(57)【要約】　【解決手段】　液体有機金属化合物ＭＯが収容された液体原料容器と、ＭＯを気化する気化装置と、前記容器と気化装置とを接続し、ＭＯの流量を制御する液体用マスフロコントローラーＭＦＣが介装された液体原料経路と、キャリアーガス源と、これと前記気化装置とを接続し、キャリアーガス用ＭＦＣが介装されたキャリアーガス経路と、一端が前記気化装置のガス導出路に接続され、他端が誘導結合型プラズマ発光分光分析装置の試料導入口に接続され、インラインモニターが介装された試料ガス経路と、校正用標準ガスが充填されたガスボンベと、これと前記試料ガス経路のインラインモニター介装位置より下流側の所用部とを接続し、校正用標準ガスの流量を制御する標準ガス用ＭＦＣが介装された標準ガス経路とを具備する気化供給装置。　【効果】　本発明の気化供給装置は、常に正確な濃度を有する有機金属化合物ガスをＩＣＰ装置に導入することができる。【選択図】　　　図１
2004132973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　（１）液体有機金属化合物が収容された液体原料容器と、前記液体有機金属化合物を気化する気化装置と、前記容器と気化装置とを接続し、前記液体有機金属化合物の流量を制御する液体用マスフロコントローラーが介装された液体原料経路と、
（２）キャリアーガス源と、このキャリアーガス源と前記気化装置とを接続し、
キャリアーガス用マスフロコントローラーが介装されたキャリアーガス経路と、
（３）一端が前記気化装置のガス導出路に接続されていると共に、他端が誘導結合型プラズマ発光分光分析装置の試料導入口に接続され、インラインモニターが介装された試料ガス経路と、
（４）更に校正用標準ガスが充填されたガスボンベと、このガスボンベと前記試料ガス経路のインラインモニター介装位置より下流側の所用部とを接続し、校正用標準ガスの流量を制御する標準ガス用マスフロコントローラーが介装された標準ガス経路
とを具備していることを特徴とする液体有機金属化合物の気化供給装置。
【請求項２】
　複数の校正用標準ガスボンベが配設されていると共に、これらの標準ガスの流量を制御する標準ガスマスフロコントローラーがそれぞれ介装された複数の標準ガス経路を備えた請求項１記載の気化供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、誘導結合型プラズマ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｐｌａｓｍａ）発光分光分析装置（ＩＣＰ）への液体有機金属化合物の気化供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
　近年、化合物半導体の結晶成長法として有機金属化合物を用いた有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）が注目を集めている。ＭＯＣＶＤ法は、化合物半導体のエピタキシャル薄膜を作製する上でよく用いられる結晶成長手段の一つであって、例えば（ＣＨ3）3Ｇａ、（ＣＨ3）3Ｉｎ、或いは（ＣＨ3）3Ａｌ等の有機金属化合物を原料とし、その熱分解反応を利用して薄膜の結晶成長を行う方法である。
【０００３】
　ＭＯＣＶＤにより得られる半導体薄膜の品質は、原料として用いられる有機金属化合物の化学的純度により大きく左右されるため、この技術が開発された当初から現在に至るまで、常により高純度な有機金属化合物が求め続けられてきた。
【０００４】
　しかしながら、有機金属化合物は、化学的な活性と毒性が非常に強いためにその取り扱いが困難で、未だ有機金属化合物中の微量不純物分析法が確立されたとは言い難い状況にある。
【０００５】
　現在までに報告されている有機金属化合物の微量不純物分析法は、分析装置としてはＩＣＰを用いたものが殆どであるが、ＩＣＰ測定時の有機金属化合物の形態並びにＩＣＰへの有機金属化合物の導入方法・装置としては、大別して以下に示す６種類の方法が知られている。
