JP2001330591A - Reduction method of fluorine in thermal desorption gas analytical device chamber and thermal desorption gas analytical method - Google Patents

Reduction method of fluorine in thermal desorption gas analytical device chamber and thermal desorption gas analytical method

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JP2001330591A
JP2001330591A JP2000151057A JP2000151057A JP2001330591A JP 2001330591 A JP2001330591 A JP 2001330591A JP 2000151057 A JP2000151057 A JP 2000151057A JP 2000151057 A JP2000151057 A JP 2000151057A JP 2001330591 A JP2001330591 A JP 2001330591A
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JP
Japan
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sample
temperature
fluorine
dummy
dummy sample
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JP2000151057A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaru Nishizuka
勝 西塚
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Toshiba Corp
Toshiba Electronic Device Solutions Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Microelectronics Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce background of fluorine in a vacuum chamber in a thermal desorption gas analytical device. SOLUTION: This method has at least a first step for evacuating the vacuum chamber up to the prescribed degree of vacuum (S01), a second step for placing a dummy sample having silicon oxide including carbon at the rate of several percent on a sample stage in the vacuum chamber (S02), a third step for heating the dummy sample to raise the temperature at a prescribed programming rate, and to desorb the carbon from the dummy sample (S03). The carbon in the dummy sample is desorbed in the vacuum chamber, reacted and bonded actively with fluorine remaining in the vacuum chamber to form CFx-based desorption gas, and desorbed from the inner wall of an analytical chamber. The desorbed CFx-based desorption gas is exhausted by a vacuum pump.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、昇温脱離ガス分析
装置チャンバー内のフッ素低減方法及び昇温脱離ガス分
析方法に関わり、カーボンを含むシリコン酸化膜を用い
た昇温脱離ガス分析装置チャンバー内のフッ素低減方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for reducing fluorine in a chamber for a thermal desorption gas analyzer and a method for analyzing a thermal desorption gas, and relates to a thermal desorption gas analysis using a silicon oxide film containing carbon. The present invention relates to a method for reducing fluorine in an apparatus chamber.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体チップは、薬品による処理、洗
浄、蒸着などが繰り返し実行される多数の製造工程を経
て製造されるため、製造歩留まりを向上させるために
は、これら多数の製造工程のどの部分をどのように改良
すればよいかを発見しなければならない。このために、
半製品状態あるいは製品状態の半導体チップからの脱離
ガスを検出する昇温脱離ガス分析装置が知られている。
近年、この装置はこれまで測定不能であった低レベルの
ガスをも検出することができる装置として注目を集めい
ている。
2. Description of the Related Art A semiconductor chip is manufactured through a number of manufacturing steps in which processing, cleaning, vapor deposition and the like by chemicals are repeatedly performed. To improve the manufacturing yield, any part of these manufacturing steps is required. You have to find out how to improve. For this,
2. Description of the Related Art A thermal desorption spectrometer for detecting desorption gas from a semi-finished product or a semiconductor chip in a product state is known.
In recent years, this device has attracted attention as a device that can detect even low-level gases that could not be measured until now.

【0003】昇温脱離ガス分析装置は、製造工程の途中
あるいは終点で摘出された半製品あるいは製品を試料と
して、これを極めて高い真空中に放置しこの試料を加熱
する。試料の温度の上昇(昇温)とともに、試料表面に
吸着している薬品などの微量物質が順次ガス状で脱離し
ていく。この脱離ガスを真空雰囲気中で捕捉し、その質
量を分析することで、この脱離ガスの組成を特定するこ
とができる。また、昇温過程では、吸着熱の小さい、す
なわち脱離エネルギーが小さい分子・原子から順次脱離
し、試料温度に対する脱離スペクトルの解析により、吸
着分子量や吸着分子の反応過程、活性化エネルギーなど
の情報が得られる。
[0003] The thermal desorption gas analyzer uses a semi-finished product or product extracted during or during the manufacturing process as a sample, and leaves the sample in an extremely high vacuum to heat the sample. As the temperature of the sample increases (temperature rise), trace substances such as chemicals adsorbed on the sample surface sequentially desorb in gaseous form. By capturing this desorbed gas in a vacuum atmosphere and analyzing its mass, the composition of the desorbed gas can be specified. In the heating process, molecules and atoms with small heats of adsorption, that is, molecules with small desorption energies are sequentially desorbed, and analysis of the desorption spectrum with respect to the sample temperature reveals the adsorption molecular weight, the reaction process of the adsorbed molecules, and the activation energy. Information is obtained.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、昇温脱離ガス
分析装置において、試料中に含まれる微量物質を検出す
るには、装置の真空チャンバー内に残留しているガスを
極力低減させることが必要である。真空チャンバー内壁
に吸着した残留ガスは、試料の昇温とともに脱離してバ
ックグラウンドガスとして脱離スペクトル上に現れてし
まう。つまり、この残留ガスは、微量物質の検出限界を
低下させてしまう原因となる。この残留ガスの内でもフ
ッ素のバックグランドが深刻な問題となっており、チャ
ンバー内のフッ素を低減させることが検出限界の向上の
ための急務となっている。
However, in a thermal desorption gas analyzer, in order to detect a trace substance contained in a sample, it is necessary to reduce gas remaining in a vacuum chamber of the apparatus as much as possible. is necessary. The residual gas adsorbed on the inner wall of the vacuum chamber desorbs as the temperature of the sample rises and appears on the desorption spectrum as a background gas. In other words, this residual gas causes the detection limit of the trace substance to be lowered. Among these residual gases, the background of fluorine is a serious problem, and reducing fluorine in the chamber is urgently required to improve the detection limit.

【0005】図6は、発明者が昇温脱離ガス分析装置に
よって測定したフッ素のバックグラウンドを示す脱離ス
ペクトルを示す。図6に示す脱離スペクトルは、単結晶
リシコン片(ベア・シリコン)を真空チャンバー内で一
度昇温して、表面に吸着している物質を脱離させた後、
このベア・シリコンを真空チャンバー内で昇温させたと
きのフッ素のTDSプロファイル(脱離スペクトル)で
ある。つまり、この脱離スペクトルは、ベア・シリコン
からの脱離ガスが無い状態で昇温させたときの、真空チ
ャンバーからのフッ素のバックグラウンドを示すもので
ある。また、図7は、フッ素を十分に含んだ試料を真空
チャンバー内で昇温させた後、同様に脱離ガスが無い状
態のベア・シリコンを昇温させたときのフッ素のバック
グラウンドを示す脱離スペクトルである。図6に比して
図7のフッ素の強度が4〜5倍程強くなっている。つま
り、フッ素を十分に含んだ試料を真空チャンバー内で昇
温させることにより、フッ素がチャンバー内に残留して
しまっていることが分かる。フッ素のバックグラウンド
が上昇することにより、試料内微量物質の検出限界が低
くなってしまう問題が生じる。
FIG. 6 shows a desorption spectrum showing the background of fluorine measured by the thermal desorption gas analyzer. The desorption spectrum shown in FIG. 6 is obtained by raising the temperature of a single-crystal silicon piece (bare silicon) once in a vacuum chamber to desorb the substance adsorbed on the surface.
It is a TDS profile (desorption spectrum) of fluorine when this bare silicon was heated in a vacuum chamber. In other words, this desorption spectrum shows the background of fluorine from the vacuum chamber when the temperature is raised in the absence of desorption gas from bare silicon. FIG. 7 shows the background of fluorine when the temperature of bare silicon in the absence of desorbed gas was similarly increased after the temperature of a sample sufficiently containing fluorine was increased in a vacuum chamber. It is a separation spectrum. The intensity of fluorine in FIG. 7 is about 4 to 5 times stronger than that in FIG. In other words, it can be seen that when the temperature of the sample containing sufficient fluorine is increased in the vacuum chamber, the fluorine remains in the chamber. An increase in the background of fluorine causes a problem that the detection limit of the trace substance in the sample is lowered.

