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原子状水素定量方法およびその装置 コモンズ 外国出願あり

国内特許コード P09S000268
掲載日 2010年1月15日
出願番号 特願2007-502544
登録番号 特許第4072627号
出願日 平成17年9月20日(2005.9.20)
登録日 平成20年2月1日(2008.2.1)
国際出願番号 PCT/JP2005/017266
国際公開番号 WO 2006/085405
国際出願日 平成17年9月20日(2005.9.20)
国際公開日 平成18年8月17日(2006.8.17)
優先権データ
  • 特願2005-035392 (2005.2.14) JP
発明者
  • 並木 章
  • 和泉 亮
  • 鶴巻 浩
出願人
  • 九州工業大学
発明の名称 原子状水素定量方法およびその装置 コモンズ 外国出願あり
発明の概要 【要約】 原子状水素の定量を簡便かつ正確に行うことができる原子状水素定量方法およびその装置ならびに原子状水素を除去することができる原子状水素除去方法およびその装置を提供する。原子状水素定量装置10は、センサー室12、センサー基板14、加熱機構16、原子状重水素発生装置24および質量分析装置26を備える。原子状重水素をセンサー基板14に照射し、センサー基板14を原子状水素を含む測定対象ガスに曝露し、センサー基板14から脱離するHDおよび重水素の強度を測定して、これよりセンサー基板14に残存する原子状重水素量を算出し、予め求めておいたセンサー基板14に対する原子状水素照射量とセンサー基板14に残存する原子状重水素量との質量分析による強度の相関関係に基づいて、測定対象ガス中の原子状水素を定量する。
従来技術、競合技術の概要 【背景技術】近年、半導体産業を中心に原子状水素を利用した基板の表面洗浄技術が注目を浴びている。また、薄膜堆積過程において、原料材料から発生する原子状水素が半導体デバイスの性能を決定することが明らかにされている。そのため、原子状水素の発生量を定量する技術および原子状水素の量を制御するための原子状水素を除去する技術が求められている。原子状水素の定量を行う、古くから知られている簡便な方法として、特殊な硝子に原子状水素を照射し、ガラスが着色することを利用して、原子状水素の量を測る方法がある(例えば非特許文献1参照。)。しかしながら、この方法では、正確な原子状水素の量を測ることは困難である。一方、原子状水素量を正しく測定する方法として、2光子レーザー誘起蛍光法や真空紫外吸収法がある(例えば非特許文献2参照。)。しかしながら、これらの方法は、いずれも大型のレーザー装置が必要となるため、装置構成が複雑になり、また装置コストが嵩んでしまうなどの問題がある。 また、原子状水素による結晶シリコン上の原子状重水素(D)の引き抜き反応を利用した定量法がある。この方法は、原子状重水素を用いることによって、バックグラウンドに存在している水素と区別できるため、比較的正しく原子状水素量を測定できることを特徴としている。(例えば非特許文献3、非特許文献4参照。)。しかしながら、この場合、結晶シリコンを超高真空中で洗浄しなくてはならないなど、取り扱いが困難である。また、定量の再現性が非常に悪く、一部の科学的研究目的のみで用いられている。
【非特許文献1】森本隆志, 米山浩司, 梅本宏信, 増田淳, 松村英樹, 石橋啓次, 俵山博匡, 川副博司, 酸化タングステン含有ガラスを用いたH原子密度の定量, 春季第51回応用物理学関係連合講演会、(東京)、 28P-ZE-1、2004年3月
【非特許文献2】H. Umemoto, K. Ohara, D. Morita, Y. Nozaki, A. Masuda, andH. Matsumura, Direct Detection of Atomic Hydrogen in the Catalytic ChemicalVapor Deposition of the SiH4/H2 System, J. Appl. Phys.,91, 3, 1650, 2002.
【非特許文献3】H. N. Waltenburug, J. T. Yates, Surface-chemistry ofsilicon, Chem. Reviews, 95, 5, 1589 (1995).
【非特許文献4】S. Shimokawa, A. Namiki, T. Ando, Y. Sato, J. Lee, J. Chem.Phys., 112, 356 (2000).
産業上の利用分野 本発明は、主に原子状水素の定量技術に関する。
特許請求の範囲 【請求項1】 センサー材料を初期条件に調製するセンサー調製工程と、 該センサーを、原子状水素を含む測定対象ガスに曝露するセン サー曝露工程と、 該センサーを加熱する加熱工程と、 該センサーから脱離する水素の強度を測定する強度測定工程と、 予め求めておいた該センサーに対する原子状水素の照射時間と該センサーから脱離する水素の質量分析による強度の相関関係に基づいて、測定対象ガス中の原子状水素を定量する原子状水素定量工程と、を有することを特徴とする原子状水素定量方法。
【請求項2】前記センサー調製工程において、原子状重水素をセンサー材料に照射してセンサーを調製し、 前記強度測定工程において、該センサーから脱離するHDおよび重水素の強度を測定して、これよりセンサーに残存する原子状重水素量を算出し、 前記原子状水素定量工程において、予め求めておいた該センサーに対する原子状水素照射量とセンサーに残存する原子状重水素量との質量分析による強度の相関関係に基づいて、測定対象ガス中の原子状水素を定量することを特徴とする請求項1記載の原子状水素定量方法。
【請求項3】 前記センサー材料がNi、Cr、Al、Mn、Fe、Co、Be、W、V、Si、C、Nb、Ta、CuおよびTiのうちから選ばれる少なくとも2種類以上の金属から構成される合金であることを特徴とする請求項1または2記載の原子状水素定量方法。
【請求項4】 前記合金がインコネルであることを特徴とする請求項3記載の原子状水素定量方法。
【請求項5】 前記強度測定工程において、四重極質量分析装置を用いて質量分析することを特徴とする請求項1または2記載の原子状水素定量方法。
【請求項6】 センサー基板と該センサー基板を加熱する加熱機構とを収容するセンサー室と、該センサー室に接続して設けられる、該センサー室に原子状重水素を流通遮断可能に導入する原子状重水素導入部、測定対象ガスを該センサー室に流通遮断可能に導入する測定対象ガス導入部および該センサー室のガスを流通遮断可能に質量分析装置に導出するセンサー室ガス導出部を、少なくとも備えることを特徴とする原子状水素定量装置。
【請求項7】 前記原子状重水素導入部に接続される原子状重水素発生装置と、前記センサー室ガス導出部に接続される質量分析装置とをさらに備えることを特徴とする請求項6記載の原子状水素定量装置。
【請求項8】 前記質量分析装置が四重極質量分析装置であることを特徴とする請求項7記載の原子状水素定量装置。
産業区分
  • 試験、検査
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 権利存続中
詳細は、下記「問合せ先」まで直接お問い合わせください。


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