JPH0448254A - Device and method for detecting desorbed gas - Google Patents

Device and method for detecting desorbed gas

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JPH0448254A
JPH0448254A JP2157249A JP15724990A JPH0448254A JP H0448254 A JPH0448254 A JP H0448254A JP 2157249 A JP2157249 A JP 2157249A JP 15724990 A JP15724990 A JP 15724990A JP H0448254 A JPH0448254 A JP H0448254A
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vacuum
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Abstract

PURPOSE:To improve the detecting performance by holding a vacuum chamber under a high vacuum even when measurement is not performed, and taking a sample in and out by using a load lock mechanism so that the vacuum is not destroyed. CONSTITUTION:When the sample 6 is taken in or out by opening a sample insertion hole 14 provided to the space 12 where the load lock mechanism is stored, an opening/closing valve 13 is closed and the vacuum state in the vacuum chamber 1 is not destroyed. Before the fed sample 6 is conveyed to the vacuum chamber 1, the space 12 where the load lock mechanism is stored is evacuated by vacuum pumps 2B and 3B of another system and then the opening/closing valve 13 is opened; and the sample 6 is conveyed into the vacuum chamber 1. The capacity of the space 12 where the load lock mechanism is stored is much smaller than that of the vacuum chamber 1, so that time required for placing the chamber in the vacuum state is short. Further, the possibility that gas enters the vacuum chamber 1 when the opening/closing valve 13 is opened is small.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体チップの評価に利用する。本発明は、l
 9mm平方前後の試料(半導体チップ)を真空中で加
熱し、その試料から脱離するガスを質量分析計で観測し
、その観測結果により半導体製造工程を修正し、その製
造歩留りを向上するために利用する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention is used for evaluating semiconductor chips. The present invention
In order to heat a sample (semiconductor chip) approximately 9 mm square in vacuum and observe the gas desorbed from the sample using a mass spectrometer, modify the semiconductor manufacturing process based on the observation results and improve the manufacturing yield. Make use of it.

〔概要〕〔overview〕

本発明は、真空チャンバ内に試料を載置し、この試料を
加熱してその試料から脱離するガスを分析する装置にお
いて、 測定を行わないときにも前記真空チャンバを高真空状態
に保ち、試料の出し入れもその真空を破壊しないように
ロードロック機構を用いて行うことにより、 発生する背景ノイズをきわめて小さくして検出性能を飛
躍的に向上させたものである。
The present invention provides an apparatus for placing a sample in a vacuum chamber, heating the sample, and analyzing gas desorbed from the sample. By using a load-lock mechanism to take samples in and out without destroying the vacuum, the background noise generated is extremely small and detection performance is dramatically improved.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

試料としての半導体チップを真空チャンバの中に配置し
、この半導体チップに赤外線を照射して加熱し、その半
導体チップから脱離するガスを質量分析計に導いて計測
し、その計測結果から半導体製造工程の評価修正を行う
技術が知られている。
A semiconductor chip as a sample is placed in a vacuum chamber, the semiconductor chip is irradiated with infrared rays to heat it, the gas desorbed from the semiconductor chip is guided to a mass spectrometer and measured, and the measurement results are used to determine the semiconductor manufacturing process. Techniques for evaluating and correcting processes are known.

この技術は半導体製造工程の製造歩留りを向上するため
にきわめて有効な技術である。
This technique is extremely effective for improving the manufacturing yield of semiconductor manufacturing processes.

従来のこのための装置は、真空チャンバ内に試料を載置
する適当な台を設け、この真空チャンバの殻壁に石英ガ
ラスの窓を設け、この窓から真空チャンバ内に赤外線を
導入し、試料を加熱する構造であった。またこの試料を
出し入れするためには、真空チャンバの真空をその都度
破壊することが必要であった。
Conventional equipment for this purpose includes a vacuum chamber with an appropriate stage on which the sample is placed, a quartz glass window in the shell wall of the vacuum chamber, and infrared rays introduced into the vacuum chamber through this window to illuminate the sample. It was designed to heat the Furthermore, in order to take in and out the sample, it was necessary to break the vacuum in the vacuum chamber each time.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

一方、試料となる半導体チップは10mm平方程平方上
の厚さが1mm程度もしくはそれ以下の小さい物体であ
るとともに、その製造工程ではきわめて清浄に処理され
ているから、試料を加熱してそのときに試料から脱離す
るガスはきわめて微量である。しかし、前述のように真
空チャンバ内の真空が破壊されるときに、真空チャンバ
の内壁、真空チャンバ内に設置されている試料ステージ
、その他に水蒸気などが付着し、試料の測定時にそれら
が加熱されると、放出されるガスが背景ノイズとなって
測定精度を落とす欠点があった。
On the other hand, the semiconductor chip that is the sample is a small object with a thickness of about 1 mm or less on a 10 mm square surface, and it is processed extremely cleanly during the manufacturing process, so it is difficult to heat the sample at that time. The amount of gas desorbed from the sample is extremely small. However, as mentioned above, when the vacuum inside the vacuum chamber is broken, water vapor adheres to the inner walls of the vacuum chamber, the sample stage installed inside the vacuum chamber, and other surfaces, which can be heated during sample measurement. However, the emitted gas becomes background noise, reducing measurement accuracy.

本発明はこれを解決するもので、試料を加熱し試料から
脱離するガスを観測するときに、その妨害となる背景ノ
イズをきわ釣て小さくできる装置を提供することを目的
とする。
The present invention solves this problem, and aims to provide an apparatus that can significantly reduce background noise that interferes with heating a sample and observing the gas desorbed from the sample.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

発明者は、この測定精度を向上するための評価を繰り返
した。
The inventor repeated evaluations to improve this measurement accuracy.

着目点の第−点は、真空チャンバ内に背景ノイズの原因
となる大気を入れないことである。これを解決するため
に、試料の出し入れに伴い真空チャンバ内の真空を維持
するとともに、この装置では真空チャンバ内の真空を測
定を行わないきわめて長い時間を含めて真空状態に維持
することにした。すなわち、真空チャンバに比べて容積
が十分に小さい空間に収容されたロードロック機構を設
け、そのロードロック機構と真空チャンバとの間を開閉
弁で区切り、試料の出し入れはそのロードロック機構の
み真空を破壊して行い、試料を真空チャンバに搬送する
ときにそのロードロック機構が収容された空間(実施例
の説明では「ロードロックチャンバ」と表示される)を
真空チャンバの系とは別系の真空手段により真空状態と
してその開閉弁を開く構造とした。ここに、別系の真空
手段とは、真空チャンバの真空状態を維持する真空系と
は別の真空ポンプによることがよいが、かりに、その真
空ポンプの一部または全部が共通であっても、ロードロ
ック機構の真空を破壊したときにも真空チャンバの真空
状態に影響を与えることがない真空系をいう。
The first point to note is that the atmosphere, which causes background noise, should not be allowed to enter the vacuum chamber. To solve this problem, we decided not only to maintain the vacuum inside the vacuum chamber as samples are taken in and out, but also to keep the vacuum inside the vacuum chamber in a vacuum state for an extremely long period of time when no measurements are being made. In other words, a load-lock mechanism housed in a space whose volume is sufficiently smaller than that of the vacuum chamber is provided, and an on-off valve is used to separate the load-lock mechanism and the vacuum chamber, and only the load-lock mechanism is exposed to vacuum when loading and unloading samples. When the sample is transported to a vacuum chamber, the space in which the load lock mechanism is housed (referred to as "load lock chamber" in the explanation of the example) is separated from the vacuum chamber system. A structure was adopted in which the on-off valve was opened to create a vacuum state by means of means. Here, the separate vacuum means is preferably a vacuum pump that is separate from the vacuum system that maintains the vacuum state of the vacuum chamber, but even if some or all of the vacuum pumps are common, A vacuum system that does not affect the vacuum state of the vacuum chamber even when the vacuum of the load lock mechanism is broken.

