JP2015172594A - 真空品質測定システム - Google Patents
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Abstract
Description
図1および図2に、VQM用のガス分析装置100の代表的な用途例を示す。この例において、クライオポンプ170は、イオン注入装置に対して使用され、詳細には、水素が主成分であるUHV(超高真空)の真空チャンバ110に対して使用される。図1および図2に示すように、全圧センサ160および質量分析計130が真空チャンバ110に設置されている。変形例として、全圧センサ160および質量分析計130は、クライオポンプ170よりも上流であってゲートバルブ180よりも下流の位置に設置されてもよい。
1. 全圧(TP)、
2. 質量スペクトルにおけるH2の分圧(PPH2)、
3. 外部信号#1:H2レベル正規化に用いる外部室温(T)、および
4. 外部信号#2:クライオポンプが順調であるか否かの判断に用いる、クライオポンプのT2温度、
である。
VQI=([(PPH2/TP)×(298/T)]/0.95−0.947)×18.87 (1)
真空チャンバのベースアウトは、あらゆる高真空(HV)(10−3〜10−9Torr)の系について共通の真空排気処理である。真空チャンバを排気(pump down )し、残留化学種についてさらに処理を実行してもよいような、許容可能なベース圧力になるまで、待機するというのが、ベースアウトの基本的な考えである。
VQI=0.625×H2O/空気+0.5(全圧<1×10−6Torrの場合) (2)
大気条件下で真空チャンバを排気する(pumping down)場合、最初に排気されるのは、大半が空気である。真空排気はVQI≧1となるまで続けられる。空気が排気されるにつれて、チャンバ内の主成分は水になる。チャンバの真空排気処理の最初のころのVQIは、H2O/空気が小さいので、ほぼゼロである。チャンバの真空排気が進行するにつれて、VQIは増加する。しかし、全圧が1×10−6Torrを上回っているあいだは、H2O/空気>1.6とならない限り、VQI<1となる。全圧が1×10−6Torrを上回りかつH2O/空気>1.6であるという条件は、主に空気が排気される真空排気処理の初期では真空チャンバ内に存在する水はほぼ一定なので、まず成立しないであろう。全圧が下がって1×10−6Torrに達すると、上記の式(2)に示すように、VQIに0.5が加算される。これにより、VQI=1となるのに必要なH2O/空気の比は0.8となり、これは、ガス環境の約44%が水であることを示す。全圧が1×10−6Torr未満でありかつ水が約44%を占めるガス環境は、一部の用途において、許容可能な真空環境である。
適切に排気された超高真空(10−9〜10−12Torr(UHV))系において、残留ガス環境の95%が水素になることは周知である。UHVのユーザは、UHV系内の真空が許容可能であるかを判断するにあたって、残留ガス分析装置(RGA)の質量スペクトルを確認し、水素の、他の全成分に対する比を単純に評価するのが習慣であり、スペクトルに問題がない(clean )場合には実験を継続する。ユーザは、実験を制御するにあたって本発明にかかるガス分析装置を用い、H2の、他の全成分(積算)に対する比が>0.95である限り、実験を継続可能としてもよい。これが、この場合の真空品質指数となる。UHVベースアウト用のVQIは、例えば:
ステップ1)圧力がターゲット数値を上回っており、かつ、スペクトルにおいて水素が全ガスの25%未満であれば、VQI=0となり、
ステップ2)VQIは、H2の、全質量範囲における質量スペクトルの総荷電量に対する%での寄与度となる。
ベースアウトにおける品質基準を、炭化水素による汚染のない、クリーンな真空チャンバとしてもよい。製造プロセスを例に用いて説明する:ART MS技術を用いたトラップを新たに設置する場合、当該トラップを排気する際の時系列は次のようになると予想される:1)初期の状態のトラップは、大部分が空気で満たされている。空気が排気されるとスペクトルは主に水となる。なお、全圧は、3時間以内に1×10−8Torr未満に低下すると仮定する。このレベルに達すると、スペクトルの少なくとも80%が水で構成されると仮定する。圧力が1×10−8Torrに達し、かつ、スペクトルの80%が水となれば、ART MS技術を用いたトラップは許容可能な状態となる。というのも、この時点で油分(すなわち、炭化水素)の寄与度は10−9Torr程度(すなわち、十分に低い寄与度)となり、また、水はいずれ排気されるからである。圧力が1×10−8Torrに達さなければ、ユーザは、3時間待った後、スペクトルの主なピークが水であるか否かを確認する。3時間経ってもトラップが1×10−8Torrにまで排気されておらず、かつ、水がスペクトルの80%に達しない場合、品質基準は満たされていない。この場合のVQI用のスクリプトを、以下のように定義してもよい:
