JP6328128B2 - ガスに対して低圧状態に維持されたエンクロージャ内のガス流を推定するためのデバイス及び方法 - Google Patents
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Description
S: バリア層10の溶解度
D: バリア層10の拡散係数
l: バリア層10の厚さ
‐ 最小電子ノイズ、又は測定デバイス16の感度、例えば、対象となるターゲットガスのアイソトープについて質量分析計によって検出可能な最小電離電流;
‐ 第二室14の壁と透過を測定したい層10と(また、装置での測定の場合における質量分析計のフィラメントと)からの脱ガスに特に起因する第二室14内の残留ターゲットガスの存在。
‐ ガスに対して低圧に維持されたエンクロージャ内のガス流Jmeasurementを時間の関数として測定するステップと、
‐ ガス流の推定値Jestim(t)とガス流の測定値Jmeasurementとの間の差に基づいた推定誤差を減少させることによって、パラメータA及びBの値を反復的に推定するステップと、を少なくとも含み、
ガス流の測定値Jmeasurementがエンクロージャ内のガスの圧力上昇に対応する場合には、ガス流の推定値Jestim(t)が式
ガス流の測定値Jmeasurementがエンクロージャ内のガスの圧力低下に対応する場合には、ガス流の推定値Jestim(t)が式
ここで、OffX及びOffY: 相対的な整数;
Pint: エンクロージャ内のガスの分圧測定値の初期値
nmax: 1以上の整数。
a1)パラメータA及びBの初期値を選択するステップ;
b1)ガス流の推定値Jestim(t)を計算するステップ;
c1)推定誤差を計算するステップ;
d1)推定誤差が正である場合に、パラメータAの値及び/又はパラメータBの値を減少させ、推定誤差が負である場合に、パラメータAの値及び/又はパラメータBの値を増大させるステップ;
そして、パラメータA及びBの推定値の安定化が達成されるまで、ステップb1)からd1)を順に複数回繰り返す。
‐ Jestim(t)及びJmeasurementを複数の部分に分割し、それら部分の各々が、他の部分の時間区間とは区別される時間区間に対するJestim(t)及びJmeasurementに対応するようにするステップ;
‐ Jestim(t)及びJmeasurementの各部分について、パラメータ
ErrorJpart_i=∫t∈part_i(Jestim(t)−Jmeasurement)
を計算するステップ(part_iはJestim(t)及びJmeasurementの対応部分の時間区間に対応する);
‐ パラメータA及びBの推定誤差にそれぞれ対応し且つ共に推定誤差を形成するパラメータErrorA及びErrorBを計算するステップ(パラメータErrorA及びErrorBの各々はパラメータErrorJpart_iの線形結合に等しい)。
‐ パラメータErrorAの値が正である場合、パラメータAの値を減少させ;
‐ パラメータErrorAの値が負である場合、パラメータAの値を増大させ;
‐ パラメータErrorBの値が正である場合、パラメータBの値を減少させ;
‐ パラメータErrorBの値が負である場合、パラメータBの値を増大させる。
‐ ガスに対して第一室及び第二室を減圧するステップ;
‐ ガス流の測定値(Jdegas_measurementと称する)が、第二室内のガスの圧力低下に対応するように上記ガス流を推定するための方法の第一の実施を行うステップ;
‐ ガス流を推定するための方法の第一の実施中に推定されたパラメータA及びBの最後の値からガス流の推定値Jdegas_estim(t)を計算するステップ;
‐ 第一室内のガスの分圧が第二室内のものよりも高くなるように第一室内にガスを導入するステップ;
