JP2002005806A - 圧力測定方法および放出ガス量測定方法 - Google Patents
圧力測定方法および放出ガス量測定方法Info
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- JP2002005806A JP2002005806A JP2000181172A JP2000181172A JP2002005806A JP 2002005806 A JP2002005806 A JP 2002005806A JP 2000181172 A JP2000181172 A JP 2000181172A JP 2000181172 A JP2000181172 A JP 2000181172A JP 2002005806 A JP2002005806 A JP 2002005806A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】チャンバ内に含まれるガス成分の影響を受けず
に、正確な全圧測定を行うことができる圧力測定方法を
提供する。 【解決手段】混合ガスを含む真空チャンバ内の全圧力を
測定する圧力測定方法であって、質量分析計５によって
チャンバ１内の分圧を測定し、電離真空計６によってチ
ャンバ１内の全圧を測定する。測定した分圧値からチャ
ンバ１内に存在するガス成分の比率ｎi を求め、ガス成
分の比率ｎi を用いて全圧値を補正する。
に、正確な全圧測定を行うことができる圧力測定方法を
提供する。 【解決手段】混合ガスを含む真空チャンバ内の全圧力を
測定する圧力測定方法であって、質量分析計５によって
チャンバ１内の分圧を測定し、電離真空計６によってチ
ャンバ１内の全圧を測定する。測定した分圧値からチャ
ンバ１内に存在するガス成分の比率ｎi を求め、ガス成
分の比率ｎi を用いて全圧値を補正する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、混合ガスを含む真
空チャンバ内の全圧力を測定する圧力測定方法、および
この方法を用いた放出ガス量測定方法に関するものであ
る。
空チャンバ内の全圧力を測定する圧力測定方法、および
この方法を用いた放出ガス量測定方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】電子部品の電極形成のために、スパッタ
リング成膜装置や真空蒸着装置などの真空装置が多用さ
れている。これら真空装置においては，成膜前に真空度
を高めることで、膜への不純物混入を低減することが求
められている。しかし、真空装置の到達圧力、成膜・エ
ッチングプロセス、排気時間等に悪影響を与える要因
に、真空チャンバ内壁からの放出ガスがある。
リング成膜装置や真空蒸着装置などの真空装置が多用さ
れている。これら真空装置においては，成膜前に真空度
を高めることで、膜への不純物混入を低減することが求
められている。しかし、真空装置の到達圧力、成膜・エ
ッチングプロセス、排気時間等に悪影響を与える要因
に、真空チャンバ内壁からの放出ガスがある。
【０００３】材料からの放出ガスは、表面に吸着したガ
ス分子の脱離、材料内からの拡散、大気側からの透過の
成分が存在する。また，放出されるガス量は同じ材料で
あっても材料の表面処理、排気時間、大気に曝される時
間等の条件によって増減する。このため、最適な装置の
管理及び排気ポンプの選定を行うためには、これら材料
の諸条件に応じた放出ガス量を正確に把握しておく必要
がある。
ス分子の脱離、材料内からの拡散、大気側からの透過の
成分が存在する。また，放出されるガス量は同じ材料で
あっても材料の表面処理、排気時間、大気に曝される時
間等の条件によって増減する。このため、最適な装置の
管理及び排気ポンプの選定を行うためには、これら材料
の諸条件に応じた放出ガス量を正確に把握しておく必要
がある。
【０００４】そこで、特開平５−７２０１５号公報に
は、上流チャンバおよび下流チャンバに分圧計（質量分
析計）を設置し、上流チャンバ内に配置された試料から
の放出ガスの各成分の放出ガス量を測定する方法が提案
されている。また、特開平７−１２８２０９号公報に
は、上流チャンバと下流チャンバ間にバルブを設け、上
流チャンバに分圧計と全圧計とを設け、バルブ閉時は上
流チャンバの圧力を上流チャンバの圧力計で測定し、バ
ルブ開時は上流チャンバの圧力が下流チャンバの圧力と
ほぼ等しくなるため、上流チャンバに設置した圧力計
で、上流，下流チャンバの圧力を１つの圧力計で測定で
きるようにしたガス分析装置が提案されている。
は、上流チャンバおよび下流チャンバに分圧計（質量分
析計）を設置し、上流チャンバ内に配置された試料から
の放出ガスの各成分の放出ガス量を測定する方法が提案
されている。また、特開平７−１２８２０９号公報に
は、上流チャンバと下流チャンバ間にバルブを設け、上
流チャンバに分圧計と全圧計とを設け、バルブ閉時は上
流チャンバの圧力を上流チャンバの圧力計で測定し、バ
ルブ開時は上流チャンバの圧力が下流チャンバの圧力と
ほぼ等しくなるため、上流チャンバに設置した圧力計
で、上流，下流チャンバの圧力を１つの圧力計で測定で
きるようにしたガス分析装置が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前者の方法
では、個々のガス成分の放出ガス量の測定はできるが,
混合ガスの全圧については考慮されていない。全圧を考
慮していないので、チャンバ内の全ガス成分の挙動が解
らない。そのため、測定された放出ガス量測定結果から
排気時の排気特性を予測できない。また、後者の装置で
は、上流チャンバ，下流チャンバを同一の圧力系で測定
するため、圧力計のばらつき低減の効果があるが、試料
からの放出ガス成分が変化したときの「全圧値の変化」
に関する考慮がされていない。
では、個々のガス成分の放出ガス量の測定はできるが,
混合ガスの全圧については考慮されていない。全圧を考
慮していないので、チャンバ内の全ガス成分の挙動が解
らない。そのため、測定された放出ガス量測定結果から
排気時の排気特性を予測できない。また、後者の装置で
は、上流チャンバ，下流チャンバを同一の圧力系で測定
するため、圧力計のばらつき低減の効果があるが、試料
からの放出ガス成分が変化したときの「全圧値の変化」
に関する考慮がされていない。
【０００６】また、従来用いられている分圧測定および
全圧測定方法は、単一のガスが存在するチャンバの圧力
を測定するのには適しているが、混合ガスが含まれるチ
ャンバ内の圧力を測定する場合には、誤差が大きく、正
確な測定ができない欠点がある。その理由は、従来の分
圧測定では、測定したマススペクトルの主ピークを各気
体の分圧としているものが多く、イオン化によって現れ
る多様なイオンについて考慮されていないからである。
同様に、全圧測定の場合も、ガスの性質によって測定感
度が大きく変動するので、複数のガスが含まれる全圧測
定では誤差が大きい。例えば、全圧計として電離真空計
を用いた場合、ガスの電離し易さによって感度が大きく
変動する。
全圧測定方法は、単一のガスが存在するチャンバの圧力
を測定するのには適しているが、混合ガスが含まれるチ
ャンバ内の圧力を測定する場合には、誤差が大きく、正
確な測定ができない欠点がある。その理由は、従来の分
圧測定では、測定したマススペクトルの主ピークを各気
