DE19837022A1

DE19837022A1 - Analysiersystem für eine organische Substanz und Analysierverfahren

Info

Publication number: DE19837022A1
Application number: DE19837022A
Authority: DE
Inventors: Seiji Muranaka; Kuniaki Miyake
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-12-15
Filing date: 1998-08-14
Publication date: 1999-07-01
Also published as: JPH11173962A; KR19990062482A; KR100304221B1; US6053059A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Analysiersystem für eine organische Substanz und ein Analysierverfahren.

Speziell betrifft sie ein Analysiersystem für eine organische Substanz zum Identifizieren und Quantifizieren von organischen Substanzen, die an der Oberfläche einer Probe, wie zum Beispiel einem Halbleiterwafer, anhaften.

In den letzten Jahren wurden Halbleitervorrichtungen weiter mi niaturisiert, und man hat erkannt, daß das Anhaften von organi schen verunreinigungssubstanzen an der Oberfläche eines Halb leiterwafers die Eigenschaften der Vorrichtungen stark ver schlechtert, was bis dahin keine große Schwierigkeit war. Folg lich wird zum Identifizieren der organischen Substanzen, die die Vorrichtungseigenschaften verschlechtern, verlangt, Prüf techniken zum Identifizieren und Quantifizieren der organischen Substanzen, die an der Oberfläche des Halbleiterwafers anhaf ten, zu verwirklichen.

Analysierverfahren für eine organische Substanz, die zur Zeit im allgemeinen verwendet werden, sind beispielsweise GC/MS (Gaschromatographmassenspektroskopie), XPS (röntgenstrahlange regte Photoelektronenspektroskopie), FT-IR (Fourier-Transfor mationsinfrarotspektroskopie), SIMS (Sekundärionenmassenspek trometrie), NMR (magnetische Kernresonanz) und das Kontaktwin kelmeßverfahren. Von diesen Verfahren wurde die GC/MS mit der Verwirklichung der Meßtechniken das am meisten verwendete Ver fahren wegen ihrer hohen Erfassungsempfindlichkeit, ihrer hohen Fähigkeit des Identifizierens der Arten von organischen Sub stanzen und ihrer Einfachheit, mit der die Messung durchgeführt wird.

Fig. 5 zeigt eine Wafererwärmungseinheit, die in einem der An melderin bekannten GC/MS-Meßgerät verwendet wird. Eine gesamte Oberfläche eines Wafers 2, der in einer Kammer 1 angeordnet ist, wird durch einen Heizer 3 von seiner Rückseite erwärmt. Ein Trägergas wird über ein Trägergaslieferrohr 4 geliefert, und von dem erwärmten Wafer 2 abgegebene Gase werden von einem Sammelmittel 6 für abgegebenes Gas, das ein Sammelrohr 5 für abgegebenes Gas enthält, gesammelt. Ein Analysiermittel 7 für abgegebenes Gas konzentriert und trennt die gesammelten Gase und analysiert die resultierenden Gase.

Wie beschrieben wurde, wird das GC/MS-Verfahren zur Zeit zum Identifizieren und Quantifizieren von organischen Substanzen, die an der Oberfläche eines Wafers anhaften, weit verbreitet benutzt. Somit werden die abgegebenen Gase analysiert, wenn die gesamte Oberfläche des Wafers von seiner Rückseite erwärmt wird.

Bei einem aktuell hergestellten Wafer haften jedoch die organi schen Substanzen, die an der Oberfläche des Wafers anhaften, nicht notwendigerweise gleichmäßig. Wenn beispielsweise ein Wa fer durch abgegebene Gas von organischen Substanzen, die an ei ner Kassette zum Halten des Wafers anhaften, verschmutzt wird, haften mehr organische Substanzen in Abschnitten, mit denen der Wafer in Kontakt mit der Kassette ist. Somit muß eine Analy siertechnik für eine lokale organische Substanz zum Ermitteln des Verhaltens der organischen Substanzen, die lokal an einem Wafer anhaften, verwirklicht werden.

Mit dem Fortschritt der weiteren Miniaturisierung der Vorrich tungen gibt es eine Möglichkeit, daß organische Substanzen ei nen Hauptgrund für die Verschlechterung der Vorrichtungseigen schaften werden, obwohl bis jetzt angenommen wurde, daß die or ganischen Substanzen weniger Einfluß auf die Vorrichtungseigen schaften verglichen mit Verunreinigungssubstanzen, wie zum Bei spiel Metallen und Partikeln, ausüben. Wenn in einem solchen Fall die lokale Analyse nach einer organischen Substanz durch zuführen ist, wird eine Bereichsüberprüfung von fehlerhaften Abschnitte möglich, und die Fehleranalyse kann detaillierter und effektiver durchgeführt werden.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Verteilung der organischen Substanzen, die an der Waferoberfläche anhaften, durch lokales Analysieren der organischen Substanzen an den Prüflingen zu ermitteln und das Verhalten der organischen Sub stanzen und die lokale Änderung der Vorrichtungseigenschaften zu untersuchen.

