(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光導入窓及び光導出窓を有し、測定対象物質を含んだサンプルガスを収容する高温加熱型のセルと、前記測定対象物質に照射されると減衰する測定光及び前記測定対象物質に照射されても実質的に減衰しないリファレンス光を、前記光導入窓を介してセル内に照射する光源と、前記光源自体若しくは光源側に設けられ、該光源が照射する各光をチョッピングして、前記光源からの各光を通過させる又は前記光源への電力供給をＯＮするＯＮ時と、前記光源からの各光を遮断する又は前記光源への電力供給をＯＦＦするＯＦＦ時とを繰り返すチョッピング部と、前記セルの反光源側に設けられた光検出器とを具備するガス分析装置のガス分析方法であり、
前記セル内を通って前記光導出窓から導出された測定光及びリファレンス光を分離する分離ステップと、
前記分離ステップで分離された測定光及びリファレンス光をそれぞれ受光する受光ステップと、
前記ＯＮ時の測定光の光強度と前記ＯＦＦ時の測定光の光強度との差分を算出して、前記受光ステップで受光した測定光における前記セルからの赤外光のうち前記光源から照射された光によるもの以外の赤外光をキャンセルする一方、前記ＯＮ時のリファレンス光の光強度と前記ＯＦＦ時のリファレンス光の光強度との差分を算出して、前記受光ステップで受光したリファレンス光における前記セルからの赤外光のうち前記光源から照射された光によるもの以外の赤外光をキャンセルするキャンセルステップとを具備することを特徴とするガス分析方法。
【請求項２】
光導入窓及び光導出窓を有し、測定対象物質を含んだサンプルガスを収容する高温加熱型のセルと、
前記測定対象物質に照射されると減衰する測定光及び前記測定対象物質に照射されても実質的に減衰しないリファレンス光を、前記光導入窓を介してセル内に照射する光源と、
前記光源自体若しくは光源側に設けられ、該光源が照射する各光をチョッピングして、前記光源からの各光を通過させる又は前記光源への電力供給をＯＮするＯＮ時と、前記光源からの各光を遮断する又は前記光源への電力供給をＯＦＦするＯＦＦ時とを繰り返すチョッピング部と、
前記セル内を通って前記光導出窓から導出された測定光及びリファレンス光を分離する分離手段と、
前記セルの反光源側に設けられ、前記分離手段で分離された測定光及びリファレンス光をそれぞれ受光する光検出器と、
前記ＯＮ時の測定光の光強度と前記ＯＦＦ時の測定光の光強度との差分を算出して、前記光検出器で受光した測定光における前記セルからの赤外光のうち前記光源から照射された光によるもの以外の赤外光をキャンセルする一方、前記ＯＮ時のリファレンス光の光強度と前記ＯＦＦ時のリファレンス光の光強度との差分を算出して、前記光検出器で受光したリファレンス光における前記セルからの赤外光のうち前記光源から照射された光によるもの以外の赤外光をキャンセルする情報処理装置とを具備して成ることを特徴とするガス分析装置。
【請求項３】
前記チョッピング部が、前記セルと前記光源との間に設けられ、各光の光路を断続的に遮断するものであることを特徴とする請求項２記載のガス分析装置。
【請求項４】
前記チョッピング部が、前記光源自体をチョッピング動作させるものであることを特徴とする請求項２記載のガス分析装置。
【請求項５】
前記セルを、１２０℃以上に加熱していることを特徴とする請求項２乃至４いずれか記載のガス分析装置。
【請求項６】
前記光源を収容保持する光源保持構造体を具備し、
前記光源保持構造体が、第１の断熱材を介して前記セルに取り付けられるものであり、前記第１の断熱材に設けた第１の貫通孔によって、前記光源保持構造体から光導入窓に至るまでの光路を形成していることを特徴とする請求項２乃至５いずれか記載のガス分析装置。
【請求項７】
前記光検出器を収容保持する光検出器保持構造体を具備し、
