JP2005090991A - Quartz friction vacuum gauge - Google Patents

Quartz friction vacuum gauge Download PDF

Info

Publication number
JP2005090991A
JP2005090991A JP2003321028A JP2003321028A JP2005090991A JP 2005090991 A JP2005090991 A JP 2005090991A JP 2003321028 A JP2003321028 A JP 2003321028A JP 2003321028 A JP2003321028 A JP 2003321028A JP 2005090991 A JP2005090991 A JP 2005090991A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
vacuum gauge
quartz
electrode
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003321028A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirosada Kawasaki
洋補 川崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Anelva Corp
Original Assignee
Anelva Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anelva Corp filed Critical Anelva Corp
Priority to JP2003321028A priority Critical patent/JP2005090991A/en
Publication of JP2005090991A publication Critical patent/JP2005090991A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a quartz friction vacuum gauge which improves corrosion resistivity by preventing corrosion of electrode part of a quartz vibrator, prevents aging variation of temperature dependence concerning the intrinsic resonance impedance of the quartz vibrator and its inclination, capable of stably keeping the intrinsic resonance impedance constant, and improved in measurement accuracy of pressure, and reliability and life as a pressure measurement apparatus. <P>SOLUTION: The quartz friction vacuum gauge measures objective pressure by measuring resonance impedance of a quartz vibrator 18 which is varying with pressure variation. The quartz vibrator 18 comprises an electrode 32 consisting of bilayer structure of Au film 34, Cr film 33, and at least the side exposure part of the Cr film is covered with a coat film 35 for preventing corrosion of Cr film. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は水晶摩擦真空計に関し、特に、音叉型水晶振動子等を利用して構成され、圧力変化に応じて変化する音叉型水晶振動子等の共振インピーダンスの変化を測定して圧力を測定する水晶摩擦真空計に関する。   The present invention relates to a quartz friction vacuum gauge, and in particular, is configured by using a tuning fork type crystal resonator or the like, and measures a pressure by measuring a change in resonance impedance of the tuning fork type crystal resonator or the like that changes according to a pressure change. It relates to a quartz friction vacuum gauge.

真空領域を利用する各種半導体製造装置や電子デバイス製造装置では、装置の立上げ、メンテナンス、各種のプロセスに応じて大気圧から高真空領域にかけての広範囲における圧力の測定が必要となる。このため測定の用途に応じて様々な真空計が使い分けられている。   In various semiconductor manufacturing apparatuses and electronic device manufacturing apparatuses that use a vacuum region, it is necessary to measure pressure in a wide range from an atmospheric pressure to a high vacuum region in accordance with start-up, maintenance, and various processes. For this reason, various vacuum gauges are used properly depending on the purpose of measurement.

一般的に、105〜1Pa程度の高圧力領域(低真空領域)では、ピラニ真空計等の熱伝導真空計、水晶摩擦真空計、回転型粘性真空計に代表される気体の輸送現象に基づく真空計が使用される。プロセス中の圧力測定では圧力制御の容易性および高精度といった要求を満たす隔膜真空計が主に使用される。他方、1Pa以下の低圧力領域(高真空領域)では、ベヤードアルパート型電離真空計(以下「B−A型電離真空計」と記す)に代表される電離真空計が広く使用される。 In general, in a high pressure region (low vacuum region) of about 10 5 to 1 Pa, it is based on a gas transport phenomenon typified by a heat conduction vacuum gauge such as a Pirani vacuum gauge, a quartz friction vacuum gauge, or a rotary viscometer. A vacuum gauge is used. In the pressure measurement during the process, a diaphragm vacuum gauge that satisfies the requirements of ease of pressure control and high accuracy is mainly used. On the other hand, in a low pressure region (high vacuum region) of 1 Pa or less, an ionization vacuum gauge typified by a bearer alpart type ionization vacuum gauge (hereinafter referred to as “BA type ionization vacuum gauge”) is widely used.

ここで水晶摩擦真空計について説明する。水晶摩擦真空計では水晶振動子が用いられる。エレクトロニクス分野で広く使用される水晶振動子は、圧電素子であって、共振時での電気的インピーダンス(共振インピーダンス)が周囲の気体の圧力に応じて変化するという特性を有している。水晶振動子の共振インピーダンスは、分子流領域では圧力に比例し、粘性流領域では圧力の1/2乗に比例するという特性を有している。中でも、音叉型水晶振動子は最も大きな共振インピーダンス変化を示す。このような水晶振動子を利用して構成された真空計が水晶摩擦真空計である。水晶摩擦真空計によれば、水晶振動子と周囲の気体の分子(圧力要因)との間の摩擦効果を利用して当該気体の圧力を測定するものであり、水晶振動子の共振インピーダンスの変化を検出することにより圧力値を得ることができる。具体的には、水晶振動子の固有共振抵抗(Z0)と測定した共振抵抗(Z)との差ΔZに基づいて気体の圧力を測定する。 Here, the quartz friction vacuum gauge will be described. A quartz crystal is used in the quartz friction vacuum gauge. A crystal resonator widely used in the electronics field is a piezoelectric element and has a characteristic that an electrical impedance (resonance impedance) at the time of resonance changes according to the pressure of surrounding gas. The resonance impedance of the quartz resonator has a characteristic that it is proportional to the pressure in the molecular flow region and proportional to the 1/2 power of the pressure in the viscous flow region. Among them, the tuning fork type crystal resonator shows the largest resonance impedance change. A vacuum gauge constructed using such a quartz crystal resonator is a quartz friction vacuum gauge. According to the quartz friction vacuum gauge, the pressure of the gas is measured by utilizing the friction effect between the quartz crystal and the surrounding gas molecules (pressure factors), and the change in the resonance impedance of the quartz crystal The pressure value can be obtained by detecting. Specifically, the gas pressure is measured based on the difference ΔZ between the natural resonance resistance (Z 0 ) of the crystal resonator and the measured resonance resistance (Z).

