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課題

真空ポンプ、及び半導体プロセス又は薄膜堆積プロセスのための装置に関し、真空下に置かれる真空装置内副生成物堆積監視するための方法に関する。

解決手段

円周表面と真空下に置かれる内容積とを有する真空エンクロージャー(17)を備えた真空装置(5)であって、少なくとも1つの誘導弾表面波デバイス(18)と、制御ユニット(19)とを備えており、前記真空エンクロージャー(17)の前記円周表面に沿って伝播する弾性表面波の少なくとも1つのパラメータの変動を監視して、前記円周表面への副生成物の堆積を検出する圧電変換器(20、21)及び/又は前記副生成物の堆積の特性を決定する真空装置。

概要

背景

真空関連の用途では、ポンプはさまざまな種類のガス蒸発した物質を搬送する必要がある。真空ポンプでさまざまな物質を輸送する必要があるため、圧力や温度条件の変化により、物質が真空ポンプの内面堆積する可能性がある。これらの反応副生成物は、固体ポリマー、又はほこりのようなものである。これらの堆積物は、特にガス通路断面積を減少させるため、真空ポンプの性能を低下させる可能性がある。

さらに、半導体産業又は薄膜堆積産業の殆どの用途において、プロセスガス、特に排気ガスは、真空ポンプの金属部品と反応する可能性のある攻撃的な物質を含んでいる。これらの用途で使用される反応性ハロゲンSF6、Cl2、HBr等)又は酸性ガスは、真空ポンプ内で腐食を引き起こし、真空システムの性能に非常に悪影響を与える可能性がある。これはターボ分子ポンプではさらに悪化する。すなわち、ターボ分子ポンプでは、ポンプ内の副生成物の堆積により高速回転部品静止部品と接触する可能性があるため、このような堆積又は腐食によってポンプが急速に焼き付く可能性がある。

この堆積は、プロセスガスと接触するすべての部分で発生する可能性がある。ターボ分子ポンプの高圧セクションは、望ましくない堆積物を蓄積するのに適した条件を有している。これは、粗引き真空ポンプ真空配管ライン等、真空システムの他の部分にも見られる。この堆積は、経路のサイズを縮小し、その結果、カスケード効果により、さらに多くの副生成物の堆積を引き起こす可能性のある、圧力の増加が発生する。

概要

真空ポンプ、及び半導体プロセス又は薄膜堆積プロセスのための装置に関し、真空下に置かれる真空装置内の副生成物の堆積を監視するための方法に関する。円周表面と真空下に置かれる内容積とを有する真空エンクロージャー(17)を備えた真空装置(5)であって、少なくとも1つの誘導弾表面波デバイス(18)と、制御ユニット(19)とを備えており、前記真空エンクロージャー(17)の前記円周表面に沿って伝播する弾性表面波の少なくとも1つのパラメータの変動を監視して、前記円周表面への副生成物の堆積を検出する圧電変換器(20、21)及び/又は前記副生成物の堆積の特性を決定する真空装置。

目的

例えば、1つの方法は、ポンプ性能に影響を与える副生成物の存在の可能性を決定するために、真空ポンプのモーター電流を監視することである

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

円周表面と真空下に置かれる内容積とを有する真空エンクロージャー(17)を備えた真空装置(5)であって、少なくとも1つの誘導弾表面波デバイス(18)と、制御ユニット(19)とを備えており、前記誘導弾性表面波デバイス(18)は、前記真空エンクロージャーの前記円周表面上で弾性表面波を結合し、前記円周表面に沿って伝搬する前記弾性表面波を検出するための、少なくとも1つの圧電変換器(20、21)を備え、前記少なくとも1つの圧電変換器(20、21)は、前記真空エンクロージャー(17)の外側に配置されており、前記制御ユニット(19)は、前記少なくとも1つの圧電変換器(20、21)を制御するように構成されており、前記制御ユニットは、前記真空エンクロージャー(17)の前記円周表面に沿って伝播する前記弾性表面波の少なくとも1つのパラメータの変動を監視して検出し、前記円周表面の内面への副生成物堆積(23)及び/又前記は副生成物の堆積(23)の特性を決定することを特徴とする真空装置。

