シリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法
【課題】複雑な手順や準備を必要せずに、従来の分析方法と比較して高感度に、安定的にシリコン化合物ガス中の不純物であるシロキサン濃度を分析することが可能な分析方法を提供する。
【解決手段】分子構造中にＳｉ−Ｈ結合を有するシリコン化合物ガス中の不純物の濃度を、ガスクロマトグラフ−質量分析計（ＧＣ−ＭＳ）を用いて分析する際に、パックドカラムとキャピラリーカラムとを組合せた分離カラムを用いることを特徴とするシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法を選択する。
【解決手段】分子構造中にＳｉ−Ｈ結合を有するシリコン化合物ガス中の不純物の濃度を、ガスクロマトグラフ−質量分析計（ＧＣ−ＭＳ）を用いて分析する際に、パックドカラムとキャピラリーカラムとを組合せた分離カラムを用いることを特徴とするシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法を選択する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水素化ケイ素ガス、水素化ケイ素のハロゲン化物ガス及び有機水素化ケイ素化合物ガスなどに代表されるシリコン化合物ガスは、シリコン半導体、液晶ＴＦＴ、太陽電池など電子デバイスの原料として大量に使用されている。これらの用途において、シリコン化合物ガス中に、含酸素化合物が存在すると、製造される半導体や太陽電池に悪影響を及ぼす要因となることが知られている。
【０００３】
ところで、シリコン化合物ガス中のシロキサン成分の分析方法として、いくつかの方法が知られている。分析方法の一つとして、先ず、ガスクロマトグラフ−熱伝導度型検出器（ＧＣ−ＴＣＤ）を用いた分析方法が知られている。しかしながら、ＧＣ−ＴＣＤの検出下限値は概ね１ｐｐｍ程度であり、それ以下の極低濃度を分析するためには適していないという問題があった。
【０００４】
そこで、ＧＣ−ＴＣＤを用いた分析方法よりも高感度な分析が可能な、質量分析計（ＭＳ）を用いた分析方法が知られている（特許文献１を参照）。この特許文献１には、シロキサンを冷却によって捕集管に捕集し、加熱によって脱着して質量分析計に導いて分析する方法が開示されている。この方法では、捕集量を適宜増やすことによって感度を上げることができるため、極めて低い濃度のシロキサンも分析可能となる。
【０００５】
しかしながら、質量分析計を用いた分析方法では、冷却捕集の操作の際に−１５℃から−１４４℃の冷熱が必要であり、そのためにフロンやそれに類似する性能をもつ冷媒、もしくは液体窒素、ドライアイス等を利用しなくてはならず、分析準備に手間がかかるという問題があった。
【０００６】
一方、特許文献２には、大気圧イオン化質量分析計（ＡＰＩＭＳ）を用いた、モノシラン、水素、シロキサン及びシロキサンイオンから生成するクラスターイオンの分析方法が開示されている。しかしながら、ＡＰＩＭＳは質量分析計の中でも特殊な仕様の装置であり、高価で取り扱いや結果の解析が難しいという問題があった。
【０００７】
さらに、シリコン化合物ガス中のシロキサン成分の分析方法として、ガスクロマトグラフ−質量分析計（ＧＣ−ＭＳ）を用いた分析方法も知られているが、分析のためにはいくつかの欠点が予想される。先ず、ＧＣ−ＭＳの分離カラムとしてキャピラリーカラムのみを使用する場合、キャピラリーカラムの内面は、反応性が高いシリコン化合物ガスによって侵されてしまうという欠点がある。
【０００８】
次に、ＧＣ−ＭＳの分離カラムとしてパックドカラムのみを使用する場合、ガスクロマトグラフ（ＧＣ）と質量分析計（ＭＳ）とのインターフェースには、サンプルを濃縮してＭＳの真空度を保つためにジェットセパレータを用いる。しかしながら、このジェットセパレータはガラス製であって、高温にして使用する上に微細な構造であり、デットボリュームも大きい。このため、ライン中で発生する珪素酸化物で汚染されやすく、バックグラウンドの安定化が阻害されてしまうという欠点がある。また、汚染された後は、パーツ自体を交換しない限り清浄化することが困難であるという欠点がある。よって、パックドカラムのみを用いる分析方法では、安定して分析を実施することが難しいという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３６０８１８３号公報
【特許文献２】特開平８−２６１９８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、複雑な手順や準備を必要せずに、従来の分析方法と比較して高感度に、安定的にシリコン化合物ガス中の不純物であるシロキサン濃度を分析することが可能な分析方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる課題を解決するため、
請求項１に記載の発明は、分子構造中にＳｉ−Ｈ結合を有するシリコン化合物ガス中の不純物の濃度を、ガスクロマトグラフ−質量分析計（ＧＣ−ＭＳ）を用いて分析する方法であって、
ＧＣ−ＭＳで分析する際に、パックドカラムとキャピラリーカラムとを組合せた分離カラムを用いることを特徴とするシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法である。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記パックドカラムによってシリコン化合物ガスを分離、除去することを特徴とする請求項１に記載のシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法である。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記シリコン化合物ガスを含む試料ガスを、前記パックドカラム、前記キャピラリーカラムの順に導入するとともに、
