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JP7704565B2 - diaphragm vacuum gauge - Google Patents
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Description

本発明は、隔膜真空計に関するものである。 The present invention relates to a diaphragm vacuum gauge.

隔膜真空計は、半導体のプロセスチャンバーの圧力計測のために使用される。半導体のプロセスガスは、温度が適切でないと、液化または固化して隔膜真空計のセンサ部に付着してしまい計測に影響してしまう。このため、隔膜真空計は、液化または固化したプロセスガスの付着を防止するための自己加熱機能を有している(特許文献1、特許文献2、特許文献3参照)。 Diaphragm vacuum gauges are used to measure the pressure in semiconductor process chambers. If the temperature of the semiconductor process gas is not appropriate, it will liquefy or solidify and adhere to the sensor part of the diaphragm vacuum gauge, affecting the measurement. For this reason, diaphragm vacuum gauges have a self-heating function to prevent adhesion of liquefied or solidified process gas (see Patent Documents 1, 2, and 3).

一方で、近年の半導体プロセスは高度化しており、1つのプロセスで様々なガスが使用される。プロセスガスにより適切な自己加熱温度が異なっている場合があるので、特許文献2、特許文献3に開示された隔膜真空計のように自己加熱温度を切り替える機能を有する隔膜真空計もある。さらに、隔膜真空計を使用していない時は、消費電力を低減させるために自己加熱機能をオフにする機能を備えているものもある。 On the other hand, semiconductor processes have become more sophisticated in recent years, and a variety of gases are used in a single process. Since the appropriate self-heating temperature may differ depending on the process gas, some diaphragm vacuum gauges have a function for switching the self-heating temperature, such as the diaphragm vacuum gauges disclosed in Patent Documents 2 and 3. Furthermore, some diaphragm vacuum gauges are equipped with a function for turning off the self-heating function to reduce power consumption when the diaphragm vacuum gauge is not in use.

しかしながら、従来の隔膜真空計では、自己加熱温度を切り替えるために、外部から切替信号を隔膜真空計に入力しなければならないという課題があった。 However, conventional diaphragm vacuum gauges had the problem that a switching signal had to be input from outside to the diaphragm vacuum gauge in order to switch the self-heating temperature.

特開2010-117154号公報JP 2010-117154 A 特開2009-243887号公報JP 2009-243887 A 特開2019-7906号公報JP 2019-7906 A

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、自己加熱温度を自動的に切り替えることができる隔膜真空計を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and aims to provide a diaphragm vacuum gauge that can automatically switch the self-heating temperature.

本発明の隔膜真空計は、被測定媒体の圧力によるダイアフラムの変位に応じて電気特性が変化するように構成された受圧部と、前記受圧部を加熱するように構成されたヒータと、前記受圧部の温度を計測するように構成された温度センサと、前記受圧部の電気特性の変化を計測圧力値に変換するように構成された圧力計測部と、前記圧力計測部によって得られた計測圧力値に応じて加熱温度設定値を設定するように構成された温度設定部と、前記温度センサによって計測された温度と前記加熱温度設定値とに基づいて前記ヒータへの供給電力を制御するように構成されたヒータ制御部と前記計測圧力値と前記加熱温度設定値とを対応付けて記憶するように構成された記憶部とを備え、前記温度設定部は、前記圧力計測部によって得られた計測圧力値に対応する加熱温度設定値を前記記憶部から取得することを特徴とするものである。 The diaphragm vacuum gauge of the present invention comprises a pressure receiving section configured to change electrical characteristics in response to displacement of a diaphragm due to pressure of a medium to be measured, a heater configured to heat the pressure receiving section, a temperature sensor configured to measure the temperature of the pressure receiving section, a pressure measuring section configured to convert the change in electrical characteristics of the pressure receiving section into a measured pressure value, a temperature setting section configured to set a heating temperature set value in response to the measured pressure value obtained by the pressure measuring section, a heater control section configured to control the power supplied to the heater based on the temperature measured by the temperature sensor and the heating temperature set value , and a memory section configured to store the measured pressure value and the heating temperature set value in association with each other, wherein the temperature setting section obtains from the memory section the heating temperature set value corresponding to the measured pressure value obtained by the pressure measuring section.