前記光検出器保持構造体が、第２の断熱材を介して前記セルに取り付けられるものであり、前記第２の断熱材に設けた第２の貫通孔によって、前記光導出窓から光検出器保持構造体に至るまでの光路を形成していることを特徴とする請求項２乃至６いずれか記載のガス分析装置。
【請求項８】
前記測定光及び／又はリファレンス光が、赤外光であることを特徴とする請求項２乃至７いずれか記載のガス分析装置。
【請求項９】
前記セルが、サンプルガスを連続的に導入出できるフロータイプのものであり、インラインでの測定が可能なものであることを特徴とする請求項２乃至８いずれか記載のガス分析装置。
【請求項１０】
請求項２乃至９いずれか記載のガス分析装置と、
成膜ガスの供給を受け半導体ウエハの成膜を行う成膜室と、
前記成膜室内に付着した生成物をドライクリーニングする際に発生する排ガスを、前記成膜室から排出するガス排出経路とを具備し、
前記ガス分析装置を、前記ガス排出経路上にインラインで設けていることを特徴とする半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同一光源から測定対象物質に当たると透過率が減衰する所定波長（例えば赤外領域）の測定光と、減衰のない別波長のリファレンス光とを、測定対象物質を含んだサンプルガスに照射し、前記リファレンス光との比較における測定光の減衰量からサンプルガス内の測定対象物質濃度を測定することができるように構成したガス分析装置およびこれを用いた半導体製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、サンプルガスに赤外光を照射し、サンプルガス内の測定対象物質濃度の測定を行えるようにした非分散型赤外線ガス分析装置が知られている。
【０００３】
具体的に、この種のガス分析装置は、同一光源から測定対象物質に当たると透過率が減衰する所定波長（例えば赤外領域）の測定光と、減衰のない別波長のリファレンス光とをセル内に導き、サンプルガスに照射した後、セル外へ導出する。そして導出した各光を、チョッパーモータ等により変調した後、バンドパスフィルターにて特定の波長のみを透過させて光検出器で検出し、リファレンス光との比較における測定光の減衰量からサンプルガス中に含まれる測定対象物質の濃度を算出するように構成してなる（特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−５７１７７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、波長が７μｍ以上の長波長の赤外線は、赤外光源のみならず、４０〜１５０℃程度の温度の物体からも多く出射されている。そのため、長波長に吸収帯を持つガス用の非分散赤外分析計にてセルを過熱するようにした場合、光源のみならず、セルからの赤外線も同様に変調してしまい、信号として検出してしまう。結果、ガス濃度に変化が無くても、セルの温度が変化しただけで信号強度が変化し、測定値がドリフトし不安定になるといった問題点を有している。
【０００５】
また、従来のチョッピングは、特許文献１の図１、図４にも示されるように、検出器側で行うに限らず光源側でも行われている。しかしながら、従来のチョッピングは、あくまでセルを高温加熱していないものが前提であり、上述した長波長にかかる誤測定の問題についてはなんら考慮されていない。すなわち、チョッピングの場所が、検出器側であるか光源側であるかは、他の要因で決定されているものである。
【０００６】
