JP2820083B2 - 質量分析装置及びラジカル計測方法 - Google Patents
質量分析装置及びラジカル計測方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】質量分析装置を用いたラジカ
ル計測手法は、ＬＳＩ製造用プラズマ装置のプラズマ中
のラジカル密度計測手法として用いられる。そして、該
プラズマ中のラジカルの密度の変化を計測することによ
り、装置の運転状況や安定度を評価したり、装置の運転
条件を変化させることで、安定的に多量のＬＳＩを製造
する。
ル計測手法は、ＬＳＩ製造用プラズマ装置のプラズマ中
のラジカル密度計測手法として用いられる。そして、該
プラズマ中のラジカルの密度の変化を計測することによ
り、装置の運転状況や安定度を評価したり、装置の運転
条件を変化させることで、安定的に多量のＬＳＩを製造
する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＳＩ製造に用いられるプラズマ中のラ
ジカルの相対的な密度変化を測定する手法の一つとし
て、質量分析装置を用いる手法がある。その際には、該
質量分析装置のイオン源部において、「ラジカルのイオ
ン化電圧」と「母ガスあるいは母ラジカルの解離イオン
化電圧」の差を利用して、ラジカルだけの信号を取り出
す手法（出現質量分析法）を用いる。この出現質量分析
法による測定例は、スガイ他、ジャーナル・オブ・バキ
ューム・サイエンス・アンド・テクノロジー・Ａ誌、第
１０巻、４号、１９９２年、１１９３ページ、に開示さ
れている。
ジカルの相対的な密度変化を測定する手法の一つとし
て、質量分析装置を用いる手法がある。その際には、該
質量分析装置のイオン源部において、「ラジカルのイオ
ン化電圧」と「母ガスあるいは母ラジカルの解離イオン
化電圧」の差を利用して、ラジカルだけの信号を取り出
す手法（出現質量分析法）を用いる。この出現質量分析
法による測定例は、スガイ他、ジャーナル・オブ・バキ
ューム・サイエンス・アンド・テクノロジー・Ａ誌、第
１０巻、４号、１９９２年、１１９３ページ、に開示さ
れている。
【０００３】出現質量分析法は、あるラジカルのイオン
化電位が、解離して該ラジカルを生成する母ガスや他の
ラジカルの解離イオン化電位よりも低い場合に適用で
き、その原理は、あるラジカルのイオン化電位が、該ラ
ジカルよりも分子量が大きく、また解離して該ラジカル
を生成する母ガスや他のラジカルの解離イオン化電位よ
りも低いため、そのイオン生成電位の差を利用して、解
離イオン化を避けつつラジカルのイオン化のみを起こさ
せるというものである。
化電位が、解離して該ラジカルを生成する母ガスや他の
ラジカルの解離イオン化電位よりも低い場合に適用で
き、その原理は、あるラジカルのイオン化電位が、該ラ
ジカルよりも分子量が大きく、また解離して該ラジカル
を生成する母ガスや他のラジカルの解離イオン化電位よ
りも低いため、そのイオン生成電位の差を利用して、解
離イオン化を避けつつラジカルのイオン化のみを起こさ
せるというものである。
【０００４】出現質量分析法を適用して、プラズマの生
成条件に対するラジカルの信号強度の変化を見るために
従来は、（１）質量分析装置のイオン源での電子ビーム
の加速電圧をラジカルのイオン化電圧から徐々に階段状
に上昇させながら、それぞれの電圧での質量分析装置の
信号出力を平均化してプロットし、（２）母ガスあるい
は母ラジカルの解離イオン化電圧直下まで該加速電圧を
上昇させ、（３）前記（１）から（２）までの間の信号
出力をグラフにプロットして、グラフ下部の増加分の面
積をラジカル密度を反映した値として計算するという工
程でラジカル計測を行っていた。このプロット図を図５
に示す。このような測定例は、第８回マイクロプロセス
国際会議・ダイジェスト・オブ・ペーパー誌、講演番号
１８Ｂ−２−８、１０４ページ、応用物理学会、１９９
５年、に開示されている。従来の方法では、平均値がほ
ぼ一定値になる必要があり、平均化するために１０から
１００秒オーダーの時間が必要であった。
成条件に対するラジカルの信号強度の変化を見るために
