구비하고 있다.
그리고, 상기 전환 기구(20)는 제1 밸브(V1), 제2 밸브(V2), 및 제4 밸브(V4)를 엶과 아울러 제3 밸브(V3)를 닫으으로써, 재료 가스 도출로(L2)로부터 챔버(CH)에 재료 가스가 공급되는 재료 가스 공급 모드로 전환하도록 구성되어 있다.
한편, 상기 전환 기구(20)는 제1 밸브(V1), 제2 밸브(V2), 및 제4 밸브(V4)를 닫음과 아울러 제3 밸브(V3)를 엶으로써, 재료 가스 도출로(L2)로부터 챔버(CH)로 캐리어 가스만이 공급되는 캐리어 가스 공급 모드로 전환하도록 구성되어 있다.
덧붙여, 상기 기화 장치(100)는 재료 가스 공급 모드로 전환되면, 흡광 분석 장치(200)에 의해서 측정되는 재료 가스의 농도가 미리 정해진 설정 농도에 가까워지도록, 제1 유량 제어 장치(MFC1) 및 제2 유량 제어 장치(MFC2)를 피드백 제어하는 도시하지 않은 농도 제어부를 구비하고 있다.
다음에, 본 실시 형태에 따른 흡광 분석 장치(200)에 대해 설명한다. 상기 흡광 분석 장치(200)는 재료 가스 도출로(L2)에 설치된 전압 센서(30) 및 검출기(40)와, 검출기(40)의 출력치에 기초하여 흡광도를 산출하는 흡광도 산출부(50)와, 제어부(60)를 구비하고 있다. 덧붙여, 검출기(40)는 전압 센서(30)보다도 하류측에 설치되어 있다.
상기 전압 센서(30)는 재료 가스 도출로(L2)를 흐르는 가스의 전압을 측정하는 것이다.
상기 검출기(40)는 재료 가스 도출로(L2)를 흐르는 가스를 투과한 광의 강도를 검출하는 것이다. 구체적으로는, 검출기(40)는, 도 2에 나타내는 것처럼, 재료 가스 도출로(L2)를 흐르는 가스에 광을 조사하는 광원(41)과, 광원(41)으로부터 사출된 광의 파장 중에서 재료 가스(측정 대상 가스)가 흡수하는 파장(이하, 측정 파장이라고도 함)의 광을 투과하는 필터(42)와, 필터(42)를 투과한 측정 파장의 광의 강도를 검출하는 수광부(43)를 구비하고 있다. 덧붙여, 검출기(40)는 재료 가스 도출로(L2)에 있어서의 광원(41)으로부터 사출된 광이 투과하는 영역을 측정 영역 Z라고 했을 경우, 측정 영역 Z의 일방측에 광원(41)이 배치되고, 측정 영역 Z의 타방측에 필터(42) 및 수광부(43)가 배치되어 있다. 또, 광원(41)과 재료 가스 도출로(L2)의 사이, 및 필터(42)와 재료 가스 도출로(L2)의 사이에는, 각각 창부재(44)가 마련되어 있다. 이것에 의해, 광원(41), 필터(42) 및 수광부(43)가, 재료 가스 도출로(L2)를 흐르는 가스와 직접 접촉하지 않도록 되어 있다. 그리고, 검출기(40)는 측정 영역 Z에 존재하는 가스를 투과한 광의 강도를 나타내는 수광부(43)의 출력 신호를 출력치로서 출력한다.
덧붙여, 상기 검출기(40)는, 도 3에 나타내는 것처럼, 측정 영역 Z의 타방측에 필터(42) 및 수광부(43)에 더하여, 재료 가스가 흡수하지 않는 파장의 광을 투과하는 레퍼런스용 필터(42r)와, 레퍼런스용 필터(42r)를 투과한 파장의 광의 강도를 검출하는 레퍼런스용 수광부(43r)를 구비하는 것이어도 된다. 이 경우, 검출기(40)의 출력치로서, 수광부(43)의 출력 신호와 레퍼런스용 수광부(43r)의 출력 신호의 비를 이용할 수도 있다.
