(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入するサンプルガスを分析するガス分析装置であって、
前記サンプルガスをフィルタリングするフィルターユニットと、
フィルタリングされた結果を検出するディテクタユニットと、
前記フィルターユニットおよび前記ディテクタユニットを収納するハウジングと、
前記フィルターユニット、前記ディテクタユニットおよび前記ハウジングの電位を制御する制御ユニットとを有し、
前記制御ユニットは、前記フィルターユニット、前記ディテクタユニットおよび前記ハウジングの電位を、前記ディテクタユニットにイオンを導く分析中の電位に代わり、前記サンプルガスの供給元のプロセスプラズマ、または、プラズマ生成ユニットにより生成されたプラズマをクリーニング用のプラズマとして引き込むクリーニング電位に設定するクリーニング制御ユニットを含み、
前記クリーニング電位は、前記フィルターユニット、前記ディテクタユニットおよび前記ハウジングのそれぞれに、前記ハウジングに向けてプラズマを引き込む電圧勾配を形成するように設定される電位を含む、ガス分析装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記クリーニング制御ユニットは、前記クリーニング電位として前記ハウジングを負電位に設定する、ガス分析装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記プラズマ生成ユニットを有する、ガス分析装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、
前記クリーニング制御ユニットは、前記サンプルガスの供給元がプロセスプラズマを生成するタイミングで前記クリーニング電位に設定するユニットを含む、ガス分析装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかにおいて、
前記サンプルガスをイオン化するイオン化ユニットを有し、
前記フィルターユニットは、前記イオン化されたサンプルガスをフィルタリングするユニットを含む、ガス分析装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記イオン化ユニットは、熱電子供給ユニットを含み、
前記クリーニング制御ユニットは、前記イオン化ユニットの電位を前記クリーニング電位に設定するユニットを含む、ガス分析装置。
【請求項７】
請求項５において、
前記イオン化ユニットは、前記プラズマ生成ユニットを含む、ガス分析装置。
【請求項８】
流入するサンプルガスを分析するガス分析装置の制御方法であって、
前記ガス分析装置は、前記サンプルガスをフィルタリングするフィルターユニットと、フィルタリングされた結果を検出するディテクタユニットと、前記フィルターユニットおよび前記ディテクタユニットを収納するハウジングと、前記フィルターユニット、前記ディテクタユニットおよび前記ハウジングの電位を制御する制御ユニットとを有し、
前記制御ユニットが、前記フィルターユニット、前記ディテクタユニットおよび前記ハウジングの電位を、前記ディテクタユニットにイオンを導く分析中の電位に代わり、前記サンプルガスの供給元のプロセスプラズマ、または、プラズマ生成ユニットにより生成されたプラズマを、クリーニング用のプラズマとして引き込むクリーニング電位に設定することを含み、
前記クリーニング電位は、前記フィルターユニット、前記ディテクタユニットおよび前記ハウジングのそれぞれに、前記ハウジングに向けてプラズマを引き込む電圧勾配を形成するように設定される電位を含む、方法。
【請求項９】
請求項８において、
前記クリーニング電位に設定することは、前記クリーニング電位として前記ハウジングを負電位に設定することを含む、方法。
【請求項１０】
請求項８または９において、
前記ガス分析装置は、プラズマ生成ユニットを含み、
前記プラズマ生成ユニットが、前記クリーニング電位に設定することと並行してクリーニング用プラズマを生成することを含む、方法。
【請求項１１】
請求項８ないし１０のいずれかにおいて、
