專利名稱：全反射衰減型遠(yuǎn)紫外分光法及使用其的濃度測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種 使用遠(yuǎn)紫外范圍內(nèi)的衰減的全反射的分光分析法。
背景技術(shù)：
近年來，在半導(dǎo)體制造工藝等中，需要測量水溶液中的微小濃度。例如，需要精確 地、簡單且迅速地測量和管理硅晶圓等的蝕刻過程中所使用的蝕刻液或清洗液中的濃度。發(fā)明人提出一種使用遠(yuǎn)紫外分光法的化學(xué)分析法，以便分析水溶液中溶 質(zhì)的微小濃度(日本專利特開2005-214863號公報(bào)，以及AppliedSpectroscopy Vol. 58(2004)910-916)。在該分析法中，在遠(yuǎn)紫外范圍中出現(xiàn)的水的吸收帶(由于水分子 的η — σ *躍遷)的峰值的較高波長側(cè)的斜坡部分(例如170 210nm)中測量遠(yuǎn)紫外光 的吸收。由于該吸收帶對水分子的氫鍵的變化非常敏感，所以與近紅外分光法或紅外分光 法相比可以以更高的靈敏度進(jìn)行對水溶液中的水合成分的定量測量。在某些情況下，可溶 解于水的成分本身的吸收光譜也出現(xiàn)在300nm以下的遠(yuǎn)紫外范圍中，并且利用170 300nm 之間的波長范圍內(nèi)的遠(yuǎn)紫外分光法可對多種可溶解成分進(jìn)行分析。但是，當(dāng)透射光的測量波長在遠(yuǎn)紫外范圍內(nèi)進(jìn)一步變短時，由于水的光吸收變得 更大，并且透射率變得更小。因此，如果具有非常短的光路的光室不可用，則分光測量變得 不可能。為了解決該問題，發(fā)明人著眼于全反射衰減型光學(xué)探針(ATR探針)。在此解釋由 于衰減的全反射的光吸收。當(dāng)進(jìn)入折射率較高的介質(zhì)(諸如合成石英)的光線入射到該介 質(zhì)與折射率較低的另一介質(zhì)(例如，待測量樣本，諸如水)之間的界面時，如果入射角大于 臨界角，則光線被全反射。然而，光線在折射率較低的該另一介質(zhì)中穿透波長量級的一定距 離，在界面的方向上傳播，并被反射。此穿透的光線被稱為衰減波。衰減波的電場的幅度在 反射點(diǎn)處最大，并且其在沿著界面的方向及與界面垂直的方向迅速衰減。電場的幅度衰減 至Ι/e的距離被稱為穿透深度(penetration depth)。依據(jù)全反射衰減型分光法，由于衰減 波的波長量級的穿透光被吸收，并且可在反射光中檢測該光吸收。在傳統(tǒng)的透射光譜測量 中，由于穿透深度對應(yīng)于光路長度，所以理論上可以實(shí)現(xiàn)與利用非常短的光路長度得到的 吸收光譜類似的吸收光譜。注意，ATR探針的材料是受限的，因?yàn)槠湓跍y量波長范圍內(nèi)應(yīng)當(dāng)具有總是高于樣本 的折射率和足夠的透射率。因此，發(fā)明人認(rèn)為，因?yàn)樯鲜鲫P(guān)于折射率和透射率的條件必須要 滿足，所以需要一種特殊類型的ATR探針，以便測量在遠(yuǎn)紫外范圍內(nèi)水中的由于η — σ*躍 遷的吸收帶，并且發(fā)明人提出一種特殊類型的ATR探針(日本專利特開2007-279025號公 報(bào))。本發(fā)明可適用于半導(dǎo)體工藝中所使用的處理液的濃度測量，并且在此解釋現(xiàn)有技 術(shù)的濃度測量。對于用于硅晶圓清洗過程和光蝕刻過程等中的混合酸的處理液以及具有諸 如羥基的基成分的清洗液等，從產(chǎn)量、安全、工作效率等的角度來看濃度管理是必要的，并 且對于濃度管理來說需要濃度分析。近年來，提出了各種類型的方法(例如，日本專利特開 2007-155494號公報(bào)、日本專利特開2006-234663號公報(bào)、日本專利特開平07-12713號公報(bào))。然而，在這些測量方法中，例如，對從處理容器溢流的清洗液進(jìn)行采樣，或者對循環(huán)管 道中的液體進(jìn)行采樣。