JP2003215028A - Method and apparatus for detecting chemical substance - Google Patents
Method and apparatus for detecting chemical substanceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、化学物質検出方法
及び装置に係り、特に、赤外線多重内部反射法により化
学物質の同定及びその定量化を行う化学物質検出方法及
び装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a chemical substance detection method and device, and more particularly to a chemical substance detection method and device for identifying and quantifying a chemical substance by an infrared multiple internal reflection method.
【0002】[0002]
【従来の技術】化学物質の種類を同定し或いはその濃度
を定量化することは、様々な局面において要請されてい
る。例えば、半導体装置の製造プロセスにおいては、製
造歩留まりを向上して高品質の半導体装置を製造するた
めに、製造過程にある半導体基板上に付着した有機汚染
物質などの化学物質を測定・管理することが必要であ
る。また、大気中に存在する化学物質、例えば、ゴミ焼
却施設等から排出されるダイオキシン類などの微量な化
学物質に起因する環境汚染や、新築住宅やマンションの
建材に含まれるVOC(揮発性有機物質:Volatile Org
anic Compond)と称される化学物質による健康障害が社
会問題となっており、大気中に含まれる化学物質を測定
・管理することが急務となっている。2. Description of the Related Art It is required in various aspects to identify the type of chemical substance or quantify its concentration. For example, in a semiconductor device manufacturing process, in order to improve the manufacturing yield and manufacture a high quality semiconductor device, it is necessary to measure and control chemical substances such as organic pollutants adhered to a semiconductor substrate in the manufacturing process. is necessary. In addition, environmental pollution caused by chemical substances existing in the atmosphere, for example, trace amounts of chemical substances such as dioxins emitted from garbage incineration facilities, and VOC (volatile organic substances) contained in building materials for new houses and condominiums. : Volatile Org
Health problems caused by chemical substances called anic compond) have become a social problem, and there is an urgent need to measure and manage chemical substances contained in the atmosphere.
【0003】このような化学物質を測定する一手段とし
て、本願発明者等は、赤外線多重内部反射法により化学
物質を検出する方法を既に提案している(例えば、特許
第3261362号公報、国際公開第WO01/130
93号公報を参照)。As one means for measuring such a chemical substance, the present inventors have already proposed a method of detecting the chemical substance by the infrared multiple internal reflection method (for example, Japanese Patent No. 3261362, International Publication). No. WO01 / 130
93).
【0004】特許第3261362号公報に記載の化学
物質検出方法は、赤外透過基板の内部を多重反射した後
に放出される赤外線を分析することにより、基板上に付
着した化学物質の種類を同定し、その濃度を定量化する
ものである。赤外透過基板の一端に赤外線を特定の入射
角度で入射すると、赤外線は基板内部を両表面で全反射
を繰り返しながら伝搬する。その際、基板表面に赤外線
が滲み出し(エバネッセント光)、表面に付着した化学
物質により特定波長域の赤外線が吸収される。したがっ
て、基板の他端から放出された伝搬光をFT−IRによ
って分光分析することにより、基板表面に付着した化学
物質の検出、同定が可能である。The chemical substance detection method disclosed in Japanese Patent No. 3261362 identifies the type of chemical substance adhered on the substrate by analyzing infrared rays emitted after multiple reflection inside the infrared transparent substrate. , To quantify its concentration. When infrared rays are incident on one end of the infrared transparent substrate at a specific incident angle, the infrared rays propagate inside the substrate while repeating total reflection on both surfaces. At that time, infrared rays bleed out to the surface of the substrate (evanescent light), and the infrared rays in a specific wavelength range are absorbed by the chemical substances attached to the surface. Therefore, the spectroscopic analysis of the propagation light emitted from the other end of the substrate by FT-IR makes it possible to detect and identify the chemical substances attached to the substrate surface.
【0005】また、国際公開第WO01/13093号
公報に記載の化学物質検出方法は、特開2000−55
815号公報に記載の化学物質検出方法を用いて大気中
の化学物質の濃度を測定するものである。測定対象の環
境中に赤外透過基板を曝した後、この基板を用いて赤外
線多重内部反射法により化学物質の測定を行うことで、
基板上に付着した化学物質の付着量から大気中の化学物
質の濃度を算出することができる。A method for detecting a chemical substance described in International Publication No. WO01 / 13093 is disclosed in JP-A-2000-55.
The chemical substance detection method described in Japanese Patent No. 815 is used to measure the concentration of chemical substances in the atmosphere. After exposing the infrared transparent substrate to the environment of the measurement object, by using this substrate to measure chemical substances by the infrared multiple internal reflection method,
The concentration of the chemical substance in the atmosphere can be calculated from the amount of the chemical substance attached on the substrate.
【0006】これら測定法は、GC/MS法などに比べ
て同等の感度をもつとともに、測定にリアルタイム性が
あり、且つ、簡便で経済的である。また、この測定法は
非破壊測定であり、製造プロセス中にある半導体基板を
そのまま測定することも可能である。These measuring methods have the same sensitivity as the GC / MS method and the like, and have real-time measurement, and are simple and economical. Further, this measuring method is a non-destructive measurement, and it is possible to directly measure the semiconductor substrate in the manufacturing process.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の化学物質検出方法は、定性分析能力、定量分析能力
に優れた方法であるが、装置価格が高価であり、装置容
積が大きいなどの欠点を有しており、化学物質の存在
を、簡便に、素早く、且つ、低コストで検知し、測定結
果を環境管理にフィードバックすることが困難であっ
た。However, although the above-mentioned conventional chemical substance detection methods are excellent in qualitative analysis ability and quantitative analysis ability, they are disadvantageous in that the apparatus price is expensive and the apparatus volume is large. It is difficult to detect the presence of chemical substances easily, quickly and at low cost, and to feed back the measurement results to environmental management.
【0008】また、上記従来の化学物質検出方法では、
透過赤外線の吸光度に基づいて化学物質の付着量を算出
するが、化学物質による吸収以外の赤外線の吸収が見ら
れる場合には、正確な付着量を求めることができなかっ
た。Further, in the above conventional chemical substance detection method,
The attached amount of the chemical substance was calculated based on the absorbance of the transmitted infrared rays, but if the infrared ray absorption other than the absorption by the chemical substance was observed, the accurate attached amount could not be obtained.
【0009】例えば、多重内部反射基板が半導体基板で
あった場合、基板の温度が変化すると基板内のフリーキ
ャリアの量が変化する。フリーキャリアは赤外線を吸収
するため、基板温度の変化によって多重内部反射基板の
赤外線の透過率が変化する。このような要因によって基
板を透過する赤外線の光量が変化すると、従来の化学物
質検出方法では、光量の変化が基板表面に付着した化学
物質による吸収のためであるのか基板の温度変化による
ものであるのかを区別することができず、正確な化学物
質の量を算出することができなかった。For example, when the multiple internal reflection substrate is a semiconductor substrate, the amount of free carriers in the substrate changes when the temperature of the substrate changes. Since free carriers absorb infrared rays, the infrared transmittance of the multiple internal reflection substrate changes according to changes in the substrate temperature. When the amount of infrared light transmitted through the substrate changes due to such a factor, in the conventional chemical substance detection method, it is because the change in the amount of light is due to the absorption by the chemical substance adhering to the substrate surface or the temperature change of the substrate. However, it was not possible to calculate the exact amount of chemical substances.
【0010】本発明の目的は、基板上に付着した化学物
質を、簡便に、高精度で、且つ、低コストで検知しうる
化学物質検出方法及び装置を提供することにある。It is an object of the present invention to provide a chemical substance detection method and apparatus capable of detecting a chemical substance attached to a substrate simply, with high accuracy and at low cost.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】上記目的は、赤外透過基
板に赤外線を入射し、前記赤外透過基板の内部を多重反
射した後に前記赤外透過基板より放出される赤外線を検
出し、検出した赤外線の強度に基づいて前記赤外透過基
板上に付着している化学物質の付着量を算出する化学物
質検出方法において、前記赤外透過基板の基準状態にお
いて、前記赤外透過基板を透過した第1の光量を測定
し、前記赤外透過基板上の前記化学物質の量が変化した
状態で、前記第1の光量を測定した際における前記赤外
透過基板の温度とほぼ等しい温度において、前記赤外透
過基板を透過した第2の光量を測定し、前記第1の光量
と前記第2の光量とを考慮して、前記赤外透過基板上に
付着した前記化学物質の付着量を算出することを特徴と
する化学物質検出方法によって達成される。The above-mentioned object is to detect infrared rays emitted from the infrared transmission substrate after the infrared rays are incident on the infrared transmission substrate and are multiple-reflected inside the infrared transmission substrate. In the chemical substance detection method of calculating the amount of the attached chemical substance on the infrared transparent substrate based on the intensity of the infrared rays, in the reference state of the infrared transparent substrate, the infrared transparent substrate is transmitted. The first light amount is measured, and in a state where the amount of the chemical substance on the infrared transmission substrate is changed, at a temperature substantially equal to the temperature of the infrared transmission substrate when the first light amount is measured, The second amount of light transmitted through the infrared transmitting substrate is measured, and the amount of the chemical substance attached on the infrared transmitting substrate is calculated in consideration of the first amount of light and the second amount of light. Chemical substance detection method characterized by It is achieved by.
【0012】また、上記の化学物質検出方法において、
前記第1の光量及び前記第2の光量を測定するに際し、
前記赤外透過基板の温度を測定し、前記赤外透過基板の
実測温度に基づく信号と所定の基準温度に基づく信号と
を比較することにより、前記赤外透過基板の温度を前記
基準温度にほぼ等しい温度に保つようにしてもよい。Further, in the above chemical substance detection method,
When measuring the first light amount and the second light amount,
By measuring the temperature of the infrared transparent substrate and comparing the signal based on the measured temperature of the infrared transparent substrate and the signal based on a predetermined reference temperature, the temperature of the infrared transparent substrate is almost equal to the reference temperature. You may make it maintain an equal temperature.
【0013】また、上記目的は、赤外透過基板に赤外線
を入射し、前記赤外透過基板の内部を多重反射した後に
前記赤外透過基板より放出される赤外線を検出し、検出
した赤外線の強度に基づいて前記赤外透過基板上に付着
している化学物質の付着量を算出する化学物質検出方法
において、前記赤外透過基板について赤外線の透過率の
温度依存性を測定し、前記赤外透過基板の基準状態にお
いて、前記赤外透過基板を透過した第1の光量及び前記
赤外透過基板の温度を測定し、前記赤外透過基板上の前
記化学物質の量が変化した状態で、前記赤外透過基板を
透過した第2の光量及び前記赤外透過基板の温度を測定
し、前記第1の光量、前記第2の光量及び前記透過率の
温度依存性を考慮して、前記赤外透過基板上に付着した
前記化学物質の付着量を算出することを特徴とする化学
物質検出方法によっても達成される。Further, the above object is to detect the infrared rays emitted from the infrared transmitting substrate after the infrared rays are incident on the infrared transmitting substrate and are multiple-reflected inside the infrared transmitting substrate, and the intensity of the detected infrared rays is detected. In the chemical substance detection method for calculating the amount of attachment of the chemical substance adhered on the infrared transparent substrate based on, the temperature dependence of the infrared transmittance of the infrared transparent substrate is measured, In the standard state of the substrate, the first amount of light transmitted through the infrared transmissive substrate and the temperature of the infrared transmissive substrate are measured, and when the amount of the chemical substance on the infrared transmissive substrate changes, the red The infrared transmission is performed by measuring the second amount of light transmitted through the outer transmission substrate and the temperature of the infrared transmission substrate, and considering the temperature dependence of the first amount of light, the second amount of light and the transmittance. Applying the above chemical substances on the substrate Also achieved by a chemical substance detection method characterized by calculating the amount.
【0014】また、上記の化学物質検出方法において、
前記第1の光量及び前記第2の光量の測定では、前記化
学物質により赤外吸収が生じる波長域の赤外線を選択的
に検出するようにしてもよい。Further, in the above chemical substance detection method,
In the measurement of the first light amount and the second light amount, infrared rays in a wavelength range where infrared absorption is caused by the chemical substance may be selectively detected.
【0015】また、上記目的は、赤外透過基板と、前記
赤外透過基板に赤外線を入射する赤外光源と、前記赤外
透過基板内部を多重反射した後に前記赤外透過基板より
放出される赤外線を検出し、検出赤外線に基づいて前記
赤外透過基板上に付着した化学物質の付着量を算出する
化学物質分析手段と、前記赤外透過基板の温度を測定す
る基板温度測定手段と、前記赤外透過基板の温度を変化
する基板温度制御手段と、前記基板温度測定手段により
測定された前記赤外透過基板の温度に基づいて前記基板
温度制御手段を制御し、前記赤外透過基板の温度をほぼ
一定に保つ基板温度安定化手段とを有することを特徴と
する化学物質検出装置によっても達成される。[0015] Further, the above object is to provide an infrared transmitting substrate, an infrared light source for injecting infrared rays into the infrared transmitting substrate, multiple reflection inside the infrared transmitting substrate, and then emission from the infrared transmitting substrate. Detecting infrared rays, a chemical substance analyzing means for calculating the amount of attached chemical substances on the infrared transmitting substrate based on the detected infrared rays, a substrate temperature measuring means for measuring the temperature of the infrared transmitting substrate, and Substrate temperature control means for changing the temperature of the infrared transmissive substrate, controlling the substrate temperature control means based on the temperature of the infrared transmissive substrate measured by the substrate temperature measuring means, the temperature of the infrared transmissive substrate And a substrate temperature stabilizing means for keeping the temperature substantially constant.
