JP2020193809A - Trace metal detection device and trace metal detection method - Google Patents
Trace metal detection device and trace metal detection method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020193809A JP2020193809A JP2019097666A JP2019097666A JP2020193809A JP 2020193809 A JP2020193809 A JP 2020193809A JP 2019097666 A JP2019097666 A JP 2019097666A JP 2019097666 A JP2019097666 A JP 2019097666A JP 2020193809 A JP2020193809 A JP 2020193809A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- liquid sample
- trace metal
- metal detection
- laser pulse
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
Abstract
Description
本発明は、微量金属検出装置および微量金属検出方法に関する。 The present invention relates to a trace metal detection device and a trace metal detection method.
レーザ誘起ブレークダウン分光法(LIBS:Laser Induced Breakdown Spectroscopy)の適用により、試料中の含有物質を計測する装置および方法が知られている。 Devices and methods for measuring the substances contained in a sample by applying Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) are known.
たとえば、特許文献1に記載のコンクリート含有物質計測方法では、検査対象であるコンクリート表面に対して、2つのレーザ光を照射する。一つ目のレーザ光は、コンクリート割断面6a上に集光されてプラズマプルームを生成する。二つ目のレーザ光は、一つ目のレーザ光照射により生じたプラズマプルーム中に集光される。プラズマ化された物質からの発光が波長ごとに分解される。 For example, in the concrete-containing substance measuring method described in Patent Document 1, two laser beams are applied to the concrete surface to be inspected. The first laser beam is focused on the concrete fracture surface 6a to generate a plasma plume. The second laser beam is focused in the plasma plume generated by the first laser beam irradiation. Emissions from plasmatized material are decomposed for each wavelength.
特許文献2に記載の試験体プレート作成方法は、基板上にバインダ層を形成し、バインダ層に液体試料を滴下して蒸発乾固されることによって、試験体プレパラートを作成する。特許文献2に記載の含有物質測定装置は、試験体プレパラートの表面にレーザ光を照射して、試料含有物質をアブレートしてプラズマ化し、ブラズマ化された物質の発光を波長ごとに分解して、発光スペクトルを取得する。 In the method for preparing a test specimen plate described in Patent Document 2, a binder layer is formed on a substrate, and a liquid sample is dropped onto the binder layer and evaporated to dryness to prepare a specimen preparation. The contained substance measuring device described in Patent Document 2 irradiates the surface of the sample preparation with a laser beam to ablate the sample-containing substance into plasma, and decomposes the emission of the brazed substance for each wavelength. Obtain the emission spectrum.
半導体の製造過程では、製品の品質や歩留まりを向上させるためにシリコンウェハ等の基板表面を清浄な状態に保持するために洗浄液が用いられる。洗浄液は、繰り返し使用されるが、半導体ウェハを洗浄する毎に微量な金属が洗浄液に混入する。洗浄液を交換するタイミングを計る(知る)ために、洗浄液中の微量金属を検出することが重要となる。 In the semiconductor manufacturing process, a cleaning liquid is used to keep the surface of a substrate such as a silicon wafer in a clean state in order to improve the quality and yield of the product. The cleaning liquid is used repeatedly, but a small amount of metal is mixed in the cleaning liquid every time the semiconductor wafer is cleaned. It is important to detect trace metals in the cleaning solution in order to measure (know) the timing of changing the cleaning solution.
特許文献1に記載の方法は、コンクリート等の固体中の含有物質濃度を計測するためのものであって、洗浄液等の液体試料中の微量金属を検出することができない。 The method described in Patent Document 1 is for measuring the concentration of a substance contained in a solid such as concrete, and cannot detect a trace amount of metal in a liquid sample such as a cleaning liquid.
特許文献2に記載の方法では、試験体プレパラートの作成が必要なため、液体試料を乾燥させ固体試料化する工程等の試料作製するための工程が必要となり、液体試料中の微量金属の検出に時間を要する。一方、製造ラインの廃液をモニタリングしたいという需要に応えるためには、液体試料中の微量金属をリアルタイムに検出する必要がある。 Since the method described in Patent Document 2 requires preparation of a specimen preparation, a step for preparing a sample such as a step of drying a liquid sample to make a solid sample is required, and for detecting trace metals in the liquid sample. It takes time. On the other hand, in order to meet the demand for monitoring the waste liquid of the production line, it is necessary to detect trace metals in the liquid sample in real time.