請求項2

前記少なくとも1つの圧電変換器(20、21)は、圧電セラミック材料でできていることを特徴とする請求項1に記載の真空装置。

請求項3

前記真空エンクロージャー(17)は円管であり、前記圧電変換器(20、21)は前記円管の外周の反対側の位置に配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の真空装置。

請求項4

前記圧電変換器のエミッタ(20)は、前記円管の周りで反対方向の円周方向に、前記圧電変換器の受信機(21)に到達する弾性表面波を励起するように構成されていることを特徴とする請求項3記載の真空装置。

請求項5

前記圧電変換器(20、21)間を伝搬する前記弾性表面波のパラメータは伝達時間であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の真空装置。

請求項6

前記弾性表面波の少なくとも1つの他のパラメータは、前記弾性表面波の伝播速度及び/又は伝達時間、及び/又は前記弾性表面波の振幅及び/又はパターンの中から選択されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の真空装置。

請求項7

前記圧電変換器(20、21)は、ラム型波に対応する波長の弾性表面波を励起するように構成されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の真空装置。

請求項8

前記制御ユニット(19)は、前記真空エンクロージャー(17)の温度の情報も受信するように構成されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の真空装置。

請求項9

ターボ分子ポンプ(6)や粗引き真空ポンプ(8)等の真空ポンプ(6、8)であって、請求項1〜8のいずれか1項に記載の前記真空装置(5)を含むことを特徴とする真空ポンプ。

請求項10

少なくとも1つの前記真空装置(5)は、前記真空ポンプ(6、8)の排気口(12、15)に配置されていることを特徴とする請求項9に記載の真空ポンプ。

請求項11

請求項1〜8のいずれか1項に記載の前記真空装置(5)を含むことを特徴とする真空ライン(4)。

請求項12

請求項11に記載の真空ライン(4)であって、前記真空ライン(4)のセンサー(14)の前に配置された行き止まりパイプ(13)に接続された少なくとも1つの前記真空装置(5)、及び/又は前記真空ライン(4)の粗引き真空ポンプ(8)の吐出口(16)の下流に接続された少なくとも1つの前記真空装置(5)、及び/又は前記真空ライン(4)のターボ分子ポンプ(6)と粗引き真空ポンプ(8)の間に配置されたパイプ(10)に接続された少なくとも1つの前記真空装置(5)を含むことを特徴とする真空ライン(4)。

請求項13

少なくとも1つの基板(3)を受け入れて処理するように構成された処理室(2)を含み、前記処理室(2)が前記請求項12のように真空ライン(4)に接続されている、ことを特徴とする半導体プロセス又はコーティングプロセスのための装置(1)。

請求項14

請求項1〜8のいずれか1項に記載の前記真空装置(5)を使用して副生成物の堆積を監視する方法であって、前記真空エンクロージャー(17)の前記円周表面に沿って伝搬する誘導弾性表面波装置(18)の弾性表面波の少なくとも1つのパラメータの変化を監視して、前記円周表面の表面及び/又は副生成物の堆積(23)の特性を決定するために、内部への前記副生成物の堆積(23)を検出することを特徴とする副生成物の堆積を監視する方法。

請求項15

前記真空エンクロージャー(17)の円周面に沿って伝播する前記弾性表面波の少なくとも1つのパラメータの変動は、前記圧電変換器の受信機(21)の前の前記弾性表面波の1つの通路(C1)についてのみ監視されることを特徴とする請求項14に記載の副生成物の堆積を監視する方法。

請求項16

請求項14又は15に記載の副生成物の堆積を監視する方法であって、前記真空エンクロージャー(17)の前記円周表面に沿って伝播する前記弾性表面波の少なくとも1つのパラメータの変動が、前記圧電変換器の受信機(21)の前の弾性表面波の少なくとも2つの連続する通過(C1、C2、C3)について監視されることを特徴とする副生成物の堆積を監視する方法。

請求項17

請求項14〜16のいずれか1項に記載の副生成物の堆積を監視する方法であって、2つの前記弾性表面波の伝搬を最初にクリーンな前記真空エンクロージャー(17)で分析するキャリブレーション準備ステップを含むことを特徴とする副生成物の堆積を監視する方法。

