CN116783481A - 气体分析装置和控制方法 - Google Patents
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Abstract
气体分析装置(1)具有：离子化装置(10)，其生成样本气体(9)的离子流(17)；分析仪(20)，其对从离子化装置供给的离子流进行分析；第一离子路径(41)，其将离子流从离子化装置非直线地引导到分析仪的入口；以及阻止装置(29)，其通过电场或磁场来间歇性地阻止和释放经由第一离子路径到达分析仪的滤质器(25)的离子流的路径的至少一部分路径中的离子流，该气体分析装置(1)能够在阻止了离子流的状态下进行测定以及在未阻止离子流的状态下进行测定。
Description
技术领域
本发明涉及一种气体分析装置及其控制方法。
背景技术
在日本特开1996-7829号中记载了以下内容：将等离子体质谱分析装置的离子偏转透镜的结构简化来使得容易进行调整。因此，在与从喷嘴射出离子的射出方向大致垂直地设置的第一电极板与第二电极板之间设置将端面斜着截断了的圆筒状的中间电极，并向各电极施加直流电压。两电场是倾斜的，离子因两电场而发生偏转。另一方面，等离子体光是直进的，因此被第二电极板遮挡。
发明内容
希望提供一种在使样本气体离子化来检测样本气体中包含的成分的分析装置中能够降低噪声并且提供降低噪声后的检测结果的软件(控制方法、测定方法)、以及适于该软件的硬件。
本发明的一个方式是一种气体分析装置，具有：离子化装置，其生成样本气体的离子流；分析仪，其连续或间歇性地对从离子化装置供给的离子流进行分析；第一离子路径，其将离子流从离子化装置非直线地引导到分析仪的入口；以及阻止装置，其通过电场或磁场来间歇性地阻止和释放经由第一离子路径到达分析仪的滤质器的离子流的路径的至少一部分路径中的离子流，其中，所述气体分析装置能够在阻止了离子流的状态下进行测定、以及在未阻止离子流的状态下进行测定。离子化装置也可以包括使样本气体等离子体化的装置，阻止装置也可以包括阻止电位发生装置和能量过滤器中的任一方。
在该气体分析装置中能够采用以下的控制方法，从而能够进行抑制了来自离子化装置的光的影响以及其它噪声的影响的高精度的测定。该控制方法包括以下的步骤。
1.在通过阻止装置阻止了离子流的通过的状态下，通过分析仪来获取第一检测数据。
2.在未通过阻止装置阻止离子流的通过的状态下、即释放了离子流的通过的状态下，通过分析仪来获取第二检测数据。
3.输出包含第二检测数据与第一检测数据之差的检测结果。第一检测数据和第二检测数据也可以包含谱数据。
离子化时产生的光是直线前进的，与此相对地，通过第一路径来对离子流非直线地进行引导(以弯曲的方式、弯折的方式进行引导)，由此在分析仪中能够抑制作为噪声的光的影响，能够提高分析精度。然而，在第一路径中，为了引导离子流，无法将光完全切断(遮光)，有可能由于漏光或者杂散光等而导致离子化时产生的光的一部分到达分析仪，从而成为对测定结果造成影响的噪声的原因。在本发明中，为了降低噪声而进一步提高遮光性能的，作为其替代或与此同时，在阻止(切断)了离子流的状态下获取本底的测定结果(第一检测数据)，并取该测定结果(第一检测数据)与不主动阻止离子流的状态下的第二检测数据之差，由此能够获取进一步降低了噪声成分的高精度的测定结果。
也可以是，气体分析装置具有对该气体分析装置进行控制的控制装置，控制装置包括：第一功能，在通过阻止装置阻止了离子流的通过的状态下，通过分析仪来获取第一检测数据；第二功能，在通过阻止装置释放了离子流的通过的状态下，通过分析仪来获取第二检测数据；以及第三功能，输出包含第二检测数据与第一检测数据之差的检测结果。
代表性地，控制装置是执行程序的装置，进行控制的程序包含执行以下处理的命令：在通过阻止装置阻止了离子流的通过的状态下，通过分析仪来获取第一检测数据；在通过阻止装置释放了离子流的通过的状态下，通过分析仪来获取第二检测数据；以及输出包含第二检测数据与第一检测数据之差的检测结果。