体の分圧としているものが多く、イオン化によって現れ
る多様なイオンについて考慮されていないからである。
同様に、全圧測定の場合も、ガスの性質によって測定感
度が大きく変動するので、複数のガスが含まれる全圧測
定では誤差が大きい。例えば、全圧計として電離真空計
を用いた場合、ガスの電離し易さによって感度が大きく
変動する。
【０００７】そこで、本発明の目的は、チャンバ内に含
まれるガス成分の影響を受けずに、正確な全圧測定を行
うことができる圧力測定方法および放出ガス量測定方法
を提供することにある。
まれるガス成分の影響を受けずに、正確な全圧測定を行
うことができる圧力測定方法および放出ガス量測定方法
を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明は、混合ガスを含む真空チャン
バ内の全圧力を測定する圧力測定方法において、チャン
バ内の分圧を質量分析計で測定する工程と、チャンバ内
の全圧を電離真空計で測定する工程と、測定した分圧値
からチャンバ内に存在するガス成分の比率を求める工程
と、ガス成分の比率を用いて全圧値を補正する工程とを
備え、上記ガス成分の比率ｎi を求める工程は、分圧値
である主ピークの測定値Ｐi ' 、質量分析計の感度係数
Ｓi 、マススペクトルの主ピークの割合Ｒi から、(2)
式により補正後の分圧値Ｐi を求め、補正後の分圧値Ｐ
i とその総和とから、(3) 式により真空チャンバ中に存
在する各ガス成分の割合ｎi を求めるものであり、上記
全圧値を補正する工程は、電離真空計の測定値Ｐ’、電
離真空計の感度係数Ｓe 、および真空チャンバ中に存在
する各ガス成分の割合ｎi から、(4) 式により補正後の
圧力Ｐを求めることを特徴とする圧力測定方法を提供す
る。また、請求項２に係る発明は、混合ガスを含む真空
チャンバ内の全圧力を測定する圧力測定方法において、
チャンバ内の分圧を質量分析計で測定する工程と、チャ
ンバ内の全圧をスピニングロータゲージで測定する工程
と、測定した分圧値からチャンバ内に存在するガス成分
の比率を求める工程と、ガス成分の比率を用いて全圧値
を補正する工程とを備え、上記ガス成分の比率ｎi を求
める工程は、分圧値である主ピークの測定値Ｐi ' 、分
圧計の感度係数Ｓi 、マススペクトルの主ピークの割合
Ｒi から、(2) 式により補正後の分圧値Ｐi を求め、補
正後の分圧値Ｐi とその総和とから、(3) 式により真空
チャンバ中に存在する各ガス成分の割合ｎi を求めるも
のであり、上記全圧値を補正する工程は、スピニングロ
ータゲージの測定値Ｐ’、真空チャンバ中に存在する各
ガス成分の分子数Ｍi 、混合ガスの平均分子量Ｍave 、
および真空チャンバ中に存在する各ガス成分の割合ｎi
から、(5),(6) 式により補正後の圧力Ｐを求めることを
特徴とする圧力測定方法である。請求項３に係る発明
は、上流チャンバにオリフィスを介して下流チャンバを
接続し、両チャンバ間に圧力差を生じさせることによ
り、上流チャンバの放出ガス量を求める放出ガス量測定
方法において、上流チャンバ内の分圧Ｐi ' を質量分析
計で測定する工程と、上流チャンバ内の全圧Ｐ’を電離
真空計で測定する工程と、下流チャンバ内の全圧Ｐ2 を
電離真空計で測定する工程と、測定した分圧値Ｐ i ' を
用いて上流チャンバ内に存在するガス成分の比率ｎi を
(2) 式および(3)式から求める工程と、ガス成分の比率
ｎi を用いて測定された上流チャンバの全圧測定値Ｐ’
を補正し、(4) 式により補正後の上流チャンバの全圧Ｐ
を求める工程と、(1) 式から放出ガス量Ｑを求める工程
とを備えたことを特徴とする放出ガス量測定方法であ
る。請求項４に係る発明は、上流チャンバにオリフィス
を介して下流チャンバを接続し、両チャンバ間に圧力差
を生じさせることにより、上流チャンバの放出ガス量を
求める放出ガス量測定方法において、上流チャンバ内の
分圧Ｐi ' を質量分析計で測定する工程と、上流チャン
バ内の全圧Ｐ’をスピニングロータゲージで測定する工
程と、下流チャンバ内の全圧Ｐ2 をスピニングロータゲ
ージで測定する工程と、測定した分圧値Ｐi ' を用いて
上流チャンバ内に存在するガス成分の比率ｎi を(2) 式
および(3) 式から求める工程と、ガス成分の比率ｎi を
用いて測定された上流チャンバの全圧測定値Ｐ’を補正
し、(5),(6) 式により補正後の上流チャンバの全圧Ｐを
求める工程と、(1) 式から放出ガス量Ｑを求める工程と
を備えたことを特徴とする放出ガス量測定方法である。
請求項５に係る発明は、上流チャンバにオリフィスを介
して下流チャンバを接続し、両チャンバ間に圧力差を生
じさせることにより、上流チャンバの放出ガス量を求め
る放出ガス量測定装置において、上流チャンバ内の分圧
Ｐi ' を測定する質量分析計と、上流チャンバ内の全圧
Ｐ’を測定する第１の電離真空計と、下流チャンバ内の
全圧Ｐ2 を測定する第２の電離真空計と、測定した分圧
値Ｐi ' を用いて上流チャンバ内に存在するガス成分の
比率ｎi を(2) 式および(3) 式から求める手段と、ガス
成分の比率ｎi を用いて測定された上流チャンバの全圧
値Ｐ’を(4) 式により補正し、補正後の上流チャンバの
全圧Ｐを求める手段と、(1)式から放出ガス量Ｑを求め
る手段とを備えたことを特徴とする放出ガス量測定装置
である。さらに、請求項６に係る発明は、上流チャンバ
にオリフィスを介して下流チャンバを接続し、両チャン
バ間に圧力差を生じさせることにより、上流チャンバの
放出ガス量を求める放出ガス量測定装置において、上流
チャンバ内の分圧Ｐi ' を測定する質量分析計と、上流
チャンバ内の全圧Ｐ’を測定する第１のスピニングロー
タゲージと、下流チャンバ内の全圧Ｐ2 を測定する第２
のスピニングロータゲージと、測定した分圧値Ｐi ' を
用いて上流チャンバ内に存在するガス成分の比率ｎi を
(2) 式および(3) 式から求める手段と、ガス成分の比率
ｎi を用いて測定された上流チャンバの全圧測定値Ｐ’
を(5),(6) 式により補正し、補正後の上流チャンバの全
圧Ｐを求める手段と、(1) 式から放出ガス量Ｑを求める
手段と、を備えたことを特徴とする放出ガス量測定装置
である。
め、請求項１に係る発明は、混合ガスを含む真空チャン
バ内の全圧力を測定する圧力測定方法において、チャン
バ内の分圧を質量分析計で測定する工程と、チャンバ内
の全圧を電離真空計で測定する工程と、測定した分圧値
からチャンバ内に存在するガス成分の比率を求める工程
と、ガス成分の比率を用いて全圧値を補正する工程とを
備え、上記ガス成分の比率ｎi を求める工程は、分圧値
である主ピークの測定値Ｐi ' 、質量分析計の感度係数
Ｓi 、マススペクトルの主ピークの割合Ｒi から、(2)
式により補正後の分圧値Ｐi を求め、補正後の分圧値Ｐ
i とその総和とから、(3) 式により真空チャンバ中に存
在する各ガス成分の割合ｎi を求めるものであり、上記
全圧値を補正する工程は、電離真空計の測定値Ｐ’、電
離真空計の感度係数Ｓe 、および真空チャンバ中に存在
する各ガス成分の割合ｎi から、(4) 式により補正後の
圧力Ｐを求めることを特徴とする圧力測定方法を提供す
る。また、請求項２に係る発明は、混合ガスを含む真空
チャンバ内の全圧力を測定する圧力測定方法において、
チャンバ内の分圧を質量分析計で測定する工程と、チャ
