原料流體濃度檢測器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明為涉及半導(dǎo)體制造裝置的原料流體供給裝置等中使用的工藝流體濃度計(jì)的改良的發(fā)明，特別是涉及一種在線(in-line，又稱為直連、串聯(lián)、生產(chǎn)線中配置)型光分析方式的原料流體濃度檢測器，其能夠謀求(實(shí)現(xiàn))濃度計(jì)的傳感器部的小型化和在線型，并且即使針對高析出性、高光反應(yīng)性、腐蝕性的原料流體也能夠在長時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定的透光窗的高透明度和傳感器內(nèi)部的高清潔度(耐顆粒性)。
【背景技術(shù)】
[0002]從實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體產(chǎn)品的品質(zhì)提高的觀點(diǎn)出發(fā)，半導(dǎo)體制造裝置的原料流體供給裝置等需要向處理裝置供給穩(wěn)定的濃度的工藝原料流體。
[0003]因此，以往的這種原料流體供給裝置，例如，如圖9所示，在發(fā)泡型原料流體供給裝置中，在進(jìn)行溫度控制的原料罐21的原料蒸氣出口的附近設(shè)置光分析方式的濃度計(jì)22，通過利用來自該濃度計(jì)22的濃度檢測信號，調(diào)整原料罐21的溫度、載體氣體CG的流量、罐內(nèi)蒸氣壓力Po等，由此，將規(guī)定的原料濃度的工藝氣體24(例如，在罐21內(nèi)存儲的含有三甲基鎵TMGa等的有機(jī)金屬材料蒸氣的工藝氣體)供給到反應(yīng)爐23。
[0004]此外，圖9中，25為熱式質(zhì)量流量控制器，26為罐內(nèi)壓的壓力調(diào)整裝置。
[0005]此外，作為上述光分析方式的濃度計(jì)22，雖然有各種結(jié)構(gòu)的濃度計(jì)22被實(shí)用化，但是大多數(shù)濃度計(jì)22如圖10(日本專利特開平9-178652)和圖11(日本專利特開2004-108981號)所示，由如下部件構(gòu)成:被測定氣體G流通的光學(xué)室(氣室、氣體單元)27 ;向光學(xué)室27內(nèi)照射光線的光源28 ;在光學(xué)室27內(nèi)部通過的光線的受光裝置29 ;根據(jù)受光裝置29的信號求出吸光度而計(jì)算原料濃度的運(yùn)算裝置30等。此外，31為主管路，32為分支管路。
[0006]而且，在圖10的濃度計(jì)22中，測定光學(xué)室27內(nèi)的氣體的所謂的吸光光度，并且針對吸光度的測定結(jié)果，運(yùn)用朗伯-比爾定律(Lambert-Beer law)，計(jì)算氣體濃度。
[0007]并且，后者的日本專利特開2004-108981號中，如圖11所示，將內(nèi)設(shè)有光學(xué)室(吸光室)的在線傳感器33固定于管路31，進(jìn)行透過上述光學(xué)室的光的光度測定。
[0008]此外，內(nèi)設(shè)有上述光分析方式的濃度計(jì)22或光學(xué)室(吸光室)27的在線傳感器33為公知設(shè)備，在此省略其詳細(xì)說明。
[0009]并且，在原料氣體濃度的測定時(shí)，首先，需要將光學(xué)室27連接固定到管路32 (或者管路31)。但是，不容易確保光學(xué)室27和管路32 (或者管路31)的連接部的氣密性，例如，使用通常的包裝材料或密封材料的螺入連接或凸緣連接的方法，不容易進(jìn)行具備高度氣密性的連接固定，存在如下問題:在實(shí)際中難以達(dá)到確保在半導(dǎo)體制造裝置的領(lǐng)域中所要求的氣密性能(外部泄露在IX 10 10Pa.m3/sec以下)這樣的情況。
[0010]此外，為了長期連續(xù)進(jìn)行穩(wěn)定的氣體濃度測定，需要光學(xué)傳感器27的透光窗的透明度長時(shí)間穩(wěn)定，透明度產(chǎn)生經(jīng)時(shí)變化的情況下，穩(wěn)定的氣體濃度測定變得困難。
[0011]但是，以往的氣體濃度計(jì)中，大多數(shù)使用石英玻璃作為透光窗的構(gòu)成材料，因此，在具有高腐蝕性或者高析出性的有機(jī)原料氣體的濃度測定中，由于透光窗被腐蝕或者因原料的析出而造成其透明度提前降低，存在不能夠進(jìn)行穩(wěn)定的原料氣體濃度的測定這樣的問題。
[0012]另一方面，光學(xué)室27內(nèi)部的各種構(gòu)造物也需要保持高的氣密性而將其堅(jiān)固地固定保持于光學(xué)室27的主體。因此，在光學(xué)室27的內(nèi)部，使用各種合成樹脂制密封材料或銀釬焊、金釬焊等。
