(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバと、高真空ポンプと、高真空ポンプの排気側に排気管を介して接続されてこの高真空ポンプを補助排気するフォアポンプとを備えた真空処理装置に、ヘリウムガスを検知する質量分析管とこの質量分析管内を真空引きする真空ポンプとを有するリークディテクタを、接続管を介して接続し、
トレーサガスとしてヘリウムガスを用い、このヘリウムガスを真空処理装置外側から吹き付け、真空処理装置の漏洩箇所からチャンバ内へと引き込まれたヘリウムガスを質量分析管と導いて検知することで、真空処理装置の漏洩検知を行う漏洩検知方法において、
リークディテクタからの接続管を、排気管のうち高真空ポンプの排気側からこの排気管の全長の１０％以内の範囲内に接続することを特徴とする漏洩検知方法。
【請求項２】
前記接続管の排気管への接続位置は、この排気管内の実行排気速度が実質的に最小となる位置であることを特徴とする請求項１記載の漏洩検知方法。
【請求項３】
チャンバと、高真空ポンプと、高真空ポンプの排気側に排気管を介して接続されてこの高真空ポンプを補助排気するフォアポンプとを有し、
前記排気管のうち高真空ポンプの排気側からこの排気管の全長の１０％以内の範囲内に、リークディテクタに通じる接続管が接続可能なポートを備えることを特徴とする真空処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リークディテクタを用いた漏洩検知方法及び真空処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スパッタリング装置やエッチング装置等の真空処理装置からの微小なリークの有無を検知（検査）するためにリークディテクタを用いることが従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。リークディテクタは、質量分析管とこの質量分析管を真空引きする真空ポンプとを備える。【０００３】
真空処理装置の漏洩検知を行う場合、上記リークディテクタを、接続管を介して、真空処理装置の処理室を画成するチャンバに予め設けられたテストポートに接続する。その後、チャンバを真空引きし、その外側からトレーサガスたるヘリウムガスを局所的に吹き付けていく。そして、この真空処理装置に漏洩（リーク）が存するとき、その漏洩箇所からチャンバ内に吸い込まれたヘリウムガスを真空ポンプの作動により質量分析管へと引き込み、質量分析管にてこのヘリウムガスをイオン化し、ヘリウムイオンのみを選別してイオンコレクタに入射させ、イオン電流として真空中に漏れるヘリウムガスを定量的に検知することで真空処理装置の漏洩箇所が特定される。【０００４】
ところで、近年、フラットパネルディスプレイの製造工程にてガラス基板表面にＩＴＯなどの透明電導膜やゲート電極たる金属膜を形成する真空処理装置のように、処理対象物たる基板の大面積化に伴い、真空処理装置自体が大型化している。このような大型の真空処理装置では、チャンバに、高い排気能力を有するターボ分子ポンプ等の高真空ポンプが設けられ、装置によっては、複数台の高真空ポンプが設けられる場合がある。また、高真空ポンプの排気側にはそれぞれ排気管が接続され、フォアポンプにより排気されている。高真空ポンプが複数台設けられている真空処理装置では、各排気管が集合されて一台のフォアポンプに接続され、排気されている場合がある。【０００５】
然し、このような大型の真空処理装置の漏洩検知を行う際に、上記の如く、チャンバのテストポートにリークディテクタからの接続管を接続すると、チャンバ用の高真空ポンプとリークディテクタの真空ポンプとでは、これらの真空ポンプを取り付けるためチャンバに形成される排気口の径の差が大きく、しかも、その排気速度の差も大きい。このため、チャンバに吸い込まれたヘリウムガスが優先的に高真空ポンプに引き込まれる。その結果、リークディテクタの質量分析管へと導かれるヘリウムガスの量が少なく、漏洩箇所を特定（発見）することが困難であるという不具合が生じるようになってきた。【０００６】
