專利名稱：潔凈室大氣中可溶于水的污染物的分析方法和所用的儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到在半導(dǎo)體裝置制造過(guò)程的潔凈室的大氣中可溶于水的污染物的分析方法和所用的儀器，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及到在半導(dǎo)體潔凈室的大氣中可溶于水的污染物的收集和分析的方法和儀器。
為了防止在潔凈室中污染物接近到要被處理的物體，要對(duì)潔凈室中的污染物例如浮塵進(jìn)行控制，使其濃度降低到所要求的水平上。而且，應(yīng)該提供最佳的處理?xiàng)l件。也就是說(shuō)，根據(jù)如空氣調(diào)節(jié)和光強(qiáng)度之類的特定目的，防止噪聲和振動(dòng)。
尤其是在從例如圖案或標(biāo)線形成的設(shè)計(jì)布置到晶片制造，檢查，裝配/包裝，最終試驗(yàn)，質(zhì)量試驗(yàn)等的半導(dǎo)體裝置制造過(guò)程中的不同過(guò)程中，晶片制造過(guò)程要求處理步驟，例如擴(kuò)散，曝光，顯影，蝕刻和擴(kuò)散等處理步驟反復(fù)進(jìn)行，灰塵的污染的管理，和溫度/濕度控制是很重要的。換句話說(shuō)，為了改進(jìn)該半導(dǎo)體裝置的生產(chǎn)率精密度和可靠性，設(shè)備或材料不應(yīng)該被污染。
為了除去空氣中的污染物，提供清潔空氣，并循環(huán)使用空氣，要對(duì)引入該潔凈室的空氣進(jìn)行過(guò)濾，以便使其達(dá)到某一清潔水平，但只靠好的過(guò)濾系統(tǒng)進(jìn)行過(guò)濾不可能達(dá)到完全的清潔。而且，在該潔凈室中不需要達(dá)到完全的清潔，只要根據(jù)要被制造的半導(dǎo)體裝置的種類，通過(guò)將含污染物濃度控制在低于某一值時(shí)的清潔空氣進(jìn)行循環(huán)就能得到所需潔凈室。
然而，在該大氣中的污染物中，尤其是某些可溶于水的污染物，對(duì)半導(dǎo)體裝置生產(chǎn)率的影響是很大的，因?yàn)?，與不溶于水的污染物比較，可溶于水的污染物，在類似于濕法過(guò)程的制造過(guò)程中所用的含水的化合物中被溶解，因此起著半導(dǎo)體裝置的污染源的作用，并對(duì)生產(chǎn)率和半導(dǎo)體的功能產(chǎn)生很大的影響。
存在著作為可溶性污染物的離子材料引起的污染，該離子材料引起薄霧使晶片表面模糊并使光抗蝕劑變形。另外，它在擴(kuò)散過(guò)程中還起著引起各種邊界效應(yīng)的摻雜物的作用。
因此，在潔凈室的大氣中可溶于水的污染材料的濃度應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)丶右钥刂啤?br> 常規(guī)的，該潔凈室的清潔是通過(guò)浮在大氣中的與可溶的或不可溶無(wú)關(guān)的顆粒的總數(shù)來(lái)控制的。測(cè)量該微粒的總數(shù)使用溶蝕器，化學(xué)發(fā)光或熒光分析法來(lái)進(jìn)行。
使用上述溶蝕器的方法已經(jīng)得到了發(fā)展，并提供了可在工業(yè)上應(yīng)用的溶蝕器，該溶蝕器包括一入口11，該11被連接到入口管(圖上未表示)，該管子可從它指向的多方向中的任何方向吸取要被分析的參比空氣，還包括一裝有沖擊板13的沖擊器12，一擴(kuò)散溶蝕器14，一后過(guò)濾器15和一取樣泵16。收集到的空氣被沖撞到該沖擊器12的沖擊板13上，因此使顆粒分離，接著，從未被沖擊器12分離的微粒中，在由多孔不銹鋼板組成的擴(kuò)散溶蝕器14里分離如SO2,NO2，或NH3諸類的極性分子，并通過(guò)后過(guò)濾器15輸送到取樣泵16中，在那里取得特定量的參比空氣。然而，常規(guī)的溶蝕器是不適合僅用于單獨(dú)分析在大氣中的可溶于水的材料。
