(57)【要約】  本発明は、チャンバーや配管等の圧力計測系において、反応副生成物の付着を防止し、半永久的に適切で精度よく圧力の計測が行える装置を提供する。本発明の装置は、圧力計測対象の配管等の開口に一方の端部１２２が接続され、内部で分岐し、他方の端部が３つの圧力計２１、２２及び２３に対応する３つの圧力計側端部開口１２３、１２４及び１２５に形成された圧力連通孔１２１と、圧力連通孔１２１の周囲に配設され圧力連通孔１２１を昇華析出温度以上の高温に加熱保持するヒーター１３１とをブロック状の基材部１１１に収容し、排気配管１０と圧力計２１、２２及び２３との間に配設するように構成される。
2009096379.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力計測対象の空間を有する装置と圧力計との間に設置する圧力計測用加熱装置であって、
一方の端部が前記圧力計測対象の空間を規定する前記装置の壁に形成された開口に接続可能で他方の端部が前記圧力計に接続可能な前記圧力計測対象の空間と前記圧力計とを連通する圧力連通配管が内部に形成された基材と、
前記基材内に埋設され前記圧力連通配管を加熱するヒーターと
を有する圧力計測用加熱装置。
【請求項２】
前記圧力連通配管は、前記基材内において前記一方の端部と前記他方の端部との間で分岐し、前記圧力計測対象の空間を規定する前記装置の壁に形成された開口に接続可能な１つの前記一方の端部と、前記一方の端部に各々連通し前記圧力計に接続可能な複数の前記他方の端部とを有することを特徴とする請求項１に記載の圧力計測用加熱装置。
【請求項３】
前記基材は、前記圧力連通配管の前記一方の端部を前記圧力計測対象の空間を規定する前記壁に形成された前記開口に接続した場合に、前記壁の外面に対向する当該基材の外面が前記壁の外面に密着するように形成され、当該基材の前記壁の外面に密着する面の内側に、当該基材を介して前記圧力計測対象の空間を規定する壁を加熱するヒーターが埋設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧力計測用加熱装置。
【請求項４】
前記基材に、当該圧力計測用加熱装置から周囲環境中への放熱を防止する真空断熱層が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の圧力計測用加熱装置。
【請求項５】
前記圧力連通配管の前記他方の端部にアイソレーションバルブが配設されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の圧力計測用加熱装置。
【請求項６】
圧力計と、
一方の端部が圧力計測対象の空間を規定する壁に形成された開口に接続可能で、他方の端部が前記圧力計に接続され、前記圧力計測対象の空間と前記圧力計とを連通する圧力連通配管が内部に形成された基材と、
前記圧力連通配管の前記他方の端部と前記圧力計との間に配設され、前記圧力連通配管と前記圧力計との連通状態を制御するアイソレーションバルブと、
前記基材内に配設され少なくとも前記圧力連通配管を加熱するヒーターと
を有する圧力計測装置。
【請求項７】
前記圧力連通配管は、前記基材内において前記一方の端部と前記他方の端部との間で分岐し、前記圧力計測対象の空間を規定する前記装置の壁に形成された開口に接続可能な１つの前記一方の端部と、前記一方の端部に各々連通し前記圧力計に接続可能な複数の前記他方の端部とを有し、前記アイソレーションバルブ及び前記圧力計は、前記圧力連通配管の前記複数の他方の端部に各々配設されていることを特徴とする請求項６に記載の圧力計測装置。
【請求項８】
前記基材は、前記圧力連通配管の前記一方の端部を前記圧力計測対象の空間を規定する前記壁に形成された前記開口に接続した場合に、前記壁の外面に対向する当該基材の外面が、前記壁の外面に密着するように形成され、当該基材の前記壁の外面に密着する面の内側に、当該基材を介して前記圧力計測対象の空間を規定する壁を加熱するヒーターが埋設されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の圧力計測装置。
【請求項９】