第二点は、試料を局所的に加熱することである。The second point is to locally heat the sample.

すなわち従来装置では、赤外線を真空チャンバの殻壁に
設けた大きいガラス窓から導入するので、試料以外の場
所、つまり真空チャンバの殻壁面や真空チャンバ内に設
置されているマニュピレータなどの装置を照射加熱する
ことになり、これらから背景ガスが発生していることが
わかった。これを解決するために、赤外線ランプは真空
チャンバの外に置き、ガラス棒(特に石英ガラス棒)を
用いて赤外線を試料ステージに導入することにした。
In other words, in the conventional device, infrared rays are introduced through a large glass window installed in the shell wall of the vacuum chamber, so that it irradiates and heats areas other than the sample, that is, the shell wall surface of the vacuum chamber and equipment such as the manipulator installed inside the vacuum chamber. It was found that background gas was generated from these. To solve this problem, we decided to place the infrared lamp outside the vacuum chamber and use a glass rod (particularly a quartz glass rod) to introduce infrared light into the sample stage.

ガラス棒は直径10〜49mm程度の円柱状であり、そ
の長さは150mm以上である。
The glass rod has a cylindrical shape with a diameter of about 10 to 49 mm, and a length of 150 mm or more.

第三点は、真空チャンバ内に測定に直接関係のない装置
を測定時に留めないようにしたところにある。すなわち
、試料を出し入れするためのロードロック機構から真空
チャンバ内まで延長されてくる試料の搬送装置などは、
測定時には真空チャンバ内から退去させる構造とした。
The third point is that devices not directly related to measurement are not left in the vacuum chamber during measurement. In other words, the sample transport device that extends from the load lock mechanism for loading and unloading the sample into the vacuum chamber, etc.
The structure was such that it was removed from the vacuum chamber during measurements.

第四点は、真空チャンバを試料にくらべて大きくし、試
料を加熱しても真空チャンバの壁面を加熱することがな
いように、かりに加熱されても放熱されやすいようにし
たことにある。真空チャンバの容積を大きくすると発生
する脱離ガスは拡散して希薄になるから、真空チャンバ
を無制限に大きくすることは意味がない。しかし、真空
チャンバの殻壁面を試料から遠ざけることはきわめて有
効であった。また、真空チャンバを金属構造とし熱伝導
を大きくした。また真空チャンバの内壁面を研磨して、
赤外線を反射する構造とした。真空チャンバの内壁面を
研磨することは併せてガスの吸着を防止する効果もある
The fourth point is that the vacuum chamber is made larger than the sample, so that even if the sample is heated, the walls of the vacuum chamber are not heated, and even if the sample is heated, heat is easily dissipated. If the volume of the vacuum chamber is increased, the desorbed gas will diffuse and become diluted, so there is no point in increasing the size of the vacuum chamber without limit. However, it was extremely effective to move the shell wall of the vacuum chamber away from the sample. Additionally, the vacuum chamber has a metal structure to increase heat conduction. In addition, the inner wall surface of the vacuum chamber is polished,
It has a structure that reflects infrared rays. Polishing the inner wall surface of the vacuum chamber also has the effect of preventing gas adsorption.

〔作用〕[Effect]

ロードロック機構が収容された空間に設けられた試料挿
入口を開は試料を出し入れするときには、開閉弁を閉じ
ておき、真空チャンバ内の真空状態は破壊されない。こ
の投入された試料を真空チャンバに搬送する前にあらか
じめ別系の真空ポンプでロードロック機構が収容された
空間を真空状態にしてから、開閉弁を開き、真空チャン
バ内に試料を搬送する。ロードロック機構が収容された
空間の容積は真空チャンバより十分に小さいので、前記
真空状態にするに要する時間は小さい。また開閉弁を開
いたさいに、真空チャンバ内にガスの進入する可能性も
小さい。
When opening the sample insertion port provided in the space in which the load lock mechanism is accommodated to insert or remove a sample, the opening/closing valve is kept closed so that the vacuum state within the vacuum chamber is not destroyed. Before transporting the loaded sample to the vacuum chamber, the space in which the load lock mechanism is housed is evacuated using a separate vacuum pump, the on-off valve is opened, and the sample is transported into the vacuum chamber. Since the volume of the space in which the load lock mechanism is accommodated is sufficiently smaller than the vacuum chamber, the time required to achieve the vacuum state is short. There is also a small possibility that gas will enter the vacuum chamber when the on-off valve is opened.

真空チャンバの内径が試料ステージの直径の5倍以上で
試料ステージから天井までの距離が50mm以上の空間
である場合には、試料を加熱し脱離ガスを発生させてい
るときに、この加熱操作により真空チャンバの内部壁面
を加熱することはない。
If the inner diameter of the vacuum chamber is 5 times or more the diameter of the sample stage and the distance from the sample stage to the ceiling is 50 mm or more, this heating operation is performed while the sample is being heated to generate desorption gas. This does not heat the internal walls of the vacuum chamber.

したがってこれらの部品などからの背景ガスすなわち背
景ノイズが発生することがほとんどない。
Therefore, background gas or background noise from these parts and the like is hardly generated.

逆にこのように真空チャンバ内の容積を大きくできるの
は、試料の搬入にさいして真空チャンバ内の真空状態が
破壊されず、高真空を作るための時間が短いからである
Conversely, the reason why the volume within the vacuum chamber can be increased in this manner is that the vacuum state within the vacuum chamber is not destroyed when a sample is carried in, and the time required to create a high vacuum is short.

真空チャンバは壁構造が金属筒および金属端板であり、
その内壁面が表面研磨されているから、赤外線を反射し
て加熱効果が高まり、さらに万−塵などがこの内部に進
入しても内壁面に付着しにくい。
The wall structure of the vacuum chamber is a metal tube and metal end plates,
Since the inner wall surface is polished, the heating effect is enhanced by reflecting infrared rays, and furthermore, even if dust enters the interior, it is difficult to adhere to the inner wall surface.

ロードロック機能は、挿入された試料を載置する搬送台
とこの搬送台の移動機構とが真空チャンバ内から退去で
きる構造であるから、この搬送台などからの放出ガスが
測定に影響を及ぼすことがない。
The load lock function has a structure that allows the transport table on which the inserted sample is placed and the movement mechanism of this transport table to be removed from the vacuum chamber, so that gas released from this transport table etc. does not affect the measurement. There is no.

ロードロック機構は、ピニオンおよびラック機構とし、
このピニオン回転軸には二重○リングを備えたシール構
造を設け、この二重Oリングの間を別系の真空手段で真
空に維持するから、測定者がピニオン回転軸をつまみな
どにより回転し前記移動機構により搬送台を真空チャン
バ内に移動させる操作を行っても、ロードロックが収容
された空間にはリークが生じない。
The load lock mechanism is a pinion and rack mechanism,
This pinion rotating shaft is equipped with a sealing structure equipped with double O-rings, and a vacuum is maintained between the double O-rings using a separate vacuum means, so the measurer can rotate the pinion rotating shaft with a knob or the like. Even when the transfer mechanism is operated to move the carrier into the vacuum chamber, no leakage occurs in the space in which the load lock is accommodated.