【0016】また、上記の化学物質検出装置において、
前記基板温度制御手段は、前記赤外透過基板に所定温度
の気体を吹き付ける手段であってもよい。Further, in the above chemical substance detection device,
The substrate temperature control means may be means for blowing a gas having a predetermined temperature onto the infrared transparent substrate.
【0017】また、上記の化学物質検出装置において、
前記基板温度制御手段は、前記赤外透過基板を内包する
恒温槽であってもよい。Further, in the above chemical substance detection device,
The substrate temperature control means may be a constant temperature bath containing the infrared transparent substrate.
【0018】また、上記の化学物質検出装置において、
前記基板温度制御手段は、前記赤外透過基板を内包する
容器と、前記容器内に所定温度の気体を導入する気体導
入手段とを有するようにしてもよい。Further, in the above chemical substance detection device,
The substrate temperature control means may include a container that encloses the infrared transparent substrate, and a gas introduction device that introduces a gas at a predetermined temperature into the container.
【0019】また、上記の化学物質検出装置において、
前記基板温度安定化手段は、前記基板温度測定手段によ
り測定した前記赤外透過基板の実測温度に基づく信号と
所定の基準温度に基づく信号とを比較することにより、
前記赤外透過基板の温度を前記基準温度にほぼ等しい温
度に保つようにしてもよい。Further, in the above chemical substance detection device,
The substrate temperature stabilizing means compares the signal based on the measured temperature of the infrared transparent substrate measured by the substrate temperature measuring means with a signal based on a predetermined reference temperature,
The temperature of the infrared transparent substrate may be maintained at a temperature substantially equal to the reference temperature.
【0020】また、上記の化学物質検出装置において、
前記化学物質検出手段は、前記赤外透過基板の基準状態
において、前記赤外透過基板を透過した第1の光量を測
定し、前記赤外透過基板上の前記化学物質の量が変化し
た状態で、前記赤外透過基板を透過した第2の光量を測
定し、前記第1の光量と前記第2の光量とを考慮して、
前記赤外透過基板上に付着した前記化学物質の付着量を
算出する手段であり、前記基板温度安定化手段は、前記
第1の光量を測定する際の前記赤外透過基板の温度と、
前記第2の光量を測定する際の前記赤外透過基板の温度
とがほぼ等しくなるように、前記赤外透過基板の温度を
制御するようにしてもよい。Further, in the above chemical substance detection device,
In the reference state of the infrared transmission substrate, the chemical substance detection means measures a first amount of light transmitted through the infrared transmission substrate, and in a state where the amount of the chemical substance on the infrared transmission substrate changes. , Measuring a second amount of light transmitted through the infrared transmitting substrate, and considering the first amount of light and the second amount of light,
A means for calculating an adhesion amount of the chemical substance adhered on the infrared transmitting substrate, wherein the substrate temperature stabilizing means is a temperature of the infrared transmitting substrate when measuring the first light amount,
The temperature of the infrared transmissive substrate may be controlled so that the temperature of the infrared transmissive substrate at the time of measuring the second light amount becomes substantially equal.
【0021】また、上記目的は、赤外透過基板と、前記
赤外透過基板に赤外線を入射する赤外光源と、前記赤外
透過基板の温度を測定する基板温度測定手段と、前記赤
外透過基板内部を多重反射した後に前記赤外透過基板よ
り放出される赤外線を検出する赤外線検出手段と、前記
赤外線検出手段により検出された赤外線及び前記基板温
度測定手段により測定した前記赤外透過基板の温度に基
づいて、前記赤外透過基板上に付着した化学物質の付着
量を算出する化学物質分析手段とを有することを特徴と
する化学物質検出装置によっても達成される。[0021] Further, the above-mentioned object is to provide an infrared transmitting substrate, an infrared light source for making infrared rays incident on the infrared transmitting substrate, a substrate temperature measuring means for measuring the temperature of the infrared transmitting substrate, and the infrared transmitting substrate. Infrared detecting means for detecting infrared rays emitted from the infrared transmitting substrate after multiple reflections inside the substrate, infrared rays detected by the infrared detecting means and temperature of the infrared transmitting substrate measured by the substrate temperature measuring means And a chemical substance analysis means for calculating the attached amount of the chemical substance attached to the infrared transparent substrate based on the above.
【0022】また、上記の化学物質検出装置において、
前記化学物質検出手段は、特定の分子振動に対応する波
長域の赤外線を選択的に検出し、前記波長域における赤
外線の吸光度に基づいて前記化学物質の付着量を算出す
るようにしてもよい。Further, in the above chemical substance detection device,
The chemical substance detection means may selectively detect infrared rays in a wavelength range corresponding to a specific molecular vibration, and calculate the amount of the chemical substance attached based on the absorbance of the infrared rays in the wavelength range.
【0023】[0023]
【発明の実施の形態】[本発明の原理]本発明の原理に
ついて図1乃至図6を用いて説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [Principle of the Present Invention] The principle of the present invention will be described with reference to FIGS.
【0024】図1は本発明による化学物質検出装置にお
ける化学物質検出系の一例を示す概略図、図2は帯域透
過フィルタの赤外線透過スペクトルの例を示すグラフ、
図3は本発明による化学物質検出装置における基板温度
制御系の一例を示す概略図、図4は吸光度と基板上に付
着した残留炭素との関係を示すグラフ、図5は基板上に
付着した化学物質の付着量と大気中における化学物質の
濃度との関係を示すグラフである。FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a chemical substance detection system in a chemical substance detection device according to the present invention, and FIG. 2 is a graph showing an example of an infrared transmission spectrum of a band pass filter.
3 is a schematic diagram showing an example of a substrate temperature control system in the chemical substance detection device according to the present invention, FIG. 4 is a graph showing the relationship between the absorbance and the residual carbon deposited on the substrate, and FIG. 5 is the chemistry deposited on the substrate. It is a graph which shows the relationship between the adhesion amount of a substance and the concentration of a chemical substance in the atmosphere.
【0025】本発明による化学物質検出装置は、赤外線
多重内部反射法により化学物質を検出する化学物質検出
系と、基板の温度を検出・制御する基板温度制御系とを
有する。以下、これらについて個別に説明する。The chemical substance detection device according to the present invention has a chemical substance detection system for detecting a chemical substance by the infrared multiple internal reflection method, and a substrate temperature control system for detecting and controlling the temperature of the substrate. Hereinafter, these will be described individually.
【0026】〔1〕 化学物質検出系
本発明による化学物質検出装置における化学物質検出系
の一例について図1を用いて説明する。[1] Chemical Substance Detection System An example of the chemical substance detection system in the chemical substance detection device according to the present invention will be described with reference to FIG.
【0027】赤外透過基板10の一端面側には、赤外透
過基板10内に赤外線を入射して内部多重反射させるた
めの赤外光源20が設けられている。赤外透過基板10
の他端面側には、赤外透過基板10内部を多重反射した
後に放出される赤外線を検出し、検出赤外線に基づいて
赤外透過基板10上に付着している化学物質を分析する
化学物質分析手段30が設けられている。An infrared light source 20 is provided on one end surface side of the infrared transmissive substrate 10 for injecting infrared rays into the infrared transmissive substrate 10 for internal multiple reflection. Infrared transparent substrate 10
On the other end surface side of the infrared ray transmitting substrate 10, multiple infrared rays emitted after multiple reflection inside the infrared ray transmitting substrate 10 are detected, and chemical substances attached to the infrared ray transmitting substrate 10 are analyzed based on the detected infrared rays. Means 30 are provided.
【0028】化学物質検出手段30は、赤外透過基板を
透過した赤外線を検出して電気信号に変換する赤外検出
器32と、赤外検出器32から出力された電気信号をデ
ジタル変換するA/Dコンバータ34と、A/Dコンバ
ータ34からの出力信号に基づき赤外透過基板10上に
付着している化学物質の付着量を算出する演算装置36
と、化学物質の定量化の際に参照されるデータベース3
8とを有している。The chemical substance detecting means 30 detects an infrared ray transmitted through the infrared transparent substrate and converts the infrared signal into an electric signal, and an electric signal outputted from the infrared detector 32 is converted into a digital signal A. A / D converter 34, and an arithmetic unit 36 for calculating the amount of chemical substances attached to the infrared transparent substrate 10 based on the output signals from the A / D converter 34.
And the database 3 referenced when quantifying chemical substances
8 and.
【0029】赤外透過基板10と赤外検出器32との間
にはチョッパ40が、赤外検出器32とA/D変換器3
4との間にはロックインアンプ42が設けられ、また、
チョッパ40及びロックインアンプ42にはチョッパ駆
動回路44が接続されており、チョッパ駆動回路44に
よりチョッパ40のチョッピング周波数と赤外検出器3
2による赤外線の検出とを同期させることができるよう
になっている。A chopper 40 is provided between the infrared transmitting substrate 10 and the infrared detector 32, and the infrared detector 32 and the A / D converter 3 are provided.
A lock-in amplifier 42 is provided between the
A chopper drive circuit 44 is connected to the chopper 40 and the lock-in amplifier 42, and the chopper drive circuit 44 causes the chopper 40 to perform a chopping frequency and the infrared detector 3.
It is possible to synchronize the detection of the infrared rays by the 2 above.
【0030】赤外透過基板10と赤外検出器32との間
には、所定の帯域の赤外線を選択的に透過する帯域透過
フィルタ50が設けられている。Between the infrared transmitting substrate 10 and the infrared detector 32, a band transmitting filter 50 which selectively transmits infrared rays in a predetermined band is provided.
【0031】このようにして化学物質検出系を構成する
ことにより、赤外線多重内部反射法を用いて化学物質を
高感度且つリアルタイムに測定することができる。ま
た、赤外帯域透過フィルタを設け、特定化学物質の分子
振動波長に対応する波長領域の赤外線のみを検出するの
で、高価なFT−IR装置を使用する必要がない。これ
により、装置価格を低廉化することができる。By configuring the chemical substance detection system in this manner, it is possible to measure the chemical substance in real time with high sensitivity using the infrared multiple internal reflection method. Further, since an infrared band transmission filter is provided and only infrared rays in the wavelength region corresponding to the molecular vibration wavelength of the specific chemical substance are detected, it is not necessary to use an expensive FT-IR device. As a result, the device price can be reduced.
【0032】以下、本発明による化学物質検出装置にお
ける化学物質検出系の各構成部分について詳述する。Hereinafter, each component of the chemical substance detection system in the chemical substance detection device according to the present invention will be described in detail.
【0033】(a) 赤外透過基板10
赤外透過基板10は、測定対象である基板(例えば半導
体基板)、或いは、測定対象である雰囲気中の化学物質
を吸着して測定に供するための基板であり、被測定対象
化学物質の分子振動に対応する波長域の光を透過する材
料であることが必要である。代表的な化学物質である有
機物質の基本振動に対応する波数域は、500cm
-1(波長20μm)〜5000cm-1(波長2μm)程
度の赤外・近赤外域である。したがって、赤外透過基板
10を構成する材料はこれら波数域(波長域)の光を透
過しうる赤外透過物質群のなかから選択する。(A) Infrared Transmission Substrate 10 The infrared transmission substrate 10 is a substrate to be measured (for example, a semiconductor substrate), or a substrate for adsorbing a chemical substance in an atmosphere to be measured and used for the measurement. Therefore, the material needs to be a material that transmits light in a wavelength range corresponding to the molecular vibration of the chemical substance to be measured. The wavenumber range corresponding to the fundamental vibration of organic substances, which are typical chemical substances, is 500 cm.
-1 (wavelength 20 μm) to 5000 cm −1 (wavelength 2 μm) in the infrared / near infrared region. Therefore, the material forming the infrared transmissive substrate 10 is selected from the group of infrared transmissive substances capable of transmitting light in these wave number ranges (wavelength ranges).
【0034】赤外・近赤外域の光を透過する材料として
は、例えば、シリコン(Si:透過波長域:1.2〜6
μm)、臭化カリウム(KBr:透過波長域0.4〜2
2μm)、塩化カリウム(KCl:透過波長域0.3〜
15μm)、セレン化亜鉛(ZnSe:透過波長域0.
