TW497190B

TW497190B - Quartz member for semiconductor manufacturing equipment, manufacturing method of quartz member for semiconductor manufacturing equipment, thermal treatment equipment, and analysis method of metal in quartz member

Info

Publication number: TW497190B
Application number: TW090102441A
Authority: TW
Inventors: Yoshinori Marumo; Kaname Suzuki; Teruyuki Hayashi; Takashi Tanahashi
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2000-02-07
Filing date: 2001-02-06
Publication date: 2002-08-01
Also published as: DE60028091T2; KR20020076290A; WO2001059189A1; DE60028091D1; EP1261761A1; JP2003522708A; KR100733201B1; US20030000458A1; EP1261761B1; JP4342758B2

Description

497190 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製發明說明（技術領域本發明係有關半導體製造裝置衣I州石英構件、丰壤裝置用石英構件之製造方法、埶牛導姐製造热處理裝置、石苯摇、金屬之分析方法’尤其是有關適料熱處理砍 ^ 體基板之域理裝置之半導體製造裝置用石英構件·、^ 體製造裝置用石英構件之製造太表仏万法、熱處理裝置、石盆姐件中之金屬之分析方法。央構背景技術熱處理^導體晶圓之熱處理裝置的構造，係在保持概略水平的狀怨下將數片半導體晶圓收容在熱處理裝置内，並以熱處理裝置内的加熱器加熱。圖12爲主要之熱處理裝置概略構成的垂直剖面圖。 ^ 如圖12所示，數片半導體晶圓129收容在熱處理裝置内。在熱處理裝置内配置有概略成圓筒形狀的石英管，亦即石英玻璃爐心管124，半導體晶圓129收容在將其保持概略水平的晶舟1 2 8上及上述石英玻璃爐心管丨2 4内，在保持概略眞空的狀態下，以設置成包圍石英玻璃爐心管 1 2 4之加熱器丨2 2的熱度實施加熱處理。另外’該圖中的爐蓋1 2 7係用於各晶舟1 2 8之半導體晶圓1 2 9進出石英玻璃爐心.管丨2 4的蓋子；旋轉台1 2 6係在熱處理中旋轉，以提高晶舟1 2 8上之半導體晶圓1 2 9的處理均勻性。此外，設置之反射板丨2 5、均熱管1 2 3係促熱處理裝置内之溫度分佈均勻；設置之隔熱材料丨2 1係盖整體以保持熱處理裝置内的熱度。 -4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） ------------φ裝---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂--- # 進覆 497190 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（2 然而，加熱器122中含有銅等金屬原子，在加熱時，金屬原子自加熱器1 22中擴散而附著在石英玻璃爐心管i 的表面。附著在石英玻璃爐心管124表面的金屬原子向石英玻璃爐心管124的厚度（深度）方向擴散而到達石英玻璃爐心管124的内部，以致進入石英玻璃爐心管124内側的空間内，附著在熱處理中的半導體晶圓i 2 9上，因而造成 /亏染’形成半導體晶圓1 2 9發生不良的原因。 °

因考慮到石英玻璃爐心管1 2 4之物性及組成與上述金屬擴散、污染有關，因此需要管理形成石英玻璃爐心管124 之石英材料的物性及組成。尤其是當金屬原子擴散至石英玻璃中時的擴散係數係掌握污染物質移動速度的指標，因此，正確掌握該擴散係數實屬重要。 T 但是，製造石英玻璃爐心管之廠商所提供之構成石英玻璃爐心管之石英材料的擴散係數資料，各廠商的差显很大，比較各廠商發現其間差異最大竟高達約105倍。欲以廠商所提供之擴散絲資料統—判斷製品之石$玻璃爐心管的品質並不i刀實際。此外，先前係採用SIMS法（二次離子質量分析法）及光學方法來測量石英玻璃爐心管的擴散係數、然而，因麵法的檢測TP艮爲4#g/g’極爲粗链’且其分析區域（深度）僅約爲2〇〇μιη，導致測量能力低、測量精度低、設備投資大及每次測量的成本高等問題。而光學方法的深度分解能力又過深，爲⑽_，檢測下限亦約lOng/g，均不能充分滿足測量能力及測量精度。 Μ--------^---------. (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) > 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210] 297公釐 497190 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

裝--------訂--- (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) n ·ϋ

ϋ n I # y A7 B7 五、發明說明（ 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 =出；分離步驟，其係化學分解上述被分析層，自上 =料劑中分離出分解物；分析步驟，其#分析上述被二金屬量:、及計算步驟，其係從上述被分 ^述石英試劑與上述分解物被分離後之上迷石英試劑的體積變化求出上述被分析層的體積。出搪I你t發明〈石英構件中之金屬之分析方法爲用於求 =石英構件中之金屬之分析方法，其特徵爲具 “I V驟’其係使位於石英試劑中之所需深度的被、漱—步驟’其係化學分解上述被分析層，自丄 =英試财分離出分解物；第三步驟，其係分析上述被物中的金屬量；第四步碟，其係從上述被分析層…如之上述石英試劑與上述分解物被分離後之上述石英試劑的體積變化求出上述被分析層的體積；第五其f使上述好析層在厚度^向更内側的被分析層狀’及第，、步驟’其係藉由反覆實施上述第二步驟至上弟五步驟，求出上述石盆二4、令丨、》- 分佈。、石英试劑 <厚度方向的擴散金屬濃本發明由於係將石英試劑的表面區分成薄的被分析層以化學分析万法分析各個被分析層之石英材料的品質，得高精密度的分·析結果及可靠性高的擴散係數精此’由於係使用擴散係數小的材料來製造使用在半導 :造=的石英構件，因此’可以獲得實施熱致污染半導體晶圓之使用在半導體製造裝置上的石英構件0 分上步訂述度因體不 # >紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公^ 五發明說明（ ®式之簡要説明圖1爲本發明之分析方法之流程的流程圖。圖2爲模式顯示實施本發明之分析方法的狀態。】3 !不同於圖1之本發明之分析方法之流程的流程圖。狀能4。馬不同於圖2之以模式顯示實施本發明之分析方法的圖5爲本發明 < 分析方法重現性檢測實驗結果圖。 :_ 6 Β爲本發明之分析方法之交互污染檢測實驗及其結果圖。圖7爲比較本發明之分析方法與先前之分析方法的差異回8爲不同製法之石英分類與其石英差異圖。圖9爲本發明之石英管製造方法的流程圖。圖1〇爲繼續圖9之本發明之石英管製造方法的流程圖。圖11爲本發明一種實施例之熱處理裝置的剖面圖。圖12爲代表性之熱處理裝置的垂直剖面圖。發明之最佳實施形態』本發明較佳之實施形態如申請專利範圍第1項，上述擴散係$以石英構件中之金屬之分析方法求出，其方法具備：露出步驟’其係使偉於石英試劑中之所需深度的被分析層露出；㈣步驟，其係化學分解上述被分析層，自上 2石英試劑中分離出分解物；分析步驟，其係分析上述被刀離 < 分解物中的金屬量；及計算步驟，其係從上述被分析層万；刀解則之上述石英試劑與上述分解物被分離後之上