附图说明
图1是示出气体分析装置的一例的外观的立体图，图1的(a)表示右前方，图1的(b)表示左前方。
图2是将气体分析装置的壳体展开来示出内部的概要结构的立体图。
图3是示出气体分析装置的概要结构的框图。
图4是示出由气体分析装置得到的数据的几个例子的图。
图5是示出气体分析装置的控制方法的概要的流程图。
图6是示出气体分析装置的其它例的概要结构的图。
具体实施方式
在图1的(a)和图1的(b)中示出了从右前方和左前方观察气体分析装置的外观的情形。该气体分析装置1是具备微等离子体生成装置和电子轰击(EI)离子源来作为离子化装置(离子源)的混合型。气体分析装置1的尺寸和重量的一例为：长度为400mm，宽度为297mm，高度为341mm，重量为15kg，接受24VDC(350W)的电力供给来进行动作。气体分析装置1包括等离子体生成用的样本进口3a和EI离子化用的样本进口3b，在侧面包括用于输入和输出数据的几个端口4。
在图2中示出了去掉气体分析装置1的上部壳体2a和侧面板2b后的状态。气体分析装置1包括使来自作为监测对象的工艺的作为测定对象的样本气体(采样气体、气体样本)离子化的离子化单元(离子生成单元)10、借助所生成的离子(离子流)来对样本气体进行分析的分析单元(分析仪)20、分析单元20的控制模块30、对气体分析装置1进行控制来输出测定数据的系统控制器(可编程逻辑控制器、PLC)50、以及排气系统60。
在图3中，作为包括气体分析装置1的系统的一例，示出了工艺监测器100的概要结构。气体分析装置1对从用于实施作为监测对象的等离子体工艺的工艺室101供给的样本气体9进行分析。代表性地，在工艺室101中实施的等离子体工艺是在基板之上生成各种膜或层的工序、对基板进行蚀刻的工序，包括CVD(化学气相沉积，Chemical Vapor Deposition)或PVD(物理气相沉积，Physical Vapor Deposition)。等离子体工艺也可以是以透镜、滤光器等光学部件为基板来层叠各种薄膜的工艺。
例如，近年来，在半导体中，出于存储容量的增大、逻辑速度的提高、低功率化等要求，半导体芯片构造正在三维化。因此，在半导体工艺控制中，工艺变得更加复杂，寻求原子水平的品质，测量监视成本增大成为问题。对于工艺匹配、成膜时的迁移点测量、蚀刻终点的检测而言，包含反应物、副产物的气体的监测是很重要的，而在当前作为标准采用的等离子体发光测量(Optical Emission Spectroscopy，OES：光发射谱)中，难以综合地对工艺进行监测。另一方面，在采用了通常的热丝的离子源的残留气体分析仪、质谱分析仪中，因半导体气体所带来的损伤而导致的寿命成为问题。
在使用了本例的气体分析装置1的工艺监测系统100中，在严苛的环境下也进行实时监测并提供可靠性高的测定结果，由此能够提供创新性的工艺控制。气体分析装置1作为以使半导体芯片制造中的生产能力显著提高、使成品率最大化为目的而开发出的整体解决方案平台发挥功能。如上所述，本例的气体分析装置1的设置面积非常小，因此能够与室101直接连接来在现场使用。另外，当前，能够在PLC 50中搭载在半导体制造工艺装置中主要导入的作为标准的协议、例如以太网控制自动化技术(Either CAT)协议，从而能够整合在工艺设备控制系统100中。
气体分析装置1包括：离子化装置10，其生成样本气体9的离子(离子流)17；以及分析仪(分析单元)20，其对从离子化装置10供给的离子17进行分析。离子化装置10包括等离子体生成单元(等离子体生成装置)11，该等离子体生成单元(等离子体生成装置)11生成来自该工艺的经由样本输入口3a供给的作为测定对象的样本气体9的等离子体(微等离子体)19，并作为离子流17供给至分析单元20。等离子体生成单元11包括：室(样本室)12，其具备介电性的壁体构造12a，作为测定对象的样本气体9流入该室(样本室)12；高频提供装置(RF提供机构)13，其隔着介电性的壁体构造12a通过高频电场和/或磁场来在减压后的样本室12内生成等离子体19；以及等离子体控制器16，其对高频的频率及功率进行控制。