6〜13μm)、フッ化バリウム(BaF2:透過波長
域0.2〜5μm)、臭化セシウム(CsBr:透過波
長域0.5〜30μm)、ゲルマニウム(Ge:透過波
長域2〜18μm)、フッ化リチウム(LiF:透過波
長域0.2〜5μm)、フッ化カルシウム(CaF2:
透過波長域0.2〜8μm)、サファイア(Al2O3:
透過波長域0.3〜5μm)、ヨウ化セシウム(Cs
I:透過波長域0.5〜28μm)、フッ化マグネシウ
ム(MgF 2:透過波長域0.2〜6μm)、臭化タリ
ウム(KRS−5:透過波長域0.6〜28μm)、硫
化亜鉛(ZnS:透過波長域0.7〜11μm)などが
ある。したがって、これら材料により赤外透過基板10
を構成することができる。なお、これら材料の中には、
潮解性を有し、使用環境によっては適さないものもあ
る。赤外透過基板10を構成する材料は、使用環境や必
要な透過波長域に応じて適宜選択することが望ましい。As a material that transmits light in the infrared / near infrared region
Is, for example, silicon (Si: transmission wavelength range: 1.2 to 6)
μm), potassium bromide (KBr: transmission wavelength range 0.4 to 2)
2 μm), potassium chloride (KCl: transmission wavelength range 0.3 to
15 μm), zinc selenide (ZnSe: transmission wavelength range 0.
6 to 13 μm), barium fluoride (BaF2: Transmission wavelength
Area 0.2-5 μm), cesium bromide (CsBr: transmitted wave)
Long range 0.5 to 30 μm, germanium (Ge: transmitted wave)
Long range 2-18 μm, lithium fluoride (LiF: transmitted wave)
Long range 0.2-5 μm), calcium fluoride (CaF2:
Transmission wavelength range 0.2-8 μm), sapphire (Al2O3:
Transmission wavelength range 0.3-5 μm), cesium iodide (Cs
I: transmission wavelength range 0.5 to 28 μm), magnesium fluoride
Mu (MgF 2: Transmission wavelength range 0.2 to 6 μm), Tungsten bromide
Um (KRS-5: transmission wavelength range 0.6 to 28 μm), sulfur
Zinc oxide (ZnS: transmission wavelength range 0.7 to 11 μm)
is there. Therefore, the infrared transparent substrate 10 is made of these materials.
Can be configured. In addition, among these materials,
Some have deliquescence and may not be suitable depending on the usage environment.
It The material forming the infrared transmissive substrate 10 depends on the operating environment and the necessity.
It is desirable to select appropriately according to the required transmission wavelength range.
【0035】赤外透過基板10の外形としては、例えば
特願2000−367291号明細書に記載のように、
端面を45°のテーパ状に加工した短冊状の形状を適用
することができる。また、例えば国際公開第WO01/
13093号公報に記載のような、複数の赤外線伝搬長
を有する基板を適用してもよい。また、例えば特許第3
261362号公報に記載のように、300mmシリコ
ンウェーハをそのまま用いることもできる。The outer shape of the infrared transmitting substrate 10 is, for example, as described in the specification of Japanese Patent Application No. 2000-367291.
It is possible to apply a strip shape in which the end face is tapered to 45 °. Also, for example, International Publication No. WO01 /
A substrate having a plurality of infrared ray propagation lengths as described in Japanese Patent No. 13093 may be applied. Also, for example, Patent No. 3
As described in Japanese Patent No. 261,362, a 300 mm silicon wafer can be used as it is.
【0036】(b) 赤外光源20
赤外光源20としては、有機分子の分子振動に対応する
2〜25μm帯域の赤外線を発する光源を適用すること
ができる。(B) Infrared light source 20 As the infrared light source 20, a light source that emits infrared rays in the 2 to 25 μm band corresponding to the molecular vibration of organic molecules can be applied.
【0037】例えば、フィラメントとしてのシリコンカ
ーバイド(SiC)やニクロム線に電流を印加して発す
る熱線を光源として用いることができる。SiCグロー
バ灯などのSiCを用いた光源は、1.1〜25μm帯
域の赤外線を発し、且つ、空気中でむき出しで使用して
も焼損がないという特徴がある。For example, a silicon carbide (SiC) as a filament or a heat ray generated by applying a current to a nichrome wire can be used as a light source. A light source using SiC such as a SiC global light emits infrared rays in a band of 1.1 to 25 μm, and has a feature that it does not burn even if it is exposed in air.
【0038】また、赤外・近赤外域に発光波長を有する
半導体レーザや発光ダイオードを赤外光源として用いる
こともできる。半導体レーザや発光ダイオードを用いた
光源は、小型であるとともに基板端面に小さな焦点を結
びやすいという特徴がある。A semiconductor laser or a light emitting diode having an emission wavelength in the infrared / near infrared region can also be used as the infrared light source. A light source using a semiconductor laser or a light emitting diode is characterized in that it is small and that a small focal point is easily focused on the end face of the substrate.
【0039】また、光源の効率を高め、赤外線の強度を
大きくするために適当な形状の反射板を設けてもよい。
例えば特許第3261362号公報に記載の種々の赤外
光源を適用することができる。Further, a reflector having an appropriate shape may be provided to enhance the efficiency of the light source and increase the intensity of infrared rays.
For example, various infrared light sources described in Japanese Patent No. 3261362 can be applied.
【0040】(c) 帯域透過フィルタ50
帯域透過フィルタ50は、所定の帯域の赤外線を選択的
に透過するフィルタであり、測定対象である化学物質に
特有な官能基(例えば、C−H基、O−H基、Si−H
基など)の分子振動に対応する波長域の赤外線を透過す
る。例えば、C−H伸縮振動による赤外吸収を示す化学
物質を測定する場合、例えば波数2800〜3000c
m-1付近に透過帯域を有するフィルタを用いる。(C) Band Transmission Filter 50 The band transmission filter 50 is a filter that selectively transmits infrared rays in a predetermined band, and has a functional group (for example, CH group, etc.) peculiar to the chemical substance to be measured. O-H group, Si-H
It transmits infrared rays in the wavelength range corresponding to the molecular vibration of the base). For example, when measuring a chemical substance that exhibits infrared absorption due to C—H stretching vibration, for example, a wave number of 2800 to 3000 c
A filter having a transmission band near m -1 is used.
【0041】特定官能基の分子振動波長に対応した赤外
帯域透過フィルタは、例えば米国のスペクトロゴン(SP
ECTROGON)社より販売されている。図2は同社より販売
されている赤外帯域透過フィルタの赤外線透過スペクト
ルの例を示すグラフである。図2(a)、図2(b)、
図2(c)は、それぞれ、O−H基の分子振動に対応す
る波長域を透過するフィルタ、C−H基の分子振動に対
応する波長域を透過するフィルタ、Si−H基の分子振
動に対応する波長域を透過するフィルタである。本実施
形態による化学物質検出装置の帯域透過フィルタ50に
は、このようなフィルタを適用することができる。An infrared band pass filter corresponding to the molecular vibration wavelength of a specific functional group is, for example, Spectrogon (SP of the United States).
It is sold by ECTROGON). FIG. 2 is a graph showing an example of an infrared transmission spectrum of an infrared band transmission filter sold by the same company. 2 (a), 2 (b),
FIG. 2C shows a filter transmitting a wavelength range corresponding to the molecular vibration of the O—H group, a filter transmitting a wavelength range corresponding to the molecular vibration of the C—H group, and a molecular vibration of the Si—H group, respectively. Is a filter that transmits a wavelength range corresponding to. Such a filter can be applied to the bandpass filter 50 of the chemical substance detection apparatus according to the present embodiment.
【0042】帯域透過フィルタ50を設け、測定対象で
ある化学物質に特有な官能基の分子振動に対応する波長
域の赤外線を選択的に検出することにより、高価な赤外
干渉計を設ける必要がないので、装置価格を低廉化する
ことができる。It is necessary to provide an expensive infrared interferometer by providing a band-pass filter 50 and selectively detecting infrared rays in a wavelength range corresponding to molecular vibration of a functional group peculiar to a chemical substance to be measured. Since it does not exist, the price of the device can be reduced.
【0043】なお、帯域透過フィルタ50は、赤外透過
基板10と赤外検出器32との間に設けてもよいし、赤
外透過基板10と赤外光源20との間に設けてもよい。The band-pass filter 50 may be provided between the infrared transmission substrate 10 and the infrared detector 32, or may be provided between the infrared transmission substrate 10 and the infrared light source 20. .
【0044】(d) 化学物質分析手段30
化学物質分析手段30は、図1に示されるように、赤外
透過基板を透過した赤外線を検出して電気信号に変換す
る赤外検出器32と、赤外検出器32から出力された電
気信号をデジタル変換するA/Dコンバータ34と、A
/Dコンバータ34からの出力信号に基づき赤外透過基
板10上に付着している化学物質の付着量を算出する演
算装置36と、化学物質の定量化の際に参照されるデー
タベース38とを有している。(D) Chemical substance analyzing means 30 As shown in FIG. 1, the chemical substance analyzing means 30 includes an infrared detector 32 for detecting infrared rays transmitted through the infrared transmitting substrate and converting the infrared rays into an electric signal. An A / D converter 34 for converting the electric signal output from the infrared detector 32 into a digital signal;
A calculation device 36 for calculating the attached amount of the chemical substance attached to the infrared transmission substrate 10 based on the output signal from the / D converter 34, and a database 38 referred to when quantifying the chemical substance are provided. is doing.
【0045】赤外透過基板10から放出された赤外線
は、帯域透過フィルタ50を通過した後に化学物質検出
手段30に入射する。赤外透過フィルタ50のフィルタ
を、測定対象の化学物質に特有な官能基の分子振動に対
応する波長域を透過するフィルタに設定しておくと、赤
外検出器32により検出される赤外線の強度には、赤外
透過基板10に付着している化学物質の付着量が反映さ
れる。したがって、赤外検出器32により検出される赤
外線の強度を所定の基準量と比較することにより、赤外
透過基板10上の化学物質の付着量を算出することがで
きる。The infrared rays emitted from the infrared transparent substrate 10 pass through the band pass filter 50 and then enter the chemical substance detecting means 30. If the filter of the infrared transmission filter 50 is set to a filter that transmits the wavelength range corresponding to the molecular vibration of the functional group peculiar to the chemical substance to be measured, the intensity of the infrared rays detected by the infrared detector 32. Indicates the amount of the chemical substance attached to the infrared transparent substrate 10. Therefore, by comparing the intensity of infrared rays detected by the infrared detector 32 with a predetermined reference amount, it is possible to calculate the attached amount of the chemical substance on the infrared transparent substrate 10.
【0046】化学物質の種類と検量線は別途データベー
ス38に蓄えられており、測定データはそれらのデータ
を参照して定量化される。また、データベース38に
は、赤外透過基板10の表面に吸着した化学物質の量と
大気中の化学物質の量との関係がデータベースとして蓄
えられており、検出された赤外透過基板10表面の化学
物質の量から大気中の化学物質の濃度を算出することも
可能である。化学物質の付着量及び濃度の定量化の手法
については、後述する。The types of chemical substances and the calibration curve are separately stored in the database 38, and the measurement data are quantified by referring to those data. Further, the database 38 stores a relation between the amount of the chemical substance adsorbed on the surface of the infrared transmitting substrate 10 and the amount of the chemical substance in the atmosphere as a database, and the detected surface of the infrared transmitting substrate 10 is detected. It is also possible to calculate the concentration of chemical substances in the atmosphere from the amount of chemical substances. The method for quantifying the amount and concentration of chemical substances will be described later.
【0047】また、演算装置36に接続して表示装置
(図示せず)を設け、演算装置36による分析結果を表
示するようにしてもよい。A display device (not shown) may be provided so as to be connected to the arithmetic unit 36 to display the analysis result of the arithmetic unit 36.
【0048】なお、本実施形態による化学物質検出装置
では、赤外透過基板10と赤外検出器32との間にチョ
ッパ40を設け、チョッパ駆動回路44により駆動する
ようにし、赤外検出器32とA/D変換器34との間に
ロックインアンプ42を設けている。チョッパ40のチ
ョッピング周波数と赤外線の検出とを同期させることに
より、S/N比を向上することができる。なお、チョッ
パ40、チョッパ駆動回路44、ロックインアンプ42
は、必ずしも設ける必要はない。In the chemical substance detecting apparatus according to the present embodiment, the chopper 40 is provided between the infrared transparent substrate 10 and the infrared detector 32 so that the chopper driving circuit 44 drives the infrared detector 32. A lock-in amplifier 42 is provided between the A / D converter 34 and the A / D converter 34. The S / N ratio can be improved by synchronizing the chopping frequency of the chopper 40 and the detection of infrared rays. The chopper 40, the chopper drive circuit 44, the lock-in amplifier 42
Need not necessarily be provided.