本発明は、高温加熱型のセルを用いた際の測定結果の誤差原因を、鋭意検討の結果明らかにして初めてなされたものであって、主たる目的は、高温加熱型のセルの温度が変化したりセル内のサンプルガスの温度が変化したりしても、安定した測定を行うことができるといった、優れたガス分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち本発明に係るガス分析装置は、光導入窓及び光導出窓を有し、測定対象物質を含んだサンプルガスを収容する高温加熱型のセルと、前記測定対象物質に照射されると減衰する測定光及び前記測定対象物質に照射されても実質的に減衰しないリファレンス光を、前記光導入窓を介してセル内に照射する光源と、前記光源を収容保持する光源保持構造体と、前記光源自体若しくは光源側に設けられ、該光源が照射する各光をチョッピングするチョッピング部と、前記セル内を通って前記光導出窓から導出された測定光及びリファレンス光を分離する分離手段と、前記セルの反光源側に設けられ、前記分離手段で分離された測定光及びリファレンス光をそれぞれ受光する光検出器と、前記光源保持構造体とはセルを挟んで別体で設けられ、前記光検出器を収容保持する光検出器保持構造体とを具備して成ることを特徴とする。
【０００８】
このようなものであれば、例えば、１２０℃程度の高温に加熱した高温加熱型のセルから長波長の赤外線が出射されても、この長波長の赤外線は光源側に設けたチョッピング部によって変調されることは無く、信号として処理されない。このように、セル自体の温度が変化したり、或いは、セル内のサンプルガスの温度が変化した場合でも、これらによって信号強度の変化は生じず、測定値がドリフトして不安定になるといった不具合が生じることが無い。
【０００９】
すなわち、高温加熱型のセルの温度が変化したりセル内のサンプルガスの温度が変化したりしても、安定した測定を行うことができるといった、優れたガス分析装置を提供することができる。
【００１０】
本発明のチョッピング部の望ましい態様としては、このチョッピング部が、前記セルと前記光源との間に設けられ、各光の光路を断続的に遮断するものが挙げられる。
【００１１】
また、本発明のチョッピング部の他の望ましい態様としては、チョッピング部が、前記光源自体をチョッピング動作させるものが挙げられる。
【００１２】
サンプルガスが、光導入窓及び光導出窓に付着することを効果的に抑止するには、前記セルを、１２０℃以上に加熱していることが望ましい。
【００１３】
セルや光路の温度変化の影響を抑制して高精度の測定を行えるようにするには、前記光源保持構造体が、第１の断熱材を介して前記セルに取り付けられるものであり、前記第１の断熱材に設けた第１の貫通孔によって、前記光源保持構造体から光導入窓に至るまでの光路を形成していたり、或いは、前記光検出器保持構造体が、第２の断熱材を介して前記セルに取り付けられるものであり、前記第２の断熱材に設けた第２の貫通孔によって、前記光導出窓から光検出器保持構造体に至るまでの光路を形成していることが好ましい。
【００１４】
前記測定光及び／又はリファレンス光が、長波長の赤外光であれば、本発明の効果が特に顕著となる。
【００１５】
コンパクトでなおかつインラインでのガス分析用途に適した構造を実現するには、前記セルが、サンプルガスを連続的に導入出できるフロータイプのものであり、インラインでの測定が可能なものであることが望ましい。
【００１６】
上述したガス分析装置と、成膜ガスの供給を受け半導体ウエハの成膜を行う成膜室と、前記成膜室内に付着した生成物をドライクリーニングする際に発生する排ガスを、前記成膜室から排出するガス排出経路とを具備し、前記ガス分析装置を、前記ガス排出経路上にインラインで設けて成る半導体製造装置であれば、成膜室内のクリーニング工程の終了時点管理を好適に行うことができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように本発明のガス分析装置によれば、例えば、１２０℃程度の高温に加熱した高温加熱型のセルから長波長の赤外線が出射されても、この長波長の赤外線は光源側に設けたチョッピング部によって変調されることは無く、信号として処理されない。このように、セル自体の温度が変化したり、或いは、セル内のサンプルガスの温度が変化した場合でも、これらによって信号強度の変化は生じず、測定値がドリフトして不安定になるといった不具合が生じることが無い。