【0006】本発明はこのような従来技術の問題点を解
決するために成されたものであり、その目的は、昇温脱
離ガス分析装置において、真空チャンバー内でのフッ素
のバックグラウンドを低減することである。つまり、昇
温脱離ガス分析装置チャンバー内のフッ素低減方法を提
供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such problems of the prior art, and an object thereof is to reduce the background of fluorine in a vacuum chamber in a thermal desorption gas analyzer. It is to be. That is, it is an object of the present invention to provide a method for reducing fluorine in a chamber for a thermal desorption gas analyzer.

【0007】また本発明の他の目的に、フッ素のバック
グラウンドが小さく、試料から脱離する微量物質を検出
することができる昇温脱離ガス分析方法を提供すること
である。
Another object of the present invention is to provide a thermal desorption gas analysis method capable of detecting trace substances desorbed from a sample with a small background of fluorine.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第1の特徴は、試料の温度の上昇とともに
試料の表面及びバルクから発生するガスが脱離して、脱
離したガスを真空雰囲気中で捕捉して分析する昇温脱離
ガス分析装置における真空チャンバー内のフッ素低減方
法であって、真空チャンバー内を所定の真空度まで排気
する第1のステップと、カーボンが数%の割合で含まれ
た酸化シリコンを有するダミー試料を真空チャンバー内
の試料ステージに載置する第2のステップと、ダミー試
料を加熱して所定の昇温速度で昇温させて、ダミー試料
からカーボンを脱離させる第3のステップとを少なくと
も有する昇温脱離ガス分析装置チャンバー内のフッ素低
減方法であることである。ここで、第1のステップと第
2のステップとは、順序を入れ替えて行ってもよい。す
なわち、先に真空チャンバー内の試料ステージにダミー
試料を載置し、その後、所定の真空度まで真空チャンバ
ーを排気してもよい。第1のステップにおいて「所定の
真空度」とは、脱離ガスを分析するために十分な低い真
空度の意である。第3のステップにおいて、ダミー試料
の昇温は1000℃程度で終了する。ダミー試料は、1
000℃程度の昇温によりカーボン以外に脱離するガス
量が少ないもので構成されていることが望ましい。ダミ
ー試料は、カーボンを数%含んだ酸化シリコンそのもの
であってもよい。第3のステップにおいて「所定の昇温
速度」とは、昇温脱離ガス分析装置の通常分析時に使用
する昇温速度よりも遅いことが望ましく、特に、通常分
析時に使用する昇温速度の1/10程度の速度であるこ
とが望ましい。大量のカーボンの脱離による脱離ガス検
出器及びその他の真空機器の破壊を防止することができ
る。なお、カーボンの含有割合も、同様な理由から数%
に止めておくことが望ましい。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, a first feature of the present invention is that gas generated from the surface and bulk of a sample is desorbed as the temperature of the sample increases, and the desorbed gas is removed. What is claimed is: 1. A method for reducing fluorine in a vacuum chamber in a thermal desorption gas analyzer for capturing and analyzing in a vacuum atmosphere, comprising: a first step of evacuating the vacuum chamber to a predetermined degree of vacuum; A second step of placing a dummy sample having silicon oxide contained in a proportion on a sample stage in a vacuum chamber, and heating the dummy sample to raise the temperature at a predetermined temperature raising rate, thereby removing carbon from the dummy sample. And a third step of desorbing. A method for reducing fluorine in a chamber for thermal desorption spectroscopy having at least a step of desorbing. Here, the first step and the second step may be performed in a different order. That is, the dummy sample may be placed on the sample stage in the vacuum chamber first, and then the vacuum chamber may be evacuated to a predetermined degree of vacuum. In the first step, the “predetermined degree of vacuum” means a degree of vacuum low enough to analyze the desorbed gas. In the third step, the temperature rise of the dummy sample ends at about 1000 ° C. The dummy sample is 1
It is desirable that the material be composed of a material that releases a small amount of gas other than carbon when the temperature is raised to about 000 ° C. The dummy sample may be silicon oxide itself containing several% of carbon. In the third step, the “predetermined heating rate” is desirably lower than the heating rate used during normal analysis of the thermal desorption gas analyzer, and in particular, is one of the heating rates used during normal analysis. It is desirable that the speed be about / 10. Destruction of the desorbed gas detector and other vacuum equipment due to the desorption of a large amount of carbon can be prevented. Note that the carbon content is also several percent for the same reason.
It is desirable to keep it.

【0009】本発明の第1の特徴によれば、カーボンが
数%の割合で含まれた酸化シリコンを有するダミー試料
を昇温すると、ダミー試料中のカーボンが真空チャンバ
ー内で脱離する。脱離したカーボンは、真空チャンバー
内に残留するフッ素と積極的に反応及び結合し、CFx
系の脱離ガスを形成して分析チャンバー内壁から脱離す
る。脱離したCFx系の脱離ガスは真空ポンプにより排
気される。このように、真空チャンバー内に残留するフ
ッ素を、カーボンを含んだダミー試料を用いて除去する
ことができる。したがって、昇温脱離ガス分析装置の真
空チャンバー内のフッ素のバックグラウンドを低減する
ことができる。
According to a first feature of the present invention, when a temperature of a dummy sample containing silicon oxide containing carbon at a ratio of several percent is raised, carbon in the dummy sample is desorbed in a vacuum chamber. The desorbed carbon actively reacts with and binds to the fluorine remaining in the vacuum chamber, and CFx
A system desorption gas is formed and desorbed from the inner wall of the analysis chamber. The desorbed CFx-based desorption gas is exhausted by a vacuum pump. As described above, fluorine remaining in the vacuum chamber can be removed using the dummy sample containing carbon. Therefore, the background of fluorine in the vacuum chamber of the thermal desorption gas analyzer can be reduced.

