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HALO RGA－殘餘氣體分析儀與真空診斷系統
HALO RGA－殘餘氣體分析儀與真空診斷系統
Vacuum Fingerprinting、Leak Detection、Contamination Monitoring 與 Trend Analysis
Hiden HALO RGA 是專為Residual Gas Analysis 與日常 Vacuum Diagnostics設計的四極桿質譜分析系統，可直接分析真空腔體中的不同 Gas Species 與 Partial Pressure。
系統適合 Vacuum Fingerprinting、Leak Detection、Water / Hydrocarbon Contamination Monitoring 與長時間 Trend Analysis，可將傳統 Total Pressure Gauge 無法提供的氣體組成資訊直接呈現出來。
HALO RGA 系統概述
從單一 Total Pressure 數值，進一步取得真空腔體內實際的氣體組成與 Partial Pressure。
一般 Vacuum Gauge 主要量測 Total Pressure，因此當真空度異常時，只能確認總壓力上升，卻無法直接知道壓力是由 Water、Air、Hydrocarbon、Process Gas 或其他污染物造成。
HALO RGA 透過 Quadrupole Mass Spectrometry 將真空環境中的不同 Gas Species 分離量測，可建立完整的 Residual Gas Spectrum。
因此研究人員可利用不同 Mass Signals 判斷 Vacuum System Health、確認 Chamber Cleanliness、尋找 Leak Source，並長時間監測設備的真空狀態。
Hiden HALO RGA 提供 100、200 或 300 amu Mass Range，可依不同 Vacuum Application 與分析物種進行選擇。
Vacuum Health 真空系統健康診斷
RGA 比單純 Total Pressure Gauge 提供更完整的真空狀態資訊。
當 Vacuum Chamber 無法達到預期壓力時，問題可能來自 Air Leak、Water Desorption、Hydrocarbon Contamination、Pump Backstreaming、Seal Failure 或 Chamber Material Outgassing。
這些不同問題可能產生類似的 Total Pressure，但在 Residual Gas Spectrum 中具有不同特徵。
HALO RGA 可同步觀察 H2、H2O、N2、O2、Ar、CO、CO2 及 Hydrocarbon-related Mass Signals，協助快速判斷真空異常來源。
Leak Detection 洩漏偵測
可使用 Helium、Argon 或其他 Search Gas 進行 Vacuum Leak Search。
HALO RGA 可作為 Vacuum Leak Detection 工具。操作者可在 Vacuum System 外部針對 Flange、Seal、Feedthrough、Valve 或其他可能洩漏位置施加 Search Gas，再由 RGA 監測對應 Mass Signal。
Hiden 官方指出，Leak Detection 可使用不同 Search Gas，其中實驗室最常採用 Helium 或 Argon。
與只觀察 Total Pressure Change 相比，直接監測 Search Gas 的特定 Mass Channel，可更容易區分真正 Leak Signal 與背景壓力變化。
Water 與 Hydrocarbon 污染監測
快速辨識 Vacuum Chamber 中最常見的水氣與有機污染問題。
Water Vapour 是許多 High Vacuum System 最常見的 Background Species。Chamber Wall、Sample、Seal 與 Internal Components 都可能吸附水氣，在抽真空過程中持續 Desorb。
Hydrocarbon 則可能來自 Vacuum Pump Oil、Grease、Polymer、Seal、Sample Contamination 或 Process Residue。
HALO RGA 可直接觀察 Water 與 Hydrocarbon 相關 Mass Pattern，因此可用於 Chamber Cleaning、Bakeout、Maintenance 與 Process Qualification 前後的真空品質比較。
Vacuum Fingerprinting 真空指紋分析
建立設備正常運作時的 Mass Spectrum Baseline，快速比較設備狀態變化。
每一套穩定運作的 Vacuum System 都會形成具有代表性的 Residual Gas Spectrum。
當 Chamber、Pump、Valve、Seal、Sample Handling 或 Process Condition 發生變化時，Mass Spectrum 可能產生明顯差異。
利用 HALO RGA 定期儲存 Vacuum Fingerprint，可以將設備目前狀態與正常 Baseline 進行比較，作為 Preventive Maintenance、Troubleshooting 與製程品質管理工具。
Faraday 與 SEM 高靈敏度偵測
依所需 Partial Pressure Detection Limit 選擇適合的 Detector Configuration。
Faraday Detector
標準 Faraday Detector 適合一般 Residual Gas Analysis 與 Vacuum Diagnostics。
Hiden 官方目前列出的 Faraday Detection Capability 可達約 2 × 10-11 mbar。
Dual Faraday / SEM Detector
若需要量測更低 Partial Pressure，可選擇 Faraday 與 Secondary Electron Multiplier（SEM）雙偵測器配置。
目前 Hiden 官方 HALO RGA 規格列出的 Detection Capability 可達約 2 × 10-14 mbar。
SEM 特別適合 UHV Background Species、低濃度 Contaminant 與需要提高 Detection Sensitivity 的應用。
HALO RGA 主要特色
針對 Routine Vacuum Diagnostics 與長時間真空監控所設計。
- Residual Gas Analysis
- Vacuum Fingerprinting
- Leak Detection
- Water Vapour Monitoring
- Hydrocarbon Contamination Detection
- Vacuum Trend Analysis
- 100 / 200 / 300 amu Mass Range
- Faraday Detector Detection to 2 × 10-11 mbar
- Faraday / SEM Detection to 2 × 10-14 mbar
- Real-Time Data Acquisition
