(57)【要約】【課題】半導体装置の製造における製造安定性を向上させる。【解決手段】分析対象ガス中に含まれる成分を捕集するための捕集管であって、一端に開口ＯＰ１を、他端に開口ＯＰ２を有するガラス管ＧＰ１と、ガラス管ＧＰ１内に充填された多孔質金属材からなる吸着材ＡＤ１と、を備える。吸着材ＡＤ１は、吸着材ＡＤ１をガラス管ＧＰ１に溶着させることにより、またはガラス管ＧＰ１の内壁面に凹部または凸部を設けることにより、ガラス管ＧＰ１内に固定される。【選択図】図１
2014102212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分析対象ガス中に含まれる成分を捕集するための捕集管であって、
両端に開口を有するガラス管と、
前記ガラス管内に充填された多孔質金属材からなり、かつ前記ガラス管と接触する部分のうち少なくとも一部が前記ガラス管に溶着されてなる吸着材と、
を備える捕集管。
【請求項２】
請求項１に記載の捕集管において、
前記ガラス管の少なくとも一端側の前記開口には、前記吸着材と異なる材料からなる留め具が設けられていない捕集管。
【請求項３】
請求項１に記載の捕集管において、
前記吸着材は、アルミニウム、銅、金、銀、ニッケル、錫、鉛、もしくはインジウム、またはこれらのいずれか２種以上からなる合金により構成される捕集管。
【請求項４】
請求項１に記載の捕集管において、
前記吸着材は、金属粉を互いに結合させることにより形成される捕集管。
【請求項５】
請求項１に記載の捕集管において、
前記ガラス管は、石英ガラスにより構成される捕集管。
【請求項６】
分析対象ガス中に含まれる成分を捕集するための捕集管であって、
両端が開口し、内壁面に凹部または凸部が設けられたガラス管と、
前記ガラス管内に充填された多孔質金属材からなる吸着材と、
を備える捕集管。
【請求項７】
請求項６に記載の捕集管において、
前記ガラス管の少なくとも一端側の前記開口には、前記吸着材と異なる材料からなる留め具が設けられていない捕集管。
【請求項８】
請求項６に記載の捕集管において、
前記吸着材は、アルミニウム、銅、金、銀、ニッケル、錫、鉛、もしくはインジウム、またはこれらのいずれか２種以上からなる合金により構成される捕集管。
【請求項９】
請求項６に記載の捕集管において、
前記吸着材は、金属粉を互いに結合させることにより形成される捕集管。
【請求項１０】
請求項６に記載の捕集管において、
前記ガラス管は、石英ガラスにより構成される捕集管。
【請求項１１】
製造プロセスが行われる雰囲気を構成し、かつ有機成分を含む分析対象ガスを、捕集管に流す工程と、
前記捕集管内に捕集された前記有機成分の分析を行う工程と、
前記有機成分を分析した結果に基づいて前記製造プロセスの実施条件を補正する工程と、
を備え、
前記捕集管は、
両端に開口を有するガラス管と、
前記ガラス管内に充填された多孔質金属材からなり、かつ前記ガラス管と接触する部分のうち少なくとも一部が前記ガラス管に溶着されてなる吸着材と、
を含む半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記ガラス管の少なくとも一端側の前記開口には、前記吸着材と異なる材料からなる留め具が設けられておらず、
前記分析対象ガスを流す前記工程において、前記分析対象ガスは、前記一端側の開口から他端側の前記開口に向けて流れる半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記分析対象ガスを流す前記工程は、前記捕集管を冷却しながら行われる半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、捕集管および半導体装置の製造方法に関し、例えば雰囲気ガス中に含まれる有機成分を捕集する捕集管および半導体装置の製造方法に適用可能な技術である。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造方法においては、製造プロセス中に発生するガス成分や、製造プロセス環境の雰囲気ガス成分、または製造装置周辺の雰囲気ガス成分を分析することが求められる場合がある。このようなガス成分を捕集する方法として、たとえば特許文献１〜３に記載のものが挙げられる。
【０００３】
特許文献１には、クロム、シリカまたはモリブデンにより表面が覆われた粒子を捕集剤としてガラス管または金属管に充填した吸着管が開示されている。特許文献２には、１００μｍ〜４０ｍｍの範囲の大きさと、０．０２〜５ｍ２／ｇの範囲の比表面積を有し、シリコンを主成分とした粒子を含む捕集剤が開示されている。特許文献３は、吸着材として分析対象の有機化合物が付着する付着対象物を粉砕したものを用いるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１２７４７６号公報
【特許文献２】特開２００２−２８６６００号公報
【特許文献３】特開２００３−３１５２２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
分析対象となるガス中に含まれる有機成分を捕集するため、たとえば有機成分を吸着する吸着材がガラス管の内部に充填されてなる捕集管が用いられる。捕集管内の吸着材に吸着した有機成分は、たとえば捕集管を加熱することにより吸着材から脱着され、または捕集管内に溶媒を通して吸着材から溶媒中に抽出した後、種々の分析計により分析される。
【０００６】
