JP2023525086A - 真空ポンプの排気路における反応副生成物の堆積物をモニタリングする装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】反応副生成物の堆積物をモニタリングする装置および方法を提供する。【解決手段】真空ポンプ（１；１００）の排気路（７）の反応副生成物の堆積物をモニタリングする装置（２００）であって、排気路（７）におけるガス流方向の上流位置に配置された第１の温度プローブ、下流位置に配置された第２の温度プローブ、前記両温度プローブ間に配置された発熱体、及び前記各温度プローブと前記発熱体を互いに絶縁する絶縁基板を含む熱式流量計（２０）と、前記熱式流量計（２０）による測定を実行し、前記熱式流量計（２０）によって測定された流量と前記真空ポンプ（１;１００）によってポンピングされたガス流量の推定値との差の関数として、前記排気路（７）における反応副生成物の堆積物の存在を決定するように構成された処理ユニット（２２）とを備えている。【選択図】図４

Description

本発明は、真空ポンプの排気路における反応副生成物の堆積物をモニタリングする装置および方法に関する。本発明は、また、前記モニタリング装置を備えた真空ポンプに関する。

真空アプリケーション、特に半導体産業または薄膜堆積プロセスにおいて、真空ポンプは、圧力や温度の条件の変化、または化学反応の性質の変化により、真空ポンプの内面に堆積する可能性のある、さまざまな種類のガスや蒸発物質を搬送する。

これらの反応副生成物の堆積物は、固体やポリマーであり、さらには粉塵である。これらの堆積物は、特に、真空ポンプの高圧ゾーンまたは低温ゾーンに蓄積する傾向がある。これらは、ガス通路部分の寸法を減らし、それによりポンプ性能を低下させる可能性がある。このガス通路部分の寸法の減少はまた、カスケード効果によって、より多くの反応副生成物の堆積を引き起こす可能性のある、さらなる圧力の増加を引き起こす。

そのため、真空ポンプを清掃する定期的なメンテナンスを頻繁に計画する必要がある。しかし、このような頻繁なメンテナンスは、生産速度の要件と相容れない。その結果、メンテナンスの間隔をできるだけ空けるために、真空ポンプ内の堆積物の形成をモニタリングすることが求められている。しかし、それの難点の１つは、真空ポンプの全体または一部を分解するために真空ポンプを停止しなければ、真空ポンプの内部を観測できないことである。さらに、用途によっては、真空ポンプの内部を外気にさらすと危険な場合がある。

多くの既知のセンサー技術により、これらの堆積物、および真空ポンプ内での堆積物の成長をモニタリングできる。
ターボ分子真空ポンプの場合、既知の方法の１つは、モータの電流または磁気浮上ロータの位置を測定して、反応副生成物の存在の可能性を判断することである。
モータ電流または磁気浮上ロータの位置の変化は、堆積物の存在に関する情報を提供できる。ただし、この方法は、十分に正確ではない可能性がある。特に、一般に電流の増加は非常に遅く、破壊の数秒前またはほんの一瞬前にその増加が検出されるので、介入が間に合わない可能性がある。

したがって、本発明の目的の１つは、上述の欠点の１つを少なくとも部分的に解決する、反応副生成物の堆積物をモニタリングする装置および方法を提案することである。

この目的のために、本発明の１つの主題は、真空ポンプの排気路における反応副生成物の堆積物をモニタリングする装置であって、
この装置は熱式流量計と処理ユニットを含み、
前記熱式流量計は、
前記排気路におけるガス流方向の上流位置に配置された第１の温度プローブと、下流位置に配置された第２の温度プローブと、前記２つの温度プローブ間に介在する発熱体と、前記各温度プローブと前記発熱体を互いに絶縁する絶縁基板とを含み、
前記処理ユニットは、
前記熱式流量計による測定を実行し、前記熱式流量計によって測定された流量と、前記真空ポンプによってポンピングされたガス流量の推定値との差の関数として、前記排気路における前記反応副生成物の堆積物の存在を決定するように構成されていることを特徴とする。