排気時間>3時間で圧力>1×10−8Torrであるとき、試験をとおしてVQI=0とし、トラップは排気試験に不合格となる。このようなART MS技術を用いたトラップは許容可能でない。トラップに対してベークアウト処理(bakeout )またはプラズマ洗浄処理(plasma cleaning )を実行する必要がある。次回の排気まで、スクリプトは実行を停止する。
現在使用されているイオン注入装置の多くが、ウェハに対するイオンビーム束およびドーズ量(chemical dose )を制御するために、圧力補償(P−COMP)を利用している。P−COMPを利用する目的は、ビームに含まれるイオンと真空チャンバ内に存在する中性ガス種との間の電荷交換によって生じるビーム荷電状態の変化に起因する、ドーズ量のモニタリング誤差を補償することである。Hsuらに発行された米国特許第7,057,191号明細書を参照されたい。本発明では、圧力変化に伴って観測されるファラデーカップ(FC)の電流信号を補正することにより、実際のイオン電流値を得る。圧力変化は、FCに向かうイオンビーム中で生じる電荷変化に、影響を与える。圧力が増加すると、より多くの電荷交換が生じるので、電荷変化も増大する。補正係数は、校正(キャリブレーション)過程で定義される。補正係数は、ガス環境の化学組成が変化しないのであれば、全圧のみに基づいたもので十分良好である。しかし、同一の圧力でも化学組成が変化すれば、ビーム荷電状態の変化に劇的なシフトが生じると予想される。全圧のみならず化学組成も判明していれば、FCを用いて測定したイオン電流(IFC)を化学変化に依存しないように補正する、補正係数を算出することができる。図4に、そのシナリオを示す。図4では、FC電流をイオンビーム電流(IIB)と関連付けるのに用いる係数を導き出すにあたって、全圧(TP)計とART MSとの組合せを利用する:
VQI=k(TP,ガス組成) (3)
IFC=IIB×k(TP,ガス組成) (4)
FCによって報告される電流IFCは、ウェハにイオン注入する(dosing)ための電流IIBと異なる。補正係数であるVQIは、全圧(TP)とガス組成との関数である。実際のVQIの演算は校正に依存する。しかしながら、各ガス種の電子親和力およびイオン化効率が分かっていれば、様々なガスについてのVQIを近似で求めることが可能である。こうして校正が完了すれば、ガス組成に関係なく、P−COMPを実行することができる。
高エネルギーイオン注入装置におけるSF6(六フッ化硫黄)検出では、ユーザは19〜128amuの範囲内で様々なピークの形態で表れるSF6漏れを監視することができる。特定の化学種の漏れ検出については、Coffmanらに発行された米国特許第6,286,362号明細書を参照されたい。SF6は、高エネルギーイオン注入装置内に存在する100KVの電位差によって生じるアークを防ぐために、高電圧ボックス内に充填される。この場合、ビームラインでのガス環境を分析対象とする。第1の品質基準は、イオン注入過程が実行される前に、全圧がターゲット数値未満に低下することである。圧力が要求値未満に低下すれば、第2の品質基準は、全圧に対するSF6の寄与度の予測値が1%未満であることである。例えば、プロセス開始前に、ターゲットの全圧(TP)を2×10−7Torrとし、かつ、SF6を1%未満としてもよい。この場合、例えば、VQIは以下のようになる:
ステップ1)TP>2×10−7Torrであれば、VQI=2
ステップ2)VQIは、質量スペクトルにおける全電荷量に対する、SF6のピークに由来する荷電量の%での寄与度とする。
VQI≦1であれば、プロセスを実行してよい。
以上の例では、質量分析計を真空品質モニタ(VQM)として使用できること、そして、プロセスの次のステップに移行するうえで単一の数値によって真空系の品質を表現できることを証明した。真空品質指数を用いることにより、いつプロセスを開始するか、プロセスを続けるか、停止するかを決定することができる。また、VQIは、上流または下流に出力することにより、フィードフォワード制御またはフィードバック制御を実行するための情報にもなる。また、VQIには、補助的なデータが包含されてもよいし、また、さらなるVQIが包含されてもよい。
