JP7724385B2 - 光イオン化を使用したプロセス汚染物質検出用の分圧計アセンブリ及び関連方法 - Google Patents

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（関連出願の相互参照）
本出願は、２０２２年４月１９日に出願され、「ＰＡＲＴＩＡＬ ＰＲＥＳＳＵＲＥ ＧＡＵＧＥ ＦＯＲ ＰＲＯＣＥＳＳ ＣＯＮＴＡＭＩＮＡＮＴ ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ ＵＳＩＮＧ ＰＨＯＴＯＩＯＮＩＺＡＴＩＯＮ」という発明の名称の米国仮特許出願第６３／３３２，３５１号の利益及び優先権を主張する。当該出願の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。

開示された発明は概して圧力計の分野に関し、具体的には、計器が、不活性ガスの減圧下で汚染物質を選択的に測定するために高エネルギー光子を利用する、半導体プロセスツールの故障検出に使用するための分圧計に関する。

現代の集積回路（ＩＣ）の製造は、高純度の半導体ウェハから始まり、次いでこれらのウェハは、数週間又は数ヶ月の期間にわたって、厳重に制御された数百ものプロセスステップに進む。ウェハがこれらのステップを完了した後、多数の小さなダイ（ｄｉｅ）に切り分けられる。次いでこれらのダイはパッケージ化され、ＩＣなどの得られたデバイスは、多くの現代の電子デバイスの中心部に組み込まれる。高性能の半導体デバイスを高い歩留まりで製造するには、ウェハを取り巻く微小環境の厳密な制御を必要とする。様々な製造ステップにおいて、部分的に完成したデバイスは、ある特定のプロセス汚染物質にさらされる結果として多かれ少なかれ損傷を受けるリスクがある。第一の例として、トランジスタのソース又はドレイン領域との接触に関与する金属層の成長中に微量の酸素にさらされると、この層の電気抵抗が増加し、デバイスの時定数が低下するため、歩留まりが低下する可能性がある。第二の例として、ウェハ表面に残留する微量の炭化水素汚染物質は、リソグラフィ光学系などの半導体処理ツールのコンポーネントを劣化させる可能性がある。第三の例として、絶縁体蒸着のメタライゼーションに使用される前駆体化学物質は、チャンバから不完全にパージされ得るか、又はプロセスチャンバから搬送チャンバに漏れ戻る可能性があり、搬送しているウェハに損傷を与える。したがって、半導体ウェハの取り扱い、保管のステップ、及び処理ステップの間に、これらの汚染物質を監視することが重要である。

典型的には、ウェハの微小環境は汚染物質から超清浄に維持され、一部のプロセスは高真空（すなわち、１ｅ－５Ｔｏｒｒ未満）であるが、多くの現代の半導体プロセスは、はるかに低い真空（１～１００Ｔｏｒｒ）で不活性ガスのフロー中に発生する。このことは、かなり典型的には、窒素、アルゴン、又は水素のような不活性ガスがプロセスステップ中に高レベルで存在することを意味する。全圧の測定はこれらの主要な種のレベルを示すが、１００万分の１のレベルで存在する可能性のある微量汚染物質の許容可能な指標を提供していない。例えば、１ｐｐｍレベルの酸素が特定のツールステップにおいて特定された場合、追加のウェハの処理を中断することができ、チャンバＯリングなどの欠陥のあるコンポーネントを交換して、追加のウェハスクラップを防ぎ、ツールのダウンタイムを短縮することができる。同様に、ウェハ表面上の少しのレベルの有機汚染物質は、パターン転写の欠陥を引き起こし、エッジの配置エラー及び他の歩留まりへの影響をもたらす可能性がある。歩留まりへの影響だけでなく、また、炭化水素汚染物質がウェハ表面に残ることで、最新の半導体ノードに必要な複雑で高価なリソグラフィ部品が劣化する可能性もある。このように損傷した光学系及びマスクの交換は非常に高価になる可能性がある。これらの歩留まり及びツールに影響を与えるものの全ては、競争の激しい半導体製造業界では制御することが重要である。汚染以外にも、エッチングの終点を決定することなどの、バックグラウンドガス中の微量レベルの種を決定することが重要である他の場合が存在する。

全圧は、多くのタイプの計器で測定することができる。それらには、とりわけ、Ｂａｙａｒｄ－Ａｌｐｅｒｔ式電離真空計、キャパシタンスマノメータ、及び熱電対真空計が含まれる。形式的には、マノメータのみがガスの真の圧力を測定し、他のものはイオン化断面積、熱輸送、又はガスの他の特性に関連する数密度の推定値を提供する。しかしながら、最も一般的なタイプの計器は、微量成分ではなく、ガスの全圧に関連するガスの特性を測定しているとおおよそ言うことができる。

微量成分を測定するこの問題は、従来、残留ガス分析計（ＲＧＡ、例えば質量分析計の一種）と呼ばれる特殊なタイプの「イオンゲージ」を使用することにより解決されてきた。Ｂａｙａｒｄ－Ａｌｐｅｒｔゲージなどのイオンゲージのように、ＲＧＡは高エネルギーの電子ビームを使用して中性種をイオンに変換する。７０～１００ｅＶの典型的な電子エネルギーでは、全てのガス分子をある程度の確率でイオン化することができる。ＲＧＡは、異なる質量対電荷比（ｍ／ｚ）によってこれらのイオンを分離するための質量フィルタを含む。ｍ／ｚを微小環境中に存在する異なるガスと関連付け、イオン化断面積、及びセンサのｍ／ｚ感度因子と組み合わせることにより、たとえそれらが大多数のガス中に低レベル（すなわち、１ｐｐｍ）で存在する場合でも、異なる汚染分子の分圧を推定するために使用することができる。残念ながら、質量分析の使用は、１～１００Ｔｏｒｒの圧力で作動する現代の半導体プロセスには直接適用することはできない。これは、ほとんどのＲＧＡの作動には低圧（＜１ｅ－４Ｔｏｒｒ）が必要であるからである。簡潔に述べると、ＲＧＡではフィラメント（陰極）の作動に低圧が必要である。１ｅ－４Ｔｏｒｒを超える圧力では、空間電荷がフィラメントをその抽出フィールドからマスクし始める。加えて、イオン衝撃及び酸化がフィラメント材料を浸食し得る。ＲＧＡに関する別の問題は、質量分析計におけるイオン分子の衝突の影響を制限し、二次電子増幅器におけるイオンフィードバック又はプラズマ放電を回避するために、低圧が必要であるということである。そのため、多くの現代の半導体ツール又はプロセスステップにＲＧＡを取り付けるためには、追加のポンピングが必要とされる。これはコストを増加させ、応答時間を遅延させ、既に混雑している半導体リアクタチャンバの周囲に十分な空間を必要とする。それはまた高価でもある。これらの高圧マイクロ環境における微量汚染物質の分圧を測定する必要性が残っている。

