Квадрупольный масс-спектрометр Transpector 2

Компания INFICON, лидер в технологии анализа остаточных газов, усовершенствовала газоанализаторы семейства Transpector с целью более полного удовлетворения потребностей современных техпроцессов и приложений. Квадрупольный масс-спектрометр Transpector 2 отличает более высокая чувствительность обнаружения водорода, более быстрое сканирование и расширенный динамический диапазон наряду с более высокой чувствительностью по изотопам, превосходной стабильностью позиций и амплитуд пиков. Этот масс-спектрометр самый подходящий прибор для мониторинга и диагностики техпроцессов и обнаружения течей.

Transpector 2 представляет собой интеллектуальный датчик на основе квадруполя, оснащённый всей необходимой электроникой для управления датчиком, а также микропроцессором, установленными в одном компактном блоке, который присоединяется к этому датчику. Поскольку этот датчик интеллектуальный, то предусмотрена возможность подключить имеющийся ПК или выбрать ПК и ПО от компании INFICON. Газоанализатор Transpector 2 подключается к управляющему ПК через один из двух электрических соединителей для передачи данных: по стандарту RS232 при использовании одного прибора или RS485 при использовании нескольких приборов. Простые протоколы управления передают команды, реализующие все функции прибора Transpector.

Особенности и возможности квадрупольного масс-спектрометра Transpector 2

- газоанализаторы с диапазоном 100-, 200- или 300 а.е.м., с цилиндром Фарадея или комбинацией ВЭУ и цилиндра Фарадея
- более высокая чувствительность к водороду
- превосходная стабильность позиции и максимальной амплитуды пика
- отношение сигнал/шум до 10 раз больше, чем у первоначальной модели Transpector
- более быстрое сканирование при слабых сигналах
- динамический диапазон электронной схемы 9 декад
- возможно программное управление для систем с одной или несколькими камерами
- измерение парциального давления в диапазоне 1 х 10^-4 - 1 х 10^-15 торр

Техническая информация

Предлагаем техническую информацию в формате PDF на русском языке:

Обобщенное руководство по интерпретации спектров квадрупольного масс-спектрометра

Вычисление парциальных давлений

Вычисление чувствительности для парциальных давлений анализатора остаточных газов

Выбор подходящего анализатора остаточных газов

Преимущества обезгаживания квадрупольного масс-спектрометра

Нагревающие рубашки могут улучшить эксплуатационные характеристики квадрупольного масс-спектрометра

Новая плата дискретного ввода-вывода для газоанализаторов Transpector, использующих ПО TWare32

Показания парциального и полного давлений анализатора остаточных газов с открытым источником

Анализаторы остаточных газов для контроля загрязнения

Анализаторы остаточных газов для течеискания

Преимущества анализатора с аналоговыми выводами

Практическое применение анализа остаточных газов в модуле обработки полупроводников

Усовершенствования прибора Transpector® 2 повышают эффективность мониторинга техпроцесса

Улучшенное обнаружение водорода

Масс-спектрометр квадрупольный Transpector 2 пзволяет получать более точные и достоверные данные благодаря усовершенствованным электронным измерительным схемам предусилителя и генератора ВЧ. Результатом этих усовершенствований электроники является более эффективное обнаружение водорода и более низкое регистрируемое парциальное давление для всех газов для более эффективного контроля загрязнения, а также более быстрого и стабильного сканирования, чтобы соответствовать требованиям современных быстрых техпроцессов.

Усовершенствованная электронная схема генератора ВЧ прибора Transpector 2 работает на более высокой частоте, сохраняя при этом приемлемый уровень энергопотребления, что позволяет обнаруживать водород, даже если его концентрация на уровне ppm. Кроме того, поскольку высокая частота синтезируется цифровым способом, то она автоматически подстраивается и фиксируется на частоте, подходящей для датчика. Усовершенствованная электронная схема генератора ВЧ сокращает период вхождения прибора в рабочий режим и обеспечивает превосходную стабильность позиции и амплитуды пика, практически исключая необходимость рутинной настройки шкалы масс.

Быстрое получение достоверных данных

Новый алгоритм измерения предусилителя прибора Transpector 2 позволяет быстрее выполнять сканирование слабых сигналов, чтобы отслеживать изменения, происходящие в ходе техпроцесса. Благодаря снижению уровня шума прибор выдаёт более стабильные и регулярные данные.

При использовании ВЭУ в качестве детектора отношение сигнал/шум до 7 раз больше, чем у первоначальной модели Transpector (до 10 раз больше при использовании цилиндра Фарадея). Электроника обеспечивает динамический диапазон 9 декад (от 1 х 10^-6 до 1 х 10^-15 А).

