CN101680856A - 质谱分析单元 - Google Patents

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Abstract

该质谱分析单元是包括对被测量气体的各质荷比的离子电流值进行检测并测量分压的质谱分析部的质谱分析单元，其进一步包括：控制部，预先保持使该质谱分析单元的特定部位的功能降低的特定气体的质荷比的记录；在通过所述质谱分析部检测出的所述特定气体的质荷比的离子电流值为规定值以上时，所述控制部输出表示所述特定部位功能降低的警告信号。

Description

质谱分析单元
技术领域
本发明涉及一种质谱分析单元。
本申请以日本特愿2007-129408号作为基础申请，并引入其内容。
背景技术
在半导体装置、FPD(Flat Panel Display)等的制造工序中，会利用各种各样的真空装置。为了对这些真空装置进行工艺管理，会使用四极质谱分析装置。这种质谱分析装置是对分析对象气体中包含的各种各样的物质的各质荷比(质量数/电荷数)的分压进行测量的装置。而且，近年来，其使用已涉及材料分析、蛋白质等生物高分子化合物的分析、安全领域等诸多方面，需求越来越有扩大的趋势。
四极质谱分析装置在质谱分析管内向作为离子源部的丝极通电，使其喷出热电子，由此使气体电离而生成离子。在对被电离的离子进行检测的离子检测器中，大多使用由Cu-Be合金、氧化铝(AIO)等构成的二次电子倍增管。
可是，如果搞错质谱分析装置在使用上的注意点的话，就会引发丝极、离子检测器的故障。另外，丝极、离子检测器各自具有寿命，如果超过该寿命的话，就不能再正确地测量。因此，为了对丝极、离子检测器进行故障防止、寿命计测、寿命延长，例如公开了如下所述的结构。
如果压力不在约1Pa以下的话，丝极就不能点亮，而在约1Pa以上的压力下，丝极有可能断路。因此，为了防止丝极、离子检测器的故障，在专利文献1中，通过在质谱分析装置中设置真空计的压力检测部来防止丝极的断路。另外，在专利文献2中，通过附加丝极的防过电电路来防止丝极的断路。另外，在专利文献3中，通过检测丝极电流来预测丝极的寿命。
另一方面，为了延长离子检测器的寿命，在专利文献4中，通过避免进行不需要的离子检测来延长检测器的寿命。另外，在专利文献5中，根据质谱图确定校准气体的气体流量，从而优化流量，防止离子检测器的灵敏度劣化，检测离子源部的污垢。另外，在专利文献6中，通过选择离子检测器中使用的材料和结构来延长离子检测器的寿命。
另外，质谱分析装置如果如上所述不在使用压力以下的话，就不能工作。因此，在压力高的情况下，有时会利用被称为差动排气系统的泵系统，在质谱分析装置中加入差动排气系统来构成质谱分析单元。此时，如果泵系统发生故障的话，有时会导致质谱分析装置的故障。为了防止这种情况出现，例如，在专利文献7中，按照泵的异常发生前后的各个状态，分别对异常未发生时的预防保全对应策略、异常发生时的不良状况对应方法、以及异常发生后的危险回避对应方法，通过表示、电信号输出或者声音输出来进行预防保全。
专利文献1：日本特开2004-349102号公报
专利文献2：日本专利第3734913号公报
专利文献3：日本特开平7-151816号公报
专利文献4：日本特开平9-22681号公报
专利文献5：日本特开平8-321277号公报
专利文献6：日本特开平9-170183号公报
专利文献7：日本特开2004-177213号公报
专利文献8：日本特开平5-275052号公报
专利文献9：日本特开平5-109860号公报
在半导体装置、FPD等的制造工序中，要使用蚀刻装置、CVD(ChemicalVapor Deposition)装置等。在此类装置中使用质谱分析单元时，被导入到蚀刻装置的卤素类腐蚀性气体、或者用于使被填充到CVD装置的金属/绝缘膜沉积的气体，都会给丝极、离子检测器带来不好的影响。例如，如果丝极暴露在卤素类腐蚀性气体中的话，由氧化钇构成的丝极的表面涂层就会被剥落，最终有可能发生丝极断路、丝极和栅极之间流动的放射电流变得不能流动等异常。另外，作为离子检测部的二次电子增倍管是通过使离子高速碰撞其金属表面而产生二次电子的，那么如果金属表面沉积有金属/绝缘膜的话，就有可能难以产生二次电子。因此，在专利文献8、9中，提出了一种即使在成膜过程中也能够监测反应气体的技术方案。此外，以下把像上述卤素类腐蚀性气体、用于使金属/绝缘膜沉积的气体那样使得质谱分析单元中特定部位的功能降低的气体称为“特定气体”。
另外，质谱分析单元的寿命、性能不断提高，需求越来越大，没有意识到质谱分析单元在使用上的注意点就进行使用的用户正在增加。具体而言，质谱分析单元必须按照测量的装置、气体等用途灵活运用，而因为有不考虑其用途就被使用的情况存在，有时会有未预期的特定气体被导入到质谱分析单元中。据此，丝极、离子检测器等未到达产品寿命就发生故障的情况日益增多。
另外，如前所述，因为丝极、离子检测器等是有寿命的部件，所以必须定期更换，更换的时期按照使用状态、使用状况会发生变动。因此，难以判断更换的时期，存在因在变得不能使用、变得不能正确地测量之后才进行更换而导致质谱分析单元的使用停止期间延长的问题。而且，还存在因尽管还能使用却事先更换而导致资源、成本浪费的问题。
