RGM2-201F|Qulee RGM2シリーズ|CVD / ALD / Etchingプロセス|ガス分析計(プロセスガスモニタ)|製品情報|ULVAC SHOWCASE

CVD / ALD / Etchingプロセス

Qulee RGM2シリーズ

RGM2-201F

アルバック

​リアクティブプロセスガスモニタ Qulee RGM2-201FはQuleeシリーズのエッチング、CVD、ALD装置等の反応性プロセスに対応した差動排気系付きプロセスモニタです。 アルバック独自のイオン源、排気系構造により、反応性のガスに対し耐蝕性に優れ、長時間安定した測定が可能です。

特長

  • 排気系と制御系が一体型となり縦置きも実現、フットプリントが世界最小になったことで限られたスペースの生産ラインでも反応ガスモニタが可能。
  • メンテナンス時におけるフィラメントキットの交換スピードが劇的に改善し、2人の作業員による120分の作業が1人で10分で完了。
  • デュアルフィラメントにより、1本目のフィラメントが断線しても生産ラインを停止せずにガス分析が可能。
  • タッチパネルを採用し、リアルタイムで状況確認が可能。
  • 起動から測定までの操作がパソコンのみで完結。
  • 弊社独自の磁石付きClosed Ion Sourceの採用により、反応性プロセス中でも長時間安定した測定が可能。
  • ガスの解離が少なく、感度が高いイオン化室により、ファラデーカップのみで高感度なガス分析が可能。
  • 熱反応による分解や吸着を防ぐコンパクトな流路制御バルブ。
  • プロセス室からイオン源までの距離を短くし、速いレスポンスでの分解が可能。
  • 予防保全機能の充実
    イオンソース、二次電子増倍管の予防保全
    分析管のトレサビリティ機能の搭載(特許第5016031号)
  • 標準搭載のソフトウェアはWindows 8/10/11に対応。

用途

CVD・ALD・Etching装置における

  • プロセス中の反応ガスのモニタ
  • エッチングのクリーニングプロセスのエンドポイントモニタ
  • 残留ガス測定

仕様

センサ

質量数範囲(amu) 1~200
分解能(M/ΔM) M/ΔM=1M(10%P.H.)
検出器 ファラデーカップ(FC)
感度 (A/Pa) *1 1e-5A/Pa(オリフィス直結導入、Ie=50uA)
N2ガス=5e-4Paに対して、Ee50V時
最小検知分圧 (Pa) *1 e-10Pa台 (EE50V、Ie500uA時)
全圧測定機能 *1 あり
全圧測定範囲 *1 1e-3 ~ e-6 Pa 台
イオン源 磁石付きClosed Ion Source
フィラメント Ir/Y2O3 2本(うち1本は予備)
イオン化電圧 (EE;eV) 20~70eV(Ie50uA時は50V設定を推奨)
エミッション電流 (IE;uA) 50uA/500uA(プロセス測定時は、EE50V、50uAを推奨)

*1 予備フィラメント(FIL2)は適用外となります。

差動排気システム

接続フランジ VCR1/2"おすナット相当品
仕様圧力 0.5~30Pa/10~500Paより選択
ターボ分子ポンプ UTM70B(70L/s)
フォアラインポンプ なし
フォアラインポート:KF16
動作保証フォアライン圧力:500Pa以下
フォアライン圧力確認用ピラニ真空計:SW100-A
装置圧力監視用真空計 キャパシタンスマノメータ CCMTシリーズ

ユーティリティ

電源電圧 AC100~120V/6A,AC200~220V/3A より選択
圧縮空気 Dry N2:0.4MPa

その他

質量 20Kg
制御ユニット タッチパネル
ブロック型ヒーターユニット 110℃±10℃

リークがある場合の見分け方を教えてください。

大気リークの場合は主にN2(m/z=28), O2(m/z=32), Ar(m/z=40)の3種類のガスのピークが高くなります。

ガス分析計で測定できる圧力帯はどれくらいですか?

