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JP2002148156A - Metallic impurity sampling container - Google Patents

Metallic impurity sampling container

Info

Publication number
JP2002148156A
JP2002148156A JP2000340122A JP2000340122A JP2002148156A JP 2002148156 A JP2002148156 A JP 2002148156A JP 2000340122 A JP2000340122 A JP 2000340122A JP 2000340122 A JP2000340122 A JP 2000340122A JP 2002148156 A JP2002148156 A JP 2002148156A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
sampling
container
sample gas
sampling container
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000340122A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ryuichiro Isaki
隆一郎 伊崎
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.)
Japan Oxygen Co Ltd
Taiyo Nippon Sanso Corp
Original Assignee
Japan Oxygen Co Ltd
Nippon Sanso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Oxygen Co Ltd, Nippon Sanso Corp filed Critical Japan Oxygen Co Ltd
Priority to JP2000340122A priority Critical patent/JP2002148156A/en
Publication of JP2002148156A publication Critical patent/JP2002148156A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加水分解効率を低下させることなく、安全か
つ確実に金属不純物のサンプリングを行うことができ、
分析精度の向上も図れる金属不純物のサンプリング容器
を提供する。 【解決手段】 半導体プロセスガス中の金属不純物をサ
ンプリングするためのサンプリング容器21であって、
半導体プロセスガスを加水分解させる回収液22を収納
する密封容器23の前記回収液22と接触しない位置
に、試料ガス導入管24と排気管25とを設置する。
(57) [Summary] [PROBLEMS] A metal impurity can be sampled safely and reliably without lowering the hydrolysis efficiency.
Provided is a metal impurity sampling container capable of improving analysis accuracy. SOLUTION: This is a sampling container 21 for sampling metal impurities in a semiconductor process gas,
A sample gas introduction pipe 24 and an exhaust pipe 25 are provided in a sealed container 23 containing a recovery liquid 22 for hydrolyzing a semiconductor process gas at a position not in contact with the recovery liquid 22.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、金属不純物のサン
プリング容器に関し、詳しくは、フッ化水素、塩化水
素、臭化水素等のハロゲン化水素や、沃化水素、アンモ
ニア等の加水分解性を有する半導体プロセスガス中の微
量金属不純物をサンプリングする回収液容器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sampling container for metal impurities, and more particularly, to a sampling container for hydrogen impurities such as hydrogen fluoride, hydrogen chloride, and hydrogen bromide, and hydrolyzing hydrogen iodide and ammonia. The present invention relates to a recovery liquid container for sampling trace metal impurities in a semiconductor process gas.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体デバイスの高集積化に伴い、シリ
コンウエハーの高品質化が求められている。シリコンウ
エハーとしてはCZウエハーが多く使われているが、結
晶欠陥の低減や電気特性の向上には、エピウエハーが必
要であると考えられている。しかしながら、エピウエハ
ーには、エピ工程で生じる重金属汚染の問題があり、エ
ピ工程で用いられる塩化水素(HCl)等の腐食性ガス
によるガスシステムの腐食と大きな関係がある。
2. Description of the Related Art As semiconductor devices become more highly integrated, higher quality silicon wafers are required. Although a CZ wafer is often used as a silicon wafer, it is considered that an epi-wafer is necessary for reducing crystal defects and improving electrical characteristics. However, the epi-wafer has a problem of heavy metal contamination generated in the epi-process, and has a great relationship with the corrosion of the gas system due to corrosive gas such as hydrogen chloride (HCl) used in the epi-process.

