特許 7218345 真空チャンバの清浄度を監視する清浄度モニタおよび方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-01-27

(45)【発行日】2023-02-06

(54)【発明の名称】真空チャンバの清浄度を監視する清浄度モニタおよび方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/62 20210101AFI20230130BHJP

   H01J 49/26 20060101ALI20230130BHJP

   H01J 49/04 20060101ALI20230130BHJP

【ＦＩ】

G01N27/62 V

H01J49/26

H01J49/04 680

H01J49/04

G01N27/62 F

【請求項の数】 19

(21)【出願番号】P 2020502469

(86)(22)【出願日】2018-07-13

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-09-24

(86)【国際出願番号】 US2018042154

(87)【国際公開番号】W WO2019018240

(87)【国際公開日】2019-01-24

【審査請求日】2021-06-25

(31)【優先権主張番号】15/653,299

(32)【優先日】2017-07-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】504144253

【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ イスラエル リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100067013

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 文昭

(74)【代理人】

【識別番号】100086771

【弁理士】

【氏名又は名称】西島 孝喜

(74)【代理人】

【識別番号】100109335

【弁理士】

【氏名又は名称】上杉 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100120525

【弁理士】

【氏名又は名称】近藤 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100139712

【弁理士】

【氏名又は名称】那須 威夫

(74)【代理人】

【識別番号】100176418

【弁理士】

【氏名又は名称】工藤 嘉晃

(72)【発明者】

【氏名】ルアク－ニール イリット

(72)【発明者】

【氏名】エイロン マイケル

(72)【発明者】

【氏名】エイタン ガイ

(72)【発明者】

【氏名】シュルマン マーゲン ヤーコヴ

【審査官】伊藤 裕美

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１３－５４３９６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２７１２９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－０５２８２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０４５３５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－２６５４５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１５７００７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－０４４５３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０２１７７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－０６６６９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－３１４３４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１４－５２５１３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－１７１００２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２７／６０ － Ｇ０１Ｎ ２７／７０

Ｈ０１Ｊ ４９／００ － Ｈ０１Ｊ ４９／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

真空チャンバの清浄度を監視するシステムであって、
前記真空チャンバ内の環境を監視し、前記環境の内容物を示す検出信号を生成するように構成された質量分析計であり、前記検出信号の第１のサブセットが、有機分子の存在を示す、質量分析計と、
前記真空チャンバの壁から間隔をあけて配置された分子凝集および解放ユニットであって、前記分子凝集および解放ユニットは、凝集期間中に、前記真空チャンバ内に存在する有機分子を凝集させ、解放期間中に、前記質量分析計への前記有機分子のサブセットの解放を誘起するように構成され、前記分子凝集および解放ユニットは、前記分子凝集および解放ユニットを加熱するように構成された加熱素子と、前記分子凝集および解放ユニットを冷却するように構成された冷却ユニットとを含む分子凝集および解放ユニットと、
前記検出信号に基づいて、前記真空チャンバの前記清浄度を判定するように構成された分析器とを備えるシステム。

【請求項2】

前記加熱素子が、前記分子凝集および解放ユニットの分子凝集器に熱的に結合される、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記分子凝集および解放ユニットが、前記分子凝集および解放ユニットの分子凝集器に電気的に結合された分子解放器を備え、前記分子解放器が、前記加熱素子に電流を流し、それによって前記分子凝集器を加熱するように構成される、請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

前記加熱素子が、螺旋形の導電体を備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

前記分子凝集および解放ユニットが、螺旋形の絶縁体を備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項6】

前記分子凝集および解放ユニットが、平滑でない板を備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項7】

前記解放期間中に凝集分子の伝播に影響を与える流量制御ユニットを備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項8】

前記流量制御ユニットが、凝集分子を前記質量分析計の方へ誘導するポンプを備える、請求項７に記載のシステム。

【請求項9】

前記分子凝集および解放ユニットが、前記質量分析計への前記有機分子の前記サブセットの前記解放を誘起するための所与の解放プロセスを適用するように構成され、前記システムが、前記分子凝集および解放ユニットより前記有機分子に対して低い露出を有する疑似分子凝集および解放ユニットをさらに備え、前記疑似分子凝集および解放ユニットが、前記所与の解放プロセスを適用するように構成される、請求項１に記載のシステム。

【請求項10】

前記疑似分子凝集および解放ユニットを含む前記真空チャンバ内の空間を監視するように構成された追加の質量分析計を備える、請求項９に記載のシステム。

【請求項11】

前記検出信号の第２のサブセットが、前記有機分子のうちのいくつかの存在を示さず、前記分析器が、前記検出信号の前記第１のサブセットと第２のサブセットとの比較に基づいて、前記真空チャンバの前記清浄度を判定するように構成される、請求項１に記載のシステム。