また、本発明の隔膜真空計の1構成例において、前記記憶部は、圧力上昇時自動設定無効化フラグと圧力下降時自動設定無効化フラグとをさらに記憶し、前記温度設定部は、前記圧力上昇時自動設定無効化フラグがセット状態の場合に、前記計測圧力値の上昇時の前記加熱温度設定値の切り替えを無効とし、前記圧力下降時自動設定無効化フラグがセット状態の場合に、前記計測圧力値の下降時の前記加熱温度設定値の切り替えを無効とすることを特徴とするものである。
また、本発明の隔膜真空計の1構成例において、前記記憶部は、前記加熱温度設定値を切り替えるまでの遅延時間をさらに記憶し、前記温度設定部は、前記加熱温度設定値を切り替える際に、前記遅延時間の経過後に前記加熱温度設定値を切り替えることを特徴とするものである。
また、本発明の隔膜真空計の1構成例において、前記記憶部は、前記遅延時間として、圧力上昇時遅延時間と圧力下降時遅延時間とを記憶し、前記温度設定部は、前記計測圧力値の上昇時に前記加熱温度設定値を切り替える際に、前記圧力上昇時遅延時間の経過後に前記加熱温度設定値を切り替え、前記計測圧力値の下降時に前記加熱温度設定値を切り替える際に、前記圧力下降時遅延時間の経過後に前記加熱温度設定値を切り替えることを特徴とするものである。
In one configuration example of the diaphragm vacuum gauge of the present invention, the memory unit further stores an automatic setting disable flag for when the pressure increases and an automatic setting disable flag for when the pressure decreases, and the temperature setting unit disables switching of the heating temperature set value when the measured pressure value increases when the flag for when the pressure decreases is set, and disables switching of the heating temperature set value when the measured pressure value decreases.
In one configuration example of the diaphragm vacuum gauge of the present invention, the memory unit further stores a delay time until the heating temperature set value is switched, and the temperature setting unit, when switching the heating temperature set value, switches the heating temperature set value after the delay time has elapsed.
Furthermore, in one configuration example of the diaphragm vacuum gauge of the present invention, the memory unit stores a pressure rise delay time and a pressure fall delay time as the delay time, and the temperature setting unit, when switching the heating temperature set value when the measured pressure value is rising, switches the heating temperature set value after the pressure rise delay time has elapsed, and, when switching the heating temperature set value when the measured pressure value is falling, switches the heating temperature set value after the pressure fall delay time has elapsed.

また、本発明の隔膜真空計の1構成例は、前記記憶部の記憶内容を外部からの指示に応じて変更可能な設定変更部をさらに備えることを特徴とするものである。
また、本発明の隔膜真空計の1構成例は、前記加熱温度設定値を外部に知らせるように構成された通知部をさらに備えることを特徴とするものである。
また、本発明の隔膜真空計の1構成例は、前記温度センサによって計測された温度が前記加熱温度設定値に到達したときに、隔膜真空計の自己加熱温度が加熱温度設定値に到達したことを外部に知らせるように構成された通知部をさらに備えることを特徴とするものである。
Moreover, one configuration example of the diaphragm vacuum gauge of the present invention is characterized in that it further comprises a setting change section capable of changing the stored contents of the storage section in response to an external instruction.
Moreover, one configuration example of the diaphragm vacuum gauge of the present invention is characterized in that it further comprises a notification section configured to notify the outside of the heating temperature set value.
In addition, one configuration example of the diaphragm vacuum gauge of the present invention is characterized in that it further comprises a notification unit configured to notify an outside party that the self-heating temperature of the diaphragm vacuum gauge has reached the heating temperature set value when the temperature measured by the temperature sensor reaches the heating temperature set value.

本発明によれば、計測圧力値に応じて加熱温度設定値を設定する温度設定部を設けることにより、隔膜真空計の自己加熱温度を自動的に切り替えることができ、自己加熱温度の切り替えのための外部からの信号が不要となるので、自己加熱温度の切替信号発生のためのハードウェアの製作が不要となる。 According to the present invention, by providing a temperature setting unit that sets the heating temperature setting value according to the measured pressure value, the self-heating temperature of the diaphragm vacuum gauge can be automatically switched, and since an external signal for switching the self-heating temperature is not required, there is no need to create hardware for generating a switching signal for the self-heating temperature.

図1は、本発明の実施例に係る隔膜真空計の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a diaphragm vacuum gauge according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の実施例に係る隔膜真空計のセンサチップの要部の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a main part of a sensor chip of a diaphragm vacuum gauge according to an embodiment of the present invention. 図3は、本発明の実施例に係る隔膜真空計の動作を説明するフローチャートである。FIG. 3 is a flow chart illustrating the operation of the diaphragm vacuum gauge according to the embodiment of the present invention. 図4は、本発明の実施例に係る隔膜真空計の記憶部に記憶されるパラメータの1例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of parameters stored in the memory unit of the diaphragm vacuum gauge according to the embodiment of the present invention. 図5は、本発明の実施例に係る隔膜真空計の自己加熱温度の切り替え動作の1例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of the self-heating temperature switching operation of the diaphragm vacuum gauge according to the embodiment of the present invention. 図6は、本発明の実施例に係る隔膜真空計の回路部を実現するコンピュータの構成例を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of a computer that realizes the circuit section of the diaphragm vacuum gauge according to the embodiment of the present invention.

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図1は本発明の実施例に係る隔膜真空計の構成を示すブロック図、図2は隔膜真空計に用いられるセンサチップの要部の構成を示す図である。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings. Figure 1 is a block diagram showing the configuration of a diaphragm vacuum gauge according to an embodiment of the present invention, and Figure 2 is a diagram showing the configuration of the main parts of a sensor chip used in the diaphragm vacuum gauge.

隔膜真空計は、被測定媒体(例えばプロセスガス)の圧力によるダイアフラム(隔膜)の変位に応じて静電容量(電気特性)が変化する受圧部10と、受圧部10の静電容量の変化を計測圧力値に変換する回路部11とを備えている。 The diaphragm vacuum gauge has a pressure receiving section 10 whose capacitance (electrical characteristic) changes in response to the displacement of a diaphragm (membrane) caused by the pressure of the medium being measured (e.g., process gas), and a circuit section 11 that converts the change in capacitance of the pressure receiving section 10 into a measured pressure value.

