[发明专利]原料流体浓度检测器

说明书

本发明提供一种在有机原料流体的供给系统等中使用的浓度计，能够实现该浓度计的结构的简单化、小型化、产品成本的降低，能够将透光窗的透明度保持为一定从而进行稳定的浓度测定，并且提高了气密性能和耐颗粒性。本发明为由检测器主体(2)、设置于检测器主体(2)的上面或下面的光振荡部和光检测部构成的光分析式原料流体浓度检测器，所述光分析式原料流体浓度检测器构成为：在检测器主体上面或下面形成有至少一个凹部，并且检测器主体具备：从检测器主体的流体入口与凹部连通的流体流路；连通凹部之间的流体通路；从凹部与检测器主体的流体出口连通的流体流路，所述光分析式原料流体浓度检测器构成为：在最接近入口的凹部配置有光振荡部，在剩余的凹部配置有光检测部。

技术领域

本发明为涉及半导体制造装置的原料流体供给装置等中使用的工艺流体浓度计的改良的发明，特别是涉及一种在线(in-line，又称为直连、串联、生产线中配置)型光分析方式的原料流体浓度检测器，其能够谋求(实现)浓度计的传感器部的小型化和在线型，并且即使针对高析出性、高光反应性、腐蚀性的原料流体也能够在长时间内保持稳定的透光窗的高透明度和传感器内部的高清洁度(耐颗粒性)。

背景技术

从实现半导体产品的品质提高的观点出发，半导体制造装置的原料流体供给装置等需要向处理装置供给稳定的浓度的工艺原料流体。

因此，以往的这种原料流体供给装置，例如，如图9所示，在发泡型原料流体供给装置中，在进行温度控制的原料罐21的原料蒸气出口的附近设置光分析方式的浓度计22，通过利用来自该浓度计22的浓度检测信号，调整原料罐21的温度、载体气体CG的流量、罐内蒸气压力Po等，由此，将规定的原料浓度的工艺气体24(例如，在罐21内存储的含有三甲基镓TMGa等的有机金属材料蒸气的工艺气体)供给到反应炉23。

此外，图9中，25为热式质量流量控制器，26为罐内压的压力调整装置。

此外，作为上述光分析方式的浓度计22，虽然有各种结构的浓度计22被实用化，但是大多数浓度计22如图10(日本专利特开平9-178652)和图11(日本专利特开2004-108981号)所示，由如下部件构成：被测定气体G流通的光学室(气室、气体单元)27；向光学室27内照射光线的光源28；在光学室27内部通过的光线的受光装置29；根据受光装置29的信号求出吸光度而计算原料浓度的运算装置30等。此外，31为主管路，32为分支管路。

而且，在图10的浓度计22中，测定光学室27内的气体的所谓的吸光光度，并且针对吸光度的测定结果，运用朗伯-比尔定律(Lambert-Beer law)，计算气体浓度。

并且，后者的日本专利特开2004-108981号中，如图11所示，将内设有光学室(吸光室)的在线传感器33固定于管路31，进行透过上述光学室的光的光度测定。

此外，内设有上述光分析方式的浓度计22或光学室(吸光室)27的在线传感器33为公知设备，在此省略其详细说明。

并且，在原料气体浓度的测定时，首先，需要将光学室27连接固定到管路32(或者管路31)。但是，不容易确保光学室27和管路32(或者管路31)的连接部的气密性，例如，使用通常的包装材料或密封材料的螺入连接或凸缘连接的方法，不容易进行具备高度气密性的连接固定，存在如下问题：在实际中难以达到确保在半导体制造装置的领域中所要求的气密性能(外部泄露在1×10^-10Pa·m³/sec以下)这样的情况。

此外，为了长期连续进行稳定的气体浓度测定，需要光学传感器27的透光窗的透明度长时间稳定，透明度产生经时变化的情况下，稳定的气体浓度测定变得困难。

但是，以往的气体浓度计中，大多数使用石英玻璃作为透光窗的构成材料，因此，在具有高腐蚀性或者高析出性的有机原料气体的浓度测定中，由于透光窗被腐蚀或者因原料的析出而造成其透明度提前降低，存在不能够进行稳定的原料气体浓度的测定这样的问题。