(57)【要約】【課題】【解決手段】本発明は、プロセスガスがプロセス室内に導入され且つ真空加工システムの排気路を通して排出される、真空加工システムに関する。排気ガスによって形成される堆積物は、堆積物の影響を受ける装置の上流にて反応性気体を導入することにより減少し又は解消する。影響を受けた装置の上流及び下流にて排出された気体成分の気相濃度を測定し、また、これらの測定値から、影響を受けた装置上の堆積物にて成分が消費されているかどうかを決定することにより導入された反応性気体の量が制御される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
システムの真空排気路内にて装置の表面上に堆積物を生成する傾向を有する少なくとも１つの成分を含むプロセスガスを使用する、真空加工システムであって、
装置の上流にて真空排気路内に配置された反応性気体の噴射装置であって、装置の表面上に堆積物を生成するという少なくとも１つの成分の傾向を少なくする反応性気体を真空排気路内に噴射することのできる前記反応性気体の噴射装置と、
装置の上流にて真空排気路内に存在する少なくとも１つの成分の濃度を測定し且つ、装置の下流にて真空排気路内に存在する少なくとも１つの成分の濃度を測定する少なくとも１つのセンサと、
少なくとも一部分は上流の濃度と下流の濃度との差に基づいて、反応性気体の噴射装置により噴射される反応性気体の量を制御する制御装置とを備える、真空加工システム。
【請求項２】
請求項１に記載の真空加工システムにおいて、少なくとも１つのセンサは、赤外線分光計、ラマン分光計、質量分光計及びレーザ励起蛍光分光計の群から選ばれたセンサである、真空加工システム。
【請求項３】
請求項１に記載の真空加工システムにおいて、少なくとも１つのセンサは、装置の上流にて真空排気路内に存在する少なくとも１つの成分の濃度を測定するための第一のセンサと、装置の下流にて真空排気路内に存在する少なくとも１つの成分の濃度を測定するための第二のセンサとを備える、真空加工システム。
【請求項４】
請求項１に記載の真空加工システムにおいて、装置は真空ポンプである、真空加工システム。
【請求項５】
請求項１に記載の真空加工システムにおいて、装置は真空排気低減装置である、真空加工システム。
【請求項６】
請求項１に記載の真空加工システムにおいて、装置は、真空補助ポンプである、真空加工システム。
【請求項７】
請求項１に記載の真空加工システムにおいて、堆積物を形成する傾向のある成分は、フッ化タングステンであり、反応性気体はフッ素である、真空加工システム。
【請求項８】
請求項１に記載の真空加工システムにおいて、反応性気体の噴射装置は、反応性気体前駆体を解離して反応性気体の原子種を形成する遠隔プラズマ源を含む、真空加工システム。
【請求項９】
請求項１に記載の真空加工システムにおいて、制御装置は、実行されたとき、制御装置によって上流濃度と下流濃度との差からプロセスガス成分の少なくとも所定の部分が装置内にて消費されているかどうかを決定し、また、消費されている場合、
噴射装置により噴射される反応性気体の量を増大させる命令を保持する媒体を含む、真空加工システム。
【請求項１０】
真空加工システムの排気路内にて、排気ガスの少なくとも１つの成分により装置上に形成される堆積物を制御する方法であって、
反応性気体の流れを装置の上流の位置にて真空加工システムの排気路内に導入し、反応性気体は、排気ガスの少なくとも１つの成分により形成される堆積物を阻止するステップと、
装置の上流の位置にて存在する排気ガスの少なくとも１つの成分の量を測定するステップと、
装置の下流の位置にて存在する排気ガスの少なくとも１つの成分の量を測定するステップと、
上流及び下流の測定値から、排気ガスの少なくとも１つの成分の少なくとも所定の部分が装置内にて消費されているかどうかを決定するステップと、消費されている場合、
反応性気体の流量を増大させるステップとを含む、方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法において、
上流測定値及び下流測定値から排気ガスの少なくとも１つの成分が実質的に装置内にて消費されていないかどうかを決定するステップと、消費されていないならば、
