CN117949136A - 隔膜真空计 - Google Patents

Abstract

在隔膜真空计中，分别更换传感器头与测量电路。隔膜真空计(10)具有传感器头(11)、连接部(12)、以及处理部(13)。传感器头(11)对经加热的真空腔室(40)的真空压力进行测量。连接部(12)具有连接器或缆线，所述连接器或缆线设置有非易失性存储器，并连接传感器头(11)与处理部(13)。处理部(13)具有用于对测量后的真空压力的值进行处理的测量电路。

Description

隔膜真空计

技术领域

本发明涉及一种隔膜真空计。

背景技术

以前，面向半导体制造装置的静电电容式隔膜真空计需要对经加热的真空腔室的真空压力进行测量。而且，通过真空腔室被加热，其周围变成高温，因此作为现有技术，有仅将耐热性高的传感器头设置于真空腔室附近，将耐热性低的测量电路利用缆线分离并设置于周围温度低的远处的场所的技术(例如，参照专利文献1)。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特愿2021-083125

发明内容

[发明所要解决的问题]

但是，在所述的现有技术中，由于传感器头与测量电路需要一对一地进行调整，因此在传感器头发生故障等的情况下，需要一起更换传感器头与测量电路，存在无法分别更换的课题。

[解决问题的技术手段]

为了解决所述课题并达成目的，本发明的隔膜真空计包括：传感器头，用于真空压力的测量；处理部，具有测量电路；以及连接部，具有连接器或缆线，所述连接器或缆线设置有非易失性存储器，并连接传感器头与处理部。

另外，本发明的隔膜真空计包括：传感器头，用于真空压力的测量；处理部，具有测量电路；连接部，具有连接压力测定部与处理部的连接器；以及储存部，自外部获取传感器头的调整数据并储存于处理部。

[发明的效果]

通过本发明，起到可分别更换传感器头与测量电路的效果。

附图说明

图1是表示实施方式1的隔膜真空计的概要的图。

图2是表示实施方式1的隔膜真空计的结构的框图。

图3是表示实施方式的隔膜真空计的传感器头所具有的压力传感器的结构的具体例的图。

图4是表示实施方式的隔膜真空计中的传感器头的调整数据的具体例的图。

图5是表示实施方式的隔膜真空计中的传感器头的具体例的图。

图6是表示实施方式1的隔膜真空计的具体例的图。

图7是表示实施方式1的隔膜真空计的具体例的图。

图8是表示实施方式1的隔膜真空计的具体例的图。

图9是表示实施方式2的隔膜真空计的结构的框图。

图10是表示实施方式2的隔膜真空计的具体例的图。

图11是表示实施方式2的隔膜真空计的具体例的图。

[符号的说明]

10：隔膜真空计

11：传感器头

12：连接部

12a：非易失性存储器

13：处理部

13a：通信部

13b：控制部

13c：非易失性存储器

20：隔膜真空计

22：连接部

30：外部终端

40：真空腔室

100：压力传感器

101：基座

102：隔膜

103：基准真空室

104：固定电极

105：可动电极

106：固定电极

107：可动电极

110：温度传感器

111：壳体

111a：第一空间

111b：第二空间

112：压力导入管

113：隔壁

113a：基座板

113b：支撑板

114：压力导入孔

115：挡板

116：温度检测部

117：电容检测部

118：压力测量部

具体实施方式

以下，基于附图来详细说明本申请的隔膜真空计及测量系统的实施方式。此外，本申请的隔膜真空计及测量系统并不受所述实施方式限定。

[实施方式1]

在以下的实施方式中，依次说明实施方式1的隔膜真空计10的结构、具体例，最后说明实施方式1的效果。

〔1.系统的结构例〕

图1是表示实施方式1的隔膜真空计的概要的图。隔膜真空计10对经加热的真空腔室40的真空压力进行测量，对测量后的真空压力的测定值进行处理。而且，在隔膜真空计10的连接部设置有非易失性存储器。

隔膜真空计10首先对经加热的真空腔室40的真空压力进行测定。例如，隔膜真空计10利用传感器头对经加热的真空腔室40的真空压力进行测定。接下来，隔膜真空计10对测量后的真空压力进行处理。例如，隔膜真空计10通过处理部所具有的转换放大电路或模拟-数字转换电路、测量电路等对测量后的真空压力进行处理。

而且，隔膜真空计10在连接部具有非易失性存储器。例如，隔膜真空计10在远离高温环境区域(150℃以上)的场所的连接传感器头与处理部的同轴复合连接器或同轴复合缆线，设置保存有传感器头的特性的调整数据的非易失性存储器。