【0010】本発明の第1の特徴において、第3のステ
ップは、ダミー試料を昇温させてダミー試料からカーボ
ンを脱離させながら、フッ素を含む脱離ガスを検出し
て、ダミー試料の温度に対する脱離スペクトルを測定す
るステップであることが望ましい。また、第3のステッ
プの後に、ダミー試料を真空チャンバーから取り除くス
テップと、カーボンが数%の割合で含まれた酸化シリコ
ンを有する新しいダミー試料を真空チャンバーの試料ス
テージに載置するステップと、新しいダミー試料の温度
を脱離スペクトル中の最も低温側のピークの温度に保持
するステップとをさらに有することが望ましい。新しい
ダミー試料の温度を、フッ素系の脱離スペクトル中の最
低温側のピーク温度に保持することで、カーボンとフッ
素の反応が促進され、フッ素を除去する効果が更に増
す。なお、保持する時間は20〜30分程度が望まし
い。また、第3のステップにおいて、フッ素を含む脱離
ガスを検出するには、単に分析チャンバー内の真空度の
変化を測定してもよいが、QMSを用いて特定のフッ素
系の脱離ガス量の変化を測定することが望ましい。した
がって、前者の場合、脱離スペクトルは、分析チャンバ
ー内の真空度のプロファイルを示し、後者の場合は、脱
離スペクトルは、フッ素系の特定の脱離ガスの脱離スペ
クトルを示す。第3のステップ以降にステップにおい
て、新しいダミー試料は、ダミー試料と同種類の異なる
試料で有ればよい。つまり、一度昇温してカーボンが脱
離したダミー試料ではなく、まだカーボンが数%の割合
で含まれている酸化シリコンを有する同種類のダミー試
料の意である。
In the first aspect of the present invention, the third step comprises detecting a desorbed gas containing fluorine while desorbing carbon from the dummy sample by raising the temperature of the dummy sample and detecting the temperature of the dummy sample. Is a step of measuring a desorption spectrum for After the third step, a step of removing the dummy sample from the vacuum chamber, a step of mounting a new dummy sample having silicon oxide containing carbon at a ratio of several% on a sample stage of the vacuum chamber, Maintaining the temperature of the dummy sample at the temperature of the lowest temperature peak in the desorption spectrum. By maintaining the temperature of the new dummy sample at the lowest peak temperature in the fluorine-based desorption spectrum, the reaction between carbon and fluorine is promoted, and the effect of removing fluorine is further increased. The holding time is preferably about 20 to 30 minutes. Further, in the third step, in order to detect the desorbed gas containing fluorine, the change in the degree of vacuum in the analysis chamber may be simply measured. It is desirable to measure the change in Therefore, in the former case, the desorption spectrum indicates the profile of the degree of vacuum in the analysis chamber, and in the latter case, the desorption spectrum indicates the desorption spectrum of a specific fluorine-based desorption gas. In the steps after the third step, the new dummy sample may be a different sample of the same type as the dummy sample. In other words, it is not a dummy sample in which carbon has been desorbed after the temperature has been raised once, but a dummy sample of the same type having silicon oxide still containing carbon at a ratio of several percent.

【0011】本発明の第2の特徴は、試料の温度の上昇
とともに試料の表面に吸着しているガスが脱離して、脱
離したガスを真空雰囲気中で捕捉して分析する昇温脱離
ガス分析方法であって、(1)真空チャンバー内を所定
の真空度まで排気する第1のステップと、(2)カーボ
ンが数%の割合で含まれたシリコン酸化膜を有するダミ
ー試料を真空チャンバー内の試料ステージに載置する第
2のステップと、(3)ダミー試料を加熱して所定の昇
温速度で昇温させて、ダミー試料からカーボンを脱離さ
せる第3のステップと、(4)ダミー試料を真空チャン
バーから取り除く第4のステップと、(5)分析対象物
である分析試料を真空チャンバー内の試料ステージに載
置する第5のステップと、(6)分析試料を加熱して所
定の昇温速度で昇温しながら、分析試料から脱離したガ
スを検出して、分析試料の温度に対する脱離スペクトル
を測定する第6のステップとを有する昇温脱離ガス分析
方法であることである。
A second feature of the present invention is that a temperature-adsorbed desorption in which the gas adsorbed on the surface of the sample is desorbed as the temperature of the sample is increased and the desorbed gas is captured and analyzed in a vacuum atmosphere. A gas analysis method, comprising: (1) a first step of evacuating the inside of a vacuum chamber to a predetermined degree of vacuum; and (2) placing a dummy sample having a silicon oxide film containing carbon at a ratio of several percent in a vacuum chamber. (3) a third step of mounting the dummy sample on the sample stage, heating the dummy sample at a predetermined rate, and removing carbon from the dummy sample; A) a fourth step of removing the dummy sample from the vacuum chamber, (5) a fifth step of placing the analysis sample to be analyzed on the sample stage in the vacuum chamber, and (6) heating the analysis sample. Raises at a predetermined heating rate While, by detecting the desorbed gas from the analysis sample, it is that it is the sixth step and the temperature-programmed desorption gas analysis method with the measuring the desorption spectrum for temperature analysis sample.

【0012】本発明の第2の特徴によれば、カーボンが
数%の割合で含まれた酸化シリコンを有するダミー試料
を昇温すると、ダミー試料中のカーボンが真空チャンバ
ー内で脱離する。脱離したカーボンは、真空チャンバー
内に残留するフッ素と積極的に反応及び結合し、CFx
系の脱離ガスを形成して分析チャンバー内壁から脱離す
る。脱離したCFx系の脱離ガスは真空ポンプにより排
気される。このように、真空チャンバー内に残留するフ
ッ素を、カーボンを含んだダミー試料を用いて除去する
ことができる。したがって、昇温脱離ガス分析装置の真
空チャンバー内のフッ素のバックグラウンドを低減する
ことができ、分析対象物である分析試料に対して検出限
界の高い昇温脱離ガス分析を行うことができる。
According to the second feature of the present invention, when the temperature of the dummy sample containing silicon oxide containing carbon at a ratio of several percent is raised, the carbon in the dummy sample is desorbed in the vacuum chamber. The desorbed carbon actively reacts with and binds to the fluorine remaining in the vacuum chamber, and CFx
A system desorption gas is formed and desorbed from the inner wall of the analysis chamber. The desorbed CFx-based desorption gas is exhausted by a vacuum pump. As described above, fluorine remaining in the vacuum chamber can be removed using the dummy sample containing carbon. Therefore, the background of fluorine in the vacuum chamber of the thermal desorption gas analyzer can be reduced, and the thermal desorption gas analysis with a high detection limit can be performed on the analysis sample to be analyzed. .

【0013】本発明の第2の特徴において、第3のステ
ップは、ダミー試料を昇温させてダミー試料からカーボ
ンを脱離させながら、フッ素を含む脱離ガスを検出し
て、ダミー試料の温度に対する脱離スペクトルを測定す
るステップであることが望ましい。また、第4のステッ
プと第5のステップの間に、カーボンが数%の割合で含
まれた酸化シリコンを有する新しいダミー試料を真空チ
ャンバーの試料ステージに載置するステップと、新しい
ダミー試料の温度を脱離スペクトル中の最も低温側のピ
ークの温度に保持するステップと、新しいダミー試料を
真空チャンバーから取り除くステップとをさらに有する
ことが望ましい。
In the second aspect of the present invention, the third step comprises detecting a desorbed gas containing fluorine while desorbing carbon from the dummy sample by raising the temperature of the dummy sample and detecting the temperature of the dummy sample. Is a step of measuring a desorption spectrum for Also, between the fourth step and the fifth step, a step of mounting a new dummy sample having silicon oxide containing carbon at a ratio of several percent on a sample stage of a vacuum chamber; , At the temperature of the coldest peak in the desorption spectrum, and removing the new dummy sample from the vacuum chamber.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施の形態を説明する。図1は、本発明の実施の形態に係
わる昇温脱離ガス分析装置の構成を示すブロック図であ
る。図1に示すように、昇温脱離ガス分析装置1は、試
料からの脱離ガスを実際に測定するための分析チャンバ
ー2と、分析チャンバー2への試料の出し入れを行うた
めのロードロックチャンバー3との2つの真空チャンバ
ーからなるロードロック方式の真空装置である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a thermal desorption gas analyzer according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a thermal desorption gas analyzer 1 includes an analysis chamber 2 for actually measuring a desorbed gas from a sample, and a load lock chamber for transferring a sample into and out of the analysis chamber 2. 3 is a load-lock type vacuum apparatus including two vacuum chambers.