本例的气体分析装置1是能够连续地或者以短周期间歇性地对从工艺100供给的样本气体9进行分析的质谱分析型的分析装置。分析单元20包括：过滤器单元(滤质器，在本例中为四极部)25，其根据质荷比来对离子化后的样本气体(样本气体离子)的流(离子流)17进行过滤；以及探测器单元26，其对过滤后的离子进行检测。气体分析装置1还包括：真空容器(壳体)40，其收纳有过滤器单元25和探测器单元26；以及排气系统60，其将壳体40的内部维持为适当的负压条件(真空条件)。本例的排气系统60包括涡轮分子泵(TMP)61和罗茨泵(吸引级，Drag stage)62。排气系统60是还对等离子体生成装置11的样本室12的内压进行控制的分流式(split flow type)。排气系统60的多级的TMP 61中的、成为适于室12的内压的负压的级或者罗茨泵62的输入与室12连通，以控制室12的内压。
本例的滤质器25包括四根圆筒或圆柱状的电极(四极杆，HyperQuad)25a，该四根电极25a的内侧被加工为双曲面以形成用于根据质荷比进行过滤的双曲电场。四极式的滤质器25也可以被配置为将很多、例如九根圆柱状的电极以形成矩阵(阵列)的方式配置以形成多个伪双曲电场。探测器单元26包括法拉第杯(FC，Faraday Cap)和二次电子倍增器(SEM，Secondary Electron Multiplier)，能够将它们组合使用或切换使用。探测器单元26也可以是通道型二次电子倍增器(CEM，Channel Electron Multiplier)、微通道板(MP，Microchannel Plate)等其它类型。
本例的等离子体生成单元11包括一体地嵌入于壳体40的内部的等离子体生成用的样本室12。室12的外廓为哈氏合金制成，内部插入有绝缘的圆筒电极，在其内部生成等离子体19。仅样本气体9从作为监测对象的工艺室101经由样本输入口3a流入减压后的样本室12中，来在样本室12的内部形成等离子体(微等离子体)19。即，在等离子体生成单元11中，不使用氩气等辅助气体(支持气体)，仅利用样本气体9来生成用于分析的等离子体19。样本室12的壁体12a由介电性的构件(电介质)构成，其一例为石英(Quartz)、氧化铝(Al2O3)以及氮化硅(SiN3)等对等离子体的耐久性高的电介质。
等离子体生成单元11的用于生成等离子体的装置(RF提供机构)13在样本室12的内部不使用等离子炬，隔着介电性的壁体构造12a通过电场和/或磁场来生成等离子体19。RF提供机构13的一例是通过高频(RF，Radio Frequency：射频)电力来激励等离子体19的机构。作为RF提供机构13的例子，能够列举电感耦合等离子体(ICP，Inductively CoupledPlasma)、介质阻挡放电(DBD，Dielectric Barrier Discharge)、电子回旋共振(ECR，Electron Cyclotron Resonance)等方式。通过这些方式生成等离子体的RF提供装置13也可以包括高频电源和RF场形成单元。代表性地，RF场形成单元包括沿样本室12配置的线圈。
本例的等离子体生成单元11的等离子体控制器16包括：匹配控制单元16a，其对由RF提供装置13提供的RF场的频率进行调整(匹配)来维持等离子体；以及功能(点火单元)16b，其使匹配状态的RF频率发生变化来进行点火。点火单元16b例如能够以比匹配频率高的频率将高功率的高频电力呈脉冲状地投入短时间、例如10ms左右，由此使用RF提供装置13进行等离子体点火。因此，即使不设置以往的辉光放电用的电极、或者不设置压电元件等给与高电压刺激的机构，也能够容易地进行等离子体点火。在进行等离子体点火之后，能够通过使RF提供装置13转为稳定动作状态，来生成并维持等离子体。此外，等离子体生成单元11也可以是形成基于氩气等辅助气体的电感耦合等离子体(ICP)并导入样本气体来进行离子化的类型。