【０００６】
〈１〉加水分解法：有機金属化合物を加水分解した後、得られた水溶液をネブライザーで
　　　エアロゾルにしてＩＣＰトーチまで供給する方法。
　　　［例えば、Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｇｒｏｗｔｈ　７７（１９８
　　　６）４７−５４］
〈２〉溶液法：キシレン等の溶媒で希釈した有機金属化合物の混合溶液を、ネブライザー
　　　でエアロゾルにしてＩＣＰトーチまで供給する方法。
　　　［例えば、ＡＮＡＬＹＳＴ，ＭＡＹ　１９９０，ＶＯＬ．１１５］
〈３〉Ｆｌｏｗ　Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ法：有機金属化合物をジエチルエーテルと混合し、
　　　一旦、アダクトを形成させた後、ネブライザーに通じてエアロゾルとする。次に、
　　　そのエアロゾルをＭｅｍｂｒａｎｅ　ｄｒｙｉｎｇ　ｔｕｂｅに導入することによ
　　　り、ジエチルエーテルを系外に除去し、残った有機金属化合物だけをＩＣＰトーチ
　　　に供給するとした方法。
　　　［例えば、Ｓｐｅｃｔｒｏｃｈｉｍｉｃａ　Ａｃｔａ．Ｖｏｌ．４４Ｂ，Ｎｏ．１
　　　０，ｐｐ．１０４１−１０４８，１９８９］
〈４〉Ｅｌｅｃｔｒｏｔｈｅｒｍａｌ　Ｖａｐｏｒｉｚａｔｉｏｎ法：瞬時に３，０００
　　　℃程度にまで昇温可能な加熱器内に有機金属化合物を入れ、発生した有機金属化合
　　　物の蒸気をキャリアーガスで同伴し、直接ＩＣＰトーチに導入する方法。
　　　［例えば、ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＡＮＡＬＹＴＩＣＡＬ　ＡＴＯＭＩＣ　ＳＰ　
　　　ＥＣＴＲＯＭＥＴＲＹ，ＤＥＣＥＭＢＥＲ　１９９４，ＶＯＬ．９］
〈５〉直接蒸気導入法：ＳＵＳ製容器内に封入された有機金属化合物にキャリアーガスを
　　　吹き込み、得られた有機金属化合物の蒸気を直接ＩＣＰトーチに導入する方法。
　　　［例えば、Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，
　　　Ｖｏｌ．１８，Ｎｏ．５，１９８９］
〈６〉Ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ　Ｄｉｌｕｔｉｏｎ法：所定量の有機金属化合物を加熱器
　　　内に入れて加熱し、発生した有機金属化合物の蒸気をキャリアーガスにより直接Ｉ
　　　ＣＰトーチに導入する方法。
　　　［例えば、ＥＵＲＯＰＩＡＮ　ＰＡＴＥＮＴ　ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ，ＥＰ０４
　　　４７７４７Ａ２］
【０００７】
　上記６種類の方法には一長一短があり、いずれも完成された有機金属化合物の分析法／ＩＣＰへの導入法とは言えないが、ｉ）有機金属化合物の前処理が不要、ｉｉ）有機金属化合物を希釈せずに分析できるため、高感度な分析が可能、ｉｉｉ）不純物の経時的な濃度変化が無い、ｉｖ）測定に必要なサンプル量が微少量で済む等の理由から、〈６〉のＥｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ　Ｄｉｌｕｔｉｏｎ法が優れていると言われている。
【０００８】
　しかしながら、このようなＥｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ　Ｄｉｌｕｔｉｏｎ法を用いると、例えば有機金属化合物が充填されている容器から、シリンジ等の分注器を用いて有機金属化合物をサンプリングする必要があることから、ｉ）サンプリング時や加熱器への導入時に被毒、火傷等、人体が損傷を受ける可能性がある、ｉｉ）サンプリング操作のときに有機金属化合物を汚染する可能性がある、ｉｉｉ）分析回数ごとにサンプリングを繰り返し行わなければならない等の問題があった。