加熱器が赤外線発生装置であって真空チャンバの外に配
置され、発生した赤外線をガラス棒で試料ステージに導
入するから、真空チャンバ内部に配置されるた試料ステ
ージだけが加熱され、分析のさいの背景ノイズの発生が
ほとんどない。
The heater is an infrared generator placed outside the vacuum chamber, and the generated infrared rays are introduced into the sample stage using a glass rod, so that only the sample stage placed inside the vacuum chamber is heated, and during analysis. There is almost no background noise.

真空ポンプが磁気浮上形ターボ分子ポンプを含む場合に
は、機内の圧力をlQ=’torr (ltorrは、
1.33ミ!Jバール)程度の超高真空状態にできるの
で、質量分析がきわtて正確に行われる。
When the vacuum pump includes a magnetically levitated turbomolecular pump, the pressure inside the machine is defined as lQ='torr (ltorr is
1.33 mi! Since it is possible to create an ultra-high vacuum state (J bar), mass spectrometry can be performed with great accuracy.

真空チャンバの内径が試料ステージの直径の5倍あり、
試料ステージから天井までの距離が50mm以上にする
ことがよい。
The inner diameter of the vacuum chamber is five times the diameter of the sample stage.
It is preferable that the distance from the sample stage to the ceiling is 50 mm or more.

また真空状態を破壊することがどうしても必要な場合に
は、その部分に乾燥窒素または乾燥空気を導入する。こ
れにより背景ガスの原因となる水分その他の進入が防止
できる。ロードロック機構において試料挿入口を開く場
合には、開閉弁より外の空間には乾燥窒素を導入してお
く。
If it is absolutely necessary to break the vacuum, dry nitrogen or dry air is introduced into the area. This prevents the ingress of moisture and other substances that cause background gas. When opening the sample insertion port in the load lock mechanism, dry nitrogen is introduced into the space outside the on-off valve.

〔実施例〕〔Example〕

次に本発明の実施例を図面を参照して説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明一実施例の全体配置図であり、第2図は
同実施例の系統図であり、第3図は同実施例のロードロ
ック機構の説明図である。
FIG. 1 is an overall layout diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a system diagram of the embodiment, and FIG. 3 is an explanatory diagram of a load lock mechanism of the embodiment.

図で、脱離ガスの検出装置は、真空チャンバlと、この
真空チャンバを真空に維持する真空ポンプ2Aおよび3
Aと、この真空チャンバl西に配置された試料ステージ
5と、この試料ステージ5の上面に載置された半導体チ
ップである試料6を加熱する加熱器7と、真空チャンバ
1と接続管3を介して連接する質量分析計9.10およ
び11とを備えている。
In the figure, the desorption gas detection device includes a vacuum chamber 1 and vacuum pumps 2A and 3 that maintain this vacuum chamber in a vacuum.
A, a sample stage 5 placed on the west side of the vacuum chamber 1, a heater 7 for heating the sample 6, which is a semiconductor chip placed on the top surface of the sample stage 5, and a connecting tube 3 between the vacuum chamber 1 and the sample stage 5. and mass spectrometers 9, 10 and 11 connected via

ここで本発明の特徴とするところは、 ■ 真空チャンバ1より容積が十分に小さいロードロッ
クチャンバ12で覆われ、真空チャンバ1との間に開閉
弁13を備え、真空ポンプ2Aおよび3Aとは別系の真
空ポンプ2Bおよび3Bによりロードロックチャンバ1
2内の真空を維持し、真空チャンバ1の真空状態を破壊
せずに試料挿入口I4から挿入された試料を搬入し試料
ステージ5に載置させるロードロック機構を備えたこと
にある、 ■ さらに、真空チャンバ1はその内径が試料ステージ
5の直径の約7倍であり、この試料ステージ5から真空
チャンバ1の天井である金属端板1Δと同IBとの間の
距離が約200 mmの空間であること、 ■ 真空チャンバ1は、その壁構造が金属筒1cおよび
金属端板IAおよびIBから構成され、それぞれの内壁
面は表面研磨されていること、■ ロードロック機構は
、試料を一時載置して搬送する搬送台15および搬送台
15の移動機構であるラックB16とが、真空チャンバ
1内部から退去できる構造であること、 ■ ロードロック機構はピニオン17とこのピニオン1
7に噛み合うラック部16とを含み、このピニオン17
を外部のツマミ18Aにより回転されるピニオン回転軸
17Aにはスペーサ19Cで所定の位置に二重01Jン
グ19A、19Bが配設される排気カラー20Aを備え
たシール構造が設けられ、この排気カラー20Aの内部
を真空に維持するた約、前記真空ポンプ2A、3A、2
Bおよび3Bとは別系の真空手段であるロータリイ型の
真空ポンプ3Cを備えたこと、 ■ 加熱器7は、赤外線発生ランプ21を一つの焦点に
配置し、他の焦点に透明な石英ガラス棒4の受光面4A
が配置された回転楕円形内面の反射面7Aを備えた赤外
線発生装置7であり、この赤外線発生装置7は真空チャ
ンバlの外に配置され、試料ステージ5は赤外線発生装
置7で発生した赤外線を前記受光面4Aの他の端面4B
より導入されるように垂設されたガラス棒4の上端に被
せられること、 ■ 真空ポンプのうら2Aは磁気浮上型ターボ分子ポン
プであり、同2Bはターボ分子ポンプであり、これによ
り真空チャンバ1の内部は1O−9torrより高い高
真空状態に保持でき、ロードロックチャンバ12の内部
はIQ−’torrより高い高真空状態に維持できるこ
と、 である。
Here, the features of the present invention are as follows: (1) It is covered with a load lock chamber 12 whose volume is sufficiently smaller than that of the vacuum chamber 1, and is equipped with an on-off valve 13 between it and the vacuum chamber 1, and is separate from the vacuum pumps 2A and 3A. The load lock chamber 1 is opened by vacuum pumps 2B and 3B of the system.
The present invention is equipped with a load lock mechanism that maintains the vacuum in the vacuum chamber 1, carries in the sample inserted from the sample insertion port I4, and places it on the sample stage 5 without destroying the vacuum state of the vacuum chamber 1. , the vacuum chamber 1 has an inner diameter approximately 7 times the diameter of the sample stage 5, and the distance between the sample stage 5 and the metal end plate 1Δ, which is the ceiling of the vacuum chamber 1, and the metal end plate 1Δ, which is the ceiling of the vacuum chamber 1, is a space of about 200 mm. ■ The wall structure of the vacuum chamber 1 is composed of a metal cylinder 1c and metal end plates IA and IB, and the inner wall surfaces of each are polished, ■ The load lock mechanism temporarily holds the sample. The transport table 15 to be placed and transported and the rack B16, which is a moving mechanism for the transport table 15, have a structure that allows them to be removed from the inside of the vacuum chamber 1;
7 and a rack portion 16 that meshes with the pinion 17.
A pinion rotating shaft 17A rotated by an external knob 18A is provided with a seal structure including an exhaust collar 20A in which double 01J rings 19A and 19B are arranged at predetermined positions with a spacer 19C. In order to maintain a vacuum inside the vacuum pumps 2A, 3A, 2
B and 3B are equipped with a rotary type vacuum pump 3C which is a separate vacuum means; ■ The heater 7 has an infrared generating lamp 21 placed at one focal point and a transparent quartz glass rod at the other focal point. 4 light receiving surface 4A
The infrared ray generator 7 is provided with a reflective surface 7A having a spheroidal inner surface on which the infrared ray generator 7 is arranged. Other end surface 4B of the light receiving surface 4A
2A of the vacuum pumps is a magnetically levitated turbo-molecular pump, and 2B of the vacuum pumps is a turbo-molecular pump, which allows the vacuum chamber 1 The interior of the load lock chamber 12 can be maintained at a high vacuum state higher than 10-9 torr, and the inside of the load lock chamber 12 can be maintained at a high vacuum state higher than IQ-'torr.