上記水晶摩擦真空計に関連する従来技術として、特許文献1に示される水晶真空計や、特許文献2に開示される音叉型水晶振動子による圧力測定方法が存在する。   As conventional techniques related to the quartz friction vacuum gauge, there are a quartz vacuum gauge disclosed in Patent Document 1 and a pressure measuring method using a tuning-fork type quartz vibrator disclosed in Patent Document 2.

特許文献1に開示される水晶真空計は、圧力測定対象である真空容器に付設される測定容器内に配置されて使用されるものであり、真空容器の電位が不安定であっても、その影響を受けず、安定して正確な測定を行えるようにするための水晶真空計である。特許文献1によれば、被測定真空容器に付設される測定容器における水晶振動子の取付け構造を工夫することにより、上記課題を達成している。   The quartz crystal vacuum gauge disclosed in Patent Document 1 is used by being placed in a measurement container attached to a vacuum container that is a pressure measurement target, even if the potential of the vacuum container is unstable. It is a quartz vacuum gauge that enables stable and accurate measurement without being affected. According to Patent Document 1, the above-described problem is achieved by devising a crystal resonator mounting structure in a measurement container attached to a vacuum container to be measured.

特許文献2に示される音叉型水晶振動子による圧力測定方法は、音叉型水晶振動子を利用して広範囲の圧力測定を行うものであり、当該水晶振動子の固有共振抵抗と実測共振抵抗との差から気体の圧力を測定するものにおいて、固有共振抵抗について、音叉型水晶振動子の温度を共振周波数に基づいて求め、この求められた温度に応じた抵抗値を用いるようにしている。すなわち、固有共振抵抗を温度条件を考慮して補正することによって、圧力の測定精度を高めている。   The pressure measuring method using a tuning fork type crystal resonator disclosed in Patent Document 2 is a method for measuring a wide range of pressures using a tuning fork type crystal resonator. In the measurement of the gas pressure from the difference, the temperature of the tuning fork crystal resonator is obtained based on the resonance frequency for the intrinsic resonance resistance, and the resistance value corresponding to the obtained temperature is used. That is, the pressure measurement accuracy is improved by correcting the natural resonance resistance in consideration of the temperature condition.

また水晶振動子の製造方法等については特許文献3に開示されている。特許文献3で開示される技術は、一定の周波数で発振する水晶振動子に関して、当該一定周波数の経時的変化を防ぐことによりその発振特性を劣化させないようにした水晶振動子およびその製造方法に関するものである。この水晶振動子によれば、腐食による重量の経時的変化を防ぐことにより周波数の経時的変化を防いでいる。すなわち、この水晶振動子では、表裏の2つの面の電極上に絶縁膜を堆積して当該電極を安定な絶縁膜で保護し、電極それ自体の腐食等による重量の経時的変化を抑え、これにより周波数の経時的変化を防いでいる。   A method for manufacturing a crystal resonator is disclosed in Patent Document 3. The technology disclosed in Patent Document 3 relates to a crystal resonator that oscillates at a constant frequency and a method for manufacturing the crystal resonator that prevents the oscillation characteristics from deteriorating by preventing the change of the constant frequency over time. It is. According to this crystal resonator, the change with time of the frequency is prevented by preventing the change with time of the weight due to corrosion. That is, in this crystal unit, an insulating film is deposited on the two front and back electrodes to protect the electrode with a stable insulating film, and the change in weight over time due to corrosion of the electrode itself is suppressed. This prevents changes in frequency over time.