本発明のモニタリング装置は、真空ポンプの排気路における堆積物の存在を、より正確に、かつ可能な限り早い時点で検出することを可能にする。

前記モニタリング装置は、さらに、単独でまたは組み合わせて、以下に説明する特徴の１つまたは複数を備えることができる。
前記熱式流量計は、ＭＥＭＳ構成要素とすることができる。
前記モニタリング装置は、さらに、真空ポンプの排気路の圧力を決定するように構成された圧力センサを備えることができ、前記処理ユニットは、モータの電力パラメータに関する情報および前記圧力センサからの測定値に基づいて、ポンピングされたガス流量を推定するように構成されている。
そして、真空ポンプから得られる情報のみにより、すなわち、真空ポンプの上流に導入されるガスの量および性質に関する情報にアクセスすることなく、ポンピングされるガス流量の推定値を得ることができる。

前記真空ポンプのモータの電力パラメータは、電流とすることができる。
前記処理ユニットは、前記真空ポンプによって減圧されたプロセスチャンバと連通して、ポンピングされたガス流量を推定するように構成することができる。そして、プロセスチャンバによって処理ユニットに送信される情報によって、ポンピングされたガス流量の値を正確に推定することができる。

また、本発明の他の１つの主題は、
入口オリフィスおよび出口オリフィスを含むステータと、前記ステータ内に配置され、前記入口オリフィスと前記出口オリフィスとの間でポンピングされるガスを駆動するように構成された少なくとも１つのロータとを含む真空ポンプであって、
前記真空ポンプは、さらに前記モニタリング装置を備え、前記熱式流量計は前記真空ポンプの内部に配置されることを特徴とする。
このモニタリング装置は、真空ポンプの排気路における堆積物の存在をより正確に、かつ可能な限り早い時点で検出することを可能にし、メンテナンスのスケジューリングをより適切に管理することを可能にする。モニタリングはその場で、つまり真空ポンプを分解することなく実行できる。測定装置は非侵襲的である。圧力損失やシール損失が発生しない。可動部品がないため、誤動作の可能性が制限される。
熱式流量計は、例えば、排気ダクト内に配置される。
真空ポンプは、例えばターボ分子真空ポンプである。
本発明の別の実施例によれば、真空ポンプは、入口オリフィスと出口オリフィスとの間でポンピングされるガスを駆動するために、少なくとも１つのポンピングステージで逆方向に同期して回転するように構成された１対のロータを備える、粗引き真空ポンプである。

本発明のさらに別の主題は、前記モニタリング装置によって真空ポンプの排気路における反応副生成物の堆積物をモニタリングする方法であって、熱式流量計によって測定が行われ、この熱式流量計で測定された流量と、真空ポンプによってポンピングされるガス流量の推定値との差の関数として、排気路における反応副生成物の堆積物の存在が決定される。

熱式流量計の発熱体に電力を供給して、毎日の測定として、１０時間以上の間隔で測定を実行できる。熱式流量計による測定時間は、２分未満、さらには１分未満など、数分未満にすることができる。ターボ分子真空ポンプ、特にエッチング装置などの半導体製造プロセスで観測される最高の堆積速度は、一般に１週間あたり１ｍｍ未満、つまり１時間あたり約５μｍである。そのため、堆積物の外観を観測するのは、比較的少ない測定頻度で十分である。
測定期間を１日あたり数秒に制限することで、前記熱式発熱体からの熱の入力により前記熱式流量計のポイントでの凝縮性種の堆積を防ぎ、前記熱式流量計によって実行される測定によって結果が改ざんされるのを防ぐことができる。実際、堆積物は高温で減少し、存在しないことさえある。
堆積物の厚さは、前記熱式流量計からの測定値の偏差値の関数として評価することができる。

堆積物をモニタリングする方法は、真空ポンプ内の所定のガス流量について得られた前記熱式流量計からの少なくとも１つの測定値が記録される、予備キャリブレーションのステップを含むことができる。この予備キャリブレーションのステップで収集できるさまざまなデータ、特に、ポンピングされたガス流量、ポンピングされたガス種、堆積物の性質、および堆積物の厚さの関数として、前記熱式流量計によって測定された値をより適切に解釈することができる。