Die Aufgabe wird durch das Analysiersystem für eine organische Substanz des Anspruches 1, 6 oder 15 oder durch das Analysier verfahren des Anspruches 16 oder 17 gelöst.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ange geben.

Entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Analysiersystem für eine organische Substanz zum Identifizieren und Quantifizieren von organischen Substanzen, die an jedem Ab schnitt einer Oberfläche einer Probe, wie zum Beispiel eines Halbleiterwafers, anhaften, vorgesehen. Das Analysiersystem enthält ein Erwärmungsmittel zum Erwärmen bzw. lokalen Erwärmen eines zu analysierenden Abschnittes auf der Oberfläche der Pro be, die in einer Kammer angeordnet ist, von der Rückseite der Probe. Ein Mittel zum Sammeln des abgegebenen Gases ist mit der Kammer zum Sammeln der von der Probe abgegebenen Gase verbun den. Ein Mittel zum Analysieren des abgegebenen Gases ist zum Analysieren der durch das Sammelmittel des abgegebenen Gases gesammelten Gase vorgesehen.

Bei dem Analysiersystem für eine organische Substanz kann das Erwärmungsmittel eine Erwärmungslichtquelle, eine Laserlicht quelle oder eine Eletronenstrahlabstrahlungsquelle sein.

Bei dem Analysiersystem für eine organische Substanz kann das Erwärmungsmittel eine Kombination einer Erwärmungslichtquelle und einer Lichtabschirmungsmaske, die an der Rückseite der Pro be angeordnet ist und die mit einer Öffnung für eine Lichtüber tragung an einer Position entsprechend einem zu analysierenden Abschnitt der Probe vorgesehen ist, sein.

Entsprechend einem anderen Aspekt der Erfindung enthält das Analysiersystem ein Erwärmungsmittel zum Erwärmen eines zu ana lysierenden Abschnittes auf der Oberfläche der Probe, die in einer Kammer angeordnet ist, von der vorderen Seite der Probe.

Entsprechend einem anderen Aspekt der Erfindung enthält das Analysiersystem ein Erwärmungsmittel zum Erwärmen der in einer Kammer angeordneten Probe. Ein Sammelmittel ist zum separaten Sammeln der Gase, die von jedem Abschnitt der Probe abgegeben werden, vorgesehen und die separat gesammelten Gase werden für jeden Abschnitt der Probe analysiert.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aufgrund der folgenden Beschreibung von Ausführungsbei spielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung, die eine Anordnung eines Analysiersystems für eine organische Substanz eines ersten Ausführungsbeispieles zum Iden tifizieren und Quantifizieren von organischen Substanzen, die an der Oberfläche einer Probe oder eines Prüflings, wie zum Beispiel ein Halbleiterwafer, haften, zeigt,

Fig. 2 eine Darstellung, die eine Anordnung eines Analysiersystems für eine organische Substanz in einem zweiten Ausführungsbeispiel zum Identifizieren und Quantifizieren von organi schen Substanzen, die an der Oberfläche einer Probe, wie zum Beispiel ein Wafer, anhaften, zeigt,

Fig. 3 eine Darstellung, die eine Anordnung eines Analysiersystems für eine organische Substanz in einem dritten Ausführungsbeispiel zeigt,

Fig. 4 eine Darstellung, die eine Anordnung eines Analysiersystems für eine organische Substanz in einem sechsten Ausführungsbeispiel zeigt, und

Fig. 5 eine Darstellung, die eine der Anmelderin be kannte Anordnung eines Analysiersystems für eine organische Substanz, das ein GC/MS- Meßverfahren verwendet, zeigt.

Erstes Ausführungsbeispiel

Fig. 1 zeigt ein Analysiersystem für eine organische Substanz in einem ersten Ausführungsbeispiel zum Identifizieren und Quantifizieren von organischen Substanzen, die an der Oberflä che einer Probe oder eines Prüflings, wie zum Beispiel ein Halbleiterwafer, anhaften. In Fig. 1 sind eine Kammer 1, ein Wafer 2, d. h. eine Probe (Objekt der Analyse), der in der Kam mer 1 angeordnet ist, eine Erwärmungsvorrichtung 3 (eine Heiz vorrichtung) zum lokalen Erwärmen des Wafers 2, ein Trägergas zuführrohr 4, ein Sammelrohr 5 für abgegebenes Gas, durch das die von dem Wafer 2 abgegebenen Gase gesammelt werden, eine Sammelvorrichtung 6 für abgegebenes Gas, die das Sammelrohr 5 für abgegebenes Gas enthält, und ein Analysegerät 7 für abgege benes Gas zum Analysieren der gesammelten Gase gezeigt.