如此，隔膜真空计10测定经加热的真空腔室40的真空压力并进行处理。而且，在传感器头附近的远离高温环境区域的场所的连接部设置保存有传感器头的特性数据等的非易失性存储器。结果，隔膜真空计10可分别更换传感器头与处理部所具有的测量电路。

真空腔室40是面向半导体制造装置的静电电容式隔膜真空计中所需的真空压力的测量时所使用的装置，与隔膜真空计10的传感器头连接。另外，由于真空腔室40在真空压力的测量时被加热，因此包含传感器头在内的真空腔室40的附近成为高温环境(150℃以上)。

〔2.隔膜真空计10的结构〕

接下来，参照图2对图1所示的实施方式的隔膜真空计10的结构进行说明。图2是表示实施方式1的隔膜真空计的结构例的图。如图2所示，实施方式1的隔膜真空计10具有传感器头11、连接部12、以及处理部13。

传感器头11用于真空压力的测量。例如，传感器头11用于经加热的真空腔室40的真空压力的测量。传感器头11例如具有压力传感器100或温度传感器110，即便在高温环境(150℃以上)下也正常运行。

此处，参照图3对传感器头11具有的压力传感器100及电容CX与电容CR进行说明。图3是表示实施方式的隔膜真空计的传感器头所具有的压力传感器的结构的具体例的图。

在图3的例子中，在压力传感器100的基座101的中央部形成有凹部，在形成有所述凹部的基座101的面上，接合有能够根据被测定介质(例如工艺气体)的压力P而变形地构成的隔膜102。而且，基座101的凹部与隔膜102一起形成基准真空室103。

进而，在压力传感器100中，在基座101的基准真空室103侧的面上形成固定电极104，在隔膜102的基准真空室103侧的面上以与固定电极104相向的方式形成可动电极105。如此，固定电极104与可动电极105隔着间隙相向地配置。

由此，当隔膜102受到被测定介质的压力P而挠曲时，可动电极105与固定电极104之间的间隔发生变化，从而可动电极105与固定电极104之间的静电电容发生变化。然后，测量所述静电电容的变化作为感压电容CX。

另外，在压力传感器100中，在固定电极104的外侧的基座101的基准真空室103侧的面上形成固定电极106。进而，在可动电极105的外侧的隔膜102的基准真空室103侧的面上，以与固定电极106相向的方式形成可动电极107。

此处，通过固定电极106与可动电极107形成于隔膜102的边缘部，即便隔膜102受到被测定介质的压力P而挠曲，隔膜102的边缘部也几乎不会变形，因此可动电极107与固定电极106之间的静电电容难以变化。将所述静电电容作为校正电容CR，出于除去基于传感器内外的温度变化及基准真空室103内的湿度变化等的测定误差的目的进行测量。另外，隔膜结构构件与基座101例如由蓝宝石等绝缘体构成。

接下来，参照图4对传感器头11所具有的温度传感器110与传感器头11的结构进行说明。图4是表示实施方式的隔膜真空计中的传感器头的具体例的图。在图4的例子中，传感器头11包括压力传感器100、收容压力传感器100的壳体111、以及将被测定介质的压力P引导至压力传感器100的隔膜102的压力导入管112。

另外，在壳体111的内部设置有隔壁113。隔壁113包括基座板113a与支撑板113b，将壳体111的内部空间分离为第一空间111a与第二空间111b。支撑板113b的外周被固定于壳体111，以使基座板113a在壳体111的内部空间内浮起的状态进行支撑。而且，在基座板113a的第二空间111b侧固定有压力传感器100。

进而，在基座板113a形成有将第一空间111a内的压力引导至压力传感器100的隔膜102的压力导入孔114。第二空间111b与压力传感器100的基准真空室103连通，形成真空状态。

另外，压力导入管112与壳体111的第一空间111a侧连接。在压力导入管112与壳体111之间设置有挡板115。自压力导入管112导入的被测定介质与挡板115的板面碰撞，通过挡板115的周围的间隙，流入壳体111的第一空间111a内。

进而，在壳体111的外部侧面包括温度传感器110，温度传感器110与处理部13所具有的温度检测部116连接。与此相对，压力传感器100与处理部13所具有的电容检测部117连接，温度检测部116与电容检测部117的任一者均与压力测量部118连接。

连接部12具有连接器或缆线，所述连接器或缆线设置有非易失性存储器12a，并连接传感器头11与处理部13。例如，连接部12具有同轴复合连接器或同轴复合缆线，所述同轴复合连接器或同轴复合缆线设置有非易失性存储器12a，并连接传感器头11与处理部13。此处，在传感器头11为电容式的传感器的情况下，连接部12所具有的连接器或缆线使用同轴复合缆线或同轴复合连接器，以免受到缆线的寄生电容或杂散电容的影响。