또, 상기 흡광도 산출부(50)는 검출기(40)의 출력치와 미리 설정된 제로 기준치에 기초하여 흡광도를 산출하는 것이다. 여기서, 제로 기준치는 간섭 가스가 존재하지 않는 상태에서 검출되는 검출기(40)의 출력치이다. 덧붙여, 흡광도 산출부(50)는, 구체적으로는, 다음의 수학식 4에 기초하여 흡광도 A를 산출한다.
[수학식 4]
Figure pat00004
여기서, I는 검출기의 출력치, I0은 제로 기준치이다.
상기 제어부(60)는 제로 교정 실시 신호를 접수했을 경우에, 제로 기준치를 갱신하는 제로 교정을 행하는 것이다. 덧붙여, 제어부(60)는 기화 장치(100)가 캐리어 가스 공급 모드로 전환된 상태, 바꾸어 말하면, 재료 가스 도출로(L2)로부터 챔버(CH)로 이미 알고 있는 농도의 간섭 가스를 포함하는 캐리어 가스가 공급되고 있는 상태에서 제로 교정을 행하도록 되어 있다. 구체적으로는, 제어부(60)는 기화 장치(100)가 캐리어 가스 공급 모드로 전환된 후, 압력 등이 충분히 안정된 시점에서 기화 장치(100)로부터 제어부(60)로 송신되는 제로 교정 실시 신호를 접수하여 제로 교정을 행하는 것이다.
구체적으로는, 상기 제어부(60)는 전압 센서(30) 및 검출기(40)에 접속된 것이고, CPU, 메모리, AD 컨버터, DA 컨버터, 입력부 등을 가진 컴퓨터이다. 그리고, 제어부(60)는 상기 메모리에 격납된 프로그램을 CPU에 의해서 실행함으로써, 도 4에 나타내는 것처럼, 분압-흡광도 관계 기억부(61), 기지 농도 기억부(62), 분압 산출부(63), 흡광도 추정부(64), 교정부(65) 등으로서의 기능을 발휘하도록 구성되어 있다.
상기 분압-흡광도 관계 기억부(61)는 제로 교정시에 검출기(40)의 측정 영역 Z에 존재하는 간섭 가스의 분압과 흡광도 산출부(50)에서 산출되는 흡광도의 관계를 나타내는 분압-흡광도 관계 데이터를 기억하는 것이다. 덧붙여, 본 실시 형태의 분압-흡광도 관계 기억부(61)는, 흡광 분광 장치(200)의 출하 전에 취득한 간섭 가스의 분압과 흡광도의 관계를 나타내는 분압-흡광도 관계 데이터를 기억한다.
상기 기지 농도 기억부(62)는 간섭 가스의 이미 알고 있는 농도를 기억하는 것이다. 본 실시 형태의 기지 농도 기억부(62)는, 캐리어 가스 공급로(L1)로부터 공급되는 캐리어 가스에 포함되는 간섭 가스의 이미 알고 있는 농도를 기억하는 것이다. 덧붙여, 상기 농도는 0~100%로부터 선택되는 어느 값이어도 된다.
상기 분압 산출부(63)는 검출기(40)의 측정 영역 Z에 이미 알고 있는 농도를 가지는 간섭 가스가 존재하는 기지 농도 상태에 있어서, 전압 센서(30)로 측정된 전압과, 기지 농도 기억부(62)에 기억된 간섭 가스의 이미 알고 있는 농도에 기초하여, 간섭 가스의 분압인 간섭 가스 분압을 산출하는 것이다. 덧붙여, 본 실시 형태의 분압 산출부(53)는 제로 교정 실시 신호를 접수했을 경우에 간섭 가스 분압을 산출한다.
상기 흡광도 추정부(64)는 분압 산출부(63)에서 산출된 간섭 가스 분압과, 분압-흡광도 관계 기억부(61)에 기억된 분압-흡광도 관계 데이터에 기초하여, 간섭 가스의 흡광도인 간섭 가스 흡광도를 추정하는 것이다. 덧붙여, 본 실시 형태의 흡광도 추정부(64)는 캐리어 가스에 포함되는 간섭 가스 흡광도를 추정한다.