【0003】したがって、エピ工程で用いられるガスに
ついては、容器に充填されたガス品質に加え、半導体製
造装置に近い、いわゆるPOU(Point of Use)における
ガス中の金属不純物を評価できる技術の確立が重要であ
る。POUにおけるガス中の金属不純物の分析が可能に
なれば、ガス供給システムの最適化が図れ、また、腐食
によるダメージの予測と防止策の早期実施とが可能とな
り、製造したデバイスの歩留りや特性の向上に寄与する
ことができる。
[0003] Therefore, regarding the gas used in the epi process, in addition to the quality of the gas filled in the container, a technique has been established that can evaluate metal impurities in the gas at a so-called POU (Point of Use) close to a semiconductor manufacturing apparatus. is important. If the analysis of metal impurities in the gas at the POU becomes possible, the gas supply system can be optimized, and the damage due to corrosion can be predicted and preventive measures can be taken at an early stage, and the yield and characteristics of the manufactured device can be improved. It can contribute to improvement.

【0004】通常、塩化水素等のハロゲン化水素中の金
属不純物の分析は、図3の概略図に示すように、容器1
1内の純水や硝酸水溶液、塩酸水溶液等の回収液12中
に、ガスサンプリングライン13から導入したサンプリ
ング対象ガスをバブリングさせることによって加水分解
させ、回収液中の金属濃度を、誘導結合プラズマをイオ
ン源とする質量分析装置(ICP−MS:Inductive Co
upled Plasma-Mass Spectrometer)のような金属分析装
置により分析するという加水分解法を用いている。この
加水分解法は、ガスと共に不純物も回収液に溶解させる
ことができるため、金属不純物の存在形態が揮発性物
質、粒子状物質の何れであっても全量を捕収することが
可能であり、極めて効率の良いサンプリング方法であ
る。
[0004] Usually, analysis of metal impurities in hydrogen halide such as hydrogen chloride is performed by using a vessel 1 as shown in the schematic diagram of FIG.
1 is subjected to hydrolysis by bubbling a gas to be sampled introduced from a gas sampling line 13 into a recovery liquid 12 such as pure water, an aqueous solution of nitric acid, or an aqueous solution of hydrochloric acid. Mass spectrometer as an ion source (ICP-MS: Inductive Co
It uses a hydrolysis method of analyzing with a metal analyzer such as an upled Plasma-Mass Spectrometer. In this hydrolysis method, since impurities can be dissolved in the recovery liquid together with the gas, it is possible to collect the entire amount of the metal impurities regardless of whether the existing form is a volatile substance or a particulate substance, This is an extremely efficient sampling method.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法をハロゲン化水素に適用した場合、ガスが加水分解す
る速度が著しく速いため、ガスのサンプリング流量が加
水分解速度に満たない流速になると、回収液がガスサン
プリングライン13の上流側に逆流しやすいという問題
があり、サンプリングの安定性を確保できなかった。
However, when this method is applied to hydrogen halide, the rate at which the gas is hydrolyzed is extremely high. However, there is a problem that the gas tends to flow backward to the upstream side of the gas sampling line 13, and the stability of the sampling cannot be secured.

【0006】この問題は、特に、半導体製造工程におけ
るPOU等、ガスの圧力や流量に変化が生じ易い場合、
具体的には、サンプルガスの流量が急激に減った場合に
顕著に現れる。この問題を解決するため、回収液とガス
サンプリングラインとの間にバッファタンクを設置させ
ることが通常行われている。
[0006] This problem is particularly problematic when the gas pressure or flow rate is liable to change, such as POU in a semiconductor manufacturing process.
Specifically, it appears remarkably when the flow rate of the sample gas sharply decreases. To solve this problem, it is common practice to install a buffer tank between the collected liquid and the gas sampling line.

【0007】しかし、回収液の逆流によって回収液がバ
ッファタンクに移動してしまうと、回収液量に変化が生
じるため、ガスのサンプリング量に誤差が生じたり、バ
ッファタンク内の金属不純物を汚染するというような分
析精度の問題もあった。
However, if the collected liquid moves to the buffer tank due to the backflow of the collected liquid, the amount of the collected liquid changes, so that an error occurs in the gas sampling amount and the metal impurities in the buffer tank are contaminated. There was such a problem of analytical accuracy.