化學(xué)發(fā)光法是使用蒸氣組分的化學(xué)發(fā)光進(jìn)行微量分析的方法，用化學(xué)反應(yīng)來(lái)活化要被分析的材料，然后利用光放大管來(lái)分析由該材料所放出的光。
根據(jù)該化學(xué)發(fā)光法，某些脈沖例如紫外輻身被施加在要被分析的材料上，并用該材料的發(fā)光來(lái)分析該材料。然而，化學(xué)發(fā)光法和熒光法只能分析每一種裝置中的一種組分，因此根據(jù)該裝置的應(yīng)用，它的效率是低的。
在大氣中的微量污染物被常規(guī)的光譜分析器收集和分析的收集設(shè)備被發(fā)展和使用，其中有Jar法或空氣采集器法等。
使用Jar法時(shí)，將含去離子水的大口瓶曝露于大氣中，然后分析在該大口瓶中的去離子水中所溶介的可溶于水的污染物的種類和濃度。它的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用是很簡(jiǎn)單的，但因?yàn)樗氖占瘯r(shí)間很長(zhǎng)，收集率不好，合適的分析可通過(guò)將去離子水濃縮完成，分析前需要進(jìn)行后處理。然而，該污染的精確測(cè)量是不可能的。
使用該空氣采集器法時(shí)，用套管即用氣體收集器的空氣采集器作為收集裝置，要被分析的大氣中的氣體被噴向水或其他液體中，以及要被分析的物體被收集在水或其他液體里而被分析。它的結(jié)構(gòu)或應(yīng)用是簡(jiǎn)單的，但分析前應(yīng)該要求后處理，例如水的濃縮或收集裝置的后處理。
因此，為了精確地分析大氣中可溶于水的污染物，對(duì)輔助分析方法和設(shè)備有一個(gè)要求。
本發(fā)明直接提供一種同時(shí)分析許多種可溶于水的污染物的方法，該污染物是在半導(dǎo)體潔凈室的冷凝大氣中的水滴里的污染物。
本發(fā)明的另一種目的是提供一種同時(shí)分析許多種可溶于水的污染物的儀器，該污染物是在半導(dǎo)體潔凈室的冷凝大氣中的水滴里的污染物。
為了達(dá)到這些和其他優(yōu)點(diǎn)以及根據(jù)本發(fā)明的目的，當(dāng)具體化和廣泛地?cái)⑹鰰r(shí)，提供了一種分析半導(dǎo)體潔凈室的大氣中的可溶于水的污染物的方法，該方法包括以下步驟a)冷凝要被分析的參比空氣并液化在該參比空氣中所含的水；b)將壓力施加到被液化的水滴上并將水滴輸送到一種分析器中；以及c)使用該分析器進(jìn)行定性和定量分析。
優(yōu)選的，在上述步驟c)，該分析器是離子交換色譜分析儀。
在步驟a)之前，通過(guò)溫度控制器等，使參比空氣的溫度保持恒定，以及優(yōu)選的，溫度應(yīng)保持在20℃到40℃的范圍內(nèi)。
在半導(dǎo)體潔凈室里可溶于水的污染物的分析方法包括以下步驟a)控制參比空氣的濕度；b)冷凝要被分析的參比空氣以及液化在參比空氣中所含的水；c)將壓力施加到液化的水滴上并將水滴輸送到分析器中；以及d)使用該分析器進(jìn)行定性和定量分析。
在該步驟a)，對(duì)參比空氣進(jìn)行加濕。
參比空氣的濕度被控制在30到90％的范圍內(nèi)，優(yōu)選的，被控制在40到50％的范圍內(nèi)。
在半導(dǎo)體潔凈室里分析可溶于水的污染物的分析儀器包括以下部分用于吸取參比空氣的空氣入口；用于控制該參比空氣的流量控制閥；用于冷凝在參比空氣里的水的冷凝器；用于將壓力施加在由冷凝而液化的水滴上以便將水滴輸送到分析器的壓力泵；和用于排放過(guò)量水滴的排放泵。
該冷凝器包括
用于冷凝在參比空氣中的水，以便液化水的冷卻介質(zhì)管，并包括冷卻介質(zhì)入口和冷卻介質(zhì)出口以便通過(guò)冷卻介質(zhì)的循環(huán)將該冷卻介質(zhì)保持在低溫下；用于經(jīng)與該冷卻介質(zhì)管接觸而使參比空氣通過(guò)的參比空氣管；用于收集冷凝水滴的水滴收集器；以及用于從冷凝器排放出收集到的水滴的水滴出口。