それゆえに、本発明の目的は、試料作製工程を省略化でき、かつ液体試料中の微量金属をリアルタイムに検出することができる微量金属検出装置および微量金属検出方法を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a trace metal detection device and a trace metal detection method capable of omitting a sample preparation step and detecting trace metals in a liquid sample in real time.
本発明の第1の態様は、液体試料中の微量金属を検出する微量金属検出装置であって、液体試料が載置される母材と、液体試料に向けてレーザパルスを照射するレーザ照射部と、レーザ照射部から複数回連続してレーザパルスを照射させる制御回路と、複数回連続したレーザパルスの照射によって発生するプラズマが発する光を分光する分光器とを備えた、微量金属検出装置に関する。 The first aspect of the present invention is a trace metal detection device that detects a trace metal in a liquid sample, a base material on which the liquid sample is placed, and a laser irradiation unit that irradiates a laser pulse toward the liquid sample. The present invention relates to a trace metal detection device including a control circuit for continuously irradiating a laser pulse a plurality of times from a laser irradiation unit and a spectroscope for dispersing the light emitted by plasma generated by irradiating the laser pulse a plurality of times continuously. ..
本発明の第2の態様は、液体試料中の微量金属を検出する微量金属検出方法であって、母材に液体試料を滴下するステップと、液体試料に向けてレーザパルスを複数回連続して照射するステップと、複数回連続したレーザパルスが液体試料に照射されることによって発生するプラズマが発する光を分光するステップとを備えた、微量金属検出方法に関する。 A second aspect of the present invention is a trace metal detection method for detecting a trace metal in a liquid sample, in which a step of dropping the liquid sample onto a base material and a laser pulse toward the liquid sample are continuously applied a plurality of times. The present invention relates to a trace metal detection method including a step of irradiating and a step of dispersing light emitted by plasma generated by irradiating a liquid sample with a plurality of consecutive laser pulses.
本発明によれば、複数回連続してレーザパルスを液体試料に照射することによって、プラズマを発生させることができる。これによって、試料作成工程を省略化でき、液体試料中の微量金属をリアルタイムに検出することができる。 According to the present invention, plasma can be generated by irradiating a liquid sample with a laser pulse a plurality of times in succession. As a result, the sample preparation step can be omitted, and trace metals in the liquid sample can be detected in real time.
以下、図面を参照して、実施の形態を説明する。
図1は、実施の形態に係る微量金属検出装置の構成を説明するブロック図である。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a trace metal detection device according to an embodiment.
実施の形態に係る微量金属検出装置100は、LIBSによって、検査対象となる液体試料20中の微量金属を検出する。例えば、液体試料20は、半導体製造工程の洗浄装置10で用いられる半導体ウェハの洗浄用に使用する洗浄液である。
The trace
半導体製造工程は、半導体ウェハ上にデバイス(トランジスタ、キャパシタ、及び、抵抗等)をパターンとして形成するまでの基板工程(FEOL:Front End Of the Line)と、その後の多層配線を形成する配線工程(BEOL:Back End Of the Line)とを含む。半導体デバイスの各製造工程において種々の金属を含む無機物等の汚染物質が生じる。このような汚染物質が、半導体デバイスに付着すると、半導体デバイスの電気的特性の劣化等が生じ、半導体デバイスの品質に大きな影響を与える。よって、洗浄装置10による汚染物質の除去は、半導体製造工程において必要不可欠である。半導体デバイスの構造が微細になるに従って、洗浄も高度な技術が要求されるようになっている。
The semiconductor manufacturing process consists of a front end of line (FEOL) until a device (transistor, capacitor, resistor, etc.) is formed as a pattern on a semiconductor wafer, and a wiring process (FEOL: Front End Of the Line) that forms a multilayer wiring thereafter. BOOL: Back End Of the Line) and included. Contaminants such as inorganic substances containing various metals are generated in each manufacturing process of semiconductor devices. When such a pollutant adheres to the semiconductor device, the electrical characteristics of the semiconductor device are deteriorated, which greatly affects the quality of the semiconductor device. Therefore, removal of contaminants by the