【0008】加水分解法以外には、カラムトラップ法、
フィルタートラップ法、レジデュー法(残査法)といっ
たサンプリング方法も用いることが可能であるが、金属
不純物の存在形態が粒子状物質である場合は、これらの
方法を用いることにより、サンプリングガスの流量変化
にも対応した金属不純物分析を行うことが可能である。
しかしながら、ハロゲン化水素に代表される腐食性ガス
は、金属と反応して常温で蒸気圧を有する揮発性金属化
合物を生成する場合もあるので、加水分解法以外のサン
プリング法を用いた場合、これら揮発性金属不純物に対
する回収効率が著しく低下するという問題を有してい
る。
In addition to the hydrolysis method, a column trap method,
Sampling methods such as the filter trap method and the residue method (residue method) can also be used. However, when the metallic impurities are present in the form of particulate matter, these methods can be used to change the flow rate of the sampling gas. It is also possible to perform a corresponding metal impurity analysis.
However, corrosive gases typified by hydrogen halides may react with metals to generate volatile metal compounds having a vapor pressure at room temperature. There is a problem that the recovery efficiency for volatile metal impurities is significantly reduced.

【0009】そこで本発明は、ハロゲン化水素ガスのよ
うに加水分解速度が著しく速いガスをサンプリング対象
ガスとする場合であっても、加水分解時に回収液がガス
サンプリングラインに逆流することを防止し、加水分解
効率を低下させることもなく、安全かつ確実に金属不純
物のサンプリングを行うことができ、分析精度の向上も
図れる金属不純物のサンプリング容器を提供することを
目的としている。
Therefore, the present invention prevents the recovery liquid from flowing back to the gas sampling line during hydrolysis even when a gas having a very high hydrolysis rate such as a hydrogen halide gas is used as the gas to be sampled. It is another object of the present invention to provide a metal impurity sampling container capable of safely and reliably sampling metal impurities without lowering the hydrolysis efficiency and improving the analysis accuracy.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の金属不純物のサンプリング容器は、加水分
解性を有する半導体プロセスガス中の金属不純物をサン
プリングするためのサンプリング容器であって、半導体
プロセスガスを加水分解させる回収液を収納する密封容
器の前記回収液と接触しない位置に、試料ガス導入管と
排気管とを設置したことを特徴とし、特に、前記試料ガ
ス導入管と前記回収液の液面との距離(X)を、容器内
の回収液面の最大寸法(L)に対して、(3/4)L以
下、好ましくはL/10〜L/2に設定したことを特徴
としている。
In order to achieve the above object, a metal impurity sampling container according to the present invention is a sampling container for sampling metal impurities in a semiconductor process gas having hydrolyzability. A sample gas introduction pipe and an exhaust pipe are provided at a position not in contact with the recovery liquid in a sealed container containing a recovery liquid for hydrolyzing the process gas, and in particular, the sample gas introduction pipe and the recovery liquid are provided. The distance (X) from the liquid level to the maximum level (L) of the recovered liquid level in the container is set to (3/4) L or less, preferably L / 10 to L / 2. And

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】図1は本発明の金属不純物サンプ
リング容器の一形態例を示す概略図である。このサンプ
リング容器21は、半導体プロセスガスを加水分解させ
るための回収液22を収納する密封容器23に、試料ガ
ス導入管(ガスサンプリングライン)24と排気管25
とを設けたものであって、試料ガス導入管24及び排気
管25は、その先端開口が回収液22と接触しない位置
にそれぞれ設置されている。
FIG. 1 is a schematic view showing one embodiment of a metal impurity sampling container according to the present invention. The sampling container 21 is provided with a sample gas introduction pipe (gas sampling line) 24 and an exhaust pipe 25 in a sealed container 23 containing a recovery liquid 22 for hydrolyzing a semiconductor process gas.
The sample gas introduction pipe 24 and the exhaust pipe 25 are respectively provided at positions where the tip openings thereof do not contact the recovery liquid 22.