【0049】〔2〕 基板温度制御系
上述の化学物質検出系を用いることにより、化学物質の
存在を、簡便に、素早く、且つ、低コストで検知するこ
とができる。しかしながら、上記の化学物質検出方法で
は、赤外透過基板を透過した赤外線の吸光度に基づいて
化学物質の付着量を算出するため、化学物質による吸収
以外の赤外線の吸収が生じた場合には、正確な付着量を
求めることができなかった。[2] Substrate Temperature Control System By using the above-mentioned chemical substance detection system, the presence of a chemical substance can be detected simply, quickly and at low cost. However, in the above-mentioned chemical substance detection method, since the attached amount of the chemical substance is calculated based on the absorbance of the infrared ray that has passed through the infrared transparent substrate, if the infrared ray absorption other than the chemical substance absorption occurs, It was not possible to obtain a sufficient adhesion amount.
【0050】例えば、多重内部反射基板が半導体ウェー
ハであった場合、基板の温度が変化すると基板内のフリ
ーキャリアの量が変化する。フリーキャリアは赤外線を
吸収するため、基板温度の変化によって多重内部反射基
板の赤外線の透過率が変化する。このような要因によっ
て基板を透過する赤外線の光量が変化すると、光量の変
化が基板表面に付着した化学物質による吸収のためであ
るのか基板の温度変化によるものであるのかを区別する
ことができず、正確な化学物質の量を算出することがで
きなかった。For example, when the multiple internal reflection substrate is a semiconductor wafer, the amount of free carriers in the substrate changes when the temperature of the substrate changes. Since free carriers absorb infrared rays, the infrared transmittance of the multiple internal reflection substrate changes according to changes in the substrate temperature. When the amount of infrared light transmitted through the substrate changes due to such factors, it is impossible to distinguish whether the change in the amount of light is due to absorption by the chemical substances adhering to the substrate surface or due to the temperature change of the substrate. , It was not possible to calculate the exact amount of chemical substances.
【0051】そこで、本発明による化学物質検出装置で
は、かかる課題を解消すべく、図3に示すような基板温
度制御系を更に設ける。すなわち、本発明による化学物
質検出方法には、赤外透過基板10の温度を測定する基
板温度測定手段60と、基板温度測定手段60により測
定した赤外透過基板10の温度に基づいて赤外透過基板
10の温度を制御する基板温度制御手段70とを有して
いる。Therefore, in the chemical substance detecting device according to the present invention, a substrate temperature control system as shown in FIG. 3 is further provided in order to solve such a problem. That is, in the chemical substance detection method according to the present invention, the substrate temperature measuring means 60 for measuring the temperature of the infrared transmitting substrate 10 and the infrared transmitting based on the temperature of the infrared transmitting substrate 10 measured by the substrate temperature measuring means 60 are used. Substrate temperature control means 70 for controlling the temperature of the substrate 10 is provided.
【0052】基板温度制御手段70には、基板温度測定
手段60から出力された赤外透過基板10の実測温度に
関する信号である温度信号1と、測定温度として設定さ
れる基準温度に関する信号である温度信号2とが入力さ
れ、これら信号に基づき、基板温度制御機構をフィード
バック制御し、赤外透過基板10の温度を基準温度近傍
に保持するようになっている。The substrate temperature control means 70 includes a temperature signal 1 which is a signal output from the substrate temperature measuring means 60 and which is a signal relating to the actually measured temperature of the infrared transparent substrate 10, and a temperature which is a signal relating to a reference temperature which is set as the measurement temperature. The signal 2 is input, and the substrate temperature control mechanism is feedback-controlled based on these signals to keep the temperature of the infrared transparent substrate 10 near the reference temperature.
【0053】このようにして赤外透過基板10の温度を
測定中にほぼ一定温度に保つことにより、赤外透過基板
10の温度変化による吸光度の変化を防止することがで
き、より正確な化学物質の測定を行うことが可能とな
る。高精度の測定のためには、赤外透過基板10の温度
を、基準温度の±3℃以内に保つことが望ましい。By thus maintaining the temperature of the infrared transmitting substrate 10 at a substantially constant temperature during the measurement, it is possible to prevent the change of the absorbance due to the temperature change of the infrared transmitting substrate 10 and to obtain a more accurate chemical substance. Can be measured. For highly accurate measurement, it is desirable to keep the temperature of the infrared transmission substrate 10 within ± 3 ° C. of the reference temperature.
【0054】なお、基板温度測定手段60としては、熱
電対その他の温度測定素子を用いた公知の温度測定手段
を用いることができる。As the substrate temperature measuring means 60, a known temperature measuring means using a thermocouple or other temperature measuring element can be used.
【0055】また、基板温度制御手段において赤外透過
基板10の温度を変化するための手段としては、熱伝導
を用いる方法、熱放射を用いる方法、熱対流を用いる方
法、基板自身を加熱・冷却する方法がある。As means for changing the temperature of the infrared transparent substrate 10 in the substrate temperature control means, a method using heat conduction, a method using heat radiation, a method using heat convection, heating / cooling of the substrate itself. There is a way to do it.
【0056】熱伝導を用いる方法としては、赤外透過基
板10に温度を変化できる素子、例えばペルチェ素子や
ヒータなどを密着させ、赤外透過基板10にこの素子の
熱を伝導させることにより温度制御を行う方法が挙げら
れる。As a method of using heat conduction, an element capable of changing the temperature, for example, a Peltier element or a heater is brought into close contact with the infrared transparent substrate 10 and the heat of the element is conducted to the infrared transparent substrate 10 to control the temperature. The method of doing is mentioned.
【0057】熱放射を用いる方法としては、赤外透過基
板10の近傍に熱放射体を置き、赤外透過基板10を加
熱する方法が挙げられる。この場合、真空中における加
熱も可能である。As a method of using thermal radiation, a method of placing a thermal radiator near the infrared transmissive substrate 10 and heating the infrared transmissive substrate 10 can be mentioned. In this case, heating in vacuum is also possible.
【0058】熱対流を用いる方法としては、恒温槽の上
部に冷却機を、下部にヒータを設け、恒温槽内の空気を
対流させることにより赤外透過基板10の温度を制御す
る方法が挙げられる。As a method of using thermal convection, there is a method of controlling the temperature of the infrared transmitting substrate 10 by providing a cooler in the upper part of the constant temperature bath and a heater in the lower part of the constant temperature bath to convect the air in the constant temperature bath. .
【0059】自己加熱・冷却による方法としては、赤外
透過基板10に変動磁界を印加して赤外透過基板10を
非接触で加熱(誘導加熱・渦電流加熱・高周波加熱)す
る方法や、赤外透過基板10を通電加熱する方法が考え
られる。As the method of self-heating / cooling, a method of applying a fluctuating magnetic field to the infrared transmissive substrate 10 to heat the infrared transmissive substrate 10 in a non-contact manner (induction heating / eddy current heating / high frequency heating), or a red method A method of electrically heating the outer transparent substrate 10 may be considered.
【0060】より具体的な手段としては、所定温度に制
御された気体を赤外透過基板10に吹き付けたり、赤外
透過基板10を恒温槽内に載置したり、所定温度に制御
された気体を赤外透過基板10が載置された容器内に導
入したりする手段が挙げられる。As more specific means, a gas whose temperature is controlled to a predetermined temperature is blown onto the infrared transparent substrate 10, the infrared transparent substrate 10 is placed in a constant temperature bath, or a gas whose temperature is controlled to a predetermined temperature. There is a means for introducing into the container in which the infrared transparent substrate 10 is placed.
【0061】なお、基準状態における測定及び化学物質
が付着した状態における測定をほぼ等しい温度で行う代
わりに、基準状態における測定の際の赤外透過基板10
の温度と、化学物質が付着した状態における測定の際の
赤外透過基板10の温度とを測定し、予め測定しておい
た赤外透過基板10の赤外線透過率の温度依存性を考慮
して、光量の測定値を補正し、補正値に基づいて化学物
質の定量化を行うようにしてもよい。すなわち、基準状
態において測定した第1の光量を数値化し、赤外透過基
板の透過率の温度依存性から基準温度における第1の光
量の補正値を算出し、化学物質が付着した状態において
測定した第2の光量を数値化し、赤外透過基板の透過率
の温度依存性から前記基準温度における第2の光量の補
正値を算出し、第1の光量の補正値と第2の光量の補正
値の比から、後述の化学物質の定量化手法によって、化
学物質の定量化を行うことができる。It should be noted that instead of performing the measurement in the reference state and the measurement in the state where the chemical substance is attached at substantially the same temperature, the infrared transmission substrate 10 in the measurement in the reference state is used.
And the temperature of the infrared transmissive substrate 10 at the time of measurement in the state where the chemical substance is adhered, and considering the temperature dependence of the infrared transmissivity of the infrared transmissive substrate 10 measured in advance. Alternatively, the measurement value of the light amount may be corrected, and the chemical substance may be quantified based on the correction value. That is, the first amount of light measured in the reference state was converted into a numerical value, the correction value of the first amount of light at the reference temperature was calculated from the temperature dependence of the transmittance of the infrared transparent substrate, and the measurement was performed in the state where the chemical substance was attached. The second light amount is digitized, the second light amount correction value at the reference temperature is calculated from the temperature dependence of the transmittance of the infrared transmitting substrate, and the first light amount correction value and the second light amount correction value are calculated. From the ratio, the chemical substance can be quantified by the chemical substance quantification method described later.
【0062】〔3〕 化学物質の定量化
本発明による化学物質検出方法では、赤外透過基板10
に付着し或いはその近傍に存在する化学物質による赤外
線の吸光度に基づいて、赤外透過基板10に付着してい
る化学物質の付着量を算出する。或いは、このように算
出した化学物質の付着量に基づいて、赤外透過基板10
が暴露されている雰囲気中における化学物質の濃度に換
算する。[3] Quantification of Chemical Substance In the method for detecting a chemical substance according to the present invention, the infrared transparent substrate 10 is used.
The amount of the chemical substance attached to the infrared transmissive substrate 10 is calculated based on the infrared absorbance of the chemical substance attached to or present in the vicinity of the infrared transmission substrate 10. Alternatively, the infrared transparent substrate 10 is based on the amount of attached chemical substance calculated in this way.
Converted to the concentration of chemical substances in the atmosphere where is exposed.
【0063】赤外透過基板10が曝されている雰囲気中
の化学物質の濃度をC、付着量と濃度の換算係数を
K1、汚染物質の赤外透過基板12への付着量をWとす
ると、これらの間には以下の関係式が成立する。Let C be the concentration of the chemical substance in the atmosphere to which the infrared transmission substrate 10 is exposed, K 1 be the conversion coefficient of the attachment amount and the concentration, and W be the attachment amount of the contaminant to the infrared transmission substrate 12. , And the following relational expressions hold between them.
【0064】
C = K1 × W …(1)
一方、赤外透過基板10が汚染されたあとの透過光量I
は、汚染前の透過光量をI0、内部反射回数をN、1回
の反射が起こるときの単位付着量あたりの吸光係数をα
とすると、以下の式により表すことができる。C = K 1 × W (1) On the other hand, the transmitted light amount I after the infrared transparent substrate 10 is contaminated
Is the transmitted light intensity before contamination I 0, the absorption coefficient per unit deposition amount when the internal number of reflections N, 1 single reflection occurs α
Then, it can be expressed by the following equation.
【0065】
I = I0 × exp(−W × N × α) …(2)
また、吸光度Aは、
A = −log10(I / I0) …(3)
として表される。したがって、(2)式及び(3)式を
用いると、吸光度Aは、次式のように書き直すことがで
きる。I = I 0 × exp (−W × N × α) (2) Further, the absorbance A is expressed as A = −log 10 (I / I 0 ) ... (3). Therefore, using the expressions (2) and (3), the absorbance A can be rewritten as the following expression.
【0066】
A ∝ W × N × α …(4)
したがって、(1)式は、吸光度と濃度の換算係数をK
2とすると、次式のように書き直すことができる。A ∝ W × N × α (4) Therefore, in the equation (1), the conversion coefficient between the absorbance and the concentration is K
If it is 2 , it can be rewritten as the following equation.
【0067】
C = K2 × A …(5)
(1)式及び(5)式より、化学物質の濃度と基板への
付着量、化学物質の濃度と吸光度との間には比例関係が
成立することが判る。したがって、赤外透過基板10に
付着した化学物質の量を吸光度の大きさから求めること
ができ、更には、これに換算係数を掛けることにより、
赤外透過基板10が曝されている雰囲気中の化学物質の
濃度を算出することができる。C = K 2 × A (5) From equations (1) and (5), a proportional relationship is established between the concentration of the chemical substance and the amount of the substance attached to the substrate, and the concentration of the chemical substance and the absorbance. I understand that Therefore, the amount of the chemical substance adhering to the infrared transparent substrate 10 can be obtained from the magnitude of the absorbance, and further, by multiplying this by the conversion coefficient,
The concentration of the chemical substance in the atmosphere to which the infrared transparent substrate 10 is exposed can be calculated.
【0068】換算係数の測定は、例えば以下の手順によ
り行うことができる。The conversion coefficient can be measured, for example, by the following procedure.
【0069】 まず、汚染物質が一定濃度で存在する
空間に赤外透過基板12を曝露する。First, the infrared transmissive substrate 12 is exposed to the space where the pollutant exists at a constant concentration.