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（謂χ 297 - Μ--------^--- (請先閱讀背面之注音j事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（6 ) 埏石英試劑的體積變化求出上述被分析層的體積。並此外，本發明較佳之實施形態如中請專利範園第2項，八中上述分析方法中之求出上述被分析層體積的步驟，係 t =被分析層於分解前之上述石英試劑與上述分解物被 (上述石英試劑的厚度變化換算，來求出上述被分析層的體積。复此外，本發明較佳之實施形態如中請專利範圍第2項，其中上述分析方法中之求出上述被分析層體積的步驟，係 =上述被分析層好解前之上述石英試劑與上述分解物被分離後^上述石英試劑的重量變化換算，來求出上述被分析層的體積。此外，本發月較佳之實施形態如申請專利範圍第丨項，上述擴散：數以石英構件中之金屬之分析方法求出，其方 /、備弟步驟，其係使位於石英試劑中之所需深度的被刀析層路出；第二步驟，其係化學分解上述被分析層，自上述石英試劑中分離出分解物；第三步驟，其係分析上述被分離之分解物中的金屬量·，第四步驟，其係從上述被刀析層於为解則之上述石英試劑與上述分解物被分離後之上述石英試劑的體積變化求出上分析層的體積；第五步藏’其係使上述被分析·層在厚度方向更内側的被分析層露々出；及第六备驟，其係藉由反覆實施上述第二步驟至上述弟五步驟，求出上述石英試劑之厚度方向的擴散金屬濃度分佈。此外，本發明較佳之實施形態如申請專利範圍第2項， -9- -----------^--------^--------- (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 297公釐） / A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（分析方法中之上述被分析層露出步碟，係以氟醆触刻上述石英試劑的表面。二本發明較佳之實施形態如申請專利範圍第5項，述分析方法中之露出上述被分析層的第一及/或第五步驟，係以氟酸蝕刻上述石英試劑的表面。 ^外’本發明較佳之實施形態如巾請專利範圍第2項， f中上述分析方法中之分離步驟，其係化學分解上述被分自上述石英4劑中分離出分解物，其具備·滴下步 —水/、係在上述路出《被分析層表面上滴下分解液；分解步驟，其係使上述滴下之分解液保持特定時間後分解上述、刀析層’及回收步驟’其係回收上述被分析層被分解後所含的分解液。此外、、本么明較佳之實施形態如申請專利範圍第5項，八 I刀析方法中之第二步驟，其係化學分解上述被分析層’自上述石英試劑中分離出分解物，其具備：滴下步驟，其係在上述露出之被分析層表面上滴下分解液；分解 ^ ^ /、係使上述滴下之分解液保持特定時間後分解上述被刀析層’及回收步驟’其係回收上述被分析層被分解後所含的分解液。此外’本發明較佳之穹施形態如申請專利範圍第8或9 /、八中上述刀解液係單一氟酸或包含硝酸、鹽酸、硫酸及過氧化氫群中撰；^ 選擇足一種或兩種以上並與氟酸的混合液。此卜本么明車又佳之實施形態如申請專利範圍第2項， -10 本紙張尺度賴巾關家標準（α^ΰΙ1^_(210 x 297公爱） -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 497190 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（8 ) 其中上述分析方法中之分析步驟，其係分析上述分離之分解物中的金屬量，該步驟係採用原子吸光分析法、感應多吉合電漿原子發光分析法或感應結合電漿質量分析法來實施。此外，本發明較佳之實施形態如申請專利範圍第5項’ 其中上述分析方法中之第三步驟，其係分析上述分離之分解物中的金屬量，該步驟係採用原子吸光分析法、感應結合電漿原子發光分析法或感應結合電漿質量分析法來實施0 此外，本發明較佳之實施形態如申請專利範圍第1項，其中含有60pg/g以下的烴基（水酸基）。此外，本發明較佳之實施形態如申請專利範圍第1項，其中熱處理溫度爲1050。〇至15〇〇。〇。此外，本發明較佳之實施形態如申請專利範園第1項，其具有2.2016至2.2027g/cm3的密度。此外’本發明較佳之實施形態如申請專利範圍第1項，其具有5ng/g以下的含銅率。此外’本發明較佳之實施形態如申請專利範園第1項，其係以電溶融法形成。此外，本發明較佳之實·施形態如申請專利範園第1項，其係使用在石英玻璃爐心管上。此外’本發明較佳之實施形態如申請專利範圍第2 〇項，上述擴散係數以石英構件中之金屬之分析方法求出，其方法具備·路出步驟’其係使位於石英試劑中之所需深度的 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21G X 297公爱) "— ----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 五、發明說明（9 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製被分析層露出；分齙自上述石英試劑中分：：二解::化學分解上述被分析層，被分析層於分解前之上’及“步驟’其係從上述之上述石英&义石奂試劑與上述分解物被分離後心上现石央试劑的體積此外，本發明較佳之；1二述被分析層的體積。二Π ::英構件中之金屬之分析方法求出，其被分析層露出；第—半〗丫之所而冰度自上、tew 其係化學分解上述被分析層 k石夬武劑中分離出分組4· 一述被分離之分解物中的金，其係分析上八# Μ 1 γ Α 、、屬1，罘四步驟，其係從上述被 1、成：=二則（上述石英試劑與上述分解物被分離後之二的體積變化求出上述被分析層的體積；第五 t出二二ΐ述被分析層在厚度方向更内側的被分析層 :^:弟，步驟，其係藉由反覆實施上述第二步驟至佈：驟’求出上述石英試劑之厚度方向的擴散金屬匕外本發明較佳 < 實施形態如申請專利範圍第2 3項上述擴散係數以石英構件中之金屬之分析方法求出，立法具備：露出步驟，其係.使位於石英試劑中之所需深度被分析層露出；分離步驟，其係化學分解上述被分析層自上述石英試劑中分離出分解物；分析步驟，其係分析述被分離之分解物中的金屬量；及計算步驟，其係、從上迎被分析層於分解前之上述石英試劑與上述分解物被分離後 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公t ) 方的上方的上 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 ----訂--- 五、發明說明（10) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製之上述石英試劑的骨舍并槪7丨_L 此外，本發明較it求出上述被分析層的體積。上述擴散係數以二;施中形t申物土H . 央構件中<金屬之分析方法求出，其方法具備.弟一步，骤，复俏被分㈣^ 料财之所需深度的白= 步氍，其係化學分解上述被分析層，自上述石英試劑中分離、十、妯八私、X , 码刀鮮物，弟二步驟，其係分析上物中的金屬量；第四步驟，其係從上述被曰:刀”則之上述石英試劑與上述分解物被分離後之 =石英試劑的體積變化求出上述被分析層的體積；第五步驟’其係使上述被分析層在厚度方向更内侧的被分析層露，出；及第六步驟，其係藉由反覆實施上述第二步驟至述第五步驟，求出上述石英試劑之厚度方向的擴散金屬度分佈。此外，本發明較佳之實施形態如申請專利範圍第2 6項其中求出上述被分析層體積的步驟，係從上述被分析層分解前之上述石英試劑與上述分解物被分離後之上述石試劑的厚度變化換算，來求出上述被分析層的體積。此外，本發明較佳之實施形態如申請專利範圍第26項其中求出上述被分析層體積的步驟，係從上述被分析層分解前之上述石英試劑幾上述分解物被分離後之上述石試劑的重量變化換算，來求出上述被分析層的體積。此外，本發明較佳之實施形態如申請專利範圍第2 6項其中上述被分析層露出步驟，係以氟酸蝕刻上述石英試的表面。上於英於英劑 ------------—------訂— (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) # -13- 497190 A7 五、發明說明（！1 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製此外，本發明較佳之實施形態如申請專利範圍第29項，其中露出上述被分析層的第一及/或第五步冑，係以氣酸蚀刻上述石英試劑的表面。此外，本發明較佳之實施形態如申請專利範圍第2 6項，其中分離步驟’其係化學分解上述被分析層，自上述石、英試劑中分離出分解物，其具備：滴下步驟，其係在上述露出心被分析層4面上滴下分解液分解㈣，其係使上述滴下之分解液保持特定時間後分解上述被分析層；及回收步驟，其係回收上述被分析層被分解後所含的分解液。此外，本發明較佳之實施形態如申請專利範園第2 9項，其中第二步驟，其係化學分解上述被分析層，自上述石試劑中分離出分解物，其具備··滴下步驟，其係在上述出之被分析層表面上滴下分解液；分解步驟，其係使上滴下之分解液保持特定時間後分解上述被分析層；及回步驟，其係回收上述被分析層被分解後所含的分解液。此外，本發明較佳之實施形態如申請專利範圍第” 3 3員其中上述分解液係單一氟酸或包含硝酸、鹽酸、酸及過氧化氫群中選擇之一種或兩種以上並與氟：的混液。此外，本發明較佳之實施形態如申請專利範園第“項其中分析步驟，其係分析上述分離之分解物中的金屬量該步驟係採用原子吸光分析法、感應結合電漿原子發光析法或感應結合電漿質量分析法來實施。此外，本發明較佳之實施形態如申請專利範圍第29項英露述收或石A 合分 --------^--------- Γ凊先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁} -14- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^/19〇五、發明說明（η) 其中第三步驟，並得合& L、，、二、斤上逑分離之分解物中的金屬量，舔步驟係採用原子吸井分 4.^ r Λ,. 斤法、感應結合電漿原子發光分析法或感應結合電漿質量分析法來實施。 π以下參照圖式説明本發明的實施形態：屋·二種實施形熊圖1馬罘一種實施形態之分析方法的流程圖，圖2爲以模式顯π實施該方法的狀態。 /實施本實施形態之分析方法時，首先準備如矩形或正方 /的4剡片2 1，將孩试劑片2丨浸潰在氟酸（Ηρ)等表面處里液中，來蚀刻试劑片2 1的表面。將該被姓刻之表面作爲被分析層的表面。露出自試劑片21表面深達―層的表面（v I1 1 ) Λ時’可以藉由適切調節所使用之氟酸等處理液濃度及I虫刻實施時間、溫度等條件來控制蚀刻層的厚度。此外，氟酸採用液體或氣體（蒸汽）均可。田其久，自氟酸中取出試劑片2 1，經過清洗、乾燥後，測 f试劑片2 1的厚度（步驟丨2)。測量厚度時可以採取使用在測微計（Micrometer)及電磁波上之各種已知的測量方法。並記錄此時的厚度d η。其次，在試劑片2 1的一部分上滴下氟酸與硝酸混合液的分解液2 2 (步驟1 3 )。此·時的分解液2 2可以採用單一氟酸，或是氟酸與其他酸，如硝酸、鹽酸、硫酸等之一種或兩種以上的混合液，或是氟酸與過氧化氫的混合液、氟酸與過氧化氫與其他酸，如硝酸、鹽酸、硫酸等之一種或兩種以上的混合液。 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）裝--------訂--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) #· 497190 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（13) 若考慮使石英中的金屬原子容易溶解於分解液22中，則宜採用氟酸與硝酸的混合液。分解液2 2之組成及濃度，以及混合液中的混合比率等宜調節適切的値，使其能夠以約每3 0分鐘分解1 〇 " m之試劑片21的石英表面。滴下分解液2 2時，在適當溫度下繼續保持，使其在石英试劑片2 1表面僅分解如厚度約1 〇極薄的一層（步驟 14) 〇此時，由於分解液22係藉由分解液22本身的表面張力保持在試劑片21上，因此不需要蓋子及容器等。因而，分角千時之分解液2 2不致被附著在容器上的物質污染，或是因加蓋而改變分解液2 2容量。另外，測量分解液2 2分佈的面積S ’或事先保持其面積，將分解液2 2分佈在已知面積 S的範圍内。保持該分解液22時的時間及條件屬於設計事項，宜調節成如以約30分鐘分解約ι〇μηι的石英表面。繼續，經過特定時間完成分解後，回收分解液22(步驟 15) 。 ·水將如此獲得的分解液22置於定量分析裝置中，分析分解液22中所含的金屬，如鈣含量（步驟16)。此時雖然可以採用任何的定量分析裝置，不過主要可以使用如原子吸光 (AAS)分析裝置及ICP_AES(感應結合電漿原子發光分析）裝置、ICP-MS(感應結合電漿質量分析）裝置等。並記綠此所獲得的金屬量C η。 -----------裝--------訂--- (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) -16-

