JPH0755666A - 固体試料の微量成分分析方法及びその分析装置 - Google Patents
固体試料の微量成分分析方法及びその分析装置Info
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- JPH0755666A JPH0755666A JP5219201A JP21920193A JPH0755666A JP H0755666 A JPH0755666 A JP H0755666A JP 5219201 A JP5219201 A JP 5219201A JP 21920193 A JP21920193 A JP 21920193A JP H0755666 A JPH0755666 A JP H0755666A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 固体試料中に含有される微量成分をｐｐｔ
オ−ダ−で分析すること。 【構成】 高周波誘導結合プラズマ質量分析装置を用
いて固体試料中の微量成分を測定する分析方法におい
て、固体試料を洗浄用グローブボックスで洗浄し、次い
で該洗浄試料を分解・乾固容器で分解、乾固し、それを
調製用グローブボックス内で試料溶液に調製し、それを
測定溶液供給用グローブボックスに突出する試料導入細
管で吸引し、分析することを特徴とする固体試料中の微
量成分分析方法およびその装置。
オ−ダ−で分析すること。 【構成】 高周波誘導結合プラズマ質量分析装置を用
いて固体試料中の微量成分を測定する分析方法におい
て、固体試料を洗浄用グローブボックスで洗浄し、次い
で該洗浄試料を分解・乾固容器で分解、乾固し、それを
調製用グローブボックス内で試料溶液に調製し、それを
測定溶液供給用グローブボックスに突出する試料導入細
管で吸引し、分析することを特徴とする固体試料中の微
量成分分析方法およびその装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体工業用材料中の超
微量不純物の分析方法とその分析装置に関する。特に高
感度分析が可能な高周波誘導結合プラズマ質量分析装置
（以下ＩＣＰ−ＭＳという）による石英ガラスやシリコ
ン等の固体材料中の超微量不純物を分析する方法とその
分析装置に関する。
微量不純物の分析方法とその分析装置に関する。特に高
感度分析が可能な高周波誘導結合プラズマ質量分析装置
（以下ＩＣＰ−ＭＳという）による石英ガラスやシリコ
ン等の固体材料中の超微量不純物を分析する方法とその
分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体工業の進展とともに半導体
工業用材料の高純度化が進み、該半導体工業用材料中に
含まれる不純物量はｐｐｔオーダーの純度が要求される
ようになった。そのため前記半導体工業用材料を分析す
る装置もｐｐｔオ−ダ−の分析が可能な装置が用いられ
るようになった。ところが、前記分析装置が置かれてい
る分析室には半導体素子が最も嫌うアルカリ、鉄、銅等
の不純物の発生源が多数あり、そこから発生した不純物
が分析試料を汚染するため、分析室は一般的に例えばＴ
ＨＥ ＴＲＣ ＮＥＷＳ Ｎｏ．４０ Ｊｕｌ．１９９
２、２７乃至３１頁や「ぶんせき」２月号１９９２年
１１０乃至１１８頁に記載されているようなクリ−ンル
−ムやクリ−ンラボラトリ−とされてきた。
工業用材料の高純度化が進み、該半導体工業用材料中に
含まれる不純物量はｐｐｔオーダーの純度が要求される
ようになった。そのため前記半導体工業用材料を分析す
る装置もｐｐｔオ−ダ−の分析が可能な装置が用いられ
るようになった。ところが、前記分析装置が置かれてい
る分析室には半導体素子が最も嫌うアルカリ、鉄、銅等
の不純物の発生源が多数あり、そこから発生した不純物
が分析試料を汚染するため、分析室は一般的に例えばＴ
ＨＥ ＴＲＣ ＮＥＷＳ Ｎｏ．４０ Ｊｕｌ．１９９
２、２７乃至３１頁や「ぶんせき」２月号１９９２年
１１０乃至１１８頁に記載されているようなクリ−ンル
−ムやクリ−ンラボラトリ−とされてきた。
【０００３】しかしながら、上記クリ−ンル−ムやクリ
−ンラボラトリ−は、前記文献にも記載されているよう
にその設備費や運転費に莫大な費用がかかり、加えて半
導体工業用製品の分析では腐食性の強いフッ酸や硝酸等
が試薬として使用されるためクリ−ンル−ムやクリ−ン
ラボラトリ−を循環してきたエア−は再使用ができずド