ンバ内の全圧をスピニングロータゲージで測定する工程
と、測定した分圧値からチャンバ内に存在するガス成分
の比率を求める工程と、ガス成分の比率を用いて全圧値
を補正する工程とを備え、上記ガス成分の比率ｎi を求
める工程は、分圧値である主ピークの測定値Ｐi ' 、分
圧計の感度係数Ｓi 、マススペクトルの主ピークの割合
Ｒi から、(2) 式により補正後の分圧値Ｐi を求め、補
正後の分圧値Ｐi とその総和とから、(3) 式により真空
チャンバ中に存在する各ガス成分の割合ｎi を求めるも
のであり、上記全圧値を補正する工程は、スピニングロ
ータゲージの測定値Ｐ’、真空チャンバ中に存在する各
ガス成分の分子数Ｍi 、混合ガスの平均分子量Ｍave 、
および真空チャンバ中に存在する各ガス成分の割合ｎi
から、(5),(6) 式により補正後の圧力Ｐを求めることを
特徴とする圧力測定方法である。請求項３に係る発明
は、上流チャンバにオリフィスを介して下流チャンバを
接続し、両チャンバ間に圧力差を生じさせることによ
り、上流チャンバの放出ガス量を求める放出ガス量測定
方法において、上流チャンバ内の分圧Ｐi ' を質量分析
計で測定する工程と、上流チャンバ内の全圧Ｐ’を電離
真空計で測定する工程と、下流チャンバ内の全圧Ｐ2 を
電離真空計で測定する工程と、測定した分圧値Ｐ i ' を
用いて上流チャンバ内に存在するガス成分の比率ｎi を
(2) 式および(3)式から求める工程と、ガス成分の比率
ｎi を用いて測定された上流チャンバの全圧測定値Ｐ’
を補正し、(4) 式により補正後の上流チャンバの全圧Ｐ
を求める工程と、(1) 式から放出ガス量Ｑを求める工程
とを備えたことを特徴とする放出ガス量測定方法であ
る。請求項４に係る発明は、上流チャンバにオリフィス
を介して下流チャンバを接続し、両チャンバ間に圧力差
を生じさせることにより、上流チャンバの放出ガス量を
求める放出ガス量測定方法において、上流チャンバ内の
分圧Ｐi ' を質量分析計で測定する工程と、上流チャン
バ内の全圧Ｐ’をスピニングロータゲージで測定する工
程と、下流チャンバ内の全圧Ｐ2 をスピニングロータゲ
ージで測定する工程と、測定した分圧値Ｐi ' を用いて
上流チャンバ内に存在するガス成分の比率ｎi を(2) 式
および(3) 式から求める工程と、ガス成分の比率ｎi を
用いて測定された上流チャンバの全圧測定値Ｐ’を補正
し、(5),(6) 式により補正後の上流チャンバの全圧Ｐを
求める工程と、(1) 式から放出ガス量Ｑを求める工程と
を備えたことを特徴とする放出ガス量測定方法である。
請求項５に係る発明は、上流チャンバにオリフィスを介
して下流チャンバを接続し、両チャンバ間に圧力差を生
じさせることにより、上流チャンバの放出ガス量を求め
る放出ガス量測定装置において、上流チャンバ内の分圧
Ｐi ' を測定する質量分析計と、上流チャンバ内の全圧
Ｐ’を測定する第１の電離真空計と、下流チャンバ内の
全圧Ｐ2 を測定する第２の電離真空計と、測定した分圧
値Ｐi ' を用いて上流チャンバ内に存在するガス成分の
比率ｎi を(2) 式および(3) 式から求める手段と、ガス
成分の比率ｎi を用いて測定された上流チャンバの全圧
値Ｐ’を(4) 式により補正し、補正後の上流チャンバの
全圧Ｐを求める手段と、(1)式から放出ガス量Ｑを求め
る手段とを備えたことを特徴とする放出ガス量測定装置
である。さらに、請求項６に係る発明は、上流チャンバ
にオリフィスを介して下流チャンバを接続し、両チャン
バ間に圧力差を生じさせることにより、上流チャンバの
放出ガス量を求める放出ガス量測定装置において、上流
チャンバ内の分圧Ｐi ' を測定する質量分析計と、上流
チャンバ内の全圧Ｐ’を測定する第１のスピニングロー
タゲージと、下流チャンバ内の全圧Ｐ2 を測定する第２
のスピニングロータゲージと、測定した分圧値Ｐi ' を
用いて上流チャンバ内に存在するガス成分の比率ｎi を
(2) 式および(3) 式から求める手段と、ガス成分の比率
ｎi を用いて測定された上流チャンバの全圧測定値Ｐ’
を(5),(6) 式により補正し、補正後の上流チャンバの全
圧Ｐを求める手段と、(1) 式から放出ガス量Ｑを求める
手段と、を備えたことを特徴とする放出ガス量測定装置
である。
【０００９】請求項１において、まずチャンバ内の分圧
を質量分析計で測定し、全圧を電離真空計で測定する。
本発明では、測定した分圧値からチャンバ内に存在する
ガス成分の比率を求める。従来の分圧測定のように、測
定したマススペクトルの主ピークを各ガスの分圧とする
のではなく、各ガス成分のイオン化率・分子量等を考慮
してガス成分の比率を求める。すなわち、測定した分圧
値からチャンバ内に存在するガス成分の比率を求める方
法として、分圧値である主ピークの測定値、質量分析計
の感度係数、マススペクトルの主ピークの割合から、
(2) 式により補正後の分圧値を求め、この補正後の分圧
値とその総和とから、(3) 式により真空チャンバ中に存
在する各ガス成分の割合を求める。つまり、マススペク
トルの主ピークの測定値を、イオン化時の感度係数と、
マススペクトル中の主ピークの割合とを考慮して分圧値
を補正し、各ガスの成分比を正確に求める。そして、ガ
ス成分の比率を用いて全圧値を補正する。全圧値を補正
する方法として、各ガスにおける電離真空計の感度係数
とガス成分の比率との積の総和を求め、(4) 式のように
測定された全圧値をこの総和で除算することで、混合ガ
スにおける圧力値（全圧）を補正している。このように
ガス成分の比率を用いて全圧値を補正することで、混合
ガスにおける圧力値（全圧）を高精度に求めることがで
きる。
を質量分析計で測定し、全圧を電離真空計で測定する。
本発明では、測定した分圧値からチャンバ内に存在する
ガス成分の比率を求める。従来の分圧測定のように、測
定したマススペクトルの主ピークを各ガスの分圧とする
のではなく、各ガス成分のイオン化率・分子量等を考慮
してガス成分の比率を求める。すなわち、測定した分圧
値からチャンバ内に存在するガス成分の比率を求める方
法として、分圧値である主ピークの測定値、質量分析計
の感度係数、マススペクトルの主ピークの割合から、
(2) 式により補正後の分圧値を求め、この補正後の分圧
値とその総和とから、(3) 式により真空チャンバ中に存
在する各ガス成分の割合を求める。つまり、マススペク
トルの主ピークの測定値を、イオン化時の感度係数と、
マススペクトル中の主ピークの割合とを考慮して分圧値
を補正し、各ガスの成分比を正確に求める。そして、ガ
ス成分の比率を用いて全圧値を補正する。全圧値を補正
する方法として、各ガスにおける電離真空計の感度係数
とガス成分の比率との積の総和を求め、(4) 式のように
測定された全圧値をこの総和で除算することで、混合ガ
スにおける圧力値（全圧）を補正している。このように
ガス成分の比率を用いて全圧値を補正することで、混合
ガスにおける圧力値（全圧）を高精度に求めることがで
きる。
【００１０】請求項２では、全圧計として、請求項１の
電離真空計に代えてスピニングロータゲージを用いた点
が異なる。各ガス成分の割合ｎi を求めるまでの工程
は、請求項１と同様であり、スピニングロータゲージで
測定した全圧値を(5),(6) 式により補正する。この場合
も、ガス成分の比率ｎi を用いて全圧値を補正すること
で、混合ガスにおける圧力値（全圧）を高精度に求める