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製，、久，私用與上述步驟丨2同樣的方法測量在上述步躁 14中分解表面之石英試劑片21的厚度（步驟17)。並記錄此時的試劑片2 1厚度dn+1。其次’從以上所求得的資料計算上述被分析層的金屬濃度亦即，從步驟1 2所求得之試劑片2 1厚度d η與步驟1 7 所求传 < 試劑片2 1厚度<+1求出被分析層的厚度，再乘上步驟1 4所求知之面積s來求出被分析層的體積。由於該體積Vn中含有步驟Η求出之〇^量的金屬，因此，被分析層中所含的金屬濃度爲Cn/vn。求出該金屬濃度後，因Fick的第二法則爲ac/& = D · 3 C/3X2 ’因此，該被分析層的擴散係數〇爲InC = _x2/4m + A。（公式中，c :深度X的金屬濃度[at〇ms/cm3]，D : 擴散係數[cm2/s]，X :深度[cm]，t :擴散時間[s ]，a : 苇數）求解该公式算出擴散係數D (步驟丨8 )。並記錄所獲得之擴散係數D n(步驟1 9 )。

Ife續’判斷是否需要將内側層作爲被分析層來進行定量分析（步驟2 0)。當需要進行定量分析時，則回到步驟再度使用氣敗’與上述同樣的對内側層反覆實施步驟 1 1至1 9作業，求出擴散係數dn+i。以下同樣的，藉由反覆實施步驟11至2〇作業，自石英試劑片2 1外側至内側，以約ι〇μπ^9厚度作爲薄的被分析層，分別求出其擴散係數Di，D2，D3，…，Dn，D ，