前記基材に、当該圧力計測装置から周囲環境中への放熱を防止する真空断熱層が形成されていることを特徴とする請求項８に記載の圧力計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体製造装置のチャンバーや真空排気配管等の圧力を計測する装置に関し、特に、プロセス副生成物の昇華析出を防止して適切な半導体製造処理及び圧力の計測を行うことができるように、装置の圧力計測対象の箇所と圧力計との間に設置する圧力計測用加熱装置、及び、実際にその圧力の計測を行う圧力計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばＣＶＤ装置やエッチング装置等の半導体製造装置においては、処理チャンバー内にウェーハを配置し、そのウェーハを高温雰囲気中で反応ガスやプラズマ等に曝すことにより、ウェーハに所望の成膜処理やエッチング処理を施す。具体的には、まず、排気配管を介してチャンバー内部を真空引きし、チャンバー、給気配管、排気配管及びウェーハ搬送路等の内部空間を、その内部あるいは周囲に配設したヒーターにより加熱し、所望の高温状態とする。チャンバー等の内部空間が所望の高温状態となったら、処理対象のウェーハをチャンバー内に投入し、給気配管を介して所望の反応ガスをチャンバー内に導入し、また必要に応じて排気配管からのガスの排出を行いつつ、例えばＣＶＤによる成膜等の所望のプロセス処理を行う。【０００３】
従ってこのような処理を行う際には、チャンバー、給気管、排気管及びウェーハ搬送路等の内部空間の圧力を所望の圧力に制御し管理することが非常に重要であり、そのためには、それらチャンバー等の内部空間の圧力を圧力計により適切に計測する必要がある。【０００４】
従来、半導体製造装置のチャンバーや配管等の内部の圧力の計測は、チャンバーや配管の外壁に開口を設け、ここに圧力計を設置して内部空間と連通させ、内部空間の圧力を計測していた。この際、適切な圧力計測が行える範囲は圧力計の種類ごとに限りがあるため、種類の異なる複数の圧力計を設置することにより所望の広い範囲の圧力（圧力領域）を計測可能にすることがしばしば行われている。【０００５】
このような方法によりチャンバー（プロセスチャンバー）及び排気配管に３つの圧力計を設置した形態を図４Ａ〜図４Ｃに示す。
図４Ａはプロセスチャンバーに３つの圧力計を設置した形態を示す概略外観図であり、図４Ｂは排気配管に３つの圧力計を設置した形態を示す概略外観図であり、図４Ｃは排気配管に３つの圧力計を設置した形態を模式的に示す断面図である。
図４Ａ〜図４Ｃに示すように、プロセスチャンバー８０及び排気配管８１には、３つの圧力計８２〜８４が設置されている。この３つの圧力計８２〜８４は、例えば、ピラニー真空計、キャパシタンスマノメータ（隔膜真空計）及び電離真空計である。また、図４Ｃに明示するように、各圧力計８２〜８４とプロセスチャンバー８０又は排気配管８１との連通部には、アイソレーションバルブ８５〜８７が設置されている。【０００６】
ところで、このような半導体製造装置のチャンバーや配管を流れる処理ガスや反応副生成物は、圧力と温度との関係（昇華曲線）によって気体と固体との両相を昇華変化するが、気体から固体へ昇華変化した場合には、副生成物が固体として析出しチャンバー内や排気配管等の昇華温度以下の壁面に付着する。付着物が多量となると配管や圧力計内部が副生成物により閉塞されたり、チャンバー内でのプロセス処理に影響を与える場合があり好ましくない。
このような副生成物の析出・堆積を避けるため、あるいは抑制するため、及び、ウェーハに対する成膜処理やエッチング処理を均一に行うため、チャンバーや配管等の温度は、反応副生成物のその場の圧力に基づく昇華温度以上に維持するとともに、これを正確に維持管理する必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述したように半導体製造工程の例えばＣＶＤやエッチング等のプロセスにおいては、チャンバーや排気配管等の圧力を所望の圧力に制御するために、それらチャンバー等の内部空間の圧力を圧力計により適切に計測する必要があるが、その際、圧力計やその近傍、すなわち圧力計測系に前述した反応副生成物が付着すると、圧力計の計測部や連通配管内部の圧力コンダクタンスが低下して、圧力計測の精度が低下し、場合によっては適切な圧力計測が行えなくなる可能性がある。【０００８】
このような課題に対処するために、例えば隔膜真空計において、隔膜真空計と圧力計測対象のチャンバーとをフィルタを介して連通するようにし、フィルタをヒーターにより加熱することによりフィルタへの反応生成物のパーティクルの付着を防止し、真空計の精度を維持するようにした隔膜真空計が開示されている（日本国特許出願公開平１０−１５３５１０号公報（特許文献１）参照）。
【特許文献１】日本国特許出願公開平１０−１５３５１０号公報
【０００９】
しかしながら、そのような従来の装置においても、圧力計の近傍における反応副生成物の昇華析出の防止は十分ではなく、反応副生成物の析出付着の影響を受けること無く適切に圧力を計測できる装置が要望されている。
例えば、前述した従来装置においては、チャンバー内にヒーター付きのフィルタを設置するために、その設置、交換、メンテナンス等に手間がかかるという問題があった。また、配管等に適用するのは難しいという問題もあった。
