JP3103520B2 - 高周波グロー分析装置 - Google Patents
高周波グロー分析装置Info
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- JP3103520B2 JP3103520B2 JP09110345A JP11034597A JP3103520B2 JP 3103520 B2 JP3103520 B2 JP 3103520B2 JP 09110345 A JP09110345 A JP 09110345A JP 11034597 A JP11034597 A JP 11034597A JP 3103520 B2 JP3103520 B2 JP 3103520B2
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- Japan
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- fluorine
- frequency
- analyzer
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- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体ウエ
ハなどに含まれているフッ素を検出する方法に関する。
ハなどに含まれているフッ素を検出する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウエハなどの製造工程において、
フッ素が含まれているか否かを検出したいという要請
が、近年急激に高まりつつある。また、フッ化炭素，フ
ロンなどが含まれているトリハロメタンで洗浄した場
合、半導体製品の被洗浄物にそれらが残留することは好
ましくない。そこで洗浄した半導体製品に残留物として
フッ素元素が含まれているか否かを知ることができれ
ば、好都合である。
フッ素が含まれているか否かを検出したいという要請
が、近年急激に高まりつつある。また、フッ化炭素，フ
ロンなどが含まれているトリハロメタンで洗浄した場
合、半導体製品の被洗浄物にそれらが残留することは好
ましくない。そこで洗浄した半導体製品に残留物として
フッ素元素が含まれているか否かを知ることができれ
ば、好都合である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来より高
周波グロー放電技術が、導体, 不導体, 半導体材料の化
学分析のために利用されている。この装置は、低圧下に
試験材料の表面にアルゴン等の不活性ガスを導入し、陽
極と試験材料間に高周波電圧を印加し、スパッタリング
を発生させ、試験材料の表面でのグロー放電スペクトラ
ムを分光分析して試験材料の成分を分析するものであ
る。アルゴンガスをイオン化して試験材料を高周波電圧
で叩くことにより、その試験材料に含まれる元素を励起
しているため、少なくともアルゴンイオンは励起される
元素よりエネルギーレベルが高いことが必要である。
周波グロー放電技術が、導体, 不導体, 半導体材料の化
学分析のために利用されている。この装置は、低圧下に
試験材料の表面にアルゴン等の不活性ガスを導入し、陽
極と試験材料間に高周波電圧を印加し、スパッタリング
を発生させ、試験材料の表面でのグロー放電スペクトラ
ムを分光分析して試験材料の成分を分析するものであ
る。アルゴンガスをイオン化して試験材料を高周波電圧
で叩くことにより、その試験材料に含まれる元素を励起
しているため、少なくともアルゴンイオンは励起される
元素よりエネルギーレベルが高いことが必要である。
【０００４】従来は、フッ素元素を検出したいという要
請がなかったことから、高周波グロー放電技術によって
フッ素を検出するということは全く考えられていなかっ
た。また、仮に上記高周波グロー放電技術によってフッ
素元素を検出しようとしても、アルゴンを用いてフッ素
を励起しイオン化することは不可能である。そこで、本
件発明者は、同じ族でアルゴンより高いエネルギーを持
つネオンを用いて高周波グロー放電分析をすることを考
えた。本発明の課題は、半導体製品などの分光分析対象
