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HPR-30 Series 真空製程氣體分析系統
HPR-30 Series－真空製程氣體分析與製程監測質譜系統
從高真空至大氣壓取樣，專為 CVD、ALD、MOCVD、Plasma Etching 與真空製程監測設計
Hiden HPR-30 Series 是專為真空製程中的氣體、蒸氣與殘餘氣體分析所設計的 Differentially Pumped Residual Gas Analysis System。
系統可依製程壓力與取樣條件配置不同 Sampling Inlet，提供快速且高靈敏度的 Process Gas Analysis，適合 Leak Detection、Contamination Monitoring、Process Trend Analysis、Precursor Analysis 與製程診斷。
HPR-30 Series 系統概述
將 Residual Gas Analysis 從一般真空診斷延伸至半導體、薄膜與 Plasma Process Monitoring。
一般 RGA 主要用於高真空系統中的 Background Gas、Leak Detection 與 Vacuum Diagnostics；但 CVD、ALD、MOCVD、Etching 等製程的操作壓力與氣體條件可能超出傳統 RGA 可直接量測的範圍。
HPR-30 Series 透過 Differential Pumping 與不同 Sampling Inlet Configuration，將 Process Gas 從製程環境導入住譜分析器，使系統能在廣泛製程壓力範圍下分析 Reactants、Products、Precursors、Contaminants 與 Residual Gases。
因此可將 Mass Spectrometry 直接應用於 Process Chamber Diagnosis、Gas Purity、Process Stability、Endpoint Behaviour 與 Contamination Control。
三種 HPR-30 取樣配置
依 Process Pressure、Sampling Position、空間與加熱需求選擇適合的 Inlet Architecture。
HPR-30 RGA
直接 Process Zone 取樣
- Dual Conductance Sampling Inlet
- Directly Connected Re-Entrant Aperture
- 可直接於 Process Zone 取樣
- 降低 Sampling Delay
- 適合快速確認 Process Status
HPR-30 Multi Inlet
多位置／多壓力製程監測
- Multiple Flexible Sampling Inlets
- 每組 Sampling Line 約 1 m
- Tri-Valve Manifold Connection
- Automated Inlet Switching
- 適合廣泛 Process Pressure Range
HPR-30 SGL
加熱式單一取樣管路
- Single Heated Sampling Line
- 適合有限 Tool Space
- 適合較低揮發性 Byproducts
- 降低 Condensation / Memory Effect
- 可選 Time-Resolved Pulsed Process Monitoring
真空製程即時氣體分析
直接追蹤 Process Gas、Reaction Products、Precursors 與 Contaminants 的變化。
Process Monitoring by Mass Spectrometry
在 Vacuum Deposition、Etching 與 Plasma Process 中，Chamber 內的氣體組成會隨 Gas Flow、Pressure、Plasma Power、Substrate Condition 與 Reaction Progress 持續變化。
HPR-30 可利用 Mass Spectrum 與 Multiple Ion Detection 持續追蹤指定 Species，觀察 Process Gas Consumption、Reaction Product Formation、Contamination 與 Process Drift。
這類即時資訊可用於製程開發、製程條件比較、故障診斷與長時間 Process Stability 評估。
典型製程應用
適用於半導體、薄膜、電漿與其他真空製程中的氣體與蒸氣分析。
ALD－Atomic Layer Deposition
分析 ALD Precursor、Purge Gas、Reaction Products 與 Pulsed Process 中的時間變化。
CVD－Chemical Vapour Deposition
監測 CVD 製程中的 Reactants、Byproducts、Process Gas Purity 與 Contamination。
MOCVD
分析高質量 Precursor、Carrier Gas、Reaction Products 與製程穩定性。
Plasma Etching / RIE
分析 Etching Gas、Reaction Products 與腐蝕性氣體，協助研究 Plasma Process Behaviour。
Reactive Sputtering
監測 Reactive Gas Partial Pressure，研究 Sputtering Process 與薄膜沉積條件。
Vacuum Process Diagnostics
進行 Leak Detection、Background Gas Analysis、Contamination Monitoring 與 Vacuum Diagnosis。
洩漏偵測與污染監測
利用 Residual Gas Composition 快速辨識 Vacuum System 與 Process Chamber 異常。
真空製程中的異常 Gas Signature 可能來自 Atmospheric Leak、Water Vapour、Hydrocarbon Contamination、Process Residue、Seal Failure 或 Gas Supply Purity。