該冷凝器的冷卻介質(zhì)管被構(gòu)造成將參比空氣管蓋住。該冷凝器的參比空氣管被構(gòu)造成將冷卻介質(zhì)管蓋住。另外，該冷凝器是被構(gòu)造得使得它的冷卻介質(zhì)管和它的參比空氣管按串聯(lián)方式形成，并使得在整體上有平面型的堆積結(jié)構(gòu)。
該冷卻介質(zhì)是保持在低溫下的冷卻水，優(yōu)選的，該冷卻介質(zhì)被保持在溫度為0到10℃范圍內(nèi)的低溫下。
優(yōu)選的該壓力泵是蠕動(dòng)泵，以及該分析器是離子交換色譜分析儀。
在半導(dǎo)體清潔室中的可溶于水的污染物的分析儀器包括用于吸取參比空氣的參比空氣入口；用于控制參比空氣量的流量控制閥；用于控制參比空氣濕度的濕度控制器；用于冷凝參比空氣中的水的冷凝器；以及用于將壓力施加到通過(guò)冷凝被液化的水滴以使該水滴排入該分析器的壓力泵。
該濕度控制器包括增濕器和減濕器，優(yōu)選的，只包括增濕器。
通過(guò)參比空氣入口和冷凝器之間的流量選擇閥，就能進(jìn)一步地將標(biāo)準(zhǔn)分析氣體供應(yīng)源和潔凈空氣供應(yīng)源連接起來(lái)。將該標(biāo)準(zhǔn)分析氣體供應(yīng)源和潔凈空氣供應(yīng)源連接起來(lái)，使得為了控制該標(biāo)準(zhǔn)分析氣體的濃度將標(biāo)準(zhǔn)分析氣體事先與潔凈空氣混合，以及該混合后的分析氣體通過(guò)該流量選擇閥被輸送到該冷凝器中。優(yōu)選的，該流量選擇閥是一種三通閥。
為了便于對(duì)上述的一般性說(shuō)明和下述的具體實(shí)例的理解，下面將對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
在附圖中

圖1是表示常規(guī)溶蝕器的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明表示分析可溶于水的污染物的設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的示意圖3是表示圖2的分析可溶于水的污染物的設(shè)備中的冷凝器的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；圖4是表示圖2的分析可溶于水的污染物的設(shè)備中的冷凝器的另一個(gè)實(shí)施例的示意圖；圖5是表示圖2的分析可溶于水的污染物的設(shè)備中的冷凝器的又一個(gè)實(shí)施例的示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明表示分析可溶于水的污染物的另一實(shí)施例的示意圖。
現(xiàn)在將對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)地介紹，其中的實(shí)例是根據(jù)附圖來(lái)說(shuō)明的。
分析半導(dǎo)體潔凈室中可溶于水的污染物的方法包括以下步驟a)冷凝要被分析的參比空氣并液化在該參比空氣中所含的水；b)將壓力施加到被液化的水滴上并將該水滴輸送到分析器中；以及c)使用該分析器進(jìn)行定性和定量分析。
在該a)步驟中，要被分析的參比空氣與保持在低溫下的冷凝器的冷凝表面接觸，以便降低該參比空氣的飽和蒸汽壓，并將在該蒸汽中的空氣中的水強(qiáng)制性地液化以轉(zhuǎn)化成水滴。在此步驟中，在該參比空氣中的可溶于水的污染物被溶解在由液化而生成的水滴中，因此通過(guò)分析由液化而生成的水滴，就可能對(duì)可溶于水的污染物進(jìn)行定性和定量分析。
通過(guò)將參比空氣凝聚所獲得的水滴的量是少的，因此，不需要用于輔助分析的前處理例如不需要濃縮步驟。所以，樣品可直接被送到該分析器或在收集了確定量后，被引入到該分析器中。
優(yōu)選地，在該c)步驟中，離子交換色譜分析儀被用作上述分析器。該離子交換色譜分析儀是普通技術(shù)人員眾所周知的，并在工業(yè)上可被利用的。
優(yōu)選地，要被分析的參比空氣可通過(guò)在步驟a)之前的溫度控制器被維持在常溫下，較好的溫度范圍是20到40℃。