因此它們不能直接用于實(shí)時地測量濃度。近年來，由于蝕刻和清洗 過程以高精確度被控制，因此需要監(jiān)視處理容器中的清洗液中的正確濃度，并且還需要測 量處理液中的濃度分布。為了解決這樣的問題，提出了浸入型的緊湊光學(xué)探針(日本專利 特開2006-23200號公報(bào))，并且其可以用于對容器中的任何點(diǎn)處的溫度和溶質(zhì)濃度進(jìn)行在 線測量。然而，將探針浸入容器中在影響容器中的清洗液的循環(huán)方面以及在降低待浸入的 晶圓(一個或多個)的容量方面存在問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在不使用具有特殊結(jié)構(gòu)的ATR探針的情況下執(zhí)行遠(yuǎn)紫外分光法。本發(fā)明的另一目的是在不對清洗液進(jìn)行采樣的情況下、在原處實(shí)時測量清洗過程 中的清洗液中的成分的濃度。在根據(jù)本發(fā)明的用于遠(yuǎn)紫外全反射衰減型分光法的利用探針測量全反射光的方 法中，在遠(yuǎn)紫外波長范圍內(nèi)，全反射光的衰減波的穿透深度等于或高于150nm。穿透深度由 遠(yuǎn)紫外光的波長、待測量對象的折射率、探針的光學(xué)材料的折射率以及進(jìn)入探針和對象之 間的界面的遠(yuǎn)紫外光的入射角決定。全反射衰減型探針由以下光學(xué)材料制成該光學(xué)材料 被選擇為使得穿透深度在遠(yuǎn)紫外波長范圍內(nèi)等于或高于150nm，并且使得探針與待測量對 象在與其的界面處相接觸。遠(yuǎn)紫外光入射到該界面上，并且該光在該波長范圍內(nèi)具有大于 臨界角的入射角，以使得穿透深度等于或高于150nm。測量來自界面的全反射光并且獲得待 測量對象的吸光率。根據(jù)本發(fā)明的用于利用全反射衰減型遠(yuǎn)紫外分光法測量濃度的第一設(shè)備包括全 反射衰減型探針，該探針由合成石英制成，被固定到用于容納用于半導(dǎo)體的清洗液的清洗 容器的由合成石英制成的壁并與其成為一體；引導(dǎo)光學(xué)系統(tǒng)，用于將遠(yuǎn)紫外光線以大于臨 界角的入射角引導(dǎo)到探針與清洗液之間的界面；以及接收光學(xué)系統(tǒng)，用于利用光探測器接 收從該界面反射的全反射光。根據(jù)本發(fā)明的用于測量濃度的第二設(shè)備被布置在旋轉(zhuǎn)臺旁邊，在該旋轉(zhuǎn)臺上放置 有半導(dǎo)體，并且向該旋轉(zhuǎn)臺噴射用于半導(dǎo)體的清洗液，所述第二設(shè)備包括全反射衰減型探 針，其由合成石英制成，并且被布置在清洗液從旋轉(zhuǎn)臺跌落的位置處；引導(dǎo)光學(xué)系統(tǒng)，用于 將由光源產(chǎn)生的遠(yuǎn)紫外光線以大于臨界角的入射角引導(dǎo)到探針與清洗液之間的界面；以及 接收光學(xué)系統(tǒng)，用于利用光探測器接收從探針的所述界面反射的全反射光。根據(jù)本發(fā)明的用于測量濃度的第三設(shè)備與管道結(jié)合成一體，用于半導(dǎo)體的清洗液 流過所述管道，所述管道由合成石英制成，所述第三設(shè)備包括全反射衰減型探針，該探針 由合成石英制成，被固定到用于容納用于清洗半導(dǎo)體的清洗液的清洗容器的由合成石英制 成的壁并與其成為一體；引導(dǎo)光學(xué)系統(tǒng)，用于將由光源產(chǎn)生的遠(yuǎn)紫外光線以大于臨界角的 入射角引導(dǎo)到探針與清洗液之間的界面；以及接收光學(xué)系統(tǒng)，用于利用光探測器接收從探 針的所述界面反射的全反射光。通過在特定條件下 優(yōu)化ATR探針的材料和遠(yuǎn)紫外光的波長范圍，可以利用ATR遠(yuǎn) 紫外分光法非常靈敏地測量水溶液中溶質(zhì)的濃度。另外，在半導(dǎo)體制造工藝中，通過使用 ATR遠(yuǎn)紫外分光法，可以在短時間內(nèi)在原處靈敏地測量用于半導(dǎo)體的清洗液的濃度。


