(57)【要約】【課題】  測定対象物質と非測定対象物質とを含む試料に対し、非測定対象物質からの脱離ガス発生データ（バックグラウンドデータ）を除去して、測定対象物質からの脱離ガス発生量のみを検出し、これにより測定対象物質の高精度な分析を実現する。【解決手段】  測定対象物質と非測定対象物質とを含む第１の試料を所定の昇温速度で加熱し、当該第１の試料からの発生ガス量を検出する第１の測定ステップと、第１の試料から測定対象物質が除外された第２の試料を、上記第１の測定ステップと同等の昇温速度で加熱し、当該第２の試料からの発生ガス量を検出する第２の測定ステップと、各測定ステップの検出結果に基づき、測定対象物質からの発生ガス量を算出する補正ステップとを含む。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の試料を試料室内に配置し、所定の昇温速度で加熱し、前記試料室と連通する測定室にて当該第１の試料からの発生ガス量を検出する第１の測定ステップと、
第２の試料を試料室内に配置し、前記第１の測定ステップと同等の昇温速度で加熱し、前記試料室と連通する測定室にて当該第２の試料からの発生ガス量を検出する第２の測定ステップとを含み、
前記各測定ステップの検出結果に基づき、各試料相互の発生ガス量を比較することを特徴とする発生ガス分析方法。
【請求項２】
請求項１の発生ガス分析方法において、
測定対象物質と非測定対象物質とを含む試料を前記第１の試料として、前記第１の測定ステップを実施するとともに、
前記第１の試料から測定対象物質が除外された試料を前記第２の試料として、前記第２の測定ステップを実施し、
さらに、前記測定対象物質からの発生ガス量を算出する補正ステップを含むことを特徴とする発生ガス分析方法。
【請求項３】
請求項２の発生ガス分析方法において、
前記補正ステップでは、同一温度に関し各測定ステップで得られた検出結果を演算処理して、前記測定対象物質からの発生ガス量を算出することを特徴とする発生ガス分析方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発生ガス分析方法において、
前記各測定ステップを、同一の測定条件下で実施することを特徴とする発生ガス分析方法。
【請求項５】
前記測定室内を真空雰囲気にして前記各測定ステップを実施する請求項４の発生ガス分析方法において、
前記各測定ステップは、前記試料室内に配置された試料の温度と前記測定室内の真空度とを監視し、前記試料室内に配置された試料の温度があらかじめ設定した温度にまで加熱され、かつ前記測定室内があらかじめ設定した真空度になったとき、測定を開始することを特徴とする発生ガス分析方法。
【請求項６】
請求項５の発生ガス分析方法において、
前記各測定ステップは、
前記試料室内に配置された試料の温度をあらかじめ設定した温度まで加熱して保持するとともに、前記測定室内があらかじめ設定した真空度になったとき、測定を開始することを特徴とする発生ガス分析方法。
【請求項７】
試料を配置する試料室と、試料室内の試料を加熱する加熱炉と、試料の温度を測定する試料温度測定手段と、当該試料温度測定手段の検出結果に基づき前記加熱炉の温度を制御する加熱炉制御手段と、前記試料室と連通する測定室と、当該測定室内にて試料から脱離したガスを検出する脱離ガス検出手段と、当該脱離ガス検出手段を制御する脱離ガス検出制御手段と、前記脱離ガス検出手段による検出結果を試料温度との関係をもって分析処理するデータ処理手段とを備え、
前記加熱炉制御手段は、
前記試料室に配置した第１の試料を加熱する第１の測定ステップと、前記試料室に配置した第２の試料を加熱する第２の測定ステップとを、同等の昇温速度でそれぞれ実行し、
前記データ処理手段は、
前記各測定ステップでの前記脱離ガス検出手段による検出結果に基づき、各試料相互の発生ガス量を比較することを特徴とする発生ガス分析装置。
【請求項８】
請求項７の発生ガス分析装置において、
前記データ処理手段は、
測定対象物質と非測定対象物質とを含む試料を前記第１の試料として実施された前記第１の測定ステップでの前記脱離ガス検出手段による検出結果と、