捕集管を構成するガラス管の両端には、吸着材を保持するための留め具が設けられることがある。しかしながら、この留め具によって、吸着材による捕集の対象である有機成分以外の成分が吸着されてしまうおそれがあった。これにより、対象となる有機成分を分析する成分分析における信頼性の低下を招いていた。
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施の形態によれば、ガラス管内に充填された多孔質金属材からなる吸着材は、吸着材をガラス管に溶着させることにより、またはガラス管の内壁面に凹部または凸部を設けることにより、ガラス管内に固定される。
【発明の効果】
【０００８】
前記一実施の形態によれば、半導体装置の製造における製造安定性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る捕集管の形成方法を示す斜視図である。
【図２】図１に示す捕集管を用いた捕集方法を示す模式図である。
【図３】第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示すフロー図である。
【図４】図１に示す捕集管を用いた製造プロセスの補正方法を示す模式図である。
【図５】第２の実施形態に係る捕集方法を示す斜視図である。
【図６】第３の実施形態に係る捕集管を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る捕集管ＣＰ１の形成方法を示す斜視図である。
本実施形態に係る捕集管ＣＰ１は、分析対象ガス中に含まれる成分を捕集するための捕集管である。本実施形態では、捕集管ＣＰ１は、特に分析対象ガス中に含まれる有機成分を捕集するために用いられる。
捕集管ＣＰ１は、ガラス管ＧＰ１と、吸着材ＡＤ１と、を備えている。ガラス管ＧＰ１は、両端に開口を有している。たとえばガラス管ＧＰ１のうち一端側には開口ＯＰ１が、当該一端とは反対の他端側には開口ＯＰ２が設けられる。吸着材ＡＤ１は、ガラス管ＧＰ１内に充填された多孔質金属材からなる。また、吸着材ＡＤ１は、ガラス管ＧＰ１と接触する部分のうち少なくとも一部がガラス管ＧＰ１に溶着されている。
【００１２】
本実施形態によれば、ガラス管ＧＰ１内に充填された多孔質金属材からなる吸着材ＡＤ１は、吸着材ＡＤ１をガラス管ＧＰ１に溶着させることにより、ガラス管ＧＰ１内に固定される。このため、吸着材ＡＤ１の両端に留め具を設けずとも、吸着材ＡＤ１をガラス管ＧＰ１内に固定することができる。
これにより、吸着材ＡＤ１による捕集の対象である有機成分以外の成分が留め具により吸着されてしまうことを抑制することができる。このため、有機成分の成分分析における信頼性を向上させることができる。したがって、半導体装置の製造における製造安定性を向上させることが可能となる。
【００１３】
以下、本実施形態に係る捕集管ＣＰ１の構成、捕集方法、プロセス評価方法、および半導体装置の製造方法につき、それぞれ詳細に説明する。
【００１４】
まず、本実施形態に係る捕集管ＣＰ１の構成について説明する。
捕集管ＣＰ１は、ガラス管ＧＰ１を備えている。ガラス管ＧＰ１は、たとえば一端側に開口ＯＰ１を、当該一端とは反対の他端側に開口ＯＰ２を有する。開口ＯＰ１は、たとえば開口ＯＰ２よりも面積が広い。なお、開口ＯＰ１と開口ＯＰ２は、互いに面積が等しくてもよい。
ガラス管ＧＰ１は、たとえば石英ガラスにより構成される。この場合、高いＳｉＯ２純度を有するガラス管ＧＰ１を実現できる。これにより、ガラス管ＧＰ１内に含まれる不純物によって分析対象となる有機成分以外の成分が吸着されてしまうことを、抑制することができる。また、ガラス管ＧＰ１における耐熱性や熱膨張係数を良好なものとすることができる。したがって、有機成分の成分分析における信頼性を向上させることができる。
【００１５】
捕集管ＣＰ１は、吸着材ＡＤ１を備えている。吸着材ＡＤ１は、ガラス管ＧＰ１内に充填された多孔質金属材からなる。これにより、吸着材ＡＤ１の表面積を大きくすることができる。したがって、有機成分の捕集が容易となる。
また、吸着材ＡＤ１は、ガラス管ＧＰ１と接触する部分のうち少なくとも一部がガラス管ＧＰ１に溶着されてなる。これにより、吸着材ＡＤ１はガラス管ＧＰ１へ固定されることとなる。したがって、吸着材ＡＤ１の両端に留め具を設けずとも、吸着材ＡＤ１をガラス管ＧＰ１内に固定することができる。本実施形態において、吸着材ＡＤ１は、ガラス管ＧＰ１と接触する部分全体においてガラス管ＧＰ１に溶着されていることが好ましい。
【００１６】
吸着材ＡＤ１は、たとえば金属粉ＭＰ１を互いに結合させることにより形成される。すなわち、金属粉ＭＰ１を互いに結合させることにより、吸着材ＡＤ１を構成する多孔質金属材が得られる。この場合、多孔質金属材は、金属粉ＭＰ１同士の隙間により構成される複数の孔を有することとなる。したがって、吸着材ＡＤ１の表面積を十分に大きくすることができる。本実施形態においては、金属粉ＭＰ１は、たとえば粒子としての形状を保ったまま互いに結合される。
【００１７】
金属粉ＭＰ１は、たとえば加熱により互いに結合される。本実施形態においては、たとえば常温から金属粉ＭＰ１を構成する金属材料の融点付近まで金属粉ＭＰ１を加熱することにより、金属粉ＭＰ１を互いに結合させる。このとき、金属粉ＭＰ１の加熱は、たとえばヘリウムによる加圧雰囲気下にて行われる。
本実施形態においては、たとえば金属粉ＭＰ１表面が部分的に融解するように加熱を行う。この場合、各金属粉ＭＰ１は、融解したそれぞれの一部を介して互いに結合することとなる。このため、金属粉ＭＰ１間に残存した隙間が、多孔質金属材の複数の孔を構成することとなる。
なお、金属粉ＭＰ１の加熱は、金属粉ＭＰ１の表面が全て融解するように行われてもよい。この場合においても、金属粉ＭＰ１間に隙間が残存するよう、金属粉ＭＰ１を互いに結合させることとなる。