半導体製造工程の洗浄工程として、半導体ウェハを液体で洗浄する、いわゆるウェット洗浄が広く用いられている。たとえば、金属汚染を除去するために、洗浄液として、アンモニア、過酸化水素水及び純水の混合液、あるいは、塩酸、過酸化水素水及び純水の混合液が使用される。洗浄装置10は、洗浄液を循環して繰り返し使用するが、半導体ウェハを洗浄する毎に微量な金属が洗浄液に混入する。配線工程での洗浄では、一例として、配線材料であるCu(銅)が洗浄液に混入する。同じ洗浄液を繰り返して循環使用すると、洗浄液中のCu濃度が徐々に増加して、洗浄液はCuで汚染された状態となる。洗浄液の汚染が進むにつれて、洗浄液の洗浄能力も低下していく。
As a cleaning process in the semiconductor manufacturing process, so-called wet cleaning, in which a semiconductor wafer is cleaned with a liquid, is widely used. For example, in order to remove metal contamination, a mixed solution of ammonia, hydrogen peroxide solution and pure water, or a mixed solution of hydrochloric acid, hydrogen peroxide solution and pure water is used as the cleaning solution. The
一方で、半導体製造ラインでは使用される洗浄液は、莫大な量であるので、洗浄液を頻繁に交換すると、製造コストのアップに繋がるととともに、環境負荷の面からも洗浄液を廃棄することは望ましくない。このため、洗浄装置10のユーザとしては、最終製品である半導体デバイスの品質を維持できる範囲内で、洗浄液を可能な限り長く繰り返して使用したい要望がある。このため、洗浄液中の微量金属をリアルタイムに把握するニーズが高まっている。
On the other hand, since the amount of cleaning liquid used in the semiconductor manufacturing line is enormous, it is not desirable to dispose of the cleaning liquid from the viewpoint of environmental load as well as increasing the manufacturing cost if the cleaning liquid is frequently replaced. .. Therefore, the user of the
図1を参照して、実施の形態に係る微量金属検出装置100は、液体試料中の微量金属を検出する。微量金属検出装置100は、試料ステージ51と、母材50と、レーザ照射部110と、制御回路120と、集光器150と、光ファイバ160と、分光器130と、データ処理装置190と、表示装置195とを備える。
With reference to FIG. 1, the trace
チャンバ200には、照射用窓115が形成されている。チャンバ200には、集光器150が取り付けられている。集光器150は、チャンバ200の内部に配置されるものとしてもよい。
An
チャンバ200の内部に、試料ステージ51が配置される。試料ステージ51上に母材50を載置することができる。試料ステージ51は、図示しない駆動手段によって、水平および鉛直方向に移動させることができる。
A
チャンバ200の外部に、レーザ照射部110、光ファイバ160、分光器130、制御回路120、データ処理装置190、および表示装置195が配置される。
A
洗浄装置10から一定量の洗浄液が液体試料20として採取されて、母材50上に滴下される。母材50として、例えば、シリコン(Si)で作製されたチップを用いることができる。洗浄液からの液体試料20の採取および採取した液体試料20の母材50上への滴下については、適宜、人手によって行うことができる。或いは、洗浄装置10の稼働中に、洗浄液から液体試料20を自動的に採取して、採取した液体試料20を母材50へ滴下するものとしてもよい。母材50は、試料ステージ51上に載置される。
A certain amount of cleaning liquid is collected as a
レーザ照射部110は、母材50上に載置された液体試料20に向けてレーザパルスを照射する。レーザ照射部110は、レーザ発振器112と、集光レンズ114とを備える。
The
レーザ発振器112は、レーザパルスを出射する。レーザ発振器112は、たとえば、レーザ媒質、励起源、および光共振器によって構成されるものとすることができる。レーザ発振器112は、Qスイッチを備えたYAGレーザ、CO2レーザ、またはエキシマレーザなどを用いることができる。
The
集光レンズ114は、レーザ発振器112から出射されたレーザパルスを集光する。集光されたレーザパルスは、チャンバ200の側面に設けられた照射用窓115を通して、母材50上の液体試料20に向けて照射される。レーザパルスは、液体試料20に斜め方向から入射される。
The
制御回路120は、レーザ照射部110から2つのレーザパルスを連続して出射させる。制御回路120は、レーザパルスの強度、およびレーザパルスのパルス幅(=半値幅)およびパルス間隔を制御することができる。
The
従来から、レーザパルスを固体試料に照射することによって、プラズマが発生することが知られていた。特許文献1では、2回連続してレーザパルスを固体試料に照射することによって、プラズマの発光スペクトルのS/Nを向上させている。特許文献1において、レーザパルスの幅twとして、数10nm、または数10fs〜数100psの範囲内の値とし、隣接する2つのレーザパルスの間隔tdとして500ns〜2μsの範囲内の値としている。隣接する2つのレーザパルスの間隔td(500ns〜2μs)は、1つ目のレーザパルスによるプラズマプルームの発生の後、白色光ノイズが減少し、かつ励起原子がプラズマプルーム中に残っている状態が確保される時間であるとされている。 Conventionally, it has been known that plasma is generated by irradiating a solid sample with a laser pulse. In Patent Document 1, the S / N of the emission spectrum of plasma is improved by irradiating a solid sample with a laser pulse twice in succession. In Patent Document 1, the width tw of the laser pulse is set to a value in the range of several tens of nm or several tens of fs to several hundred ps, and the interval td of two adjacent laser pulses is set to a value in the range of 500 ns to 2 μs. The interval td (500 ns to 2 μs) between two adjacent laser pulses is such that white light noise is reduced and excited atoms remain in the plasma plume after the plasma plume is generated by the first laser pulse. It is said that it is time to be secured.