該參考空氣的溫度控制起著控制裝置的作用，以維持該參比空氣本身的濕度，并因此該參比空氣的溫度越高，它的濕度也越高，為了達(dá)到該定量分析的結(jié)果，最好維持該參比空氣的溫度恒定，以便控制濕度。尤其是，當(dāng)該參比空氣的溫度低于20℃或高于40℃時(shí)，會(huì)在對(duì)該潔凈室的操作條件下所要求的溫度方面，顯示出太大的差別，因此，在該潔凈室所設(shè)定的操作下，由該定量分析結(jié)果得到了不相同的分析結(jié)果。
分析半導(dǎo)體潔凈室中可溶于水的污染物的方法包括以下步驟a)控制參比空氣的濕度；b)冷凝要被分析的參比空氣并液化在該參比空氣中所含的水；c)將壓力施加到被液化的水滴上并將它輸送到一個(gè)分析器中；以及d)使用該分析器進(jìn)行定性和定量分析。
在該b)步驟冷凝前，該參比空氣可受到該濕度控制步驟控制，在該a)步驟中正常形成水滴是可能的。
在該步驟a)中該參比空氣被增濕，通過(guò)增濕，正常形成水滴是可能的。而且，該步驟a)使得有效地收集由該分析器分析的參比空氣中的可溶于水的污染物這件事成為可能。
在該步驟a)中，參比空氣的濕度被控制在30到90％的范圍內(nèi)，如果濕度太低，在下面的步驟b)中不能產(chǎn)生足夠量的水滴，如果濕度太高，就可能產(chǎn)生太過(guò)量的水滴，使分析結(jié)果產(chǎn)生了誤差。
在該步驟a)中，優(yōu)選的濕度被控制在35到60％的范圍內(nèi)，更優(yōu)選的濕度被控制在40到50％的范圍內(nèi)。
如圖2所示，在半導(dǎo)體潔凈室中，分析可溶于水中的污染物的設(shè)備包括以下各部分；用于吸取參比空氣的空氣入口21；用于控制上述參比空氣的流量控制閥22；用于冷凝上述參比空氣中的水的冷凝器23；以及用于將壓力施加到通過(guò)冷凝液化的水滴上的壓力泵24，以便將這些水滴輸送到分析器25中。
該空氣入口21被用作吸取機(jī)構(gòu)，用于吸取該參比空氣，并將該參比空氣輸送到該冷凝器23中，上述參比空氣指的是自大氣或具有某些限定的條件下引出的在凈化空氣中的要被分析的凈化空氣。常規(guī)的吸取機(jī)構(gòu)是如此被使用，以致于通過(guò)將常規(guī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和葉輪相結(jié)合的方法并通過(guò)使該葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)的方法產(chǎn)生湍流空氣流，該湍流空氣流向著某一方向，或者包括常規(guī)真空電機(jī)和吸收軟管的該吸取機(jī)構(gòu)依靠該真空泵產(chǎn)生湍流空氣流并使它向著某一方向流動(dòng)，這是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的常識(shí)。
流量控制閥22是用來(lái)控制參比空氣的流量的閥，通常使用工業(yè)上能買得到的MFC(質(zhì)量流量控制器)。流量控制閥22控制引入到冷凝器23中的參比空氣量。
分析器25分析由參比空氣凝聚時(shí)所形成的水滴，為了分析在水滴中所含的空氣中的可溶于水的污染物，該分析器可以是離子交換色譜分析儀。尤其是根據(jù)要被分析的污染物的種類，為了分析在該參比空氣中的可溶于水的污染物，可以選擇該分析器25。這可能是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員眾所周知的，并在工業(yè)上可被使用的。因此，本發(fā)明對(duì)分析器25的這些種類不限定。
如圖3到圖5所示，冷凝器23包括冷卻介質(zhì)管250，該250用于冷凝上述參比空氣中的水使其液化，并包括冷卻介質(zhì)入口251和冷卻介質(zhì)出口252，以便通過(guò)冷卻介質(zhì)循環(huán)將該冷卻介質(zhì)經(jīng)常保持在低溫下；參比空氣管253，用于通過(guò)與冷卻介質(zhì)管250接觸的參比空氣；水滴收集器254，用于收集冷凝的水滴；以及水滴出口255，用于從該冷凝器23中排出收集到的水滴。優(yōu)選地，該冷卻介質(zhì)被保持在0到10℃的低溫下。