【００１８】
すなわち、高温加熱型のセルの温度が変化したりセル内のサンプルガスの温度が変化したりしても、安定した測定を行うことができるといった、優れたガス分析装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２０】
本実施形態に係るガス分析装置１００は、所定波長の赤外線（測定光Ｌ１）をサンプルガスに照射し、その減衰率（透過率）からサンプルガス中に含まれる測定対象物質の濃度を算出する、いわゆる非分散型赤外線ガス分析装置と称されるものであり、例えば図示しない半導体製造装置の一部として、成膜室内のクリーニング工程の終了時点管理に用いている。
【００２１】
すなわち、前記クリーニング工程では、クリーニングガス（例えばＦ２やＣＦ４）を成膜室内に導入し、その内壁に残存するシリコン系物質と反応させてこれらを排気除去するが、クリーニングが完了するとその反応により生成される物質（例えばＳｉＦ４）の濃度がほぼ０になる。そこで、このガス分析装置１００を成膜室からのクリーニングガス排気経路上にインラインで設け、そのクリーニング排ガス中に含まれるＳｉＦ４の濃度をリアルタイムでモニタすることによって、その濃度が実質的に０になった時点を検出し、クリーニングガスの供給を停止してクリーニング工程を終了するようにしている。
【００２２】
かかるガス分析装置１００は、図１に詳細構成を、図２に基本機能構成を示すように、高温加熱型のセル１、光源２、光学フィルタ３、一対の光検出器４１、４２、情報処理機構５を備えているに加え、前記光源２を収容保持する光源保持構造体６と、その光源保持構造体６とはセル１を挟んで熱的にほぼ切り離されて別体で設けられ、前記光検出器４１、４２を収容保持する光検出器保持構造体７と、光源２の周囲温度調節を行うことが可能な光源側温度調節機構８と、光検出器４１、４２の周囲温度調節を行うことが可能な光検出器側温度調節機構９とをさらに備えている。以下、各部を具体的に説明する。
【００２３】
セル１は、両端を開口させた円筒状をなすフロータイプのものであり、測定対象物質であるＳｉＦ４を含んだサンプルガスＳＧ（クリーニング排ガス）を一端開口部から導入し、他端開口部から導出して、サンプルガスＳＧがこのセル１内を軸方向に流れていくように構成してある。このセル１は、非透明金属で形成してあり、側周面には図示しないヒータが取り付けられて一定の温度（約１５０℃）となるように調節されている高温加熱型のものである。また、壁体の対向する部位には、フッ化バリウムなどの赤外透過光学結晶などで封止した光導入窓１１及び光導出窓１２がそれぞれ設けてあり、これら窓１１、１２を介して軸方向（ガスの流れ方向）と直交する方向に、セル外部から光を透過させ得るように構成してある。
【００２４】
光源２は、例えばフィラメントを熱して発光させる白熱タイプのものである。光源２は単一であり、測定対象物質であるＳｉＦ４に照射されると減衰する測定光Ｌ１及び前記測定対象物質に照射されても実質的に減衰しないリファレンス光Ｌ２を含むブロードな帯域の光を照射する。なお、ここでの測定光Ｌ１は波長約１０μｍ、リファレンス光Ｌ２は、波長約４μｍの赤外線である。このように測定光とリファレンス光との波長域を、大きく異ならせているのは、前記クリーニング排ガス中に、測定対象物質であるＳｉＦ４の吸収波長域に近い吸収波長域を有したガスが存在し、このガスによるリファレンス光Ｌ２の吸収を防止するためである。
【００２５】
分離手段である光学フィルタ３は、薄板状をなすもので、その半分の領域を占め前記測定光Ｌ１のみを通過させる第１フィルタ３１（図２に示す）と、残りの領域を占め前記リファレンス光Ｌ２のみを透過させる第２フィルタ３２（図２に示す）とからなる。
【００２６】