特許文献2では、レーザパルスを液体試料に照射しても、プラズマが発生しないことを考慮して(特許文献2の段落0011、0012を参照)、基板上にバインダ層を形成し、バインダ層に液体試料を滴下して蒸発乾固されることによって、試験体プレパラートを作成する。特許文献2では、試験体プレパラートの作成が必要なため、リアルタイムでの計測ができない。 In Patent Document 2, in consideration of the fact that plasma is not generated even when a liquid sample is irradiated with a laser pulse (see paragraphs 0011 and 0012 of Patent Document 2), a binder layer is formed on the substrate to form a binder layer. A test specimen preparation is prepared by dropping a liquid sample and evaporating to dryness. In Patent Document 2, since it is necessary to prepare a test specimen, real-time measurement cannot be performed.
図2は、実施の形態のレーザ照射部110が照射するレーザパルスの一形態を表わす図である。
FIG. 2 is a diagram showing one form of a laser pulse irradiated by the
本願の発明者は、レーザパルスの幅と隣接する2つのレーザパルスの間隔を適切な値に設定することによって、1回目のレーザパルスの液体試料20への照射によって、プラズマが発生しなくても、2回目のレーザパルスによって、液体試料20がプラズマ化して、発光することを発見した。
The inventor of the present application sets the width of the laser pulse and the interval between two adjacent laser pulses to an appropriate value so that the first laser pulse irradiation of the
本願の発明者は、レーザパルスの幅twを0.5ns以上、かつ1.5ns以下の範囲の値とし、隣接する2つのレーザパルスの間隔tdを100μs以上、かつ250μs以下の範囲の値とすることによって、分光スペクトルのピークが十分に大きくなることを発見した。レーザパルスの幅twと隣接する2つのレーザパルスの間隔tdは、上記範囲に限定されるものではない。上記範囲からずれていても、分光スペクトルのピークの検出が可能な場合があるので、当業者は、必要とする精度などに応じて、レーザパルスの幅twと隣接する2つのレーザパルスの間隔tdを適宜調整することができる。ただし、重要なことは、特許文献1のレーザパルスの幅twの範囲(数10nm、または数10fs〜数100ps)および隣接する2つのレーザパルスの間隔tdの範囲(500ns〜3μs)の組み合わせと、本願の発明者によるレーザパルスの幅twの範囲(0.5ns〜1.5ns)およびレーザパルスの間隔tdの範囲(100μs〜250μs)の組み合わせとが大きく相違することである。 The inventor of the present application sets the width tw of the laser pulse to a value in the range of 0.5 ns or more and 1.5 ns or less, and sets the interval td of two adjacent laser pulses to a value in the range of 100 μs or more and 250 μs or less. It was discovered that the peak of the spectral spectrum was sufficiently large. The width tw of the laser pulse and the distance td between the two adjacent laser pulses are not limited to the above range. Since it may be possible to detect the peak of the spectroscopic spectrum even if it deviates from the above range, those skilled in the art will be able to detect the width tw of the laser pulse and the interval td of two adjacent laser pulses depending on the required accuracy and the like. Can be adjusted as appropriate. However, what is important is the combination of the range of the width tw of the laser pulse of Patent Document 1 (several tens of nm or several tens of fs to several hundred ps) and the range of the interval td between two adjacent laser pulses (500 ns to 3 μs). The combination of the laser pulse width tw range (0.5 ns to 1.5 ns) and the laser pulse interval td range (100 μs to 250 μs) by the inventor of the present application is significantly different.