これらの測定は、特にこれらのレシピの特徴的なステップについて、真空ポンプに接続されたプロセスチャンバで実行されるレシピで定義されたガス流量と性質の値に対して実行できる。
例えば、モニタリング方法が特定の期日に実行される測定であって、ガス流量とその時点でポンピングされるガスの性質がわかっている場合、予備キャリブレーションのステップは、熱式流量計によって得られた、特定の動作時点での、ガス流量とガスの性質の値の測定値を記録できる。
本発明の他の目的、特徴、および利点は、添付の図面を参照して与えられる詳細な実施形態の以下の説明から明らかになるであろう。

本発明の１つの実施形態における、真空ラインに接続された製造装置の、プロセスチャンバの概略図を示している。 図１の真空ラインの排気管に配置された熱式流量計の概略図であり、ガス流および堆積物が存在しない場合の熱分布が概略的に表されている。 ガス流が存在する場合の、図２と同様の熱式流量計の状態を示している。 ガス流および堆積物が存在する場合の、図３と同様の熱式流量計の状態を示している。 本発明の他の実施形態における、ターボ分子真空ポンプの概略断面図である。 本発明の真空ポンプの他の例示的な実施形態の要素の部分の、概略斜視図である。

各図において、同一の要素には同じ参照番号が付されている。 理解を容易にするために、図面は単純化されている。
以下の実施形態は例である。説明は１つまたは複数の実施形態に言及しているが、それは、各言及が同じ実施形態に関連すること、または特徴が単一の実施形態のみに適用されることを必ずしも意味しない。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。
「上流」とは、ガス流方向に関して別の要素の前方に配置される要素を意味する。一方、「下流」とは、ポンピングされるガスの循環方向に関して後方に配置される要素を意味する。

図１は、例えば、フラットディスプレイスクリーンまたは光起電力基板または半導体基板（ウェーハ）を製造する装置１０１の例を示す。
この装置１０１は、真空ラインに接続されたプロセスチャンバ１０２を含んでおり、この真空ラインは、粗引き真空ポンプ１００と、この粗引き真空ポンプの上流に配置され排気管１０３によって接続されたターボ分子真空ポンプ１を含んでいる。
また、図１では、真空ラインが、ターボ分子真空ポンプ１の排気路７における反応副生成物の堆積物をモニタリングするモニタリング装置２００を備えていることが分かる。
このモニタリング装置２００は、熱式流量計２０および処理ユニット２２を備えている。

熱式流量計２０は、ターボ分子真空ポンプ１の排気路７に、あるいはターボ分子真空ポンプ１自体に配置することができる。これについては後述する。または、図１に示すように、熱式流量計２０は、ターボ分子真空ポンプ１の出口に接続された排気管１０３内に配置することができる。または、粗引き真空ポンプ１００の排気路、粗引き真空ポンプ１００内、または粗引き真空ポンプ１００の出口に接続されたパイプ内に配置することもできる。
図１の第１の実施例では、ターボ分子真空ポンプ１の出口オリフィス８に接続された排気管１０３内に、熱式流量計２０が配置されている。
熱式流量計２０は、ダクトまたはパイプ内を流れるガス流量を測定するために使用される。熱式流量計２０の原理は、流体を通る対流による熱の伝播に基づく。それ自体が知られているように、熱式流量計２０は２つの温度プローブを備えている。すなわち、図２に示すように、排気路７におけるガス流方向の上流位置に配置された第１の温度プローブ２３と、下流位置に配置された第２の温度プローブ２４を備えている。

熱式流量計２０はまた、２つの温度プローブ２３、２４の間に配置された１つの発熱体２５と、温度プローブ２３、２４と発熱体２５とを互いに絶縁する絶縁基板２６とを備えている。発熱体２５は、例えば発熱抵抗体である。温度プローブ２３、２４は、例えばサーミスタである。絶縁基板２６は、例えば、温度プローブ２３、２４をカプセル化して、これらの温度プローブ２３、２４を電気的および熱的に互いに絶縁し、かつ、ガスからの攻撃から保護する。
温度プローブ２３、２４は、例えば、発熱体２５から等距離に配置される。温度プローブ２３、２４および発熱体２５は、内部に熱式流量計２０が配置される排気管１０３の軸に平行な直線に沿って整列させることができる。
熱式流量計２０による測定を行うために、例えば１００℃まで、加熱される発熱体２５に電力が供給され、温度プローブ２３、２４間の温度差が測定される。