상기 교정부(65)는 흡광도 추정부(64)에서 추정된 간섭 가스 흡광도와, 측정 영역 Z에 이미 알고 있는 농도의 간섭 가스가 존재하는 기지 농도 상태에 있어서, 해당 검출기(40)로 검출되는 출력치에 기초하여, 제로 기준치를 갱신하는 제로 교정을 행하는 것이다. 구체적으로는, 교정부(65)는 흡광도 추정부(64)에서 추정된 간섭 가스 흡광도 A와, 상기 기지 농도 상태에서 검출되는 검출기(40)의 출력치 I를 상기 수학식 1에 대입하여 I0를 산출하고, 제로 기준치를 해당 I0로 갱신하는 제로 교정을 행하는 것이다. 덧붙여, 본 실시 형태의 교정부(65)는 흡광도 추정부(64)에서 추정된 간섭 가스 흡광도 A와, 제로 교정 실시 신호 접수시에 검출된 검출기(40)의 출력치 I를 상기 수학식 1에 대입하여 I0를 산출하고, 제로 기준치를 해당 I0로 갱신하는 제로 교정을 행한다.
다음에, 본 실시 형태에 따른 흡광 분석 장치(200)의 교정 동작을 설명한다.
우선, 흡광 분석 장치(200)가 기화 장치(100)로부터 제로 교정 실시 신호를 접수한다(스텝 S1). 그러면, 분압 산출부(63)가 전압 센서(30)로 측정되는 캐리어 가스의 전압을 취득함과 아울러, 교정부(65)가 검출기(40)의 출력치 I를 취득한다(스텝 S2).
다음에, 분압 산출부(63)는 취득한 전압과, 기지 농도 기억부(62)에 기억된 캐리어 가스에 포함되는 간섭 가스의 이미 알고 있는 농도에 기초하여, 캐리어 가스에 포함되는 간섭 가스의 분압인 간섭 가스 분압을 산출한다(스텝 S3).
다음에, 흡광도 추정부(64)가 분압 산출부(53)에서 산출된 간섭 가스 분압과, 분압-흡광도 관계 기억부(61)에 기억된 분압-흡광도 관계 데이터에 기초하여, 캐리어 가스에 포함되는 간섭 가스의 흡광도인 간섭 가스 흡광도를 추정한다(스텝 S4).
그리고, 교정부(65)는 취득한 검출기(40)의 출력치 I와, 흡광도 추정부(64)에서 추정된 간섭 가스 흡광도 A를 상기 수학식 1에 대입하여 I0를 산출하고, 제로 기준치를 해당 I0로 갱신하는 제로 교정을 행한다(스텝 S5).
이러한 것이면, 기화 장치(100)로부터 챔버(CH)로 캐리어 가스 또는 재료 가스 중 어느 것을 상시 계속 공급하는 프로세스라고 하더라도, 기화 장치(100)가 캐리어 가스 공급 모드로 전환된 상태에 있어서, 검출기(40)의 제로 교정을 행할 수 있다. 그 결과, 흡광 분석 장치(200)의 측정 정밀도를 유지할 수 있다.
덧붙여, 본 실시 형태의 검출기(40)의 제로 교정을 행하는 경우에는, 흡광 분석 장치(200)가 설치되는 재료 가스 도출로(L2)에 대해, 이미 알고 있는 농도의 간섭 가스가 포함되는 가스가 흐르는 상태를 만들어 내면 된다.
따라서, 다음과 같은 변형예여도 검출기(40)의 제로 교정을 행할 수 있다. 즉, 예를 들면, 희석 가스 공급로(L4)로부터 캐리어 가스와 같은 성분의 희석 가스가 공급되도록 한다. 그리고, 전환 기구(20)에 의해서, 챔버(CH)에 대해, 재료 가스가 공급되는 재료 가스 공급 모드와, 희석 가스만이 공급되는 희석 가스 공급 모드로 전환되도록 구성한다. 이러한 것이어도, 기화 장치(100)를 희석 가스 공급 모드로 전환함으로써, 재료 가스 도출로(L2)로부터 챔버(CH)에 대해, 이미 알고 있는 농도의 간섭 가스가 포함되는 희석 가스가 흐르는 상태를 만들어 낼 수 있어, 검출기(40)의 제로 교정을 행할 수 있다.