前記キャピラリーカラムにおける前記試料ガスの流量を制御して、前記バックドカラム中の前記試料ガスの流量及び質量分析計の真空度を維持することを特徴する請求項１又は２に記載のシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法である。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、前記不純物が、分子構造中にシロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）を有するシロキサンであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法である。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、前記キャピラリーカラムは、シロキサンポリマーを含まない固定相を有するキャピラリーカラム又は多孔質層型のキャピラリーカラムであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法である。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、前記キャピラリーカラムは、多孔質ポリマーの層を形成した多孔質層型キャピラリーカラムであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法である。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、前記キャピラリーカラムにかけるガスの圧力は、５ｋＰａ以上８０ｋＰａ以下とすることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法である。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、前記キャピラリーカラムにかけるガスの圧力は、５ｋＰａ以上４０ｋＰａ以下とすることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法である。
【００１９】
請求項９に記載の発明は、前記質量分析計（ＭＳ）のイオン化エネルギーは、２０ｅＶ以上４０ｅＶ以下とすることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法である。
【００２０】
請求項１０に記載の発明は、前記質量分析計（ＭＳ）のイオン化エネルギーは、３０ｅＶとすることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、分子構造中にＳｉ−Ｈ結合を有するシリコン化合物ガス中の不純物の濃度を、ガスクロマトグラフ−質量分析計（ＧＣ−ＭＳ）を用いて分析する際に、パックドカラムとキャピラリーカラムとを組み合わせた分離カラムを用いる構成とする。そのため、パックドカラムでシリコン化合物ガスを分離し除去できるのでキャピラリーカラムを劣化することなく使用することができる。また、キャピラリーカラムを使用できるのでジェットセパレータがなくてもイオン源の真空度を保ちながらサンプルガスをＭＳに導入することができる。そのため、感度や安定性が高いガスクロマトグラフ−質量分析計（ＧＣ−ＭＳ）を用いてシリコン化合物ガス中の不純物であるシロキサン濃度を分析することができる。したがって、分析において、複雑な手順や準備を必要せずに、従来の分析方法と比較して高感度に、安定的にシリコン化合物ガス中の不純物であるシロキサン濃度を分析することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明を適用した一実施形態であるシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法に用いる分析装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施例１の結果を示すグラフである。
【図３】本発明の実施例２の結果を示す図であって、キャピラリーカラムにかけるガス圧力とジシロキサンの検出下限値との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の実施例３の結果を示す図であって、イオン化エネルギーとジシロキサンの検出下限値との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の実施例３の結果を示す図であって、ジシロキサンの測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を適用した一実施形態であるシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法（以下、単に「分析方法」という）について、これに用いる分析装置とともに図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００２４】
本実施形態の試料ガスとしては、シリコン化合物ガスが対象となり、この試料ガス中に含まれている不純物として含酸素化合物のひとつであるシロキサンを分析対象とするものである。
なお、シリコン化合物ガスとは、モノシラン（ＳｉＨ４）、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）といった化学式ＳｉｘＨ（２ｘ＋２）（ｘ＝１，２，３，４）で表記される水素化ケイ素ガス、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＳｉＦ４といった水素化ケイ素のハロゲン化物ガス、ＳｉＨ３ＣＨ３、ＳｉＨ３Ｃ２Ｈ５といった化学式（ＣＨ３）ｘＳｉＨ（４−ｘ）（ｘ＝１，２，３）及び化学式（Ｃ２Ｈ５）ｘＳｉＨ（４−ｘ）（ｘ＝１，２，３）で表記される有機水素化ケイ素化合物ガスなどである。
また、シロキサンとは、化学式（ＳｉＨ３）Ｏ（ＳｉＨ３）、（ＳｉＨ３）Ｏ（ＳｉＨ２）Ｏ（ＳｉＨ３）といった分子構造中にシロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）を有する鎖状又は環状構造の化合物である。
【００２５】
図１は、本実施形態の分析方法に用いられる分析装置の例を示すものである。
以下の説明は、分析対象物としてモノシラン（ＳｉＨ４）中のジシロキサン［（ＳｉＨ３）Ｏ（ＳｉＨ３）］の例である。
図１において、符号１は第１六方弁を示す。この第１六方弁１の第１ポートにはサンプルガスライン２が、第２ポートは計量管３の一端が、第３ポートにはガスクロマトグラフ８中の第１カラム８Ａを経由して第２六方弁４の第１ポートに連通する管５が、第４ポートにはキャリアガスライン６の分岐ライン６ａが、第５ポートは計量管３の他端が、第６ポートは排気ライン７が接続されている。
【００２６】
また、第２六方弁４の第２ポートにはガスクロマトグラフ８中の第２カラム８Ｂを経由して質量分析計９に連通する管１０が、第３ポートには第５ポートと連通する管１１の一端が、第４ポートにはガスクロマトグラフ８の第３カラム８Ｃを経由するキャリアガスライン６の分岐ライン６ｂが、第５ポートは管１１の他端が、第６ポートは排気ライン１２が接続されている。なお、管１０には、減圧弁１３、圧力計１４及び質量流量制御器１５が設けられている。また、キャリアガスライン６にはヘリウムなどのキャリアガスが送られる。
【００２７】
ガスクロマトグラフ８の第１カラム８Ａは、パックドカラムである。この第１カラム８Ａによって、試料ガス中からシリコン化合物ガスであるモノシランを分離、除去することができる。
【００２８】
また、ガスクロマトグラフ８の第２カラム８Ｂは、キャピラリーカラムである。この第２カラム８Ｂがウォールコーテッドオープンチューブラカラムである場合には、シロキサンポリマーを固定相に含まないカラムを用いることが好ましい。これは、シロキサンポリマーの成分がサンプル中の微量シロキサンに影響を及ぼす可能性があるためである。