ことができる。
電離真空計に代えてスピニングロータゲージを用いた点
が異なる。各ガス成分の割合ｎi を求めるまでの工程
は、請求項１と同様であり、スピニングロータゲージで
測定した全圧値を(5),(6) 式により補正する。この場合
も、ガス成分の比率ｎi を用いて全圧値を補正すること
で、混合ガスにおける圧力値（全圧）を高精度に求める
ことができる。
【００１１】請求項３，５では、請求項１の方法を用い
て上流チャンバの圧力測定値Ｐ’を補正し、補正値Ｐか
ら放出ガス量Ｑを求めるので、チャンバ内に複数のガス
成分が存在する場合であっても、放出ガス量を正確に測
定することができる。また、請求項４，６では、請求項
２の方法を用いて上流チャンバの圧力測定値Ｐ’を補正
し、補正値Ｐから放出ガス量Ｑを求めるので、チャンバ
内に複数のガス成分が存在する場合であっても、放出ガ
ス量を正確に測定することができる。
て上流チャンバの圧力測定値Ｐ’を補正し、補正値Ｐか
ら放出ガス量Ｑを求めるので、チャンバ内に複数のガス
成分が存在する場合であっても、放出ガス量を正確に測
定することができる。また、請求項４，６では、請求項
２の方法を用いて上流チャンバの圧力測定値Ｐ’を補正
し、補正値Ｐから放出ガス量Ｑを求めるので、チャンバ
内に複数のガス成分が存在する場合であっても、放出ガ
ス量を正確に測定することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は本発明にかかる放出ガス量
計測装置の摸式図を示す。本装置では上流チャンバ１と
下流チャンバ２とをオリフィス３で接続するとともに、
排気ポンプ４によって下流チャンバ２から排気し、両チ
ャンバ１，２間に圧力差を生じさせることで、上流チャ
ンバ１の放出ガス量を知るものである。上流チャンパ１
には分圧計５と全圧計６とが設けられ、下流チャンバ２
には全圧計７が設けられている。
計測装置の摸式図を示す。本装置では上流チャンバ１と
下流チャンバ２とをオリフィス３で接続するとともに、
排気ポンプ４によって下流チャンバ２から排気し、両チ
ャンバ１，２間に圧力差を生じさせることで、上流チャ
ンバ１の放出ガス量を知るものである。上流チャンパ１
には分圧計５と全圧計６とが設けられ、下流チャンバ２
には全圧計７が設けられている。
【００１３】放出ガス量の基本式は以下のようになる。 Ｑ＝Ｃ×（Ｐ1 −Ｐ2 ） ・・・ (1) ここで、Ｑは放出ガス量（Ｐａ・ｍ3 ／ｓ）、Ｃはコン
ダクタンス（ｍ3 ／ｓ）、Ｐ1 ，Ｐ2 は各チャンバの圧
力（Ｐａ）を表している。ここでは、分圧計５として質
量分析計を用い、全圧計６，７として電離真空計を用い
ている。なお、下流チャンバ２の圧力Ｐ2 は、上流チャ
ンバ１の圧力Ｐ1 に比べて３桁ほど小さい値のため、放
出ガス量Ｑを次式で近似することもできる。 Ｑ＝Ｃ×Ｐ1
ダクタンス（ｍ3 ／ｓ）、Ｐ1 ，Ｐ2 は各チャンバの圧
力（Ｐａ）を表している。ここでは、分圧計５として質
量分析計を用い、全圧計６，７として電離真空計を用い
ている。なお、下流チャンバ２の圧力Ｐ2 は、上流チャ
ンバ１の圧力Ｐ1 に比べて３桁ほど小さい値のため、放
出ガス量Ｑを次式で近似することもできる。 Ｑ＝Ｃ×Ｐ1
【００１４】試料Ｗを上流チャンバ１に設置して測定す
る場合、チャンバ内壁からのガス放出が存在しているた
め、試料Ｗからの放出ガスとチャンバ内壁からの放出ガ
スを測定することになる。そのため、試料Ｗからの放出
ガス量測定時は試料Ｗが入っていない時の放出ガス量測
定（バックグランド測定) と、試料Ｗを導入した時の放
出ガス量測定（試料測定) とを行い、両者の差を試料Ｗ
からの放出ガス量とした。また、バックグランド測定時
の大気開放時間と、試料測定時の大気開放時間を同じに
し、チャンバ内壁からの放出ガス量が同じになるよう測
定を実施した。
る場合、チャンバ内壁からのガス放出が存在しているた
め、試料Ｗからの放出ガスとチャンバ内壁からの放出ガ
スを測定することになる。そのため、試料Ｗからの放出
ガス量測定時は試料Ｗが入っていない時の放出ガス量測
定（バックグランド測定) と、試料Ｗを導入した時の放
出ガス量測定（試料測定) とを行い、両者の差を試料Ｗ
からの放出ガス量とした。また、バックグランド測定時
の大気開放時間と、試料測定時の大気開放時間を同じに
し、チャンバ内壁からの放出ガス量が同じになるよう測
定を実施した。
【００１５】放出ガス量測定時の真空チャンバ内には複
数のガス成分が存在し、それぞれのガス成分はイオン化
確率及び分子量が異なる。そこで、質量分析計５（LEDA
- MASS社製MicroVision 100D）で得られる分圧測定値
を、電離真空計６の窒素に対する感度を基準とした感度
係数と、各ガス成分のマススペクトルのパターン係数
（主ピークの割合を１００としたときの他のピークの割
合の総称）を用いて、マススペクトルの主ピークから真
空チャンバ内に存在する各ガスの割合を導出する。
数のガス成分が存在し、それぞれのガス成分はイオン化
確率及び分子量が異なる。そこで、質量分析計５（LEDA
- MASS社製MicroVision 100D）で得られる分圧測定値
を、電離真空計６の窒素に対する感度を基準とした感度
係数と、各ガス成分のマススペクトルのパターン係数
（主ピークの割合を１００としたときの他のピークの割
合の総称）を用いて、マススペクトルの主ピークから真
空チャンバ内に存在する各ガスの割合を導出する。
【００１６】以下に、今回実施したガス成分比の算出法
を示す。真空チャンバ１内に存在するガス成分をイオン
化して圧力を測定する電離真空計６では、イオン源部で
多様なイオンが生成され、生成されるイオンすべてをイ
オン電流として検出し圧力値を表示している。このと
き、複数のガス成分が存在すれば、各ガス分子でイオン
化確率が異なるため、窒素に対する各ガス成分の感度係
数と、各ガス成分の割合を用いて圧力を換算する必要が
ある。そのため、正確な放出ガス量計測を行うには、測
定を行う真空チャンバ内のガス成分比を知る必要があ
る。
を示す。真空チャンバ１内に存在するガス成分をイオン
化して圧力を測定する電離真空計６では、イオン源部で
多様なイオンが生成され、生成されるイオンすべてをイ
オン電流として検出し圧力値を表示している。このと
き、複数のガス成分が存在すれば、各ガス分子でイオン
化確率が異なるため、窒素に対する各ガス成分の感度係
数と、各ガス成分の割合を用いて圧力を換算する必要が
ある。そのため、正確な放出ガス量計測を行うには、測
定を行う真空チャンバ内のガス成分比を知る必要があ
る。
【００１７】質量分析計５は真空チャンバ内のガス分子
をイオン化し、電場・磁場を用いて特定の質量電荷比
（Ｍ／ｅ）を持つイオンを検出し、分圧を測定してい
る。ここで、Ｍは質量数、ｅはイオンの持つ電荷量であ
る。分圧測定を行う質量分析計５も、電離真空計６と同
様に、イオン源部で多種多様なイオンが生成される。ま
た、各元素の同位体も存在するため、単一ガス中で測定
した場合でも数種類の質量電荷比を持つイオンが生成さ
れ、マススペクトルが測定される。従来での分圧測定
は、測定したマススペクトルの主ピークを各ガスの分圧
としているものが多い。この方法では、イオン化等によ
って現れる多様なイオンについて考慮されていないこと
が問題となる。
をイオン化し、電場・磁場を用いて特定の質量電荷比
（Ｍ／ｅ）を持つイオンを検出し、分圧を測定してい