また、フィルタ等を設置しても僅かな反応ガスは圧力計の近傍に流入する場合が多く、圧力計測系の何れかに温度の低い箇所があればその箇所に副生成物が付着する事態となっていた。すなわち、従来の技術においては、反応副生成物の付着量を減少させ、圧力計のメンテナンスの間隔を長期化することはできても、反応副生成物の付着、堆積の影響を実質的に排除するまでには至らなかった。【００１０】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、半導体製造装置等のプロセスチャンバーや真空排気配管等の圧力計測系において、反応副生成物の昇華析出、付着、堆積等を防止し、半永久的に適切で精度よく圧力の計測が行えるような圧力計測用加熱装置及び圧力計測装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するために、本発明の圧力計測用加熱装置は、圧力計測対象の空間を有する装置と圧力計との間に設置する圧力計測用加熱装置であって、一方の端部が前記圧力計測対象の空間を規定する前記装置の壁に形成された開口に接続可能で他方の端部が前記圧力計に接続可能な前記圧力計測対象の空間と前記圧力計とを連通する圧力連通配管が内部に形成された基材と、前記基材内に埋設され前記圧力連通配管を加熱するヒーターとを有する。【００１２】
このような構成の圧力計測用加熱装置によれば、圧力計測対象と圧力計との間に設置することにより、圧力計測系への反応副生成物の昇華析出、付着、堆積等を防止し、半永久的に適切で精度よく半導体製造装置等のプロセスチャンバーや真空排気配管等の圧力の計測が行える。【００１３】
好適には、本発明の圧力計測用加熱装置は、前記圧力連通配管が、前記基材内において前記一方の端部と前記他方の端部との間で分岐し、前記圧力計測対象の空間を規定する前記装置の壁に形成された開口に接続可能な１つの前記一方の端部と、前記一方の端部に各々連通し前記圧力計に接続可能な複数の前記他方の端部とを有することを特徴とする。【００１４】
このような構成の圧力計測用加熱装置によれば、複数の圧力計を用いて圧力計測を行う場合にも、圧力計測系全体において、反応副生成物の昇華析出、付着、堆積等を防止し、半永久的に適切で精度よく半導体製造装置等のプロセスチャンバーや真空排気配管等の圧力の計測が行える。【００１５】
また好適には、本発明の圧力計測用加熱装置は、前記基材は、前記圧力連通配管の前記一方の端部を前記圧力計測対象の空間を規定する前記壁に形成された前記開口に接続した場合に、前記壁の外面に対向する当該基材の外面が前記壁の外面に密着するように形成され、当該基材の前記壁の外面に密着する面の内側に、当該基材を介して前記圧力計測対象の空間を規定する壁を加熱するヒーターが埋設されていることを特徴とする。【００１６】
このような構成の圧力計測用加熱装置によれば、圧力計測対象の圧力計測系への連通孔の近傍を加熱することができ、当該箇所においても反応副生成物の昇華析出、付着、堆積等を防止することができる。また、圧力計測対象の圧力計測系への連通孔の近傍を一層適切に加熱することができ、当該箇所においても反応副生成物の昇華析出、付着、堆積等を一層防止することができる。【００１７】
また好適には、本発明の圧力計測用加熱装置は、前記基材に、当該圧力計測用加熱装置から周囲環境中への放熱を防止する真空断熱層が形成されていることを特徴とする。【００１８】
このような構成の圧力計測用加熱装置によれば、ヒーターの発熱が周囲空間に放熱されるのを防ぐことができ、加熱効率を向上させることができ、また、温度制御を簡単かつ適切に行うことが可能となる。【００１９】
また好適には、本発明の圧力計測用加熱装置は、前記圧力連通配管の前記他方の端部にアイソレーションバルブが配設されていることを特徴とする。【００２０】
このような構成の圧力計測用加熱装置によれば、圧力計の近傍で流量制御を行うアイソレーションバルブを有する構成においても、アイソレーションバルブを含む圧力計測系の全体への反応副生成物の昇華析出、付着、堆積等を防止することができ、半永久的に適切で精度よく半導体製造装置等のプロセスチャンバーや真空排気配管等の圧力の計測が行えるとともに、圧力計への流量制御も適切に行える。【００２１】
また好適には、本発明の圧力計測装置は、圧力計と、一方の端部が圧力計測対象の空間を規定する壁に形成された開口に接続可能で、他方の端部が前記圧力計に接続され、前記圧力計測対象の空間と前記圧力計とを連通する圧力連通配管が内部に形成された基材と、前記圧力連通配管の前記他方の端部と前記圧力計との間に配設され、前記圧力連通配管と前記圧力計との連通状態を制御するアイソレーションバルブと、前記基材内に配設され少なくとも前記圧力連通配管を加熱するヒーターとを有する。【００２２】
このような構成の圧力計測装置によれば、圧力計測系への反応副生成物の昇華析出、付着、堆積等を防止し、半永久的に適切で精度よく半導体製造装置等のプロセスチャンバーや真空排気配管等の圧力の計測が行える。【００２３】