より高い圧力（約１Ｔｏｒｒ以上）で作動するように設計された計器には、さらなる問題が存在する。この圧力範囲では、気体分子の平均自由行程は典型的には、センサの寸法に比べて非常に短い。圧力フロントが音速で伝播するため、全圧の変化を迅速に検出することができる。しかしながら、チャンバの特定のポイントにおける微量種の分圧を決定することは、計器へのその種の拡散又は輸送に依存する。そのため、分圧計は目的の領域の近くに設置可能でなければならず、そうでなければ、センサは半導体工業における多くの一般的な問題に対処するのに十分に迅速に応答しない。高速で流れるガスの特定の場合、例えばフォアラインに設置されたセンサに到達する時間までに汚染物質が希釈されるため、計器が漏れ又は汚染物質を完全に見逃してしまうことがある。さらに、半導体ツール周囲の空間が非常に制限されていることを考慮すると、懸念される領域に密接に通信し得るセンサを設計することが重要である。

これらは、全圧計及びＲＧＡなどの従来の分圧計に関連する問題のほんの一部である。

本開示は、プロセス環境内に直接挿入され得るセンサゲージ（ｓｅｎｓｏｒ ｇａｕｇｅ）アセンブリを対象とする。分圧イオンゲージの一実施形態は、電気フィードスルーフランジ、プラズマ発生エンベロープ、及び一連の電極を備える。誘電体ハウジングが、イオン及び電子レンズを支持し、プラズマ発生エンベロープをプロセス環境の完全に内側に収容する。

上述したＲＧＡに典型的なように、イオン化のために熱陰極フィラメントを使用するのではなく、本明細書で開示されるセンサは、高エネルギー光子を発生させるために、自己完結型（ｓｅｌｆ－ｃｏｎｔａｉｎｅｄ）プラズマから構成されるランプを利用する。プラズマエンベロープは、減圧でクリプトンガスの試料を含むが、それは、アルゴン、キセノン、又はその他のガスを含むこともできる。プラズマエンベロープの外側にパターン化された２つの電極間、又は他の場合、エンベロープの近くに配置された２つの電極間に発生した高電界が、含有ガスにエネルギーを結合させ、それにより励起されたプラズマ種がそれらの低エネルギー状態に戻るときに発光するプラズマを生成する。エンベロープは、密封可能であり、プラズマとプロセスとの間の圧力差に耐えることができる任意の誘電体であり得る。例えば、それはアルミナの成形品であり得る。しかし、最も典型的なプラズマ源は、Ｐｙｒｅｘ（登録商標）の吹きガラス品から構築される。プラズマ源を含む材料にかかわらず、このランプの一方の面にはＵＶ透過性結晶が存在する。この結晶は、高エネルギー光子に対して透過性の材料から構成される。様々な実施形態では、この結晶は、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、又はフッ化リチウム、あるいはいくつかの他の適切な材料から構成され得る。また、高圧環境（例えば、大気圧）での作動用に設計された従来の光イオン化センサから周知のように、イオン化は選択的であり得る。一般に、クリプトン放電の光子エネルギーは、ほとんどの有機分子の第一のイオン化エネルギー以上のエネルギーを有するが、窒素又はアルゴン又は水素をイオン化するには十分ではない。

ガスセンサの一実施形態は、フランジの内側にこのガスエンベロープを備える。このガスエンベロープはアルミナから構成され得る。一実施形態では、光学素子はサファイアを含む。

ガスの全圧を測定するためのセンサアセンブリの一実施形態は、第一の端部及び対向する第二の端部を含むチャンバを画定するハウジングを備える。チャンバは、ハウジングを取り囲むガスの分子に対して透過性である。放射線源は、チャンバ内に光子を放出するように構造化されている。第一の電極がチャンバの第一の端部に対して配置され、第二の電極がチャンバ内に配置され、第三の電極がチャンバの第二の端部に対して配置される。コントローラが少なくとも第一の電極及び第二の電極と通信している。チャンバ内に放出された光子は、第三の電極から光電子の放出を引き起こす。コントローラは、放出された光電子が、ガスの全圧に依存する比率で第一の電極及び第二の電極に向かって引き付けられ、第一の電極及び第二の電極上に集められるように、第一の導体、第二の導体及び第三の導体を電気的にバイアスするように構造化されており、光電子は第一の電極及び第二の電極上に電流を発生させる。コントローラは、第一の電極及び第二の電極上に発生した電流を測定し、第一の電極及び第二の電極上に発生した電流に基づいてガスの全圧を決定するようにさらに構造化されている。

一実施形態では、放射線源はチャンバの第一の端部に対して配置されている。一実施形態では、チャンバの第二の端部は、周囲環境に対して少なくとも部分的に開放されている。一実施形態では、第三の電極は金を含む。一実施形態では、放射線源は、ハウジングによって少なくとも部分的に囲まれている。別の実施形態では、第一の電極と第二の電極との間の距離対第二の電極と第三の電極との間の距離の比は、約８：１である。さらなる実施形態では、第一の電極、第二の電極及び第三の電極のうちの少なくとも１つはグリッドを備える。

非被分析ガスの存在下で被分析ガスを測定するように構造化された光イオン化センサアセンブリの一実施形態は、第一の端部及び対向する第二の端部を有するチャンバを画定するハウジングを備える。チャンバは、ハウジングを取り囲む被分析ガス及び非被分析ガスの分子に対して透過性である。放射線源は、チャンバ内に光子を放出するように構造化されている。第一の導電性電極がチャンバの第一の端部に対して配置され、第二の導電性電極がチャンバ内に配置され、第三の導電性電極がチャンバの第二の端部に対して配置される。コントローラは、少なくとも第一の導電性電極及び第二の導電性電極と通信する。放出された光子は、被分析ガスの少なくとも一部の分子をイオン化するが、非被分析ガスの分子をイオン化するには不十分である。放出された光子はさらに第三の導電性電極に衝突して光電子が放出される。コントローラは、被分析ガス及び非被分析ガスの全圧の測定値を受信し、光電子が、被分析ガス及び非被分析ガスの全圧に依存する比率で第一の導電性電極及び第二の導電性電極に向かって引き付けられ、第一の導電性電極及び第二の導電性電極上に集められるように、第一の導電性電極、第二の導電性電極及び第三の導電性電極を電気的にバイアスするように構造化されている。コントローラは、第一の導電性電極及び第二の導電性電極上に発生した電流を測定し、全圧において第一の導電性電極及び第二の導電性電極上に集められる放出された光電子の比率を決定するようにさらに構造化されている。コントローラは、決定された比率を使用して測定された電流を補正することによって被分析ガスのイオン化に起因する電流の量を決定して、光電子によって生じた電流を測定された電流から減算するようにさらに構造化されている。

一実施形態では、測定された電流の補正は、第二の導電性電極上で測定された電流の一部（ｆｒａｃｔｉｏｎ）を第一の導電性電極上で測定された電流から減算することをさらに含む。一実施形態では、光イオン化センサアセンブリは、フランジに取り付けられ、全圧を測定し、測定された全圧をコントローラに提供するように構造化された圧力計をさらに備える。一実施形態では、チャンバの第二の端部は、周囲環境に対して少なくとも部分的に開放されている。一実施形態では、第三の導電性電極は金を含む。一実施形態では、放射線源はハウジングによって少なくとも部分的に囲まれている。一実施形態では、放射線源は、チャンバの第一の端部に配置される。