る。ここで、Ｍは質量数、ｅはイオンの持つ電荷量であ
る。分圧測定を行う質量分析計５も、電離真空計６と同
様に、イオン源部で多種多様なイオンが生成される。ま
た、各元素の同位体も存在するため、単一ガス中で測定
した場合でも数種類の質量電荷比を持つイオンが生成さ
れ、マススペクトルが測定される。従来での分圧測定
は、測定したマススペクトルの主ピークを各ガスの分圧
としているものが多い。この方法では、イオン化等によ
って現れる多様なイオンについて考慮されていないこと
が問題となる。
【００１８】そこで、本発明では、マススペクトルの主
ピークの測定値を、「真空ハンドブック」（日本真空技
術編；オーム社（１９９２））等に記載されているイオ
ン化時の感度係数と、マススペクトル中の主ピークの割
合を考慮して分圧を補正し、各ガスの成分比を導出す
る。ここでは、質量分析計５のイオン源部の窒素に対す
る感度係数Ｓi に、電離真空計６の感度係数Ｓe を用い
る。その理由は、質量分析計５の感度係数Ｓi に関する
データが殆どなく、使用した質量分析計５と電離真空計
６のフィラメントから引き出される電子のエネルギーが
同程度であるため、同じ感度係数Ｓi （＝Ｓe ）を用い
たものである。なお、質量分析計５の感度係数Ｓi が既
知であれば、電離真空計６の感度係数Ｓe とは別の感度
係数を用いてもよいことは勿論である。
ピークの測定値を、「真空ハンドブック」（日本真空技
術編；オーム社（１９９２））等に記載されているイオ
ン化時の感度係数と、マススペクトル中の主ピークの割
合を考慮して分圧を補正し、各ガスの成分比を導出す
る。ここでは、質量分析計５のイオン源部の窒素に対す
る感度係数Ｓi に、電離真空計６の感度係数Ｓe を用い
る。その理由は、質量分析計５の感度係数Ｓi に関する
データが殆どなく、使用した質量分析計５と電離真空計
６のフィラメントから引き出される電子のエネルギーが
同程度であるため、同じ感度係数Ｓi （＝Ｓe ）を用い
たものである。なお、質量分析計５の感度係数Ｓi が既
知であれば、電離真空計６の感度係数Ｓe とは別の感度
係数を用いてもよいことは勿論である。
【００１９】使用する感度係数は窒素に対する相対的な
感度であり、パターン係数はマススペクトルの主ピーク
に対する相対的な割合を示すため、分圧の絶対値を算出
することは出来ない。しかし、導出する真空チャンバ内
に存在する各ガス成分の割合は相対的な値であるため、
感度係数とパターン係数を用いる。このように本発明方
法は、これら入手しにくいデータや頻雑な方法を用いる
ことなく、真空チャンバ内のガス成分比を導出すること
ができる。
感度であり、パターン係数はマススペクトルの主ピーク
に対する相対的な割合を示すため、分圧の絶対値を算出
することは出来ない。しかし、導出する真空チャンバ内
に存在する各ガス成分の割合は相対的な値であるため、
感度係数とパターン係数を用いる。このように本発明方
法は、これら入手しにくいデータや頻雑な方法を用いる
ことなく、真空チャンバ内のガス成分比を導出すること
ができる。
【００２０】次に、補正の計算式(2) を示す。
【数２２】 ここで、Ｐi は補正後の分圧値、Ｐi ' は主ピークの測
定値、Ｓi は電離真空計の感度係数、Ｒi はマススペク
トルの主ピークの割合、i は各ガス成分を表している。
式(2) で主ピークの測定値Ｐi ' はガスの感度係数Ｓi
が大きい場合、多くのイオンが生成され、実際の分圧よ
り高く表示される。また、生成されたイオンの主ピーク
の圧力値を測定するため主ピークの割合Ｒi を用いて、
補正後の分圧値Ｐi を得る。
定値、Ｓi は電離真空計の感度係数、Ｒi はマススペク
トルの主ピークの割合、i は各ガス成分を表している。
式(2) で主ピークの測定値Ｐi ' はガスの感度係数Ｓi
が大きい場合、多くのイオンが生成され、実際の分圧よ
り高く表示される。また、生成されたイオンの主ピーク
の圧力値を測定するため主ピークの割合Ｒi を用いて、
補正後の分圧値Ｐi を得る。
【００２１】図２に水（Ｈ2Ｏ）を例とした式(2) の導
出方法を示す。真空チャンバ内に存在するガス成分は、
定常状態では中性粒子として存在し、Ｈ2Ｏをイオン化
して検出する場合、Ｈ2Ｏ+,ＯＨ+ ,Ｈ+ などのイオン成
分が生成される。図３は分圧計によって検出されたマス
スペクトル図である。図２では、感度係数Ｓi は７／
６、マススペクトルの主ピークの割合Ｒi は３／７であ
る。これを式(2) に代入すると、Ｈ2Ｏ+ の２倍（６／
３）のＨ2Ｏが真空チャンバ中に存在していると考えら
れる。
出方法を示す。真空チャンバ内に存在するガス成分は、
定常状態では中性粒子として存在し、Ｈ2Ｏをイオン化
して検出する場合、Ｈ2Ｏ+,ＯＨ+ ,Ｈ+ などのイオン成
分が生成される。図３は分圧計によって検出されたマス
スペクトル図である。図２では、感度係数Ｓi は７／
６、マススペクトルの主ピークの割合Ｒi は３／７であ
る。これを式(2) に代入すると、Ｈ2Ｏ+ の２倍（６／
３）のＨ2Ｏが真空チャンバ中に存在していると考えら
れる。
【００２２】式(2) を真空中に存在するすべてのガスに
ついて考慮し、真空チャンバ中に存在する各ガス成分の
割合ｎi を式(3) のように導出する。
ついて考慮し、真空チャンバ中に存在する各ガス成分の
割合ｎi を式(3) のように導出する。
【数２３】 式(3) の分子は、式(2) で補正した各ガス成分の分圧Ｐ
i で、分母は考慮したガス成分の補正値Ｐi の総和であ
る。式(3) で導出されたガス成分比ｎi を用いて、電離
真空計６によって測定した圧力値を式(4) のように補正
している。
i で、分母は考慮したガス成分の補正値Ｐi の総和であ
る。式(3) で導出されたガス成分比ｎi を用いて、電離
真空計６によって測定した圧力値を式(4) のように補正
している。
【数２４】 ここで、Ｐは補正後の全圧力、Ｐ’は電離真空計の測定
値、Ｓi は電離真空計の感度係数を表す。式(4) を用い
た補正を実施することで、補正後の圧力値Ｐは窒素換算
の圧力値と等しくなると考えられる。上記のように補正
した全圧力Ｐを、(1) 式のＰ1 として用いることで、放
出ガス量Ｑを正確に求めることができる。
値、Ｓi は電離真空計の感度係数を表す。式(4) を用い
た補正を実施することで、補正後の圧力値Ｐは窒素換算
の圧力値と等しくなると考えられる。上記のように補正
した全圧力Ｐを、(1) 式のＰ1 として用いることで、放
出ガス量Ｑを正確に求めることができる。
【００２３】上記実施例では、全圧計６，７として電離
真空計を用いたが、スピニングロータゲージを用いた場
合も、同様にしてガス成分比に応じて測定値を補正する
ことができる。電離真空計は、分子に電子を衝突させる
ことによって、中性なガス分子を正イオンにイオン化
し、イオン電流量から圧力を換算するものであるが、ス
ピニングロータゲージは高速で回転する鋼球の回転速度
の減速量から圧力を換算するものである。放出ガス量計
測時の圧力範囲では、圧力と鋼球に入射するガス分子数
は比例するため、高速で回転する鋼球の減速はガス分子
の重さと、鋼球への入射頻度に依存する。そのため、ス
ピニングロータゲージでは分子量が小さいガスの場合
に、誤差が大きくなる傾向にある。一方、電離真空計の
場合には、ガスの電離しやすさが誤差に影響する。全圧
計としてスピニングロータゲージを用いた場合も、真空