在传感器头11固定并连接有同轴复合缆线，同轴复合缆线与后述的同轴复合连接器连接，同轴复合连接器与处理部13连接，由此将传感器头11的测量值向处理部13传输。

所述同轴复合缆线例如可并非高频传输线路用的同轴缆线，也可为一根一根地被屏蔽的屏蔽缆线。另外，同轴复合缆线可为多个缆线集中的缆线，也可并非集中的缆线。

非易失性存储器12a例如是半导体集成电路(integrated circuit，IC)，由于无法在高温环境(150℃以上)下使用，因此设置于同轴复合缆线的中途或同轴复合连接器中等不成为高温环境的部位。另外，在所述的非易失性存储器中例如保存有传感器头11的特性的调整数据或型号、日期代码、序列编号、压力范围、规格等信息。

另外，也可在设置于连接部12所具有的连接器或缆线上的非易失性存储器12a中保存传感器头11的调整数据。例如，在设置于连接部12所具有的连接器或缆线上的非易失性存储器12a中保存后述的传感器头11的特性的调整数据。

此处，参照图5对传感器头11的特性的调整数据进行说明。图5是表示实施方式的隔膜真空计10中的传感器头的调整数据的具体例的图。例如，保存于非易失性存储器12a中的传感器头11的调整数据是图5下部所示的多项式的系数“aij”。

关于所述“aij”，改变传感器头11的压力、温度，根据此时测量的压力传感器100的输出(图5中的Vo)、温度传感器110的输出(图5中的Vt)来求出。另外，Vo通过Vo＝(CX-CR)/CX来算出。

此处，关于所述调整数据，通常传感器头11与处理部所具有的测量电路各有偏差，因此将各个成对地组合来获取，但对于传感器头11与测量电路，分别获取调整数据，并将各自求出的修正系数保管在各自的存储器中，由此能够分别更换传感器头11与测量电路。

进而，也可在连接部12设置转换放大电路。例如在连接部12所具有的连接器中除设置非易失性存储器以外，还设置转换放大电路。此外，在转换放大电路的温度特性影响测定值的情况下，进行转换放大电路的温度修正。

另外，也可在连接部12设置模拟-数字转换电路。例如，在连接部12所具有的连接器中除设置非易失性存储器与转换放大电路以外，还设置模拟-数字转换电路。

处理部13具有测量电路。处理部13例如具有通信部13a、控制部13b、以及非易失性存储器13c。通信部13a例如通过网络接口卡(Network Interface Card，NIC)等来实现。通信部13a通过有线或无线而与外部的设备能够通信地连接。

控制部13b通过利用中央处理器(Central Processing Unit，CPU)或微处理器(Micro Processing Unit，MPU)等将随机存取存储器(random access memory，RAM)作为作业区域执行存储于处理部13的内部的存储装置中的各种程序来实现。

另外，控制部13b例如通过特殊应用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)或现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)等集成电路来实现。进而，控制部13b例如通过转换放大电路或模拟-数字转换电路、测量电路等，对由压力测定部测定后的值进行处理，将关于测量电路的调整数据储存于非易失性存储器13c中。

非易失性存储器13c例如是电擦除可编程只读存储器(Electrically Erasableand Programmable Read Only Memory，EEPROM)或快闪存储器等存储装置。非易失性存储器13c储存由控制部13b进行的各种处理所需的数据及程序。另外，非易失性存储器13c例如存储关于测量电路的调整数据。

另外，处理部13也可连接多个传感器头11。例如，处理部13通过设置多个与连接部12的连接部分，可与多个同轴复合连接器连接，因此能够相对于一个处理部13连接多个传感器头11。此外，根据本申请的实施方式，分别储存传感器头11的调整数据与测量电路的调整数据，因此传感器头11与测量电路的组合变得自由，能够相对于一个测量电路使用多个传感器头11。

〔3.隔膜真空计10的具体例〕

此处，参照图6至图8对隔膜真空计10的结构的具体例进行说明。图6至图8是表示实施方式1的隔膜真空计的具体例的图。首先，图6的例子是在连接部的同轴复合连接器设置有非易失性存储器的隔膜真空计10的具体例。

并非在成为高温环境的传感器头11附近，而是在同轴复合连接器设置保存有传感器头11的特性的调整数据的非易失性存储器，由此在传感器头11发生故障等的情况下，可分别更换测量电路与传感器头11。

