JP4865532B2 - 質量分析ユニット、及び質量分析ユニットの使用方法 - Google Patents
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Description
「残留ガスモニタ;REGA」、株式会社アルバック、カタログN1852−3、2002年02月
この構成によれば、電気系部のみで測定部の操作ができ、表示部により測定結果を簡単に確認することができるので、各種検査をより効率的に行うことができる。
この構成によれば、前記電気系部によって、例えば前記質量分析部のベーキング(加熱処理)の開始・終了、被測定ガスの導入部を構成するバルブの開閉をそれぞれ制御することができるので、上記プロセス管理や各種検査を効率的に行うことができる。
このとき、前記被測定ガス導入部は開度の異なる複数のバルブを並列に備えてなり、前記電気系部により前記各バルブの開閉が選択されるのが好ましい。
この構成によれば、電気系部を用いることで、例えば被測定ガスの種類に応じてバルブを選択的に切り替えることができるので、上記プロセス管理や各種検査をより効率的に行うことができる。特に、複数種類のガスの測定を連続して行う場合でも、被測定ガスの種類に応じたバルブの選択と、測定結果を表示すべきガス種類の選択とを、電気系部のみで行うことが可能になり、各種検査をより効率的に行うことができる。
この構成によれば、例えば状態表示部に各構成部材の状態、例えば不良や異常等が表示されるので、排気系部の各構成部材の状態を簡単に把握することができ、上記プロセス管理や各種検査がより効率的に行うことができる。
この構成によれば、検査用ガスを吹き付けるチャンバの近傍に質量分析ユニットの操作ができるので、真空装置のチャンバと制御用PCとの間を何度も往復する必要がなくなる。したがって、ピンホール位置の検出を効率的に行うことができる。
図1は、本実施形態に係る質量分析ユニットのブロック図を示すものである。
質量分析ユニットには磁場偏向型や四重極型等が存在するが、本実施形態ではトランスデューサ型の四重極型質量分析装置を例として説明する。四重極型の質量分析ユニットは、真空中に存在するガスの種類とそれぞれのガスの分圧を計測するものであり、測定部12の内部にイオン源部、四重極部およびイオン検出部(いずれも不図示)を備えている。質量分析の原理は、差動排気部20を用い、分析対象ガス(被測定ガス)を質量分析部1の測定部12に導入する。次に、イオン源部のフィラメントで生成された熱電子により、導入されたガス分子をイオン化する。次に、四重極部における4本のロッドに直流電圧および交流電圧による電場を加え、イオン源部から入射したイオンのうち特定の質量電荷比(質量数/電荷数)をもつイオンのみを通過させる。次にイオン検出部において、四重極部を通過したイオンをイオン電流として検出する。そして、四重極部に印加する電場をスイープさせ、質量電荷比ごとにイオン電流を測定し、ガスの種類とそれぞれのガスの分圧を計測する仕組みとなっている。
また表示部45には、ターボ分子ポンプ22およびフォアポンプ23の状態(異常、故障等)を示されるようになっている。
次に、本実施形態に係る質量分析ユニット10の使用方法につき、図面を参照して説明する。
最初に、真空装置50のプロセス管理を行う方法について説明する。まず真空装置50を運転して成膜処理を開始する。次に、質量分析ユニット10を駆動して、チャンバ52の内部ガスの測定を開始する。上述したように、質量分析ユニット10は、電気系部14によって差動排気部20を制御可能となっている。
次に、真空装置50のピンホール検査を行う方法について説明する。真空装置50のチャンバ52のメンテナンスに伴って、チャンバ52にピンホールが発生すると、真空装置50の機能が阻害されることになる。そこで、真空装置50のメンテナンス後にピンホール検査を行う必要がある。ピンホール検査として、ピンホールの有無を検出する空気リーク検査と、ピンホールの位置を検出するHeリーク検査とを順に行う。
次に質量分析ユニット10を駆動し、チャンバ52の内部ガスを測定して、その測定結果を表示させる。ピンホール検査では、チャンバ52内の圧力が低いことから、電気系部14に設けられているバルブ切り替えボタン41を押して、バルブ開度の大きい選択バルブV1を選択すればよい。これにより、前記測定部12内に被測定ガスをより多く導入することができる。また、測定部12の駆動および測定結果の表示についても、前記電気系部14において行う。具体的には、図2に示した電気系部14において、まず排気ボタン44を押し、ターボ分子ポンプ22およびフォアポンプ23を駆動させる。続いて、ヒータ駆動ボタン43を押し、ベーキングヒータを駆動させ測定部12の内部にある水分を蒸発させ、測定部12内を減圧する。その後、操作部30の測定開始ボタン31を押して測定を開始する。次に表示切替ボタン32を押して、内容表示部25のN2/O2ランプを点灯させる。これにより、測定された窒素ガスの分圧と酸素ガスの分圧との比率が、表示部16に表示される。そして、その比率が約4.0(400%)となった場合には、図3に示すチャンバ52においてピンホールを介した空気リークがあると判断する。
