分解检测装置、浓度测量装置和浓度控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及对在半导体材料气化后的材料气体中发生的分解进行检测的分解检测装置、使用了该分解检测装置的浓度测量装置、和浓度控制装置。
【背景技术】
[0002]在半导体制造工艺中，利用鼓泡系统使固体或液体的半导体材料气化并将气化后的材料气体导入真空室等。
[0003]该鼓泡系统包括:容器，其收容所述半导体材料；导入管，其将载气导入所述容器内；和导出管，其用于从所述容器导出载气和所述半导体材料气化后的材料气体的混合气体。
[0004]制造的半导体的性能和品质，受到被导入真空室内的混合气体中的材料气体浓度的影响。因此，利用设置在所述导出管内的例如超声波方式或非分散型红外吸收(NDIR)方式等的浓度计，测量混合气体中的材料气体的浓度，并且利用设置在所述导出管上的阀来进行浓度控制，将该测量的浓度以规定的值保持为恒定(参照专利文献I)。
[0005]并且，以往利用鼓泡使TEOS (正硅酸乙酯)等比较稳定的半导体材料气化，但是由于在LED、最尖端的Si半导体工艺中，需要对化合物半导体进行成膜，所以使用由有机金属形成的容易发生分解的不稳定的半导体材料。
[0006]例如，如果在所述导出管内材料气体发生自身分解，则有可能将原本不需要的种类的物质导入真空室内，会对制造的半导体的性能和品质产生某种影响。
[0007]此外，由于利用所述浓度计测量出的浓度以混合气体仅由载气和材料气体构成为前提，所以如果因材料气体的自身分解而生成其他物质，则在浓度测量或浓度控制中也有可能产生误差。
[0008]专利文献1:日本专利公开公报特开2013-145887号
【发明内容】
[0009]本发明正是鉴于如上所述的问题而完成的发明，其目的在于，提供一种结构简单且能在半导体材料气化后的材料气体中检测是否发生了半导体材料的分解的分解检测装置、使用该分解检测装置的浓度测量装置、和浓度控制装置。
[0010]S卩，本发明的分解检测装置，其特征在于，包括:NDIR方式或激光吸收光谱方式的吸光度测量机构，其对包含半导体材料气化后的材料气体的混合气体测量第一吸光度和第二吸光度，所述第一吸光度是所述半导体材料吸收的波长的吸光度，所述第二吸光度是所述半导体材料分解时产生的物质吸收的波长的吸光度；以及分解检测部，其基于所述第一吸光度和所述第二吸光度，检测所述半导体材料的分解。
[0011]按照这种结构，由于所述分解检测部构成为基于所述第一吸光度和所述第二吸光度来检测所述半导体材料的分解，所以能够区分材料气体的浓度变化和分解的发生而能够准确地仅检测分解。
[0012]更具体地说，半导体材料自身吸收多个波长的光，当吸收与分解时产生的物质相同波长的光时，所述第二吸光度在材料气体的浓度上升时和发生了分解时双方其值都变大。因此，仅监控第二吸光度的值，有时不能检测是否真正在发生分解。
[0013]作为能够解决上述问题的所述分解检测部的具体结构例，可以例举的是，所述分解检测部构成为基于在所述半导体材料未发生分解的状态下测量出的所述第一吸光度与所述第二吸光度之比、和当前的第一吸光度与第二吸光度之比的比较结果，检测所述半导体材料的分解。
[0014]在此，所述第一吸光度和所述第二吸光度之比是指包含所述第二吸光度为零时的概念。具体地说，所述第一吸光度和所述第二吸光度之比可以是1:0等。此外，所述第一吸光度和所述第二吸光度之比也可以是能够根据吸光度换算为I比I的值的比。例如可以包含根据吸光度换算的浓度之间的比。
[0015]此外，作为其他的所述分解检测部的具体结构例，可以例举的是，所述分解检测部构成为基于在所述半导体材料未发生分解的状态下测量出的所述第一吸光度与所述第二吸光度之差、和当前的第一吸光度与第二吸光度之差的比较结果，检测所述半导体材料的分解。