ラフト等の局所排気設備で大量に捨てなければならず、
その排気を除害する費用も大きいものがあった。
−ンラボラトリ−は、前記文献にも記載されているよう
にその設備費や運転費に莫大な費用がかかり、加えて半
導体工業用製品の分析では腐食性の強いフッ酸や硝酸等
が試薬として使用されるためクリ−ンル−ムやクリ−ン
ラボラトリ−を循環してきたエア−は再使用ができずド
ラフト等の局所排気設備で大量に捨てなければならず、
その排気を除害する費用も大きいものがあった。
【０００４】そこで、グロー放電質量分析機（ＧＤＭ
Ｓ）とかレーザー気化装置で固体試料を気化して直接Ｉ
ＣＰ−ＭＳで分析する等の固体試料を直接分析する方法
が注目されだした。確かに、前記分析装置は、分析試料
が試料室に密閉的に設置され環境からの汚染は試料表層
に限定されるので、表層を揮散させながら分析して行け
ばやがて固体バルクの分析を行うことになるので、クリ
ーンルーム設備は不要であり、その上毒性や腐食性のあ
る試薬を使用しないですむ利点がある。しかしながら、
これらの分析装置による分析では超微量領域たとえば１
ｐｐｂとかｐｐｔオーダーの既知量の添加成分を含む標
準試料を必要とし、その入手が困難なこと、検量線を引
くのに必要な数だけの微量濃度の標準試料を調達するこ
とが困難なこと、標準試料の均一性に付いて常に気配り
が必要なこと、等の欠点があった。
Ｓ）とかレーザー気化装置で固体試料を気化して直接Ｉ
ＣＰ−ＭＳで分析する等の固体試料を直接分析する方法
が注目されだした。確かに、前記分析装置は、分析試料
が試料室に密閉的に設置され環境からの汚染は試料表層
に限定されるので、表層を揮散させながら分析して行け
ばやがて固体バルクの分析を行うことになるので、クリ
ーンルーム設備は不要であり、その上毒性や腐食性のあ
る試薬を使用しないですむ利点がある。しかしながら、
これらの分析装置による分析では超微量領域たとえば１
ｐｐｂとかｐｐｔオーダーの既知量の添加成分を含む標
準試料を必要とし、その入手が困難なこと、検量線を引
くのに必要な数だけの微量濃度の標準試料を調達するこ
とが困難なこと、標準試料の均一性に付いて常に気配り
が必要なこと、等の欠点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明者等はこうした
現状に鑑み、クリ−ンル−ムやクリ−ンラボラトリ−な
しで固体試料を超高感度に定量分析する手段について検
討してきたところ、分析装置としてＩＣＰ−ＭＳを用い
ると、分析装置に供給する試料溶液等は、細い管を通し
て注入されるだけであり、分析装置全体をクリ−ンル−
ムに設置する必要がないところからこのＩＣＰ−ＭＳを
改良すれば、前記クリ−ンル−ムやクリ−ンラボラトリ
−なしで高感度分析ができるとの結論に達した。しかし
ながら、分析装置としてＩＣＰ−ＭＳを利用しても半導
体材料の分析には腐食性の強い酸が多く使用されるとこ
ろからこれらの酸の有害蒸気を排除するためクリ−ンエ
ア−は不可欠なものである。そこで、本発明者等はこの
有害蒸気等の処理についてさらに検討を続けたところ、
分析用の溶液準備や標準溶液の調製に大量のクリーンエ
アを必要とするのは発生する酸等の有害蒸気を排気する
ためであり、人体と作業域を隔離すれば排気に必要な容
積を小さくできること、および前記隔離により雰囲気濃
度の上限を人体への安全性の配慮からではなく設備機器
の耐食性の配慮からのみ決定できることを見出した。そ
して、これらの要件を満たす装置としてグロ−ブボック
スが最適であり、このグロ−ブボックスを用いて分析の
ための準備を行えば、必要なクリ−ン度を保った状態で
高感度の分析が行えることもわかった。
現状に鑑み、クリ−ンル−ムやクリ−ンラボラトリ−な
しで固体試料を超高感度に定量分析する手段について検
討してきたところ、分析装置としてＩＣＰ−ＭＳを用い
ると、分析装置に供給する試料溶液等は、細い管を通し
て注入されるだけであり、分析装置全体をクリ−ンル−
ムに設置する必要がないところからこのＩＣＰ−ＭＳを
改良すれば、前記クリ−ンル−ムやクリ−ンラボラトリ
−なしで高感度分析ができるとの結論に達した。しかし
ながら、分析装置としてＩＣＰ−ＭＳを利用しても半導
体材料の分析には腐食性の強い酸が多く使用されるとこ
ろからこれらの酸の有害蒸気を排除するためクリ−ンエ
ア−は不可欠なものである。そこで、本発明者等はこの