排気管１０３内にガスが流れていないときは、発熱体２５によって拡散された熱は、発熱体２５の周りに均一に分配される（図２参照）。温度プローブ２３、２４は、これらの温度プローブ２３、２４が発熱体２５から等距離にあるときに、第１の温度差である零を測定することができる。

排気管１０３にガス流が流れると、熱対流により、上流に配置された第１の温度プローブ２３で測定される温度が低下し、下流に配置された第２の温度プローブ２４で測定される温度が上昇する（図３参照）。そして、温度プローブ２３、２４の間で、ガス流の循環がない場合に観測できる温度差よりも大きな温度差が観測される。この温度差に基づいて、ガス流量の測定値を推定することができる。
熱式流量計２０は、半導体材料から製造されたＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）構成要素とすることができる。その場合、熱式流量計２０の大きさは１ｃｍ未満である。

処理ユニット２２は、コントローラまたはマイクロコントローラまたはコンピュータまたはプログラマブルロジックコントローラと、コンピュータプログラムとを備え、コンピュータプログラムは真空ポンプ１の排気路における反応副生成物の堆積物をモニタリングする方法を実施するように構成されている。処理ユニット２２は、例えば、真空ポンプ１のコントローラであり、特に真空ポンプ１のロータの回転数を制御することができる。
処理ユニット２２は、熱式流量計２０による測定を実行し、この熱式流量計２０によって測定された流量と、真空ポンプ１によってポンピングされたガス流量の推定値との差の関数として、排気路７における反応副生成物の堆積物の存在を決定するように構成されている。

ポンピングされたガス流量の推定値は、真空ポンプ１から入手可能な情報のみにより、すなわち、真空ポンプ１の上流に導入されたガスの量および性質に関する情報にアクセスすることなく得ることができる。
そのために、例示的な実施形態によれば、モニタリング装置２００は、真空ポンプ１の排気路７における圧力を決定するように構成された、圧力センサ２１を備えている（図１参照）。
処理ユニット２２は、さらに、真空ポンプ１のモータ１６の電力パラメータに関する情報および圧力センサ２１の測定値から、ポンピングされたガス流量を推定するように構成されている。
真空ポンプ１のモータ１６の電力パラメータは、例えば電流である。モータ１６によって消費される電流、および真空ポンプ１の排気路７における圧力は、ガス流量およびポンピングされるガスの性質に依存する。排気路７における圧力を測定し、モータ１６によって消費される電流を知ることによって、熱式流量計２０によって測定された値と比較するための、ポンピングされたガス流量値を推定することが可能である。

別の例示的な実施形態によれば、処理ユニット２２は、真空ポンプ１によって減圧されたプロセスチャンバ１０２と連通し、排気ガス流量を推定するように構成されている。プロセスチャンバ１０２は、このチャンバに導入されるガスの持続時間、性質、流量、および圧力を定義するレシピを使用する。これらのレシピまたはこれらのレシピの要素は、プロセスチャンバ１０２によって処理ユニット２２に送信できる情報であり、処理ユニット２２は、ポンピングされたガス流量値を正確に推定することができる。プロセスチャンバ１０２によって送信される情報は、デジタル信号またはドライコンタクトなどである。

熱式流量計２０によって測定された値とポンピングされたガス流量の推定値との間の差の変化は、排気管１０３内の反応副生成物の堆積物２７の存在を決定することを可能にする（図４参照）。
実際、堆積物が存在しない場合には、例えば、圧力測定および消費されるモータ電流によって識別される、同一の流れおよび同一のガスの性質について、２つの温度プローブ２３、２４によって測定される温度差は、同じである。
しかしながら、排気管１０３の内壁、特に熱式流量計２０に堆積物２７が現れると、測定される温度差に変化が観測される。温度プローブ２３、２４上に堆積された堆積物２７の層は、下流に配置された第２の温度プローブ２４への熱伝達を減少させる（図４参照）。第２の温度プローブ２４によって測定される温度は、同じガスの同じ流れに対する堆積物のない状況でも低下する（図３参照）。したがって、熱式流量計２０によって測定される流量は、同じガスの同じ流量に対して堆積物が存在する場合には異なる。