受圧部10のセンサチップ1は、ダイアフラム構成部材100と台座101とを備えている。ダイアフラム構成部材100は、被測定媒体(例えばプロセスガス)の圧力Pに応じて変形可能に構成されたダイアフラム102と、このダイアフラム102よりも肉厚に形成されてダイアフラム102の周縁部を変位不能に支持するダイアフラム支持部103とを備える。台座101は、ダイアフラム支持部103に接合され、ダイアフラム102と共に基準真空室104を形成する。 The sensor chip 1 of the pressure receiving section 10 comprises a diaphragm component 100 and a base 101. The diaphragm component 100 comprises a diaphragm 102 configured to be deformable in response to the pressure P of the medium to be measured (e.g., process gas), and a diaphragm support section 103 formed to be thicker than the diaphragm 102 and supporting the peripheral portion of the diaphragm 102 so that it cannot be displaced. The base 101 is joined to the diaphragm support section 103, and together with the diaphragm 102, forms a reference vacuum chamber 104.

センサチップ1において、台座101の基準真空室104側の面には固定電極105が形成され、ダイアフラム102の基準真空室104側の面には固定電極105と対向するように可動電極106が形成されている。ダイアフラム102が被測定媒体の圧力Pを受けて撓むと、可動電極106と固定電極105との間の間隔が変化し、可動電極106と固定電極105との間の静電容量が変化する。この静電容量の変化からダイアフラム102が受けた被測定媒体の圧力Pを検出することができる。ダイアフラム構成部材100と台座101とは、例えばサファイアなどの絶縁体から構成されている。 In the sensor chip 1, a fixed electrode 105 is formed on the surface of the base 101 facing the reference vacuum chamber 104, and a movable electrode 106 is formed on the surface of the diaphragm 102 facing the reference vacuum chamber 104 so as to face the fixed electrode 105. When the diaphragm 102 is deflected by the pressure P of the medium to be measured, the distance between the movable electrode 106 and the fixed electrode 105 changes, and the electrostatic capacitance between the movable electrode 106 and the fixed electrode 105 changes. The pressure P of the medium to be measured received by the diaphragm 102 can be detected from this change in electrostatic capacitance. The diaphragm component 100 and the base 101 are made of an insulator such as sapphire.

図1に示した隔膜真空計は、このように構成されたセンサチップ1と、センサチップ1を収容したハウジング2と、センサチップ1のダイアフラム102に被測定媒体の圧力Pを導く圧力導入管3と、ハウジング2を覆うセンサケース4と、センサケース4の外周面を取り囲むようにして設けられたヒータ5とを備えている。ヒータ5が設けられたセンサケース4は、断熱材6によって覆われている。 The diaphragm vacuum gauge shown in FIG. 1 comprises a sensor chip 1 configured as described above, a housing 2 that contains the sensor chip 1, a pressure introduction tube 3 that introduces the pressure P of the medium to be measured to the diaphragm 102 of the sensor chip 1, a sensor case 4 that covers the housing 2, and a heater 5 that is provided to surround the outer periphery of the sensor case 4. The sensor case 4 with the heater 5 provided therein is covered with a heat insulating material 6.

ハウジング2の内部には隔壁7が設けられている。隔壁7は、台座板7aと支持板7bとから構成されており、ハウジング2の内部空間を第1の空間2aと第2の空間2bとに分離する。支持板7bは、外周がハウジング2に固定されており、台座板7aをハウジング2の内部空間内に浮上させた状態で支持する。台座板7aの第2の空間2b側にセンサチップ1が固定されている。また、台座板7aには、第1の空間2a内の圧力をセンサチップ1のダイアフラム102に導く圧力導入孔7cが形成されている。第2の空間2bは、センサチップ1の基準真空室104と連通しており、真空状態とされている。 A partition wall 7 is provided inside the housing 2. The partition wall 7 is composed of a base plate 7a and a support plate 7b, and separates the internal space of the housing 2 into a first space 2a and a second space 2b. The outer periphery of the support plate 7b is fixed to the housing 2, and supports the base plate 7a in a floating state within the internal space of the housing 2. The sensor chip 1 is fixed to the second space 2b side of the base plate 7a. The base plate 7a is also formed with a pressure introduction hole 7c that introduces the pressure in the first space 2a to the diaphragm 102 of the sensor chip 1. The second space 2b is connected to the reference vacuum chamber 104 of the sensor chip 1 and is in a vacuum state.

圧力導入管3は、ハウジング2の第1の空間2a側に接続されている。圧力導入管3とハウジング2との間にはバッフル8が設けられている。圧力導入管3より導入される被測定媒体は、バッフル8の板面に当たり、バッフル8の周囲の隙間を通して、ハウジング2の第1の空間2a内に流入する。
ハウジング2の外壁面には温度センサ9が設けられている。温度センサ9は、受圧部10の温度としてハウジング2の温度を計測する。
The pressure introduction pipe 3 is connected to the first space 2a side of the housing 2. A baffle 8 is provided between the pressure introduction pipe 3 and the housing 2. The medium to be measured introduced through the pressure introduction pipe 3 hits the plate surface of the baffle 8 and flows into the first space 2a of the housing 2 through the gap around the baffle 8.
A temperature sensor 9 is provided on the outer wall surface of the housing 2. The temperature sensor 9 measures the temperature of the housing 2 as the temperature of the pressure receiving portion 10.