前記クリーニング電位に設定することは、前記サンプルガスの供給元がプロセスプラズマを生成するタイミングで前記クリーニング電位
に設定することを含む、方法。
【請求項１２】
請求項８ないし１１のいずれかにおいて、
前記ガス分析装置は、前記サンプルガスをイオン化するイオン化ユニットを有し、前記フィルターユニットは、前記イオン化されたサンプルガスをフィルタリングするユニットを含み、
前記クリーニング電位に設定することは、前記イオン化ユニットの電位を前記クリーニング電位に設定することを含む、方法。
【請求項１３】
流入するサンプルガスを分析するガス分析装置を制御するプログラムであって、
前記ガス分析装置は、前記サンプルガスをフィルタリングするフィルターユニットと、フィルタリングされた結果を検出するディテクタユニットと、前記フィルターユニットおよび前記ディテクタユニットを収納するハウジングと、前記フィルターユニット、前記ディテクタユニットおよび前記ハウジングの電位を制御する制御ユニットとを有し、
前記制御ユニットにより、前記フィルターユニット、前記ディテクタユニットおよび前記ハウジングの電位を、前記ディテクタユニットにイオンを導く分析中の電位に代わり、前記サンプルガスの供給元のプロセスプラズマ、または、プラズマ生成ユニットにより生成されたプラズマを、クリーニング用のプラズマとして引き込むクリーニング電位に設定する命令を有し、
前記クリーニング電位は、前記フィルターユニット、前記ディテクタユニットおよび前記ハウジングのそれぞれに、前記ハウジングに向けてプラズマを引き込む電圧勾配を形成するように設定される電位を含む、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、クリーニング機能を備えたガス分析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  日本国特開２０１２−３９７６号公報には、別個の電源を必要とせずに、電子衝撃方式にて効果的にグリッドをデガス処理し得る低コストの四重極型質量分析計を提供する技術が開示されている。フィラメント及びグリッドを備えたイオン源と、４本の円柱状の電極を周方向に所定間隔で配置してなる四重極部と、四重極部を通過した所定のイオンを捕集するイオン検出部とを有する装置は、さらに、フィラメントに直流電流を通電する電源と、グリッドに対してフィラメントより高い電位を印加する電源と、グリッドとフィラメントとの間に所定の電位差をつくるためにフィラメントに所定の電位を与える電源と、四重極部の相対する電極に、正、負の直流電圧と交流電圧とが重畳した電圧を印加する電源と制御ユニットとを備え、四重極部用の電源を介して正、負の両電圧間の電位差に相当する電圧をグリッドに印加し得るように構成される。
【発明の開示】
【０００３】  半導体製造プロセスのモニタリングなどのアプリケーションにおいて、多種多様なガスを含めた様々な環境をモニタリングできる耐性の高いセンサーが求められている。
【０００４】  本発明の一態様は、流入するサンプルガスを分析するガス分析装置である。この装置は、サンプルガスをフィルタリングするフィルターユニットと、フィルタリングされた結果を検出するディテクタユニットと、フィルターユニットおよびディテクタユニットを収納するハウジングと、フィルターユニット、ディテクタユニットおよびハウジングの電位を制御する制御ユニットとを有する。制御ユニットは、フィルターユニット、ディテクタユニットおよびハウジングの電位を、サンプルガスの供給元のプロセスプラズマ、または、プラズマ生成ユニットにより生成されたプラズマをクリーニング用のプラズマとして引き込むクリーニング電位に設定するクリーニング制御ユニットを含む。クリーニング電位は、接地電位または負電位であってもよい。定期的に、または適当なタイミングでハウジングを含めて、クリーニング電位にガス分析装置を設定することによりプラズマを引き込み、プラズマによりガス分析装置内をクリーニングできる。
【０００５】  ガス分析装置は、プラズマ生成ユニットを有していてもよい。クリーニング制御ユニットは、サンプルガスの供給元がプロセスプラズマを生成するタイミングでクリーニング電位に設定するユニットを含んでもよい。