この熱式流量計２０によって測定された流量と、圧力測定および消費電流の値によってポンピングされたガス流量の推定値との間で、観測された差は、反応副生成物の堆積物２７の存在を結論付けることができる。
熱式流量計２０による１回の測定の持続時間は、２分未満、例えば１分未満でよい。測定は、例えば、毎日の測定において、１０時間以上の時間間隔で、熱式流量計２０によって実行される。
ターボ分子真空ポンプ１、特にエッチング装置などの半導体製造プロセスで観測される最高の堆積速度は、一般に１週間あたり１ｍｍ未満、つまり１時間あたり約５μｍ未満である。測定の持続時間を１日あたり数秒に制限することで、発熱体２５からの熱による熱式流量計２０のポイントでの凝縮性種の堆積を防止することによって、熱式流量計２０によって実行される測定結果が誤ったものとなることがなくなる。実際、堆積物は、高温では減少し、存在しないことさえある。

熱式流量計２０によって与えられる測定値の偏差値の関数として、堆積物２７の厚さを評価することも可能である。熱式流量計２０によって測定された温度差の期待値に対する偏差が大きいほど、堆積物２７の厚さは厚くなる。

モニタリング方法には、熱式流量計２０からの少なくとも１つの測定値が処理ユニット２２に記録される、予備キャリブレーションステップを含むことができる。この測定値は、真空ポンプ１によってポンピングされるガスの所定の流量について得られたものである。
例えば、真空ポンプ１によってポンピングされた異なるガス流量および／または異なるガス種に対する、熱式流量計２０からの幾つかの測定値が記録される。
これらの測定は、真空ポンプ１に接続されたプロセスチャンバ１０２内で実行されるレシピで定義されたガス流量およびガスの性質の値に対して実行することができる。
これらの測定は、これらのレシピの特徴的なステップに対して実行できる。
例えば、モニタリング方法が特定の期日に実行される測定であり、ガス流量とその時点でポンピングされるガスの性質がわかっている場合、予備キャリブレーションのステップは、その特定の動作時点におけるガス流量およびガスの性質について熱式流量計２０によって得られた測定値を記録することができる。
これらの測定は、排気管１０３の内壁に堆積物２７が存在する状態で、例えば、堆積物２７の幾つかの厚さについて行うことができ、これらの堆積物２７の厚さを、熱式流量計２０からの測定値の偏差を判定する関数として評価することができる。
これらの測定はまた、排気管１０３に堆積物が存在しない場合、例えば、各メンテナンス操作の後の起動時の、堆積物が存在しない状態で実行することができる。モニタリング方法中に実行されたこれらの測定値は、それらの参照値と比較できる。

予備キャリブレーションのステップ中に収集できるさまざまなデータにより、熱式流量計２０によって測定された値を、より適切に解釈することができる。特に、ポンピングされたガス流量、ポンピングされたガス種、ガスの性質、および堆積物の厚さの関数として、適切に解釈することができる。
上記の説明から、本実施例のモニタリング方法および装置によって、真空ポンプ１の排気路７における堆積物の存在をより正確に、かつ可能な限り早い時点で検出できることが理解できる。

図５は、熱式流量計２０がターボ分子真空ポンプ１の内部に配置される、本発明の第２の例示的な実施形態を示している。
この図でより具体的に見ることができるように、ターボ分子真空ポンプ１は、ステータ２と、このステータ２内に配置されたロータ３とを含み、ステータ２の入口オリフィス６と出口オリフィス８との間でポンピングされるガスを、図５の矢印で表される、ガス流の方向に駆動するように構成されている。
真空ポンプ１は、ターボ分子ステージ４と、ガス流方向でターボ分子ステージ４の下流に位置する分子ステージ５とを備えている。ポンピングされるガスは、入口オリフィス６から入り、まずターボ分子ステージ４を通過し、次に分子ステージ５を通過し、次に排気路７を通過して、真空ポンプ１の出口オリフィス８から排気される。このオリフィス８は、粗引きポンプに接続されている。