チャンバ中に存在する各ガス成分の割合ｎi を式(2) ，
(3) で求める。算出したガス成分比ｎi を用いて圧力補
正を実施する。すなわち、式(5) を用いて平均分子量を
算出し、式(6) を用いて測定値Ｐ’を補正し、最終的な
圧力値Ｐを求めた。
真空計を用いたが、スピニングロータゲージを用いた場
合も、同様にしてガス成分比に応じて測定値を補正する
ことができる。電離真空計は、分子に電子を衝突させる
ことによって、中性なガス分子を正イオンにイオン化
し、イオン電流量から圧力を換算するものであるが、ス
ピニングロータゲージは高速で回転する鋼球の回転速度
の減速量から圧力を換算するものである。放出ガス量計
測時の圧力範囲では、圧力と鋼球に入射するガス分子数
は比例するため、高速で回転する鋼球の減速はガス分子
の重さと、鋼球への入射頻度に依存する。そのため、ス
ピニングロータゲージでは分子量が小さいガスの場合
に、誤差が大きくなる傾向にある。一方、電離真空計の
場合には、ガスの電離しやすさが誤差に影響する。全圧
計としてスピニングロータゲージを用いた場合も、真空
チャンバ中に存在する各ガス成分の割合ｎi を式(2) ，
(3) で求める。算出したガス成分比ｎi を用いて圧力補
正を実施する。すなわち、式(5) を用いて平均分子量を
算出し、式(6) を用いて測定値Ｐ’を補正し、最終的な
圧力値Ｐを求めた。
【数２５】
【数２６】 ここで、Ｍave は平均分子量、Ｍi は各ガスの分子量を
表す。このように補正した全圧力Ｐを、(1) 式のＰ1 と
して用いることで、放出ガス量Ｑを正確に求めることが
できる。
表す。このように補正した全圧力Ｐを、(1) 式のＰ1 と
して用いることで、放出ガス量Ｑを正確に求めることが
できる。
【００２４】上記電離真空計を用いた第１の算出方法
と、スピニングロータゲージを用いた第２の算出方法を
以下に検証する。両算出方法を検証するため、窒素で感
度校正した測定原理の異なる真空計の圧力測定を実施し
た。ここでは、スピニングロータゲージとしてVISCOVAC
社製 VM212（以下、ＳＲＧと呼ぶ) 、電離真空計として
アネルバ社製 MF-2F（以下、Ｂ−Ａゲージと呼ぶ) を用
いた。ＳＲＧとＢ−Ａゲージは、単一ガスのみが存在す
る真空チャンバ内の圧力測定を実施した場合、存在する
ガスの分子量と感度係数を考慮することで同じ圧力を示
す。混合ガスの圧力測定時は各ガス成分の割合と、各ガ
ス成分の分子量と感度係数を考慮して補正を行うこと
で、同じ圧力が示される。そこで、混合ガス測定時のＳ
ＲＧとＢ−Ａゲージの圧力値が等しいほど、ガス成分比
が正しく算出されているとして検証を実施した。但し、
今回実施した方法では「真空ハンドブック」から感度係
数を引用したが、測定を実施したＢ−Ａゲージ及び質量
分析計の感度係数が一致すると確認されていない。
と、スピニングロータゲージを用いた第２の算出方法を
以下に検証する。両算出方法を検証するため、窒素で感
度校正した測定原理の異なる真空計の圧力測定を実施し
た。ここでは、スピニングロータゲージとしてVISCOVAC
社製 VM212（以下、ＳＲＧと呼ぶ) 、電離真空計として
アネルバ社製 MF-2F（以下、Ｂ−Ａゲージと呼ぶ) を用
いた。ＳＲＧとＢ−Ａゲージは、単一ガスのみが存在す
る真空チャンバ内の圧力測定を実施した場合、存在する
ガスの分子量と感度係数を考慮することで同じ圧力を示
す。混合ガスの圧力測定時は各ガス成分の割合と、各ガ
ス成分の分子量と感度係数を考慮して補正を行うこと
で、同じ圧力が示される。そこで、混合ガス測定時のＳ
ＲＧとＢ−Ａゲージの圧力値が等しいほど、ガス成分比
が正しく算出されているとして検証を実施した。但し、
今回実施した方法では「真空ハンドブック」から感度係
数を引用したが、測定を実施したＢ−Ａゲージ及び質量
分析計の感度係数が一致すると確認されていない。
【００２５】実験は排気速度、真空チャンバ容量が異な
る２つの条件で圧力測定を実施し、ＳＲＧとＢ−Ａゲー
ジの指示圧力を比較した。測定は図１に示す計測装置を
用いて行い、質量分析計，ＳＲＧ，Ｂ−Ａゲージは圧力
が同じになる位置に取り付けた。平均分子量を２８に設
定したＳＲＧとＢ−Ａゲージは１０-2（Ｐａ）〜１０-4
（Ｐａ）の窒素雰囲気中で同じ圧力を示すことを事前に
確認している。
る２つの条件で圧力測定を実施し、ＳＲＧとＢ−Ａゲー
ジの指示圧力を比較した。測定は図１に示す計測装置を
用いて行い、質量分析計，ＳＲＧ，Ｂ−Ａゲージは圧力
が同じになる位置に取り付けた。平均分子量を２８に設
定したＳＲＧとＢ−Ａゲージは１０-2（Ｐａ）〜１０-4
（Ｐａ）の窒素雰囲気中で同じ圧力を示すことを事前に
確認している。
【００２６】条件の異なる２つの条件のＳＲＧとＢ−Ａ
ゲージの圧力値を表１に示す。表１に示した両者の違い
は、ＳＲＧとＢ−Ａゲージの圧力差をＳＲＧとＢ−Ａゲ
ージの圧力の平均値で割ったものを示している。この測
定では、空気の分子量２８．８をＳＲＧに設定した。
ゲージの圧力値を表１に示す。表１に示した両者の違い
は、ＳＲＧとＢ−Ａゲージの圧力差をＳＲＧとＢ−Ａゲ
ージの圧力の平均値で割ったものを示している。この測
定では、空気の分子量２８．８をＳＲＧに設定した。
【表１】 次に、質量分析計を用いた分圧測定結果を、そのまま各
ガスの成分比としたものを表２に示す。各条件の特徴を
以下に示す。 条件1)…圧力１０-3（Ｐａ）台、水の割合が高い。 条件2)…圧力１０-3（Ｐａ）台、水素の割合が高い。
ガスの成分比としたものを表２に示す。各条件の特徴を
以下に示す。 条件1)…圧力１０-3（Ｐａ）台、水の割合が高い。 条件2)…圧力１０-3（Ｐａ）台、水素の割合が高い。
【表２】 表２をもとに、式(3) を用いてガス成分比を導出する。
今回の実験では、真空チャンバ内には、水素，水，一酸
化炭素，二酸化炭素，窒素，酸素（少量) が確認され
た。そのため、ガス成分比は上記の６種類のガスについ
てのみ考慮している。表３に式(3) を用いて算出したガ
ス成分比を示す。表２と表３を比較すると、水素と水の
割合が大きく異なっていることが解る。
今回の実験では、真空チャンバ内には、水素，水，一酸
化炭素，二酸化炭素，窒素，酸素（少量) が確認され
た。そのため、ガス成分比は上記の６種類のガスについ
てのみ考慮している。表３に式(3) を用いて算出したガ
ス成分比を示す。表２と表３を比較すると、水素と水の
割合が大きく異なっていることが解る。
【表３】 算出したガス成分比を用いて圧力補正を実施する。Ｂ−
Ａゲージについては式(4) を用いて補正した圧力値と、
補正前の圧力値を示す。ＳＲＧについては式(5)を用い
て平均分子量を算出し、式(6) を用いて補正を実施し
た。補正後の圧力値を表４に示す。表１と表４を比較す
ると、表４では条件1)，2)とも、両者の測定値の差が少
なくなっていることが解る。また条件2)では、測定され
た圧力値と、補正後の圧力値が大きく異なることが解
る。
Ａゲージについては式(4) を用いて補正した圧力値と、
補正前の圧力値を示す。ＳＲＧについては式(5)を用い
て平均分子量を算出し、式(6) を用いて補正を実施し
た。補正後の圧力値を表４に示す。表１と表４を比較す
ると、表４では条件1)，2)とも、両者の測定値の差が少
なくなっていることが解る。また条件2)では、測定され
た圧力値と、補正後の圧力値が大きく異なることが解
る。