【0015】ロードロックチャンバー2は、ロードロッ
クチャンバー2と分析チャンバー3間で試料を移動させ
るための試料移載用ユニット4を有する。試料移載用ユ
ニット4は、試料を載置する移載用ステージ5と、移載
用ステージ5を分析チャンバー3まで移動させるための
移載用ロッド6とからなる。ロードロックチャンバー2
には、ゲートバルブ7を介して磁気浮上型のターボ分子
ポンプ(TMP:Turbo Molecular Pump)8が接続さ
れ、TMP8の下段にはロータリーポンプ9が接続され
ている。さらに、ロードロックチャンバー2には真空ゲ
ージ10がポートを介して接続されている。
The load lock chamber 2 has a sample transfer unit 4 for moving a sample between the load lock chamber 2 and the analysis chamber 3. The sample transfer unit 4 includes a transfer stage 5 on which a sample is mounted, and a transfer rod 6 for moving the transfer stage 5 to the analysis chamber 3. Load lock chamber 2
Is connected to a magnetic levitation type turbo molecular pump (TMP) 8 via a gate valve 7, and a rotary pump 9 is connected to a lower stage of the TMP 8. Further, a vacuum gauge 10 is connected to the load lock chamber 2 via a port.

【0016】分析チャンバー3は、ゲートバルブ11を
介してロードロックチャンバー2に接続された、全容積
が17リットルである円筒型の真空チャンバーである。
チャンバー内壁への吸着ガスを低減するため、チャンバ
ー内壁には複合電解研磨が施され、内壁の表面荒さを低
減している。円筒型の分析チャンバー3のほぼ中央に試
料が載置される石英製の試料ステージ12が配置され、
試料ステージ12は、透明石英ロッド13の一端に接続
されている。透明石英ロッド13は、分析チャンバー3
の外部にまで延ばされ、透明石英ロッド13の他端に試
料を加熱するための赤外線加熱ユニット14が接続され
ている。赤外線加熱ユニット14からは赤外線が放出さ
れ、赤外線は透明石英ロッド13の内部の通り、試料ス
テージ12上の試料の裏面に照射される。この赤外線は
波長0.9μmにピークを有し、この波長に対して透明
な石英ロッド13及び試料ステージ12を加熱すること
なく、試料のみを加熱することができる。赤外線加熱ユ
ニット14により、試料ステージ12上の試料を最高1
000℃まで昇温させることができる。赤外線加熱ユニ
ット14の温度は、コンピュータユニット15で制御さ
れる温度制御装置16で制御される。また、分析チャン
バー3には、ポートを介して磁気浮上型のターボ分子ポ
ンプ(TMP)17が接続され、TMP17の下段には
ロータリーポンプ18が接続されている。このTMP1
7は、400リットル/秒の排気速度を有する。TMP
17とロータリーポンプ18とにより、分析チャンバー
3内の真空度は、十分な脱ガスを行った状態で、1x1
−7Pa(約1x10−9Torr)以下に達する。
さらに、分析チャンバー3には、真空ゲージ19と、試
料からの脱離ガスを検出するための四重極型質量分析計
(QMS:Quadra poleMass Spectroscopy)20とがそ
れぞれポートを介して接続されている。QMS20は、
赤外線加熱ユニット14と同じコンピュータユニット1
5に接続されている。
The analysis chamber 3 is a cylindrical vacuum chamber having a total volume of 17 liters and connected to the load lock chamber 2 via a gate valve 11.
In order to reduce the gas adsorbed on the inner wall of the chamber, the inner wall of the chamber is subjected to complex electrolytic polishing to reduce the surface roughness of the inner wall. A quartz sample stage 12 on which a sample is placed is disposed substantially at the center of the cylindrical analysis chamber 3.
The sample stage 12 is connected to one end of a transparent quartz rod 13. The transparent quartz rod 13 is attached to the analysis chamber 3
An infrared heating unit 14 for heating the sample is connected to the other end of the transparent quartz rod 13. Infrared rays are emitted from the infrared heating unit 14, and the infrared rays irradiate the rear surface of the sample on the sample stage 12 as inside the transparent quartz rod 13. This infrared ray has a peak at a wavelength of 0.9 μm, and only the sample can be heated without heating the quartz rod 13 and the sample stage 12 transparent to this wavelength. The infrared heating unit 14 allows the sample on the sample stage 12 to be
The temperature can be raised to 000 ° C. The temperature of the infrared heating unit 14 is controlled by a temperature control device 16 controlled by a computer unit 15. A magnetically levitated turbo molecular pump (TMP) 17 is connected to the analysis chamber 3 via a port, and a rotary pump 18 is connected to a lower stage of the TMP 17. This TMP1
7 has a pumping speed of 400 l / s. TMP
17 and the rotary pump 18, the degree of vacuum in the analysis chamber 3 is 1 × 1 in a state where sufficient degassing is performed.
0 -7 Pa (about 1x10 -9 Torr) reach to below.
Furthermore, a vacuum gauge 19 and a quadrupole mass spectrometer (QMS) 20 for detecting desorbed gas from the sample are connected to the analysis chamber 3 via ports. . QMS 20
Computer unit 1 same as infrared heating unit 14
5 is connected.

【0017】次に、上記構成を有する昇温脱離ガス分析
装置1を用いた本発明の実施の形態に係わる分析チャン
バー内のフッ素低減方法を図2を参照して説明する。図
2は、本発明の実施の形態に係わる昇温脱離ガス分析装
置の分析チャンバー内のフッ素の低減方法を示すフロー
チャートである。
Next, a method for reducing fluorine in an analysis chamber according to an embodiment of the present invention using the thermal desorption gas analyzer 1 having the above configuration will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart showing a method for reducing fluorine in the analysis chamber of the thermal desorption gas analyzer according to the embodiment of the present invention.

【0018】(イ)まず、ステップS01において、T
MP17及びロータリーポンプ19を用いて分析チャン
バー3内を、脱離ガスを分析するために十分な低い真空
度まで真空排気する。一方、ロードロックチャンバー2
の内部を窒素パージなどの方法により大気圧に開放し、
試料出入ポート21からダミー試料を移載用ステージ5
上に載置する。ダミー試料は、カーボンが数%の割合で
含まれた酸化シリコンを有する。次に、試料出入21ポ
ートを密閉し、ゲートバルブ7を開けてロータリーポン
プ9、TMP8を順次動作させて、ロードロックチャン
バー2内を所定の真空度まで排気する。
(A) First, in step S01, T
Using the MP 17 and the rotary pump 19, the inside of the analysis chamber 3 is evacuated to a sufficiently low vacuum for analyzing the desorbed gas. On the other hand, load lock chamber 2
The interior of is opened to atmospheric pressure by a method such as nitrogen purge,
Stage 5 for transferring dummy sample from sample entry / exit port 21
Place on top. The dummy sample has silicon oxide containing carbon at a ratio of several percent. Next, the sample inlet / outlet port 21 is closed, the gate valve 7 is opened, and the rotary pump 9 and the TMP 8 are sequentially operated to evacuate the load lock chamber 2 to a predetermined vacuum degree.

