半導体製造システム用分析装置
【課題】試料セルの取り外しを要せず、簡単且つ正確に試料セル内壁の異常を検出できる半導体製造システム用分析装置を提供する。
【解決手段】異なる２種類の液体を選択的に収容する試料セル１と、前記各液体での吸収が略等しく屈折度合いが異なる所定波長の光を、前記試料セル１に照射する光照射部２３ａと、前記各液体を前記試料セル１にそれぞれ収容した状態で、前記光照射部２３ａの照射により前記試料セル１を透過してくる光を検出する光検出器２３と、前記光検出器２３で検出した前記各状態での検出光量に関する値である検出光量関連値を比較し、その比較結果に基づいて、前記試料セル１の汚れや傷などの異常の有無を判定可能に出力する判定部２３ｅと、を具備するようにした。
【解決手段】異なる２種類の液体を選択的に収容する試料セル１と、前記各液体での吸収が略等しく屈折度合いが異なる所定波長の光を、前記試料セル１に照射する光照射部２３ａと、前記各液体を前記試料セル１にそれぞれ収容した状態で、前記光照射部２３ａの照射により前記試料セル１を透過してくる光を検出する光検出器２３と、前記光検出器２３で検出した前記各状態での検出光量に関する値である検出光量関連値を比較し、その比較結果に基づいて、前記試料セル１の汚れや傷などの異常の有無を判定可能に出力する判定部２３ｅと、を具備するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる２種類の液体を用いて試料セルの内壁の異常を検出する半導体製造システム用分析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体の洗浄工程において、洗浄用薬液を管理するために光吸収法を利用した濃度管理装置が用いられている。
【０００３】
具体的に、この種の濃度管理装置は、試料を収容する試料セルと、光源や分光分析部を備えた装置本体とを具備し、これらを第１、第２光ファイバで接続することで、試料セルと装置本体とを大きく隔離することができるようにされている。そして、試料セルをフロー型としてこれを、半導体製造装置で用いられる各種洗浄液の配管部に配置して、その洗浄液の濃度管理をインラインで実施できるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このようなフロー型の試料セルは、長時間の薬液流入により、その内壁には薬液成分又は洗浄により薬液に溶けた成分による汚れが付着し、これが光の透過率に影響を及ぼす場合がある。また、試料セルの内壁に傷があると、光の透過率に影響を及ぼす場合がある。このように、試料セルの内壁に汚れや傷といった異常があると、各種洗浄液の正確な濃度管理を行うことができない。
【０００５】
そこで、試料セル内壁面の異常（例えば汚れや傷）を検知する方法として、試料セルを装置外等に取り出して目視で確認する方法や、試料セルに特定の波長の光を照射し、試料セルに特定の波長の吸収がない試料を入れて、試料セルの透過率を測定することで、試料セルの異常を検知する方法が採られている。
【特許文献１】特開２００５−１６４２５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前者の方法は、後者の方法よりも簡単に異常を検査することができるものの、試料セルを取り出すことが装置性能に影響を与えたり、洗浄液が取扱上危険なものである場合には、この方法により行うことはできない。また、試料セルを取り出すことが装置性能に影響を与えるものではなく又洗浄液が取扱上危険なものでなくても、試料セル汚れを確認するには、実際に試料セルを取り外し、乾燥させてから異常を検査する必要があるなど、その調査に手間を要する。
【０００７】
一方、後者の方法により、例えば特許文献１のような試料セルと装置本体との間を光ファイバで接続した装置について異常の検知を行う場合では、光ファイバ入出射面や光ファイバ内での光の減衰の影響を受け、透過率の絶対値を正確に測ることができず、試料セルの内壁の異常の有無を正確に判断することができない。また、何らかの補正を用いて透過率を正確に求めたとしても、光ファイバ入出射面や、光ファイバでの光の減衰は、長期に亘って安定なものではないので、透過率が変化した場合に、これらの変化によるものか、セル内壁の異常によるものかを判定できない。
【０００８】
そこで本発明は、試料セルの取り外しを要せず、簡単且つ正確に試料セル内壁の異常を検出できる半導体製造システム用分析装置を提供することをその主たる課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち本発明に係る半導体製造システム用分析装置は、半導体製造装置に用いられる分析装置であって、異なる２種類の液体を選択的に収容する試料セルと、前記各液体での吸収が略等しく屈折度合いが異なる所定波長の光を、前記試料セルに照射する光照射部と、前記各液体を前記試料セルにそれぞれ収容した状態で、前記光照射部の照射により前記試料セルを透過してくる光を検出する光検出器と、前記光検出器で検出した前記各状態での検出光量に関する値である検出光量関連値を比較し、その比較結果に基づいて、前記試料セルの汚れや傷などの異常の有無を判定可能に出力する判定部とを具備していることを特徴とする。
【００１０】
ここで、「検出光量関連値を比較する」とは、例えば、吸光度の比又は差分を比較するもの、透過率の比又は差分を比較するもの、絶対光量の比又は差分を比較するもの等が挙げられる。
【００１１】
このようなものであれば、異なる２種類の液体での吸収が略等しく屈折度合いが異なる所定波長の光を試料セルに照射し、一方の液体を試料セルに入れたときの試料セル全体の検出光量関連値と、他方の液体を試料セルに入れたときの試料セル全体の検出光量関連値とを比較するようにしているところ、例えば、試料セルの内壁に汚れや傷等の異常がある場合には、検出光量が変化して検出光量関連値である吸光度や透過率や絶対光量に変化が表れるので、比較する検出光量関連値と比較した結果に基づいて、試料セルの内壁に異常があると判断できる。
【００１２】
すなわち、試料セルの取り外しを行うことなく、試料セルに収容する２種類の液体を交換し、各液体を前記試料セルにそれぞれ収容した状態で測定した検出光量関連値を比較することにより、試料セルの内壁の異常を検出でき、試料セルの取り外し等といった手間を要しない。また、液体にその取り扱いが危険な半導体製造用の洗浄液を用いることもできる。
【００１３】
あらかじめ実験又は計算で求めておいた清浄時（正常時）での各状態での検出光量関連値との比較結果や、比較結果に基づいた値と、試料セルに異常があるか否かを判定したときの各状態での検出光量関連地の比較結果とを比べることにより、試料セルの異常の有無を判定するようにすれば、より正確に判定することができる。つまり、前記判定部が、あらかじめ求めておいた所定値と、異常有無判定時の各状態での検出光量関連値の比較結果とを比べ、異常有無を判定できるものであれば、より好ましい。
【００１４】
さらに、本発明の望ましい態様としては、前記検出光量関連値が、各液体をそれぞれ収容した状態での試料セル全体の吸光度であり、前記判定部は、前記吸光度の差分が、所定範囲内にあるか否かを判定可能に出力するようにしたものが挙げられる。