圖1是各種光學(xué)材料在遠(yuǎn)紫外范圍內(nèi)的折射率的波長依賴性的圖表。圖2是在石英探針的全反射平面處進(jìn)入水中的衰減波的穿透深度的圖表。圖3是在藍(lán)寶石探針的全反射平面處進(jìn)入水中的衰減波的穿透深度的圖表。圖4是利用石英ATR探針和利用藍(lán)寶石ATR探針測量的水的吸光率的圖表。圖5是利用石英ATR探針和利用藍(lán)寶石ATR探針測量的NaI水溶液的吸光率的圖 表。圖6是用于批量清洗過程中的半導(dǎo)體清洗系統(tǒng)的圖。圖7是提供在濃度測量設(shè)備中的光學(xué)測量部分的圖。圖8是用于測量板料給送型半導(dǎo)體清洗系統(tǒng)中的清洗液中的成分濃度的設(shè)備的 圖。圖9是使用中空光纖的光學(xué)系統(tǒng)的一部分的圖。圖10是使用中空光纖的光學(xué)系統(tǒng)的一部分的圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參考附圖，下面對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。如上所述，發(fā)明人認(rèn)為，由于ATR探針的材料的折射率應(yīng)當(dāng)大于樣本物質(zhì)的折射 率這一全反射條件以及ATR探針的材料的透射率在測量波長范圍內(nèi)應(yīng)當(dāng)足夠高這一透射 率條件，需要一種特殊類型的ATR探針(棱鏡)，以便測量在遠(yuǎn)紫外范圍內(nèi)水的由于η— σ* 躍遷的吸收帶。于是，他們提出了三層型ATR探針(日本專利特開2007-279025號公報(bào))。 在比較作為代表性光學(xué)材料的藍(lán)寶石和石英的折射率時，如圖1所示，藍(lán)寶石在整個波長 范圍內(nèi)具有高于水的折射率。另一方面，在160nm附近，石英具有低于水的折射率，并且不 發(fā)生全反射。因此，石英不能用于ATR探針。然而，在使用遠(yuǎn)紫外ATR探針測量用于清洗半導(dǎo)體的容器中的清洗液中的濃度 時，ATR探針的材料應(yīng)當(dāng)是不可溶于樣本的，或者應(yīng)當(dāng)不會被樣本腐蝕。另外，還要求該材料 具有總是高于水的折射率并且具有足夠的透射率。因此，要用于ATR探針的材料被限于高 純度合成石英，如上所述。由于合成石英在紅外范圍內(nèi)強(qiáng)烈地吸收光，因此其用途被認(rèn)為限 于近紅外范圍。然而，由于水的吸收是由于近紅外范圍內(nèi)的禁止躍遷，所以該吸收是弱的， 并且測量精度不夠。因此，合成石英還未用于監(jiān)視清洗液。發(fā)明人研究由合成石英制成的遠(yuǎn)紫外ATR探針，以便將全反射衰減型分光法應(yīng)用 到對用于半導(dǎo)體清洗過程中的清洗液中的溶質(zhì)濃度的測量。他們通過借助于反復(fù)試驗(yàn)選擇 入射光的入射角條件和測量波長范圍來優(yōu)化全反射光的穿透深度，并且成功地測量了光吸 收數(shù)據(jù)。因此，他們提出無需使用具有上述特殊結(jié)構(gòu)的ATR探針的、用于測量水溶液中溶質(zhì) 的微小濃度的測量方法和測量設(shè)備。該測量方法和測量設(shè)備使用由折射率非常接近水溶液 的折射率的光學(xué)材料制成的ATR探針，并且全反射光的衰減波的穿透深度被有效地增大， 以便測量遠(yuǎn)紫外范圍內(nèi)的光吸收。下面對此進(jìn)行說明。如下面的公式所示的那樣，通過使用波長λ、入射角θ、探針材料的折射率Ii1以及待測量對象(水)的折射率 來計(jì)算ATR探針的界面處的衰減波的穿透深度dp。2miyjsm θ-(η2/W1)全反射發(fā)生在等于或大于臨界角的入射角θ處。