再者，在更换丝极、离子检测器等或者检修泵时，因为存在特定气体附着在丝极、离子检测器等上的可能性，所以必须确保作业者的安全。以往，作业者在每次更换、检修时，因为事先跟用户确认特定气体的导入履历之后才着手进行作业，所以在更换作业中比较费事。
进而，在蚀刻/CVD装置中使用质谱分析单元时，即使在测量过程中也对质谱分析部和在差动排气系统中使用的泵进行加热，从而使金属/绝缘物不会附着。在泵里，为了稀释卤素腐蚀气体而流过吹扫气体(例如N2)。测量结束之后，在上述的卤素类腐蚀性气体、用于使金属/绝缘膜沉积的气体等没有被导入的情况下，不需要进行质谱分析管、泵的加热以及泵的吹扫。尽管如此还继续进行质谱分析管、泵的加热以及泵的吹扫的话，就会出现浪费功率和气体的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种能够防止特定部位的功能降低，并且能够准确把握特定部位劣化时期的质谱分析单元。
而且，其目的还在于提供一种能够有效地对修补对称部件进行修补作业等，并且能够实现节约功率的质谱分析单元。
为了解决上述问题，本发明采用以下的手段。
(1)本发明的质谱分析单元是包括对被测量气体的各质荷比的离子电流值进行检测并测量分压的质谱分析部的质谱分析单元，其进一步包括：控制部，预先保持使该质谱分析单元的特定部位的功能降低的特定气体的质荷比的记录；在通过所述质谱分析部检测出的所述特定气体的质荷比的离子电流值为规定值以上时，所述控制部输出表示所述特定部位功能降低的警告信号。
根据该构成，使质谱分析单元中的特定部位的功能降低的特定气体的质荷比被记录到控制部。并且，在特定气体的离子电流值超过规定值时，输出特定部位功能降低的警告信号，从而，即使在未预期的特定气体被导入的情况下、或者在用户未识别出特定气体的质荷比的情况下，也能够立刻通知在质谱分析单元中特定部位的功能降低的可能性。因此，能够防止由于特定气体而使特定部位功能降低的情况发生。
(2)本发明的另一种质谱分析单元是包括对被测量气体的各质荷比的离子电流值进行检测并测量分压的质谱分析部的质谱分析单元，其进一步包括：控制部，预先保持使该质谱分析单元的特定部位的功能降低的特定气体的质荷比的记录；在通过所述质谱分析部检测出的所述特定气体的离子电流值与检测该离子电流值的检测时间的积分值为规定值以上时，所述控制部输出表示所述特定部位功能降低的警告信号，并且解除针对所述特定部位的电压施加，停止所述特定部位的功能。
根据该构成，通过输出特定部位功能降低的警告信号，能够正确地通知与特定气体的离子电流值和其检测时间的积分值相对应的特定部位的经时变化。另外，通过解除施加到特定部位的电压的施加而停止特定部位的功能，还能够抑制特定部位的进一步的经时变化。
(3)在上述(2)所述的质谱分析单元中，所述规定值也可以为直到所述特定部位劣化为止的所述离子电流值与所述检测时间的积分值以下。
在这种情况下，能够正确地通知质谱分析单元中的特定部位的寿命，按照此通知，用户能够判断出更换的时期。因而，能够防止特定部位在变为不能使用之后才被更换，或者尽管还能使用却被事先更换。从而，因为能够最大限度地使用特定部位，所以在能够抑制成本的同时，还能够实现节约资源。
(4)另外，本发明的另外一种质谱分析单元是包括对被测量气体的各质荷比的离子电流值进行检测并测量分压的质谱分析部的质谱分析单元，其进一步包括：控制部，预先保持在该质谱分析单元进行修补作业时需要对有无附着在修补对象部件上进行确认的特定气体的质荷比的记录；在通过所述质谱分析部检测出所述特定气体的质荷比的离子电流值时，所述控制部记录所述特定气体的信息以及所述修补对象部件的信息这两者中的至少一个。
根据该构成，在通过质谱分析部检测出特定气体的质荷比的离子电流值时，记录特定气体的信息和/或修补对象部件的信息，从而使得准确且迅速地确认在修补对象部件上有无附着特定气体成为可能。因此，即使在由用户以外的作业者对修补对象部件进行修补作业时，也能够在确保作业者安全的基础上有效地进行作业。
(5)另外，本发明的另一种质谱分析单元是包括对被测量气体的各质荷比的离子电流值进行检测并测量分压的质谱分析部的质谱分析单元，其特征在于，包括：控制部，预先保持使该质谱分析单元的特定部位的功能降低的特定气体的质荷比的记录；以及特定部位保全组件，防止由所述特定气体引起的所述特定部位的功能降低；在通过所述质谱分析部检测出的所述特定气体的质荷比的离子电流值为规定值以下时，所述控制部停止所述特定部位保全组件。
根据该构成，在使质谱分析单元中的特定部位的功能降低的特定气体没有被导入的情况下，停止特定部位保全组件，从而能够实现质谱分析单元的功率节约。
根据本发明的质谱分析单元，使质谱分析单元中的特定部位的功能降低的特定气体的质荷比被记录到控制部，在该特定气体的离子电流值超过规定值时，输出特定部位功能降低的警告信号。据此，即使在未预期的特定气体被导入的情况下、或者在用户未识别出特定气体的质荷比的情况下，也能够立刻通知质谱分析单元中特定部位功能降低的可能性。因而，能够防止由于特定气体而导致特定部位功能降低，从而能够长期有效地使用质谱分析单元。