【０００６】  ガス分析装置は、サンプルガスをイオン化するイオン化ユニットを有し、フィルターユニットは、イオン化されたサンプルガスをフィルタリングするユニットを含んでもよい。典型的なフィルターユニットの一例は、イオン化されたサンプルガスを質量電荷比によりフィルタリングするユニットである。イオン化ユニットは、熱電子供給ユニットを含み、クリーニング制御ユニットは、イオン化ユニットの電位をクリーニング電位に設定するユニットを含んでもよく、イオン化ユニットも含めてクリーニングしてもよい。
【０００７】  本発明の他の態様の１つは、流入するサンプルガスを分析するガス分析装置の制御方法である。ガス分析装置は、サンプルガスをフィルタリングするフィルターユニットと、フィルタリングされた結果を検出するディテクタユニットと、フィルターユニットおよびディテクタユニットを収納するハウジングと、フィルターユニット、ディテクタユニットおよびハウジングの電位を制御する制御ユニットとを有する。制御方法は、制御ユニットが、フィルターユニット、ディテクタユニットおよびハウジングの電位を、サンプルガスの供給元のプロセスプラズマ、または、プラズマ生成ユニットにより生成されたプラズマを、クリーニング用のプラズマとして引き込むクリーニング電位に設定することを含む。クリーニング電位は、接地電位または負電位であってもよい。
【０００８】  ガス分析装置が、プラズマ生成ユニットを含み、当該方法が、プラズマ生成ユニットが、クリーニング電位に設定することと並行してクリーニング用プラズマを生成することを含んでもよい。クリーニング電位に設定することは、サンプルガスの供給元がプロセスプラズマを生成するタイミングでクリーニング電位に設定することを含んでもよい。ガス分析装置が、サンプルガスをイオン化するイオン化ユニットを有する場合は、クリーニング電位に設定することは、イオン化ユニットの電位をクリーニング電位に設定することを含んでもよい。
【０００９】  本発明の他の態様の１つは、流入するサンプルガスを分析するガス分析装置を制御するプログラムである。プログラム（プログラム製品）は、制御ユニットにより、フィルターユニット、ディテクタユニットおよびハウジングの電位を、サンプルガスの供給元のプロセスプラズマ、または、プラズマ生成ユニットにより生成されたプラズマを、クリーニング用のプラズマとして引き込むクリーニング電位に設定する命令を有する。プログラムまたはプログラム製品は、適当な記録媒体に記録して提供されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】従来の質量分析装置の一例を示すブロック図。
【図２】プラズマクリーニングを行うガス分析装置の一例を示す図。
【図３】ガス分析装置の制御の概要を示すフローチャート。
【図４】プラズマクリーニングを行うガス分析装置の異なる例を示す図。
【図５】プラズマクリーニングを行うガス分析装置のさらに異なる例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】  本発明の１つの実施形態はガス分析装置であり、その一例は質量分析装置である。半導体製造プロセスのモニタリングなどアプリケーションにおいては多種多様な成分を含むガスをモニタリングする必要があり、それらに対して安定して精度の高い測定が可能なセンサーが求められている。
【００１２】  図１を参照して、ガス分析装置の一例として四重極型質量分析計の概要を説明する。四重極質量分析計（質量分析装置）９１は、分析対象のガス（ガスサンプル、サンプルガス）９をイオン化するイオン化装置（イオン化ユニット、イオン源）１０と、イオン化されたガス８を分析するガス分析ユニット（ガス分析セクション）２１とを含む。ガス分析ユニット２１は、フィルターユニットである四重極部２０と、四重極の各電極間を通って到達するガスイオン８を捕集するディテクタユニット（検出部、例えば、ファラデーカップ）３０とを含む。フィルターユニット２０は、周方向に所定間隔で配置された上下方向に延びる複数本、典型的には４本の円柱状の電極を含む。質量分析装置９１は、イオン化装置１０、フィルターユニット２０、およびディテクタユニット３０を収納する真空容器（ハウジング）４０と、ハウジング４０内を負圧に維持する真空ポンプ４５とを含み、ハウジング４０に流入したガス９をイオン化装置１０によりイオン化する。