【００１８】
本実施形態において、多孔質金属材は、ガス膨張法により金属粉ＭＰ１を互いに結合して固化することにより形成されてもよい。ガス膨張法においては、金属粉ＭＰ１と不活性ガスを容器に封入した後、加圧焼結および熱間押出等を行うことにより金属粉ＭＰ１が固化される。
また、金属粉ＭＰ１は、プリカーサ法や燃焼合成法等を用いて互いに結合されてもよい。プリカーサ法では、金属粉ＭＰ１と発泡助剤粉末からなる成形物を加熱して発泡させることにより、多孔質金属材が形成される。また、燃焼合成法では、金属粉ＭＰ１を構成する原料粉末を加熱して発生する発熱反応を、金属粉ＭＰ１内において連鎖的に進行させることにより、多孔質金属材が形成される。
なお、金属粉ＭＰ１を互いに結合させる方法は、上記したものに限定されない。金属粉ＭＰ１は、加圧のみにより互いに結合されて多孔質金属材を構成してもよい。
【００１９】
吸着材ＡＤ１を構成する多孔質金属材が金属粉ＭＰ１を互いに結合させて形成されていることは、たとえば次のような観点から解析することができる。
本実施形態においては、金属粉ＭＰ１を互いに結合させることにより多孔質金属材を形成する。このため、たとえば多孔質金属材の各部分においてそれぞれ異なる結晶方位を有することとなる。これは、各々独立した結晶方位を有する金属粉ＭＰ１を結合させて多孔質金属材を形成しているためである。
また、金属粉ＭＰ１を構成する金属材料内に不純物が存在する場合、たとえば金属粉ＭＰ１毎に不純物濃度がばらつく。このような場合において金属粉ＭＰ１を互いに結合させて多孔質金属材を形成すると、多孔質金属材中における不純物の濃度は、各金属粉ＭＰ１における不純物濃度のばらつきに起因して不均一となる。
【００２０】
吸着材ＡＤ１は、たとえばアルミニウム、銅、金、銀、ニッケル、錫、鉛、もしくはインジウム、またはこれらのいずれか２種以上からなる合金により構成される。これにより、半導体装置を構成する金属部材に付着する成分の捕集に特に適した捕集管を実現できる。
本実施形態においては、たとえばアルミニウム、銅、金、銀、ニッケル、錫、鉛、もしくはインジウム、またはこれらのいずれか２種以上からなる合金により構成される金属粉ＭＰ１を互いに結合させることにより、吸着材ＡＤ１が形成されることとなる。
【００２１】
本実施形態に係る捕集管ＣＰ１は、たとえば半導体装置を構成する金属部材に付着した有機成分により製造プロセスに不具合が生じた場合において、不具合の原因となる有機成分を捕集するために用いられる。この場合、有機成分が付着した金属部材を構成する金属材料により吸着材ＡＤ１を構成することが好ましい。これにより、不具合の原因となる有機成分を効率的に捕集することが可能となる。
【００２２】
ガラス管ＧＰ１の少なくとも一端側の開口ＯＰ１には、吸着材ＡＤ１と異なる材料からなる留め具が設けられていない。これにより、吸着材ＡＤ１による捕集の対象である有機成分以外の成分が留め具により吸着されてしまうことを抑制することができる。
本実施形態においては、一端側の開口ＯＰ１および他端側の開口ＯＰ２のいずれにも、吸着材ＡＤ１と異なる材料からなる留め具が設けられていない。これにより、吸着材ＡＤ１による捕集の対象である有機成分以外の成分が留め具により吸着されてしまうことがなくなる。このため、有機成分の成分分析における信頼性をより向上させることができる。
【００２３】
また、本実施形態においては、ガラス管ＧＰ１の他端側の開口ＯＰ２にガラスフィルタまたはガラスウールＧＦ１が設けられている。開口ＯＰ２に設けられたガラスフィルタまたはガラスウールＧＦ１は、捕集管ＣＰ１を形成する工程において、金属粉ＭＰ１をガラス管ＧＰ１内へ保持する機能を有する。
なお、開口ＯＰ２において、ガラスフィルタまたはガラスウールＧＦ１が設けられていなくてもよい。これにより、吸着材ＡＤ１による捕集の対象である有機成分以外の成分がガラスフィルタまたはガラスウールＧＦ１により吸着されてしまうことがなくなる。このため、有機成分の成分分析における信頼性をより向上させることができる。このような構成は、たとえば金属粉ＭＰ１を固化して多孔質金属材を形成した後、開口ＯＰ２側に設けられているガラスフィルタまたはガラスウールＧＦ１を除去することにより実現できる。
【００２４】
開口ＯＰ２にガラスフィルタまたはガラスウールＧＦ１が設けられる場合、ガラスフィルタまたはガラスウールＧＦ１は、石英ガラスからなる石英フィルタまたは石英ウールにより構成されることが好ましい。この場合、高いＳｉＯ２純度を有するガラスフィルタまたはガラスウールＧＦ１を実現できる。これにより、ガラスフィルタまたはガラスウールＧＦ１内に含まれる不純物によって分析対象となる有機成分以外の成分が吸着されてしまうことを、抑制することができる。したがって、有機成分の成分分析における信頼性を向上させることができる。
ガラスフィルタまたはガラスウールＧＦ１は、たとえば開口ＯＰ２を覆うように設けられる。
【００２５】
本実施形態に係る捕集管ＣＰ１は、たとえば次のように形成される。
まず、図１（ａ）に示すように、一端側に開口ＯＰ１を、他端側に開口ＯＰ２を、それぞれ有するガラス管ＧＰ１を準備する。ガラス管ＧＰ１は、たとえば他端側において一端側よりも開口面積が狭くなるように形成される。
次いで、ガラス管ＧＰ１の他端側の開口ＯＰ２に、ガラスフィルタまたはガラスウールＧＦ１を形成する。ガラスフィルタまたはガラスウールＧＦ１は、開口ＯＰ２を覆うようにガラス管ＧＰ１内部に設けられる。
【００２６】