さらに本発明により脱離ガスの検出方法の特徴としては
、 ■ 真空チャンバ1を高真空状態に維持したまま、その
真空チャンバ1の内部の試料ステージ5に前記試料挿入
口14から試料の出し入れを行うこと、 ■ この検出方法において、その真空状態を破壊する必
要のある場合は、その部分に乾燥窒素または乾燥空気を
導入すること、すなわちロードロックチャンバ12内の
真空を破壊する場合にはコック22Aによりその内部に
乾燥窒素または乾燥空気を導入し、さらに必要により真
空チャンバ1の真空を破壊する場合には、コック22B
により乾燥窒素または乾燥空気を導入することにある。
Furthermore, the characteristics of the method for detecting desorbed gas according to the present invention include: (1) While maintaining the vacuum chamber 1 in a high vacuum state, a sample is inserted into and taken out from the sample stage 5 inside the vacuum chamber 1 through the sample insertion port 14; In this detection method, when it is necessary to break the vacuum state, dry nitrogen or dry air is introduced into that part, that is, when the vacuum inside the load lock chamber 12 is broken, the cock 22A is used. When dry nitrogen or dry air is introduced into the interior of the vacuum chamber 1 and the vacuum of the vacuum chamber 1 is to be broken if necessary, the cock 22B
The method is to introduce dry nitrogen or dry air.

次に第1図を用いて、本実施例の配置について説明する
Next, the arrangement of this embodiment will be explained using FIG. 1.

本実施例の各部品はほぼディスク23上に配置され、真
空ポンプのうちロータリイボンプである3A、3Bと、
冷却水タンク24およびコンビ二−タユニット25はデ
ィスク23外に配置される。
Each component of this embodiment is arranged approximately on the disk 23, and includes rotary pumps 3A and 3B of the vacuum pump;
The cooling water tank 24 and the combination unit 25 are arranged outside the disk 23.

開閉弁13にはこのスライド弁13Aをつまみ18Bを
回転することにより開閉させる回転軸26が設けられ、
この回転軸26はベローズによりシールされる。
The on-off valve 13 is provided with a rotating shaft 26 that opens and closes the slide valve 13A by gripping the slide valve 13A and rotating the slide valve 18B.
This rotating shaft 26 is sealed by a bellows.

真空チャンバ1は直径が大きい接続管8を介して質量分
析計のイオン化部9に連通される。この接続管8は主排
気管8Aにより磁気浮上型ターボ分子ポンプ2Aに接続
される。イオン化部9につづいて励磁部10とコレク・
り部11とが設けられる。
The vacuum chamber 1 is communicated with the ionization section 9 of the mass spectrometer via a connecting tube 8 having a large diameter. This connecting pipe 8 is connected to the magnetically levitated turbo molecular pump 2A through a main exhaust pipe 8A. Following the ionization section 9, the excitation section 10 and collector
A ridge portion 11 is provided.

真空チャンバ1のロードロック機構と対向する位置にマ
ニュピレータ27が設けられている。このマニュピレー
タ27は、前述のラック部1Gにより試料ステージ5に
接近した搬送台15上の試料を試料ステージ5に移し、
また戻すた約のものである。
A manipulator 27 is provided in the vacuum chamber 1 at a position facing the load lock mechanism. This manipulator 27 transfers the sample on the conveyance table 15 that has approached the sample stage 5 to the sample stage 5 by the above-mentioned rack section 1G,
It's about to go back.

次に各部品の動作をそれぞれ個別に説明する。Next, the operation of each component will be explained individually.

第3図において、ロードロック機構では、通常搬送台1
5とラック部16とは、ロードロックチャンバ12の端
部12A側に寄せられており、搬送台15は試料挿入口
14のほぼ下方に位置する。このとき開閉弁13はスラ
イド弁13Aにより閉塞されている。
In Fig. 3, in the load lock mechanism, the transport platform 1
5 and the rack section 16 are moved toward the end 12A side of the load-lock chamber 12, and the transport table 15 is located substantially below the sample insertion port 14. At this time, the on-off valve 13 is closed by the slide valve 13A.

試料挿入口14を開放するときは、あらかじめコック2
2Aを開放して、ロードロックチャンバ12の内部に乾
燥窒素N2を充填しておき、試料挿入口14を開き試料
を搬送台15に載置する。つぎにコック22Aを閉じ、
コック22Dを開いて予備排気を行い、次いでコック2
2Cを開きロードロックチャンバ12内の排気を行う。
When opening the sample insertion port 14, first open the cock 2.
2A is opened, the inside of the load lock chamber 12 is filled with dry nitrogen N2, the sample insertion port 14 is opened, and the sample is placed on the transfer table 15. Next, close cock 22A,
Open cock 22D to perform preliminary exhaust, then open cock 22D.
2C is opened and the inside of the load lock chamber 12 is evacuated.

真空計28Aにより真空チャンバ1の真空状態とほぼ同
様になってから、開閉弁13を開き、つまみ18Aによ
りピニオン17を回転して、ラック部16を真空チャン
バl側に移動させる。搬送台15が試料ステージ5の所
定の位置に接近すると、ラック部16の先端は真空チャ
ンバ1内に設けられたストッパ16Aに接触する。
After the vacuum state becomes almost the same as that of the vacuum chamber 1 according to the vacuum gauge 28A, the on-off valve 13 is opened, and the pinion 17 is rotated using the knob 18A to move the rack section 16 toward the vacuum chamber 1 side. When the transport table 15 approaches a predetermined position on the sample stage 5, the tip of the rack section 16 comes into contact with a stopper 16A provided in the vacuum chamber 1.

この状態で搬送台15に載置された試料を試料ステージ
5に移載するには、前記マニュピユレータ27による。
The manipulator 27 is used to transfer the sample placed on the carrier 15 to the sample stage 5 in this state.

マニュピレータ27の縦断面図を示す第7図Q:1)に
おいて、真空チャンバの殻である金属筒ICには強固な
構造の鞘体27Aにフランジ27Bが設けられている。
In FIG. 7 Q: 1) showing a longitudinal cross-sectional view of the manipulator 27, a flange 27B is provided on a sheath body 27A having a strong structure on a metal cylinder IC which is a shell of a vacuum chamber.

このフランジ27Bの外方の大気圧雰囲気に第一および
第二操作端であるつまみ18Cと18Dとが設けられる
Knobs 18C and 18D, which are first and second operating ends, are provided in the atmospheric pressure atmosphere outside this flange 27B.