非被分析ガスの存在下で被分析ガスを測定するための方法の一実施形態は、
（１）第一の端部及び対向する第二の端部を有するチャンバを画定するハウジングであって、チャンバが、ハウジングを取り囲む被分析ガス及び非被分析ガスの分子に対して透過性である、ハウジングと、
（２）光子を放出するように構成された放射線源と、
（３）チャンバの第一の端部に対して配置された第一の導電性電極と、
（４）チャンバ内に配置された第二の導電性電極と、
（５）チャンバの第二の端部に対して配置された第三の導電性電極と、
（６）少なくとも第一の導電性電極及び第二の導電性電極と通信するコントローラと
を備えるように光イオン化センサを構造化するステップを含む。

方法は、放射線源から光子をチャンバ内に放出して、被分析ガスの少なくとも一部の分子をイオン化するステップであって、放出された光子が、非被分析ガスの分子をイオン化するには不十分である、ステップをさらに含む。チャンバ内に放射線源から放出された光子は、第三の導電性電極にさらに衝突し、光電子の放出を引き起こす。

コントローラは、被分析ガス及び非被分析ガスの全圧の測定値を受信し、光電子が、被分析ガス及び非被分析ガスの全圧に依存する比率で第一の導電性電極及び第二の導電性電極に向かって引き付けられ、第一の導電性電極及び第二の導電性電極上に集められるように、第一の導電性電極、第二の導電性電極及び第三の導電性電極を電気的にバイアスするように構造化される。コントローラは、第一の導電性電極及び第二の導電性電極上に発生した電流を測定し、全圧において第一の導電性電極及び第二の導電性電極上に集められる放出された光電子の比率を決定するようにさらに構造化される。コントローラは、決定された比率を使用して測定された電流を補正することによって被分析ガスのイオン化に起因する電流の量を決定して、光電子によって生じた電流を取り除くようにさらに構造化される。

一実施形態では、測定された電流の補正は、第二の導電性電極上で測定された電流の一部を第一の導電性電極上で測定された電流から減算することをさらに含む。一実施形態では、方法は、金を含むように第三の導電性電極を構造化するステップをさらに含む。一実施形態では、方法は、周囲環境に対して少なくとも部分的に開放するようにチャンバの第二の端部を構造化するステップをさらに含む。一実施形態では、方法は、グリッドを含むように第三の導電性電極を構造化するステップをさらに含む。別の実施形態では、方法は、放射線源を少なくとも部分的に囲むようにハウジングを構造化するステップをさらに含む。さらなる実施形態では、方法は、チャンバの第一の端部に放射線源を配置するステップをさらに含む。

ガスの全圧を測定する方法の一実施形態は、
（１）第一の端部及び対向する第二の端部を含むチャンバを画定するハウジングであって、チャンバが、ハウジングを取り囲むガスの分子に対して透過性である、ハウジングと、
（２）チャンバ内に光子を放出するように構造化された放射線源と、
（３）チャンバの第一の端部に対して配置された第一の電極と、
（４）チャンバ内に配置された第二の電極と、
（５）チャンバの第二の端部に対して配置された第三の電極と、
（６）少なくとも第一の電極及び第二の電極と通信するコントローラと
を備えるように光イオン化センサアセンブリを構造化するステップを含む。

方法は、放出された光子を第三の電極に衝突させて光電子を放出させるステップと、放出された光電子が、ガスの全圧に依存する比率で第一の電極及び第二の電極に向かって引き付けられ、第一の電極及び第二の電極上に集められるように、第一の導体、第二の導体及び第三の導体を電気的にバイアスするようにコントローラを構造化するステップであって、光電子が第一の電極及び第二の電極上に電流を発生させる、ステップとをさらに含む。コントローラは、第一の電極及び第二の電極上に発生した電流を測定し、第一の電極及び第二の電極上に発生した電流に基づいてガスの全圧を決定するようにさらに構造化される。

一実施形態では、方法は、チャンバの第一の端部に対して放射線源を配置するステップをさらに含む。一実施形態では、方法は、周囲環境に対して少なくとも部分的に開放するようにチャンバの第二の端部を構造化するステップをさらに含む。一実施形態では、方法は、金を含むように第三の電極を構造化するステップをさらに含む。一実施形態では、方法は、放射線源を少なくとも部分的に囲むようにハウジングを構造化するステップをさらに含む。別の実施形態では、方法は、グリッドを含むように第一の電極、第二の電極及び第三の電極のうちの少なくとも１つを構造化するステップをさらに含む。

本開示の追加の特徴及び利点は、以下の図面の簡単な説明及び詳細な説明に記載され、それらから明らかになるであろう。

上記で簡潔に要約された本発明のより具体的な説明は、実施形態を参照することによって理解することができ、その一部は添付の図面に示されている。しかしながら、添付の図面は本発明の典型的な実施形態のみを示すものであり、したがって、本発明の範囲を限定的に考慮するものではないことに留意すべきであり、本発明は同様に他の有効な実施形態を許容し得る。したがって、本発明の性質及び目的をさらに理解するために、図面と併せて読まれる以下の詳細な説明を参照することができる。

半導体製造に使用されるクラスタツールの一実施形態の断面図を概略的に示す。 半導体製造ツールの支持に使用されるセンサゲージの一実施形態の断面図を示す。 センサゲージの一実施形態の斜視図を示す。 図３のセンサゲージの実施形態の断面図を示す。 センサゲージの一実施形態の斜視図を示す。 センサゲージ内の光電子電流の回帰モデルに基づいて全圧を予測する例を示す。 センサゲージの別の実施形態の斜視図を示す。 センサゲージの別の実施形態の断面図を示す。 図８の実施形態の斜視図を示す。 センサを使用した様々な濃度のキシレンパルスの光電子電流補正測定値の例である。 光電子電流についての補正の有効性を示す。

以下の説明は、データコネクタアセンブリの様々な実施形態に関する。本明細書に記載されるバージョンは、本明細書に詳述される特定の発明概念を具体化する例であることが理解されるであろう。そのため、その他の変形及び修正は、当業者には容易に明らかになるであろう。加えて、添付の図面に関して適切な参照枠を提供するために、この説明全体を通して特定の用語が使用される。「上方」、「下方」、「前方」、「後方」、「内部」、「外部」、「前部」、「後部」、「上部」、「下部」、「内側」、「外側」、「第一」、「第二」などの用語は、特に示されている場合を除き、これらの概念を限定することを意図したものではない。本明細書で使用される「約」又は「およそ」という用語は、請求又は開示された値の８０％～１２５％の範囲を指し得る。図面に関して、それらの目的は、データコネクタアセンブリの顕著な特徴を説明することであり、特に縮尺どおりに提供されていない。