【0012】前記試料ガス導入管24は、該試料ガス導
入管24から密封容器23内に導入するガスを回収液2
2に効果的に接触させるため、試料ガス導入管24の先
端開口を回収液22の方向に向けるとともに、試料ガス
導入管24の先端と回収液液面との距離Xを、回収液2
2の液面の最大寸法L、例えば密封容器23が円筒形な
らば直径、横断面形状が正方形等の四角形ならば対角線
の長さに対して、(3/4)L以下、特に(1/10)
L〜(1/2)Lの範囲に設定することが好ましい。こ
の距離Xが小さくなりすぎると、回収液22が試料ガス
導入管24に接触するおそれがあり、(3/4)Lを超
えると、ガスと回収液との接触が十分に行えなくなるお
それがある。
The sample gas introduction pipe 24 is provided for collecting the gas introduced from the sample gas introduction pipe 24 into the sealed container 23.
In order to make the contact with the collection liquid 2 effectively, the opening of the tip of the sample gas introduction pipe 24 is directed toward the collection liquid 22 and the distance X between the tip of the sample gas introduction pipe 24 and the liquid level of the collection liquid 2
2, the maximum dimension L of the liquid surface, for example, the diameter if the sealed container 23 is cylindrical, or the length of the diagonal if the cross-sectional shape is a square such as a square, is (3/4) L or less, particularly (1/4) 10)
It is preferable to set in the range of L to (1 /) L. If the distance X is too small, the collected liquid 22 may come into contact with the sample gas introduction pipe 24. If the distance X exceeds (3/4) L, the gas may not be sufficiently contacted with the collected liquid. .

【0013】一方、前記排気管25は、密封容器23内
の余剰のガスを排気可能な任意の位置に設けることがで
きるが、試料ガス導入管24から密封容器23内に導入
されたガスが回収液22に接触せずに排気されることを
より確実に防止するため、回収液22及び試料ガス導入
管24から可能な範囲で離れた位置に設けることが好ま
しい。
On the other hand, the exhaust pipe 25 can be provided at any position where excess gas in the sealed container 23 can be exhausted, but the gas introduced into the sealed container 23 from the sample gas introducing pipe 24 is recovered. In order to more reliably prevent the gas from being exhausted without coming into contact with the liquid 22, it is preferable to provide the recovery liquid 22 and the sample gas introduction pipe 24 at positions as far as possible from each other.

【0014】また、ハロゲン化水素は、水分を含むと強
い腐食性を示すので、このような試料ガス中の不純物を
回収する場合は、サンプリング容器21からの汚染を防
止するため、容器構成物として、ポリ三フッ化塩化エチ
レン(PCTFE)、ポリ四フッ化エチレン(PTF
E)、四フッ化エチレン−パーフロロアルキルビニルエ
ーテル共重合体(PFA)等のフッ素樹脂を用いること
が望ましい。
In addition, hydrogen halide exhibits strong corrosiveness when it contains moisture. Therefore, when such impurities in the sample gas are collected, contamination from the sampling container 21 is prevented. , Polytetrafluoroethylene (PCTFE), polytetrafluoroethylene (PTF)
E), it is desirable to use a fluororesin such as ethylene tetrafluoride-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA).

【0015】サンプリング容器21の寸法は、ガスの接
触時間を考慮すると、内径が10mm以上であれば十分
であり、この種の形状の容器として、外径が35mmの
ものが容易に入手可能であることから、これを使用すれ
ばよい。内径が小さい場合は、回収液の液面の面積が小
さくなるので、ガスとの接触効率が低下してしまう。な
お、サンプリング容器21には市販のガス洗浄瓶を用い
ることもでき、このような市販のものを流用する場合
は、管の端面と液面との距離が所定の寸法になるするよ
うに管をカットして用いればよい。
The size of the sampling container 21 is sufficient if the inner diameter is 10 mm or more in consideration of the gas contact time, and a container having an outer diameter of 35 mm is easily available as a container of this type. Therefore, this can be used. When the inner diameter is small, the area of the liquid surface of the recovered liquid becomes small, so that the contact efficiency with the gas is reduced. Note that a commercially available gas cleaning bottle can be used as the sampling container 21. When such a commercially available gas cleaning bottle is used, the pipe is placed so that the distance between the end face of the pipe and the liquid surface becomes a predetermined dimension. It may be cut and used.

