CH707337B1

CH707337B1 - Manomètre à membrane.

Info

Publication number: CH707337B1
Application number: CH00530/14A
Authority: CH
Inventors: Miyashita Haruzo
Original assignee: Canon Anelva Corp
Priority date: 2011-10-05
Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2017-07-14
Also published as: JPWO2013051199A1; WO2013051199A1; JP5894175B2; US20140208860A1; US9581513B2

Abstract

L’invention concerne un manomètre à membrane (G) qui est fixé à un récipient à mesurer et qui mesure une pression en étant alimenté par un gaz se trouvant à l’intérieur du récipient à mesurer inclut un logement (3) dans lequel le gaz est introduit, et une unité de détection qui est agencée dans le logement (3), et qui inclut une électrode à membrane, une surface de mesure de laquelle est agencée de manière parallèle à la direction d’introduction du gaz. Quand le logement (3) est attaché au récipient, la surface de mesure de l’électrode à membrane est agencée de manière parallèle à la direction de la force gravitationnelle.

Description

Description Domaine technique [0001] La présente invention se rapporte à un manomètre à membrane.

Art anterieur [0002] Dans un processus de fabrication d’un composant électronique ou d’un produit semi-conducteur, la formation et la gravure de couches minces peuvent être effectuées dans un appareil sous vide. Dans le processus, la pression interne de l’appareil sous vide est ajustée aune pression prédéterminée. Pour mesurer la pression dans un processus, un manomètre à membrane est souvent utilisé, lequel peut effectuer une mesure de pression précise indépendamment du type de gaz.

[0003] Par exemple, un manomètre à membrane ayant une structure de membrane telle que divulguée dans le document brevet 1 (D1) est configurée pour faire dévier une électrode à membrane conformément à la pression. Cependant, puisque l’électrode à membrane est également déviée dans la direction de la force gravitationnelle, l’attachement de l’électrode lorsqu’elle est inclinée dans la direction de la force gravitationnelle provoquera une erreur dans la valeur mesurée. Pour corriger l’erreur dans la valeur mesurée basée sur l’angle d’attache d’un manomètre à membrane, par exemple, le document brevet 2 (D2) divulgue une technique de correction de la valeur mesurée basée sur la valeur de l’angle d’inclinaison.

Liste de citations

Littérature brevet [0004]

Document brevet 1 : brevet américain N°. US 4785 669

Document brevet 2: brevet japonais N°. JP 2010 169 665 Résumé de l’invention Problème technique [0005] Cependant, la mise en oeuvre d’un détecteur d’angle augmentera le nombre de composants. De plus, pour corriger la valeur mesurée basée sur l’information d’angle, il est nécessaire de préparer à l’avance les données concernant les changements dans la capacité de l’électrode à membrane en fonction des angles d’inclinaison.

[0006] Il est un objet de la présente invention de créer une technique pour résoudre plus facilement le problème d’une erreur de mesure provoquée par la déformation d’une électrode à membrane en raison de la force gravitationnelle.

Solution du problème [0007] Cet objet de la présente invention est notamment atteint à l’aide d’un manomètre à membrane selon la revendication 1. Les modes de réalisations préférés sont illustrés dans les revendications dépendentes.

[0008] Plus particulièrement, l’objet de la présente invention est atteint à l’aide d’un manomètre à membrane qui est attaché à un récipient à mesurer et qui mesure une pression en étant alimenté par un gaz se trouvant à l’intérieur du récipient, le manomètre comprenant: un logement ayant un élément séparant un espace interne du logement dans un premier espace et un deuxième espace, le premier espace communiquant avec le récipient, et le gaz étant introduit dans le premier espace; et une unité de détection agencée dans le logement, l’unité de détection incluant un substrat isolant ayant une première surface et une deuxième surface opposant la première surface, une électrode fixe agencée sur la première surface, une électrode à membrane ayant une surface de mesure faisant face à l’électrode fixe et étant parallèle à la direction d’introduction du gaz, l’électrode fixe et la surface de mesure faisant face à une chambre à pression de référence hermétique formée entre le substrat isolant et l’électrode à membrane, la deuxième surface faisant face au premier espace, une surface de l’électrode à membrane, qui oppose la surface de mesure, faisant face au premier espace, dans lequel le substrat isolant et l’électrode à membrane sont agencés dans le premier espace, un condensateur constitué par l’électrode fixe et l’électrode à membrane est connecté à une pastille servant d’électrode fixée au substrat isolant, la pastille servant d’électrode est connectée à un câblage conducteur dans le premier espace, et le câblage conducteur s’étend à travers l’élément depuis le premier espace vers le deuxième espace.

Effets avantageux de l’invention [0009] La présente invention met à disposition une technique pour résoudre plus facilement le problème de l’erreur de mesure provoquée par la déformation de l’électrode à membrane en raison de la force gravitationnelle.