ターボ分子ステージ４において、ロータ３は少なくとも２段のブレード９を含み、ステータ２は少なくとも１段のフィン１０を含んでいる。ブレード９の複数の段とフィン１０の複数の段が、ターボ分子ステージ４内のロータ３の回転軸Ｉ－Ｉに沿って軸方向に互いに続いている。ロータ３は、例えば、４段～８段（図１に示す例では６段）のブレード９など、４段以上のブレード９を備えている。
ロータ３のブレード９の各段は、ターボ分子真空ポンプ１のシャフト１２に固定されたロータ３のハブ１１から実質的に半径方向に延びる傾斜したブレードを備えている。これらのブレード９は、ハブ１１の周囲に均等に分配されている。
ステータ２のフィン１０の各段はクラウンリングを含み、このクラウンリングから実質的に半径方向に傾斜したフィンが延在し、クラウンリングの内周に均等に分配されている。ステータ２のフィン１０の段の各フィンは、ロータ３のブレード９の連続する２つの段のブレード間に係合される。ロータ３のブレードとステータ２のフィンは傾斜しており、ポンピングされるガス分子を分子ステージ５へ導く。

例示的な実施形態によれば、ロータ３は分子ステージ５内にホルベックスカート１３を含んでおり、このホルベックスカートは、滑らかな円筒によって形成され、ステータ２の反対側の螺旋溝を回転する。この螺旋溝により、ポンピングされたガスが圧縮され、排気路７に導かれる。
ロータ３はシャフト１２に固定されており、このシャフト１２は、ステータ２内で高い回転速度で回転駆動される。例えば、ターボ分子真空ポンプ１のモータ１６によって、毎分２万回転以上で回転する。モータ１６は、例えば、ステータ２のカバーの下に配置され、ステータ２自体はロータ３のホルベックスカート１３の下に配置されている。ロータ３は、磁気軸受または機械軸受１８によって横方向および軸方向にガイドされている。真空ポンプ１は、バックアップ転がり軸受１９を備えることもできる。

熱式流量計２０は、真空ポンプ１内の排気路７に配置されている。すなわち、熱式流量計は、ロータ３の出口であるホルベックスカート１３の端部と出口オリフィス８との間の、もはやガスの圧縮は存在しないが、真空ポンプ１内で圧力が最も高く、堆積のリスクが最も高いポイントに相当する容積内に配置されている。
熱式流量計２０は、例えば、排気路７のダクト１４、すなわち一般に真空カップリングの標準直径を有し出口オリフィス８を有するパイプ内に配置される。
前に述べた例のように、処理ユニット２２は、熱式流量計２０による測定を実行し、熱式流量計２０によって測定された流量と、真空ポンプ１によってポンピングされたガス流量の推定値との間の差の関数として、真空ポンプ１の排気路７における反応副生成物の堆積物の存在を決定するように構成されている。

前に述べた例のように、ポンピングされたガス流量の推定値は、真空ポンプ１から入手可能な情報のみにより取得できる。つまり、真空ポンプ１の上流に導入されたガスの量および性質に関する情報にアクセスする必要はない。
そのため、例示的な一実施形態によれば、モニタリング装置２００は、真空ポンプ１の排気路７における圧力を決定するように構成された圧力センサ２１を備えている。この圧力センサ２１もまた、例えば、ステータ２のダクト１４内に配置される。

熱式流量計２０によって測定された流量とポンピングされたガス流量の推定値との間の観測された差、例えば、圧力測定と消費電流の値によって観測された差は、反応副生成物の堆積物２７の存在を結論づけることを可能にする。
したがって、モニタリング装置２００は、真空ポンプ１の排気路７内の堆積物の存在をより正確に、可能な限り早い時点で検出することを可能にし、メンテナンスのスケジューリングの適正な管理を可能にする。
モニタリングは、その場で、すなわち、真空ポンプ１を分解する必要なしに行うことができる。測定装置は非侵襲的である。測定装置は、圧力損失やシール損失を発生させない。測定装置は、可動部品がないため、誤動作の可能性が限定される。