有害蒸気等の処理についてさらに検討を続けたところ、
分析用の溶液準備や標準溶液の調製に大量のクリーンエ
アを必要とするのは発生する酸等の有害蒸気を排気する
ためであり、人体と作業域を隔離すれば排気に必要な容
積を小さくできること、および前記隔離により雰囲気濃
度の上限を人体への安全性の配慮からではなく設備機器
の耐食性の配慮からのみ決定できることを見出した。そ
して、これらの要件を満たす装置としてグロ−ブボック
スが最適であり、このグロ−ブボックスを用いて分析の
ための準備を行えば、必要なクリ−ン度を保った状態で
高感度の分析が行えることもわかった。
【０００６】しかしながら、前記ＩＣＰ−ＭＳは細い管
を通して測定物をＩＣＰトーチに供給する必要があるた
め測定物は溶液状態のものでなければならない。ところ
が、半導体工業で用いられる材料は、石英ガラスやシリ
コンウエハ−等にみられるように固体試料である。その
ためこれら石英ガラスやシリコンウエハ−等から分析対
象である微量不純物を取り出し溶液化する必要がある。
石英ガラスやシリコンウエハ−等の微量不純物の溶液化
について本発明者等は既に開発し提案しているが、この
溶液化手段をクリ−ン度の高いグロ−ブボックス内で行
い試料溶液を調製してＩＣＰ−ＭＳに導入し、分析する
ことにより本発明者等は、クラス１００００程度の準ク
リーンルームでも固体試料中の超微量不純物を容易にし
かも高感度に分析きることを発見し、本発明を完成した
ものである。
を通して測定物をＩＣＰトーチに供給する必要があるた
め測定物は溶液状態のものでなければならない。ところ
が、半導体工業で用いられる材料は、石英ガラスやシリ
コンウエハ−等にみられるように固体試料である。その
ためこれら石英ガラスやシリコンウエハ−等から分析対
象である微量不純物を取り出し溶液化する必要がある。
石英ガラスやシリコンウエハ−等の微量不純物の溶液化
について本発明者等は既に開発し提案しているが、この
溶液化手段をクリ−ン度の高いグロ−ブボックス内で行
い試料溶液を調製してＩＣＰ−ＭＳに導入し、分析する
ことにより本発明者等は、クラス１００００程度の準ク
リーンルームでも固体試料中の超微量不純物を容易にし
かも高感度に分析きることを発見し、本発明を完成した
ものである。
【０００７】本発明は、半導体工業で使用される材料に
含まれる超微量不純物を簡単にしかも経済的に実施する
ための分析方法およびその分析装置を提供することを目
的とする。
含まれる超微量不純物を簡単にしかも経済的に実施する
ための分析方法およびその分析装置を提供することを目
的とする。
【０００８】また、本発明は、ＩＣＰ−ＭＳを用いて不
純物含量をｐｐｔオ−ダ−で分析する方法およびその装
置を提供することを目的とする。
純物含量をｐｐｔオ−ダ−で分析する方法およびその装
置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、固体試料中の
微量成分を分析する方法において、固体試料を分解溶解
した後、蒸発、乾固して得た不純物残渣から試料溶液を
調製する分析準備をクリ−ン度が上がったグロ−ブボッ
クス内で行うことを特徴とする固体試料の微量成分分析
方法およびその分析装置に係る。
微量成分を分析する方法において、固体試料を分解溶解
した後、蒸発、乾固して得た不純物残渣から試料溶液を
調製する分析準備をクリ−ン度が上がったグロ−ブボッ
クス内で行うことを特徴とする固体試料の微量成分分析
方法およびその分析装置に係る。
【００１０】上記「分析準備」とは、固体試料中の不純
物を分離し、溶液化して試料溶液を調製するための作
業、および定量分析に必須な検量線用の標準溶液の調製
や内部標準の添加等を意味する。
物を分離し、溶液化して試料溶液を調製するための作
業、および定量分析に必須な検量線用の標準溶液の調製
や内部標準の添加等を意味する。
【００１１】本発明の分析装置は、ＩＣＰ−ＭＳとそれ
に試料溶液を調製するための分析準備用グローブボック
スとオ−ブンとからなる。前記ＩＣＰ−ＭＳはその概略
図を図１に示すように試料溶液をＩＣＰト−チ部６にア
ルゴンガス貯蔵容器９から供給されるアルゴンガスを媒
体として霧化されて供給し、イオン化して検出部に送
り、該イオン化元素をイオンレンズで収束し、四重極質
量分析部７に導き、イオンの質量毎に分離し、イオン数
を計数して質量分析を行う分析装置である。前記ＩＣＰ
ト−チ部６への試料溶液の供給は試料導入細管８を通じ