【0016】また、試料ガス導入管24や排気管25に
は、ガス流量に応じて口径1/16以上の配管を用いれ
ばよく、金属汚染を抑止するため、容器内の配管は、ポ
リ三フッ化塩化エチレン、ポリ四フッ化エチレン、四フ
ッ化エチレン−パーフロロアルキルビニルエーテル共重
合体等のフッ素樹脂からなるものを使用することが望ま
しい。
The sample gas introduction pipe 24 and the exhaust pipe 25 may be pipes having a diameter of 1/16 or more in accordance with the gas flow rate. It is desirable to use a fluororesin such as ethylene chloride, polytetrafluoroethylene, or tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer.

【0017】サンプリング時のガスの流速、例えばハロ
ゲン化水素の流速は、10L/min以下、特に1L/
min以下が好ましい。このガス流速が速すぎると、前
記距離Xが小さい場合は液面が波立って回収液22が試
料ガス導入管24に接触するおそれがあり、また、回収
液との接触が十分に行われずに排気管25から試料ガス
が流出してしまうおそれがある。
The flow rate of gas at the time of sampling, for example, the flow rate of hydrogen halide is 10 L / min or less, particularly 1 L / min.
min or less is preferable. If the gas flow velocity is too high, if the distance X is small, the liquid surface may undulate and the collected liquid 22 may come into contact with the sample gas introduction pipe 24, and the contact with the collected liquid may not be sufficiently performed. The sample gas may flow out of the exhaust pipe 25.

【0018】このように、試料ガス導入管24を回収液
22に非接触状態で設けることにより、加水分解速度が
著しく速いハロゲン化水素中の金属不純物をサンプリン
グする場合に、試料ガス導入管24から導入されるガス
流量が大きく低下しても、回収液22が試料ガス導入管
24に逆流することがないので、安定した状態で確実な
サンプリングを行うことができる。また、前段にバッフ
ァタンクを設置する必要もなくなり、サンプリング容器
や配管を含めた一式の大きさを従来よりも大幅にコンパ
クト化することが可能である。
As described above, by providing the sample gas introducing pipe 24 in a non-contact state with the recovery liquid 22, when sampling metal impurities in the hydrogen halide whose hydrolysis rate is extremely high, the sample gas introducing pipe 24 is connected to the sample gas introducing pipe 24. Even if the flow rate of the introduced gas is greatly reduced, the recovery liquid 22 does not flow back to the sample gas introduction pipe 24, so that reliable sampling can be performed in a stable state. In addition, there is no need to install a buffer tank in the preceding stage, and the size of a set including the sampling container and the piping can be made much more compact than before.

【0019】なお、サンプリング後の金属不純物の分析
は、従来と同様に、ICP質量分析計、ICPプラズマ
発光分光分析計、原子吸光分析計等の機器によって行う
ことができる。
The analysis of metal impurities after sampling can be performed by a device such as an ICP mass spectrometer, an ICP plasma emission spectrometer, or an atomic absorption spectrometer, as in the conventional case.

【0020】図2は、本発明のサンプリング容器を用い
て試料ガス中の金属不純物をサンプリングするためのサ
ンプリング装置の一例を示す系統図である。このサンプ
リング装置は、半導体プロセスガスが充填されたボンベ
等のガス容器31に、圧力調整弁32、流量調節弁3
3、三方弁34、弁35,36、流量計(マスフローメ
ーター)37、逆止弁38、弁39を有するバイパス経
路40と、前記三方弁34から分岐し、弁41,42を
介してサンプリング容器21に接続する試料ガス導入管
24と、サンプリング容器21に弁43,44,45,
46を介して接続した排気管25と、前記ガス容器31
の容器弁47に弁48、フィルター49を介して接続し
たパージガス導入経路50とを有している。
FIG. 2 is a system diagram showing an example of a sampling apparatus for sampling metal impurities in a sample gas using the sampling container of the present invention. The sampling device includes a pressure regulating valve 32 and a flow regulating valve 3 in a gas container 31 such as a cylinder filled with a semiconductor process gas.
3, a bypass path 40 having a three-way valve 34, valves 35 and 36, a flow meter (mass flow meter) 37, a check valve 38 and a valve 39, and a sampling vessel branched from the three-way valve 34 and via valves 41 and 42. A sample gas introduction pipe 24 connected to the sampling vessel 21 and valves 43, 44, 45,
An exhaust pipe 25 connected via a gas container 31;
And a purge gas introduction path 50 connected to the container valve 47 via a valve 48 and a filter 49.