Bei dem Gerät, das wie oben aufgebaut ist, wird ein Abschnitt oder Bereich 2a auf der Oberfläche des Wafers 2, der einer Ana lyse und Auswertung ausgesetzt werden soll (objektiver bzw. tatsächlicher Bereich, der analysiert werden soll), lokal durch die Erwärmungsvorrichtung 3 von der hinteren Seite oder Rück seite des Wafers erwärmt. Dann werden die von der Oberfläche des Wafers 2 abgegebenen bzw. freigesetzten Gase zum lokalen Analysieren der organischen Substanzen analysiert.

Die von dem Wafer 2 abgegebenen Gase fließen zusammen mit einem Trägergas durch das Sammelrohr 5 in die Sammelvorrichtung 6 für abgegebenes Gas und werden durch die Sammelvorrichtung 6 für abgegebenes Gas gesammelt. Die so gesammelten organischen Sub stanzen, die in den abgegebenen Gasen enthalten sind, werden durch ein Analysiermittel 7 für abgegebenes Gas zum Identifi zieren und Quantifizieren der organischen Substanzen analy siert. Obwohl ein GC/MS-Verfahren ein effektives Verfahren ist, das durch die Analysiervorrichtung 7 für abgegebenes Gas durch geführt werden kann, kann jedes andere geeignetes Verfahren als ein GC/MS-Verfahren durch die Analysier- bzw. Analysevorrich tung 7 für abgegebenes Gas durchgeführt werden.

Der Wafer 2 wird auf eine Temperatur im Bereich von 400-1000°C derart erwärmt, daß die organischen Substanzen von dem Wafer 2 getrennt werden. Eine Erwärmungstemperatur wird entsprechend den experimentellen Bedingungen variiert. Die experimentellen Bedingungen sind beispielsweise die Siedepunkte, Zersetzungs temperaturen der erwarteten organischen Substanzen und eine Temperatur, auf die der Wafer 2 in dem folgenden Prozeß erwärmt wird, und sie werden beim Bestimmen der Erwärmungstemperatur berücksichtigt. Wenn beispielsweise der folgende Prozeß ein Oxidationsprozeß ist, wird der Wafer 2 auf eine Erwärmungstem peratur, die gleich zu einer Oxidationstemperatur ist, erwärmt. Dies ermöglicht es, die Trennphänomene der organischen Substan zen von dem Wafer 2 zu reproduzieren, und somit kann eine de taillierte Auswertung durchgeführt werden. Bei den folgenden zu erklärenden unterschiedlichen Erwärmungsverfahren sind die Er wärmungstemperaturen ebenfalls in dem Bereich von 400-1000°C.

Somit ermöglichen das oben erwähnte Gerät und das oben erwähnte Verfahren, lokal den Wafer 2 für eine lokale Analyse von orga nischen Substanzen, die an der Oberfläche des Wafers 2 haften, zu untersuchen, und somit wird es möglich auszuwerten, wie die organischen Substanzen auf der Oberfläche des Wafers 2 verteilt sind.

Zweites Ausführungsbeispiel

Fig. 2 ist eine Darstellung, die eine Anordnung eines Analy siersystems für eine organische Substanz in einem zweiten Aus führungsbeispiel zum Identifizieren und Quantifizieren von or ganischen Substanzen, die an der Oberfläche einer Probe, wie zum Beispiel einem Wafer, anhaften, zeigt. In Fig. 2 sind eine Kammer 1, ein Wafer 2, d. h. eine Probe, ein Trägergaslieferrohr 4 und ein Sammelrohr 5 für abgegebenes Gas gezeigt, die die gleichen sind wie die des Analysiersystems für eine organische Substanz, das in Fig. 1 gezeigt ist. In Fig. 2 sind ein Sammel mittel 6 für abgegebenes Gas und ein Analysiermittel 7 für ab gegebenes Gas vorgesehen, wie in dem in Fig. 1 gezeigten Fall, jedoch sind sie in Fig. 2 nicht dargestellt. In Fig. 2 ist eine Erwärmungslampe 8 außerhalb der Kammer 1 als Erwärmungslicht quelle angeordnet. Ein Spiegel 9 arbeitet als Bestrahlungsmit tel zum Bestrahlen einer Erwärmungsposition des Wafers 2, der in der Kammer 1 angeordnet ist, mit einem Licht von der Erwär mungslampe 8. Die Kammer 1 ist aus einem lichtdurchlässigen Ma terial entlang eines hindurchgehenden Pfades des Lichtstrahles, der von dem Spiegel 9 zu dem Wafer 2 führt, gebildet.