【００１５】
このようなものであれば、以下のような効果を奏する。
【００１６】
試料セル内壁に汚れや傷がある場合の吸光度の上昇は、試料セル内に、該試料セルに屈折率が近い媒質を収容させた場合に比べて、屈折率が離れた媒質を収容させた場合の方がより大きくなる。したがって、前記２種類の液体を、試料セル内にそれぞれ収容したときの試料セル全体の吸光度の差分は、試料セル内壁に汚れや傷が無い場合よりもある場合の方が大きくなるため、このことを利用して、試料セル内壁に汚れや傷が有るか否かを判断できる。なお、所定範囲を決める基準として、試料セル内壁に汚れや傷が無い場合での吸光度を採用することも考えられるが、光路上のレンズ等の影響により、実際にはその吸光度はゼロにはならない。そこで、試料セル内壁に汚れや傷が無い場合（正常時又は清浄時）における前記各状態での試料セル全体の吸光度の差分（以下、清浄な場合の吸光度の差分と呼ぶ）を計算若しくは実験で予め求めておき、この清浄な場合の吸光度の差分と、前記各状態での試料セル全体の吸光度の差分（以下、判定用の吸光度の差分と呼ぶ）とを比較するようにする。そして、判定用の吸光度の差分を示す値が、清浄な場合の吸光度の差分を示す値から所定範囲にあるとの判定結果を判定部が出力した場合には、試料セル内壁に汚れ等がないと判断することができ、所定範囲にないとの判定結果を判定部が出力した場合には、汚れ等が有ると判断することができるようになる。
【００１７】
本発明の望ましい態様としては、前記判定部が、前記吸光度の差分に基づいて、試料セル内壁の異常度合いを判定可能に出力するものが挙げられる。
【００１８】
前記各液体のいずれか一方または両方に、半導体製造装置用の原料液体または洗浄液体を用いているのであれば、異常検出用の液として別の液を用いずに済むなど、取扱性やコスト面で優れたものとなる。
【００１９】
前記試料セルと、前記光照射部及び前記光検出器との間を、光ファイバによりそれぞれ接続している場合、光ファイバの取付位置やそれ自体の湾曲、その周囲温度の影響により、該光ファイバを透過する光量が１〜２割程度は容易に変化するなど、いわゆる装置定数は、長期的に一定な値を示すとは限らない。しかしながら、例えば、検出光量関連値を比較する際に、吸光度の差分又は透過率の比を求める測定を略同時に行えば、この測定の間に装置定数は略変化しないとみなせるため、装置定数を相殺することができ、試料セルの内壁の異常を正確に検出できる。
【００２０】
前記光照射部と前記光検出器との間に設けた複数のミラーにより、前記光照射部が照射する光を、前記試料セルを通過させずに、前記光検出器で直接受光できるリファレンス光路が形成されるようにしているのであれば、吸光度及び透過率を求める基準となる、光照射部が照射する光の絶対光量を求めることができる。
【発明の効果】
【００２１】
このように本発明によれば、異なる２種類の液体を試料セルにそれぞれ収容させた状態で、所定波長の光を試料セルに照射し、各状態における試料セル全体の検出光量関連値の比較を行うようにしているため、判定部の出力する比較結果に基づいて、試料セル内壁に異常があるか否かを判断することができる。すなわち、試料セルの取り外しを要せず、簡単に試料セル内壁の異常を検出できる。また、試料セルと装置本体との間に光ファイバを設けた構成であっても、例えば、比較する検出光量関連値の計測を略同時に行えば、その光ファイバ内で光の減衰による影響を相殺することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態に係る半導体製造システム用分析装置Ａを図面を参照して説明する。
【００２３】
本実施形態に係る半導体製造システム用分析装置Ａは、図１に示すように、試料を収容する試料セル１と、光源２１や分光分析手段２３などを備えた装置本体２と、これら試料セル１と装置本体２とを接続する第１、第２の光ファイバ３ａ、３ｂ（以下、光ファイバ３と総称する）とを具備して成るものであって、例えば、試料セル１を半導体ウエハＷの洗浄に用いられる各種洗浄液体ｐ１、ｐ２等の流れる配管部Ｌ上に配置して、洗浄液体ｐ１、ｐ２等の濃度管理をインラインで実施できるように構成されている。以下、各部を具体的に説明する。
【００２４】
試料セル１は、異なる２種類の液体を選択的に収容するものであって、図２に示すように、対向する内壁１１を備えている。この内壁１１は、少なくとも光の通過する範囲内で、充分平坦で清浄なものとしている。また、本実施形態では、この試料セル１に、液体の導入口及び導出口（図示せず）を備えた石英ガラス製でフロー型のものを用いている。
【００２５】
そして、各液体のいずれか一方または両方に、半導体製造装置用の原料液体または洗浄液体を用いることができるようにしている。例えば、洗浄液体には、アンモニア、硝酸、塩酸、硫酸、りん酸、フッ酸などの薬液や、高純度の水やオゾン水などを用いることができる。
【００２６】
各液体を収容したときの試料セル１全体の吸光度は、次のようにして予め算出することができる。
【００２７】
試料セル１に光が入射したときの吸光度Ａｂｓは一般に次式（１）で表すことができる。
吸光度Ａｂｓ（λ）＝ｌｏｇ１０（Ｉ０（λ）／Ｉｓ（λ））・・・（１）
ここで、Ｉ０（λ）は入射光量、Ｉｒ（λ）はリファレンス光量を示す。
【００２８】
実際の装置では、入射光量Ｉ０（λ）を直接測定することは困難であることが多く、この場合、入射光量Ｉ０（λ）と式（２）に示す関係があるリファレンス光量Ｉｒ（λ）を測定することで、式（３）により吸光度Ａｂｓを求めることができる。
【００２９】
Ｉｒ（λ）＝ａＩ０（λ）・・・（２）
吸光度Ａｂｓ（λ）＝ｌｏｇ１０（Ｉｒ（λ）／Ｉｓ（λ））−ｌｏｇ１０（ａ）・・・（３）
ここで、Ｉ０（λ）は入射光量、Ｉｒ（λ）はリファレンス光路Ｒを通過してくるリファレンス光のリファレンス光量、Ｉｓ（λ）は測定光量、ａは装置定数を示す。
【００３０】
装置本体２は、光源２１と、光検出器２２と、分光分析手段２３とを備えて成るものである。以下、各部を詳述する。
【００３１】
光源２１は、外部信号により照射光の波長を可変できるものであって、例えば、波長可変型半導体レーザや連続スペクトル光源にて構成できる。この光源２１から照射される照射光は、例えば複数のレンズ等から成る出射側光学系２４を介して第１の光ファイバ３ａに入射される。本実施形態では、出射側光学系２４を、レンズ２４ａ、２４ｂと可動ミラー２４ｃとから成るものとし、さらに、可動ミラー２４ｃを、レンズ２４ａを通過して来る光を反射してレンズ２４ｂへ向かわせる反射位置と、レンズ２４ａを通過して来る光を反射せずそのまま後述する検出側光学系２５のレンズ２５ｂに向かわせる非反射位置（想像線で示す）とに選択的に位置付けられるようにしている。しかして、可動ミラー２４ｃを非反射位置に位置付けるとともに、後述する検出側光学系２５の可動ミラー２５ｃを非反射位置に位置付けることにより、光源２１と光検出器２２との間にリファレンス光路Ｒを形成して、光源２１の照射光を、光ファイバ３及び試料セル１を介さずに光検出器２２で直接検出できるようにしている。これにより、光源２１の絶対光量を知ることができる。