また好適には、本発明の圧力計測装置は、前記圧力連通配管は、前記基材内において前記一方の端部と前記他方の端部との間で分岐し、前記圧力計測対象の空間を規定する前記装置の壁に形成された開口に接続可能な１つの前記一方の端部と、前記一方の端部に各々連通し前記圧力計に接続可能な複数の前記他方の端部とを有し、前記アイソレーションバルブ及び前記圧力計は、前記圧力連通配管の前記複数の他方の端部に各々配設されていることを特徴とする。【００２４】
このような構成の圧力計測装置によれば、複数の圧力計を用いて圧力計測を行う場合にも、圧力計測系全体において、反応副生成物の昇華析出、付着、堆積等を防止し、半永久的に適切で精度よく半導体製造装置等のプロセスチャンバーや真空排気配管等の圧力の計測が行える。【００２５】
また好適には、本発明の圧力計測装置は、前記基材は、前記圧力連通配管の前記一方の端部を前記圧力計測対象の空間を規定する前記壁に形成された前記開口に接続した場合に、前記壁の外面に対向する当該基材の外面が、前記壁の外面に密着するように形成され、当該基材の前記壁の外面に密着する面の内側に、当該基材を介して前記圧力計測対象の空間を規定する壁を加熱するヒーターが埋設されていることを特徴とする。【００２６】
このような構成の圧力計測装置によれば、圧力計測対象の圧力計測系への連通孔の近傍を加熱することができ、当該箇所においても反応副生成物の昇華析出、付着、堆積等を防止することができる。また、圧力計測対象の圧力計測系への連通孔の近傍を一層適切に加熱することができ、当該箇所においても反応副生成物の昇華析出、付着、堆積等を一層防止することができる。【００２７】
また好適には、本発明の圧力計測装置は、前記基材に、当該圧力計測装置から周囲環境中への放熱を防止する真空断熱層が形成されていることを特徴とする。【００２８】
このような構成の圧力計測装置によれば、ヒーターの発熱が周囲空間に放熱されるのを防ぐことができ、加熱効率を向上させることができ、また、温度制御を簡単かつ適切に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態としての圧力計測用加熱装置（連通孔ブロック）の構成を示す図である。
【図２】図２は、本発明の第２実施形態としての圧力計測装置の構成を示す図である。
【図３】図３は、本発明の第３実施形態としての圧力計測装置の構成を示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、従来の圧力計測方法を説明するための第１の図であり、プロセスチャンバーに３つの圧力計を設置した形態を示す概略外観図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、従来の圧力計測方法を説明するための第２の図であり、排気配管に３つの圧力計を設置した形態を示す概略外観図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、従来の圧力計測方法を説明するための第３の図であり、排気配管に３つの圧力計を設置した形態を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
第１実施形態
本発明の第１実施形態について、図１を参照して説明する。
本第１実施形態においては、ＣＶＤ装置等の半導体製造装置のチャンバーに接続されている排気配管の管内の圧力を計測するために設置される、本発明の圧力計測用加熱装置としての圧力連通孔ブロックについて説明する。
図１は、その排気配管１０に、圧力連通孔ブロック１０１を介して圧力計２１、２２及び２３が設置されている状態を示す断面図である。【００３１】
図１に例示するように、排気配管１０の一方の端面にはフランジ１１が形成されており、このフランジ１１が図示しないチャンバーに形成されたフランジと、Ｏリング１２を介在させて密着接合されることにより、排気配管１０はチャンバーに接続され、排気配管１０の内部空間はチャンバーの内部空間と連通される。
排気配管１０の圧力計測対象の領域の壁面には、排気配管１０の内部と外部とを連通する開口１３が形成されており、排気配管１０の開口１３付近の外周面に、本発明に係る圧力連通孔ブロック１０１が設置される。【００３２】
圧力連通孔ブロック１０１は、排気配管１０の外周面の開口１３の近傍に密着設置されるブロック状の装置であり、基材部１１１、基材部１１１内に形成される圧力連通孔（圧力連通配管）１２１、及び、基材部１１１内に埋設されるヒーター１３１を有する。【００３３】
基材部１１１は、前述したように、排気配管１０の外周に密着設置して用いられる。従って基材部１１１の内周面は、排気配管１０の外周面に沿った形状に、すなわち排気配管１０の外周面と同じ曲率半径の曲面に形成され、また基材部１１１の外周面は、内周面に対して所定の高さをもった曲面に形成される。【００３４】