て行なわれ、それが図２で示すサンプル台１３上に突出
している。また、前記分析準備用グローブボックスは、
固体試料を洗浄する洗浄用グローブボックス５、洗浄し
た固体試料を分解・乾固容器に装填するための乾固用グ
ローブボックス４、蒸発、乾固した不純物を試料溶液に
調製するための調製用グローブボックス３および試料溶
液、標準液等をＩＣＰ−ＭＳに供給するための測定溶液
供給用グローブボックス２からなり、この順に接続され
ている。洗浄用グローブボックス、乾固用グローブボッ
クス、調製用グロ−ブボックス内には図３に示すように
エアが天井のＨＥＰＡフィルタ−１０を通してダウンフ
ローに給気され、図５に示す下端部の排気ダクト１６か
ら屋外のガス洗浄塔（図示せず）に接続されている。前
記洗浄用グローブボックスには、超純水の蛇口とシンク
（図示せず）が納められ、分析試料を弗酸で洗浄し表層
の汚染物質を除去する。洗浄用グロ−ブボックスで洗浄
した排水は排水管２７を通して廃棄される。前記超純水
の配管１８はル−プ状になっていて、蛇口を閉じていて
も流れが溜まらないようになっている。洗浄された固体
試料は乾固用グローブボックス４内に移され、図８に示
す分解・乾固容器２２の内容器２３に入れられる。外容
器２４の液だめ２５には、弗酸溶液が満たされている。
固体試料の入った分解・乾固容器は図７に示す扉１７を
開けてオ−ブン１５中に移され加熱され、固体試料の分
解溶解が図られる。オ−ブン内はエアフィルタ−２８を
とおったクリ−ンエアで換気されている。固体試料が完
全に溶解分解した段階で、図８に示す冷却コイル２６に
水を通し、内容器２３と液だめ２５とに温度差を設け内
容器２３内の分解溶液を蒸発、乾固する。蒸発、乾固し
た残留物を乾固用グローブボックス４経由で調製用グロ
ーブボックス３に移し、クリ−ン度をモニタしながら容
器２２を開けて内容器２３に残った残留物を溶解し試料
溶液を調製する。得られた試料溶液は測定溶液供給用グ
ローブボックス２に移され、そこに開口するＩＣＰ−Ｍ
Ｓの試料導入細管８を通してＩＣＰ−ＭＳに供給され
る。測定溶液供給用グローブボックス２は調製用グロー
ブボックス３に片持的に把持され、ＩＣＰ−ＭＳのサン
プル台１３に嵌め込み可能になっている。そして、該測
定溶液供給用グロ−ブボックス２には調製用グロ−ブボ
ックス３と反対側から圧縮空気が０．０１μｍ程度のメ
ンブランフィルタ−（図示せず）で濾過され、デフュ−
ザ−１４で水平方向に流れ、測定溶液供給用グロ−ブボ
ックス内を加圧状態に維持する。これにより調製用グロ
−ブボックス内から試料溶液の入った容器に不純物が混
入することがないし、測定溶液供給用グロ−ブボックス
を他のボックスに較べて一段と清浄に保つことができ
る。
に試料溶液を調製するための分析準備用グローブボック
スとオ−ブンとからなる。前記ＩＣＰ−ＭＳはその概略
図を図１に示すように試料溶液をＩＣＰト−チ部６にア
ルゴンガス貯蔵容器９から供給されるアルゴンガスを媒
体として霧化されて供給し、イオン化して検出部に送
り、該イオン化元素をイオンレンズで収束し、四重極質
量分析部７に導き、イオンの質量毎に分離し、イオン数
を計数して質量分析を行う分析装置である。前記ＩＣＰ
ト−チ部６への試料溶液の供給は試料導入細管８を通じ
て行なわれ、それが図２で示すサンプル台１３上に突出
している。また、前記分析準備用グローブボックスは、
固体試料を洗浄する洗浄用グローブボックス５、洗浄し
た固体試料を分解・乾固容器に装填するための乾固用グ
ローブボックス４、蒸発、乾固した不純物を試料溶液に
調製するための調製用グローブボックス３および試料溶
液、標準液等をＩＣＰ−ＭＳに供給するための測定溶液
供給用グローブボックス２からなり、この順に接続され
ている。洗浄用グローブボックス、乾固用グローブボッ
クス、調製用グロ−ブボックス内には図３に示すように
エアが天井のＨＥＰＡフィルタ−１０を通してダウンフ
ローに給気され、図５に示す下端部の排気ダクト１６か
ら屋外のガス洗浄塔（図示せず）に接続されている。前
記洗浄用グローブボックスには、超純水の蛇口とシンク
（図示せず）が納められ、分析試料を弗酸で洗浄し表層
の汚染物質を除去する。洗浄用グロ−ブボックスで洗浄
した排水は排水管２７を通して廃棄される。前記超純水
の配管１８はル−プ状になっていて、蛇口を閉じていて
も流れが溜まらないようになっている。洗浄された固体
試料は乾固用グローブボックス４内に移され、図８に示