【０００９】
【特許文献１】欧州特許出願公開第４４７７４７号明細書
【非特許文献１】Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｇｒｏｗｔｈ　７７（１９８６）４７−５４
【非特許文献２】ＡＮＡＬＹＳＴ，ＭＡＹ　１９９０，ＶＯＬ．１１５
【非特許文献３】Ｓｐｅｃｔｒｏｃｈｉｍｉｃａ　Ａｃｔａ．Ｖｏｌ．４４Ｂ，Ｎｏ．１０，ｐｐ．１０４１−１０４８，１９８９
【非特許文献４】ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＡＮＡＬＹＴＩＣＡＬ　ＡＴＯＭＩＣ　ＳＰ　ＥＣＴＲＯＭＥＴＲＹ，ＤＥＣＥＭＢＥＲ　１９９４，ＶＯＬ．９
【非特許文献５】Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｖｏｌ．１８，Ｎｏ．５，１９８９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
　本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、人体に対して有害な有機金属化合物を安全に取り扱えるだけではなく、高価な有機金属化合物を極少量しか用いなくても、非常に高感度で再現性のあるＩＣＰ分析が可能な液体有機金属化合物の気化供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
　本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、１）液体有機金属化合物を充填した液体原料容器から液体原料の流量を制御する液体用マスフロコントローラーを経て、液体原料を気化する気化装置に接続された液体原料経路と、
２）キャリアーガス源からキャリアーガス用マスフロコントローラーを経て前記気化装置に接続されたキャリアーガス経路とを有し、
３）更に、前記気化装置の下流側に設置したインラインモニターを経て誘導結合型プラズマ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｐｌａｓｍａ）発光分光分析装置（ＩＣＰ）の試料導入口に通じるガス経路に、校正用標準ガスの流量制御に必要な気体用マスフロコントローラーを設置したガス経路を接続させる
ことにより、シリンジ等の分注器による煩雑で危険な液体有機金属化合物のサンプリング操作が不要となり、人体に対する安全性が格段に向上するだけではなく、サンプリング時の汚染を回避することができたり、高価な有機金属化合物を極少量しか用いなくても、非常に高感度で再現性の高いＩＣＰ分析が可能になること、更に、本発明の液体有機金属化合物の気化供給装置は、複数の校正用標準ガスを同時に発生させることができるため、広範な不純物の定性・定量分析を瞬時に行うことができること、これらの結果、極めて安全性が高く、しかも非常に高感度で再現性の高いＩＣＰ分析を行うことができることを知見し、本発明をなすに至ったものである。
【００１２】
　従って、本発明は、以下の気化供給装置を提供する。
［Ｉ］（１）液体有機金属化合物が収容された液体原料容器と、前記液体有機金属化合物を気化する気化装置と、前記容器と気化装置とを接続し、前記液体有機金属化合物の流量を制御する液体用マスフロコントローラーが介装された液体原料経路と、
（２）キャリアーガス源と、このキャリアーガス源と前記気化装置とを接続し、キャリアーガス用マスフロコントローラーが介装されたキャリアーガス経路と、
（３）一端が前記気化装置のガス導出路に接続されていると共に、他端が誘導結合型プラズマ発光分光分析装置の試料導入口に接続され、インラインモニターが介装された試料ガス経路と、
（４）更に校正用標準ガスが充填されたガスボンベと、このガスボンベと前記試料ガス経路のインラインモニター介装位置より下流側の所用部とを接続し、校正用標準ガスの流量を制御する標準ガス用マスフロコントローラーが介装された標準ガス経路とを具備していることを特徴とする液体有機金属化合物の気化供給装置、