Применение прибора Transpector 2 в сочетании с ПО TWare32™ (или предыдущей версией ПО TranspectorWare™) обеспечивает оптимальную систему для удовлетворения современных потребностей сбора данных, мониторинга производственных процессов и исследований. ПО TWare32 реализует полный набор основных функций анализатора остаточных газов, включая трендовый анализ, гистограмму, проверку герметичности, аналоговый режим и режим избирательных пиков. Выпускаются версии ПО TWare32 под ОС Windows® 95, 98, NT, 2000, Me и XP. Помимо этого данное ПО содержит функции мониторинга техпроцесса, которые включают создание набора команд, автоматический сбор данных и задание уставок, определяющих пороговую концентрацию.

Многообразие вариантов ПО для квадрупольного масс-спектометра Transpector2

Если стандартный пакет программ (ПО TWare32 под Windows) не удовлетворяет требованиям вашего приложения, то возможно применение пользовательских программных пакетов. Драйвер динамического обмена данными (DDE) может автоматически настроить газоанализатор Transpector для обмена данными, позволяя пользователю указывать собираемые данные и считывать их прямо в программу, совместимую с технологией DDE, например Excel® или WonderWare®.

В режиме проверки герметичности ПО TWare32 позволяет выполнить операцию нажатием одной кнопки, предоставляя индикатор в виде шкалы термометра на весь диапазон, трендовый график и подачу звукового сигнала.

ПО TWare32 под Windows с квадрупольным масс-спектрометром Transpector 2 реализует все стандартные функции анализа газа, включая получение аналогового масс-спектра, гистограммы и мониторинг избирательных пиков. В программе имеются предварительно настроенные окна для автоматической архивации данных, настройки и контроля герметичности.

Интеграция пользовательских приборов

Для более сложных приложений компания INFICON предлагает ПО FabGuard – программный пакет интеграции пользовательских приборов. ПО FabGuard обеспечивает комплексную сигнализацию, используя различные процедуры анализа на основе состояний приборов и данных анализатора остаточных газов Transpector. Этот универсальный интеграционный пакет также может взаимодействовать и с другими датчиками помимо анализатора остаточных газов, например оптическим эмиссионным спектрометром или счётчиком частиц. Используя интерфейс SECS II, которым оснащены большинство полупроводниковых приборов, ПО FabGuard может самостоятельно собирать данные от прибора, которые затем можно использовать в различных анализирующих алгоритмах.

Квадрупольный масс-спектрометр Transpector: только нужные эксплуатационные качества

Газоанализатор Transpector предоставляет много вариантов выбора, чтобы наиболее полно соответствовать требованиям конкретного приложения. Для приложений, в которых техпроцесс выполняется при базовом давлении, компания предлагает несколько моделей прибора Transpector с открытым источником, работающие в диапазоне масс 1-300 а.е.м. с цилиндром Фарадея или комбинацией ВЭУ/цилиндр Фарадея в качестве детектора, в зависимости от требуемого уровня точности определения содержания веществ в процессе работы.

Для приложений, где требуется мониторинг техпроцесса, прибор Transpector XPR3 обеспечивает самый простой из существующих способов контроля хода техпроцесса и мониторинга загрязнения газовой среды.

Газоанализатор работает при рабочем давлении техпроцесса до 20 х 10^-3 торр без насосов, обнаруживая загрязняющие соединения в ходе выполнения техпроцесса при их содержании до 10 ppm. Для приложений, требующих мониторинга загрязняющих соединений на уровне единиц ppm и менее, компания INFICON предлагает газоанализатор Transpector CPM (с закрытым ионным источником). Прибор CPM оснащён полностью сблокированной системой откачки, позволяющей осуществлять отбор пробы из технологической среды при давлении от атмосферного до высокого вакуума.

Упрощение систем с несколькими камерами

Возможности масс-спектрометра Transpector 2 для комплексного контроля техпроцессов в нескольких камерах упрощают системы мониторинга нескольких камер и сокращают издержки на эксплуатацию. С одного ПК можно управлять несколькими приборами Transpector причём в комбинации любых моделей: компактный, высокопроизводительный, CPM и XPR3 посредством сети стандарта RS485. Конфигурационными DIP–переключателями каждому газоанализатору Transpector 2 легко назначается адрес. Для выявления и устранения неполадок или техобслуживания локальное управление любым датчиком в сети осуществляется путем подключения его электрического соединителя для передачи данных по стандарту RS232C к ПК посредством стандартной программы связи HyperTerminal. Будучи включённым в сеть каждый датчик функционирует независимо и одновременно с другими датчиками в сети, поэтому все реле и элементы управления каждого прибора Transpector 2 постоянно в управляемом состоянии. На электрический соединитель питания прибора Transpector 2 подаётся 24 В от оборудования или внешнего источника питания.