【0070】 次いで、気体中の汚染物質の濃度を別
手段(ガス検知管、ガスクロマトグラフ等)により測定
する。Next, the concentration of the pollutant in the gas is measured by another means (gas detector tube, gas chromatograph, etc.).
【0071】 次いで、赤外透過基板12に付着した
汚染物質による吸収ピークの吸光度の大きさを内部多重
反射法により測定する。Next, the magnitude of the absorption peak of the absorption peak due to the contaminant attached to the infrared transmission substrate 12 is measured by the internal multiple reflection method.
【0072】 次いで、複数の汚染物質濃度の空間に
ついて上記〜を繰り返し、、の結果の比から換
算係数を求める。Next, the above steps 1 to 3 are repeated for a plurality of pollutant concentration spaces, and the conversion coefficient is obtained from the ratio of the results of.
【0073】なお、基板の曝露時間は一定であることが
望ましい。曝露時間が異なると同一の汚染物質の濃度で
も付着量が変わることがあり、この場合には曝露時間が
等しくなるように吸光度の大きさの換算を行う必要があ
るからである。このためには、赤外透過基板12を雰囲
気中に曝露しながら適当な間隔で吸光度の大きさの測定
を行い、曝露時間と吸光度の大きさの関係を予め求めて
おくことが必要である。It is desirable that the exposure time of the substrate is constant. This is because if the exposure time is different, the adhered amount may change even if the concentration of the pollutant is the same, and in this case, it is necessary to convert the magnitude of the absorbance so that the exposure time becomes equal. For this purpose, it is necessary to measure the magnitude of the absorbance at appropriate intervals while exposing the infrared transmissive substrate 12 to the atmosphere, and to obtain the relationship between the exposure time and the magnitude of the absorbance in advance.
【0074】また、正確な測定のためには内部反射条件
が等しいことが必要であり、同一の基板又は同一形状の
基板に同一条件で赤外線を入射させる必要がある。ま
た、吸光係数は汚染物質の種類によって異なるので、正
確な定量測定を行うためには測定したいすべての物質に
ついて予め換算係数の測定を行う必要がある。Further, for accurate measurement, it is necessary that the internal reflection conditions are equal, and it is necessary to make infrared rays incident on the same substrate or substrates of the same shape under the same conditions. Further, since the extinction coefficient differs depending on the type of contaminant, it is necessary to measure the conversion coefficient in advance for all the substances to be measured in order to perform accurate quantitative measurement.
【0075】基板上の単位面積当たりの付着量を算出す
るときには、次の手順により検量線を予め作成してお
く。When calculating the adhered amount per unit area on the substrate, a calibration curve is prepared in advance by the following procedure.
【0076】 まず、汚染物質を揮発性溶媒中に希釈
した濃度の異なる複数の溶液を用意する。First, a plurality of solutions having different concentrations are prepared by diluting contaminants in a volatile solvent.
【0077】 次いで、基板上にこの溶液を一定量塗
布する。Next, a fixed amount of this solution is applied onto the substrate.
【0078】 次いで、溶液を塗布した基板を適当な
時間放置し、溶媒を蒸発させる。Next, the substrate coated with the solution is left for an appropriate time to evaporate the solvent.
【0079】 次いで、内部多重反射法により基板に
付着した汚染による吸収ピークの吸光度の大きさを測定
する。Then, the magnitude of the absorption peak of the absorption peak due to the contamination attached to the substrate is measured by the internal multiple reflection method.
【0080】 次いで、溶液の濃度、塗布量、基板面
積から、単位面積当たりの汚染物質の付着量を算出す
る。Next, the amount of adhered contaminants per unit area is calculated from the concentration of the solution, the coating amount, and the substrate area.
【0081】 次いで、付着量と吸光度の関係から検
量線を作成する。Next, a calibration curve is created from the relationship between the adhered amount and the absorbance.
【0082】こうして、検量線と基板の雰囲気中曝露で
得られた吸光度との比較から、基板に付着した汚染物質
の絶対量を求めることができる。In this way, the absolute amount of contaminants adhering to the substrate can be determined from the comparison between the calibration curve and the absorbance obtained by exposing the substrate to the atmosphere.
【0083】図4は、300mmシリコンウェーハ上に
エタノールで希釈したDOPを均一に塗布した試料を用
いて作成した吸光度と残留炭素量との関係を示す検量線
である。図4に示す検量線の場合、赤外線の吸光度が
0.01の場合、赤外透過基板上の残留炭素量は1×1
015cm-2であることを示している。FIG. 4 is a calibration curve showing the relationship between the absorbance and the residual carbon amount, which was prepared using a sample in which DOP diluted with ethanol was uniformly coated on a 300 mm silicon wafer. In the case of the calibration curve shown in FIG. 4, when the infrared absorbance is 0.01, the residual carbon amount on the infrared transparent substrate is 1 × 1.
It is shown that it is 0 15 cm -2 .
【0084】図4に示すような検量線を予め作成してデ
ータベース38に蓄えておくことで、赤外線の吸光度か
ら赤外透過基板10上に付着した化学物質の付着量を算
出することができる。By previously preparing a calibration curve as shown in FIG. 4 and storing it in the database 38, it is possible to calculate the adhesion amount of the chemical substance adhered on the infrared transparent substrate 10 from the absorbance of infrared rays.
【0085】図5は、24時間放置による化学汚染物質
の空気中濃度と赤外透過基板としてのシリコンウェーハ
表面汚染との関係を示すグラフである。DOP(ジオク
チルフタレート)の場合、例えば1ng/m3のDOP
濃度の大気中にウェーハを24時間放置すると、ウェー
ハ表面への付着量は1012CH2 unit/cm2であ
ることを示している。逆に言えば、24時間放置後のウ
ェーハ表面の付着量が1012CH2 unit/cm2で
あれば、大気中のDOP濃度が1ng/m3であること
が判る。一方、TBP(リン酸トリブチル:難燃剤)や
シロキサン(シリコンコーキング剤からの揮発物質)の
場合に示されるように、空気中濃度と付着量との関係
は、汚染物質、放置時間等の条件によって異なる。した
がって、測定対象とする物質毎に空気中濃度と付着量の
関係を予め求めておくことが必要である。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the concentration of chemical pollutants in the air and the surface contamination of a silicon wafer as an infrared transparent substrate after being left for 24 hours. In the case of DOP (dioctyl phthalate), for example, 1 ng / m 3 DOP
It is shown that when the wafer is left for 24 hours in a concentrated atmosphere, the amount of adhesion to the wafer surface is 10 12 CH 2 unit / cm 2 . Conversely, if the amount of adhesion on the wafer surface after standing for 24 hours is 10 12 CH 2 unit / cm 2, it can be seen that the DOP concentration in the atmosphere is 1 ng / m 3 . On the other hand, as shown in the case of TBP (tributyl phosphate: flame retardant) and siloxane (volatile substance from silicone caulking agent), the relationship between the concentration in air and the adhered amount depends on conditions such as pollutants and leaving time. different. Therefore, it is necessary to previously obtain the relationship between the concentration in air and the amount of adhered substances for each substance to be measured.
【0086】図5に示すような検量線を予め作成してデ
ータベース38に蓄えておくことで、赤外透過基板10
上に付着した化学質量から雰囲気中に存在する化学物質
の濃度を算出することができる。また、図5に示す検量
線の代わりに、雰囲気中の化学物質濃度と吸収ピークの
吸光度の大きさとの関係を示す検量線を予め作成してデ
ータベース38に蓄えておき、雰囲気中に存在する汚染
物質の濃度を算出するようにしてもよい。By preparing a calibration curve as shown in FIG. 5 in advance and storing it in the database 38, the infrared transmitting substrate 10
The concentration of the chemical substance existing in the atmosphere can be calculated from the chemical mass attached to the top. Further, instead of the calibration curve shown in FIG. 5, a calibration curve showing the relationship between the concentration of the chemical substance in the atmosphere and the magnitude of the absorbance of the absorption peak is created in advance and stored in the database 38, and the contamination existing in the atmosphere is stored. The concentration of the substance may be calculated.
【0087】[第1実施形態]本発明の第1実施形態に
よる化学物質検出方法及び装置について図6を用いて説
明する。[A First Embodiment] The chemical substance detecting method and apparatus according to a first embodiment of the present invention will be explained with reference to FIG.
【0088】図6は本実施形態による化学物質検出装置
の構造を示す概略図である。FIG. 6 is a schematic view showing the structure of the chemical substance detecting apparatus according to the present embodiment.
【0089】はじめに、本実施形態による化学物質検出
装置の構造について図6を用いて説明する。First, the structure of the chemical substance detecting apparatus according to the present embodiment will be explained with reference to FIG.
【0090】赤外透過基板10としての半導体ウェーハ
の端部近傍には、赤外光源20が設けられている。赤外
光源20が設けられた端部と対向する 半導体ウェーハ
の端部近傍には、帯域透過フィルタ50を介して赤外検
出器32が設けられている。こうして、図1に示す化学
物質検出系が構成されている。An infrared light source 20 is provided near the edge of the semiconductor wafer as the infrared transparent substrate 10. An infrared detector 32 is provided in the vicinity of the end of the semiconductor wafer facing the end where the infrared light source 20 is provided via a band pass filter 50. Thus, the chemical substance detection system shown in FIG. 1 is constructed.
【0091】赤外透過基板10の近傍には、気体を取り
入れて赤外透過基板10に吹き付けるためのエアダクト
72が設けられている。エアダクト72には、ヒータ7
4が設けられており、エアダクト72内を通過する気体
を加熱できるようになっている。ヒータ74には、ヒー
タ74の温度を制御するヒータ加熱用電源76が接続さ
れている。赤外透過基板10の近傍には、また、赤外透
過基板10の温度を測定する基板温度測定手段60が設
けられている。ヒータ加熱電源76には、基板温度測定
手段60から出力された赤外透過基板10の実測温度に
関する信号である温度信号と、測定温度として設定され
る基準温度に関する信号である温度信号とが入力され、
これら信号に基づき、ヒータ加熱電源76をフィードバ
ック制御し、赤外透過基板10の温度を基準温度に保持
するようになっている。こうして、図3に示す基板温度
制御系が構成されている。An air duct 72 for taking in gas and blowing it onto the infrared transparent substrate 10 is provided near the infrared transparent substrate 10. The heater 7 is installed in the air duct 72.
4 is provided so that the gas passing through the air duct 72 can be heated. A heater heating power supply 76 that controls the temperature of the heater 74 is connected to the heater 74. Substrate temperature measuring means 60 for measuring the temperature of the infrared transmission substrate 10 is also provided in the vicinity of the infrared transmission substrate 10. To the heater heating power supply 76, a temperature signal that is a signal related to the actually measured temperature of the infrared transparent substrate 10 output from the substrate temperature measuring means 60 and a temperature signal that is a signal related to a reference temperature set as a measurement temperature are input. ,
Based on these signals, the heater heating power supply 76 is feedback-controlled to maintain the temperature of the infrared transparent substrate 10 at the reference temperature. Thus, the substrate temperature control system shown in FIG. 3 is constructed.
【0092】次に、本実施形態による化学物質検出方法
について図6を用いて説明する。Next, the chemical substance detection method according to the present embodiment will be explained with reference to FIG.
【0093】はじめに、被測定基板の測定に先立ち、基
準状態における測定を行う。なお、基準状態における測
定は、被測定基板の測定毎に行ってもよいし、定期的
(例えば所定枚数の処理毎など)に行ってもよい。First, before the measurement of the substrate to be measured, the measurement in the reference state is performed. The measurement in the reference state may be performed each time the measurement target substrate is measured, or may be performed periodically (for example, each time a predetermined number of substrates are processed).
【0094】まず、洗浄直後の基板など、表面上に化学
物質が付着していない標準基板としての赤外透過基板1
0を、化学物質検出装置内に設置する。First, the infrared transparent substrate 1 as a standard substrate having no chemical substance attached on the surface such as a substrate immediately after cleaning.
0 is installed in the chemical substance detection device.
【0095】次いで、ヒータ加熱電源76によりエアダ
クト72から導入される気体を加熱する。これにより、
加熱した気体を赤外透過基板10に吹き付け、赤外透過
基板10の温度を基準温度として設定された所定温度ま
で昇温する。赤外透過基板10の温度は、ヒータ加熱電
源76を制御することにより、一定温度に保持する。Next, the heater heating power supply 76 heats the gas introduced from the air duct 72. This allows
The heated gas is blown onto the infrared transmissive substrate 10 to raise the temperature of the infrared transmissive substrate 10 to a predetermined temperature set as a reference temperature. The temperature of the infrared transparent substrate 10 is maintained at a constant temperature by controlling the heater heating power supply 76.
【0096】次いで、赤外光源20から発せられた赤外
線を、赤外透過基板10に入射する。赤外透過基板10
に入射された赤外線は、基板の表裏の表面において多重
内部反射した後、基板の外部に放出される。Next, the infrared rays emitted from the infrared light source 20 are made incident on the infrared transmission substrate 10. Infrared transparent substrate 10
The infrared rays incident on the substrate undergo multiple internal reflection on the front and back surfaces of the substrate, and then are emitted to the outside of the substrate.