余剰な反応性気体が装置を通って流れていないかどうかを決定するステップと、流れているならば、
反応性気体の流量を減少させるステップとを更に含む、方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載の方法において、測定ステップは、赤外線分光計、ラマン分光計、質量分光計、レーザ励起蛍光分光計から成る群から選ばれた計測器を使用して、排気ガスの少なくとも１つの成分の量を測定するステップを含む、方法。
【請求項１３】
請求項１０に記載の方法において、反応性気体はフッ素である、方法。
【請求項１４】
請求項１０に記載の方法において、反応性気体の流れを真空加工システムの排気路内に導入するステップは、遠隔プラズマ源を使用して前駆体気体を解離するステップを更に含む、方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法において、反応性気体はフッ素であり且つ前駆体気体はＮＦ３である、方法。
【請求項１６】
請求項１０に記載の方法において、装置は、真空ポンプ及び低減装置から成る群から選ばれる、方法。
【請求項１７】
請求項１０に記載の方法において、排気ガスの少なくとも１つの成分は、フッ化タングステンである、方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法において、反応性気体はフッ素である、方法。
【請求項１９】
請求項１０に記載の方法において、排気ガスの少なくとも１つの成分は、ＷＦ３、Ｈ２、ＮＨ３、Ｂ２Ｈ６及びＳｉＨ４から成る群から選ばれた少なくとも１つの気体を含む、方法。
【請求項２０】
請求項１０に記載の方法において、測定ステップは、少なくとも１つの成分の気相濃度を測定するステップを含む、方法。
【請求項２１】
システムの真空排気路内にて装置の表面上に堆積物を生成する傾向の少なくとも１つの成分を有するプロセスガスを使用する真空加工システムであって、
装置の上流の真空排気路内に配置された反応性気体の噴射装置であって、少なくとも１つの成分を組み合わせて新たな種を形成することにより装置の表面上に堆積物を生成するという少なくとも１つの成分の傾向を減少させる反応性気体を真空排気路内に噴射することができる前記噴射装置と、
装置の下流にて真空排気路内に存在する新たな種の濃度を測定するセンサと、
少なくとも一部分は下流の濃度に基づいて、反応性気体の噴射装置により噴射される反応性気体の量を制御する制御装置とを備える、真空加工システム。
【請求項２２】
請求項２１に記載の真空加工システムにおいて、センサは、赤外線分光計、ラマン分光計、質量分光計及びレーザ励起蛍光分光計の群から選ばれたセンサである、真空加工システム。
【請求項２３】
請求項２１に記載の真空加工システムにおいて、装置は真空ポンプである、真空加工システム。
【請求項２４】
請求項２１に記載の真空加工システムにおいて、装置は真空排気低減装置である、真空加工システム。
【請求項２５】
請求項２１に記載の真空加工システムにおいて、装置は、真空補助ポンプである、真空加工システム。
【請求項２６】
請求項２１に記載の真空加工システムにおいて、堆積物を形成する傾向のある成分は、フッ化タングステンであり、反応性気体はフッ素である、真空加工システム。
【請求項２７】
請求項２１に記載の真空加工システムにおいて、反応性気体の噴射装置は、反応性気体前駆体を解離して反応性気体の原子種を形成する遠隔プラズマ源を含む、真空加工システム。
【請求項２８】
請求項２１に記載の真空加工システムにおいて、制御装置は、実行されたとき、制御装置によって下流濃度からプロセスガス成分の少なくとも所定の部分が装置内にて消費されているかどうかを決定し、また、消費されている場合、