次に、図１（ｂ）に示すように、ガラス管ＧＰ１内に金属粉ＭＰ１を充填する。金属粉ＭＰ１は、ガラス管ＧＰ１の開口ＯＰ２に設けられたガラスフィルタまたはガラスウールＧＦ１によってガラス管ＧＰ１内に保持される。このとき、ガラス管ＧＰ１の一端側の開口ＯＰ１および他端側の開口ＯＰ２には、留め具が設けられない。
金属粉ＭＰ１は、たとえば金属材料を１０μｍ程度に粉砕することにより得られる。これにより、得られる金属粉ＭＰ１の表面積を大きくすることができる。この場合、得られる金属粉ＭＰ１が酸化されないよう、金属材料は窒素条件下または不活性雰囲気下において粉砕される。
【００２７】
次に、図１（ｃ）に示すように、金属粉ＭＰ１を充填したガラス管ＧＰ１をヘリウムにより加圧する。これにより、ガラス管ＧＰ１内の金属粉ＭＰ１が凝集する。
ヘリウムによる加圧は、たとえば圧力０．５ＭＰａ、流量２０ｍｌ／ｍｉｎ以上２００ｍｌ／ｍｉｎ以下の条件下において行われる。
【００２８】
次に、図１（ｄ）に示すように、金属粉ＭＰ１を加熱する。これにより、金属粉ＭＰ１が互いに結合し、多孔質金属材が形成される。したがって、多孔質金属材からなる吸着材ＡＤ１が、ガラス管ＧＰ１内に設けられることとなる。
本実施形態においては、たとえば金属粉ＭＰ１表面が部分的に融解するように加熱を行う。この場合、各金属粉ＭＰ１は、融解したそれぞれの一部を介して互いに結合されることとなる。このとき、金属粉ＭＰ１間に残存した隙間が、多孔質金属材の複数の孔を構成することとなる。なお、金属粉ＭＰ１の加熱は、金属粉ＭＰ１の表面が全て融解するように行われてもよい。この場合においても、金属粉ＭＰ１間に隙間が残存するよう、金属粉ＭＰ１を互いに結合させることとなる。
【００２９】
また、加熱により表面の少なくとも一部が溶融した金属粉ＭＰ１は、ガラス管ＧＰ１の側面に溶着することとなる。すなわち、金属粉ＭＰ１を互いに結合させて形成される多孔質金属材により構成される吸着材ＡＤ１は、ガラス管ＧＰ１の側面に溶着することとなる。
これにより、吸着材ＡＤ１は、ガラス管ＧＰ１内に固定される。
【００３０】
金属粉ＭＰ１の加熱は、たとえば常温から、金属粉ＭＰ１を構成する金属材料の融点付近まで昇温するよう行われる。金属粉ＭＰ１がアルミニウム粉である場合には、たとえば常温から６６０℃付近まで昇温するよう加熱が行われる。また、金属粉ＭＰ１の加熱は、たとえばヘリウムを流しながら行われる。ヘリウムは、たとえば流量２０ｍｌ／ｍｉｎ以上２００ｍｌ／ｍｉｎ以下の条件下にて、ガラス管ＧＰ１内に流される。
なお、本実施形態においては、たとえば上述したガス膨張法、プリカーサ法または燃焼合成法等を用いて金属粉ＭＰ１を固化することにより多孔質金属材を形成してもよい。
【００３１】
また、多孔質金属材を形成した後、たとえば開口ＯＰ２に設けられたガラスフィルタまたはガラスウールＧＦ１を除去してもよい。この場合においても、多孔質金属材からなる吸着材ＡＤ１は、ガラス管ＧＰ１に溶着しているため、ガラス管ＧＰ１内に固定されることとなる。
本実施形態においては、このようにして捕集管ＣＰ１が形成される。
【００３２】
次に、本実施形態に係る捕集管ＣＰ１を用いた捕集方法を説明する。
図２は、図１に示す捕集管ＣＰ１を用いた捕集方法を示す模式図である。捕集管ＣＰ１を用いた捕集方法においては、分析対象ガスＡＧ１中に含まれる成分が捕集される。本実施形態においては、特に分析対象ガスＡＧ１中に含まれる有機成分が、この捕集方法によって捕集される。
【００３３】
本実施形態に係る捕集方法は、捕集管ＣＰ１に、有機成分を含む分析対象ガスＡＧ１を流す工程を備える。これにより、分析対象ガスＡＧ１中に含まれる有機成分が、捕集管ＣＰ１により捕集されることとなる。
本実施形態に係る捕集方法においては、捕集管ＣＰ１により有機成分が捕集される。すなわち、吸着材ＡＤ１による捕集の対象である有機成分以外の成分が留め具により吸着されてしまうことを抑制することができる。したがって、捕集管ＣＰ１による有機成分の捕集に際し、捕集対象となる有機成分以外の成分が捕集されてしまうことを抑制できる。
【００３４】
捕集管ＣＰ１に分析対象ガスＡＧ１を流す工程において、分析対象ガスＡＧ１は、たとえばガラス管ＧＰ１のうち一端側の開口ＯＰ１から他端側の開口ＯＰ２に向けて流れる。本実施形態においては、少なくとも一端側の開口ＯＰ１に留め具が設けられていない。このため、分析対象ガスＡＧ１中に含まれる成分が吸着材ＡＤ１以外へ吸着することを抑制することが可能となる。
【００３５】
本実施形態においては、たとえば捕集管ＣＰ１のうち開口ＯＰ１が、分析対象ガスＡＧ１雰囲気を有する処理室ＲＭ１に接続される。一方で、捕集管ＣＰ１のうち開口ＯＰ２は、エアサンプラーＡＳ１に接続される。この場合、処理室ＲＭ１内の分析対象ガスＡＧ１が、捕集管ＣＰ１を通過してエアサンプラーＡＳ１へ流れることとなる。
処理室ＲＭ１は、種々の半導体製造プロセスが行われる空間を指す。この製造プロセスとは、たとえばウェハのダイシング工程、半導体チップのマウント工程、ワイヤボンディング工程または洗浄工程である。また、処理室ＲＭ１とは、ウェハ、半導体チップまたは製造された半導体装置等を保管する保管箱内の空間であってもよい。また、処理室ＲＭ１とは、クリーンルーム環境全体であってもよい。
また、本実施形態において、捕集管ＣＰ１の開口ＯＰ１は、ワイヤボンディング工程等の製造プロセスを行う処理装置、または処理が施されるデバイスの周辺環境に対し接続されてもよい。この周辺環境は、たとえば他の環境と連続している。この場合、この周辺環境内に含まれる分析対象ガスＡＧ１が、捕集管ＣＰ１を通過して開口ＯＰ２に接続したエアサンプラーＡＳ１へ流れることとなる。
【００３６】
次に、本実施形態に係る捕集管ＣＰ１を用いたプロセス評価方法を説明する。
