JPH01274045A - 固体表面分析方法 - Google Patents
固体表面分析方法Info
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- JPH01274045A JPH01274045A JP63102770A JP10277088A JPH01274045A JP H01274045 A JPH01274045 A JP H01274045A JP 63102770 A JP63102770 A JP 63102770A JP 10277088 A JP10277088 A JP 10277088A JP H01274045 A JPH01274045 A JP H01274045A
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Landscapes
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- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
固体の表面を溶融し且つガス状にして不純物の分析を行
う固体表面分析方法の改良に関し、固体表面に均−且つ
広範囲に存在する不純物をＬＡ−Ｉ ＣＰ−ＭＳ法と同
様な感度をもって分析できるようにすることを目的とし
、 試料である固体表面にランプからの光を照射することで
溶融すると共にガス化し、次いで、該ガスを誘導結合プ
ラズマ発光分析用トーチでプラズマ化し、次いで、該プ
ラズマを質量分析器に導いて質量分析し不純物の分析を
行うことが含まれるよう構成する。
う固体表面分析方法の改良に関し、固体表面に均−且つ
広範囲に存在する不純物をＬＡ−Ｉ ＣＰ−ＭＳ法と同
様な感度をもって分析できるようにすることを目的とし
、 試料である固体表面にランプからの光を照射することで
溶融すると共にガス化し、次いで、該ガスを誘導結合プ
ラズマ発光分析用トーチでプラズマ化し、次いで、該プ
ラズマを質量分析器に導いて質量分析し不純物の分析を
行うことが含まれるよう構成する。
本発明は、固体の表面を溶融し且つガス状にして不純物
の分析を行う固体表面分析方法の改良に関する。
の分析を行う固体表面分析方法の改良に関する。
近年、電子工業分野、特に、半導体産業に於いては、Ｓ
ｔ結晶、ＧａＡｓ結晶、石英、電極材料など固体材料を
高純度化することに努力が払われている。
ｔ結晶、ＧａＡｓ結晶、石英、電極材料など固体材料を
高純度化することに努力が払われている。
このような固体材料のうち、ＳｉやＧａＡｓなどからな
る半導体基板に於いては、その表面近傍に素子が形成さ
れることから、バルク不純物のみならず、表面不純物の
低減についても強い要求がある。
る半導体基板に於いては、その表面近傍に素子が形成さ
れることから、バルク不純物のみならず、表面不純物の
低減についても強い要求がある。
固体表面に在る不純物を直接分析する方法としては、従
来、例えば二次イオンａｔ分析（ｓｅｃｏｎｄａｒｙ
ｉｏｎ ｍａｓｓ ５ｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐ
ｙ：ＳＩＭＳ）法、全反射螢光Ｘ ＆ｉ分析法、レーザ
・アブレーション誘導結合プラズマ質量分析（ｌａｓｅ
ｒ ａｂｌａｔｉｏｎ−４ｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ
ｃｏｕｐｌｅｄ ｐｌａｓｍａ ｍａｓｓ
５ｐｅｃＬｒｏｓｃｏｐｙ：ＬＡ−Ｔ ＣＰ−ＭＳ）
法などが知られている。
来、例えば二次イオンａｔ分析（ｓｅｃｏｎｄａｒｙ
ｉｏｎ ｍａｓｓ ５ｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐ
ｙ：ＳＩＭＳ）法、全反射螢光Ｘ ＆ｉ分析法、レーザ
・アブレーション誘導結合プラズマ質量分析（ｌａｓｅ
ｒ ａｂｌａｔｉｏｎ−４ｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ
ｃｏｕｐｌｅｄ ｐｌａｓｍａ ｍａｓｓ
５ｐｅｃＬｒｏｓｃｏｐｙ：ＬＡ−Ｔ ＣＰ−ＭＳ）
法などが知られている。
これらのうち、最も感度が良いのはＬＡ−ＩＣＰ−ＭＳ
法である。
法である。
第２図はＬＡＩＣＰ−ＭＳ法を実施する固体表面分析装
置を説明する為の要部説明図を表している。
置を説明する為の要部説明図を表している。
図に於いて、■はレーザ光源、２は反射器、３は集光器
、４はサンプル・セル、４Ａはキャリヤ・ガス送入管、
４Ｂは送出管、５は試料、６は切り替えコック、７はＩ