接下来，图7的例子是在连接部12的连接器中除设置非易失性存储器以外还设置转换放大电路的隔膜真空计10的具体例。通过在连接器设置转换放大电路，在连接器不需要同轴功能，因此连接器的选择项增加。

而且，图8的例子是在连接部12的连接器中除设置非易失性存储器与转换放大电路以外还设置模拟-数字转换电路(A/D转换器)的隔膜真空计10的具体例。通过在连接器设置模拟-数字转换电路，在连接器间交换的信号仅为数字信号，由此具有在信号的传输中变得更能抗噪声的效果。

〔4.实施方式1的效果〕

如所述那样，实施方式1的隔膜真空计10包括：传感器头11，用于真空压力的测量；处理部13，具有测量电路；以及连接部12，具有连接器或缆线，所述连接器或缆线设置有非易失性存储器12a，并连接传感器头11与处理部13。

传感器头11对经加热的真空腔室40的真空压力进行测量。另外，处理部13具有对测量后的真空压力的测定值进行处理的测量电路。进而，连接部12具有连接器或缆线，所述连接器或缆线设置有非易失性存储器12a，并连接传感器头11与处理部13。

由此，隔膜真空计10通过在并非高温环境的连接器或缆线设置非易失性存储器，起到可分别更换传感器头与测量电路的效果。

另外，在设置于隔膜真空计10的连接部12的非易失性存储器12a中保存有传感器头11的调整数据。由此，隔膜真空计10通过在并非高温环境的连接器或缆线中保存传感器头11的特性的调整数据，在传感器头11发生故障等时，更换传感器头11与保存有传感器头11的调整数据的非易失性存储器12a即可，因此起到不需要更换测量电路的效果。

进而，在隔膜真空计10的连接部12设置转换放大电路。由此，隔膜真空计10在连接部12所具有的连接器中不需要同轴功能，起到可使用不具有同轴功能的连接器的效果。

另外，在隔膜真空计10的连接部12设置模拟-数字转换电路。由此，隔膜真空计10在连接部12的连接器间交换的信号仅为数字信号，因此起到在信号的传输中变得更能抗噪声的效果。

进而，隔膜真空计10的处理部13连接有多个传感器头11。由此，隔膜真空计10可不一对一地使用传感器头11与处理部13，起到可相对于一个处理部13而自由地组合多个传感器头11来连接的效果。

[实施方式2]

在所述实施方式1中，对在隔膜真空计10的连接部12设置非易失性存储器12a的情况进行了说明，但并不限定于此。例如，也可通过自外部获取传感器头11的调整数据的外部终端30，将传感器头11的调整数据储存于隔膜真空计20的处理部13所具有的非易失性存储器13c中。

因此，以下对于实施方式2的隔膜真空计20，说明通过自外部获取传感器头11的调整数据的外部终端30将传感器头11的调整数据储存于处理部13所具有的非易失性存储器13c中的处理。此外，对于与实施方式1的隔膜真空计10相同的结构或处理省略说明。

〔1.隔膜真空计20的结构〕

首先，使用图9对实施方式2的隔膜真空计20的结构进行说明。图9是表示实施方式2的隔膜真空计的结构的框图。如图9所示，隔膜真空计20具有传感器头11、连接部22、以及处理部13。

另外，实施方式2的隔膜真空计20与图2所示的实施方式1的隔膜真空计10相比，不同的方面在于：隔膜真空计20所具有的连接部22不具有非易失性存储器以及通过自外部获取传感器头11的调整数据的外部终端30将传感器头11的调整数据储存于处理部13所具有的非易失性存储器13c中。

连接部22具有连接传感器头11与处理部13的连接器或缆线。连接部22具有与所述实施方式1的连接部12相同的连接器或缆线，但与实施方式1的隔膜真空计10所具有的连接部12相比，不同的方面在于：在连接器或缆线不设置非易失性存储器。

处理部13所具有的非易失性存储器13c通过自外部获取传感器头11的调整数据的外部终端30，储存传感器头11的调整数据。例如，处理部13所具有的非易失性存储器13c通过后述的外部终端30对传感器头11特有的调整数据进行储存。

外部终端30例如是计算机或智能手机等电子设备，设置于隔膜真空计20的外部并与网络N连接。外部终端30自外部获取传感器头11的调整数据，并储存于处理部13所具有的非易失性存储器13c中。

例如，储存部31读取包含传感器头11的序列编号等信息的二维码，自外部的网络N上获取与所述序列编号一致的调整数据，并储存于处理部13所具有的非易失性存储器13c中。