【0021】このサンプリング装置で試料ガスのサンプ
リングを行うには、まず、三方弁34の試料ガス導入管
24側及びパージガス導入経路50の弁48を閉じた状
態で他の弁を全て開き、ガス容器31から流出する試料
ガスの圧力及び流量を、圧力調整弁32及び流量調節弁
33で所定値に設定する。流量が安定した状態で、三方
弁34の試料ガス導入管24側を開いてサンプリング容
器21への試料ガスの導入を開始し、サンプリング操作
を所定時間行う。
In order to sample a sample gas with this sampling device, first, all the other valves are opened with the three-way valve 34 on the side of the sample gas introduction pipe 24 and the valve 48 of the purge gas introduction path 50 closed, and the gas container is opened. The pressure and the flow rate of the sample gas flowing out of 31 are set to predetermined values by the pressure control valve 32 and the flow control valve 33. With the flow rate stabilized, the sample gas introduction pipe 24 side of the three-way valve 34 is opened to start introduction of the sample gas into the sampling vessel 21, and the sampling operation is performed for a predetermined time.

【0022】所定時間経過後、三方弁34の試料ガス導
入管24側を閉じ、容器弁47を閉じるとともに、弁4
8を開いてパージガス、例えば窒素ガスを導入して系内
のパージを行い、さらに、三方弁34の試料ガス導入管
24側を開き、サンプリング容器21側の系内をパージ
する。パージ終了後、サンプリング容器21内の回収液
中に含まれる金属成分を適当な分析装置で分析すること
により、試料ガス中の金属不純物濃度を測定することが
できる。
After a lapse of a predetermined time, the three-way valve 34 is closed on the side of the sample gas introduction pipe 24, the container valve 47 is closed, and the valve 4 is closed.
8 is opened to purge the system by introducing a purge gas, for example, nitrogen gas, and further, the sample gas introduction pipe 24 side of the three-way valve 34 is opened to purge the system on the sampling container 21 side. After completion of the purging, the concentration of metal impurities in the sample gas can be measured by analyzing the metal component contained in the recovered liquid in the sampling container 21 with a suitable analyzer.

【0023】このとき、従来のサンプリング容器では、
三方弁を閉じてサンプリング容器への試料ガスの導入を
停止すると、試料ガス導入管内の試料ガスが回収液に溶
け込むため、回収液が試料ガス導入管内を逆流してしま
うので、従来の装置では、例えば三方弁34とサンプリ
ング容器21との間にパージガス導入弁を設けておき、
三方弁34を切換えて試料ガスの導入を停止すると同時
にパージガス導入弁を開き、試料ガス導入管にパージガ
スを導入して回収液の逆流を防止しなければならなかっ
た。
At this time, in the conventional sampling container,
When the three-way valve is closed and the introduction of the sample gas into the sampling container is stopped, the sample gas in the sample gas introduction pipe dissolves in the recovery liquid, and the recovery liquid flows backward in the sample gas introduction pipe. For example, a purge gas introduction valve is provided between the three-way valve 34 and the sampling container 21,
The three-way valve 34 must be switched to stop the introduction of the sample gas, and at the same time, the purge gas introduction valve must be opened to introduce the purge gas into the sample gas introduction pipe to prevent the recovery liquid from flowing back.