Dn + 2 ’ ’"Dx，並加以記綠，於最内側之被分析層完成定量分析後’完成全部的分析作業。 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）裝--------訂--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) # 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 497190 五、發明說明（15) 如::上：：明，由於本實施形態之分析方法係使用氣 ==需深度之被分析層的表面露出，來分析該被 :析：的金屬含量’因此，可以分析出石英試劑片21之任思深度的金屬含量，以及任意層的擴散係數。此外’由於係㈣分解液22分解被分析相進彳亍定量分析，因此可以對極薄的被分析層進行分析。另外，由於分解液22係〃分解液22本身的表面張力來保持在試劑片21上，因此，分解時，冷染物質混入分解液 2 2中的可能性極低。此外，由於係分析液狀的分解液22，因此試劑片21的形狀有很大的自由度。實施例以下説明本發明的實施例：凋裝出長X寬X厚=2〇mm χ 2〇mm χ 4mm之分析用石英试劑片，作馬分析實驗用測量試劑。爲調查銅原子擴散在石英試劑内部的狀態，而在該試劑片的一部分上塗佈 lOgg/g的離子化銅溶液，在大氣壓下及1〇5〇Ό下保持，在该狀態下加熱2 4小時，使銅原子擴散。繼績，清洗試劑片的表面後，將該試劑片浸潰在氟酸中，蝕刻最外層約1〇μηι/使需要分析的被分析層表面出。其次，求出該試劑片的厚度d丨後，調製2 5 %氟酸與〇 · i 規定硝酸的混合液作爲分解液，滴在上述試劑片上。在該狀心下以刀解液本身的表面張力使分解液保持在試劑片 -18 - 本紙張尺錢时目國家標準（CN^格（21〇 x 297公愛）

497190 497190 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 Β7 五、發明說明（16) 表面上，來分解被分析層。分解約3 〇分鐘後回收分解液，獲得預期含銅的分解液。將該回收之分解液置於原子吸光分析裝置（AAS)内，异量分析分解液中所含的銅，獲得銅含量。另外，測量以分解液分解後之試劑片的厚度，獲得厚肩 d 2的値。將先前測得之厚度dl與以後測得之厚度d2相減，獲謂被分析層的厚度。如此，#可算出分解層的擴散職。此外，藉由爾後所進行的實驗確認以本發明之分析方法分析時的深度分解能力約爲ΙΟμιη，石英試劑中所含之金屬檢測下限爲 2.8ng/g 〇重現性檢測音藤说本焱月之刀析方法進行檢測重現性的實驗。採用上述實施例相同的方法作成兩個試驗片，塗佈銅溶 :夜：調製兩個強制污.染樣品，對該樣品實施與上述實施例一 π η庚收狀怨（銅/辰度）。結果如圖5所不。圖上橫轴表示距石英材挑矣一 Υ人力、夬材枓表面的距離（深度），縱軸表』^辰度。攸该圖中可知兩個樣品似，顯示具備高度重現性。 I、村非吊近玄互污染檢其次就本發明之分析方法進行交互〜下夂昭图Δ 、、禾的知測實驗。以中所:二]加以'兄明。實驗方法係調製與上述實施例中所调製（相同的樣品（強制污染樣品61)及未經塗佈㈣ -19- -----------«t----------IT--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度義巾關家gy^NS)A4規袼（2ΐ?Γ297公釐）經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（17 ) =的石夬試劑樣品（基體材料6 2)。這兩種樣品6丨、6 2收备在同個處理2間6 3内，將該處理空間6 3置於5 〇 0/〇氟酸的環境下，靜置一定時間。刀析強制>了染樣品6丨之各被分析層的銅濃度及基體材料 62之各被分析層的銅濃度，調查對基體材料62的影響。 t時刀析各分析層的銅濃度係與上述實施例同樣的對各刀析層進行分析，鋼濃度係調查分解液中的銅濃度。結果如圖6 B所示。如圖6B所示，基體材料62幾乎沒有銅污染，幾乎看不〜喜。亦即’落解於分解液中的銅不會再度擴散至試 ^中’對各被分析層所分析之銅含量顯示極正確的反映出實際的銅擴散狀態。圖7馬比較上述本發明之分析方法與先前之分析法。如圖7所示，證貫本發明在檢測下限、分解區域（深度）、交互’亏木及重現性各方面具備先前方法所沒有的優點。二因此’由於本發明可以高精密度的分析方法求出可靠性同的擴散係數，以該擴散係數選定石英材料的品質，因此，可獲得實際上金屬原子不易擴散的石英管。、亦即，由於係將石英試劑的表面區分成薄的被分析層，並對每個分析層進行化學分析，因此可獲得高精密度的分析結果，求出可靠性高的擴散係數。此外’由於係將同一個試劑自外側至内側區分成鄰接之數個層狀，對各層進行化學分析，因此，可以詳細檢測金屬原子的擴散狀態，藉此可求出高精密度的擴散係數。 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公爱 ----I---丨 i 裝-----I--訂--------- (請先閱讀背面之注咅9事項再填寫本頁) 497190 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（18 ) 再者，由於係以氧處理之化學方法使被分析層露出，以分解液僅分解、分析各石英試劑的表面，因此，可以極薄的被分析層單位來分析任意的深度，可以在厚度方向分析石英試劑中之擴散係數的分佈。再者，由於分解液係藉由分解液本身的表面張力來保持’因此’可以儘量抑制容器等污染物質的混入，可以實施南精金度的分析。另外’圖8爲不同製法之石英的分類及其特性。如圖8所示，以電熔融法所製造的石英，其中⑽量及金屬量均少，因此爲最適於使用在半導體製造裝置上的材料。第二種實施形熊圖3爲不同於圖R實施形態之分析方法之流程的流程圖；圖4爲以模式顯示實施該方法的狀態。本實施形態將圖1所示之實施形態中之被分析層的體積計算方法改變成其他方法，且被分析層與分解液的接觸不是靠滴下分解液，而是在收容分解液的容器中進行。實施本實施形態之分析方法時，首先準備如矩形或正方形的試劑片41，將該試劑片41浸漬在氟酸（HF)等表面處理液中，來蚀刻試劑片41的表面。將該被姓刻之表面被分析層的表面。露出自試劑片41表面深達1〇㈣層面（步驟3D。此時，可以藉由適切調節所使用之氟酸理液濃度及蚀刻實施時間、溫度等條件來控制蚀刻度。此外，氟酸採用液體或氣體(蒸汽)均可。以上二二種實施形態相同。〃 $ — 21 - 本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS)A4規格（210 X 297公餐） ^--------1--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 497190 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7______ 五、發明說明（19 ) 其次，自氟酸中取出試劑片4 1，經過清洗、乾燥後，以重量測量機4 4測量試劑片4 1的重量（步驟3 2 )。測量重量時可以採取各種已知的測量方法。並記錄此時的重量 wn ° 其次’將試劑片4 1放入收容有氟酸與硝酸之混合液等分解液4 2的容器4 3中，使試劑片4 1的一面接觸分解液（步驟 33)。此時的分解液42也可以採用單一氟酸，或是氟酸與其他酸，如硝酸、鹽酸、硫酸等之一種或兩種以上的混合液’或是氟酸與過氧化氫的混合液、氟酸與過氧化氫與其他酸，如硝酸、鹽酸、硫酸等之一種或兩種以上的混合液。若考慮使石英中的金屬原子容易溶解於分解液4 2中，則宜採用氟酸與硝酸的混合液。分解液42之組成及濃度，以及混合液中的混合比率等宜調節適切的値，使其能夠以約每3 〇分鐘分解1〇μιη之試劑片41的石英表面。使分解液4 2與試劑片4 1接觸，在適當溫度下繼續保持’使其在石英試劑片41表面僅分解如厚度約1〇 ^ m極薄的—層0 保持該分解液42時的時間及條件屬於設計事項，宜調節成如以約30分鐘分解約10μηι的石英表面。繼續，經過特定時間完成分解後，將分解液22回收到回收容器45内（步驟34)。將如此獲得的分解液4 2置於定量分析裝置中，分析分解 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注咅2事項再填寫本頁) 20 > 497190 A7 -------B7 五、發明說明（液4 2中所含的金屬，如分析銅含量（步驟3 5 )。此時雖然可以採用任何的定量分析裝置，不過主要可以使用如原子吸光（AAS)分析裝置及Icp-AES(感應結合電漿原子發光分析）裝置、ICP-MS(感應結合電漿質量分析）裝置等。並記錄此時所獲得的金屬量C n。其次，採用與上述步驟3 2同樣的方法測量在上述步驟 3 3中分解表面之石英試劑片4 1的重量（步驟3 6 )。並記綠此時的試劑片4 1重量w 。 n+l 其次，從以上所求得的資料計算上述被分析層的金屬濃度。亦即，從步驟3 2所求得之試劑片41重量wn與步驟W 二求得之試劑片41重量'+1兩者的差，求出被分析層的重 f，再使用孩直與事先測量之試劑片4丨的比重，來求出被分，層的體積Vn。另夕卜，也可以從所求得的體積與事先測量之被分析層面的面積s算出其厚度（步驟3 7 )。所算出的厚度係用於顯示試劑片4丨之被分析層在深度方向置。由於體積Vn中含有於步驟35中所求 = 至屬，因此，被分析層中所含的金屬濃度爲cn/Vn。求出該金屬濃度|，因Fick的第二法則爲㈣t = D . 抑/ax2’因此’該被分析層的擴散係數D^nc =必仙 + A。（公式中，c ··深度χ的金屬濃度[at_/cm3]，D · 擴散係數[cm2/s]’ X :深度[cm]’ t :擴散時間⑷，A : 常數）求解該公式算出擴散係數D(步驟38)。並記錄得之擴散係數D n(步驟3 9 )。又繼續’韻是h要㈣㈣作爲被特層來進行定量 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）_ -----------裝----------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7