【００１３】  イオン化ユニット１０は、グリッド１１と、電子流を供給するカソードとして機能するフィラメント１２とを含む。グリッド１１の一例は、金属細線を格子状でかつ円筒形状に組み付けて構成される。フィラメント１２は、支持フレームに周方向に所定間隔で設置された金属製の支持ピンに接続されており、グリッド１１の外周に配置される。フィラメント１２の一例は、イリジウムからなる母材の表面を電着処理により酸化イットリウムで被覆したものである。フィルターユニット２０とイオン化ユニット１０との間には、フィルターユニット２０へ向かうイオンが効率よく収束するフォーカス電極２５が介設されている。フォーカス電極２５は、例えば、フィラメント１２の支持ピンと電気的に接続されており、フィラメント１２の電位とフォーカス電極２５の電位とを同等としている。
【００１４】  従来の質量分析装置９１は、純粋なガス、すなわち、腐食性ガスではない環境を対象とした条件で稼働するように設計されている。この条件に対応したカソード材料（フィラメント材料）としては、Ｙ２Ｏ３／Ｉｒ、すなわち、芯材がイリジウムＩｒからなり、電子放出層が酸化イットリウム（イットリア、Ｙ２Ｏ３）からなるフィラメントがある。フッ化炭素ＣＦｘを成分として含むガスに対しては、タングステンＷ材料がフィラメント材料（カソード材料）として有効であるとされている。
【００１５】  プロセスからのガスにシリコンオイルが含まれる環境下では、特に、質量分析装置９１の起動、停止時に、シリコンＳｉ、酸化ケイ素ＳｉＯ２、シリコン窒化物ＳｉＮなどでフィラメント１２がコーティングされ、機能が阻害されることがある。
【００１６】  グリッド１１は、現状はインコネル６００が用いられている。グリッド１１に一部のガスが堆積して絶縁膜となる可能性があり、イオナイザ／イオン光学領域で正しい電位分布を作成しない可能性がある。また、ガス分析装置９１のモニタリング対象のプロセスの一例として、半導体製造プロセスにおいてＣＶＤまたはＰＶＤを行うシステムを挙げることができる。このシステムで実施されるプロセスは、二酸化ケイ素ＳｉＯ２、シリコン窒化物ＳｉＮ３、窒化チタンＴｉＮ、窒化タンタルＴａＮなどの酸化物または絶縁物を堆積させるプロセスを含み、システムをモニタリングするガス分析装置９１においても、それらの酸化物または絶縁物が、イオン化ユニット１０、フィルターユニット２０、ディテクタユニット３０および／またはハウジング４０に堆積する可能性がある。
【００１７】  図２に、本発明の実施形態の１つを示している。このガス分析装置１は、図１に示したガス分析装置と同様に質量分析装置であり、プロセス７０からハウジング４０に流入するサンプルガス９を分析する装置である。ガス分析装置１は、サンプルガス９をイオン化するイオン化ユニット１０と、イオン化されたサンプルガス（ガスイオン）８を質量電荷比によりフィルタリングするフィルターユニット（本例においては四重極部）２０と、フォーカス電極２５と、フィルタリングされた結果としてフィルターユニット２０を通過したイオン（ガス成分）を検出するディテクタユニット３０と、イオン化ユニット１０、フィルターユニット２０およびディテクタユニット３０を収納し、内部を真空ポンプ４５により負圧に制御するためのハウジング（チャンバ）４０とを含む。ガス分析装置１は、さらに、イオン化ユニット１０、フォーカス電極２５、フィルターユニット２０、ディテクタユニット３０およびハウジング４０の電位を制御する制御ユニット６０とを有する。フィルターユニット２０の電位は、四重極に対して高周波および直流を印加する駆動ユニット（ＲＦ／ＤＣユニット）２２を介して制御される。イオン化ユニット１０は、熱電子供給ユニット１３としてフィラメント（カソード）１２およびグリッド１１を含む。