VQI N2=corr(M(s),N2(s))
VQI CO=corr(M(s),CO(s))
VQI H2O=corr(M(s),H2O(s))
VQI=corr(M(s),合計(s))
N2ガスの流量を制御したい場合、X(s)=M(s)−CO(s)−H2O(s)
COガスの流量を制御したい場合、Y(s)=M(s)−N2(s)−H2O(s)
H2Oガスの流量を制御したい場合、Z(s)=M(s)−CO(s)−N2(s)
VQI N2’=α×corr(X(s),N2(s))
(式中、αは、VQI N2’を正規化するのに必要な関数である)。
例えば、VQI N2’=1であれば、適切な流量が達成されている。
VQI CO’=β×corr(Y(s),CO(s))
(式中、βは、VQI CO’を正規化するのに必要な関数である)。
VQI H2O’=γ×corr(Z(s),H2O(s))
(式中、γは、VQI H2O’を正規化するのに必要な関数である)。
1)高速のスペクトル測定およびデータ処理/データ整理;
2)スペクトルライブラリも含めた予測スペクトルを生成する機能、および計測性能に調和するモデル化能力;
2a)十分に高速なネットワークに接続され、集中記憶部(centrally stored location)からのフェッチ(取り出し、fetching)によって大量のガスライブラリが利用できること;
3)閉ループ制御システムを提供するための、複雑な相関処理または同様の処理を実行する能力;ならびに
4)対象となるガスが、当該装置のスペクトル測定(質量スペクトル測定、光学スペクトル測定、または他種のスペクトル測定)能力に対応していること;
が挙げられる。
なお、本発明は、実施の態様として以下の内容を含む。
[態様1]
真空チャンバ用のガス分析装置であって、
電子処理部を備え、当該電子処理部が、
a)質量スペクトルデータを受け入れ、
b)前記真空チャンバ内の全圧を示す入力を受け入れ、
c)少なくとも1つのセンサからの外部入力を受け入れ、
d)前記質量スペクトルデータ、前記真空チャンバ内の前記全圧、および前記少なくとも1つのセンサからの前記外部入力を用いて、少なくとも1つの品質基準に基づき真空品質指数を算出する、
ように構成された、ガス分析装置。
[態様2]
態様1において、
前記電子処理部が、さらに、前記質量スペクトルデータに基づき前記真空チャンバ内に存在する少なくとも1つの化学種を同定するように構成された、ガス分析装置。
[態様3]
態様2において、
前記電子処理部が、さらに、少なくとも第一段および第二段を有するクライオポンプの飽和レベルを求めるように構成された、ガス分析装置。
[態様4]
態様3において、
前記少なくとも1つのセンサが、前記クライオポンプの前記第二段の温度を計測する温度センサを含み、前記真空チャンバ内に存在する少なくとも1つの化学種が水素であり、前記少なくとも1つの品質基準が前記真空チャンバ内の前記全圧に対する水素の分圧の比を含む、ガス分析装置。
[態様5]
態様2において、
前記電子処理部が、さらに、前記真空チャンバ内に存在する少なくとも2つの化学種の相対濃度を求め、前記真空品質指数を算出するにあたって当該相対濃度を用いるように構成された、ガス分析装置。
[態様6]
態様2において、
前記電子処理部が、さらに、前記真空チャンバ内に存在する前記少なくとも1つの化学種の分圧を求め、前記真空品質指数を算出するにあたって当該分圧を用いるように構成された、ガス分析装置。
[態様7]
態様6において、
前記電子処理部が、さらに、前記真空チャンバ内に存在する少なくとも2つの化学種の分圧を求め、前記真空品質指数を算出するにあたって当該少なくとも2つの化学種の分圧を用いるように構成された、ガス分析装置。
[態様8]
態様6において、
さらに、前記少なくとも1つの化学種の前記分圧を表示する表示部を備える、ガス分析装置。
[態様9]
態様6において、
さらに、前記少なくとも1つの化学種における最小分圧および最大分圧を表示する表示部を備える、ガス分析装置。
[態様10]
態様2において、
さらに、前記少なくとも1つの化学種の分圧を出力するデジタル出力部を備える、ガス分析装置。
[態様11]
態様1から10のいずれか一態様において、
前記少なくとも1つのセンサが、基板温度センサを含む、ガス分析装置。