次に図5〜図7を参照して水晶摩擦真空計に利用される音叉型水晶振動子の構造を概念的に説明する。図5は音叉型水晶振動子の要部斜視図、図6は音叉型水晶振動子の角型ロッド部の表面における電極の配置パターンを概念的に示した図、図7は電極の膜構造を示した図である。音叉型水晶振動子101は平行な2本の角型ロッド部101a,101bを有する。音叉型水晶振動子101の表面には所定のパターンで2つの電極102,103が形成されている。その結果、図6に示されるごとく、2つの角形ロッド部101a,101bのそれぞれには図6中の上下の面および左右の面に一対の電極102,103が設けられている。これらの電極102,103の間に交流電源104によって一定周波数(例えば32.8KHz)の交流電力を供給することにより音叉型水晶振動子101を振動させ、共振状態を生じさせる。水晶振動子101では、角型ロッド部101a,101bの表面を含む所定の表面領域に電極102,103が付されている。電極102,103の素材には、図7に示すごとく、Au(金)膜105が用いられる。Au膜は約200nm程度の厚みを有している。電極102,103のAu膜には、水晶振動子の面との間の密着性を高めるため、下地としてCr(クロム)膜106が用いられている。Cr膜の厚みは約200nmである。   Next, the structure of a tuning fork type crystal resonator used in a quartz friction vacuum gauge will be conceptually described with reference to FIGS. FIG. 5 is a perspective view of a main part of a tuning fork type crystal resonator, FIG. 6 is a diagram conceptually showing an electrode arrangement pattern on the surface of a square rod portion of the tuning fork type crystal resonator, and FIG. 7 shows a film structure of the electrode. FIG. The tuning fork type crystal resonator 101 has two parallel rectangular rod portions 101a and 101b. Two electrodes 102 and 103 are formed in a predetermined pattern on the surface of the tuning fork crystal unit 101. As a result, as shown in FIG. 6, the two rectangular rod portions 101a and 101b are provided with a pair of electrodes 102 and 103 on the upper and lower surfaces and the left and right surfaces in FIG. By supplying AC power of a certain frequency (for example, 32.8 KHz) between these electrodes 102 and 103 by an AC power source 104, the tuning fork type crystal resonator 101 is vibrated to generate a resonance state. In the crystal resonator 101, electrodes 102 and 103 are attached to predetermined surface regions including the surfaces of the square rod portions 101a and 101b. As a material for the electrodes 102 and 103, an Au (gold) film 105 is used as shown in FIG. The Au film has a thickness of about 200 nm. A Cr (chromium) film 106 is used as a base for the Au films of the electrodes 102 and 103 in order to improve the adhesion between the surfaces of the crystal resonator. The thickness of the Cr film is about 200 nm.

上記の構造を有する音叉型水晶振動子によれば、共振状態に駆動された状態において、その共振インピーダンスを測定すると、大気圧から0.01Paの高真空状態までの圧力変化を捉えることができる。なおこの場合、音叉型水晶振動子は共振状態にあるので、共振インピーダンスはほとんど共振抵抗の分だけになっている。また共振インピーダンスに基づいて真空状態に係る圧力を測定する際、常に周波数に応じて共振インピーダンスの温度補正が行われる。   According to the tuning fork type crystal resonator having the above-described structure, when the resonance impedance is measured in a state driven in a resonance state, a pressure change from atmospheric pressure to a high vacuum state of 0.01 Pa can be captured. In this case, since the tuning fork type crystal resonator is in a resonance state, the resonance impedance is almost equal to the resonance resistance. When measuring the pressure in a vacuum state based on the resonance impedance, the temperature of the resonance impedance is always corrected according to the frequency.

上記の音叉型水晶振動子を利用した水晶摩擦真空計では次の問題が提起される。   The following problems are raised in the quartz friction vacuum gauge using the tuning fork type quartz resonator.

水晶摩擦真空計が装備される各種の半導体製造装置や電子デバイス製造装置などでは、様々なプロセス条件の要求から反応性ガスが使用される場合が多い。例えば半導体超微細加工技術として必要不可欠であるドライエッチングプロセスではCF4やCCl4に代表されるフッ素系ガスや塩素系ガスが使用され、またアッシングプロセスではO2ガスが使用される。これらのガス(気体)は真空中でプラズマになると、化学的に活性の強いラジカルを発生する。このため、前述した従来の音叉型水晶振動子を利用した水晶摩擦真空計では、プロセス条件によって、水晶振動子の電極における下地膜であるCr膜の露出部分に腐食を生じる。このようなCr膜の腐食が生じると、音叉型水晶振動子の固有共振インピーダンス(主に固有共振抵抗)において経時的変化が生じる。例えばガス雰囲気によっては数時間から数週間の時間経過後に音叉型水晶振動子の固有共振インピーダンスの値が上昇し始め、1.2〜2倍程度の値になる。これは音叉型水晶振動子の固有共振抵抗の変化を意味している。このため、共振インピーダンスの変化が圧力変化に正確に対応せず、圧力の測定精度が低下する。 In various semiconductor manufacturing apparatuses and electronic device manufacturing apparatuses equipped with a quartz friction vacuum gauge, a reactive gas is often used because of various process condition requirements. For example, a fluorine-based gas or a chlorine-based gas typified by CF 4 or CCl 4 is used in a dry etching process that is indispensable as a semiconductor ultrafine processing technology, and an O 2 gas is used in an ashing process. When these gases (gases) become plasma in a vacuum, they generate radicals that are chemically active. For this reason, in the quartz friction vacuum gauge using the conventional tuning fork type quartz vibrator described above, corrosion occurs in the exposed portion of the Cr film, which is the base film, in the electrodes of the quartz vibrator depending on the process conditions. When such corrosion of the Cr film occurs, a change with time occurs in the natural resonance impedance (mainly the natural resonance resistance) of the tuning fork type crystal resonator. For example, depending on the gas atmosphere, the value of the natural resonance impedance of the tuning-fork type crystal resonator starts to rise after several hours to several weeks, and is about 1.2 to 2 times. This means a change in the natural resonance resistance of the tuning fork type crystal resonator. For this reason, the change in the resonance impedance does not accurately correspond to the pressure change, and the pressure measurement accuracy decreases.