隔膜真空計の回路部11は、容量検出部12と、圧力計測部13と、温度設定部14と、記憶部15と、ヒータ制御部16と、通知部17と、設定変更部18とから構成される。 The circuit section 11 of the diaphragm vacuum gauge is composed of a capacitance detection section 12, a pressure measurement section 13, a temperature setting section 14, a memory section 15, a heater control section 16, a notification section 17, and a setting change section 18.

次に、本実施例の動作について説明する。図3は本実施例の隔膜真空計の動作を説明するフローチャートである。
容量検出部12は、受圧部10のダイアフラム102の変位による可動電極106と固定電極105との間の静電容量(電気特性)の変化を検出する(図3ステップS100)。
Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
The capacitance detection unit 12 detects a change in electrostatic capacitance (electrical characteristic) between the movable electrode 106 and the fixed electrode 105 due to the displacement of the diaphragm 102 of the pressure receiving unit 10 (step S100 in FIG. 3).

圧力計測部13は、容量検出部12によって検出された静電容量の変化を計測圧力値MPに変換して出力する(図3ステップS101)。
温度設定部14は、圧力計測部13によって得られた計測圧力値MPに応じて加熱温度設定値tspを設定する(図3ステップS102)。
The pressure measuring unit 13 converts the change in capacitance detected by the capacitance detecting unit 12 into a measured pressure value MP and outputs it (step S101 in FIG. 3).
The temperature setting unit 14 sets the heating temperature setting value tsp in accordance with the measured pressure value MP obtained by the pressure measuring unit 13 (Step S102 in FIG. 3).

記憶部15は、計測圧力値MPと加熱温度設定値tspとを対応付けて記憶している。温度設定部14は、計測圧力値MPに対応する加熱温度設定値tspを記憶部15から取得する。計測圧力値MPとこれに対応する加熱温度設定値tspとの組からなるパラメータは、隔膜真空計の外部からユーザーにより自由に変更することが可能である。 The memory unit 15 stores the measured pressure value MP and the heating temperature set value tsp in association with each other. The temperature setting unit 14 acquires the heating temperature set value tsp corresponding to the measured pressure value MP from the memory unit 15. The parameter consisting of the pair of the measured pressure value MP and the corresponding heating temperature set value tsp can be freely changed by the user from outside the diaphragm vacuum gauge.

温度検出部19は、温度センサ9によって計測された温度tpvの値を取得する。ヒータ制御部16は、温度センサ9によって計測された温度tpvが加熱温度設定値tspと一致するようにヒータ5への供給電力を制御する(図3ステップS103)。
通知部17は、現在の加熱温度設定値tspを表示することにより、隔膜真空計の加熱温度設定値tspを外部へ、即ちユーザーに知らせる(図3ステップS104)。
The temperature detection unit 19 acquires the value of the temperature tpv measured by the temperature sensor 9. The heater control unit 16 controls the power supplied to the heater 5 so that the temperature tpv measured by the temperature sensor 9 coincides with the heating temperature setting value tsp (step S103 in FIG. 3).
The notification unit 17 notifies the heating temperature set value tsp of the diaphragm vacuum gauge to the outside, that is, to the user, by displaying the current heating temperature set value tsp (step S104 in FIG. 3).

また、通知部17は、温度センサ9によって計測された温度tpvが加熱温度設定値tspに到達したときに(図3ステップS105においてYES)、例えば自己加熱温度が加熱温度設定値tspに到達した旨のメッセージの表示またはLED等の点灯により、隔膜真空計の自己加熱温度が加熱温度設定値tspに到達したことをユーザーに知らせる(図3ステップS106)。 When the temperature tpv measured by the temperature sensor 9 reaches the heating temperature set value tsp (YES in step S105 in FIG. 3), the notification unit 17 notifies the user that the self-heating temperature of the diaphragm vacuum gauge has reached the heating temperature set value tsp, for example by displaying a message indicating that the self-heating temperature has reached the heating temperature set value tsp or by lighting an LED or the like (step S106 in FIG. 3).

隔膜真空計は、外部からの指示、例えばユーザーの指示によって圧力計測動作が終了するまで(図3ステップS107においてYES)、ステップS100~S106の処理を一定時間毎に行う。 The diaphragm vacuum gauge repeats steps S100 to S106 at regular intervals until the pressure measurement operation is terminated by an external command, such as a user command (YES in step S107 in Figure 3).

こうして、本実施例では、隔膜真空計の自己加熱温度を自動的に切り替えることができ、自己加熱温度の切り替えのための外部からの信号が不要となる。 In this way, in this embodiment, the self-heating temperature of the diaphragm vacuum gauge can be automatically switched, eliminating the need for an external signal to switch the self-heating temperature.

