用語真空排気システム最終更新 2026-10-09Excel・PDF版

残留ガス分析計(RGA・四重極質量分析計)とは

Residual Gas Analyzer

残留ガス分析計(RGA)とは、真空のチャンバーに残っている気体の種類と分圧を測る小型の質量分析計で、主に四重極質量分析計が使われます。気体をイオン化し、四重極で質量と電荷の比ごとにふるい分けて測ります。大気のリーク、水分や油の汚染の確認、プロセスで出る生成物の監視に使われます。

目次6項目
  1. 定義・解説
  2. 図解
  3. よくある質問
  4. 設備の製造メーカー
  5. 関連用語
  6. 比較・違いを学ぶ

定義・解説

残留ガス分析計(RGA:Residual Gas Analyzer)とは、真空のチャンバーの中に残っている気体を、種類ごとにどれだけあるか(分圧)を測る小型の質量分析計です。四重極質量分析計(QMS)を使うものがほとんどで、真空計が「全体の圧力」しか分からないのに対し、「何の気体がどれだけあるか」が分かります。

仕組みは、まず気体の分子に電子を当ててイオンにし、次に4本の棒状の電極(四重極)に直流と高周波の電圧をかけて、特定の質量と電荷の比(m/z)のイオンだけを通し、最後に通ったイオンの量を検出器で測るというものです。電圧を掃引すると、m/zごとの強さの並び(質量スペクトル)が得られます。動作には、イオンが他の分子にぶつからない程度の高真空(およそ10⁻²Pa以下)が必要で、それより圧力の高いプロセス中の測定には、差動排気で圧力を下げた部分に取り付けます。

半導体の装置では、主に3つの用途があります。1つ目はリークの発見で、窒素(28)と酸素(32)がおよそ4対1で見えれば大気の漏れ込みを疑い、ヘリウムを吹き付けて漏れの場所を探します。2つ目は汚染の確認で、水(18)や炭化水素(43・57など)の量から、チャンバーの乾燥の状態や油の汚染を判断します。3つ目はプロセスの監視で、反応で出る生成物のガスを測って、終点の検出や異常の発見に使います。

図解

四重極質量分析計による残留ガス分析の仕組み(イオン化・選別・検出・スペクトル)
動作には10⁻²Pa程度以下の高真空が必要。

よくある質問(FAQ)

真空計と残留ガス分析計の違いは何ですか?
真空計はチャンバーの中の全体の圧力を測るだけで、どの気体がどれだけあるかは分かりません。残留ガス分析計は気体を質量ごとに分けて測るため、水・窒素・酸素・炭化水素などの気体ごとの分圧が分かり、圧力が下がらない原因を特定できます。
残留ガス分析計でリークを見つけるにはどうしますか?
まず質量スペクトルで、窒素(m/z=28)と酸素(m/z=32)がおよそ4対1の比で見えるかを確認します。この比なら大気が漏れ込んでいる可能性が高いので、次にチャンバーの外側の継ぎ目などにヘリウムを少しずつ吹き付け、ヘリウム(m/z=4)の信号が増える場所を探して漏れの位置を特定します。

設備の製造メーカー

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