技術分野

0001

本発明は、真空下に置かれる真空装置に関する。本発明はまた、真空ポンプ、及び半導体プロセス又は薄膜堆積プロセスのための装置に関する。本発明はまた、副生成物堆積監視するための方法に関する。

背景技術

0002

真空関連の用途では、ポンプはさまざまな種類のガス蒸発した物質を搬送する必要がある。真空ポンプでさまざまな物質を輸送する必要があるため、圧力や温度条件の変化により、物質が真空ポンプの内面に堆積する可能性がある。これらの反応副生成物は、固体ポリマー、又はほこりのようなものである。これらの堆積物は、特にガス通路断面積を減少させるため、真空ポンプの性能を低下させる可能性がある。

0003

さらに、半導体産業又は薄膜堆積産業の殆どの用途において、プロセスガス、特に排気ガスは、真空ポンプの金属部品と反応する可能性のある攻撃的な物質を含んでいる。これらの用途で使用される反応性ハロゲンSF6、Cl2、HBr等)又は酸性ガスは、真空ポンプ内で腐食を引き起こし、真空システムの性能に非常に悪影響を与える可能性がある。これはターボ分子ポンプではさらに悪化する。すなわち、ターボ分子ポンプでは、ポンプ内の副生成物の堆積により高速回転部品静止部品と接触する可能性があるため、このような堆積又は腐食によってポンプが急速に焼き付く可能性がある。

0004

この堆積は、プロセスガスと接触するすべての部分で発生する可能性がある。ターボ分子ポンプの高圧セクションは、望ましくない堆積物を蓄積するのに適した条件を有している。これは、粗引き真空ポンプ真空配管ライン等、真空システムの他の部分にも見られる。この堆積は、経路のサイズを縮小し、その結果、カスケード効果により、さらに多くの副生成物の堆積を引き起こす可能性のある、圧力の増加が発生する。

発明が解決しようとする課題

0005

従って、真空装置内の副生成物の堆積を監視することは、特に半導体産業又は薄膜堆積プロセスにおける複数の真空関連の用途において、重要なことである。

0006

真空パイプ又は他の中空体又は真空ポンプ内における、そのような堆積物及びその層の厚さを監視するために、多種のセンサー技術が知られている。
例えば、1つの方法は、ポンプ性能に影響を与える副生成物の存在の可能性を決定するために、真空ポンプのモーター電流を監視することである。このモーター電流又は磁気的に浮上したローター位置の変化は、真空ポンプ内の堆積物の量に関する情報を提供する。但し、この方法は、堆積された物質の量又は性質を決定するのに十分に正確ではない。

0007

これに加えて、他の副生成物検出技術として、温度又は圧力測定が使用される。但し、これらの方法では通常、侵襲性に対応する専用センサーを実装する必要がある。さらに、このセンサーは適切に密閉する必要がある。一部の用途における副生成物層は危険で有毒な物質を放出する可能性があるため、気密性は重要である。さらに、搬送された物質が時間とともに漏れないように、シーリングが機能している必要がある。さらに、堆積リスクのある領域に埋め込まれたセンサーは、その機能中に副生成物の堆積を生ずる可能性があり、それが機能不全を引き起こし、従って不正確測定結果を引き起こす可能性がある。

0008

従って、本発明の目的の1つは、前記各欠点の少なくとも1つを部分的に解決する、副生成物の堆積を監視するための装置又は方法を提案することである。

課題を解決するための手段

0009

この目的のために、本発明の主題は、以下の構成を含む、円周表面及び真空下に置かれる内部容積を有する真空エンクロージャーを備える、真空装置に特徴がある。
少なくとも1つの誘導弾表面波デバイスと、制御ユニットとを備え、
前記少なくとも1つの誘導弾性表面波デバイスは、少なくとも、円周面上の弾性表面波を結合し、この円周面に沿って伝搬する前記弾性表面波を検出するための圧電変換器を含んでおり、
前記制御ユニットは、前記真空エンクロージャーの円周面に沿って伝播する前記弾性表面波の少なくとも1つのパラメータの変動を監視し、前記円周面の内面への副生成物の堆積を検出し、及び/又は副生成物の堆積の特性を決定する。