【0019】(ロ)次に、所定の真空度を維持している
分析チャンバー3と所定の真空度まで排気されたロード
ロックチャンバー2間のゲートバルブ11を開ける。移
載用ロッド6を操作して、移載用ステージ5をロードロ
ックチャンバー2から分析チャンバー3まで移動させ、
ステップS02において、ダミー試料を分析チャンバー
3内の試料ステージ12に載置する。移載用ステージ5
をロードロックチャンバー2へ戻し、ゲートバルブ11
を閉じる。
(B) Next, the gate valve 11 between the analysis chamber 3 maintaining a predetermined degree of vacuum and the load lock chamber 2 evacuated to the predetermined degree of vacuum is opened. By operating the transfer rod 6, the transfer stage 5 is moved from the load lock chamber 2 to the analysis chamber 3,
In step S02, the dummy sample is placed on the sample stage 12 in the analysis chamber 3. Transfer stage 5
To the load lock chamber 2 and the gate valve 11
Close.

【0020】(ハ)次に、赤外線加熱ユニット14を動
作させて、試料ステージ12上のダミー試料の裏面に赤
外線を照射する。ステップS03において、照射する赤
外線の強度を調節して、所定の昇温速度でダミー試料の
温度を1000℃まで上昇させる。ここで所定の昇温速
度とは、通常分析時に使用する昇温速度(1℃/秒)よ
りも10倍ほど遅い速度(0.1℃/秒)である。ダミ
ー試料に含まれている大量のカーボンが脱離して、この
脱離ガスがQMS20、真空ゲージ19、あるいはTM
P17などを破壊しないようにするためである。また、
ダミー試料のカーボン含有率も、同様な理由から数%で
止めておくことが望ましい。ダミー試料の温度は温度制
御装置16により常時モニターせれ、コンピュータユニ
ット15は所定の昇温速度を維持するように赤外線加熱
ユニット14を制御する。ダミー試料の昇温時に、カー
ボンの脱離ガスが分析チャンバー3内に再付着すること
が考えられるため、分析チャンバー3をリボンヒータあ
るいはラバーヒータなどを用いて50〜100℃程度に
加熱する。
(C) Next, the infrared heating unit 14 is operated to irradiate the back surface of the dummy sample on the sample stage 12 with infrared light. In step S03, the temperature of the dummy sample is raised to 1000 ° C. at a predetermined temperature rising rate by adjusting the intensity of the infrared ray to be irradiated. Here, the predetermined heating rate is a rate (0.1 ° C./sec) that is about ten times slower than the heating rate (1 ° C./sec) used during normal analysis. A large amount of carbon contained in the dummy sample is desorbed, and this desorbed gas is QMS 20, vacuum gauge 19, or TM
This is to prevent P17 and the like from being destroyed. Also,
It is desirable to keep the carbon content of the dummy sample at a few percent for the same reason. The temperature of the dummy sample is constantly monitored by the temperature control device 16, and the computer unit 15 controls the infrared heating unit 14 so as to maintain a predetermined heating rate. When the temperature of the dummy sample is raised, it is considered that the desorbed gas of carbon may adhere to the inside of the analysis chamber 3. Therefore, the analysis chamber 3 is heated to about 50 to 100 ° C. using a ribbon heater or a rubber heater.

【0021】(ニ)次に、赤外線加熱ユニット14をオ
フしてダミー試料の加熱を停止する。ダミー試料の温度
を十分に下げた後、ゲートバルブ11を開け、移載用ロ
ッド6を分析チャンバー3内に移動させて試料ステージ
12上のダミー試料を移載用ステージ5の上に移し替え
る。ステップS04において、移載用ステージ5を分析
チャンバー3からロードロックチャンバー2へ戻して、
ダミー試料を分析チャンバー3の外に取り出す。ゲート
バルブ11を閉じた後、窒素パージなどの方法でロード
ロックチャンバー2内を大気圧に開放し、ダミー試料を
試料出入ポート21から取り出す。なお、ダミー試料の
昇温後に、分析チャンバー3内の真空ゲージ19のフィ
ラメントにCFx系あるいはSiFx系の脱離ガスが再
付着すること考えられるため、フィラメントのデガス機
能あるいは通常よりも多い電流をフィラメントに流すこ
とで、フィラメントに付着したガスを飛ばす。
(D) Next, the infrared heating unit 14 is turned off to stop heating the dummy sample. After sufficiently lowering the temperature of the dummy sample, the gate valve 11 is opened, the transfer rod 6 is moved into the analysis chamber 3, and the dummy sample on the sample stage 12 is transferred onto the transfer stage 5. In step S04, the transfer stage 5 is returned from the analysis chamber 3 to the load lock chamber 2,
The dummy sample is taken out of the analysis chamber 3. After closing the gate valve 11, the load lock chamber 2 is opened to the atmospheric pressure by a method such as nitrogen purging, and a dummy sample is taken out from the sample port 21. After the temperature of the dummy sample is raised, it is considered that the CFx-based or SiFx-based desorbed gas is reattached to the filament of the vacuum gauge 19 in the analysis chamber 3. The gas adhering to the filament is blown off by flowing it through the filament.

【0022】(ホ)そして、ステップS05において、
ダミー試料の代わりに実際の分析対象物である分析試料
を、ダミー試料の場合と同様な手順により試料ステージ
12に載置する。ステップS06において、赤外線加熱
ユニット14及びQMS20等を用いて分析試料を昇温
しながら分析試料からの脱離ガスを分析して、所望の脱
離スペクトルを測定する。分析試料の昇温終了後、ステ
ップS07において、試料移載用ユニット4を用いて分
析試料を分析チャンバー3の外に取り出す。
(E) In step S05,
Instead of the dummy sample, an analysis sample, which is an actual analysis target, is mounted on the sample stage 12 in the same procedure as in the case of the dummy sample. In step S06, the desorption gas from the analysis sample is analyzed while the temperature of the analysis sample is raised using the infrared heating unit 14, the QMS 20, and the like, and a desired desorption spectrum is measured. After the temperature of the analysis sample is raised, the analysis sample is taken out of the analysis chamber 3 using the sample transfer unit 4 in step S07.

【0023】ステップS03において、カーボンが数%
の割合で含まれた酸化シリコンを有するダミー試料を昇
温すると、ダミー試料中のカーボンが脱離する。脱離し
たカーボンは、分析チャンバー3内に残留するフッ素と
積極的に反応及び結合し、CFx系のガスを形成して分
析チャンバー3内壁から脱離する。脱離したCFx系の
ガスは真空ポンプ(17、18)により排気される。こ
のようにして、分析チャンバー3内に残留するフッ素
を、カーボンを含んだダミー試料を用いて除去すること
ができる。したがって、本発明の実施形態によれば、ス
テップS06において、昇温脱離ガス分析装置1の分析
チャンバー3内のフッ素のバックグラウンドを低減する
ことができ、分析対象物である分析試料に対して検出限
界の高い分析を行うことができる。
In step S03, carbon is reduced to several percent.
When the temperature of the dummy sample having the silicon oxide contained in the ratio is increased, carbon in the dummy sample is desorbed. The desorbed carbon actively reacts and combines with fluorine remaining in the analysis chamber 3 to form a CFx-based gas and desorbs from the inner wall of the analysis chamber 3. The desorbed CFx-based gas is exhausted by a vacuum pump (17, 18). In this manner, fluorine remaining in the analysis chamber 3 can be removed using the dummy sample containing carbon. Therefore, according to the embodiment of the present invention, in step S06, the background of fluorine in the analysis chamber 3 of the thermal desorption gas analyzer 1 can be reduced, and the analysis sample to be analyzed can be reduced. Analysis with a high detection limit can be performed.