従来は、（１）質量分析装置のイオン源での電子ビーム
の加速電圧をラジカルのイオン化電圧から徐々に階段状
に上昇させながら、それぞれの電圧での質量分析装置の
信号出力を平均化してプロットし、（２）母ガスあるい
は母ラジカルの解離イオン化電圧直下まで該加速電圧を
上昇させ、（３）前記（１）から（２）までの間の信号
出力をグラフにプロットして、グラフ下部の増加分の面
積をラジカル密度を反映した値として計算するという工
程でラジカル計測を行っていた。このプロット図を図５
に示す。このような測定例は、第８回マイクロプロセス
国際会議・ダイジェスト・オブ・ペーパー誌、講演番号
１８Ｂ−２−８、１０４ページ、応用物理学会、１９９
５年、に開示されている。従来の方法では、平均値がほ
ぼ一定値になる必要があり、平均化するために１０から
１００秒オーダーの時間が必要であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の質量分
析装置を用いた出現質量分析法によるラジカル計測手法
では、リアルタイムでｉｎ ｓｉｔｕ計測が必要な半導
体製造装置のプラズマ中のラジカルを計測できないとい
う問題があった。つまり、質量分析装置からの信号を一
定時間平均する必要があるだけでなく、プロットしてグ
ラフの下部の面積を求める数値処理が必要であるため、
ラジカル密度を反映した値を得るまでにある程度の時間
が必要となり、ＬＳＩ製造工程で求められるようなリア
ルタイム計測、短時間の計測には不向きであった。
析装置を用いた出現質量分析法によるラジカル計測手法
では、リアルタイムでｉｎ ｓｉｔｕ計測が必要な半導
体製造装置のプラズマ中のラジカルを計測できないとい
う問題があった。つまり、質量分析装置からの信号を一
定時間平均する必要があるだけでなく、プロットしてグ
ラフの下部の面積を求める数値処理が必要であるため、
ラジカル密度を反映した値を得るまでにある程度の時間
が必要となり、ＬＳＩ製造工程で求められるようなリア
ルタイム計測、短時間の計測には不向きであった。
【０００６】本発明の目的は、ＬＳＩ製造工程で求めら
れるようなリアルタイム計測、短時間の計測が可能なラ
ジカル計測方法と、それに用いる質量分析装置を提供す
ることにある。
れるようなリアルタイム計測、短時間の計測が可能なラ
ジカル計測方法と、それに用いる質量分析装置を提供す
ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の質量分析装置
は、ラジカルを電子ビームによってイオン化し、該イオ
ンの衝突によって生じる二次電子あるいは該イオンの電
荷そのものを増幅することでラジカル量を見積もる質量
分析装置であって、ラジカルをイオン化するための電子
ビームの加速電圧を、前記ラジカルのイオン化電位と、
該ラジカルの母ガスの解離イオン化電位あるいは母ラジ
カルの解離イオン化電位の直下の電位の間の矩形波とし
て印加する手段を有することを特徴とする質量分析装置
である。
は、ラジカルを電子ビームによってイオン化し、該イオ
ンの衝突によって生じる二次電子あるいは該イオンの電
荷そのものを増幅することでラジカル量を見積もる質量
分析装置であって、ラジカルをイオン化するための電子
ビームの加速電圧を、前記ラジカルのイオン化電位と、
該ラジカルの母ガスの解離イオン化電位あるいは母ラジ
カルの解離イオン化電位の直下の電位の間の矩形波とし
て印加する手段を有することを特徴とする質量分析装置
である。
【０００８】また、本発明の第２の発明は、プラズマ中
のラジカルのイオン化電位と、該ラジカルの母ガスの解
離イオン化電位あるいは母ラジカルの解離イオン化電位
の間の電位に質量分析装置の電子ビーム電圧を設定する
ことにより、該ラジカルのみからなる信号を取り出す出
現質量分析法を用いるラジカル計測方法であって、イオ
ン化のための電子ビーム電圧を「前記ラジカルのイオ
ン化電位」と「前記ラジカルの母ガスの解離イオン化
電位あるいは母ラジカルの解離イオン化電位の直下の電
位」の間の矩形波として変化させつつ質量分析装置の信
号を取り出し、との質量分析信号差からラジカル密
度を測定することを特徴とするラジカル計測方法であ
る。