또한, 전환 기구(20)에 의해서, 챔버(CH)에 대해, 재료 가스가 공급되는 재료 가스 공급 모드와 캐리어 가스 및 희석 가스가 이미 알고 있는 비율로 혼합된 혼합 가스가 공급되는 혼합 가스 공급 모드로 전환되도록 구성한다. 이러한 것이어도, 기화 장치(200)를 혼합 가스 공급 모드로 전환함으로써, 재료 가스 도출로(L2)로부터 챔버(CH)에 대해, 이미 알고 있는 농도의 간섭 가스가 포함되는 혼합 가스가 흐르는 상태를 만들어 낼 수 있어, 검출기(40)의 제로 교정을 행할 수 있다.
덧붙여, 상기 실시 형태에 있어서는, 재료 가스 도출로(L2)로부터 챔버(CH)로 이미 알고 있는 농도의 간섭 가스를 포함하는 가스가 흐르고 있는 상태에서 제로 교정을 행하고 있지만, 예를 들면, 재료 가스 도출로(L2)에 해당 가스를 흘린 후에, 전압 센서(30)의 상류측 및 검출기(40)의 하류측을 도시하지 않은 개폐 밸브 등에 의해서 실링하고, 이 상태에서 제로 교정을 행할 수도 있다.
＜그 외의 실시 형태＞ 그 외의 실시 형태로서, 흡광도 산출부(50)가 검출기(40)의 출력치, 미리 설정된 제로 기준치, 및 미리 설정된 스팬 흡광도에 기초하여 규격화 흡광도를 산출하는 것이고, 교정부(65)가 제로 기준치를 갱신하는 제로 교정에 더하여, 스팬 흡광도를 갱신하는 스팬 교정을 행하는 것을 들 수 있다. 덧붙여, 이 경우, 흡광도 산출부(50)는, 구체적으로는, 다음의 수학식 5에 기초하여 규격화 흡광도 Ar을 산출한다.
[수학식 5]
Figure pat00005
여기서, I는 검출기의 출력치, I0은 제로 기준치, AS는 스팬 흡광도이다.
구체적으로는, 상기 실시 형태에 있어서, 기화 장치(100)를 캐리어 가스 공급 모드로 전환한 상태에 있어서, 재료 가스 도출로(L2)로 간섭 가스가 소정 분압이 되는 조건으로 캐리어 가스가 공급되는 제1 분압 상태와, 재료 가스 도출로(L2)로 간섭 가스가 상기 소정 분압과 상이한 분압이 되는 조건으로 캐리어 가스가 공급되는 제2 분압 상태를 만들어 낸다. 구체적으로는, 캐리어 가스 공급로(L1)로부터 공급되는 캐리어 가스의 압력을 바꾸거나, 캐리어 가스 공급로(L1)로부터 공급되는 캐리어 가스에 포함되는 간섭 가스의 농도를 바꿔, 상기 제1 분압 상태 및 상기 제2 분압 상태를 만들어 낸다.
또, 분압-흡광도 관계 기억부(61)에, 제로 교정시에 측정 영역 Z에 존재하는 간섭 가스의 분압과 흡광도 산출부(50)에서 산출되는 규격화 흡광도의 관계를 나타내는 분압-규격화 흡광도 관계 데이터를 기억한다.