【００１８】  ガス分析装置１は、クリーニング用のプラズマ５５を生成するプラズマ生成ユニット５０を含む。プラズマ生成ユニット５０の一例は、０．０１〜１ｋＰａ程度の低圧で、電極を使用しない生成方法によりプラズマを生成できるユニットである。プラズマ生成ユニット５０は、石英（Ｑｕａｒｔｚ）、酸化アルミ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化ケイ素（ＳｉＮ３）などのプラズマに対して耐久性が高い誘電体で形成された容器５１と、電場あるいは磁場により容器内でプラズマを生成する機構５２とを含む。プラズマ生成ユニット５０は、プロセスから、またはクリーニングに適した成分のガスを引き込んで、誘電結合プラズマ（ＩＣＰ）、誘電体バリア放電（ＤＢＤ）、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）などの方法により、０．０１〜１ｋＰａの圧力下でプラズマを生成できる。例えば、測定用のプラズマ生成を兼ねる場合は１〜１０ｍＴｏｒｒ程度の減圧下でプラズマを生成してもよい。クリーニング用のプラズマを専用に生成する場合は、１０−数１００Ｐａ程度の圧力下でプラズマを生成してもよい。プラズマを容器内に閉じ込めるために磁場と電場とを併用してもよい。
【００１９】  制御ユニット６０は、ガス分析装置１の各部分の電位を制御する。サンプルガス９を分析する際は、イオン化ユニット１０においてはグリッド１１の電位は、フィラメント（カソード）１２の電位に対して所定のエネルギ（ｅＶ）の電子流（熱電子流）が得られるように設定される。例えば、グリッド１１の電位は５−１５Ｖ、フィラメント１２の電位はグリッド１１の電位に対して２０−１００Ｖ、負電圧になるように設定される。なお、これらの電位は一例であり、この値に限定されるものではない。以下においても同様である。サンプルガス９は、イオン化ユニット１０においてフィラメント１２から供給される熱電子流と衝突し、気体イオン（正イオン）８となり、一部が引出し電極（フォーカス電極）２５により引き出されてフィルターユニット２０に供給される。
【００２０】  フィルターユニット２０の電位は、駆動ユニット２２を介して、直流成分と高周波成分とが重畳した極性が逆の電圧が印加される。ファラデーカップなどが用いられるイオンディテクタユニット３０の電位は、フィルターユニット２０を通過したガスイオン８を検出するためにグリッド１１の電位よりも低い電位、例えば、接地電位または若干の負電位に設定される。これらを収納するハウジング４０の電位は、イオン流８への影響を抑制するために接地電位または正電位に設定される。
【００２１】  制御ユニット６０は、ガス分析装置１の全体に、具体的には、ハウジング４０にプラズマを引き込んで、ハウジング４０に収納されているパーツだけではなく、ハウジング４０を含めてクリーニングするクリーニング制御ユニット６１を含む。クリーニング制御ユニット６１は、イオン化ユニット１０のグリッド１１およびフィラメント１２を含めた熱電子供給ユニット１３の電位と、フィルターユニット２０の電位と、ディテクタユニット３０の電位と、ハウジング４０の電位とをクリーニング電位Ｖｃに設定し、クリーニング中はクリーニング電位Ｖｃを維持する。すなわち、このクリーニング制御ユニット６１は、フィルターユニット２０、ディテクタユニット３０およびハウジング４０の電位をクリーニング電位Ｖｃに設定するユニット６１ａと、イオン化ユニット１０の電位をクリーニング電位Ｖｃに設定するユニット６１ｂとを含む。
【００２２】  クリーニング電位Ｖｃは、正に帯電したプラズマを効率よく引き込み、プラズマによるクリーニング効率を向上するために、接地電位または負電位であってもよい。プラズマは数Ｖ程度、正に帯電することが多く、ハウジング４０に、効率よくプラズマを引き込んでクリーニングを実行するためには、クリーニング電位Ｖｃは負電位であることが望ましい。