【００３２】
光検出器２２は、試料セル１を透過してくる透過光を、第２の光ファイバ３ｂ及び例えば複数のレンズ等から成る検出側光学系２５を介して受光し光強度信号を出力するものである。本実施形態では、検出側光学系２５を、レンズ２５ａ、２５ｂと可動ミラー２５ｃとから成るものとし、さらに可動ミラー２５ｃを、レンズ２５ａを通過して来る光を反射してレンズ２５ｂへ向かわせる反射位置と、出射側光学系２４のレンズ２４ａから直接向かって来る光をレンズ２５ｂに向けてそのまま通過させる非反射位置（想像線で示す）とを選択的に位置付けられるようにしている。
【００３３】
分光分析手段２３は、図示しないＣＰＵ、内部メモリ、ＡＤ変換器等を有するマイクロコンピュータを用いて構成したものであって、内部メモリの所定領域に記憶しているプログラムに従ってＣＰＵやその周辺機器を作動させることにより、この分光分析手段２３が、図３に示すように、光照射部２３ａ、光強度信号受信部２３ｂ、記録部２３ｃ、算出部２３ｄ、判定部２３ｅなどとしての機能を発揮するように構成してある。かかるマイクロコンピュータは、汎用のものであってもよく、専用のものであってもよい。以下、各部を詳述する。
【００３４】
光照射部２３ａは、異なる２種類の液体での吸収が略等しく屈折度合いが異なる所定波長の光を、試料セル１に向けて照射すべく、光源２１に光照射制御用の信号を出力するものである。
【００３５】
光強度信号受信部２３ｂは、光検出器２２が出力する光強度信号を受信するものである。
【００３６】
記録部２３ｃは、試料セル内壁１１に汚れや傷が無い場合における前記各状態での試料セル１全体の吸光度の差分（以下、清浄な場合の吸光度の差分と呼ぶ）を記憶するものであって、前記内部メモリの所定領域に形成して成る。この清浄な場合の吸光度の差分は、計算によって求めたものであってもよいし、実際に測定したものであってもよい。
【００３７】
算出部２３ｄは、前記光強度信号受信部２３ｂで受信した光強度信号に基づいて各液体をそれぞれ収容した状態での試料セル１全体の吸光度を算出するものである。
【００３８】
ここで、第１の液体ｐ１及び第２の液体ｐ２をそれぞれ試料セル１に収容した状態での吸光度Ａｂｓ１（λ）及びＡｂｓ２（λ）は、それぞれ式（４）、（５）に示すことができる。
【００３９】
吸光度Ａｂｓ１（λ）＝ｌｏｇ１０（Ｉｒ（λ）／Ｉｓ１（λ））−ｌｏｇ１０（ａ）・・・（４）
吸光度Ａｂｓ２（λ）＝ｌｏｇ１０（Ｉｒ（λ）／Ｉｓ２（λ））−ｌｏｇ１０（ａ）・・・（５）
ここで、Ｉ０（λ）は入射光量、Ｉｒ（λ）はリファレンス光路Ｒを通過してくるリファレンス光のリファレンス光量、Ｉｓ１（λ）は第１の液体ｐ１を測定したときの測定光量、Ｉｓ２（λ）は第２の液体ｐ２を測定したときの測定光量、ａは装置定数を示す。
【００４０】
判定部２３ｅは、前記算出部２３ｄで算出した前記各状態での試料セル１全体の吸光度の差分が、所定範囲内にあるか否かを判定し、その判定結果を出力するものである。
【００４１】
具体的には、記録部２３ｃに記憶している清浄な場合の吸光度の差分と、算出部２３ｄで算出した前記各状態での試料セル１全体の吸光度の差分（以下、判定用の吸光度の差分と呼ぶ）とを比較して、判定用の吸光度の差分を示す値が、清浄な場合の吸光度の差分を示す値から所定範囲にあると判定したときには、試料セル内壁１１に汚れ等がない旨の判定結果を出力する一方、所定範囲にないと判定したときには、試料セル内壁１１に汚れ等が有る旨の判定結果を出力するようにしている。
【００４２】
このような判定を行えるのは、以下の理由による。例えば、試料セル内壁１１に汚れや傷がある場合の吸光度の上昇は、試料セル１内に、該試料セル１に屈折率が近い媒質を収容させた場合に比べて、屈折率が離れた媒質を収容させた場合の方がより大きくなる。したがって、所定波長の光を照射されたときの吸光度が略等しく屈折率が異なる第１の液体と第２の液体を、試料セル１内にそれぞれ収容したときの試料セル１全体の吸光度の差分は、試料セル内壁１１に汚れや傷が無い場合よりもある場合の方が大きくなることに基づく。
【００４３】
また、式（４）及び（５）の装置定数ａは、装置定数ａは、本実施形態のように光ファイバ３を用いる場合には、その取付位置や光ファイバ自体の湾曲、光ファイバの周囲温度の影響により、該光ファイバを透過する光量が１〜２割程度は容易に変化するなど、長期的に一定な値を示すとは限らない。しかしながら、比較する吸光度の測定を略同時に行えば、式（４）及び式（５）の装置定数ａはそれぞれ同じ値となり、式（４）及び（５）の差分をとる、すなわち、吸光度の差分をとることで、装置定数を相殺することができる。
【００４４】
なお、判定結果の出力態様は、画面出力或いは印字出力する等、実施態様に応じて適宜設定可能である。
【００４５】
第１の光ファイバ３ａは、一端側を装置本体２の光源２１に接続し、他端側を試料セル１の入射側に接続したものである。光源２１から出射され出射側光学系２４で集光された光は、当該第１の光ファイバ３ａの一端側から入射し、試料セル１に向けて伝送され、他端側から出射して、レンズｘで平行光化されて試料セル１に照射される。
【００４６】
第２の光ファイバ３ｂは、一端側を装置本体２の光検出器２２に接続し、他端側を試料セル１の出射側に接続したものである。試料セル１を通過してレンズｙで集光された光は、当該第２の光ファイバ３ｂの一端側から入射し、光検出器２２に向けて伝送され、他端側から出射し検出側光学系２５を経て光検出器２２で検出される。
【００４７】
以上のように構成される半導体製造システム用分析装置Ａにおいて、試料セル内壁１１に異常があるか否かを判断する動作について、図４、図５、図６を参照しつつ説明する。
【００４８】
まず、試料セル内壁１１に汚れや傷が無いことを確認した上で、第１の液体を試料セル１に収容した状態での試料セル１全体の吸光度と、第２の液体を試料セル１に収容した状態での試料セル１全体の吸光度とを測定し、算出部２３ｄが、各状態での試料セル１全体の吸光度の差分を算出する。吸光度の差分を算出すると前述したように、光ファイバに対する外乱影響による光量の変動を表す値である装置定数ａが相殺できる。よって、時間的経過により変動する装置定数に関わらない値を清浄時の基準値とすることができる。ここで、試料セル１に照射する光は、各液体での吸収が略等しく屈折度合いが異なる所定波長の光とする。そして、求めた差分を、第１の液体と第２の液体についての、清浄な場合の吸光度の差分として記録部２３ｃが記録する。このように試料セル内壁１１に異常がないときの、第１の液体を試料セル１に収容した状態での試料セル１全体の吸光度と、第２の液体を試料セル１に収容した状態での試料セル１全体の吸光度と、第１の液体と第２の液体についての、清浄な場合の吸光度の差分とは、例えば、図４に示すようになる。
【００４９】
次に、試料セル内壁１１に異常があるか否かを判断するときには、同様にして、第１の液体を試料セル１に収容した状態での試料セル１全体の吸光度と、第２の液体を試料セル１に収容した状態での試料セル１全体の吸光度とを測定し、算出部２３ｄが、各状態での試料セル１全体の吸光度の差分を、判定用の吸光度の差分として算出する。この算出した値も前述のように、装置定数に関わらない値として算出することができる。ここで、試料セル１に照射する光は、前記所定波長の光と同じである。このようにして求めた各差分は、例えば、図５に示すようになる。