【００２９】
一方、第２カラム８Ｂがウォールコーテッドオープンチューブラカラム以外である場合には、多孔質層型カラムを用いることが好ましい。特に、キャピラリーカラムの内面に第１カラム８Ａで使用するパックドカラム充填剤と同じ性質の多孔質ポリマーの層を形成したカラムを用いることが有用である。
【００３０】
第３カラム８Ｃは、パックドカラムである。この第３カラム８Ｃは、後述するように第２六方弁４を切り替えたときに、クロマトグラフ上に発生するノイズやショックピークを最小限とするために、キャリアガスライン６の分岐ライン６ｂに接続されている。また、第３カラム８Ｃのパックドカラムは、第１カラム８Ａに用いるパックドカラムの仕様と同じとする必要がある。
【００３１】
第２六方弁４の切り替え前に、第３カラム８Ｃに、第１カラム８Ａと同程度の圧力で同程度の流量のガスを流して分析することで、第２六方弁４の切り替え前後でライン１０に設けられている減圧弁１３にかかる圧力変動を最小限にすることができる。このように、減圧弁１３にかかる圧力変動を最小限にすることで、第２六方弁４を切り替えたときにクロマトグラフ上に発生するノイズやショックピークを最小限にすることができる。
【００３２】
ここで、図１に示した第１六方弁１の状態では、第１ポートと第２ポートとが連通し、第３ポートと第４ポートとが連通し、第５ポートと第６ポートとが連通した状態となっている。また、第２六方弁４の状態では、第２ポートと第３ポートとが連通し、第４ポートと第５ポートとが連通し、第６ポートと第１ポートとが連通した状態となっている。
【００３３】
この時、キャリアガスライン６の分岐ライン６ａからのキャリアガスを、第１六方弁１の第４ポート、第３ポート、管５、ガスクロマトグラフ８の第１カラム８Ａ、第２六方弁４の第１ポート、第６ポート及び排気ライン１２に流して系外に排出する。同様に、分岐ライン６ｂからのキャリアガスを、ガスクロマトグラフ８の第３カラム８Ｃから、さらに第２六方弁４の第４ポート、第５ポート、管１１、第３ポート、管１０、ガスクロマトグラフ８の第２カラム８Ｂ及び質量分析計９に流し、これらの管路やガスクロマトグラフ８及び質量分析計９内部の管路等をパージする。
【００３４】
ついで、サンプルガスライン２から試料ガスを所定流量で第１六方弁１に導入し、第１ポート、第２ポート、計量管３、第５ポート、第６ポートを経て、排気ライン７を介して系外に排出する。この時、計量管３には一定量の試料ガスが満たされることになる。
【００３５】
この状態で所定時間経過後、第１六方弁１を図中反時計回りに切り替える。
これにより、キャリアガスライン６の分岐ライン６ａからのキャリアガスは、第１六方弁１の第４ポート、第５ポート、計量管３、第２ポート、第３ポート、管５を通り、ガスクロマトグラフ８の第１カラム８Ａに流れる。そして、このキャリアガスが計量管３を流れる際に、これに満たされていた一定量の試料ガスとキャリアガスとが混合して、この混合ガスがクロマトグラフ８に注入され、ここから第１カラム８Ａに送られることになる。
【００３６】
第１カラム８Ａはパックドカラムであり、ここで混合ガス中のモノシランとジシロキサンとが分離される。そして、先に溶出したモノシランを第２六方弁４に導入し、第１ポート、第６ポート、排気ライン１２を介して系外に排出する。
【００３７】
モノシランの排出が終了した後、第２六方弁４を図中反時計回りに切り替える。
これにより、ジシロキサンのみを含む混合ガスは、第２六方弁４の第１ポート、第２ポート、管１０に流れる。減圧弁１３、圧力計１４を通過したジシロキサンは、一部が質量流量制御器１５を介して系外に排気され、一部がガスクロマトグラフ８に導入される。これにより、ガスクロマトグラフ８の第２カラム（キャピラリーカラム）８Ｂにおける試料ガスの流量を制御することが可能となり、第１カラム（バックドカラム）８Ａ中の試料ガスの流量及び質量分析計９の真空度を維持しながらガスクロマトグラフ８と質量分析計９とを接続することができる。
【００３８】
第２六方弁４の切り替えと同時に、質量分析計９による測定を開始し、キャピラリーカラムである第２カラム８Ｂでの分離が行われた後、カラム８Ｂからの流出ガスが質量分析計９に送られて分析が行われることとなる。
【００３９】
ここで、キャピラリーカラムである第２カラムにかけるガスの圧力は、ジシロキサンがキャピラリーカラムを通過するときの線速度と質量分析計（ＭＳ）９の真空度に影響を与え、検出下限値を左右するパラメータとなる。本実施形態の分析方法によれば、キャピラリーカラムにかけるガスの圧力を、５ｋＰａ以上８０ｋＰａ以下とすることが好ましく、５ｋＰａ以上４０ｋＰａ以下とすることがより好ましい。これにより、ジシロキサンの検出する際の感度をより高くすることが可能となる。
【００４０】
また、本実施形態の分析方法によれば、質量分析計（ＭＳ）のイオン化エネルギーを、２０ｅＶ以上４０ｅＶ以下とすることが好ましく、３０ｅＶとすることがより好ましい。これにより、ジシロキサンの検出する際の感度をより高くすることが可能となる。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態の分析方法によれば、分子構造中にＳｉ−Ｈ結合を有するモノシラン中の不純物であるジシロキサンの濃度を、パックドカラムである第１カラム８Ａとキャピラリーカラムである第２カラム８Ｂとを組み合わせた分離カラムを用いる構成とする。そのため、パックドカラムでシリコン化合物ガスを分離し除去できるのでキャピラリーカラムを劣化することなく使用することができる。また、キャピラリーカラムを使用できるのでジェットセパレータがなくてもイオン源の真空度を保ちながらサンプルガスをＭＳに導入することができる。そのため、感度や安定性が高いガスクロマトグラフ−質量分析計（ＧＣ−ＭＳ）を用いてシリコン化合物ガス中の不純物であるシロキサン濃度を分析することができる。したがって、分析において、複雑な手順や準備を必要せずに、従来の分析方法と比較して高感度に、安定的にモノシラン中のジシロキサン濃度を分析することができる。
【００４２】
また、第１カラム８Ａとして、気密性の良いパックドカラムを用いて、混合ガス中のモノシランを分離するため、キャピラリーカラムのみを用いてジシロキサン濃度を測定する場合と比較して、作業者にとって安全な環境を提供することができる。
【００４３】
さらに、本実施形態の分析方法によれば、ガスクロマトグラフ−質量分析計（ＧＣ−ＭＳ）と、本実施形態の分析装置に示すような適切な流路とを利用し、ガスクロマトグラフ（ＧＣ）および質量分析計（ＭＳ）のイオン化条件を最適な範囲内に設定することで、モノシラン中のジシロキサン濃度を検出下限値１０ｐｐｂの感度で分析可能となり、極低濃度の分析にも適応することができる。
【００４４】
以下に具体例を示す。
（実施例１）
下記表１に示す条件で、モノシラン中のシロキサン濃度を測定した。この測定では一例として、常温で気体でありモノシランが消費される装置まで到達する可能性が最も高いジシロキサンに焦点を合わせて測定を行った。