ＣＰＩ−−チ、８は質量分析器をそれぞれ示している。
、４はサンプル・セル、４Ａはキャリヤ・ガス送入管、
４Ｂは送出管、５は試料、６は切り替えコック、７はＩ
ＣＰＩ−−チ、８は質量分析器をそれぞれ示している。
尚、レーザ光源Ｉとしては、例えば、Ｎｄ ： ＹＡＧ
レーザを用いて良い。
レーザを用いて良い。
この固体表面分析装置に於いては、レーザ光源ｌからの
レーザ光をサンプル・セル４内に轟き、試料５に照射し
てその表面を不純物と共に熔融し且つガス化する。この
場合のレーザ光のビーム径は、通常、１〜２（ａｍ）程
度であり、これが試料の内部に約３０〜４０ 〔μｍ〕
程度まで侵入するので、試料表面からその程度の深さま
での情報が得られることになる。さて、ガス化された不
純物などはキャリヤ・ガスで搬送され、ｔｃｐトーチ７
内に導かれ、そこでプラズマ状態にされ、そのプラズマ
を質量分析器８に送入して質量分析するものである。
レーザ光をサンプル・セル４内に轟き、試料５に照射し
てその表面を不純物と共に熔融し且つガス化する。この
場合のレーザ光のビーム径は、通常、１〜２（ａｍ）程
度であり、これが試料の内部に約３０〜４０ 〔μｍ〕
程度まで侵入するので、試料表面からその程度の深さま
での情報が得られることになる。さて、ガス化された不
純物などはキャリヤ・ガスで搬送され、ｔｃｐトーチ７
内に導かれ、そこでプラズマ状態にされ、そのプラズマ
を質量分析器８に送入して質量分析するものである。
〔発明が解決しようとする課題］
前記したように、ＬＡ−ＩＣＰ−ＭＳ法は、現在、最も
感度が良好な固体表面分析法であるが、何分にもビーム
径が約１〜２〔龍〕程度であるレーザ光を照射して試料
のサンプリングを行うのであるから、１回にレーザ光で
照射できる領域としては０． ０５ （ｃｍ ”）以下
と大変狭いことが欠点であり、例えば、固体表面に低濃
度で均一に被着している不純物に対しては余り有効な手
段ではない。
感度が良好な固体表面分析法であるが、何分にもビーム
径が約１〜２〔龍〕程度であるレーザ光を照射して試料
のサンプリングを行うのであるから、１回にレーザ光で
照射できる領域としては０． ０５ （ｃｍ ”）以下
と大変狭いことが欠点であり、例えば、固体表面に低濃
度で均一に被着している不純物に対しては余り有効な手
段ではない。
本発明は、固体表面に均−且つ広範囲に存在する不純物
をＬＡ−Ｉ ＣＰ−ＭＳ法に比較して高い感度で分析で
きるようにする。
をＬＡ−Ｉ ＣＰ−ＭＳ法に比較して高い感度で分析で
きるようにする。
本発明に依る固体表面分析方法に於いては、試料（例え
ばＳｒウェハ１２）である固体表面にランプ（例えば赤
外線ランプ９）からの光を照射することで溶融すると共
にガス化し、次いで、該ガスを誘導結合型プラズマ発光
分析用トーチ（例えばＩＣＰトーチ７）でプラズマ化し
、次いで、該プラズマを質量分析器（例えば質量分析器
８）に導いて質量分析し不純物の分析を行うことが含ま
れるよう構成する。
ばＳｒウェハ１２）である固体表面にランプ（例えば赤
外線ランプ９）からの光を照射することで溶融すると共
にガス化し、次いで、該ガスを誘導結合型プラズマ発光
分析用トーチ（例えばＩＣＰトーチ７）でプラズマ化し
、次いで、該プラズマを質量分析器（例えば質量分析器
８）に導いて質量分析し不純物の分析を行うことが含ま
れるよう構成する。
前記手段を採ることに依り、不純物が固体表面に均−且
つ広範囲に存在する場合であっても、従来のＬＡ−Ｉ
ＣＰ−ＭＳ法を実施した場合に比較して蟲かに高感度で
ｆ！分析を行うことができ、また、ランプで加熱する為
、抵抗加熱などで見られるヒータからの汚染がなく、従
って、固体の極浅い表面の分析、即ち、超微量分析に極
めて有効である。
つ広範囲に存在する場合であっても、従来のＬＡ−Ｉ
ＣＰ−ＭＳ法を実施した場合に比較して蟲かに高感度で
ｆ！分析を行うことができ、また、ランプで加熱する為
、抵抗加熱などで見られるヒータからの汚染がなく、従
って、固体の極浅い表面の分析、即ち、超微量分析に極
めて有効である。
第１図は本発明を実施する固体表面分析装置の一例を解
説する為の要部説明図であり、第２図に於いて用いた記
号と同記号は同部分を示すか或いは同じ意味を持つもの
とする。
説する為の要部説明図であり、第２図に於いて用いた記
号と同記号は同部分を示すか或いは同じ意味を持つもの
とする。
図に於いて、９は赤外線ランプ（タングステン・ランプ
）、１０は集光反射板、１１は石英製の試料容器、ＩＩ
Ａはキャリヤ・ガス送入管、ｌＩＢは分析ガス送出管、
ＩＩｃは石英製の試料ホルダ、１２は試料であるＳｉウ
ェハをそれぞれ示している。
）、１０は集光反射板、１１は石英製の試料容器、ＩＩ