なお、温度設定部14は、計測圧力値MPがある範囲を超えたことにより、加熱温度設定値tspを切り替えるときに、加熱温度設定値tspを切り替えるまでの遅延時間を設けて、加熱温度設定値tspが直ぐに切り替わらないようにしてもよい。この遅延時間についてもパラメータとして記憶部15に予め登録しておくことができる。 When the temperature setting unit 14 switches the heating temperature set value tsp because the measured pressure value MP exceeds a certain range, the temperature setting unit 14 may provide a delay time before switching the heating temperature set value tsp so that the heating temperature set value tsp is not switched immediately. This delay time can also be registered in advance as a parameter in the memory unit 15.

遅延時間は、計測圧力値MPの上昇時には無効であるが、計測圧力値MPの下降時のみ有効になるようにしてもよい。すなわち、遅延時間としては、圧力上昇時遅延時間と圧力下降時遅延時間とがある。
温度設定部14は、圧力上昇時遅延時間が設定されている場合、計測圧力値MPの上昇時に加熱温度設定値tspを切り替える際に、圧力上昇時遅延時間の経過後に加熱温度設定値tspを切り替える。また、温度設定部14は、圧力下降時遅延時間が設定されている場合、計測圧力値MPの下降時に加熱温度設定値tspを切り替える際に、圧力下降時遅延時間の経過後に加熱温度設定値tspを切り替える。
The delay time may be set to be ineffective when the measured pressure value MP is rising, but effective only when the measured pressure value MP is falling. That is, the delay time may be set to a pressure rise delay time and a pressure fall delay time.
When the pressure rise delay time is set, the temperature setting unit 14 switches the heating temperature set value tsp when the measured pressure value MP rises, after the pressure rise delay time has elapsed. When the pressure fall delay time is set, the temperature setting unit 14 switches the heating temperature set value tsp when the measured pressure value MP falls, after the pressure fall delay time has elapsed.

また、記憶部15には、計測圧力値MPの上昇時の加熱温度設定値tspの自動設定の無効化化フラグ、計測圧力値MPの下降時の加熱温度設定値tspの自動設定の無効化フラグをパラメータとして記憶部15に予め登録しておくことができる。
温度設定部14は、圧力上昇時自動設定無効化フラグがセット状態の場合に、計測圧力値MPの上昇時の加熱温度設定値tspの切り替えを無効とする。また、温度設定部14は、圧力下降時自動設定無効化フラグがセット状態の場合に、計測圧力値MPの下降時の加熱温度設定値tspの切り替えを無効とする。
In addition, the memory unit 15 can pre-register in advance a flag for disabling the automatic setting of the heating temperature set value tsp when the measured pressure value MP increases, and a flag for disabling the automatic setting of the heating temperature set value tsp when the measured pressure value MP decreases, as parameters.
When the pressure rise automatic setting disable flag is set, the temperature setting unit 14 disables switching of the heating temperature set value tsp when the measured pressure value MP rises. Also, when the pressure fall automatic setting disable flag is set, the temperature setting unit 14 disables switching of the heating temperature set value tsp when the measured pressure value MP falls.

設定変更部18は、以上の記憶部15に記憶されるパラメータを、外部から、即ちユーザーからの指示に応じて変更することが可能である。 The setting change unit 18 can change the parameters stored in the memory unit 15 from the outside, i.e., in response to instructions from the user.

図4は記憶部15に記憶されるパラメータの1例を示す図、図5は自己加熱温度の切り替え動作の1例を示す図である。
図4に示すように、記憶部15には、計測圧力値MPの範囲と、加熱温度設定値tspと、圧力上昇時遅延時間と、圧力下降時遅延時間と、圧力上昇時自動設定無効化フラグと、圧力下降時自動設定無効化フラグとがパラメータとして記憶される。
FIG. 4 is a diagram showing an example of parameters stored in the storage unit 15, and FIG. 5 is a diagram showing an example of the self-heating temperature switching operation.
As shown in FIG. 4, the memory unit 15 stores, as parameters, the range of the measured pressure value MP, the heating temperature set value tsp, the delay time during pressure increase, the delay time during pressure decrease, an automatic setting disable flag during pressure increase, and an automatic setting disable flag during pressure decrease.

図4の例では、圧力上昇時遅延時間が設定されていないので、計測圧力値MPの上昇時に加熱温度設定値tspを切り替える際には即時に切り替えが行われる。一方、圧力下降時遅延時間Tdownが設定されているので、計測圧力値MPの下降時に加熱温度設定値tspを切り替える際には、Tdownだけ待ってから切り替えが行われる。圧力上昇時自動設定無効化フラグと圧力下降時自動設定無効化フラグは、いずれも「RESET」となっているので、計測圧力値MPの上昇時および下降時のいずれにおいても加熱温度設定値tspが自動的に設定される。自動設定を無効化するためには、無効化フラグを「SET」とすればよい。 In the example of FIG. 4, since the pressure rise delay time is not set, when the heating temperature set value tsp is switched when the measured pressure value MP rises, the switching occurs immediately. On the other hand, since the pressure fall delay time Tdown is set, when the heating temperature set value tsp is switched when the measured pressure value MP falls, the switching occurs after waiting for Tdown. Since the pressure rise automatic setting disable flag and the pressure fall automatic setting disable flag are both set to "RESET", the heating temperature set value tsp is automatically set when the measured pressure value MP rises and falls. To disable the automatic setting, simply set the disable flag to "SET".