‐ ガス流の測定値Jmeasurementが第二室内のガスの圧力上昇に対応するように上記ガス流を推定するための方法の第二の実施を行うステップ。この第二の実施中において、他のガス流の推定値Jperm_estim(t)と他のガス流の測定値Jperm_measurement(Jperm_measurement=Jmeasurement−Jdegas_estim(t)とする)との間の差に基づいた推定誤差を減少させることによって、パラメータA及びBの値の推定が行われる。この場合、本方法は、第二室内のバックグラウンドノイズの推定(Jdegas_estim(t)に対応)中に推定されるパラメータA及びBから、バリア層の透過性を直接推定することを可能にする。
Pinit: 第二室14内のガス18の分圧の初期値;
C: バリア層10の溶解度Sに比例するパラメータ;
D: バリア層10の拡散係数。
ErrorB=ErrorJdegas_part_1+2・ErrorJdegas_part_2
+3・ErrorJdegas_part_3、
ErrorA=2・ErrorJdegas_part_4+ErrorJdegas_part_3。
‐ Bが同じ方向に立て続けに二回変化する場合、ΔBを例えば10%増大させることができる;
‐ Aが同じ方向に立て続けに二回変化する場合、ΔAを例えば10%増大させることができる。
推定値1をA(1)とする;
ErrorAが正の場合、推定値2をA(2)=A(1)−ΔAとする;
ErrorAが依然として正の場合、ΔA=ΔA×1.1として、推定値3をA(3)=A(2)−ΔAとする;
‐ B及び/又はAが同じ値の周りで振動する場合(例えば、B(i)=B(i−2)及び/又はA(i)=A(i−2))、ΔA及び/又はΔBを2で割る。
推定値1をB(1)及び/又はA(1)とする;
ErrorB及び/又はErrorAが正の場合、推定値2をB(2)=B(1)−ΔB及び/又はA(2)=A(1)−ΔAとする;
ErrorB及び/又はErrorAが負の場合、推定値3をB(3)=B(2)+ΔB=B(1)及び/又はA(3)=A(2)+ΔA=A(1)とし、また、ΔB=ΔB/2及び/又はΔA=ΔA/2とする;
‐ 他の場合、ΔB及びΔAを一定のままにすることができる。
ErrorB=ErrorJperm_part_1+2・ErrorJperm_part_2
+3・ErrorJperm_part_3、
ErrorA=2・ErrorJperm_part_4+ErrorJperm_part_3。
J∞=A・B (29)
TL=B/6 (30)
‐ Bが同じ方向に立て続けに二回変化する場合、ΔBを例えば10%増大させることができる;
‐ Aが同じ方向に立て続けに二回変化する場合、ΔAを例えば10%増大させることができる;
‐ B及び/又はAが同じ値の周りで振動する場合、ΔA及び/又はΔBを2で割ることができる;
‐ 他の場合、ΔB及びΔAを一定のままにすることができる。
for 1・10−15のピッチ毎の−Y1からY1の範囲
for 1のピッチ毎の−X1からX1の範囲
縦軸に対するオフセットa及び横軸に対するオフセットbによって修正された測定信号Jmeasurementに対し最小誤差を有する推定値Jestim(t)を決定
if 全誤差<記録全誤差
記録全誤差=全誤差
OffY=a
OffX=b
End if
End for
End for
11 透過計
12 第一室
14 第二室
16 測定デバイス
18 ターゲットガス
Claims (15)
- エンクロージャ(14)内のガス(18)の分圧の時間に対する変化がエンクロージャ(14)内のガス流に対応するようにガスに対して低圧状態に維持されたエンクロージャ(14)内の少なくとも一つのガス流(18)を推定するための方法であって、
前記ガスに対して低圧状態に維持されたエンクロージャ内のガス流の測定値Jmeasurementを時間の関数として測定するステップ(104)と、
ガス流の推定値Jestim(t)とガス流の測定値Jmeasurementとの間の差に基づいた推定誤差を減少させることによって、パラメータA及びBの値を反復的に推定するステップ(102.3〜102.6、106)と、を少なくとも含み、
ガス流の測定値Jmeasurementがエンクロージャ内のガスの圧力上昇に対応する場合には、ガス流の推定値Jestim(t)が式
ガス流の測定値Jmeasurementがエンクロージャ内のガスの圧力低下に対応する場合には、ガス流の推定値Jestim(t)が式
OffX及びOffYが相対的な整数であり、
Pintがエンクロージャ内のガスの分圧測定値の初期値であり、