［ＩＩ］複数の校正用標準ガスボンベが配設されていると共に、これらの標準ガスの流量を制御する標準ガスマスフロコントローラーがそれぞれ介装された複数の標準ガス経路を備えた（１）記載の気化供給装置。
【発明の効果】
【００１３】
　本発明の液体有機金属化合物の気化供給装置は、原料容器に充填されている液体有機金属化合物の流量をマスフロコントローラーで正確に計測・制御した後に気化装置でガス化させ、完全にガス化した有機金属化合物ガスの濃度をインラインモニターで確認することにより、常に正確な濃度を有する有機金属化合物ガスをＩＣＰ装置に導入することができる。また、校正用標準ガスを直接ＩＣＰ装置に供給できるため、有機金属化合物ガス中に残存する不純物濃度の定性・定量分析をインラインで行うことが可能である。そのため、シリンジ等の分注器による煩雑で危険な液体有機金属化合物のサンプリング操作が不要となり、人体に対する安全性が格段に向上するだけではなく、サンプリング時の汚染を回避することができたり、或いは高価な有機金属化合物を極少量しか用いなくても、非常に高感度で再現性の高いＩＣＰ分析が可能になる。
【発明の実施の形態及び実施例】
【００１４】
　以下、本発明につき図面を参照して更に詳しく説明する。
　図１は、本発明の第１発明に係る液体有機金属化合物の気化供給装置の一実施例を示し、図中１は液体有機金属化合物（ＭＯ）を収容する液体原料容器、２はアルゴンガス等のキャリアーガス源、３は気化装置である。また、Ｇ１は液体原料容器１と気化装置３とを接続する液体原料経路であり、この経路Ｇ１には、前記液体有機金属化合物の流量を制御する液体用マスフロコントローラーＭＦＣ−１が介装されていると共に、このＭＦＣ−１介装位置より上流側及び下流側にそれぞれ開閉バルブＶ１及びＶ２が介装されている。なお、前記経路Ｇ１の容器１側の端部はディップチューブとして構成され、その先端は有機金属化合物中に浸漬されている。Ｇ２は、前記キャリアーガス源２と気化装置３とを接続するキャリアーガス経路で、この経路Ｇ２には、キャリアーガスの流量を制御するキャリアーガス用マスフロコントローラーＭＦＣ−２が介装され、この介装位置より上流側には開閉バルブＶ３が介装されている。更に、Ｇ３は容器１とキャリアーガス源２とを接続する経路で、上流側には調圧器４、下流側には開閉バルブＶ４がそれぞれ介装されている。
【００１５】
　１０はＩＣＰ装置であり、前記気化装置３のガス導出路とＩＣＰ装置１０の試料導入口とは、試料ガス経路Ｇ４によって接続されている。この経路Ｇ４には、インラインモニター５が介装され、更にこれより下流側には開閉バルブＶ５が介装されている。なお、１１はプラズマトーチ、１２はインジェクター、１３はＲＦコイル、１４はプラズマ炎を示す。
【００１６】
　また、６は校正用標準ガスが充填されたガスボンベで、このガスボンベ６は、標準ガス経路Ｇ５によって、前記試料ガス経路Ｇ４の前記インラインモニター５介装位置と開閉バルブＶ５介装位置との間の部位と接続されている。ここで、経路Ｇ５には、上流側より下流側に向けて順次調圧器４’、校正用標準ガスの流量を制御する標準ガス用マスフロコントローラーＭＦＣ−３、開閉バルブＶ６がそれぞれ介装されている。この場合、前記標準ガス経路Ｇ５の前記開閉バルブＶ６介装位置より下流側部位には、一端がキャリアーガス源２と接続され、上流側より下流側に向けて順次開閉バルブＶ７、気体用マスフロコントローラーＭＦＣ−４、開閉バルブＶ８がそれぞれ介装されたキャリアーガス経路Ｇ６の他端が連結されており、また、標準ガス経路Ｇ５の調圧器４’介装位置とＭＦＣ−３介装位置との間の部位に、一端がキャリアーガス源２に接続され、開閉バルブＶ９が介装されたキャリアーガス経路Ｇ７の他端が連結されている。更に、標準ガス経路Ｇ５のＭＦＣ−３介装位置と開閉バルブＶ６介装位置との間の部位には、開閉バルブＶ１０が介装されたパージ経路Ｇ８が分岐されている。