【００４５】
【表１】
【００４６】
ここで、モノシラン中のジシロキサン濃度は、技術文献（１２年委員会編，ＵＣＳ１２年―半導体産業の発展とＵＣＳ１２年の成果，ｐ．１２１９−１２４１，半導体基盤技術研究会（２０００）．）に記載された方法を用いて定量し、流量混合によってジシロキサンを濃度４００ｐｐｂに調整した後に測定を実施した。また、計量管３（図１を参照）へのサンプルガスの流量は、１００ｍｌ／ｍｉｎとした。なお、測定は、モノシランのフラグメントイオンであるｍ／ｚ＝３１と、ジシロキサンのフラグメントイオンであるｍ／ｚ＝７７をそれぞれ観察した。測定結果を図２に示す。
【００４７】
図２中の上図に示すように、モノシラン（ｍ／ｚ＝３１）は全く検出されていないこと、及び図２中の下図に示すように、ジシロキサン（ｍ／ｚ＝７７）が検出されていることが確認された。これは、図１に示す分析装置が、パックドカラム（第１カラム８Ａ）とキャピラリーカラム（第２カラム８Ｂ）とを組み合わせており、パックドカラムにおいてモノシランをカットしたため、モノシランによってキャピラリーカラムを侵すことなくジシロキサンを検出できたことを示している。
【００４８】
なお、ジシロキサンの検出下限値は、図２に示すように、シグナルノイズ比３としてピーク高さとノイズ幅とから計算すると３００ｐｐｂであった。
【００４９】
（実施例２）
サンプル濃縮の効果があるジェットセパレータを除去したラインを用いて、高感度化を目指すために種々のパラメータを検討した。特に、図１に示す分析装置の減圧弁１３によって調整されるキャピラリーカラム（第２カラム８Ｂ）にかけるガスの圧力は、ジシロキサンがキャピラリーカラムを通過するときの線速度と質量分析計（ＭＳ）の真空度とに影響を与え、検出下限値を左右するパラメータとなる。そこで、上記実施例１において、キャピラリーカラムにかけるガス圧力を変化させて測定を行い、当該ガス圧力とジシロキサンの検出下限値との関係を検討した。両者の関係を図３に示す。
【００５０】
図３に示すように、キャピラリーカラムにかけるガス圧力を５ｋＰａ以上８０ｋＰａ以下とした場合に、ジシロキサンのピークが検出されることを確認した。特に、ガス圧力を５ｋＰａ以上４０ｋＰａ以下とした場合に、検出下限値１５０ｐｐｂ以下でモノシラン中のジシロキサン濃度を測定できることを確認した。
【００５１】
（実施例３）
次に、上記実施例２において、キャピラリーカラムにかけるガスの圧力を３０ｋＰａと設定して、質量分析計９（図１を参照）におけるイオン化エネルギーの影響を検討した。ここで、イオン化エネルギーは、ジシロキサンから発生するｍ／ｚ＝７７のイオンの発生量に影響し、イオン化効率を考慮して一定以上の値とすることで発生するイオンの量が最大となる。しかし、イオン化エネルギーを大きく設定しすぎると、ノイズが大きくなり検出下限値は低下する。そこで、イオン化エネルギーを変化させて測定を行い、イオン化エネルギーとジシロキサンの検出下限値との関係を検討した。両者の関係を図４に示す。
【００５２】
図４に示すように、質量分析計におけるイオン化エネルギーは、２０ｅＶ以上４０ｅＶ以下とすることで、モノシラン中のジシロキサンの検出下限値が１００ｐｐｂ以下となることを確認した。特に、イオン化エネルギーの値を３０ｅＶとしたときが最も優れた結果となった。このときの測定結果を図５に示す。なお、ｍ／ｚ＝７７はジシロキサンのフラグメントイオンを示している。
【００５３】
図５に示すように、シグナルノイズ比（Ｓ／Ｎ比）を３としてピーク高さとノイズ幅とから本測定における検出下限値を計算すると、検出下限値が１０ｐｐｂであることを確認した。
【符号の説明】
【００５４】
１・・・第１六方弁
２・・・サンプルガスライン
３・・・計量管
４・・・第２六方弁
５，１０，１１・・・管
６・・・キャリアガスライン
６ａ，６ｂ・・・分岐ライン
７，１２・・・排気ライン
８・・・ガスクロマトグラフ
８Ａ・・・第１カラム（パックドカラム）
８Ｂ・・・第２カラム（キャピラリーカラム）
８Ｃ・・・第３カラム
９・・・質量分析計
１３・・・減圧弁
１４・・・圧力計
１５・・・質量流量制御器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水素化ケイ素ガス、水素化ケイ素のハロゲン化物ガス及び有機水素化ケイ素化合物ガスなどに代表されるシリコン化合物ガスは、シリコン半導体、液晶ＴＦＴ、太陽電池など電子デバイスの原料として大量に使用されている。これらの用途において、シリコン化合物ガス中に、含酸素化合物が存在すると、製造される半導体や太陽電池に悪影響を及ぼす要因となることが知られている。
【０００３】
ところで、シリコン化合物ガス中のシロキサン成分の分析方法として、いくつかの方法が知られている。分析方法の一つとして、先ず、ガスクロマトグラフ−熱伝導度型検出器（ＧＣ−ＴＣＤ）を用いた分析方法が知られている。しかしながら、ＧＣ−ＴＣＤの検出下限値は概ね１ｐｐｍ程度であり、それ以下の極低濃度を分析するためには適していないという問題があった。
【０００４】
そこで、ＧＣ−ＴＣＤを用いた分析方法よりも高感度な分析が可能な、質量分析計（ＭＳ）を用いた分析方法が知られている（特許文献１を参照）。この特許文献１には、シロキサンを冷却によって捕集管に捕集し、加熱によって脱着して質量分析計に導いて分析する方法が開示されている。この方法では、捕集量を適宜増やすことによって感度を上げることができるため、極めて低い濃度のシロキサンも分析可能となる。
【０００５】
しかしながら、質量分析計を用いた分析方法では、冷却捕集の操作の際に−１５℃から−１４４℃の冷熱が必要であり、そのためにフロンやそれに類似する性能をもつ冷媒、もしくは液体窒素、ドライアイス等を利用しなくてはならず、分析準備に手間がかかるという問題があった。
【０００６】
一方、特許文献２には、大気圧イオン化質量分析計（ＡＰＩＭＳ）を用いた、モノシラン、水素、シロキサン及びシロキサンイオンから生成するクラスターイオンの分析方法が開示されている。しかしながら、ＡＰＩＭＳは質量分析計の中でも特殊な仕様の装置であり、高価で取り扱いや結果の解析が難しいという問題があった。
【０００７】
さらに、シリコン化合物ガス中のシロキサン成分の分析方法として、ガスクロマトグラフ−質量分析計（ＧＣ−ＭＳ）を用いた分析方法も知られているが、分析のためにはいくつかの欠点が予想される。先ず、ＧＣ−ＭＳの分離カラムとしてキャピラリーカラムのみを使用する場合、キャピラリーカラムの内面は、反応性が高いシリコン化合物ガスによって侵されてしまうという欠点がある。
【０００８】