【0097】次いで、赤外透過基板10から放出された
赤外線を、帯域透過フィルタ50を介して赤外検出器3
2により検出する。検出した赤外線の光量は、データベ
ース38に蓄積しておく。Next, the infrared rays emitted from the infrared transmission substrate 10 are passed through the band-pass filter 50 to the infrared detector 3
It detects by 2. The detected amount of infrared light is stored in the database 38.
【0098】こうして、基準状態における測定を完了す
る。Thus, the measurement in the standard state is completed.
【0099】次に、被測定対象の基板の測定を行う。Next, the substrate to be measured is measured.
【0100】まず、被測定基板としての赤外透過基板1
0を、化学物質検出装置内に設置する。First, the infrared transparent substrate 1 as the substrate to be measured.
0 is installed in the chemical substance detection device.
【0101】次いで、基準状態における測定の場合と同
様にして、赤外透過基板10の温度を、標準状態におけ
る測定の場合に設定したと同様の基準温度まで昇温し、
一定温度に保持する。なお、雰囲気中の化学物質を測定
する場合にあっては、エアダクト72から取り入れる気
体として、測定対象の気体を用いるようにすればよい。
こうすることにより、赤外透過基板10上に付着した化
学物質の付着量の測定のみならず、雰囲気中における化
学物質の濃度の測定を行うこともできる。Then, similarly to the case of the measurement in the reference state, the temperature of the infrared transmitting substrate 10 is raised to the same reference temperature as that set in the case of the measurement in the standard state,
Hold at a constant temperature. When measuring the chemical substance in the atmosphere, the gas to be measured may be used as the gas taken in from the air duct 72.
By doing so, not only the amount of the chemical substance attached to the infrared transparent substrate 10 can be measured but also the concentration of the chemical substance in the atmosphere can be measured.
【0102】次いで、赤外光源20から発せられた赤外
線を、赤外透過基板10内に入射する。赤外透過基板1
0内に入射された赤外線は、赤外透過基板10の表裏の
表面において多重内部反射されると同時に赤外透過基板
10の表面に吸着している化学物質の情報を累積してプ
ロービングし、赤外透過基板10の外部に放出される。Then, the infrared rays emitted from the infrared light source 20 are made incident on the infrared transparent substrate 10. Infrared transparent substrate 1
The infrared rays incident on the inside of the infrared ray 0 are multiply internally reflected on the front and back surfaces of the infrared transparent substrate 10, and at the same time, the information of the chemical substances adsorbed on the surface of the infrared transparent substrate 10 is accumulated and probing is performed. It is emitted to the outside of the outer transparent substrate 10.
【0103】次いで、赤外透過基板10から放出された
赤外線を、帯域透過フィルタ50を介して赤外検出器3
2により検出する。検出した赤外線の光量は、データベ
ース38に蓄積しておく。Next, the infrared rays emitted from the infrared transmitting substrate 10 are passed through the band-pass filter 50 to the infrared detector 3
It detects by 2. The detected amount of infrared light is stored in the database 38.
【0104】こうして、被測定基板の測定を完了する。Thus, the measurement of the substrate to be measured is completed.
【0105】次いで、データベース38に蓄積された基
準状態における光量及び被測定基板から得られた光量を
参照し、吸光度を算出する。Next, the absorbance is calculated with reference to the light amount in the reference state accumulated in the database 38 and the light amount obtained from the substrate to be measured.
【0106】次いで、データベース38に蓄えられてい
る所定の検量線を参照し、赤外透過基板10上に付着し
た化学物質の付着量を算出する。また、該当する場合に
あっては、データベース38に蓄えられている所定の検
量線を参照し、雰囲気中の化学物質の濃度を算出する。Next, referring to a predetermined calibration curve stored in the database 38, the attached amount of the chemical substance attached to the infrared transmitting substrate 10 is calculated. If applicable, the concentration of the chemical substance in the atmosphere is calculated by referring to the predetermined calibration curve stored in the database 38.
【0107】このように、本実施形態によれば、赤外透
過基板の温度変化による透過光量の変化を抑制すること
ができるので、赤外透過基板上に付着した化学物質によ
る透過光量の変化をより正確に測定することができる。
したがって、化学物質の検出感度を向上することができ
る。As described above, according to this embodiment, it is possible to suppress the change in the amount of transmitted light due to the temperature change of the infrared transmitting substrate, so that the change in the amount of transmitted light due to the chemical substance attached on the infrared transmitting substrate can be suppressed. It can be measured more accurately.
Therefore, the detection sensitivity of chemical substances can be improved.
【0108】[第2実施形態]本発明の第2実施形態に
よる化学物質検出方法及び装置について図7を用いて説
明する。[A Second Embodiment] The chemical substance detecting method and apparatus according to a second embodiment of the present invention will be explained with reference to FIG.
【0109】図7は本実施形態による化学物質検出装置
の構造を示す概略図及び平面図である。なお、図7
(a)は本実施形態による化学物質検出装置の概略図で
あり、図7(b)は本実施形態による化学物質検出装置
を上面から見た概略図である。FIG. 7 is a schematic view and a plan view showing the structure of the chemical substance detecting device according to the present embodiment. Note that FIG.
FIG. 7A is a schematic view of the chemical substance detection device according to the present embodiment, and FIG. 7B is a schematic view of the chemical substance detection device according to the present embodiment seen from above.
【0110】はじめに、本実施形態による化学物質検出
装置の構造について図7を用いて説明する。First, the structure of the chemical substance detecting apparatus according to the present embodiment will be explained with reference to FIG.
【0111】赤外透過基板10としての半導体ウェーハ
は、恒温槽78内に載置されている。恒温槽78には、
恒温槽温度コントローラ80が接続されており、恒温槽
78の温度を制御できるようになっている。恒温槽78
には、また、赤外透過基板10の温度を測定する基板温
度測定手段60が設けられている。恒温槽温度コントロ
ーラ80には、基板温度測定手段60から出力された赤
外透過基板10の実測温度に関する信号である温度信号
と、測定温度として設定される基準温度に関する信号で
ある温度信号とが入力され、これら信号に基づき、恒温
槽温度コントローラ80をフィードバック制御し、赤外
透過基板10の温度を基準温度に保持するようになって
いる。こうして、図3に示す基板温度制御系が構成され
ている。The semiconductor wafer as the infrared transparent substrate 10 is placed in the constant temperature bath 78. In the constant temperature bath 78,
A constant temperature bath temperature controller 80 is connected so that the temperature of the constant temperature bath 78 can be controlled. Constant temperature bath 78
Further, there is provided a substrate temperature measuring means 60 for measuring the temperature of the infrared transparent substrate 10. A temperature signal which is a signal relating to the actually measured temperature of the infrared transparent substrate 10 output from the substrate temperature measuring means 60 and a temperature signal which is a signal relating to a reference temperature set as a measurement temperature are input to the constant temperature bath temperature controller 80. Based on these signals, the constant temperature bath temperature controller 80 is feedback-controlled to maintain the temperature of the infrared transparent substrate 10 at the reference temperature. Thus, the substrate temperature control system shown in FIG. 3 is constructed.
【0112】恒温槽78には、また、赤外線を透過する
赤外光透過窓82,84が設けられており、恒温槽78
の外から赤外透過基板10に赤外線を入射し、また、赤
外透過基板10から放出された赤外線を恒温槽78の外
に取り出すことができるようになっている。The constant temperature bath 78 is also provided with infrared light transmitting windows 82 and 84 for transmitting infrared rays.
Infrared rays are incident on the infrared transparent substrate 10 from the outside, and the infrared rays emitted from the infrared transparent substrate 10 can be taken out of the constant temperature bath 78.
【0113】恒温槽78外の赤外透過基板10の端部近
傍には、赤外光透過窓82を介して赤外光源20が設け
られている。赤外光源20が設けられた端部と対向する
赤外透過基板10の端部近傍には、赤外光透過窓84、
検出光学系46及び帯域透過フィルタ50を介して赤外
検出器32が設けられている。こうして、図1に示す化
学物質検出系が構成されている。The infrared light source 20 is provided outside the constant temperature bath 78 near the end of the infrared transparent substrate 10 through an infrared light transparent window 82. In the vicinity of the end of the infrared transmitting substrate 10 facing the end where the infrared light source 20 is provided, an infrared light transmitting window 84,
The infrared detector 32 is provided via the detection optical system 46 and the band-pass filter 50. Thus, the chemical substance detection system shown in FIG. 1 is constructed.
【0114】次に、本実施形態による化学物質検出方法
について図7を用いて説明する。Next, the chemical substance detecting method according to the present embodiment will be explained with reference to FIG.
【0115】はじめに、被測定基板の測定に先立ち、基
準状態における測定を行う。なお、基準状態における測
定は、被測定基板の測定毎に行ってもよいし、定期的
(例えば所定枚数の処理毎など)に行ってもよい。First, prior to the measurement of the substrate to be measured, the measurement in the reference state is performed. The measurement in the reference state may be performed each time the measurement target substrate is measured, or may be performed periodically (for example, each time a predetermined number of substrates are processed).
【0116】まず、洗浄直後の基板など、表面上に化学
物質が付着していない標準基板としての赤外透過基板1
0を、恒温槽78内に設置する。First, an infrared transmitting substrate 1 as a standard substrate having no chemical substance attached on the surface thereof, such as a substrate immediately after cleaning.
0 is installed in the constant temperature bath 78.
【0117】次いで、恒温槽温度コントローラ80によ
り、赤外透過基板10の温度を基準温度として設定され
た所定温度まで昇温する。赤外透過基板10の温度は、
恒温槽温度コントローラ80を制御することにより、一
定温度に保持する。Next, the constant temperature bath temperature controller 80 raises the temperature of the infrared transparent substrate 10 to a predetermined temperature set as a reference temperature. The temperature of the infrared transparent substrate 10 is
A constant temperature is maintained by controlling the constant temperature bath temperature controller 80.
【0118】次いで、赤外光源20から発せられた赤外
線を、赤外透過窓82を介して赤外透過基板10に入射
する。赤外透過基板10に入射された赤外線は、基板の
表裏の表面において多重内部反射した後、基板の外部に
放出される。Next, the infrared rays emitted from the infrared light source 20 are made incident on the infrared transmission substrate 10 through the infrared transmission window 82. The infrared rays incident on the infrared transparent substrate 10 undergo multiple internal reflection on the front and back surfaces of the substrate, and then are emitted to the outside of the substrate.
【0119】次いで、赤外透過基板10から放出された
赤外線を、赤外光透過窓84、検出光学系46及び帯域
透過フィルタ50を介して赤外検出器32により検出す
る。検出した赤外線の光量は、データベース38に蓄積
しておく。Next, the infrared rays emitted from the infrared transmission substrate 10 are detected by the infrared detector 32 through the infrared light transmission window 84, the detection optical system 46 and the band transmission filter 50. The detected amount of infrared light is stored in the database 38.
【0120】こうして、基準状態における測定を完了す
る。Thus, the measurement in the standard state is completed.
【0121】次に、被測定対象の基板の測定を行う。Next, the substrate to be measured is measured.
【0122】まず、被測定基板である赤外透過基板10
を、恒温槽78内に設置する。First, the infrared transparent substrate 10 which is the substrate to be measured.
Are installed in a constant temperature bath 78.
【0123】次いで、恒温槽温度コントローラ80によ
り、赤外透過基板10の温度を、標準状態における測定
の場合に設定したと同様の温度まで昇温し、一定温度に
保持する。Next, the temperature of the infrared transmitting substrate 10 is raised to the same temperature as that set in the case of the measurement in the standard state by the constant temperature bath temperature controller 80 and kept at a constant temperature.
【0124】次いで、赤外光源20から発せられた赤外
線を、赤外透過窓82を介して赤外透過基板10内に入
射する。赤外透過基板10内に入射された赤外線は、赤
外透過基板10の表裏の表面において多重内部反射され
ると同時に赤外透過基板10の表面に吸着している化学
物質の情報を累積してプロービングし、赤外透過基板1
0の外部に放出される。Next, the infrared rays emitted from the infrared light source 20 are made incident on the infrared transmission substrate 10 through the infrared transmission window 82. The infrared rays that have entered the infrared transmission substrate 10 are multiply internally reflected on the front and back surfaces of the infrared transmission substrate 10 and at the same time accumulate information on chemical substances adsorbed on the surface of the infrared transmission substrate 10. Probing and infrared transparent substrate 1
It is released to the outside of 0.
【0125】次いで、赤外透過基板10から放出された
赤外線を、赤外光透過窓84、検出光学系46及び帯域
透過フィルタ50を介して赤外検出器32により検出す
る。検出した赤外線の光量は、データベース38に蓄積
しておく。Next, the infrared rays emitted from the infrared transmission substrate 10 are detected by the infrared detector 32 through the infrared light transmission window 84, the detection optical system 46 and the band transmission filter 50. The detected amount of infrared light is stored in the database 38.