また、MP<SP1、SP3≦MPの範囲では、加熱温度設定値tspが「OFF」となっている。「OFF」の場合、ヒータ制御部16は、ヒータ5に電力を供給しない。
なお、図5の状態遷移を分かり易くするため、図4にプロセス状態を記載しているが、図4のプロセス状態は記憶部15に記憶されるパラメータではない。
In addition, in the ranges of MP<SP1 and SP3≦MP, the heating temperature set value tsp is “OFF.” When it is “OFF,” the heater control unit 16 does not supply power to the heater 5.
In order to make the state transitions in FIG. 5 easier to understand, the process states are shown in FIG. 4, but the process states in FIG.

次に、図4の設定に基づく自己加熱温度の切り替え動作を図5を用いて説明する。図5の例は、本実施例の隔膜真空計を半導体のプロセスチャンバーの圧力計測のために使用した例を示している。
まず、真空状態のプロセスチャンバー内にN2等の不活性ガスが導入され、計測圧力値MPが上昇する。温度設定部14は、計測圧力値MPが設定値SP1未満の状態では、加熱温度設定値tspを「OFF」とする。したがって、ヒータ制御部16は、ヒータ5に電力を供給しない。
Next, the self-heating temperature switching operation based on the settings in Fig. 4 will be described with reference to Fig. 5. The example in Fig. 5 shows an example in which the diaphragm vacuum gauge of this embodiment is used to measure the pressure in a semiconductor process chamber.
First, an inert gas such as N2 is introduced into the process chamber in a vacuum state, and the measured pressure value MP increases. When the measured pressure value MP is less than the set value SP1, the temperature setting unit 14 sets the heating temperature set value tsp to "OFF". Therefore, the heater control unit 16 does not supply power to the heater 5.

温度設定部14は、計測圧力値MPがさらに上昇して設定値SP1以上になると、加熱温度設定値tspを200℃とする。ここで圧力上昇時遅延時間が設定されていないので、加熱温度設定値tspの切り替えは即時に行われる。そしてヒータ制御部16は、温度センサ9によって計測された温度tpvと加熱温度設定値tsp=200℃とが一致するようにヒータ5への供給電力を制御する。 When the measured pressure value MP rises further and exceeds the set value SP1, the temperature setting unit 14 sets the heating temperature set value tsp to 200°C. Since no pressure rise delay time is set here, the heating temperature set value tsp is switched immediately. The heater control unit 16 then controls the power supplied to the heater 5 so that the temperature tpv measured by the temperature sensor 9 matches the heating temperature set value tsp = 200°C.

次に、プロセスチャンバー内にプロセスガスAが導入される。プロセスガスAによる成膜処理が行われた後に、プロセスチャンバー内にN2等の不活性ガスが導入され、計測圧力値MPがさらに上昇する。温度設定部14は、計測圧力値MPが設定値SP2(SP1<SP2)以上になると、加熱温度設定値tspを50℃とする。上記と同様に、圧力上昇時遅延時間が設定されていないので、加熱温度設定値tspの切り替えは即時に行われる。そしてヒータ制御部16は、温度センサ9によって計測された温度tpvと加熱温度設定値tsp=50℃とが一致するようにヒータ5への供給電力を制御する。 Next, process gas A is introduced into the process chamber. After the film formation process using process gas A, an inert gas such as N2 is introduced into the process chamber, and the measured pressure value MP further increases. When the measured pressure value MP becomes equal to or greater than the set value SP2 (SP1<SP2), the temperature setting unit 14 sets the heating temperature set value tsp to 50°C. As in the above, since no pressure rise delay time is set, the heating temperature set value tsp is switched immediately. Then, the heater control unit 16 controls the power supplied to the heater 5 so that the temperature tpv measured by the temperature sensor 9 coincides with the heating temperature set value tsp=50°C.

続いて、プロセスチャンバー内にプロセスガスBが導入される。プロセスガスBによる成膜処理が行われた後に、プロセスチャンバー内にN2等の不活性ガスが導入され、計測圧力値MPがさらに上昇する。温度設定部14は、計測圧力値MPが設定値SP3(SP2<SP3)以上になると、加熱温度設定値tspを「OFF」とする。上記と同様に、圧力上昇時遅延時間が設定されていないので、加熱温度設定値tspの切り替えは即時に行われる。そしてヒータ制御部16は、加熱温度設定値tspが「OFF」となったことにより、ヒータ5に電力を供給しない。 Next, process gas B is introduced into the process chamber. After the film formation process using process gas B, an inert gas such as N2 is introduced into the process chamber, and the measured pressure value MP further increases. When the measured pressure value MP becomes equal to or greater than the set value SP3 (SP2<SP3), the temperature setting unit 14 sets the heating temperature set value tsp to "OFF". As in the above, since no pressure rise delay time is set, the heating temperature set value tsp is switched immediately. Then, the heater control unit 16 does not supply power to the heater 5 because the heating temperature set value tsp has become "OFF".

