JPH0943117A - シリコンウエハの加熱装置 - Google Patents

シリコンウエハの加熱装置

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JPH0943117A
JPH0943117A JP7195430A JP19543095A JPH0943117A JP H0943117 A JPH0943117 A JP H0943117A JP 7195430 A JP7195430 A JP 7195430A JP 19543095 A JP19543095 A JP 19543095A JP H0943117 A JPH0943117 A JP H0943117A
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JP
Japan
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silicon wafer
storage container
container
wafer storage
gas
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Pending
Application number
JP7195430A
Other languages
English (en)
Inventor
Sadao Kobayashi
貞雄 小林
Yoshihide Wakayama
恵英 若山
Masayuki Imafuku
正幸 今福
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taisei Corp
Original Assignee
Taisei Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】吸着物質を気化させて脱着するためにシリコン
ウエハを加熱し、脱着成分を分析装置に向けて導出する
装置において、クリーンルーム内での使用が可能なもの
を提供する。 【手段】このシリコンウエハ加熱装置1は、箱状に形成
された断熱容器2と、この断熱容器2の下部に配置され
たシリコンウエハ収納容器3と、このシリコンウエハ収
納容器3の上方に配置された赤外線ヒータ4とからな
る。シリコンウエハ収納容器3の蓋32は石英製であ
り、赤外線ヒータ4からの赤外線を透過する。シリコン
ウエハ収納容器3には、内部にキャリヤガスを導入する
ガス導入管6と、空間31aに溜まった脱着成分を分析
装置に向けて導出するガス導出管8と、余分なキャリヤ
ガスを外部に排出するガス排出管7が接続してある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、クリーンルーム内
の空気中に存在するガス状有機物のうちシリコンウエハ
に吸着した物質を分析する目的で、吸着物質を気化させ
て脱着するためにシリコンウエハを加熱する装置に関
し、特に、クリーンルーム内での使用が可能なものに関
する。
【0002】
【従来の技術】従来より、半導体、食品、医薬品、バイ
オテクノロジー関連の工場や研究所等で使用されている
クリーンルームにおいては、空気中の浮遊粒状物質を捕
集する乾式エアフィルターを空気導入経路に設置し、こ
れを通過した空気を室内に導入しているが、最近では、
半導体の高集積度化に伴い、クリーンルーム内の空気に
は、塵埃だけでなくガス状有機物や無機物の拡散が問題
とされるようになってきた。
【0003】そして、クリーンルーム内の空気中に存在
するガス状有機物のうちシリコンウエハに吸着した物質
を分析するためには、吸着物質を気化させて脱着させ、
これを捕集してガスクロマトグラフ−質量分析(GC−
MS)装置に導入することが行われる。シリコンウエハ
の吸着物質を気化させために従来行われていた加熱方法
としては、シリコンウエハを石英製のウエハ収納容器に
入れ、その外側にニクロム線をコイル状に巻いたヒータ
ーを巻き付ける方法(直接加熱法)、または前記ウエハ
収納容器を耐火煉瓦からなる断熱容器内に入れて、この
断熱容器内に前記と同様のヒーターを設置し、このヒー
ターで当該ウエハ収納容器の外側の空気を加熱する方法
(間接加熱法)が挙げられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の方法のうち直接加熱法では、シリコンウエハの加熱
にニクロム線を用いているため、クリーンルーム内でこ
の方法を採用すると、加熱時にニクロム線の金属成分が
揮発してクリーンルーム内の空気を汚染するという問題
がある。また、前記間接加熱法では、耐火煉瓦からなる
断熱容器から無機物が揮発したり、断熱容器内にニクロ
ム線の金属成分が存在するためこれが断熱容器外に漏れ
だす恐れもあり、これによってクリーンルーム内の空気
を汚染するという問題がある。
【0005】したがって、このようなニクロム線からな
るヒーターを使用したシリコンウエハ加熱装置は、クリ
ーンルーム内で使用することができないため、従来は、
クリーンルーム内に放置したシリコンウエハをウエハボ