噴射装置により噴射される反応性気体の量を増大させる命令を保持する媒体を含む、真空加工システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体として、プロセスガスを使用する高真空加工法の分野に関し、より詳細には、真空加工システムの排気路内にて装置上へのプロセスガスの１つ又はより多くの成分による堆積物の蓄積を制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特定の研究及び製造過程は、高真空圧のプロセス室を使用することを必要とする。例えば、半導体ウェハの加工において、主として汚染を少なくするため、多くの薄膜蒸着及びエッチング工程を行なう間、真空圧が使用される。かかる過程において、１３３３×１０−６Ｐａ（１０−６トル）以下の「高真空圧」を発生させることのできるポンプは、プロセス圧力にて十分な圧送速度を保証し且つ、ステップ間の洗浄のため低い基準圧力を許容するのに有用である。
【０００３】
現在利用可能な幾つかの真空ポンプの形態は、高真空圧を発生させ且つ維持することができる。ルーツ真空ポンプ、フック及びクロー真空ポンプは、反対方向に向けて等速度にて回転し、気体をケーシングの排気部分内に取り込み且つその気体を排気ポートに送り込む、精密に機械加工した２つのロータを含む。ルーツ真空ポンプ、フック及びクロー真空ポンプは、主真空ポンプ及び補助ポンプとして使用される。高真空圧を維持することのできる別の真空ポンプの形態は、ステータベーンに近接するロータベーンの高速度の回転を利用して気体の分子運動を誘発するターボ分子真空ポンプである。
【０００４】
上述した場合の各々にて、ポンプ入口は、プロセス室に対して直接、開放するか又は、排気系配管を介してプロセス室と連通することができる。真空加工排気路は、主ポンプにおける圧力降下を少なくするため、真空加工システムの排気路内の下流の位置に補助ポンプを含むことができる。真空加工システムの排気路は、また、排気の色々な成分を回収し、除去し又は中性化する低減システム（ａｂａｔｅｍｅｎｔ  ｓｙｓｔｅｍ）も含む。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
真空加工システム内にて頻発に遭遇する１つの問題点は、真空加工システム路を通過する気体の成分による固形分の堆積である。図１に概略図的に示した一例としての過程１００において、半導体の製造過程にて使用されるプロセス気体１１０は、ＷＦ６、Ｈ２、ＮＨ３、Ｂ２Ｈ６、ＳｉＨ４、及びＡｒである。ＷＦ６は、Ｈ２、ＮＨ３、Ｂ２Ｈ６、及びＳｉＨ４と反応し、金属系タングステン、タングステン塩（例えば、タングステン酸アンモニウム）又はフッ化物塩（例えば、フッ化アンモニウム）の薄膜蒸着物を形成する。反応は、プロセス室内にて、又は排気系配管、高真空ポンプ１２０を含む排気路内の色々な位置にて又は粗引きポンプ（ｒｏｕｇｈｉｎｇ  ｐｕｍｐ）又は低減装置内にて行われる。ポンプの排気ガス１３０は、Ａｒ及び未反応のＷＦ６のようなプロセス気体の不活性又は未反応成分、並びに、ＨＦ、ＢＦ３、ＳｉＦ４のような、真空加工システム排気路内にて堆積物を形成する間に形成される反応生成物を含む。
【０００６】
真空排気路に沿った表面上にて堆積物を生じさせる別の機序は、気相の核形成により形成された粉体の蓄積物である。気相核形成は、排気ガスの気相成分同士の反応に起因し、その結果、粉体の形態にて固体の反応生成物が生じる。この生成物は、生成物が接触する表面上に集積する。本明細書にて使用するように、「堆積物」という語は、薄膜蒸着、気相核形成又はその他の現象を含む、任意の物理的機序に起因して排気路内の表面上に集積する固体物を意味する。
【０００７】
しかし、堆積物が形成されると、これらの堆積物は、真空加工システムの排気路内の真空ポンプ及びその他の装置の性能に悪影響を与える。例えば、ルーツポンプ、フック及びクローポンプの圧送要素上の固体の金属系堆積物は、圧送要素の効果的な形状を変化させ、ポンプの効率及び効果を低下させることになる。
【０００８】
排気路内にて装置上に望ましくない堆積物が生じるという問題点に対処するため、慎重に選んだ反応性気体を、影響を受ける装置の上流にて噴射することができる。反応性気体は、排気ガスの成分と反応することにより堆積物の形成を阻止する。
【０００９】