本例的样本室12的内压也可以是容易生成等离子体的压力、例如0.01-1kPa的范围。在工艺室101的内压被管理为1-数百Pa左右的情况下，样本室12的内压可以被管理为比其低的压力、例如0.1-数十Pa左右，也可以被管理为0.1Pa以上或0.5Pa以上、且10Pa以下或5Pa以下。例如，样本室12的内部也可以被减压为1-10mTorr(0.13-1.3Pa)左右。通过将样本室12维持为上述程度的减压，能够仅利用样本气体9来在低温下生成等离子体19。样本室12也可以是能够生成微等离子体19的程度的小型的、例如数mm至数10mm左右的室(小型室，miniature chamber)。通过减小样本室12的容量，能够提供实时性优异的气体分析装置1。样本室12也可以是圆筒状。
气体分析装置1包括：第一离子路径41，其将离子流17从离子化装置10的等离子体生成装置11、代表性地是室12的出口18非直线地引导到分析仪(分析单元)20的入口27；以及第二离子路径42，其将离子流17以从分析单元20的入口27呈规定的角度地、代表性地是与过滤器单元25的电极25a平行地输入到过滤器单元25的方式进行引导。第一离子路径41包括第一静电透镜组43，用于从通过电场使形成于样本室(等离子体室)12的等离子体19通过室出口18来提取出离子流17，并引导到相对于室出口(室开口)18设置于非直线的位置处的入口(开口)27。分析单元20的入口27是设置于障壁27a的开口，只有通过了入口(开口)27的离子流17才被导入到分析单元20。在本例中，分析单元20的入口27相对于室出口18配置为以从第二离子路径42观察时、或者相对于四极过滤器25的中心轴而言各个开口不重叠的程度偏离(在正交的方向上移动)，第一离子路径41设置为在开口18与开口27之间弯曲地引导离子流17。另一方面，从室出口18漏出的光被障壁27a遮挡而不射入分析单元20。
离子流17的路径受到电场的影响而弯曲，与此相对地，从室出口18漏出的因等离子体19的激励发光而产生的光不受电场影响地直进。因而，通过在相对于室出口18偏离的位置处设置用于将离子流17引导到过滤器单元25的开口27，并在它们之间设置非直线(弯曲)地引导离子流17的第一离子路径41，能够抑制从室出口18直线地射出的等离子体的激励光到达分析单元20的入口(开口)27。因此，能够抑制等离子体的激励光到达探测器26而生成成为质谱的本底信号(噪声)的二次电子，在本例中探测器26为法拉第杯(FC)与二次电子倍增器(SEM)的组合。
将离子流17非直线地弯曲地(弯折地)引导的第一离子路径41只要能够遮挡直进的光即可，可以将离子流17以弯折一次的方式进行引导，也可以使离子流17进一步弯折来以室出口18与分析单元20的入口27直线排列的方式进行引导。另外，该第一离子路径41只要对作为离子流17的方向进行控制即可，无需具备对各个离子的移动方向进行控制那样的精度或口径，也可以是设计为不进行那样的控制或过滤的路径。
第二离子路径42包括第二静电透镜组44、以及配置于这些静电透镜之间的能量过滤器28。第二静电透镜组44对经过设置于其与第一离子路径41之间的障壁27a的开口27流入到第二离子路径42的离子流17的方向进行控制。能量过滤器28可以是贝塞尔盒(Bessel-Box)，也可以是CMA(Cylindrical Mirror Analyzer：筒镜分析器)，还可以是CHA(Concentric Hemispherical Analyzer：同心半球分析器)。