【００５０】
そして、判定部２３ｅが、記録部２３ｃに記憶している清浄な場合の吸光度の差分と判定用の吸光度の差分とを比較し、判定用の吸光度の差分を示す値が、清浄な場合の吸光度の差分を示す値から所定範囲にあると判定したときには、試料セル内壁１１に汚れ等の異常がない旨の判定結果を出力する一方、所定範囲にないと判定したときには、試料セル内壁１１に汚れ等の異常が有る旨の判定結果を出力する。
【００５１】
例えば、図６に示すように、判定用の吸光度の差分を示す値が、清浄な場合の吸光度の差分を示す値からの所定範囲である斜線部分にある場合には、試料セル内壁１１に汚れ等の異常がない旨の判定結果を出力する一方、所定範囲ではない斜線部以外にあると判定したときには、試料セル内壁１１に汚れ等の異常が有る旨の判定結果を出力する。なお、所定範囲は、閾値の変更により適宜設定可能である。
【００５２】
このような本実施形態の半導体製造システム用分析装置Ａによれば、第１の液体及び第２の液体での吸収が略等しく屈折度合いが異なる所定波長の光を試料セル１に照射し、第１の液体を試料セル１に入れたときの試料セル１全体の吸光度と、第２の液体を試料セル１に入れたときの試料セル１全体の吸光度との差分を求め、この差分の値が所定範囲にないとの判定結果を判定部２３ｅが出力した場合に、試料セル内壁１１に異常があると判断することができる。また、異常の有無を、吸光度の差分により判断するようにしているため、その判定結果が、光ファイバ３内での光の減衰の影響を受けることもない。すなわち、試料セル１の取り外しを要せず、簡単且つ正確に試料セル内壁１１の異常を検出できる。
【００５３】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
【００５４】
例えば、判定部２３ｅが、清浄な場合の吸光度の差分と、判定用の吸光度の差分との比較結果に基づいて、試料セル内壁１１の異常度合いを判定するようにしてもよい。異常度合いに基づいて、試料セル内壁１１の傷の大きさの大小等を判定ができるようになる。なお、適宜閾値を設け、判定用の吸光度の差分のみから異常度合いを判断することを妨げない。
【００５５】
このようなものであれば、判定用の吸光度の差分を示す値と、清浄な場合の吸光度の差分を示す値との差が、大きい場合には、異常度合いが大きいと判断することができる一方、小さい場合には、異常度合いが小さいと判断することができるようになる。なお、判定用の吸光度の差分を示す値と、清浄な場合の吸光度の差分を示す値との差が、大きいか否かを判断するための閾値は、適宜設定した値を用いることができる。このように閾値を、適宜値を設定可能にすることで、例えば、当該装置の再現精度のばらつきや、各液体の屈折率のばらつきを好適に吸収して、正確な異常度合いの判断を行えるようになる。
【００５６】
また、前記各状態での検出光量関連値の比較を試料セル１全体の透過率や透過光量の比から求めると、吸光度の差分を求めるときと同じように、光ファイバの光量変動の影響（装置定数ａ）を相殺でき、試料セル１の内壁の異常の有無を判断できるように構成することもできる。
【００５７】
また、試料セル１は、フロー型でなくてもよい。試料セル１の材質は、石英ガラスに限られず適宜変更可能である。
【００５８】
また、試料セル１と装置本体２とを光ファイバ３によって接続しているが、光ファイバ３を用いない構成とすることもできる。この場合には、例えば、図７に示すように、光源２１、レンズｘ、試料セル１、レンズｙ、及び光検出器２２を、この順で一直線上に配置した構成とすればよい。なお、図７、図８に示すように、光源２１、レンズｘ、試料セル１、レンズｙ、及び光検出器２２を結ぶ光路上と、この光路上を外れた位置とに位置付け可能な可動ミラーＭ１ａ、Ｍ１ｂと、この可動ミラーＭ１ａ、Ｍ１ｂと協働して、光源２１から光検出器２２に向かう光を、試料セル１を通過しないように迂回させる固定ミラーＭ２ａ、Ｍ２ｂとを設けてもよい。光源２１と光検出器２２との間にリファレンス光路Ｒを形成して、光源２１の照射光を、試料セル１を介さずに光検出器２２で直接検出することができる。これにより、光源２１の絶対光量を求めること等ができる。このようなタイプの場合、光ファイバの様な光量変動がおきにくいため、前述の装置定数を考慮することなく、吸光度や透過率、透過光量の差や比などから、比較結果を求め、異常の有無を判定すればよい。
【００５９】
その他、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施形態に係る半導体製造システム用分析装置を用いた測定系の概略図。
【図２】同実施形態に係る試料セルを示す概略図。
【図３】同実施形態に係る分光分析手段の機能構成図。
【図４】同実施形態に係る清浄な場合の吸光度の差分などを示す図。
【図５】同実施形態に係る判定用の吸光度の差分などを示す図。
【図６】同実施形態に係る異常か否かを判断するための所定範囲などを表した図。
【図７】本発明の他の実施形態に係る半導体製造システム用分析装置を用いた測定系の概略図。
【図８】同実施形態に係る測定系の概略図（照射光を試料セルを迂回させる時）。
【符号の説明】
【００６１】
Ａ・・・・・半導体製造システム用分析装置
１・・・・・試料セル
２３ａ・・・光照射部
２２・・・・光検出器
２３ｄ・・・算出部
２３ｅ・・・判定部
２４ｃ・・・可動ミラー
２５ｃ・・・可動ミラー
Ｍ１ａ・・・可動ミラー
Ｍ１ｂ・・・可動ミラー
Ｍ２ａ・・・固定ミラー
Ｍ２ｂ・・・固定ミラー
Ｒ・・・・・リファレンス光路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる２種類の液体を用いて試料セルの内壁の異常を検出する半導体製造システム用分析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体の洗浄工程において、洗浄用薬液を管理するために光吸収法を利用した濃度管理装置が用いられている。
【０００３】
具体的に、この種の濃度管理装置は、試料を収容する試料セルと、光源や分光分析部を備えた装置本体とを具備し、これらを第１、第２光ファイバで接続することで、試料セルと装置本体とを大きく隔離することができるようにされている。そして、試料セルをフロー型としてこれを、半導体製造装置で用いられる各種洗浄液の配管部に配置して、その洗浄液の濃度管理をインラインで実施できるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このようなフロー型の試料セルは、長時間の薬液流入により、その内壁には薬液成分又は洗浄により薬液に溶けた成分による汚れが付着し、これが光の透過率に影響を及ぼす場合がある。また、試料セルの内壁に傷があると、光の透過率に影響を及ぼす場合がある。このように、試料セルの内壁に汚れや傷といった異常があると、各種洗浄液の正確な濃度管理を行うことができない。