このような場合、高真空ポンプを補助排気するように設けたフォアポンプの直上にテストポートを設け、このテストポートに接続管を介してリークディテクタを接続することも提案されるが、上記大型の真空処理装置では、高真空ポンプからフォアポンプまでの距離が長いことで排気管も長くなる。このため、真空処理装置の漏洩箇所から吸い込まれたヘリウムガスがリークディテクタの質量分析管に到達するまでに時間がかかるという不具合が生じ、誤検知を招き易い。しかも、真空チャンバからの距離も長くなることで、一人の作業者にてリーク検知を行う（トレーサガスの吹き付けやリークディテクタの操作等）ことが実質的にできず、作業効率が悪いという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−３８７４６公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、以上の点に鑑み、短時間でかつ正確に漏洩検知ができる作業効率の良い漏洩検知方法を提供することをその第１の課題とするものである。また、リークディテクタを用いて短時間でかつ正確に漏洩検知できるように構成された真空処理装置を提供することを第２の課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記第１の課題を解決するために、本発明の漏洩検知方法は、チャンバと、高真空ポンプと、高真空ポンプの排気側に排気管を介して接続されてこの高真空ポンプを補助排気するフォアポンプとを備えた真空処理装置に、ヘリウムガスを検知する質量分析管とこの質量分析管内を真空引きする真空ポンプとを有するリークディテクタを、接続管を介して接続し、トレーサガスとしてヘリウムガスを用い、このヘリウムガスを真空処理装置外側から吹き付け、真空処理装置の漏洩箇所からチャンバ内へと吸い込まれたヘリウムガスを質量分析管と導いて検知することで、真空処理装置の漏洩検知を行う漏洩検知方法において、リークディテクタからの接続管を、排気管のうち高真空ポンプの排気側からこの排気管の全長の１０％以内の範囲内に接続することを特徴とする。【００１０】
本発明によれば、漏洩検知のために、チャンバを真空引きし、真空処理装置の外側からトレーサガスたるヘリウムガスを局所的に吹き付けていき、リークが存すると、このヘリウムガスがチャンバ内に吸い込まれて直ちに高真空ポンプへと導かれる。【００１１】
ここで、真空ポンプの実行排気速度は配管のコンダクタンスに依存するため、上記真空処理装置の真空排気系では、通常、コンダクタンスに対して、十分な排気速度が得られるように真空ポンプが選定されている。そして、高真空ポンプとフォアポンプとの間の排気管においてフォアポンプの実効排気速度は、このフォアポンプからの距離が長くなるのに従い、小さくなる。【００１２】
そこで、本発明では、リークディテクタからの接続管を、排気管のうち高真空ポンプの排気側からこの排気管の全長の１０％以内の範囲内に接続しているため、その接続位置でのフォアポンプの実効排気速度は小さい。これにより、フォアポンプの実効排気速度に対するリークディテクタの排気速度が大きくなって排気管内から接続管内へと導かれるヘリウムガスの量が多くなる。この場合、本発明を大型の真空処理装置の漏洩検知に適用しても、漏洩箇所からチャンバ内に吸い込まれたヘリウムガスが、高真空ポンプを経て接続管を通ってリークディテクタの質量分析管にヘリウムガスが到達するのに然程時間はかからない。したがって、誤検知を招来することなく、正確に漏洩箇所を特定できる。しかも、真空処理装置の近くにリークディテクタを配置することができるため、一人の作業者にて漏洩検知の作業を行うことも可能であり、作業性がよい。【００１３】
また、本発明において、真空処理装置は、真空計、スパッタリングカソードや開閉バルブなど、チャンバ内で実施される処理に応じてこのチャンバに取り付けられる各種の構成部品を含む概念である。また、接続管の長さは、短時間で応答性よくヘリウムガスを検知できるように１ｍ以下とすることが望ましい。【００１４】
本発明においては、前記接続管の排気管への接続位置は、この排気管内の実行排気速度が実質的に最小となる位置、即ち、排気管のうち高真空ポンプの排気側直下であることが好ましい。【００１５】
また、上記第２の課題を解決するために、本発明の真空処理装置は、チャンバと、高真空ポンプと、高真空ポンプの排気側に排気管を介して接続されてこの高真空ポンプを補助排気するフォアポンプとを有し、前記排気管のうち高真空ポンプの排気側からこの排気管の全長の１０％以内の範囲内に、リークディテクタに通じる接続管が接続可能なポートを備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を適用して漏洩検知が行われる真空処理装置の構造を模式的に説明する図。
【図２】リークディテクタの内部構造を模式的に説明する図。
【図３】本発明の効果を確認する実験の結果を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態の真空処理装置及びこの真空処理装置に対して本発明の実施形態の漏洩検知方法を適用して漏洩検知を行う場合について説明する。
【００１８】