上述した真空加工システムにて使用されるかかる技術の一例において、ＮＦ３は、Ｔ字形コネクタにより、排気系配管内に取り付けられた遠隔プラズマ源（ＲＰＳ）内に、又は入口にてルーツポンプ、フック及びクローポンプへ直接、噴射される。ＲＰＳは、ＮＦ３を解離させて原子フッ素にすることを目的としており、次に、原子フッ素は、気相分子と反応して堆積を阻止し又は、堆積した固形物と反応して固形物を除去する。これと代替的に、ＮＦ３に代えて、分子フッ素又はフッ素を保持する気体を使用することができる。幾つかの場合、事前にＲＰＳを解離させることなく、分子Ｆ２を単独にて使用することができる。
【００１０】
排気系配管内に又はポンプ入口にフッ素源を提供することにより、固形物の堆積を生じさせる反応は阻止され又は、少なくとも大幅に減少する。原子フッ素は、より容易に利用可能なフッ素源を提供し、特に、ＷＦ６とその他の気体又は熱間のポンプ機構との反応を阻止し、これにより、真空ポンプ内での金属系タングステンの堆積を阻止する。
【００１１】
上述したフッ化気体は、極めてコスト高である。例えば、上述したシステムにおけるＮＦ３のコストは、半導体製造過程における全材料コストの１０％以上に達するであろう。このため、使用される反応性気体の量を最適にすることは、事業者の利益につながる。幾つかの過程において、プロセスガスは、パルス状にし、この場合、フッ素源を適正な気体と同期化した態様にてパルス状にすることが有益である。幾つかの場合、プロセス気体のパルス状の動作が完了した後、かなりの時間、フッ素源の流れを維持することが望ましい。
【００１２】
いずれの場合でも、余剰なフッ化気体を回避しつつ、十分なフッ化気体が存在するようにすることが望ましい。これを実現する１つの方法は、フッ素源と反応性プロセスガスとの正確な比を実験的に予め決定することである。しかし、多くの場合、プロセスガスの流量は、構成要素の老化又は過程の処理手順の計画的な修正のため、変化する可能性がある。それが生じた場合、設定値は、最早、有効ではなくなり、不十分なフッ素源が供給され、阻止しようとする堆積が生じるであろう。
【００１３】
このため、使用される反応性気体のコストを制御しつつ、真空排気路内の装置内に堆積物が集積するという問題点に対する解決策を含む改良された真空過程の制御方法を提供することが必要とされている。本発明者の知る限り、現在、かかる制御方法で利用可能なものはない。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、システムの真空排気路内にて装置の表面上に堆積物を生成する傾向を有する少なくとも１つの成分を含むプロセスガスを使用する、真空加工システムの改良を実現することにより、上述した必要性に対処するものである。システムの１つの実施の形態は、装置の上流にて真空排気路内に配置された反応性気体の噴射装置であって、装置の表面上に堆積物を生成するという少なくとも１つの成分の傾向を少なくする反応性気体を真空排気路内に噴射することのできる上記の反応性気体の噴射装置を含む。システムは、装置の上流にて真空排気路内に存在する少なくとも１つの成分の濃度を測定し且つ、装置の下流にて真空排気路内に存在する少なくとも１つの成分の濃度を測定する少なくとも１つのセンサを更に含む。最後に、システムは、上流の濃度と下流の濃度との差に少なくとも一部分、基づいて反応性気体の噴射装置により噴射される反応性気体の量を制御する制御装置を含む。
【００１５】
システムは、上流位置及び下流位置にてそれぞれ気体の濃度を測定する専用のセンサを有するよう配置することができる。これと代替的に、システムは、１つのセンサのみが使用されるような配置としてもよい。この場合、センサを装置の上流及び下流の環境に交番的に曝すことを可能にする切り換え機構を設けることができる。
【００１６】
センサの例は、赤外線分光計、ラマン分光計、質量分光計及びレーザ励起蛍光分光計を含む。気相の少なくとも１つの成分を連続的に識別することができ、また、その応答性を定量的な態様にて較正することのできるその他のセンサとすることが考えられる。
【００１７】
装置は、真空ポンプ又は真空排気低減装置とすることができる。堆積物を形成する傾向のある成分は、フッ化タングステンであり、この場合、反応性気体はフッ素である。その他の適用可能な過程は、酸化物、窒化物、ケイ化物、ホウ化物又はその他の二元、三元又は四元固体材料の堆積物を含むことができる。
【００１８】