- Mass Spectral Library
- Ethernet Multi-System Data Acquisition
HALO RGA 系統重點規格
依 Hiden Analytical 現行 HALO RGA 公開產品資料整理。
| System Type | Quadrupole Residual Gas Analyser |
|---|---|
| Main Applications | Vacuum Fingerprinting / Leak Detection / Trend Analysis / Contamination Monitoring |
| Mass Range Options | 100 / 200 / 300 amu |
| Faraday Detection Limit | 約 2 × 10-11 mbar |
| SEM Detection Limit | 約 2 × 10-14 mbar |
| Detector Configuration | Faraday 或 Dual Faraday / Secondary Electron Multiplier |
| Typical Species | H2 / He / H2O / N2 / O2 / Ar / CO / CO2 / Hydrocarbons |
| Data Modes | Mass Scan / Trend / Bar Chart / Analog Peak Display |
| Communication | USB 2.0 / RS232 / Ethernet |
| Software | MASsoft Professional / iRGA |
Trend Analysis 長時間真空監測
連續監測指定 Mass Channels，觀察 Vacuum System 隨時間的變化。
HALO RGA 可將多個指定 Mass Channels 以 Trend Mode 持續記錄，方便觀察 Pump-Down、Bakeout、Gas Purge、Process Change 與 Vacuum Recovery。
對長時間設備運轉而言，Trend Analysis 可協助辨識慢速 Leak、Gradual Contamination、Outgassing Change 或 Pump Performance Variation。
資料可同時以圖形及表格方式呈現，並可儲存供後續比較與分析。
MASsoft Professional 與 iRGA 軟體
從完整研究型控制到自動化 Routine Vacuum Monitoring。
MASsoft Professional
HALO RGA 搭配 Hiden MASsoft Professional，可進行 Mass Spectrum Acquisition、Trend Analysis、Real-Time Display、Data Storage 與 Instrument Control。
Hiden 現行軟體支援 Windows 10 / Windows 11，可透過 USB 2.0、RS232 或 Ethernet 控制系統，並提供 External I/O 以整合其他設備訊號。
iRGA－Routine Vacuum Monitoring
iRGA 是 Hiden 針對日常 Vacuum Monitoring 所提供的簡化操作介面，可自動顯示常見 Residual Gas 與 Vapour 的 Partial Pressure。
標準顯示 Species 包含 Hydrogen、Helium、Water、Nitrogen、Oxygen、Argon，亦可設定 Custom Gas。
iRGA 同時提供 Trend、Scan、Leak Detection、Maintenance 與 Alarm Functions，適合日常設備真空健康監控。
HALO RGA 典型應用
適合研究實驗室、真空設備、薄膜製程與各類 High Vacuum System。
Vacuum Diagnostics
分析真空腔體中的 Residual Gas Composition，協助判斷 Vacuum System Health。
Leak Detection
利用 Helium、Argon 或其他 Search Gas 尋找 Flange、Seal、Valve 與 Feedthrough 洩漏。
Water Contamination
監測 Water Vapour，評估 Chamber Bakeout、Pump-Down 與 Vacuum Cleanliness。
Hydrocarbon Monitoring
偵測 Pump Oil、Grease、Polymer、Organic Residue 與其他 Hydrocarbon Contamination。
Thin Film Systems
應用於 PVD、CVD、Evaporation、Sputtering 與其他 Vacuum Deposition Equipment 的背景監控。
Vacuum Fingerprinting
建立設備正常 Mass Spectrum Baseline，用於 Maintenance、Qualification 與 Troubleshooting。
UHV Research
可作為 UHV Surface Science、Beamline 與研究型 Vacuum Chamber 的 Routine Residual Gas Monitor。
Process Trend Monitoring
長時間記錄指定 Species，追蹤製程、抽氣與設備狀態的時間變化。
何時適合使用 HALO RGA？
當需求是知道「真空系統內有哪些氣體」，而不只是知道目前真空壓力。
如果只需要確認 Chamber 是否達到指定 Total Pressure，一般 Vacuum Gauge 即可完成基本量測。
但當需要進一步判斷漏氣來源、水氣、Hydrocarbon、Outgassing、Chamber Cleanliness 或 Vacuum System Health時，就需要 RGA 提供 Gas-Specific Partial Pressure Information。
HALO RGA 特別適合作為日常 Vacuum Diagnostics 與 Routine Monitoring 工具；若分析需求進一步涉及更高 Mass Resolution、Abundance Sensitivity、抗污染能力或更低訊號 Detection，可再評估 Hiden 3F Series RGA。
恩詠有限公司－Hiden HALO RGA 真空診斷與殘餘氣體分析系統規劃
HALO RGA 的實際配置需依 Vacuum Pressure、Target Gas Species、Expected Partial Pressure、Mass Range、Detection Limit、Detector Selection、Chamber Port 與 Software Monitoring Requirement 進行評估。
恩詠有限公司可依客戶的真空系統、Chamber Pressure、Pump Type、Leak Detection、Water / Hydrocarbon Contamination、Vacuum Fingerprinting、Mass Range、Faraday / SEM Detector 與長時間 Trend Monitoring需求，協助評估適合的 Hiden HALO RGA 系統配置。