贝塞尔盒式能量过滤器28由圆筒电极、配置于圆筒电极的中心部的圆板形电极(与圆筒电极同电位)、以及配置于圆筒电极的两端的电极构成，作为带通过滤器进行动作，该带通过滤器利用通过圆筒电极与两端电极之间的电位差Vba而制作出的电场、以及圆筒电极的电位Vbe，仅使具有特定的动能的离子通过。另外，能够通过配置于圆筒电极中心的圆板形电极来阻止在生成等离子体时产生的软X射线、在进行气体离子化时产生的光直接入射于离子检测器(探测器)26，从而能够降低噪声。另外，通过能量过滤器28还能够排除在离子生成部或外部生成、并且与中心轴平行地向过滤器单元25入射的离子、中性粒子等，因此是能够抑制这些离子、中性粒子的检测的构造。
并且，能量过滤器28能够通过控制电场来阻止具有预定通过第二离子路径42输入到过滤器单元25的所有动能的离子(离子流)17的通过。因而，能量过滤器28作为阻止装置29发挥功能，该阻止装置29通过电场或磁场来间歇性地阻止和释放经由第一离子路径41到达分析仪20的滤质器25的离子流17的路径的至少一部分路径中的离子流17。也可以取代能量过滤器28、或者作为与能量过滤器28协作的阻止装置(阻止电位发生装置)29发挥功能，该阻止装置(阻止电位发生装置)29对在第二离子路径42中控制离子流17的方向的第二静电透镜组44的一部分或全部的电场(电位)进行控制来用作阻止电位，以间歇性地阻止或释放要到达滤质器25的离子流17。
本例的气体分析装置1的离子化装置10还包括灯丝(EI离子源)15，该灯丝(EI离子源)15通过电子轰击来使来自工艺且经由样本输入口3b供给的作为测定对象的样本气体9离子化。EI离子源15在高真空下进行动作，在作为监测对象的工艺室101中的工艺为高真空从而难以生成微等离子体19的条件的情况下，能够以气体分析装置1的极限压力下的动作为目的、并且以灵敏度校正为目的来使用EI离子源15。能够由工艺控制器105通过设置于上游的阀103a及103b来自动地将样本气体9的供给目的地在向等离子体化用的样本输入口3a供给样本气体9与向EI离子化用的样本输入口3b之间进行切换。
在一个实施例中，在工艺室101的内压高、例如为1Pa以上且为反应性工艺的情况下，工艺控制器105打开阀103a来向气体分析装置1供给样本气体9，并且借助气体分析装置1的控制装置(PLC模块)50来生成样本气体9的等离子体19，并引出离子流17来进行质谱分析。此时，EI离子源(灯丝)15不点亮，阀(端口)103b封闭。在工艺室101的内压低、例如在极限压力等下进行测定时，工艺控制器105关闭等离子体侧的端口(阀)103a，打开EI侧的端口103b来供给样本气体9，通过控制装置50使灯丝点亮(进行EI工作)来生成离子流17，并进行质谱分析。
气体分析装置1包括在系统控制器(系统控制装置、PCL模块)50之下对分析单元20的各模块进行控制的控制装置(单元控制器、模块控制器、控制盒、控制模块)30。单元控制器30包括：第一透镜控制装置(控制单元、控制功能、电路、模块)31，其对第一静电透镜组43的电位进行控制；第二透镜控制装置(控制单元)32，其对第二静电透镜组44的电位进行控制；能量过滤器控制装置(能量过滤器控制单元)33，其对能量过滤器28的电位进行控制；灯丝控制装置(灯丝控制单元)34，其对灯丝电流及电压进行控制；过滤器控制装置(四极过滤器控制单元)35，其对滤质器25的RF及DC电压进行控制；以及探测器控制装置(探测器控制单元)36，其对探测器26进行控制来获取检测电流。在本例中，例如能够将第一静电透镜43和第二静电透镜44的控制条件设定为与由分析单元20获取质谱的条件相同来使离子流17通过，通过仅改变能量过滤器28的条件来阻止或释放要流入到分析单元20的滤质器25的离子流17。