基材部１１１の排気配管１０の周方向の長さ、及び、排気配管１０の軸方向の長さは任意に設定してよい。但し、圧力連通孔ブロック１０１は、圧力連通孔ブロック１０１を密着設置した範囲においては排気配管１０の内周面に副生成物が析出付着させない作用をも意図して排気配管１０の外周面に密着設置させるものなので、そのような作用が十分に得られて、排気配管１０の開口１３の近傍に圧力計測に支障が生じない程度に十分にそのような副生成物が析出付着しない領域が得られるように、その周方向長さ及び軸方向長さを確保する必要がある。
なお、排気配管１０の外周の全周にわたって基材部１１１が密着設置されるような構成としてもよい。そのような構成とすれば副生成物の析出付着が防止される領域が一層拡大されて好適である。【００３５】
基材部１１１は、内部に圧力連通孔１２１及びヒーター１３１が埋設される。
圧力連通孔１２１は、排気配管１０と圧力計２１、２２及び２３とを接続する配管、すなわち、圧力連通孔ブロック１０１を排気配管１０に装着した場合に基材部１１１の内周面に配置される排気配管１０の開口１３と、基材部１１１の外周面に設置される圧力計２１、２２及び２３とを連通させる配管（ブァッファー配管）である。本実施形態の圧力連通孔ブロック１０１においては、排気配管１０の圧力を、３種類（３個の）圧力計を用いて計測する。従って、圧力連通孔１２１は、基材部１１１の内部において３つに分岐されている。すなわち、圧力連通孔１２１は、基材部１１１の内周面に形成され排気配管１０の開口１３に接続される１つの配管側端部開口１２２と、基材部１１１の外周面に形成され３つの圧力計２１、２２及び２３に各々が接続される圧力計側端部開口１２３、１２４及び１２５を有し、これらが基材部１１１の内部の分岐配管により相互に接続し連通するように構成されている。【００３６】
なお、圧力連通孔１２１は、配管を基材部１１１に埋設する形態で構成してもよいし、基材部１１１に孔を形成する形態で構成してもよい。前者の場合には、圧力連通孔１２１を構成する配管を、また、後者の場合には基材部１１１自体を、伝熱効率が高く処理ガスに対して耐腐食性を有する材料により形成されるのが好適であり、具体的には、例えばステンレス鋼材（例えばＳＵＳ３１６）あるいはアルミニウム材（例えばＡ５０５２）等で形成するのが好適である。【００３７】
なお、基材部１１１は、前述のステンレス鋼材（例えばＳＵＳ３１６）あるいはアルミニウム材（例えばＡ５０５２）の他に、チタン、アルミニウム合金、ニッケルコバルト合金、あるいは、酸化アルミニウム、炭化珪素、窒化アルミニウム、窒化珪素、酸化珪素の何れかからなるセラミックス等の材料で形成するのも好適である。【００３８】
ヒーター１３１は、圧力連通孔１２１、排気配管１０、あるいは基材部１１１の全体を加熱するために基材部１１１の内部に埋設された加熱手段である。
ヒーター１３１は、少なくとも圧力連通孔１２１を加熱し、圧力連通孔１２１の内部を処理ガス（反応ガス）の昇華析出温度以上の高温に保持し、反応副生成物の圧力連通孔１２１への析出付着を防止する。図１に示す圧力連通孔ブロック１０１においては、複数のヒーター１３１ａ及び１３１ｂが圧力連通孔１２１に沿って配置されており、これらが中心的に圧力連通孔１２１を加熱する。【００３９】
また、ヒーター１３１は、圧力連通孔ブロック１０１と排気配管１０との密着面を介して、すなわち基材部１１１と排気配管１０の外周面を介して排気配管１０自体を加熱し、排気配管１０の開口１３の周囲を高温に保持し、排気配管１０の内周面の開口１３の近傍に反応副生成物が析出付着するのを防止する。図１に示す圧力連通孔ブロック１０１においては、複数のヒーター１３１ｂが基材部１１１の内周面近傍に配設されており、これらが中心的に排気配管１０を加熱する。【００４０】
また、基材部１１１（圧力連通孔ブロック１０１）には、これら以外にもヒーター１３１が設置されていてよい。例えば、圧力連通孔１２１や排気配管１０の温度を適切な温度に維持するため、あるいは、圧力連通孔ブロック１０１の周囲空間への放熱による温度低下を防止あるいは補完するため等に、別途ヒーター１３１を設置してもよい。図１に示す圧力連通孔ブロック１０１においては、複数のヒーター１３１ｃが基材部１１１の外周面近傍に配設されており、これらが上述したような目的のために基材部１１１の全体を加熱する。【００４１】
なお、ヒーター１３１の種類や形態は任意である。ヒーター１３１の加熱材料としては、例えば、シリコンラバーヒーター、マイカヒーター、セラミックスヒーターあるいはポリイミドヒーター等の抵抗発熱体を用いるのが好適である。また、これらの抵抗発熱体を用いて面状発熱体を形成してヒーター１３１として基材部１１１に埋設してもよいし、シースヒーター等の線状（棒状）発熱体として基材部１１１に埋設してもよい。【００４２】
