半導体メーカーや装置メーカーは、スループットを上げて、リソース、公共料金、エネルギーなどの使用量を抑えるため、サーマルバジェットを低減する方法を常に探っている。たとえば、エピタキシャル成膜プロセスでは、低温プロセスで薄膜性能の厳しい仕様を満たすことが実現された。これは、以前のようにチャンバ温度を1000℃以上に上げる必要がないため、プロセス時間を短縮できることを意味する。しかし、低温プロセスでは高温プロセスでは見られなかったコンタミネーションが増え、プロセス装置、圧力容器、搬送機器、あるいはウェーハ上に残ることが分かった。そのため、それらコンタミネーションを注意深くモニタリングする方法を見つける必要がある。

　最も懸念される汚染物質は水と酸素で、「半導体製造における双子の恐怖」とも呼ばれる。興味深いことに、2～3年前までは、どのレベルのコンタミネーションが問題になるのか、また、それらのコンタミネーションをプロセスのどこで測定するかなど、明確な合意はなかった。しかし、半導体業界はそうした疑問に対して意見の一致をみるようになってきた。そのひとつは、酸素は深刻な汚染物質であるが、水よりも早くプロセス装置や容器から排出されるということである。そのため、酸素検出ではなく水分検出の方に焦点が当てられてきた。

　最適なモニタリング個所については、プロセスエンジニアは、プロセス装置内にウェーハを入れる前に搬送チャンバ内の水分の測定を望んでいる。彼らの多くは、ガスが規定通りにパージされたことを確認するため、エッチ後のプロセスチャンバ排気の測定を望む。プロセス中の測定については意見が分かれている。プロセス中の測定には、ガス混合物、温度レベル、排気レベルの変化などが含まれ、それらは解析技術に課題を突き
つけることになる。

　環境影響によるガスラインのガス抜きや吸着とは異なり、付着しやすい水分の存在によって、解析の際にガスラインを均衡にして、ガス中の水分レベルを測定する解析装置へガスの流れを作り出すことが課題であった。今では解析装置の応答速度が速いため（1秒に1回測定）、解析技術はもはや制限因子ではない。しかし、それだけでは水分レベルの変化は解析できない。日周変化の影響（昼と夜の温度差）、圧力や流量の影響、季節要因（夏と冬の温度差）などにより、水分レベルが変化することがある。その結果、即座に応答できる解析装置のニーズが出てきた。今では、サンプルガスの状態変化に応答できる解析装置が求められてきている。

　コンタミネーションは様々なところから発生する。通常、ガスは極めて低いコンタミネーションレベルのシリンダによってファブに送られるが、シリンダが規定の純度を保っているか定期的に検証することが望ましい。なぜなら、ガスシリンダが劣化すると、シリンダの側壁に水分が付着し、温度、シリンダからの開放率、シリンダ内の圧力などによって、ガスが抜けてしまう可能性がある。仕様を満たしたシリンダであっても、シリンダ内の残る微量なガス、開放率、あるいは気候などによって、ラインから引き込まれる水分量が変化する可能性がある。また、水分は非常に付着しやすいため、表面、電界研磨したSUSにまで付着してしまう。

　半導体プロセスに使われるガス、例えばHClなどは精製するのが極めて難しい。HCl精製装置が故障していないか、きちんと稼動しているかを確認することは重要である。また、ガス供給システム、継手、あるいは装置内でリークが発生する可能性があるため、一定回数のサイクル後に耐リーク性能を再調整する必要がある。コンタミネーションがチャンバに入り込んだりウェーハ上に付着したりする機会は多い。FOUPの扉を開けたり、ウェーハをチャンバに入れる際にも、クリーンルーム内の空気が入り込む。そして、その空気にはもちろん大量の水分が含まれている。