对气体分析装置1进行控制的系统控制装置(PLC模块)50包括CPU和存储器59等计算机资源，通过下载并执行程序(控制用程序)55来对气体分析装置1进行控制。程序55包括用于使PLC模块50作为以下模块发挥功能的命令：第一模块(第一功能)51，其进行在通过阻止装置29阻止了离子流17的通过的状态下通过分析单元(分析仪)20来获取第一检测数据71的处理(第一处理)；第二模块(第二功能)52，其进行在不通过阻止装置29阻止离子流17的通过的状态(释放了离子流17的通过的状态)下通过分析单元20来获取第二检测数据72的处理(第二处理)；以及第三模块(第三功能)53，其进行输出包含第二检测数据71与第一检测数据72之差的检测结果73的处理(第三处理)。
在图4中示意性地示出了质谱(谱数据、谱)的几个例子。图4的(a)不是由本例的气体分析装置1得到的检测结果，而是由不具有弯曲地引导离子流17那样的第一离子路径的、以往型的质谱分析装置得到的检测结果的一例。即，是不对等离子体19的发光进行遮光地向分析单元20输入离子流17所得到的质谱79的一例。可知，质谱79的峰宽P1也宽，偏移量P2也大，因等离子体19的发光到达了探测器26而引起的噪声使检测出的质谱的精度下降。
图4的(b)是在本例的气体分析装置1中作为检测结果得到的质谱的一例。该质谱78示意性地示出在未通过阻止装置29阻止离子流17的通过的状态(释放了离子流17的通过的状态)下测量出的数据(第二测量数据)72。通过由分析单元20在第一离子路径41中非直线地引导离子流17，能够抑制直线前进的等离子体19的发光的影响。因此，可知，质谱78的峰变尖锐(宽度变窄)，偏移(本底噪声)量P2减少了。并且，在该气体分析装置1中，能够通过能量过滤器28来筛选输入到滤质器25的离子17的能量。因此，能够得到具有更尖锐的峰的质谱。
图4的(c)是在本例的气体分析装置1中作为检测结果得到的谱77，但是示意性地示出在通过阻止装置29阻止了离子流17的通过的状态下由分析单元20测量出的数据(第一检测数据)71。即，谱77是将能量过滤器28的条件设定为在所有能量的离子均不通过、从而作为阻止装置29发挥功能的状态下由探测器26得到的检测谱的一例。在第一离子路径41中，离子流17被非直线地引导到向开口27。然而，为了向分析单元20供给对于测量而言足够的量的作为检测对象的包含各种质荷比(m/z)的离子的离子流17，也存在无法使遮光优先地选择离子流17的偏转角度和/或开口27的面积的情况。特别是，当想要实现可携带的紧凑的气体分析装置1时，有时无法充分确保离子流17的长度和角度以进行遮光。
另外，在气体分析装置1的内部，几乎一定会产生杂散光，还存在未被滤质器25过滤的离子到达探测器26的情况。因而，气体分析装置1有可能始终产生固有的噪声，难以通过硬件将该噪声全部阻止。在气体分析装置1中，通过PLC 50的第一模块(功能)51利用阻止装置29来阻止依设计要对滤质器25输入的离子流17来进行测量。能够将在该过程中得到的数据(第一检测数据)71作为气体分析装置1中的测量条件所固有的噪声(偏移)。
图4的(d)示出通过PLC 50的第三模块(功能)53得到的第二检测数据72(图4的(b))与第一检测数据71(图4的(c))之差的质谱76，其中，第二检测数据72(图4的(b))是由第二模块52在不通过阻止装置29来阻止离子流17的状态下测定出的数据，第一检测数据71(图4的(c))是由第一模块51在通过阻止装置29阻止了离子流17的状态下获取到的数据。通过从作为第二检测数据72得到的质谱78减去作为第一检测数据71得到的分析装置1的固有的噪声谱(本底谱)77，能够得到几乎看不出包含偏移的噪声的影响的、高精度的质谱76，能够将其作为检测结果73输出。