Die Erwärmungslampe 8 und das Bestrahlungsmittel (Spiegel) 9 bestrahlen lokal die hintere Seite oder Rückseite eines zu ana lysierenden Abschnittes 2a auf der Oberfläche des Wafers 2 und erwärmen ihn, wodurch Gase von der Oberfläche des Wafers 2 ab gegeben bzw. freigesetzt werden. Das Gas, das die von dem Wafer 2 abgegebenen organischen Substanzen enthält, wird durch ein Verfahren, das ähnlich zu dem ist, das in dem ersten Ausfüh rungsbeispiel verwendet wird, gesammelt und analysiert, und da her wird die Beschreibung davon ausgelassen. Somit wird der Wa fer 2 lokal für die Analyse der organischen Substanzen, die an einem lokalen Abschnitt der Oberfläche des Wafers 2 anhaften, untersucht.

Als Erwärmungsverfahren, das ein anderes ist als das oben er klärte Verfahren, das die Lampe verwendet, kann ein Laser an statt der Erwärmungslampe 8 zum Erwärmen des Wafers 2 verwendet werden. Wenn ein Laser verwendet wird, wird die Laserlichtquel le außerhalb der Kammer 1 angeordnet. Eine erwärmte bzw. zu er wärmende Position wird mit einem Laserlicht von dieser Laser lichtquelle durch ein Bestrahlungsmittel von der Rückseite des Wafers 2, der in der Kammer 1 angeordnet ist, bestrahlt. In diesem Fall ist die Kammer 1 ebenfalls aus einem laserlicht durchlässigen Material gebildet. Alternativ kann ein Laser lichtführungsmaterial bzw. ein Lasermaterial durch bzw. in der Wand der Kammer 1 derart vorgesehen sein, daß das Laserlicht innerhalb der Kammer 1 abgestrahlt wird.

Ein anderes Erwärmungsverfahren ist ein Verfahren des Verwen dens einer Elektronenstrahlbestrahlung. In diesem Fall ist eine Elektronenstrahlquelle außerhalb der Kammer 1 angeordnet, und ein von der Elektronenstrahlquelle ausgesendeter Elektronen strahl wird durch ein Bestrahlungsmittel auf eine erwärmte bzw. zu erwärmende Position von der Rückseite des Wafers 2, der in der Kammer 1 angeordnet ist, abgegeben und gestrahlt. Auch in diesem Fall ist ein Pfad, entlang dem der Elektronenstrahl durch die Kammer 1 hindurchgeht, aus einem durchlässigen Mate rial für einen Elektronenstrahl gebildet.

Das Gerät und das Verfahren, die oben beschrieben wurden, er möglichen es, eine lokale Analyse von organischen Substanzen auf der Oberfläche des Wafers zu erreichen. Somit kann die Ver teilung der organischen Substanzen auf der Oberfläche des Wa fers ausgewertet und analysiert werden.

Drittes Ausführungsbeispiel

Fig. 3 ist eine Darstellung, die eine Anordnung des Analysier systems einer organischen Substanz in einem dritten Ausfüh rungsbeispiel zum Identifizieren und Quantifizieren von organi schen Substanzen, die an der Oberfläche einer Probe, wie zum Beispiel eines Wafers, anhaften, zeigt. In Fig. 3 sind eine Kammer 1, ein Wafer 2, d. h. eine Probe, ein Trägergaslieferrohr 4 und ein Sammelrohr 5 für abgegebenes Gas gezeigt, die die gleichen sind, wie die des Analysiersystems für eine organische Substanz, das in Fig. 1 gezeigt ist. Ein Sammelmittel 6 für ab gegebenes Gas und ein Analysiermittel 7 für abgegebenes Gas, die in dem Analysiersystem für eine organische Substanz enthal ten sind, sind die gleichen wie die, die in Fig. 1 gezeigt sind, und sind daher nicht in Fig. 3 gezeigt.

Eine Erwärmungslampe 10 als Erwärmungslichtquelle ist außerhalb der Lichtquelle 1 angeordnet. Eine Lichtabschirmungsmaske 11 verursacht, daß Lichtstrahlen von der Erwärmungslampe 8 nur ei nen vorbestimmten Abschnitt des Wafers 2, der in der Kammer 1 angeordnet ist, bestrahlen. Ein großer Bereich der Wand der Kammer 1 ist aus einem lichtdurchlässigen Material gebildet. Die Lichtstrahlen, die von der Erwärmungslichtquelle 10 abgege ben werden, werden durch die Wand der Kammer 1 über eine weite Fläche der Lichtabschirmungsmaske 11 abgestrahlt. Die Lichtab schirmungsmaske 11 ist mit einer lichtdurchlässigen Öffnung entsprechend einer Position auf dem Wafer 2, die zu erwärmen ist, vorgesehen. Daher werden die Lichtstrahlen von der Erwär mungslichtquelle 10 lokal auf eine Rückseite eines Abschnittes 2a auf der Oberfläche des Wafers 2, der zu analysieren ist, ge strahlt, wodurch die Rückseite des Abschnittes 2a erwärmt wird.