物にフッ素元素が含まれているか否かを検出することが
できる高周波グロー放電を利用したフッ素の検出方法を
提供することにある。
請がなかったことから、高周波グロー放電技術によって
フッ素を検出するということは全く考えられていなかっ
た。また、仮に上記高周波グロー放電技術によってフッ
素元素を検出しようとしても、アルゴンを用いてフッ素
を励起しイオン化することは不可能である。そこで、本
件発明者は、同じ族でアルゴンより高いエネルギーを持
つネオンを用いて高周波グロー放電分析をすることを考
えた。本発明の課題は、半導体製品などの分光分析対象
物にフッ素元素が含まれているか否かを検出することが
できる高周波グロー放電を利用したフッ素の検出方法を
提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明による高周波グロー分析装置は、ファラデー
ケージ内にグロー放電装置と半導体ウエハを配置して、
低圧下に前記放電装置に不活性ガスを導入し、グロー放
電発光させ、放電発光を分析して前記半導体ウエハ中の
フッ素が存在するか否かを測定するために、前記不活性
ガスとしてネオンガスを用いる高周波グロー放電を利用
するフッ素の検出方法において、表カバー導体の開口部
を前記半導体ウエハの分析されるべき位置に対応させて
前記半導体ウエハ表面に、前記半導体ウエハの裏面に裏
カバー導体を、それぞれ接触させて配置し、前記各カバ
ー導体を同一電位に接続し、カバー導体を介して前記半
導体ウエハに、高周波電源からの高周波電圧を印加する
ように接続して、構成されている。
に、本発明による高周波グロー分析装置は、ファラデー
ケージ内にグロー放電装置と半導体ウエハを配置して、
低圧下に前記放電装置に不活性ガスを導入し、グロー放
電発光させ、放電発光を分析して前記半導体ウエハ中の
フッ素が存在するか否かを測定するために、前記不活性
ガスとしてネオンガスを用いる高周波グロー放電を利用
するフッ素の検出方法において、表カバー導体の開口部
を前記半導体ウエハの分析されるべき位置に対応させて
前記半導体ウエハ表面に、前記半導体ウエハの裏面に裏
カバー導体を、それぞれ接触させて配置し、前記各カバ
ー導体を同一電位に接続し、カバー導体を介して前記半
導体ウエハに、高周波電源からの高周波電圧を印加する
ように接続して、構成されている。
【０００６】
【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は本発明によるフッ素の検出
方法に用いる高周波グロー分析装置の構造を示す概略断
面図である。ランプボディブロック１の中心にキャビテ
ィ２０が設けられている。このキャビティ２０の一方は
フッ化マグネシウムの窓５により密封されており、他方
には円盤状の台と台の中心に設けられた陽極６が配置さ
れている。ランプボディブロック１には真空ポート２，
３、ガス挿入ポート４が設けられている。ガス挿入ポー
ト４にはネオン（Ｎｅ）ガスが注入される。陽極６は、
セラミックスの陽極押さえ８と支持体１２によりランプ
ボディブロック１に気密に取り付けられている。セラミ
ックスの陽極押さえ８にはオーリング７が設けられてお
り、半導体ウェハ９の中心、分析されるべき領域が前記
キャビティ２０に向けて配置される。
施の形態を説明する。図１は本発明によるフッ素の検出
方法に用いる高周波グロー分析装置の構造を示す概略断
面図である。ランプボディブロック１の中心にキャビテ
ィ２０が設けられている。このキャビティ２０の一方は
フッ化マグネシウムの窓５により密封されており、他方
には円盤状の台と台の中心に設けられた陽極６が配置さ
れている。ランプボディブロック１には真空ポート２，
３、ガス挿入ポート４が設けられている。ガス挿入ポー
ト４にはネオン（Ｎｅ）ガスが注入される。陽極６は、
セラミックスの陽極押さえ８と支持体１２によりランプ
ボディブロック１に気密に取り付けられている。セラミ
ックスの陽極押さえ８にはオーリング７が設けられてお
り、半導体ウェハ９の中心、分析されるべき領域が前記
キャビティ２０に向けて配置される。
【０００７】表カバー導体１１の中心は円形の開口をも