スパッタリング装置対応機種は1Pa以下、それ以外の機種は1E-2Pa以下の圧力で使用可能です。差動排気系付きの機種であれば最大で大気圧での測定も可能となります。

RGAの使用可能温度範囲はどれくらいですか?

環境温度10-40℃の範囲となります。

m/zとは何ですか?

質量電荷比のことになります

通信エラーという表示になる

PCのIPアドレスとWindows ファイアウォールの設定をご確認ください。
IPアドレスの設定は「コントロールパネル」→「ネットワークと共有センター」→「アダプター設定の変更」→「イーサネット」を右クリックしてプロパティ表示→「インターネットプロトコルバージョン4(TCP/IPc4)」のプロパティを開く、より確認・変更することができます。
第1~3オクテットまではQuleeと同じアドレス、第4オクテットは異なるアドレスを設定してください。(例:Quleeが固定IPアドレスの場合192.168.250.100)
ファイアウォールの設定は、PCの「コントロールパネル」→「Windows ファイアウォール」を選択し「Windows ファイアウォールの有効化または無効化」を選択しすべて無効化してください。

任意のIPアドレスを設定したい

QuleeのIPアドレスを変更する場合は、固定IPアドレス(192.168.250.**)でPCとQuleeを接続させた後、「設定」メニュー→「任意IPアドレス設定」より、第1~第4オクテットに任意の数値を入力してください。
その後、Quleeの電源をOFFにしてDIPSWの1番をONにすることで設定したIPアドレスが反映されます。
QCSは通信IPアドレス設定より任意IPでの接続を選択してください。

真空計で表示されている圧力とQCSで表示されている全圧の値に差異がある

Quleeと真空計の取付位置の違いや原理の違いで数値のズレが生じてしまいます。
また、QCSの機能の全圧補正という機能を使用していただくと、Quleeの全圧値を校正することが出来ます。

センサーを取り付ける向きに指定はありますか?

センサーを取り付ける向きによって測定結果が変わる事はございません。
ですが、センサーユニットを取り付ける場合に方位があるのでご注意ください。
また、センサーユニット固定時に工具を使用する事もお控えください。

全圧と分圧の合計が同じ値にならない

ガス分析計は測定した電流値を計算で分圧に変換します。
変換の計算方法によっては分圧の総和が全圧とならない場合があります。
詳細は取扱説明書をご確認ください。

フィラメントの状態を確かめる方法はありますか?

分析管フランジ上のピン間の導通をデジタルマルチメーターで測定することで断線の有無を確認できます。
詳しくは取扱説明書をご覧ください。
フィラメントが断線している場合は、イオン源の交換が必要になります。

データが保存されていない時間帯がある

ご利用しているPCがスリープモードになっている事が原因である場合がありますので
PCの電源の設定を確認し、"常にON"の設定に変更して下さい。

LocalモードのANYの設定方法について

QuleeとQCSを接続して、メニューバー「ローカルモードの設定」→「ANY質量数の設定」から表示したい質量数を設定してください。

感度が以前より低いです

イオンソース内グリット電極表面に汚れが付着するなどして感度が下がったと考えられます。
イオンソースのデガスを行うことによりフィラメントやグリット電極表面に付着している汚れが落ち、感度が上がる可能性があります。
また、SEM付きの製品の場合、SEM電圧を上げることで感度を上げることが出来ます。

データがふらついている原因と対処方法を教えてください。

データがふらつく原因としては、ノイズの影響や、ガスの量が少ない、SEMの感度が適切でない、ピークと質量数がずれている等です。
取扱説明書に調整手順が載っていますので詳しくはそちらをご覧ください。

センサーの「FC」と「SEM」のどのような使い分けを推奨していますか?