그리고, 분압 산출부(63)가, 제1 분압 상태 및 제2 분압 상태에 있어서, 각각 상기 간섭 가스 분압을 산출하고, 흡광도 추정부(64)가, 각 간섭 가스 분압과 분압-규격화 흡광도 관계 데이터에 기초하여, 제1 분압 상태 및 제2 분압 상태에 있어서의 간섭 가스의 규격화 흡광도인 간섭 가스 규격화 흡광도를 추정하고, 교정부(65)가 각 간섭 가스 규격화 흡광도와 제1 분압 상태 및 제2 분압 상태에 있어서의 검출기(40)의 출력치에 기초하여, 제로 기준치를 갱신하는 제로 교정과, 스팬 흡광도를 갱신하는 스팬 교정을 행하도록 하면 된다.
구체적으로는, 교정부(65)는, 제1 분압 상태에 있어서의 검출기(40)의 출력치 I1과 간섭 가스 규격화 흡광도 Ar1과, 제2 분압 상태에 있어서의 검출기(40)의 출력치 I2와 간섭 가스 규격화 흡광도 Ar2를 수학식 2 및 수학식 3에 대입하여 I0와 AS를 산출하고, 제로 기준치를 해당 I0로 갱신하는 제로 교정과, 스팬 흡광도를 해당 AS로 갱신하는 스팬 교정을 행하도록 하면 된다.
또, 그 외의 실시 형태로서는, 기화 장치(100)가 재료 가스 도출로(L2)로 이미 알고 있는 농도의 간섭 가스를 공급하는 간섭 가스 공급로를 별도 구비하는 것이어도 된다. 이 경우, 간섭 가스는 이미 알고 있는 농도의 것이면, 어떠한 가스여도 된다. 예를 들면, 간섭 가스는, 재료 가스와 같은 성분의 가스여도 되고, 캐리어 가스와 같은 성분의 가스여도 되며, 그 외의 교정용 가스여도 된다.
그 외, 본 발명은 상기 각 실시 형태로 한정되지 않고, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 변형이 가능한 것은 말할 필요도 없다.
100: 기화 장치
10: 기화 탱크
L1: 캐리어 가스 공급로
L2: 재료 가스 도출로
L3: 우회 유로
L4: 희석 가스 공급로
20: 전환 기구
MFC1: 제1 유량 제어 장치
MFC2: 제2 유량 제어 장치
200: 흡광 분석 장치
30: 전압 센서
40: 검출기
50: 흡광도 산출부
60: 제어부
61: 분압-흡광도 관계 기억부
62: 기지 농도 기억부
63: 분압 산출부
64: 흡광도 추정부
65: 교정부

Claims (5)

  1. 가스를 투과한 광의 강도를 검출하는 검출기와,
    상기 가스의 전압(全壓)을 측정하는 전압 센서와,
    상기 검출기의 출력치와 미리 설정된 제로 기준치에 기초하여 흡광도를 산출하는 흡광도 산출부와,
    제로 교정시에 상기 검출기의 측정 영역에 존재하는 간섭 가스의 분압(分壓)과 상기 흡광도 산출부에서 산출되는 흡광도의 관계를 나타내는 분압-흡광도 관계 데이터를 기억하는 분압-흡광도 관계 기억부와,
    상기 측정 영역에 이미 알고 있는 농도의 상기 간섭 가스가 존재하는 기지 농도 상태에 있어서, 상기 전압 센서로 측정된 전압과 상기 농도에 기초하여, 상기 간섭 가스의 분압인 간섭 가스 분압을 산출하는 분압 산출부와,
    상기 간섭 가스 분압과 상기 분압-흡광도 관계 데이터에 기초하여, 상기 간섭 가스의 흡광도인 간섭 가스 흡광도를 추정하는 흡광도 추정부와,
    상기 간섭 가스 흡광도와 상기 기지 농도 상태에 있어서의 상기 검출기의 출력치에 기초하여, 상기 제로 기준치를 갱신하는 제로 교정을 행하는 교정부를 구비하는 것을 특징으로 하는
    흡광 분석 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 교정부가 상기 제로 기준치를 이하의 수학식 1로부터 산출되는 I0로 갱신하는 제로 교정을 행하는 것인
    흡광 분석 장치.