在图5中示出了与在气体分析装置1中输出消除了偏移(噪声)后的测量结果的处理有关的控制方法的概要。在步骤81中，通过第一模块51来判断是否获取与偏移(噪声)有关的第一检测数据71。气体分析装置1基本上能够连续地生成离子流17，并且能够连续地分析该离子流17，或者间歇性地分析该离子流以通过短时间的重复来实现平均化。因而，能够在几乎相同的条件下重复进行切断(阻止)了离子流17的状态下的测定和释放了(不阻止)离子流17的状态下的测定。关于与偏移有关的第一检测数据71，可以使精度优先，在每次获取与质谱有关的第二检测数据72时获取该第一检测数据71，也可以使测定所需的时间优先，在经过了规定的测定次数或时间时定期地获取该第一检测数据71，或者在测定条件发生了改变时、气体分析装置1启动时等有限的时刻获取该第一检测数据71。
在获取第一检测数据71的情况下，在步骤82中，设定为使能量过滤器28作为阻止装置29发挥功能的条件，在步骤83中，在通过能量过滤器28阻止了离子17的通过的状态下通过分析单元(分析仪)20来获取第一检测数据71。在不获取与偏移(噪声)有关的第一检测数据71、而是获取还包含偏移的与质谱有关的第二检测数据72的情况下，通过第二模块52在步骤84中设定为使能量过滤器28在规定的条件下进行离子流17的能量筛选，在步骤85中，在不阻止离子流17的状态下通过分析单元20来获取与质谱有关的第二检测数据72。并且，在步骤86中，通过第三模块53输出从包含偏移地得到的第二检测数据72减去与偏移有关的第一检测数据71所得到的质谱来作为检测结果73。
在该分析装置1中，通过弯曲地引导离子流17的第一离子路径41，等离子体19的发光的影响被抑制，第二检测数据72中包含的质谱78的峰尖锐，偏移量也小。因而，通过几乎仅单纯地减去切断离子流17所得到的第一检测数据71中包含的有限的本底的信息，不用经过复杂的处理就能够得到更尖锐、且偏移量更小的质谱。
在图6中示出了气体分析装置1的几个不同的例子。图6的(a)所示的气体分析装置1示出了使用离子导向装置(导向单元)45来构成的例子，该离子导向装置(导向单元)45对离子流17的路径(第一离子路径)41进行控制，以取代对静电透镜组进行控制。该导向单元45包括构成离子路径41的周围的例如圆筒状的电极47、以及配置于其内部的偏转用的电极46a及46b。在作为引导对象的离子是正电荷的情况下，圆筒状的周围电极47被维持为正电位、例如100V左右，偏转用的电极46a及46b被维持为接地电位、例如0V。沿由这些电极构成的电场来控制离子流17的方向，在附图中，将离子流17以使方向在上下方向上偏离地非直线状地弯曲两次的方式引导至分析单元20的开口27。因而，能够将离子流17从作为离子化装置10的等离子体生成装置11的室出口18非直线地引导到分析单元20的入口的开口27，从而抑制以直线方式前进的等离子体光的影响。
图6的(b)所示的气体分析装置1是被设置为使配置于离子路径41的能量过滤器28作为形成从离子化装置10即等离子体生成装置11的室出口18非直线地引导离子流17的电场的装置、以及阻止离子流17的阻止装置29来发挥功能的装置。如上所述，贝塞尔盒式的能量过滤器28由圆筒电极、配置于圆筒电极的中心部的圆板形电极、以及配置于圆筒电极的两端的电极构成，离子流17以避开配置于圆筒电极中心的圆板形电极的方式被非直线地引导。代表性地，离子流17以从能量过滤器28的入口朝向出口迂回地通过圆板形电极的周围的方式，沿弯折的流路通过能量过滤器28。因此，能够通过配置于圆筒电极中心的圆板形电极来阻止在生成等离子体时产生的软X射线、在气体离子化时产生的光直接入射到探测器26。因而，在这些结构的气体分析装置1中也能够通过非直线地引导离子流17来抑制在等离子体生成装置11中产生的光所导致的影响。并且，通过在阻止了离子流17的状态下测定偏移(噪声)，也能够更高效地去除残存的噪声成分，能够输出精度更高的质谱来作为检测结果。
此外，在上述中，说明了采用四极式来作为气体分析单元20的滤质器25的例子，但是滤质器25也可以是离子阱、维恩(Wien)过滤器等其它类型。
另外，在上述中，说明了本发明的特定的实施方式，但是本领域技术人员能够不脱离本发明的范围和精神地想到各种其它实施方式及变形例，那样的其它实施方式及变形是权利要求书的对象，本发明由权利要求书来定义。