前記第１の試料から測定対象物質が除外された試料を前記第２の試料として実施された前記第２の測定ステップでの前記脱離ガス検出手段による検出結果とに基づき、
前記測定対象物質からの発生ガス量を算出することを特徴とする発生ガス分析装置。
【請求項９】
請求項８の発生ガス分析装置において、
前記データ処理手段は、
同一温度に関し各測定ステップで得られた検出結果を演算処理して、前記測定対象物質からの発生ガス量を算出することを特徴とする発生ガス分析装置。
【請求項１０】
請求項７乃至９のいずれか一項に記載の発生ガス分析装置において、
前記測定室内を真空排気する真空排気手段と、
前記測定室内の真空度を測定する真空度測定手段とを備え、
前記脱離ガス検出制御手段は、
前記試料室内に配置された試料温度があらかじめ設定した温度にまで加熱され、かつ前記測定室内があらかじめ設定した真空度になったとき、前記脱離ガス検出手段から出力される検出結果の記録を開始することを特徴とする発生ガス分析装置。
【請求項１１】
請求項１０の発生ガス分析装置において、
前記加熱炉制御手段は、
前記試料室内に配置された試料をあらかじめ設定した温度にまで加熱して保持するとともに、前記測定室内があらかじめ設定した真空度になったとき、あらかじめ設定してある所定の昇温速度をもって前記試料室内に配置された試料を加熱させることを特徴とする発生ガス分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、昇温脱離分析法などに代表される発生ガス分析方法とその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
昇温脱離分析法は、固体試料の温度を一定速度で昇温させたときに、試料から脱離する発生ガス量を試料温度の関数として測定するための熱分析手法であり、ＴＤＳ（Thermal Desorption Spectroscopy）またはＴＰＤ（Temperature Programmed Desorption）とも称される。
この昇温脱離分析法は、試料を配置する試料室と、試料室内の試料を加熱する加熱炉と、試料から脱離したガスを検出する検出手段としての質量分析計と、高真空雰囲気の測定環境を形成するためのターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）とを備えた昇温脱離分析装置によって実現される（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
さて、従来より熱重量測定（ＴＧ）、示差熱分析（ＤＴＡ）、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）など汎用の熱分析法においては、データ精度の向上を図るために、測定試料の測定とは別個に標準試料の測定を実施して、この標準試料に対する測定データから測定環境に伴うバックグラウンドデータを検出し、測定試料に対するデータからバックグラウンドデータを差し引くことで、本来の測定データを求める手法は周知である。
【０００４】
しかしながら、発生ガス分析方法にあっては、例えば、ガスクロマトグラフィ／質量分析法（ＧＣ／ＭＳ）において、ピークデータ（ピークマススペクトル）から他の任意のマススペクトルデータを差し引き処理して、バッググラウンドを除去する手法は採られていたが、温度関数に沿って同一温度下の測定データからバックグラウンドデータを差し引き処理する手法は採られていなかった。
【特許文献１】特開２００２−１７４６０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、シリコン基板の表面に薄膜を形成してなる半導体ウエハが、発生ガス分析方法の測定対象とされ、同分析方法による薄膜（測定対象物質）の分析が広く実施されている。発生ガス分析方法においては、半導体ウエハに含まれる各物質ごとに脱離ガスが発生し、その発生ガス量のピークは温度によって異なるため、薄膜からの脱離ガスも比較的容易に検出することができる。
【０００６】