次に、ＧＣ−ＭＳの分離カラムとしてパックドカラムのみを使用する場合、ガスクロマトグラフ（ＧＣ）と質量分析計（ＭＳ）とのインターフェースには、サンプルを濃縮してＭＳの真空度を保つためにジェットセパレータを用いる。しかしながら、このジェットセパレータはガラス製であって、高温にして使用する上に微細な構造であり、デットボリュームも大きい。このため、ライン中で発生する珪素酸化物で汚染されやすく、バックグラウンドの安定化が阻害されてしまうという欠点がある。また、汚染された後は、パーツ自体を交換しない限り清浄化することが困難であるという欠点がある。よって、パックドカラムのみを用いる分析方法では、安定して分析を実施することが難しいという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３６０８１８３号公報
【特許文献２】特開平８−２６１９８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、複雑な手順や準備を必要せずに、従来の分析方法と比較して高感度に、安定的にシリコン化合物ガス中の不純物であるシロキサン濃度を分析することが可能な分析方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる課題を解決するため、
請求項１に記載の発明は、分子構造中にＳｉ−Ｈ結合を有するシリコン化合物ガス中の不純物の濃度を、ガスクロマトグラフ−質量分析計（ＧＣ−ＭＳ）を用いて分析する方法であって、
ＧＣ−ＭＳで分析する際に、パックドカラムとキャピラリーカラムとを組合せた分離カラムを用いることを特徴とするシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法である。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記パックドカラムによってシリコン化合物ガスを分離、除去することを特徴とする請求項１に記載のシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法である。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記シリコン化合物ガスを含む試料ガスを、前記パックドカラム、前記キャピラリーカラムの順に導入するとともに、
前記キャピラリーカラムにおける前記試料ガスの流量を制御して、前記バックドカラム中の前記試料ガスの流量及び質量分析計の真空度を維持することを特徴する請求項１又は２に記載のシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法である。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、前記不純物が、分子構造中にシロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）を有するシロキサンであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法である。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、前記キャピラリーカラムは、シロキサンポリマーを含まない固定相を有するキャピラリーカラム又は多孔質層型のキャピラリーカラムであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法である。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、前記キャピラリーカラムは、多孔質ポリマーの層を形成した多孔質層型キャピラリーカラムであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法である。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、前記キャピラリーカラムにかけるガスの圧力は、５ｋＰａ以上８０ｋＰａ以下とすることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法である。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、前記キャピラリーカラムにかけるガスの圧力は、５ｋＰａ以上４０ｋＰａ以下とすることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法である。
【００１９】
請求項９に記載の発明は、前記質量分析計（ＭＳ）のイオン化エネルギーは、２０ｅＶ以上４０ｅＶ以下とすることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法である。
【００２０】
請求項１０に記載の発明は、前記質量分析計（ＭＳ）のイオン化エネルギーは、３０ｅＶとすることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、分子構造中にＳｉ−Ｈ結合を有するシリコン化合物ガス中の不純物の濃度を、ガスクロマトグラフ−質量分析計（ＧＣ−ＭＳ）を用いて分析する際に、パックドカラムとキャピラリーカラムとを組み合わせた分離カラムを用いる構成とする。そのため、パックドカラムでシリコン化合物ガスを分離し除去できるのでキャピラリーカラムを劣化することなく使用することができる。また、キャピラリーカラムを使用できるのでジェットセパレータがなくてもイオン源の真空度を保ちながらサンプルガスをＭＳに導入することができる。そのため、感度や安定性が高いガスクロマトグラフ−質量分析計（ＧＣ−ＭＳ）を用いてシリコン化合物ガス中の不純物であるシロキサン濃度を分析することができる。したがって、分析において、複雑な手順や準備を必要せずに、従来の分析方法と比較して高感度に、安定的にシリコン化合物ガス中の不純物であるシロキサン濃度を分析することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明を適用した一実施形態であるシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法に用いる分析装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施例１の結果を示すグラフである。
【図３】本発明の実施例２の結果を示す図であって、キャピラリーカラムにかけるガス圧力とジシロキサンの検出下限値との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の実施例３の結果を示す図であって、イオン化エネルギーとジシロキサンの検出下限値との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の実施例３の結果を示す図であって、ジシロキサンの測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を適用した一実施形態であるシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法（以下、単に「分析方法」という）について、これに用いる分析装置とともに図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００２４】