【請求項12】

前記検出信号の前記第２のサブセットが、前記解放期間前、または前記解放期間後の事前定義された期間後に得られる、請求項１１に記載のシステム。

【請求項13】

前記凝集期間が、前記解放期間より長い、請求項１に記載のシステム。

【請求項14】

真空チャンバの清浄度を監視する方法であって、
凝集期間中、前記真空チャンバの壁から間隔をあけて配置された分子凝集および解放ユニットによって、前記真空チャンバ内に存在する有機分子を凝集させることと、
解放期間中、前記分子凝集および解放ユニットによって、質量分析計への前記有機分子のサブセットの解放を誘起することと、
前記真空チャンバ内の環境を監視すること、および前記環境の内容物を示す検出信号を生成することであり、前記検出信号の第１のサブセットが、前記有機分子の前記サブセットの存在を示す、監視および生成することと、
前記検出信号に基づいて、前記真空チャンバの前記清浄度を判定することとを含む方法。

【請求項15】

前記検出信号を監視および生成することが、前記質量分析計によって行われ、前記判定することが、分析器によって行われる、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記分子凝集および解放ユニットを前記真空チャンバの部分から隔離するように構成された隔離ユニットを含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項17】

前記分子凝集および解放ユニットが、前記真空チャンバ外に位置決めされている、請求項１に記載のシステム。

【請求項18】

前記分子凝集および解放ユニットが、前記真空チャンバ内に位置決めされている、請求項１に記載のシステム。

【請求項19】

前記質量分析計が、前記分子凝集および解放ユニットに向けて位置決めされている、請求項１に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、あらゆる目的で内容全体が参照により本明細書に組み込まれている、２０１７年７月１８日出願の米国特許出願第１５／６５３，２９９号からの優先権を主張する。

【背景技術】

【0002】

半導体の製造、特に走査電子顕微鏡などの真空チャンバを含むツールにおいて、分子汚染は根本的な問題である。

【0003】

真空チャンバ内の有機物成分ならびに真空チャンバ内へ前に挿入されていたウエハから、有機分子が発生することがある。

【0004】

これらの有機分子は、検査済みウエハの表面上に吸収されて、表面の一部を覆う島を形成する。

【0005】

これらの島は、ウエハの動作不良をもたらす可能性がある。

【0006】

清浄度レベルは、保守活動および検査済みウエハのガス放出レベルにより、時間とともに変動する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

真空チャンバの清浄度を監視するデバイスおよび方法を提供することが、ますます必要とされている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

真空チャンバの清浄度を監視する清浄度モニタを提供することができ、清浄度モニタは、質量分析計と、（ａ）凝集期間中に、真空チャンバ内に存在しうる有機分子を凝集させ、（ｂ）解放期間中に、質量分析計への有機分子のサブセットの解放を誘起するように構成することができる分子凝集および解放ユニットであり、質量分析計は、真空チャンバ内の環境を監視し、環境の内容物を示すことができる検出信号を生成するように構成することができ、検出信号の第１のサブセットが、有機分子のサブセットの存在を示すことができる、分子凝集および解放ユニットと、検出信号に基づいて、真空チャンバの清浄度を判定するように構成することができる分析器とを含むことができる。

【0009】

分子凝集および解放ユニットは、分子凝集および解放器の分子凝集器に熱的に結合することができる加熱素子を含むことができる。

【0010】

分子凝集および解放ユニットは、分子凝集および解放器の分子凝集器に電気的に結合することができる分子解放器を含むことができ、分子解放器は、分子凝集器に電流を流し、それによって分子凝集器を加熱するように構成することができる。

【0011】

分子凝集および解放ユニットは、螺旋形の導電体を含むことができる。

【0012】

分子凝集および解放ユニットは、螺旋形の絶縁体を含むことができる。

【0013】

分子凝集および解放ユニットは、平滑でない板を含むことができる。

【0014】

清浄度モニタは、解放期間中に凝集分子の伝播に影響を与える流量制御ユニットを含むことができる。

【0015】

流量制御ユニットは、凝集分子を質量分析計の方へ誘導するポンプを含むことができる。

【0016】

分子凝集および解放ユニットは、質量分析計への有機分子のサブセットの解放を誘起するための所与の解放プロセスを適用するように構成することができ、清浄度モニタは、分子凝集および解放ユニットより有機分子に対して低い露出を有する疑似分子凝集および解放ユニットをさらに含むことができ、疑似分子凝集および解放ユニットは、所与の解放プロセスを適用するように構成することができる。