[0010] D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront apparents grâce à la description suivante prise conjointement avec les dessins accompagnants. Il faut noter que les mêmes numéros de référence désignent les composants identiques ou semblables partout dans les dessins accompagnants.

Brève description des dessins [0011] Les dessins accompagnants, qui sont introduits dans et constituent une partie de la description, illustrent des modes de réalisation exemplaires de l’invention et, avec la description, servent à expliquer les principes de la présente invention.

La fig. 1 est une vue schématique d’un manomètre à membrane selon un mode de réalisation de la présente invention;

La fig. 2 est une vue en coupe d’un assemblage de puce de détection selon un mode de réalisation de la présente invention;

La fig. 3 est une vue en perspective de l’assemblage de puce de détection selon le mode de réalisation de la présente invention;

La fig. 4 est une vue représentant un exemple de comment le manomètre à membrane selon le mode de réalisation de la présente invention est attaché à un récipient à vide;

La fig. 5 est un schéma fonctionnel représentant la configuration de système du manomètre à membrane selon le mode de réalisation de la présente invention;

La fig. 6 est un graphique représentant la relation entre des pressions mesurées et les valeurs numériques de capacités selon le mode de réalisation de la présente invention;

La fig. 7 est un graphique représentant la relation entre les pressions mesurées par le manomètre à membrane et les valeurs numériques de pressions selon le mode de réalisation de la présente invention;

La fig. 8 est un graphique représentant la relation entre des pressions mesurées et des signaux de sortie I/O; et

La fig. 9 est une vue en perspective d’un assemblage de puce de détection selon un autre mode de réalisation de la présente invention.

Description des modes de réalisation [0012] La fig. 1 représente un manomètre à membrane G selon un mode de réalisation de la présente invention. Le manomètre à membrane G est une jauge à pression qui est attachée à un récipient à vide (le récipient à mesurer) 2 (voir la fig. 4) et qui mesure la pression après l’introduction d’un gaz depuis l’intérieur du récipient à vide 2. Le manomètre à membrane G inclut, comme principaux éléments constituant, un logement 3 communiquant avec l’espace interne du récipient avide 2 à travers un bord (la partie d’attache) 3a, deux puces de détection 18 et 22 disposées dans le logement 3, et un circuit électrique 7 (la partie de circuit) qui reproduit les valeurs mesurées des puces de détection 18 et 22 comme valeurs de pression. Le logement 3 est un boîtier inoxydable qui permet la circulation (l’introduction) de molécules de gaz (le gaz) depuis le récipient à vide 2 dans l’espace interne du logement 3 en faisant communiquer l’espace interne du logement 3 avec l’espace interne du récipient à vide 2 à travers le bord 3a.

[0013] Une borne hermétique 19 est un élément qui introduit un élément d’électrode dans l’espace du côté sous vide tout en garantissant l’étanchéité à l’air. Le logement 3 et la borne hermétique 19 séparent l’espace du côté atmosphérique de l’espace du côté sous vide. Les puces de détection 18 et 22 sont disposées dans l’espace du côté sous vide de la borne hermétique 19 qui est prévue dans le logement 3, et le circuit électrique 7 est disposé dans l’espace du côté atmosphérique. De plus, le logement 3 est muni d’un filtre à particules 3b qui empêche l’intrusion de particules dans le logement 3.

[0014] Le filtre à particules 3b est, par exemple, un filtre céramique qui supprime les particules et est prévu à une position entre les puces de détection 18 et 22 et le bord 3a pour empêcher les particules qui volent depuis le récipient à vide 2 d’adhérer aux puces de détection 18 et 22. Le circuit électrique 7 peut être connecté à un dispositif de contrôle externe ou dispositif d’affichage par une borne de sortie électrique 12. Une borne de sortie I/O 17 reproduit, vers l’extérieur, un signal indiquant si la sortie de signal électrique depuis la borne de sortie électrique 12 provient de la puce de détection 18 ou de la puce de détection 22. Les deux puces de détection 18 et 22 sont chacune attachées à la borne hermétique 19, formant de cette manière un assemblage de puce de détection (l’unité de détection). Dans le cas représenté à la fig. 1, le manomètre à membrane G inclut le circuit électrique 7 à l’intérieur du logement 3. Cependant, le circuit électrique (la partie de circuit) 7 peut être prévu comme composant isolé à l’extérieur du manomètre à membrane à la place d’être disposé à l’intérieur du manomètre à membrane.

[0015] La fig. 2 est une vue en coupe élargie de l’assemblage de puce de détection. La fig. 3 est une vue en perspective de l’assemblage de puce de détection. Les puces de détection 18 et 22 seront décrites en référence à la fig. 2. La puce de détection 18 peut être fabriquée par, par exemple, une technique de micro-usinage utilisant un processus de fabrication pour les semi-conducteurs. La puce de détection 18 est formée en liant un substrat isolant 13a fait de verre sodique à un substrat en silicium 14 fait de silicium monocristallin pour former un trou (la chambre de pression de référence) entre eux. Une partie (la structure élastique) avec une certaine élasticité est formée comme l’électrode à membrane 41 sur une partie du substrat en silicium 14.