冷卻介質(zhì)管250是一種管子，冷卻介質(zhì)通過(guò)該管子連續(xù)地流動(dòng)，并依靠該冷卻介質(zhì)通過(guò)而使該管子250保持在低溫下。因此，它起著冷卻與該冷卻介質(zhì)管250的表面接觸的物質(zhì)的作用。冷卻介質(zhì)管250包括冷卻介質(zhì)入口251和冷卻介質(zhì)出口252，它們都連接到冷卻介質(zhì)供給源或冷卻裝置上，以便將低溫下所保持的冷卻介質(zhì)循環(huán)到該冷卻介質(zhì)管250中。
參比空氣管253是一種管子，要被分析的參比空氣通過(guò)該管子流動(dòng)地與冷卻介質(zhì)管250的表面接觸，以及流過(guò)該參比空氣管253的參比空氣與冷卻介質(zhì)管250的表面接觸。該參比空氣本身通過(guò)與保持在低溫下的冷卻介質(zhì)管250的表面接觸而冷卻了，該氣相的參比空氣內(nèi)部的大部分的水被液化，該參比空氣冷凝，并以水滴形式在冷卻介質(zhì)管250的表面上形成了。在所形成的水滴中，具有在參比空氣中所含有的可溶于水的污染物。
水滴收集器254在冷卻介質(zhì)管250端點(diǎn)周圍形成，并收集在冷卻介質(zhì)管250表面上所形成的聚集的水滴。
水滴出口255被連接到水滴收集管，并排出從冷凝器23出來(lái)的在水滴收集管里所收集的水滴。用于流動(dòng)液體的常規(guī)管子被用作水滴出口255，它直接被連接到該壓力泵24，并將水滴直接地移動(dòng)到該分析器25中。
冷凝器23被形成使得冷卻介質(zhì)管250蓋住參比空氣管253，并且該冷凝凝器23被稱為“冷凝內(nèi)部的冷凝器31”。該冷凝內(nèi)部的冷凝器表示冷凝發(fā)生在該冷卻介質(zhì)管250的內(nèi)部。
冷凝器23被形成使得參比空氣管253蓋住冷卻介質(zhì)管250，并且該冷凝器23被稱為“冷凝外部的冷凝器41”。該外部冷凝的冷凝器表示冷凝發(fā)生在該冷卻介質(zhì)管250的外部。
冷凝器23被構(gòu)造得使得它的冷卻介質(zhì)管250和它的參比空氣管253按串聯(lián)方式形成，所以，從整體上說(shuō)，具有平面型的累加結(jié)構(gòu)，并被稱為“平面型冷凝器”。該平面型表示冷卻介質(zhì)管250和參比空氣管253都是以平面型被形成的，并且它們彼此之間面對(duì)著按串聯(lián)方式被連接。
冷凝內(nèi)部的冷凝器31或冷凝外部的冷凝器41和平面型冷凝器51必須包括冷卻介質(zhì)管250，參比空氣管253，和水滴收集器254，以及具有冷卻介質(zhì)入口251和冷卻介質(zhì)出口252的水滴出口255。
保持在低溫下的冷卻水被用作冷卻介質(zhì)，該冷卻水具有大的潛熱，其價(jià)格是合適的。同時(shí)，它被用作對(duì)人體和環(huán)境都無(wú)害的安全冷卻介質(zhì)。
優(yōu)選的壓力泵24是蠕動(dòng)泵，在本發(fā)明的水滴上的壓力不受到該蠕動(dòng)泵的限制，這是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員眾所周知的。該蠕動(dòng)泵按這樣的方式被構(gòu)造，使得用從外面施加壓力的方法，通過(guò)對(duì)該管子的蠕動(dòng)移動(dòng)來(lái)壓該管子里的流體。該流體除了與該管子接觸以外，不與其他部分接觸，并且直接地在該管子里面被壓縮。因此，幾乎沒(méi)有損失和污染，這是普通技術(shù)人員眾所周知的。