反応性気体の噴射装置は、反応性気体前駆体を解離して反応性気体の原子種を形成する遠隔プラズマ源を含むことができる。これと代替的に、その他の解離手段を使用してもよい。更に、事前に解離することを必要とせずに、試薬気体を追加すれば充分であろう。
【００１９】
制御装置は、実行されたとき、制御装置により、上流濃度と下流濃度との差からプロセスガス成分の少なくとも所定の部分が装置内にて消費されているかどうかを決定し、また、消費されている場合、噴射装置により噴射される反応性気体の量を増大させる命令を保持する媒体を含むことができる。
【００２０】
本発明の別の実施の形態において、真空加工システムの排気路内にて装置上に排気ガスの少なくとも１つの成分により形成される堆積物を制御する方法が提供される。該方法は、反応性気体の流れを装置の上流の位置にて真空加工システムの排気路内に導入するステップを含み、反応性気体は、排気ガスの少なくとも１つの成分により形成される堆積物を阻止し、装置の上流の位置にて存在する排気ガスの少なくとも１つの成分の量を測定するステップと、装置の下流の位置にて存在する排気ガスの少なくとも１つの成分の量を測定するステップと、上流及び下流の測定値から、排気ガスの少なくとも１つの成分の一部分が装置内にて消費されているかどうかを決定し、消費されている場合、反応性気体の流量を増大させるステップとを含む。
【００２１】
該方法は、上流測定値及び下流測定値から排気ガスの少なくとも１つの成分が実質的に装置内にて消費されていないかどうかを決定し、消費されていないならば、余剰な反応性気体が装置を通って流れていないかどうかを決定し、流れているならば、反応性気体の流量を減少させるステップを含むことができる。
【００２２】
測定ステップは、赤外線分光計、ラマン分光計、質量分光計、レーザ励起蛍光分光計から成る群から選ばれた計測器を使用して、排気ガスの少なくとも１つの成分の量を測定するステップを含むことができる。
【００２３】
反応性気体はフッ素とすることができる。反応性気体の流れを真空加工システムの排気路内に導入するステップは、遠隔プラズマ源を使用して前駆体気体を解離するステップを更に含むことができる。反応性気体はフッ素とし、前駆体気体はＮＦ３とすることができる。
【００２４】
装置は、真空ポンプ及び低減装置から成る群から選ぶことができる。
【００２５】
排気ガスの少なくとも１つの成分は、フッ化タングステンとすることができ、この場合、反応性気体はフッ素とすることができる。
【００２６】
排気ガスの少なくとも１つの成分は、ＷＦ３、Ｈ２、ＮＨ３、Ｂ２Ｈ６及びＳｉＨ４から成る群から選ばれた少なくとも１つの気体を含むことができる。測定ステップは、少なくとも１つの成分の気相濃度を測定することができる。
【００２７】
本発明の別の実施の形態は、システムの真空排気路内にて装置の表面上に堆積物を生成する傾向の少なくとも１つの成分を有するプロセスガスを使用する真空加工システムである。該システムは、装置の上流の真空排気路内に配置された反応性気体の噴射装置であって、少なくとも１つの成分を組み合わせて新たな種を形成することにより装置の表面上に堆積物を生成するという少なくとも１つの成分の傾向を減少させる反応性気体を真空排気路内に噴射することができる上記の噴射装置を含む。該システムは、装置の下流にて真空排気路内に存在する新たな種の濃度を測定するセンサと、少なくとも一部分、下流の濃度に基づいて反応性気体の噴射装置により噴射される反応性気体の量を制御する制御装置とを更に含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明において、ターボ分子ポンプのような装置の入口及び出口にてプロセスガスの濃度を測定し、これに応じてフッ素源の流れを修正することにより、フッ素源又は別の反応性気体の十分な流れが保証される。１つの好ましい実施の形態において、その濃度を測定するため赤外線分光法が使用される。この詳細な説明は、ＷＦ６を導入することにより、タングステン金属及びその他の固形物の堆積が減少するシステムに関連して本発明を説明したが、上述した特定の反応剤は、単に一例であり、本発明のシステム及び方法はその他の反応剤にも等しく適用可能であることが理解される。
【００２９】