另外，在通过质谱分析部检测出特定气体的质荷比的离子电流值时，记录特定气体的信息和/或修补对象部件的信息，从而使得准确且迅速地确认在修补对象部件上有无附着特定气体成为可能。因此，即使在由用户以外的作业者对修补对象部件进行修补作业时，也能够在确保作业者安全的基础上有效地进行作业。
另外，在使质谱分析单元中的特定部位的功能降低的特定气体没有被导入的情况下，停止特定部位保全组件，从而能够实现质谱分析单元的功率节约。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式所述的质谱分析单元的框图；
图2是表示同一实施方式所述的测量部的内部结构的断面图；
图3是表示同一实施方式所述的安装有质谱分析单元的蚀刻装置的概要结构图；
图4是质荷比与离子电流值的质谱示意图；
图5是在蚀刻工艺过程中将时间与特定气体的离子电流值的变化之间的关系与蚀刻装置和质谱分析单元的作用相对应的图；
图6是表示同一实施方式中的质谱分析单元的预防保全方法的流程图；
图7是表示同一实施方式中的质谱分析单元的预防保全方法的流程图；
图8是同一实施方式所述的质谱分析单元的部件管理方法中的测量部、泵的制造号码和特定气体的记录实例；
图9是表示同一实施方式中的质谱分析单元的节约功率方法的流程图。
符号说明
1  质谱分析部
10 质谱分析单元
22 离子源部(特定部位、修补对象部件)
27 离子检测部(特定部位、修补对象部件)
63 控制部
80 涡轮分子泵(修补对象部件)
81 前置泵(修补对象部件)
82 焙烘加热器(特定部位保全组件)
84 稀释气体供给部(特定部位保全组件)
具体实施方式
下面参考附图对本发明的一个实施方式加以说明。另外，在以下说明所使用的各个附图中，为使各构件成为能识别的大小，适当变更了各构件的比例尺。
(质谱分析单元)
图1示出本实施方式所述的质谱分析单元的框图。
质谱分析装置中存在有磁场偏向型、四极型等，在本实施方式中，以转换器型的四极质谱分析装置为例加以说明。四极质谱分析装置对被测量气体中存在的气体的种类和各种气体的分压进行计测。
本实施方式所述的质谱分析单元10包括：质谱分析部1；把被导入到该质谱分析部1中的被测量气体的压力减到规定值的差动排气部20；以及对上述的质谱分析部1和差动排气部20进行控制的控制用PC(控制部)62。质谱分析部1包括：对被测量气体的各质荷比的分压进行测量的测量部12；以及与该测量部12连续设置并且根据从控制用PC62中输出的信号来驱动测量部12的电气系统部14。
差动排气部20包括：把被测量气体导入到测量部12的气体导入部24；对被导入到所述测量部12内的被测量气体的一部分进行减压的涡轮分子泵80(修补对象部件)；以及与该涡轮分子泵80连接的前置泵(修补对象部件：例如隔膜泵)81(以下，把两泵合称为泵80、81)。
气体导入部24包括使被测量气体的选择成为可能的选择阀V1、V2。在选择阀V2侧装配有节流孔，和选择阀V1相比，它能够缩小被导入到测量部12的气体量。即，要把导入到测量部12的气体量减小时，可以选择选择阀V2。
当测量部12内的被测量气体的压力处于测量部12能良好动作的范围(10-2Pa以下的范围)以上时，驱动差动排气部20，从而使测量部12内的压力减到规定的压力。
测量部12上连接有焙烘加热器82a(特定部位保全组件)，泵80上连接有焙烘加热器82b(特定部位保全组件)，泵81上连接有焙烘加热器82c(特定部位保全组件)。焙烘加热器82a使测量部12内存在的水分蒸发，通过使测量部12内存在的水蒸气排出，来对测量部12内进行减压。焙烘加热器82b、82c对泵80、81内进行加热，防止在泵80、81内附着从被测量气体中生成的金属/绝缘膜。
另外，在测量部12和涡轮分子泵80之间，连接了用于稀释流过泵80、81内的被测量气体的稀释气体供给部84(特定部位保全组件)。在本实施方式中，这种稀释气体(吹扫气体)可以使用例如氮气(N2)等。
控制用PC62包括控制部63、存储器部64以及表示部65。控制部63根据由测量部12检测出的质荷比及其相应的离子电流值向电气系统部14发送输出信号，控制质谱分析部1以及差动排气部20的动作。在存储器部64中，记录并保存后述的规定值和各种数据。表示部65用于使用户能够目视确认到测量部12的信息，经由控制部63，将检测出的质荷比及其相应的离子电流值的大小、后述的警告表示等各种信息表示出来。离子电流值与注入离子量成比例，所以从离子电流值的大小可以获知具有该质荷比的离子量。其结果是使得真空装置内的各气体的分压等能够识别。
此外，由控制用PC62进行的控制、操作、各种信息的表示等，也可以由电气系统部14进行。
图2是测量部12的内部结构示意图。
如图2所示，测量部12具有有底的金属制的容器11。该容器11由一侧开口的圆筒形状组成，内部配置有质量分选部2，开口29侧与后述的真空装置连接。
首先，如果就质量分选部2加以说明的话，该质量分选部2具有安装筒73、离子源部22、四层极23以及离子检测部27。
在安装筒73中，绝缘物按圆筒形状成形，在它的两个开口中，一个朝向容器11的开口29侧，另一个朝向离子检测部27。