このような構成の圧力連通孔ブロック１０１の外周面の圧力計側端部開口１２３、１２４及び１２５に、各々、圧力計２１、２２及び２３を設置する。本実施形態においては、圧力計側端部開口１２３、１２４及び１２５との間にアイソレーションバルブ３１、３２及び３３を各々介在させて、圧力計２１、２２及び２３を設置する。各圧力計２１、２２及び２３は、圧力連通孔ブロック１０１の圧力連通孔１２１を介して、排気配管１０の圧力を計測する。
なお、本実施形態において３つの圧力計２１、２２及び２３は、ピラニー真空計、キャパシタンスマノメータ及び電離真空計である。【００４３】
圧力連通孔ブロック１０１を用いたこのような構成の圧力計測系によれば、排気配管１０と圧力計２１、２２及び２３とを、周囲にヒーター１３１が配設されて内部が反応副生成物の昇華析出温度以上に保たれた圧力連通孔ブロック１０１の圧力連通孔（ブァッファー配管）１２１を介して連通させているので、排気配管１０の圧力計測を、反応副生成物の堆積等の影響を受けること無しに、すなわちこれらの影響から開放された安定した条件で計測することができる。
すなわち、本発明に係る圧力連通孔ブロック１０１を排気配管１０と圧力計２１、２２及び２３との間に介在させることにより、半導体製造プロセスの副生成物の圧力計測系への堆積が抑制、防止され、安定して適切に、高精度に圧力計測を行うことができる。【００４４】
また、圧力連通孔ブロック１０１は、排気配管１０に密着設置して排気配管１０の開口１３の近傍を加熱しているので、排気配管１０の内周面の開口１３の近傍においても反応副生成物の付着が防止される。その結果、圧力計測系のみならず、プロセス処理自体に対する反応副生成物の影響も低減することができ、適切で安定した半導体製造プロセスを実現することができる。【００４５】
また、圧力計測系への反応副生成物の付着が防止されるので、圧力計測系、すなわち圧力連通孔ブロック１０１や圧力計２１、２２及び２３を半永久的に使用することができる。このことは、半導体製造装置あるいは製造工程全体の生産効率向上や、コスト削減に大きく寄与する。【００４６】
なお、前述した本実施形態においては、アイソレーションバルブ３１、３２及び３３は圧力連通孔ブロック１０１の圧力計側端部開口１２３、１２４及び１２５に装着されるものとしたが、アイソレーションバルブ３１、３２及び３３を圧力連通孔ブロック１０１内に埋設する構成としてもよい。すなわち、基材部１１１内の圧力計側端部開口１２３、１２４及び１２５部分に、アイソレーションバルブ３１、３２及び３３を予め組み込んだ構成としてもよい。このような構成としておけば、圧力計２１、２２及び２３を圧力連通孔ブロック１０１に設置する際には、単に圧力計２１、２２及び２３のみを設置すればよく好適である。
また、アイソレーションバルブ３１、３２及び３３の近傍も圧力連通孔ブロック１０１のヒーター１３１により高温に維持されるので、圧力計２１、２２及び２３の計測部分のごく近傍まで高温状態を確実に維持でき、圧力計２１、２２及び２３の計測箇所近傍に反応副生成物が析出する可能性を一切排除することができる。【００４７】
第２実施形態
本発明の第２実施形態について、図２を参照して説明する。
本第２実施形態においては、第１実施形態と同様に半導体製造装置の排気配管に対して設置されて配管内部の圧力を計測する装置であって、圧力計も一体的に構成した圧力計測装置ついて説明する。
なお、図２及び以下の説明において、図１を参照して前述した第１実施形態と実質的に同一の構成及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付するとともにその詳細な説明は省略する。【００４８】
図２は、排気配管１０に、本実施形態の圧力計測装置１００を設置した状態を示す断面図である。
本実施形態の圧力計測装置１００は、排気配管１０の外周面の開口１３の近傍に密着設置されるブロック状の装置であり、第１実施形態の圧力連通孔ブロック１０１の外周側に、さらに圧力計・バルブブロック１０２を配設した構成の装置である。
すなわち、第２実施形態の圧力計測装置１００は、第１実施形態においては圧力連通孔ブロック１０１の外部に設置したアイソレーションバルブ３１、３２及び３３及び圧力計２１、２２及び２３を、加熱保温ブロック内に収容して一体的な１つの装置として構成したものである。【００４９】
排気配管１０及び圧力連通孔ブロック１０１の構成及び作用は前述した第１実施形態と同じなので説明を省略する。【００５０】
圧力計・バルブブロック１０２は、基材部１１２、３つの圧力計２１、２２及び２３、３つのアイソレーションバルブ３１、３２及び３３、及び、ヒーター１３２を有する。【００５１】