本実施形態の試料ガスとしては、シリコン化合物ガスが対象となり、この試料ガス中に含まれている不純物として含酸素化合物のひとつであるシロキサンを分析対象とするものである。
なお、シリコン化合物ガスとは、モノシラン（ＳｉＨ４）、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）といった化学式ＳｉｘＨ（２ｘ＋２）（ｘ＝１，２，３，４）で表記される水素化ケイ素ガス、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＳｉＦ４といった水素化ケイ素のハロゲン化物ガス、ＳｉＨ３ＣＨ３、ＳｉＨ３Ｃ２Ｈ５といった化学式（ＣＨ３）ｘＳｉＨ（４−ｘ）（ｘ＝１，２，３）及び化学式（Ｃ２Ｈ５）ｘＳｉＨ（４−ｘ）（ｘ＝１，２，３）で表記される有機水素化ケイ素化合物ガスなどである。
また、シロキサンとは、化学式（ＳｉＨ３）Ｏ（ＳｉＨ３）、（ＳｉＨ３）Ｏ（ＳｉＨ２）Ｏ（ＳｉＨ３）といった分子構造中にシロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）を有する鎖状又は環状構造の化合物である。
【００２５】
図１は、本実施形態の分析方法に用いられる分析装置の例を示すものである。
以下の説明は、分析対象物としてモノシラン（ＳｉＨ４）中のジシロキサン［（ＳｉＨ３）Ｏ（ＳｉＨ３）］の例である。
図１において、符号１は第１六方弁を示す。この第１六方弁１の第１ポートにはサンプルガスライン２が、第２ポートは計量管３の一端が、第３ポートにはガスクロマトグラフ８中の第１カラム８Ａを経由して第２六方弁４の第１ポートに連通する管５が、第４ポートにはキャリアガスライン６の分岐ライン６ａが、第５ポートは計量管３の他端が、第６ポートは排気ライン７が接続されている。
【００２６】
また、第２六方弁４の第２ポートにはガスクロマトグラフ８中の第２カラム８Ｂを経由して質量分析計９に連通する管１０が、第３ポートには第５ポートと連通する管１１の一端が、第４ポートにはガスクロマトグラフ８の第３カラム８Ｃを経由するキャリアガスライン６の分岐ライン６ｂが、第５ポートは管１１の他端が、第６ポートは排気ライン１２が接続されている。なお、管１０には、減圧弁１３、圧力計１４及び質量流量制御器１５が設けられている。また、キャリアガスライン６にはヘリウムなどのキャリアガスが送られる。
【００２７】
ガスクロマトグラフ８の第１カラム８Ａは、パックドカラムである。この第１カラム８Ａによって、試料ガス中からシリコン化合物ガスであるモノシランを分離、除去することができる。
【００２８】
また、ガスクロマトグラフ８の第２カラム８Ｂは、キャピラリーカラムである。この第２カラム８Ｂがウォールコーテッドオープンチューブラカラムである場合には、シロキサンポリマーを固定相に含まないカラムを用いることが好ましい。これは、シロキサンポリマーの成分がサンプル中の微量シロキサンに影響を及ぼす可能性があるためである。
【００２９】
一方、第２カラム８Ｂがウォールコーテッドオープンチューブラカラム以外である場合には、多孔質層型カラムを用いることが好ましい。特に、キャピラリーカラムの内面に第１カラム８Ａで使用するパックドカラム充填剤と同じ性質の多孔質ポリマーの層を形成したカラムを用いることが有用である。
【００３０】
第３カラム８Ｃは、パックドカラムである。この第３カラム８Ｃは、後述するように第２六方弁４を切り替えたときに、クロマトグラフ上に発生するノイズやショックピークを最小限とするために、キャリアガスライン６の分岐ライン６ｂに接続されている。また、第３カラム８Ｃのパックドカラムは、第１カラム８Ａに用いるパックドカラムの仕様と同じとする必要がある。
【００３１】
第２六方弁４の切り替え前に、第３カラム８Ｃに、第１カラム８Ａと同程度の圧力で同程度の流量のガスを流して分析することで、第２六方弁４の切り替え前後でライン１０に設けられている減圧弁１３にかかる圧力変動を最小限にすることができる。このように、減圧弁１３にかかる圧力変動を最小限にすることで、第２六方弁４を切り替えたときにクロマトグラフ上に発生するノイズやショックピークを最小限にすることができる。
【００３２】
ここで、図１に示した第１六方弁１の状態では、第１ポートと第２ポートとが連通し、第３ポートと第４ポートとが連通し、第５ポートと第６ポートとが連通した状態となっている。また、第２六方弁４の状態では、第２ポートと第３ポートとが連通し、第４ポートと第５ポートとが連通し、第６ポートと第１ポートとが連通した状態となっている。
【００３３】
この時、キャリアガスライン６の分岐ライン６ａからのキャリアガスを、第１六方弁１の第４ポート、第３ポート、管５、ガスクロマトグラフ８の第１カラム８Ａ、第２六方弁４の第１ポート、第６ポート及び排気ライン１２に流して系外に排出する。同様に、分岐ライン６ｂからのキャリアガスを、ガスクロマトグラフ８の第３カラム８Ｃから、さらに第２六方弁４の第４ポート、第５ポート、管１１、第３ポート、管１０、ガスクロマトグラフ８の第２カラム８Ｂ及び質量分析計９に流し、これらの管路やガスクロマトグラフ８及び質量分析計９内部の管路等をパージする。
【００３４】
ついで、サンプルガスライン２から試料ガスを所定流量で第１六方弁１に導入し、第１ポート、第２ポート、計量管３、第５ポート、第６ポートを経て、排気ライン７を介して系外に排出する。この時、計量管３には一定量の試料ガスが満たされることになる。
【００３５】
この状態で所定時間経過後、第１六方弁１を図中反時計回りに切り替える。
これにより、キャリアガスライン６の分岐ライン６ａからのキャリアガスは、第１六方弁１の第４ポート、第５ポート、計量管３、第２ポート、第３ポート、管５を通り、ガスクロマトグラフ８の第１カラム８Ａに流れる。そして、このキャリアガスが計量管３を流れる際に、これに満たされていた一定量の試料ガスとキャリアガスとが混合して、この混合ガスがクロマトグラフ８に注入され、ここから第１カラム８Ａに送られることになる。
【００３６】
第１カラム８Ａはパックドカラムであり、ここで混合ガス中のモノシランとジシロキサンとが分離される。そして、先に溶出したモノシランを第２六方弁４に導入し、第１ポート、第６ポート、排気ライン１２を介して系外に排出する。
【００３７】
モノシランの排出が終了した後、第２六方弁４を図中反時計回りに切り替える。
これにより、ジシロキサンのみを含む混合ガスは、第２六方弁４の第１ポート、第２ポート、管１０に流れる。減圧弁１３、圧力計１４を通過したジシロキサンは、一部が質量流量制御器１５を介して系外に排気され、一部がガスクロマトグラフ８に導入される。これにより、ガスクロマトグラフ８の第２カラム（キャピラリーカラム）８Ｂにおける試料ガスの流量を制御することが可能となり、第１カラム（バックドカラム）８Ａ中の試料ガスの流量及び質量分析計９の真空度を維持しながらガスクロマトグラフ８と質量分析計９とを接続することができる。