また上記固有共振インピーダンスは、温度が高くなるにつれて大きくなるという温度依存性を有している。この固有共振インピーダンスの温度依存性の特性曲線は、その増加の傾きが固有共振インピーダンスの増加に伴って急峻になるという特性を有している。水晶振動子の固有共振インピーダンスが水晶振動子の電極下地膜の腐食が原因で変化すると、圧力測定精度の維持のため、頻繁に零点調整する必要が生じる。従って圧力測定の要となる水晶振動子の固有共振インピーダンスの変化を抑えることが望まれる。
特開2000−28465号公報 特開平4−93735号公報(特公平7−97060号公報) 特開平11−68501号公報
Further, the natural resonance impedance has a temperature dependency that increases as the temperature increases. The characteristic curve of temperature dependence of the natural resonance impedance has a characteristic that the slope of the increase becomes steep as the natural resonance impedance increases. If the natural resonance impedance of the crystal resonator changes due to corrosion of the electrode base film of the crystal resonator, it is necessary to frequently adjust the zero point in order to maintain pressure measurement accuracy. Therefore, it is desirable to suppress the change in the natural resonance impedance of the crystal resonator, which is a key for pressure measurement.
JP 2000-28465 A Japanese Patent Laid-Open No. 4-93735 (Japanese Patent Publication No. 7-97060) Japanese Patent Laid-Open No. 11-68501

本発明の課題は、圧力変化に応じた水晶振動子の共振インピーダンスの変化を測定して、ハロゲンや酸素等のガスを導入してプラズマを生成する反応容器内の圧力を測定する水晶摩擦真空計において、固有共振インピーダンスの経時的変化を抑制し、さらに固有共振インピーダンスの温度依存性の経時変化も抑制しようとするものである。   An object of the present invention is to measure a change in resonance impedance of a crystal resonator according to a change in pressure, and to measure a pressure in a reaction vessel that generates a plasma by introducing a gas such as halogen or oxygen. Therefore, it is intended to suppress the time-dependent change of the natural resonance impedance and further suppress the temperature-dependent change of the natural resonance impedance.

本発明の目的は、上記の課題に鑑み、水晶振動子の電極部分の腐食を防いでその耐食性を向上させ、さらに水晶振動子の固有共振インピーダンスおよびその傾きに関する温度依存性の経時的変化を防ぎ、固有共振インピーダンスを安定して一定に保つことができ、圧力の測定精度、および圧力測定機器としての信頼性および寿命を向上させた水晶摩擦真空計を提供することにある。   In view of the above-mentioned problems, the object of the present invention is to prevent corrosion of the electrode portion of the crystal unit and improve its corrosion resistance, and further prevent the temporal dependence of the temperature dependence of the natural resonance impedance and the inclination of the crystal unit. Another object of the present invention is to provide a quartz friction vacuum gauge capable of stably maintaining a constant natural resonance impedance and improving pressure measurement accuracy and reliability and life as a pressure measurement device.

本発明に係る水晶摩擦真空計は、上記目的を達成するため、次のように構成される。   In order to achieve the above object, the quartz friction vacuum gauge according to the present invention is configured as follows.

第1の水晶摩擦真空計(請求項1に対応)は、圧力の変化に応じて変化する水晶振動子の共振インピーダンスを測定することに基づいて対象圧力を測定する水晶摩擦真空計であり、水晶振動子は電極膜と下地膜の二層構造から成る電極を備え、少なくとも下地膜の側面露出部を下地膜腐食防止用の遮蔽膜で被覆するようにした。   A first quartz frictional vacuum gauge (corresponding to claim 1) is a quartz frictional vacuum gauge that measures a target pressure based on measuring a resonance impedance of a quartz resonator that changes in accordance with a change in pressure. The vibrator includes an electrode having a two-layer structure of an electrode film and a base film, and at least the side surface exposed portion of the base film is covered with a shielding film for preventing corrosion of the base film.