Ａはキャリヤ・ガス送入管、ｌＩＢは分析ガス送出管、
ＩＩｃは石英製の試料ホルダ、１２は試料であるＳｉウ
ェハをそれぞれ示している。
この固体表面分析装置を用いて分析する場合について説
明する。
明する。
径が約１０ 〔口〕 （４〔吋〕）であるＳｉウェハ１
２を試料ホルダ１１Ｃで保持することに依って試料容器
ｌｌ内にセットし、赤外線ランプ９を照射してＳｉウェ
ハ１２を加熱する。
２を試料ホルダ１１Ｃで保持することに依って試料容器
ｌｌ内にセットし、赤外線ランプ９を照射してＳｉウェ
ハ１２を加熱する。
赤外線ランプ９で発生する光は集光反射板１０で集光さ
れて試料容器１１内のＳｉウエノＸ１２を照射する。
れて試料容器１１内のＳｉウエノＸ１２を照射する。
試料容器１１を構成している石英は赤外線に対して透明
であるから、赤外線ランプ９からの光は殆ど損失なしに
Ｓｉウェハ１２の表面に到達することができる。
であるから、赤外線ランプ９からの光は殆ど損失なしに
Ｓｉウェハ１２の表面に到達することができる。
赤外線ランプ９のランプ電力が例えば１５［ＫＷ〕程度
である場合、Ｓｉウェハ１２に於ける表面を１５０（’
Ｃ／秒〕の割合で昇温させることができ、照射時間を３
０〔秒〕程度とすることで深さ３〜４〔μｍ〕程度まで
を溶融し且つガス化することが可能である。
である場合、Ｓｉウェハ１２に於ける表面を１５０（’
Ｃ／秒〕の割合で昇温させることができ、照射時間を３
０〔秒〕程度とすることで深さ３〜４〔μｍ〕程度まで
を溶融し且つガス化することが可能である。
このようにして得られた不純物を含むガスは、キャリヤ
・ガス送入管ｌｌＡから供給されるＡｒで搬送され、従
来技術に依る場合と同様に、ＩＣＰトーチ７に送られ、
そこでプラズマ状態にされてから質量分析器８で質量分
析される。
・ガス送入管ｌｌＡから供給されるＡｒで搬送され、従
来技術に依る場合と同様に、ＩＣＰトーチ７に送られ、
そこでプラズマ状態にされてから質量分析器８で質量分
析される。
本実施例に於いて、赤外線ランプ９の照射で溶融され且
つガス化されるＳレジエバ１２に於ける面積は約７０（
Ｃｎ”）にも達し、従来のＬＡ−１ＣＰ−ＭＳ法に依っ
た場合とは比較にならないほど広く、従って、感度は約
３桁も向上する。
つガス化されるＳレジエバ１２に於ける面積は約７０（
Ｃｎ”）にも達し、従来のＬＡ−１ＣＰ−ＭＳ法に依っ
た場合とは比較にならないほど広く、従って、感度は約
３桁も向上する。
本発明は、前記説明した実施例に限定されることなく、
他に多くの有益な改変を実施することができる。
他に多くの有益な改変を実施することができる。
例えば、赤外線ランプ９及び集光反射板１０などからな
る赤外線照射機構をＳｉウェハ１２の裏面に対向する側
にも設置し、赤外線の照射をＳｉウェハ１２の表裏二方
向から行うことで、更に感度を向上させることができる
。
る赤外線照射機構をＳｉウェハ１２の裏面に対向する側
にも設置し、赤外線の照射をＳｉウェハ１２の表裏二方
向から行うことで、更に感度を向上させることができる
。
前記実施例では、試料がＳｉウェハ１２であったが、他
の物質からなる試料、例えばＧａＡｓやＩｎＰなども同
様な条件で同程度の感度をもって分析することが可能で
ある。
の物質からなる試料、例えばＧａＡｓやＩｎＰなども同
様な条件で同程度の感度をもって分析することが可能で
ある。
本発明に依る固体表面分析方法に於いては、試料である
固体にランプからの光を照射することで極浅い表面を溶
融すると共にガス化し、その後は従来技術と同様、ＩＣ
Ｐ−ＭＳ法にて質量分析し不純物の分析を行うようにし
ている。
固体にランプからの光を照射することで極浅い表面を溶
融すると共にガス化し、その後は従来技術と同様、ＩＣ
Ｐ−ＭＳ法にて質量分析し不純物の分析を行うようにし
ている。
前記構成を採ることに依り、不純物が固体表面に均−且
つ広範囲に存在する場合であっても、従来のＬＡ−Ｉ
ＣＰ−ＭＳ法に比較して蟲かに高感度で質量分析を行う
ことができ、そして、ランプで加熱する為、二次汚染が
なく、従って、固体の極めて浅い表面の分析、即ち、超
微量分析に卓越した威力を発揮する。
つ広範囲に存在する場合であっても、従来のＬＡ−Ｉ
ＣＰ−ＭＳ法に比較して蟲かに高感度で質量分析を行う
ことができ、そして、ランプで加熱する為、二次汚染が
なく、従って、固体の極めて浅い表面の分析、即ち、超
微量分析に卓越した威力を発揮する。
第１図は本発明を実施する固体表面分析装置の一例を解
説する為の要部説明図、第２図はＬＡ−ＩＣＰ−ＭＳ法
を実施する固体表面分析装置を説明する為の要部説明図
をそれぞれ表している。 図に於いて、１はレーザ光源、２は反射器、３は集光器