[態様12]
態様1から11のいずれか一態様において、
前記少なくとも1つのセンサが、真空ポンプ速度センサを含む、ガス分析装置。
[態様13]
態様1から12のいずれか一態様において、
前記少なくとも1つのセンサが、質量流量モニタを含む、ガス分析装置。
[態様14]
態様1から13のいずれか一態様において、
前記少なくとも1つのセンサが、クライオポンプ温度センサを含む、ガス分析装置。
[態様15]
態様1から14のいずれか一態様において、
前記少なくとも1つのセンサが、イオンポンプ電流センサを含む、ガス分析装置。
[態様16]
態様1から15のいずれか一態様において、
前記真空品質指数が、二値の出力を制御する、ガス分析装置。
[態様17]
態様1から16のいずれか一態様において、
前記電子処理部が、さらに、前記真空品質指数を用いてプロセスを制御するように構成された、ガス分析装置。
[態様18]
態様17において、
前記プロセスが、前記真空チャンバのベースアウトであり、前記少なくとも1つのセンサが、前記真空チャンバの温度を計測する温度センサを含む、ガス分析装置。
[態様19]
態様18において、
前記少なくとも1つの品質基準が、水素の、前記真空チャンバ内に存在する他の全化学種に対する比を含む、ガス分析装置。
[態様20]
態様17において、
前記プロセスが、前記真空チャンバのベースアウトであり、前記少なくとも1つのセンサが、前記真空チャンバと前記真空チャンバを排気する真空ポンプとの間に介在するゲートバルブの位置センサを含む、ガス分析装置。
[態様21]
態様20において、
前記少なくとも1つの品質基準が、水の、前記真空チャンバ内に存在する他の全化学種に対する比を含む、ガス分析装置。
[態様22]
態様1から21のいずれか一態様において、
さらに、前記真空品質指数を表示する表示部を備える、ガス分析装置。
[態様23]
態様1から22のいずれか一態様において、
さらに、前記真空チャンバ内の前記全圧を表示する表示部を備える、ガス分析装置。
[態様24]
態様1から23のいずれか一態様において、
さらに、前記質量スペクトルデータの走査範囲を表示する表示部を備える、ガス分析装置。
[態様25]
態様1から24のいずれか一態様において、
さらに、前記真空品質指数を出力するデジタル出力部を備える、ガス分析装置。
[態様26]
態様1から25のいずれか一態様において、
さらに、前記質量スペクトルデータを出力するデジタル出力部を備える、ガス分析装置。
[態様27]
態様1から26のいずれか一態様において、
前記少なくとも1つの品質基準が、ユーザによってプログラム可能である、ガス分析装置。
[態様28]
態様1から27のいずれか一態様において、
さらに、前記質量スペクトルデータを提供する質量分析計を備える、ガス分析装置。
[態様29]
真空チャンバ内のガスを分析する方法であって、
a)質量スペクトルデータを受け入れる過程と、
b)前記真空チャンバ内の全圧を示す入力を受け入れる過程と、
c)少なくとも1つのセンサからの外部入力を受け入れる過程と、
d)前記質量スペクトルデータ、前記真空チャンバ内の全圧、および前記少なくとも1つのセンサからの前記外部入力を用いて、少なくとも1つの品質基準に基づき真空品質指数を算出する過程と、
を含む、ガス分析方法。
[態様30]
態様29において、
さらに、前記質量スペクトルデータに基づき前記真空チャンバ内に存在する少なくとも1つの化学種を同定する過程を含む、ガス分析方法。
[態様31]
態様30において、
さらに、少なくとも第一段および第二段を有するクライオポンプの飽和レベルを求める過程を含む、ガス分析方法。
[態様32]
態様31において、
前記少なくとも1つのセンサが、前記クライオポンプの前記第二段の温度を計測する温度センサを含み、前記真空チャンバ内に存在する少なくとも1つの化学種が水素であり、前記少なくとも1つの品質基準が前記真空チャンバ内の前記全圧に対する水素の分圧の比を含む、ガス分析方法。
[態様33]
態様30において、
さらに、前記真空チャンバ内に存在する少なくとも2つの化学種の相対濃度を求める過程を含み、前記真空品質指数を算出するにあたって当該相対濃度を用いる、ガス分析方法。
[態様34]
態様31において、
さらに、前記真空チャンバ内に存在する前記少なくとも1つの化学種の分圧を求める過程を含み、前記真空品質指数を算出するにあたって当該分圧を用いる、ガス分析方法。
[態様35]
態様34において、