水晶摩擦真空計では、水晶振動子の固有共振抵抗(Z0)と測定した共振抵抗(Z)との差ΔZに基づいて気体の圧力を測定する。水晶振動子に共振状態を生じさせるため、所定の配置パターンの電極を有する。この電極は、本来の電極膜と、密着性を高めるための下地膜からなる二層構造を有している。水晶摩擦真空計では、反応性を有する気体(ガス)の分子や活性種(ラジカル)等の圧力要因が水晶振動子と接することになる。このような状況にあるので、下地膜の表面にO,H,F等の活性種が輸送され、反応が生じ、摩擦量変化が発生するおそれが高い。そこでこれを防止するため、活性種の侵入等を防止する目的で下地膜腐食防止用の遮蔽膜を用いて少なくとも下地膜の側面露出部を被覆する。 The quartz friction vacuum gauge measures the gas pressure based on the difference ΔZ between the natural resonance resistance (Z 0 ) of the quartz crystal resonator and the measured resonance resistance (Z). In order to generate a resonance state in the crystal resonator, electrodes having a predetermined arrangement pattern are provided. This electrode has a two-layer structure consisting of an original electrode film and a base film for improving adhesion. In the quartz friction vacuum gauge, pressure factors such as reactive gas (gas) molecules and active species (radicals) come into contact with the quartz crystal resonator. In such a situation, active species such as O, H, and F are transported to the surface of the base film, causing a reaction, and there is a high possibility that a change in the amount of friction will occur. In order to prevent this, at least the side surface exposed portion of the base film is covered with a shielding film for preventing corrosion of the base film for the purpose of preventing the invasion of active species.

第2の水晶摩擦真空計(請求項2に対応)は、上記の第1の構成において、好ましくは、圧力要因(ガス分子や活性種等)に接する電極における表面部分を遮蔽膜で被覆したことで特徴づけられる。活性種等の侵入を防止するためには電極の表面部分のすべてを遮蔽膜で覆うことが好ましい。   In the first quartz friction vacuum gauge (corresponding to claim 2), the surface portion of the electrode in contact with the pressure factor (gas molecules, active species, etc.) is preferably covered with a shielding film in the first configuration. It is characterized by. In order to prevent intrusion of active species and the like, it is preferable to cover the entire surface portion of the electrode with a shielding film.

第3の水晶摩擦真空計(請求項3に対応)は、上記の各構成において、好ましくは、電極膜はAu膜であり、下地膜はCr膜であることで特徴づけられる。   A third quartz friction vacuum gauge (corresponding to claim 3) is preferably characterized in that, in each of the above-described configurations, the electrode film is an Au film and the base film is a Cr film.

第4の水晶摩擦真空計(請求項4に対応)は、上記の各構成において、好ましくは、遮蔽膜は少なくとも活性種の侵入を防止する膜であることで特徴づけられる。   A fourth quartz frictional vacuum gauge (corresponding to claim 4) is characterized in that, in each of the above-described structures, the shielding film is preferably a film that prevents at least invasion of active species.

第5の水晶摩擦真空計(請求項5に対応)は、上記の各構成において、好ましくは、遮蔽膜の材質は、セラミックス、金属、プラスチック材のうちのいずれかであることを特徴とする。遮蔽膜の形成の仕方としては、その材質に応じて、塗布、メッキ処理、蒸着処理等が用いられる。   The fifth quartz frictional vacuum gauge (corresponding to claim 5) is preferably characterized in that, in each of the above-described configurations, the material of the shielding film is any one of ceramics, metals, and plastic materials. As a method of forming the shielding film, coating, plating, vapor deposition or the like is used depending on the material.

第6の水晶摩擦真空計(請求項6に対応)は、上記の各構成において、好ましくは、プラスチック材はポリイミドまたはテフロン(登録商標)であることを特徴とする。   A sixth quartz friction vacuum gauge (corresponding to claim 6) is preferably characterized in that, in each of the above-mentioned configurations, the plastic material is polyimide or Teflon (registered trademark).

本発明によれば、水晶振動子を利用した水晶摩擦真空計で、電極に電極膜と下地膜から成る二層構造を用いたものにおいて、特にCr膜等の下地膜の少なくとも側面露出部に活性種(ラジカル)等の侵入を防ぐための遮蔽膜を施して保護するようにしたため、反応性ガスや活性種に起因する下地膜の腐食を防止することができ、水晶摩擦真空計が反応性ガスや化学的に活性な要素に曝される真空雰囲気でも測定性能に係る特性劣化や寿命の悪化などがなく、安定した圧力測定を行うことができる。   According to the present invention, in a quartz friction vacuum gauge using a quartz resonator, the electrode uses a two-layer structure consisting of an electrode film and a base film, and particularly active at least on the side surface exposed portion of the base film such as a Cr film. Protected by applying a shielding film to prevent the invasion of seeds (radicals), etc., so that corrosion of the base film due to reactive gas and active species can be prevented. Even in a vacuum atmosphere exposed to a chemically active element, there is no deterioration in characteristics related to measurement performance or deterioration in life, and stable pressure measurement can be performed.