、４はサンプル・セル、４Ａはキャリヤ・ガス送入管、
４Ｂは送出管、５は試料、６は切り替えコック、７はＩ
ＣＰ）−チ、８は質量分析器、９は赤外線ランプ、ｌＯ
は集光反射板、１１は石英製の試料容器、ＩＩＡはキャ
リヤ・ガス送入管、ｌＩＢは分析ガス送出管、ＩＩＣは
石英製の試料ホルダ、１２は試料であるＳｉウェハをそ
れぞれ示している。 特許出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 相 谷 昭 司 代理人弁理士 渡 邊 弘 − ン −・ イ ・、 ゝｌ Ｃ ｇへ
説する為の要部説明図、第２図はＬＡ−ＩＣＰ−ＭＳ法
を実施する固体表面分析装置を説明する為の要部説明図
をそれぞれ表している。 図に於いて、１はレーザ光源、２は反射器、３は集光器
、４はサンプル・セル、４Ａはキャリヤ・ガス送入管、
４Ｂは送出管、５は試料、６は切り替えコック、７はＩ
ＣＰ）−チ、８は質量分析器、９は赤外線ランプ、ｌＯ
は集光反射板、１１は石英製の試料容器、ＩＩＡはキャ
リヤ・ガス送入管、ｌＩＢは分析ガス送出管、ＩＩＣは
石英製の試料ホルダ、１２は試料であるＳｉウェハをそ
れぞれ示している。 特許出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 相 谷 昭 司 代理人弁理士 渡 邊 弘 − ン −・ イ ・、 ゝｌ Ｃ ｇへ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 試料である固体表面にランプからの光を照射することで
溶融すると共にガス化し、 次いで、該ガスを誘導結合プラズマ発光分析用トーチで
プラズマ化し、 次いで、該プラズマを質量分析器に導いて質量分析し不
純物の分析を行うこと が含まれてなる固体表面分析方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63102770A JPH01274045A (ja) | 1988-04-27 | 1988-04-27 | 固体表面分析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63102770A JPH01274045A (ja) | 1988-04-27 | 1988-04-27 | 固体表面分析方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01274045A true JPH01274045A (ja) | 1989-11-01 |
Family
ID=14336401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63102770A Pending JPH01274045A (ja) | 1988-04-27 | 1988-04-27 | 固体表面分析方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01274045A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5287725A (en) * | 1991-11-26 | 1994-02-22 | Applied Materials, Inc. | Surface volatile material detector |
| JPWO2014050786A1 (ja) * | 2012-09-28 | 2016-08-22 | 株式会社住化分析センター | 成分分析装置および成分分析方法 |
-
1988
- 1988-04-27 JP JP63102770A patent/JPH01274045A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5287725A (en) * | 1991-11-26 | 1994-02-22 | Applied Materials, Inc. | Surface volatile material detector |
| JPH06260543A (ja) * | 1991-11-26 | 1994-09-16 | Applied Materials Inc | 表面揮発性物質検知装置 |
| JPWO2014050786A1 (ja) * | 2012-09-28 | 2016-08-22 | 株式会社住化分析センター | 成分分析装置および成分分析方法 |
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