【0024】一方、本発明のサンプリング容器の場合
は、三方弁34を閉じても回収液が試料ガス導入管24
内に逆流することがないので、サンプリング操作終了か
らパージ操作への移行を容易にかつ迅速に行うことがで
きる。
On the other hand, in the case of the sampling container of the present invention, even if the three-way valve 34 is closed, the collected liquid remains in the sample gas introduction pipe 24.
Since there is no backflow into the inside, the transition from the end of the sampling operation to the purging operation can be performed easily and quickly.

【0025】[0025]

【実施例】実施例1 図2に示す構成のサンプリング装置を使用して塩化水素
中の金属不純物の分析を行った。サンプリング容器はP
FA製で、内容積が125cc、直径が45mm、液面
の面積が約1590mmのものを使用し、回収液には
純水を使用した。また、試料ガス導入管と排気管には外
径6mmのPFA配管を使用し、試料ガス導入管先端と
液面との距離は15mmとした。
EXAMPLE 1 Metal impurities in hydrogen chloride were analyzed using a sampling apparatus having the structure shown in FIG. Sampling container is P
A product made of FA having an internal volume of 125 cc, a diameter of 45 mm, and a liquid surface area of about 1590 mm 2 was used, and pure water was used as a recovery liquid. Further, a PFA pipe having an outer diameter of 6 mm was used for the sample gas introduction pipe and the exhaust pipe, and the distance between the tip of the sample gas introduction pipe and the liquid level was 15 mm.

【0026】この条件で、試料ガスの流量を変化させて
加水分解効率のガス流量依存性を測定した。サンプリン
グ容器へのガス供給量は、マスフローコントローラーに
より調整された単位時間当たりの質量流量にサンプリン
グ時間を乗じたものとした。回収液に回収された塩化水
素のガス量は、ガスを回収する前後で回収液の入ったサ
ンプリング容器の重量を測定し、その差分を回収ガス量
とした。測定結果を以下に示す。なお、液面の上昇量は
約3mmであった。
Under these conditions, the gas flow rate dependence of the hydrolysis efficiency was measured by changing the flow rate of the sample gas. The gas supply amount to the sampling container was obtained by multiplying the mass flow rate per unit time adjusted by the mass flow controller by the sampling time. The amount of hydrogen chloride gas recovered in the recovery liquid was determined by measuring the weight of the sampling container containing the recovery liquid before and after recovering the gas, and the difference was defined as the recovery gas amount. The measurement results are shown below. The amount of rise in the liquid level was about 3 mm.

【0027】 ガス流量[sccm] ガス供給量[g] ガス回収量[g] 回収効率[%] 300 10.5 10.3 98 500 9.0 8.5 94Gas flow rate [sccm] Gas supply rate [g] Gas recovery rate [g] Recovery efficiency [%] 300 10.5 10.3 98 500 9.0 8.5 94

【0028】実施例2 ガス流量を500sccmとし、試料ガス導入管先端と
液面との距離を変化させ、実施例1と同様にして加水分
解効率の距離依存性を測定した。その結果を以下に示
す。
Example 2 The distance dependence of the hydrolysis efficiency was measured in the same manner as in Example 1 except that the gas flow rate was set to 500 sccm and the distance between the tip of the sample gas introduction tube and the liquid surface was changed. The results are shown below.

【0029】 距離[mm] ガス供給量[g] ガス回収量[g] 回収効率[%] 15 9.0 8.5 94 25 9.0 7.7 86Distance [mm] Gas supply amount [g] Gas recovery amount [g] Recovery efficiency [%] 15 9.0 8.5 94 25 9.0 7.7 86

【0030】実施例3 試料ガスとして2種類のアンモニアガス(A,B)を使
用し、各アンモニアガス中の金属不純物をそれぞれ測定
した。試料ガス導入管先端と液面との距離は15mmと
し、ガス流量は500sccmとした。また、アンモニ
アガスのサンプリング量は10gとした。その他のサン
プリング条件は実施例1と同じとした。
Example 3 Two types of ammonia gas (A, B) were used as sample gases, and metal impurities in each ammonia gas were measured. The distance between the tip of the sample gas introduction tube and the liquid surface was 15 mm, and the gas flow rate was 500 sccm. The sampling amount of ammonia gas was 10 g. Other sampling conditions were the same as in Example 1.