[0013]但是，光學(xué)室27內(nèi)的合成樹脂制密封材料或銀釬焊、金釬焊等的部件，會有成為將各部件本身的內(nèi)部含有的氣體或顆粒釋放到有機(jī)原料氣體內(nèi)的釋放源的危險(xiǎn)性，實(shí)際上，存在由于顆粒的釋放產(chǎn)生氣體純度的降低的問題。因此，半導(dǎo)體制造用氣體供給系統(tǒng)中，不希望使用銀釬焊或者金釬焊。
[0014]如上所述，使用以往的光分析方式的濃度計(jì)的情況下，不僅難以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的小型化或設(shè)備費(fèi)用的降低，而且在氣體氣密性的保持或濃度測定精度的穩(wěn)定性確保以及高氣體純度的保持等方面也存在很多問題，尤其是在有機(jī)原料氣體的情況下，急需解決起因于其腐蝕性而產(chǎn)生的透光窗的透明度的降低、密封用部件造成的氣體純度的降低以及氣密性確保等的問題。
[0015]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0016]專利文獻(xiàn)
[0017]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開平9-178652號公報(bào)
[0018]專利文獻(xiàn)2:日本專利特開2004-108981號公報(bào)
[0019]專利文獻(xiàn)3:日本專利特開平11-280967號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020]本發(fā)明是要解決在以往的原料流體供給裝置等中使用的原料濃度計(jì)中的上述各種問題，即解決(I)不容易實(shí)現(xiàn)濃度計(jì)的構(gòu)造的簡單化和小型化以及產(chǎn)品成本的下降；和
(II)因?yàn)橥腹獯暗耐该鞫茸儎?，所以無法進(jìn)行穩(wěn)定并且高精度的原料流體濃度的測定等的問題，由此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種在線型原料流體濃度檢測器，該在線型原料流體濃度檢測器即使為高腐蝕性的有機(jī)原料流體，透光窗的透明度經(jīng)過長時(shí)間也不會變動，能夠以高精度進(jìn)行穩(wěn)定的濃度測定，并能夠小型化且以低價(jià)進(jìn)行制造。
[0021]本發(fā)明涉及的原料流體濃度檢測器的第一方式，為具備檢測器主體2、和設(shè)置于檢測器主體2的上面或者下面的光振蕩部5a以及光檢測部5b的光分析式原料流體濃度檢測器，本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)如下:在檢測器主體2的上面和下面形成有至少一個凹部17，并且檢測器主體2具備:從檢測器主體2的流體入口連通到凹部17的流體流路2a ;連通凹部17之間的流體通路2b ;和從凹部17連通到檢測器主體2的流體出口的流體流路2c，在至少一個凹部配置有光振蕩部5a，在剩余的凹部配置有光檢測部5b。
[0022]本發(fā)明涉及的原料流體濃度檢測器的第二方式，在上述第一方式中，光振蕩部具備:透光板、光強(qiáng)度檢測用的光電二極管、光振蕩用的光源(光纖)，光檢測部具備:透光板和光強(qiáng)度檢測用的光電二極管。
[0023]本發(fā)明涉及的原料流體濃度檢測器的第三方式，在上述第二方式中，在形成于檢測器主體上的凹部配置的透光板，使用墊片型密封件進(jìn)行氣密地固定。
[0024]本發(fā)明涉及的原料流體濃度檢測器的第四方式，為一種具備檢測器主體2、和設(shè)置于檢測器主體2的上面的光振蕩部5a以及設(shè)置于檢測器主體2的下面的光檢測部5b的光分析式原料流體濃度檢測器，所述光分析式原料流體濃度檢測器具備:設(shè)置于檢測器主體2的上面和下面的利用流體通路2b而加以連通的凹部17 ;裝設(shè)于該凹部17內(nèi)的墊片型密封件6 ;與墊片型密封件6相對配置，氣密地夾接(夾住)透光板11a并接合固定的第一固定凸緣14和第二固定凸緣16 ;設(shè)置在第二固定凸緣16內(nèi)的光纖9和光電二極管10 ;和將上述接合固定的兩個固定凸緣14、16經(jīng)由墊片型密封件6氣密地固定到檢測器主體2的凹部內(nèi)的保持固定體12。
[0025]本發(fā)明涉及的原料流體濃度檢測器的第五方式，為一種具備檢測器主體2、和設(shè)置于檢測器主體2的上面的光振蕩部5a以及設(shè)置于檢測器主體2的下面的光檢測部5b的光分析式原料流體濃度檢測器，所述檢測器主體2具備:分別設(shè)置于