Способ определения состава поверхностных загрязнений кремниевых пластин и структур

(51)5 6 31/22, Н 01,3 49/26 ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ИДЕТЕЛЬСТВ К АВТОРСКОМ зобретениеотносится к лизу химического (эл вещества и материал ыми методами, в арительную химическ ца. в частности к альному способу анал спользовано для высо пределения состава нений кремниевых пл исследованию ементного) соов инструменключающими ую обработкухимико-массиза, и может кочувствительповерхностных астин и струки ана става тальн предв образ спектр быть и ного о загряз тур,тур.П ставленная цель до стном способе опр хностных загрязне н и структур, включ ю химическую обр утем нанесения тигается тем, что деления состава ний кремниевых ющем предвариботку поверхнои локализации в иэв повер пласт тельн сти и(71) Всесоюзный электротехнический институт им, В.И, Ленина(56) Быковский Ю.К., Неволин В,Н, Лазерная масс-спектрометрия, М,: Энергоатомизат, 1985, с. 115.Спектроскопические методы определения следов элементов. Под ред. Петрухина О.М. и Недлера В.В, М,: Мир, 1979. с. 428- 440.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 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 чувстительности и точности определения элеентного состава поверхностных агрязнений кремниевых пластин и струк 16243 145 10 15 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 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-водородной кислотю, 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,П р и м е р, 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. Сухой остаток (комг 1 лексы различных элементов с 8-оксихинолином) облучают излучением лазера ЛТИПЧв режиме свободной генерации, а затем (после определения области локали 25 30 35 40 45 50 зации пяна анализируемого вещества) - в режиме модулированной добротности с плотностью мощности излучения 10 Вт/см,9 2 Масс-спектры регистрируют на фотопленку "УФ" или фотопластины "1 ИогсГ, а ихобработку проводят на микроденситометре МД,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 И=5 составляет величину 8-14(по прототипу - до 20-25%),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 масс- спектра и обработку данных, о т л и ч а ющ и й с я 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 Н. КатиноваТехред 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, Раушская наб., 4/5 Проиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 йаКМ 9 5 10 3 10" 1 10" 2 10 1101 1101