【００２３】  また、クリーニング制御ユニット６１は、クリーニング電位Ｖｃを、イオン化ユニット１０、フィルターユニット２０、ディテクタユニット３０およびハウジング４０で共通となるように設定してもよく、プラズマをさらに効率よく引き込むために、適当な電圧勾配を形成するように設定してもよい。例えば、クリーニング電位Ｖｃは、ハウジング４０に向けて電圧勾配を形成するように設定してもよい。また、クリーニング電位Ｖｃは、クリーニング中に、イオン化ユニット１０、フィルターユニット２０、ディテクタユニット３０およびハウジング４０の各セクション、または各セクションを構成する部品単位で、集中した洗浄効果を得るために、または、クリーニングされる強度を制御するためなどの目的で、各セクションおよび／または部品の電位または電位差を、時間経過に応じて、順番に、あるいはランダムに制御してもよい。また、クリーニング電位Ｖｃは、全体として、または、各セクション、各部品単位で、クリーニング中に各電位を変動させてもよい。
【００２４】  制御ユニット６０は、クリーニングプラズマ５５が必要なタイミングでプラズマ生成ユニット５０においてプラズマを生成するプラズマ生成制御ユニット６５を含む。クリーニング制御ユニット６１は、定期的に、イオン化ユニット１０のフィラメント１２からのエミッション電流の変化などのガス分析装置１の性能のモニタリングの結果、または、ガス分析装置１の上位のアプリケーションからオーダーなどに応じてプラズマクリーニングの要否を判断するユニット６１ｃを含む。
【００２５】  クリーニング制御ユニット６１が、プラズマクリーニングが必要と判断すると、プラズマ生成制御ユニット６５を介してプラズマ生成ユニット５０においてクリーニング用のプラズマ５５が生成される。クリーニング電位Ｖｃが設定されると、生成されたプラズマ５５が、イオン化ユニット１０を通して、フィルターユニット２０、ディテクタユニット３０およびハウジング４０に接触するまで引き込まれ、それらの表面に付着している物質、例えば、酸化物などの絶縁物質を除去することができる。
【００２６】  プラズマ生成ユニット５０において生成されるプラズマ５５は若干、数Ｖ程度、例えば５Ｖ程度の正電位に帯電する。このため、ガス分析装置１を接地電位または負電位のクリーニング電位Ｖｃに維持することにより、プラズマ５５をガス分析装置（質量分析装置）１の内部に引き込んでプラズマクリーニングを行うことができる。ガス分析装置１のクリーニング中の電位は、プラズマ５５の電位よりも低ければよく、正電位であってもよいが、プラズマ５５の電位に対してある程度の電位差を確保することが好ましく、クリーニング電位Ｖｃは、接地電位またはそれ以下の負電位であってもよい。プラズマ生成ユニット５０において生成されるクリーニング用のプラズマ５５の電位をさらに上げて、イオン化ユニット１０、フィルターユニット２０、ディテクタユニット３０およびハウジング４０に対して相対的に正に高い電位に設定してもよい。クリーニング中に、正電位のクリーニング電位Ｖｃを設定しても、クリーニング用のプラズマ５５をガス分析装置１、具体的にはハウジング４０に引き込み、クリーニングすることができる。
【００２７】  クリーニング制御ユニット６１は、サンプルガス９の供給元のプロセス７０がプロセスプラズマ７５を生成するタイミングでクリーニング電位Ｖｃに設定するユニット（プロセスプラズマクリーニングユニット）６１ｄを含む。ガス分析装置（質量分析装置）１のモニタリング対象のプロセス７０は、ＣＶＤ（化学蒸着、Chemical Vapor Deposition）またはＰＶＤ（物理蒸着、Physical Vapor Deposition）を行うシステム７１を含む。このシステム７１においては、酸化ケイ素ＳｉＯ２、シリコン窒化物ＳｉＮ３、窒化チタンＴｉＮ、窒化タンタルＴａＮなどの酸化物または絶縁物を堆積させるプロセスを含み、この際、ＳｉＯ２についてはＴＥＯＳプラズマ（オルトケイ酸テトラエチル、テトラエトキシシラン、Tetraethyl orthosilicate）、ＳｉＮについては、シランＳｉＨ４およびアンモニアＮＨ３を含むプラズマを用いる。したがって、ガス分析装置１に、これらのプロセスクリーニング用のプラズマ７５をクリーニングプラズマとして引き込むことにより、ガス分析装置１の内部をクリーニングしてもよい。