図１及び図２を参照して、１は、本発明の実施形態の真空処理装置である。真空処理装置１は、例えば、大面積の基板に対して成膜処理を行い得るものであり、処理室を画成するチャンバ１１を備える。チャンバ１１には、円形開口たる排気口１２が複数設けられ（本実施形態では３個）、これら排気口１２を臨むようにチャンバ１１にはターボ分子ポンプ（高真空ポンプ）２が設けられている。ターボ分子ポンプ２の排気側には排気管３が接続されている。排気管３は集合排気管４に接続され、この集合排気管４が一台のドライポンプ（フォアポンプ）５に接続され、ターボ分子ポンプ２を補助排気するようになっている。この場合、排気管３及び集合排気管４が本発明にいう排気管を構成する。また、真空処理装置１に設けたターボ分子ポンプ２の排気側直下に位置して排気管３には、フランジ付の漏洩検知用のポート３１が形成されている。漏洩検知用のポート３１の形成位置は、これに限定されるものではなく、高真空ポンプ２の排気側から、排気管３及び集合排気管４を含めた全長の１０％以内の範囲内にあればよい。
【００１９】
なお、本実施形態では、高真空ポンプとしてターボ分子ポンプ２を例としているが、チャンバ１１内を高真空まで真空引きできる拡散ポンプ等、溜込式の高真空ポンプ以外であれば特に限定されるものではない。フォアポンプ５についても、高真空ポンプを補助排気し得るものであれば特に限定されるものではなく、ブースターポンプ等を使用できる。また、本実施形態では、高真空ポンプ２を複数台、フォアポンプ５を１台としているが、その台数に関しても限定されるものではない。さらに、特に詳細に図示して説明しないが、チャンバ１１には、真空計Ｇ、バルブ、ガス導入手段、スパッタリングカソードや開閉扉など、チャンバ内で実施される処理に応じて各種の構成部品が設けられている。
【００２０】
真空処理装置１に対する漏洩検知の際に用いられるリークディテクタ６は、図２に示すように、筐体６ａを有し、この筐体６ａには磁場偏向型の質量分析管６１が内蔵されている。質量分析管６１は、特に図示して説明しないが、フィラメントとグリッドを有して内部のガス成分をイオン化するイオンソースと、ヘリウムイオンを捕集するイオンコレクタと、イオンソースにて生成された正イオンのうちヘリウムイオンのみをイオンコレクタへと導くマグネットとを備える。そして、イオンコレクタに付設された電流検出回路Ａにて、このイオンコレクタを流れるイオン電流が検出される。
【００２１】
質量分析管６１には主管路６２が接続され、この主管路６２には、高真空排気手段たる複合分子ポンプ６３と、その背圧側でフォアバルブ６４を介在させて接続された補助真空排気手段たるロータリーポンプ６５とが設けられている。複合分子ポンプ６３としては、ポンプケーシングにターボ分子ポンプとドラッグポンプとを内蔵したもので構成でき、また、補助真空排気手段としては、上記限定されるものではなく、メンブレンポンプ等であってもよい。
【００２２】
筐体６ａには、接続管７の一端が接続可能なフランジ付の接続ポート６ｂが突設されている。接続ポート６ｂには排気通路６６が接続され、この排気通路６６は２箇所で分岐され、分岐した第１及び第２の気体導入管路６６ａ、６６ｂが、第１及び第２の各開閉弁６７ａ、６７ｂを介して、複合分子ポンプ６３の圧縮比の異なる位置にそれぞれ接続されている。また、排気通路６６は、ピラニ真空計等の真空計６８と他の開閉弁６９を介してロータリーポンプ６５とに接続されている。真空計６８は、各開閉弁６７ａ、６７ｂ、６９の開閉やフォアバルブ６４の開閉を制御するために利用される。なお、特に図示して説明しないが、排気通路６６には、リークディテクタの起動時に校正を行うための標準リークやベントバルブが接続されている。
【００２３】
これらの各部品の作動等の制御は、コンピュータやシーケンサ等を備えた制御手段Ｃによって統括制御される。この場合、制御手段Ｃには、イオン電流からリーク値を算出するためのプログラムやリークテスト時のリークディテクタ６の制御プログラム（作動シーケンス）等が予め記憶されたＲＯＭ等の記憶手段Ｍが付設されている。また、リーク値や排気通路６６内の圧力を表示できるようにディスプレイDが設けられている。そして、上記構成のリークディテクタ６の接続ポート６ｂに接続管７の一端が接続され、その他端が漏洩検知用のポート３１に接続される。接続管７は、短時間で応答性よくヘリウムガスを検知できるように１ｍ以下とすることが望ましい。以下に、上記真空処理装置１に対する本実施形態の漏洩検知方法を説明する。
【００２４】
先ず、上記リークディテクタ６の接続ポート６ｂに接続管７の一端を接続し、その他端を、図示省略のバルブを介して漏洩検知用のポート３１に接続する。次に、各ターボ分子ポンプ２及びドライポンプ５を起動してチャンバ１１を真空引きすると同時に、上記バルブを閉じた状態で制御手段Ｃからリークディテクタ６の起動指示を入力する。これにより、フォアバルブ６４が開弁されると共に、複合分子ポンプ６３とロータリーポンプ６５とが起動する。このとき、その他の弁は閉弁状態であり、所定圧力に達すると先ず校正が行われ、その後、リークディテクタ６がリークテスト可能な状態となる。そして、リークディテクタ６をリークテスト状態（排気通路６６を真空引きした状態）にし、接続管７の圧力をターボ分子ポンプ２の排気側直下に接続できる圧力まで減圧する。その後、上記バルブを開けて、真空処理装置１の外側からスプレーガン等によってヘリウムガスを吹き付けていく。このとき、真空処理装置１にリークが存すると、その漏洩箇所からヘリウムガスがチャンバ１１内に吸い込まれ、ターボ分子ポンプ２へと引き込まれる。