0010

真空エンクロージャーのコンダクタンスは、真空エンクロージャーの外側に配置されているため、誘導弾性表面波装置の影響を受けない。これは非侵襲的な測定技術であるため、機能やパフォーマンスの面で影響はない。さらに、堆積物の組成を必ずしも事前に知ることなく、副生成物の堆積の情報を決定することが可能である。さらに、真空装置は真空下にあるため、圧電変換器の受信機が受信する信号には、真空エンクロージャーの円周表面を伝搬する弾性表面波のみが含まれる。真空装置の内部容積を介した弾性表面波の伝達は、真空エンクロージャー内の圧力が低く信号が伝達されないため、測定手順全体を通して完全に無視できる。さらに、真空装置は小型化されているため、真空ラインのどこにでも実装でき、適切なケーブルで接続できる電子機器から分離できる。従って、真空装置は、その用途及び操作場所に関して、非常に柔軟性がある。

0011

この真空装置はまた、個別に又は組み合わせて、以下に説明する特徴の1つ又は複数を有することができる。
少なくとも1つの圧電変換器は、圧電セラミック材料でできていても良い。そのため、高温耐熱のある素材で作られている。これにより、例えば真空ポンプの排気管に直接取り付けられた誘導弾性表面波装置を高温で作動させることができる。

0012

真空エンクロージャーは円管状でも良い。
圧電変換器のエミッタは、チューブ外径の反対側の位置に配置されても良い。
圧電変換器のエミッタは、圧電変換器の受信機に到達する円管の周りの反対方向に円周方向の弾性表面波を励起するように構成されても良い。

0013

圧電変換器間を伝搬する弾性表面波の1つのパラメータは、伝達時間である。弾性表面波の少なくとも1つのさらなるパラメータは、弾性表面波の伝播速度及び/又は弾性表面波の振幅及び/又はパターンの中から選択することができる。

0014

圧電変換器は、ラム型波に対応する波長で弾性表面波を励起するように構成される。ラム型波は主に反対称型であり、ここで真空装置に使用するのに最も適したモードである可能性がある。
制御ユニットは、真空エンクロージャーの温度の情報も受信するように構成されている場合がある。

0015

本発明の別の目的は、ターボ分子ポンプ又は粗引き真空ポンプ等の真空ポンプであり、前述のように少なくとも1つの真空装置を含むことを特徴とする。少なくとも1つの真空装置は、真空ポンプの排気口に配置することができる。

0016

本発明の別の目的は、前述のように少なくとも1つの真空装置を含むことを特徴とする真空ラインである。
この真空ラインは以下を含んでいる:
真空ラインのセンサーの前に配置された行き止まりパイプに接続された少なくとも1つの真空装置、及び/又は
真空ラインの粗引き真空ポンプの吐出口の下流に接続された少なくとも1つの真空装置、及び/又は
ターボ分子ポンプと真空ラインの粗引き真空ポンプの間に配置されたパイプに接続された少なくとも1つの真空装置。

0017

本発明の別の目的は、少なくとも1つの基板受け取り、それを処理するように構成された処理室を含む、半導体プロセス又はコーティングプロセスのための装置であり、処理室は、前述のように真空ラインに接続される。

0018

本発明の別の目的は、前述のように真空装置を使用して副生成物の堆積を監視するための方法である。この方法では、真空エンクロージャーの円周表面に沿って伝搬する誘導弾性表面波装置の弾性表面波の少なくとも1つのパラメータの変動を監視して、円周表面の内面への副生成物の堆積を検出し、及び/又は 副生成物の堆積の特性を決定する。

0019

真空エンクロージャーの円周表面に沿って伝播する弾性表面波の少なくとも1つのパラメータの変動は、圧電変換器の受信機の前の弾性表面波の1つの通過についてのみ監視することができる。真空エンクロージャーの円周表面に沿って伝播する弾性表面波の少なくとも1つのパラメータの変動は、圧電変換器の受信機の前での弾性表面波の少なくとも2つの連続する通過について監視することができる。例えば、層の厚さをより小さな値まで検出するのを助けるために、様々な層の厚さに対する異なる信号伝達時間を各通過後に合計することができる。
副生成物の堆積の存在と厚さは、複数の通路での円周方向の弾性表面波の伝達時間の変化に基づいて、より適切に決定できる。信号の振幅の減衰も考慮に入れることで、ヤング率等の副生成物の物質特性も決定できる。このため、実際の測定の前に正確な物質特性を知る必要はなく、誘導弾性表面波装置は十分な精度で物質を決定することができる。
副生成物の範囲は、ポリマーのような材料から塩のような材料まで変化する可能性があり、従って、圧電変換器によって受信される信号の伝達時間及び減衰もまた、広い範囲で変化する可能性がある。従って、この非侵襲的センサー技術の助けを借りて、層の厚さと物質特性を知ることができる。