【００１７】
　なお、前記試料ガス経路Ｇ４のインラインモニター５介装位置と開閉バルブＶ５介装位置との間にも、開閉バルブＶ１１を介装するパージ経路Ｇ９が分岐されている。
【００１８】
　前記気化装置３は、その内部に気液混合部及びノズル部が互いに近接して配置され、前記気液混合部において液体有機金属化合物を流量制御しながらキャリアーガスと混合し、このとき生成した気液混合体を前記ノズル部から噴霧状態で放出して前記液体有機金属化合物を気化し、この気化によって発生した有機金属化合物ガスを前記キャリアーガスとともに前記ノズル部の下流側のガス導出路から取り出すようにしてある。更に前記気化装置３には、加温器が設置してあり、前記有機金属化合物ガスを効率よく、安定した状態でガス化することができる。
【００１９】
　インラインモニター５はガス経路Ｇ４内の原料濃度を測定する装置で、ＩＣＰに供給する原料ガス濃度が設定値になっているかどうかを確認するために配置されている。その測定原理としては、前記インラインモニター５に内蔵されている赤外吸収セルに有機金属化合物ガスを通過させることにより、そのガス特有の赤外吸収を赤外線検出器で測定し濃度に変換している。ここで、濃度を計測された有機金属化合物ガスは、そのままガス経路Ｇ４を経由してＩＣＰ１０に導入されるが、ガス経路内の有機金属化合物ガスの濃度を更に安定させるためには、必要に応じ開閉バルブＶ５を閉弁、開閉バルブＶ１１を開弁した状態で経路Ｇ９よりガスパージを行うことが効果的である。
【００２０】
　また、バルブ切り替えの際に多少の圧力変動が生じる可能性があるが、それを軽減させるためには、図２のように、開閉バルブＶ５とＶ１１を一体化した２連式ブロックバルブ（空気作動式）を用いることにより、圧力変動もなく瞬時に供給経路を変更することができる。
【００２１】
　前記校正用標準ガスは、液体有機金属化合物（ＭＯ）中に残存する不純物濃度を定量するために必要な基準ガスであるが、分析対象となる不純物と同じ元素を含有している化合物を高純度アルゴンガスで希釈し、それをＡＰＩ−ＭＳ（Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ−Ｍａｓｓ　Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）等の高性能分析装置でガス濃度を精密に分析することで作製される。この校正用標準ガスは、標準ガス用マスフロコントローラーＭＦＣ−３を介装した経路Ｇ５を通じてＩＣＰに導入されるが、この際に前記マスフロコントローラーＭＦＣ−３でＩＣＰへの供給ガス流量を任意に変えることで、分析対象となる不純物濃度の検量線（不純物濃度対ＩＣＰのピーク感度）を作成することができる。
【００２２】
　校正用標準ガスに使用可能な化合物は、目的とする金属が含有され、適当な蒸気圧を有し、多種類の化合物を混合したときでも互いに複雑な化学変化を起こさないものがよく、例えばシリコン不純物を測定しようとする場合にはテトラメチルシラン、ゲルマニウム不純物であればテトラメチルゲルマンが好ましい。また、化合物を希釈するガスはアルゴンが最適で、その濃度は０．１〜１，０００ｐｐｍ、好ましくは１〜１００ｐｐｍである。また、前記校正用標準ガスは、正確な金属濃度をＡＰＩ−ＭＳ等の高性能分析装置で検定しなければならない。前記校正用標準ガスは、マスフロコントローラーＭＦＣ−３を通り、ＩＣＰに導入されることにより各元素に対応したピーク強度が測定されるが、このピーク強度と標準ガス濃度から得られた検量線を用いることで、有機金属化合物ガス中の不純物濃度を正確に求めることができる。
【００２３】
　前記校正用標準ガスのガス経路内濃度を更に安定させるためには、必要に応じ開閉バルブＶ６を閉弁、開閉バルブＶ１０を開弁した状態で、経路Ｇ８よりガスパージを行うことが効果的である。
【００２４】