しかし、測定対象物質である薄膜から脱離ガスが発生する温度付近において、シリコン基板上に付着した汚染物質から脱離ガスが発生することもある。従来、かかる汚染物質からの脱離ガスは、薄膜からの脱離ガスに比べてごく微量であったので、それを無視することができたが、いっそう高精度な発生ガス分析を実現するためには、測定対象物質（薄膜）からの脱離ガスのみを検出することが必要となる。
【０００７】
そこで、本発明者らは測定対象物質の高精度な分析を実現すべく鋭意研究を重ね、本発明を開発した。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本発明の発生ガス分析方法は、第１の試料を試料室内に配置し、所定の昇温速度で加熱し、試料室と連通する測定室にて当該第１の試料からの発生ガス量を検出する第１の測定ステップと、
第２の試料を試料室内に配置し、第１の測定ステップと同等の昇温速度で加熱し、試料室と連通する測定室にて当該第２の試料からの発生ガス量を検出する第２の測定ステップとを含み、
各測定ステップの検出結果に基づき、各試料相互の発生ガス量を比較することを特徴とする。
【０００９】
これら第１，第２の測定ステップによって得られた検出結果を比較することにより、発生ガス分析の応用範囲を広げることが可能となる。
【００１０】
本発明の発生ガス分析方法は、測定対象物質と非測定対象物質とを含む試料を第１の試料として、第１の測定ステップを実施するとともに、
第１の試料から測定対象物質が除外された試料を第２の試料として、第２の測定ステップを実施し、
さらに、測定対象物質からの発生ガス量を算出する補正ステップを含む方法とすることができる。
【００１１】
すなわち、本発明の発生ガス分析方法は、測定対象物質と非測定対象物質とを含む試料であって、しかも非測定対象物質を測定対象物質から分けて測定することが可能な各種試料に対し、適用が可能である。この種の試料としては、例えば、シリコン基板の表面に薄膜（測定対象物質）を形成してなる半導体ウエハがある。半導体ウエハは、製膜まえの段階において、シリコン基板を第２の試料として上記第２の測定ステップを実施することができる。次いで、シリコン基板の表面に薄膜が形成された半導体ウエハを第１の試料として、上記第１の測定ステップを実施することができる。
【００１２】
ここで、各測定ステップは、ほぼ同じ昇温速度で実施することが重要である。脱離反応は化学反応に従うため反応速度を伴う。一般に、脱離温度は昇温速度の増加に伴い高温側へシフトする。よって、各測定ステップの昇温速度が異なれば、温度関数に沿っての補正ステップを実行することができなくなる。
【００１３】
また、各測定ステップは、同一の測定条件下にて実施することが重要である。例えば、質量分析計を用いる昇温脱離ガス分析においては、質量分析計の質量掃引範囲（ｍ／ｚの範囲）、イオン化のためのフィラメント印加電流、イオン検出器（二次電子増倍管）の印加電圧、イオン電流の検出積算時間などを、各測定ステップで同一とする。
【００１４】
そして、補正ステップでは、同一温度に関し各測定ステップで得られた検出結果を演算処理して、測定対象物質からの発生ガス量を算出する。各試料からのガス発生量は、温度変化に伴い変動する。したがって、同一温度での各試料からのガス発生量を演算処理することで、温度関数に沿った測定対象物質からの脱離ガス発生量を高精度に求めることができる。
【００１５】
とろこで、真空雰囲気下に試料を配置して行われる昇温脱離ガス分析について本発明を適用する場合、測定開始時の試料温度と測定室内の真空度とが各測定ステップで相違していると、かかる測定条件の相違が比較結果に影響し、微小な脱離ガス発生量の違いを把握することが困難になるおそれがある。さらに、これら測定開始時の試料温度と測定室内の真空度とが各測定ステップで大きく相違した場合は、各測定ステップで得られた各試料相互の発生ガス量を比較すること自体が困難となってしまう。
【００１６】
そこで、本発明の発生ガス分析方法を真空雰囲気下で実施する場合は、各測定ステップは、試料室内に配置された試料の温度と測定室内の真空度とを監視し、試料室内に配置された試料の温度があらかじめ設定した温度にまで加熱され、かつ測定室内があらかじめ設定した真空度になったとき、測定を開始することが好ましい。
【００１７】