【０００５】
そこで、試料セル内壁面の異常（例えば汚れや傷）を検知する方法として、試料セルを装置外等に取り出して目視で確認する方法や、試料セルに特定の波長の光を照射し、試料セルに特定の波長の吸収がない試料を入れて、試料セルの透過率を測定することで、試料セルの異常を検知する方法が採られている。
【特許文献１】特開２００５−１６４２５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前者の方法は、後者の方法よりも簡単に異常を検査することができるものの、試料セルを取り出すことが装置性能に影響を与えたり、洗浄液が取扱上危険なものである場合には、この方法により行うことはできない。また、試料セルを取り出すことが装置性能に影響を与えるものではなく又洗浄液が取扱上危険なものでなくても、試料セル汚れを確認するには、実際に試料セルを取り外し、乾燥させてから異常を検査する必要があるなど、その調査に手間を要する。
【０００７】
一方、後者の方法により、例えば特許文献１のような試料セルと装置本体との間を光ファイバで接続した装置について異常の検知を行う場合では、光ファイバ入出射面や光ファイバ内での光の減衰の影響を受け、透過率の絶対値を正確に測ることができず、試料セルの内壁の異常の有無を正確に判断することができない。また、何らかの補正を用いて透過率を正確に求めたとしても、光ファイバ入出射面や、光ファイバでの光の減衰は、長期に亘って安定なものではないので、透過率が変化した場合に、これらの変化によるものか、セル内壁の異常によるものかを判定できない。
【０００８】
そこで本発明は、試料セルの取り外しを要せず、簡単且つ正確に試料セル内壁の異常を検出できる半導体製造システム用分析装置を提供することをその主たる課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち本発明に係る半導体製造システム用分析装置は、半導体製造装置に用いられる分析装置であって、異なる２種類の液体を選択的に収容する試料セルと、前記各液体での吸収が略等しく屈折度合いが異なる所定波長の光を、前記試料セルに照射する光照射部と、前記各液体を前記試料セルにそれぞれ収容した状態で、前記光照射部の照射により前記試料セルを透過してくる光を検出する光検出器と、前記光検出器で検出した前記各状態での検出光量に関する値である検出光量関連値を比較し、その比較結果に基づいて、前記試料セルの汚れや傷などの異常の有無を判定可能に出力する判定部とを具備していることを特徴とする。
【００１０】
ここで、「検出光量関連値を比較する」とは、例えば、吸光度の比又は差分を比較するもの、透過率の比又は差分を比較するもの、絶対光量の比又は差分を比較するもの等が挙げられる。
【００１１】
このようなものであれば、異なる２種類の液体での吸収が略等しく屈折度合いが異なる所定波長の光を試料セルに照射し、一方の液体を試料セルに入れたときの試料セル全体の検出光量関連値と、他方の液体を試料セルに入れたときの試料セル全体の検出光量関連値とを比較するようにしているところ、例えば、試料セルの内壁に汚れや傷等の異常がある場合には、検出光量が変化して検出光量関連値である吸光度や透過率や絶対光量に変化が表れるので、比較する検出光量関連値と比較した結果に基づいて、試料セルの内壁に異常があると判断できる。
【００１２】
すなわち、試料セルの取り外しを行うことなく、試料セルに収容する２種類の液体を交換し、各液体を前記試料セルにそれぞれ収容した状態で測定した検出光量関連値を比較することにより、試料セルの内壁の異常を検出でき、試料セルの取り外し等といった手間を要しない。また、液体にその取り扱いが危険な半導体製造用の洗浄液を用いることもできる。
【００１３】
あらかじめ実験又は計算で求めておいた清浄時（正常時）での各状態での検出光量関連値との比較結果や、比較結果に基づいた値と、試料セルに異常があるか否かを判定したときの各状態での検出光量関連地の比較結果とを比べることにより、試料セルの異常の有無を判定するようにすれば、より正確に判定することができる。つまり、前記判定部が、あらかじめ求めておいた所定値と、異常有無判定時の各状態での検出光量関連値の比較結果とを比べ、異常有無を判定できるものであれば、より好ましい。
【００１４】
さらに、本発明の望ましい態様としては、前記検出光量関連値が、各液体をそれぞれ収容した状態での試料セル全体の吸光度であり、前記判定部は、前記吸光度の差分が、所定範囲内にあるか否かを判定可能に出力するようにしたものが挙げられる。
【００１５】
このようなものであれば、以下のような効果を奏する。
【００１６】
試料セル内壁に汚れや傷がある場合の吸光度の上昇は、試料セル内に、該試料セルに屈折率が近い媒質を収容させた場合に比べて、屈折率が離れた媒質を収容させた場合の方がより大きくなる。したがって、前記２種類の液体を、試料セル内にそれぞれ収容したときの試料セル全体の吸光度の差分は、試料セル内壁に汚れや傷が無い場合よりもある場合の方が大きくなるため、このことを利用して、試料セル内壁に汚れや傷が有るか否かを判断できる。なお、所定範囲を決める基準として、試料セル内壁に汚れや傷が無い場合での吸光度を採用することも考えられるが、光路上のレンズ等の影響により、実際にはその吸光度はゼロにはならない。そこで、試料セル内壁に汚れや傷が無い場合（正常時又は清浄時）における前記各状態での試料セル全体の吸光度の差分（以下、清浄な場合の吸光度の差分と呼ぶ）を計算若しくは実験で予め求めておき、この清浄な場合の吸光度の差分と、前記各状態での試料セル全体の吸光度の差分（以下、判定用の吸光度の差分と呼ぶ）とを比較するようにする。そして、判定用の吸光度の差分を示す値が、清浄な場合の吸光度の差分を示す値から所定範囲にあるとの判定結果を判定部が出力した場合には、試料セル内壁に汚れ等がないと判断することができ、所定範囲にないとの判定結果を判定部が出力した場合には、汚れ等が有ると判断することができるようになる。
【００１７】
本発明の望ましい態様としては、前記判定部が、前記吸光度の差分に基づいて、試料セル内壁の異常度合いを判定可能に出力するものが挙げられる。
【００１８】
前記各液体のいずれか一方または両方に、半導体製造装置用の原料液体または洗浄液体を用いているのであれば、異常検出用の液として別の液を用いずに済むなど、取扱性やコスト面で優れたものとなる。
【００１９】
前記試料セルと、前記光照射部及び前記光検出器との間を、光ファイバによりそれぞれ接続している場合、光ファイバの取付位置やそれ自体の湾曲、その周囲温度の影響により、該光ファイバを透過する光量が１〜２割程度は容易に変化するなど、いわゆる装置定数は、長期的に一定な値を示すとは限らない。しかしながら、例えば、検出光量関連値を比較する際に、吸光度の差分又は透過率の比を求める測定を略同時に行えば、この測定の間に装置定数は略変化しないとみなせるため、装置定数を相殺することができ、試料セルの内壁の異常を正確に検出できる。
【００２０】
前記光照射部と前記光検出器との間に設けた複数のミラーにより、前記光照射部が照射する光を、前記試料セルを通過させずに、前記光検出器で直接受光できるリファレンス光路が形成されるようにしているのであれば、吸光度及び透過率を求める基準となる、光照射部が照射する光の絶対光量を求めることができる。
【発明の効果】
【００２１】
このように本発明によれば、異なる２種類の液体を試料セルにそれぞれ収容させた状態で、所定波長の光を試料セルに照射し、各状態における試料セル全体の検出光量関連値の比較を行うようにしているため、判定部の出力する比較結果に基づいて、試料セル内壁に異常があるか否かを判断することができる。すなわち、試料セルの取り外しを要せず、簡単に試料セル内壁の異常を検出できる。また、試料セルと装置本体との間に光ファイバを設けた構成であっても、例えば、比較する検出光量関連値の計測を略同時に行えば、その光ファイバ内で光の減衰による影響を相殺することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態に係る半導体製造システム用分析装置Ａを図面を参照して説明する。
【００２３】
本実施形態に係る半導体製造システム用分析装置Ａは、図１に示すように、試料を収容する試料セル１と、光源２１や分光分析手段２３などを備えた装置本体２と、これら試料セル１と装置本体２とを接続する第１、第２の光ファイバ３ａ、３ｂ（以下、光ファイバ３と総称する）とを具備して成るものであって、例えば、試料セル１を半導体ウエハＷの洗浄に用いられる各種洗浄液体ｐ１、ｐ２等の流れる配管部Ｌ上に配置して、洗浄液体ｐ１、ｐ２等の濃度管理をインラインで実施できるように構成されている。以下、各部を具体的に説明する。
【００２４】
試料セル１は、異なる２種類の液体を選択的に収容するものであって、図２に示すように、対向する内壁１１を備えている。この内壁１１は、少なくとも光の通過する範囲内で、充分平坦で清浄なものとしている。また、本実施形態では、この試料セル１に、液体の導入口及び導出口（図示せず）を備えた石英ガラス製でフロー型のものを用いている。
【００２５】
そして、各液体のいずれか一方または両方に、半導体製造装置用の原料液体または洗浄液体を用いることができるようにしている。例えば、洗浄液体には、アンモニア、硝酸、塩酸、硫酸、りん酸、フッ酸などの薬液や、高純度の水やオゾン水などを用いることができる。
【００２６】
各液体を収容したときの試料セル１全体の吸光度は、次のようにして予め算出することができる。
【００２７】
試料セル１に光が入射したときの吸光度Ａｂｓは一般に次式（１）で表すことができる。
吸光度Ａｂｓ（λ）＝ｌｏｇ１０（Ｉ０（λ）／Ｉｓ（λ））・・・（１）
ここで、Ｉ０（λ）は入射光量、Ｉｒ（λ）はリファレンス光量を示す。
【００２８】
実際の装置では、入射光量Ｉ０（λ）を直接測定することは困難であることが多く、この場合、入射光量Ｉ０（λ）と式（２）に示す関係があるリファレンス光量Ｉｒ（λ）を測定することで、式（３）により吸光度Ａｂｓを求めることができる。
【００２９】
Ｉｒ（λ）＝ａＩ０（λ）・・・（２）
吸光度Ａｂｓ（λ）＝ｌｏｇ１０（Ｉｒ（λ）／Ｉｓ（λ））−ｌｏｇ１０（ａ）・・・（３）
ここで、Ｉ０（λ）は入射光量、Ｉｒ（λ）はリファレンス光路Ｒを通過してくるリファレンス光のリファレンス光量、Ｉｓ（λ）は測定光量、ａは装置定数を示す。
【００３０】
装置本体２は、光源２１と、光検出器２２と、分光分析手段２３とを備えて成るものである。以下、各部を詳述する。
【００３１】
光源２１は、外部信号により照射光の波長を可変できるものであって、例えば、波長可変型半導体レーザや連続スペクトル光源にて構成できる。この光源２１から照射される照射光は、例えば複数のレンズ等から成る出射側光学系２４を介して第１の光ファイバ３ａに入射される。本実施形態では、出射側光学系２４を、レンズ２４ａ、２４ｂと可動ミラー２４ｃとから成るものとし、さらに、可動ミラー２４ｃを、レンズ２４ａを通過して来る光を反射してレンズ２４ｂへ向かわせる反射位置と、レンズ２４ａを通過して来る光を反射せずそのまま後述する検出側光学系２５のレンズ２５ｂに向かわせる非反射位置（想像線で示す）とに選択的に位置付けられるようにしている。しかして、可動ミラー２４ｃを非反射位置に位置付けるとともに、後述する検出側光学系２５の可動ミラー２５ｃを非反射位置に位置付けることにより、光源２１と光検出器２２との間にリファレンス光路Ｒを形成して、光源２１の照射光を、光ファイバ３及び試料セル１を介さずに光検出器２２で直接検出できるようにしている。これにより、光源２１の絶対光量を知ることができる。
【００３２】
光検出器２２は、試料セル１を透過してくる透過光を、第２の光ファイバ３ｂ及び例えば複数のレンズ等から成る検出側光学系２５を介して受光し光強度信号を出力するものである。本実施形態では、検出側光学系２５を、レンズ２５ａ、２５ｂと可動ミラー２５ｃとから成るものとし、さらに可動ミラー２５ｃを、レンズ２５ａを通過して来る光を反射してレンズ２５ｂへ向かわせる反射位置と、出射側光学系２４のレンズ２４ａから直接向かって来る光をレンズ２５ｂに向けてそのまま通過させる非反射位置（想像線で示す）とを選択的に位置付けられるようにしている。
【００３３】
分光分析手段２３は、図示しないＣＰＵ、内部メモリ、ＡＤ変換器等を有するマイクロコンピュータを用いて構成したものであって、内部メモリの所定領域に記憶しているプログラムに従ってＣＰＵやその周辺機器を作動させることにより、この分光分析手段２３が、図３に示すように、光照射部２３ａ、光強度信号受信部２３ｂ、記録部２３ｃ、算出部２３ｄ、判定部２３ｅなどとしての機能を発揮するように構成してある。かかるマイクロコンピュータは、汎用のものであってもよく、専用のものであってもよい。以下、各部を詳述する。
【００３４】
光照射部２３ａは、異なる２種類の液体での吸収が略等しく屈折度合いが異なる所定波長の光を、試料セル１に向けて照射すべく、光源２１に光照射制御用の信号を出力するものである。
【００３５】
光強度信号受信部２３ｂは、光検出器２２が出力する光強度信号を受信するものである。
【００３６】
記録部２３ｃは、試料セル内壁１１に汚れや傷が無い場合における前記各状態での試料セル１全体の吸光度の差分（以下、清浄な場合の吸光度の差分と呼ぶ）を記憶するものであって、前記内部メモリの所定領域に形成して成る。この清浄な場合の吸光度の差分は、計算によって求めたものであってもよいし、実際に測定したものであってもよい。
【００３７】
算出部２３ｄは、前記光強度信号受信部２３ｂで受信した光強度信号に基づいて各液体をそれぞれ収容した状態での試料セル１全体の吸光度を算出するものである。
【００３８】
ここで、第１の液体ｐ１及び第２の液体ｐ２をそれぞれ試料セル１に収容した状態での吸光度Ａｂｓ１（λ）及びＡｂｓ２（λ）は、それぞれ式（４）、（５）に示すことができる。
【００３９】
吸光度Ａｂｓ１（λ）＝ｌｏｇ１０（Ｉｒ（λ）／Ｉｓ１（λ））−ｌｏｇ１０（ａ）・・・（４）
吸光度Ａｂｓ２（λ）＝ｌｏｇ１０（Ｉｒ（λ）／Ｉｓ２（λ））−ｌｏｇ１０（ａ）・・・（５）
ここで、Ｉ０（λ）は入射光量、Ｉｒ（λ）はリファレンス光路Ｒを通過してくるリファレンス光のリファレンス光量、Ｉｓ１（λ）は第１の液体ｐ１を測定したときの測定光量、Ｉｓ２（λ）は第２の液体ｐ２を測定したときの測定光量、ａは装置定数を示す。