【0017】

清浄度モニタは、疑似分子凝集および解放器を含む真空チャンバ内の空間を監視するように構成することができる追加の質量分析計を含むことができる。

【0018】

検出信号の第２のサブセットは、有機分子のうちのいくつかの存在を示さないことがある。分析器は、検出信号の第１のサブセットと第２のサブセットとの比較に基づいて、真空チャンバの清浄度を判定するように構成することができる。

【0019】

検出信号の第２のサブセットは、解放期間前、または解放期間後の事前定義された期間後に得ることができる。

【0020】

凝集期間は、解放期間より長くすることができる。

【0021】

真空チャンバの清浄度を監視する方法を提供することができ、この方法は、凝集期間中、真空チャンバ内に位置決めすることができる分子凝集および解放ユニットによって、真空チャンバ内に存在しうる有機分子を凝集させることと、解放期間中、分子凝集および解放器によって、質量分析計への有機分子のサブセットの解放を誘起することと、質量分析計によって、真空チャンバ内の環境を監視すること、および質量分析計によって、環境の内容物を示す検出信号を生成することであり、検出信号の第１のサブセットが、有機分子のサブセットの存在を示すことができる、監視および生成することと、分析器によって、検出信号に基づいて、真空チャンバの清浄度を判定することとを含むことができる。

【0022】

分子凝集および解放ユニットは、分子凝集および解放器の分子凝集器に熱的に結合することができる加熱素子を含むことができる。

【0023】

分子凝集および解放ユニットは、分子凝集および解放器の分子凝集器に電気的に結合することができる分子解放器を含むことができ、この方法は、分子解放器によって、分子凝集器に電流を流し、それによって分子凝集器を加熱することを含むことができる。

【0024】

分子凝集および解放ユニットは、螺旋形の導電体を含むことができる。

【0025】

分子凝集および解放ユニットは、螺旋形の絶縁体を含むことができる。

【0026】

分子凝集および解放ユニットは、平滑でない板を含むことができる。

【0027】

清浄度モニタは、流量制御ユニットを含むことができ、この方法は、流量制御ユニットによって、解放期間中に凝集分子の伝播に影響を与えることを含むことができる。

【0028】

流量制御ユニットは、ポンプを含むことができ、この方法は、ポンプによって、凝集分子を質量分析計の方へ誘導することを含むことができる。

【0029】

この方法は、分子凝集および解放ユニットによって、質量分析計への有機分子のサブセットの解放を誘起するための所与の解放プロセスを適用することと、分子凝集および解放ユニットより有機分子に対して低い露出を有する疑似分子凝集および解放ユニットによって、所与の解放プロセスを適用することとを含むことができる。

【0030】

清浄度モニタは、追加の質量分析計を含むことができ、この方法は、追加の質量分析計によって、疑似分子凝集および解放器を含む真空チャンバ内の空間を監視することを含むことができる。

【0031】

検出信号の第２のサブセットは、有機分子のうちのいくつかの存在を示さないことがある。この方法は、分析器によって、検出信号の第１のサブセットと第２のサブセットとの比較に基づいて、真空チャンバの清浄度を判定することを含むことができる。

【0032】

検出信号の第２のサブセットは、解放期間前、または解放期間後の事前定義された期間後に得ることができる。

【0033】

凝集期間は、解放期間より長くすることができる。

【0034】

本発明に関する主題は、本明細書の最後に特に指摘され、明白に記載されている。しかし本発明は、構成および動作方法の両方に関して、その目的、特徴、および利点とともに、添付の図面を読みながら以下の詳細な説明を参照することにより、最もよく理解することができる。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】真空チャンバおよび清浄度モニタの一例の図である。