のラジカルのイオン化電位と、該ラジカルの母ガスの解
離イオン化電位あるいは母ラジカルの解離イオン化電位
の間の電位に質量分析装置の電子ビーム電圧を設定する
ことにより、該ラジカルのみからなる信号を取り出す出
現質量分析法を用いるラジカル計測方法であって、イオ
ン化のための電子ビーム電圧を「前記ラジカルのイオ
ン化電位」と「前記ラジカルの母ガスの解離イオン化
電位あるいは母ラジカルの解離イオン化電位の直下の電
位」の間の矩形波として変化させつつ質量分析装置の信
号を取り出し、との質量分析信号差からラジカル密
度を測定することを特徴とするラジカル計測方法であ
る。
【０００９】第３の発明は、プラズマ中のラジカルのイ
オン化電位と、該ラジカルの母ガスの解離イオン化電位
あるいは母ラジカルの解離イオン化電位の間の電位に質
量分析装置の電子ビーム電圧を設定することにより、該
ラジカルのみからなる信号を取り出す出現質量分析法を
用いるラジカル計測方法であって、計測基準となる電子
ビーム電圧を「前記ラジカルのイオン化電位」と「前記
ラジカルの母ガスの解離イオン化電位あるいは母ラジカ
ルの解離イオン化電位の直下の電位」の間の任意の電位
としたのち、イオン化のための電子ビーム電圧を「前
記ラジカルのイオン化電位」と「前記ラジカルの母ガ
スの解離イオン化電位あるいは母ラジカルの解離イオン
化電位の直下の電位」の２つの電位への矩形波として交
互に変化させつつ質量分析装置の信号を取り出し、前記
と前記基準電圧における前記質量分析信号差と、前記
と前記基準電圧における前記質量分析信号差からラジ
カル密度を測定することを特徴とするラジカル計測方法
である。
オン化電位と、該ラジカルの母ガスの解離イオン化電位
あるいは母ラジカルの解離イオン化電位の間の電位に質
量分析装置の電子ビーム電圧を設定することにより、該
ラジカルのみからなる信号を取り出す出現質量分析法を
用いるラジカル計測方法であって、計測基準となる電子
ビーム電圧を「前記ラジカルのイオン化電位」と「前記
ラジカルの母ガスの解離イオン化電位あるいは母ラジカ
ルの解離イオン化電位の直下の電位」の間の任意の電位
としたのち、イオン化のための電子ビーム電圧を「前
記ラジカルのイオン化電位」と「前記ラジカルの母ガ
スの解離イオン化電位あるいは母ラジカルの解離イオン
化電位の直下の電位」の２つの電位への矩形波として交
互に変化させつつ質量分析装置の信号を取り出し、前記
と前記基準電圧における前記質量分析信号差と、前記
と前記基準電圧における前記質量分析信号差からラジ
カル密度を測定することを特徴とするラジカル計測方法
である。
【００１０】本発明の質量分析装置では、ＤＣ電源アン
プを質量分析装置中のイオン源でのラジカルのイオン化
のための電子ビームの加速電圧のコントロールに用い
る。
プを質量分析装置中のイオン源でのラジカルのイオン化
のための電子ビームの加速電圧のコントロールに用い
る。
【００１１】また本発明のラジカル計測方法は、まず
「ラジカルのイオン化電圧」を質量分析装置のイオン源
での電子ビームの加速電圧の基準値とし、その時の質量
分析装置の信号出力をバックグラウンドの信号強度とし
て得る。次にＤＣ電源アンプを「ラジカルのイオン化電
圧」と「母ガスあるいは母ラジカルの解離イオン化電圧
の直下の電圧」との間で矩形波で高周波動作させ、イオ
ン化のための電子ビーム加速電圧を変化させ、その時の
質量分析装置の信号出力とバックグラウンドとして先に
得た信号強度との差をラジカルの密度を反映した値とし
て採用する。
「ラジカルのイオン化電圧」を質量分析装置のイオン源
での電子ビームの加速電圧の基準値とし、その時の質量
分析装置の信号出力をバックグラウンドの信号強度とし
て得る。次にＤＣ電源アンプを「ラジカルのイオン化電
圧」と「母ガスあるいは母ラジカルの解離イオン化電圧
の直下の電圧」との間で矩形波で高周波動作させ、イオ
ン化のための電子ビーム加速電圧を変化させ、その時の
質量分析装置の信号出力とバックグラウンドとして先に
得た信号強度との差をラジカルの密度を反映した値とし
て採用する。
【００１２】あるいは、基準となる電子ビーム電圧を
「前記ラジカルのイオン化電位」と「前記ラジカルの母