優(yōu)選的，用作該分析器25的是離子交換色譜分析儀，它是使用離子交換劑作為固定相的色譜分析儀中的一種，并通過(guò)使用以下事實(shí)來(lái)分離這些離子，即根據(jù)不同元素的離子的離子交換粘度差異而顯示出的不同的擴(kuò)展速度這個(gè)事實(shí)來(lái)分離這些離子，這是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員眾所周知的。
在半導(dǎo)體潔凈室中分析可溶于水的污染物的設(shè)備包括以下各部分用于吸取參比空氣的參比空氣入口21；用于控制參比空氣量的流量控制閥22；用于控制參比空氣的濕度的濕度控制器27；用于冷凝參比空氣中的水的冷凝器23；以及用于將壓力施加到通過(guò)冷凝所液化的水滴上，以便將它們排出到該分析器25中的壓力泵24。
該濕度控制器27還包括用于控制參比空氣濕度的一種裝置，以及該濕度控制器27包括增濕器和減濕器。該增濕器通過(guò)將水輸送到參比空氣中而增濕，以便增加濕度。因此，在干參比空氣中所含的可溶于水的污染物被溶于水滴中，并為了分析而將該水滴從參比空氣中取出。如果參比空氣的濕度很高，用適當(dāng)減濕來(lái)減少水滴的量，并從參比空氣中除去水，以便減少引入到分析器25中的水滴量。
優(yōu)選的濕度控制器27僅包括一種增濕器。而且，通過(guò)在參比空氣入口21和冷凝器23之間的流量選擇閥30，就可將標(biāo)準(zhǔn)分析氣體供給源29和凈化空氣供給源28連接起來(lái)。該標(biāo)準(zhǔn)分析氣體供給源29是為了調(diào)節(jié)該分析器25而形成的，以分析在該冷凝器23中所生成的水滴。它的分析能力通過(guò)使用高純度的標(biāo)準(zhǔn)分析氣體而得到證實(shí)，并且它被用于該調(diào)節(jié)中。也就是說(shuō)，通過(guò)提供一種具有它的已知元素和它的已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)分析氣體，來(lái)調(diào)節(jié)該分析器25。SO2被用作標(biāo)準(zhǔn)分析氣體。
連接到標(biāo)準(zhǔn)分析氣體供給源29的該凈化空氣供給源28起著用來(lái)調(diào)節(jié)該標(biāo)準(zhǔn)分析氣體濃度的裝置的作用，根據(jù)在微量分析的分析器25允許的調(diào)節(jié)的情況下該標(biāo)準(zhǔn)分析氣體和凈化空氣的混合速度，來(lái)控制標(biāo)準(zhǔn)分析氣體的濃度。
優(yōu)選的是將該標(biāo)準(zhǔn)分析氣體供給源和該凈化空氣供給源連接在一起，使得為了控制該標(biāo)準(zhǔn)分析氣體的濃度，將標(biāo)準(zhǔn)分析氣體事先與凈化空氣混合，以及該混合的分析氣體通過(guò)該流量選擇閥門被輸送到該冷凝器中。因此，正好通過(guò)控制標(biāo)準(zhǔn)分析氣體和凈化空氣的混合速度，通過(guò)制備該分析氣體中的該標(biāo)準(zhǔn)分析氣體的濃度標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)調(diào)節(jié)該分析器25的分析能力。
優(yōu)選的，三個(gè)方向的閥用于該流量選擇閥30是良好的，以及一種操作器既可選擇對(duì)使用該標(biāo)準(zhǔn)分析氣體的分析器25的調(diào)節(jié)，又可選擇正好通過(guò)該三個(gè)方向的閥的閥方向的選擇對(duì)參比氣體進(jìn)行分析。工業(yè)上提供和使用了該三通閥。
在下文中，說(shuō)明了用于對(duì)照的優(yōu)選的實(shí)施例和應(yīng)用的情況，但它們并不是對(duì)本發(fā)明的范圍和精神的限定。實(shí)施例1根據(jù)在該半導(dǎo)體潔凈室的大氣中的分析可溶于水的污染物的設(shè)備，溫度為23.5±0.5℃和濕度為45±2％的新鮮空氣被用作參比空氣，并以每分鐘2.5升的速率被冷凝。得到水滴10微升，使用美國(guó)的Altech com.離子交換色譜分析儀來(lái)分析水滴。該Altech Com.離子交換色譜分析儀包括Dionex Com的HPIC-AG4A-SC(P/N 037042)，HPIC-AS4A-SC(P/N043174)，在電離水后用于提供再生劑的atomatic抑制器(ASRS)和電導(dǎo)檢測(cè)器。該Dionex Com注射閥(P/N 038532)被用作注射閥，Chrontrol com.的model CD-03被用作注射時(shí)間控制計(jì)時(shí)器。