光イオン化センサゲージ又はゲージアセンブリ（「センサ」）１００及び関連するアセンブリを使用するプロセス汚染物質検出用の分圧ゲージアセンブリの一実施形態は、プロセスチャンバ内、又はチャンバの関連物を収容するために、製造ツール又はクラスタツールとも呼ばれる、半導体生産又は製造アセンブリ１０内の炭化水素の存在を検出するように構成される。場合によっては、炭化水素汚染は、クラスタツール１０の製造内で使用される不適合なコンポーネント、システムの漏れの結果として発生するか、又は汚染は、ツール１０に導入されたときに半導体ウェハ（「ウェハ」）５０自体に存在し得る。図１を参照すると、製造ツール１０は、半導体ウェハ５０を取り扱うことができるウェハ処理ロボット１４、１５を収容するように構造化された搬送モジュール又は搬送チャンバ１２及びバッファモジュール又はバッファチャンバ１３を含む。追加のプロセスチャンバ２０、２２、２４、２６、２８が、搬送モジュール１２及びバッファモジュール１３の周囲に配置されてもよい。一実施形態では、追加のプロセスチャンバ２０、２２、２４、２６、２８のうちの１つ以上は、搬送／バッファチャンバ１２、１３の環境に対して開放可能であるので、追加のプロセスチャンバ２０、２２、２４、２６、２８の内部環境が、搬送／バッファチャンバ１２、１３の環境へ移動することを可能にし、及び／又は搬送／バッファチャンバ１２、１３の環境が、追加のプロセスチャンバ２０、２２、２４、２６、２８の内部環境へ移動することを可能にする。ウェハがカセット３０から取り出された後、ウェハはプロセスチャンバ２０、２２、２４、２６、２８を通って移動し、プロセスチャンバ２０、２２、２４、２６、２８は、製造ステップの一部としてウェハを受け入れるように構造化することができ、１つ以上の製造ステップの間に使用される様々な試薬、材料、又はプロセスを含むことができる。搬送チャンバ１２及び追加のプロセスチャンバ２０、２２、２４、２６、２８の一部又は全部は、真空システムを介して大気圧未満の圧力に維持され、この真空システムは、製造ツール１０とは別個であってもよいか、又は製造ツール１０と一体化されていてもよい。脱ガスチャンバ２６は、製造ツール１０に含まれ、ウェハ５０を受け入れて加熱するように構成される。ウェハ５０を加熱することで、水及び炭化水素などのウェハ５０上に存在する揮発性種が活性化するので、製造プロセスが進行する前に蒸発によってウェハからそれらが除去される。

センサゲージ１００は、製造ツール１０内の１つ以上の位置に設置することができる。図１に示すように、センサゲージ１００は脱ガスチャンバ２６内に設置される。センサゲージ１００の主な利点は、それが炭化水素などの被分析物の存在を検出し、その被分析物に関連する信号を決定し、その信号を使用して被分析物の分圧を決定することができることである。次いで、この分圧情報は、脱ガスプロセスの完了又は成功の決定、あるいはプロセス（例えば、フォトレジスト除去、洗浄プロセスなど）における上流の問題を示し得る異常に高い汚染レベルの検出に使用することができる。

図２～５に示したセンサゲージ１００の実施形態では、センサゲージ１００は、プロセス又は製造環境の外側に配置された第一の端部１１１と、プロセス環境の内側に配置された第二の端部１１３とを有する。センサは、プロセスチャンバ（図示せず）の外側に対して固定するフランジ１１２、及び気密シールを形成するシール要素１１５（例えば、ガスケット又はＯリング）に取り付けられる。支持体１１４がフランジ１１２の外側の対向面に対して着座し、壁１１６が支持体１１４からフランジ１１２の対向面に結合される。示したように、壁１１６は概して円筒形状であり、空間１１７を画定する。支持体１１４は、各々が放射線源１３０に近接して配置される少なくとも２つのソース電極１１８を支持するように機能する。ソース電極１１８は、放射線源１３０の表面上のメタライゼーション、放射線源１３０に接着された導電性テープ、又はここに示したように、基板支持体１５１によって支持体１１４に取り付けられる回路基板１５０にはんだ付けされた導電性リングを含み得る。示したように、放射線源１３０は、プロセス環境の外部に配置される第一のソース端部１３１と、ハウジング１１０の内部に固定される第二のソース端部１３３とを有するランプである。放射線源１３０は、Ｋｒガスなどのガスで満たされる容積を取り囲んでいるが、他の実施形態は異なるガスを使用することができる。放射線源１３０は、飛散耐性があり、高熱及び圧力変動に耐えることができるほぼ透明な（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ）材料から構成される。一実施形態では、放射線源は、Ｐｙｒｅｘ（登録商標）などのガラスにより構成され得るか、又はガラスにより囲まれ得る。シール１２２が、気密シールを形成するために、フランジ１１２と放射線源１３０との間に配置され得る。示したように、このシール１２２はＯリングであり、気密シールを維持するために支持体１１４によって圧縮力が与えられる。

壁１１６によって画定された空間１１７は、誘電体１６０で裏打ちされて、放射線源１３０の第二のソース端部１３３に対してシールされる放射線窓１６３によって第一の端部で境界を画定されたイオン化チャンバ１６２を形成する。放射線窓１６３は、高エネルギー光子が放射線源１３０からイオン化チャンバ１６２に通過することを可能にするＵＶ透過性結晶から構成される。いくつかの実施形態では、放射線窓１６３は、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化リチウム、又はいくつかの他の適切な材料から構成され得る。複数の開口部１６４が、プロセスチャンバ１８９からのガスがイオン化チャンバ１６２を透過又はそれに入ることを可能にするように、誘電体１６０及び壁１１６を横切る。第一の電極１７０は、放射線窓１６３が放射線源１３０の第二のソース端部１３３と第一の電極１７０との間に位置するように、イオン化チャンバ１６２内に配置される。図４の実施形態に示したように、第一の電極１７０は、外側リム１７２の幅にまたがる、及び／又はグリッド状（ｇｒｉｄ－ｌｉｋｅ）パターンを形成する１つ以上のクロス部材１７４を有するリム又は外側リム１７２を備える。クロス部材１７４と外側リム１７２との間には、第一の電極１７０を横切る複数の開口部１７６が画定される。

さらに図４を参照すると、第二の電極１８０は、第一の電極１７０から間隔をあけて配置され、放射線窓１６３から離れている。第二の電極１８０は、リム１８２の幅にまたがる、及び／又はグリッド状パターンを形成する１つ以上のクロス部材１８４を有するリム又は外側リム１８２を備える。リム１８２及び１つ以上のクロス部材１８４は、第二の電極１８０を横切る複数の開口部１８６を画定する。第三の電極１９０は、第二の電極１８０から間隔をあけて配置され、第二のハウジング端部１１３と第二の電極１８０との間に配置される。第一の電極１７及び第二の電極１８０と同様に、第三の電極１９０は、リム１９２の幅にまたがる、及び／又はグリッド状パターンを形成する１つ以上のクロス部材１９４を有するリム又は外側リム１９２を備える。リム１９２及び１つ以上のクロス部材１９４は、第三の電極１９０を横切る複数の開口部１９６を画定する。電気信号及びバイアス電圧は、概して１２０（図２）により示されるフィードスルー及び導体によって、フランジ１１２を通して第一の電極１７０、第二の電極１８０、及び第三の電極１９０に供給される。