Wie oben erwähnt wurde, wird durch Verwenden der Erwärmungslam pe 10 und der Lichtabschirmungsmaske 11 die Rückseite oder hin tere Seite des zu analysierenden Abschnittes 2a auf der Ober fläche des Wafers 2 lokal bestrahlt und erwärmt, und somit wer den Gase von der Oberfläche des Wafers 2 freigesetzt. Das Gas, das die von dem Wafer 2 freigesetzten organischen Substanzen enthält, wird durch ein Verfahren, das ähnlich zu dem ist, das in dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird, gesammelt und analysiert, und daher wird die Beschreibung davon ausgelassen. Somit wird der Wafer 2 für die Analyse von organischen Substan zen, die an einem lokalen Abschnitt der Oberfläche des Wafers 2 anhaften, lokal untersucht.

Das Gerät und das Verfahren, die oben beschrieben sind, ermög lichen, daß eine lokale Analyse von organischen Substanzen auf der Oberfläche des Wafers 2 erreicht wird, wodurch die Auswer tung der Verteilung der organischen Substanzen auf der Oberflä che des Wafers durchgeführt wird.

Viertes Ausführungsbeispiel

Wie oben beschrieben wurde, wird in dem ersten bis dritten Aus führungsbeispiel der Wafer mit einem zu untersuchenden Oberflä chenabschnitt von der Rückseite des Wafers erwärmt. Im Gegen satz dazu wird bei einem Analysiersystem für eine organische Substanz in einem vierten Ausführungsbeispiel eine Probe, wie zum Beispiel ein Wafer, mit einem zu untersuchenden Oberflä chenabschnitt direkt von der Oberflächenseite davon erwärmt.

Das Bestrahlungslicht oder der Elektronenstrahl können auf der Oberfläche des Wafers 2 von der Oberflächenseite davon in dem in Fig. 2 oder 3 gezeigten Gerät bestrahlt werden. Das durch die Erwärmungslampe abgestrahlte Licht, der von dem Laser abge strahlte Laserstrahl oder der Elektronenstrahl, die in der Be schreibung des ersten bis dritten Ausführungsbeispieles erwähnt sind, können in dieser Art verwendet werden.

In dem vierten Ausführungsbeispiel können eine Erwärmungslampe, eine Laserlichtquelle oder eine Elektronenstrahlquelle und ein Bestrahlungsmittel zum Führen der Lichtstrahlen oder eines Elektronenstrahles geeignet angeordnet und vorgesehen sein. So mit kann der Abschnitt 2a auf der Oberfläche eines Wafers, der zu untersuchen ist, lokal und direkt von der Oberflächenseite davon erwärmt werden, und Gase werden davon freigesetzt.

Folglich kann der Abschnitt 2a effizient erwärmt werden. Daher wird die Temperaturverteilung auf dem Wafer steiler verglichen mit der Temperaturverteilung in dem Fall, wenn der Wafer von der Rückseite davon erwärmt wird. Somit können Gase nur von ei nem gewünschten Abschnitt, der zu untersuchen ist, freigesetzt werden.

Durch das Gerät und Verfahren, die oben beschrieben sind, ist es möglich, eine lokale Analyse von organischen Substanzen auf der Oberfläche des Wafers zu erzielen. Somit kann die Auswer tung der Verteilung der organischen Substanzen auf der Oberflä che des Wafers durchgeführt werden.

Fünftes Ausführungsbeispiel

Ein Analysiersystem einer organischen Substanz in einem fünften Ausführungsbeispiel zum lokalen Untersuchen eines Wafers für eine Analyse von einer organischen Substanz ist ähnlich zu de nen in dem ersten bis vierten Ausführungsbeispiel mit der Aus nahme, daß das System in dem fünften Ausführungsbeispiel zu sätzlich mit einem Temperaturanstiegsunterdrückungsmittel zum Unterdrücken eines Temperaturanstieges in anderen Abschnitten auf der Oberfläche eines Wafer als ein zu untersuchender Ab schnitt durch Abkühlen des Wafers von seiner Rückseite vorgese hen ist. Andere Bereiche der Oberfläche auf dem Wafer als der zu untersuchende Abschnitt können auf einer relativ niedrigen Temperatur derart gehalten werden, daß das Freisetzen von Gasen von den Bereichen, die nicht untersucht werden müssen, unter drückt wird. Somit können Gase nur von dem gewünschten Ab schnitt, der zu untersuchen ist, freigegeben werden. Folglich können die organischen Substanzen, die an der Oberfläche des Wafers anhaften, genauer untersucht und ausgewertet werden.