ガスあるいは母ラジカルの解離イオン化電位の直下の電
位」の間の任意の電位としたのち、イオン化のための電
子ビーム電圧を「前記ラジカルのイオン化電位」と「前
記ラジカルの母ガスあるいは母ラジカルの解離イオン化
電位の直下の電位」の２つの電位への矩形波として交互
に変化させ、その時の２つの質量分析装置の信号出力の
各々と、基準として先に得た信号強度との差の合計をラ
ジカルの密度を反映した値として採用する。
「前記ラジカルのイオン化電位」と「前記ラジカルの母
ガスあるいは母ラジカルの解離イオン化電位の直下の電
位」の間の任意の電位としたのち、イオン化のための電
子ビーム電圧を「前記ラジカルのイオン化電位」と「前
記ラジカルの母ガスあるいは母ラジカルの解離イオン化
電位の直下の電位」の２つの電位への矩形波として交互
に変化させ、その時の２つの質量分析装置の信号出力の
各々と、基準として先に得た信号強度との差の合計をラ
ジカルの密度を反映した値として採用する。
【００１３】一般に、イオン化の電圧を変化させた際の
質量分析装置からの信号出力は図１のように表される。
そのため、プラズマ中のラジカルの相対的な密度変化
は、質量分析装置のイオン源でのラジカルのイオン化電
圧から、母ガスあるいは母ラジカルの解離イオン化電圧
直下の間の信号強度の変化分から概算できる。そして、
本発明では、ＤＣ電源アンプを用いて二つの電圧間を短
時間内にステップ変化させることで、二つの電圧での信
号出力の差が同一のバックグラウンド強度の条件下で測
定できる。バックグラウンドが同一のため、二つの電圧
での信号強度の差分から得られる信号は、単純にラジカ
ルの密度を反映したものになる。
質量分析装置からの信号出力は図１のように表される。
そのため、プラズマ中のラジカルの相対的な密度変化
は、質量分析装置のイオン源でのラジカルのイオン化電
圧から、母ガスあるいは母ラジカルの解離イオン化電圧
直下の間の信号強度の変化分から概算できる。そして、
本発明では、ＤＣ電源アンプを用いて二つの電圧間を短
時間内にステップ変化させることで、二つの電圧での信
号出力の差が同一のバックグラウンド強度の条件下で測
定できる。バックグラウンドが同一のため、二つの電圧
での信号強度の差分から得られる信号は、単純にラジカ
ルの密度を反映したものになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の一実施例を、図面を参照
して以下に示す。
して以下に示す。
【００１５】（実施例１）本発明の質量分析装置のシス
テム構成図の一実施例を図２に示す。
テム構成図の一実施例を図２に示す。
【００１６】質量分析装置のイオン源１に印加される電
圧は、ＤＣ電源アンプ２を介して供給される。本実施例
では、ＣＦ4 ガスを用いたプラズマ３中での、測定対象
のラジカル４をＣＦ3 ラジカル（質量数６９）とした時
の測定例を示す。
圧は、ＤＣ電源アンプ２を介して供給される。本実施例
では、ＣＦ4 ガスを用いたプラズマ３中での、測定対象
のラジカル４をＣＦ3 ラジカル（質量数６９）とした時
の測定例を示す。
【００１７】まず、基準となるＣＦ3 ラジカルのイオン
化電位として１０．３Ｖを設定し、ＤＣ電源アンプ２に
対する基準電圧とする。そしてＣＦ4 プラズマを生成
し、ＣＦ3 ラジカルの計測を行う。
化電位として１０．３Ｖを設定し、ＤＣ電源アンプ２に
対する基準電圧とする。そしてＣＦ4 プラズマを生成
し、ＣＦ3 ラジカルの計測を行う。
【００１８】次に、ＤＣ電源アンプ２の電圧を、母ガス
のＣＦ4 が解離イオン化する１５．９Ｖ直下の電圧であ
る１５．５Ｖと、基準電圧の１０．３Ｖとの間で矩形に
変化させ、そのステップ変化と同期してＣＦ3 ラジカル
の計測を行い、１５．５Ｖ印加時の信号を取り出す。得
られる電圧印加信号パターンを図３（ａ）の中段に示
す。なお、ここでの矩形幅は１０μｓである。
のＣＦ4 が解離イオン化する１５．９Ｖ直下の電圧であ
る１５．５Ｖと、基準電圧の１０．３Ｖとの間で矩形に
変化させ、そのステップ変化と同期してＣＦ3 ラジカル
の計測を行い、１５．５Ｖ印加時の信号を取り出す。得
られる電圧印加信号パターンを図３（ａ）の中段に示