[0016] L’électrode à membrane 41 peut être la partie qui a une forme circulaire et qui est formée par une partie amincie du substrat en silicium. L’électrode à membrane 41 est configurée pour se dévier en fonction de la pression. Une électrode fixe circulaire 5a peut être prévue sur le substrat isolant 13a pour faire face à l’électrode à membrane 41. Le manomètre calcule la valeur de pression basée sur la capacité entre l’électrode fixe 5a et l’électrode à membrane 41. C’est-à-dire, l’électrode à membrane 41 se dévie en fonction de la pression pour changer la distance entre l’électrode à membrane 41 et l’électrode fixe 5a. Cela change la capacité. L’espace entre l’électrode fixe 5a et l’électrode à membrane 41 est une chambre de pression de référence étanche à l’air. Un getter 6 est disposé dans cet espace pour régler la pression prédéterminée (la pression de référence).

[0017] La puce de détection 22 peut aussi avoir la même structure que celle de la puce de détection 18. Une électrode à membrane circulaire 42 est formée sur un substrat en silicium 24. Une électrode fixe 5b est prévue sur un substrat isolant 13b pour faire face à l’électrode à membrane 42. Le manomètre calcule la pression depuis la capacité entre l’électrode fixe 5b et l’électrode à membrane 42. L’électrode à membrane 41 de la puce de détection 18 et l’électrode à membrane 42 de la puce de détection 22 ont différentes épaisseurs pour avoir sensibilité de détection optimale par rapport à différentes zones de pression.

[0018] Plus spécifiquement, l’électrode à membrane 41 est formée de manière plus volumineuse que l’électrode à membrane 42 et a une haute sensibilité du côté de haute pression (le côté bas sous vide). L’électrode à membrane 42 plus fine que l’électrode à membrane 41 a une haute sensibilité du côté de pression plus basse (le côté haut sous vide). Dans ce mode de réalisation, la gamme dans laquelle les résultats de mesure de pression sur l’électrode à membrane 41 sont reproduits est de 100 Pa à 100 000 Pa. La gamme dans laquelle les résultats de mesure de pression sur l’électrode à membrane 42 sont reproduits est réglée de 0.01 Pa à 100 Pa. Il faut noter que le condensateur constitué par l’électrode à membrane 41 (42) et l’électrode fixe 5a (5b) est connecté à un câblage conducteur 9 de la borne hermétique 19 par une pastille servant d’électrode 16.

[0019] Dans l’assemblage de puce de détection, la puce de détection 18 et la puce de détection 22 sont agencées dans des positions dans lesquelles leurs électrodes à membrane sont perpendiculaires à une surface d’appui 19a de la borne hermétique 19. Les câblages conducteurs 9 s’étendent à travers la borne hermétique 19 pour tenir l’étanchéité à l’air. Les puces de détection 18 et 22 sont fixées à la borne hermétique 19 en connectant les câblages conducteurs 9 aux pastilles servant d’électrode 16 des puces de détection 18 et 22. Les puces de détection 18 et 22 sont fixées à la borne hermétique 19 avec un interstice prédéterminé entre elles. L’interstice entre les puces de détection 18 et 22 et la borne hermétique 19 est prévu pour empêcher les puces de détection 18 et 22 de recevoir toute tension depuis la borne hermétique 19 en raison de la déformation provoquée par l’expansion thermique.

[0020] Les électrodes à membrane 41 et 42 sont agencées pour faire face l’une à l’autre et elles peuvent mesurer la pression de l’espace entre les puces de détection 18 et 22. Puisque les deux puces de détection 18 et 22 mesurent le même espace, aucune erreur n’apparaît indépendamment des positions de mesure. De plus, la surface d’appui 19a de la borne hermétique 19 est prévue de manière parallèle à une surface d’attache 3c du bord 3a. C’est-à-dire, les puces de détection 18 et 22 sont attachées dans une direction qui rend les électrodes à membrane 41 et 42 perpendiculaires à la surface d’attache 3c du bord 3a.

[0021] La surface de l’électrode à membrane 41 (ou 42) qui fait face à l’électrode fixe 5a (ou 5b) est définie comme la surface de mesure de l’électrode à membrane 41 (ou 42). L’électrode à membrane 41 et l’électrode à membrane 42 sont agencées de telle manière que la surface de mesure de l’électrode à membrane 41 devient parallèle à la surface de mesure de l’électrode à membrane 42. Il faut prendre en considération que dans la présente description, l’expression «la surface de mesure de la puce de détection 18» signifie «la surface de mesure de l’électrode à membrane 41 de la puce de détection 18». De même, l’expression «la surface de mesure de la puce de détection 22» signifie «la surface de mesure de l’électrode à membrane 42 de la puce de détection 22».