小さい分圧を測定したい時はSEMを使用してください。ですが、SEMは消耗品です。
1×10-2Paより高い圧力で動作させると、残留ガス分子による放電が発生し、SEMに致命的な損傷を与える可能性があります。

以前操作していた時よりベースラインが高いです

ベースラインの調整を行ってください。QCSより、上部のタブから「センサー」→「センサー調整画面」→「FCオフセット調整」を選択することでSoftwareがベースラインの調整を行います。(SEM搭載の機種の場合、SEMオフセット調整も選択してください。)
またノイズが多い環境ですとベースラインの数値は高くなるのでノイズの発生源を近くに置かないでください。

RGA製品の原理について

質量分析計とは、イオン源、質量分析部、(検出部)の3つの構造に分かれています。
イオン源にあるフィラメントを熱することにより熱電子が放出されます。
放出された熱電子はグリット電極の周囲に分布します。
熱電子と衝突した気体分子がイオン化されます。
イオン化された気体は四重極という四本のポールを用いてイオンを質量ごとに分離させ、ファラデーカップまたは二次電子増倍管で収集します。
質量分析部を通過してきた各ガスの総イオン量を電流値として測定しております。

QCSとはなんですか?

Quleeに対応したSoftwareです。簡単なクリック操作で誰でも測定・データ保存が出来ます。
測定モードやリークテスト機能が充実しており、Ethernetによる最大16台の同時制御が可能です。

二次電子増倍管(SEM)の役割はなんですか?

ファラデーカップでは測定することが出来ない低い分圧を測定することが出来ます。

インターロック機能とはなんですか?

高い圧力帯でフィラメントがONの状態になると断線をしてしまう可能性がある為、フィラメントを保護する目的で制御回路によって規定値を超える前にフィラメントをOFFにする機能です。

分子量によって検出感度の違いはありますか?

分子によってイオン化効率が異なる為、検出感度の違いはございます。

レンタルのような制度はありますか?

数に限りはありますが、デモ機を準備しておりますので弊社までご相談ください。

定性分析ですか?定量分析ですか?

Quleeは定性分析です。容器中の成分比を計測しています。

PCの推奨スペックを教えてください

下記内容を満たしていることを確認してください。
OS:Windows7、Windows、,Windows8.1、Windows10
PC:HDD空き容量 約8MB(測定データは含みません。)、RAM4GB以上(長時間の連続データを保存されるときは、より多いメモリの搭載を推奨します)、
CPU Core i5 以上(8センサー以上接続する場合はCPU Core i7以上推奨)、画面表示領域1280×1024以上、CDドライブ、Ethenetポートを有するもの。
ただし、上位通信(オプション)機能を使用する場合に限り、COMポート(RS232C)は1つ必要になります。
また、アナログ出力(オプション)機能を使用する場合は、PCIスロットを持つデスクトップPCを用いて、コンテック社製DAカード(型式 DA12-4(PCI))の追加が必要です。

最も大きな質量番号まで測定可能な機種を教えてください。

Qulee HGM2シリーズのHGM2-302とQulee RGM2シリーズのRGM2-302という製品が質量数300まで測定することが可能です。

PCに必要なデータ容量はどれくらいですか?

測定条件によって異なります。
例)Scanモード, 測定質量数範囲200mass, 200msec/AMU の場合、6時間で約432kBです。

RFエラーが出てしまう

原因の一例として同調電圧の上昇が考えられます。
取扱説明書をご覧になりながら同調電圧の調整を行ってください。
調整後もRFエラーが出るようでしたら修理が必要になりますので、弊社またはアルバックテクノまでご連絡ください。

通信エラーという表示になる

PCのIPアドレスとWindows ファイアウォールの設定をご確認ください。
IPアドレスの設定は「コントロールパネル」→「ネットワークと共有センター」→「アダプター設定の変更」→「イーサネット」を右クリックしてプロパティ表示→「インターネットプロトコルバージョン4(TCP/IPc4)」のプロパティを開く、より確認・変更することができます。
第1~3オクテットまではQuleeと同じアドレス、第4オクテットは異なるアドレスを設定してください。(例:Quleeが固定IPアドレスの場合192.168.250.100)
ファイアウォールの設定は、PCの「コントロールパネル」→「Windows ファイアウォール」を選択し「Windows ファイアウォールの有効化または無効化」を選択しすべて無効化してください。

任意のIPアドレスを設定したい

QuleeのIPアドレスを変更する場合は、固定IPアドレス(192.168.250.**)でPCとQuleeを接続させた後、「設定」メニュー→「任意IPアドレス設定」より、第1~第4オクテットに任意の数値を入力してください。
その後、Quleeの電源をOFFにしてDIPSWの1番をONにすることで設定したIPアドレスが反映されます。
QCSは通信IPアドレス設定より任意IPでの接続を選択してください。

ガス分析計の原理と構造

真空計測とは? ガス分析計とは?