本実施形態に係るプロセス評価方法においては、捕集管ＣＰ１により捕集された成分に対し、定性・定量分析を行う。本実施形態においては、特に分析対象ガスＡＧ１中に含まれる有機成分に対し定性・定量分析が行われ、製造プロセスが評価される。
【００３７】
本実施形態に係るプロセス評価方法は、捕集管ＣＰ１に、有機成分を含む分析対象ガスＡＧ１を流す工程と、捕集管ＣＰ１内に捕集された有機成分の分析を行う工程と、を備える。分析対象ガスＡＧ１中に含まれる有機成分の分析を行うことにより、分析対象ガスＡＧ１雰囲気にて行われる製造プロセスが評価される。
本実施形態に係るプロセス評価方法においては、捕集管ＣＰ１により有機成分が捕集される。すなわち、吸着材ＡＤ１による捕集の対象である有機成分以外の成分が留め具により吸着されてしまうことを抑制することができる。したがって、捕集管ＣＰ１による有機成分の捕集に際し、捕集対象となる有機成分以外の成分が捕集されてしまうことを抑制できる。このため、製造プロセスの評価における信頼性を向上させることができる。
【００３８】
捕集管ＣＰ１に分析対象ガスＡＧ１を流す工程は、上述した本実施形態に係る捕集管ＣＰ１を用いた捕集方法と同様に行うことができる。このため、分析対象ガスＡＧ１は、たとえばガラス管ＧＰ１のうち一端側の開口ＯＰ１から他端側の開口ＯＰ２に向けて流れる。
【００３９】
捕集管ＣＰ１内に捕集された有機成分の分析を行う工程は、たとえばガスクロマトグラフィまたはイオンクロマトグラフィにより行われる。ガスクロマトグラフィにより分析が行われる場合、たとえば捕集管ＣＰ１を加熱して有機成分を脱着させる。また、イオンクロマトグラフィにより分析が行われる場合、たとえば捕集管ＣＰ１内に溶媒を通して有機成分を溶媒中に抽出する。
本実施形態によれば、捕集管ＣＰ１の少なくとも一端側において留め具が設けられないため、分析対象となる有機成分以外の成分が捕集管ＣＰ１により捕集されてしまうことを抑制できる。このため、分析時に、分析対象となる有機成分以外の成分が脱着または抽出されることを抑制することが可能となる。
【００４０】
捕集管ＣＰ１により捕集された有機成分を分析する工程は、ガスクロマトグラフィを用いた場合、たとえば次のように行われる。
まず、加熱炉内に捕集管ＣＰ１を配置する。次いで、捕集管ＣＰ１内にパージガスを流しながら捕集管ＣＰ１を加熱する。パージガスとしては、たとえばヘリウムガスが用いられる。また、加熱炉内は、たとえば２５０℃まで昇温加熱される。次いで、パージガスとともに捕集管ＣＰ１内から加熱脱着した有機成分を、ガスクロマトグラフ質量分析計（ＧＣ／ＭＳ）により定性・定量分析する。
【００４１】
次に、本実施形態に係る捕集管ＣＰ１を用いた半導体装置の製造方法を説明する。
本実施形態に係る半導体装置の製造方法においては、捕集管ＣＰ１により捕集された成分に対する分析結果に基づいて、製造プロセスの実施条件が補正される。本実施形態においては、特に分析対象ガスＡＧ１中に含まれる有機成分に対する分析結果に基づいて、製造プロセスの実施条件が補正される。
【００４２】
本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、次のように行われる。まず、製造プロセスが行われる雰囲気を構成し、かつ有機成分を含む分析対象ガスＡＧ１を、捕集管ＣＰ１に流す。次いで、捕集管ＣＰ１内に捕集された有機成分の分析を行う。次いで、有機成分を分析した結果に基づいて製造プロセスの実施条件を補正する。
本実施形態に係る半導体装置の製造方法においては、捕集管ＣＰ１により有機成分が捕集される。すなわち、吸着材ＡＤ１による捕集の対象である有機成分以外の成分が留め具により吸着されてしまうことを抑制することができる。このため、捕集管ＣＰ１による有機成分の捕集に際し、捕集対象となる有機成分以外の成分が捕集されてしまうことを抑制できる。これにより、信頼性の高い製造プロセスの評価に基づくフィードバック補正により、製造プロセスの最適化を行うことができる。したがって、半導体装置の製造における製造安定性を向上させることが可能となる。
以下、本実施形態に係る半導体装置の製造方法につき詳細に説明する。
【００４３】
まず、捕集管ＣＰ１に分析対象ガスＡＧ１を流す工程を行う。捕集管ＣＰ１に分析対象ガスＡＧ１を流す工程は、上述した本実施形態に係る捕集管ＣＰ１を用いた捕集方法と同様に行うことができる。このため、分析対象ガスＡＧ１は、たとえばガラス管ＧＰ１のうち一端側の開口ＯＰ１から他端側の開口ＯＰ２に向けて流れる。
【００４４】
本実施形態においては、半導体製造プロセスが行われる雰囲気を構成する分析対象ガスＡＧ１を、捕集管ＣＰ１へ流す。
半導体装置の製造工程においては、たとえば有機成分の付着により不具合が生じる場合がある。製造工程中に生じるこのような不具合としては、たとえばワイヤボンディング工程におけるボンディング不良が挙げられる。本実施形態によれば、このような場合において、不具合の原因となる有機成分が発生したと推測される製造プロセスが行われる雰囲気を構成する分析対象ガスＡＧ１に含まれる有機成分を、捕集管ＣＰ１により捕集する。そして、この有機成分を分析することにより不具合の発生源を特定する。このため、この特定された発生源に基づいて、製造プロセスを改善することができる。したがって、半導体装置の製造における製造安定性を向上させることが可能となる。
半導体装置を構成する金属部材に付着した有機成分により不具合が生じる場合には、この金属部材を構成する金属材料により吸着材ＡＤ１を構成することができる。これにより、不具合の原因となる有機成分を効率的に捕集することが可能となる。