θ 彡 SirT1(Ii2Ai1)圖2示出到待測量對象(水)中的穿透深度的關(guān)于石英探針的計(jì)算結(jié)果。數(shù)據(jù)示 出入射角θ為68度、70度、72度、74度的情況。由于石英在ieOnm附近具有小于水的折射率Ii1的折射率 (參照圖1)，所以如果 入射角度θ為75度或以上的話，則波長短于168nm的光無法被全反射。因此，光部分地透 射到水中，且無法測量樣本的吸光率。另一方面，如圖2所示，在170nm附近的波長處，穿透 深度變得高達(dá)數(shù)百納米或更大，從而使得通過使用ATR測量在170nm附近觀察到水的吸收 帶。170nm附近的波長對應(yīng)于由于η— σ*躍遷的水的吸收峰的斜坡部分的一部分。由于 水的吸光率取決于水溶液中的溶質(zhì)的濃度，所以ATR測量可以用于定量地分析水溶液中的 溶質(zhì)濃度。以前，使用全反射條件的邊界附近的波長范圍的這樣的方法還未被積極地嘗試 以便增強(qiáng)和觀察斜坡部分中的遠(yuǎn)紫外吸收光譜。然而，根據(jù)通過將全反射條件考慮進(jìn)去而 進(jìn)行的對穿透深度的上述優(yōu)化，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，該方法可以應(yīng)用于對水溶液中的溶質(zhì)濃度的 定量分析。在ATR探針是由合成石英制成以便用于測量水溶液時，在水的吸收峰附近水的 折射率變得接近合成石英的折射率。因此，利用等于或高于150nm的衰減波的穿透深度在 遠(yuǎn)紫外范圍內(nèi)的測量波長范圍內(nèi)測量全反射光。因此，可以以高靈敏度測量吸光率。在這 種情況下，測量波長范圍為大約170至175nm。另外，即使在175至300nm的波長范圍內(nèi)(其中與170nm附近的波長相對照，待測 量對象(水)的折射率沒有如此接近探針(合成石英)的光學(xué)材料的折射率)，折射率之 間的差依然很小，并且全反射光的穿透深度大約為IOOnm之大。因此，可以利用分光設(shè)備測 量吸光率。另外，也可以在波長范圍內(nèi)測量溶質(zhì)本身的吸收，如果有的話。在170至300nm 之間的遠(yuǎn)紫外范圍內(nèi)水溶液的吸光率非常大，但是利用ATR測量可以獲得足夠的測量靈敏 度。因此，可以利用ATR探針對全反射光執(zhí)行與在日本專利特開2005-214863中所述的透 射測量相似的測量。為了進(jìn)行比較，圖3示出在入射角為56至66度的情況下到水中的穿透深度的有 關(guān)藍(lán)寶石探針的計(jì)算結(jié)果。在遠(yuǎn)紫外范圍內(nèi)該穿透深度為70nm或更小。在藍(lán)寶石的情況 下，ATR測量在整個遠(yuǎn)紫外波長范圍內(nèi)都是可能的。然而，由于探針材料與待測量對象或水 之間的折射率差較大，穿透深度小于lOOnm。圖4示出利用石英ATR探針和利用藍(lán)寶石ATR探針測量的水的吸光率。水的由于 η— σ*躍遷的吸收峰固有地位于150nm附近。如果ATR探針是由諸如具有高折射率的藍(lán) 寶石的光學(xué)材料制成的，則在170nm附近觀察不到水的吸收帶。相反，如果ATR探針的光學(xué) 材料是合成石英，則衰減波的穿透深度在石英的折射率變得接近水的折射率的波長區(qū)域內(nèi) 變得非常大。那么，即使在ATR測量中水的吸收帶在170nm附近以增強(qiáng)的幅度被觀察到。圖5示出利用石英探針和藍(lán)寶石探針測量的碘化鈉(NaI)水溶液在遠(yuǎn)紫外范圍內(nèi) 的吸光率。注意，在以兩個箭頭示出的波長范圍內(nèi)不發(fā)生全反射。230nm附近的峰值由溶 質(zhì)(NaI)引起。圖5所示的樣本中的NaI濃度是0、20、40、60、80和lOOmM。至于藍(lán)寶石探 針，雖然在其它樣本中也觀察到由于NaI的吸收，但僅示出有關(guān)純水的數(shù)據(jù)，這是因?yàn)樵谄渌鼧颖局蟹逯递^低。