【0024】(変形例)図2に示したフッ素除去方法を
示すフローチャートに、以下に示すステップを加えるこ
とで、フッ素を除去する効果はさらに増加する。変形例
においては、ダミー試料の温度をフッ素系の脱離ガスが
大量に発生する温度に保持することにより、より多くの
フッ素を除去するフッ素除去方法を図3を参照して説明
する。図3は、変形例に係わるフッ素低減方法を示すフ
ローチャートである。
(Modification) By adding the following steps to the flowchart of the method for removing fluorine shown in FIG. 2, the effect of removing fluorine is further increased. In a modified example, a method of removing more fluorine by maintaining the temperature of the dummy sample at a temperature at which a large amount of fluorine-based desorption gas is generated will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart showing a fluorine reduction method according to a modification.

【0025】(1)まず、図2のフローチャートと同様
に、ステップS01及びステップS02において、分析
チャンバーを真空排気して、カーボンが数%の割合で含
まれた酸化シリコンを有するダミー試料を分析チャンバ
ー内の試料ステージに載置する。
(1) First, as in the flowchart of FIG. 2, in steps S01 and S02, the analysis chamber is evacuated to a vacuum and a dummy sample having silicon oxide containing carbon at a ratio of several percent is removed. Place on the sample stage inside.

【0026】(2)次に、図2のステップS03ではダ
ミー試料を昇温するだけであったが、変形例ではステッ
プS10において、ダミー試料を1000℃まで昇温す
ると同時に、フッ素系(Fx系)の脱離ガスを分析す
る。Fx系のラジカルは、原子量(M/z)が19のフ
ッ素(F)、31の一フッ化カーボン(CF)、50の
ニフッ化カーボン(CF)、85の三フッ化シリコン
(SiF)、104の四フッ化シリコン(SiF
等のCFx系あるいはSiFx系の脱離ガスである。具
体的には、QMS20を用いて、フッ素系のM/zのダ
ミー試料の温度に対する脱離スペクトルを測定する。フ
ッ素系の脱離スペクトル中にピークが現れれば、カーボ
ンとフッ素との反応・結合が分析チャンバー3内で進ん
でいることを示すことになる。QMS20により測定さ
れたフッ素系の脱離スペクトルP01にピークが見られ
る場合、以下のステップに進む。
(2) Next, in step S03 of FIG. 2, only the temperature of the dummy sample was raised. However, in a modified example, in step S10, the temperature of the dummy sample was raised to 1000 ° C. and at the same time, the fluorine-based (Fx ) Is analyzed. Fx-based radicals are fluorine (F) having an atomic weight (M / z) of 19, 31 carbon monofluoride (CF), 50 carbon difluoride (CF 2 ), and 85 silicon trifluoride (SiF 3 ). , 104 silicon tetrafluoride (SiF 4 )
And CFx-based or SiFx-based desorption gas. Specifically, the desorption spectrum of the fluorine-based M / z dummy sample with respect to the temperature is measured using the QMS 20. If a peak appears in the fluorine-based desorption spectrum, it indicates that the reaction / bonding between carbon and fluorine is progressing in the analysis chamber 3. If a peak is found in the fluorine-based desorption spectrum P01 measured by the QMS 20, the process proceeds to the following steps.

【0027】(3)次に、ダミー試料の昇温が終了した
後、ステップS11において試料移載ユニット4を用い
てダミー試料を分析チャンバー3の外に取り出す。
(3) Next, after the heating of the dummy sample is completed, the dummy sample is taken out of the analysis chamber 3 using the sample transfer unit 4 in step S11.

【0028】(4)次に、カーボンが数%の割合で含ま
れた酸化シリコンを有する新しいダミー試料を用意し、
ステップS12において上記手順と同様にして、分析チ
ャンバー3内の試料ステージ12に載置する。ここで、
新しいダミー試料は、ダミー試料と同種類の異なる試料
で有ればよい。つまり、一度昇温してカーボンが脱離し
たダミー試料ではなく、まだカーボンが数%の割合で含
まれている酸化シリコンを有する同種類のダミー試料の
意である。
(4) Next, a new dummy sample having silicon oxide containing carbon at a ratio of several% is prepared.
In step S12, the sample is placed on the sample stage 12 in the analysis chamber 3 in the same manner as described above. here,
The new dummy sample may be a different sample of the same type as the dummy sample. In other words, it is not a dummy sample in which carbon has been desorbed after the temperature has been raised once, but a dummy sample of the same type having silicon oxide still containing carbon at a ratio of several percent.

【0029】(5)次に、赤外線加熱ユニット14を用
いて新しいダミー試料を昇温する。そして、ステップS
13において、温度制御装置16を用いて新しいダミー
試料の温度を、フッ素系の脱離スペクトル中の最初のピ
ークの温度、つまり最も低温側に現れたピークの温度に
20〜30分程度保持する。
(5) Next, a new dummy sample is heated using the infrared heating unit 14. And step S
In step 13, the temperature of the new dummy sample is held at the temperature of the first peak in the fluorine-based desorption spectrum, that is, the temperature of the peak appearing at the lowest temperature, for about 20 to 30 minutes by using the temperature controller 16.

【0030】(6)次に、新しいダミー試料の加熱を停
止して、新しいダミー試料の温度を十分に下げた後、ゲ
ートバルブ11を開け、移載用ロッド6を分析チャンバ
ー3内に移動させて試料ステージ12上のダミー試料を
移載用ステージ5の上に移し替える。ステップS14に
おいて、移載用ステージ5を分析チャンバー3からロー
ドロックチャンバー2へ戻して、新しいダミー試料を分
析チャンバー3の外に取り出す。ゲートバルブ11を閉
じた後、窒素パージなどの方法でロードロックチャンバ
ー2内を大気圧に開放し、新しいダミー試料を試料出入
ポート21から取り出す。
(6) Next, after stopping the heating of the new dummy sample and sufficiently lowering the temperature of the new dummy sample, the gate valve 11 is opened, and the transfer rod 6 is moved into the analysis chamber 3. Then, the dummy sample on the sample stage 12 is transferred onto the transfer stage 5. In step S14, the transfer stage 5 is returned from the analysis chamber 3 to the load lock chamber 2, and a new dummy sample is taken out of the analysis chamber 3. After closing the gate valve 11, the load lock chamber 2 is opened to atmospheric pressure by a method such as nitrogen purge, and a new dummy sample is taken out from the sample port 21.

【0031】(7)そして、図2に示したステップS0
5以降のステップと同様にして、新しいダミー試料の代
わりに実際の分析対象物である分析試料を、試料ステー
ジ12に載置し、分析試料を昇温して脱離スペクトルの
測定を行う。
(7) Then, step S0 shown in FIG.
In the same manner as in the steps after step 5, an analysis sample, which is an actual analysis target, is placed on the sample stage 12 instead of a new dummy sample, and the analysis sample is heated to measure a desorption spectrum.