Es ist wünschenswert, den Wafer von der Rückseite derart zu kühlen, daß andere Bereiche als der zu untersuchende Abschnitt und speziell ein peripherer Bereich um den zu untersuchenden Abschnitt derart gekühlt werden, daß ein Temperaturanstieg un terdrückt wird.

Ein konkretes Beispiel eines Mittels zum Kühlen des Wafers von der Rückseite ist ein Wasserkühlmittel, das andere Bereiche als den zu untersuchenden Abschnitt durch ein Kühlwasser kühlt. Die Kühlwasserliefervorrichtung weist einen Kühlwasserdurchgang auf, der in einem Tragemittel für einen Wafer gebildet ist. Da durch werden Gase akkurat nur von einem gewünschten Abschnitt, der zu untersuchen ist, freigesetzt.

Ein anderes Mittel zum Kühlen des Wafers von seiner Rückseite ist beispielsweise ein Trägergastemperaturregulier-, einstell- bzw. -steuermittel, das ein Trägergas mit relativ niedriger Temperatur liefert.

Das Wasserkühlmittel und das Trägergastemperatursteuermittel können in Kombination zum Kühlen mit einer verbesserten Kühlef fizienz verwendet werden.

Das fünfte Ausführungsbeispiel ist mit einem zusätzlichen Mit tel zum Erwärmen des Gassammelrohres 5 und der inneren Oberflä che der Wand der Kammer 1 zum Halten der Temperatur des Gassam melrohres 5 und der inneren Oberfläche der Wand der Kammer 1 auf einem vorbestimmten Niveau vorgesehen.

Wenn ein Trägergas mit einer relativ niedrigen Temperatur ver wendet wird, werden die Temperatur des Gassammelrohres 5 und der inneren Oberfläche der Wand der Kammer 1 relativ niedrig, und die organischen Substanzen, die in dem Gas enthalten sind, das von dem Wafer freigesetzt wird, können durch das Gassammel rohr 5 und die inneren Oberflächen der Wand der Kammer 1 adsor biert werden und können nicht effektiv gesammelt werden. Dies kann jedoch durch Erwärmen des Gassammelrohres 5 und der inne ren Oberfläche der Wand der Kammer 1 verhindert werden.

Durch das Gerät und Verfahren, die oben beschrieben sind, kann eine lokale Analyse von organischen Substanzen auf der Oberflä che des Wafers effektiv durchgeführt werden, und die Verteilung der organischen Substanzen auf der Oberfläche des Wafers kann genau ausgewertet werden.

Sechste Ausführungsbeispiel

Fig. 4 ist eine Darstellung, die eine Anordnung eines Analy siersystem für eine organische Substanz in einem sechsten Aus führungsbeispiel zum Identifizieren und Quantifizieren von or ganischen Substanzen, die an der Oberfläche einer Probe, wie zum Beispiel eines Wafers, anhaften, zeigt.

In Fig. 4 sind eine Kammer 1, ein Wafer 2, d. h. eine Probe (Objekt der Analyse), der in der Kammer 1 angeordnet ist, ein Erwärmungsmittel 3 (eine Heizvorrichtung usw.) zum Erwärmen des Wafers 2 und ein Trägergaslieferrohr 4 gezeigt. Diese Komponen ten sind die gleichen wie die, die in Fig. 1 gezeigt sind. Ein Sammelmittel 6 für abgegebenes Gas und ein Analysiermittel 7 für abgegebenes Gas, die in dem Analysiersystem für eine orga nische Substanz enthalten sind, sind die gleichen wie die, die in Fig. 1 gezeigt sind, und werden daher nicht in Fig. 4 ge zeigt.

Sammelrohre 12 für abgegebenes Gas trennen einen Bereich auf der Oberfläche des Wafers 1 derart, daß die abgegebenen Gase von dem Wafer 1 für jeden Abschnitt oder jeden Bereich gesam melt werden. Die Gassammelrohre 12 erstrecken sich von außer halb der Kammer 1 durch eine Wand der Kammer 1 entsprechend zu Positionen nahe an der Oberfläche des Wafers 2, der in der Kam mer 1 angeordnet ist. Die inneren Enden, mit denen die Gassam melrohre 12 zu dem Wafer 2 weisen, sind nahe der Oberfläche des Wafers 2 angeordnet, damit die von verschiedenen Abschnitten der Oberfläche des Wafers 2 abgegebenen bzw. freigesetzten Gase nicht gemischt werden.

Das Gassammelmittel (siehe Fig. 1) sammelt die abgegebenen Gase für jeden Abschnitt auf dem Wafer 2 separat, und die abgegebe nen Gase, die gesammelt sind, werden für jeden Abschnitt durch ein Analysiermittel für abgegebenes Gas (siehe Fig. 1) analy siert.