在參比空氣中所含的可溶于水的污染物中，二氧化硫，鹽酸和硝酸的收集速度大于95％。通過(guò)對(duì)濃度為10ppb的SO2的反復(fù)的電導(dǎo)分析，可再現(xiàn)性的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差是0.8％。實(shí)施例2以每分鐘5.0升的冷凝速度冷凝參比空氣，就得到了20微升水滴。然后按實(shí)施例1所述的相同方法進(jìn)行其它的步驟。在該冷凝速度下，定量冷凝是可能的。
由于概括了上述實(shí)施例的結(jié)果，對(duì)于參比空氣的定量冷凝是可能的，以及污染物的收集速度超過(guò)95％，該相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差是0.8％，使得可提供足夠可靠的分析結(jié)果。
因此，用本發(fā)明在對(duì)大氣中的可溶于水的污染物進(jìn)行分析時(shí)可提供高可靠性的分析結(jié)果。
更進(jìn)一步說(shuō)，雖然本發(fā)明已經(jīng)被詳細(xì)地描述了，但應(yīng)該懂得，在不超出所附的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以進(jìn)行各種改變，替換和變化。
權(quán)利要求
1.在半導(dǎo)體潔凈室中的可溶于水的污染物的分析方法，包括以下步驟a)冷凝要被分析的參比空氣并液化在上述參比空氣里所含的水；b)將壓力施加到液化的水滴上并將水滴輸送到分析器；以及c)使用上述分析器進(jìn)行定性和定量分析。
2.如權(quán)利要求1所要求的可溶于水的污染物的分析方法，其中在上述分析步驟c)，上述分析器是離子交換色譜分析儀。
3.如權(quán)利要求1所要求的可溶于水的污染物的分析方法，其中在上述a)步驟前，通過(guò)溫度控制器使上述參比空氣的溫度保持恒定。
4.如權(quán)利要求3所要求的可溶于水的污染物的分析方法，其中在上述a)步驟前，通過(guò)溫度控制器使上述參比空氣的溫度保持在20到40℃的范圍內(nèi)。
5.在半導(dǎo)體潔凈室中的可溶于水的污染物的分析方法，包括以下步驟a)控制參比空氣的濕度；b)冷凝要被分析的參比空氣并液化在上述參比空氣中所含的水；c)將壓力施加到液化的水滴上并將水滴輸送到分析器；以及d)使用上述分析器進(jìn)行定性和定量分析。
6.如權(quán)利要求5所要求的可溶于水的污染物的分析方法，其中在上述步驟a)，上述參比空氣被加濕。
7.如權(quán)利要求5所要求的可溶于水的污染物的分析方法，其中在上述步驟a)，上述參比空氣的濕度被控制在30到90％的范圍內(nèi)。
8.如權(quán)利要求7所要求的可溶于水的污染物的分析方法，其中在上述步驟a)，上述參比空氣的濕度被控制在35到60％的范圍內(nèi)。
9.如權(quán)利要求8所要求的可溶于水的污染物的分析方法，其中在上述步驟a)，上述參比空氣的濕度被控制在40到50％的范圍內(nèi)。
10.在半導(dǎo)體潔凈室中的可溶于水的污染物的分析儀器包括以下部分用于吸取參比空氣的空氣入口；用于控制上述參比空氣的流量控制閥；用于冷凝在上述參比空氣中的水的冷凝器；用于將壓力施加在通過(guò)冷凝而液化的水滴上使得水滴被輸送到分析器的壓力泵；以及用于排出過(guò)量水滴的排出泵。