以下に、本発明の好適な実施形態(実施例)を添付図面に基づいて説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Preferred embodiments (examples) of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図1は本発明の第1実施形態に係る水晶摩擦真空計の使用状態を示す。11は被測定真空容器の一部を示している。被測定真空容器11は、例えば、基板を処理するための真空チャンバを形成するものである。被測定真空容器11では、内部空間12が所要の真空状態にされ、この内部空間12において材料ガスやプロセスガス等が導入されてプラズマが生成され、当該容器内に搬入された基板に対して所要の処理が施される。被測定真空容器11の内部空間12の圧力が本実施形態による水晶摩擦真空計の測定対象となる。   FIG. 1 shows a usage state of the quartz friction vacuum gauge according to the first embodiment of the present invention. Reference numeral 11 denotes a part of the vacuum container to be measured. The measured vacuum vessel 11 forms, for example, a vacuum chamber for processing a substrate. In the vacuum container 11 to be measured, the internal space 12 is brought into a required vacuum state, and a material gas, a process gas, or the like is introduced into the internal space 12 to generate plasma, and the substrate is loaded into the container. Is processed. The pressure in the internal space 12 of the vacuum container 11 to be measured is a measurement target of the quartz friction vacuum gauge according to the present embodiment.

被測定真空容器11の壁部の一部に、測定用開口部13を形成する真空計取付け部14が設けられる。測定用開口部13に通じるように、当該真空計取付け部14に対して、水晶摩擦真空計を収容する金属製真空計容器15が取り付けられる。真空計容器15は筒型形状を有し、図1中、上端は開放されて開口部が形成され、さらに開口部の外側周囲にはフランジ15aが形成されている。真空計容器15のフランジ15aは、真空計取付け部14の取付け用フランジ14aに結合される。フランジ15aと取付け用フランジ14aとの結合は、真空封止状態を形成してボルト等(図示せず)によって行われる。真空計取付け部14に真空計容器15を取り付けると、測定用開口部13と真空計容器15の開口部15bが通じる。被測定用真空容器11の真空計取付け部14に対して、真空計容器15は、自在に取付けまたは取外しすることができる。かかる連結構造によって、真空計容器15の内部空間と被測定真空容器11の内部空間12とがつながることになる。   A vacuum gauge mounting portion 14 that forms a measurement opening 13 is provided in a part of the wall of the vacuum container 11 to be measured. A metal vacuum gauge container 15 that accommodates a quartz friction vacuum gauge is attached to the vacuum gauge mounting portion 14 so as to communicate with the measurement opening 13. The vacuum gauge container 15 has a cylindrical shape. In FIG. 1, the upper end is opened to form an opening, and a flange 15a is formed around the outside of the opening. The flange 15 a of the vacuum gauge container 15 is coupled to the mounting flange 14 a of the vacuum gauge mounting portion 14. The flange 15a and the mounting flange 14a are joined by a bolt or the like (not shown) in a vacuum sealed state. When the vacuum gauge container 15 is attached to the vacuum gauge attachment part 14, the measurement opening 13 and the opening 15 b of the vacuum gauge container 15 communicate with each other. The vacuum gauge container 15 can be freely attached to or detached from the vacuum gauge mounting part 14 of the vacuum container 11 to be measured. With this connection structure, the internal space of the vacuum gauge container 15 and the internal space 12 of the measured vacuum container 11 are connected.

真空計容器15の図1中の下端部は、例えば絶縁ガラス16によって封止されており、これにより真空計容器15の内部も真空に保持される。絶縁ガラス16は、円筒状シールド17を境界にして、外側部材16aと内側部材16bとから形成される。円筒状シールド17は、内部に例えば音叉型水晶振動子(以下「水晶振動子」と記す)18を収容している。円筒状シールド17は、水晶振動子18をシールドし保護するためのものである。円筒状シールド17は、好ましくは、真空計容器15と同軸的位置関係に配置されている。円筒状シールド17は、絶縁ガラス16に固定され、真空計容器15に取り付けられている。円筒状シールド17の下端はさらに外側に延設されている。   The lower end portion of the vacuum gauge container 15 in FIG. 1 is sealed with, for example, insulating glass 16, whereby the inside of the vacuum gauge container 15 is also kept in a vacuum. The insulating glass 16 is formed of an outer member 16a and an inner member 16b with the cylindrical shield 17 as a boundary. The cylindrical shield 17 accommodates, for example, a tuning fork type crystal resonator (hereinafter referred to as “crystal resonator”) 18. The cylindrical shield 17 is for shielding and protecting the crystal unit 18. The cylindrical shield 17 is preferably arranged in a coaxial positional relationship with the vacuum gauge container 15. The cylindrical shield 17 is fixed to the insulating glass 16 and attached to the vacuum gauge container 15. The lower end of the cylindrical shield 17 is further extended outward.

円筒状シールド17の真空側端部は、真空計容器15の開口部15bの近くまで挿入された状態で配置される。この真空側端部にはダストフィルタ19が設けられている。円筒状シールド17の内部空間と被測定真空容器11の内部空間12とはダストフィルタ19を介して通じている。ダストフィルタ19は、円筒状シールド17の内部空間にゴミが侵入するのを防止する働きを有する。   The vacuum side end of the cylindrical shield 17 is arranged in a state of being inserted to the vicinity of the opening 15 b of the vacuum gauge container 15. A dust filter 19 is provided at the vacuum side end. The internal space of the cylindrical shield 17 and the internal space 12 of the measured vacuum vessel 11 communicate with each other through a dust filter 19. The dust filter 19 has a function of preventing dust from entering the internal space of the cylindrical shield 17.