此外，设为在外部的网络N中预先保存传感器头11的序列编号与和所述传感器头11对应的特性的调整数据。另外，所述储存处理仅在更换传感器头11或测量电路时的最初进行。

〔2.隔膜真空计20的具体例〕

此处，参照图10及图11对隔膜真空计20的具体例进行说明。图10及图11是表示实施方式2的隔膜真空计的具体例的图。首先，在图10的例子中，在传感器头11侧的同轴复合连接器附加二维码那样的标签，在所述标签中包含传感器头11的序列编号等信息。

然后，外部终端30通过读取所述标签，获取传感器头11的序列编号等信息，获取与自外部的网络获取的序列编号一致的传感器头11的特性的调整数据，并储存于处理部13所具有的非易失性存储器13c中。由此，隔膜真空计20不在连接部22所具有的连接器或缆线设置储存有传感器头11的调整数据的非易失性存储器，而可使用传感器头11的调整数据。

接下来，在图11的例子中，在传感器头11上附加所述的标签，在同轴复合缆线的两侧附加同轴复合连接器。外部终端30的功能与所述图10相同，但通过在同轴复合缆线的两侧与传感器头11上附加同轴复合连接器，可装卸传感器头11与同轴复合缆线。由此，隔膜真空计20在传感器头11发生故障时，可仅更换传感器头11。

〔3.实施方式2的效果〕

如所述那样，实施方式2的隔膜真空计20具有：传感器头11，用于真空压力的测量；处理部13，具有测量电路及非易失性存储器13c，所述非易失性存储器13c通过自外部获取传感器头11的调整数据的外部终端30，储存传感器头11的调整数据；以及连接部22，具有连接传感器头11与处理部13的连接器或缆线。

由此，隔膜真空计20自外部获取传感器头11的特性的调整数据并储存于处理部13所具有的非易失性存储器13c中，由此起到如下效果：不在连接部22所具有的连接器或缆线设置储存有传感器头11的调整数据的非易失性存储器，而可使用传感器头11的调整数据。

另外，隔膜真空计20在同轴复合缆线的两侧附加同轴复合连接器，由此起到如下效果：在传感器头11发生故障等的情况下，可仅更换传感器头11，不需要更换连接器或缆线、测量电路。

[其他]

在所述各实施方式中说明的各处理中，也可手动地进行作为自动进行的处理而说明的处理的全部或一部分，或者也可利用已知的方法自动地进行作为手动进行的处理而说明的处理的全部或一部分。此外，关于所述文件中或附图中示出的处理顺序、具体的名称、各种数据或参数包含在内的信息，除了特别记载的情况以外，可任意地变更。例如，各图中示出的各种信息不限于图示的信息。

另外，图示的各装置的各结构要素是功能概念性的结构要素，未必需要在物理上如图示那样构成。即，各装置的分散、综合的具体形态不限于图示的形态，其全部或一部分可根据各种负荷或使用状况等以任意的单元在功能上或物理上分散、综合而构成。

所述结构要素包含本领域技术人员可容易设想的结构要素、实质上相同的结构要素、所谓的均等范围的结构要素。进而，所述实施方式能够在不使处理内容矛盾的范围内适宜组合。

另外，所述的“部(section(部)、module(模块)、unit(单元))”可替换为“部件”或“电路”等。例如，控制部可替换为控制部件或控制电路。

以上，基于附图对本发明的各实施方式的若干内容进行了详细说明，但这些是示例，以发明的公开栏中记载的态样为代表，能够基于本领域技术人员的知识以实施了各种变形、改良的其他形态来实施本发明。

Claims (6)

1.一种隔膜真空计，其特征在于，包括：

传感器头，用于真空压力的测量；

处理部，具有测量电路；以及

连接部，具有连接器或缆线，所述连接器或缆线设置有非易失性存储器，并连接所述传感器头与所述处理部。

2.根据权利要求1所述的隔膜真空计，其特征在于，

在所述非易失性存储器中保存有所述传感器头的调整数据。

3.根据权利要求1所述的隔膜真空计，其特征在于，

在所述连接部设置有转换放大电路。

4.根据权利要求3所述的隔膜真空计，其特征在于，

在所述连接部设置有模拟-数字转换电路。

5.根据权利要求1所述的隔膜真空计，其特征在于，

能够在所述处理部连接多个所述传感器头。

6.一种隔膜真空计，其特征在于，包括：

传感器头，用于真空压力的测量；

处理部，具有测量电路与非易失性存储器，所述非易失性存储器通过自外部获取所述传感器头的调整数据的外部终端，储存所述传感器头的调整数据；以及

连接部，具有连接所述传感器头与所述处理部的连接器或缆线。