【0126】こうして、被測定基板の測定を完了する。Thus, the measurement of the substrate to be measured is completed.
【0127】次いで、データベース38に蓄積された基
準状態における光量及び被測定基板から得られた光量を
参照し、吸光度を算出する。Then, the absorbance is calculated with reference to the light amount in the reference state accumulated in the database 38 and the light amount obtained from the substrate to be measured.
【0128】次いで、データベース38に蓄えられてい
る所定の検量線を参照し、赤外透過基板10上に付着し
た化学物質の付着量を算出する。Next, referring to a predetermined calibration curve stored in the database 38, the attached amount of the chemical substance attached to the infrared transparent substrate 10 is calculated.
【0129】このように、本実施形態によれば、赤外透
過基板の温度変化による透過光量の変化を抑制すること
ができるので、赤外透過基板上に付着した化学物質によ
る透過光量の変化をより正確に測定することができる。
したがって、化学物質の検出感度を向上することができ
る。As described above, according to this embodiment, it is possible to suppress the change in the amount of transmitted light due to the temperature change of the infrared transmitting substrate, so that the change in the amount of transmitted light due to the chemical substance attached to the infrared transmitting substrate can be suppressed. It can be measured more accurately.
Therefore, the detection sensitivity of chemical substances can be improved.
【0130】[第3実施形態]本発明の第3実施形態に
よる化学物質検出方法及び装置について図8を用いて説
明する。[A Third Embodiment] The chemical substance detecting method and apparatus according to a third embodiment of the present invention will be explained with reference to FIG.
【0131】図8は本実施形態による化学物質検出装置
の構造を示す概略図及び平面図である。なお、図8
(a)は本実施形態による化学物質検出装置の概略図で
あり、図8(b)は本実施形態による化学物質検出装置
を上面から見た概略図である。FIG. 8 is a schematic view and a plan view showing the structure of the chemical substance detecting device according to the present embodiment. Note that FIG.
FIG. 8A is a schematic view of the chemical substance detection device according to the present embodiment, and FIG. 8B is a schematic view of the chemical substance detection device according to the present embodiment as viewed from above.
【0132】はじめに、本実施形態による化学物質検出
装置の構造について図8を用いて説明する。First, the structure of the chemical substance detecting apparatus according to the present embodiment will be explained with reference to FIG.
【0133】赤外透過基板10としての半導体ウェーハ
は、容器86内に載置されている。容器86には、エア
ダクト72が接続されており、エアダクト72を介して
気体を容器86内に導入できるようになっている。容器
86の赤外透過基板10の端部近傍には、窓88,90
が設けてあり、赤外透過基板10の一部が容器86外に
露出するようになっている。窓88,90は、また、エ
アダクト72から容器86内に導入した気体を容器86
外に排出する排気口としての役割も担っている。エアダ
クト72には、ヒータ74が設けられ、エアダクト72
内を通過する気体を加熱できるようになっている。ヒー
タ74には、ヒータ74の温度を制御するヒータ加熱用
電源76が接続されている。また、容器86内には、赤
外透過基板10の温度を測定する基板温度測定手段60
が設けられている。ヒータ加熱電源76には、基板温度
測定手段60から出力された赤外透過基板10の実測温
度に関する信号である温度信号と、測定温度として設定
される基準温度に関する信号である温度信号とが入力さ
れ、これら信号に基づき、ヒータ加熱電源76をフィー
ドバック制御し、赤外透過基板10の温度を基準温度に
保持するようになっている。こうして、図3に示す基板
温度制御系が構成されている。The semiconductor wafer as the infrared transparent substrate 10 is placed in the container 86. An air duct 72 is connected to the container 86, and gas can be introduced into the container 86 via the air duct 72. Windows 88, 90 are provided near the end of the infrared transmission substrate 10 of the container 86.
Is provided, and a part of the infrared transmission substrate 10 is exposed to the outside of the container 86. The windows 88 and 90 also allow the gas introduced from the air duct 72 to enter the container 86.
It also plays a role as an exhaust port that discharges to the outside. A heater 74 is provided in the air duct 72, and the air duct 72
The gas passing through it can be heated. A heater heating power supply 76 that controls the temperature of the heater 74 is connected to the heater 74. Further, in the container 86, the substrate temperature measuring means 60 for measuring the temperature of the infrared transparent substrate 10 is provided.
Is provided. To the heater heating power supply 76, a temperature signal that is a signal related to the actually measured temperature of the infrared transparent substrate 10 output from the substrate temperature measuring means 60 and a temperature signal that is a signal related to a reference temperature set as a measurement temperature are input. Based on these signals, the heater heating power supply 76 is feedback-controlled to maintain the temperature of the infrared transparent substrate 10 at the reference temperature. Thus, the substrate temperature control system shown in FIG. 3 is constructed.
【0134】容器86の窓88から露出している赤外透
過基板10の端部近傍には、帯域透過フィルタ50及び
入射光学系48を介して赤外光源20が設けられてい
る。赤外光源20が設けられた端部と対向する半導体ウ
ェーハの端部近傍には、検出光学系46を介して赤外検
出器32が設けられている。こうして、図1に示す化学
物質検出系が構成されている。The infrared light source 20 is provided near the end of the infrared transmission substrate 10 exposed from the window 88 of the container 86 via the band-pass filter 50 and the incident optical system 48. An infrared detector 32 is provided via a detection optical system 46 near the end of the semiconductor wafer opposite to the end where the infrared light source 20 is provided. Thus, the chemical substance detection system shown in FIG. 1 is constructed.
【0135】次に、本実施形態による化学物質検出方法
について図8を用いて説明する。Next, the chemical substance detecting method according to the present embodiment will be explained with reference to FIG.
【0136】はじめに、被測定基板の測定に先立ち、基
準状態における測定を行う。なお、基準状態における測
定は、被測定基板の測定毎に行ってもよいし、定期的
(例えば所定枚数の処理毎など)に行ってもよい。First, prior to the measurement of the substrate to be measured, the measurement in the reference state is performed. The measurement in the reference state may be performed each time the measurement target substrate is measured, or may be performed periodically (for example, each time a predetermined number of substrates are processed).
【0137】まず、洗浄直後の基板など、表面上に化学
物質が付着していない標準基板としての赤外透過基板1
0を、容器86内に設置する。First, the infrared transparent substrate 1 as a standard substrate on the surface of which a chemical substance has not adhered, such as a substrate immediately after cleaning.
0 is installed in the container 86.
【0138】次いで、ヒータ加熱電源76によりエアダ
クト72から導入される気体を加熱する。これにより、
容器86内を加熱した気体により充填し、赤外透過基板
10の温度を基準温度として設定された所定温度まで昇
温する。赤外透過基板10の温度は、ヒータ加熱電源7
6により制御し、一定温度に保持する。Next, the heater heating power supply 76 heats the gas introduced from the air duct 72. This allows
The inside of the container 86 is filled with a heated gas, and the temperature of the infrared transparent substrate 10 is raised to a predetermined temperature set as a reference temperature. The temperature of the infrared transparent substrate 10 is the heater heating power source 7
Controlled by 6 and maintained at a constant temperature.
【0139】次いで、赤外光源20から発せられた赤外
線を、帯域透過フィルタ50及び入射光学系48を介し
て赤外透過基板10に入射する。赤外透過基板10に入
射された赤外線は、基板の表裏の表面において多重内部
反射した後、基板の外部に放出される。Next, the infrared rays emitted from the infrared light source 20 are made incident on the infrared transmission substrate 10 via the band-pass filter 50 and the incident optical system 48. The infrared rays incident on the infrared transparent substrate 10 undergo multiple internal reflection on the front and back surfaces of the substrate, and then are emitted to the outside of the substrate.
【0140】次いで、赤外透過基板10から放出された
赤外線を、検出光学系46を介して赤外検出器32によ
り検出する。検出した赤外線の光量は、データベース3
8に蓄積しておく。Next, the infrared rays emitted from the infrared transmitting substrate 10 are detected by the infrared detector 32 via the detection optical system 46. The amount of infrared light detected is in database 3
Accumulate in 8.
【0141】こうして、基準状態における測定を完了す
る。Thus, the measurement in the reference state is completed.
【0142】次に、被測定対象の基板の測定を行う。Next, the substrate to be measured is measured.
【0143】まず、被測定基板である赤外透過基板10
を、容器86内に設置する。First, the infrared transparent substrate 10 which is the substrate to be measured.
Are installed in the container 86.
【0144】次いで、基準状態における測定の場合と同
様にして、標準状態における測定の場合に設定したと同
様の基準温度まで昇温し、一定温度に保持する。なお、
雰囲気中の化学物質を測定する場合にあっては、エアダ
クト72から取り入れる気体として、測定対象の気体を
用いるようにすればよい。こうすることにより、赤外透
過基板10上に付着した化学物質の付着量の測定のみな
らず、雰囲気中における化学物質の濃度の測定を行うこ
ともできる。Then, similarly to the case of the measurement in the reference state, the temperature is raised to the same reference temperature as that set in the case of the measurement in the standard state and kept at a constant temperature. In addition,
When measuring the chemical substance in the atmosphere, the gas to be measured may be used as the gas taken in from the air duct 72. By doing so, not only the amount of the chemical substance attached to the infrared transparent substrate 10 can be measured but also the concentration of the chemical substance in the atmosphere can be measured.
【0145】次いで、赤外光源20から発せられた赤外
線を、帯域透過フィルタ50及び入射光学系48を介し
て赤外透過基板10内に入射する。赤外透過基板10内
に入射された赤外線は、赤外透過基板10の表裏の表面
において多重内部反射されると同時に赤外透過基板10
の表面に吸着している化学物質の情報を累積してプロー
ビングし、赤外透過基板10の外部に放出される。Next, the infrared rays emitted from the infrared light source 20 are made incident on the infrared transmission substrate 10 through the band-pass filter 50 and the incident optical system 48. The infrared rays that have entered the infrared transmission substrate 10 are multiply internally reflected by the front and back surfaces of the infrared transmission substrate 10 and at the same time the infrared transmission substrate 10 is irradiated.
The information of the chemical substances adsorbed on the surface of the substrate is accumulated and probing, and then released to the outside of the infrared transmission substrate 10.
【0146】次いで、赤外透過基板10から放出された
赤外線を、検出光学系46を介して赤外検出器32によ
り検出する。検出した赤外線の光量は、データベース3
8に蓄積しておく。Next, the infrared rays emitted from the infrared transmitting substrate 10 are detected by the infrared detector 32 via the detection optical system 46. The amount of infrared light detected is in database 3
Accumulate in 8.
【0147】こうして、被測定基板の測定を完了する。Thus, the measurement of the substrate to be measured is completed.
【0148】次いで、データベース38に蓄積された基
準状態における光量及び被測定基板から得られた光量を
参照し、吸光度を算出する。Then, the absorbance is calculated with reference to the light amount in the reference state and the light amount obtained from the substrate to be measured, which are accumulated in the database 38.
【0149】次いで、データベース38に蓄えられてい
る所定の検量線を参照し、赤外透過基板10上に付着し
た化学物質の付着量を算出する。また、該当する場合に
あっては、データベース38に蓄えられている所定の検
量線を参照し、雰囲気中の化学物質の濃度を算出する。Next, with reference to a predetermined calibration curve stored in the database 38, the attached amount of the chemical substance attached on the infrared transmitting substrate 10 is calculated. If applicable, the concentration of the chemical substance in the atmosphere is calculated by referring to the predetermined calibration curve stored in the database 38.
【0150】このように、本実施形態によれば、赤外透
過基板の温度変化による透過光量の変化を抑制すること
ができるので、赤外透過基板上に付着した化学物質によ
る透過光量の変化をより正確に測定することができる。
したがって、化学物質の検出感度を向上することができ
る。As described above, according to this embodiment, it is possible to suppress the change in the amount of transmitted light due to the temperature change of the infrared transmitting substrate, so that the change in the amount of transmitted light due to the chemical substance attached on the infrared transmitting substrate is suppressed. It can be measured more accurately.
Therefore, the detection sensitivity of chemical substances can be improved.
【0151】[0151]
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、赤外透過
基板の内部を多重反射した後に放出される赤外線を検出
し、検出した赤外線の強度に基づいて赤外透過基板上に
付着している化学物質の付着量を算出する化学物質検出
方法において、赤外透過基板の温度変化による透過光量
の変化を抑制するので、赤外透過基板上に付着した化学
物質による透過光量の変化をより正確に測定することが
できる。これにより、化学物質の検出感度を向上するこ
とができる。As described above, according to the present invention, infrared rays emitted after multiple reflections inside the infrared transparent substrate are detected, and the infrared rays are attached to the infrared transparent substrate based on the intensity of the detected infrared rays. In the chemical substance detection method that calculates the amount of attached chemical substance, the change in the amount of transmitted light due to the temperature change of the infrared transparent substrate is suppressed, so that the change in the amount of transmitted light due to the chemical substance attached to the infrared transparent substrate is more suppressed. Can be measured accurately. Thereby, the detection sensitivity of the chemical substance can be improved.