次に、プロセスチャンバーの真空引きが開始され、計測圧力値MPが下降する。このとき、圧力下降時遅延時間Tdownが設定されているので、加熱温度設定値tspは「OFF」のままである。つまり、計測圧力値MPが設定値SP3未満となったときに加熱温度設定値tsp=50℃への切り替えが行われる筈であるが、圧力下降時遅延時間Tdownが経過する前に計測圧力値MPが設定値SP2未満となる。計測圧力値MPが設定値SP2未満となったときには加熱温度設定値tsp=200℃への切り替えが行われる筈であるが、圧力下降時遅延時間Tdownが経過する前に計測圧力値MPが設定値SP1未満となる。したがって、いずれの場合においても加熱温度設定値tspの切り替えは行われない。 Next, the process chamber begins to be evacuated, and the measured pressure value MP drops. At this time, because the pressure drop delay time Tdown has been set, the heating temperature set value tsp remains "OFF". In other words, when the measured pressure value MP falls below the set value SP3, the heating temperature set value tsp should be switched to 50°C, but the measured pressure value MP falls below the set value SP2 before the pressure drop delay time Tdown has elapsed. When the measured pressure value MP falls below the set value SP2, the heating temperature set value tsp should be switched to 200°C, but the measured pressure value MP falls below the set value SP1 before the pressure drop delay time Tdown has elapsed. Therefore, in either case, the heating temperature set value tsp is not switched.

こうして、本実施例では、プロセスガスに合わせた最適な加熱温度設定値tspを設定することができる。また、自己加熱が不要なときにはヒータ5への電力供給を停止することにより、消費電力を低減することができる。 In this way, in this embodiment, it is possible to set the optimal heating temperature set value tsp to match the process gas. In addition, when self-heating is not required, power supply to the heater 5 is stopped, thereby reducing power consumption.

なお、本実施例では、ダイアフラムの変位に応じて静電容量が変化する静電容量方式の隔膜真空計について説明したが、これに限るものではなく、他の方式の隔膜真空計に本発明を適用してもよい。他の方式の隔膜真空計の例としては、例えば拡散抵抗体を形成した半導体シリコンをダイアフラムとして用い、ダイアフラムの変位に応じた抵抗体の抵抗変化を計測圧力値に変換するピエゾ抵抗方式の隔膜真空計がある。 In this embodiment, a capacitance type diaphragm vacuum gauge in which the capacitance changes in response to the displacement of the diaphragm has been described, but the present invention is not limited to this and may be applied to other types of diaphragm vacuum gauges. An example of a diaphragm vacuum gauge of another type is a piezo-resistance type diaphragm vacuum gauge that uses semiconductor silicon with a diffused resistor as the diaphragm and converts the change in resistance of the resistor in response to the displacement of the diaphragm into a measured pressure value.

本実施例で説明した回路部11は、CPU(Central Processing Unit)、記憶装置及びインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。このコンピュータの構成例を図6に示す。 The circuit unit 11 described in this embodiment can be realized by a computer equipped with a CPU (Central Processing Unit), a storage device, and an interface, and a program that controls these hardware resources. An example of the configuration of this computer is shown in Figure 6.

コンピュータは、CPU200と、記憶装置201と、インタフェース装置(I/F)202とを備えている。I/F202には、容量検出部12のハードウェア部とヒータ制御部16のハードウェア部と通知部17のハードウェア部と設定変更部18のハードウェア部などが接続される。このようなコンピュータにおいて、本発明の方法を実現させるためのプログラムは記憶装置201に格納される。CPU200は、記憶装置201に格納されたプログラムに従って本実施例で説明した処理を実行する。 The computer includes a CPU 200, a storage device 201, and an interface device (I/F) 202. The I/F 202 is connected to the hardware portion of the capacitance detection unit 12, the hardware portion of the heater control unit 16, the hardware portion of the notification unit 17, the hardware portion of the setting change unit 18, and the like. In such a computer, a program for implementing the method of the present invention is stored in the storage device 201. The CPU 200 executes the processing described in this embodiment according to the program stored in the storage device 201.

本発明は、隔膜真空計に適用することができる。 The present invention can be applied to diaphragm vacuum gauges.

1…センサチップ、5…ヒータ、9…温度センサ、10…受圧部、11…回路部、12…容量検出部、13…圧力計測部、14…温度設定部、15…記憶部、16…ヒータ制御部、17…通知部、18…設定変更部、19…温度検出部、102…ダイアフラム、105…固定電極、106…可動電極。 1...sensor chip, 5...heater, 9...temperature sensor, 10...pressure receiving section, 11...circuit section, 12...capacitance detection section, 13...pressure measurement section, 14...temperature setting section, 15...storage section, 16...heater control section, 17...notification section, 18...setting change section, 19...temperature detection section, 102...diaphragm, 105...fixed electrode, 106...movable electrode.

