Способ определения состава поверхностных загрязнений кремниевых пластин и структур Советский патент 1991 года по МПК G01N31/22 H01J49/26 

Изобретение относится к исследованию и анализу химического (элементного) состава вещества и материалов инструментальными методами, включающими предварительную химическую обработку образца, в частности к химико-масс- спектральному способу анализа, и может быть использовано для высокочувствительного определения состава поверхностных загрязнений кремниевых пластин и структур.

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 л структур, включающем предварительную химическую обработку поверхности путем нанесения и локализации

минимального количества фтрристо-водо- родной 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 вначале в 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-аодородной кислоты, а с другой - визуализацию (возможность контроля) области локализации сухого остатка после испарения кислоты благодаря флуоресценции образовавшихся поверхностных комплексов при сканирований 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 комплексообразователя - 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 ПК-лампой, помещают в источник ионов масс-спектрографа ЭМАЛ-2. Сухой остаток (комплексы различных элементов с 8-окси- хинолином) облучают излучением лазера ЛТИПЧ-7 в режиме свободной генерации, а затем (после определения области локалии

зации пятна анализируемого вещества)- в режиме модулированной добротности с плотностью мощности излучения -л/109 Вт/см2. 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 злементов на поверхности кремниевых пластин, ат/см2.

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

,95 и числе параллельных определений составляет величину 8-14% (по прототипу-до 20-25%)

Формула изобретения 25Способ определения состава поверхностных загрязнений кремниевых пластин и структур, включающий предварительную химическую обработку исследуемой поверхности путем нанесения и локализации фто30 ристо-водородной кислоты с последующим испарением и ионизацией сухого остатка исследуемого вещества, регистрацию масс- спектра и обработку данных, отличающийся тем, что, с целью повышения

35 чувствительности и точности, передвари- тельную химическую обработку исследуемой поверхности проводят с добавкой комплексообразователя, после чего по исследуемой поверхности сканируют лазерным

40 лучом в режиме свободной генерации с плотностью мощности, не превышающей пороговое значение, при котором происходит испарение исследуемого вещества, локализацию об/тасти сухого остатка

45 исследуемого вещества осуществляют визуально по флуоресценции образовавшихся поверхностных комплексов, а процесс испарения и ионизации исследуемого вещества производят воздействием лазерного Visny50 чения в режиме модулированной добротности.

Продолжение таблицы

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