【図1】本発明による化学物質検出装置における化学物
質検出系の一例を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a chemical substance detection system in a chemical substance detection device according to the present invention.
【図2】帯域透過フィルタの赤外線透過スペクトルの例
を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing an example of an infrared transmission spectrum of a bandpass filter.
【図3】本発明による化学物質検出装置における基板温
度制御系の一例を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a substrate temperature control system in the chemical substance detection device according to the present invention.
【図4】吸光度と基板上に付着した残留炭素との関係を
示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the absorbance and the residual carbon deposited on the substrate.
【図5】基板上に付着した化学物質の付着量と大気中に
おける化学物質の濃度との関係を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the amount of attached chemical substance on the substrate and the concentration of the chemical substance in the atmosphere.
【図6】本発明の第1実施形態による化学物質検出装置
の構造を示す概略図及び平面図である。FIG. 6 is a schematic view and a plan view showing the structure of the chemical substance detection device according to the first embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第2実施形態による化学物質検出装置
の構造を示す概略図及び平面図である。FIG. 7 is a schematic view and a plan view showing the structure of a chemical substance detection device according to a second embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第3実施形態による化学物質検出装置
の構造を示す概略図及び平面図である。FIG. 8 is a schematic view and a plan view showing the structure of a chemical substance detection device according to a third embodiment of the present invention.
10…赤外透過基板 20…赤外光源 30…化学物質検出手段 32…赤外検出器 34…A/Dコンバータ 36…演算装置 38…データベース 40…チョッパ 42…ロックインアンプ 44…チョッパ駆動回路 46…検出光学系 48…入射光学系 50…帯域透過フィルタ 60…基板温度測定手段 70…基板温度制御手段 72…エアダクト 74…ヒータ 76…ヒータ加熱電源 78…恒温槽 80…恒温槽温度コントローラ 82,84…赤外光透過窓 86…容器 88,90…窓 10 ... Infrared transparent substrate 20 ... Infrared light source 30 ... Chemical substance detection means 32 ... Infrared detector 34 ... A / D converter 36 ... Arithmetic device 38 ... Database 40 ... Chopper 42 ... Lock-in amplifier 44 ... Chopper drive circuit 46 ... Detection optical system 48 ... Incident optical system 50 ... Band pass filter 60 ... Substrate temperature measuring means 70 ... Substrate temperature control means 72 ... Air duct 74 ... Heater 76 ... Heater heating power supply 78 ... Constant temperature bath 80 ... Constant temperature bath temperature controller 82, 84 ... Infrared light transmitting window 86 ... Container 88, 90 ... Windows
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Claims (12)
外透過基板の内部を多重反射した後に前記赤外透過基板
より放出される赤外線を検出し、検出した赤外線の強度
に基づいて前記赤外透過基板上に付着している化学物質
の付着量を算出する化学物質検出方法において、 前記赤外透過基板の基準状態において、前記赤外透過基
板を透過した第1の光量を測定し、 前記赤外透過基板上の前記化学物質の量が変化した状態
で、前記第1の光量を測定した際における前記赤外透過
基板の温度とほぼ等しい温度において、前記赤外透過基
板を透過した第2の光量を測定し、 前記第1の光量と前記第2の光量とを考慮して、前記赤
外透過基板上に付着した前記化学物質の付着量を算出す
ることを特徴とする化学物質検出方法。1. An infrared ray is incident on an infrared transmissive substrate, the infrared ray emitted from the infrared transmissive substrate after multiple reflection inside the infrared transmissive substrate is detected, and the infrared ray is detected based on the intensity of the detected infrared ray. In a chemical substance detection method for calculating the amount of attachment of a chemical substance attached to an infrared transparent substrate, in a reference state of the infrared transparent substrate, a first amount of light transmitted through the infrared transparent substrate is measured, In a state where the amount of the chemical substance on the infrared transmissive substrate is changed, the first light transmitted through the infrared transmissive substrate at a temperature substantially equal to the temperature of the infrared transmissive substrate when the first light amount is measured. 2. The chemical substance detection, wherein the amount of light of No. 2 is measured, and the amount of attachment of the chemical substance attached to the infrared transparent substrate is calculated in consideration of the first amount of light and the second amount of light. Method.
て、 前記第1の光量及び前記第2の光量を測定するに際し、
前記赤外透過基板の温度を測定し、前記赤外透過基板の
実測温度に基づく信号と所定の基準温度に基づく信号と
を比較することにより、前記赤外透過基板の温度を前記
基準温度にほぼ等しい温度に保つことを特徴とする化学
物質検出方法。2. The chemical substance detection method according to claim 1, wherein when the first light amount and the second light amount are measured,
By measuring the temperature of the infrared transparent substrate and comparing the signal based on the measured temperature of the infrared transparent substrate and the signal based on a predetermined reference temperature, the temperature of the infrared transparent substrate is almost equal to the reference temperature. A method for detecting a chemical substance, which is characterized by maintaining the same temperature.
外透過基板の内部を多重反射した後に前記赤外透過基板
より放出される赤外線を検出し、検出した赤外線の強度
に基づいて前記赤外透過基板上に付着している化学物質
の付着量を算出する化学物質検出方法において、 前記赤外透過基板について赤外線の透過率の温度依存性
を測定し、 前記赤外透過基板の基準状態において、前記赤外透過基
板を透過した第1の光量及び前記赤外透過基板の温度を
測定し、 前記赤外透過基板上の前記化学物質の量が変化した状態
で、前記赤外透過基板を透過した第2の光量及び前記赤
外透過基板の温度を測定し、 前記第1の光量、前記第2の光量及び前記透過率の温度
依存性を考慮して、前記赤外透過基板上に付着した前記
化学物質の付着量を算出することを特徴とする化学物質
検出方法。3. An infrared ray is incident on the infrared transparent substrate, the infrared ray emitted from the infrared transparent substrate after multiple reflection inside the infrared transparent substrate is detected, and the infrared ray is detected based on the intensity of the detected infrared ray. In a chemical substance detection method for calculating the amount of attachment of a chemical substance attached to an infrared transparent substrate, the temperature dependence of infrared transmittance of the infrared transparent substrate is measured, and the reference state of the infrared transparent substrate is measured. In, the first light amount transmitted through the infrared transmission substrate and the temperature of the infrared transmission substrate are measured, and the infrared transmission substrate is changed in a state where the amount of the chemical substance on the infrared transmission substrate is changed. The second amount of transmitted light and the temperature of the infrared transmitting substrate are measured, and the first light amount, the second amount of light, and the temperature dependency of the transmittance are taken into consideration to attach the infrared light onto the infrared transmitting substrate. Calculate the amount of adhered chemical substances Chemical sensor wherein the door.
化学物質検出方法において、 前記第1の光量及び前記第2の光量の測定では、前記化
学物質により赤外吸収が生じる波長域の赤外線を選択的
に検出することを特徴とする化学物質検出方法。4. The chemical substance detection method according to claim 1, wherein in the measurement of the first light amount and the second light amount, a wavelength range in which infrared absorption is caused by the chemical substance. A method for detecting chemical substances, characterized by selectively detecting infrared rays of the.
基板より放出される赤外線を検出し、検出赤外線に基づ
いて前記赤外透過基板上に付着した化学物質の付着量を
算出する化学物質分析手段と、 前記赤外透過基板の温度を測定する基板温度測定手段
と、 前記赤外透過基板の温度を変化する基板温度制御手段
と、 前記基板温度測定手段により測定された前記赤外透過基
板の温度に基づいて前記基板温度制御手段を制御し、前
記赤外透過基板の温度をほぼ一定に保つ基板温度安定化
手段とを有することを特徴とする化学物質検出装置。5. An infrared transparent substrate, an infrared light source for making infrared rays incident on the infrared transparent substrate, and detecting infrared rays emitted from the infrared transparent substrate after multiple reflection inside the infrared transparent substrate. A chemical substance analysis unit that calculates the amount of attached chemical substance on the infrared transmission substrate based on detected infrared radiation; a substrate temperature measurement unit that measures the temperature of the infrared transmission substrate; and the infrared transmission substrate Substrate temperature control means for changing the temperature of the, the substrate temperature control means based on the temperature of the infrared transmission substrate measured by the substrate temperature measuring means, to control the temperature of the infrared transmission substrate substantially constant And a substrate temperature stabilizing means for maintaining the chemical substance detection device.
て、 前記基板温度制御手段は、前記赤外透過基板に所定温度
の気体を吹き付ける手段であることを特徴とする化学物
質検出装置。6. The chemical substance detection device according to claim 5, wherein the substrate temperature control unit is a unit that blows a gas having a predetermined temperature onto the infrared transparent substrate.
て、 前記基板温度制御手段は、前記赤外透過基板を内包する
恒温槽であることを特徴とする化学物質検出装置。7. The chemical substance detection device according to claim 5, wherein the substrate temperature control means is a constant temperature bath containing the infrared transparent substrate.
て、 前記基板温度制御手段は、前記赤外透過基板を内包する
容器と、前記容器内に所定温度の気体を導入する気体導
入手段とを有することを特徴とする化学物質検出装置。8. The chemical substance detection device according to claim 5, wherein the substrate temperature control unit includes a container that encloses the infrared transparent substrate, and a gas introduction unit that introduces a gas at a predetermined temperature into the container. A chemical substance detection device having.
化学物質検出装置において、 前記基板温度安定化手段は、前記基板温度測定手段によ
り測定した前記赤外透過基板の実測温度に基づく信号と
所定の基準温度に基づく信号とを比較することにより、
前記赤外透過基板の温度を前記基準温度にほぼ等しい温
度に保つことを特徴とする化学物質検出装置。9. The chemical substance detection device according to claim 5, wherein the substrate temperature stabilizing means is based on a measured temperature of the infrared transparent substrate measured by the substrate temperature measuring means. By comparing the signal with a signal based on a predetermined reference temperature,
A chemical substance detection device characterized in that the temperature of the infrared transparent substrate is maintained at a temperature substantially equal to the reference temperature.
の化学物質検出装置において、 前記化学物質検出手段は、前記赤外透過基板の基準状態
において、前記赤外透過基板を透過した第1の光量を測
定し、前記赤外透過基板上の前記化学物質の量が変化し
た状態で、前記赤外透過基板を透過した第2の光量を測
定し、前記第1の光量と前記第2の光量とを考慮して、
前記赤外透過基板上に付着した前記化学物質の付着量を
算出する手段であり、 前記基板温度安定化手段は、前記第1の光量を測定する
際の前記赤外透過基板の温度と、前記第2の光量を測定
する際の前記赤外透過基板の温度とがほぼ等しくなるよ
うに、前記赤外透過基板の温度を制御することを特徴と
する化学物質検出装置。10. The chemical substance detecting device according to claim 5, wherein the chemical substance detecting means transmits the infrared transmitting substrate in a reference state of the infrared transmitting substrate. The amount of light of No. 1 is measured, and the amount of the chemical substance on the infrared transmissive substrate is changed, the second amount of light transmitted through the infrared transmissive substrate is measured, and the first amount of light and the second amount of light are measured. Considering the light intensity of
A means for calculating the amount of the chemical substance attached to the infrared transparent substrate, wherein the substrate temperature stabilizing means is the temperature of the infrared transparent substrate at the time of measuring the first light amount, and A chemical substance detection device, characterized in that the temperature of the infrared transmitting substrate is controlled so that the temperature of the infrared transmitting substrate when measuring the second light amount becomes substantially equal.
と、 前記赤外透過基板内部を多重反射した後に前記赤外透過
基板より放出される赤外線を検出する赤外線検出手段
と、 前記赤外線検出手段により検出された赤外線及び前記基
板温度測定手段により測定した前記赤外透過基板の温度
に基づいて、前記赤外透過基板上に付着した化学物質の
付着量を算出する化学物質分析手段とを有することを特
徴とする化学物質検出装置。11. An infrared transmissive substrate, an infrared light source for injecting infrared rays into the infrared transmissive substrate, a substrate temperature measuring means for measuring a temperature of the infrared transmissive substrate, and an interior of the infrared transmissive substrate. Infrared detection means for detecting infrared rays emitted from the infrared transmission substrate after reflection, based on the infrared rays detected by the infrared detection means and the temperature of the infrared transmission substrate measured by the substrate temperature measurement means, A chemical substance detection device, comprising: a chemical substance analysis means for calculating the amount of attached chemical substance on the infrared transparent substrate.
載の化学物質検出装置において、 前記化学物質検出手段は、特定の分子振動に対応する波
長域の赤外線を選択的に検出し、前記波長域における赤
外線の吸光度に基づいて前記化学物質の付着量を算出す
ることを特徴とする化学物質検出装置。12. The chemical substance detection device according to claim 5, wherein the chemical substance detection means selectively detects infrared rays in a wavelength range corresponding to a specific molecular vibration, A chemical substance detection device, characterized in that the attached amount of the chemical substance is calculated based on the absorbance of infrared rays in the wavelength range.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050405 |