质谱仪-Mass 利用TDS热脱附质谱仪进行IGZO薄膜微量气体分析
LCD面板制程监控-利用TDS热脱附质谱仪进行微量气体分析
日本ESCO电子科学的TDS1200Ⅱ是一款具有高性能升温程序的热脱附分析系统，它使用石英棒引导红外线直接加热样品，这意味着分析室中其他部件都不会被加热并释放气体，确保检测到的物质仅来自样品，TDS热脱附设备可以搭配JEOL的四极柱质谱仪、气相层析飞行质谱仪和液相层析飞行质谱仪，这使热脱附质谱仪不仅可以定性和定量吸收或结合的化学成分，还可以分析结合状态、化学反应阶段和其他详细信息。IGZO（Indium Gallium Zinc Oxide）为氧化铟镓锌的缩写，是一种用于液晶面板上的技术，但IGZO技术对光、水和氧都相当敏感，其特性会受到各种制程条件影响，尤其”工作压力”是控制薄膜性能的关键。本文利用日本ESCO电子科学的TDS热脱附质谱仪，在不同压力下，对极难分析的氢、水、氧分子进行高灵敏度分析。
结果
图１为不同压力加在a-IGZO薄膜涂布的SiO2/c-Si板上，质荷比分别为2（氢气），18（水）和32（氧气）的TDS图，Sub为没有涂布的SiO2/c-Si，作为背景值侦测，结果显示，随着压力下降，所有元素的脱附量均下降，在0.13 Pa压力下元素的脱附明显降低。这些结果显示，在较低压力下，a-IGZO薄膜中的氢含量较低，氢在半导体氧化物中扮演着重要的角色，因此，在a-IGZO薄膜的沉积制程中降低温度，对控制氢含量非常重要。
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▲图一 不同压力加在a-IGZO薄膜涂布的SiO2/c-Si板上的TDS图-(a) 氢 (b) 水 (c) 氧
结论
a-IGZO薄膜表面逸散的气体会受到压力的影响，这些元素在较低压力下，逸散的含量较低，此结果可做为a-IGZO制程改善的依据。本文使用热脱附质谱仪侦测极难分析的H2、O2和H2O，ESCO的TDS质谱仪具有非常低的背景值，对于监测这些从a-IGZO薄膜表面逸散的微量气体，是非常有帮助的工具。
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