基材部１１２は、内部に圧力計２１、２２及び２３、アイソレーションバルブ３１、３２及び３３及びヒーター１３２を収容し、圧力連通孔ブロック１０１の基材部１１１の外周側に積載配置される。従って基材部１１２の内周面は、基材部１１１の外周面に沿った形状に、すなわち基材部１１１の外周面と同じ曲率半径の曲面に形成される。また基材部１１２の外周面の高さは、基材部１１２に収容される圧力計２１、２２及び２３の高さに応じた高さに形成される。また、基材部１１２の排気配管１０の周方向及び軸方向の長さは、圧力計２１、２２及び２３、アイソレーションバルブ３１、３２及び３３及びヒーター１３２を十分に被覆し収容する、あるいは埋設することができる長さであれば十分であり、圧力連通孔ブロック１０１の形状（排気配管１０の周方向及び軸方向の長さ）に合わせる必要は無い。【００５２】
圧力計２１、２２及び２３とアイソレーションバルブ３１、３２及び３３とは、各々対応付けられて、圧力計・バルブブロック１０２を圧力連通孔ブロック１０１上に設置した場合に、アイソレーションバルブ３１、３２及び３３が圧力連通孔ブロック１０１の圧力計側端部開口に接続１２３、１２４及び１２５に接続される位置に配置される。また、アイソレーションバルブ３１、３２及び３３は、圧力計側端部開口１２３、１２４及び１２５に接続可能なように、圧力計側端部開口１２３、１２４及び１２５側の開口を基材部１１２の内周面に露出するように設置されている。これにより、圧力計・バルブブロック１０２を圧力連通孔ブロック１０１の所定の位置に積載した場合に、圧力連通孔ブロック１０１の圧力計側端部開口１２３、１２４及び１２５とアイソレーションバルブ３１、３２及び３３及び圧力計２１、２２及び２３とが連通される。その結果、排気配管１０の内部空間が、排気配管１０の開口１３、圧力連通孔ブロック１０１の圧力連通孔１２１、アイソレーションバルブ３１、３２及び３３を介して、圧力計２１、２２及び２３と接続され、圧力計２１、２２及び２３により排気配管１０の圧力が計測可能になる。【００５３】
ヒーター１３２は、圧力計２１、２２及び２３及びアイソレーションバルブ３１、３２及び３３の周囲に配設され、圧力計２１、２２及び２３の圧力計測特性に影響を与えないように、しかしながら、圧力計２１、２２及び２３及びアイソレーションバルブ３１、３２及び３３の内部において反応副生成物が析出付着しないように、それら圧力計２１、２２及び２３及びアイソレーションバルブ３１、３２及び３３の温度を処理ガス（反応ガス）の昇華析出温度以上の高温に保持する。【００５４】
なお、基材部１１２及びヒーター１３２の材料は、前述した第１実施形態の圧力連通孔ブロック１０１の基材部１１１及びヒーター１３１の材料と同じでよい。【００５５】
このような構成の圧力計測装置１００によれば、圧力連通孔ブロック１０１に加えてさらに圧力計・バルブブロック１０２の構成により、排気配管１０と圧力計２１、２２及び２３とを、周囲にヒーター１３１及び１３２が配設されて内部が反応副生成物の昇華析出温度以上に保たれた圧力連通孔ブロック１０１の圧力連通孔（ブァッファー配管）１２１及びアイソレーションバルブ３１、３２及び３３を介して連通させており、さらに、圧力計２１、２２及び２３の周辺あるいはそれ自体の温度も反応副生成物の昇華析出が防止できる程度の高温に保たれているので、排気配管１０の圧力計測を、反応副生成物の堆積等の影響を受けること無しに、すなわちこれらの影響から開放された安定した条件で、適切に高精度に行うことができる。【００５６】
また、前述した第１実施形態と同様に、圧力計測系のみならず、プロセス処理自体に対する反応副生成物の影響も低減することができ、適切で安定した半導体製造プロセスを実現することができる。また、圧力計測系を半永久的に使用することができ、半導体製造装置あるいは製造工程全体の生産効率向上や、コスト削減に大きく寄与する。【００５７】
第３実施形態
本発明の第３実施形態について、図３を参照して説明する。
本第３実施形態においては、第２実施形態と同様に半導体製造装置の排気配管に対して設置されて配管内部の圧力を計測する圧力計測装置であって、特に、周囲空間への放熱を防止して加熱効率を向上させた圧力計測装置について説明する。
なお、図３及び以下の説明において、図１及び図２を参照して前述した第１実施形態及び第２実施形態と実質的に同一の構成及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付するとともにその詳細な説明は省略する。【００５８】
図３は、排気配管１０に、本実施形態の圧力計測装置２００を設置した状態を示す断面図である。【００５９】