【００３８】
第２六方弁４の切り替えと同時に、質量分析計９による測定を開始し、キャピラリーカラムである第２カラム８Ｂでの分離が行われた後、カラム８Ｂからの流出ガスが質量分析計９に送られて分析が行われることとなる。
【００３９】
ここで、キャピラリーカラムである第２カラムにかけるガスの圧力は、ジシロキサンがキャピラリーカラムを通過するときの線速度と質量分析計（ＭＳ）９の真空度に影響を与え、検出下限値を左右するパラメータとなる。本実施形態の分析方法によれば、キャピラリーカラムにかけるガスの圧力を、５ｋＰａ以上８０ｋＰａ以下とすることが好ましく、５ｋＰａ以上４０ｋＰａ以下とすることがより好ましい。これにより、ジシロキサンの検出する際の感度をより高くすることが可能となる。
【００４０】
また、本実施形態の分析方法によれば、質量分析計（ＭＳ）のイオン化エネルギーを、２０ｅＶ以上４０ｅＶ以下とすることが好ましく、３０ｅＶとすることがより好ましい。これにより、ジシロキサンの検出する際の感度をより高くすることが可能となる。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態の分析方法によれば、分子構造中にＳｉ−Ｈ結合を有するモノシラン中の不純物であるジシロキサンの濃度を、パックドカラムである第１カラム８Ａとキャピラリーカラムである第２カラム８Ｂとを組み合わせた分離カラムを用いる構成とする。そのため、パックドカラムでシリコン化合物ガスを分離し除去できるのでキャピラリーカラムを劣化することなく使用することができる。また、キャピラリーカラムを使用できるのでジェットセパレータがなくてもイオン源の真空度を保ちながらサンプルガスをＭＳに導入することができる。そのため、感度や安定性が高いガスクロマトグラフ−質量分析計（ＧＣ−ＭＳ）を用いてシリコン化合物ガス中の不純物であるシロキサン濃度を分析することができる。したがって、分析において、複雑な手順や準備を必要せずに、従来の分析方法と比較して高感度に、安定的にモノシラン中のジシロキサン濃度を分析することができる。
【００４２】
また、第１カラム８Ａとして、気密性の良いパックドカラムを用いて、混合ガス中のモノシランを分離するため、キャピラリーカラムのみを用いてジシロキサン濃度を測定する場合と比較して、作業者にとって安全な環境を提供することができる。
【００４３】
さらに、本実施形態の分析方法によれば、ガスクロマトグラフ−質量分析計（ＧＣ−ＭＳ）と、本実施形態の分析装置に示すような適切な流路とを利用し、ガスクロマトグラフ（ＧＣ）および質量分析計（ＭＳ）のイオン化条件を最適な範囲内に設定することで、モノシラン中のジシロキサン濃度を検出下限値１０ｐｐｂの感度で分析可能となり、極低濃度の分析にも適応することができる。
【００４４】
以下に具体例を示す。
（実施例１）
下記表１に示す条件で、モノシラン中のシロキサン濃度を測定した。この測定では一例として、常温で気体でありモノシランが消費される装置まで到達する可能性が最も高いジシロキサンに焦点を合わせて測定を行った。
【００４５】
【表１】
【００４６】
ここで、モノシラン中のジシロキサン濃度は、技術文献（１２年委員会編，ＵＣＳ１２年―半導体産業の発展とＵＣＳ１２年の成果，ｐ．１２１９−１２４１，半導体基盤技術研究会（２０００）．）に記載された方法を用いて定量し、流量混合によってジシロキサンを濃度４００ｐｐｂに調整した後に測定を実施した。また、計量管３（図１を参照）へのサンプルガスの流量は、１００ｍｌ／ｍｉｎとした。なお、測定は、モノシランのフラグメントイオンであるｍ／ｚ＝３１と、ジシロキサンのフラグメントイオンであるｍ／ｚ＝７７をそれぞれ観察した。測定結果を図２に示す。
【００４７】
図２中の上図に示すように、モノシラン（ｍ／ｚ＝３１）は全く検出されていないこと、及び図２中の下図に示すように、ジシロキサン（ｍ／ｚ＝７７）が検出されていることが確認された。これは、図１に示す分析装置が、パックドカラム（第１カラム８Ａ）とキャピラリーカラム（第２カラム８Ｂ）とを組み合わせており、パックドカラムにおいてモノシランをカットしたため、モノシランによってキャピラリーカラムを侵すことなくジシロキサンを検出できたことを示している。
【００４８】
なお、ジシロキサンの検出下限値は、図２に示すように、シグナルノイズ比３としてピーク高さとノイズ幅とから計算すると３００ｐｐｂであった。
【００４９】
（実施例２）
サンプル濃縮の効果があるジェットセパレータを除去したラインを用いて、高感度化を目指すために種々のパラメータを検討した。特に、図１に示す分析装置の減圧弁１３によって調整されるキャピラリーカラム（第２カラム８Ｂ）にかけるガスの圧力は、ジシロキサンがキャピラリーカラムを通過するときの線速度と質量分析計（ＭＳ）の真空度とに影響を与え、検出下限値を左右するパラメータとなる。そこで、上記実施例１において、キャピラリーカラムにかけるガス圧力を変化させて測定を行い、当該ガス圧力とジシロキサンの検出下限値との関係を検討した。両者の関係を図３に示す。
【００５０】
図３に示すように、キャピラリーカラムにかけるガス圧力を５ｋＰａ以上８０ｋＰａ以下とした場合に、ジシロキサンのピークが検出されることを確認した。特に、ガス圧力を５ｋＰａ以上４０ｋＰａ以下とした場合に、検出下限値１５０ｐｐｂ以下でモノシラン中のジシロキサン濃度を測定できることを確認した。
【００５１】
（実施例３）
次に、上記実施例２において、キャピラリーカラムにかけるガスの圧力を３０ｋＰａと設定して、質量分析計９（図１を参照）におけるイオン化エネルギーの影響を検討した。ここで、イオン化エネルギーは、ジシロキサンから発生するｍ／ｚ＝７７のイオンの発生量に影響し、イオン化効率を考慮して一定以上の値とすることで発生するイオンの量が最大となる。しかし、イオン化エネルギーを大きく設定しすぎると、ノイズが大きくなり検出下限値は低下する。そこで、イオン化エネルギーを変化させて測定を行い、イオン化エネルギーとジシロキサンの検出下限値との関係を検討した。両者の関係を図４に示す。
【００５２】
図４に示すように、質量分析計におけるイオン化エネルギーは、２０ｅＶ以上４０ｅＶ以下とすることで、モノシラン中のジシロキサンの検出下限値が１００ｐｐｂ以下となることを確認した。特に、イオン化エネルギーの値を３０ｅＶとしたときが最も優れた結果となった。このときの測定結果を図５に示す。なお、ｍ／ｚ＝７７はジシロキサンのフラグメントイオンを示している。
【００５３】
図５に示すように、シグナルノイズ比（Ｓ／Ｎ比）を３としてピーク高さとノイズ幅とから本測定における検出下限値を計算すると、検出下限値が１０ｐｐｂであることを確認した。
【符号の説明】
【００５４】
１・・・第１六方弁
２・・・サンプルガスライン
３・・・計量管
４・・・第２六方弁
５，１０，１１・・・管
６・・・キャリアガスライン
６ａ，６ｂ・・・分岐ライン
７，１２・・・排気ライン
８・・・ガスクロマトグラフ
８Ａ・・・第１カラム（パックドカラム）