【表４】
【００２７】以上より、真空チャンバ内のガス成分を考
慮せず圧力を測定した場合と比較して、ガス成分を考慮
した補正を実施した場合は、ＳＲＧとＢ−Ａゲージが示
す圧力値の違いに改善が見られることが解る。また、放
出ガス量測定時に今回の圧力測定方法を用いることで、
窒素換算の圧力に近い値が得られると考えられる。これ
らより、本方法を用いることで窒素換算の測定精度が改
善していると考えられる。
慮せず圧力を測定した場合と比較して、ガス成分を考慮
した補正を実施した場合は、ＳＲＧとＢ−Ａゲージが示
す圧力値の違いに改善が見られることが解る。また、放
出ガス量測定時に今回の圧力測定方法を用いることで、
窒素換算の圧力に近い値が得られると考えられる。これ
らより、本方法を用いることで窒素換算の測定精度が改
善していると考えられる。
【００２８】上記実施例では、感度係数を「真空ハンド
ブック」から引用したが、他の資料から引用してもよ
い。また、電離真空計と質量分析計の感度係数Ｓi ，Ｓ
e が一致すると仮定したが、これらが異なる場合には、
(2) 式と(4) 式のＳi ，Ｓe としてそれぞれの感度係数
を用いればよい。
ブック」から引用したが、他の資料から引用してもよ
い。また、電離真空計と質量分析計の感度係数Ｓi ，Ｓ
e が一致すると仮定したが、これらが異なる場合には、
(2) 式と(4) 式のＳi ，Ｓe としてそれぞれの感度係数
を用いればよい。
【００２９】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項１
に係る発明によれば、上流チャンバに設置した質量分析
計を用いてガス成分比を測定し、各ガス成分のイオン化
率・分子量等を考慮して電離真空計で測定した全圧値を
補正したので、チャンバ内に複数のガス成分が存在する
場合であっても、正確な全圧値を求めることができる。
また、請求項２に係る発明によれば、上流チャンバに設
置した質量分析計を用いてガス成分比を測定し、各ガス
成分のイオン化率・分子量等を考慮してスピニングロー
タゲージで測定した全圧値を補正したので、チャンバ内
に複数のガス成分が存在する場合であっても、正確な全
圧値を求めることができる。請求項３，５では請求項１
における圧力測定方法を利用して放出ガス量を測定する
ようにしたので、上流チャンバの全圧を正確に測定で
き、放出ガス量も正確に求めることが出来る。同様に、
請求項４，６では請求項２における圧力測定方法を利用
して放出ガス量を測定するようにしたので、上流チャン
バの全圧を正確に測定でき、放出ガス量も正確に求める
ことが出来る。
に係る発明によれば、上流チャンバに設置した質量分析
計を用いてガス成分比を測定し、各ガス成分のイオン化
率・分子量等を考慮して電離真空計で測定した全圧値を
補正したので、チャンバ内に複数のガス成分が存在する
場合であっても、正確な全圧値を求めることができる。
また、請求項２に係る発明によれば、上流チャンバに設
置した質量分析計を用いてガス成分比を測定し、各ガス
成分のイオン化率・分子量等を考慮してスピニングロー
タゲージで測定した全圧値を補正したので、チャンバ内
に複数のガス成分が存在する場合であっても、正確な全
圧値を求めることができる。請求項３，５では請求項１
における圧力測定方法を利用して放出ガス量を測定する
ようにしたので、上流チャンバの全圧を正確に測定で
き、放出ガス量も正確に求めることが出来る。同様に、
請求項４，６では請求項２における圧力測定方法を利用
して放出ガス量を測定するようにしたので、上流チャン
バの全圧を正確に測定でき、放出ガス量も正確に求める
ことが出来る。
【図１】本発明にかかる放出ガス量計測装置の摸式図で
ある。
ある。
【図２】水を例とした場合の補正後の分圧値の導出方法
を示す図である。
を示す図である。
【図３】質量分析計によって検出されたマススペクトル
図である。
図である。
１ 上流チャンバ ２ 下流チャンバ ３ オリフィス ５ 分圧計（質量分析計） ６，７ 全圧計（電離真空計，スピニングロータゲ
ージ）
ージ）
Claims (6)
- 【請求項１】混合ガスを含む真空チャンバ内の全圧力を
測定する圧力測定方法において、チャンバ内の分圧を質
量分析計で測定する工程と、チャンバ内の全圧を電離真
空計で測定する工程と、測定した分圧値からチャンバ内
に存在するガス成分の比率を求める工程と、ガス成分の
比率を用いて全圧値を補正する工程とを備え、上記ガス
成分の比率ｎi を求める工程は、分圧値である主ピーク
の測定値Ｐi ' 、質量分析計の感度係数Ｓi 、マススペ
クトルの主ピークの割合Ｒi から、(2) 式により補正後
の分圧値Ｐi を求め、補正後の分圧値Ｐi とその総和と
から、(3) 式により真空チャンバ中に存在する各ガス成
分の割合ｎi を求めるものであり、 【数１】 【数２】 上記全圧値を補正する工程は、電離真空計の測定値
Ｐ’、電離真空計の感度係数Ｓe 、および真空チャンバ
中に存在する各ガス成分の割合ｎi から、(4) 式により
補正後の圧力Ｐを求めることを特徴とする圧力測定方
法。 【数３】 - 【請求項２】混合ガスを含む真空チャンバ内の全圧力を
測定する圧力測定方法において、チャンバ内の分圧を質
量分析計で測定する工程と、チャンバ内の全圧をスピニ
ングロータゲージで測定する工程と、測定した分圧値か
らチャンバ内に存在するガス成分の比率を求める工程
と、ガス成分の比率を用いて全圧値を補正する工程とを
備え、上記ガス成分の比率ｎi を求める工程は、分圧値
である主ピークの測定値Ｐi ' 、分圧計の感度係数Ｓ
i 、マススペクトルの主ピークの割合Ｒi から、(2) 式
により補正後の分圧値Ｐi を求め、補正後の分圧値Ｐi
とその総和とから、(3) 式により真空チャンバ中に存在
する各ガス成分の割合ｎi を求めるものであり、 【数４】 【数５】 上記全圧値を補正する工程は、スピニングロータゲージ
の測定値Ｐ’、真空チャンバ中に存在する各ガス成分の
分子数Ｍi 、混合ガスの平均分子量Ｍave 、および真空
チャンバ中に存在する各ガス成分の割合ｎi から、(5),
(6) 式により補正後の圧力Ｐを求めることを特徴とする
圧力測定方法。 【数６】 【数７】 - 【請求項３】上流チャンバにオリフィスを介して下流チ
ャンバを接続し、両チャンバ間に圧力差を生じさせるこ
とにより、上流チャンバの放出ガス量を求める放出ガス
量測定方法において、上流チャンバ内の分圧Ｐi ' を質
量分析計で測定する工程と、上流チャンバ内の全圧Ｐ’
を電離真空計で測定する工程と、下流チャンバ内の全圧
Ｐ2 を電離真空計で測定する工程と、測定した分圧値Ｐ
i ' を用いて上流チャンバ内に存在するガス成分の比率
ｎi を(2) 式および(3) 式から求める工程と、 【数８】 【数９】 （但し、Ｓi ：分圧計の感度係数、Ｒi ：マススペクト
ルの主ピークの割合、Ｐ i ：補正後の分圧値、ｎi ：各
ガス成分の割合） ガス成分の比率ｎi を用いて測定された上流チャンバの
全圧測定値Ｐ’を補正し、(4) 式により補正後の上流チ
ャンバの全圧Ｐを求める工程と、 【数１０】 （但し、Ｓe ：電離真空計の感度係数） (1) 式から放出ガス量Ｑを求める工程とを備えたことを
特徴とする放出ガス量測定方法。 Ｑ＝Ｃ×（Ｐ−Ｐ2 ） ・・・ (1) （但し、Ｃ：オリフィスのコンダクタンス） - 【請求項４】上流チャンバにオリフィスを介して下流チ