この第−操作端であるつまみ18Cの操作により真空チ
ャンバの中心から放射方向にほぼ水平に移動する管状の
外軸27Cがあり、その一端に軸受27Dを介して第一
作用端27Eが取付けられる。
There is a tubular outer shaft 27C that moves substantially horizontally in a radial direction from the center of the vacuum chamber by operating the knob 18C, which is the first operating end, and a first working end 27E is attached to one end of the shaft 27C via a bearing 27D.

この外軸27Cの内側に外軸27Cに沿ってその長手方
向に相対位置を変化する内軸27Fがあり、この内軸2
7Fの外側の一端に前記第二操作端であるつまみ18D
が取付けられ、この内軸27Fの他端に第二作用端27
Gが設けられる。
Inside this outer shaft 27C, there is an inner shaft 27F whose relative position changes in the longitudinal direction along the outer shaft 27C.
A knob 18D, which is the second operating end, is located at one end of the outer side of 7F.
is attached, and a second working end 27 is attached to the other end of this inner shaft 27F.
G is provided.

外軸27Cの真空チャンバ内側の先端とフランジ27B
に固定された座27Hとの間には外軸27Cの変位にし
たがって伸縮する第一ベローズ28Aが被せられ、内軸
27Fと外軸27Cとの間にはこの外軸27Cと内軸2
7Fとの相対変位にしたがって伸縮する第二ベローズ2
8Bが被せられている。また第一作用端27Eと第二作
用端27Gとの間には、板ばね27Jにより吊り下げら
れた逆コ字状の爪27にとが取付けられている。
The tip of the outer shaft 27C inside the vacuum chamber and the flange 27B
A first bellows 28A that expands and contracts according to the displacement of the outer shaft 27C is placed between the seat 27H fixed to the seat 27H, and a first bellows 28A that expands and contracts according to the displacement of the outer shaft 27C is placed between the inner shaft 27F and the outer shaft 27C.
Second bellows 2 expands and contracts according to relative displacement with 7F
8B is covered. Further, between the first working end 27E and the second working end 27G, an inverted U-shaped pawl 27 suspended by a leaf spring 27J is attached.

このように二つのベローズを設けることにより、各操作
端の操作に伴う真空チャンバ内のリークが防止される。
By providing two bellows in this manner, leakage within the vacuum chamber due to operation of each operating end is prevented.

通常の状態、すなわち試料の交換を行わない状態では、
つまみ18Cの操作により外127 Cと内軸27Fは
共に図の右側に引き出された位置にあり、第一ベローズ
28Aは圧縮され、第一および第二作用端27Eおよび
27Gは鞘体27Aの方向に引かれている。
Under normal conditions, that is, without sample exchange,
By operating the knob 18C, both the outer shaft 127C and the inner shaft 27F are pulled out to the right in the figure, the first bellows 28A is compressed, and the first and second working ends 27E and 27G are moved toward the sheath body 27A. being drawn.

前述のようにロードロック機構の搬送台15が試料ステ
ージ5に近接した状態で、第−操作端であるつまみ18
Cにより、外軸27Cと内軸27Fとを真空チャンバ内
に挿入し、爪27Kを破線の位置に移動させる。搬送台
15の近傍では、つまみ18Dを外軸27Cに対して内
軸27Fを図の左側に押し込むように操作する。これに
より第二ベローズ28Bが伸ばされ、第一および第二作
用端27Eと27Gとの間隔は縮むので、板ばね27J
が押し出され爪27には下降する。ここでつまみ18C
を操作することにより外軸27Cと内軸27Fを共に図
の右側に移動させると、搬送台15の上の試料を試料ス
テージ5の上に移載することができる。このようにして
、試料を移すことができる。
As described above, when the transport table 15 of the load lock mechanism is close to the sample stage 5, the knob 18, which is the -th operating end, is pressed.
C, the outer shaft 27C and the inner shaft 27F are inserted into the vacuum chamber, and the claw 27K is moved to the position indicated by the broken line. In the vicinity of the conveyor table 15, the knob 18D is operated so as to push the inner shaft 27F to the left side in the figure with respect to the outer shaft 27C. As a result, the second bellows 28B is extended, and the distance between the first and second working ends 27E and 27G is reduced, so that the leaf spring 27J
is pushed out and descends to the claw 27. Here knob 18C
When the outer shaft 27C and the inner shaft 27F are both moved to the right side in the figure by operating the sample, the sample on the carrier 15 can be transferred onto the sample stage 5. In this way, the sample can be transferred.

この操作は、真空チャンバの金属筒1cに設けられた覗
き窓IE(第7図ら〕で破線で示すもの)から観察しな
がら行われる。
This operation is performed while observing through a viewing window IE (shown by a broken line in FIGS. 7 et al.) provided in the metal cylinder 1c of the vacuum chamber.

赤外線発生装置7は真空チャンバ1の外側下方に配置さ
れ、その内部の回転楕円体状の反射面7Aのひとつの焦
点に置かれた赤外線発生ランプ21が発生する赤外線を
他の焦点に置かれた石英ガラス棒4の受光面4Aより吸
収し、他の端面4Bより試料ステージ5の下面に導入す
る。赤外線発生ランプ21はコンピュータユニット25
により制御される温度制御孔29の送出する電源により
試料ステージ5に所定の温度が与えられる。この反射面
7Aの発熱を赤外線発生装置7の外部に放散させないよ
うに、反射面7Aの外部に前記冷却水タンク24からパ
イプ3OAにより冷却水が送入される。
The infrared ray generator 7 is disposed outside and below the vacuum chamber 1, and the infrared rays generated by the infrared ray generator 21 placed at one focal point of the spheroidal reflective surface 7A inside the infrared ray generator 7 are placed at the other focal point. It is absorbed through the light-receiving surface 4A of the quartz glass rod 4, and introduced into the lower surface of the sample stage 5 through the other end surface 4B. The infrared generating lamp 21 is connected to the computer unit 25
A predetermined temperature is applied to the sample stage 5 by the power supplied from the temperature control hole 29 controlled by the temperature control hole 29 . In order to prevent the heat generated by the reflective surface 7A from dissipating to the outside of the infrared ray generator 7, cooling water is supplied from the cooling water tank 24 to the outside of the reflective surface 7A through the pipe 3OA.

第4図は、試料ステージの図である。ガラス棒4は透明
石英ガラスであり、ステージ5は半透明石英ガラスであ
る。第4図(b)に示すように試料ステージ5の下面は
ガラス棒4の端面4Bに嵌合する嵌合部5Aは前記端面
4Bとゆるく嵌合し、しかも端面4Bと嵌合部5Aとの
すき間には、孔5Bが設けられ真空チャンバ内の雰囲気
と連通ずる。
FIG. 4 is a diagram of the sample stage. The glass rod 4 is made of transparent quartz glass, and the stage 5 is made of semi-transparent quartz glass. As shown in FIG. 4(b), the lower surface of the sample stage 5 has a fitting portion 5A that fits into the end surface 4B of the glass rod 4, and a fitting portion 5A that fits loosely with the end surface 4B. A hole 5B is provided in the gap and communicates with the atmosphere inside the vacuum chamber.

これにより試料ステージ5が加熱されてもガラス棒4が
その影響で加熱されることがなくなる。試料ステージ5
の上部に設けられた孔5Cは熱電対21Aを挿通するも
のである。
Thereby, even if the sample stage 5 is heated, the glass rod 4 will not be heated due to its influence. Sample stage 5
The thermocouple 21A is inserted through the hole 5C provided in the upper part of the hole 5C.

ガラス棒4の真空チャンバの金属端板IBを貫通する部
分にもシール構造が設けられる。本シール構造も前述の
ロードロック機構のピニオン軸17Aに設けられたもの
と同様に排気カラー20Bに二重の○リング19D、1
9Eとスペーサ19Fとが設けられ、真空チャンバ1内
部の真空度を保持する。
A sealing structure is also provided in the portion of the glass rod 4 that penetrates the metal end plate IB of the vacuum chamber. Similar to the seal structure provided on the pinion shaft 17A of the load lock mechanism described above, this seal structure also has double ○ rings 19D and 1 on the exhaust collar 20B.
9E and a spacer 19F are provided to maintain the degree of vacuum inside the vacuum chamber 1.

この排気カラー20Bは真空チャンバ1または四−ドロ
ックチャンハ12のそれぞれを排気する真空ポンプとは
別系の真空手段である真空ポンプ3cにより排気される
This exhaust collar 20B is evacuated by a vacuum pump 3c, which is a vacuum means separate from the vacuum pumps that evacuate the vacuum chamber 1 or the four-door lock chamber 12, respectively.

一方、前述のように赤外線発生装置7を冷却した冷却水
はパイプ30Bを介して、排気カラー20Bの外方に設
けられた冷却水通路31に送入され、パイプ30Cを介
して、冷却水タンク24に送りかえされる。二のだとシ
ール部分は冷却され、前記の真空状態の保持に熱による
支障が起こらない。
On the other hand, the cooling water that has cooled the infrared ray generator 7 as described above is sent to the cooling water passage 31 provided outside the exhaust collar 20B via the pipe 30B, and then transferred to the cooling water tank via the pipe 30C. It will be sent back on the 24th. In the second case, the sealed portion is cooled, and the maintenance of the vacuum state described above is not hindered by heat.

第5図は、質量分析計の構造を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the structure of a mass spectrometer.

本図に示すようにイオン化部9内のイオン化室9Aは複
数の開口9Bを備えた開放型のもので、このイオン化部
9と真空チャンバ1とは太くかつ短い通路である接続管
8で連結されている。
As shown in this figure, the ionization chamber 9A in the ionization section 9 is an open type with a plurality of openings 9B, and the ionization section 9 and the vacuum chamber 1 are connected by a connecting pipe 8, which is a thick and short passage. ing.

質量分析計の一般的な試料導入においては、試料ステー
ジに載置された試料6が発生する脱離ガスを一旦収集し
てこれを狭い通路を通してイオン化室9Aに送っている
。この方法では脱離ガスが発生した時点と、電極でこの
脱離ガスがイオン化される時点とは若干のタイムラグが
あり、リアルタイムの分析ができない。
In general sample introduction to a mass spectrometer, desorption gas generated by the sample 6 placed on the sample stage is once collected and sent to the ionization chamber 9A through a narrow passage. In this method, there is a slight time lag between the time when the desorbed gas is generated and the time when the desorbed gas is ionized by the electrode, making real-time analysis impossible.

本実施例では試料6から発生した脱離ガス33Gは蓄積
されることなくイオン化部9内に導かれ、開口9Bを通
してイオン化室9Aに入り、そこでフィラメント(図示
せず)からの電子線の衝撃によってイオン化される。引
出し電極9Cによりイオン化室9Aから引出されたイオ
ンビーム33Eは、励磁部10の鉄心10Aの磁界によ
り偏倚されコレクタ部11で検出される。
In this example, the desorption gas 33G generated from the sample 6 is guided into the ionization section 9 without being accumulated, and enters the ionization chamber 9A through the opening 9B, where it is bombarded by an electron beam from a filament (not shown). Ionized. The ion beam 33E extracted from the ionization chamber 9A by the extraction electrode 9C is deflected by the magnetic field of the iron core 10A of the excitation section 10 and detected by the collector section 11.

次に第2図を参照して、本実施例の動作手順を説明する
Next, referring to FIG. 2, the operating procedure of this embodiment will be explained.

・開閉弁13を閉塞し、コック22Aを開きロードロッ
クチャンバ12内に乾燥窒素N2を充填する。
- Close the on-off valve 13, open the cock 22A, and fill the load lock chamber 12 with dry nitrogen N2.

・試料挿入口14を開き搬送台15に試料を挿入する。- Open the sample insertion port 14 and insert the sample into the transport platform 15.

・コック22Aを閉じ、試料挿入口14を閉じる。- Close the cock 22A and close the sample insertion port 14.

・コック22Dを開き、ロータリイ型の真空ポンプ3C
で予備排気する。
・Open cock 22D and remove rotary vacuum pump 3C.
Pre-exhaust.

・コック22Dを閉じ、コック22Cを開きロードロッ
クチャンバ12内をターボ分子ポンプ2Bで排気する。
- Close the cock 22D, open the cock 22C, and exhaust the inside of the load lock chamber 12 with the turbo molecular pump 2B.

・真空計32Aによりロードロックチャンバ12内の到
達圧力を確認して、開閉弁13を開く。
- Check the ultimate pressure in the load lock chamber 12 using the vacuum gauge 32A, and open the on-off valve 13.

・つまみ18Aによりピニオン17を回転し、ラック部
16により搬送台15を真空チャンバ1内にストッパ1
6Aに触れるまで移送し、搬送台15を試料ステージ5
に横づけする。
- Rotate the pinion 17 with the knob 18A, and move the transport platform 15 into the vacuum chamber 1 with the stopper 1 using the rack part 16.
6A, and then move the transport platform 15 to the sample stage 5.
to the side.

・マニュピレータ27により、搬送台15の試料6を試
料ステージ5上に移載する。
- Using the manipulator 27, transfer the sample 6 on the transport platform 15 onto the sample stage 5.

・マニュピレータ27を試料ステージlより引き離す。- Separate the manipulator 27 from the sample stage l.

・搬送台15などをロードロックチャンバ12内に引き
もどす。
- Pull the conveyor table 15 etc. back into the load lock chamber 12.

・開閉弁13を閉塞する。- Close the on-off valve 13.

・真空計32Bにより真空チャンバなどの到達真空度を
確認する。
- Check the ultimate vacuum level of the vacuum chamber etc. using the vacuum gauge 32B.

・コンピュータユニット25で温度制御部29などを制
御する昇温プログラムをロードする。
- Load a temperature increase program that controls the temperature control section 29 etc. on the computer unit 25.

・コンピュータユニット25で質量分析計で測定しよう
とする脱離ガスの質量数を設定する。
- The computer unit 25 sets the mass number of the desorbed gas to be measured by the mass spectrometer.

・分析開始(昇温し、その温度信号をコンピュータユニ
ットに取込むと同時に設定した質量数のイオン電流信号
を取込む)。
・Start analysis (raise the temperature and import the temperature signal into the computer unit, and at the same time import the ion current signal of the set mass number).

・分析測定終了。・Analysis and measurement completed.

・開閉弁13を開き、搬送台15をステージ5に横づけ
し、マニュピレータ27を用いて試料を搬送台に移載す
る。
- Open the on-off valve 13, place the carrier 15 next to the stage 5, and use the manipulator 27 to transfer the sample onto the carrier.

・搬送台15などをロードロックチャンバ12内に弓き
上げ、開成弁を閉塞する。
- Raise the transport platform 15 etc. into the load lock chamber 12 and close the opening valve.

・コック22Aを開き、乾燥窒素N2をロードロックチ
ャンバ12内に充填させる。
- Open the cock 22A and fill the load lock chamber 12 with dry nitrogen N2.

・試料挿入口14を開き試料を交換する。・Open the sample insertion port 14 and replace the sample.

・一方、コンピュータユニット25は分析データを処理
し、イオン電流と温度との関係図(パイログラム)を印
字出力する。
-Meanwhile, the computer unit 25 processes the analysis data and prints out a relationship diagram (pyrogram) between ion current and temperature.

以上の動作手順により、本実施例により分析を行ったパ
イログラムの実績を第8図の(a)およびし)に示す。
The results of pyrograms analyzed according to the present embodiment according to the above operating procedure are shown in FIGS. 8(a) and 8(a).

本図では縦軸はイオン電流の相対値である。第8図(a
) l:示すように、質量数M=18 (If20)と
質量なM”28 (C2H4)のそれぞれのピーク値の
前後の平坦な部分でも、イオン電流値はほぼ一定してい
る。これはノイズの混入が極めて小さいことを意味する
。第8図b)は試料を挿入しない状態の測定値で、M−
18およびM=28の値は変化しない。これは試料以外
からの放出ガスによる背景ノイズがないことを示してい
る。
In this figure, the vertical axis is the relative value of the ionic current. Figure 8 (a
) l: As shown, the ion current value is almost constant even in the flat parts before and after the peak values of mass number M=18 (If20) and mass M"28 (C2H4). This is due to noise. This means that the contamination of M-
18 and M=28 values remain unchanged. This indicates that there is no background noise due to gases released from sources other than the sample.

比較例として、1990年4月に開催されたアメリカの
電気電子技術協会(IEEE)の会議に報告された最近
の最良といわれる分析測定例を第8図(C)に示す。本
図では縦軸はイオン電流の絶対値となるように整理され
ているが、例えばM=18のカーブではピーク値の高温
側の平3BL部は低温側の平坦部より破線で示すように
傾斜している。これは、背景ノイズによる影響であると
考えられる。
As a comparative example, FIG. 8(C) shows an example of analysis and measurement that is said to be the best recent example reported at the American Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) conference held in April 1990. In this figure, the vertical axis is arranged to be the absolute value of the ion current, but for example, in the curve for M = 18, the flat 3BL part on the high temperature side of the peak value is sloped more than the flat part on the low temperature side, as shown by the broken line. are doing. This is considered to be an effect of background noise.

第9図は、本発明の他の実施例の系位図である。FIG. 9 is a family diagram of another embodiment of the present invention.

これは第2図に示す前例とほとんど同様であるので詳し
い説明を省く。詳しくは配管系や弁などが少し異なるの
みである。
Since this is almost the same as the example shown in FIG. 2, detailed explanation will be omitted. In detail, only the piping system and valves are slightly different.

〔発肋の効果〕[Effect of ribbing]

以上説すしたように、本発明によれば、試料の脱離ガス
の質量分析による検出時に、背景ノイズの発生が極めて
小さい。計測がリアルタイムで確実に行われる。本発明
により半導体チップなどの試料のそれぞれの製造工程に
おける不都合な点が、端的に指摘されるようになった。
As described above, according to the present invention, background noise is generated to an extremely low level during mass spectrometry detection of desorbed gas from a sample. Measurements are performed reliably in real time. With the present invention, inconveniences in each manufacturing process of samples such as semiconductor chips can be clearly pointed out.

これにより半導体生産工程における不良率が極めて減少
でき、その歩溜りを大きく向上できる効果がある。
This has the effect of significantly reducing the defective rate in the semiconductor production process and greatly improving the yield.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明一実施例の全体配置図、(a)は正面
図、(b)は平面図。 第2図は、同実施例の系統図。 第3図は、同実施例のロードロック機構の説明図、(a
)は外観斜視図、(b)は内部構成図、(C)はシール
構造図。 第4図は、試料ステージ図、(a)は全体図、ら)はス
テージ図。 第5図は、質量分析計構造図。 第6図は、マニュピレータ図で、(a)は平面図、ら)
は縦断面図。 第7図は、分析結果の一例を示す図(パイログラム図)
。 第8図は、本発明性の実施例による系統図。 1・・・真空チャンバ、IA、IB・・・その金属端板
、IC・・・金属筒、ID、IE・・・覗き窓、2A・
・・磁気浮上型ターボ分子ポンプ、2B・・・ターボ分
子ポンプ、3A、3B、3C・・・ロータリイ型の真空
ポンプ、4・・・透明石英ガラスであるガラス棒、4A
・・・受光面、4B・・・他の端面、5・・・試料ステ
ージ、5A・・・嵌合部、5B、5C・・・孔、6・・
・試料、7・・・加熱器である赤外線発生装置、7A・
・・反射面、訃・・接続管、8A・・・主排気管、9.
10.11・・・質量分析計のそれぞれイオン化部、励
磁部、コレクタ部、9A・・・イオン化室、9B・・・
開口、9C・・・引出し電極、IOA・・・鉄心、12
・・・ロードロックチャンバ、12A・・・その端部、
13・・・開閉弁、13A・・・スライド弁、14・・
・試料挿入口、15・・・搬送台、16・・・ラック部
、16A・・・ストッパ、17・・・ピニオン、17A
・・・ピニオン軸、18A、18B・・・つまみ、18
C,18D・・・マニュピレータのそれぞれ第一および
第二操作端であるつまみ、19A、19B、19D、1
9E・・・0リンク、19C119F・・・スペーサ、
19G・・・筒体、2OA、20B、20C・・・排気
カラー、21・・・赤外線発生ランプ、21A・・・熱
電対、22A、22B、22C,22D・・・コック、
23・・・ディスク、24・・・冷却水タンク、25・
・・コンピュータユニット、26・・・回転軸、27・
・・マニュピレータ、27A・・・鞘体、27B・・・
フランジ、27C・・・外軸、27F・・・内軸、27
D・・・軸受、27E、27G・・・第一および第二作
用端、27H・・・座、27J・・・板ばね、27K・
・・爪、27L・・・ばね、28A、28B・・・ベロ
ーズ、30A、30B、30C・・・パイプ、31・・
・冷却水通路、32A、32B・・・真空計、33G・
・・脱離ガス、33E・・・イオンビーム。
FIG. 1 is an overall layout diagram of an embodiment of the present invention, (a) is a front view, and (b) is a plan view. FIG. 2 is a system diagram of the same embodiment. FIG. 3 is an explanatory diagram of the load lock mechanism of the same embodiment, (a
) is an external perspective view, (b) is an internal configuration diagram, and (C) is a seal structure diagram. FIG. 4 is a sample stage diagram, (a) is an overall diagram, and (a) is a stage diagram. FIG. 5 is a structural diagram of a mass spectrometer. Figure 6 is a diagram of the manipulator, (a) is a plan view, and (a) is a plan view.
is a longitudinal cross-sectional view. Figure 7 is a diagram (pyrogram diagram) showing an example of the analysis results.
. FIG. 8 is a system diagram according to an embodiment of the present invention. 1...Vacuum chamber, IA, IB...Metal end plate thereof, IC...Metal tube, ID, IE...Peep window, 2A...
...Magnetic levitation turbo molecular pump, 2B...Turbo molecular pump, 3A, 3B, 3C...Rotary type vacuum pump, 4...Glass rod made of transparent quartz glass, 4A
... Light receiving surface, 4B... Other end surface, 5... Sample stage, 5A... Fitting part, 5B, 5C... Hole, 6...
・Sample, 7...Infrared generator which is a heater, 7A・
...Reflecting surface, tail...Connecting pipe, 8A...Main exhaust pipe, 9.
10.11... Ionization section, excitation section, collector section of mass spectrometer, 9A... Ionization chamber, 9B...
Opening, 9C... Extraction electrode, IOA... Iron core, 12
... Load lock chamber, 12A ... its end,
13... Open/close valve, 13A... Slide valve, 14...
・Sample insertion port, 15...transport platform, 16...rack section, 16A...stopper, 17...pinion, 17A
...Pinion shaft, 18A, 18B...Knob, 18
C, 18D...knobs, which are the first and second operating ends of the manipulator, 19A, 19B, 19D, 1
9E...0 link, 19C119F...spacer,
19G... Cylindrical body, 2OA, 20B, 20C... Exhaust collar, 21... Infrared generating lamp, 21A... Thermocouple, 22A, 22B, 22C, 22D... Cock,
23...Disc, 24...Cooling water tank, 25.
... Computer unit, 26 ... Rotating shaft, 27.
... Manipulator, 27A... Sheath body, 27B...
Flange, 27C...outer shaft, 27F...inner shaft, 27
D... Bearing, 27E, 27G... First and second working end, 27H... Seat, 27J... Leaf spring, 27K...
...Claw, 27L...Spring, 28A, 28B...Bellows, 30A, 30B, 30C...Pipe, 31...
・Cooling water passage, 32A, 32B...Vacuum gauge, 33G・
...Desorption gas, 33E...Ion beam.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、真空チャンバと、この真空チャンバを真空に維持す
る真空ポンプと、この真空チャンバ内に配置された試料
ステージと、この試料ステージに載置された試料を加熱
する加熱器と、前記真空チャンバ内と連接する質量分析
計とを備えた脱離ガスの検出装置において、 この真空チャンバより容積が十分に小さい空間に収容さ
れ、この真空チャンバとの間に開閉弁を備え、前記真空
ポンプとは別系の真空手段により真空を維持し、前記真
空チャンバの真空状態を破壊せずに前記試料ステージに
試料を搬入し載置させるロードロック機構を設けた ことを特徴とする脱離ガスの検出装置。 2、前記真空チャンバは、その内径が前記試料ステージ
の直径の5倍以上で、前記試料ステージから真空チャン
バ内壁面までの距離が50mm以上のである請求項1記
載の脱離ガスの検出装置。 3、前記真空チャンバは、その壁構造は金属筒および金
属端板により構成され、その金属筒および金属端板はそ
の内壁面が表面研磨された請求項1記載の脱離ガスの検
出装置。 4、前記ロードロック機構は、その搬送台および搬送台
の移動機構が前記真空チャンバ内から退去できる構造で
ある請求項1記載の脱離ガスの検出装置。 5、前記ロードロック機構は、ピニオンおよびラック機
構を含み、 ピニオン回転軸には二重Oリングを備えたシール構造を
設け、 その二重Oリングの間に形成される空間を真空に維持す
る真空手段を備えた 請求項4記載の脱離ガスの検出装置。 6、前記加熱器は、赤外線発生装置であり、前記真空チ
ャンバの外に配置され、 前記試料ステージは、その赤外線発生装置で発生された
赤外線をその真空チャンバに導入するガラス棒を含む請
求項1記載の脱離ガスの検出装置。 7、前記真空ポンプは磁気浮上形ターボ分子ポンプを含
む請求項1記載の脱離ガスの検出装置。 8、前記真空チャンバは、その内径が前記試料ステージ
の直径の約5倍以上約20倍以下であり、試料ステージ
から天井までの距離が約50mm以上500mm以下で
ある請求項1記載の脱離ガスの検出装置。 9、真空チャンバ内で試料を加熱し、その試料から発生
する脱離ガスを質量分析計で観測する脱離ガスの検出方
法において、 真空チャンバを高真空状態に維持したまま、その真空チ
ャンバ内に前記試料の出し入れを行うことを特徴とする
脱離ガスの検出方法。 10、請求項9記載の脱離ガスの検出方法において、そ
の真空状態を破壊することが必要な場合には、その部分
に乾燥窒素または乾燥空気を導入することを特徴とする
脱離ガスの検出方法。
[Claims] 1. A vacuum chamber, a vacuum pump that maintains the vacuum chamber in a vacuum, a sample stage placed in the vacuum chamber, and a heater that heats the sample placed on the sample stage. and a mass spectrometer connected to the inside of the vacuum chamber, which is housed in a space sufficiently smaller in volume than the vacuum chamber, and has an on-off valve between it and the vacuum chamber, A vacuum is maintained by a vacuum means separate from the vacuum pump, and a load lock mechanism is provided to carry and place the sample on the sample stage without destroying the vacuum state of the vacuum chamber. Released gas detection device. 2. The desorbed gas detection device according to claim 1, wherein the vacuum chamber has an inner diameter that is 5 times or more the diameter of the sample stage, and a distance from the sample stage to the inner wall surface of the vacuum chamber is 50 mm or more. 3. The desorbed gas detection device according to claim 1, wherein the vacuum chamber has a wall structure composed of a metal tube and a metal end plate, and the inner wall surfaces of the metal tube and the metal end plate are polished. 4. The desorbed gas detection device according to claim 1, wherein the load lock mechanism has a structure that allows the carrier and the moving mechanism of the carrier to retreat from the vacuum chamber. 5. The load lock mechanism includes a pinion and a rack mechanism, the pinion rotating shaft is provided with a sealing structure equipped with double O-rings, and a vacuum is provided to maintain a vacuum in the space formed between the double O-rings. 5. The desorption gas detection device according to claim 4, further comprising means. 6. The heater is an infrared generator and is disposed outside the vacuum chamber, and the sample stage includes a glass rod that introduces the infrared rays generated by the infrared generator into the vacuum chamber. The desorption gas detection device described above. 7. The desorbed gas detection device according to claim 1, wherein the vacuum pump includes a magnetically levitated turbomolecular pump. 8. The desorbed gas according to claim 1, wherein the vacuum chamber has an inner diameter of about 5 times or more and about 20 times or less of the diameter of the sample stage, and a distance from the sample stage to the ceiling of about 50 mm or more and 500 mm or less. detection device. 9. In a desorption gas detection method in which a sample is heated in a vacuum chamber and the desorption gas generated from the sample is observed using a mass spectrometer, the desorption gas is A method for detecting a desorbed gas, characterized in that the sample is taken in and taken out. 10. The method for detecting a desorbed gas according to claim 9, characterized in that when it is necessary to break the vacuum state, dry nitrogen or dry air is introduced into that part. Method.
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CN110649888A (en) * 2019-10-21 2020-01-03 华东师范大学 Perovskite photovoltaic cell degradation testing arrangement

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