真空にした容器内がどうなったか知りたいに応える真空計。真空計測は「全圧計測」と「分圧計測」があります。

「全圧計測」は、真空容器内がどのくらい真空になっているか密度(総量)を知りたい場合に使用します。全圧真空計でおこない真空容器内に含まれる原子や分子が対象です。
「分圧計測」は、真空容器内の気体と種類の組成を対象とし、成分比を分圧真空計で計測します。また、分圧真空計は質量分析計のことをいい、今日では一般的に質量分析計といえば、ガス分析計タイプをさします。

真空計の分類表は真空計の種類と大気圧について」をご覧ください。

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 ガス分析計は、真空容器内の 真空の質 を確認し、気体の成分毎の情報 を知ることができます 

残留ガス分析計測部の構成

残留ガス分析をおこなう分析管は、3つの部分から構成されます。まず気体分子を電離し次のフィルタ部へ効率よく運送するイオン源部です。次に質量/電荷比に従って質量分離をするフィルタ部。さらにフィルタ部を通過したイオンを測定する検出部です。

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イオン源

イオン源部では、測定するガスをイオン化します。

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1.フィラメントから熱電子e-を放出

2.熱電子はグリッド電極の周囲に分布

3.熱電子と衝突した気体分子がイオン化

4.生成したイオンはQ-poleに入射して質量数ごとに分離されます。

質量分離部

質量分離部では、イオンの質量電荷比に応じで分離します。

フィルタの役割をする質量分離部は、4本の平行な棒状電極から構成され、対向する2本の電極に直流電圧と高周波電圧を印加し、それらと90度対向する2本の電極に逆の極性の電圧を印加します。

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検出部

イオン検出部では、質量分離したイオンを検出します。

イオンが初段の電極に当たると複数の2次電子が飛出し、これがさらに衝突を繰り返していく一種のアンプです。

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幅広い分野で利用されてる残留ガス分析計

アルバックの残留ガス分析計(プロセスガスモニタ)は、宇宙、原子力などの最先端研究・開発用途に適した高性能・高分解能ハイエンドモデルから、 一般用途に適したベーシックタイプまで幅広いラインナップがあります。 シンプルさと使いやすさを実現し、真空装置のプロセス管理まであらゆるニーズに対応いたします。
ガス分析計の用途と事例

ガス分析計の用途と目的

ガス分析計は、真空の質を確認し、気体の成分毎の情報を知ることができます。様々なプロセスにおいてガス分析計は用いられ問題点を解決するために使用されています。

プロセス 問題点 チェックポイント
半導体製造装置プロセスモニタ 結晶性の低下 残留水分(H20)やリークの確認
液晶・有機ELパネル製造装置プロセスモニタ 液晶面の歩留まり問題 残留水分(H20)の確認
光学用蒸着装置プロセスモニタ 光学薄膜面の歩留まり問題 残留水分(H20)の確認
真空熱処理装置雰囲気モニタ 光輝性の低下、色ムラの出現 残留酸素(O2)やハイドロカーボン(CXHY)、リークの確認
凍結乾燥装置プロセスモニタ 乾燥時間の長大化、性能・効能・味・見た目の変化 乾燥確認、不純物流入確認

ガス分析計の使用例

成膜装置おけるプロセスガスモニタの使用例

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アルバックのプロセスガスモニタ(ガス分析計)は、分析管と一体になっている電源部に操作面や表示部を設け、パソコンを立ち上げることなく測定可能です。また、パソコンを介して詳細なプロセス解析やデータ管理・処理をおこなうこともできます。
詳細は「ガス分析計Quleeシリーズの特長」記事をご覧ください。
ガス分析計Quleeシリーズの特長
アルバックのガス分析計Quleeシリーズは、「誰にでも簡単に取扱いが可能」「立上げ時間の短縮」「リークテストの簡便さ」を求め、使い勝手を焦点に合わせ開発しました。分析管と一体になっている電源部に操作面や表示部を設け、パソコンを立ち上げることなく測定可能です。また、パソコンを介して詳細なプロセス解析やデータ管理・処理をおこなうこともできます。