図６は、熱式流量計２０が粗引き真空ポンプ１００の内部に配置された、本発明の第３の例示的な実施形態を示している。
図６に示されているように、粗引き真空ポンプ１００は、ステータ２を備えており、このステータに、少なくとも１段のポンピングステージ、例えば２～１０段のポンピングステージ、この実施例では５段のポンピングステージが設けられており、このポンピングステージは、ポンプの入口オリフィス６と出口オリフィス８との間に直列に設けられ、その中をポンピングされるガスが循環する。
真空ポンプ１００の入口オリフィス６と連通するポンピングステージは、第一段のポンピングステージまたは最低圧ステージであり、出口オリフィス８と連通するポンピングステージは、最終段のポンピングステージまたは最高圧ステージである。

真空ポンプ１は、さらに、ステータ２内に配置され、ポンピングステージ内で逆方向に同期して回転して、入口オリフィス６と出口オリフィス８との間でポンピングされるガスを駆動するように構成された、１対のロータ３００を備えている。これらのロータ３００は、例えば、２つのローブまたは３以上のローブを持つ、「ルート」タイプ、または「クロー」タイプ、または別の同様の容積式真空ポンプの原理に基づく、同一プロファイルのローブを有する。

ロータ３００は、動作中、例えば、出口オリフィス８の側など、真空ポンプ１の端部に配置されたモータによって回転駆動される。
回転中、入口オリフィス６から吸い込まれたガスは、ロータ３００とポンピングステージのステータ２によって形成された容積内に捕捉され、圧縮され、出口へ、そして次のステージへと駆動される。真空ポンプ１００は、動作中、ロータ３００がステータ２の内部で回転し、それらの間またはステータ２との機械的接触はないが、圧縮室内に油が存在しないことを可能にする非常に小さなクリアランスがあるため、「ドライ」真空ポンプと言われる。
この実施形態では、排気路７は、最終ポンピングステージのロータ３００の出口と出口オリフィス８との間に含まれる容積によって規定され、そのポイントは、ガスの圧縮がもはや存在しないが、圧力が最も高く、堆積のリスクが最も高い位置である。
熱式流量計２０は、例えば、排気路７のダクト内、すなわち、最終ポンピングステージのロータ３００の出口を出口オリフィス８に連結する、一般に真空カップリングの標準直径を有するパイプ内に配置される。

１ ターボ分子真空ポンプ
２ ステータ
３ ロータ
４ ターボ分子ステージ
５ 分子ステージ
６ 入口オリフィス
７ 排気路
８ 出口オリフィス
９ ブレード
１０ フィン
１１ ハブ
１２ シャフト
１３ ホルベックスカート
１４ 排気路のダクト
１６ モータ
１８ 磁気軸受または機械
１９ 転がり軸受
２０ 熱式流量計
２１ 圧力センサ
２２ 処理ユニット
２３ 第１の温度プローブ
２４ 第２の温度プローブ
２５ 発熱体
２６ 絶縁基板
２７ 堆積物
１００ 粗引き真空ポンプ
１０１ 装置
１０２ プロセスチャンバ
１０３ 排気管
２００ モニタリング装置
３００ ロータ

Claims (14)