ち、この開口部に前述した半導体ウェハ９の中心、分析
されるべき領域が位置するように、半導体ウェハ９の表
面に接触して配置されている。裏カバー導体１０は半導
体ウェハ９の裏面全面に接するように配置され、ピスト
ンブロック１３により半導体ウェハ９に密着接触させら
れる。裏カバー導体１０と表カバー導体１１は同一電位
に接続されている。半導体ウェハ９には前記ピストンブ
ロック１３およびカバー導体を介して高周波電源（Ｈ
Ｆ）１４からの電圧が印加されている。
ち、この開口部に前述した半導体ウェハ９の中心、分析
されるべき領域が位置するように、半導体ウェハ９の表
面に接触して配置されている。裏カバー導体１０は半導
体ウェハ９の裏面全面に接するように配置され、ピスト
ンブロック１３により半導体ウェハ９に密着接触させら
れる。裏カバー導体１０と表カバー導体１１は同一電位
に接続されている。半導体ウェハ９には前記ピストンブ
ロック１３およびカバー導体を介して高周波電源（Ｈ
Ｆ）１４からの電圧が印加されている。
【０００８】前述した光源組立（Ｌ），半導体ウェハ
９，裏カバー導体１０，表カバー導体１１，ピストンブ
ロック１３等は図示しないファラデイケージ１５内に配
置されている。ピストンブロック１３にはケージの外側
から高周波電源（ＨＦ）１４からの高周波電圧が接続さ
れる。ファラデイケージ内には、ファラデイケージと同
電位であり、測定対象の半導体ウェハ９と平行の位置に
ある接地導体が設けても良い。
９，裏カバー導体１０，表カバー導体１１，ピストンブ
ロック１３等は図示しないファラデイケージ１５内に配
置されている。ピストンブロック１３にはケージの外側
から高周波電源（ＨＦ）１４からの高周波電圧が接続さ
れる。ファラデイケージ内には、ファラデイケージと同
電位であり、測定対象の半導体ウェハ９と平行の位置に
ある接地導体が設けても良い。
【０００９】
【実施例】この高周波グロー分析装置によってフッ素を
検出した結果について説明する。測定条件は以下の通り
である。注入ガスは、Ｎｅが１００％のガス，高周波グ
ロー分析装置はＪＹ５０００ＲＦ（ジョバン・イボン
製）であり、これにフッ素線検出のために付加された分
光器はＨＲ３２０（ジョバン・イボン社製），検出器は
５１２ピクセル（ＰＩＸＥＬ）×５１２ピクセルのＣＣ
Ｄである。試料に印加する高周波電力は３０〜７０Ｗ，
グロー放電電極内のネオンガス圧力は２．９〜４．７×
１０-1 hpa, ＣＣＤのインテグレーションタイムは０．
５ＳＥＣ，横軸のＣＣＤの５１２ピクセル中の中心近傍
（２５２ピクセル）に６８６９Åの波長が対応づけられ
るように設定した。ピクセル番号と波長の関係はΔ−
０．５Å／ｐｘである。縦軸は光の強度を示す値であ
る。測定対象であるサンプルはＭｇＦ2 （ＮＯ．１），
純粋なＭｇ（ＮＯ．２），ＢＰＳＧ（ＮＯ．３），ＴＨ
（塗装鋼板）（ＮＯ．４），Ａｌ，Ｏ，Ｆを含むＭｇ
（ＮＯ．５），ＢＰＳＧ（ＮＯ．６），Ｓｉ（ＮＯ．
７）を用意した。
検出した結果について説明する。測定条件は以下の通り
である。注入ガスは、Ｎｅが１００％のガス，高周波グ
ロー分析装置はＪＹ５０００ＲＦ（ジョバン・イボン
製）であり、これにフッ素線検出のために付加された分
光器はＨＲ３２０（ジョバン・イボン社製），検出器は
５１２ピクセル（ＰＩＸＥＬ）×５１２ピクセルのＣＣ
Ｄである。試料に印加する高周波電力は３０〜７０Ｗ，
グロー放電電極内のネオンガス圧力は２．９〜４．７×
１０-1 hpa, ＣＣＤのインテグレーションタイムは０．
５ＳＥＣ，横軸のＣＣＤの５１２ピクセル中の中心近傍
（２５２ピクセル）に６８６９Åの波長が対応づけられ
るように設定した。ピクセル番号と波長の関係はΔ−
０．５Å／ｐｘである。縦軸は光の強度を示す値であ
る。測定対象であるサンプルはＭｇＦ2 （ＮＯ．１），
純粋なＭｇ（ＮＯ．２），ＢＰＳＧ（ＮＯ．３），ＴＨ
（塗装鋼板）（ＮＯ．４），Ａｌ，Ｏ，Ｆを含むＭｇ
（ＮＯ．５），ＢＰＳＧ（ＮＯ．６），Ｓｉ（ＮＯ．
７）を用意した。
【００１０】図２は、ＭｇＦ2 （ＮＯ．１）の分光分析
の結果を示すグラフである。ＭｇＦ2 ではフッ素の重量
比率が６１．３％であり、６８５６．０２Åに最も発光