さらに、前記真空チャンバ内に存在する少なくとも2つの化学種の分圧を求める過程を含み、前記真空品質指数を算出するにあたって当該少なくとも2つの化学種の分圧を用いる、ガス分析方法。
[態様36]
態様35において、
さらに、前記少なくとも1つの化学種の前記分圧を表示する過程を含む、ガス分析方法。
[態様37]
態様36において、
さらに、前記少なくとも1つの化学種における最小分圧および最大分圧を表示する過程を含む、ガス分析方法。
[態様38]
態様30において、
さらに、前記少なくとも1つの化学種の分圧のデジタル出力を出力する過程を含む、ガス分析方法。
[態様39]
態様29から38のいずれか一態様において、
前記少なくとも1つのセンサが、基板温度センサを含む、ガス分析方法。
[態様40]
態様29から39のいずれか一態様において、
前記少なくとも1つのセンサが、真空ポンプ速度センサを含む、ガス分析方法。
[態様41]
態様29から40のいずれか一態様において、
前記少なくとも1つのセンサが、質量流量モニタを含む、ガス分析方法。
[態様42]
態様29から41のいずれか一態様において、
前記少なくとも1つのセンサが、クライオポンプ温度センサを含む、ガス分析方法。
[態様43]
態様29において、
前記少なくとも1つのセンサが、イオンポンプ電流センサを含む、ガス分析方法。
[態様44]
態様29から43のいずれか一態様において、
さらに、前記真空品質指数を用いて二値の出力を制御する過程を含む、ガス分析方法。
[態様45]
態様29から44のいずれか一態様において、
さらに、前記真空品質指数を用いてアナログ出力を制御する過程を含む、ガス分析方法。
[態様46]
態様29から45のいずれか一態様において、
さらに、前記真空品質指数を用いてプロセスを制御する過程を含む、ガス分析方法。
[態様47]
態様46において、
前記プロセスが、前記真空チャンバのベースアウトであり、前記少なくとも1つのセンサが、前記真空チャンバと前記真空チャンバを排気する真空ポンプとの間に介在するゲートバルブの位置センサを含む、ガス分析方法。
[態様48]
態様47において、
前記少なくとも1つの品質基準が、水の、前記真空チャンバ内に存在する他の全化学種に対する比を含む、ガス分析方法。
[態様49]
態様46において、
前記プロセスを制御する過程が、プロセスのフィードフォワード制御を含む、ガス分析方法。
[態様50]
態様46において、
前記プロセスを制御する過程が、プロセスのフィードバック制御を含む、ガス分析方法。
[態様51]
態様46において、
前記プロセスを制御する過程が、前記真空チャンバにおける前記プロセスの品質を経時的に監視することを含む、ガス分析方法。
[態様52]
態様46において、
前記プロセスを制御する過程が、異なる真空チャンバにおける前記プロセスの品質をマッチングさせることを含む、ガス分析方法。
[態様53]
態様46において、
前記プロセスを制御する過程が、前記真空チャンバへの少なくとも1種のガスの流量を制御することを含む、ガス分析方法。
[態様54]
態様29から53のいずれか一態様において、
さらに、前記真空品質指数を表示する過程を含む、ガス分析方法。
[態様55]
態様29から54のいずれか一態様において、
さらに、前記真空チャンバ内の前記全圧を表示する過程を含む、ガス分析方法。
[態様56]
態様29から55のいずれか一態様において、
さらに、前記質量スペクトルデータの走査範囲を表示する過程を含む、ガス分析方法。
[態様57]
態様29から56のいずれか一態様において、
さらに、前記真空品質指数のデジタル出力を出力する過程を含む、ガス分析方法。
[態様58]
態様29から57のいずれか一態様において、
さらに、前記質量スペクトルデータのデジタル出力を出力する過程を含む、ガス分析方法。
[態様59]
態様29から58のいずれか一態様において、
前記少なくとも1つの品質基準が、ユーザによってプログラム可能である、ガス分析方法。
[態様60]
態様29から59のいずれか一態様において、
前記質量スペクトルデータを質量分析計から受け入れる、ガス分析方法。
[態様61]
真空チャンバ内のガスを分析する方法であって、
a)質量スペクトルデータを受け入れる過程と、
b)前記真空チャンバ内の全圧を示す入力を受け入れる過程と、
c)前記質量スペクトルデータ、および前記真空チャンバ内の全圧を用いて、少なくとも1つの品質基準に基づき真空品質指数を算出する過程と、
を含む、ガス分析方法。
[態様62]
態様61において、