す分解・乾固容器２２の内容器２３に入れられる。外容
器２４の液だめ２５には、弗酸溶液が満たされている。
固体試料の入った分解・乾固容器は図７に示す扉１７を
開けてオ−ブン１５中に移され加熱され、固体試料の分
解溶解が図られる。オ−ブン内はエアフィルタ−２８を
とおったクリ−ンエアで換気されている。固体試料が完
全に溶解分解した段階で、図８に示す冷却コイル２６に
水を通し、内容器２３と液だめ２５とに温度差を設け内
容器２３内の分解溶液を蒸発、乾固する。蒸発、乾固し
た残留物を乾固用グローブボックス４経由で調製用グロ
ーブボックス３に移し、クリ−ン度をモニタしながら容
器２２を開けて内容器２３に残った残留物を溶解し試料
溶液を調製する。得られた試料溶液は測定溶液供給用グ
ローブボックス２に移され、そこに開口するＩＣＰ−Ｍ
Ｓの試料導入細管８を通してＩＣＰ−ＭＳに供給され
る。測定溶液供給用グローブボックス２は調製用グロー
ブボックス３に片持的に把持され、ＩＣＰ−ＭＳのサン
プル台１３に嵌め込み可能になっている。そして、該測
定溶液供給用グロ−ブボックス２には調製用グロ−ブボ
ックス３と反対側から圧縮空気が０．０１μｍ程度のメ
ンブランフィルタ−（図示せず）で濾過され、デフュ−
ザ−１４で水平方向に流れ、測定溶液供給用グロ−ブボ
ックス内を加圧状態に維持する。これにより調製用グロ
−ブボックス内から試料溶液の入った容器に不純物が混
入することがないし、測定溶液供給用グロ−ブボックス
を他のボックスに較べて一段と清浄に保つことができ
る。
【００１２】調製用グロ−ブボックス３では試料溶液調
製のため、酸や純水、標準試料用原液、メスフラスコ、
ピペット等が予め納められ、乾固用グローブボックス４
から移された分解・乾固容器２２の内容器２３から乾固
物を取り出し、前記酸や純水を用いて溶解し、試料溶液
の調製が図られる。
製のため、酸や純水、標準試料用原液、メスフラスコ、
ピペット等が予め納められ、乾固用グローブボックス４
から移された分解・乾固容器２２の内容器２３から乾固
物を取り出し、前記酸や純水を用いて溶解し、試料溶液
の調製が図られる。
【００１３】乾固用グローブボックス４は扉１７を介し
てオ−ブン１５と接続されている。オ−ブンは電気的２
１に加熱されその内圧は乾固用グローブボックスに対し
て負圧で、オ−ブン内の汚染が移行しないようになって
いる。
てオ−ブン１５と接続されている。オ−ブンは電気的２
１に加熱されその内圧は乾固用グローブボックスに対し
て負圧で、オ−ブン内の汚染が移行しないようになって
いる。
【００１４】上記各グローブボックスには図２〜４に示
す蓋１１が設けられ、器具や容器が蓋を開けて入れられ
るようになっている。そして、蓋には図６に示すグロ−
ブ１２が取付けられ、ボックス内の作業はこのグロ−ブ
を使用して行われる。
す蓋１１が設けられ、器具や容器が蓋を開けて入れられ
るようになっている。そして、蓋には図６に示すグロ−
ブ１２が取付けられ、ボックス内の作業はこのグロ−ブ
を使用して行われる。
【００１５】洗浄、乾固および調製用の各グローブボッ
クスの大きさは内容積が約１００〜２００ｌあれば十分
である。この大きさであれば、例えば内容積１００ｌの
グローブボックスの場合、１０ｍ3／時の風量で毎時１
００回の換気を行えばクラス１００のクリ−ン度を容易
に保つことができる。そして、蓋を開けてクリ−ン度が
破れたとしても前記条件を採用すれば、３０分でクラス
１００に回復できる。
クスの大きさは内容積が約１００〜２００ｌあれば十分
である。この大きさであれば、例えば内容積１００ｌの
グローブボックスの場合、１０ｍ3／時の風量で毎時１
００回の換気を行えばクラス１００のクリ−ン度を容易
に保つことができる。そして、蓋を開けてクリ−ン度が
破れたとしても前記条件を採用すれば、３０分でクラス
１００に回復できる。
【００１６】
【作用】本発明の分析手順は次のとおりである。すなわ
ち、先ず、洗浄用グロ−ブボックス５の蓋１１を開けて
固体試料、弗酸洗浄液を入れ、エアを給気してクリ−ン
度１００以下にした後、グロ−ブ１２に手を入れ、固体
試料を弗酸洗浄液で洗浄する。洗浄した固体試料をクリ
−ン度１００以下の乾固用グローブボックス４に移し、
そこで分解・乾固容器２２の内容器２３に前記固体試料
を入れ、それを扉を通してオ−ブン１５に入れ加熱し
て、固体試料を分解溶解する。分解が完了したところで
分解・乾固容器の冷却コイル２６に水を通して冷却し、