ックスに入れてクリーンルーム外に持ち出し、通常の実
験室等に置かれたシリコンウエハ加熱装置に入れて加熱
している。そのため、シリコンウエハをウエハボックス
から出して加熱装置に入れる際に、当該シリコンウエハ
に実験室中のガス状有機物が吸着することは避けられ
ず、クリーンルーム内での吸着物を正確に分析すること
は難しかった。
【0006】本発明は、このような従来技術の問題点を
解決するためになされたものであり、吸着物質を気化さ
せて脱着するためにシリコンウエハを加熱する装置にお
いて、クリーンルーム内での使用が可能なものを提供す
ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に係る発明は、シリコンウエハを所定温度
(例えば300℃)に加熱することにより表面に吸着し
た物質を気化させて脱着し、脱着物質をキャリヤガスに
同伴させて外部に導出するシリコンウエハの加熱装置に
おいて、断熱容器と、その内部に配置されたシリコンウ
エハ収納容器と、当該断熱容器内部で且つ前記シリコン
ウエハ収納容器の上方に配置された赤外線ヒータとで構
成され、前記断熱容器およびシリコンウエハ収納容器
は、前記所定温度の加熱によってもガス状物が発生しな
い材質からなり、前記シリコンウエハ収納容器の上面部
材は赤外線を透過する材質(例えば、石英や耐熱ガラ
ス)からなり、前記シリコンウエハ収納容器の内部寸法
はシリコンウエハ収納時に当該容器内上部に空間が生じ
る大きさとし、前記シリコンウエハ収納容器には、前記
キャリヤガスを内部に導入するガス導入管と、当該シリ
コンウエハ収納容器内の前記空間の気体を断熱容器外に
導出するガス導出管とを接続したことを特徴とするシリ
コンウエハ加熱装置を提供する。
【0008】この加熱装置によれば、赤外線ヒータの稼
働によって発生した赤外線は、シリコンウエハ収納容器
の上面部材を透過して内部のシリコンウエハを加熱し、
これに伴って、シリコンウエハに吸着している有機物が
気化してシリコンウエハ収納容器内上部の空間に移動す
る。これと同時に、ガス導入管からシリコンウエハ収納
容器内にキャリヤガスが導入されているため、これに同
伴されて前記空間の気体がガス導出管から断熱容器外に
導出され、この気体を例えばGC−MS装置に導入する
ことにより、シリコンウエハに吸着している有機物の分
析がなされる。
【0009】ここで、赤外線ヒータは、発熱体が石英な
どのチューブに封入されたものであるため、発熱体の金
属成分は外部に出ない。また、断熱容器およびシリコン
ウエハ収納容器は、前記所定温度の加熱によってもガス
状物が発生しない材質からなるため、断熱容器の内部お
よび外部にガス状物は発生しない。したがって、この加
熱装置は、クリーンルーム内の空気を汚染しないため、
クリーンルーム内で使用することができる。
【0010】請求項2に係る発明は、請求項1記載のシ
リコンウエハの加熱装置において、前記シリコンウエハ
収納容器の上面部材は石英からなることを特徴とするも
のである。請求項3に係る発明は、請求項1または2記
載のシリコンウエハの加熱装置において、前記シリコン
ウエハ収納容器の上面部材以外の部分はステンレススチ
ールからなることを特徴とするものである。
【0011】請求項4に係る発明は、請求項1〜3のい
ずれかに記載のシリコンウエハの加熱装置において、前
記断熱容器は、内面材および外面材が金属板であり、両
金属板の間に断熱材を挟んだ構造の箱体であることを特
徴とするものである。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面に基づいて説明する。図1は本発明の一実施形態で
あるシリコンウエハ加熱装置を示す概略断面図である。
このシリコンウエハ加熱装置1は、直方体の箱状に形成
された断熱容器2と、この断熱容器2内の下部に配置さ
れてシリコンウエハSを収納するシリコンウエハ収納容
器3と、前記断熱容器2内であって、このシリコンウエ
ハ収納容器3の上方に配置された赤外線ヒータ4とで構
成される。
【0013】断熱容器2は、上面が開放された箱状の容
器2aと、この容器2aの上面を覆い、蝶番2bによっ
て外側に開閉可能に取り付けられた蓋2cとで構成され
ている。この容器2aは、板状の断熱材(材質:グラス
ウール)21の両面を金属板(材質:SUS304)2
2a,22bで挟み、且つ端面にも同材質の金属板22
cを貼り付けることにより断熱材21を密封した板材2
2を使用して組み立ててある。
【0014】また、蓋2cは一枚の前記板材22からな
り、シリコンウエハ収納容器3の上方となる位置に貫通
穴2dが開けてあり、この貫通穴2dにはガラス板2e
が嵌め込んである。このガラス板2eの上方に赤外線温
度計Tを配置して、断熱容器2内の温度が測定できるよ
うになっている。シリコンウエハ収納容器3は、底板を
有する円筒体からなる台部31と、その上面を覆う円板
状の蓋(上面部材)32とからなる。台部31はステン
レススチール製であり、蓋32は石英製で台部31の上
端面に自重で載せてあるだけである。また、台部31の