【図2】真空チャンバおよび清浄度モニタの一例の図である。

【図3】真空チャンバおよび清浄度モニタの一例の図である。

【図4】真空チャンバおよび清浄度モニタの一例の図である。

【図5】真空チャンバおよび清浄度モニタの一例の図である。

【図6】真空チャンバおよび清浄度モニタの一例の図である。

【図7】真空チャンバ、ウエハ６０、分子凝集および解放ユニット、ならびに走査電子顕微鏡のカラムのうち真空チャンバに入る部分の一例の図である。

【図8】方法の一例の図である。

【図9】タイミング図の一例の図である。

【図10】軽い質量の場合の分圧と原子質量単位との関係の一例を示す図である。

【図11】中程度の質量の場合の分圧と原子質量単位との関係の一例を示す図である。

【図12】高い質量の場合の分圧と原子質量単位との関係の一例を示す図である。

【図13】真空チャンバおよび清浄度モニタの一例の図である。

【図14】真空チャンバおよび清浄度モニタの一例の図である。

【図15】真空チャンバおよび清浄度モニタの一例の図である。

【発明を実施するための形態】

【0036】

以下の詳細な説明では、本発明の網羅的な理解を提供するために、多数の具体的な詳細について記載する。しかし、これらの具体的な詳細がなくても本発明を実施することができることが、当業者には理解されよう。他の例では、本発明を曖昧にしないために、よく知られている方法、手順、および構成要素は詳細に記載されていない。

【0037】

本発明に関する主題は、本明細書の最後に特に指摘され、明白に記載されている。しかし本発明は、構成および動作方法の両方に関して、その目的、特徴、および利点とともに、添付の図面を読みながら以下の詳細な説明を参照することにより、最もよく理解することができる。

【0038】

説明が分かりやすく見やすいように、図に示す要素は必ずしも原寸に比例して描かれていないことが理解されよう。たとえば、見やすいように、要素のうちのいくつかの寸法が、他の要素に比べて強調されていることがある。さらに、適当であると考えられる場合、対応または類似する要素を示すために、これらの図の間で参照番号が繰り返されていることがある。

【0039】

本発明の図示の実施形態はほとんどが、当業者には知られている電子構成要素および回路を使用して実施することができることから、本発明の根本的な概念を理解および評価できるように、本発明の教示を曖昧にしたり紛らわしくしたりしないために、上述したように必要であると考えられる以上に詳細について説明しない。

【0040】

本明細書における方法へのあらゆる参照は、その方法を実行することが可能なシステムに準用されるべきである。

【0041】

本明細書におけるシステムへのあらゆる参照は、そのシステムによって実行することができる方法に準用されるべきである。

【0042】

「～を備える、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」または「～を有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語へのあらゆる参照は、「～からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」または「本質的に～からなる（ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」も参照すると解釈されるべきである。たとえば、特定のステップを含む方法はそれぞれ、追加のステップを含むことができ、特定のステップに限定することができ、またはその方法の基本的かつ新規な特徴に実質的に影響を与えない追加のステップを含むことができる。

【0043】

真空チャンバの清浄度を監視する清浄度モニタを提供することができる。真空チャンバの清浄度は、真空チャンバ内の有機分子の濃度に応じる。真空チャンバは、検査ツール、計量ツール、調査ツール、製造ツールなどに属することができる。

【0044】

図１は、本発明の一実施形態による真空チャンバ１０および清浄度モニタ２０を示す。

【0045】

清浄度モニタ２０は、質量分析計２１、分析器２２、および分子凝集および解放ユニット２３を含む。

【0046】

分子凝集および解放ユニット２３は、真空チャンバ１０内に位置決めすることができる。質量分析計２１および分析器２２は、真空チャンバ１０外に位置決めすることができる。

【0047】

真空チャンバ１０は、質量分析計２１を真空チャンバ内の環境に露出させることを可能にするアパーチャ１１を含むことができる。

【0048】

分子凝集および解放ユニット２３は、（ａ）凝集期間中に、真空チャンバ１０内に存在する有機分子を凝集させ、（ｂ）解放期間中に、質量分析計への有機分子のサブセットの解放を誘起するように構成される。

【0049】

有機分子の凝集は、分子凝集および解放ユニット２３を真空チャンバ１０内に位置決めすることによって実現される。

【0050】

分子凝集および解放ユニット２３が解放された有機分子の伝播経路を制御することができないときでも、特に凝集要素２４が質量分析計に十分に近いとき、解放された有機分子のうちのいくつかが質量分析計２１に到達する。十分に近いと見なすことができる距離は、たとえば１センチメートルから５０センチメートルの範囲とすることができる。十分に近いと見なされる距離は、５０センチメートルを超えることもある。十分に近いと見なされる距離は、質量分析計２１の感度に依存することがある。

【0051】

分子凝集および解放ユニット２３は、凝集要素２４および解放誘起ユニット２５を含むことができる。

【0052】

凝集要素２４は、有機分子を凝集させ、解放誘起ユニット２５は、有機分子が凝集要素から外れることを誘起することができる。

【0053】

凝集要素２４は、解放誘起ユニット２５から隔置することができ、解放誘起ユニット２５に接続することができ、解放誘起ユニット２５に熱的に結合することができ、解放誘起ユニット２５から熱的に分離することができ、解放誘起ユニット２５に電気的に結合することができ、かつ／または解放誘起ユニット２５から電気的に分離することができる。