1. 真空ポンプ（１;１００）の排気路（７）の反応副生成物の堆積物をモニタリングする装置（２００）であって、
   熱式流量計（２０）と処理ユニット（２２）を含み、
   前記熱式流量計（２０）は、
   前記排気路（７）におけるガス流方向の上流位置に配置された第１の温度プローブ（２３）と、下流位置に配置された第２の温度プローブ（２４）と、前記２つの温度プローブ（２３、２４）間に介在する発熱体（２５）と、前記各温度プローブ（２３、２４）と前記発熱体（２５）を互いに絶縁する絶縁基板（２６）とを含み、
   前記処理ユニット（２２）は、
   前記熱式流量計（２０）による測定を実行し、前記熱式流量計（２０）によって測定された流量と、前記真空ポンプ（１;１００）によってポンピングされたガス流量の推定値との差の関数として、前記排気路（７）における前記反応副生成物の堆積物の存在を決定するように構成されていることを特徴とするモニタリング装置。
2. 請求項１に記載のモニタリング装置（２００）において、
   前記熱式流量計（２０）がＭＥＭＳ構成要素であることを特徴とするモニタリング装置。
3. 請求項１または２に記載のモニタリング装置（２００）において、
   さらに、前記真空ポンプ（１；１００）の前記排気路（７）における圧力を決定するように構成された圧力センサ（２１）を備え、前記処理ユニット（２２）は、モータ（１６）の電力パラメータに関する情報および前記圧力センサ（２１）の測定値に基づいて、前記ポンピングされたガス流量を推定するように構成されていることを特徴とするモニタリング装置。
4. 請求項３に記載のモニタリング装置（２００）において、
   前記真空ポンプ（１；１００）の前記モータ（１６）の電力パラメータが電流であることを特徴とするモニタリング装置。
5. 請求項１～４のいずれか１項に記載のモニタリング装置（２００）において、
   前記処理ユニット（２２）は、前記真空ポンプ（１）によって減圧されたプロセスチャンバ（１０２）と連通し、前記ポンピングされたガス流量を推定するように構成されていることを特徴とするモニタリング装置。
6. 入口オリフィス（６）および出口オリフィス（８）を含むステータ（２）と、
   前記ステータ（２）内に配置され、前記入口オリフィス（６）と前記出口オリフィス（８）との間でポンピングされるガスを駆動するように構成された少なくとも１つのロータ（３；３００）とを備えた真空ポンプ（１;１００）であって、
   前記真空ポンプ（１；１００）は、さらに請求項１～５のいずれか１項に記載の前記モニタリング装置（２００）を備え、前記熱式流量計（２０）は前記真空ポンプの内部に配置されていることを特徴とする真空ポンプ。
7. 請求項６に記載の真空ポンプ（１;１００）において、
   前記熱式流量計（２０）が、前記排気路（７）のダクト（１４）内に配置されていることを特徴とする真空ポンプ。
8. 請求項６または７に記載の真空ポンプ（１）において、
   前記真空ポンプ（１）がターボ分子真空ポンプであることを特徴とする真空ポンプ。
9. 請求項６または７に記載の真空ポンプ（１００）において、
   前記真空ポンプ（１００）が、前記入口オリフィス（６）と前記出口オリフィス（８）の間で前記ポンピングされるガスを駆動する少なくとも１つのポンピングステージで同期して逆方向に回転するように構成された１対の前記ロータ（３００）を備える粗引き真空ポンプであることを特徴とする真空ポンプ。
10. 請求項１～５のいずれか１項に記載の前記モニタリング装置（２００）によって、前記真空ポンプ（１；１００）の前記排気路（７）における前記反応副生成物の堆積物をモニタリングする方法であって、
    前記熱式流量計（２０）によって測定が行われ、
    前記熱式流量計（２０）によって測定された流量と、前記真空ポンプ（１；１００）によってポンピングされたガス流量の推定値との間の差の関数として、前記排気路（７）における前記反応副生成物の堆積物の存在を決定することを特徴とする反応副生成物の堆積物をモニタリングする方法。
11. 請求項１０に記載の反応副生成物の堆積物をモニタリングする方法であって、
    前記熱式流量計（２０）の前記発熱体（２５）には、毎日の測定など、１０時間以上の間隔をあけて測定を実行するように電力が供給されることを特徴とする反応副生成物の堆積物をモニタリングする方法。
12. 請求項１０または１１に記載の反応副生成物の堆積物をモニタリングする方法であって、
    前記熱式流量計（２０）による測定の持続時間は、２分未満、例えば１分未満であることを特徴とする反応副生成物の堆積物をモニタリングする方法。
13. 請求項１０～１２のいずれか１項に記載の反応副生成物の堆積物をモニタリングする方法であって、
    前記堆積物の厚さが、前記熱式流量計（２０）の測定値の偏差値の関数として評価されることを特徴とする反応副生成物の堆積物をモニタリングする方法。
14. 請求項１０～１３のいずれか１項に記載の反応副生成物の堆積物をモニタリングする方法であって、
    前記真空ポンプ（１；１００）内の所定のガス流量について得られた前記熱式流量計（２０）からの少なくとも１つの測定値が記録される、予備キャリブレーションのステップを含むことを特徴とする反応副生成物の堆積物をモニタリングする方法。

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