底板の内径は収納されるシリコンウエハSの径より少し
大きくなっており、台部31の高さ(筒体の長さ)は、
シリコンウエハSを入れた状態で上部に高さ数mmの空
間31aが生じる寸法にしてある。また、断熱容器2の
側面板および台部31の周面部材を貫通して、前記空間
31a内の温度を測定する熱電対10が配置されてい
る。
【0015】また、台部31の周面の円周を4等分する
各位置には、収納されたシリコンウエハSの上面位置よ
り少し上側となる高さに貫通孔33が開けてあり、各貫
通孔33にはそれぞれ、断熱容器2の側面板を貫通して
配管されたガス導入管6が接続されている。また、台部
31の円板状の底板には円板面の中心を貫通する貫通孔
34が開けてあり、この貫通孔34には、断熱容器2の
底板を貫通して配管されたガス排出管7が接続されてい
る。また、蓋32の円板面の中心には貫通孔35が開け
てあり、この貫通孔35には、断熱容器2の側面板を貫
通して配管されたガス導出管8が接続されている。
【0016】なお、ガス導入管6の他端はキャリヤガス
として使用されるヘリウムガスボンベに、ガス排出管7
の他端は排気口に、ガス導出管8は分析装置またはその
前処理装置のガス導入口にそれぞれ接続される。赤外線
ヒータ4は、チューブが石英製で棒状のものを二本、所
定の間隔を開けて平行にシリコンウエハ収納容器3の真
上に配置し、シリコンウエハ収納容器3の上面全体に均
一に赤外線が照射されるようにした。赤外線ヒータ4の
直上には反射板41を設置して加熱効率を高くしてあ
る。また、赤外線ヒータ4の両端の電極部4aは支持台
91の上に載せてあり、電極部4aから延びる電源コー
ドは断熱容器2を貫通させて外部に出してある。
【0017】ここで、シリコンウエハ収納容器3内のシ
リコンウエハSの表面温度は、赤外線ヒータ4の設置高
さによって変化するため、赤外線ヒータ4の高さを可変
とする必要がある。そのため、この実施形態では、支持
台91を、断熱容器2の側面板内面に取り付けた案内部
材92により上下方向に移動可能とし、この案内部材9
2に取り付けられる固定部材93により任意の高さで固
定可能としてある。すなわち、案内部材92には断面が
T字形で上下方向に延びる溝が設けてあり、支持台91
の一端には前記溝内をスライド可能なスライド部材が設
けてあり、固定部材93としては、例えば、前記溝内に
配置されたナット部材とその雌ねじに螺合するボルト部
材とにより案内部材92の任意の高さに固定できるもの
を、支持台91の下側に配置してある。
【0018】なお、シリコンウエハ収納容器3にシリコ
ンウエハSを出し入れする際には、この赤外線ヒータ4
を動かしてシリコンウエハ収納容器3の真上から外す必
要があり、ここでは、前記支持台9をシリコンウエハ収
納容器3の外径寸法より長い板材で形成することによ
り、シリコンウエハSの出し入れ時には、赤外線ヒータ
4を横方向(支持台9をなす板材の長さ方向)に移動さ
せてシリコンウエハ収納容器3の真上から外すことがで
きるようにしてある。
【0019】このシリコンウエハ加熱装置1を使用する
際には、先ず、断熱容器2の蓋2cを開け、赤外線ヒー
タ4をシリコンウエハ収納容器3の真上から外し、シリ
コンウエハ収納容器3の蓋32を開けて、ピンセットで
シリコンウエハSを台部31内に置き、シリコンウエハ
収納容器3の蓋32を閉じて赤外線ヒータ4を所定の位
置に設置し、断熱容器2の蓋2cを閉じる。この状態
で、ガス導入管6からキャリヤガスとしてヘリウムガス
を導入し、赤外線ヒータ4への通電を行う。
【0020】これにより、赤外線ヒータ4から発生した
赤外線は、シリコンウエハ収納容器3の蓋32を透過し
て内部のシリコンウエハSを加熱し、これに伴って、シ
リコンウエハSに吸着している有機物が気化して、シリ
コンウエハ収納容器3内上部の空間31aに溜まる。こ
の空間31a内に溜まった気体は、ガス導入管6から当
該空間31a内に導入されているキャリヤガスに同伴さ
れて、ガス導出管8から断熱容器2の外部の分析装置ま
たは前処理装置に導入される。また、余分なキャリヤガ
スは、加熱によってシリコンウエハ収納容器3の内底面
とシリコンウエハSの下面との間に生じる隙間を通り、
ガス排出管7から断熱容器2外の排気口に排出される。
【0021】ここで、このシリコンウエハ加熱装置1
は、加熱手段として赤外線ヒータ4を使用しているた
め、断熱容器2内に加熱手段に起因する金属成分が生じ
ない。また、断熱容器2およびシリコンウエハ収納容器
3からも有機物および無機物のいずれのガス状物も発生
しない。したがって、断熱容器2の内部および外部のい
ずれにもガス状物が発生しない。そのため、このシリコ
ンウエハ加熱装置1は、クリーンルーム内の空気を汚染
しないため、クリーンルーム内で使用することができ
る。
【0022】したがって、クリーンルーム内の空気中に
存在するガス状有機物のうちシリコンウエハに吸着した
物質を分析する際に、当該クリーンルーム内にこのシリ
コンウエハ加熱装置1を配置し、当該クリーンルーム内
に放置してクリーンエアに晒されたシリコンウエハS
を、このシリコンウエハ加熱装置1に入れて加熱すれ