す。なお、ここでの矩形幅は１０μｓである。
【００１９】１０μｓの矩形電圧変化に対応して、質量
分析装置側で高周波対応型二次電子増倍機構６（ここで
はフォトンカウンターを使用）、アンプ７、パルスデー
タサンプリング装置８（ここでは、ボックスカーレコー
ダーを使用）を介して信号を取り出すと、ラジカルの信
号は電圧の低い時間に弱く、高い時間に強く観測され
る。この時に観測されるＱＭＳ信号強度の出力パターン
の様子を図３（ａ）の下段の部分にグラフで示す。信号
強度をラジカル密度として考えると、この信号強度差自
体がラジカル（質量分析計内での母ガスの解離生成物を
含まない）密度の信号を反映している。また、面積強度
でラジカル密度を反映させる場合には、矩形の面積がラ
ジカル密度を反映していると考えることもできる。本実
施例の図３（ａ）の測定条件では上記いずれのラジカル
密度の値を採用しても結果は同じである。このようにし
ていずれの値を指標とする場合も、高速、高周波でラジ
カルの密度を反映した信号を取り出すことができた。
分析装置側で高周波対応型二次電子増倍機構６（ここで
はフォトンカウンターを使用）、アンプ７、パルスデー
タサンプリング装置８（ここでは、ボックスカーレコー
ダーを使用）を介して信号を取り出すと、ラジカルの信
号は電圧の低い時間に弱く、高い時間に強く観測され
る。この時に観測されるＱＭＳ信号強度の出力パターン
の様子を図３（ａ）の下段の部分にグラフで示す。信号
強度をラジカル密度として考えると、この信号強度差自
体がラジカル（質量分析計内での母ガスの解離生成物を
含まない）密度の信号を反映している。また、面積強度
でラジカル密度を反映させる場合には、矩形の面積がラ
ジカル密度を反映していると考えることもできる。本実
施例の図３（ａ）の測定条件では上記いずれのラジカル
密度の値を採用しても結果は同じである。このようにし
ていずれの値を指標とする場合も、高速、高周波でラジ
カルの密度を反映した信号を取り出すことができた。
【００２０】（実施例２）また、類似の手法として図３
（ｂ）に示すように、ＤＣ電源アンプ２に対して基準と
なる電圧を「ラジカルのイオン化電位」と「ラジカルの
母ガスあるいは母ラジカルの解離イオン化電位の直下の
電位」の間の任意の電位としたのち、イオン化のための
電子ビーム電圧を「ラジカルのイオン化電位」と「ラジ
カルの母ガスあるいは母ラジカルの解離イオン化電位の
直下の電位」の２つの電位への矩形波として交互に変化
させ、図３（ｂ）下段に示すようにその時の２つの質量
分析装置の信号出力の各々と、先の基準になる電圧での
信号強度との差を測定した際も、従来技術のように平均
化する時間を必要としないため、高速でラジカルの密度
を反映した信号を取り出すことができた。
（ｂ）に示すように、ＤＣ電源アンプ２に対して基準と
なる電圧を「ラジカルのイオン化電位」と「ラジカルの
母ガスあるいは母ラジカルの解離イオン化電位の直下の
電位」の間の任意の電位としたのち、イオン化のための
電子ビーム電圧を「ラジカルのイオン化電位」と「ラジ
カルの母ガスあるいは母ラジカルの解離イオン化電位の
直下の電位」の２つの電位への矩形波として交互に変化
させ、図３（ｂ）下段に示すようにその時の２つの質量
分析装置の信号出力の各々と、先の基準になる電圧での
信号強度との差を測定した際も、従来技術のように平均
化する時間を必要としないため、高速でラジカルの密度
を反映した信号を取り出すことができた。
【００２１】この手法では、測定時間は先に述べた実施
例１よりも若干長く必要である。しかし、ラジカル密度
を反映した信号強度を図１に示すようなグラフの下部の
面積で表す場合、先に述べた図３（ａ）に示される実施
例１よりも細かい区間で面積を計算するため、測定精度
を上げることができる。類似の手法として、測定する電
圧を増やせばそれだけ面積を正確に表すことが可能であ
る。
例１よりも若干長く必要である。しかし、ラジカル密度
を反映した信号強度を図１に示すようなグラフの下部の
面積で表す場合、先に述べた図３（ａ）に示される実施
例１よりも細かい区間で面積を計算するため、測定精度
を上げることができる。類似の手法として、測定する電