nmaxが1以上の整数である、方法。 - 前記ガスが、水蒸気、酸素、水アイソトープ若しくは酸素アイソトープの一方、ヘリウム、水素、又は、これらガスの少なくとも二種の混合物である、請求項1に記載の方法。
- 前記パラメータA及びBの値を推定するステップが、
a1)パラメータA及びBの初期値を選択するステップ(106.1)と、
b1)ガス流の推定値Jestim(t)を計算するステップ(106.2)と、
c1)推定誤差を計算するステップ(106.3)と、
d1)推定誤差が正である場合に、パラメータAの値及び/又はパラメータBの値を減少させ、推定誤差が負である場合に、パラメータAの値及び/又はパラメータBの値を増大させるステップ(106.4)と、を少なくとも含み、
パラメータA及びBの推定値の安定化(106.5)が達成されるまで、ステップb1)からd1)を順に複数回繰り返す、請求項1又は2に記載の方法。 - ステップc1)(106.3)が、
Jestim(t)及びJmeasurementを複数の部分(60.1〜60.4、62.1〜62.4)に分割して、各部分が、他の部分の時間区間とは区別される時間区間に対するJestim(t)及びJmeasurementに対応するようにするステップと、
Jestim(t)及びJmeasurementの各部分について、part_iがJestim(t)及びJmeasurementの対応部分の時間区間に対応するものとして、パラメータErrorJpart_i=∫t∈part_i(Jestim(t)−Jmeasurement)を計算するステップと、
それぞれパラメータA及びBの推定誤差に対応し且つ推定誤差を共に形成するパラメータErrorA及びErrorBを計算するステップと、を含み、パラメータErrorA及びErrorBの各々が、パラメータErrorJpart_iの線形結合に等しく、
ステップd1)(106.4)が、
パラメータErrorAの値が正である場合に、パラメータAの値を減少させて、
パラメータErrorAの値が負である場合に、パラメータAの値を増大させて、
パラメータErrorBの値が正である場合に、パラメータBの値を減少させて、
パラメータErrorBの値が負である場合に、パラメータBの値を増大させるように行われる、請求項3に記載の方法。 - パラメータA及びBの値の少なくとも最初の六桁が、科学的記数法において、ステップb1)からd1)を前回行った際に得られたパラメータA及びBの値のものと同一である場合に、パラメータA及びBの値の安定化(106.5)が達成されているとする、請求項3又は4に記載の方法。
- パラメータA及びBの値を可変ピッチで減少又は増大させ、該可変ピッチの値が、パラメータA及びBの値の前回の減少又は増大に依存している、請求項3から5のいずれか一項に記載の方法。
- パラメータA及びBの値の推定が、各推定においてパラメータOffX及び/又はパラメータOffYの異なる値を考えることによって、複数回行われ、パラメータA及びBの最終的な値が、ガス流の測定値Jmeasurementとガス流の推定値Jestim(t)との間の全誤差がパラメータA及びBの値の推定を行う全てのステップ中で最小になるものとして選択される、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
- ガス流の測定値Jmeasurementとガス流の推定値Jestim(t)との間の全誤差が、時点tXにおいて最小値に達し、tXの後において該最小値よりも大きい場合に、t>tXについてのパラメータA及びBに対応するパラメータAX及びBXの値の新たな推定(106.7)が行われ、パラメータAX及びBXの値が、t>tXについてのパラメータAX及びBXの推定値に基づいて計算されたガス流の推定値Jestim_X(t)と、t<tXについてのガス流の推定値Jestim(t)が引かれるガス流の測定値Jmeasurementとの間の差に基づいた推定誤差を減少させることによって、反復的に推定され、Xが1よりも大きな整数であり、前回計算されたパラメータA及びBをA1及びB1とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