【００２８】  サンプルガス９の供給元のプロセスが半導体製造プロセス７０の場合は、システム７１の内部をクリーニングしたり、プロセス７０の対象物をドライエッチングするためなどに、エッチング用プラズマを生成する。例えば、フッ素系のラジカルを発生させるフッ化炭素ＣＦｘ、六フッ化硫黄ＳＦ６、フッ化窒素ＮＦ３、四フッ化ケイ素ＳｉＦ４などを含むクリーニング用プラズマ７５が生成される。クリーニング制御ユニット６０のプロセスプラズマクリーニングユニット６１ｄは、プロセス７０のシステム７１を制御するプロセス制御ユニット７３と通信を行い、システム７１がプロセスクリーニング用のプラズマ７５またはドライエッチング用のプラズマを生成するタイミングを取得する。クリーニング制御ユニット６１は、そのタイミングでクリーニング電位Ｖｃをセットする。
【００２９】  したがって、ガス分析装置１は、ガス分析装置１が監視対象としているプロセス７０でクリーニングプラズマ７５が生成されるタイミングに合わせて、モニタリング用の電位設定からクリーニング電位Ｖｃに設定を変更することにより内部をクリーニングできる。このため、プロセス７０が再稼働するときに、ガス分析装置１は、リフレッシュされた状態でプロセス７０をモニタリングできる。プロセス７０を監視するための複数のガス分析装置１が配置されている場合は、複数のガス分析装置１を時分割で切り替えて、プロセス７０側からプラズマ７５を引き込んで、それぞれのガス分析装置１の内部をクリーニングしてもよい。
【００３０】  システム７１のクリーニングに要する時間（長さ）および／またはタイミングと、個々のガス分析装置１の内部をクリーニングする時間（長さ）および／またはタイミングとが合致しない場合は、サンプリングガス９およびクリーニングプラズマ７５を導入するライン（配管）に制御弁（遮断弁）６７ｂを設けてクリーニング制御ユニット６１がクリーニングプラズマ７５の導入を制御してもよい。プラズマ生成ユニット５０からクリーニングプラズマ５５を導入するライン（配管）に制御弁（遮断弁）６７ａを設けてクリーニング制御ユニット６１がクリーニングプラズマ５５の導入を制御してもよい。
【００３１】  ガス分析装置１は多くの部品がメタルで構成されており、測定対象のガス９によって酸化物、その他の絶縁性の様々な成分が堆積する。例えば、ＣＦｘ（低濃度）をモニタリングする場合はＦがガスとして分離しカーボン（Ｃ）が堆積したり、ＴＥＯＳをモニタリングする場合はＳｉＯ２が堆積する可能性がある。一方、金属表面をクリーニングするために、ＣＦｘなどのクリーニングプラズマ５５または７５を導入すると、金属が腐食してガス分析装置１の寿命が低下する可能性がある。このため、ガス分析装置１を構成するハウジング４０の内面を含め、金属の代わりに、あるいは金属の表面に、熱分解カーボン（熱分解グラファイト、ＰＧ）を装着したり、コーティングしておくことは有効である。
【００３２】  図３に、ガス分析装置１の制御方法の一例を示している。ステップ８１において、制御ユニット６０は、イオン化ユニット１０、フィルターユニット２０、ディテクタユニット３０およびハウジング４０を含めたガス分析装置１の各セクション、各部品の電位を測定状態にセットし、プロセス７０から流入するサンプルガス９の分析を行う。ステップ８２において、クリーニング制御ユニット６１がガス分析装置１のランニング時間、内部の各セクションのモニタリング結果などからクリーニングが必要であると判断すると、ステップ８３において、プラズマ生成ユニット５０でクリーニングプラズマ５５を生成する。ステップ８５において、クリーニング制御ユニット６１は、クリーニング電位Ｖｃをセットする。ステップ８５においては、プラズマ生成ユニット５０は並行してクリーニング用プラズマ５５を生成し、ガス分析装置１はクリーニングプラズマ５５を引き込んで、ハウジング４０を含めてクリーニングを行う。
【００３３】  一方、ステップ８４において、クリーニング制御ユニット６１がプロセス制御ユニット７３と通信してプロセス７０がクリーニングに入り、クリーニングプラズマ７５を生成するタイミングであると判断すると、ステップ８５において、クリーニング電位Ｖｃをセットし、プロセス７０からクリーニングプラズマ７５を引き込んでガス分析装置１をクリーニングする。クリーニング制御ユニット６１は、ステップ８６でクリーニングが終了するまでクリーニング電位Ｖｃを維持する。クリーニングが終了すると、ステップ８１に戻ってガス分析を開始する。