【0054】

解放誘起ユニット２５は、凝集要素２４を加熱することおよび／または凝集要素２４への放射を誘導することによって、有機分子の解放を誘起することができる。

【0055】

解放誘起ユニット２５は、凝集要素２４をレーザビームで走査することができ、それにより有機分子が凝集要素２４から解放されることを誘起する。

【0056】

解放誘起ユニット２５は、熱線（または任意の種類の熱放射）を凝集要素２４の方へ送る加熱素子とすることができる。

【0057】

解放誘起ユニット２５は、凝集要素２４を介して電気信号を送り、それによって凝集要素２４のジュール加熱（オーム加熱または抵抗加熱とも呼ばれる）を引き起こすことができる。

【0058】

凝集要素２４は、任意の形状およびサイズを有することができる。たとえば、凝集要素２４は、板とすること、１つまたは複数の板を含むこと、湾曲させることなどができる。

【0059】

凝集要素２４は、凝集要素２４の全体的な体積を低減させながら有機分子凝集の確率を増大させるために、大きい表面積を有することができる。大きい表面積を有することができる凝集要素２４の非限定的な例には、螺旋形の複数のループ、２次元または３次元のメッシュなどを含むことができる。

【0060】

凝集要素２４は、凝集期間中に有機分子を凝集させることができ、凝集期間は比較的長くすることができる。たとえば、凝集期間は、１時間もしくは数時間、５時間以上、１０時間以上、１日もしくは数日などにわたって継続することができる。

【0061】

凝集期間は、解放期間よりはるかに長くすることができる。たとえば、凝集期間は、解放期間よりＮ倍長くすることができる。Ｎは正の数であり、２～５００の範囲とすることができ、または任意の値を有することができる。

【0062】

Ｎの値がより大きい（凝集期間対解放期間の比がより大きい）結果、（より長い）凝集期間中に凝集した有機分子がはるかに短い期間で凝集要素２４から解放されるため、有機分子の濃度の一時的な増分がより大きくなる。

【0063】

有機分子の濃度のこの一時的な増分は、有機分子の検出を容易にすることができ、有機分子に対する質量分析計の感度をＮの倍数またはＮの値に依存することができる倍数で事実上増大させることができる。

【0064】

有機分子が凝集要素２４上に比較的長い凝集期間にわたって凝集することを可能にすることによって、多量の有機分子を凝集させる確率がより高くなる。

【0065】

凝集期間の持続時間は、測定および／または推定および／または測定される有機分子の付着期間に基づいて判定することができる。たとえば、凝集期間の持続時間は、有機分子の平均付着期間に基づいて設定することができる。

【0066】

質量分析計２１は、残留ガス分析器（ＲＧＡ）または任意の他の質量分析計とすることができる。

【0067】

質量分析計２１は、真空チャンバ１０内の環境を監視し、環境の内容物を示す検出信号２９を生成するように構成される。質量分析計２１は、アパーチャ１１を通過する環境の内容物を標本化することができる。アパーチャ１１は、１つまたは複数の時点でシールド（図示せず）によって遮蔽することができる。

【0068】

解放期間中、質量分析計２１は、分子凝集および解放ユニット２３から解放された有機分子２８のうちのいくつかを感知することが予期される。

【0069】

質量分析プロセス中、有機分子は通常、より低い原子番号を有する分子に分解されており、したがって有機分子のすべてを原子量によって直接検出することができるわけではない。

【0070】

分析器２２は、解放期間中に得られる質量スペクトルと、解放期間とは異なる期間に得られる質量スペクトルとを比較することによって、有機分子の存在を検出することができ、したがって真空チャンバ１０の清浄度を判定することができる。

【0071】

たとえば、２００の原子量を有する有機分子が５７の原子量を有する分子に分解されると仮定すると、解放期間中に得られるスペクトルは、５７の原子量を有する分子が検出される数の増分（解放期間外に得られたスペクトルに対する）を含むことができる。

【0072】

質量分析計が分子凝集および解放ユニット２３から解放された有機分子を含む様々な分子に露出され、それらを感知するため、比較によって、解放期間に起因するスペクトルの変化を明らかにすることができる。