[0022] L’électrode à membrane 41 est prévue pour que sa surface de mesure soit parallèle à une ligne centrale A-A (voir fig. 1 et 2) de l’ouverture du bord 3a. Quand le manomètre à membrane G est attaché au récipient à vide 2, il est possible d’obtenir des valeurs de mesure stables puisque le gaz (les molécules de gaz) qui est introduit depuis l’ouverture (le port) du récipient à vide 2 dans le logement 3 ne heurte pas directement la surface de mesure de l’électrode à membrane 41. Ceci peut protéger l’électrode à membrane 41 contre un changement de pression abrupt ou un impact à l’étape précédente d’action d’évacuation ou au moment de l’introduction de gaz. Le même s’applique à la surface de mesure de l’électrode à membrane 42.

[0023] Comme dans le cas du manomètre à membrane G, la ligne centrale A-A est située préférablement au milieu de devant de chacune des surfaces de mesure des électrodes à membrane 41 et 42. Cependant, l’effet ci-dessus peut être attendu même si la ligne centrale A-A n’est pas située au milieu de devant de chaque surface de mesure aussi longtemps que chaque surface de mesure est substantiellement parallèle à la ligne centrale A-A. La ligne centrale A-A (l’axe de centre) est la ligne centrale d’une voie d’introduction à travers laquelle le gaz coule quand le manomètre à membrane G est attaché au port du récipient à vide 2, et est une ligne parallèle à la direction d’introduction du gaz qui est introduit depuis le récipient à vide 2 dans le logement 3. La direction d’introduction du gaz est la direction coulante du gaz entre le récipient à vide 2 et le logement 3. Plus spécifiquement, cette direction est la direction dans laquelle le gaz qui vient depuis le récipient à vide 2 dans le logement 3 se déplace près de l’entrée à travers laquelle le gaz est introduit dans le logement 3. La voie d’introduction à travers laquelle le gaz coule est une partie formée sur le côté de bord 3a du logement 3, et qui guide le gaz vers l’espace dans lequel les puces de détection 18 et 22 sont agencées.

[0024] La fig. 4 représente un exemple d’attache du manomètre à membrane G au récipient à vide 2. Le récipient à vide 2 et le manomètre à membrane G sont des éléments constituant du dispositif de traitement sous vide. Trois manomètres à membrane G (G1, G2 et G3) sont attachés aux ports prévus sur les trois surfaces de paroi du récipient à vide 2a. Plus spécifiquement, la borne hermétique 19 du manomètre à membrane G1 est située dessus (dans une direction contraire à la direction de la force gravitationnelle) des puces de détection 18 et 22, et la borne hermétique 19 du manomètre à membrane G2 est située parallèlement aux puces de détection 18 et 22. La borne hermétique 19 du manomètre à membrane G3 est située dessous (dans la direction de force gravitationnelle) des puces de détection 18 et 22. Dans ce cas, les ports sont des parties d’ouverture qui sont prévues dans le récipient à vide pour l’attache des détecteurs tels que les vacuomètres et pour l’introduction de câbles.

[0025] Les puces de détection 18 et 22 de chacun des manomètres à membrane G1, G2 et G3 sont attachés de manière à ce que les surfaces de mesure des électrodes à membrane 41 et 42 deviennent parallèles à la direction de la force gravitationnelle. En d’autres mots, les puces de détection 18 et 22 sont agencées de telle manière que la normale (correspondant à la ligne B-B à la fig. 2) des surfaces de mesure des électrodes à membrane 41 et 42 est perpendiculaire à la direction de la force gravitationnelle. Les électrodes à membrane 41 et 42 et les électrodes fixes 5a et 5b ont chacune une forme circulaire. Bien que les manomètres à membrane G1, G2 et G3 aient des différents angles d’attache autour de l’axe dans la direction verticale, les électrodes à membrane 41 et 42 des manomètres à membrane G1, G2 et G3 ne se dévient pas ou se dévient dans la même forme indépendamment des angles d’attache. Par conséquent, les capacités (les pressions) mesurées par les manomètres à membrane G1, G2 et G3 sont les mêmes. C’est-à-dire, le manomètre à membrane G ne provoque aucune erreur dans la valeur de mesure indépendamment de l’angle d’attache autour de l’axe dans la direction verticale aussi longtemps que les surfaces de mesure des électrodes à membrane 41 et 42 sont situées de manière parallèle dans la direction de la force gravitationnelle. Dans la description suivante, quand il est simplement mentionné «angle d’attache», cela signifie un angle d’attache autour de l’axe dans la direction verticale.

[0026] En référence à la fig. 4, si l’angle d’attache du manomètre à membrane G1 est de 0°, les angles d’attache des manomètres à membrane G2 et G3 sont respectivement de 90° et 180°. Evidemment, le même effet peut être obtenu avec d’autres angles d’attache. C’est-à-dire, le manomètre à membrane G peut être agencé pour que les surfaces de mesure des électrodes à membrane 41 et 42 soient parallèles à la direction de la force gravitationnelle.