497190 五、發明說明（21 ) 分析（步驟4 0 )。當需要進行定蚤八疋订疋1分析時，則回到步驟 31，再度使用氟酸，與上述同娣沾祖、丨j樣的對内側層反覆實施步驟 3 1至3 9作業，求出擴散係數d 。 π+1 以下同樣的，藉由反覆實施步驟3丨至4 〇作業，自石英试劑片4 1外側至内側’以約1〇_的厚度作爲薄的被分析層，分別求出其擴散係數Di，D D … 、 3 Un+l

Dn+2,…Dx，並加以記錄，於最内側之被分析層完成定量分析後’完成全部的分析作業。、如以上之説明，由於第二種實施形態亦係使用氟酸，使位於所需深度之被分析層的表面露出，來分析該被分析層的金屬含量，因此，可以分析出石英試劑片41之任意深度的金屬含量，以及任意層的擴散係數。此外，由於係採用分解液4 2分解被分析層以進行定量分析，因此可以對極薄的被分析層進行分析。另外’本發明並不限定於上述實施形態及實施例中所揭示的範圍。例如在上述實施形態及實施例中，係説明分析石英中所含之銅濃度及擴散係數，不過也同樣適用於^以外的金屬。此外，上述實施形態係説明將石英試劑片2 1、4丨自外側至内側區分多層分析層，並依序對各被分析層進行定量分析，不過，進行定量分析的被分析層也可以僅有—層，也可以自石英試劑片2 1、41的最外部起，對所有可以分析的各層進行定量分析，也可以僅對特定深度之數層被分析層進行定量分析。 -24- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------訂---------線. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 497190