図２に戻ると、製造システム１０は低い全圧で作動するため、第一の電極１７０と第二の電極１８０との間の空間は、第二の電極１８０と第三の電極１９０との間の空間よりも大きい。圧力が低い場合、感度を高めるために、より多くのイオンを発生させる必要がある。一実施形態では、第一の電極１７０と第二の電極１８０との間の空間対第二の電極１８０と第三の電極１９０との間の空間の比は８：１である。これは、十分な光イオン化が起こるために十分なガス粒子がイオン化チャンバ１６２に入ることを可能にするために、第一の電極１７０と第二の電極１８０との間のより大きな空間が必要とされることを意味する。より高圧の環境で使用される実施形態では、第一の電極１７０と第二の電極１８０との間の距離は、比が８：１未満となるように短くすることができる。実施形態のいくつかは、第二の電極１８０が第一の電極１７０と第三の電極１９０との間に配置されていることを示すが、他の実施形態は、第二の電極１８０が第一の電極１７０と第三の電極１９０との間に完全に配置されていなくてもよい。

第一の電極１７０、第二の電極１８０、及び第三の電極１９０は導電性であり、鋼から構成され、金メッキで被覆され得る。金メッキは、ステンレス鋼のような材料の仕事関数と比較して、酸素に曝露された場合、仕事関数が大きく変化することはない。電極１７０、１８０、１９０は、それらの１つ以上のクロス部材１７４、１８４、１９４が互いに影で覆う（ｓｈａｄｏｗ）ようにイオン化チャンバ１６２内に配置される。図３～５に示したように、電極１７０、１８０、１９０の各々は、２つのクロス部材１７４、１８４、１９４を有する。クロス部材は、バックグラウンドノイズを低減するために、電極１７０、１８０、１９０の表面積を最小化することを可能にする。他の実施形態では、１つ以上の電極１７０、１８０、１９０は２つより多いクロス部材を有する。

ここで、センサゲージ１００のセンサ部分の動作を、図２～５を参照して説明する。制御電子機器８０又はコントローラは、図５に概略的に示されており、センサゲージ１００と通信している。制御電子機器８０は、典型的には、センサフランジ１１２に結合するボックス内に一緒に集められるが、それらはセンサゲージ１００から離れて配置され、ケーブルによってセンサゲージ１００に接続され得る。制御電子機器８０を離れた場所に配置することは、例えば、温度が高すぎて制御電子機器８０が存在できない環境にセンサゲージ１００が配置される場合に有利である。一実施形態では、制御電子機器８０は、放射線源１３０のための電源、目的の電流のための測定回路、バイアス電圧源、データプロセッサ、通信手段などを備えることができる。センサゲージ１００は、光イオン化を使用して、プロセスチャンバ１８９からイオン化チャンバ１６２に入ったプロセスガス中の被分析物の存在を検出する。放射線源１３０、この場合、ランプは、放射線源１３０内のプラズマ１４０を点火するために、ソース電極１１８を使用して作動される。プラズマ１４０は、放射線窓１６３を通ってイオン化チャンバ１６２内に光子を放出する。放射線源１３０（したがってプラズマ１４０）は、プラズマ１４０によって放出される光の変動を測定するために、フォトダイオード及び／又はカメラを使用して調整又は制御され得る。それに応じて、放射線源１３０は、そのような変動を除去するように微調整され得る。光子の少なくとも一部は、イオン化チャンバ１６２内の被分析ガスの分子、例えば炭化水素ガスの分子をイオン化することができる波長である。光子が被分析ガスの分子と衝突すると、それらは電子を放出することによって被分析ガスの分子からイオンを生成するのに十分なエネルギーを有する。

第一の電極１７０、第二の電極１８０、及び第三の電極１９０は、イオン化容積１６２内の荷電粒子の１つ以上の流れを指示するようにバイアスされる。一例では、第一の電極１７０及び第二の電極１８０は電流－電圧変換増幅器（Ｉ－ｔｏ－Ｖ）を通して仮想接地に保持され、第三の電極１９０は接地に対していくらかの負の電位、典型的には－８０Ｖから－３００Ｖの間に保持される陰極として機能する。光子は放射線源１３０によって放出され、放射線窓１６３を通ってイオン化容積１６２に移動し、そこで被分析ガス分子と衝突する。一実施形態では、放射線源１３０はイオン化容積１６２の端部に対して配置されている。各衝突は、イオン化が起こる場所、センサの形状、バイアス電圧、及び／又はバックグラウンドガスの圧力に応じて、放出された電子が第一の電極１７０又は第二の電極１８０に向かって移動する間に、陰極／第三の電極１９０に向かって移動する陽イオンを生成する被分析ガス分子から電子の放出を引き起こすある程度の確率を有する。光子の一部の波長は、ほとんどの有機分子を効率的にイオン化するのに十分短いが、光子は、イオン化チャンバ１６２内に存在し得るバックグラウンドガス、典型的には、窒素又はアルゴン又は水素をイオン化するのに十分なエネルギーがない。

第一の電極１７０及び第二の電極１８０に集められた電子流は、フィードスルー１２０（図２を参照のこと）によって制御電子機器８０に運ばれ、そこで電流が電圧に変換され、増幅され、デジタル化される。コントローラ８０によって検出される電子流の存在は、被分析ガスがプロセスチャンバ１８９内に存在し得ることを示す。被分析ガス分子の光イオン化によって生成されるこの電子流に加えて、別の電子流源もセンサゲージ１００によって測定することができる。例えば、炭化水素をイオン化するのに十分なエネルギーを有する光子は、ほとんどの導体から電子を放出させるのに十分過ぎるほどのエネルギー（光電子）を有する。第三の電極１９０の表面で発生した光電子は、第三の電極１９０のバイアスによって確立された電界によって第一の電極１７０及び第二の電極１８０に向かって加速され、集められ、これらの電極上にベースライン電流を引き起こし、この光電子電流に存在するノイズ及びドリフトの全てが目的の測定信号に寄与する。これらの光電子電流が一定であれば、それらを信号から減算するだけでよいが、それらは概して一定ではない。したがって、光電子電流のノイズ及びドリフトの両方を低減させることにより、炭化水素を測定するセンサゲージ１００の能力が向上する。絶対ノイズ及びドリフトを低減させる１つの方法は、全体として光電子電流を低減させることである。これは、ＵＶ光子に曝露される第三の電極１９０の面積を低減させることによって行うことができる。光電子源として機能している第三の電極又は第三の電極１９０の曝露された面積を低減させることによって、光電子電流、及びこの電流に関する絶対ノイズを低減させることができる。図面に示したセンサゲージ１００の実施形態は、０．７５ｍｍの直径であり、第三の電極の直径を横切って伸張している２つの金ワイヤを備える第三の電極１９０を有し、実用的であると判断される限り、光電子発生面積を最小化しながら必要な電界を提供する。