円筒状シールド17の内部には前述のごとく水晶振動子18が配置される。図1では水晶振動子18は概略的に描かれている。実際には例えば図5で示した水晶形状および電極パターン構造を有している。水晶振動子18の表面には2つの電極パターンに基づき電極21,22が形成されている。2つの電極パターンは、音叉型の水晶振動子18の2本の角型ロッド部18a,18bにおいて、図5および図6で説明されたごとき所定の対向状態にて配置されている。図1では、2つの電極パターンに関して、説明の便宜上、水晶振動子18の2本の角型ロッド部18a,18bの手前側表面に形成された電極部分のみを示している。   As described above, the quartz vibrator 18 is disposed inside the cylindrical shield 17. In FIG. 1, the crystal unit 18 is schematically depicted. Actually, for example, it has the crystal shape and electrode pattern structure shown in FIG. Electrodes 21 and 22 are formed on the surface of the crystal unit 18 based on two electrode patterns. The two electrode patterns are arranged in a predetermined facing state as described with reference to FIGS. 5 and 6 in the two rectangular rod portions 18a and 18b of the tuning fork type crystal resonator 18. In FIG. 1, for convenience of explanation, only the electrode portions formed on the front surface of the two rectangular rod portions 18 a and 18 b of the crystal resonator 18 are shown for the two electrode patterns.

水晶振動子18の表面に形成された電極21,22の各基部にはリード線23がハンダで接続され、リード線23の他端は絶縁ガラス16の内側部材16bに真空封止の状態で固定された2本のリードピン24のそれぞれにスポット接合されている。   A lead wire 23 is connected to each base portion of the electrodes 21 and 22 formed on the surface of the crystal resonator 18 by soldering, and the other end of the lead wire 23 is fixed to the inner member 16b of the insulating glass 16 in a vacuum-sealed state. Each of the two lead pins 24 is spot-bonded.

絶縁ガラス16の外側に引き出された円筒状シールド17の外側端部、および2本のリードピン24の外側端部のそれぞれは、ケーブル(または接続線)25等で制御回路26に導かれる。円筒状シールド17の外側端部は制御回路26のアース27に接続されている。また電極21,22の各リードピン24の間には、制御回路26に内蔵される図示しない交流電源から所要周波数の交流が与えられている。   Each of the outer end of the cylindrical shield 17 drawn out of the insulating glass 16 and the outer end of the two lead pins 24 is led to the control circuit 26 by a cable (or connection line) 25 or the like. The outer end of the cylindrical shield 17 is connected to the ground 27 of the control circuit 26. Further, between the lead pins 24 of the electrodes 21 and 22, an alternating current having a required frequency is given from an alternating current power source (not shown) built in the control circuit 26.

上記の構成に基づき、電極21,22、リード線23およびリードピン24、およびケーブル25を経由して制御回路26に入力される信号に基づいて被測定真空容器11の内部圧力が測定される。制御回路26は、円筒状シールド17とダストフィルタ19と絶縁ガラス16で囲まれた内部空間に配置された水晶振動子18の共振状態における共振インピーダンス(共振抵抗)の変化を検出する。制御回路26が、電極21,22から与えられる信号に基づき水晶振動子の共振インピーダンスを測定しかつその変化を検出することにより、被測定真空容器11の内部空間12の圧力を測定することができる。これは、水晶振動子18の共振インピーダンスすなわち共振抵抗が圧力変化に応じて変化する特性を利用している。   Based on the above configuration, the internal pressure of the vacuum container 11 to be measured is measured based on a signal input to the control circuit 26 via the electrodes 21 and 22, the lead wire 23 and the lead pin 24, and the cable 25. The control circuit 26 detects a change in resonance impedance (resonance resistance) in the resonance state of the crystal resonator 18 disposed in the internal space surrounded by the cylindrical shield 17, the dust filter 19, and the insulating glass 16. The control circuit 26 can measure the pressure of the internal space 12 of the vacuum container 11 to be measured by measuring the resonance impedance of the crystal resonator based on signals given from the electrodes 21 and 22 and detecting the change thereof. . This utilizes the characteristic that the resonance impedance, that is, the resonance resistance of the crystal unit 18 changes according to the pressure change.

水晶振動子18の共振インピーダンスすなわち共振抵抗は、上記のごとく、圧力変化だけではなく、温度変化によっても変化する。また水晶振動子18は、その共振周波数も、温度変化に応じて変化するという特性を有している。そこで、高精度の測定特性を持たせるように構成された水晶摩擦真空計では、水晶振動子18の共振周波数の変化に基づいて温度変化を捉え、温度変化量に応じた共振インピーダンスの補正を行うことによって周囲温度の変化の影響を受けない高精度の圧力測定を行えるように構成されている。なお、圧力に変換される共振インピーダンスの変化(ΔZ)は、下記の式(数1)で表される。   As described above, the resonance impedance, that is, the resonance resistance of the crystal unit 18 changes not only due to pressure change but also due to temperature change. Further, the crystal resonator 18 has a characteristic that its resonance frequency also changes according to a temperature change. Therefore, a quartz friction vacuum gauge configured to have high-precision measurement characteristics captures a temperature change based on a change in the resonance frequency of the crystal resonator 18 and corrects a resonance impedance according to the temperature change amount. Thus, it is configured to perform high-precision pressure measurement that is not affected by changes in ambient temperature. Note that the change (ΔZ) in resonance impedance converted into pressure is expressed by the following equation (Equation 1).