さらに、前記真空品質指数を用いてプロセスを制御する過程を含む、ガス分析方法。
[態様63]
態様62において、
前記プロセスが、前記真空チャンバのベースアウトである、ガス分析方法。
[態様64]
態様63において、
前記少なくとも1つの品質基準が、水素の、前記真空チャンバ内に存在する他の全化学種に対する比を含む、ガス分析方法。
[態様65]
態様61から64のいずれか一態様において、
さらに、少なくとも1つのセンサからの外部入力を受け入れる過程を含み、前記真空品質指数を算出するにあたって当該外部入力を用いる、ガス分析方法。
[態様66]
態様65において、
前記少なくとも1つのセンサが、前記真空チャンバの温度を計測する温度センサを含む、ガス分析方法。
[態様67]
真空チャンバ内のガスを分析する方法であって、
a)質量スペクトルデータを受け入れる過程と、
b)前記真空チャンバ内の全圧を示す入力を受け入れる過程と、
c)イオンビーム電流センサからの外部入力を受け入れる過程と、
d)前記質量スペクトルデータ、前記真空チャンバ内の全圧、および前記イオンビーム電流センサからの前記外部入力を用いて、少なくとも1つの品質基準に基づき真空品質指数を算出する過程と、
を含む、ガス分析方法。
[態様68]
態様67において、
さらに、前記真空品質指数を用いてプロセスを制御する過程を含む、ガス分析方法。
[態様69]
態様68において、
前記プロセスが、イオンビームを用いたイオン注入である、ガス分析方法。
[態様70]
態様69において、
前記少なくとも1つの品質基準が、前記ビームに含まれるイオンと前記真空チャンバ内に存在する中性ガス種との間の電荷交換によって生じるビーム荷電状態の変化による補償を含む、ガス分析方法。
[態様71]
真空チャンバ内のガスを分析する方法であって、
a)前記真空チャンバ内に存在する少なくとも1種のガスの所望濃度を示す入力を受け入れる過程と、
b)前記真空チャンバ内に存在する前記少なくとも1種のガスの前記所望濃度に対し、質量分析計の予測走査出力を算出する過程と、
c)質量スペクトルデータを受け入れる過程と、
d)前記質量分析計の予測走査出力、および前記質量スペクトルデータを用いて、少なくとも1つの品質基準に基づき真空品質指数を算出する過程と、
を含む、ガス分析方法。
[態様72]
態様71において、
さらに、前記真空品質指数を用いてプロセスを制御する過程を含む、ガス分析方法。
[態様73]
態様72において、
前記プロセスが、前記真空チャンバへのガスの流量を含む、ガス分析方法。
[態様74]
態様71から73のいずれか一態様において、
前記少なくとも1つの品質基準が、前記質量分析計の予測走査出力と前記質量スペクトルデータとの間の相関を含む、ガス分析方法。
[態様75]
真空チャンバ用のガス分析システムであって、
i )質量分析計と、
ii)少なくとも1つのセンサと、
iii )ガス分析装置と、
を備え、前記ガス分析装置は電子処理部を含み、当該電子処理部が、
a)質量スペクトルデータを受け入れ、
b)前記真空チャンバ内の全圧を示す入力を受け入れ、
c)少なくとも1つのセンサからの外部入力を受け入れ、
d)前記質量スペクトルデータ、前記真空チャンバ内の前記全圧、および前記少なくとも1つのセンサからの前記外部入力を用いて、少なくとも1つの品質基準に基づき真空品質指数を算出する、
ように構成された、ガス分析システム。
[態様76]
態様75において、
前記少なくとも1つのセンサが、基板温度センサを含む、ガス分析システム。
[態様77]
態様75または76において、
前記少なくとも1つのセンサが、真空ポンプ速度センサを含む、ガス分析システム。
[態様78]
態様75から77のいずれか一態様において、
前記少なくとも1つのセンサが、質量流量モニタを含む、ガス分析システム。
[態様79]
態様75から78のいずれか一態様において、
前記少なくとも1つのセンサが、クライオポンプ温度センサを含む、ガス分析システム。
[態様80]
態様75から79のいずれか一態様において、
前記少なくとも1つのセンサが、イオンポンプ電流センサを含む、ガス分析システム。
Claims (46)
- 真空チャンバ用のガス分析装置であって、
電子処理部を備え、当該電子処理部が、
a)質量スペクトルデータを受け入れ、
b)前記真空チャンバ内の全圧を示す入力を受け入れ、
c)少なくとも1つのセンサからの外部入力を受け入れ、