さらに、各測定ステップは、
試料室内に配置された試料の温度をあらかじめ設定した温度まで加熱して保持するとともに、測定室内があらかじめ設定した真空度になったとき、測定を開始することが好ましい。
【００１８】
このようにして、各測定ステップにおける測定開始時の測定条件（試料温度と測定室内の真空度）を合わせることで、各測定ステップで得られた各試料相互の発生ガス量を高精度に比較することが可能となる。
【００１９】
次に、本発明の発生ガス分析装置は、試料を配置する試料室と、試料室内の試料を加熱する加熱炉と、試料の温度を測定する試料温度測定手段と、当該試料温度測定手段の検出結果に基づき加熱炉の温度を制御する加熱炉制御手段と、試料室と連通する測定室と、当該測定室内にて試料から脱離したガスを検出する脱離ガス検出手段と、当該脱離ガス検出手段を制御する脱離ガス検出制御手段と、脱離ガス検出手段による検出結果を試料温度との関係をもって分析処理するデータ処理手段とを備え、
加熱炉制御手段が、
試料室に配置した第１の試料を加熱する第１の測定ステップと、試料室に配置した第２の試料を加熱する第２の測定ステップとを、同等の昇温速度でそれぞれ実行し、
データ処理手段が、
各測定ステップでの脱離ガス検出手段による検出結果に基づき、各試料相互の発生ガス量を比較することを特徴とする。
【００２０】
ここで、データ処理手段は、
測定対象物質と非測定対象物質とを含む試料を第１の試料として実施された第１の測定ステップでの脱離ガス検出手段による検出結果と、
第１の試料から測定対象物質が除外された試料を第２の試料として実施された第２の測定ステップでの脱離ガス検出手段による検出結果とに基づき、
測定対象物質からの発生ガス量を算出する構成とすることが好ましい。
【００２１】
さらに、データ処理手段は、
同一温度に関し各測定ステップで得られた検出結果を演算処理して、測定対象物質からの発生ガス量を算出する構成とすることが好ましい。
【００２２】
また、本発明の発生ガス分析装置は、
測定室内を真空排気する真空排気手段と、
測定室内の真空度を測定する真空度測定手段とを備え、
脱離ガス検出制御手段が、
試料室内に配置された試料温度があらかじめ設定した温度にまで加熱され、かつ測定室内があらかじめ設定した真空度になったとき、脱離ガス検出手段から出力される検出結果の記録を開始する構成とすることもできる。
【００２３】
さらに、加熱炉制御手段は、
試料室内に配置された試料をあらかじめ設定した温度にまで加熱して保持するとともに、測定室内があらかじめ設定した真空度になったとき、あらかじめ設定してある所定の昇温速度をもって試料室内に配置された試料を加熱させる構成とすることができる。
【００２４】
かかる構成の本発明装置によれば、上述した本発明の発生ガス分析方法を効率的に実施することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、測定対象物質と非測定対象物質とを含む試料に対し、非測定対象物質からの脱離ガス発生データ（バックグラウンドデータ）を除去して、測定対象物質からの脱離ガス発生量のみを検出することができるので、測定対象物質の高精度な分析を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態に係る昇温脱離分析装置（発生ガス分析装置）を模式的に示す構成図である。
同図に示す昇温脱離分析装置は、試料室１と測定室２とを連通した構成の装置本体３を備えている。試料室１の周囲には、加熱手段としての赤外線加熱炉４が設置してあり、試料室１内に配置した試料Ｓを、その周囲から赤外線加熱炉４で均一に加熱することができる。試料Ｓは、試料ホルダに保持された状態で試料室１の中空部内に配置される。試料ホルダには試料温度測定手段としての熱電対６が装着してあり、この熱電対６によって試料温度が測定される。
【００２７】
測定室２には脱離ガス検出手段としての質量分析計７が設けてあり、加熱によって試料Ｓから脱離したガスをこの質量分析計７が測定室２内でイオン化して捕捉し検出する構成となっている。
【００２８】