【００４０】
判定部２３ｅは、前記算出部２３ｄで算出した前記各状態での試料セル１全体の吸光度の差分が、所定範囲内にあるか否かを判定し、その判定結果を出力するものである。
【００４１】
具体的には、記録部２３ｃに記憶している清浄な場合の吸光度の差分と、算出部２３ｄで算出した前記各状態での試料セル１全体の吸光度の差分（以下、判定用の吸光度の差分と呼ぶ）とを比較して、判定用の吸光度の差分を示す値が、清浄な場合の吸光度の差分を示す値から所定範囲にあると判定したときには、試料セル内壁１１に汚れ等がない旨の判定結果を出力する一方、所定範囲にないと判定したときには、試料セル内壁１１に汚れ等が有る旨の判定結果を出力するようにしている。
【００４２】
このような判定を行えるのは、以下の理由による。例えば、試料セル内壁１１に汚れや傷がある場合の吸光度の上昇は、試料セル１内に、該試料セル１に屈折率が近い媒質を収容させた場合に比べて、屈折率が離れた媒質を収容させた場合の方がより大きくなる。したがって、所定波長の光を照射されたときの吸光度が略等しく屈折率が異なる第１の液体と第２の液体を、試料セル１内にそれぞれ収容したときの試料セル１全体の吸光度の差分は、試料セル内壁１１に汚れや傷が無い場合よりもある場合の方が大きくなることに基づく。
【００４３】
また、式（４）及び（５）の装置定数ａは、装置定数ａは、本実施形態のように光ファイバ３を用いる場合には、その取付位置や光ファイバ自体の湾曲、光ファイバの周囲温度の影響により、該光ファイバを透過する光量が１〜２割程度は容易に変化するなど、長期的に一定な値を示すとは限らない。しかしながら、比較する吸光度の測定を略同時に行えば、式（４）及び式（５）の装置定数ａはそれぞれ同じ値となり、式（４）及び（５）の差分をとる、すなわち、吸光度の差分をとることで、装置定数を相殺することができる。
【００４４】
なお、判定結果の出力態様は、画面出力或いは印字出力する等、実施態様に応じて適宜設定可能である。
【００４５】
第１の光ファイバ３ａは、一端側を装置本体２の光源２１に接続し、他端側を試料セル１の入射側に接続したものである。光源２１から出射され出射側光学系２４で集光された光は、当該第１の光ファイバ３ａの一端側から入射し、試料セル１に向けて伝送され、他端側から出射して、レンズｘで平行光化されて試料セル１に照射される。
【００４６】
第２の光ファイバ３ｂは、一端側を装置本体２の光検出器２２に接続し、他端側を試料セル１の出射側に接続したものである。試料セル１を通過してレンズｙで集光された光は、当該第２の光ファイバ３ｂの一端側から入射し、光検出器２２に向けて伝送され、他端側から出射し検出側光学系２５を経て光検出器２２で検出される。
【００４７】
以上のように構成される半導体製造システム用分析装置Ａにおいて、試料セル内壁１１に異常があるか否かを判断する動作について、図４、図５、図６を参照しつつ説明する。
【００４８】
まず、試料セル内壁１１に汚れや傷が無いことを確認した上で、第１の液体を試料セル１に収容した状態での試料セル１全体の吸光度と、第２の液体を試料セル１に収容した状態での試料セル１全体の吸光度とを測定し、算出部２３ｄが、各状態での試料セル１全体の吸光度の差分を算出する。吸光度の差分を算出すると前述したように、光ファイバに対する外乱影響による光量の変動を表す値である装置定数ａが相殺できる。よって、時間的経過により変動する装置定数に関わらない値を清浄時の基準値とすることができる。ここで、試料セル１に照射する光は、各液体での吸収が略等しく屈折度合いが異なる所定波長の光とする。そして、求めた差分を、第１の液体と第２の液体についての、清浄な場合の吸光度の差分として記録部２３ｃが記録する。このように試料セル内壁１１に異常がないときの、第１の液体を試料セル１に収容した状態での試料セル１全体の吸光度と、第２の液体を試料セル１に収容した状態での試料セル１全体の吸光度と、第１の液体と第２の液体についての、清浄な場合の吸光度の差分とは、例えば、図４に示すようになる。
【００４９】
次に、試料セル内壁１１に異常があるか否かを判断するときには、同様にして、第１の液体を試料セル１に収容した状態での試料セル１全体の吸光度と、第２の液体を試料セル１に収容した状態での試料セル１全体の吸光度とを測定し、算出部２３ｄが、各状態での試料セル１全体の吸光度の差分を、判定用の吸光度の差分として算出する。この算出した値も前述のように、装置定数に関わらない値として算出することができる。ここで、試料セル１に照射する光は、前記所定波長の光と同じである。このようにして求めた各差分は、例えば、図５に示すようになる。
【００５０】
そして、判定部２３ｅが、記録部２３ｃに記憶している清浄な場合の吸光度の差分と判定用の吸光度の差分とを比較し、判定用の吸光度の差分を示す値が、清浄な場合の吸光度の差分を示す値から所定範囲にあると判定したときには、試料セル内壁１１に汚れ等の異常がない旨の判定結果を出力する一方、所定範囲にないと判定したときには、試料セル内壁１１に汚れ等の異常が有る旨の判定結果を出力する。
【００５１】
例えば、図６に示すように、判定用の吸光度の差分を示す値が、清浄な場合の吸光度の差分を示す値からの所定範囲である斜線部分にある場合には、試料セル内壁１１に汚れ等の異常がない旨の判定結果を出力する一方、所定範囲ではない斜線部以外にあると判定したときには、試料セル内壁１１に汚れ等の異常が有る旨の判定結果を出力する。なお、所定範囲は、閾値の変更により適宜設定可能である。
【００５２】
このような本実施形態の半導体製造システム用分析装置Ａによれば、第１の液体及び第２の液体での吸収が略等しく屈折度合いが異なる所定波長の光を試料セル１に照射し、第１の液体を試料セル１に入れたときの試料セル１全体の吸光度と、第２の液体を試料セル１に入れたときの試料セル１全体の吸光度との差分を求め、この差分の値が所定範囲にないとの判定結果を判定部２３ｅが出力した場合に、試料セル内壁１１に異常があると判断することができる。また、異常の有無を、吸光度の差分により判断するようにしているため、その判定結果が、光ファイバ３内での光の減衰の影響を受けることもない。すなわち、試料セル１の取り外しを要せず、簡単且つ正確に試料セル内壁１１の異常を検出できる。
【００５３】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
【００５４】
例えば、判定部２３ｅが、清浄な場合の吸光度の差分と、判定用の吸光度の差分との比較結果に基づいて、試料セル内壁１１の異常度合いを判定するようにしてもよい。異常度合いに基づいて、試料セル内壁１１の傷の大きさの大小等を判定ができるようになる。なお、適宜閾値を設け、判定用の吸光度の差分のみから異常度合いを判断することを妨げない。
【００５５】