d)前記質量スペクトルデータ、前記真空チャンバ内の前記全圧、および前記少なくとも1つのセンサからの前記外部入力を用いて、少なくとも1つの品質基準に基づき単一の数値である真空品質指数を算出する、
ように構成された、ガス分析装置。 - 請求項1において、
前記電子処理部が、さらに、前記質量スペクトルデータに基づき前記真空チャンバ内に存在する少なくとも1つの化学種を同定するように構成された、ガス分析装置。 - 請求項2において、
前記電子処理部が、さらに、少なくとも第一段および第二段を有するクライオポンプの飽和レベルを求めるように構成された、ガス分析装置。 - 請求項3において、
前記少なくとも1つのセンサが、前記クライオポンプの前記第二段の温度を計測する温度センサを含み、前記真空チャンバ内に存在する少なくとも1つの化学種が水素であり、前記少なくとも1つの品質基準が前記真空チャンバ内の前記全圧に対する水素の分圧の比を含む、ガス分析装置。 - 請求項2において、
前記電子処理部が、さらに、前記真空チャンバ内に存在する少なくとも2つの化学種の相対濃度を求め、前記真空品質指数を算出するにあたって当該相対濃度を用いるように構成された、ガス分析装置。 - 請求項2において、
前記電子処理部が、さらに、前記真空チャンバ内に存在する前記少なくとも1つの化学種の分圧を求め、前記真空品質指数を算出するにあたって当該分圧を用いるように構成された、ガス分析装置。 - 請求項6において、
前記電子処理部が、さらに、前記真空チャンバ内に存在する少なくとも2つの化学種の分圧を求め、前記真空品質指数を算出するにあたって当該少なくとも2つの化学種の分圧を用いるように構成された、ガス分析装置。 - 請求項2において、
さらに、前記少なくとも1つの化学種の分圧を出力するデジタル出力部を備える、ガス分析装置。 - 請求項1から8のいずれか一項において、
前記少なくとも1つのセンサが、基板温度センサ、真空ポンプ速度センサ、質量流量モニタ、クライオポンプ温度センサおよびイオンポンプ電流センサの少なくとも1つを含む、ガス分析装置。 - 請求項1から9のいずれか一項において、
前記真空品質指数が、二値の出力および/またはアナログ出力を制御する、ガス分析装置。 - 請求項1から10のいずれか一項において、
前記真空品質指数が、二値の出力を制御する、ガス分析装置。 - 請求項1から11のいずれか一項において、
前記電子処理部が、さらに、前記真空品質指数を用いてプロセスを制御するように構成された、ガス分析装置。 - 請求項12において、
前記プロセスを制御する過程が、プロセスのフィードフォワード制御を含む、ガス分析装置。 - 請求項12において、
前記プロセスを制御する過程が、プロセスのフィードバック制御を含む、ガス分析装置。 - 請求項12において、
前記プロセスを制御する過程が、異なる真空チャンバにおける前記プロセスの品質をマッチングさせることを含む、ガス分析装置。 - 請求項12において、
前記プロセスが、前記真空チャンバのベースアウトであり、前記少なくとも1つのセンサが、前記真空チャンバの温度を計測する温度センサを含む、ガス分析装置。 - 請求項16において、
前記少なくとも1つの品質基準が、水素の、前記真空チャンバ内に存在する他の全化学種に対する比を含む、ガス分析装置。 - 請求項12において、
前記プロセスが、前記真空チャンバのベースアウトであり、前記少なくとも1つのセンサが、前記真空チャンバと前記真空チャンバを排気する真空ポンプとの間に介在するゲートバルブの位置センサを含む、ガス分析装置。 - 請求項18において、
前記少なくとも1つの品質基準が、水の、前記真空チャンバ内に存在する他の全化学種に対する比を含む、ガス分析装置。 - 請求項1から19のいずれか一項において、
さらに、前記真空品質指数、前記真空チャンバ内の前記全圧および前記質量スペクトルデータの走査範囲の少なくとも1つを表示する表示部を備える、ガス分析装置。 - 請求項1から20のいずれか一項において、
さらに、前記真空品質指数および/または前記質量スペクトルデータを出力するデジタル出力部を備える、ガス分析装置。 - 請求項1から21のいずれか一項において、
前記少なくとも1つの品質基準が、ユーザによってプログラム可能である、ガス分析装置。 - 請求項1から22のいずれか一項において、
さらに、前記質量スペクトルデータを提供する質量分析計を備える、ガス分析装置。 - 真空チャンバ内のガスを分析する方法であって、
a)質量スペクトルデータを受け入れる過程と、
b)前記真空チャンバ内の全圧を示す入力を受け入れる過程と、