ば、当該シリコンウエハSは他の空気に晒されていない
ため、当該クリーンルーム内での吸着物のみが脱着され
る。しがって、ガス導出管8から分析装置に導入される
ガスによって、シリコンウエハSにクリーンルーム内で
吸着した物質についての正確な分析がなされる。
【0023】なお、前記実施形態では、断熱容器2を上
面で開閉するものとしたが、側面で開閉するものとして
もよい。また、シリコンウエハ収納容器3も、上面部材
を蓋32として上面で開閉するものにしたが、容器3内
を密閉することができれば、シリコンウエハSを側面か
ら出し入れするものであってもよい。また、この実施形
態では、シリコンウエハ収納容器3にガス排出管7を接
続しているため、シリコンウエハ収納容器3の内底面の
面精度が低く、加熱によってこの内底面とシリコンウエ
ハSの下面との間に隙間が生じる場合に、当該隙間に移
動したキャリヤガスがガス排出管7から排出される。し
たがって、前記隙間が生じる恐れがない場合にはガス排
出管7を設ける必要はない。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1〜4のシ
リコンウエハ加熱装置によれば、クリーンルーム内の空
気を汚染するようなガス状物が断熱容器の内外に発生し
ないため、クリーンルーム内で使用することができる。
そのため、ガス導出管から分析装置に導入されるガスに
よって、シリコンウエハにクリーンルーム内で吸着した
物質についての正確な分析がなされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に相当するシリコンウエハ
加熱装置を示す概略断面図である。
【符号の説明】
S シリコンウエハ 1 シリコンウエハ加熱装置 2 断熱容器 3 シリコンウエハ収納容器 4 赤外線ヒータ 6 ガス導入管 8 ガス導出管 21 断熱材 22a 金属板(外面材) 22b 金属板(内面材) 31a 空間 32 蓋(上面部材)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01N 30/88 H01L 21/324 D H01L 21/324 21/66 L 21/66 G01N 1/28 K

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリコンウエハを所定温度に加熱するこ
    とにより表面に吸着した物質を気化させて脱着し、脱着
    物質をキャリヤガスに同伴させて外部に導出するシリコ
    ンウエハの加熱装置において、 断熱容器と、その内部に配置されたシリコンウエハ収納
    容器と、当該断熱容器内部で且つ前記シリコンウエハ収
    納容器の上方に配置された赤外線ヒータとで構成され、
    前記断熱容器およびシリコンウエハ収納容器は、前記所
    定温度の加熱によってもガス状物が発生しない材質から
    なり、前記シリコンウエハ収納容器の上面部材は赤外線
    を透過する材質からなり、前記シリコンウエハ収納容器
    の内部寸法はシリコンウエハ収納時に当該容器内上部に
    空間が生じる大きさとし、前記シリコンウエハ収納容器
    には、前記キャリヤガスを内部に導入するガス導入管
    と、当該シリコンウエハ収納容器内の前記空間内の気体
    を断熱容器外に導出するガス導出管とを接続したことを
    特徴とするシリコンウエハの加熱装置。
  2. 【請求項2】 前記シリコンウエハ収納容器の上面部材
    は石英からなることを特徴とする請求項1記載のシリコ
    ンウエハの加熱装置。
  3. 【請求項3】 前記シリコンウエハ収納容器の上面部材
    以外の部分はステンレススチールからなることを特徴と
    する請求項1または2記載のシリコンウエハの加熱装
    置。
  4. 【請求項4】 前記断熱容器は、内面材および外面材が
    金属板であり、両金属板の間に断熱材を挟んだ構造の箱
    体であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つ
    に記載のシリコンウエハの加熱装置。
JP7195430A 1995-07-31 1995-07-31 シリコンウエハの加熱装置 Pending JPH0943117A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180045697A1 (en) * 2016-08-10 2018-02-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Thermal desorption system and method of analyzing a substrate using the same
CN115372529A (zh) * 2022-07-29 2022-11-22 上海化工院检测有限公司 一种用于光解反应研究的顶空进样瓶及使用方法

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040224