四层极23由用金属制圆柱组成的四根电极构成，配置于安装筒73的内部(图2中能看见两根)。另外，构成四层极23的四根电极，分别朝向沿安装筒73的中心轴线的方向，互相之间隔开规定的间隔，螺旋固定在安装筒73内部的壁面上。
离子源部22是热丝极，例如，在铱(Ir)线上涂敷氧化钇后，来用作离子源部22。离子源部22配置在安装筒73的开口附近且位于该开口和容器11的开口29之间的位置上。另外，在离子源部22和四层极23之间，配置有片状物(スリツト)74。
由于存在于要测量的真空装置内部的气体经过容器11的开口29进入到容器11的内部，因此容器11内部的气氛和真空装置内部的气氛相同。从而，离子源部22周围的气氛和真空装置内部的气氛有相同的组成。
如果给离子源部22通电，使得从离子源部22中喷出热电子，则该热电子与存在于离子源部22周围的气体分子碰撞，生成离子。
片状物74上具有小孔75，此小孔75位于构成四层极23的四根电极之间。由离子源部22生成的离子通过片状物74的小孔75进入到四层极23的内部。
在构成四层极23的各电极上，施加有在直流偏压电压上叠加规定频率的交流电压后的电压。在进入到四层极23内部的离子中，只有具有与直流偏压电压大小和交流电压大小相对应的质荷比的离子才在四层极23之间通过。因此，如果使上述直流偏压电压和交流电压的大小变化的话，就能够只让具有所希望的质荷比的离子通过。
在安装筒73和离子检测部27之间，配置有片状物76。
从而，在四层极23的内部通过的离子，朝着片状物76的小孔77飞行，通过小孔77注入到离子检测部27。
如果向离子检测部27注入离子的话，就检测出离子电流。离子检测部27可以使用由Cu-Be合金、氧化铝(AlO)等构成的二次电子增倍管、由SUS等构成的法拉第杯等，在本实施方式中，使用二次电子增倍管。二次电子增倍管通过使离子高速碰撞其金属表面而产生二次电子，因为一个离子会放大为数倍，所以能够提高检测的灵敏度。
(质谱分析单元的使用方法)
下面根据图3对本实施方式所述的质谱分析单元10的使用方法加以说明。
图3是本实施方式所述的安装有质谱分析单元10的真空装置的概要结构图。
下面，以感应耦合方式(ICP，Inductive Coupling Plasma)的反应性离子蚀刻(RIE，Reactive Ion Etching)装置50作为安装有质谱分析单元10的真空装置的例子来加以说明。反应性离子蚀刻装置50(以下称为“蚀刻装置50”)包括气密密封的室52。该室52上连接有蚀刻气体的给气组件53和室52内气体的排气组件54。在室52的内部设置有放置基板5的载物台55。为了防止蚀刻生成物附着在室52的内壁上，设置有防附着板59以将载物台55围住。
另一方面，为了在室52的内部产生等离子体，在室52的上方配置天线57，此天线57与等离子体用高频电源58连接。
为了在如此构成的蚀刻装置50中进行蚀刻，首先，在载物台55上放置基板5，将基板5保持在规定温度。其次，从给气组件53提供蚀刻气体，将室52保持在规定压力。接着，驱动等离子体用高频电源58，向天线57施加高频电压。据此，在室52的内部产生等离子体，激发蚀刻气体，生成离子、原子团等活性种。在此生成的原子团作用于基板5，生成包括蚀刻对象物在内的挥发性物质，从而进行蚀刻处理。
该蚀刻装置50连接到与室52分开配置的控制用PC62上，通过控制用PC62能够控制蚀刻装置50的动作。也就是说，控制用PC62与质谱分析单元10和蚀刻装置50两者都连接，能够同时进行对质谱分析单元10的控制和对蚀刻装置50的控制。
可以使用氟化氢(HF)、氯气(Cl)等卤素类腐蚀性气体作为上述蚀刻气体。
在室52的侧壁上设置的气体供给管与构成质谱分析单元10中的气体导入部24的选择阀V1、V2连接。并且，通过气体导入部24，被测量气体被导入到所述测量部12。
本实施方式的质谱分析的原理是利用差动排气部20把被测量气体(特定气体)导入到质谱分析部1的测量部12。其次，通过由离子源部22的热丝极生成的热电子，使被导入的气体分子电离。接着，在四层极23的四根棒上施加由直流电压和交流电压产生的电场，只让从离子源部22注入的离子中具有特定质荷比的离子通过。之后，在离子检测部27中，检测出通过四层极23的离子，作为离子电流。然后，清除施加到四层极23上的电场，按照质荷比测量离子电流，对气体的种类和各种气体的分压进行计测。
在此，图4是在室52内导入氟化氢(HF)作为蚀刻气体的情况下与质荷比(m/z)相对应的离子电流值(A)的质谱示意图。
如图4所示，因为氟化氢的质荷比是m/z＝20，所以知道在m/z＝20时出现峰值(2.50×10-10(A))。据此，能够判断出在室52内导入了氟化氢(HF)。
在此，图5是使时间(T)与特定气体的离子电流值(I)的变化之间的关系与蚀刻装置和质谱分析单元的作用相对应的图。
如图5所示，如果首先在T0时刻让质谱分析单元10工作的话，就从控制部63输出焙烘加热器82a、82b、82c以及稀释气体供给部84的工作开始信号。据此，开始进行测量部12和泵80、81的加热，以及泵80、81的吹扫。