ャンバを接続し、両チャンバ間に圧力差を生じさせるこ
とにより、上流チャンバの放出ガス量を求める放出ガス
量測定方法において、上流チャンバ内の分圧Ｐi ' を質
量分析計で測定する工程と、上流チャンバ内の全圧Ｐ’
をスピニングロータゲージで測定する工程と、下流チャ
ンバ内の全圧Ｐ2 をスピニングロータゲージで測定する
工程と、測定した分圧値Ｐi ' を用いて上流チャンバ内
に存在するガス成分の比率ｎi を(2) 式および(3) 式か
ら求める工程と、 【数１１】 【数１２】 （但し、Ｓi ：分圧計の感度係数、Ｒi ：マススペクト
ルの主ピークの割合、Ｐ i ：補正後の分圧値、ｎi ：各
ガス成分の割合） ガス成分の比率ｎi を用いて測定された上流チャンバの
全圧測定値Ｐ’を補正し、(5),(6) 式により補正後の上
流チャンバの全圧Ｐを求める工程と、 【数１３】 【数１４】 （但し、Ｍi ：真空チャンバ中に存在する各ガス成分の
分子数、Ｍave ：混合ガスの平均分子量） (1) 式から放出ガス量Ｑを求める工程とを備えたことを
特徴とする放出ガス量測定方法。 Ｑ＝Ｃ×（Ｐ−Ｐ2 ） ・・・ (1) （但し、Ｃ：オリフィスのコンダクタンス） - 【請求項５】上流チャンバにオリフィスを介して下流チ
ャンバを接続し、両チャンバ間に圧力差を生じさせるこ
とにより、上流チャンバの放出ガス量を求める放出ガス
量測定装置において、上流チャンバ内の分圧Ｐi ' を測
定する質量分析計と、上流チャンバ内の全圧Ｐ’を測定
する第１の電離真空計と、下流チャンバ内の全圧Ｐ2 を
測定する第２の電離真空計と、測定した分圧値Ｐi ' を
用いて上流チャンバ内に存在するガス成分の比率ｎi を
(2) 式および(3) 式から求める手段と、 【数１５】 【数１６】 （但し、Ｓi ：質量分析計の感度係数、Ｒi ：マススペ
クトルの主ピークの割合、Ｐi ：補正後の分圧値、ｎ
i ：各ガス成分の割合） ガス成分の比率ｎi を用いて測定された上流チャンバの
全圧値Ｐ’を(4) 式により補正し、補正後の上流チャン
バの全圧Ｐを求める手段と、 【数１７】 （但し、Ｐ’：第１の電離真空計の測定値、Ｓe ：第１
の電離真空計の感度係数） (1) 式から放出ガス量Ｑを求める手段とを備えたことを
特徴とする放出ガス量測定装置。 Ｑ＝Ｃ×（Ｐ−Ｐ2 ） ・・・ (1) （但し、Ｃ：オリフィスのコンダクタンス） - 【請求項６】上流チャンバにオリフィスを介して下流チ
ャンバを接続し、両チャンバ間に圧力差を生じさせるこ
とにより、上流チャンバの放出ガス量を求める放出ガス
量測定装置において、上流チャンバ内の分圧Ｐi ' を測
定する質量分析計と、上流チャンバ内の全圧Ｐ’を測定
する第１のスピニングロータゲージと、下流チャンバ内
の全圧Ｐ2 を測定する第２のスピニングロータゲージ
と、測定した分圧値Ｐi ' を用いて上流チャンバ内に存
在するガス成分の比率ｎi を(2) 式および(3) 式から求
める手段と、 【数１８】 【数１９】 （但し、Ｓi ：質量分析計の感度係数、Ｒi ：マススペ
クトルの主ピークの割合、Ｐi ：補正後の分圧値、ｎ
i ：各ガス成分の割合） ガス成分の比率ｎi を用いて測定された上流チャンバの
全圧測定値Ｐ’を(5),(6) 式により補正し、補正後の上
流チャンバの全圧Ｐを求める手段と、 【数２０】 【数２１】 （但し、Ｍi ：真空チャンバ中に存在する各ガス成分の
分子数、Ｍave ：混合ガスの平均分子量） (1) 式から放出ガス量Ｑを求める手段と、を備えたこと
を特徴とする放出ガス量測定装置。 Ｑ＝Ｃ×（Ｐ−Ｐ2 ） ・・・ (1) （但し、Ｃ：オリフィスのコンダクタンス）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000181172A JP2002005806A (ja) | 2000-06-16 | 2000-06-16 | 圧力測定方法および放出ガス量測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000181172A JP2002005806A (ja) | 2000-06-16 | 2000-06-16 | 圧力測定方法および放出ガス量測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002005806A true JP2002005806A (ja) | 2002-01-09 |
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ID=18682145
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000181172A Pending JP2002005806A (ja) | 2000-06-16 | 2000-06-16 | 圧力測定方法および放出ガス量測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002005806A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100990554B1 (ko) | 2006-05-12 | 2010-10-29 | 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하 | Ｃｎｇ 가스로 채워진 차량의 연료 탱크의 가스 혼합물의 조성을 결정하기 위한 방법 및 장치 |
| JP2013510323A (ja) * | 2009-11-09 | 2013-03-21 | ブルックス オートメーション インコーポレイテッド | 真空品質測定システム |
-
2000
- 2000-06-16 JP JP2000181172A patent/JP2002005806A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100990554B1 (ko) | 2006-05-12 | 2010-10-29 | 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하 | Ｃｎｇ 가스로 채워진 차량의 연료 탱크의 가스 혼합물의 조성을 결정하기 위한 방법 및 장치 |
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| JP2015172594A (ja) * | 2009-11-09 | 2015-10-01 | エム ケー エス インストルメンツインコーポレーテッドＭｋｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 真空品質測定システム |
| US9322738B2 (en) | 2009-11-09 | 2016-04-26 | Mks Instruments, Inc. | Vacuum quality measurement system |
| KR101824560B1 (ko) * | 2009-11-09 | 2018-03-14 | 엠케이에스 인스트루먼츠, 인코포레이티드 | 가스 분석기, 가스 분석 방법 및 가스 분석 시스템 |
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