Газоанализатор обеспечивает безопасность производственого процесса

Газоанализатор Transpector 2 хранит данные калибровки и установки независимо от управляющего ПК. (ПК функционирует как периферийное устройство, хранящее и отображающее данные техпроцесса и позволяющее обмениваться данными с датчиком.) Поэтому в случае отключения ПК от датчика или потери связи по другой причине, датчик продолжает осуществлять мониторинг и управление вакуумной системой согласно заданной программе. Помимо этого прибор Transpector 2 автоматически отключает эмиссию, если полное давление превышает предельные значения для используемого датчика или превышена максимальная рабочая температура для блока электроники.

Газоанализатор Transpector 2 способен осуществлять мониторинг и управление максимум тремя реле состояния с заданными уставками и подаёт внешний сигнал для предупреждения или прерывает техпроцесс в случае превышения заданного критерия для газовой среды. Прибор имеет два дифференциальных аналоговых входных канала 10 В для комбинирования аналоговых данных с данными анализатора остаточных газов (например полное давление, оптическая эмиссия или данные температурного датчика), также предусмотрена возможность установки дополнительной аналоговой платы с четырьмя выводами 0-10 В.

Распространённые приложения

Контроль герметичности, устранение неполадок в вакуумной системе и исследования газовыделения в следующих областях:

- Оптическое покрытие
- Физика поверхности
- Исследования десорбции
- Ускорители
- Производство оптических дисков
- Физика высоких энергий
- Авиакосмическая промышленность
- Молекулярная пучковая эпитаксия
- Термообработка в вакууме

Мониторинг и характеристика процессов в следующих областях:

- Осаждение из паровой фазы
- Химическое осаждение из паровой фазы
- Ионная имплантация
- Травление

Квадрупольный масс-спектрометр Transpector2: Применение в производстве полупроводников

Квадрупольный масс-спектрометр Transpector2 H100M, закреплённый на манипуляторе кластерной напылительной установки, используется для определения фонового уровня манипулятора в процессе откачки загрузочных шлюзов. Когда п/п пластины готовы для обработки, прибор Transpector 2 осуществляет мониторинг состояния обрабатываемой пластины и предоставляет подробные данные о процессе дегазации с пороговыми значениями срабатывания сигнализации, заданными для отдельных загрязняющих химических соединений.

Прибор Transpector 2 надёжно работает в непрерывном режиме, несмотря на выбросы аргона в значительном количестве из модуля охлаждения. Этот газоанализатор выдаёт данные, непосредственно характеризующие герметичность вакуумной системы, работу насоса, загрязнение, возможные течи и состояние оборудования.

Характеристики процессов для газоанализатора Transpector 2

Процесс осаждения из паровой фазы
Состояние оборудования	Обнаружение течи Газовыделение в камере Скорость повышения Загрузка крионасоса Течь в регуляторе массового расхода Течь в газовом трубопроводе
Состояние процесса*	Расход аргона Расход химически активных газов (N2, O2) Предел чувствительности 100 ppm Загрязнённость подаваемого газа Нестабильность регулятора массового расхода Загрязнённость фоторезиста2
Травление
Состояние оборудования*	Обнаружение течи Газовыделение в камере Скорость повышения Загрузка крионасоса Течь в регуляторе массового расхода Течь в газовом трубопроводе
Состояние процесса*	Расход газа-носителя Расход химически активного газа Предел чувствительности 100 ppm Загрязнённость подаваемого газа Нестабильность регулятора массового расхода Мониторинг селективности Мониторинг момента окончания
Хим. осаждение из паровой фазы
Состояние оборудования*	Обнаружение течи Газовыделение в камере Скорость повышения Течь в регуляторе массового расхода Течь в газовом трубопроводе
Состояние процесса*	Расход газа-носителя Расход газа-реагента Стабильность системы подачи Предел чувствительности 100 ppm Загрязнённость подаваемого газа Мониторинг момента окончания очистки камеры Загрязнённость фоторезиста
Ионная имплантация
Состояние оборудования*	Обнаружение течи Газовыделение в камере Загрузка крионасоса Течь в регуляторе массового расхода Течь в газовом трубопроводе
Состояние процесса	Интенсивность утечки аргона через вращательный вакуумный ввод Нестабильность регулятора массового расхода Мониторинг искрения Мониторинг технологических газов (AsH3, PH3 и BF3) Загрязнённость фоторезиста