雖然在上面說明了利用由石英制成的ATR探針對水溶液的測量，但是一般地通過 使用由折射率非常接近待測量樣本的折射率的材料制成的探針積極地提高全反射光的衰 減波的穿透深度可以執(zhí)行遠(yuǎn)紫外分光測量。全反射光的衰減波的穿透深度取決于遠(yuǎn)紫外光 的波長、ATR探針的光學(xué)材料的折射率、樣本的折射率和入射到探針和樣本之間的界面上的 紫外光的入射角。如果折射率非常類似于待測量對象的折射率的光學(xué)材料是可用的，則可 以選擇所述光學(xué)材料、測量波長和入射角以便實(shí)現(xiàn)到待測量樣本中的150nm或更大的穿透 深度。于是，來自界面的全反射光被測量，并且樣本的吸光率被確定。上面說明的測量方法可以應(yīng)用于對半導(dǎo)體清洗系統(tǒng)中的水的質(zhì)量和清洗液中的 成分濃度的管理。圖6示出用于批量清洗過程中的清洗容器1。清洗容器1由合成石英制 成，并且其容納有化學(xué)液體7。晶圓2被置于清洗容器1中并且浸入清洗液中。例如，四個 濃度測量裝置3、4、5和6安裝在清洗容器1的側(cè)面上。包括ATR探針的測量裝置可以被設(shè) 置在容器1的壁上任何位置處。因此，可以在無需從容器1中取出清洗液的情況下實(shí)時地 檢查清洗液的濃度。通過提供多個濃度測量裝置，可以檢查清洗液中濃度分布的變化。圖7示出設(shè)置在濃度測量裝置3、4、5和6中的光學(xué)測量部分。與容器的壁22同樣 地由合成石英制成的ATR探針21被直接固定在壁22上，或者其與壁22結(jié)合成一體。由諸 如重氫燈的紫外光源23產(chǎn)生的光被投影透鏡26準(zhǔn)直，被作為單色分光鏡的光柵24反射， 透過投影透鏡27，并進(jìn)入ATR探針21。這些部件形成用于使光傳播到ATR探針21的引導(dǎo) 光學(xué)系統(tǒng)。到探針的光的入射角被適當(dāng)?shù)卦O(shè)置。來自ATR探針21的全反射光透過透鏡28 并進(jìn)入諸如紫外傳感器的光探測器25。這些部件形成用于利用光探測器25接收來自ATR 探針21的全反射光的接收光學(xué)系統(tǒng)。另外，提供空氣密封結(jié)構(gòu)或外殼31來密封光學(xué)系統(tǒng)， 以便在ATR探針和光學(xué)系統(tǒng)的入射面和出射面周圍用氮?dú)馓鎿Q空氣。在空氣密封結(jié)構(gòu)中， 通過入口 29引入在遠(yuǎn)紫外范圍內(nèi)不吸收光的氮?dú)?，并且從出?30排出氮?dú)?。因此，氧氣?從光學(xué)系統(tǒng)中排除。(可選地，可以使用氬氣替換空氣，或者可以排空空氣本身。)利用光 探測器25測量的光譜由外部信號處理器(未示出)來處理，并且基于該測量數(shù)據(jù)計(jì)算吸光 率?？梢岳迷诙鄠€波長處對吸光率的已知的多變量分析來產(chǎn)生校準(zhǔn)曲線。通過使用校準(zhǔn) 曲線，可以實(shí)時地執(zhí)行測量。因此，可以直接測量清洗容器22中的清洗液中的濃度。由于 ATR探針與容器的側(cè)面同樣由合成石英制成，其可以防止ATR探針21中的雜質(zhì)溶解到清洗 液中，或者可以防止ATR探針本身被清洗液腐蝕。由于只有少量的樣本與探針的、紫外光入 射到其上的界面相接觸，因此可以防止由于紫外線曝光導(dǎo)致的樣本質(zhì)量的改變。圖8示出用于測量板料給送型半導(dǎo)體清洗系統(tǒng)中的清洗液中的成分的濃度的設(shè) 備。在該系統(tǒng)中，ATR探針被固定在用于硅晶圓的旋轉(zhuǎn)臺(或旋轉(zhuǎn)架)的旁邊，并且被噴射 到晶圓上的清洗液跌落到ATR探針上。詳細(xì)來講，噴嘴41布置在旋轉(zhuǎn)臺44的上方，并且將 清洗液42噴射(噴灑)到放置在旋轉(zhuǎn)臺44上的晶圓43上。