【００３４】  クリーニング制御ユニット６１を含む制御ユニット６０の機能は、クリーニング電位Ｖｃを設定することを実行する命令を含むプログラム（プログラム製品）６６により提供されてもよい。制御ユニット６０は、プロセッサ、メモリなどのコンピュータ資源を備えていてもよく、プログラム６６はメモリなどの記録媒体に記録して提供してもよい。
【００３５】  図４に、本発明の実施形態の他の例を示している。このガス分析装置（質量分析装置）１の基本的な構成は図２に示したガス分析装置と共通する。イオン化ユニット１０は、熱電子供給ユニット１３としてフィラメント１２およびグリッド１１を含む。このガス分析装置１は、プラズマ生成ユニット５０を含まず、監視対象のプロセス７０で生成されるクリーニング用のプラズマ７５を引き込んで、クリーニングを行うクリーニング制御ユニット６１を含む。したがって、クリーニング制御ユニット６１は、プロセス制御ユニット７３と通信し、プロセス７０がクリーニングプラズマ７５を生成するタイミングになると、ガス分析装置１のハウジング４０を含めた各セクション、各パーツにクリーニング電位Ｖｃを設定し、サンプリングライン７９を介してクリーニングプラズマ７５をガス分析装置１に引き込む。
【００３６】  このガス分析装置１は、プロセス７０からクリーニングプラズマ７５を引き出すための電位を設定する引き出し電極６９を備えていてもよい。また、サンプリングガス９を供給するライン（配管）７９ｓに対し、径の大きなライン（配管）７９を、クリーニングプラズマ７５を供給するために用意してもよい。クリーニング制御ユニット６１は、クリーニングプラズマ７５を引き込むときは、サンプリングライン７９ｓのバルブ６８ａを閉じ、プラズマ供給ライン７９のバルブ６８ｂを開ける操作を自動的に行ってもよい。
【００３７】  図５に、本発明の実施形態のさらに異なる例を示している。このガス分析装置（質量分析装置）１の基本的な構成は図２に示したガス分析装置と共通する。イオン化ユニット１０として、熱電子供給ユニット１３の代わりプラズマ生成装置５０が、プロセス７０からのサンプルガス９をプラズマ５５に変化し、ガス分析のためのイオン流８としてフィルターユニット２０に供給する。クリーニングが必要であるとクリーニング制御ユニット６１が判断すると、クリーニング制御ユニット６１は、フィルターユニット２０、ディテクタユニット３０およびハウジング４０にクリーニング電位Ｖｃを設定し、プラズマ生成ユニット５０で生成されるプラズマ５５を大量に、クリーニングプラズマ５５としてハウジング４０内に引き込む。
【００３８】  プラズマ生成ユニット５０とハウジング４０とを接続するプラズマ供給ライン５８に制御バルブ５９を設け、クリーニング制御ユニット６１によりバルブ５９の開度を制御してハウジング４０に供給されるプラズマの量を制御してもよい。図４に示したガス分析装置と同様に、径の異なる２つのラインを切り替えてハウジング４０に供給されるプラズマの量を制御してもよい。
【００３９】  なお、上記では、四重極タイプの質量分析装置をガス分析装置の例に説明しているが、フィルター部２０は、イオントラップ型であってもよく、ウィーンフィルターなどの他のタイプであってもよい。また、フィルター部２０は、質量分析型に限らず、イオン移動度などの他の物理量を用いてガスの分子または原子をフィルタリングするものであってもよい。
【００４０】  また、上記においては、本発明の特定の実施形態を説明したが、様々な他の実施形態および変形例は本発明の範囲および精神から逸脱することなく当業者が想到し得ることであり、そのような他の実施形態および変形は以下の請求の範囲の対象となり、本発明は以下の請求の範囲により規定されるものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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