さらに、所与の光子束及びエネルギープロファイルに対して生成される光電子電流は、照射表面の仕事関数に依存する。この仕事関数が一定でない場合、他の全ての変数（光子束、面積、温度）が固定されて与えられていても、生成される電流は一定ではない。導電性表面の仕事関数は、水又は酸素、あるいは特定のウェハエッチング環境に存在する場合があるような、電気陰性度の高い他の化学物質の存在によって影響を受ける可能性がある。信号電流に対するこれらの影響は、例えばウェハが酸素を含む環境から酸素を含まない環境に移され得るような場合の特定の半導体プロセスにおける炭化水素汚染物質の監視に関連する。バックグラウンドの光電子電流に対する残りの影響は、目的の小さな炭化水素信号をマスクする可能性がある。図１１は、このセンサゲージ１００におけるこの影響及びそれを克服する１つの方法を示している。ここでは、１０ｐｐｍのイソブチレンの矩形パルスが、全圧を一定に保ちながら、２９３００秒から３０２００秒まで窒素のバランスに注入される。パルスの前後で、センサゲージ１００は純粋な窒素に曝露されたが、パルスの間、イソブチレンに加えて、酸素濃度がゼロから１％に増加した。第一の電極１７０及び第二の電極１８０に対するパルス前後の信号を比較すると、ベースラインのシフトが識別できる。このベースラインのシフトは、センサ１００が酸素に曝露されたため、サンプルパルスの間に起こり、サンプルパルスの後も続く光電子発生の減少に起因する。その後、ベースラインは非常にゆっくりであるが回復する。この影響は、（主に）第三の電極１９０の表面の仕事関数に起因する。測定され得る炭化水素パルスに対して安定なベースラインを得るために、第一の電極１７０で測定された信号から第二の電極１８０で測定された信号の光電子の一部（ｆｒａｃｔｉｏｎ）を減算することができる。この割合が正確に選択されると、図１１の「補正信号」に示されるように、光電子の影響がデータから取り除かれる。

第一の電極１７０及び第二の電極１８０上のこれらの光電子の分布は、センサ１００が動作している圧力のかなり複雑な関数である。図６ａは、第三の電極１９０のバイアスが－８０Ｖである窒素において、第一の電極１７０及び第二の電極１８０で測定された光電子電流を圧力の関数として示す。これらの曲線の形状は、バックグラウンドガスからの光電子の圧力依存性の散乱に起因する。「補正」信号を導出するために第一の電極信号から減算する第二の電極信号の正確な割合は、目的の圧力に対するこのようなプロットから読み取ることができる。これらの２つの曲線が特定の電極形状について決定されると、センサ１００内の圧力は、炭化水素信号が存在しないと予想されるプロセスの期間、例えば、ウェハの脱ガスプロセスにおいて加熱をオンにする前の２つの電極信号から決定することができる。一例として、図６ａに示されたデータのトレーニングセットにおける２つの電極信号について、圧力の回帰モデルを作成した。カーネルリッジ回帰に基づく標準的な機械学習アルゴリズムを使用して、２つの電流に基づいて圧力を予測するモデルを開発した。次にこのモデルを、図６ｂに示した別のテストデータセットの２つのセンサ電流に適用した。この６ｂのデータはモデルのトレーニングには使用しなかった。電流測定値のランダムなセットについて、「予測圧力」が求められた。この予測圧力は２番目のｙ軸に表示されている。一例を点線で示すと、約１９５Ｔｏｒｒで測定された２つの電流を使用して約１９８Ｔｏｒｒの圧力を予測した。このように、センサ１００は炭化水素分圧の測定に使用できるだけでなく、主要な種がＵＶ光子によってイオン化できない場合でも、システム内の全圧を測定することができる。

当然、ＵＶ光子によってイオン化された種の測定ではなく、全圧測定のために最適化するのであれば、開示されたセンサ１００で行われているように、光電子生成領域を最小化しようとすることは必ずしも必要ではない。また、エネルギーが第三の電極又は陰極から光電子を生成するのに十分であるが、エネルギーが炭化水素又は他のガス種をイオン化するには低すぎる場合、光源を使用することが望ましい場合もある。

「補正信号」及び「予測圧力」の計算は、制御電子機器８０内の搭載プロセッサ、又はリモートコンピュータによって実行され得る。

これらの光電子効果を低減させる別の方法は、仕事関数の変化に対して光電子生成を安定化させることである。一部の導電性表面の仕事関数は、他の表面よりもそれらの上の酸素及び／又は水の存在によって強く影響されるため、第三の電極表面の材料を注意深く選択することが役立ち得る。金はステンレス鋼よりもこの影響を受けにくいので、本明細書に記載されるセンサ１００の第三の電極１９０は金表面を有する。これは、例えば、金ワイヤ及び金メッキステンレス部品を用いて異なる方法で実現されている。第一の電極１７０及び第二の電極１８０も金メッキすることができるが、センサの典型的なバイアスが、光電子電流がこれらの表面で発生し、他の場所で集められるのを防ぐのに役立つため、これらの表面はそれほど重要ではない。

図７を参照すると、センサゲージ２００の別の実施形態が示される。この実施形態は、一体型全圧ゲージ２６０の追加を除いて、上記のものと同じである。この実施形態では、センサゲージ２００は、センサ部分２１０と圧力ゲージ部分２６０とを備える。センサ部分２１０は、第一の端部２１１と第二の端部２１３とを備える。プロセスチャンバの一部又は他の支持体に取り付けられるように構成されているフランジ２１２又は他の表面が設けられる。支持体２１４は、フランジ２１２の片側に配置され、放射線源２３０に近接して配置された１つ以上の電極（図示せず）を支持するように構造化されている。１つ以上の電極は示されていないが、以前に述べられた電極の他の実施形態と同様であり得る。以前に述べられた実施形態と同様に、壁が、支持体２１４に対してフランジ２１２の対向する側に結合され、空間を画定している。図７に示したように、また他の実施形態で説明したように、放射線源２３０はランプである。放射線源２３０は、外側に配置される第一のソース端部２３１と、内側に固定される第二のソース端部とを有する。１つ以上のフィードスルー２２０は、電源又はコントローラ８０に接続又は通信することができる。示したように、放射線源２３０は、Ｋｒガスなどのガスで満たされた容積を取り囲んでいるが、他の実施形態は異なるガスを使用してもよい。放射線源２３０は、飛散耐性があり、高熱及び圧力の変動に耐えることができるほぼ透明な材料から構成される。一実施形態では、放射線源２３０は、Ｐｙｒｅｘ（登録商標）などのガラスから構成される。

管２５０は、センサゲージ２００が設けられている大気中で、大気を圧力計２６０に空気圧で結合する。圧力計２６０は、センサが作動することを意図されている範囲の圧力を測定するように選択される。センサゲージ２００と共に圧力計２６０を含めることにより、監視されるプロセスシステムのフランジを節約することができる。圧力計２６０によって測定されるイオン化チャンバ内の圧力は、上記の光電子補正を行うためにも使用することができる。第二の電極上の圧力及び光電子電流の測定、ならびに第一の電極及び第二の電極上で測定された光電子電流の比率が圧力にどのように依存するかを知ることにより、第一の電極上で測定された電流に対する光電子の寄与を除去し、補正された被分析物信号を残すことができる。圧力測定値は制御電子機器８０に報告され、そこでそれらは使用、記録、及び／又はセンサのユーザに伝えられる。壁は、以前に述べられた実施形態と同様のイオン化空間を画定するために、誘電体で裏打ちされた内部空間を有する。イオン化空間には３つの電極（図示せず）が配置されている。第一の電極（図示せず）は放射線窓（図示せず）に近接して配置され、続いて、第二の電極（図示せず）が第一の電極（図示せず）と第三の電極（図示せず）との間に配置されるように、第二の電極（図示せず）及び第三の電極（図示せず）が互いに間隔をあけて配置される。電極（図示せず）は、以前に述べられた第一の電極１７０、第二の電極１８０、及び第三の電極１９０と同様に構成される。プロセスチャンバからのガスがイオン化チャンバ（図示せず）に入ることを可能にするために、１つ以上の開口部（図示せず）が壁及び誘電体に画定され得る。被分析物の検出及び圧力の決定（ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）は、以前の実施形態で説明されているものと同様の方法で進行する。