圧を増やせばそれだけ面積を正確に表すことが可能であ
る。
【００２２】（実施例３）次に本発明の質量分析装置を
用いて、パルスプラズマ中のラジカル密度変化を、リア
ルタイムに測定した例を示す。
用いて、パルスプラズマ中のラジカル密度変化を、リア
ルタイムに測定した例を示す。
【００２３】先に図２で示した装置にパルス変調可能な
マイクロ波電源を搭載し、１０μｓの時間ｏｎ／１００
μｓの時間ｏｆｆという時間変調で電力を供給すること
でプラズマを生成する。用いたガスはＣ4 Ｆ8 である。
そして、ＣＦ3 ラジカルの強度を前記実施例１の図３
（ａ）と類似の手法で測定した。ただし、ここで測定電
位のうち、基準になる電位は１０．９Ｖ、ラジカル密度
を測定する電位は１２Ｖとした。これは、質量分析装置
のイオン源１における、Ｃ4 Ｆ8 からのＣＦ3 直接生成
を回避するためである。測定は１μｓ幅で行った。
マイクロ波電源を搭載し、１０μｓの時間ｏｎ／１００
μｓの時間ｏｆｆという時間変調で電力を供給すること
でプラズマを生成する。用いたガスはＣ4 Ｆ8 である。
そして、ＣＦ3 ラジカルの強度を前記実施例１の図３
（ａ）と類似の手法で測定した。ただし、ここで測定電
位のうち、基準になる電位は１０．９Ｖ、ラジカル密度
を測定する電位は１２Ｖとした。これは、質量分析装置
のイオン源１における、Ｃ4 Ｆ8 からのＣＦ3 直接生成
を回避するためである。測定は１μｓ幅で行った。
【００２４】図４に、パルスプラズマの時間変調で電力
が供給される時間（１０μｓのｏｎ時間）付近の、ＣＦ
3 ラジカルに対応する質量分析装置の信号強度変化を示
す。このように、マイクロ波電源を用いたパルスプラズ
マのｏｎ時には、数μｓのオーダーでラジカル密度が定
常状態に達している事がわかった。
が供給される時間（１０μｓのｏｎ時間）付近の、ＣＦ
3 ラジカルに対応する質量分析装置の信号強度変化を示
す。このように、マイクロ波電源を用いたパルスプラズ
マのｏｎ時には、数μｓのオーダーでラジカル密度が定
常状態に達している事がわかった。
【００２５】本発明の質量分析装置及びラジカル測定方
法によれば、このような短時間での変化を追跡すること
ができ、半導体デバイス等の量産に用いるパルス変調プ
ラズマの制御性を高めることができる。
法によれば、このような短時間での変化を追跡すること
ができ、半導体デバイス等の量産に用いるパルス変調プ
ラズマの制御性を高めることができる。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、ＤＣ電源アンプを電圧
コントロール用に質量分析装置に搭載し、イオン化のた
めの電子ビーム電圧を「ラジカルのイオン化電位」と
「ラジカルの母ガスあるいは母ラジカルの解離イオン化
電位の直下の電位」に矩形に変化させることで、ラジカ
ル密度の強度変化に対応する量をリアルタイムに高速で
測定することができる。
コントロール用に質量分析装置に搭載し、イオン化のた
めの電子ビーム電圧を「ラジカルのイオン化電位」と
「ラジカルの母ガスあるいは母ラジカルの解離イオン化
電位の直下の電位」に矩形に変化させることで、ラジカ
ル密度の強度変化に対応する量をリアルタイムに高速で
測定することができる。
【００２７】そのため、本発明をＬＳＩ製造用プラズマ
装置のプラズマ中のラジカル密度計測手法として用いれ
ば、リアルタイムで、装置の運転状況や安定度を評価で
き、また装置の運転条件も変化させることができるの
で、安定的に多量のＬＳＩを製造することができ、製品
製造時の歩留まりが向上する。
装置のプラズマ中のラジカル密度計測手法として用いれ
ば、リアルタイムで、装置の運転状況や安定度を評価で
き、また装置の運転条件も変化させることができるの
で、安定的に多量のＬＳＩを製造することができ、製品
製造時の歩留まりが向上する。
【図１】各種のラジカル種の質量分析装置の信号強度と
イオン化のための電圧の測定例である。
イオン化のための電圧の測定例である。
【図２】本発明の質量分析装置のシステム構成図であ
る。
る。
【図３】本発明の質量分析装置の電位印加パターン及び
信号出力の参考図である。
信号出力の参考図である。