一対の光検出器４１、４２には、熱型赤外線センサである焦電効果を利用したパイロセンサを用いている。一方の光検出器４１は前記第１フィルタ３１に、また他方の光検出器４２は前記第２フィルタ３２に臨んで設けられており、各フィルタ３１、３２を通過した測定光Ｌ１及びリファレンス光Ｌ２を、各光検出器４１、４２がそれぞれ受光して、その受光光量に応じた値の電気信号を出力する。
【００２７】
情報処理機構５は、光源２への供給電圧を周期的にＯＮ／ＯＦＦ制御する（すなわち、光源自体をチョッピング動作する本発明の「チョッピング部」としての機能を有する）に加え、前記光検出器４１、４２からの信号を受信してその出力値からＳｉＦ４の濃度を算出するものである。なお、本実施形態では、前記ＯＮ／ＯＦＦ制御の周期を約１Ｈｚに設定しているが、実施態様に応じて適宜変更可能である。また、光源２以外の電気制御可能な機器を制御することもできる。具体的にこの情報処理機構５は、コンピュータやアナログ−デジタル変換回路などの電気回路で構成されるもので、互いに通信接続した複数の機器からなる。図１ではその一部を示しており、他の部分は図示していない。なお、この情報処理機構５は、他のコンピュータと通信可能に接続することもできるし、物理的に一体に構成しても構わない。また、コンピュータを用いずにディスクリート回路で構成してもよい。
【００２８】
光源保持構造体６は、図１、図３に示すように、第１の断熱材Ｐ１を介してセル１の光導入窓１１側の側面に取り付けられており、光源２を収容する光源保持本体６１と、その付随部材、例えばこの光源保持本体６１を、第１の断熱材Ｐ１に取り付けるための取付板６２や光源保持本体６１をほぼ気密に覆うカバー体６３など、を備えてなる。
【００２９】
光源保持本体６１は、厚肉円筒形をなすブロック状のものであり、より具体的には、段付き円柱体の中心軸に沿って挿通孔６１ａを設けてなる形状をなす。光源２は、その挿通孔６１ａの外方端側開口部から円筒状スペーサ６４を介在させて嵌め込まれており、この状態で、光源２を搭載する配線基板２１が、前記挿通孔６１ａの外方端側開口部を閉塞する。一方、前記挿通孔６１ａの内方端側開口部には、赤外透過光学結晶等の透光板６５が嵌め込まれており、この透光板６５と配線基板２１とによって、光源２はこの挿通孔６１ａ内に、ほぼ気密状態で収容される。
【００３０】
第１の断熱材Ｐ１は、概略直方体ブロック形状をなすものであり、その内側面をセル１に取り付けられ、その外側面には前記光源保持構造体６が取り付けてある。またこの断熱材Ｐ１の中央付近には第１の貫通孔Ｈ１が設けられており、この第１の貫通孔Ｈ１の外方端側開口部が、前記光源保持本体６１における挿通孔６１ａの内方端側開口部に臨むとともに、この第１の貫通孔Ｈ１の内方端側開口部が、前記セル１の光導入窓１１に臨むように配置されている。そして、前記挿通孔６１ａ及びこれに連続する第１の貫通孔Ｈ１によって、光源２から光導入窓１１に至るまでのほぼ気密となる光路が形成される。
【００３１】
光検出器保持構造体７は、図１に示すように、概略直方体ブロック状をなす第２の断熱材Ｐ２を介して、セル１の光導出窓１２側の側面に取り付けられたものであり、光検出器４１、４２や光学フィルタ３を収容する光検出器保持本体７１と、その付随部材、例えば光検出器保持本体７１を第２の断熱材Ｐ２に取り付けるための取付板７２や光検出器保持本体７１をほぼ気密に覆うカバー体７３など、を備えてなる。
【００３２】
光検出器保持本体７１は、前記断熱材Ｐ１と同じ断熱性素材で形成したブロック状をなすもので、途中で直角に屈曲する挿通孔７１ａを内部に挿通させてある。光検出器４１、４２は、その挿通孔７１ａの外方端側開口部に環状部材７４を介して嵌め込まれており、この光検出器４１、４２の受光面に臨む位置に前記光学フィルタ３が配置されている。そして、当該挿通孔７１ａの外方端側開口部を、光検出器４１、４２を搭載する配線基板４３が閉塞する一方、前記挿通孔７１ａの内方端側開口部を、前記光学フィルタ３が閉塞している。すなわち、これら光学フィルタ３と配線基板４３とによって、光検出器４１、４２が、この挿通孔７１ａ内にほぼ気密状態で収容される。また、この挿通孔７１ａの屈曲部分には、４５度に傾斜させたわずかに凹形状の反射ミラーＭが配置してあって、セルを通過してきた光をこの反射ミラーＭが反射して光検出器４１、４２に導く。