    [수학식 1]
    Figure pat00006

    I：상기 기지 농도 상태에서 검출되는 상기 검출기의 출력치
    A：상기 간섭 가스 흡광도
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 흡광도 산출부가 상기 검출기의 출력치, 상기 제로 기준치, 및 미리 설정된 스팬 흡광도에 기초하여 규격화 흡광도를 산출하는 것이고,
    상기 분압-흡광도 관계 기억부가, 제로 교정시에 상기 검출기의 측정 영역에 존재하는 간섭 가스의 분압과 상기 흡광도 산출부에서 산출되는 규격화 흡광도의 관계를 나타내는 분압-규격화 흡광도 관계 데이터를 기억하는 것이고,
    상기 분압 산출부가, 상기 측정 영역에 이미 알고 있는 농도를 가지는 상기 간섭 가스가 소정 분압으로 존재하는 제1 분압 상태, 및 상기 소정 분압과 상이한 분압으로 존재하는 제2 분압 상태에 있어서, 각각 상기 간섭 가스 분압을 산출하는 것이고,
    상기 흡광도 추정부가, 상기 각 간섭 가스 분압과 상기 분압-규격화 흡광도 관계 데이터에 기초하여, 상기 제1 분압 상태 및 상기 제2 분압 상태에 있어서의 상기 간섭 가스의 규격화 흡광도인 간섭 가스 규격화 흡광도를 추정하는 것이고,
    상기 교정부가, 상기 각 간섭 가스 규격화 흡광도와 상기 제1 분압 상태 및 상기 제2 분압 상태에 있어서의 검출기의 출력치에 기초하여, 상기 제로 기준치를 갱신하는 제로 교정과 상기 스팬 흡광도를 갱신하는 스팬 교정을 행하는 것인
    흡광 분석 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 교정부가, 상기 스팬 흡광도를 이하의 수학식 2로부터 산출되는 AS로 갱신하는 스팬 교정과, 상기 제로 기준치를 이하의 수학식 2 및 수학식 3으로부터 산출되는 I0로 갱신하는 제로 교정을 행하는 것인
    흡광 분석 장치.
    [수학식 2]
    Figure pat00007

    [수학식 3]
    Figure pat00008

    Ar1：상기 제1 분압 상태에 있어서의 간섭 가스 규격화 흡광도
    Ar2：상기 제2 분압 상태에 있어서의 간섭 가스 규격화 흡광도
    I1：상기 제1 분압 상태에서 검출되는 검출기의 출력치
    I2：상기 제2 분압 상태에서 검출되는 검출기의 출력치
  5. 가스를 투과한 광의 강도를 검출하는 검출기와, 상기 가스의 전압을 측정하는 전압 센서와, 상기 검출기의 출력치와 미리 설정된 제로 기준치에 기초하여 흡광도를 산출하는 흡광도 산출부를 구비하는 흡광 분석 장치에 이용되는 프로그램이 기록된 프로그램 기록 매체로서,
    제로 교정시에 상기 검출기의 측정 영역에 존재하는 간섭 가스의 분압과 상기 흡광도 산출부에서 산출되는 흡광도의 관계를 나타내는 분압-흡광도 관계 데이터를 기억하는 분압-흡광도 관계 기억부와,
    상기 측정 영역에 이미 알고 있는 농도의 상기 간섭 가스가 존재하는 기지 농도 상태에 있어서, 상기 전압 센서로 측정된 전압과 상기 농도에 기초하여, 상기 간섭 가스의 분압인 간섭 가스 분압을 산출하는 분압 산출부와,
    상기 간섭 가스 분압과 상기 분압-흡광도 관계 데이터에 기초하여, 상기 간섭 가스의 흡광도인 간섭 가스 흡광도를 추정하는 흡광도 추정부와,
    상기 간섭 가스 흡광도와 상기 기지 농도 상태에 있어서의 상기 검출기의 출력치에 기초하여, 상기 제로 기준치를 갱신하는 제로 교정을 행하는 교정부로서의 기능을 발휘시키는 것을 특징으로 하는
    흡광 분석 장치용 프로그램이 기록된 프로그램 기록 매체.
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