【0032】ステップS13において、新しいダミー試
料の温度を、フッ素系の脱離スペクトル中の最低温側の
ピーク温度に20〜30分程度保持することで、カーボ
ンとフッ素の反応が促進され、フッ素を除去する効果が
更に増す。なお、ステップS10において、フッ素系
(Fx系)の脱離ガスを分析するために、QMS20を
用いて、フッ素系のラジカルのダミー試料の温度に対す
る脱離スペクトルを測定せずに、真空ゲージ19を用い
て、単に分析チャンバー内の真空度の変化を測定しても
構わない。この場合、脱離スペクトルは、ダミー試料の
温度に対する分析チャンバー内の真空度のプロファイル
であることになる。
In step S13, the temperature of the new dummy sample is maintained at the lowest peak temperature in the fluorine-based desorption spectrum for about 20 to 30 minutes, so that the reaction between carbon and fluorine is promoted, and the fluorine is removed. The effect of removing further increases. In step S10, in order to analyze the fluorine-based (Fx-based) desorbed gas, the vacuum gauge 19 is used without measuring the desorption spectrum of the fluorine-based radical with respect to the temperature of the dummy sample using the QMS 20. It may be used to simply measure the change in the degree of vacuum in the analysis chamber. In this case, the desorption spectrum is a profile of the degree of vacuum in the analysis chamber with respect to the temperature of the dummy sample.

【0033】(実験例)次に、発明者が行った実験につ
いて図4及び図5を参照して説明する。発明者は、上記
の分析チャンバー内のフッ素低減方法により、フッ素の
バックグラウンドが低減された効果を検証すべく、以下
に示す実験を行った。なお、以下に示す実験は、図6及
び図7に示した発明者が行ったフッ素のバックグラウン
ドの測定に引き続いて行われたものである。
(Experimental Example) Next, an experiment performed by the inventor will be described with reference to FIGS. The inventor conducted the following experiment in order to verify the effect of reducing the background of fluorine by the above-described method for reducing fluorine in the analysis chamber. The experiment described below was performed after the measurement of the background of fluorine performed by the inventor illustrated in FIGS. 6 and 7.

【0034】図6は、脱ガス後のベア・シリコンを昇温
したときのフッ素の脱離スペクトルを示し、図7は、フ
ッ素を十分に含んだ試料を分析チャンバー内で昇温した
後に、脱ガス後のベア・シリコンを昇温したときのフッ
素の脱離スペクトルを示す。前にも述べたが、図6及び
図7に示したように、フッ素を十分に含んだ試料を分析
チャンバー内で昇温する前と後では、フッ素のバックグ
ラウンドは5〜6倍程度増加してしまう。発明者は、図
7に示した脱離スペクトルを測定した後に、カーボンを
含んだダミー試料を昇温したときのフッ素(M/z=1
9)の脱離スペクトルを測定した。なお、ダミー試料
は、カーボンを数%の割合で含む酸化シリコン膜(SO
G膜)が形成された単結晶シリコン片を用いた。その結
果を図4に示す。図4に示すように、脱離スペクトルに
は150℃付近にピークが見られ、150℃よりも高い
温度において、温度の上昇とともにフッ素の強度が低下
していった。通常、昇温脱離ガス分析装置において、温
度の上昇とともにバックグラウンドのレベルは上昇す
る。したがって、図4において150℃以後の温度上昇
とともにフッ素の強度が低下することから、150℃付
近において、ダミー試料中のカーボンと分析チャンバー
内の残留フッ素ガスとが激しく反応・結合し、CFx系
の脱離ガスを形成して分析チャンバー内のフッ素が除去
されたことを示している。また、150℃以後の温度に
おいて分析チャンバーの内壁に残留するほとんどのフッ
素がすでに除去されているため、フッ素の強度が低下し
ていることを示している。
FIG. 6 shows a desorption spectrum of fluorine when the temperature of bare silicon after degassing was raised. FIG. 7 shows a desorption spectrum of a sample containing sufficient fluorine after the temperature was raised in the analysis chamber. 4 shows a desorption spectrum of fluorine when bare silicon after gas is heated. As described above, as shown in FIGS. 6 and 7, before and after the sample containing sufficient fluorine is heated in the analysis chamber, the background of fluorine increases by about 5 to 6 times. Would. The inventor measured the desorption spectrum shown in FIG. 7 and then measured the fluorine (M / z = 1) when the temperature of the dummy sample containing carbon was increased.
The desorption spectrum of 9) was measured. Note that the dummy sample is a silicon oxide film (SO
A single crystal silicon piece on which a G film was formed was used. FIG. 4 shows the results. As shown in FIG. 4, a peak was observed at around 150 ° C. in the desorption spectrum, and at a temperature higher than 150 ° C., the intensity of fluorine decreased with increasing temperature. Normally, in a thermal desorption gas analyzer, the background level rises as the temperature rises. Therefore, in FIG. 4, since the intensity of fluorine decreases as the temperature rises after 150 ° C., the carbon in the dummy sample and the residual fluorine gas in the analysis chamber react and bond violently at around 150 ° C. This shows that fluorine in the analysis chamber was removed by forming desorbed gas. Also, at a temperature of 150 ° C. or lower, most of the fluorine remaining on the inner wall of the analysis chamber has already been removed, indicating that the strength of fluorine has decreased.

【0035】発明者は、図4に示したダミー試料昇温時
の脱離スペクトルを測定した後に、脱ガス後のベア・シ
リコンを再度昇温させ、フッ素の脱離スペクトルを測定
した。図5は、その結果を示すフッ素の脱離スペクトル
である。図5は、図7と同様に、フッ素のバックグラウ
ンドを示す脱離スペクトルであるが、図7に比して、明
らかにフッ素のバックグラウンドが低減されていること
がわかる。つまり、カーボンを含むダミー試料を昇温す
ることで、フッ素のバックグラウンドが低減されること
が検証された。
The inventor measured the desorption spectrum at the time of raising the temperature of the dummy sample shown in FIG. 4, then raised the temperature of the degassed bare silicon again, and measured the desorption spectrum of fluorine. FIG. 5 is a fluorine desorption spectrum showing the result. FIG. 5 is a desorption spectrum showing the background of fluorine similarly to FIG. 7, and it can be seen that the background of fluorine is clearly reduced as compared with FIG. That is, it was verified that the background of fluorine was reduced by raising the temperature of the dummy sample containing carbon.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、昇
温脱離ガス分析装置において、真空チャンバー内でのフ
ッ素のバックグラウンドを低減することができる。つま
り、昇温脱離ガス分析装置におけるフッ素バックグラウ
ンド低減方法を提供することができる。
As described above, according to the present invention, the background of fluorine in the vacuum chamber can be reduced in the thermal desorption gas analyzer. That is, it is possible to provide a fluorine background reduction method in the thermal desorption gas analyzer.

【0037】また本発明によれば、フッ素のバックグラ
ウンドが小さく、試料から脱離する微量物質を検出する
ことができる昇温脱離ガス分析方法を提供することがで
きる。
Further, according to the present invention, it is possible to provide a thermal desorption gas analysis method in which the background of fluorine is small and a trace substance desorbed from a sample can be detected.

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

【図1】本発明の実施の形態に係わる昇温脱離ガス分析
装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a thermal desorption gas analyzer according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態に係わる昇温脱離ガス分析
方法を示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart illustrating a thermal desorption gas analysis method according to an embodiment of the present invention.

【図3】変形例に係わる昇温脱離ガス分析方法を示すフ
ローチャートである。
FIG. 3 is a flow chart showing a method for analyzing degassed gas according to a modification.

【図4】本発明の実施の形態に係わるカーボンを含むダ
ミー試料からの脱離スペクトルである。
FIG. 4 is a desorption spectrum from a dummy sample containing carbon according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態に係わるダミー試料昇温後
におけるベア・シリコンからの脱離スペクトルである。
FIG. 5 is a desorption spectrum from bare silicon after the temperature of the dummy sample is increased according to the embodiment of the present invention.