0020

この方法は、2つの弾性表面波の伝搬を最初にクリーンな真空エンクロージャーで分析するキャリブレーション予備ステップを含む場合がある。

0021

本発明の他の目的、特徴、及び利点は、添付の図面を参照して作成された特定の実施形態の以下の説明により明らかになる。

図面の簡単な説明

0022

本発明による、半導体プロセス又はコーティングプロセス用の装置の一実施例の概略図である。
図1の装置の真空ラインにおける、真空装置の一実施形態の概略図である。
図2の真空装置の断面の概略図、及び、清浄な真空エンクロージャーにおける、2つの弾性表面波の伝搬を示す概略図である。
図3Aと同様の真空装置の断面図、及び、その内面に副生成物が堆積している真空エンクロージャーにおける、2つの弾性表面波の伝搬を示す概略図である。
真空エンクロージャーの時間(秒単位)の関数としての圧電変換器の受信機の信号の振幅(ボルト単位)を示す図であり、曲線Aは副生成物の堆積なし、曲線Bは副生成物の堆積有の状態を示している。

実施例

0023

以下、本発明の実施形態を説明する。図面では、同一の要素は同じ参照番号を持っている。図面は、分かり易くするために簡略化されている。
以下の実施形態はあくまでも例である。以下の説明は1つ又は複数の実施形態に言及しているが、これは、必ずしも各参照が同じ実施形態に関連すること、又は特徴が単一の実施形態にのみ適用されることを意味するわけではない。異なる実施形態の単純な特徴を組み合わせたり、交換したりして、他の実施形態を提供することもできる。

0024

図1は、本発明による、半導体プロセス又はコーティングプロセスのための、処理装置1の実施形態を示している。
この処理装置1は、半導体プロセスにおけるウェーハ、又はコーティングプロセスにおけるフラットパネルディスプレイ等の、少なくとも1枚の基板3を受け入れて処理するように構成された処理室2を備えている。この処理室2は、少なくとも1つの真空装置5を含む真空ライン4に接続されている。

0025

腐食性ガスのある環境下で使用されるポンプ及び関連する排気管は、内部の副生成物の堆積リスクを最小限に抑えるために、高温、場合によっては100℃以上に保つ必要がある。
副生成物の堆積反応速度は、ガスの相転移特性曲線に関連しており、凝固速度は、より高い圧力及びより低い温度でより高くなる。このリスクは、ポンプの圧縮段階後のガス圧が最も高くなる、ポンプの排気時に高くなる。

0026

真空装置5は、高温の用途(100℃以上)での使用に適していることが好ましく、従って、後述するように、圧電変換器(20、21)それ自体が、高温耐熱部品で構成されているのが良い。例えば、真空ライン4は、その吸入口7が処理室2に接続されているターボ分子ポンプ6と、その吸入口9がパイプ10を介してターボ分子ポンプ6の吐出口11に接続されている粗引き真空ポンプ8とを含んでいる。ターボ分子ポンプ6は処理装置の上流に取り付けられ、粗引き真空ポンプ8と直列に接続されている。「上流」とは、ポンプされるガスの方向(図1の矢印を参照)に応じて理解する必要がある。

0027

複数の真空装置5を、異なる複数の場所に設置することが可能である。
真空装置5は、例えば、ターボ分子ポンプ6の内部の、例えば、ターボ分子ポンプ6の排気口12に設置しても良い。又は、真空装置5を、ターボ分子ポンプ6と粗引き真空ポンプ8との間の吐出口11の下流に配置されたパイプ10に配置することもできる。
代替案として又は補完的に、真空装置5を、圧力センサー等の真空ライン8のセンサー14の前に配置された、行き止まりパイプ13に接続することもできる。
更なる代替案として又は補完的に、真空装置5を、粗引き真空ポンプ8の吸入口9又は吐出口15、あるいは、粗引き真空ポンプ8の内側又は外側に接続することができる。例えば、粗引き真空ポンプ8の吐出口16の下流の真空ライン4のパイプに、接続することができる。