在测量部12和泵80、81已被充分加热的时刻(T1时刻)，根据工艺开始信号，由测量部12开始进行室52内的各质荷比的分压测量。并且，根据工艺开始信号，把蚀刻气体导入到室52内，进行蚀刻。蚀刻结束之后，根据工艺停止信号，停止蚀刻气体的导入(T3时刻)。然后，在停止导入蚀刻气体之后，残留的蚀刻气体暂减，离子电流值在T4时刻恢复到蚀刻气体导入之前的状态。在此，把蚀刻气体导入之前的状态(T0～T1期间以及T4以后)作为背景状态。
(预防保全方法)
以下，根据图6以及表1，对在蚀刻装置50中安装有质谱分析单元10时的预防保全方法加以说明。图6是表示本实施方式中的预防保全方法的流程图。此外，对于本预防保全方法，以在蚀刻装置50的室52内导入氟化氢作为蚀刻气体(特定气体)的情况为例加以说明。
如果质谱分析单元10中的离子源部22暴露在氟化氢等卤素类腐蚀性气体中的话，由氧化铱构成的离子源部22的表面涂层就会被剥落，最终有可能发生离子源部22断路、离子源部22和栅极之间流动的放射电流变得不能流动等异常。另外，因为用于离子检测部27的二次电子增倍管是由Cu-Be合金、氧化铝(AlO)等构成的，如果此类金属被暴露在氯气等之中的话，就有可能熔化并劣化。此外，以下把像上述卤素类腐蚀性气体那样使得质谱分析单元中特定部位(离子源部22、离子检测部27等)的功能降低的气体称为“特定气体”。
另一方面，认识到特定气体会促使离子源部22的断路、离子检测部27等的劣化的用户较少。并且，因为认识到被导入的特定气体的质荷比的峰值会在何时出现的用户较少，所以发觉不到特定气体已被导入的用户也较多。
另外，有未预期的特定气体被导入到质谱分析单元10的情况发生。也就是说，有那样的特定气体被导入到针对特定气体的耐性低的质谱分析单元10(例如，溅射/蒸镀装置用)的情况发生。如果特定气体就那样被持续导入的话，也会有离子源部22、离子检测器27早期劣化的情况发生。
因此，本发明者发现，在存储器部64中预先设置特定气体的质荷比，在检测到被检测出的特定气体的离子电流值为规定值以上时，向用户发出警告，从而能够防止离子源部22的断路、离子检测部27的劣化。
具体而言，首先设置特定气体的质荷比和离子电流值的规定值。
下面所示的表1是被导入到蚀刻装置50并使离子源部22以及离子检测部27等的功能降低的特定气体(例如，在蚀刻装置中安装质谱分析单元10的情况下，卤素类腐蚀性的特定气体)与各特定气体的质荷比的对应表。
  质荷比(m/Z)   气体种类
  20   HF
  35   Cl
  70   Cl2
  71   NF3
  81   HBr
  88   CF4
  100   SiH2Cl2
  138   C2F6
表1
如表1所示，预先设置特定气体的各质荷比的对应表，把该数据记录到存储器部64。并且，为每种特定气体设置与表1中各特定气体对应的质荷比的离子电流值的规定值，记录到存储器部64。
本预防保全方法中的规定值优选设置为在上述背景状态下检测出的离子电流值以上(例如，图5中的I1)。据此，能够早期检测出特定气体已被导入。
此外，在被测量气体(特定气体)被电离时，气体分子被分解，从而出现被称为裂解谱图的峰值。在图4中，在氟化氢被导入以前，也在m/z＝20时出现峰值。因此，更优选地，把所述规定值设置为根据裂解谱图可生成的峰值的离子电流值以上。据此，能够辨别基于特定气体的峰值和基于裂解谱图的峰值，防止质谱分析单元10的误操作，确保可靠性。
接着，如图6所示，通过测量部12开始进行室52内的各质荷比的分压测量(步骤S1)。测量方法如上所述，清除施加到四层极23上的电场，按照质荷比测量离子电流，对气体的种类和各种气体的分压进行计测。
将正在测量的质荷比与表1相对应，判定所设置的质荷比(例如，m/z＝20)的特定气体是否存在(步骤S2)。在此，在没有检测出离子电流值的峰值、不包含特定气体时(步骤S2的判断为“否”时)，从控制部63向电气系统部14输出继续测量信号，使不同质荷比的测量继续进行。另一方面，在检测出离子电流值的峰值时(步骤S2的判断为“是”时)，判断此峰值的离子电流值是否为存储器部64中设置的规定值以上(步骤S3)。
然后，在峰值的离子电流值低于规定值时(步骤S3的判断为“否”时)，使测量部12的测量继续进行。另一方面，在峰值的离子电流值为规定值以上时(步骤S3的判断为“是”时)，判断为特定气体被导入。在这种情况下，从控制部63向表示部65输出警告信号。作为该警告信号，可以按照例如离子源部22的断路的可能性、放射电流值异常、离子检测部27的劣化等特定部位的功能降低的可能性来输出警告信号。
接收到警告信号的表示部65根据此信号点亮警告表示信息(步骤S4)。据此，用户能够立刻获知在离子源部22、离子检测部27中的哪个部位有功能降低的可能性。此外，该警告表示除了在表示部65上目视确认的信息之外，还可以构成为通过由蜂鸣器等提供声音以使之能够识别。
控制部63在进行警告表示之后，向电气系统部14输出继续测量信号，使不同质荷比的测量继续进行，按与上述流程相同的方法测量其他特定气体(表1所示的除氟化氢之外的特定气体)是否被导入。
因此，本实施方式中的质谱分析单元10的预防保全方法的构成为：在存储器部64中预先记录使离子源部22以及离子检测部27等功能降低的特定气体的质荷比；在该特定气体的离子电流值为规定值以上时，控制部63向表示部65输出警告信号。