【図6】従来技術に係わる脱ガス後のベア・シリコンか
らの脱離スペクトルである。
FIG. 6 is a desorption spectrum from bare silicon after degassing according to the prior art.

【図7】従来技術に係わるフッ素含有物昇温後における
ベア・シリコンからの脱離スペクトルである。
FIG. 7 is a desorption spectrum from bare silicon after the temperature of a fluorine-containing substance is raised according to the conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 昇温脱離ガス分析装置 2 ロードロックチャンバー 3 分析チャンバー 4 試料移載用ユニット 5 移載用ステージ 6 移載用ロッド 7、11 ゲートバルブ 8、17 ターボ分子ポンプ(TMP) 9、18 ロータリーポンプ(RP) 10、19 真空ゲージ 12 試料ステージ 13 透明石英ロッド 14 赤外線加熱ユニット 15 コンピュータユニット 16 温度制御装置 20 四重極型質量分析計(QMS) 21 試料出入ポート 1 Thermal Desorption Gas Analyzer 2 Load Lock Chamber 3 Analysis Chamber 4 Sample Transfer Unit 5 Transfer Stage 6 Transfer Rod 7, 11 Gate Valve 8, 17 Turbo Molecular Pump (TMP) 9, 18 Rotary Pump (RP) 10, 19 Vacuum gauge 12 Sample stage 13 Transparent quartz rod 14 Infrared heating unit 15 Computer unit 16 Temperature controller 20 Quadrupole mass spectrometer (QMS) 21 Sample access port

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 試料の温度の上昇とともに前記試料の表
面及びバルクから発生するガスが脱離して、脱離した前
記ガスを真空雰囲気中で捕捉して分析する昇温脱離ガス
分析装置における真空チャンバー内のフッ素低減方法で
あって、 真空チャンバー内を所定の真空度まで排気する第1のス
テップと、 カーボンが数%の割合で含まれた酸化シリコンを有する
ダミー試料を前記真空チャンバー内の試料ステージに載
置する第2のステップと、 前記ダミー試料を加熱して所定の昇温速度で昇温させ
て、当該ダミー試料からカーボンを脱離させる第3のス
テップとを少なくとも有することを特徴とする昇温脱離
ガス分析装置チャンバー内のフッ素低減方法。
1. A temperature rising desorption gas analyzer for desorbing a gas generated from the surface and bulk of the sample as the temperature of the sample rises and capturing and analyzing the desorbed gas in a vacuum atmosphere. A method for reducing fluorine in a chamber, comprising: a first step of evacuating the inside of a vacuum chamber to a predetermined degree of vacuum; and a step of forming a dummy sample having silicon oxide containing carbon at a ratio of several% in the vacuum chamber. A second step of placing the stage on a stage; and a third step of heating the dummy sample and increasing the temperature at a predetermined rate to desorb carbon from the dummy sample. To reduce fluorine in the chamber of the thermal desorption gas analyzer.
【請求項2】 前記第3のステップは、前記ダミー試料
を昇温させて当該ダミー試料からカーボンを脱離させな
がら、フッ素を含む脱離ガスを検出して、前記ダミー試
料の温度に対する脱離スペクトルを測定するステップで
あり、 第3のステップの後に、 前記ダミー試料を前記真空チャンバーから取り除くステ
ップと、 カーボンが数%の割合で含まれた酸化シリコンを有する
新しいダミー試料を前記真空チャンバーの前記試料ステ
ージに載置するステップと、 前記新しいダミー試料の温度を前記脱離スペクトル中の
最も低温側のピークの温度に保持するステップとをさら
に有することを特徴とする請求項1記載の昇温脱離ガス
分析装置チャンバー内のフッ素低減方法。
2. The method according to claim 1, wherein the third step comprises: detecting a desorption gas containing fluorine while raising the temperature of the dummy sample to desorb carbon from the dummy sample; Measuring a spectrum, after the third step, removing the dummy sample from the vacuum chamber; and removing a new dummy sample having silicon oxide containing carbon at a ratio of several percent in the vacuum chamber. 2. The method according to claim 1, further comprising: mounting the sample on the sample stage; and maintaining the temperature of the new dummy sample at the temperature of the lowest temperature peak in the desorption spectrum. 3. Method for reducing fluorine in chamber of gas separation analyzer.
【請求項3】 試料の温度の上昇とともに前記試料の表
面に吸着しているガスが脱離して、脱離した前記ガスを
真空雰囲気中で捕捉して分析する昇温脱離ガス分析方法
であって、 真空チャンバー内を所定の真空度まで排気する第1のス
テップと、 カーボンが数%の割合で含まれたシリコン酸化膜を有す
るダミー試料を前記真空チャンバー内の試料ステージに
載置する第2のステップと、 前記ダミー試料を加熱して所定の昇温速度で昇温させ
て、当該ダミー試料からカーボンを脱離させる第3のス
テップと、 前記ダミー試料を前記真空チャンバーから取り除く第4
のステップと、 分析対象物である分析試料を前記真空チャンバー内の前
記試料ステージに載置する第5のステップと、 前記分析試料を加熱して所定の昇温速度で昇温しなが
ら、当該分析試料から脱離したガスを検出して、前記分
析試料の温度に対する脱離スペクトルを測定する第6の
ステップとを有することを特徴とする昇温脱離ガス分析
方法。
3. A thermal desorption gas analysis method in which a gas adsorbed on the surface of the sample is desorbed as the temperature of the sample increases, and the desorbed gas is captured and analyzed in a vacuum atmosphere. A first step of evacuating the vacuum chamber to a predetermined degree of vacuum, and a second step of mounting a dummy sample having a silicon oxide film containing carbon at a ratio of several percent on a sample stage in the vacuum chamber. A third step of heating the dummy sample to increase the temperature at a predetermined rate to remove carbon from the dummy sample; and a fourth step of removing the dummy sample from the vacuum chamber.
And a fifth step of mounting an analysis sample, which is an object to be analyzed, on the sample stage in the vacuum chamber. The analysis is performed while heating the analysis sample at a predetermined temperature raising rate. And a sixth step of detecting a gas desorbed from the sample and measuring a desorption spectrum with respect to a temperature of the analysis sample.
【請求項4】 前記第3のステップは、前記ダミー試料
を昇温させて当該ダミー試料からカーボンを脱離させな
がら、フッ素を含む脱離ガスを検出して、前記ダミー試
料の温度に対する脱離スペクトルを測定するステップで
あり、 前記第4のステップと第5のステップの間に、 カーボンが数%の割合で含まれた酸化シリコンを有する
新しいダミー試料を前記真空チャンバーの前記試料ステ
ージに載置するステップと、 前記新しいダミー試料の温度を前記脱離スペクトル中の
最も低温側のピークの温度に保持するステップと、 前記新しいダミー試料を前記真空チャンバーから取り除
くステップとをさらに有することを特徴とする請求項3
記載の昇温脱離ガス分析方法。
4. The method according to claim 3, wherein the third step comprises: detecting a desorption gas containing fluorine while raising the temperature of the dummy sample to desorb carbon from the dummy sample; A step of measuring a spectrum, wherein a new dummy sample having silicon oxide containing carbon at a ratio of several percent is placed on the sample stage of the vacuum chamber between the fourth step and the fifth step. And maintaining the temperature of the new dummy sample at the temperature of the lowest temperature peak in the desorption spectrum; and removing the new dummy sample from the vacuum chamber. Claim 3
The thermal desorption gas analysis method described.
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