また、測定室２には、真空排気手段としてのターボ分子ポンプ８と粗引き用の真空ポンプ９（例えば、ロータリーポンプやドライポンプ）とが連結してある。ターボ分子ポンプ８は、試料室１から測定室２にかけての密閉された空間内に残留する不要なガスを測定室２側から真空排気して除去するとともに、試料室１で試料Ｓから脱離したガスを測定室２に導く機能を有している。
【００２９】
さらに、測定室２には真空度測定手段としての真空計１０が併設してある。測定室２内の真空度は、この真空計１０によって常時監視されている。真空計１０としては、例えば、イオンゲージを用いることができる。
【００３０】
上述した赤外線加熱炉４は、制御回路（加熱炉制御回路）１２によって制御されている。また、質量分析計７は、制御回路（ＭＳ制御回路）１３によって制御されている。これら各制御回路１２，１３は、中央処理装置としての機能を有するパーソナルコンピュータ１１に接続されており、パーソナルコンピュータ１１からの指令信号に基づいて、赤外線加熱炉４や質量分析計７を制御している。すなわち、加熱炉制御回路１２とパーソナルコンピュータ１１は、赤外線加熱炉４の温度を制御する加熱炉制御手段として機能し、またＭＳ制御回路１３とパーソナルコンピュータ１１は、質量分析計７を制御する脱離ガス検出制御手段として機能している。
【００３１】
図２は、赤外線加熱炉および質量分析計の制御系を示すブロック図である。
パーソナルコンピュータ１１は、周知のとおり、中央処理部（ＣＰＵ）２０、ＲＯＭ２１（Read only memory）、ＲＡＭ２２（Random access memory）、記憶部２３（例えば、ハードディスク）を備えており、これら各部がバス２４を介して相互にデータをやりとりできる内部構造となっている。また、パーソナルコンピュータ１１には、入出力インターフェース２５ａ，２５ｂ、２５ｃ、２５ｄを介して熱電対６、真空計１０、加熱炉制御回路１２、ＭＳ制御回路１３が接続されている。さらに、パーソナルコンピュータ１１は、キーボードやマウス等の操作部２６および液晶ディスプレイ等の表示部２７を備えている。
【００３２】
パーソナルコンピュータ１１の電源が投入されると、中央処理部２０がＲＯＭ２１に格納された起動プログラムを読み出して実行するとともに、記憶部２３に格納されているオペレーティングシステム（ＯＳ）を起動させる。記憶部２３には、発生ガス分析プログラムがあらかじめ格納されており、中央処理部２０は、同プログラムに基づいて、赤外線加熱炉４および質量分析計７の制御を実行するとともに、質量分析計７から送られてくる検出結果を試料温度との関係をもって分析処理する。このように、パーソナルコンピュータ１１は、データ処理手段としての機能も兼ね備えている。
【００３３】
パーソナルコンピュータ１１には、加熱炉制御回路１２を経由して熱電対６から試料Ｓの温度測定データが送られてくるとともに、真空計１０から測定室２内の真空度に関する測定データ（真空度測定データ）が送られてくる。
【００３４】
図３は発生ガス分析プログラムの設定画面を示す図である。
パーソナルコンピュータ１１に格納された発生ガス分析プログラムには、図３に示すような設定画面が組み込まれており、この設定画面で測定開始条件と測定条件とを操作者が設定できるようになっている。
測定開始条件としては、測定開始時の試料温度（測定開始温度）と測定室２内の真空度（測定開始真空度）の双方を設定するようになっている。中央処理部２０は、試料Ｓが設定された測定開始温度まで加熱され、かつ測定室２内が設定された測定開始真空度に到達したとき、加熱炉制御回路１２とＭＳ制御回路１３とに測定開始の指令信号を出力する。
【００３５】
ここで、試料温度と測定室２内の真空度とが、同時に測定開始条件に到達することはきわめて希であり、通常、測定室２内の真空度が測定開始真空度に到達するより先に、試料温度の方が測定開始温度に到達する。このため、発生ガス分析プログラムは、測定室２内の真空度が測定開始真空度に到達するまで、試料温度を測定開始温度に保持する旨の指令信号を加熱炉制御回路１２へ出力する。
なお、必要に応じ、測定室２内の真空度を先行して測定開始真空度に保持しておき、試料温度が測定開始温度に到達したとき、測定を開始するように構成することも可能である。
【００３６】