【0073】

図２は、本発明の一実施形態による真空チャンバ１０および清浄度モニタ２０を示す。

【0074】

図２で、分子凝集および解放ユニットは、凝集要素として働く板３２から隔置された熱的加熱素子３１を含む。

【0075】

板３２は、水平から４５度に配向されているが、任意の他の角度に配向することもできる。

【0076】

図３は、本発明の一実施形態による真空チャンバ１０および清浄度モニタ２０を示す。

【0077】

図３で、分子凝集および解放ユニットは、凝集要素として働くメッシュ３６から隔置されたレーザ源３５などの放射源を含む。レーザ源３５は、解放期間中、ビーム３９などの１つまたは複数のレーザビームによってメッシュ３６を走査する。

【0078】

図４は、本発明の一実施形態による真空チャンバ１０および清浄度モニタ２０を示す。

【0079】

図４で、分子凝集および解放ユニットは、電気信号生成器３８に結合された螺旋導体３７であり、電気信号生成器３８は、螺旋導体へ電気信号を提供し、それによって螺旋導体を加熱して螺旋導体３７から有機分子を解放するように構成される。電気信号生成器は、真空チャンバ１０（図４に示す）内に位置決めしても、真空チャンバ１０外に位置決めしてもよい。

【0080】

図５は、本発明の一実施形態による真空チャンバ１０および清浄度モニタ２０を示す。

【0081】

清浄度モニタ２０は、解放期間中に凝集分子の伝播に影響を与える流量制御ユニット４０を含むことができる。特に、流量制御ユニット４０は、解放された有機分子がアパーチャ１１の方へ流れることを誘起し、それによって質量分析計２１によって検出することができる有機分子の量を増大させることができる。

【0082】

流量制御ユニット４０は、有機分子を質量分析計２１の方へ汲み上げることができるポンプを含むことができる。

【0083】

ポンプの汲上げ動作は、第２の空間１６内の清浄度を低減させることがあり、または何らかの他の面から問題となることがある。この問題を克服するために、真空チャンバ１０は、分子凝集および解放ユニット２３を真空チャンバの他の部分から一時的に隔離する隔離ユニット１２を備えることができる。

【0084】

隔離ユニット１２は、第１の空間１５を一時的に封止することが可能な可動および／または電動のシール、シャッタ、ドア、または任意の他の構成要素とすることができる、第１の空間１５内には、真空チャンバ１０内の第２の空間１６から分子凝集および解放ユニット２３（または少なくとも凝集要素）が位置決めされる。第２の空間１６内には、ウエハまたは別の検査対象が位置することができる。任意の物体を真空チャンバ内に位置決めすることができることに留意されたい。ウエハおよび検査対象は、真空チャンバ内に位置決めすることができる物体の非限定的な例にすぎない。この物体は、真空チャンバ内に位置するとき、製造および／もしくは検査および／もしくは調査および／もしくは測定することができ、または任意の他のプロセスを受けることができる。物体の非限定的な例には、ディスプレイ基板、フラットパネル、ＭＥＭＳデバイス、太陽電池パネル基板などが含まれる（ウエハを除く）。ディスプレイ基板および太陽電池パネル基板は、典型的に、透明基板、たとえばガラスまたは透明プラスチックから作製される。

【0085】

解放期間中に、隔離を適用することができる。

【0086】

図６は、本発明の一実施形態による真空チャンバ１０および清浄度モニタ２０を示す。

【0087】

質量分析によって感知される環境の内容物の変化は、分子凝集および解放ユニット２３に比べて有機分子にそれほど露出されない（またはまったく露出されない）疑似分子凝集および解放ユニット４５を使用することによって検出および／または強化することができる。

【0088】

図６で、疑似分子凝集および解放ユニット４５は、有機分子が疑似分子凝集および解放ユニット４５に接触することを防止する保護シールド４６によって取り囲まれている。保護シールドは、疑似分子凝集および解放ユニット４５の全体ではなく、疑似分子凝集および解放ユニット４５の疑似凝集要素を取り囲むことができる。

【0089】

疑似分子凝集および解放ユニット４５および分子凝集および解放ユニット２３は、同じ解放プロセス（加熱、放射）を適用することができるが、有機分子に対する疑似分子凝集および解放ユニット４５の露出がより低い結果、質量分析計の読取り値は互いに異なることがある。

【0090】

図６は、疑似分子凝集および解放ユニット４５の環境が、真空チャンバ１０のアパーチャ１７を介して疑似分子凝集および解放ユニット４５の環境を感知することができる別の質量分析計５０によって監視されることを示す。別の質量分析計５０は、分析器２２または別の分析器へ疑似検出信号を送ることができる。

【0091】

図７は、本発明の一実施形態による真空チャンバ１０、ウエハ６０、分子凝集および解放ユニット２３、ならびに走査電子顕微鏡のカラム７０のうち真空チャンバ１０に入る部分７２を示す。