当該プロセスガスの気相濃度は、ポンプの入口及び出口の双方にて測定される。タングステンが堆積する結果となる反応剤がポンプ中に存在しないとき、入口及び出口のＷＦ６の信号は等しいはずである。ＷＦ６の反応がポンプ内にて生ずるとき、ＷＦ６は気相から減少し、出口における信号は入口における信号よりも低下するであろう。フッ素源がこの反応を阻止するのに十分な量にて提供される場合、このときにも、入口及び出口のＷＦ６の信号は等しくなるであろう。これらの信号を使用することにより、フッ素源の量を修正して、過剰なフッ素を供給することなく、堆積を抑制するのに十分なフッ素が提供されることを保証することができる。
【００３０】
かかるシステムの一例としての実施の形態２００が図２に示されている。ＷＦ６、Ｈ２、ＮＨ３、Ｂ２Ｈ６及びＳｉＨ４及びＡｒのようなプロセスガス２０５は、プロセス室２０６内に導入される。これらの気体は、室内にて生じる反応にて必要とされるように、任意の組み合わせにて又は順序にて導入することができる。
【００３１】
プロセス室２０６から排出された気体は、プロセス真空排気路２０８に従う。排気路２０８は、ターボ分子ポンプ２３０をプロセス室と接続する排気系配管２０７を含むことができる。追加的な管２４０がターボ分子ポンプ２３０からの排気ガスを粗引きポンプ及び低減室のような追加的な装置２５０に伝達する。
【００３２】
反応剤噴射装置２１０は、その内部の堆積が問題である装置、すなわち、この場合ターボ分子ポンプ２３０の上流にて反応剤を導入する。反応性気体の前駆体の源２１２、この場合、ＮＦ３は、前駆体気体をＮＦ３を解離するＲＰＳ２１６に提供する。熱的方法のような、プラズマ以外の技術を使用して反応性気体を解離することができる。原子フッ素が噴射装置弁２１４を通して排気系配管２０７に噴射される。
【００３３】
反応剤噴射装置２１０の作動は、プログラム化可能な制御装置２２４によって制御される。制御装置は、例えば、噴射される反応性気体の量及び噴射タイミングを制御することができる。
【００３４】
装置２３０の上流の領域内に存在する１つ又はより多くのプロセスガス成分の気相濃度を測定し得るよう赤外線分光計２２０のようなセンサが配置されている。赤外線分光計は、半導体の加工時に使用される殆どの気体の気相濃度を感知するとき使用するのに特に適しており、それは、ＷＦ６のようなこれらの気体は、強力な赤外線吸収ピーク値を有するからである。センサ２２０は、真空プロセスシステムの排気路２０８内の監視ポート又は窓部を通して流れにアクセスする。
【００３５】
当該技術の当業者は、プロセス流路内の箇所にて特定の気体成分の存在を識別し且つ定量化するため、その他のセンサを使用することができることが理解されよう。例えば、赤外線分光計に代えて、本発明の１つ又はより多くのセンサとして、ラマン分光計、質量分光計、レーザ励起蛍光分光計を使用してもよい。これと代替的に、電気化学的技術又は化学的センサのような非分光技術を使用してもよい。センサは、気相の少なくとも１つの成分を連続的に識別することができ且つ、定量的な態様にて較正することのできる応答性を有しなければならない。
【００３６】
第二の赤外線分光計のような別のセンサ２２２は、装置２３０の下流の領域内にて同一の１つ又はより多くのプロセスガスの成分の気相濃度を測定する。本発明の１つの好ましい実施の形態において、第二のセンサ２２２は、第一のセンサ２２０と同様の型式のものである。このようにして、環境的変動因子が同様にセンサに影響を与え、システムの測定誤差を打ち消す。センサ２２０、２２２の各々は、制御装置２２４と連通している。
【００３７】
２つの別個の赤外線分光計２２０、２２１が装置２３０の上流及び下流の気相濃度を監視すべく示されているが、それに代えて、上流又は下流の位置の何れかからセンサに試料を代替的に供給するため、切り換え機構（図示せず）と協働して単一のセンサを使用してもよい。この解決策は、計測コストを軽減し且つ、２つのセンサの間の相違に起因する較正誤差を解消するという有利な効果をもたらす。
【００３８】