【図４】本発明の質量分析装置を用いたパルスプラズマ
の測定例である。
の測定例である。
【図５】従来の、質量分析装置を用いたラジカル種の計
測方法の参考図である。
測方法の参考図である。
１ イオン源 ２ ＤＣ電源アンプ ３ プラズマ ４ ラジカル ５ 基準電圧発生電源 ６ 高周波対応型二次電子増倍機構 ７ アンプ ８ パルスデータサンプリング装置 ９ データロガー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−283036（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−155640（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01J 37/05 G01N 27/62 H01J 49/10 H01J 49/26
Claims (3)
- 【請求項１】 ラジカルを電子ビームによってイオン化
し、該イオンの衝突によって生じる二次電子あるいは該
イオンの電荷そのものを増幅することにより前記ラジカ
ル量を見積もる質量分析装置であって、 該ラジカルをイオン化するための電子ビームの加速電圧
を、前記ラジカルのイオン化電位と、該ラジカルの母ガ
スの解離イオン化電位あるいは母ラジカルの解離イオン
化電位の直下の電位の間の矩形波として印加する手段を
有することを特徴とする質量分析装置。 - 【請求項２】 プラズマ中のラジカルのイオン化電位
と、該ラジカルの母ガスの解離イオン化電位あるいは母
ラジカルの解離イオン化電位の間の電位に質量分析装置
の電子ビーム電圧を設定することにより、該ラジカルの
みからなる信号を取り出す出現質量分析法を用いるラジ
カル計測方法であって、イオン化のための電子ビーム電
圧を「前記ラジカルのイオン化電位」と「前記ラジ
カルの母ガスの解離イオン化電位あるいは母ラジカルの
解離イオン化電位の直下の電位」の間の矩形波として変
化させつつ質量分析装置の信号を取り出し、との該
信号差からラジカル密度を測定することを特徴とするラ
ジカル計測方法。 - 【請求項３】 プラズマ中のラジカルのイオン化電位
と、該ラジカルの母ガスの解離イオン化電位あるいは母
ラジカルの解離イオン化電位の間の電位に質量分析装置
の電子ビーム電圧を設定することにより、該ラジカルの
みからなる信号を取り出す出現質量分析法を用いるラジ
カル計測方法であって、計測基準となる電子ビーム電圧
を「前記ラジカルのイオン化電位」と「前記ラジカルの
母ガスの解離イオン化電位あるいは母ラジカルの解離イ
オン化電位の直下の電位」の間の任意の電位としたの
ち、イオン化のための電子ビーム電圧を「前記ラジカ
ルのイオン化電位」と「前記ラジカルの母ガスの解離
イオン化電位あるいは母ラジカルの解離イオン化電位の
直下の電位」の２つの電位への矩形波として交互に変化
させつつ質量分析装置の信号を取り出し、前記と前記
基準電圧における前記信号差と、前記と前記基準電圧
における前記信号差からラジカル密度を測定することを
特徴とするラジカル計測方法。
Priority Applications (5)
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| JP7289723A JP2820083B2 (ja) | 1995-11-08 | 1995-11-08 | 質量分析装置及びラジカル計測方法 |
| DE69604638T DE69604638T2 (de) | 1995-11-08 | 1996-11-07 | Massenspektrometer und Verfahren zur Messung von Radikalen |
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- 1996-11-08 KR KR1019960052834A patent/KR100240307B1/ko not_active IP Right Cessation
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