【0092】

図８は、本発明の一実施形態による方法８０を示す。

【0093】

方法８０は、ステップ８１および８２によって開始することができる。

【0094】

ステップ８１は、質量分析計によって、真空チャンバ内の環境を監視すること、および質量分析計によって、環境の内容物を示す検出信号を生成することを含むことができる。

【0095】

ステップ８２は、凝集期間中、真空チャンバ内に位置決めされた分子凝集および解放ユニットによって、真空チャンバ内に存在する有機分子を凝集させることを含むことができる。

【0096】

ステップ８２に続いて、解放期間中、分子凝集および解放器によって、質量分析計への有機分子のサブセットの解放を誘起するステップ８３を行うことができる。

【0097】

ステップ８１は、ステップ８２および８３の実行に並行して、またはステップ８３の実行のみに平行して、実行することができる。

【0098】

検出信号（解放期間中に得られる）の第１のサブセットは、有機分子のサブセットの存在を示す。

【0099】

ステップ８１および８３に続いて、分析器によって、検出信号に基づいて、真空チャンバの清浄度を判定するステップ８４が実行される。

【0100】

ステップ８４は、凝集期間中に得られた検出信号と解放期間中に得られた検出信号とを比較することを含むことができる。この比較は、同じ原子量の成分を表すスペクトル要素を比較することを含むことができる。

【0101】

この比較は、有機分子または質量分析プロセス中に有機分子の分解の結果として生成された分子の原子量などの特定の原子量を有するスペクトル成分のみを比較することを含むことができる。

【0102】

方法８０は、周期的または非周期的に複数回繰り返すことができることに留意されたい。

【0103】

図９は、本発明の様々な実施形態による複数の凝集期間および複数の解放期間を示すタイミング図９０である。

【0104】

タイミング図９０は、凝集期間９１および解放期間９２の複数の繰返しを示す。

【0105】

図９、図１０、および図１１は、それぞれ軽い質量（０～５０の原子質量単位［ＡＭＵ］）、中程度の質量（５０～１５０のＡＭＵ）、および高い質量（１５０～３００のＡＭＵ）の場合の分圧と原子質量単位との関係を示す。

【0106】

図９で、曲線１０２は、凝集期間中のチャンバ環境の分圧とＡＭＵとの関係を示す。曲線１０１は、解放期間中のチャンバ環境の分圧とＡＭＵとの関係を示す。曲線１０１は、ガス放出を表す。曲線１０１のピークは、曲線１０２のピークを優に超える。

【0107】

図１０で、曲線１１２は、凝集期間中のチャンバ環境の分圧とＡＭＵとの関係を示す。曲線１１１は、解放期間中のチャンバ環境の分圧とＡＭＵとの関係を示す。曲線１１１は、ガス放出を表す。曲線１１１のピークは、曲線１１２のピークを優に超える。

【0108】

図１１で、曲線１２２は、凝集期間中のチャンバ環境の分圧とＡＭＵとの関係を示す。曲線１２１は、解放期間中のチャンバ環境の分圧とＡＭＵとの関係を示す。曲線１２１は、ガス放出を表す。曲線１２１のピークは、曲線１２２のピークを優に超える。

【0109】

分子凝集および解放ユニット２３は、真空チャンバ内に位置することができ、真空チャンバ内に部分的に位置することができ、または真空チャンバ外に位置することができる。

【0110】

図１３は、真空チャンバ外に位置決めされた分子凝集および解放ユニット２３を示す。

【0111】

アパーチャ１１は、分子凝集および解放ユニット２３を真空チャンバ内の環境に露出させることを可能にする。

【0112】

追加のアパーチャ１１’は、とりわけ分子凝集および解放ユニット２３によって凝集され、次いで解放された分子を質量分析計２１が受け取ることを可能にする。

【0113】

図１３の分子凝集および解放ユニット２３は、上述した凝集要素のいずれかおよび／または上述した解放誘起ユニットのいずれかを含むことができる。

【0114】

図１３の分子凝集および解放ユニット２３は、隔離ユニット内に位置決めすることができる。

【0115】

図１４は、板３２を含み、真空チャンバ外に位置決めされた分子凝集および解放ユニット２３を示す。

【0116】

上述したように、解放誘起ユニットは、凝集要素を加熱することによって、有機分子の解放を誘起することができる。

【0117】

凝集要素は、加熱された後、冷却ユニットによって冷却することができる。

【0118】

冷却は、凝集ユニットが凝集状態を可能な限り速やかに回復することを可能にすることを支援することができる。冷却は、凝集ユニットの加熱が真空チャンバ内の様々な構成要素に与える負の影響などを防止または緩和することができる。

