Способ определения состава поверхностных загрязнений кремниевых пластин и структур

 

Изобретение относится к масс-спектрометрии и может быть использовано для высокочувствительного определения состава поверхностных загрязнений кремниевых пластин и структур Цель изобретения - повышение чувствительности и точности определения Предлагаемый способ включает предварительную химическую обработку поверхности путем нанесения и локализации минимального количества фтористо-водородной кислоты с последующим испарением и ионизацией вещества сухого остатка, регистрацией масс-спектра и обработкой данных. Предварительную химическую обработку поверхности проводят с добавкой комплексообразователя, а испарение и ионизацию осуществляют воздействием излучения лазера последовательно в режиме свободной генерации, а затем в режиме модулированной добротности, что позволяет повысить степень концентрирования и визуализацию области локализации сухого остатка после испарения кислоты благодаря флуоресценции образовавшихся поверхностных комплексов при сканировании исследуемой поверхности излучением лазера в режиме свободной генерации с плотностью мощности, не превышающей значения, при котором происходит испарение вещества. 1 табл. (Л С

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

В (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В (21) 4467827/21 (22) 29.07,88 (46) 30.01.91, Бюл. М 4 (71) Всесоюзный электротехнический институт им, В.И, Ленина (72) А.3. Разяпов и С.О. Иэидинов (53) 621.384(088.8) (56) Быковский Ю.К., Неволин В Н, Лазерная масс-спектрометрия, М,: Энергоатомиздат, 1985, с. 115.

Спектроскопические методы определения следов элементов. Под ред. Петрухина

О.М. и Недлера В.В. М.: Мир, 1979. с. 428440.

Сапрыкин А.И. и др. Метод тонкого слоя в искровой масс-спектрометрии, Анализ поверхности кремниевых пластин. Журнал аналит. химии, т. 38, М 7, 1983, с. 1238-1242 (прототип). (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТАВА

ПОВЕРХНОСТНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ КРЕМНИЕВЫХ ПЛАСТИН И СТРУКТУР (57) Изобретение относится к масс-спектрометрии и может быть использовано для высокочувствительного определения состава поверхностных загрязнений кремниевых

Изобретение относится к исследованию и анализу химического (элементного) состава вещества и материалов инструментальными методами, включающими предварительную химическую обработку образца. в частности к химико-массспектральному способу анализа, и может быть использовано для BblcoKo÷ósñòaèòåëüного определения состава поверхностных загрязнений кремниевых пластин и структур,,, Б0,, 1624314 Al (я)5 G 01 N 31/22, Н 01 J 49/26 пластин и структур. Цель изобретения — повышение чувствительности и точности определения. Предлагаемый способ включает предварительную химическую обработку поверхности путем нанесения и локализации минимального количества фтористо-водородной кислоты с последующим испарением и иониэацией вещества сухого остатка, регистрацией масс-спектра и обработкой данных. Предварительную химическую обработку поверхности проводят с добавкой комплексообразователя, а испарение и иониэацию осуществляют воздействием излучения лазера последовательно в режиме свободной генерации, а затем в режиме модулированной добротности, что позволяет повысить степень концентрирования и визуализацию области локализации сухого остатка после испарения кислоты благодаря флуоресценции образовавшихся поверхностных комплексов при сканировании исследуемой поверхности излучением лазера в режиме свободной генерации с плотностью мощности, не превышающей значения, при котором происходит испарение вещества. 1 табл.

Цель изобретения — повышение чувствительности и точности определения элементного состава поверхностных загрязнений кремниевых пластин и структур.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе определения состава поверхностных загрязнений кремниевых пластин и структур, включающем предварительную химическую обработку поверхности путем нанесения и локализации

1624314

20 минимального количества фтрристо-водородной кислоты, с последующим испарением и иониэацией вещества сухого остатка, регистрацией масс-спектра и обработкой данных, предварительную химическую обработку поверхности проводят с добавкой комплексообразователя, а испарение и ионизацию осуществляют воздействием излучения лазера последовательно вначале s режиме свободной генерации. а затем в режиме модулированной добротности.

Введение добавки комплексообразователя обеспечивает, с одной стороны, повышение степени концентрирования и снижение потерь за счет образования устойчивых комплексов определяемых примесей в объеме фтористо-водородной кислоты, а с другой — визуализацию (возможность контроля) области локализации сухого остатка после испарения кислоты благодаря флуоресценции образовавшихся поверхностных комплексов при сканировании исследуемой поверхности излучением лазера в режиме свободной генерации с плотностью мощности, не превышающей значения, при котором происходит испарение вещества, Последующее воздействие лазером (предварительно оконтуренной области размещения анализируемой пробы) в режиме модулированной добротности сводит к минимуму испарение материала подложки и тем самым увеличивает коэффициент использования интересуемого вещества, Пример, Предварительную химическую обработку поверхности полированных пластин кремния осуществляют нанесением 50 мкл фтористо-водородной кислоты с добавкой комплексообраэователя — 10 мкл раствора 8-оксихинолина. Кислота после травления (удаления) тонкого слоя оксида кремния локализуется в виде микрокапли, не смачивая поверхности элементарного кремния, в определенной области пластины, которую затем высушивают под ИК-лампой, помещают в источник ионов масс-спектрографа ЭМАЛ-2. Сухой остаток (комплексы различных элементов с 8-оксихинолином) облучают излучением лазера

ЛТИПЧ-7 в режиме свободной генерации, а затем (после определения области локали25

50 зации пятна анализируемого вещества) — в режиме модулированной добротности с плотностью мощности излучения 10 Вт/см, 9 2

Масс-спектры регистрируют на фотопленку

"УФ-4" или фотопластины "Ifford", а их обработку проводят на микроденситометре

МД-100, В таблице приведены чувствительности определения примесей целого ряда элементов на поверхности кремниевых пластин, ат/см, Из таблицы видно, что чувствительность предлагаемого способа в 2-3 раза выше по сравнению с известным способом, базирующимся на использовании искрового источника без добавки комплексообразователя.

Точность измерений характеризуется тем, что относительное стандартное отклонение при доверительной вероятности

Р=-0,95 и числе параллельных определений

N=5 составляет величину 8-14 (по прототипу — до 20-25 /о).

Формула изобретения

Способ определения состава поверхностных загрязнений кремниевых пластин и структур, включающий предварительную химическую обработку исследуемой поверхности путем нанесения и локализации фтористо-водородной кислоты с последующим испарением и ионизацией сухого остатка исследуемого вещества, регистрацию массспектра и обработку данных, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности, передварительную химическую обработку исследуемой поверхности проводят с добавкой комплексообразователя, после чего по исследуемой поверхности сканируют лазерным лучом в режиме свободной генерации с плотностью мощности, не превышающЕй пороговое значение, при котором происходит испарение исследуемого вещества, локализацию области сухого остатка исследуемого вещества осуществляют визуально по флуоресценции образовавшихся поверхностных комплексов, а процесс испарения и иониэации исследуемого вещества производят воздействием лазерного Излучения в режиме модулированной добротности.

1624314

Продолжение таблицы

Составитель H. Катинова

Техред М.Моргентал Корректор А.Осауленко

Редактор О. Спесивых

Заказ 184 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Проиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Na

К

М9

5 10

3 10"

1 1012

2 10

1 ° 1012

1 ° 1012