分解・乾固容器の内容器２３と液だめ２５とに温度差を
設け前記分解液を蒸発、乾固する。乾固したところで内
容器を乾固用グローブボックス内で取り出し、それをク
リ−ン度１００以下の調製用グロ−ブボックス３に移
し、予め作成しておいた希硝酸液で溶解し、試料溶液を
調製する。同時に標準原液から作成された検量線用溶液
をも調製する。次いでこれら測定溶液をクリ−ン度１０
０以下の測定溶液供給グロ−ブボックス２に移し、そこ
に開口するＩＣＰ−ＭＳの試料導入細管８を通してＩＣ
Ｐト−チ部６に導入し、定量分析を行ない、検量線用溶
液の分析結果から検量線図を作成し、この検量線図に会
わせて、固体試料中の不純物料を定量する。
ち、先ず、洗浄用グロ−ブボックス５の蓋１１を開けて
固体試料、弗酸洗浄液を入れ、エアを給気してクリ−ン
度１００以下にした後、グロ−ブ１２に手を入れ、固体
試料を弗酸洗浄液で洗浄する。洗浄した固体試料をクリ
−ン度１００以下の乾固用グローブボックス４に移し、
そこで分解・乾固容器２２の内容器２３に前記固体試料
を入れ、それを扉を通してオ−ブン１５に入れ加熱し
て、固体試料を分解溶解する。分解が完了したところで
分解・乾固容器の冷却コイル２６に水を通して冷却し、
分解・乾固容器の内容器２３と液だめ２５とに温度差を
設け前記分解液を蒸発、乾固する。乾固したところで内
容器を乾固用グローブボックス内で取り出し、それをク
リ−ン度１００以下の調製用グロ−ブボックス３に移
し、予め作成しておいた希硝酸液で溶解し、試料溶液を
調製する。同時に標準原液から作成された検量線用溶液
をも調製する。次いでこれら測定溶液をクリ−ン度１０
０以下の測定溶液供給グロ−ブボックス２に移し、そこ
に開口するＩＣＰ−ＭＳの試料導入細管８を通してＩＣ
Ｐト−チ部６に導入し、定量分析を行ない、検量線用溶
液の分析結果から検量線図を作成し、この検量線図に会
わせて、固体試料中の不純物料を定量する。
【００１７】
【実施例】図３に示した洗浄、乾固および調製用の各１
００ｌのグローブボックスに１０ｍ3／時の風量のエア
を毎時１００回の換気で３０分間給気しクリ−ン度をク
ラス１００以下とした。
００ｌのグローブボックスに１０ｍ3／時の風量のエア
を毎時１００回の換気で３０分間給気しクリ−ン度をク
ラス１００以下とした。
【００１８】上記洗浄用グロ−ブボックス５の蓋１１を
開けて使用済の高純度合成石英ガラス製のウエハボ−ト
からサンプリングした１．３ｇのガラス塊を入れる。こ
の時、使用する弗酸、硝酸、標準原液、ピペット等全て
の薬品と器具もボックス内の所定の場所に入れて置く。
この作業でボックス内のクリーン度が悪化するので、蓋
をとじてから３０分以上待ってクリ−ン度がクラス１０
０以下になることを確認し、洗浄用グロ−ブボックスの
グロ−ブ１２から手を入れ、前記合成石英ガラスを３８
％の弗酸溶液で１．０ｇとなるまで繰り返し洗浄する。
洗浄した合成石英ガラスを乾固用グローブボックス４に
移し、該ボックス内の分解・乾固容器２２の内容器２３
に入れる。前記分解・乾固容器を乾固用グローブボック
スに隣接しているオ−ブンに扉を開けて入れ、１０５℃
で１３時間加熱する。これによって合成石英ガラスの分
解が完了するので、次に図７に示す道管２０に通水し、
液だめ２５を冷却する。この冷却により内容器２３と液
だめ２５の３８％の弗酸溶液との間に温度差が生じ、分
解溶液が蒸発、乾固する。蒸発乾固が完了したところで
分解・乾固容器２２を乾固用グローブボックス４に戻
し、３０分まってクリーン度が１００以下になったのを
確認した後、内容器を取り出し、それを調製用グロ−ブ
ボックス３移し、０．０７規定の希硝酸を１ｍｌ加えて
不純物残渣を回収し、試料溶液を調製する。得られた試
料溶液と標準原液から調製された表２のＳ検量線用溶液
とを測定溶液供給用グローブボックス２に移し、そこに
開口する試料導入細管８を通じてＩＣＰ−ＭＳのＩＣＰ
ト−チ６に供給し、検量線作成と試料溶液中のＦｅ、Ｎ
ｉ、Ｃｕ分析をおこなった。前記分析の結果、使用済の
高純度合成石英ガラス製のウエハボ−トが、この例で１
００ｐｐｔのＮｉと２００ｐｐｔのＣｕを含むことがわ
かった。Ｆｅは１００ｐｐｔ以下であった。
開けて使用済の高純度合成石英ガラス製のウエハボ−ト
からサンプリングした１．３ｇのガラス塊を入れる。こ
の時、使用する弗酸、硝酸、標準原液、ピペット等全て
の薬品と器具もボックス内の所定の場所に入れて置く。