強度の大きい輝線のピークが存在し、さらに６９０９．
８２Å，６９０２．４６Å，６８７０．２２Å，６８３
４．２６Å，６７００Åなどの位置に輝線が生じてい
る。上記分光分析結果により、フッ素が多量に含まれて
いる場合には、光強度が大きい、このような輝線のパタ
ーンが生じることが判る。
の結果を示すグラフである。ＭｇＦ2 ではフッ素の重量
比率が６１．３％であり、６８５６．０２Åに最も発光
強度の大きい輝線のピークが存在し、さらに６９０９．
８２Å，６９０２．４６Å，６８７０．２２Å，６８３
４．２６Å，６７００Åなどの位置に輝線が生じてい
る。上記分光分析結果により、フッ素が多量に含まれて
いる場合には、光強度が大きい、このような輝線のパタ
ーンが生じることが判る。
【００１１】図３は、純粋なＭｇ（ＮＯ．２）について
の分光分析の結果を示すグラフである。フッ素が全く含
まれていないため、図２に示した位置にフッ素による輝
線は現れていない。図４は、ＢＰＳＧ（ＮＯ．３）の分
光分析の結果を示すグラフである。６８５６．０２Åの
位置に輝線が生じており、フッ素が微量含まれているこ
とが判る。図５は、ＢＰＳＧ（ＮＯ．４）の分光分析の
結果を示すグラフである。６８５６．０２Åの位置には
特別の輝線は生じていない。
の分光分析の結果を示すグラフである。フッ素が全く含
まれていないため、図２に示した位置にフッ素による輝
線は現れていない。図４は、ＢＰＳＧ（ＮＯ．３）の分
光分析の結果を示すグラフである。６８５６．０２Åの
位置に輝線が生じており、フッ素が微量含まれているこ
とが判る。図５は、ＢＰＳＧ（ＮＯ．４）の分光分析の
結果を示すグラフである。６８５６．０２Åの位置には
特別の輝線は生じていない。
【００１２】図６は、Ａｌ，Ｏ，Ｆを含むＭｇ（ＮＯ．
５）の分光分析の結果を示すグラフである。６８５６．
０２Åに輝線のピークが生じており、さらに６８７０．
２２Åと６８３４．２６Åの位置に輝線が生じているこ
とから、フッ素が含まれていることは明らかである。図
７は、ＢＰＳＧ（ＮＯ．６）の分光分析の結果を示すグ
ラフである。
５）の分光分析の結果を示すグラフである。６８５６．
０２Åに輝線のピークが生じており、さらに６８７０．
２２Åと６８３４．２６Åの位置に輝線が生じているこ
とから、フッ素が含まれていることは明らかである。図
７は、ＢＰＳＧ（ＮＯ．６）の分光分析の結果を示すグ
ラフである。
【００１３】図６と同様に６８５６．０２Åに輝線のピ
ークが生じており、さらに６８７０．２２Åと６８３
４．２６Åの位置に輝線が生じていることから、フッ素
が含まれている。図８は、Ｓｉ（ＮＯ．７）の分光分析
の結果を示すグラフである。フッ素が含まれている場合
に予想される波長位置は特別な輝線は生じていないの
で、フッ素は含まれていないと判別できる。以上の検出
方法による測定結果から、微量のＦでもＣＣＤによって
検出することができる。
ークが生じており、さらに６８７０．２２Åと６８３
４．２６Åの位置に輝線が生じていることから、フッ素
が含まれている。図８は、Ｓｉ（ＮＯ．７）の分光分析
の結果を示すグラフである。フッ素が含まれている場合
に予想される波長位置は特別な輝線は生じていないの
で、フッ素は含まれていないと判別できる。以上の検出
方法による測定結果から、微量のＦでもＣＣＤによって
検出することができる。
【００１４】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
高周波グロー分析装置に注入するガスにネオンガスを用
い、前記分析試料にフッ素が含まれている場合に所定の
波長位置に生ずるべきスペクトル線が発生しているか否
かを検出するものである。したがって、半導体ウエハな
どにフッ素が含まれているか否かを簡単に検出すること
ができ、半導体製造工程などにおけるフッ素検出の要請
に応えることができる。
高周波グロー分析装置に注入するガスにネオンガスを用
い、前記分析試料にフッ素が含まれている場合に所定の
波長位置に生ずるべきスペクトル線が発生しているか否
かを検出するものである。したがって、半導体ウエハな
どにフッ素が含まれているか否かを簡単に検出すること
ができ、半導体製造工程などにおけるフッ素検出の要請