このようなものであれば、判定用の吸光度の差分を示す値と、清浄な場合の吸光度の差分を示す値との差が、大きい場合には、異常度合いが大きいと判断することができる一方、小さい場合には、異常度合いが小さいと判断することができるようになる。なお、判定用の吸光度の差分を示す値と、清浄な場合の吸光度の差分を示す値との差が、大きいか否かを判断するための閾値は、適宜設定した値を用いることができる。このように閾値を、適宜値を設定可能にすることで、例えば、当該装置の再現精度のばらつきや、各液体の屈折率のばらつきを好適に吸収して、正確な異常度合いの判断を行えるようになる。
【００５６】
また、前記各状態での検出光量関連値の比較を試料セル１全体の透過率や透過光量の比から求めると、吸光度の差分を求めるときと同じように、光ファイバの光量変動の影響（装置定数ａ）を相殺でき、試料セル１の内壁の異常の有無を判断できるように構成することもできる。
【００５７】
また、試料セル１は、フロー型でなくてもよい。試料セル１の材質は、石英ガラスに限られず適宜変更可能である。
【００５８】
また、試料セル１と装置本体２とを光ファイバ３によって接続しているが、光ファイバ３を用いない構成とすることもできる。この場合には、例えば、図７に示すように、光源２１、レンズｘ、試料セル１、レンズｙ、及び光検出器２２を、この順で一直線上に配置した構成とすればよい。なお、図７、図８に示すように、光源２１、レンズｘ、試料セル１、レンズｙ、及び光検出器２２を結ぶ光路上と、この光路上を外れた位置とに位置付け可能な可動ミラーＭ１ａ、Ｍ１ｂと、この可動ミラーＭ１ａ、Ｍ１ｂと協働して、光源２１から光検出器２２に向かう光を、試料セル１を通過しないように迂回させる固定ミラーＭ２ａ、Ｍ２ｂとを設けてもよい。光源２１と光検出器２２との間にリファレンス光路Ｒを形成して、光源２１の照射光を、試料セル１を介さずに光検出器２２で直接検出することができる。これにより、光源２１の絶対光量を求めること等ができる。このようなタイプの場合、光ファイバの様な光量変動がおきにくいため、前述の装置定数を考慮することなく、吸光度や透過率、透過光量の差や比などから、比較結果を求め、異常の有無を判定すればよい。
【００５９】
その他、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施形態に係る半導体製造システム用分析装置を用いた測定系の概略図。
【図２】同実施形態に係る試料セルを示す概略図。
【図３】同実施形態に係る分光分析手段の機能構成図。
【図４】同実施形態に係る清浄な場合の吸光度の差分などを示す図。
【図５】同実施形態に係る判定用の吸光度の差分などを示す図。
【図６】同実施形態に係る異常か否かを判断するための所定範囲などを表した図。
【図７】本発明の他の実施形態に係る半導体製造システム用分析装置を用いた測定系の概略図。
【図８】同実施形態に係る測定系の概略図（照射光を試料セルを迂回させる時）。
【符号の説明】
【００６１】
Ａ・・・・・半導体製造システム用分析装置
１・・・・・試料セル
２３ａ・・・光照射部
２２・・・・光検出器
２３ｄ・・・算出部
２３ｅ・・・判定部
２４ｃ・・・可動ミラー
２５ｃ・・・可動ミラー
Ｍ１ａ・・・可動ミラー
Ｍ１ｂ・・・可動ミラー
Ｍ２ａ・・・固定ミラー
Ｍ２ｂ・・・固定ミラー
Ｒ・・・・・リファレンス光路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体製造装置に用いられる分析装置であって、
異なる２種類の液体を選択的に収容する試料セルと、
前記各液体での吸収が略等しく屈折度合いが異なる所定波長の光を、前記試料セルに照射する光照射部と、
前記各液体を前記試料セルにそれぞれ収容した状態で、前記光照射部の照射により前記試料セルを透過してくる光を検出する光検出器と、
前記光検出器で検出した前記各状態での検出光量に関する値である検出光量関連値を比較し、その比較結果に基づいて、前記試料セルの汚れや傷などの異常の有無を判定可能に出力する判定部と、を具備している半導体製造システム用分析装置。
【請求項２】
前記検出光量関連値が、各液体をそれぞれ収容した状態での試料セル全体の吸光度であり、
前記判定部は、前記吸光度の差分が、所定範囲内にあるか否かを判定可能に出力する請求項１記載の半導体製造システム用分析装置。
【請求項３】
前記各液体のいずれか一方または両方に、半導体製造装置用の原料液体または洗浄液体を用いている請求項１又は２記載の半導体製造システム用分析装置。
【請求項４】
前記試料セルと、前記光照射部及び前記光検出器との間を、光ファイバによりそれぞれ接続している請求項１乃至３いずれか記載の半導体製造システム用分析装置。
【請求項５】
前記光照射部と前記光検出器との間に設けた複数のミラーにより、前記光照射部が照射する光を、前記試料セルを通過させずに、前記光検出器で直接受光できるリファレンス光路が形成されるようにしている請求項１乃至４いずれか記載の半導体製造システム用分析装置。
【請求項１】
半導体製造装置に用いられる分析装置であって、
異なる２種類の液体を選択的に収容する試料セルと、
前記各液体での吸収が略等しく屈折度合いが異なる所定波長の光を、前記試料セルに照射する光照射部と、
前記各液体を前記試料セルにそれぞれ収容した状態で、前記光照射部の照射により前記試料セルを透過してくる光を検出する光検出器と、
前記光検出器で検出した前記各状態での検出光量に関する値である検出光量関連値を比較し、その比較結果に基づいて、前記試料セルの汚れや傷などの異常の有無を判定可能に出力する判定部と、を具備している半導体製造システム用分析装置。
【請求項２】
前記検出光量関連値が、各液体をそれぞれ収容した状態での試料セル全体の吸光度であり、
前記判定部は、前記吸光度の差分が、所定範囲内にあるか否かを判定可能に出力する請求項１記載の半導体製造システム用分析装置。
【請求項３】
前記各液体のいずれか一方または両方に、半導体製造装置用の原料液体または洗浄液体を用いている請求項１又は２記載の半導体製造システム用分析装置。
【請求項４】
前記試料セルと、前記光照射部及び前記光検出器との間を、光ファイバによりそれぞれ接続している請求項１乃至３いずれか記載の半導体製造システム用分析装置。
【請求項５】
前記光照射部と前記光検出器との間に設けた複数のミラーにより、前記光照射部が照射する光を、前記試料セルを通過させずに、前記光検出器で直接受光できるリファレンス光路が形成されるようにしている請求項１乃至４いずれか記載の半導体製造システム用分析装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−１６４４８７（Ｐ２００８−１６４４８７Ａ）
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３５５６１５（Ｐ２００６−３５５６１５）
【出願日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【出願人】（０００１５５０２３）株式会社堀場製作所 (638)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【出願人】（０００１５５０２３）株式会社堀場製作所 (638)
【Ｆターム（参考）】
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