【００３３】
第２の断熱材Ｐ２は、内側面をセル１に取り付けられ、外側面には前記光検出器保持構造体７を取り付けてなるもので、その中央付近には第２の貫通孔Ｈ２が設けてある。この第２の貫通孔Ｈ２の外方端側開口部は、前記光検出器保持本体７１における挿通孔７１ａの内方端側開口部に臨み、この第２の貫通孔Ｈ２の内方端側開口部は、前記セル１の光導出窓１２に臨むように配置されている。そして、この第２の貫通孔Ｈ２挿通孔７１ａによって、光導出窓１２から光検出器４１、４２に至るほぼ気密状態の光路が形成される。
【００３４】
光源側温度調節機構８は、前記光源保持本体６１の例えば大径部外周面（外壁面）に巻き付けた帯状のテープヒータ８１と、光源保持本体６１を一定温度に保つべく、ヒータ８１への電力供給量を制御してその出力をコントロールする図示しない制御部とを備えている。ここでは制御部として、ヒータ８１への電流をＯＮ／ＯＦＦ制御する熱電対を用いているが、温度センサと前記情報処理機構５によって、ヒータ８１への電力供給量を制御するようにしてもよい。このような構成により、この光源側温度調節機構８は、光源保持本体６１の温度、すなわち光源２の周囲温度の調節を、光検出器４１、４２や光検出器保持構造体７の温度にほぼ影響を与えることなく別個に行うことが可能である。なお、テープヒータ８１あるいは光源保持本体６１の温度は、周囲外気温以上の温度で、なおかつ光源２をＯＦＦしたときの光源２の温度よりも低い温度が好ましい。ちなみにこの実施形態では、その温度を５５℃に保つように制御している。なお、この光源側温度調節機構８は、ガス分析装置１００外部のものを利用して構成し得る。
【００３５】
光検出器側温度調節機構９も、光源側温度調節機構８とほぼ同じ構成であり、前記環状部材７４の外周面に貼り付けたテープヒータ９１と、環状部材７４を一定温度に保つべく、前記テープヒータ９１への電力供給量を制御してその出力をコントロールする制御部（図示しない）とを備えている。そしてこのような構成により、この光検出器側温度調節機構９は、環状部材７４の温度、すなわち光検出器４の周囲温度の調節を、光源２や光源保持構造体６の温度にほぼ影響を与えることなく別個に行うことが可能である。なお、この光検出器側温度調節機構９は、ガス分析装置１００外部のものを利用して構成し得る。
【００３６】
次に、このように構成したガス分析装置１００による測定対象物質（ＳｉＦ４）の濃度測定の手順概要を説明する。
【００３７】
前提として、サンプルガスＳＧはマスフローコントローラなどにより、一定流量で連続的に流れているものとする。
【００３８】
まず、情報処理機構５が、光源２への供給電圧を周期的にＯＮ／ＯＦＦ制御する。ここでの周期は約１Ｈｚである。次にＯＮ時、ＯＦＦ時それぞれでの各光検出器４１、４２の出力値を取得し、ＯＮ時とＯＦＦ時との出力値の差をそれぞれ算出する。このようにして算出された、測定光Ｌ１用の光検出器４１の出力値差が、測定光Ｌ１の実測光量を表し、リファレンス光Ｌ２用の光検出器４２の出力値差が、リファレンス光Ｌ２の実測光量を表す。
【００３９】
次に、情報処理機構５は、リファレンス光Ｌ２の前記実測光量が、予め測定しておいたリファレンス光Ｌ２の基準光量と比べどの程度変化しているのかを示す変化比を算出する。そして、その変化比をもって、測定光Ｌ１の実測光量を補正する。これは、光検出器４１、４２で測定される光量が、光路途中の窓の汚れなどによって経時変化する影響をキャンセルするためである。
【００４０】
最後に情報処理機構５は、このようにして算出した測定光Ｌ１の光量補正値と、予め濃度０のゼロガスで測定しておいた光量測定値とから、測定光Ｌ１の減衰率を算出し、その減衰率に基づいて、サンプルガスＳＧ中のＳｉＦ４の濃度を算出する。
【００４１】
なお、本実施形態では、セル１を一定の温度（約１５０℃）に保つ高温加熱型のものとしている。このため、セル１自体から、長波長の赤外線が出射される。しかしながら、セル１から出射される長波長の赤外線は、情報処理機構５による光源２のＯＮ／ＯＦＦ制御によって変調されることは無く、光検出器４１、４２で検出しても、情報処理機構５では信号として処理されない。このように、セル１自体の温度が変化した場合でも、これによって信号強度の変化は生じず、測定値がドリフトして不安定になるといった不具合が生じることが無い。また、セル１内のサンプルガスＳＧの温度が変化した場合でも、同様である。
【００４２】
すなわち、セル１自体の温度が変化したりセル１内のサンプルガスＳＧの温度が変化したりしても、安定した測定を行うことができるといった、優れたガス分析装置１００を提供することができる。
【００４３】
したがって、以上のように構成した本実施形態に係るガス分析装置１００によれば、１５０℃程度の高温に加熱した高温加熱型のセル１から７μｍ以上の長波長の赤外線が出射されても、この長波長の赤外線は光源２側に設けた情報処理機構５によって変調されることは無く、信号として処理されない。このように、温度調整のふらつきなどによりセル１自体の温度が変化したり、或いは、セル１内へのサンプルガスＳＧの移動などで温度が変化した場合でも、これらによって信号強度の変化は生じず、測定値がドリフトして不安定になるといった不具合が生じることが無い。
【００４４】
また、本実施形態では、測定光Ｌ１及びリファレンス光Ｌ２に赤外光を用いているため、上述した効果が特に顕著となる。
【００４５】
すなわち、高温加熱型のセル１の温度が変化したりセル１内のサンプルガスＳＧの温度が変化したりしても、安定した測定を行うことができるといった、優れたガス分析装置１００を提供することができる。
【００４６】
また、光源２自体をチョッピング動作させる光源電圧変調方式を採用しているため、インラインでのガス分析に必要なメンテナンスフリーや安定性などに資する。
【００４７】
セル１を、１５０℃程度に加熱しているため、サンプルガスＳＧが、光導入窓１１及び光導出窓１２に付着することを効果的に抑止することができる。
【００４８】
光源保持構造体６が、第１の断熱材Ｐ１を介してセル１に取り付けられるものであり、第１の断熱材Ｐ１に設けた第１の貫通孔Ｈ１によって、光源保持構造体６から光導入窓１１に至るまでの光路を形成しているうえ、光検出器保持構造体７が、第２の断熱材Ｐ２を介してセル１に取り付けられるものであり、第２の断熱材Ｐ２に設けた第２の貫通孔Ｈ２によって、光導出窓１２から光検出器保持構造体７に至るまでの光路を形成しているため、セル１や光路の温度変化の影響を抑制して高精度の測定を行うことができる。
【００４９】
加えて、光源保持構造体６と光検出器保持構造体７とを分離させており、構成機器全体を収容するようなケーシングを不要としているので、コンパクトでなおかつインラインでのガス分析用途に適した無理のない構造を実現できる。
【００５０】
しかも、光源側温度調節機構８によって光源２の周囲温度を安定に保つことができるため、光源２から射出された時点でのリファレンス光Ｌ２と測定光Ｌ１との比率を可及的に一定に保つことができ、周囲温度の影響を排除して高精度な測定ができるようになる。さらに、従来のようにケーシング全体を温度調節するよりも、光源保持構造体６のみの温度調節は、熱容量が小さくなる分、容易かつ短時間でできるため、例えば、測定開始前の温度安定までのアップ時間を短縮できる。
【００５１】