0028

図2でよりよくわかるように、真空装置5は、例えばステンレス鋼等の金属壁等の円周表面と、真空下、すなわち大気圧よりも低い圧力下に置かれる内部容積とを有する、真空エンクロージャー17を備えている。
真空装置5は、さらに、少なくとも1つの誘導弾性表面波装置18及び1つの制御ユニット19を備えている。
誘導弾性表面波装置18は、円周表面上で弾性表面波を結合し、円周表面に沿って伝搬する弾性表面波を検出するための少なくとも1つの圧電変換器(20、21)を備えている。この誘導弾性表面波装置18は、円周表面上で弾性表面波を結合するための少なくとも1つの圧電変換器のエミッタ20と、円周表面に沿って伝播する弾性表面波を検出するための少なくとも1つの圧電変換器の受信機21とを含んでいる。圧電変換器のエミッタ20によって放出された弾性表面波は、圧電変換器の受信機21によって検出することができる。

0029

代案として、圧電変換器のエミッタ20及び圧電変換器の受信機21が、エミッタ又は受信機として交互に動作するように構成された1つの圧電変換器(20、21)のみによって形成されても良い。

0030

少なくとも1つの圧電変換器(20、21)は、PIC255のような圧電セラミック材料等の高温耐熱材料でできているのが良い。それにより、例えば真空ポンプ6、8の排気管に直接取り付けられた誘導弾性表面波装置18は、高温(>100℃)で動作することができる。
圧電変換器(20、21)は、真空エンクロージャー17の外側、すなわち真空エンクロージャー17の円周表面上に配置されている。従って、この方法は非侵襲的であり、圧力や気密性の損失を引き起こさない。ポンピング能力は、誘導弾性表面波装置18の影響を受けない。

0031

真空エンクロージャー17の形状は、円管状でも良い。従って、真空エンクロージャー17の円周表面は円筒形でも良い。これは、図2に示すように、DNという名前で知られるISO規格クイックリリースなど、真空ライン4で真空チャンバー、チューブ、真空ポンプを相互に接続するために使用される真空フランジ規格として実現できる。例えば、その内径は40mmである。真空エンクロージャー17は、例えば、芯出しリング及びエラストマーOリングガスケットによって、別のフランジ接合することができるフランジ22を有する。

0032

この真空フランジ規格は、ターボ分子ポンプ6の排気口12を形成するために使用されるものであり、フランジ22の反対側の部分24は、ターボ分子ポンプ6のハウジング25に接続されている。従って、真空エンクロージャー17は、既存のハウジング25を変更することなく、ターボ分子ポンプ6の排気管によって形成される。

0033

制御ユニット19は、少なくとも1つの圧電変換器(20、21)を制御するように構成されている。すなわち、制御ユニット19は、圧電変換器のエミッタ20と受信機21の間で、真空エンクロージャー17の円周表面に沿って伝播する弾性表面波の少なくとも1つのパラメータの変動を監視し、円周表面の内面への副生成物の堆積23(図3B)を検出するために、及び/又は、副生成物の堆積23の特性を決定するために、圧電変換器(20、21)を制御するように構成されている。
制御ユニット19は、1つ又は複数のコントローラ又はプロセッサメモリとを備えている。それは、圧電変換器の受信機21及びエミッタ20のいくつかの対に共通するものでも良い。

0034

圧電変換器(20、21)の間を伝搬する弾性表面波の少なくとも1つのパラメータは、弾性表面波の伝播速度及び/又は伝達時間、及び/又は弾性表面波の振幅及び/又はパターンの中から選択することができる。メインインジケータに使用されるパラメータは、例えば、伝達時間である。
真空エンクロージャー17の内表面に副生成物の堆積23が堆積していると、清浄な管に対して、時間シフト及び振幅の変化の発生を観察することができる。副生成物の堆積の厚さは、円周方向の弾性表面波のさまざまな伝達時間に基づいて決定できる。伝達時間の減少は、例えば、副生成物の堆積23の厚さの増加に起因する可能性がある。