Ein Erwärmungsmittel 10, das in diesem Analysiersystem für eine organische Substanz enthalten ist, erwärmt die gesamte hintere Oberfläche des Wafers 2 derart, daß Gas von der Oberfläche des Wafers 2 freigesetzt werden, und die freigesetzten Gase können für die lokale Analyse der organischen Substanzen separat ge sammelt und separat analysiert werden.

Bei einer Modifikation des sechsten Ausführungsbeispieles kön nen sowohl das lokale Erwärmen des Wafers, wie in der Beschrei bung des ersten bis dritten Ausführungsbeispieles angegeben ist, als auch das Sammeln der freigesetzten Gase von den sepa raten Abschnitten auf der Oberfläche des Wafers gleichzeitig durchgeführt werden.

Somit wird der Wafer lokal derart erwärmt, daß Gase von der Wa feroberfläche freigesetzt werden, und zur gleichen Zeit können die Gase separat von benachbarten Abschnitten ohne Mischen der Gase, die von benachbarten Abschnitten freigesetzt sind, gesam melt werden. Dies ermöglicht es, die lokale Analyse von organi schen Substanzen zum Analysieren von organischen Substanzen, die an der Oberfläche des Wafers anhaften, präziser und mit hö herer Genauigkeit durchzuführen.

Wie sich aus der obigen Beschreibung für jedes Ausführungsbei spiel ergibt, wird bei dem Analysiersystem für eine organische Substanz zum Identifizieren und Quantifizieren von organischen Substanzen, die an der Oberfläche einer Probe, wie zum Beispiel eines Halbleiterwafers, anhaften, eine lokale Analyse von orga nischen Substanzen auf der Oberfläche der Probe mit hoher Ge nauigkeit durchgeführt. Weiterhin kann die Verteilung der orga nischen Substanzen auf der Oberfläche des Wafers ausgewertet und analysiert werden.

Claims

1. Analysiersystem für eine organische Substanz zum Identifi zieren und Quantifizieren von organischen Substanzen, die an jedem Abschnitt einer Oberfläche einer Probe (2) anhaften, mit einem Erwärmungsmittel (8, 9; 10, 11) zum Erwärmen eines zu analysierenden Abschnittes (2a) auf der Oberfläche der Probe (2), die in einer Kammer (1) angeordnet ist, von der Rückseite der Probe (2),
einem Sammelmittel (6) für freigesetztes Gas, das mit der Kam mer (1) verbunden ist, zum Sammeln der von der Probe freige setzten Gase und
einem Analysiermittel (7) für freigesetztes Gas zum Analysieren der freigesetzten Gase, die durch das Sammelmittel (6) für freigesetztes Gas gesammelten sind. (Fig. 1).

2. Analysiersystem für eine organische Substanz nach Anspruch 1, bei dem das Erwärmungsmittel (8, 9) eine Erwärmungslichtquelle (8) und ein Bestrahlungsmittel (9) zum lokalen Bestrahlen der Rückseite des zu analysierenden Abschnittes (2a) mit einem von der Erwär mungslichtquelle (8) abgegebenen Licht aufweist. (Fig. 2).

3. Analysiersystem für eine organische Substanz nach Anspruch 1, bei dem das Erwärmungsmittel (8, 9) eine Laserlichtquelle und ein Be strahlungsmittel (9) zum lokalen Bestrahlen der Rückseite des zu analysierenden Abschnittes (2a) mit einem Laserlicht, das von der Laserlichtquelle abgestrahlt ist, aufweist.

4. Analysiersystem für eine organische Substanz nach Anspruch 1, bei dem das Erwärmungsmittel eine Elektronenstrahlbestrahlungsquelle und ein Bestrahlungsmittel zum lokalen Bestrahlen der Rückseite des zu analysierenden Abschnittes (2a) mit einem Elektronen strahl, der von der Elektronenstrahlbestrahlungsquelle abgege ben ist, aufweist.

5. Analysiersystem für eine organische Substanz nach Anspruch 1, bei dem das Erwärmungsmittel (10, 11)
eine Lichtabschirmungsmaske (11), die an der Rückseite der Pro be (2) vorgesehen ist und mit einer lichtdurchlässigen Öffnung an einer Position entsprechend einem zu analysierenden Ab schnitt (2a) der Probe (2) vorgesehen ist,
eine Erwärmungslichtquelle (10) und
ein Bestrahlungsmittel zum Bestrahlen der Lichtabschirmungsmas ke (11) mit einem von der Erwärmungslichtquelle (10) abgegebe nen Licht aufweist. (Fig. 3).