[0027] Comme décrit ci-dessus, même si des manomètres à membrane sont attachés à différents angles d’attache, ils peuvent mesurer la même valeur de mesure aussi longtemps que les électrodes à membrane se dévient dans la même forme en raison de la force gravitationnelle indépendamment des angles d’attache. Pour cette raison, les électrodes à membrane peuvent avoir une forme polygonale avec une symétrie rotationnelle telle qu’un carré. Dans ce cas, les angles d’attache des manomètres à membrane (les angles d’attache autour de la normale des surfaces de mesure des électrodes à membrane) sont réglés de telle manière que les agencements des formes polygonales par rapport à la direction de la force gravitationnelle deviennent de la même forme symétrique. Par exemple, dans le cas d’électrodes à membrane rectangulaires, les électrodes peuvent être agencées pour rendre les côtés respectifs perpendiculaires à la direction de la force gravitationnelle ou rendre les lignes diagonales parallèles à la direction de la force gravitationnelle en addition au fait que les surfaces de mesure soient rendues parallèles à la direction de la force gravitationnelle.

[0028] Un signe M indiquant les directions des électrodes à membrane 41 et 42 peut être formé sur la surface externe du logement 3 pour permettre aux surfaces de mesure des électrodes à membrane 41 et 42 d’être parallèles à la direction de la force gravitationnelle. Par exemple, un logo est imprimé sur le côté externe du logement 3. L’attachement du logement 3 au récipient à vide 2 pour que la surface sur laquelle le logo est imprimé soit rendue parallèle à la direction de la force gravitationnelle peut agencer les surfaces de mesure des électrodes à membrane 41 et 42 pour qu’elles soient parallèles à la direction de la force gravitationnelle.

[0029] Les manomètres à membrane G1, G2 et G3 peuvent être agencés de telle manière que les centres des espaces entre les puces de détection 18 et 22 sont situés sur les lignes centrales A-A des parties d’ouverture (des ports) du récipient à vide 2. C’est-à-dire, les deux électrodes à membrane 41 et 42 peuvent être agencées de manière symétrique sur les deux côtés de la ligne centrale A-A. En d’autres mots, la ligne centrale A-A peut-être située à une distance égale par rapport aux deux électrodes à membrane 41 et 42. L’agencement des puces de détection 18 et 22 pour situer la ligne centrale A-A à une distance égale par rapport aux deux électrodes à membrane 41 et 42 de cette manière introduira plusieurs des molécules de gaz entrant dans le logement 3 à travers l’ouverture (le port) du récipient à vide 2 dans l’espace auquel les surfaces de mesure des électrodes à membrane 41 et 42 font face. De plus, les deux puces de détection 18 et 22 sont agencées de manière symétrique par rapport à la voie d’introduction pour des molécules de gaz. Ceci peut garantir une haute précision de mesure.

[0030] De plus, l’agencement des électrodes à membrane 41 et 42 loin de la ligne centrale A-A peut mesurer le degré de vide dans la zone espacée de la ligne centrale A-A. Dans le logement 3, puisque le gaz coule le long de la ligne centrale A-A, la zone espacée de la ligne centrale A-A est similaire en pression à l’intérieur du récipient à vide 2. Il est par conséquent possible de mesurer précisément la pression dans le récipient à vide 2. Il faut noter que la puce de détection 41 (ou 42) peut être agencée de manière à situer la ligne centrale A-A sur la surface de mesure de l’électrode à membrane. Evidemment, même dans ce cas, l’attachement de l’électrode à membrane pour rendre la surface de mesure parallèle à la direction de la force gravitationnelle et la ligne centrale A-A peut éviter n’importe quel changement de la valeur mesurée accompagnant un changement dans l’angle d’attache.

[0031] Le contrôle au moment de la mesure par le manomètre à membrane G sera décrit ci-dessous. Le manomètre à membrane G convertit les quantités de déviation des électrodes à membrane 41 et 42 dans un signal électrique, compare la valeur correspondant au signal électrique avec les données enregistrés en avance, et détermine la valeur de pression mesurée. Le manomètre à membrane G sera décrit en détail en référence au schéma fonctionnel de la fig. 5 qui représente la configuration de système. Un circuit de contrôle pour le manomètre à membrane G est formé dans le circuit électrique 7, et inclut les puces de détection 18 et 22, un convertisseur C/D 21, une unité centrale de traitement (CPU) 23, un capteur de température 28, un dispositif d’ajustement de pression de mesure 27, une mémoire 25, un convertisseur D/A 29, et une borne de sortie I/O 31. Comme décrit ci-dessus, la puce de détection 18 a une structure de condensateur (le détecteur du côté de pression haute) constitué par l’électrode à membrane 41 et l’électrode fixe 5a. De même, la puce de détection 22 a une structure de condensateur (le détecteur de côté de pression basse) constituée par l’électrode à membrane 42 et l’électrode fixe 5b.