特許文献1では、1回目のレーザパルスのコンクリート試料への照射によって、プラズマプルームが生成される。その後、白色光ノイズが減少し、かつ励起原子がプラズマプルーム中に残っている状態のときに、2回目のレーザパルスが照射される。特許文献1のレーザパルスの幅twの範囲と隣接する2つのレーザパルスの間隔tdの範囲の組み合わせは、このような現象を引き起こさせることができるものである。 In Patent Document 1, a plasma plume is generated by irradiating a concrete sample with a first laser pulse. After that, the second laser pulse is irradiated when the white light noise is reduced and the excited atoms remain in the plasma plume. The combination of the range of the width tw of the laser pulse of Patent Document 1 and the range of the interval td of two adjacent laser pulses can cause such a phenomenon.
これに対して、本願では、1回目のレーザパルスの液体試料20への照射によって、プラズマが発生しないが、液体試料20は、何らかの遷移状態に移行する。2回目のレーザパルスの液体試料20への照射によって、この遷移状態からプラズマプルームに移行する。本願のレーザパルスの幅twの範囲と隣接する2つのレーザパルスの間隔tdの範囲の組み合わせは、このような現象を引き起こさせることができるものである。
On the other hand, in the present application, plasma is not generated by irradiating the
さらに、特許文献1では、1つ目のレーザパルスと2つ目のレーザパルスは、別個のレーザ発振器から出射される。特許文献1に記載されているような別個の2つのレーザ発振装置から2つのレーザを照射する場合、たとえ2つのパルスを照射したとしてもパルス間隔の制御が困難であり、またそれぞれのパルスの試料における照射箇所にズレが生じてしまう。したがって、従来技術は試料を乾燥させる工程が必須工程であると考えられていた。あるいは、実験的に液体試料に2つのパルスを照射しプラズマ化させることがあったとしても、プラズマ化の精度は低かった。これに対して、本願では、レーザ照射部110内の単一のレーザ発振器112から複数のレーザパルスが液体試料20に照射される。特許文献1では、2つのレーザ発振器におけるレーザパルスの出射のタイミングの調整が必要となる。レーザパルスの間隔が極めて短いので、このタイミングの調整は容易ではなく、誤差が発生するおそれもある。これに対して、本願では、単一のレーザ発振器112から複数のレーザパルスを出射するので、タイミングの調整が不要となる。これによって、レーザパルスの間隔tdを高精度に容易に調整することができる。また、2つのパルスレーザのそれぞれの試料における照射(衝突)箇所のズレが小さいため、試料のプラズマ化精度が向上する。
Further, in Patent Document 1, the first laser pulse and the second laser pulse are emitted from separate laser oscillators. When irradiating two lasers from two separate laser oscillators as described in Patent Document 1, it is difficult to control the pulse interval even if two pulses are irradiated, and a sample of each pulse is used. The irradiation point in the above will be misaligned. Therefore, in the prior art, it was considered that the step of drying the sample was an essential step. Alternatively, even if the liquid sample is experimentally irradiated with two pulses to form plasma, the accuracy of plasma conversion is low. On the other hand, in the present application, a plurality of laser pulses are irradiated to the
再び、図1を参照して、プラズマが発する光は、集光器150、および光ファイバ160を通じて分光器130へ入力される。分光器130は、発生したプラズマが発する光を分光することによって、分光スペクトルを出力する。分光スペクトルは、波長ごとの光強度を表わす。含有する金属成分に依存して、分光スペクトルにおいて、ピーク波長が異なる。例えば、Cu(銅)は、波長が324.7(nm)および327.4(nm)において、ピークが現れる。データ処理装置190は、分光スペクトル中に現れたピーク波長から、液体試料20中に含まれる金属の種類を特定することができる。
Again, with reference to FIG. 1, the light emitted by the plasma is input to the
データ処理装置190は、ピーク波長の光強度と、対応する金属の濃度との対応を定めたテーブルをメモリに記憶している。データ処理装置190は、テーブルを参照することによって、得られた分光スペクトルのピーク波長の光強度に対応する金属の濃度を検出する。たとえば、データ処理装置190は、予め作成されて記憶されている金属の濃度と光強度との対応関係を表わす検量線を参照して、得られた分光スペクトルのピーク波長の光強度に対応する金属の濃度を特定するものとしてもよい。
The
データ処理装置190は、図示しない、I/Oポート、A/D変換器、D/A変換器、メモリ、及び、CPU(Central Processing Unit)を有する、パーソナルコンピュータ、又は、マイクロコンピュータ等によって構成することができる。
The
表示装置195は、スペクトル、検出した金属の濃度などを表示する。表示装置195は、代表的には、液晶等のディスプレイ画面によって構成することが可能である。
The
次に、液体試料20中にCuが含まれるときに、1つのレーザパルスを照射したときの分光スペクトルと、連続して2つのレーザパルスを照射したときの分光スペクトルとを説明する。
Next, when Cu is contained in the
図3は、1つのレーザパルスを照射したときの分光スペクトルを表わす図である。
図3に示すように、1つのレーザパルスを照射しただけでは、液体試料20はプラズマ化しないため、分光スペクトル中にピークが検出されない。
FIG. 3 is a diagram showing a spectral spectrum when one laser pulse is irradiated.