　また、バルブ切り替えの際に多少の圧力変動が生じる可能性があるが、それを軽減させるためには、図３のように、開閉バルブＶ６とＶ１０を一体化した２連式ブロックバルブ（空気作動式）を用いることにより、圧力変動もなく瞬時に供給経路を変更することが可能となる。
【００２５】
　有機金属化合物ガスや校正用標準ガスを配管経路に通じて輸送すると、配管内壁に有機金属化合物や金属成分が吸着されるため、これがメモリー効果となって分析結果に悪影響を与えることがある。そこで、この影響を排除するために、前記経路Ｇ４の前記気化装置３の下流側から前記インラインモニター５に至る配管及び前記インラインモニター５の下流側からＩＣＰ１０に至る配管、並びに経路Ｇ５の開閉バルブＶ６の下流側の配管、経路Ｇ６の開閉バルブＶ８の下流側の配管、更には経路Ｇ９の上流側の配管には、テープヒーター等の加熱器７を付設することが好ましい。
【００２６】
　また、校正用標準ガスのメモリー効果を瞬時に除去するために、開閉バルブＶ７、気体用マスフロコントローラーＭＦＣ−４、開閉バルブＶ８を通って、経路Ｇ６よりパージガスを流すことが可能である。
【００２７】
　図４は、第２発明の実施例を示す。この例は、２種の校正用標準ガスをそれぞれ充填するガスボンベ６ａ，６ｂをそれぞれ配設したもので、これらガスボンベ６ａ，６ｂにはそれぞれ上流側より下流側に向けて順次調圧器４’ａ，４’ｂ、標準ガス流量を制御する標準ガス用マスフロコントローラーＭＦＣ−３ａ，ＭＦＣ−３ｂ、及び開閉バルブＶ６ａ，Ｖ６ｂを介装する標準ガス経路Ｇ５ａ，Ｇ５ｂの一端が接続されていると共に、これら経路Ｇ５ａ，Ｇ５ｂの他端は標準ガス供給経路Ｇ５ｃの一端に接続され、この経路Ｇ５ｃの他端が前記試料ガス経路Ｇ４のインラインモニター５介装位置と開閉バルブＶ５介装位置との間の部位に接続されている。また、前記両経路Ｇ５ａ，Ｇ５ｂには、それぞれバルブＶ８ａ，Ｖ８ｂ，Ｖ９ａ，Ｖ９ｂを介装する経路Ｇ６，Ｇ７が接続し、更にバルブＶ１０ａ，Ｖ１０ｂを介装するパージ経路Ｇ８ａ，Ｇ８ｂが分岐しており、その他の構成は図１と同様である。
【００２８】
　なお、校正用標準ガスの種類は３種以上でもよく、この場合、それらのボンベに上記と同様の標準ガス経路を設ければよい。
【００２９】
　前記校正用標準ガスは、分析対象となる不純物の種類に対応するため、最終的には分析に必要な元素の数だけ必要となる。装置の簡略化のためには、測定対象となる全ての金属含有化合物を一本の圧力容器に仕込んだ、多元素校正用標準ガスを作製するべきであるが、化合物の種類によっては化学反応で不揮発性の化合物を生じたり、或いは別の化合物に変わったりすることもある。そこで、互いに混合しても安定な化合物同士を幾つかのグループに分割する必要性が生じ、複数の校正用標準ガスとそれに応じた供給経路が要求されることになるが、ＩＣＰの操作性等を考慮すると前記校正用標準ガスの種類と気体用マスフロコントローラーの使用台数、並びにガス経路は２−５系統であることが望ましい。
【００３０】
　更に、本発明の液体有機金属化合物の気化供給装置は、第１発明及び第２発明の液体有機金属化合物（ＭＯ）を充填した液体原料容器１から気化装置３に至る液体原料経路Ｇ１の配管長を出来るだけ短くし、また配管外径も１／８インチ以下のものを使用したり、更に前記原料容器１に付設した前記メインバルブＶ１も出来るだけ小さなサイズを用いることで、前記液体用マスフロコントローラーＭＦＣ−１内、気化装置３内、メインバルブＶ１、或いは液体原料経路Ｇ１内のデッドボリュームを最小限に留めることができる。
【００３１】
　本発明の液体有機金属化合物の気化供給装置において、第１発明、第２発明の液体用マスフロコントローラーＭＦＣ−１から気化装置３に供給される液体有機金属化合物（ＭＯ）原料の流量は０.００５〜１ｇ／毎分、より好ましくは０.０１〜０.１ｇ／毎分であり、また気化装置３に供給されるキャリアーガスの流量は１０〜３，０００ｍｌ／毎分、より好ましくは５０〜１，０００ｍｌ／毎分の範囲である。
【００３２】