[0032] Les convertisseurs C/D 21 sont configurés pour convertir les capacités de sortie des puces de détection 18 et 22 en valeurs numériques, et sont prévues pour les puces de détection 18 et 22 respectivement. La mémoire 25 est un dispositif de stockage permettant à la CPU 23 d’effectuer un accès d’écriture et un accès de lecture. Le convertisseur D/A 29 convertit la valeur numérique de sortie de la CPU 23 en une valeur analogue.

[0033] Les convertisseurs C/D 21 convertissent les signaux analogues (les capacités) de sortie des puces de détection 18 et 22 dans les valeurs numériques (les valeurs numériques de capacités) et les envoient à la CPU 23. La CPU 23 calcule la valeur numérique (la valeur numérique de la pression) proportionnelle à la valeur de pression en se référant à la valeur mesurée par le capteur de température 28 et l’entrée depuis la mémoire 25, et envoie la valeur numérique au convertisseur D/A 29. Le convertisseur D/A 29 convertit le signal de sortie (la valeur de tension de la pression) correspondant à la pression en une valeur analogue et la reproduit à la borne de sortie électrique 12. A ce moment, la borne de sortie I/O reproduit, vers l’extérieur, un signal indiquant si la sortie de signal depuis la borne de sortie électrique 12 a été mesurée par la puce de détection 18 ou 22. Les signaux de sortie depuis la borne de sortie électrique 12 et la borne de sortie I/O 17 sont envoyés, par exemple, au dispositif d’affichage (voir la fig. 4) et affichés comme mesures de pression.

[0034] Bien que le manomètre à membrane G de ce mode de réalisation inclut deux puces de détection, à savoir les puces de détection 18 et 22, le nombre de puces de détection n’est pas limité à deux et peut être de trois ou plus. Alternativement, le nombre de puces de détection peut être d’un comme dans un autre mode de réalisation. De plus, si les puces de détection 18 et 22 sont des éléments dont les valeurs de mesure de sortie sont les valeurs analogiques comme tensions, des convertisseurs A/D qui convertissent des valeurs analogiques en valeurs numériques sont attachés aux puces de détection à la place des convertisseurs C/D 21.

[0035] Des sorties des puces de détection 18 et 22 peuvent changer en raison des changements dans la température ambiante en plus de la pression. Pour cette raison, ce manomètre collecte les caractéristiques de sortie des valeurs numériques pour chaque température ambiante de chacune des puces de détection 18 et 22 comme données en avance et stocke les données de caractéristiques de température dans la mémoire 25. Le capteur de température 28 représenté à la fig. 5 mesure la température ambiante. En calculant les valeurs de mesure des puces de détection 18 et 22 comme signaux (les valeurs numériques de pressions) qui sont reproduites au convertisseur D/A 29, la CPU 23 corrige les valeurs de mesure en se référant à la donnée de caractéristique de température correspondant à la température ambiante.

[0036] La fig. 6 est un graphique représentant la relation entre les pressions mesurées et les valeurs de capacités de sortie de chaque convertisseur C/D 21. En se référant à la fig. 6, la caractéristique A indiqué la caractéristique de sortie de la puce de détection 18 avec une pression d’échelle pleine de 100 000 Pa, et la caractéristique B indique la caractéristique de sortie de la puce de détection 22 avec une pression d’échelle pleine de 100 Pa. Plus spécifiquement, dans le manomètre à membrane G, des sorties de l’électrode fixe 5a correspondent à la caractéristique de sortie A, et des sorties de l’électrode fixe 5b correspondent à la caractéristique de sortie B. Dans une zone avec des mesures de pression égales à ou plus hautes que 100 Pa, la CPU 23 traite le signal de sortie (la valeur numérique de la capacité) indiquant la pression détectée par l’électrode fixe 5a, calculant de cette manière le signal ainsi que la valeur numérique de la pression.

[0037] D’un autre côté, par rapport à la mesure de pression plus basse que 100 Pa, la CPU 23 traite le signal de sortie (la valeur numérique de la capacité) indiquant la pression détectée par l’électrode fixe 5b, calculant de cette manière le signal