【００４５】
本実施形態においては、半導体製造プロセスとして、たとえばウェハのダイシング工程、半導体チップのマウント工程、ワイヤボンディング工程、洗浄工程または保管工程が挙げられる。また、分析対象ガスＡＧ１は、これらの各製造プロセスがそれぞれ行われる環境に含まれる雰囲気ガスである。保管工程であれば、たとえば保管箱内に含まれる雰囲気ガスが分析対象ガスＡＧ１となる。また、ダイシング工程、マウント工程、ワイヤボンディング工程または洗浄工程であれば、たとえば各プロセスがそれぞれ行われる処理室またはクリーンルーム内に含まれる雰囲気ガスや、各プロセスを行う処理装置または処理が施されるデバイスの周辺環境に含まれる雰囲気ガスが、分析対象ガスＡＧ１となる。
【００４６】
ウェハのダイシング工程においては、ウェハが各半導体チップに個片化される。このダイシング工程が行われる雰囲気中には、たとえばウェハ表面を保護する保護シートをウェハへ貼り付けるためのシート粘着材から生じるガスが含まれる。保護シートとしては、たとえばＵＶシートが挙げられる。シート粘着材から生じるガスには、たとえば有機ガス、無機ガス、シロキサンまたはフタル酸エステルが含まれる。
半導体チップのマウント工程においては、半導体チップがインタポーザ等の回路基板へ搭載される。このマウント工程が行われる雰囲気中には、マウント材料から発生するシロキサン等を含むガスが含まれる。マウント材料としては、たとえば半導体チップを封止する封止樹脂、または半導体チップをダイパッドへ固定するペーストが挙げられる。
【００４７】
ワイヤボンディング工程においては、半導体チップが、インタポーザ等の回路基板またはリードフレームへボンディングワイヤを介して接続される。このボンディング工程が行われる雰囲気中には、たとえば当該ボンディング工程において生じる熱によって封止樹脂やペーストから発生するガスが含まれる。封止樹脂やペーストから発生するガスには、たとえば硬化促進剤等の添加成分が含まれる。
洗浄工程が行われる雰囲気中には、洗浄液やリンス液等の成分を含むガスが含まれる。
なお、これらの各プロセスを含む半導体製造プロセスが行われるクリーンルームには、各プロセスにおいて発生するガスがそれぞれ含まれうることとなる。
【００４８】
保管工程においては、ウェハ、半導体チップまたは製造された半導体装置等が保管箱中に保管される。半導体装置は、たとえばドライパックに収納され、かつベークされている。ウェハは、たとえばウェハケースやフープ内に収納されている。この保管工程が行われる雰囲気中、すなわち保管箱内の雰囲気中には、たとえば他の製造プロセス中にウェハや半導体装置に付着したガスが含まれる。
【００４９】
次に、捕集管ＣＰ１内に捕集された有機成分の分析を行う。捕集管ＣＰ１内に捕集された有機成分の分析を行う工程は、上述した本実施形態に係るプロセス評価方法と同様に行うことができる。分析対象ガスＡＧ１中に含まれる有機成分に対しては、たとえばガスクロマトグラフィまたはイオンクロマトグラフィにより定性・定量分析が行われる。
本実施形態においては、たとえば不具合の原因となる有機成分が発生したと推測される製造プロセスが行われる雰囲気を構成する分析対象ガスＡＧ１に含まれる有機成分が、この工程により分析される。そして、有機成分に対して行った分析結果から不具合の発生源が特定される。
【００５０】
次に、有機成分を分析した結果に基づいて製造プロセスの実施条件を補正する。
この工程では、たとえば分析対象ガスＡＧ１に含まれる有機成分を分析した結果に基づいて、不具合の原因となる有機成分が発生した製造プロセスの実施条件が補正される。これにより、半導体装置の製造における製造安定性を向上させることができる。
本実施形態においては、捕集管ＣＰ１内に捕集された有機成分に対し行われる分析結果に基づいて、製造プロセスの実施条件が補正される。このため、実施条件が補正される製造プロセスとしては、たとえばウェハのダイシング工程、半導体チップのマウント工程、ワイヤボンディング工程、洗浄工程または保管工程が挙げられる。
【００５１】
図４は、図１に示す捕集管ＣＰ１を用いた製造プロセスの補正方法を示す模式図である。
本実施形態においては、たとえば有機成分を分析した結果に基づいて、各製造プロセスが行われるクリーンルームや保管箱等の処理室ＲＭ１内の雰囲気を改善することにより、製造プロセスの実施条件を補正することができる。
クリーンルーム等の処理室ＲＭ１内の雰囲気は、たとえば本実施形態に係る捕集管ＣＰ１を、処理室ＲＭ１に設けられたＨＥＰＡフィルタ（Ｈｉｇｈ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ａｉｒ  Ｆｉｌｔｅｒ）等のエアフィルタ内に設置することにより改善することができる。
【００５２】
また、本実施形態においては、たとえば有機成分を分析した結果に基づいて、不具合の原因となった有機成分を含む材料の使用を中止し代替材料を使用する。このようにして、製造プロセスの実施条件を補正することもできる。
ここでは、たとえばダイシング工程において用いられる保護シート、またはマウント工程において用いられるマウント材料、封止樹脂もしくはペースト等に用いられる材料を変更することができる。また、洗浄工程において用いられる洗浄液またはリンス液を構成する材料を変更することもできる。
【００５３】
また、本実施形態においては、たとえば有機成分を分析した結果に基づいて、不具合の原因となった有機成分を含むガスが発生しないよう、各製造プロセスの条件を変更する。このようにして、製造プロセスの実施条件を補正することもできる。ここでは、たとえばボンディング条件、ベーク条件または洗浄条件を変更することができる。