　更に、本発明の液体有機金属化合物の気化供給装置において、第１発明、第２発明の標準ガス用マスフロコントローラーＭＦＣ−３の流量が０．１〜１００ｍｌ／毎分、より好ましくは１〜１０ｍｌ／毎分の範囲である。
【００３３】
　開閉バルブＶ３を開き、事前にキャリアーガス流量を設定したキャリアーガス用マスフロコントローラーＭＦＣ−２にキャリアーガスを通じることで、気化装置３からガス経路Ｇ４よりインラインモニター５を経由してＩＣＰにキャリアーガスが輸送される。この状態で行ったＩＣＰ測定の結果をブランクとする。
【００３４】
　調圧器４で所定の圧力に調整したキャリアーガスを、開閉バルブＶ４を経由して液体原料容器１に通じることで、前記液体原料容器１内の内圧が高まる。この状態でメインバルブＶ１を開くと液体有機金属化合物（ＭＯ）がディップチューブからメインバルブＶ１を通り、液体用マスフロコントローラーＭＦＣ−１付近にまで達するが、更に開閉バルブＶ２を開くことで前記液体有機金属化合物が前記液体用マスフロコントローラーＭＦＣ−１に到達し、それと同時に流量制御を開始する。
【００３５】
　これにより、一定流速の前記液体有機金属化合物（ＭＯ）が経路Ｇ１を通り気化装置３まで供給されるが、ここでキャリアーガス用マスフロコントローラーＭＦＣ−２から大量に輸送されているキャリアーガスで希釈・混合されるとともに、気化装置３内で所定温度、例えば１５０℃まで瞬時に加熱され、完全にガス化した有機金属化合物は、経路Ｇ４を通ってインラインモニター５まで高速で輸送される。
【００３６】
　前記インラインモニター５は、キャリアーガスに希釈・混合された有機金属化合物ガス濃度を測定し、所定の濃度になっているか否かを判断する。前記インラインモニター５から排出された前記有機金属化合物ガスは、経路Ｇ４から開閉バルブＶ５を経由してＩＣＰ１０に導入される。
【００３７】
　また、前記有機金属化合物ガス内の不純物量を正確に定量するために、校正用標準ガスを標準ガス用マスフロコントローラーＭＦＣ−３を通り、経路Ｇ５より更に経路Ｇ４を経由してＩＣＰ１０に導入することができる。
【００３８】
　ここで、ＩＣＰ分析の対象となる液体有機金属化合物（ＭＯ）は、ＭＯＣＶＤ用原料として用いられるものであれば特に制限はないが、ＩＩＩ−Ｖ族やＩＩ−ＶＩ族半導体などの所謂化合物半導体材料の微量分析に顕著な効果を発揮する。
【００３９】
　具体的な化合物の名称としては、トリメチル（エチル）ガリウム、トリメチル（エチル）インジウム、トリメチル（エチル）アルミニウム、ジメチル（エチル）亜鉛、ターシャリーブチルホスフィン、ターシャリーブチルアルシン等が挙げられるが、これに限定される訳ではなく、常温・常圧で僅かにでも蒸気圧がある液体の有機金属化合物、有機化合物、水素化金属化合物、ハロゲン化金属化合物であるならば、全ての化合物が分析対象となる。但し、分析対象となる金属不純物に蒸気圧がなく、キャリアーガスによる輸送ができなければ基本的に分析はできない。
【００４０】
　より具体的に前記装置の作動例を示すと下記の通りである。
　まず、ＩＣＰ−ＡＥＳのプラズマトーチを点灯させ、プラズマが安定に燃焼していることを確認する。開閉バルブＶ５を開弁し、キャリアーガス（アルゴン）を気体用マスフロコントローラーＭＦＣ−２で流量制御をしておく。キャリアーガスの流量は、アルゴンプラズマを安定して燃焼させるために必要な５００〜７００ｍｌ／毎分に設定する。この時、キャリアーガスは気化装置３、インラインモニター５を通じてＩＣＰに供給される。
【００４１】
　調圧器４の圧力を２ｋｇ／ｃｍ2に設定した後に開閉弁Ｖ９を閉弁し、メインバルブＶ１を開弁したあとに緩やかにメインバルブＶ４を開弁する。この状態で開閉バルブＶ２を開弁すると液体用マスフロコントローラーＭＦＣ−１がすぐに流量制御を開始し、一定流速の液体有機金属化合物を気化装置３に供給し始める。液体用マスフロコントローラーＭＦＣ−１の設定値は、０．０１〜０．１ｇ／毎分の範囲であることが分析結果に対して好結果をもたらす。
【００４２】