在被噴射到旋轉(zhuǎn)的晶圓43上 之后清洗液46由于旋轉(zhuǎn)臺44的旋轉(zhuǎn)在離心力下在徑向方向上向外跌落。與圖7所示的濃 度測量裝置相似的濃度測量裝置45被設(shè)置在旋轉(zhuǎn)臺44的側(cè)邊處，并且AT R探針被布置在 裝置45中以使得與清洗液之間的界面面向上。因此，從旋轉(zhuǎn)臺44跌落到ATR探針上的清 洗液的吸光率被測量。另外，例如，在光學(xué)系統(tǒng)中可以使用中空光纖，同時用氮?dú)饣驓鍤獯嬷锌展饫w內(nèi)部的光路中的空氣。當(dāng)使用中空光纖時，光學(xué)系統(tǒng)可以被分成由光纖連接的兩部分，如圖9 和10所示。在圖9和10所示的示例中，ATR探針61被設(shè)置到用于引入清洗液的管道的壁 面。ATR探針61是半球狀的。來自中空光纖65 (在入射側(cè))的入射光63入射到ATR探針 61與清洗液的界面上，并且被全反射。反射光進(jìn)入另一中空光纖65'(在出射側(cè))。根據(jù) 廣的入射角布置光纖65、65'。另一方面，光學(xué)系統(tǒng)中的其他部件被設(shè)置在圖10所示的空 氣密封結(jié)構(gòu)(外殼)中。由光源66產(chǎn)生的遠(yuǎn)紫外光被光柵67反射并在入射側(cè)進(jìn)入光纖65 中。來自中空光纖65'的反射光被反射鏡68進(jìn)一步反射并由光探測器69來檢測。從入 口 70將在遠(yuǎn)紫外范圍內(nèi)不吸收光的氮?dú)庖氲娇諝饷芊饨Y(jié)構(gòu)中，以便清除氧氣并進(jìn)入光 纖65、65'中的中空部分中。然后，如圖9所示，氮?dú)鈴墓饫w65、65'的其它端出來。
圖7至10示出遠(yuǎn)紫外測量設(shè)備的各種結(jié)構(gòu)。注意，在此所公開的各個部件可以以 多種方式相組合。例如，在圖7和8所示的結(jié)構(gòu)中也可以使用圖9和10所示的中空光纖。
權(quán)利要求
一種用于利用遠(yuǎn)紫外全反射衰減型探針測量全反射光的方法，其中全反射光的衰減波的穿透深度在遠(yuǎn)紫外波長范圍內(nèi)等于或高于150nm，所述穿透深度取決于遠(yuǎn)紫外光的波長、待測量對象的折射率、所述探針的光學(xué)材料的折射率以及所述遠(yuǎn)紫外光在所述探針和所述對象之間的界面上的入射角，所述方法包括提供由光學(xué)材料制成的全反射衰減型探針以使所述探針在所述探針與待測量對象之間的界面處與所述對象相接觸，所述光學(xué)材料被選擇為使得所述穿透深度在遠(yuǎn)紫外波長范圍內(nèi)等于或高于150nm；使所述遠(yuǎn)紫外光入射在所述界面上，該光具有處于所述波長范圍內(nèi)的波長并且具有大于臨界角的入射角以便使所述穿透深度等于或高于150nm；以及測量來自所述界面的全反射光，以確定待測量對象的吸光率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述光學(xué)材料是合成石英，所述待測量對象是水 溶液，并且所述遠(yuǎn)紫外波長范圍在170至175nm之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述光學(xué)材料是合成石英，所述待測量對象是水 溶液，并且所述光學(xué)材料具有使所述穿透深度在175至300nm之間的遠(yuǎn)紫外波長范圍內(nèi)等 于或大于IOOnm的折射率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述水溶液是半導(dǎo)體制造工藝中所使 用的清洗液，該方法還包括根據(jù)所述吸光率獲得所述清洗液中的成分的濃度。