また、測定条件としては、試料の設定温度、当該設定温度までの昇温速度、設定温度での保持時間、記録の要否などを任意に設定できるようになっている。中央処理部２０は、ここで設定された測定条件に基づき、加熱炉制御回路１２とＭＳ制御回路１３とに測定開始の指令信号を出力する。加熱炉制御回路１２は、当該指令信号にしたがって赤外線加熱炉４を制御し、試料Ｓを所定の昇温速度で設定温度まで加熱する。同時に、ＭＳ制御回路１３は、当該指令信号にしたがって質量分析計７を制御する。質量分析計７は、試料Ｓからの脱離ガスを検出し、その検出結果をＭＳ制御回路１３を経由して、パーソナルコンピュータ１１に出力する。パーソナルコンピュータ１１では、入力した脱離ガスの測定結果をいったん記憶部２３へ保存する。
【００３７】
中央処理部２０は、記憶部２３に記憶された脱離ガスの測定結果を、試料温度との関係をもって分析処理する。発生ガス分析プログラムには、種々の分析処理モードがあらかじめ設定してあり、その一つに、後述する発生ガス分析方法のフローチャートにしたがって、第１，第２の試料に対する脱離ガスの検出結果を比較し、第１の試料に含まれる測定対象物質の発生ガス量を算出する分析処理モードがある。
【００３８】
次に、本発明の発生ガス分析方法に係る実施の形態を説明する。
本実施の形態では、半導体ウエハに形成された薄膜を測定対象物質として説明する。半導体ウエハは、シリコン基板の表面に薄膜が形成されおり、これを本実施形態では第１の試料とする。第１の試料には、測定対象物質である薄膜とともに、シリコン基板やそこに付着した汚染物質などの非測定対象物質が含まれている。
一方、製膜まえのシリコン基板を第２の試料とする。この第２の試料には、測定対象物質である薄膜が除外されており、シリコン基板やそこに付着した汚染物質などの被測定対象物質のみが含まれている。
【００３９】
図４は本実施形態に係る発生ガス分析方法の処理ステップを示すフローチャートである。
〔第２の測定ステップ〕
まず、第２の試料を試料ホルダに装着して試料室１の中空部内に配置し、第２の測定ステップを実施する（ステップＳ１）。
第２の測定ステップでは、パーソナルコンピュータ１１の中央処理部２０が、熱電対から送られてくる温度測定データを監視しており、試料温度があらかじめ設定してある測定開始温度に到達したとき、その測定開始温度を保持するように中央処理部２０から加熱炉制御回路１２へ指令信号が出力される。加熱炉制御回路１２はこの指令信号にしたがって赤外線加熱炉４を制御し、試料室１内の試料Ｓの温度を測定開始温度に保持する。
【００４０】
さらに、中央処理部２０は、真空計１０から送られてくる真空度測定データを監視しており、測定室２内の真空度があらかじめ設定してある測定開始温度に到達したとき、これをトリガとして測定を開始する旨の指令信号を加熱炉制御回路１２とＭＳ制御回路１３へ出力する。
【００４１】
この指令信号にしたがって、加熱炉制御回路１２が赤外線加熱炉４を制御する。この制御をもって、試料Ｓが所定の昇温速度で設定温度まで加熱させられる。同時に、ＭＳ制御回路１３が質量分析計７を制御する。質量分析計７は、試料Ｓからの脱離ガスを検出し、その検出結果をＭＳ制御回路１３を経由して、パーソナルコンピュータ１１に出力する。パーソナルコンピュータ１１では、入力した脱離ガスの測定結果をいったん記憶部２３へ保存する。
【００４２】
図５は第２の測定ステップにより得られた検出結果であり、横軸が試料温度を示し、縦軸が第２の試料からの発生ガス量（イオン相対強度）を示している。この検出結果は、第２の試料であるシリコン基板やそこに付着した汚染物質などの被測定対象物質から脱離したガスの発生量を、温度の関数をもって検出したものである。
【００４３】
〔第１の測定ステップ〕
次に、第１の試料を試料ホルダに装着して試料室１の中空部内に配置し、第２の測定ステップと同一の測定開始条件および測定条件をもって、第１の測定ステップを実施する（図４のステップＳ２）。