Claims

ainsi que la valeur numérique de la pression. Le convertisseur D/A 29 convertit ensuite la valeur numérique de la pression de sortie de la CPU 23 en une valeur de tension (la valeur analogique). Il faut noter que, puisque la CPU 23 se réfère au signal d’entrée du capteur de température 28 et des données de caractéristiques de température dans la mémoire 25, quand la borne de sortie du convertisseur D/A 29 reproduit une valeur de mesure de pression, il reproduit la valeur (la valeur de pression) obtenue en corrigeant l’influence de la température ambiante. [0038] Par conséquent, le manomètre à membrane G a la caractéristique de pression/de tension de sortie représentée à la fig. 7. La fig. 7 représente un cas dans lequel un ajustement est effectué pour faire que les valeurs logarithmiques des valeurs numériques des pressions de sortie de la CPU 23 ont une relation linéaire avec les valeurs logarithmiques des pressions dans la zone de pression de mesure entière. Lors de la sortie du signal analogique correspondant à la pression de la borne de sortie électrique 12, la CPU 23 reproduit du signal de sortie I/O représenté à la fig. 8 de la borne de sortie I/O 17. Ce signal de sortie I/O permet d’identifier si la borne de sortie du convertisseur D/A 29 a reproduit un résultat de détection de pression d’une borne spécifique des puces de détection 18 et 22. [0039] En se référant à la fig. 8, une tension basse (bas) indique le signal de sortie I/O quand le convertisseur D/A 29 a reproduit un résultat de détection (la première valeur de pression) de la puce de détection 22 de côté de pression bas (l’électrode fixe 5b). Une tension haute (haut) indique le signal de sortie I/O quand le convertisseur D/A 29 a reproduit un résultat de détection (la deuxième valeur de pression) de la puce de détection 22 de côté de pression haute (l’électrode fixe 5a). Il faut noter que les éléments de détection de pression indiqués par des signaux de sortie I/O peuvent être opposés à ceux décrits ci-dessus. [0040] La fig. 9 représente un assemblage de puce de détection d’un manomètre à membrane selon un autre mode de réalisation. Ce mode de réalisation diffère du mode de réalisation ci-dessus dans la structure de l’assemblage de puce de détection. C’est-à-dire, l’assemblage de puce de détection (l’unité de détection) de ce mode de réalisation inclut seulement une puce de détection 31. La puce de détection 31 est identique à la puce de détection 18 (ou 22), et inclut une électrode à membrane avec une forme circulaire. Dans ce cas également, si l’électrode à membrane est attachée pour rendre sa surface de mesure parallèle à la direction de la force gravitationnelle, aucun changement en valeur mesurée n’apparaît en accompagnant le changement dans l’angle d’attache. [0041] La puce de détection 31 est attachée à une surface d’appui 19a d’une borne hermétique 19 par un câblage conducteur 9. La surface de mesure de l’électrode à membrane de la puce de détection 31 est espacée de la ligne centrale A-A par une distance prédéterminée. Dans ce cas, la distance prédéterminée est la distance entre la surface de mesure de l’électrode à membrane et la ligne centrale A-A lorsque la ligne centrale A-A est située en face de la surface de mesure de l’électrode à membrane. L’agencement de la surface de mesure de l’électrode à membrane loin de la ligne centrale A-A peut mesurer le degré de vide d’une zone sur l’extension de la ligne centrale A-A. Dans le logement 3, puisque la pression d’une zone sur une extension de la ligne centrale A-A est proche de la pression interne du récipient à vide 2, le manomètre peut mesurer la pression plus précisément. Il faut noter que la ligne centrale A-A est située de manière à chevaucher l’axe central de la voie d’introduction de gaz ci-dessus. [0042] Grâce au manomètre à membrane selon la présente invention, l’agencement de la surface de mesure de l’électrode à membrane de manière parallèle à la direction de la force gravitationnelle empêche l’occurrence d’une erreur dans la valeur mesurée en raison de l’angle d’attache autour de l’axe dans la direction verticale. Ceci réduit les restrictions sur les positions d’attache et améliore l’actionnement. Il faut noter qu’il est possible d’agencer la ligne centrale A-A sur la surface de mesure de l’électrode à membrane de la puce de détection 31. De même, dans ce cas également, en attachant l’électrode à membrane pour rendre la surface de mesure parallèle à la direction de la force gravitationnelle et la ligne centrale A-A empêchera l’occurrence du changement dans la valeur mesurée accompagnant le changement dans l’angle d’attache. [0043] La présente invention ne se limite pas aux modes de réalisation ci-dessus et divers changements et modifications peuvent être faits dans l’esprit et la portée de la présente invention. Par conséquent, pour informer le public de la portée de la présente invention, les revendications suivantes sont faites. [0044] Cette demande revendique la priorité de la demande de brevet japonais N°. 2011-220 565 déposée le 5 octobre 2011 et la demande de brevet japonais N°. 2012-085 219 déposée le 4 avril 2012, qui sont insérées ici par référence. Liste des numéros de référence [0045] G: manomètre à membrane, 1: chambre de pression de référence, 2: récipient à vide, 3: logement, 3a: bord, 41, 42, 104: électrode à membrane, 5a, 5b: électrode fixe, 6: gatter, 7: circuit électrique, 9: câblage conducteur, 10: électrode de correction, 12: borne de sortie électrique, 13a, 13b: substrat isolant, 14, 24: substrat en silicium, 16: pastille servant d’électrode, 17: borne de sortie I/O, 18, 22, 31: puce de détection, 19: borne hermétique, 21: convertisseur C/D, 23: CPU, 25: mémoire, 28: capteur de température, 29: convertisseur D/A. Revendications