２つのセンサ２２０、２２２からの測定値を比較することにより、制御装置２２４は、装置に入る排気ガスの特定成分の全てが装置から出るかどうかを決定することができる。装置をわたる成分の気相濃度が低下することは、装置内にて堆積物を形成するとき、気体の一部が多分、装置内にて消費されることを示す。このような場合、制御装置２２４は、噴射装置２１０によって噴射される反応性気体の量を増大させることになろう。装置内の反応性気体の利用可能性は、固形物が堆積する結果となる装置内の反応を阻止することになろう。この制御サイクルは、センサの測定値を比較して、プロセスガスの何れも装置２３０内にて消費されないことが表示される迄、反復される。
【００３９】
センサ２２０、２２２は、高真空ポンプ２３０の両側部にてＷＦ６の濃度を監視するものとして示されているが、これと代替的に、気相濃度は、別の装置又は装置群の両側部にて監視してもよいことが理解される。例えば、図３に示した真空加工システム３００内にて、反応剤噴射装置３１０は、その前の例におけるように、反応性気体をプロセス室３０６と真空ポンプ３３０とを接続する排気系配管３０７に導入する。しかし、この場合、プロセスガス成分の気相濃度は、粗引きポンプ及び低減装置３５０の両側部にて排気路３０８内の通路３４０、３４１から採取される。このようにして、装置３５０内の堆積が検出される。上記の例におけるように、反応剤噴射装置３１０を通る反応性気体の流れは、堆積を最小にし得るよう、制御装置３２４によって制御される。
【００４０】
図３には、また、両方の通路３４０、３４１内の気相濃度を測定するため、単一のセンサ３２０を使用する状態が示されている。切り換え機構３２２は、これと代替的に、通路３４０、３４１の中身の試料を単一のセンサ３２０に提供する。
【００４１】
図２を再度参照すると、上述したようなプログラム化可能な制御装置２２４に対する論理方法が、図示するように、制御装置２２４内に一体化し又は遠隔とすることのできる読み取り可能な媒質２２５に実行可能なステップとして保存される。論理的命令は、媒質２２５から読み取り且つ制御装置２２４によって実行される。
【００４２】
図４に示した概略図的なグラフ図（ｐｌｏｔ）４００は、グラフ図の２つの軸４１０、４１１上に描いた量の間の逆関係を示す。縦軸４１０は、ターボ分子ポンプの上流及び下流にてフッ化タングステンの流れの測定差を表す。横軸４１１は、導入されたフッ素の量を表す。グラフ図４００は、実際のデータを表わすものではなく、その代わり、システムの全体的な動作を実証することを目的とするものである。
【００４３】
領域Ａにて、導入されたフッ素４１１の量が増大する結果、フッ化タングステンの流れ４１０の差が小さくなることが線４２０から理解できる。このことは、増大したフッ素は、堆積を生じさせ且つフッ化タングステンを消費する装置内の反応を阻止することを示す。装置内のフッ化タングステンの消費が領域Ｂにおける場合のように、零（線４３０）に近くなったとき、噴射される反応性気体の量を増大させてもＷＦ６流れの測定された差に著しい影響は与えなかった。
【００４４】
理想的には、システムは、導入されるフッ素の量が領域Ａ及びＢの間の線上にあり、この場合、装置内での堆積を阻止しつつ、最小量のフッ素が導入される、安定的な状態にて作動されるようにする。実際上、堆積が完全に抑制されることを保証し得るよう許容可能な余剰な量のフッ素が許容されなければならない。例えば、５％のフッ素の過剰な噴射量を許容可能なレベルとして設定することができる。
【００４５】
図４のグラフ図４００から、領域Ｂにおいて、余剰に供給されたフッ素は、ポンプをわたるフッ化タングステンの流れの差を監視することにより容易に検出することはできないことが更に理解される。その代わり、フッ素の理想的な噴射範囲の位置を決定するため当該技術にて周知のその他の技術が使用される。  本発明に従った方法５００が図５に流れ図の形態にて示されている。該方法は、真空加工システムの排気路内での装置内の堆積を制御するためのものである。堆積は、排気路を通って流れる排気プロセスガスの１つ又はより多くの成分によって形成される。
【００４６】
最初に、反応性気体の流れを装置の上流の位置にて真空加工システムの排気路内に導入する（ステップ５１０）。反応性気体は、排気ガスの成分によって形成される堆積物を阻止する。この最初のステップは、必ずしも始動時に行なわれるとは限らない、すなわち過程は、何らかの反応性気体が流れること無く開始することができ、反応性気体は、方法の最初のループが完了した後にのみ開始されることが理解される。