6. Analysiersystem für eine organische Substanz zum Identifi zieren und Quantifizieren von organischen Substanzen, die an jedem Abschnitt der Oberfläche einer Probe (2) anhaften, mit einem Erwärmungsmittel (8, 9) zum Erwärmen eines zu analysie renden Abschnittes (2a) auf der Oberfläche der Probe (2), die in einer Kammer (1) angeordnet ist, von der Vorderseite der Probe (2),
einem Sammelmittel (6) für freigesetztes Gas, das mit der Kam mer (1) verbunden ist, zum Sammeln der von der Probe (2) frei gesetzten Gase und
einem Analysiermittel (7) zum Analysieren der freigesetzten Ga se, die durch das Sammelmittel (6) für freigesetztes Gas gesam melt sind.

7. Analysiersystem für eine organische Substanz nach Anspruch 6, bei der das Erwärmungsmittel (8, 9) eine Erwärmungslichtquelle (8) und ein Bestrahlungsmittel (9) zum lokalen Bestrahlen des zu analysierenden Abschnittes (2a) auf der Probenoberfläche mit einem von der Erwärmungslichtquel le (8) abgegebenen Licht aufweist.

8. Analysiersystem für eine organische Substanz nach Anspruch 6, bei dem das Erwärmungsmittel eine Laserlichtquelle und eine Bestrahlungsmittel (9) zum loka len Bestrahlen des zu analysierenden Abschnittes (2a) auf der Probenoberfläche mit einem Laserlicht, das von der Laserlicht quelle abgegeben ist, aufweist.

9. Analysiersystem für eine organische Substanz nach Anspruch 6, bei dem das Erwärmungsmittel eine Elektronenstrahlbestrahlungsquelle und ein Bestrahlungs mittel zum lokalen Bestrahlen des zu analysierenden Abschnittes (2a) auf der Probenoberfläche mit einem Elektronenstrahl, der von der Elektronenstrahlbestrahlungsquelle abgegeben ist, auf weist.

10. Analysiersystem für eine organische Substanz nach einem der Ansprüche 1 bis 9, weiter mit einem Kühlmittel zum Kühlen der Rückseite der Probe (2) derart, daß ein Temperaturanstieg in Bereichen mit Ausnahme des zu ana lysierenden Abschnittes (2a) unterdrückt wird.

11. Analysiersystem für eine organische Substanz nach Anspruch 10, bei dem das Kühlmittel ein Kühlwasserliefermittel zum Kühlen der Rück seite der Probe (2) mit einem Kühlwasser enthält.

12. Analysiersystem für eine organische Substanz nach Anspruch 10 oder 11, bei dem das Kühlmittel ein Temperatureinstellmittel zum Erniedrigen ei ner Temperatur eines zu der Kammer (1) zu liefernden Trägerga ses enthält.

13. Analysiersystem für eine organische Substanz nach einem der Ansprüche 10 bis 12, weiter mit einem Erwärmungsmittel zum Erwärmen der Kammer (1) und dem Sam melrohr (5) derart, daß die Temperatur davon auf einem ge wünschten Niveau gehalten wird.

14. Analysiersystem für eine organische Substanz nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem das Sammelmittel (6) für freigesetztes Gas Gase von jedem Ab schnitt der Probe (2) separat sammelt und das Analysiermittel (7) für freigesetztes Gas die freigesetzten Gase, die für jeden Abschnitt separat gesammelt sind, analysiert.

15. Analysiersystem für eine organische Substanz zum Identifi zieren und Quantifizieren von organischen Substanzen, die an jedem Abschnitt der Oberfläche einer Probe (2) anhaften, mit:
einem Erwärmungsmittel zum Erwärmen der in einer Kammer (1) an geordneten Probe (2),
einem Sammelmittel (6) für freigesetztes Gas zum separaten Sam meln von freigesetzten Gasen von jedem Abschnitt der Probe (2) und
einem Analysiermittel (7) für freigesetztes Gas zum Analysieren der durch das Sammelmittel (6) für freigesetztes Gas für jeden Abschnitt separat gesammelten Gase. (Fig. 4).

16. Analysierverfahren für organische Substanzen, die an jedem Abschnitt einer Oberfläche einer Probe (2) anhaften, mit den Schritten:
Anordnen einer Probe (2) in einer Kammer (1);
lokales Erwärmen eines zu analysierenden Abschnittes (2a) auf der Oberfläche der Probe (2) entweder von der Vorderseite oder von der Rückseite der Probe (2),
Sammeln der von jedem Abschnitt der Probe (2) freigesetzten Ga se von der Kammer (1) und
Analysieren der freigesetzten Gase für jeden Abschnitt der Pro be (2).

17. Analysierverfahren für organische Substanzen, die an jedem Abschnitt einer Oberfläche einer Probe (2) anhaften, mit den Schritten:
Anordnen einer Probe (2) in einer Kammer (1),
Erwärmen der Probe (2),
separates Sammeln der von jedem Abschnitt der Probe (2) freige setzten Gase und
Analysieren der freigesetzten Gase für jeden Abschnitt der Pro be (2).