図８及び図９を参照すると、センサゲージ３００の別の実施形態が示され、ここで説明する。センサゲージ３００のこの実施形態は、センサゲージ３００が、処理されるウェハ５０又は製造アセンブリ１０の任意の他の部分に近接して配置され得るように放射線源３３０をプロセスチャンバ３８９の内部に完全に配置する。センサゲージ３００は、プロセス又は製造環境の外側に配置される第一の側面３１１と、プロセス環境の内側に配置される第二の側面３１３とを備えるマルチピン真空フィードスルーアセンブリ３１０を有する。マルチピン真空フィードスルーアセンブリ３１０は、プロセスチャンバ３８９の外側３８８に対して固定するフランジ３１２と、気密シールを形成するシール要素３１５とを有する。支持体３１４がマルチピン真空フィードスルーアセンブリ３１０の内部に配置される。ハウジング壁３１６がフランジ３１２から離れる方向に延び、空間を画定するほぼ円筒形状を備える。支持体３１４は、各々が放射線源３３０に近接して配置されている少なくとも２つの電極３２０を支持するように機能する。示したように、放射線源３３０は再びランプである。放射線源３３０は、第一のソース端部３３１と、フランジ３１２のプロセス側でハウジング３１６内に固定される第二のソース端部３３３とを備える。放射線源３３０は、Ｋｒガスなどのガスで満たされている容積を取り囲んでいるが、他の実施形態は異なるガスを使用してもよい。放射線源３３０は、飛散耐性があり、高熱及び圧力変動に耐えることができるほぼ透明な材料から構成される。一実施形態では、放射線源は、Ｐｙｒｅｘ（登録商標）などのガラスから構成されるか、又はガラスにより囲まれている。一実施形態では、ハウジング壁３１６は、放射線源３３０を少なくとも部分的に取り囲み、放射線源３３０を駆動する電極を封入するスリーブとして機能する。ハウジング壁３１６は、真空及びプロセス適合性、ならびに高降伏電圧のための合理的な選択として、理想的にはテフロン（登録商標）又は他の類似のフッ素重合体から作製される。この誘電体バリアは、いくつかのセンサ作動圧力及び使用中に経験する可能性のある過渡圧力で発生する可能性のあるソース電極からの放電を防ぐ役割を果たす。他の実施形態では、放射線源３３０は、放射線窓３６３を除いて一般的にポットに入れられている（ｐｏｔｔｅｄ）。

壁３１６によって画定された空間は、誘電体３６０で裏打ちされて、放射線源３３０の第二のソース端部３３３に対して密封された放射線窓３６３によって第一の端部で境界を画定されたイオン化空間又はイオン化チャンバ３６２を形成する。複数の開口部が誘電体３６０及び壁３１６を横切って、プロセスチャンバからのガスがイオン化チャンバ３６２に入ることを可能にする。イオン化チャンバ３６２の対向端部も、以前に述べられたセンサゲージ１００、２００の実施形態と同様に、プロセスチャンバ３８９に対して開口している。第一の電極３７０は、放射線窓３６３が放射線源３３０の第二のソース端部３３３と、第一の電極３７０との間に配置されるように、イオン化チャンバ３６２内に配置される。示した実施形態では、第二の電極３８０は、第一の電極３７０が概して放射線窓３６３と第二の電極３８０との間に配置されるように、第一の電極３７０から間隔をあけて配置されたイオン化空間３６２内に配置される。第三の電極３９０は、第二の電極３８０から離れて、イオン化チャンバ３６２の対向する端部に対して配置される。第一の電極３７０、第二の電極３８０及び第三の電極３９０は、以前に述べられた他の実施形態と同様に配置され、また、以前に述べられた他の実施形態と同様に構造化され得る。図９に示した実施形態では、第三の電極３９０が特に示されており、第三の電極３９０を横切る一連の円形開口部３９６を画定しているが、第三の電極３９０は、以前に説明された理由のために、以前に記載された実施形態と同様に構成され得る。被分析ガス分子の検出及び圧力の決定は、以前の実施形態で記載されたものと同様に進行する。センサから制御電子機器８０への電気的接続は、フィードスルーアセンブリ３１０のピンを介して行われる。

本発明は、特定の例示的な実施形態を参照して特に示され、説明されてきたが、当業者によって、書面の説明及び図面によって支持され得る本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、細部における様々な変更がそれらにおいて行われ得ることが理解されるであろう。例えば、開示された方法及びアセンブリは、センサチャンバ内の試料の被分析物の数密度又は他の特性を決定するために使用され得る。さらに、例示的な実施形態が、ある数の要素を参照して説明される場合、例示的な実施形態は、ある数より少ない又は多い要素のいずれかを利用して実施され得ることが理解されるであろう。

Claims (24)