また、インラインでのガス分析で重要視されるメンテナンスフリーや安定性などを実現すべく、このガス分析装置１００では、前述したように光源電圧変調方式を採用しているため、通常であれば、ＯＦＦ時における光源２側の周囲温度が変動すると、その変動影響を受けてさらに測定誤差がより大きくなるが、光源側温度調節機構８によって、その現象が解消されるため、高精度な測定を担保できる。
【００５２】
一方、光検出器４１、４２の周囲温度も測定誤差の原因となり得るが、このガス分析装置１００では、前記光検出器保持構造体７を単独で温度調節する光検出器側温度調節機構９を別個に設けて、その問題を解決している。
【００５３】
このように、上述したガス分析装置１００を備えた半導体製造装置では、成膜室内のクリーニング工程の終了時点管理を好適に行うことができる。
【００５４】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
【００５５】
例えば、光源供給電力のＯＮ／ＯＦＦ制御により、光源２をチョッピング動作しているが、セル１と光源２との間に設けた光チョッパＣにより、測定光Ｌ１及びリファレンス光Ｌ２の光路を断続的に遮断して、チョッピングすることもできる。この光チョッパＣの態様としては、図４（ａ）に示すように平面視略円形状の回転羽根部Ｃ１と、この回転羽根部Ｃ１の周縁から略直角に屈曲させた周縁部Ｃ２とを具備して成るものが挙げられる。より具体的には、回転羽根部Ｃ１の面板部Ｃ１１に、各光Ｌ１・Ｌ２を通過させるための平面視略半円状で厚み方向に貫通させた光通過部Ｃ１１ａを設ける一方、貫通させない部分を、各光Ｌ１・Ｌ２を遮断するための光遮断部Ｃ１１ｂとして設定し、該回転羽根部Ｃ１の中心に設けた回転軸孔Ｃ１２にモータの回転軸（図示せず）を取り付け、回転動作させればよい。なお、光チョッパＣの構成は、例えば、光通過部Ｃ１１ａ及び光遮断部Ｃ１１ｂの数や形状を、図４（ｂ）に示すようにするなど、実施態様に応じて適宜変更可能である。
【００５６】
また、セル１の温度を、約１５０℃としているが、これに限られるものではない。例えば、約１２０℃以上であれば本発明の効果を得られる。
【００５７】
また、光源２に、フィラメントを熱して発光させる白熱タイプのものを用いているが、これに限らず、例えば赤外ＬＥＤや赤外レーザ或いは紫外線を発光するもの等、他の光源を用いることもできる。
【００５８】
測定対象物質は、ＳｉＦ４以外でもよい。例えば、フッ化物としては、１３〜１４μｍあたりに吸収特性を有するＣｌＦ３などでもよい。このときの測定点は、その吸収特性に対応して、１３〜１４μｍ付近に設定し得る。
【００５９】
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施形態であるガス分析装置の構成を概略的に示す全体概略図である。
【図２】同実施形態に係るガス分析装置の基本機能構成を示す模式図。
【図３】同実施形態に係るガス分析装置の光源保持構造体を主として示す斜視図。
【図４】本発明の他の実施形態におけるチョッピング部を示す図。
【符号の説明】
【００６１】
１・・・・・・・セル
２・・・・・・・光源
３・・・・・・・分離手段（光学フィルタ）
５・・・・・・・情報処理機構（チョッピング部）
６・・・・・・・光源保持構造体
７・・・・・・・光検出器保持構造体
１１・・・・・・光導入窓
１２・・・・・・光導出窓
４１、４２・・・光検出器
１００・・・・・ガス分析装置
Ｃ・・・・・・・光チョッパ（チョッピング部）
Ｈ１・・・・・・第１の貫通孔
Ｈ２・・・・・・第２の貫通孔
Ｌ１・・・・・・測定光
Ｌ２・・・・・・リファレンス光
Ｐ１・・・・・・第１の断熱材
Ｐ２・・・・・・第２の断熱材
ＳＧ・・・・・・サンプルガス
【図１】
0004727444.tif 000002
【図２】
0004727444.tif 000003
【図３】
0004727444.tif 000004
【図４】
0004727444.tif 000005