【0119】

冷却は、解放期間後、解放期間の終了前に開始することができ、凝集期間の開始前または凝集期間の開始後に終了することができる。

【0120】

冷却ユニットは、凝集ユニットに接触すること、凝集ユニットに熱的に結合すること、凝集ユニット内に一体化することなどができる。

【0121】

たとえば、冷却ユニットは、凝集ユニットに接触することができる板、パイプ、または１つもしくは複数の導管構造を含むことができ、冷却ユニットは、凝集ユニットと一体化することができ、または他の方法で凝集ユニットに熱的に結合することができる。

【0122】

冷却ユニットは、流体ベースの冷却および／またはガスベースの冷却を適用することができる。

【0123】

図１５は、板３２に接触する冷却ユニット３３３を示す。

【0124】

冷却ユニット３３３は、板全体または板の１つもしくは複数の部分のみに接触することができる。

【0125】

上記の明細書では、本発明について、本発明の実施形態の具体的な例を参照して説明した。しかし、添付の特許請求の範囲に記載する本発明のより広範な精神および範囲から逸脱することなく、様々な修正および変更を本発明に加えることができることは明らかである。

【0126】

さらに、本説明および特許請求の範囲における「前部（ｆｒｏｎｔ）」、「後部（ｂａｃｋ）」、「頂部（ｔｏｐ）」、「底部（ｂｏｔｔｏｍ）」、「上（ｏｖｅｒ）」、「下（ｕｎｄｅｒ）」などの用語は、もしあれば、説明の目的で使用されており、必ずしも永久的な相対位置を説明するためではない。そのように使用される用語は、適当な状況下で入れ替えることができ、したがって本明細書に記載する本発明の実施形態は、たとえば、本明細書に図示または他の方法で記載されているもの以外の向きで動作することも可能であることが理解される。

【0127】

同じ機能を実現するための構成要素のあらゆる配置は、所望の機能が実現されるように実際上「関連している」。したがって、特定の機能を実現するために本明細書で組み合わせた任意の２つの構成要素は、構造または中間構成要素にかかわらず所望の機能が実現されるように互いに「関連している」と見ることができる。同様に、そのように関連している任意の２つの構成要素はまた、所望の機能を実現するように互いに「動作可能に接続されている」または「動作可能に連結されている」と考えることができる。

【0128】

さらに、上述した動作間の境界は例示にすぎないことが、当業者には理解されよう。複数の動作を組み合わせて単一の動作にすることができ、単一の動作を分散させて追加の動作にすることができ、少なくとも部分的に時間的に重複して動作を実行することができる。さらに、代替実施形態は、特定の動作の複数の例を含むことができ、様々な他の実施形態では、動作の順序を変更することができる。

【0129】

しかし、他の修正形態、変形形態、および代替形態も可能である。したがって、本明細書および図面は、制限的ではなく例示的な意味で考慮されるべきである。

【0130】

特許請求の範囲では、括弧内に配置されるあらゆる参照符号は、特許請求の範囲を限定すると解釈されないものとする。「備える、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という単語は、特許請求の範囲に記載されているもの以外の要素またはステップの存在を除外しない。さらに本明細書では、「ａ」または「ａｎ」という用語は、１つではなく１つまたは複数と定義される。また、特許請求の範囲において「少なくとも１つ」および「１つまたは複数」などの導入句を使用し、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」によって別の特許請求要素を導入したとき、同じ請求項が「１つまたは複数」または「少なくとも１つ」という導入句および「ａ」または「ａｎ」などの不定冠詞を含む場合でも、そのように導入された特許請求要素を含有する何らかの特定の請求項を、１つのそのような要素のみを含有する発明に限定することを示唆すると解釈されるべきではない。同じことが、定冠詞の使用にも当てはまる。別途記載しない限り、「第１」および「第２」などの用語は、そのような用語が説明する要素を任意に区別するために使用される。したがって、これらの用語は、必ずしもそのような要素の時間的またはその他の優先順位を示すことを意図したものではない。相互に異なる請求項において特定の方策に言及したことだけで、これらの方策の組合せを有利に使用することができないことを示すものではない。

【0131】

本発明の特定の特徴について本明細書に図示および説明したが、多くの修正、置換え、変更、および均等物が、当業者には想到されよう。したがって、添付の特許請求の範囲は、本発明の本来の精神の範囲内に入るそのような修正および変更をすべて包含することを意図したものであることを理解されたい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】