Claims (10)
1.一种气体分析装置的控制方法，
该气体分析装置具有：
离子化装置，其生成样本气体的离子流；
分析仪，其连续或间歇性地对从所述离子化装置供给的所述离子流进行分析；
第一离子路径，其将所述离子流从所述离子化装置非直线地引导到所述分析仪的入口；以及
阻止装置，其通过电场或磁场来间歇性地阻止和释放经由所述第一离子路径到达所述分析仪的滤质器的所述离子流的路径的至少一部分路径中的所述离子流，
该方法包括以下步骤：
在通过所述阻止装置阻止了所述离子流的通过的状态下，通过所述分析仪来获取第一检测数据；
在通过所述阻止装置释放了所述离子流的通过的状态下，通过所述分析仪来获取第二检测数据；以及
输出包含所述第二检测数据与所述第一检测数据之差的检测结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，
所述第一检测数据和所述第二检测数据包含谱数据。
3.一种气体分析装置，具有：
离子化装置，其生成样本气体的离子流；
分析仪，其连续或间歇性地对从所述离子化装置供给的离子流进行分析；
第一离子路径，其将所述离子流从所述离子化装置非直线地引导到所述分析仪的入口；以及
阻止装置，其通过电场或磁场来间歇性地阻止和释放经由所述第一离子路径到达所述分析仪的滤质器的所述离子流的路径的至少一部分路径中的所述离子流。
4.根据权利要求3所述的气体分析装置，其中，
所述离子化装置包括使所述样本气体等离子体化的装置。
5.根据权利要求4所述的气体分析装置，其中，
所述离子化装置包括：
样本室，所述样本室包括介电性的壁体构造且被减压，来自作为监测对象的工艺的所述样本气体流入该样本室；
高频提供装置，其隔着所述介电性的壁体构造通过电场和磁场中的至少任一方来在所述样本室内生成等离子体；以及
等离子体控制器，其对从所述高频提供装置提供的高频的频率及功率进行控制，
其中，所述第一离子路径包括将所述样本室的出口与所述分析仪的入口连接的路径。
6.根据权利要求5所述的气体分析装置，其中，
所述等离子体控制器包括以下功能：使从所述高频提供装置提供的高频的频率发生变化来在所述样本室内进行等离子体点火。
7.根据权利要求3至6中的任一项所述的气体分析装置，其中，
所述阻止装置包括阻止电位发生装置和能量过滤器中的任一方。
8.根据权利要求3至7中的任一项所述的气体分析装置，其中，
还具有对该气体分析装置进行控制的控制装置，
所述控制装置包括：
第一功能，在通过所述阻止装置阻止了所述离子流的通过的状态下通过所述分析仪来获取第一检测数据；
第二功能，在通过所述阻止装置释放了所述离子流的通过的状态下通过所述分析仪来获取第二检测数据；以及
第三功能，输出包含所述第二检测数据与所述第一检测数据之差的检测结果。
9.一种系统，具有：
根据权利要求3至7中的任一项所述的气体分析装置；以及
控制装置，其执行对所述气体分析装置进行控制的程序，
在所述系统中，所述进行控制的程序包括执行以下处理的命令：
在通过所述阻止装置阻止了所述离子流的通过的状态下，通过所述分析仪来获取第一检测数据；
在通过所述阻止装置释放了所述离子的通过的状态下，通过所述分析仪来获取第二检测数据；以及
输出包含所述第二检测数据与所述第一检测数据之差的检测结果。
10.一种程序，是根据权利要求3至7中的任一项所述的用于控制气体分析装置的程序，所述程序包括执行以下处理的命令：
在通过所述阻止装置阻止了所述离子流的通过的状态下，通过所述分析仪来获取第一检测数据；
在通过所述阻止装置释放了所述离子的通过的状态下，通过所述分析仪来获取第二检测数据；以及
输出包含所述第二检测数据与所述第一检测数据之差的检测结果。
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