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（22) 第三種實施形態其次，説明本發明的第三種實施形態。另外，本實施形態以後之各實施形態中，凡與先前之實施形態重複的内容，省略其説明。本實施形態係使用石英材料，其係使用上述第一或第二種實施形態中説明之分析方法所獲得之在深度方向2〇卟111 以上具有擴散係數爲5 8E_10cm2/s以下的金屬擴散區域，來製造石英管。圖9及圖10爲本實施形態之石英管製造步驟的流程圖。實施本實施形態之石英管的製造方法時，首先，選擇石英材料（步驟9 1)。此時，選擇石英材料的基準爲：材料是否爲在深度方向2〇〇μιη以上具有擴散係數爲5 8E_1〇cm2/s& 下的金屬擴散區域。此處，選擇々·上述範圍内之擴散係數的理由，係因若擴散係數超出該範圍時，在短時間内，造成金屬原子穿透石英而複製到處理中的晶圓上，引起污染等不良情況等弊端的發生。此外，判斷石英材料品質的指標，除了擴散係數之外，還包括含烴基率。具體而言，宜採用含烴基率在6〇jLig/g以下的石英材料。此處’將含烴基率的適宜範圍限定在上述範圍的理由，係因若含烴基率超出該範圍時，石英材料中之金屬擴散係數在5.8E-l〇cm2/s以下的區域未達深度2〇〇μιη，在短時間内’造成金屬原子穿透石英而複製到處理中的晶圓上，引 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 χ 297公釐） -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（23 ) 起污染等不良情況等弊端的發生。此：二石：材料中之烴基數與石英材料之擴散係數的關 Π增加時’擴散係數變大，亦即，擴散係數小Ο衣度万向的區域淺。其根據如圖8所示，以確初、+厪広7 、崔…i屬原子較難擴散的電熔融法製迨之石英中的〇 η量低，以磕二刃 ^ ^ r 低以確涊金屬原子較易擴散的人fe、丨谷融法製造之石英中的〇 H量高。 =，使用以電㈣法製造之石英材料要比以火蹈溶融法石英材料較適宜製造石英管。再者，擴散係數以外的其他指標還包含石英材料的密度。具體而言’宜採用密度爲2.編g/emn2G27g/c 石英材料。 2處1密度的適宜範圍限定在上述範圍的理由，係因，山，超出錢圍時’石英材料中之金屬擴散係數在5吓_ cm /s以下的區域未達深度2〇〇_，在短時間内，造成金屬^子^透石英而複製到處理中的晶圓上，引起污染等不艮h況等弊端的發生。匕Q石英材料的密度與石英材料中之擴散係數的關 '、，係當密度超過上述區域時，擴散係數變大，亦即，散係數小之深度方向的區域淺。、再者，擴散係數以外的其他指標還包含石英材料的含鋼率具髂而1，宜採用含銅率在5ng/g以下的石英材料。 =處，將含銅率的適宜範圍限定在上述範圍的理由，係因右含鋼率超出該範圍時，石英材料中之金屬擴散係數在本紙張尺料 1--------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -26- 2 A7 A7 B7 、發明說明（24 ) 係此:當:=:含料之擴散係數的關小之深度方向的區域淺。_數皮大^即，擴散係數採用經由如此選定的$ 1 901之石英管所需的長产後斷成製造如概略形狀 ❹々長度後，加以清洗（步驟92)。該清洗 4係在下-加工前，使用氟酸及純水清洗包含石英材料所有原料。如使用5%氟酸清洗1G分鐘以上後，再以純水清洗。、其次，在潔淨環境的室内風乾（步驟93)，繼續使用轉盤，將一端形成如概略形狀902的半球狀，以塞子密封 (步驟94)。同樣的使用轉盤旋轉，將釋放端向半徑方向外側擴大以形成凸緣（步驟9 5 )。繼續焊接、安裝分管，用於供應氣體至石英管内部（步驟9 6 )，如概略形狀9 〇 3。繼續實施回火以消除焊接時產生的坡度（步驟97)。該回火步驟係在1〇5〇Ό至12〇(rc下進行3 0分鐘至2 4 0分鐘。繼績以氟酸清洗後，再以純水清洗（步驟9 8 )。該清洗步驟係使用5 %氟酸清洗1 〇分鐘以上後，再以純水清洗。繼續在潔淨環境的室内風乾，使其乾燥（步驟9 9 )。其次，以研磨機9 0 4研磨在步驟9 5中形成的凸緣部分 (步驟1 0 1 )，之後實施清洗（步驟丨〇 2 )。該清洗步驟係使 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） —.^w- ^--------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 497190 A7 ----........— B7 ------~---- 五、發明說明（25 ) 用5 %氟酸清洗1 0分鐘以上後，再以純水清洗。繼續在潔淨環境的立内風乾，使其乾燥（步驟1 〇 3 )。、繼續，以燃燒器烘烤、燃燒所獲得的石英管（步發 104)。此時的燃燒溫度爲擴散係數以外的另一種指標二具體而言，宜在1050°C至15〇〇。(：的燃燒溫度下進行。此處，將燃燒溫度的適宜範圍限定在上述範園的理由，係因若燃燒溫度超出該範園時，石英材料中之金屬擴散係數在5.8E-10cm2/s以下的區域未達深度2〇〇μιη，在短時間内，造成金屬原子穿透石英而複製到處理中的晶圓上，％起污染等不良情況等弊端的發生。此因，燃燒溫度與石英材料之擴散係數的關係，係當燥燒溫度超過上述範圍時，擴散係數變大，亦即，擴散係數小之深度方向的區域淺。其次，再度實施回火，以消除坡度（步驟1〇5)。該回火步驟宜在1〇5〇1至1200。(：下進行3〇分鐘至24〇分鐘。繼續，《氟酸清洗後，#以純水清洗（步驟ι〇6)。該清洗步驟係使用5%氟酸清洗1〇分鐘以上後，再以純水清洗。繼續在潔淨環境的室内風乾，使其乾燥（步驟ι〇7)。再度檢查如此製造出的石英管（步驟1〇8)，成爲最後的成品。本實施形態之製造方法’由於係在材料選擇階段以第一或第，種實施形態所示之分析方法求出正確的擴散係數，根據該擴散係數選擇具備適切物性的石英材料，使用如此選定之石英材料來製造石英管，因此，可以製造出對碎晶 -28- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） ----- 裝------丨丨訂--------- c請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁} 497190 A7 五、發明說明（26 ) 圓實施熱處理時可以避免因金屬原子引起污染的石英管。第四種實施形態 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 以下參照圖式説明本發明的第四種實施形態：圖1 1爲熱處理裝置的整體構成圖。圖1 1中的1爲直立型處理爐，其係用於在高溫下處理被處理體之半導體晶圓，該處理爐1具備水平基板2，其在中央部具有圓形的開口部 2 a。該基板2開口部2 a的下端開口，且其開口端插入具有凸緣部3 a之縱長圓筒狀處理管的石英管3，該石英管3之凸緣部3 a的邊緣邵安裝在基板2上，可以經由歧管拆下。此外，石英管3的下側一體形成導入管部3 b，其係導入處理氣體；及圖上未顯示的排出管部，其係排出處理氣體。在上述石英管3的邊緣部設有加熱器5，用於在石英管3 内加熱，在該加熱器5與石英管3之間設有與石英管3同心圓狀的均熱管，覆蓋石英管3，並促使加熱管5的加熱均勻。上述加熱器5係將包含鐵（Fe)、鉻（Cr)及鋁（八丨）之合金等的電阻發熱線5 a捲成線圈狀，並在其外側及上方設有將其覆盍的隔熱材料7，該隔熱材料7的外側以圖上未顯示的外殼覆蓋。另外，也可以採用包含二矽化鉬（M〇si2)或 Kanthal(商品名稱）等者作爲上述電阻發熱線5a。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製加熱器5在高度方向分割成數（如3〜5 )區，同時在各區上配置溫度感應器8，各區獨立進行溫度控制。上述加熱器5、隔熱材料7及外殼支撑在上述基板2上。上述均熱^ 6以碳化矽（SiC)等具有耐熱性的材料形成下端開口的縱長圓筒狀，其下端部以圓環狀的隔熱支撑體9支撑在上述美 -29- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 497190 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（27 ) 板2上上述石英管—3的下方配置有蓋體5。，用於開啓關閉其下端開口，該盍體5 0上，經由保溫筒5 2搭载有晶舟$ 1，其係以水平狀態，於上下方向隔開多段支撑多二半導體晶圓。上述蓋體5 0連結有升降機構5 3，其係執行將上述晶舟5 1搬入及搬出石英管3内，同時開啓、關閉蓋體π 其次，説明上述構成之熱處理裝置的作用。首先，以加熱器5將處理爐1的石英管3内加熱至特定溫度，同時以氮氣除氣（Gas Purge)。在該狀態下打開蓋體5〇，藉由上下移動保溫筒5 2及蓋體5 0，將支撑本道M曲曰同才文俘牛導f豆晶圓的晶舟5 1裝入石英管3内，以導入管部3 b供靡#挪与踰仏I處理乳體，開始進行處理。於處理中，以溫度感應器8管理加熱器5保持處理所需的溫度。加熱器5通電開始加熱時，加熱器5變高溫，加叔哭5内所含的銅等金屬原子自加熱器5中逸出附著在石英管3的表面0 但是，該石英管3係以上述第—或第二種實施形態中詳权分析万法確認係以擴散係數極小的材料形成。因而，附著在石英管3表面的銅等金屬焊早 T至屬原子不易擴散至石英管3的内側。因此，可以擴散到读石盆其卜庚收〗運石奂管3内側表面的金屬原子幾乎等於零’縱使在加散處理日Φ …&里0f，石英管3的内側依然保持在極潔淨的狀態。所以，可予自六 J尤、防鋼寺金屬原子附著在熱處理中的晶圓上造成污染的問題。 — — — — — — — — — — ·1111111 ^ « — — — — — I — . (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -30 - ^/190 ^/190 五、發明說明（28 ) 另外’本發明並不限定於上述的實施形態，只要屬本發明要旨的範圍内，可以有各種類似實施形態。例如，上述貫施形悲係以直立型的處理爐1爲例，不過也可以採用橫式的處理爐。此外，被處理體，除了半導體晶圓之外，也可以是L C D等。本發明可以高精密度的分析方法求得可靠性高的擴散係，。此外，由於係藉由以高精密度之分析方法求得可靠性鬲之擴散係數來選擇石英材料的品質，因此，可以獲得使用在金屬原子擴散不易之石英管等半導體製造裝置上的石英構件。利用在產業上的可行性本發明之石英構件可以在玻璃製造等原料產業中生產。所製造<石英構件可以用於半導體製造裝置的零件上。因此，可以使用在半導體製造裝置的製造產業上。、止=外’本發明之石英構件的製造方法可以使用在玻璃製等原料產業上。以該製造方法所製造出的石英構件可以用於半導體製造裝置的零件上。因此，可以使用在半導體製造裝置的製造產業上。此外，本發明之熱處理裝置可以在半導體製造裝置的製造產業中製造。所製造出·的熱處理裝置可以使用在半導體製造產業上。 =夕卜’本發明之分析方法可錢用在麵製料產業上。 ----------I i — — — — — — — — — — — — (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -31 -