Claims (7)

被測定媒体の圧力によるダイアフラムの変位に応じて電気特性が変化するように構成された受圧部と、
前記受圧部を加熱するように構成されたヒータと、
前記受圧部の温度を計測するように構成された温度センサと、
前記受圧部の電気特性の変化を計測圧力値に変換するように構成された圧力計測部と、
前記圧力計測部によって得られた計測圧力値に応じて加熱温度設定値を設定するように構成された温度設定部と、
前記温度センサによって計測された温度と前記加熱温度設定値とに基づいて前記ヒータへの供給電力を制御するように構成されたヒータ制御部と
前記計測圧力値と前記加熱温度設定値とを対応付けて記憶するように構成された記憶部とを備え
前記温度設定部は、前記圧力計測部によって得られた計測圧力値に対応する加熱温度設定値を前記記憶部から取得することを特徴とする隔膜真空計。
a pressure receiving section configured such that an electrical characteristic changes in response to a displacement of a diaphragm caused by a pressure of a medium to be measured;
A heater configured to heat the pressure receiving portion;
A temperature sensor configured to measure a temperature of the pressure receiving portion;
a pressure measuring unit configured to convert a change in an electrical characteristic of the pressure receiving unit into a measured pressure value;
a temperature setting unit configured to set a heating temperature setting value in accordance with the measured pressure value obtained by the pressure measuring unit;
a heater control unit configured to control power supplied to the heater based on the temperature measured by the temperature sensor and the heating temperature setting value ;
a storage unit configured to store the measured pressure value and the heating temperature set value in association with each other ,
The diaphragm vacuum gauge according to claim 1, wherein the temperature setting unit obtains from the memory unit a heating temperature setting value corresponding to a measured pressure value obtained by the pressure measuring unit .
請求項記載の隔膜真空計において、
前記記憶部は、圧力上昇時自動設定無効化フラグと圧力下降時自動設定無効化フラグとをさらに記憶し、
前記温度設定部は、前記圧力上昇時自動設定無効化フラグがセット状態の場合に、前記計測圧力値の上昇時の前記加熱温度設定値の切り替えを無効とし、前記圧力下降時自動設定無効化フラグがセット状態の場合に、前記計測圧力値の下降時の前記加熱温度設定値の切り替えを無効とすることを特徴とする隔膜真空計。
2. The diaphragm vacuum gauge according to claim 1 ,
The storage unit further stores an automatic setting invalidation flag when a pressure increases and an automatic setting invalidation flag when a pressure decreases,
the temperature setting unit disables switching of the heating temperature set value when the measured pressure value increases when the pressure increase automatic setting disable flag is set, and disables switching of the heating temperature set value when the measured pressure value decreases when the pressure decrease automatic setting disable flag is set.
請求項または記載の隔膜真空計において、
前記記憶部は、前記加熱温度設定値を切り替えるまでの遅延時間をさらに記憶し、
前記温度設定部は、前記加熱温度設定値を切り替える際に、前記遅延時間の経過後に前記加熱温度設定値を切り替えることを特徴とする隔膜真空計。
3. The diaphragm vacuum gauge according to claim 1 ,
The storage unit further stores a delay time until the heating temperature setting value is switched,
The diaphragm vacuum gauge, wherein the temperature setting unit switches the heating temperature set value after the delay time has elapsed when switching the heating temperature set value.
請求項記載の隔膜真空計において、
前記記憶部は、前記遅延時間として、圧力上昇時遅延時間と圧力下降時遅延時間とを記憶し、
前記温度設定部は、前記計測圧力値の上昇時に前記加熱温度設定値を切り替える際に、前記圧力上昇時遅延時間の経過後に前記加熱温度設定値を切り替え、前記計測圧力値の下降時に前記加熱温度設定値を切り替える際に、前記圧力下降時遅延時間の経過後に前記加熱温度設定値を切り替えることを特徴とする隔膜真空計。
4. The diaphragm vacuum gauge according to claim 3 ,
The storage unit stores a pressure increase delay time and a pressure decrease delay time as the delay time,
the temperature setting unit switches the heating temperature set value after the pressure rise delay time has elapsed when switching the heating temperature set value when the measured pressure value is increasing, and switches the heating temperature set value after the pressure fall delay time has elapsed when switching the heating temperature set value when the measured pressure value is decreasing.
請求項乃至のいずれか1項に記載の隔膜真空計において、
前記記憶部の記憶内容を外部からの指示に応じて変更可能な設定変更部をさらに備えることを特徴とする隔膜真空計。
5. The diaphragm vacuum gauge according to claim 1 ,
4. The diaphragm vacuum gauge according to claim 1, further comprising a setting change unit capable of changing the contents stored in the memory unit in response to an external instruction.
請求項1乃至のいずれか1項に記載の隔膜真空計において、
前記加熱温度設定値を外部に知らせるように構成された通知部をさらに備えることを特徴とする隔膜真空計。
6. The diaphragm vacuum gauge according to claim 1 ,
The diaphragm vacuum gauge further comprises a notification unit configured to notify an outside of the heating temperature setting value.
請求項1乃至のいずれか1項に記載の隔膜真空計において、
前記温度センサによって計測された温度が前記加熱温度設定値に到達したときに、隔膜真空計の自己加熱温度が加熱温度設定値に到達したことを外部に知らせるように構成された通知部をさらに備えることを特徴とする隔膜真空計。
6. The diaphragm vacuum gauge according to claim 1 ,
a notification unit configured to notify an outside source that the self-heating temperature of the diaphragm vacuum gauge has reached a heating temperature set value when the temperature measured by the temperature sensor reaches the heating temperature set value.
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