第１の測定ステップでも、第２の測定ステップと同様に、パーソナルコンピュータ１１の中央処理部２０が、熱電対６から送られてくる温度測定データを監視しており、試料温度があらかじめ設定してある測定開始温度に到達したとき、その測定開始温度を保持するように中央処理部２０から加熱炉制御回路１２へ指令信号が出力される。加熱炉制御回路１２はこの指令信号にしたがって赤外線加熱炉４を制御し、試料室１内の試料Ｓの温度を測定開始温度に保持する。
【００４４】
さらに、中央処理部２０は、真空計１０から送られてくる真空度測定データを監視しており、測定室２内の真空度があらかじめ設定してある測定開始温度に到達したとき、これをトリガとして測定を開始する旨の指令信号を加熱炉制御回路１２とＭＳ制御回路１３へ出力する。
【００４５】
この指令信号にしたがって、加熱炉制御回路１２が赤外線加熱炉４を制御する。この制御をもって、試料Ｓが所定の昇温速度で設定温度まで加熱させられる。同時に、ＭＳ制御回路１３が質量分析計７を制御する。質量分析計７は、試料Ｓからの脱離ガスを検出し、その検出結果をＭＳ制御回路１３を経由して、パーソナルコンピュータ１１に出力する。パーソナルコンピュータ１１では、入力した脱離ガスの測定結果をいったん記憶部２３へ保存する。
【００４６】
なお、各測定ステップにおける他の測定条件、例えば、質量分析計の質量掃引範囲（ｍ／ｚの範囲）、イオン化のためのフィラメント印加電流、イオン検出器（二次電子増倍管）の印加電圧、イオン電流の検出積算時間なども、すべて同一条件として各測定ステップを実施することが好ましい。
【００４７】
図６は第１の測定ステップにより得られた検出結果であり、この図においても図５と同様に、横軸が試料温度を示し、縦軸が第１の試料からの発生ガス量（イオン相対強度）を示している。この検出結果には、第１の試料である半導体ウエハを構成する薄膜（測定対象物質）から脱離したガスの発生量に加え、シリコン基板やそこに付着した汚染物質などの被測定対象物質から脱離したガスの発生量が含まれており、これらのガスの総発生量を、温度の関数をもって検出したものである。
【００４８】
〔補正ステップ〕
次に、試料温度を照合して、各測定ステップにおける同一試料温度での発生ガス量を求め、補正ステップを実施する（図２のステップＳ３，Ｓ４，Ｓ５）。すなわち、パーソナルコンピュータ１１の中央処理部２０は、記憶部２３に保存された各測定ステップにおける検出結果を読み出し、それらを比較して第１の試料に含まれる測定対象物質の発生ガス量を算出する。
【００４９】
質量分析計７はその性質上、連続的に発生ガス量を検出することができない。すなわち、質量分析計７は、連続的に加熱される試料から脱離したガスを、任意の時間間隔をもって捕獲し検出する。したがって、各測定ステップにおいて、検出データが存在しない試料温度もある。そこで、図５および図６に示すように、質量分析計７による検出データの所望の温度範囲を直線補完して試料温度を関数とした連続的な検出データを求め、これにより各測定ステップにおける同一試料温度での発生ガス量を求めることを可能としている。
なお、ここでは、検出データの所望の温度範囲を直線補完して試料温度を関数とした連続的な検出データを求めたが、直線補完の代わりに関数近似、スプライン近似などを用いてもよい。
【００５０】
補正ステップでは、各測定ステップにおける同一試料温度での発生ガス量を、中央処理部２０が演算処理して、第１の測定ステップにおける検出結果から、シリコン基板やそこに付着した汚染物質などの被測定対象物質の脱離ガス発生量（すなわち、第２の測定ステップにおける検出結果）を差し引く。これにより、薄膜（測定対象物質）から脱離したガスの発生量のみを算出することができる。図７は補正ステップによって得られた検出結果を示すグラフである。
【００５１】
設定された温度範囲にわたり上記補正ステップを実施した後（ステップＳ５）、補正後のデータを保存して発生ガス分析を終了する。
【００５２】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではない。
例えば、昇温脱離分析法以外の発生ガス分析にも適用することができる。