*Может потребоваться дифференциальная откачка

Технические характеристики

	C100F	C100M	H100F	H100M	H200F	H200M	H300F	H300M
Длина датчика (в зоне вакуума)	4,6" (11,7 см)		7" (17,8 см)	10,4" (26,4 см)	7" (17,8 см)	10,4" (26,4 см)	7" (17,8 см)	10,4" (26,4 см)
Диапазон масс	1-100 а.е.м.		1-100 а.е.м.		1-200 а.е.м.		1-300 а.е.м.
Тип детектора	ЦФ	микро- канальная пластина, ВЭУ/ЦФ	ЦФ	ВЭУ/ЦФ	ЦФ	ВЭУ/ЦФ	ЦФ	ВЭУ/ЦФ
Разрешающая способность (согласно AVS 1993)
менее 1 а.е.м на уровне 10% от высоты пика во всём диапазоне масс
Температурный коэффициент (в течение 8-часового периода, после прогрева в течение 30 минут)
менее 1% от высоты пика на 1ºС (только для ЦФ)
Чувствительность − А/торр (А/мбар):
ЦФ	2x10^-4 (1,5x10^-4)	2x10^-4 (1,5x10^-4)	2x10^-4 (1,5x10^-4)	1x10^-4 (7,6x10^-5)	2x10^-4 (1,5x10^-4)	1x10^-4 (7,6x10^-5)	1x10^-4 (7,6x10^-5)	5x10^-5 (3,8x10^-5)
ВЭУ	Не применяется	0,25(0,2)	Не применяется	500 (380)	Не применяется	500 (380)	Не применяется	250(190)
Мин. измеряемое парциальное давление¹ - торр (мбар):
ЦФ	3x10^-13 (4x10^-13)	не применяется	3x10^-13 (4x10^-13)	не применяется	3x10^-13 (4x10^-13)	не применяется	6x10^-13 (8x10^-13)	не применяется
ВЭУ	не применяется	3x10^-13 (4x10^-13)	не применяется	5x10^-15 (6,6x10^-15)	не применяется	5x10^-15 (6,6x10^-15)	не применяется	1x10^-14 (1,3x10^-14)
Макс. рабочее давление − торр (мбар):
5х10^-4 (6,6x10^-4)
Макс. рабочая температура датчика
ЦФ	200 °C	200 °C	250 °C	250 °C	250 °C	250 °C	250 °C	250 °C
ВЭУ	не применяется	150 °C	не применяется	150 °C	не применяется	150 °C	не применяется	150 °C
Макс. допустимая температура прогрева (без электроники)	200 °C	200 °C	350 °C	350 °C	350 °C	350 °C	350 °C	350 °C
Рабочая температура
от 20 °C до 50 °C окружающей среды
Электропитание и соединитель
20-30 В пост. ток, 9-контактный электрический вилочный соединитель типа D, внутренне изолирован от системной «земли»
Эл. соединитель для передачи данных по стандарту RS232
неизолированный, выбор скорости передачи в диапазоне 1200-9600 бод, 9-контактный электрический розеточный соединитель типа D, TxD, RxD, CTS, DTR
Эл. соединитель для передачи данных по стандарту RS485 имеющий адрес
изолированный, фиксированная скорость передачи 57600 бод, полудуплексный, глобальный адрес @ 0, фиксированный адрес 1-31, 9-контактный электрический розеточный соединитель типа D, +TxD, -TxD, +RxD, -RxD
Выводы реле
4 реле, 24 В при 0,5 А (1 для рабочего состояния, 3 для уставок пороговых значений)
Вводы
2 незолированных ввода с TTL-логикой, замыкание контактов (1 для включённого дистанционного излучения, 1 для отключённого дистанционного излучения); 2 дифференциальных аналоговых ввода, 0-10 В пост. ток
Корпус блока электроники
брызгонепроницаемый
Переключатели, настраиваемые пользователем (8-позиционный DIP-переключатель)
5 позиций: адрес устройства (1-31); выбор основного канала связи (RS232/485); 2 позиции: скорость передачи
Светодиодные индикаторы (зелёный)
1 для состояния ЦП, 1 для состояния излучения

*) Электронику и датчики можно приобретать по отдельности. Для работы с несколькими датчиками требуется дополнительное ПО.
1) Минимальное обнаруживаемое парциальное давление вычисляется как среднеквадратическое отклонение шума (минимальная обнаруживаемая интенсивность сигнала) делённое на чувствительность датчика (ЦФ или ВЭУ), измеренную за время выдержки 4 секунды.

Габаритные размеры