11.如權(quán)利要求10所要求的可溶于水的污染物的分析儀器，其中上述冷凝器包括用于冷凝在上述參比空氣中的水并使其液化的冷卻介質(zhì)管，并包括冷卻介質(zhì)入口和冷卻介質(zhì)出口以便通過(guò)冷卻介質(zhì)的循環(huán)將上述冷卻介質(zhì)總是保持在低溫狀態(tài)下；用于依靠與上述冷卻介質(zhì)管接觸而通過(guò)上述參比空氣的參比空氣管；用于收集冷凝水滴的水滴收集器；以及用于排出收集到的從上述冷凝器出來(lái)的水滴的水滴出口。
12.如權(quán)利要求11所要求的可溶于水的污染物的分析儀器，其中上述冷凝器的上述冷卻介質(zhì)管被構(gòu)制成蓋住上述參比空氣管。
13.如權(quán)利要求11所要求的可溶于水的污染物的分析器，其中上述冷凝器的上述參比空氣管被構(gòu)制成蓋住上述冷卻介質(zhì)管。
14.如權(quán)利要求11所要求的可溶于水的污染物的分析儀器，其中上述冷凝器被構(gòu)筑得它的冷卻介質(zhì)管和它的參比空氣管串聯(lián)形成，以及使得有一種平面型的堆積結(jié)構(gòu)。
15.如權(quán)利要求11所要求的可溶于水的污染物的分析儀器，其中上述冷卻介質(zhì)是保持在低溫下的冷卻水。
16.如權(quán)利要求15所要求的可溶于水的污染物的分析儀器，其中上述冷卻介質(zhì)被保持在0℃到10℃溫度范圍的低溫下。
17.如權(quán)利要求10所要求的可溶于水的污染物的分析儀器，其中上述壓力泵是一種蠕動(dòng)泵。
18.如權(quán)利要求10所要求的可溶于水的污染物的分析儀器，其中上述分析器是離子交換色譜分析儀。
19.半導(dǎo)體潔凈室中的可溶于水的污染物的分析儀器包括用于吸取參比空氣的參比空氣入口；用于控制上述參比空氣量的流量控制閥；用于控制上述參比空氣濕度的濕度控制器；用于冷凝上述參比空氣中的水的冷凝器；和用于將壓力施加到由冷凝而液化的水滴上使水滴排出到上述分析器的壓力泵。
20.如權(quán)利要求19所要求的可溶于水的污染物的分析儀器，其中上述濕度控制器包括一種增濕器和一種減濕器。
21.如權(quán)利要求20所要求的可溶于水的污染物的分析儀器，其中上述濕度控制器只包括一種增濕器。
22.如權(quán)利要求19所要求的可溶于水的污染物的分析儀器，其中通過(guò)在上述參比空氣入口和上述冷凝器之間的流量選擇閥，進(jìn)一步將標(biāo)準(zhǔn)分析氣體供應(yīng)源和潔凈空氣供應(yīng)源連接起來(lái)。
23.如權(quán)利要求22所要求的可溶于水的污染物的分析儀器，其中上述標(biāo)準(zhǔn)分析氣體供應(yīng)源和上述潔凈空氣供應(yīng)源被連接起來(lái)，使得為了控制上述標(biāo)準(zhǔn)分析氣體的濃度，事先將標(biāo)準(zhǔn)分析氣體與潔凈空氣混合，以及該混合后的分析氣體通過(guò)上述流量選擇閥被輸送到上述冷凝器中。
24.如權(quán)利要求23所要求的可溶于水的污染物的分析儀器，其中上述流量選擇閥是一種三通閥。
全文摘要
本發(fā)明提供了在半導(dǎo)體潔凈室中可溶于水的污染物的分析方法和所用的儀器?？扇苡谒奈廴疚锏姆治龇椒òㄒ韵虏襟E:a)冷凝要被分析的參比空氣并液化在該參比空氣中所含的水;b)將壓力施加到被液化的水滴上并將水滴輸送到分析器;以及c)利用該分析器進(jìn)行定性和定量分析。該儀器包括用于吸取參比空氣的空氣入口;用于控制該參比空氣的流量控制閥;用于冷凝在該參比空氣中的水的冷凝器;用于將壓力施加到通過(guò)冷凝被液化的水滴上使水滴被輸送到分析器的壓力泵;以及用于排放過(guò)量水滴的排放泵。
文檔編號(hào)G01N33/00GK1218906SQ9810708
公開(kāi)日1999年6月9日 申請(qǐng)日期1998年2月28日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月28日
發(fā)明者劉南姬, 李東洙, 李順榮, 黃正性 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社