As shown in FIG. 3, the
図4は、連続して2つのレーザパルスを照射したときの分光スペクトルを表わす図である。ここでは、上述したように、レーザパルスの幅twを0.5ns以上、かつ1.5ns以下の範囲の値とし、隣接する2つのレーザパルスの間隔tdを100μs以上、かつ250μs以下の範囲の値とした。 FIG. 4 is a diagram showing a spectral spectrum when two laser pulses are continuously irradiated. Here, as described above, the width tw of the laser pulse is set to a value in the range of 0.5 ns or more and 1.5 ns or less, and the interval td between two adjacent laser pulses is set to a value in the range of 100 μs or more and 250 μs or less. And said.
図4に示すように、連続して2つのレーザパルスを照射することによって、液体試料20中にピークP1、P2、P3を検出することができる。ピークP1は、Cu(324.7nm)によるピークである。ピークP2は、Cu(327.4nm)によるピークである。ピークP3は、母材であるシリコン(Si)によるピークである。これによって、液体試料20中にCuが含まれていることを検出することができる。
As shown in FIG. 4, peaks P1, P2, and P3 can be detected in the
図5は、実施の形態の微量金属検出方法の手順を表わすフローチャートである。
ステップS101において、母材50に液体試料20を滴下する。
FIG. 5 is a flowchart showing the procedure of the trace metal detection method of the embodiment.
In step S101, the
ステップS102において、制御回路120は、レーザ照射部110から液体試料20に向けてレーザパルスを2回連続して照射させる。制御回路120は、レーザパルスの幅twとして0.5ns以上、かつ1.5ns以下の範囲内の値に設定し、隣接する2つのレーザパルスの間隔tdとして、100μs以上、かつ250μs以下の範囲内の値に設定する。
In step S102, the
ステップS103において、分光器130が、2回連続したレーザパルスが液体試料に照射されることによって発生するプラズマが発する光を分光して、分光スペクトルを出力する。
In step S103, the
ステップS104において、データ処理装置190が、分光スペクトルに基づいて、液体試料20に含まれるCuなどの微量金属の濃度を検出する。データ処理装置190は、検出した微量金属の濃度を表示装置195に表示する。
In step S104, the
以上のように、本実施の形態によれば、2回連続してレーザパルスを液体試料に照射することによって、プラズマを発生させる、プラズマが発する光を分光することによって、液体試料中の微量金属をリアルタイムに検出することができる。 As described above, according to the present embodiment, the liquid sample is irradiated with a laser pulse twice in succession to generate plasma, and the light emitted by the plasma is separated to generate a trace amount of metal in the liquid sample. Can be detected in real time.
なお、上述の説明では、レーザ照射部110は、液体試料20に向けて、レーザパルスを2回照射するものとしたが、これに限定するものではない。
In the above description, the
図6は、レーザ照射部110が照射するレーザパルスの別の形態を表わす図である。
図6に示すように、レーザ照射部110は、液体試料20に向けて、3回以上レーザパルスを照射するものとしてもよい。この場合、レーザパルスの幅twと、隣接する2つのレーザパルスの間隔tdは、一定値としてもよいし、変化するものとしてもよい。
FIG. 6 is a diagram showing another form of the laser pulse irradiated by the
As shown in FIG. 6, the
また、上述の説明では、液体試料20は、半導体製造工程の洗浄装置10で用いられる半導体ウェハの洗浄用に使用する洗浄液としたが、これに限定されるものではない。液体試料20には、様々な液体が含まれる。たとえば、液体試料20は、工場排水などであってもよい。
Further, in the above description, the
(態様)
上述した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
(Aspect)
It will be understood by those skilled in the art that the above-described exemplary embodiments are specific examples of the following embodiments.