ガスに対して低圧状態に維持されるエンクロージャが、透過計(11)の第二室に対応し、該透過計(11)が、第一室(12)と、前記第二室内に存在するガスを測定するための測定デバイス(16)とを更に備え、前記第一室及び前記第二室が、前記ガスに対する透過性を有するバリア層(10)によって互いに分離され、ガス流の測定値Jmeasurementが、前記第二室内のガスの分圧の時間に対する変化の測定から得られる、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ガス流の測定値Jmeasurementを測定するステップ及び前記パラメータA及びBの値を推定するステップ中において、前記バリア層がガスで飽和していて、ガス流の測定値Jmeasurementが、前記透過計の第二室内のガスの圧力低下に対応する、請求項9に記載の方法。
- 前記パラメータA及びBの値を推定するステップの後に、J∞=A・Bとして安定化したガス流J∞を計算するステップ、又は、パラメータAX及びBXの値の推定を行う場合には、J∞X=AX・BXとして安定化したガス流J∞Xを計算するステップを更に含む請求項10に記載の方法。
- 少なくとも一種のガス(18)に対するバリア層(10)の透過性を推定するための方法であって、前記バリア層(10)が透過計(11)の第一室(12)を第二室(14)から分離し、
前記ガスに対して前記第一室及び前記第二室を減圧するステップと、
ガス流の測定値Jdegas_measurementが前記第二室内のガスの圧力低下に対応するように請求項9に記載のガス流を推定するための方法の第一の実施を行うステップと、
前記ガス流を推定するための方法の第一の実施中に推定されたパラメータA及びBの最後の値からガス流の推定値Jdegas_estim(t)を計算するステップと、
前記第一室内のガスの分圧が前記第二室内のガスの分圧よりも大きくなるように前記第一室内に前記ガスを導入するステップと、
ガス流の測定値Jmeasurementが前記第二室内のガスの圧力上昇に対応するように請求項9に記載のガス流を推定するための方法の第二の実施を行うステップとを少なくとも含み、前記ガス流を推定するための方法の第二の実施中に、Jperm_measurement=Jmeasurement−Jdegas_estim(t)として、他のガス流の推定値Jperm_estim(t)と他のガス流の測定値Jperm_measurementとの間の差に基づいた推定誤差を減少させることによって、パラメータA及びBの値の推定が行われる、方法。 - ガス流の測定値Jdegas_measurementとガス流の推定値Jdegas_estim(t)との間の全誤差が第一の閾値Ylower_degasよりも小さい場合には、前記ガス流を推定するための方法の第二の実施中に、ガス流の推定値Jdegas_estim(t)をガス流の測定値Jmeasuremetから引き、
ガス流の測定値Jdegas_measurementとガス流の推定値Jdegas_estim(t)との間の全誤差が第二の閾値Yupper_degasよりも大きい場合には、前記ガス流を推定するための方法の第二の実施中に、ガス流の最後の測定値Jdegas_measurement、又は、ガス流の最後の方の複数の測定値Jdegas_measurementの平均値を、ガス流の測定値Jmeasuremetから引く、請求項12に記載の方法。 - 前記ガス流を推定するための方法の第二の実施中にパラメータA及びBの値を推定した後に、J∞=A・Bとして安定化したガス流J∞を計算するステップ、又は、前記ガス流を推定するための方法の第二の実施中にパラメータAX及びBXの値の推定が行われる場合には、J∞X=AX・BXとして安定化したガス流J∞Xを計算するステップを更に含む請求項12又は13に記載の方法。
- バリア層の透過性を推定するためのデバイス(200)であって、
請求項12から14のいずれか一項に記載のバリア層(10)の透過性を推定するための方法を実施するための手段(202、11)を含むデバイス(200)。
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