[0016]此外，所述分解检测部可以构成为在同一时刻的所述第一吸光度的增减倾向和所述第二吸光度的增减倾向不同时对所述半导体材料检测分解。
[0017]按照上述结构，由于所述分解检测部监控所述第一吸光度和所述第二吸光度之比或差，或者监控所述第一吸光度的增减倾向和所述第二吸光度的增减倾向的比较结果，所以即使在材料气体的浓度变化和分解同时发生时，也能够检测半导体材料的分解。更具体地说，相对于在材料气体的浓度上升时保持所述第一吸光度和所述第二吸光度之比，在发生了分解时仅第二吸光度大幅度变化，所以表现出所述第一吸光度和所述第二吸光度之比发生变化。因此，通过监控所述第一吸光度和所述第二吸光度之比，所述分解检测部可以检测材料气体的分解。这即便在监控各吸光度之差、或所述第一吸光度的增减倾向和所述第二吸光度的增减倾向的比较结果时也同样。
[0018]作为所述吸光度测量机构不容易受到热量的影响且使所述吸光度测量机构的结构成为简单结构的具体结构例，可以例举的是，所述吸光度测量机构是NDIR方式的气体分析计，该气体分析计包括:混合气体通过的测量单元、将具有规定的波长带宽的光向所述测量单元射出的光源部、使通过所述测量单元的光中所述半导体材料吸收的波长的光通过的第一滤光器、使通过所述测量单元的光中所述半导体材料分解时产生的物质吸收的波长的光通过的第二滤光器、以及检测通过所述第一滤光器或所述第二滤光器的光的光检测部。按照这种结构，即使不使用像FTIR等那样大型且高价的设备，也能够检测半导体材料的分解。
[0019]作为所述吸光度测量机构的其他结构例，可以例举的是，所述吸光度测量机构是激光吸收光谱方式的气体分析计，该气体分析计包括:混合气体通过的测量单元、将所述半导体材料吸收的波长的激光和所述半导体材料分解时产生的物质吸收的波长的激光向所述测量单元射出的光源部、以及检测通过所述测量单元的光的光检测部。
[0020]作为与以往相比容易发生分解、且与不管有无分解都可能测量第二吸光度的半导体材料，可以例举的是，所述半导体材料是有机金属。相对于此，只要利用本发明，就能够区分是否发生了材料气体的浓度变化和分解并检测，所以其效果变得显著。
[0021]例如在半导体工艺中，为了以能够检测有无分解的方式且按照能够判断所测量的材料气体的浓度是否是可靠的值的方式，构成浓度测量装置，只要是下述的浓度测量装置即可，所述浓度测量装置具有本发明的分解检测装置、以及基于所述第一吸光度来计算所述第一浓度的浓度计算部，所述第一浓度是所述混合气体中的所述材料气体的浓度。
[0022]为了在材料气体发生了分解时慎重起见使浓度控制停止或能够变更为与发生了分解的状态相对应的浓度控制，只要是下述的用于鼓泡系统的浓度控制装置即可，所述鼓泡系统包括:收容所述半导体材料的容器、向所述容器内导入载气的导入管、以及从所述容器导出包含所述材料气体和所述载气的混合气体的导出管，所述浓度控制装置包括:所述的浓度测量装置、设置在所述导出管上的调整阀、以及阀控制部，所述阀控制部基于预先设定的目标浓度和由所述浓度测量装置测量出的材料气体的测量浓度，控制所述调整阀。
[0023]为了附加能够使用在现有的半导体工艺中设置的传感器等来检测材料气体是否发生了分解的功能，使用下述的分解检测装置用程序即可，该程序是具有NDIR方式或激光吸收光谱方式的吸光度测量机构的装置使用的程序，所述NDIR方式或激光吸收光谱方式的吸光度测量机构，是对包含半导体材料气化后的材料气体的混合气体测量第一吸光度和第二吸光度，所述第一吸光度是与所述半导体材料对应的波长的吸光度，所述第二吸光度是与所述半导体材料分解时产生的物质对应的波长的吸光度，所述分解检测装置用程序的特征在于，使计算机实现作为分解检测部的功能，所述分解检测部基于所述第一吸光度和所述第二吸光度对所述半导体材料的分解进行检测。需要说明的是，上述程序可以存储在⑶、DVD和闪存器等存储介质中，也可以通过互联网等以电子方式发送。
[0024]由此，本发