0035

図2に示されているように、真空エンクロージャー17が円管状であり、2つの圧電変換器(20、21)がある場合、これらの圧電変換器(20、21)は、そのまま円管の外径の反対の位置(直径方向の配置)に配置できる。
次に、圧電変換器のエミッタ20及び圧電変換器の受信機21は、真空エンクロージャー17の周りの、円周方向に互いに180°の反対の位置に配置される。
圧電変換器のエミッタ20は、圧電変換器の受信機21に到達する円管の周りの円周方向の反対方向の弾性表面波を励起するように構成される(図3A図3B参照)。波長は、例えばラム型波に対応する。両方の弾性表面波は、真空エンクロージャー17がきれいなときに同時に圧電変換器の受信機21に到達するはずである。

0036

ラム型波は主に反対称型であり、ここで真空装置5に使用するのに最も適したモードである。圧電変換器のエミッタ20は、例えば100〜800kHzの周波数で弾性表面波を励起する。この値は、真空エンクロージャー17の幾何学的構成及び副生成物の堆積23の特性に依存する。さらに、この励起周波数及び真空エンクロージャー17の円管状形状は、円周方向のラム波の形成に有利に働く。これらの調整により、ミリメートルの副生成物層の厚さの数十分の一までの測定精度を達成することができる。

0037

圧電変換器のエミッタ20と圧電変換器の受信機21との間で、真空エンクロージャー17の円周表面に沿って伝搬する弾性表面波の少なくとも1つのパラメータの変動を、圧電変換器の受信機21の前の弾性表面波のたった1つの通路C1について監視することができる。圧電変換器のエミッタ20と圧電変換器の受信機21との間の、真空エンクロージャー17の円周面に沿って伝播する弾性表面波の少なくとも1つのパラメータの変動は、圧電変換器の受信機21の前の弾性表面波の少なくとも2つの通路C1、C2、C3について監視することもできる。従って、2つより多くの通路等、誘導弾性表面波の複数の通路C1、C2、C3を考慮に入れることができる。

0038

副生成物の層の厚さをより小さな値まで検出できるようにするために、さまざまな層の厚さに対する異なる信号伝達時間を、各通過後に合計することができる。この方法は、円管の外径の反対の位置に配置された2つの圧電変換器(20、21)の構成において特に効果的である。

0039

図4は、堆積なし(曲線A)と堆積有(曲線B)の誘導弾性表面波の3つの通路C1、C2、C3に対する、圧電変換器の受信機の信号の例を示している。
最初の通路C1では、堆積を有する真空エンクロージャー17の圧電変換器の受信機の信号の振幅(曲線B)は、清浄な真空エンクロージャー17の圧電変換器の受信機の信号の振幅(曲線A)よりも小さいことが分かる。
但し、副生成物の堆積がある場合(曲線B)とない場合(曲線A)の両方の信号の伝達時間の違いは非常に小さいため、その確認が困難である。
この場合、圧電変換器の受信機21の前の弾性表面波の少なくとも2つの通路C1、C2、C3について、少なくとも伝達時間の変動を監視することが適切である。この「複数の検出」は、小さな副生成物の堆積(厚さ<0.3mm)の場合に、より高い測定精度を達成するのに役立つ。しかし、より大きな副生成物の堆積(厚さ>0.3mm)になると、受信信号の十分な時間シフトを測定するには、1回の信号循環だけで十分である。

0040

従って、信号の最初の3つの通路C1、C2、C3では、信号の通路C1、C2、C3の数が増えると、信号の振幅が減少することがわかる。これは、両方の真空エンクロージャー17に当てはまる。しかしながら、圧電変換器の受信機の信号の振幅は、清浄な真空エンクロージャー17の振幅(曲線A)よりも、堆積を伴う真空エンクロージャー17の振幅(曲線B)の方が大きく減少する。
さらに、伝達時間は、クリーンな真空エンクロージャー17の通路C1〜C3の数が増加してもかなり一定またはわずかに減少する(曲線A)のに対し、副生成物の堆積23は、真空エンクロージャー17の通路C1〜C3の数とともに増加する(曲線B)。