製品の紹介

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各種プロセスデータ例

アルバックの残留ガス分析計/プロセスガスモニタに対応したソフトウエア「Qulee QCS」により、簡単なクリック操作でスキャンモード(任意の質量数範囲を測定)やトレンドモード(任意の質量数についての経時変化を測定)など、使用される方のニーズにマッチした測定方法を選択することができます。

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ガス分析計用ソフトウェアQulee QCSの特徴

  • One Clickのみで分析スタート
    複雑な操作は一切なく、操作性大幅に向上しました。
    電源を接続すればスタートスイッチONのみで分析が始まります。
  • スィッチも必要最少限に抑え取扱も簡便
  • PCレスでリークテスト、不純物(H2O)分析が可能
  • PCを使用することで取扱説明書レスも可能
    クリーンルームでの使用にも最適です。

測定モード

スキャンモード

任意の質量走査範囲を連続にスキャンして、質量スペクトルを測定するモードです。
質量数の設定は分析管の仕様に依存します(M/e=1~300等)

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トレンドモード

任意の質量数を選択的に測定して、各測定質量数の経時変化を測定するモードです。
最大20CHまで測定可能。質量数の設定は分析管の仕様に依存します(M/e=1~300等)

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アナログモード

アナログ波形を確認するモードです。
スキャンモード・トレンドモードにて使用するセンサーのアナログ波形のピークトップ設定値を規定、調整するモードです。この作業を質量数校正と呼びます。

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濃度表示機能

表示単位にA、Pa以外にppmを表示できます。
メインのガスを100%として計算することにより分析した気体中の成分がppmで表示可能です。

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トレンドモードにおいて、組成名の表示が可能です。
質量数(M/e)表示に加え、He、Ar、N2などの気体の名称の表示可能です。

積分機能

トレンドデータ上の任意の範囲を積分(面積)計算する機能を追加しました。
これにより総放出ガス量の計算などが容易に可能となり、昇温脱離ガス分析、破壊分析などのアプリケーションで有効となります。
積分結果はテキスト形式での保存ができます。

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バックグランド処理機能

トレンドデータの任意の点をバックグランドとして、差し引き計算を行い表示する機能を追加しました。昇温脱離ガス分析、破壊分析などのアプリケーションで有効となります。

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該非判定結果報告書
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オプションパーツ・消耗品

RGM2-201F 専用 オプション
VCR変換配管 VCR-NW16 NWクランプ、センタリング付
VCR変換配管 VCR-NW25 NWクランプ、センタリング付
VCR変換配管 VCR-NW40 NWクランプ、センタリング付
RGM2-201F専用 消耗品
分析管 RGM-AN201F RGM2-201F用
イオンソース RGM-IS01F RGM2-201F用
フィラメントキット RGM-FL01F RGM2-201F用
オリフィス RGM-OF030F RGM2-201F用(使用圧力範囲:0.5~30Pa)
オリフィス RGM-OF010F RGM2-201F用(使用圧力範囲:10~500Pa)
RGM / RGM2-202,302 専用 消耗品
分析管 RGM-AN202/302 RGM(2)-202.302用
フィラメント QFL-002 RGM(2)-202.302用
イオンソース RGM-IS01 RGM(2)-202.302用
2次電子増倍管 QEM-001 RGM(2)-202/302、HGM(2)-202/302共用
RGMオリフィス QOF-100 RGM(2)-202/302、REPROS共用
RGMオリフィス QOF-040 RGM(2)-202/302、REPROS共用
RGMオリフィス QOF-010 RGM(2)-202/302、REPROS共用
RGMオリフィス QOF-005 RGM(2)-202/302、REPROS共用

取扱説明書・仕様書
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