【００４７】
存在する排気ガスの成分の量は、装置の上流の位置にて測定され（ステップ５２０）、また、装置の下流の位置にて測定される（ステップ５３０）。１つの好ましい実施の形態において、量は気相濃度として赤外線分光計により測定される。次に、上流及び下流の測定値から、排気ガス成分の一部分が装置内にて消費されるかどうかが決定される（ステップ５４０）。消費されている場合（すなわち、装置内に流れる成分が装置から流れ出る成分よりも多い場合）、次に、反応性気体の流量を増大させ（ステップ５５０）、方法は測定ステップに戻る。
【００４８】
上流及び下流の測定値が排気ガスの成分の実質的に何れも装置内にて消費されないことを示す場合（すなわち、装置から出る排気ガス成分の流量が装置内に流れる量に等しく又はそれを上回る場合）、反応性気体は余剰に装置を通って流れるとの結論を出すことができ（ステップ５６０）、その場合、反応性気体の流量を減少させ（ステップ５７０）、プログラムは測定ステップに戻る。測定ステップは、排気ガス成分が装置内にて消費されておらず、反応剤が余剰に提供されていない（すなわち、要求される量の５％以上ではない）ことを示す場合、そのとき、反応性気体に対して何ら調節されず、プログラム制御は測定ステップに進む。
【００４９】
本発明の別の実施の形態において、技術は、反応剤の活性の指標として、反応剤噴射装置の下流にて形成された新たな種の濃度を使用する。噴射された反応剤の量が増大すると、同様に、新たな種の別の成分が実質的に完全に消費される迄、新たな種の形成量が増大する。その時点にて、新たな種の濃度は平坦となる。
【００５０】
本発明の該実施の形態に従った装置６００が図６に示されている。プロセスガスは、プロセス室６０６、高真空ポンプ６３０及び追加的な装置６５０を通って進む。フッ素のような反応性気体は、箇所６０７にて反応剤噴射装置６１０により噴射される。気体は、箇所６４１においてのみ採取され、ＩＲ分光計６２０又はその他の分析手段によって分析される。採取箇所６４１は、堆積が制御される、構成要素の下流の真空排気路６０８内の任意の箇所とすることができることを認識すべきである。
【００５１】
箇所６４１における新たな種の測定濃度の増加が停止する迄、反応性気体の濃度は増加する。その時点にて、十分な反応性気体が導入されて新たな種の少なくとも１つの成分を完全に消費するようにし、また、追加的な反応性気体を導入しても堆積を更に抑制することにはならない。
【００５２】
上記の詳細な説明及び添付図面は、全ての点にて単に説明のためであり且つ一例であって、限定的ではなく、本明細書にて開示した本発明の範囲は、本発明の上記の説明によってではなくて、特許法によって許容される完全な範囲に従って解釈される請求項から判断されるべきであることが理解される。例えば、システムは、ターボ分子ポンプにおけるタングステン金属の堆積を抑制することに関して説明したが、酸化物、窒化物、ケイ化物、ホウ化物又はその他の三元又は四元的固体材料のようなその他の材料が真空加工システムの構成要素上に集積することを制限するためシステムを使用することができる。図示し且つ本明細書に記載した実施の形態は、単に本発明の原理を説明するものに過ぎず、本発明の範囲及び精神から逸脱せずに、当該技術の当業者により色々な改変例を具体化することが可能であることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】ターボ分子ポンプにて形成された堆積物を示す先行技術の真空過程の図解図である。
【図２】本発明の１つの実施の形態に従ったシステムの概略図である。
【図３】本発明の別の実施の形態に従ったシステムの概略図である。
【図４】プロセスガスの堆積と反応性気体の導入との間の関係を示すグラフ図である。
【図５】本発明の１つの実施の形態に従った方法を示す流れ図である。
【図６】本発明の別の実施の形態に従ったシステムの概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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