HPR-30 可持續監測不同 Mass Channels，利用 Partial Pressure 與 Trend Data 協助辨識氣體來源及製程狀態變化。
相較只觀察 Total Pressure，Mass Spectrometry 可進一步辨識造成 Pressure Change 的實際 Gas Species，因此對 Vacuum Troubleshooting 與 Contamination Diagnosis 更具分析價值。
HPR-30 SGL 加熱式取樣
針對低揮發性 Reaction Products 與空間受限製程設備設計。
部分 CVD、ALD 或其他 Thin Film Process 所使用的 Precursor 與 Reaction Byproducts 具有較低 Vapour Pressure，在未加熱的 Transfer Line 中可能產生 Condensation 或 Adsorption。
HPR-30 SGL 採用 Single Heated Sampling Line，可維持 Sampling Path Temperature，降低低揮發性 Species 在傳輸過程中的損失。
SGL 架構亦適合 Sampling Connection Space 有限的 Process Tool，並可選配 Time-Resolved Data Acquisition，用於 Pulsed Deposition Process Monitoring。
3F Triple Filter 高階分析配置
針對更高 Abundance Sensitivity、ppb 級分析與嚴苛 Process Gas 環境。
HPR-30 Series 可選配 Hiden 3F Series Triple Filter Quadrupole Mass Spectrometer。
Triple Filter 架構提供更高的 Abundance Sensitivity 與低濃度分析能力，可將 Detection Level 延伸至 ppb Scale，同時具有較佳的 Contamination Resistance。
這項配置特別適合 CVD、RIE 與其他可能包含 Corrosive、Reactive 或 Contaminating Gas Species 的製程環境。
HPR-30 Series 主要特色
從 Vacuum Diagnostics 到 Advanced Semiconductor Process Monitoring 的可配置分析平台。
- Differentially Pumped Process Gas Analysis
- High Vacuum 至 Atmospheric Pressure Sampling
- HPR-30 RGA Direct Process Sampling
- HPR-30 Multi Inlet Automated Switching
- HPR-30 SGL Heated Sampling Line
- Rapid Process Gas Response
- Leak Detection
- Contamination Monitoring
- Process Trend Analysis
- Optional 3F Triple Filter Quadrupole
MASsoft Professional 與 iRGA 軟體
從研究型質譜控制到日常 Vacuum Monitoring 與 Alarm Management。
HPR-30 Series 搭配 Hiden MASsoft Professional，可進行 Instrument Control、Mass Scan、Multiple Ion Detection、Data Logging 與 External I/O Integration。
MASsoft Professional 目前支援 Windows 10 / Windows 11，並可透過 USB 2.0、RS232 或 Ethernet 控制儀器，同時讀取外部設備訊號並與 Mass Spectrometer Data 整合。
Hiden 亦提供 iRGA 軟體，用於較例行性的 Vacuum Monitoring，可自動提供常見 Residual Gas 與 Vapour 的 Partial Pressure Data，並具備 Trend、Scan、Leak Detection、Maintenance 與 Alarm Functions。
HPR-30 的製程分析價值
不只知道 Chamber Pressure 是否改變，更能知道「是哪一種氣體」造成改變。
Vacuum Gauge 可提供 Total Pressure，但無法辨識 Chamber 中不同 Gas Species 的組成。
HPR-30 將 Differential Sampling 與 Quadrupole Mass Spectrometry 結合，可直接取得 Process Chamber 中不同氣體的 Mass Spectrum 與 Partial Pressure Trend。
因此研究人員與 Process Engineer 可進一步判斷Leak、Water Background、Contamination、Precursor Behaviour、Reaction Byproducts、Process Stability 與製程條件改變之間的關係。
恩詠有限公司－Hiden HPR-30 真空製程氣體分析系統規劃
HPR-30 的實際配置需依 Process Pressure、Sampling Position、Process Gas、Precursor、Byproducts、Sampling Distance、Line Temperature、Target Mass Range、Detection Limit 與 Time Resolution 共同評估。
恩詠有限公司可依客戶的CVD、ALD、MOCVD、Plasma Etching、RIE、Reactive Sputtering、Vacuum Process、Process Pressure、Gas Species、Precursor、Sampling Position、污染監測與製程時間解析度需求，協助評估 HPR-30 RGA、HPR-30 Multi Inlet、HPR-30 SGL 或 3F Triple Filter 的適合配置。