根据上述构成，在特定气体的离子电流值超过规定值时，控制部63输出警告信号，从而，即使对于不能识别特定气体的质荷比的用户，也能够立刻使其获知质谱分析单元10中离子源部22断路、离子检测部27劣化的可能性。因此，能够防止由于特定气体而引起的离子源部22的断路、离子检测部27的劣化。从而，能够长期有效地使用离子源部22、离子检测部27。
另外，如果把本实施方式的预防保全方法用于对特定气体的耐性弱的质谱分析单元的话，那么即使在弄错使用上的注意点而在蚀刻装置中安装了对特定气体的耐性弱的质谱分析单元的情况下，也能够把质谱分析单元功能降低的可能性立刻通知给用户。
(第二实施方式)
(寿命管理方法)
下面根据图7的流程图对本发明的第二实施方式加以说明。本实施方式是在蚀刻装置50中安装有质谱分析单元10的情况下的寿命管理方法，在根据离子电流值与检测时间的积分值来设置规定值的方面，与上述的第一实施方式不同。
作为特定气体，在存储器部64中设置的质荷比的离子电流值的峰值越大，明显地，被导入到蚀刻装置50的室52内的特定气体的量就越多，伴随着该特定气体的量，离子源部22、离子检测部27等消耗部件(以下，总称为消耗部件)的寿命越短。另外，检测出特定气体的时间越长，消耗部件的寿命就越短。如果消耗部件超过寿命却还继续进行测量的话，就无法再进行准确的测量，所以必须定期更换，更换的时期按照特定气体的种类、使用状态、使用状况会发生变动。
因此，难以判断这些消耗部件的更换时期。例如，在消耗部件变得不能使用、变得不能正确地测量之后才进行更换的情况下，更换就需要时间，质谱分析单元10的使用停止期间就会变长。另外，在消耗部件尽管还能够使用却事先被更换的情况下，存在消耗部件的使用效率不好而导致资源、成本浪费等问题。
在此，本发明者发现，作为消耗部件的寿命管理方法，求得检测出的特定气体的离子电流值与检测时间的积分值，在该积分值超过预先设置的规定值时，向用户发出警告，并且解除施加在离子源部22、离子检测部27上的电压的施加，从而能够解决上述问题。
具体而言，首先，设置特定气体的质荷比，并且设置每种特定气体的规定值，预先记录到存储器部64。本寿命管理方法中的规定值优选使检测出的特定气体的离子电流值与检测时间的积分值在能使消耗部件达到寿命的积分值以下。
其次，如图7所示，和上述预防保全方法的步骤S1、S2同样地开始测量，判定所设置的质荷比的特定气体是否存在(步骤S21、S22)。
在此，在没有检测出离子电流值的峰值、不包含特定气体时(步骤S22的判断为“否”时)，从控制部63向电气系统部14输出继续测量信号，让测量部12继续进行不同质荷比的测量。另一方面，在检测出离子电流值的峰值时(步骤S22的判断为“是”时)，计算出此峰值的离子电流值与检测时间的积分值，记录到存储器部64。此外，所谓检测时间，是通过这次测量判断出特定气体存在的期间。此外，在已预先记录直到上次测量为止的积分值的情况下，在该积分值上加上这次测量的积分值并记录。然后，判断当前所记录的积分值是否为存储器部64中设置的规定值以上(步骤S23)。
然后，在积分值小于规定值时(步骤S23的判断为“否”时)，使测量部12的测量继续进行。另一方面，在积分值为规定值以上时(步骤S23的判断为“是”时)，判断为消耗部件已接近寿命。在这种情况下，和所述步骤S4同样地，从控制部63向表示部65输出警告信号。作为该警告信号，按照由于例如离子源部22的断路的可能性、放射电流值以上、离子检测部27的劣化等而有必要更换的特定部位，来输出警告信号。接收到警告信号的表示部65根据此信号点亮警告表示信息(步骤S24)。据此，用户能够判断出消耗部件的更换时期。
在此，在表示部65进行警告表示的同时，控制部63向电气系统部14输出停止信号，该停止信号用于解除施加在离子源部22以及离子检测器27上的电压的施加(步骤S25)。接收到此信号的电气系统部14解除施加在离子源部22以及离子检测部27上的电压的施加而停止测量。据此，能够抑制消耗部件的进一步劣化。
因此，本实施方式中的质谱分析单元10的寿命管理方法的构成为：在特定气体的离子电流值与检测出离子电流值的检测时间的积分值为规定值以上时，输出警告信号，并且解除施加在离子源部22以及离子检测部27上的电压的施加而停止测量。
根据上述构成，在特定气体的离子电流值与检测出离子电流值的检测时间的积分值为规定值以上时，在表示部65进行警告表示，从而能够正确地通知离子源部22以及离子检测部27等消耗部件的经时变化。另外，通过解除施加在消耗部件上的电压的施加而停止测量，能够抑制消耗部件的进一步的经时变化。
进一步地，在本实施方式中具有以下构成：将所述规定值设置为离子源部22以及离子检测部27的寿命的积分值以下。
根据上述构成，通过将所述规定值设置为离子源部22以及离子检测部27的寿命的积分值以下，能够正确地通知离子源部22、离子检测部27等消耗部件的寿命。即，离子源部22、离子检测部27等消耗部件的更换时期虽然按照质谱分析单元10的使用状态、使用状况而变动，但用户按照警告表示能够判断出更换时期。从而，因为能够将消耗部件变得不能使用之后的质谱分析单元10的使用停止期间缩短，所以能够提高工作效率。另外，因为能够防止离子源部22以及离子检测部27尽管还能使用却被事先更换，所以能够提高离子源部22以及离子检测部27的使用效率，实现成本的降低以及资源的节省。