c)少なくとも1つのセンサからの外部入力を受け入れる過程と、
d)前記質量スペクトルデータ、前記真空チャンバ内の全圧、および前記少なくとも1つのセンサからの前記外部入力を用いて、少なくとも1つの品質基準に基づき単一の数値である真空品質指数を算出する過程と、
を含む、ガス分析方法。 - 請求項24において、
さらに、前記質量スペクトルデータに基づき前記真空チャンバ内に存在する少なくとも1つの化学種を同定する過程を含む、ガス分析方法。 - 請求項25において、
さらに、少なくとも第一段および第二段を有するクライオポンプの飽和レベルを求める過程を含む、ガス分析方法。 - 請求項26において、
前記少なくとも1つのセンサが、前記クライオポンプの前記第二段の温度を計測する温度センサを含み、前記真空チャンバ内に存在する少なくとも1つの化学種が水素であり、前記少なくとも1つの品質基準が前記真空チャンバ内の前記全圧に対する水素の分圧の比を含む、ガス分析方法。 - 請求項25において、
さらに、前記真空チャンバ内に存在する少なくとも2つの化学種の相対濃度を求める過程を含み、前記真空品質指数を算出するにあたって当該相対濃度を用いる、ガス分析方法。 - 請求項25において、
さらに、前記真空チャンバ内に存在する前記少なくとも1つの化学種の分圧を求める過程を含み、前記真空品質指数を算出するにあたって当該分圧を用いる、ガス分析方法。 - 請求項29において、
さらに、前記真空チャンバ内に存在する少なくとも2つの化学種の分圧を求める過程を含み、前記真空品質指数を算出するにあたって当該少なくとも2つの化学種の分圧を用いる、ガス分析方法。 - 請求項25において、
さらに、前記少なくとも1つの化学種の分圧のデジタル出力を出力する過程を含む、ガス分析方法。 - 請求項24から31のいずれか一項において、
前記少なくとも1つのセンサが、基板温度センサ、真空ポンプ速度センサ、質量流量モニタ、クライオポンプ温度センサおよびイオンポンプ電流センサの少なくとも1つを含む、ガス分析方法。 - 請求項24から32のいずれか一項において、
さらに、前記真空品質指数を用いて二値の出力および/またはアナログ出力を制御する過程を含む、ガス分析方法。 - 請求項24から33のいずれか一項において、
さらに、前記真空品質指数を用いて二値の出力を制御する過程を含む、ガス分析方法。 - 請求項24から34のいずれか一項において、
さらに、前記真空品質指数を用いてプロセスを制御する過程を含む、ガス分析方法。 - 請求項35において、
前記プロセスを制御する過程が、プロセスのフィードフォワード制御を含む、ガス分析方法。 - 請求項35において、
前記プロセスを制御する過程が、プロセスのフィードバック制御を含む、ガス分析方法。 - 請求項35において、
前記プロセスを制御する過程が、異なる真空チャンバにおける前記プロセスの品質をマッチングさせることを含む、ガス分析方法。 - 請求項35において、
前記プロセスが、前記真空チャンバのベースアウトであって、前記少なくとも1つのセンサが、前記真空チャンバの温度を計測する温度センサを含む、ガス分析方法。 - 請求項39において、
前記少なくとも1つの品質基準が、水素の、前記真空チャンバ内に存在する他の全化学種に対する比を含む、ガス分析方法。 - 請求項35において、
前記プロセスが、前記真空チャンバのベースアウトであり、前記少なくとも1つのセンサが、前記真空チャンバと前記真空チャンバを排気する真空ポンプとの間に介在するゲートバルブの位置センサを含む、ガス分析方法。 - 請求項41において、
前記少なくとも1つの品質基準が、水の、前記真空チャンバ内に存在する他の全化学種に対する比を含む、ガス分析方法。 - 請求項24から42のいずれか一項において、
さらに、前記真空品質指数、前記真空チャンバ内の前記全圧および前記質量スペクトルデータの走査範囲の少なくとも1つを表示する過程を含む、ガス分析方法。 - 請求項24から43のいずれか一項において、
さらに、前記真空品質指数のデジタル出力および/または前記質量スペクトルデータのデジタル出力を出力する過程を含む、ガス分析方法。 - 請求項24から44のいずれか一項において、
前記少なくとも1つの品質基準が、ユーザによってプログラム可能である、ガス分析方法。 - 請求項24から45のいずれか一項において、
前記質量スペクトルデータを質量分析計から受け入れる、ガス分析方法。
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