5.一種用于利用全反射衰減型遠(yuǎn)紫外分光法測量濃度的設(shè)備，包括全反射衰減型探針，其由合成石英制成，被固定到用于容納用于半導(dǎo)體的清洗液的清 洗容器的由合成石英制成的壁并且與該壁結(jié)合成一體；引導(dǎo)光學(xué)系統(tǒng)，用于將遠(yuǎn)紫外光線以大于臨界角的入射角引導(dǎo)到所述探針與所述清洗 液之間的界面；以及接收光學(xué)系統(tǒng)，用于利用光傳感器接收從所述界面反射的全反射光。
6.一種用于測量濃度的設(shè)備，其被布置在旋轉(zhuǎn)臺的旁邊，在所述旋轉(zhuǎn)臺上放置有半導(dǎo) 體并且用于清洗半導(dǎo)體的清洗液被噴射向所述旋轉(zhuǎn)臺，該設(shè)備包括全反射衰減型探針，其由合成石英制成，被布置在所述清洗液從旋轉(zhuǎn)臺跌落到其上的 位置處；引導(dǎo)光學(xué)系統(tǒng)，用于將遠(yuǎn)紫外光線以大于臨界角的入射角引導(dǎo)到所述探針和所述清洗 液之間的界面；以及接收光學(xué)系統(tǒng)，用于利用光探測器接收從所述探針的所述界面反射的全反射光。
7.一種用于測量濃度的設(shè)備，其與管道結(jié)合成一體，用于半導(dǎo)體的清洗液流過所述管 道，所述管道由合成石英制成，該設(shè)備包括全反射衰減型探針，其由合成石英制成，被布置為在與流過所述管道的清洗液相接觸 的位置處提供所述探針與所述清洗液之間的界面；引導(dǎo)光學(xué)系統(tǒng)，用于將遠(yuǎn)紫外光線以大于臨界角的入射角引導(dǎo)到所述探針與所述清洗 液之間的界面；以及接收光學(xué)系統(tǒng)，用于利用光探測器接收從所述探針的所述界面反射的全反射光。
8.根據(jù)權(quán)利要求5-7中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述引導(dǎo)光學(xué)系統(tǒng)和所述接收光學(xué)系 統(tǒng)每個均包括中空光纖，引導(dǎo)光學(xué)系統(tǒng)中的中空光纖的一端被布置在所述探針的入射面附2近，接收光學(xué)系統(tǒng)中的中空光纖的一端被布置在所述探針的出射面附近，所述中空光纖中 的空氣被不吸收遠(yuǎn)紫外光的氣體代替。
9.根據(jù)權(quán)利要求5-8中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述全反射衰減型探針由以下光學(xué)材 料制成該光學(xué)材料的折射率被選擇為使得全反射光的衰減波的穿透深度在遠(yuǎn)紫外波長范 圍內(nèi)等于或高于150nm，所述穿透深度由所述遠(yuǎn)紫外光的波長、待測量對象的折射率、所述 探針的光學(xué)材料的折射率以及進(jìn)入所述探針與所述對象之間的界面的遠(yuǎn)紫外光的入射角 決定。
全文摘要
在使用衰減的全反射的遠(yuǎn)紫外分光法中，通過使用全反射光的衰減波來測量全反射光。其穿透深度在遠(yuǎn)紫外范圍內(nèi)的波長范圍內(nèi)等于或大于150nm，其中穿透深度取決于遠(yuǎn)紫外光的波長、待測量對象的折射率、所述探針的光學(xué)材料的折射率以及遠(yuǎn)紫外光在探針與對象的界面處的入射角。全反射衰減型探針由光學(xué)材料制成，所述光學(xué)材料被選擇為使得穿透深度在遠(yuǎn)紫外波長范圍內(nèi)等于或高于150nm，并且所述探針與待測量對象在界面處進(jìn)行接觸，并且在所述波長范圍內(nèi)遠(yuǎn)紫外光以大于臨界角的入射角入射在界面上，以便使穿透深度等于或高于150nm。測量來自界面的全反射光并且確定待測量對象的吸光率。
文檔編號G01N21/27GK101960292SQ20098010769
公開日2011年1月26日 申請日期2009年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月4日
發(fā)明者東升, 池羽田晶文, 苅山直美 申請人:倉敷紡績株式會社