８Ｂ・・・第２カラム（キャピラリーカラム）
８Ｃ・・・第３カラム
９・・・質量分析計
１３・・・減圧弁
１４・・・圧力計
１５・・・質量流量制御器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分子構造中にＳｉ−Ｈ結合を有するシリコン化合物ガス中の不純物の濃度を、ガスクロマトグラフ−質量分析計（ＧＣ−ＭＳ）を用いて分析する方法であって、
ＧＣ−ＭＳで分析する際に、パックドカラムとキャピラリーカラムとを組合せた分離カラムを用いることを特徴とするシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法。
【請求項２】
前記パックドカラムによってシリコン化合物ガスを分離、除去することを特徴とする請求項１に記載のシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法。
【請求項３】
前記シリコン化合物ガスを含む試料ガスを、前記パックドカラム、前記キャピラリーカラムの順に導入するとともに、
前記キャピラリーカラムにおける前記試料ガスの流量を制御して、前記バックドカラム中の前記試料ガスの流量及び質量分析計の真空度を維持することを特徴する請求項１又は２に記載のシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法。
【請求項４】
前記不純物が、分子構造中にシロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）を有するシロキサンであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法。
【請求項５】
前記キャピラリーカラムは、シロキサンポリマーを含まない固定相を有するキャピラリーカラム又は多孔質層型のキャピラリーカラムであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法。
【請求項６】
前記キャピラリーカラムは、多孔質ポリマーの層を形成した多孔質層型キャピラリーカラムであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法。
【請求項７】
前記キャピラリーカラムにかけるガスの圧力は、５ｋＰａ以上８０ｋＰａ以下とすることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法。
【請求項８】
前記キャピラリーカラムにかけるガスの圧力は、５ｋＰａ以上４０ｋＰａ以下とすることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法。
【請求項９】
前記質量分析計（ＭＳ）のイオン化エネルギーは、２０ｅＶ以上４０ｅＶ以下とすることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法。
【請求項１０】
前記質量分析計（ＭＳ）のイオン化エネルギーは、３０ｅＶとすることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法。
【請求項１】
分子構造中にＳｉ−Ｈ結合を有するシリコン化合物ガス中の不純物の濃度を、ガスクロマトグラフ−質量分析計（ＧＣ−ＭＳ）を用いて分析する方法であって、
ＧＣ−ＭＳで分析する際に、パックドカラムとキャピラリーカラムとを組合せた分離カラムを用いることを特徴とするシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法。
【請求項２】
前記パックドカラムによってシリコン化合物ガスを分離、除去することを特徴とする請求項１に記載のシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法。
【請求項３】
前記シリコン化合物ガスを含む試料ガスを、前記パックドカラム、前記キャピラリーカラムの順に導入するとともに、
前記キャピラリーカラムにおける前記試料ガスの流量を制御して、前記バックドカラム中の前記試料ガスの流量及び質量分析計の真空度を維持することを特徴する請求項１又は２に記載のシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法。
【請求項４】
前記不純物が、分子構造中にシロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）を有するシロキサンであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法。
【請求項５】
前記キャピラリーカラムは、シロキサンポリマーを含まない固定相を有するキャピラリーカラム又は多孔質層型のキャピラリーカラムであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法。
【請求項６】
前記キャピラリーカラムは、多孔質ポリマーの層を形成した多孔質層型キャピラリーカラムであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法。
【請求項７】
前記キャピラリーカラムにかけるガスの圧力は、５ｋＰａ以上８０ｋＰａ以下とすることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法。
【請求項８】
前記キャピラリーカラムにかけるガスの圧力は、５ｋＰａ以上４０ｋＰａ以下とすることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法。
【請求項９】
前記質量分析計（ＭＳ）のイオン化エネルギーは、２０ｅＶ以上４０ｅＶ以下とすることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法。
【請求項１０】
前記質量分析計（ＭＳ）のイオン化エネルギーは、３０ｅＶとすることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のシリコン化合物ガス中の不純物濃度の分析方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−６１１７２（Ｐ２０１３−６１１７２Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９８３１９（Ｐ２０１１−１９８３１９）
【出願日】平成２３年９月１２日（２０１１．９．１２）
【出願人】（０００２３１２３５）大陽日酸株式会社 (642)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１２日（２０１１．９．１２）
【出願人】（０００２３１２３５）大陽日酸株式会社 (642)
【Ｆターム（参考）】
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