1. Manomètre à membrane (G) qui est attaché à un récipient (2) à mesurer et qui mesure une pression en étant alimenté par un gaz se trouvant à l’intérieur du récipient (2), le manomètre (G) comprenant: un logement (3) ayant un élément (19) séparant un espace interne du logement (3) en un premier espace et un deuxième espace, le premier espace communiquant avec le récipient, et le gaz étant introduit dans le premier espace; et une unité de détection agencée dans le logement (3), l’unité de détection incluant un substrat isolant (13a) ayant une première surface et une deuxième surface opposée à la première surface, une électrode fixe (5a) agencée sur la première surface, une électrode à membrane (41) ayant une surface de mesure faisant face à l’électrode fixe (5a) et étant parallèle à la direction d’introduction du gaz, l’électrode fixe (5a) et la surface de mesure faisant face à une chambre à pression de référence hermétique formée entre le substrat isolant (13a) et l’électrode à membrane (41), la deuxième surface faisant face au premier espace, une surface de l’électrode à membrane (41), opposée à surface de mesure faisant face au premier espace, dans lequel le substrat isolant (13a) et l’électrode à membrane (41) sont agencés dans le premier espace, un condensateur constitué par l’électrode fixe (5a) et l’électrode à membrane (41 ) est connecté aune pastille servant d’électrode (16) fixée au substrat isolant (13a), la pastille servant d’électrode (16) est connectée à un câblage conducteur (9) dans le premier espace, et le câblage conducteur (9) s’étend à travers l’élément (19) depuis le premier espace vers le deuxième espace.
2. Manomètre à membrane (G) selon la revendication 1, dans lequel lorsque le logement (3) est fixé au récipient (2), la surface de mesure de l’électrode à membrane (41) est parallèle à la direction de force gravitationnelle.
3. Manomètre à membrane (G) selon la revendication 1, comprenant en outre une partie d’attache configurée pour fixer le logement (3) au récipient (2) pour rendre la surface de mesure de l’électrode à membrane (41) parallèle à la direction de force gravitationnelle
4. Manomètre à membrane (G) selon la revendication 1, dans lequel le détecteur inclut deux électrodes à membrane, et des surfaces de mesure des deux électrodes à membrane sont parallèles l’une à l’autre.
5. Manomètre à membrane (G) selon la revendication 4, dans lequel le logement (3) inclut une voie d’introduction sur laquelle un gaz est introduit depuis le récipient (2) dans le premier espace de l’espace interne du logement (3), et les surfaces de mesure des deux électrodes à membrane (41) sont agencées sur deux côtés d’un axe central de la voie d’introduction.
6. Manomètre à membrane (G) selon la revendication 1, dans lequel le logement (3) inclut une voie d’introduction par laquelle un gaz est introduit depuis le récipient (2) dans le premier espace de l’espace interne du logement (3), et la surface de mesure de l’électrode à membrane (41) est espacée d’un axe central de la voie d’introduction.
7. Manomètre à membrane (G) selon la revendication 1, comprenant en outre une partie d’attache configurée pour attacher le logement (3) au récipient (2), dans lequel une surface de mesure de l’électrode à membrane (41) est parallèle à une direction dans laquelle un gaz à l’intérieur du récipient (2) circule dans le premier espace interne, et une surface externe du logement (3) est munie d’un signe pour orienter la surface de mesure afin de pouvoir la rendre parallèle à la direction de la force gravitationnelle.
8. Manomètre à membrane (G) selon la revendication 1, dans lequel l’électrode à membrane (41) s’étend dans une direction parallèle à la direction de la force gravitationnelle.
9. Manomètre à membrane (G) selon la revendication 4, dans lequel le logement (3) inclut une voie d’introduction par laquelle un gaz est introduit depuis le récipient (2) dans le premier espace de l’espace interne du logement (3), et les deux électrodes à membrane sont agencées symétriquement par rapport à l’axe central de la voie d’introduction.
10. Manomètre à membrane (G) selon la revendication 1, comprenant en outre: un terminal de sortie (12) agencé sur le logement (3); et un circuit électrique (7) agencé dans le deuxième espace et configuré pour représenter une valeur de mesure au terminal de sortie (12) conformément à un signal donné depuis l’unité de détection via le câblage conducteur (9).
11. Manomètre à membrane (G) selon la revendication 1, dans lequel le substrat isolant (13a) est fixé à l’élément (19) de manière qu’un trou soit formé entre le substrat isolant (13a) et l’élément (19).
12. Manomètre à membrane (G) selon la revendication 1, dans lequel le substrat isolant (13a) est fixé à l’élément (19) en connectant le câblage conducteur (9) à la pastille servant d’électrode (16) attachée au substrat isolant (13a).