0041

副生成物の堆積23の存在及び厚さは、複数の通路における円周方向の弾性表面波の伝達時間の変化に基づいてより適切に決定することができる。
信号振幅の減衰も考慮に入れることで、ヤング率等の副生成物の物質特性も決定できる。このため、実際の測定の前に正確な物質特性を知ることは必須ではなく、誘導弾性表面波装置18は、十分な精度で物質を決定することができる。
副生成物の範囲は、ポリマーのような材料から塩のような材料まで変化する可能性があり、従って、圧電変換器21によって受信される信号の伝達時間及び減衰もまた、広い範囲で変化する可能性がある。従って、この非侵襲的センサー技術の助けを借りて、層の厚さと物質特性を知ることができる。

0042

具体的な実施例として、圧電変換器(20、21)は、平面弾性波を励起するように構成される。例えば、圧電変換器(20、21)は、電極の指に垂直な平面弾性表面波を励起するための2本の指の電極構造を有する。
圧電変換器(20、21)の配向は、それらが主に円管の周りの両方向に円周方向に進行する平面弾性波を励起するように選択することができる。
本発明の一実施形態によれば、制御ユニット19は、真空エンクロージャー17の温度の情報も受信するように構成される。従って、測定値に対する温度の影響を補償して、真空エンクロージャー17の温度とは無関係に、真空エンクロージャー17の内面に堆積された副生成物の堆積23の特徴を決定することが可能である。

0043

次に、図3A及び図3Bに関して、真空処理装置1の機能の例を説明する。
この方法は、2つの弾性表面波の伝搬が最初に清浄な真空エンクロージャー17で分析されるキャリブレーションのための予備ステップを含むことができる(図3A)。
圧電変換器(20、21)は、主に円管の周りの両方向に円周方向に伝わる平面弾性波を励起する。両方の弾性表面波は、圧電変換器の受信機に同時に到着するはずである。
弾性表面波の伝播速度及び/又は伝達時間、及び/又は、弾性表面波の振幅及び/又はパターンから選択された、前記圧電変換器(20、21)の間を伝搬する弾性表面波の少なくとも1つのパラメータが記録される。

0044

監視の連続するステップにおいて、真空エンクロージャー17の内面に、又は副生成物の堆積の特性を決定するために、圧電変換器(20、21)は、この圧電変換器(20、21)の間を伝播する弾性表面波の少なくとも1つのパラメータの変動を監視して、副生成物の堆積を検出するように制御される。
真空エンクロージャー17の円周表面に沿って伝搬する弾性表面波の少なくとも1つのパラメータの変動を、圧電変換器の受信機21の前での弾性表面波の少なくとも2つの連続する通過について監視することができる。

0045

従って、真空エンクロージャー17のコンダクタンスは、真空エンクロージャー17の外側に配置されているので、誘導弾性表面波装置18の影響を受けないことが上記から理解される。これは非侵襲的な測定技術であるため、機能やパフォーマンスの面で影響はない。さらに、従って、堆積物の組成を必ずしも事前に知ることなく、副生成物の堆積23の情報を決定することが可能である。さらに、真空装置5は真空下にあるので、圧電変換器の受信機21によって受信された信号は、真空エンクロージャー17の円周表面を通って伝播する弾性表面波のみを含む。
真空エンクロージャー内の低圧のために信号伝達が起こらない可能性があるため、真空装置5の内部容積を通る波の伝達は、測定手順全体を通して完全に無視することができる。さらに、真空装置5は、真空ライン4のどこにでも実装され、適切なケーブルを介して接続できるその電子機器から分離可能に小型化されている。従って、真空装置5は、その適用及び操作場所において非常に柔軟性がある。

0046

1処理装置
2処理室
3基板
4真空ライン
5真空装置
6ターボ分子ポンプ
7 ターボ分子ポンプ
8粗引き真空ポンプ
9 ターボ分子ポンプの吸入口
10パイプ
11 ターボ分子ポンプの吐出口
12 ターボ分子ポンプの排気口
13行き止まりパイプ
14センサー
15 粗引き真空ポンプの吐出口
16 粗引き真空ポンプの吐出口
17真空エンクロージャー
18誘導弾性表面波装置
19制御ユニット
20圧電変換器のエミッタ
21 圧電変換器の受信機
23副生成物の堆積

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