Claims

C8 -------58 —_ 六、申請專利範圍 (請先閱讀背面之注音心事項再填寫本頁) h —種半導體製造裝置用石英構件，其係以石英材料形成忒石英材料具有深度200μηι以上之擴散係數D爲 5-8E-l〇cm2/sa下的金屬擴散區域。 2·如申請專利範圍第丨項之半導體製造裝置用石英構件，〜其中上逑擴散係數係以石英構件中之金屬分析方法求得’其方法具備：露出步驟，其係使位於石英試劑中之所需深度的被分析層露出；分離步驟，其係化學分解上述被分析層，自上述石英試劑中分離出分解物；分析步驟，其係分析上述被分離之分解物中的金屬量；及計算步驟，其係從上述被分析層於分解前之上述石英試劑與上述分解物被分離後之上述石英試劑的體積變化求出上述被分析層的體積。 3·如申請專利範圍第2項之半導體製造裝置用石英構件，經濟部智慧財產局員工消費合作社印制取其中上述分析方法中之求出上述被分析層體積的步驟，係從上述被分析層於分解前之上述石英試劑與上述分解物被分離後之上述石英試劑的厚度變化換算，來求出上述被分析層的體積。 4.如申請專利範圍第2項之半導體製造裝置用石英構件，其中上述分析方法中之求出上述被分析層體積的步驟，係從上述被分析層於分解前之上述石英試劑與上述为解物被力離後之上述石英試劑的重量變化換算，來東 -32- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）經濟部智慧財產局員工消費合作社印製六、申請專利範圍出上述被分析層的體積。 5.如申請專利範圍第丨項之上ϋίΛ埤π ^ 亨把裊绝装置用石英構件，其方法具備·· 夂i屬艾分析方法求出，第一步驟，其係使位於石英試劑中析層露出；之所需深度的被分第二步驟試劑中分離出：:：學分解上述被分析層，自上述石英第三步驟量 ’其係分析上述被分離之分解物中的金屬第四步驟，其係從上述被分析層於分解前之上述石英成劑與上述特物被㈣後之上述石英試劑的體積變化求出上述被分析層的體積；第五步驟，其係使上述被分析層在厚度方向更内側的被分析層露出；及第六步驟，其係藉由反覆實施上述第二步驟至上述第五步驟，求出上述石英試劑之厚度方向的擴散金屬濃度分佈。 6.如申請專利範圍第2項之半導體製造裝置用石英構件，其中上述分析方法中之上述被分析層露出步驟，係以氟酸蝕刻上述石英試劑的表面。 7·如申請專利範圍第5項之半導體製造裝置用石英構件，其中上述；，析方法中之露出上述被分析層的第一及/或第五步驟，係以氟酸蝕刻上述石英試劑的表面。 -33- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------訂-----1---線· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 497190 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製六、申請專利範圍 8·如申請專利範圍第2項之半導體製造裝置用石英構件，其中上述分析方法中之分離步驟，其係化學分解上述被刀析層，自上述石英試劑中分離出分解物，其具備：滴下步驟，其係在上述露出之被分析層上滴解液；刀刀解步驟，其係使上述滴下之分解液保持特定時間後分解上述被分析層；及回收步驟，其係回收上述被分析層被分解後所含的分解液。 9.如申請專利範圍第5項之半導體製造裝置用石英構件，其中上述分析方法中之第二步驟，其係化學分解上述被分析層，自上述石英試劑中分離出分解物，其具備：滴下步驟，其係在上述露出之被分析層表面上滴下分解液；分解步驟，其係使上述滴下之分解液保持特定時間後分解上述被分析層；及回收步驟，其係回收上述被分析層被分解後所含的分解液。 10·如申請專利範圍第8之半導體製造裝置用石英構件，其中上述分解液係單一氟酸或包含硝酸、鹽酸、硫酸及過氧化氫群中選擇之一種或兩種以上並與氟酸的混合液。口 11·如申請專利範圍第9項之半導體製造裝置用石英構件，其中上述分解液係單一氟酸或包含硝酸、鹽酸、硫酸 --------------------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -34 - 497190 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍及過氧化氫群中選擇之一種或兩種以上並與氟酸的混合液。 12·如申請專利範圍第2項之半導體製造裝置用石英構件，其中上述分析方法中之分析步驟，其係分析上述分離之分解物中的金屬量，汶步驟係採用原子吸光分析法、感應結合電漿原子發光分析法或感應結合電漿質量分析法來實施。 13.如申请專利範圍第5項之半導體製造裝置用石英構件，其中上述分析方法中之第三步驟，其係分析上述分離之分解物中的金屬量， 4步驟係採用原子吸光分析法、感應結合電漿原子發光分析法或感應結合電漿質量分析法來實施。 14·如申請專利範圍第丨項之半導體製造裝置用石英構件，其中含有60pg/g以下的烴基（水酸基）。 15.如申請專利範圍第丨項之半導體製造裝置用石英構件，其中熱處理溫度爲l〇5〇°C至1500°C。 16·如申請專利範圍第丨項之半導體製造裝置用石英構件，其具有2.2016至2.2027g/cm3的密度。 17. 如申請專利範圍第1項之半導體製造裝置用石英構件，其具有5ng/g以下的含銅率。 18. 如申請專利範圍第1項之半導體製造裝置用石英構件，其係以電熔融法形成。 19·如申請專利範園第1項之半導體製造裝置用石英構件，其係使用在石英玻璃爐心管上。 35 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規袼（210 X 297公釐） ------------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 497190 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 20· —種半導體製造裝置用石英構件之製造方法，其具有：石英材料形成步驟，其係200μηι以上具備擴散係數D 爲5.8E_l〇cm2/s以下的金屬擴散區域·，及將上述形成之石英材料管狀成形的步驟。 21.如申請專利範圍第2 〇項之半導體製造裝置用石英構件之製造方法，上述擴散係數以石英構件中之金屬之分析方法求出，其方法具備：露出步驟，其係使位於石英試劑中之所需深度的被分析層露出；分離步驟’其係化學分解上述被分析層，自上述石英試劑中分離出分解物；分析步驟，其係分析上述被分離之分解物中的金屬量；及计算步骤，其係從上述被分析層於分解前之上述石英試劑與上述分解物被分離後之上述石英試劑的體積變化求出上述被分析層的體積。 22·如申請專利範圍第2〇項之半導體製造裝置用石英構件之製造方法，上述擴散係數以石英構件中之金屬之分析方法求出，其方法具備：第一步驟，其係使位於石英試劑中之所需深度的被分析層露出；第二步驟，其係化學分解上述被分析層， 36- 私紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（ϋ挪公爱上述石英 ------------裂--------訂--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 禮· 六、申請專利範圍 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製試劑中分離出分解物；第二步驟’其係分析上述被分離之分解物中的金屬量；第四步驟，其係從上述被分析層於分解前之上述石英試劑與上述分解物被分離後之上述石英試劑的體積變化求出上述被分析層的體積；、第五步驟’其係使上述被分析層在厚度方向更内側的被分析層露出；及第六步驟，其係藉由反覆實施上述第二步驟至上述第五步驟，求出上述石英試劑之厚度方向的擴散金屬濃度分佈。 23· —種熱處理裝置，其具備：本把’其係劃足向上下方向延伸之圓筒狀的熱處理間；石英官，其係設置於上述熱處理空間内，收容被處基板，該石英管以石英材料形成，其係在深度2〇〇μιη 上具有擴散係數D爲5.8E-l〇cm2/s以下的金屬擴散區域；加熱器，其係將上述石英管的外表面加熱；氣體供應系統，其係供應氣體至上述石英管内；及保持手段，其係在數個被處理基板維持相互水平的狀態下，保持可以進出上述石英管内。 24.如申請專利範圍第23項之熱處理裝置，上述擴散係數以石英構件中之金屬之分析方法求出，其方法具備：空理以 ^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -37- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製、申凊專利範圍析=驟，其係使位於石英試劑中之所需深度分離步驟，其係化學分解上述被分析層，喊劑中分離出分解物；量步驟’其係分析上述被分離之分解物中的金 ΘIt步％ ’其係從上述被分析層於分解前之上述石英屯上述石奂试劑的體積變化孓出上述被分析層的體積。 25.如申請專利範圍第23項之熱處理裝置，上述擴散係數以石英構件中之金屬之分析方法求出，其方法具備：第-步驟’其係使位於石英試劑中之所f深度的被分析層露出；第二步驟，其係化學分解上述被分析層，自上述石英試劑中分離出分解物；第三步驟，其係分析上述被分量；的被分上述石英屬離之分解物中的金屬 ^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第四㈣，其係從上述被分析層#分解前之上述石英試劑與上述分解物被分離後之上述石英試劑的體積變化求出上述被分析層的體積；第五步驟’其係使上述被分析層在厚度方向更内側的被分析層露出；及第六步驟，其係藉由反覆實施上述第二步驟至上述第 -38- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）申凊專利範圍分佈：求出上述石英武劑之厚度方向的擴散金屬濃度 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 係翁#構件中〈金屬〈分析方法，其係用於求出擴散係數，其具備： :出㈣’其係使位於石英試劑中之所需深度的被分析層露出；分離步驟’其係化學分解上述被分析層，自上述石英试劑中分離出分解物；刀析步粒，其係分析上述被分離之分解物中的金屬量；及 2算步％，其係從上述被分析層於分解前之上述石英、式J與上述分解物被分離後之上述石英試劑的體積變化求出上述被分析層的體積。 27.如申請專利範圍第26項之石英構件中之金屬之分析方法，其中求出上述被分析層體積的步驟，係從上述被分析層於分解前之上述石英試劑與上述分解物被分離後之上述石英試劑的厚度變化換算，來求出上述被分析層的體積。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 8 ·如申請專利範圍第2 6項石英構件中之金屬之分析方法，其中求出上述被分析層體積的步驟，係從上述被分析層於分解前之上述石英試劑與上述分解物被分離後之上述石英試劑的重量變化換算，來求出上述被分析層的體積。 29· —種石英構件中之金屬之分析方法，其係用於求出擴散 -39- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）上述被分離之分解物中的金屬申請專利範IS 係數，其具備·· 析第層露:秘’其係使位於石英試劑中之所需深度的被分第二步驟，其係化學分解上 4x、于刀螂上迷被分析層，自上述石英 4劑中分離出分解物；第三步驟，其係分析量；第四步驟’其係從上述被分析層於分解前之上述石英忒d與上述分解物被分離後之上述石英試劑的體積變化求出上述被分析層的體積；第五步驟，其係使上述被分析層在厚度方向更内側的被分析層露出；及第六步驟，其係藉由反覆實施上述第二步驟至上述第五步驟，求出上述石英試劑之厚度方向的擴散金屬濃度分佈。 30·如申請專利範圍第2 6項之石英構件中之金屬之分析方法，其中上述被分析層露出步驟，係以氟酸蝕刻上述石英試劑的表面。 31. 如申請專利範園第2 9項之石英構件中之金屬之分析方法’其中露出上述被分析層的第一及/或第五步驟，係以氟酸蝕刻上述石英試劑的表面。 32. 如申請專利範圍第26項之石英構件中之金屬之分析方法，其中分離步驟，其係化學分解上述被分析層，自上述 •40 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