【００２５】
ここで、本実施形態においては、接続管７がターボ分子ポンプ２の排気側直下に接続しているため、その接続位置におけるフォアポンプ５の実行排気速度が最小となり、フォアポンプ５の実効排気速度に対するリークディテクタ６の排気速度が大きくなって排気管３内から接続管７内へと導かれるヘリウムガスの量が多くなる。このとき、接続管７内へと導かれたヘリウムガスが複合分子ポンプ６３を逆拡散して質量分析管６１へと導かれる。そして、イオンソースにて生成されたヘリウムイオンをイオンコレクタに捕集してこのイオンコレクタを流れるイオン電流値が電流検出回路Ａで検出され、このイオン電流値が制御手段Ｃに出力される。制御手段Ｃによってリーク値が算出され、そのリーク値がディスプレイに表示される。これにより、ヘリウムガスの真空処理装置１への吹き付け箇所と、検出されたリーク値とから漏洩を生じている箇所が特定できる。
【００２６】
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、リークディテクタ６に漏洩検知に十分なヘリウムガスが可及的速やかに導かれる、つまり、ヘリウムガスが質量分析管６１に到達するのに然程時間はかからないため、真空処理装置１の構成に関係なく、誤検知を招来することなく、正確に漏洩箇所を特定できる。しかも、真空処理装置１の近くにリークディテクタを配置することができるため、一人の作業者にて漏洩検知の作業を行うことも可能であり、作業性もよい。また、本実施形態の真空処理装置１は、ターボ分子ポンプ２の排気側直下に漏洩検知用のポート３１を備えるため、リークディテクタ６による短時間かつ正確な漏洩検知を行うのに適したものとなる。
【００２７】
次に、本発明の効果を確認するため、上記構成の真空処理装置１において真空計Ｇの取付箇所にて微小なリークをつくり、このリーク箇所に一定量のヘリウムガスを吹き付け、リークディテクタ６によりそのときのヘリウムガスのリーク量を測定する実験を行った。この場合、実験に用いた真空処理装置１は、チャンバ容積が１２ｍ３であり、ターボ分子ポンプ２として３ｍ３／ｓの能力を有するものを３台、ドライポンプとしてｌｍ３／ｓの能力を有するものを１台とした。また、排気管３の集合排気管４を含めた長さは、２０ｍであり、接続管７の長さは１ｍであった（発明実験）。
【００２８】
また、比較実験として、リークディテクタ６から上記と同一長さの接続管７をチャンバ１１の側壁に設けたテストポートに接続した場合と（比較実験１）、ドライポンプ５と排気管４との接続箇所に接続管７の一端を接続した場合（比較実験２）とについてもリーク量を測定することとした。
【００２９】
図３は、ヘリウムガスの吹き付け開始からの経過時間とリーク量との関係を示すグラフである。なお、比較実験１においてはリークディテクタ６にてリーク検知できないことが確認された。これによれば、発明実験では、比較実験２の場合と比べて、リーク箇所へのヘリウムガスの吹き付け直後からリークディテクタ６にてヘリウムが検出され、検出されるリーク量も多く、しかも、リーク量が安定するまでの時間も短いことが判る。
【００３０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記に限定されるものではない。上記実施形態では、リークディテクタ６に導かれるヘリウムが最大となり得るように、接続管７をターボ分子ポンプ２の排気側直下に接続しているが、高真空ポンプ２の排気側から、排気管３及び集合排気管４を含めた全長の１０％以内の範囲内に接続管７が接続されていればよい。
【００３１】
また、上記実施形態では、複数個の高真空ポンプ２を備えた大型の真空処理装置１を例に説明しているが、漏洩検知する対象物は上記に限定されるものではない。本発明の漏洩検知方法は、真空チャンバの容積やその真空排気系の構成に関係なく適用できる。
【符号の説明】
【００３２】
１…真空処理装置、１１…チャンバ、２…ターボ分子ポンプ（高真空ポンプ）、３，４…排気管、３１…漏洩検知用のポート、５…ドライポンプ（フォアポンプ）、６…リークディテクタ、６ｂ…接続ポート、６１…質量分析管、６３…複合分子ポンプ（リークディテクタ用の真空ポンプ）、６５…ロータリーポンプ（リークディテクタ用の真空ポンプ）、７…接続管。
【図１】
0005470449.tif 000002
【図２】
0005470449.tif 000003
【図３】
0005470449.tif 000004