圧力計測装置２００は、圧力連通孔ブロック１０１ｂ及び圧力計・バルブブロック１０２ｂを有し、圧力連通孔ブロック１０１ｂは、基材部１１１ｂ、圧力連通孔１２１及びヒーター１３１を有し、また、圧力計・バルブブロック１０２ｂは、圧力計２１、２２及び２３、アイソレーションバルブ３１、３２、３３及びヒーター１３２を有する。これらの各構成の主要な機能は、前述した第１及び第２実施形態の対応する各構成要素と同じなので説明を省略する。【００６０】
第３実施形態の圧力計測装置２００が第２実施形態の圧力計測装置１００と異なるのは、圧力連通孔ブロック１０１ｂ及び圧力計・バルブブロック１０２ｂの基材部１１１ｂ及び基材部１１２ｂの周囲空間に接する表面の内側に、真空断熱層１４１及び真空断熱層１４２が配設されていることである。【００６１】
真空断熱層１４１及び真空断熱層１４２は、基材部１１１ｂ及び基材部１１２ｂの周囲空間に接する表面の内側に形成された空間であり、各々、真空断熱層用排気配管１５１を介して排気配管１０に別途形成された真空断熱層用排気配管接続孔１４に接続されている。これにより、排気配管１０の排気が行われている時には、真空断熱層１４１及び真空断熱層１４２も、真空断熱層用排気配管１５１を介して排気されることになり、その結果、真空断熱層１４１及び真空断熱層１４２は真空状態とされる。【００６２】
このような構成の圧力計測装置２００においても、排気配管１０と圧力計２１、２２及び２３とは、周囲にヒーター１３１及び１３２が配設されて内部が反応副生成物の昇華析出温度以上に保たれた圧力連通孔ブロック１０１ｂの圧力連通孔（ブァッファー配管）１２１及び圧力計・バルブブロック１０２ｂのアイソレーションバルブ３１、３２及び３３を介して連通させており、さらに、圧力計２１、２２及び２３の周辺あるいはそれ自体の温度も反応副生成物の昇華析出が防止できる程度の高温に保たれているので、排気配管１０の圧力計測を、反応副生成物の堆積等の影響を受けること無しに、すなわちこれらの影響から開放された安定した条件で、適切に高精度に行うことができる。【００６３】
また、圧力計測系のみならず、プロセス処理自体に対する反応副生成物の影響も低減することができ、適切で安定した半導体製造プロセスを実現することができる。また、圧力計測系を半永久的に使用することができ、半導体製造装置あるいは製造工程全体の生産効率向上や、コスト削減に大きく寄与する。【００６４】
そして、さらに第３実施形態の圧力計測装置２００によれば、基材部１１１ｂ及び基材部１１２ｂの表面（周囲空間との境界面）に真空断熱層を形成しているので、圧力連通孔ブロック１０１ｂ及び圧力計・バルブブロック１０２ｂの内部でヒーター１３１及びヒーター１３２により発熱された熱が周囲空間に放熱され難くなる。その結果、少ない発熱量で圧力連通孔ブロック１０１ｂ及び圧力計・バルブブロック１０２ｂの高温状態を維持することができ、加熱効率を改善することができる。また、熱分布が均一かつ変動の少ないものとなり、圧力連通孔１２１、アイソレーションバルブ３１、３２及び３３及び圧力計２１、２２及び２３を所望の高温状態に維持するための制御が簡単となる。【００６５】
なお、前述した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって本発明を何ら限定するものではない。本実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含み、また任意好適な種々の改変が可能である。【００６６】
例えば、前述した実施形態は何れも排気配管１０の圧力を計測する構成を例示して本発明を説明したが、圧力計測対象は何ら制限されるものではない。例えば、ＣＶＤ装置等のチャンバー内部の圧力を計測するために本発明を適用してもよい。【００６７】
また、真空の計測のために本発明を適用してもよいし、反応ガス等の任意の流体の供給圧力あるいは排出圧力等を計測するために本発明を適用してもよい。【００６８】
また、前述した実施形態においては何れも３つの圧力計２１、２２及び２３を用いて圧力計測を行うものとしたが、１個あるいは２個でもよいし、４個以上の圧力計を備える構成でもよい。その場合には、圧力計の数に応じて、圧力連通孔ブロック１０１の圧力連通孔の分岐数や、圧力計・バルブブロック１０２又は１０２ｂのアイソレーションバルブの個数を変更すればよい。
また、圧力計の種類も、前述したピラニー真空計、キャパシタンスマノメータ及び電離真空計に限られるものではなく、その他任意の圧力計を用いてよい。
【産業上の利用分野】
【００６９】
本発明は、ＣＶＤ装置、エッチング装置等の半導体製造装置に適用できる。また、流路あるいは空間の圧力を計測する必要がある任意の装置に適用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【国際調査報告】
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