(第三实施方式)
(部件管理方法)
下面根据图8对本发明的第三实施方式加以说明。本实施方式是在蚀刻装置50中安装有质谱分析单元10的情况下质谱分析单元10的部件管理方法。图8是本部件管理方法中测量部和泵80、81的制造号码以及特定气体的记录实例。
因为上述的离子源部22、离子检测部27等消耗部件是有寿命的部件，所以必然需要更换。另外，差动排气部20的泵80、81也需要定期检修(以下，把定期的检修作业、消耗部件的更换作业称为“修补作业”，把需要检修的部件、需要更换的消耗部件称为“修补对象部件”)。可是，修补对象部件的修补作业通常由用户之外的作业者来进行。在这种情况下，因为有在修补对象部件上附着有特定气体等的可能性，所以作业者必须确认有无附着特定气体，确保作业的安全。
因此，以往在对修补对象部件进行修补作业时，事先跟用户确认特定气体的导入履历以后才着手进行作业，存在作业效率不好的问题。
因此，本发明者发现，将需要确认在修补对象部件上有无附着的特定气体的质荷比预先记录于存储器部63，在特定气体被导入时记录该特定气体的信息和修补对象部件的信息，从而能够解决上述的问题。
具体而言，按照和上述预防保全方法(参见图6)中直到步骤S2为止的步骤相同的方法进行测量。
然后，在没有检测出离子电流值的峰值、不包含特定气体时，从控制部63向电气系统部14输出继续测量信号，使不同质荷比的测量继续进行。另一方面，在检测出离子电流值的峰值时，把该离子电流值与检测时间的积分值记录到存储器部64。此外，在已预先记录直到上一次测量为止的积分值的情况下，在该积分值上加上这次测量的积分值并记录。具体而言，如图8所示，检测出的特定气体的离子电流值与检测时间的积分值数据被对应于该特定气体的质荷比而记录于存储器部64。
在积分值数据被记录到存储器部64的同时，进一步地，此时所使用的测量部12的制造号码(例如，图8中的分析管制造号码)和泵80、81的制造号码(例如，图8中的泵制造号码)被记录到存储器部64。然后，这些记录从控制部63通过网络被保存到服务器。作业者在对修补对象部件进行修补作业时读出这些信息，从而在表示部65上表示出如图8所示的信息。
因此，本实施方式中的质谱分析单元10的部件管理方法的构成为：在通过测量部12检测出特定气体的质荷比的离子电流值时，特定气体的离子电流值与检测出离子电流值的检测时间的积分值被记录，并且测量部12以及差动排气部20等修补对象部件的信息也被记录。
根据上述构成，在更换离子源部22、离子检测部27等消耗部件时，或者在检修泵80、81时，读出存储器部64中记录的信息，从而使得准确且迅速地确认特定气体的导入履历成为可能。因此，即使在由用户之外的作业者进行更换、检修时，也能够在确保作业者安全的基础上，有效地进行作业。
(第四实施方式)
(节约功率方法)
下面根据图9的流程图对本发明的第四实施方式加以说明。本实施方式是在蚀刻工艺结束之后(图5中的T3时刻以后)的质谱分析单元10的节约功率方法。
如上所述，在特定气体的导入过程中，在通过焙烘加热器82a、82b、82c对测量部12和泵80、81进行加热的同时，为了稀释流过泵80、81的特定气体，还通过稀释气体供给部84流出吹扫气体。不过，在诸如蚀刻工艺结束之后等时特定气体没有被导入的情况下，不需要进行测量部12和泵80、81的加热以及泵80、81的吹扫。
尽管如此还继续进行测量部12和泵80、81的加热以及泵80、81的N2吹扫的话，就会出现浪费功率和吹扫气体的问题。
因此，本发明者发现，在蚀刻工艺结束之后，在特定气体的离子电流值低于规定值、给泵80、81带来不良影响的可能性消失的时候，停止测量部12和泵80、81的加热以及泵80、81的N2吹扫，从而能够实现节约功率。
具体而言，首先设置特定气体的质荷比和离子电流值的规定值。作为该规定值，优选设置为前述背景状态下的离子电流值(图5中的I2)附近。
然后，如图9所示，让焙烘加热器82a、82b、82c工作，并从稀释气体供给部84向泵80、81提供吹扫气体(步骤S31)。作为该工作时刻，因为加热焙烘加热器82a、82b、82c并使得测量部12和泵80、81上升到规定的温度需要时间，优选在工艺开始信号(图5中的T1)的数小时之前开始工作(图5中的T0时刻)。
然后，根据工艺开始信号导入特定气体，开始蚀刻。同时，通过测量部12开始对室52内的各质荷比的分压进行测量。之后，根据工艺停止信号，停止特定气体的导入，蚀刻工艺结束(图5中的T3)。
在此，在蚀刻工艺结束之后，也按照和第一实施方式中预防保全方法(参见图6)的步骤S1、S2相同的方法继续进行测量，判断所设置的质荷比的特定气体是否存在(步骤S32、S33)。
然后，在没有检测出离子电流值的峰值、不包含特定气体时(步骤S33的判断为“否”时)，从控制部63向电气系统部14输出继续测量信号，让测量部12继续进行不同质荷比的测量。另一方面，在检测出离子电流值的峰值时(步骤S33的判断为“是”时)，测量此峰值的离子电流值是否为存储器部64中设置的规定值以下(步骤S34)。