また、各製造プロセスにおける雰囲気を変更することにより、製造プロセスの実施条件を補正することもできる。たとえば大気雰囲気下、窒素雰囲気下等において実施されるよう、各製造プロセスにおける実施条件を変更してもよい。
また、本実施形態においては、たとえば有機成分を分析した結果に基づいて、不具合の原因となった有機成分がウェハや半導体装置へ付着しないよう、保管工程における保管条件を補正する。このようにして、製造プロセスの実施条件を補正することもできる。
【００５４】
図３は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法を示すフロー図である。
半導体装置の製造方法においては、ボンディングワイヤを接合するパッドやランドの表面に付着物が付着することにより、ボンディング不良が生じてしまう場合がある。このような場合において、製造プロセスの実施条件に対しフィードバック補正を行う方法を、図３を用いて詳細に説明する。
【００５５】
まず、パッドまたはランドの表面に付着した付着物が、有機成分または無機成分のいずれであるかを調査する（Ｓ０１）。ここで、パッドまたはランドの表面に付着した付着物が無機成分である場合、付着物に対し表面分析を行う（Ｓ１１）。この場合、表面分析の結果に基づいて、後述する製造プロセスの補正が行われる（Ｓ０６）。
一方で、パッドまたはランドの表面に付着した付着物が有機成分である場合、赤外分光法（ＦＴ−ＩＲ（Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ  Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ））、オージェ電子分光法（ＡＥＳ（Ａｕｇｅｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ））または飛行時間型二次イオン質量分析法（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ（Ｔｉｍｅ−ｏｆ−ｆｌｉｇｈｔ  Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｉｏｎ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ））等により有機成分の定性分析を行う（Ｓ０２）。これらの赤外分光法等により有機成分の分析が可能である場合（Ｓ０３／ＹＥＳ）、分析の結果に基づいて、後述する製造プロセスの補正が行われる（Ｓ０６）。
【００５６】
赤外分光法等により有機成分の分析ができない場合（Ｓ０３／ＮＯ）、本実施形態に係る捕集管ＣＰ１に分析対象ガスＡＧ１を流す（Ｓ０４）。この分析対象ガスＡＧ１は、不具合の原因となる有機成分が発生したと推測される製造プロセスが行われる雰囲気を構成する雰囲気ガスが選択される。たとえば複数の製造プロセスにおいて不具合の原因となる有機成分が発生したと推測される場合には、各プロセスが行われる雰囲気ガスを、それぞれ別個に捕集管ＣＰ１により捕集することとなる。
次に、捕集管ＣＰ１に捕集した有機成分を分析する（Ｓ０５）。これにより、不具合の原因となる有機成分の発生源を特定する。ここでは、たとえばいずれの製造プロセスにおいて、いずれの材料から不具合の原因となる有機成分が生じたか等が特定される。
そして、特定された不具合の原因に基づいて、製造プロセスの実施条件をフィードバック補正する（Ｓ０６）。これにより、半導体装置の製造プロセスが改善される。
その後、改善した製造プロセスを用いて、半導体装置が製造される。
【００５７】
次に、本実施形態の効果を説明する。
本実施形態によれば、ガラス管ＧＰ１内に充填された多孔質金属材からなる吸着材ＡＤ１は、吸着材ＡＤ１をガラス管ＧＰ１に溶着させることにより、ガラス管ＧＰ１内に固定される。このため、吸着材ＡＤ１の両端に留め具を設けずとも、吸着材ＡＤ１をガラス管ＧＰ１内に固定することができる。
これにより、吸着材ＡＤ１による捕集の対象である有機成分以外の成分が留め具により吸着されてしまうことを抑制することができる。このため、有機成分の成分分析における信頼性を向上させることができる。したがって、半導体装置の製造における製造安定性を向上させることが可能となる。
【００５８】
（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態に係る捕集方法を示す斜視図である。
本実施形態に係る捕集管ＣＰ１は、第１の実施形態と同様の構成を有する。また、本実施形態においては、分析対象ガスＡＧ１中に含まれる成分を捕集する際に、捕集管ＣＰ１を冷却しながら分析対象ガスＡＧ１を流す。この点を除いて、本実施形態に係る捕集方法、プロセス評価方法、および半導体装置の製造方法は、第１の実施形態と同様である。
【００５９】
本実施形態においては、捕集方法、プロセス評価方法および半導体装置の製造方法のそれぞれにおいて、分析対象ガスＡＧ１を捕集管ＣＰ１に流す工程は、捕集管ＣＰ１を冷却しながら行われる。
これにより、温度の高い雰囲気ガスを分析対象ガスＡＧ１とした場合においても、分析対象ガスＡＧ１中における有機成分の捕集効率が低下してしまうことを抑制できる。したがって、有機成分の成分分析における信頼性を向上させることができる。
【００６０】
図５（ａ）および図５（ｂ）は、それぞれ捕集管ＣＰ１を冷却する方法の例を示す。
図５（ａ）に示す例においては、捕集管ＣＰ１の周囲に設けられた冷却管ＣＬ１に乾燥空気、窒素ガス、または液体窒素等を流すことにより、ガラス管ＧＰ１の表面が冷却される。これにより、ガラス管ＧＰ１内に充填された吸着材ＡＤ１についても冷却されることとなる。