この作業でボックス内のクリーン度が悪化するので、蓋
をとじてから３０分以上待ってクリ−ン度がクラス１０
０以下になることを確認し、洗浄用グロ−ブボックスの
グロ−ブ１２から手を入れ、前記合成石英ガラスを３８
％の弗酸溶液で１．０ｇとなるまで繰り返し洗浄する。
洗浄した合成石英ガラスを乾固用グローブボックス４に
移し、該ボックス内の分解・乾固容器２２の内容器２３
に入れる。前記分解・乾固容器を乾固用グローブボック
スに隣接しているオ−ブンに扉を開けて入れ、１０５℃
で１３時間加熱する。これによって合成石英ガラスの分
解が完了するので、次に図７に示す道管２０に通水し、
液だめ２５を冷却する。この冷却により内容器２３と液
だめ２５の３８％の弗酸溶液との間に温度差が生じ、分
解溶液が蒸発、乾固する。蒸発乾固が完了したところで
分解・乾固容器２２を乾固用グローブボックス４に戻
し、３０分まってクリーン度が１００以下になったのを
確認した後、内容器を取り出し、それを調製用グロ−ブ
ボックス３移し、０．０７規定の希硝酸を１ｍｌ加えて
不純物残渣を回収し、試料溶液を調製する。得られた試
料溶液と標準原液から調製された表２のＳ検量線用溶液
とを測定溶液供給用グローブボックス２に移し、そこに
開口する試料導入細管８を通じてＩＣＰ−ＭＳのＩＣＰ
ト−チ６に供給し、検量線作成と試料溶液中のＦｅ、Ｎ
ｉ、Ｃｕ分析をおこなった。前記分析の結果、使用済の
高純度合成石英ガラス製のウエハボ−トが、この例で１
００ｐｐｔのＮｉと２００ｐｐｔのＣｕを含むことがわ
かった。Ｆｅは１００ｐｐｔ以下であった。
【００１９】上記分析に用いた試薬、試料等を表１に、
また調製した試料溶液および検量線用溶液の内訳を表２
に示す。
また調製した試料溶液および検量線用溶液の内訳を表２
に示す。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】上記分析とは別に本発明方法の定量下限値
を調べるため、表２の１００ｐｐｔ検量線用溶液を２０
回繰返し分析したところ、その標準偏差σは１０ｐｐｔ
であり、１０σで定義した定量下限は４元素ともに１０
０ｐｐｔであった。
を調べるため、表２の１００ｐｐｔ検量線用溶液を２０
回繰返し分析したところ、その標準偏差σは１０ｐｐｔ
であり、１０σで定義した定量下限は４元素ともに１０
０ｐｐｔであった。
【００２３】
【発明の効果】本発明は、１００〜２００ｌ程度の小さ
な容量のグロ−ブボックスを４台使用することにより半
導体材料である石英ガラスやシリコンウエハ等に含有さ
れる不純物をｐｐｔのオ−ダ−で正確に分析することが
できる。
な容量のグロ−ブボックスを４台使用することにより半
導体材料である石英ガラスやシリコンウエハ等に含有さ
れる不純物をｐｐｔのオ−ダ−で正確に分析することが
できる。
【図１】ＩＣＰ−ＭＳの概略図である。
【図２】本発明装置の正面図である。
【図３】本発明装置のグロ−ブボックスの斜視図であ
る。
る。
【図４】測定溶液供給用グロ−ブボックスの透視図であ
る。
る。
【図５】本発明装置の背面斜視図である。
【図６】グロ−ブの透視図である。
【図７】オ−ブンの斜視図である。
【図８】分解・乾固容器の断面図である。
１ ＩＣＰ−ＭＳ ２ 測定溶液供給用グロ−ブボックス ３ 調製用グロ−ブボックス ４ 乾固用グロ−ブボックス ５ 洗浄用グロ−ブボックス ６ ＩＣＰト−チ ７ 四重極質量分析部 ８ 試料導入細管 ９ アルゴンガス貯蔵容器 １０ ＨＥＰＡフィルタ− １１ 蓋 １２ グロ−ブ １３ サンプル台 １４ デフュ−ザ− １５ オ−ブン １６ 排気ダクト １７ 扉 １８ 超純水用ル−プ １９ 圧縮空気供給管 ２０ 冷却水用給・排管 ２１ 加熱電源 ２２ 分解・乾固容器 ２３ 内容器 ２４ 外容器 ２５ 液だめ ２６ 冷却コイル ２７ 排水管 ２８ エアフィルタ−（０．１μｍ）
Claims (10)
- 【請求項１】 固体試料中の微量成分を分析する方法に
おいて、固体試料を分解溶解した後、蒸発、乾固して得
た不純物残渣から試料溶液を調製する分析準備をクリ−
ン度が上がったグロ−ブボックス内で行うことを特徴と
する固体試料の微量成分分析方法。 - 【請求項２】 グロ−ブボックス内のクリ−ン度がクラ
ス１００以下であることを特徴とする請求項１記載の固
体試料の微量成分分析方法。 - 【請求項３】 固体試料を分解溶解前に酸でエッチング
洗浄することを特徴とする請求項１または２記載の固体