六、申請專利範圍經濟部智慧財產局員工消費合作社印製石英試劑中分離出分解物，其具備：商下步％，其係在上述露出之、^ ^ 解液；刀叫臂衣面上滴下分分解步驟，其係使上述滴下分解上述被分析層4 下〈刀解履保持特定時間後解:收步叛’其係回收上述被分析層被分解後所含的分 1申請專利範圍第29項之石英構件中之金屬之分析方其_中第二步驟，其係化學分解上述被分析層，自上述石英減劑中分離出分解物，其具備：滴下步驟’其係在上述露出之被分析層表面上滴下分解液；解步％，其係使上述滴下之分解液保持特定時間後分解上述被分析層；及回收步.14，其係回收上述被分析層被分解後所含的分解液。 34.如申請專利範圍第32項之石英構件中之金屬之分析方法，其中上述分解液係單一氟酸或包含硝酸、鹽酸、硫酸及過氧化氫群中選擇之一種或兩種以上並與氟酸的混合液。 35·如申請專利範圍第3 3項之石英構件中之金屬之分析方法，其中上述分解液係單一氟酸或包含硝酸、鹽酸、硫酸及過氧化氫群中選擇之一種或兩種以上並與氟酸的混 -41 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 497190 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍合液。 36·如申請專利範圍第2 6項之石英構件中之金屬之分析方法’其中分析步驟，其係分析上述分離之分解物中的金屬量’該步驟係採用原子吸光分析法、感應結合電漿原子發光分析法或感應結合電漿質量分析法來實施。 37·如申請專利範圍第2 9項之石英構件中之金屬之分析方法，其中第三步驟，其係分析上述分離之分解物中的金屬量，該步驟係採用原子吸光分析法、感應結合電裝原子發光分析法或感應結合電漿質量分析法來實施。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -42- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）