次に、真空装置50の導入ガスリーク検査を行う方法について説明する。真空装置50のメンテナンスに伴って、導入ガス供給手段60からチャンバ52への導入ガスのリークが発生する場合がある。そこで、真空装置50のメンテナンス後に導入ガスリーク検査を行う。導入ガスリーク検査では、チャンバ52内の圧力が高いため、電気系部14に設けられているバルブ切り替えボタン42を押して、バルブ開度の小さい選択バルブV2を選択すればよい。これにより、前記測定部12内に導入される被測定ガスの量を低減することができる。
次に、真空装置50の冷却水リーク検査を行う方法について説明する。真空装置50のメンテナンスに伴って、真空装置50の冷却水配管(不図示)からチャンバ52への冷却水のリークが発生する場合がある。そこで、真空装置50のメンテナンス後に冷却水リーク検査を行う。
具体的には、まずチャンバ52の内部を真空引きする。次に質量分析装置を駆動し、チャンバ52の内部ガスを測定する。このとき、各検査に応じて表示部12に設けられたバルブ切り替えボタン41,42のいずれかを押して、選択バルブV1,V2の切り替えを行う。例えば、最初にチャンバ52内の圧力が低い、空気リーク検査を行う場合には上述したようにバルブ切り替えボタン41を押し、バルブ開度の大きい選択バルブV1を選択し、表示ボタン切り替えボタン32を押してN2/O2比率の測定結果を表示させる。次に、チャンバ52内の圧力が高い、導入ガスリーク検査を行う場合には、バルブ切り替えボタン42を押して、バルブ開度の小さい選択バルブV2を選択し、表示切り替えボタン32を押してANYランプを点灯させ、測定結果を表示する。次に、チャンバ52内の圧力が低い、冷却水リーク検査を行う場合には、バルブ切り替えボタン41を押し、バルブ開度の大きい選択バルブV1を選択し、表示ボタン切り替えボタン32を押してH2O分圧の測定結果を表示する。
Claims (8)
- 被測定ガスの質量電荷比ごとの分圧を測定する測定部、及び該測定部に連続的に設けられ、かつ当該測定部を制御する電気系部を有した質量分析部と、該質量分析部に導入される被測定ガスの圧力を所定値まで減圧する差動排気部と、を備えた質量分析ユニットにおいて、
前記電気系部は前記差動排気部の制御部として機能し、かつ当該差動排気部の操作部が設けられることを特徴とする質量分析ユニット。 - 前記電気系部には、前記測定部の操作部および測定結果表示部が設けられることを特徴とする請求項1に記載の質量分析ユニット。
- 前記差動排気部は、被測定ガス導入部、排気ポンプ、及び前記質量分析部を加熱するヒータを構成部材として備え、該各構成部材が前記電気系部によってそれぞれ制御されることを特徴とする請求項1又は2に記載の質量分析ユニット。
- 前記被測定ガス導入部は開度の異なる複数のバルブを並列に備えてなり、前記電気系部により前記各バルブの開閉が選択されることを特徴とする請求項3に記載の質量分析ユニット。
- 前記電気系部には、前記各構成部材の状態を表示する状態表示部が設けられることを特徴とする請求項3又は4に記載の質量分析ユニット。
- 被測定ガスの質量電荷比ごとの分圧を測定する測定部、及び該測定部を制御するとともに、当該測定部の操作部および測定結果表示部が設けられた電気系部を有する質量分析部と、
該質量分析部に導入される被測定ガスの圧力を所定値まで減圧し、開度の異なる複数のバルブを並列に有し、前記電気系部により前記各バルブの開閉が選択される被測定ガス導入部、排気ポンプ、及び前記質量分析部を加熱するヒータを構成部材とし、該各構成部材が前記電気系部によってそれぞれ制御される差動排気部と、を備え、
前記電気系部は前記差動排気部の制御部として機能し、かつ当該差動排気部の操作部が設けられてなる質量分析ユニットの使用方法であって、
前記被測定ガス導入部から導入されるガス種類に応じた前記バルブの選択と、測定結果を表示すべきガス種類の選択とを、前記電気系部で行うことにより、複数種類のガス測定を連続的に行うことを特徴とする質量分析ユニットの使用方法。 - 請求項1〜5のいずれか一項に記載の質量分析ユニットを用いて、真空装置のメンテナンス後のリーク検査を行うことを特徴とする質量分析ユニットの使用方法。
- 前記リーク検査は、真空装置におけるピンホール位置の検査であることを特徴とする請求項7に記載の質量分析ユニットの使用方法。
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