また、上述した実施の形態では、パーソナルコンピュータ１１に格納された発生ガス分析プログラムに、測定開始条件として測定開始真空度をあらかじめ設定しておき、中央処理部２０が真空計１０からの真空度測定データを監視していたが、これに限定されず、例えば、真空計１０に測定開始真空度の設定機能をもたせ、真空計１０が測定室２内の真空度を直接監視し、測定開始真空度に達したとき、中央処理部２０へ検出信号を出力する構成としてもよい。この場合、中央処理部２０は、この検出信号をトリガとして、測定開始の指令信号を出力する。
【実施例】
【００５３】
シュウ酸カルシウムの水和物（測定対象物質）７６．５μｇを白金セル（非測定対象物質）内に配置して昇温脱離ガス分析を実施した（第２の測定ステップ）。
図８はその測定結果を示す図であり、各測定温度で質量分析計により検出された脱離ガスのイオン強度（ＴＰＤ）とそのときの真空度が表示されている。図９は図８の測定開始部分を拡大して示す図である。
次に、白金セル（非測定対象物質）のみを先の測定（第２の測定ステップ）と同等の昇温速度をもって加熱し、昇温脱離ガス分析を実施した。
図１０はその測定結果を示す図であり、各測定温度で質量分析計により検出された脱離ガスのイオン強度（ＴＰＤ）とそのときの真空度が表示されている。図１０は図１１の測定開始部分を拡大して示す図である。
【００５４】
ここで、図９および図１１に示されるとおり、測定開始時（グラフ左端）の真空度と温度を、各測定においてほぼ同一に設定したところ、測定開始時における脱離ガスのイオン強度（ＴＰＤ）は、各測定においてほぼ同一の値を示した。
【００５５】
図１２は白金セルのみのＴＰＤデータをブランクとして第２の測定ステップで得られた測定結果を補正処理した結果を示す図である。
上記のとおり各測定ステップにおける測定開始時点の真空度と温度をほぼ同一としたことにより、各測定ステップの測定結果を同一測定条件のもとで比較することが可能となり、その結果、適正にブランクを除去して測定対象物質から脱離したガスのイオン強度を高精度に検出することができた（図１２参照）。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、昇温脱離分析法などに代表される発生ガス分析方法に広く適用でき、高精度な検出データの取得を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施形態に係る昇温脱離分析装置（発生ガス分析装置）を模式的に示す構成図である。
【図２】赤外線加熱炉および質量分析計の制御系を示すブロック図である。
【図３】発生ガス分析プログラムの設定画面を示す図である。
【図４】本実施形態に係る発生ガス分析方法の処理ステップを示すフローチャートである。
【図５】第２の測定ステップにより得られた検出結果の実施例を示す図である。
【図６】第１の測定ステップにより得られた検出結果の実施例を示す図である。
【図７】補正ステップによって得られた検出結果の実施例を示す図である。
【図８】シュウ酸カルシウムの水和物（測定対象物質）を白金セル（非測定対象物質）内に配置して昇温脱離ガス分析（第２の測定ステップ）を実施したときの測定結果を示す図である。
【図９】図８の測定開始部分を拡大して示す図である。
【図１０】白金セル（非測定対象物質）のみを加熱し、昇温脱離ガス分析（第１の測定ステップ）を実施したときの測定結果を示す図である。
【図１１】図１０の測定開始部分を拡大して示す図である。
【図１２】図８および図１０の測定結果に基づき、白金セルのみのＴＰＤデータをブランクとして第２の測定ステップで得られた測定結果を補正処理した結果を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１：試料室
２：測定室
３：装置本体
４：赤外線加熱炉
６：熱電対
７：質量分析計
８：ターボ分子ポンプ
９：真空ポンプ
１０：真空計
１１：パーソナルコンピュータ
１２：加熱炉制御回路
１３：ＭＳ制御回路
２０：中央処理部
２１：ＲＯＭ
２２：ＲＡＭ
２３：記憶部
２４：バス
２５ａ〜２５ｄ：入出力インターフェース
２６：操作部
２７：表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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