(第1項)
一態様の液体試料中の微量金属を検出する微量金属検出装置(100)は、前記液体試料(20)が載置される母材(50)と、
前記液体試料に向けてレーザパルスを照射するレーザ照射部(110)と、
前記レーザ照射部から複数回連続して前記レーザパルスを照射させる制御回路(120)と、
前記複数回連続したレーザパルスの照射によって発生するプラズマが発する光が入力される分光器(130)とを備えていてもよい。
(Section 1)
The trace metal detection device (100) for detecting the trace metal in the liquid sample of one embodiment includes a base material (50) on which the liquid sample (20) is placed and a base material (50).
A laser irradiation unit (110) that irradiates a laser pulse toward the liquid sample,
A control circuit (120) that continuously irradiates the laser pulse from the laser irradiation unit a plurality of times.
It may be provided with a spectroscope (130) into which light emitted by plasma generated by irradiation of the laser pulses consecutively a plurality of times is input.
第1項の微量金属検出装置によれば、液体試料中の微量金属をリアルタイムに検出することができる。 According to the trace metal detection device of the first item, trace metals in a liquid sample can be detected in real time.
(第2項)
第1項の微量金属検出装置において、前記レーザパルスの幅は、0.5ns以上、かつ1.5ns以下であり、隣接する2つの前記レーザパルスの間隔は、100μs以上、かつ250μs以下であってもよい。
(Section 2)
In the trace metal detection device of the first item, the width of the laser pulse is 0.5 ns or more and 1.5 ns or less, and the distance between two adjacent laser pulses is 100 μs or more and 250 μs or less. May be good.
第2項の微量金属検出装置によれば、分光器から出力される分光スペクトルのピークを十分に大きくすることができる。 According to the trace metal detection device of the second term, the peak of the spectroscopic spectrum output from the spectroscope can be sufficiently increased.
(第3項)
第1項または第2項のいずれかの微量金属検出装置において、前記レーザ照射部は、単一のレーザ発振器(112)から複数回連続して出射される前記レーザパルスを照射してもよい。
(Section 3)
In the trace metal detection device according to any one of the first and second terms, the laser irradiation unit may irradiate the laser pulse emitted from a single laser oscillator (112) a plurality of times in succession.
第3項の微量金属検出装置によれば、隣接する2つのレーザパルスの間隔を高精度に容易に調整することができる。 According to the trace metal detection device of the third item, the interval between two adjacent laser pulses can be easily adjusted with high accuracy.
(第4項)
第1項〜第3項のいずれかの微量金属検出装置において、前記液体試料は、半導体ウェハの洗浄液であってもよい。
(Section 4)
In the trace metal detection device according to any one of items 1 to 3, the liquid sample may be a cleaning liquid for a semiconductor wafer.
第4項の微量金属検出装置によれば、半導体ウェハの洗浄液中のCuなどの微量金属を検出することができる。 According to the trace metal detection device of the fourth item, trace metals such as Cu in the cleaning liquid of the semiconductor wafer can be detected.
(第5項)
一態様の液体試料中の微量金属を検出する微量金属検出方法は、
母材に前記液体試料を滴下するステップと、
前記液体試料に向けてレーザパルスを複数回連続して照射するステップと、
前記複数回連続したレーザパルスが前記液体試料に照射されることによって発生するプラズマが発する光を分光するステップとを備えてもよい。
(Section 5)
A trace metal detection method for detecting a trace metal in a liquid sample according to one embodiment is
The step of dropping the liquid sample onto the base material and
A step of continuously irradiating the liquid sample with a laser pulse a plurality of times,
It may include a step of splitting the light emitted by the plasma generated by irradiating the liquid sample with the laser pulse that is continuous a plurality of times.
第5項の微量金属検出方法によれば、液体試料中の微量金属をリアルタイムに検出することができる。 According to the trace metal detection method of the fifth item, trace metals in a liquid sample can be detected in real time.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
10 洗浄装置、20 液体試料、 50 母材、51 試料ステージ、100 微量金属検出装置、110 レーザ照射部、112 レーザ発振器、114 集光レンズ、115 照射用窓、120 制御回路、130 分光器、150 集光器、160 光ファイバ、190 データ処理装置、195 表示装置、200 チャンバ。 10 Cleaning device, 20 Liquid sample, 50 Base material, 51 Sample stage, 100 Trace metal detector, 110 Laser irradiation unit, 112 Laser oscillator, 114 Condensing lens, 115 Irradiation window, 120 Control circuit, 130 Spectrometer, 150 Condenser, 160 optical fiber, 190 data processor, 195 display, 200 chambers.