また、図５（ｂ）に示す例においては、中心部に捕集管ＣＰ１を収容する孔が設けられた柱状の容器ＣＶ１を用いて、捕集管ＣＰ１が冷却される。孔に収容された捕集管ＣＰ１は、容器ＣＶ１内を満たす冷却溶媒により冷却される。冷却溶媒は、たとえば容器ＣＶ１に接続された冷却溶媒循環装置ＣＤ１により循環される。
【００６１】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６２】
（第３の実施形態）
図６は、第３の実施形態に係る捕集管ＣＰ２を示す断面図である。
本実施形態における捕集管ＣＰ２は、内壁面に凹部ＣＮ１または凸部ＣＮ２が設けられたガラス管ＧＰ１を備えている点を除いて、第１の実施形態に係る捕集管ＣＰ１と同様の構成を有する。
また、本実施形態に係る捕集方法、プロセス評価方法および半導体装置の製造方法は、第１の実施形態と同様である。
【００６３】
捕集管ＣＰ２は、両端が開口し、内壁面に凹部ＣＮ１または凸部ＣＮ２が設けられたガラス管ＧＰ１と、ガラス管ＧＰ１内に充填された多孔質金属材からなる吸着材ＡＤ１と、を備えている。ここで、ガラス管ＧＰ１の凸部ＣＮ２とは、図６（ａ）（ｃ）に示すように、ガラス管ＧＰ１の内壁面のうちガラス管ＧＰ１の内側へ突出した部分をさす。また、ガラス管ＧＰ１の凹部ＣＮ１とは、図６（ｂ）（ｄ）に示すように、ガラス管ＧＰ１の内壁面のうち窪んだ部分をさす。
ガラス管ＧＰ１の内壁面に凸部ＣＮ２が設けられる場合、ガラス管ＧＰ１内に設けられた吸着材ＡＤ１は、この凸部ＣＮ２に引っ掛かるためガラス管ＧＰ１内に固定されることとなる。また、ガラス管ＧＰ１の内壁面に凹部ＣＮ１が設けられる場合、吸着材ＡＤ１は、たとえばこの凹部ＣＮ１内にも充填される。この場合、吸着材ＡＤ１のうち凹部ＣＮ１内に充填された部分がガラス管ＧＰ１に引っ掛かるため、吸着材ＡＤ１はガラス管ＧＰ１内に固定されることとなる。
なお、ガラス管ＧＰ１の内壁面に設けられる凸部ＣＮ２および凹部ＣＮ１の形状は特に限定されない。また、ガラス管ＧＰ１の内壁面に設けられる凸部ＣＮ２および凹部ＣＮ１の数は、特に限定されない。
【００６４】
本実施形態において、ガラス管ＧＰ１内に充填された多孔質金属材からなる吸着材ＡＤ１は、ガラス管ＧＰ１の内壁面に設けられた凹部ＣＮ１または凸部ＣＮ２により、ガラス管ＧＰ１内に固定される。このため、吸着材ＡＤ１の両端に留め具を設けずとも、吸着材ＡＤ１をガラス管ＧＰ１内に固定することができる。
これにより、吸着材ＡＤ１による捕集の対象である有機成分以外の成分が留め具により吸着されてしまうことを抑制することができる。このため、有機成分の成分分析における信頼性を向上させることができる。したがって、半導体装置の製造における製造安定性を向上させることが可能となる。
【００６５】
なお、吸着材ＡＤ１は、たとえばガラス管ＧＰ１の表面に溶着されていなくてもよい。この場合においても、ガラス管ＧＰ１の内壁面に設けられた凸部ＣＮ２または凹部ＣＮ１によって、吸着材ＡＤ１をガラス管ＧＰ１内に固定することができる。
【００６６】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６７】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００６８】
その他、実施の形態に記載された内容の一部を以下に記載する。
（１）捕集方法は、捕集管に、有機成分を含む分析対象ガスを流す工程を備える。前記捕集管は、両端に開口を有するガラス管と、前記ガラス管内に充填された多孔質金属材からなり、かつ前記ガラス管と接触する部分のうち少なくとも一部が前記ガラス管に溶着されてなる吸着材と、を含む。
（２）（１）の捕集方法において、前記ガラス管の少なくとも一端側の前記開口には、前記吸着材と異なる材料からなる留め具が設けられていない。また、前記分析対象ガスを流す前記工程において、前記分析対象ガスは、前記一端側の開口から他端側の前記開口に向けて流れる。
（３）（１）の捕集方法において、前記分析対象ガスを流す前記工程は、前記捕集管を冷却しながら行われる。
（４）プロセス評価方法は、捕集管に、有機成分を含む分析対象ガスを流す工程と、前記捕集管内に捕集された前記有機成分の分析を行う工程と、を備える。前記捕集管は、両端に開口を有するガラス管と、前記ガラス管内に充填された多孔質金属材からなり、かつ前記ガラス管と接触する部分のうち少なくとも一部が前記ガラス管に溶着されてなる吸着材と、を含む。
（５）（４）のプロセス評価方法において、前記ガラス管の少なくとも一端側の前記開口には、前記吸着材と異なる材料からなる留め具が設けられていない。また、前記分析対象ガスを流す前記工程において、前記分析対象ガスは、前記一端側の開口から他端側の前記開口に向けて流れる。
（６）（４）のプロセス評価方法において、前記分析対象ガスを流す前記工程は、前記捕集管を冷却しながら行われる。
【符号の説明】
【００６９】
ＣＰ１、ＣＰ２  捕集管
ＧＰ１  ガラス管
ＡＤ１  吸着材
ＧＦ１  ガラスフィルタまたはガラスウール
ＭＰ１  金属粉
ＯＰ１、ＯＰ２  開口
ＲＭ１  処理室
ＡＧ１  分析対象ガス
ＡＳ１  エアサンプラー
ＣＮ１  凹部
ＣＮ２  凸部
ＣＬ１  冷却管
ＣＶ１  容器
ＣＤ１  冷却溶媒循環装置
【図１】
2014102212.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2014102212.tif 000007
【図６】
2014102212.tif 000008