試料の微量成分分析方法。 - 【請求項４】 蒸発、乾固がオーブン中の分解・乾固容
器内で同時に行われることを特徴とする請求項１ないし
３のいずれかに記載の固体試料の微量成分分析方法。 - 【請求項５】 高周波誘導結合プラズマ質量分析装置と
分析準備用グロ−ブボックスとオ−ブンとを備え、前記
分析準備用グロ−ブボックスが洗浄用グローブボック
ス、乾固用グローブボックス、調製用グローブボックス
および測定溶液供給用グロ−ブボックスからなることを
特徴とする固体試料の微量成分分析装置。 - 【請求項６】 オ−ブンが乾固用グローブボックスと扉
を介して接続され、該オ−ブン内が前記乾固用グローブ
ボックスに対して負圧に保持されていることを特徴とす
る請求項５記載の固体試料の微量成分分析装置。 - 【請求項７】 測定溶液供給用グロ−ブボックスが高周
波誘導結合プラズマ質量分析装置のサンプル台に嵌め込
み可能に調製用グローブボックスに片持的に把持されて
いることを特徴とする請求項５記載の固体試料の微量成
分分析装置。 - 【請求項８】 高周波誘導結合プラズマ質量分析装置の
試料導入細管が測定溶液供給用グロ−ブボックスに気密
的に突出ていることを特徴とする請求項５記載の固体試
料の微量成分分析装置。 - 【請求項９】分析準備用グロ−ブボックスの洗浄用グロ
ーブボックス、乾固用グローブボックスおよび調製用グ
ローブボックスにエアが天井のフィルタ−からダウンフ
ロ−に流れ、一方、測定溶液供給用グロ−ブボックスに
は圧縮空気が調製用グローブボックスの反対側から水平
方向に流れていることを特徴とする請求項５記載の固体
試料の微量成分分析装置。 - 【請求項１０】 測定溶液供給用グロ−ブボックス内が
加圧状態であることを特徴とする請求項９記載の固体試
料の微量成分分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21920193A JP3345121B2 (ja) | 1993-08-12 | 1993-08-12 | 固体試料の微量成分分析方法及びその分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21920193A JP3345121B2 (ja) | 1993-08-12 | 1993-08-12 | 固体試料の微量成分分析方法及びその分析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0755666A true JPH0755666A (ja) | 1995-03-03 |
| JP3345121B2 JP3345121B2 (ja) | 2002-11-18 |
Family
ID=16731796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21920193A Expired - Fee Related JP3345121B2 (ja) | 1993-08-12 | 1993-08-12 | 固体試料の微量成分分析方法及びその分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3345121B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003004600A (ja) * | 2001-06-15 | 2003-01-08 | Santoku Kagaku Kogyo Kk | 微量分析用液体サンプリング装置および微量分析用液体試料のサンプリング方法、分析機器への導入方法 |
-
1993
- 1993-08-12 JP JP21920193A patent/JP3345121B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003004600A (ja) * | 2001-06-15 | 2003-01-08 | Santoku Kagaku Kogyo Kk | 微量分析用液体サンプリング装置および微量分析用液体試料のサンプリング方法、分析機器への導入方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3345121B2 (ja) | 2002-11-18 |
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