Claims (5)
前記液体試料が載置される母材と、
前記液体試料に向けてレーザパルスを照射するレーザ照射部と、
前記レーザ照射部から複数回連続して前記レーザパルスを照射させる制御回路と、
前記複数回連続したレーザパルスの照射によって発生するプラズマが発する光を分光する分光器とを備えた、微量金属検出装置。 A trace metal detector that detects trace metals in a liquid sample.
The base material on which the liquid sample is placed and
A laser irradiation unit that irradiates a laser pulse toward the liquid sample,
A control circuit that continuously irradiates the laser pulse from the laser irradiation unit a plurality of times.
A trace metal detection device including a spectroscope that disperses light emitted by plasma generated by irradiation of the laser pulses continuously a plurality of times.
隣接する2つの前記レーザパルスの間隔は、100μs以上、かつ250μs以下である、請求項1記載の微量金属検出装置。 The width of the laser pulse is 0.5 ns or more and 1.5 ns or less.
The trace metal detection device according to claim 1, wherein the distance between two adjacent laser pulses is 100 μs or more and 250 μs or less.
母材に前記液体試料を滴下するステップと、
前記液体試料に向けてレーザパルスを複数回連続して照射するステップと、
前記複数回連続したレーザパルスが前記液体試料に照射されることによって発生するプラズマが発する光を分光するステップとを備えた、微量金属検出方法。 A trace metal detection method that detects trace metals in a liquid sample.
The step of dropping the liquid sample onto the base material and
A step of continuously irradiating the liquid sample with a laser pulse a plurality of times,
A method for detecting a trace metal, comprising a step of dispersing light emitted by plasma generated by irradiating the liquid sample with a plurality of consecutive laser pulses.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019097666A JP2020193809A (en) | 2019-05-24 | 2019-05-24 | Trace metal detection device and trace metal detection method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019097666A JP2020193809A (en) | 2019-05-24 | 2019-05-24 | Trace metal detection device and trace metal detection method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020193809A true JP2020193809A (en) | 2020-12-03 |
Family
ID=73547549
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019097666A Pending JP2020193809A (en) | 2019-05-24 | 2019-05-24 | Trace metal detection device and trace metal detection method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2020193809A (en) |
-
2019
- 2019-05-24 JP JP2019097666A patent/JP2020193809A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Hilbk-Kortenbruck et al. | Analysis of heavy metals in soils using laser-induced breakdown spectrometry combined with laser-induced fluorescence | |
US6661511B2 (en) | Method and apparatus for enhanced laser-induced plasma spectroscopy using mixed-wavelength laser pulses | |
JP4768468B2 (en) | Elemental analysis method and apparatus, and analytical sample preparation method | |
US8675193B2 (en) | Near-field material processing system | |
Garcıa-Ayuso et al. | Characterization of jewellery products by laser-induced breakdown spectroscopy | |
JPH0915156A (en) | Spectroscopic measuring method and measuring device | |
JP2014119457A (en) | Quantitative analysis method for measurement target element in specimen using laser-induced plasma spectrum | |
Wormhoudt et al. | Determination of carbon in steel by laser-induced breakdown spectroscopy using a microchip laser and miniature spectrometer | |
JP2009288068A (en) | Analyzing method and analyzer | |
US20220373465A1 (en) | Raman spectroscopy based measurement system | |
JP2008249328A (en) | Method and apparatus for analyzing concentration of uranium in solution | |
CN108318459A (en) | Pulsed Laser induces the measuring device and measuring method of photoluminescence spectrum | |
Remigy et al. | Absolute N-atom density measurement in an Ar/N2 micro-hollow cathode discharge jet by means of ns-two-photon absorption laser-induced fluorescence | |
WO2003010519A1 (en) | Time resolution transient absorption measuring device | |
JP4634413B2 (en) | measuring device | |
JP2020193809A (en) | Trace metal detection device and trace metal detection method | |
JPH06313756A (en) | Foreign object inspection analysis device and method thereof | |
JP2000310596A (en) | Element analyzer | |
Bi et al. | Profiling of patterned metal layers by laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS) | |
JP2008256440A (en) | Analyzer | |
JP2009288067A (en) | Analyzing method and analyzer | |
Mao et al. | Reduction of spectral interferences and noise effects in laser ablation molecular isotopic spectrometry with partial least square regression–a computer simulation study | |
JP2002014043A (en) | Multicolor analyzer for microscope, and multicolor analysis method using microscope | |
JP2000055809A (en) | Raman microspectroscope and method therefor | |
JP2006300808A (en) | Raman spectrometry system |