然后，在峰值的离子电流值高于规定值时(步骤S34的判断为“否”时)，继续进行通过焙烘加热器82a、82b、82c的加热和来自稀释气体供给部84的吹扫气体的供给，继续通过测量部12进行测量。另一方面，在峰值的离子电流值为规定值以下时(步骤S34的判断为“是”时)，判断为处于背景状态且特定气体没有被导入到室52内。在这种情况下，从控制部63向电气系统部14输出停止信号。接收到该信号的电气系统部14，停止通过焙烘加热器82a、82b、82c的加热和来自稀释气体供给部84的吹扫气体的供给(步骤S35)。由此，结束质谱分析单元10的测量。
此外，在停止之后特定气体再次被导入时，对应于再次启动的工艺开始信号，与上述流程中步骤S31以后的步骤同样进行处理。
因此，本实施方式中质谱分析单元10的节约功率方法的构成为：在特定气体的离子电流值为规定值以下时，停止通过差动排气部20中的焙烘加热器82a、82b、82c的加热以及来自稀释气体供给部84的吹扫气体的供给。
根据上述构成，在特定气体不再被导入，给焙烘加热器82a、82b、82c和稀释气体供给部84带来影响的可能性消失的时刻，自动停止通过差动排气部20中的焙烘加热器82a、82b、82c的加热以及来自稀释气体供给部84的吹扫气体的供给，从而能够实现质谱分析单元10的功率节约。
以上参照附图对本发明所述的优选实施方式进行了说明，不言而喻，本发明并不只局限于本发明所述的例子。在上述例子中示出的各结构部件、组合等是一个例子，在不脱离本发明主旨的范围内，基于设计要求等可以进行各种各样的变更。
例如，在上述第一实施方式所述的预防保全方法中，是在离子电流值超过规定值的时刻进行警告表示，但也可以与上述第二实施方式同样地根据离子电流值与检测时间的积分值来设置规定值。
此外，作为可能使离子源部22或者离子检测部27劣化的气体，还能列举出，例如，被导入到CVD装置中的使六氟化钨(WF6)等金属膜沉积的气体、使SiH2C12和NH3等绝缘膜沉积的气体。
使上述金属膜/绝缘膜沉积的气体给离子源部22、离子检测部27带来的影响是，如果在使用二次电子增倍管的离子检测部27上有金属/绝缘膜沉积的话，来自金属表面的二次电子就变得难以产生。另外，如果在离子源部22上有金属/绝缘膜沉积的话，还有可能使放射电流不再流过等。
因此，如本发明第一～第四实施方式所述，通过预先在存储器部64中设置使金属膜/绝缘膜沉积的气体的质荷比，并且设置具有该质荷比的使金属膜/绝缘膜沉积的气体的离子电流值的规定值，从而对于使金属膜/绝缘膜沉积的气体也能够同样适用。据此，即使在导入了使金属膜/绝缘膜沉积的气体的CVD装置中采用质谱分析单元10，也能够在实现节约功率的同时，有效地使用离子源部22、离子检测部27等消耗部件。
根据本发明，使得提供能够防止特定部位的功能降低、而且能够准确把握特定部位劣化时期的质谱分析单元成为可能。另外，根据本发明，使得提供能够有效地对修补对称部件进行修补作业等、而且能够实现节约功率的质谱分析单元成为可能。

Claims (5)

1、一种质谱分析单元，包括对被测量气体的各质荷比的离子电流值进行检测并测量分压的质谱分析部，其特征在于，
所述质谱分析单元进一步包括：控制部，预先保持使该质谱分析单元的特定部位的功能降低的特定气体的质荷比的记录，
在通过所述质谱分析部检测出的所述特定气体的质荷比的离子电流值为规定值以上时，所述控制部输出表示所述特定部位功能降低的警告信号。
2、一种质谱分析单元，包括对被测量气体的各质荷比的离子电流值进行检测并测量分压的质谱分析部，其特征在于，
所述质谱分析单元进一步包括：控制部，预先保持使该质谱分析单元的特定部位的功能降低的特定气体的质荷比的记录，
在通过所述质谱分析部检测出的所述特定气体的离子电流值与检测该离子电流值的检测时间的积分值为规定值以上时，所述控制部输出表示所述特定部位功能降低的警告信号，并且解除针对所述特定部位的电压施加，停止所述特定部位的功能。
3、根据权利要求2所述的质谱分析单元，其中，
所述规定值为直到所述特定部位劣化为止的所述离子电流值与所述检测时间的积分值以下。
4、一种质谱分析单元，包括对被测量气体的各质荷比的离子电流值进行检测并测量分压的质谱分析部，其特征在于，
所述质谱分析单元进一步包括：控制部，预先保持在该质谱分析单元进行修补作业时需要对有无附着在修补对象部件上进行确认的特定气体的质荷比的记录，
在通过所述质谱分析部检测出所述特定气体的质荷比的离子电流值时，所述控制部记录所述特定气体的信息以及所述修补对象部件的信息这两者中的至少一个。
5、一种质谱分析单元，包括对被测量气体的各质荷比的离子电流值进行检测并测量分压的质谱分析部，其特征在于，所述质谱分析单元包括：
控制部，预先保持使该质谱分析单元的特定部位的功能降低的特定气体的质荷比的记录；以及
特定部位保全组件，防止由所述特定气体引起的所述特定部位的功能降低，
在通过所述质谱分析部检测出的所述特定气体的质荷比的离子电流值为规定值以下时，所述控制部停止所述特定部位保全组件。
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