に応えることができる。
【図１】本発明によるフッ素の検出方法を適用した高周
波グロー分析装置の実施の形態を示す概略断面図であ
る。
波グロー分析装置の実施の形態を示す概略断面図であ
る。
【図２】ＭｇＦ2 （ＮＯ．１）の分光分析の結果を示す
グラフである。
グラフである。
【図３】純粋なＭｇ（ＮＯ．２）についての分光分析の
結果を示すグラフである。
結果を示すグラフである。
【図４】ＢＰＳＧ（ＮＯ．３）の分光分析の結果を示す
グラフである。
グラフである。
【図５】塗装鋼板（ＮＯ．４）の分光分析の結果を示す
グラフである。
グラフである。
【図６】Ａｌ，Ｏ，Ｆを含むＭｇ（ＮＯ．５）の分光分
析の結果を示すグラフである。
析の結果を示すグラフである。
【図７】ＢＰＳＧ（ＮＯ．６）の分光分析の結果を示す
グラフである。
グラフである。
【図８】Ｓｉ（ＮＯ．７）の分光分析の結果を示すグラ
フである。
フである。
１ ランプボディブロック ２，３ 真空ポート ４ ガス挿入ポート ５ 窓（フッ化マグネシウム） ６ 陽極 ７ オーリング（シールリング） ８ 陽極押さえ（セラミックス） ９ 半導体ウェハ（Ｗ） １０ 裏カバー導体 １１ 表カバー導体 １２ 支持体 １３ ピストンブロック １４ 高周波電源（ＨＦ） １５ ファラデイケージ（Ｆ） １６ 接地導体（板）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 21/62 - 21/74 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (1)
- 【請求項１】 ファラデーケージ内にグロー放電装置と
半導体ウエハを配置して、低圧下に前記放電装置に不活
性ガスを導入し、グロー放電発光させ、放電発光を分析
して前記半導体ウエハ中のフッ素が存在するか否かを測
定するために、前記不活性ガスとしてネオンガスを用い
る高周波グロー放電を利用するフッ素の検出方法におい
て、 表カバー導体の開口部を前記半導体ウエハの分析される
べき位置に対応させて前記半導体ウエハ表面に、前記半
導体ウエハの裏面に裏カバー導体を、それぞれ接触させ
て配置し、 前記各カバー導体を同一電位に接続し、カバー導体を介
して前記半導体ウエハに、高周波電源からの高周波電圧
を印加するように接続して、構成したことを特徴とする
高周波グロー分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09110345A JP3103520B2 (ja) | 1997-04-11 | 1997-04-11 | 高周波グロー分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09110345A JP3103520B2 (ja) | 1997-04-11 | 1997-04-11 | 高周波グロー分析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10281997A JPH10281997A (ja) | 1998-10-23 |
| JP3103520B2 true JP3103520B2 (ja) | 2000-10-30 |
Family
ID=14533411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09110345A Expired - Fee Related JP3103520B2 (ja) | 1997-04-11 | 1997-04-11 | 高周波グロー分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3103520B2 (ja) |
-
1997
- 1997-04-11 JP JP09110345A patent/JP3103520B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10281997A (ja) | 1998-10-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |