JPH10142198A - 残留ガスモニタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 分析検出装置において検出結果を確認するこ
とができる残留ガスモニタを提供する。 【解決手段】 ガスの成分分析によって残留ガスの検出
を行って分析データを出力する分析検出装置（分析検出
部２，制御回路部３）と、表示画面を備えた表示装置５
とを備え、表示装置５を分析検出装置に対して着脱可能
とし、装着した分析検出装置から分析データを受取り表
示する。分離した状態にある表示装置５を分析検出装置
（２，３）に装着すると、表示装置５は分析検出装置
（２，３）から分析データを授受することが可能とな
り、該分析データを表示画面上に表示することができ
る。これによって、分析検出装置が設置された箇所にお
ける分析データの確認作業が可能となり、メンテナンス
作業等で分析データの確認を分析検出装置から離れた位
置に設置した制御装置まで移動して行う必要がなくな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス成分を検出し
てチャンバ内の残留ガスの監視を行なう残留ガスモニタ
に関に関する。

【０００２】

【従来の技術】残留ガスモニタは、ガス分析を行うこと
によって、ＰＶＤ，ＣＶＤ等の半導体プロセス装置、真
空炉、加速器等に用いられるの真空チャンバ内の残留ガ
スを監視したり、ガスのリーク検出等を行なう装置であ
る。従来より、超高真空や超高真空における残留ガス分
析を行う残留ガスモニタとして四重極型質量分析計を用
いた装置が知られており、例えば全圧１０^-12 Ｐａ（１
０^-14 Ｔｏｒｒ）の残留ガス分析を行う装置がある。

【０００３】通常、残留ガスモニタは、四重極マスフィ
ルタを含む分析検出部と、該分析検出部に電圧を印加す
る電源や検出信号，制御信号の信号処理部を持つ制御回
路部とを含む分析検出装置を備えている。従来の残留ガ
スモニタにおいては大型の制御回路部を必要としたた
め、制御回路部を分析検出部に直結して形成することが
できなかった。また、一般に、オペレータは分析検出部
の設置位置から離れた場所て通常の制御操作を行ってい
る。そのため、分析検出部と制御回路部とを分割し、分
析検出部を分析対象に直結させて設置し、制御回路部を
分離してオペレータ側の位置に設置する構成を採用して
いる。この構成において、制御回路部をパソコンで形成
し、パソコンと分析検出部との間を例えばＲＳ２３２ｃ
等の通信ポートを通じて接続すること行われている。

【０００４】上記した従来の残留ガスモニタによって通
常の残留ガスの監視操作を行う場合には、オペレータは
分析検出部から離れた場所に設置した制御回路部におい
て、該制御回路部に設けた表示部を観察して残留ガスの
監視を行っている。

【０００５】図５は従来の残留ガスモニタの一構成例を
説明するための概略図である。以下、残留ガスモニタと
して四重極型質量分析計を用いた場合を一例として説明
する。図５において、残留ガスモニタは、分析検出部
２，第１制御回路部８，および第２制御回路部９を備え
る。分析検出部２は直結した真空チャンバ１から検出ガ
スを導入し、第１制御回路部８の制御によって分析を行
う。なお、第１制御回路部８は分析検出部２（四重極型
質量分析計）を駆動するに必要な回路構成のみを備えて
いる。第２制御回路部９，および表示部９１は第１制御
回路部８から離れた位置に配置し、制御および検出結果
の表示を行う。第１制御回路部８と第２制御回路部９と
の間の接続は通信ケーブル６４によって行い、第１制御
回路部８側に設けた通信ポート６３にコネクタ６５を挿
入することによって通信ケーブル６４の接続を行ってい
る。第２制御回路部９はパソコン等を利用して構成する
ことができる。

【０００６】また、複数の残留ガスモニタを１台のパソ
コンで制御する構成をとることもできる。図６は複数の
残留ガスモニタの従来構成を説明するための概略ブロッ
ク図であり、半導体プロセス装置等におけるマルチチャ
ンバー構成を例として示している。マルチチャンバー構
成では、図６に示すように、共通チャンバー７１の周囲
に複数のチャンバー７２を設けて種々の処理を行う。こ
のようなマルチチャンバー構成における各チャンバーの
残留ガスの監視は、それぞれのチャンバーに分析検出部
２および第１制御部８を設け、通信ケーブル６４を介し
て共通の第２制御部９に接続し、第２制御部９の表示部
９２ａ〜９２ｄに各分析検出部２の検出結果を表示する
ことにより行っている。通常、分析対象の装置および分
析検出部はクリーンルーム７３内に設置し、第２制御部
９はクリーンルーム７３の外に設置して、クリーンルー
ム７３の外側からオペレータが操作を行っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の残留ガスモニタ
を用いて、分析対象の装置のリーク検査等のメンテナン
ス作業を行う場合、作業者は分析検出部の設置箇所付近
で検出作業を行ない、その結果を分析検出部から離れた
場所にある制御部に設けた表示部を観察して確認作業を
行なっている。従って、検出作業と確認作業は離れた場
所で行うことになり、作業者は検出作業を行った後、制
御部に移動して確認作業を行う必要があり、メンテナン
ス作業が煩雑となっている。このメンテナンス作業の煩
雑さは、マルチチャンバーにおいて複数の分析検出部を
備えた構成ではより大きな問題となる。そこで、本発明
は前記した問題点を解決し、分析検出装置において検出
結果を確認することができる残留ガスモニタを提供する
ことを目的とし、これによって、メンテナンス作業の低
減を行なうものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、ガスの成分分
析によって残留ガスの検出を行って分析データを出力す
る分析検出装置と、表示画面を備えた表示装置とを備
え、表示装置を分析検出装置に対して着脱可能とし、装
着した分析検出装置から分析データを受取り、表示する
構成とするものである。分析検出装置は四重極質量分析
計等の分析検出部と該分析検出部の制御を行う制御回路
部とを含んでいる。

【０００９】本発明によれば、分離した状態にある表示
装置を分析検出装置に装着すると、表示装置は分析検出
装置から分析データを授受することが可能となり、該分
析データを表示画面上に表示することができる。これに
よって、分析検出装置が設置された箇所における分析デ
ータの確認作業が可能となり、メンテナンス作業等で分
析データの確認を分析検出装置から離れた位置に設置し
た制御装置まで移動して行う必要がなくなる。特に、リ
ーク検出等の作業を複数の分析検出装置で行う場合に
は、分析データの確認のために制御装置まで移動する必
要がなくなり、迅速なメンテナンス作業が可能となる。
また、分析検出装置での分析データの確認を必要としな
い操作は、表示装置を分析検出装置に装着することな
く、分離して配置した制御装置によって行うことができ
る。

【００１０】本発明の実施形態は、表示装置側に表示の
ための制御回路を組み込むことによって、分析検出装置
をより小型化することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の残留ガス
モニタの構成を説明するための概略ブロック図である。
図１において、残留ガスモニタは、分析検出部２，第１
制御回路部３を含む分析検出装置と、表示装置５を備
え、第１制御回路部３と分離して第２制御回路部（図示
していない）を設置することができる。分析検出部２は
直結した真空チャンバ１から検出ガスを導入し、第１制
御回路部３の制御によって分析を行う。第１制御回路部
３は分析検出部２を駆動するに必要な回路構成を備えて
いる。

【００１２】第２制御回路部（図示しない）は、第１制
御回路部３から離れた位置に配置して制御を行うととも
に、表示部に検出結果を表示する。第１制御回路部３と
第２制御回路部との間の接続は、第１制御回路部３の通
信ポート６１および通信ケーブル（図示していない）に
よって行う。

【００１３】本発明の残留ガスモニタは、表示画面５６
とコネクタ５５を備えた表示装置５を備え、制御回路部
３側に該表示装置５を取り付けるためのコネクタ５１を
備える。表示装置５側のコネクタ５５と分析検出部２側
のコネクタ５１は接合可能であり、両コネクタの接合，
分離によって、表示装置５は分析検出装置（分析検出部
２，制御回路部３）に対して着脱可能な構成とすること
ができる。また、制御回路部３側の取付け面に凹部５２
を形成して、表示装置５を収納する構成とすることもで
きる。また、表示装置５と分析検出装置と間の着脱およ
び信号授受を、それぞれ別の機構で行なうこともでき
る。なお、表示装置５を分析検出装置に対して着脱可能
とする着脱機構は、前記コネクタに限らず他の着脱機構
を採用することができる。コネクタによる着脱機構で
は、表示装置５と分析検出装置の着脱と信号線の接続を
同時に行うことができる。

【００１４】表示装置５は少なくとも分析データを表示
する表示画面５６を備え、両コネクタ５１，５５を通し
て得られるデータに基づいて表示を行う。表示画面５６
を駆動する駆動回路部は、表示装置５あるいは制御回路
部３のいずれの側にも設ける構成とすることができ、ま
た、表示画面の制御を入力するためのキー５３あるいは
操作ボタン５４を表示装置５あるいは制御回路部３のい
ずれの側にも設ける構成とすることができる。駆動回路
部，キー，およびボタンを制御回路部３側に設ける場合
には画面表示のための表示信号がコネクタを通して表示
装置５に送られ、また、表示装置５側に設ける場合には
検出データがコネクタを通して表示装置５に送られ、画
面表示のためのデータ処理が行われる。なお、図１で
は、キー５３および操作ボタン５４を制御回路部３側に
設けた構成例を示している。

【００１５】残留ガスモニタによって通常の残留ガスの
監視を行う場合には、図１に示すように表示装置５は制
御回路部３に取り付けない状態で使用し、分析検出部２
で検出した検出データを通信ポート６１を介して分離位
置に設置した制御装置に送り、該検出データの表示およ
び制御の操作を行う。

【００１６】これに対して、残留ガスモニタによってリ
ーク検出等のメテンナンス作業を行う場合には、表示装
置５を制御回路部３に取付けた状態で使用する。図２
は、本発明の残留ガスモニタの表示装置を取り付けた状
態を示す概略図である。表示装置５のコネクタ５５を制
御回路部３側のコネクタ５１に接合させると、表示装置
５は制御回路部３に取り付けられるとともに、該コネク
タを通して制御回路部３からのデータの授受が可能とな
り、表示画面５６上に表示波形５７を表示することがで
きる。これによって、制御回路部３において分析データ
の確認を行うことが可能となる。なお、この表示装置５
における表示処理は、表示装置５あるいは制御回路部３
が備える回路構成のみで行うことができるため、通信ポ
ート６１を介して接続された制御装置から制御信号を受
けることなく行うことができる。

【００１７】分析検出装置の分析検出部２は、四重極質
量分析計を用いて構成することができる。図３は、四重
極質量分析計を用いて構成した残留ガスモニタの分析検
出部および制御回路部の概略ブロック図である。四重極
質量分析計は、イオン化した試料を質量／電荷数の比に
応じて分離し検出する手段である。図３において、真空
チャンバ１に対して分析検出部２を直結して、真空チャ
ンバ１内のガスを分析検出部２内に導入する。分析検出
部２は、真空チャンバ１側からイオン源２１，レンズ２
２，四重極ロッド２３およびイオン検出器２４を配列し
て構成される。四重極ロッド２３は、４本の電極によっ
て四重極マスフィルタを構成し、四重極の電極のうち、
相対する電極を一対として各々に正および負の直流電圧
Ｕ（＋Ｕ，−Ｕ）と高周波電圧Ｖｃｏｓωｔを重畳した
電圧±（Ｕ＋Ｖｃｏｓωｔ）を印加し、イオン源２１で
生成したイオン電流を加速して電極間隙に導き、電極間
を通過するイオンのみをイオン検出器２４で検出してい
る。この四重極の電極を通過するイオンは、Ｕ／Ｖを一
定に保っておけば電荷数ｚに対する質量ｍの比ｍ／ｚが
直流電圧と比例関係にあるため、Ｕ／Ｖを一定に保持し
ながらＶを変化させることによって、各質量に対するイ
オンを検出している。また、分析検出部２はターボ分子
ポンプ４によって真空に保たれている。

【００１８】制御回路部３は、分析検出部２のイオン源
２１を制御するイオン源制御回路３１と、レンズ２２に
電圧を印加するためのレンズ電源３２を備え、さらに高
周波電源３５と直流電源３６とを備える。四重極ロッド
２３には、高周波電源３５と直流電源３６を接続した重
畳回路３３が接続され、高周波電圧と直流電圧とを重畳
した電圧が印加される。また、イオン検出器２４には検
出器用電源３４が接続される。高周波電源３５と直流電
源３６は、電源制御回路３７によって印加電圧の調整が
行われる。

【００１９】電源制御回路３７および検出器用電源３４
の制御は、インターフェース回路３０からの制御信号に
より行われる。インターフェース回路３０は、イオン検
出器２４からの検出信号を信号増幅器３８，Ａ／Ｄ変換
器３９を介して入力し、検出信号の信号処理および該信
号に基づいた制御信号の生成を行う。さらに、インター
フェース回路３０はコネクタ５１を介して表示装置５と
接続し、分析データを表示装置５に送って表示画面に分
析結果を表示する。また、インターフェース回路３０は
通信ポートを介して外部の制御装置６と接続し、データ
および制御信号の送受信を行う。従って、分析検出部２
で検出した検出データは、制御回路部３中の信号増幅器
３８，Ａ／Ｄ変換器３９，およびインターフェース回路
３０で信号処理され、制御装置６において通常の残留ガ
ス監視を行い、表示装置５においてメンテナンス作業用
の表示を行う。

【００２０】次に、本発明の残留ガスモニタによるメン
テナンス作業について説明する。図４は、複数の残留ガ
スモニタの構成を説明するための概略ブロック図であ
り、図６と同様に、半導体プロセス装置等におけるマル
チチャンバーの構成例である。マルチチャンバー構成
は、共通チャンバー７１の周囲に複数のチャンバー７２
を設けて種々の処理を行う構成であり、一般に全体の構
成をクリーンルーム７３等内に設置して使用する。各チ
ャンバーの残留ガスの通常の監視作業では、各チャンバ
ーに設けた分析検出部２および制御回路部３を通信ケー
ブル６２を介して外部の制御装置６と接続し、該制御装
置６によって制御操作を行ったり、制御装置６が備える
表示部に検出結果を表示する。この通常動作では、分析
検出部２において検出データの確認を行う必要がないた
め、分析検出部２は表示装置５は取り付けない状態で使
用する。

【００２１】これに対して、リーク検出等のメンテナン
スを行う場合には、作業者は分析検出部２付近で作業を
行い、該作業場所で検出データの確認を行う必要があ
る。そこで、本発明の残留ガスモニタでは、分析検出装
置に表示装置５を取付け、分析検出装置が検出した検出
データをその作業場所において表示装置５上に表示し
て、検出データの確認作業を行う。これによって、作業
者は、離れた位置にある制御装置に戻ることなく、検出
データの確認作業をその場で行うことができる。なお、
表示装置に音声やブザー等の音響による表示方法を付加
することもできる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の残留ガス
モニタによれば、分析検出装置において検出結果を確認
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の残留ガスモニタの構成を説明するため
の概略ブロック図である。

【図２】本発明の残留ガスモニタの表示装置を取り付け
た状態を示す概略図である。

【図３】四重極質量分析計を用いて構成した残留ガスモ
ニタの分析検出部および制御回路部の概略ブロック図で
ある。

【図４】複数の残留ガスモニタの構成を説明するための
概略ブロック図である。

【図５】従来の残留ガスモニタの一構成例を説明するた
めの概略図である。

【図６】複数の残留ガスモニタの従来構成を説明するた
めの概略ブロック図である。

【符号の説明】

１…真空チャンバ、２…分析検出部、３…制御回路部、
４…ターボ分子ポンプ、５…表示装置、６…制御装置、
８…第１制御回路部、９…第２制御回路部、２１…イオ
ン源、２２…レンズ、２３…四重極ロッド、２４…イオ
ン検出器、３０…インターフェース回路、３１…イオン
源制御回路、３２…レンズ電源回路、３３…重畳回路、
３４…検出用電源、３５…高周波電源、３６…直流電
源、３７…電源制御回路、３８…信号増幅器、３９…Ａ
／Ｄ変換回路、５１，５２，５５，６５…コネクタ、５
３…キー、５４…ボタン、５６…表示画面、５７…表示
波形、６１，６３…通信ポート、６２，６４…通信ケー
ブル，７１…共通チャンバ、７２…真空チャンバ、７３
…クリーンルーム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガスの成分分析によって残留ガスの検出
   を行って分析データを出力する分析検出装置と、表示画
   面を備えた表示装置とを備え、前記表示装置は分析検出
   装置に対して着脱可能であり、装着した分析検出装置か
   ら分析データを受取り、表示することを特徴とする残留
   ガスモニタ。