　気化装置３に達した液体有機金属化合物（ＭＯ）は、ここで大量のキャリアーガスで希釈・混合されるが、更に加温器で瞬時に１５０℃まで加熱されることにより、経路Ｇ４からインラインモニター５まで高速で輸送される。インラインモニター５で濃度を計測された有機金属化合物ガスは、そのままガス経路Ｇ４より、開閉バルブＶ５を経由してＩＣＰに導入されるが、ガス経路内の有機金属化合物ガスの濃度を更に安定させるためには、開閉バルブＶ５を閉弁、開閉バルブＶ１１を開弁した状態で、経路Ｇ９より２〜５分間程ガスパージを行うことが効果的である。また、このバルブ切り替えの際に多少の圧力変動が生じる可能性があるが、それを軽減させるためには図２のように開閉バルブＶ５とＶ１１を一体化した２連ブロックバルブ（空気作動式）を用いることにより、圧力変動もなく瞬時に供給経路を変更することができる。
【００４３】
　このようにして、濃度と流量が明確に既定された有機金属化合物ガスがＩＣＰに供給されることにより、迅速で高精度、しかも人体に対して非常に安全性の高いＩＣＰ分析が可能になる。
【００４４】
　校正用標準ガスに使用可能な化合物は、目的とする金属が含有され、適当な蒸気圧を有し、多種類の化合物を混合したときでもお互いに複雑な化学変化を起こさないものがよく、例えばシリコン不純物を測定しようとする場合にはテトラメチルシラン、ゲルマニウム不純物であればテトラメチルゲルマンが好ましい。また、化合物を希釈するガスはアルゴンが最適で、その濃度は０．１〜１，０００ｐｐｍ、好ましくは１〜１００ｐｐｍである。また前記校正用標準ガスは、正確な金属濃度をＡＰＩ−ＭＳ等の高性能分析装置で検定しなければならない。前記校正用標準ガスは、マスフロコントローラーを通り、経路Ｇ５、更にはＧ４を経由してＩＣＰに導入されることにより各元素に対応したピーク強度が測定されるが、このピーク強度と標準ガス濃度から得られた検量線を用いることで、有機金属化合物ガス中の不純物濃度を正確に求めることができる。
【００４５】
　前記校正用標準ガスのガス経路内濃度を更に安定させるためには、開閉バルブＶ６を閉弁、開閉バルブＶ１０を開弁した状態で経路Ｇ８より２〜５分程ガスパージを行うことが効果的である。また、バルブ切り替えの際に多少の圧力変動が生じる可能性があるが、それを軽減させるためには図３のように、開閉バルブＶ６とＶ１０を一体化した２連式ブロックバルブ（空気作動式）を用いることにより、圧力変動もなく瞬時に供給経路を変更することが可能となる。
【００４６】
　更に、本発明の液体有機金属化合物の気化供給装置は複数の校正用標準ガスを同時に発生させることができるため、広範な不純物の定性・定量分析を瞬時に行うことができる。この場合、校正用標準ガスを複数系統に分割することにより、標準ガスに用いる各化合物の化学反応を防止し得る。
【００４７】
　これらの結果、極めて安全性が高く、しかも非常に高感度で再現性の高いＩＣＰ分析を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の他の実施例を示す概略構成図である。
【図３】本発明の別の実施例を示す概略構成図である。
【図４】本発明の更に別の実施例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００４９】
１　液体原料容器
２　キャリアーガス源
３　気化装置
４　調圧器
５　インラインモニター
６　校正用標準ガスボンベ
７　加熱器
１０　ＩＣＰ装置
ＭＦＣ−１〜ＭＦＣ−４　マスフロコントローラー
Ｖ１〜Ｖ１１　開閉バルブ
Ｇ１〜Ｇ９　経路
【図１】
2004132973.tif 000003
【図２】
2004132973.tif 000004
【図３】
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【図４】
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