原料流体浓度检测器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明为涉及半导体制造装置的原料流体供给装置等中使用的工艺流体浓度计的改良的发明，特别是涉及一种在线(in-line，又称为直连、串联、生产线中配置)型光分析方式的原料流体浓度检测器，其能够谋求(实现)浓度计的传感器部的小型化和在线型，并且即使针对高析出性、高光反应性、腐蚀性的原料流体也能够在长时间内保持稳定的透光窗的高透明度和传感器内部的高清洁度(耐颗粒性)。
【背景技术】
[0002]从实现半导体产品的品质提高的观点出发，半导体制造装置的原料流体供给装置等需要向处理装置供给稳定的浓度的工艺原料流体。
[0003]因此，以往的这种原料流体供给装置，例如，如图9所示，在发泡型原料流体供给装置中，在进行温度控制的原料罐21的原料蒸气出口的附近设置光分析方式的浓度计22，通过利用来自该浓度计22的浓度检测信号，调整原料罐21的温度、载体气体CG的流量、罐内蒸气压力Po等，由此，将规定的原料浓度的工艺气体24(例如，在罐21内存储的含有三甲基镓TMGa等的有机金属材料蒸气的工艺气体)供给到反应炉23。
[0004]此外，图9中，25为热式质量流量控制器，26为罐内压的压力调整装置。
[0005]此外，作为上述光分析方式的浓度计22，虽然有各种结构的浓度计22被实用化，但是大多数浓度计22如图10(日本专利特开平9-178652)和图11(日本专利特开2004-108981号)所示，由如下部件构成:被测定气体G流通的光学室(气室、气体单元)27 ;向光学室27内照射光线的光源28 ;在光学室27内部通过的光线的受光装置29 ;根据受光装置29的信号求出吸光度而计算原料浓度的运算装置30等。此外，31为主管路，32为分支管路。
[0006]而且，在图10的浓度计22中，测定光学室27内的气体的所谓的吸光光度，并且针对吸光度的测定结果，运用朗伯-比尔定律(Lambert-Beer law)，计算气体浓度。
[0007]并且，后者的日本专利特开2004-108981号中，如图11所示，将内设有光学室(吸光室)的在线传感器33固定于管路31，进行透过上述光学室的光的光度测定。
[0008]此外，内设有上述光分析方式的浓度计22或光学室(吸光室)27的在线传感器33为公知设备，在此省略其详细说明。
[0009]并且，在原料气体浓度的测定时，首先，需要将光学室27连接固定到管路32 (或者管路31)。但是，不容易确保光学室27和管路32 (或者管路31)的连接部的气密性，例如，使用通常的包装材料或密封材料的螺入连接或凸缘连接的方法，不容易进行具备高度气密性的连接固定，存在如下问题:在实际中难以达到确保在半导体制造装置的领域中所要求的气密性能(外部泄露在IX 10 10Pa.m3/sec以下)这样的情况。
[0010]此外，为了长期连续进行稳定的气体浓度测定，需要光学传感器27的透光窗的透明度长时间稳定，透明度产生经时变化的情况下，稳定的气体浓度测定变得困难。
[0011]但是，以往的气体浓度计中，大多数使用石英玻璃作为透光窗的构成材料，因此，在具有高腐蚀性或者高析出性的有机原料气体的浓度测定中，由于透光窗被腐蚀或者因原料的析出而造成其透明度提前降低，存在不能够进行稳定的原料气体浓度的测定这样的问题。
[0012]另一方面，光学室27内部的各种构造物也需要保持高的气密性而将其坚固地固定保持于光学室27的主体。因此，在光学室27的内部，使用各种合成树脂制密封材料或银钎焊、金钎焊等。
[0013]但是，光学室27内的合成树脂制密封材料或银钎焊、金钎焊等的部件，会有成为将各部件本身的内部含有的气体或颗粒释放到有机原料气体内的释放源的危险性，实际上，存在由于颗粒的释放产生气体纯度的降低的问题。因此，半导体制造用气体供给系统中，不希望使用银钎焊或者金钎焊。
[0014]如上所述，使用以往的光分析方式的浓度计的情况下，不仅难以实现设备的小型化或设备费用的降低，而且在气体气密性的保持或浓度测定精度的稳定性确保以及高气体纯度的保持等方面也存在很多问题，尤其是在有机原料气体的情况下，急需解决起因于其腐蚀性而产生的透光窗的透明度的降低、密封用部件造成的气体纯度的降低以及气密性确保等的问题。
[0015]在先技术文献
[0016]专利文献
[0017]专利文献1:日本专利特开平9-178652号公报
[0018]专利文献2:日本专利特开2004-108981号公报
[0019]专利文献3:日本专利特开平11-280967号公报
【发明内容】
[0020]本发明是要解决在以往的原料流体供给装置等中使用的原料浓度计中的上述各种问题，即解决(I)不容易实现浓度计的构造的简单化和小型化以及产品成本的下降；和
(II)因为透光窗的透明度变动，所以无法进行稳定并且高精度的原料流体浓度的测定等的问题，由此，本发明的主要目的在于提供一种在线型原料流体浓度检测器，该在线型原料流体浓度检测器即使为高腐蚀性的有机原料流体，透光窗的透明度经过长时间也不会变动，能够以高精度进行稳定的浓度测定，并能够小型化且以低价进行制造。
[0021]本发明涉及的原料流体浓度检测器的第一方式，为具备检测器主体2、和设置于检测器主体2的上面或者下面的光振荡部5a以及光检测部5b的光分析式原料流体浓度检测器，本发明的基本结构如下:在检测器主体2的上面和下面形成有至少一个凹部17，并且检测器主体2具备:从检测器主体2的流体入口连通到凹部17的流体流路2a ;连通凹部17之间的流体通路2b ;和从凹部17连通到检测器主体2的流体出口的流体流路2c，在至少一个凹部配置有光振荡部5a，在剩余的凹部配置有光检测部5b。
[0022]本发明涉及的原料流体浓度检测器的第二方式，在上述第一方式中，光振荡部具备:透光板、光强度检测用的光电二极管、光振荡用的光源(光纤)，光检测部具备:透光板和光强度检测用的光电二极管。
[0023]本发明涉及的原料流体浓度检测器的第三方式，在上述第二方式中，在形成于检测器主体上的凹部配置的透光板，使用垫片型密封件进行气密地固定。
[0024]本发明涉及的原料流体浓度检测器的第四方式，为一种具备检测器主体2、和设置于检测器主体2的上面的光振荡部5a以及设置于检测器主体2的下面的光检测部5b的光分析式原料流体浓度检测器，所述光分析式原料流体浓度检测器具备:设置于检测器主体2的上面和下面的利用流体通路2b而加以连通的凹部17 ;装设于该凹部17内的垫片型密封件6 ;与垫片型密封件6相对配置，气密地夹接(夹住)透光板11a并接合固定的第一固定凸缘14和第二固定凸缘16 ;设置在第二固定凸缘16内的光纤9和光电二极管10 ;和将上述接合固定的两个固定凸缘14、16经由垫片型密封件6气密地固定到检测器主体2的凹部内的保持固定体12。
[0025]本发明涉及的原料流体浓度检测器的第五方式，为一种具备检测器主体2、和设置于检测器主体2的上面的光振荡部5a以及设置于检测器主体2的下面的光检测部5b的光分析式原料流体浓度检测器，所述检测器主体2具备:分别设置于