【0031】サンプリング操作を行った回収液を20倍
に濃縮した後、原子吸光法によって金属の定量を行い、
合計流量から換算して各アンモニアガス中の金属不純物
濃度[wtppb]をそれぞれ算出した。その結果を以
下に示す。
After concentrating the collected solution subjected to the sampling operation 20 times, the amount of the metal is determined by the atomic absorption method.
The metal impurity concentration [wtppb] in each ammonia gas was calculated from the total flow rate. The results are shown below.

【0032】 サンプル Fe Ni Cr Al Si A 4.2 <0.6 <0.1 <0.6 <6 B <0.3 <0.6 <0.1 <0.6 10Sample FeNiCrAlSiA 4.2 <0.6 <0.1 <0.6 <6 B <0.3 <0.6 <0.1 <0.6 10

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の金属不純
物のサンプリング容器は、サンプルガスの流量変動に対
して回収液の逆流を抑止できるため、半導体プロセスガ
スのサンプリングが安定し、精度の高い金属分析が可能
になる。これにより、半導体製造プロセスの稼動時にも
ガス中の金属不純物を分析可能となるので、ガス設備の
メンテナンス時期が明確化し、更には製造したデバイス
の歩留りや特性の向上にも寄与することができる。
As described above, the metal impurity sampling container of the present invention can suppress the backflow of the recovery liquid with respect to the variation in the flow rate of the sample gas, so that the sampling of the semiconductor process gas is stable and the precision is high. Metal analysis becomes possible. This makes it possible to analyze the metal impurities in the gas even during the operation of the semiconductor manufacturing process, thereby making it possible to clarify the maintenance time of the gas equipment and to contribute to the improvement of the yield and the characteristics of the manufactured device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の金属不純物サンプリング容器の一形
態例を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic view showing one embodiment of a metal impurity sampling container of the present invention.

【図2】 本発明のサンプリング容器を用いて試料ガス
中の金属不純物をサンプリングするためのサンプリング
装置の一例を示す系統図である。
FIG. 2 is a system diagram showing an example of a sampling device for sampling metal impurities in a sample gas using the sampling container of the present invention.

【図3】 従来のサンプリング容器の一例を示す概略図
である。
FIG. 3 is a schematic view showing an example of a conventional sampling container.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21…サンプリング容器、22…回収液、23…密封容
器、24…試料ガス導入管、25…排気管
Reference numeral 21: sampling container, 22: recovered liquid, 23: sealed container, 24: sample gas introduction pipe, 25: exhaust pipe

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 加水分解性を有する半導体プロセスガス
中の金属不純物をサンプリングするためのサンプリング
容器であって、半導体プロセスガスを加水分解させる回
収液を収納する密封容器の前記回収液と接触しない位置
に、試料ガス導入管と排気管とを設置したことを特徴と
する金属不純物のサンプリング容器。
A sampling container for sampling metal impurities in a semiconductor process gas having a hydrolyzability, wherein the sampling container is in a sealed container for storing a recovery solution for hydrolyzing the semiconductor process gas and is not in contact with the recovery solution. A sampling container for metal impurities, wherein a sample gas introduction pipe and an exhaust pipe are provided.
【請求項2】 前記試料ガス導入管と前記回収液の液面
との距離(X)は、容器内の回収液面の最大寸法(L)
に対して、(3/4)L以下であることを特徴とする請
求項1記載の金属不純物のサンプリング容器。
2. The distance (X) between the sample gas inlet tube and the liquid level of the recovered liquid is the maximum dimension (L) of the recovered liquid level in the container.
2. The metal impurity sampling container according to claim 1, wherein the amount is not more than (3/4) L.
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