1. ガスの全圧を測定するためのセンサアセンブリであって、
   第一の端部及び対向する第二の端部を含むチャンバを画定するハウジングであって、前記チャンバが、前記ハウジングを取り囲む前記ガスの分子に対して透過性である、ハウジングと、
   前記チャンバ内に光子を放出するように構成された放射線源と、
   前記チャンバの前記第一の端部に対して配置された第一の電極と、
   前記チャンバ内に配置された第二の電極と、
   前記チャンバの前記第二の端部に対して配置された第三の電極と、
   少なくとも前記第一の電極及び前記第二の電極と通信するコントローラと
   を備え、
   前記チャンバ内に放出された前記光子が、前記第三の電極からの光電子の放出を引き起こし、
   前記コントローラが、
   放出された前記光電子が、前記ガスの全圧に依存する比率で前記第一の電極及び前記第二の電極に向かって引き付けられ、前記第一の電極及び前記第二の電極上に集められるように、前記第一の電極、前記第二の電極及び前記第三の電極を電気的にバイアスし、前記光電子が前記第一の電極及び前記第二の電極上に電流を発生させ、
   前記第一の電極及び前記第二の電極上に発生した前記電流を測定し、
   前記第一の電極及び前記第二の電極上に発生した前記電流に基づいて前記ガスの前記全圧を決定する
   ように構成され、
   前記放射線源が、前記チャンバの前記第一の端部に対して配置されている、センサアセンブリ。
2. 前記チャンバの前記第二の端部が、周囲環境に対して少なくとも部分的に開放されている、請求項１に記載のセンサアセンブリ。
3. 前記第三の電極が金を含む、請求項１に記載のセンサアセンブリ。
4. 前記放射線源が、前記ハウジングによって少なくとも部分的に囲まれている、請求項１に記載のセンサアセンブリ。
5. 前記第一の電極と前記第二の電極との間の距離対前記第二の電極と前記第三の電極との間の距離の比が、約８：１である、請求項１に記載のセンサアセンブリ。
6. 前記第一の電極、前記第二の電極及び前記第三の電極のうちの少なくとも１つが、グリッドを備える、請求項１に記載のセンサアセンブリ。
7. 非被分析ガスの存在下で被分析ガスを測定するように構成された光イオン化センサアセンブリであって、
   第一の端部及び対向する第二の端部を有するチャンバを画定するハウジングであって、前記チャンバが、前記ハウジングを取り囲む前記被分析ガス及び前記非被分析ガスの分子に対して透過性である、ハウジングと、
   前記チャンバ内に光子を放出するように構成された放射線源と、
   前記チャンバの前記第一の端部に対して配置された第一の導電性電極と、
   前記チャンバ内に配置された第二の導電性電極と、
   前記チャンバの前記第二の端部に対して配置された第三の導電性電極と、
   少なくとも前記第一の導電性電極及び前記第二の導電性電極と通信するコントローラと
   を備え、
   放出された前記光子が、前記被分析ガスの少なくとも一部の分子をイオン化するが、放出された前記光子が、前記非被分析ガスの分子をイオン化するには不十分であり、
   放出された前記光子が前記第三の導電性電極に衝突して光電子が放出され、
   前記コントローラが、
   前記被分析ガス及び前記非被分析ガスの全圧の測定値を受信し、
   前記光電子が、前記被分析ガス及び前記非被分析ガスの前記全圧に依存する比率で前記第一の導電性電極及び前記第二の導電性電極に向かって引き付けられ、前記第一の導電性電極及び前記第二の導電性電極上に集められるように、前記第一の導電性電極、前記第二の導電性電極及び前記第三の導電性電極を電気的にバイアスし、
   前記第一の導電性電極及び前記第二の導電性電極上に発生した電流を測定し、
   前記全圧において前記第一の導電性電極及び前記第二の導電性電極上に集められる放出された前記光電子の比率を決定し、
   決定された前記比率を使用して測定された前記電流を補正することによって前記被分析ガスのイオン化に起因する電流の量を決定して、前記光電子によって生じた電流を測定された前記電流から減算する
   ように構成されている、光イオン化センサアセンブリ。
8. 測定された前記電流の前記補正が、前記第二の導電性電極上で測定された電流の一部を前記第一の導電性電極上で測定された電流から減算することをさらに含む、請求項７に記載の光イオン化センサアセンブリ。
9. フランジに取り付けられ、全圧を測定し、測定された前記全圧を前記コントローラに提供するように構成された圧力計をさらに備える、請求項７に記載の光イオン化センサアセンブリ。
10. 前記チャンバの前記第二の端部が、周囲環境に対して少なくとも部分的に開放されている、請求項７に記載の光イオン化センサアセンブリ。
11. 前記第三の導電性電極が金を含む、請求項７に記載の光イオン化センサアセンブリ。
12. 前記放射線源が、前記ハウジングによって少なくとも部分的に囲まれている、請求項７に記載の光イオン化センサアセンブリ。
13. 前記放射線源を前記チャンバの前記第一の端部に配置することをさらに含む、請求項７に記載の光イオン化センサアセンブリ。
14. 非被分析ガスの存在下で被分析ガスを測定するための方法であって、
    第一の端部及び対向する第二の端部を有するチャンバを画定するハウジングであって、前記チャンバが、前記ハウジングを取り囲む前記被分析ガス及び前記非被分析ガスの分子に対して透過性である、ハウジングと、
    光子を放出するように構成された放射線源と、
    前記チャンバの前記第一の端部に対して配置された第一の導電性電極と、
    前記チャンバ内に配置された第二の導電性電極と、
    前記チャンバの前記第二の端部に対して配置された第三の導電性電極と、
    少なくとも前記第一の導電性電極及び前記第二の導電性電極と通信するコントローラと
    を備えるように光イオン化センサを構造化するステップと、
    前記放射線源から光子を前記チャンバ内に放出して、前記被分析ガスの少なくとも一部の分子をイオン化するステップであって、放出された前記光子が、前記非被分析ガスの分子をイオン化するには不十分である、ステップと、
    前記放射線源から光子を前記チャンバ内に放出して、前記第三の導電性電極に衝突させ、光電子の放出を引き起こすステップと、
    を含み、
    前記コントローラは、
    前記被分析ガス及び前記非被分析ガスの全圧の測定値を受信し、
    前記光電子が、前記被分析ガス及び前記非被分析ガスの前記全圧に依存する比率で前記第一の導電性電極及び前記第二の導電性電極に向かって引き付けられ、前記第一の導電性電極及び前記第二の導電性電極上に集められるように、前記第一の導電性電極、前記第二の導電性電極及び前記第三の導電性電極を電気的にバイアスし、
    前記第一の導電性電極及び前記第二の導電性電極上に発生した電流を測定し、
    前記全圧において前記第一の導電性電極及び前記第二の導電性電極上に集められる放出された前記光電子の比率を決定し、
    決定された前記比率を使用して測定された前記電流を補正することによって前記被分析ガスのイオン化に起因する電流の量を決定して、前記光電子によって生じた電流を取り除く、方法。
15. 金を含むように前記第三の導電性電極を構造化するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
16. 周囲環境に対して少なくとも部分的に開放するように前記チャンバの前記第二の端部を構造化するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
17. グリッドを含むように前記第三の導電性電極を構造化するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
18. 前記放射線源を少なくとも部分的に囲むように前記ハウジングを構造化するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
19. 前記チャンバの前記第一の端部に前記放射線源を配置するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
20. ガスの全圧を測定する方法であって、
    第一の端部及び対向する第二の端部を含むチャンバを画定するハウジングであって、前記チャンバが、前記ハウジングを取り囲む前記ガスの分子に対して透過性である、ハウジングと、
    前記チャンバ内に光子を放出するように構成された放射線源と、
    前記チャンバの前記第一の端部に対して配置された第一の電極と、
    前記チャンバ内に配置された第二の電極と、
    前記チャンバの前記第二の端部に対して配置された第三の電極と、
    少なくとも前記第一の電極及び前記第二の電極と通信するコントローラと
    を備えるように光イオン化センサアセンブリを構造化するステップと、
    放出された前記光子を前記第三の電極に衝突させて光電子を放出させるステップと、
    前記チャンバの前記第一の端部に対して前記放射線源を配置するステップと、
    を含み、
    前記コントローラは、
    放出された前記光電子が、前記ガスの全圧に依存する比率で前記第一の電極及び前記第二の電極に向かって引き付けられ、前記第一の電極及び前記第二の電極上に集められるように、前記第一の電極、前記第二の電極及び前記第三の電極を電気的にバイアスし、前記光電子が前記第一の電極及び前記第二の電極上に電流を発生させ、
    前記第一の電極及び前記第二の電極上に発生した前記電流を測定し、
    前記第一の電極及び前記第二の電極上に発生した前記電流に基づいて前記ガスの前記全圧を決定する、方法。
21. 周囲環境に対して少なくとも部分的に開放するように前記チャンバの前記第二の端部を構造化するステップをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
22. 金を含むように前記第三の電極を構造化するステップをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
23. 前記放射線源を少なくとも部分的に囲むように前記ハウジングを構造化するステップをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
24. グリッドを含むように前記第一の電極、前記第二の電極及び前記第三の電極のうちの少なくとも１つを構造化するステップをさらに含む、請求項２０に記載の方法。