(数1)
ΔZ=Z−(Z0+ZT
ここで、
Z:圧力測定時の共振インピーダンス
0:固有共振インピーダンス
T:温度Tにおける共振インピーダンス補正値
(Equation 1)
ΔZ = Z− (Z 0 + Z T )
here,
Z: Resonance impedance during pressure measurement
Z 0 : natural resonance impedance
Z T : Resonance impedance correction value at temperature T

図2に音叉型(U字型)の水晶振動子18の角型ロッド部の要部の断面を示す。図2によって電極の構造が明確に示される。31は水晶振動子18における角型ロッド部(18a,18b)の一部の断面部である。この角型ロッド部は水晶すなわちSiO2(二酸化ケイ素)で作られている。32は電極である。電極32は、角型ロッド部の側部の四面に形成されている。電極32は、前述した2つの電極パターンに対応する電極21,22の要部を水平断面として拡大して示したものである。電極32は基板部分としてのSiO2すなわち角型ロッド部31の上に、Cr膜33とAu膜34の二層構造で形成されている。Cr膜33は、本来の電極であるAu膜34の角型ロッド部31への密着性を高めるための下地膜である。Au膜34の厚みは例えば200nmである。 FIG. 2 shows a cross section of the main part of a square rod portion of a tuning fork type (U-shaped) crystal resonator 18. FIG. 2 clearly shows the structure of the electrode. Reference numeral 31 denotes a partial cross-sectional portion of the square rod portion (18a, 18b) in the crystal resonator 18. This square rod portion is made of quartz, that is, SiO 2 (silicon dioxide). 32 is an electrode. The electrode 32 is formed on the four sides of the side of the square rod portion. The electrode 32 is an enlarged view of the main part of the electrodes 21 and 22 corresponding to the two electrode patterns described above as a horizontal section. The electrode 32 is formed in a two-layer structure of a Cr film 33 and an Au film 34 on SiO 2 serving as a substrate portion, that is, a square rod portion 31. The Cr film 33 is a base film for improving the adhesion of the Au film 34, which is an original electrode, to the square rod portion 31. The thickness of the Au film 34 is, for example, 200 nm.

上記のごとき二層の電極構造を有する電極32に対して例えばSiO2コート膜(シリカ膜:セラミックス)35が形成される。電極32のコート膜35は、Cr膜33とAu膜34の側面部の全部、およびAu膜34の外側表面部の全部を覆うように被覆している。こうして電極32を形成する二層構造の膜部分はコート膜35で保護されている。コート膜35の商品としては、例えばクラリアントジャパン(株)製の「ポリシラザン NP140(登録商標)」等を挙げることができる。 For example, a SiO 2 coat film (silica film: ceramic) 35 is formed on the electrode 32 having the two-layer electrode structure as described above. The coating film 35 of the electrode 32 covers the entire side surface portions of the Cr film 33 and the Au film 34 and the entire outer surface portion of the Au film 34. Thus, the film portion of the two-layer structure forming the electrode 32 is protected by the coat film 35. Examples of the product of the coating film 35 include “polysilazane NP140 (registered trademark)” manufactured by Clariant Japan Co., Ltd.

上記のコート膜35は、内部空間12に存在する反応性ガスあるいはラジカル(活性種)等が電極32の内部に侵入するのを阻止しCr膜の腐食を防止する遮蔽膜である。当該コート膜35が設けられていないと、上記の反応性ガスやラジカル等が電極32の側面部等から電極32の内部に侵入しCr膜33に輸送されて反応を起こしCr膜33を腐食させることになる。従ってコート膜35は、反応性ガスやラジカル等の侵入を阻止してCr膜3の腐食を防止する遮蔽膜であり、その結果として電極32の下地膜の耐食性を高めることになる。   The coating film 35 is a shielding film that prevents reactive gas or radicals (active species) existing in the internal space 12 from entering the electrode 32 and prevents corrosion of the Cr film. If the coating film 35 is not provided, the reactive gas, radical, or the like enters the electrode 32 from the side surface or the like of the electrode 32 and is transported to the Cr film 33 to cause a reaction and corrode the Cr film 33. It will be. Accordingly, the coating film 35 is a shielding film that prevents the invasion of reactive gas, radicals, and the like and prevents the corrosion of the Cr film 3, and as a result, the corrosion resistance of the base film of the electrode 32 is enhanced.

上記において、コート膜35は、少なくともCr膜33の側面部の露出部分のすべてを完全に覆っていれば十分である。さらには、電極32のCr膜33とAu膜34の側面部の露出部すべてを完全に覆っていれば十分である。しかし、これに限定されるものではない。コート膜35を付ける方法としては、例えば塗布が好ましい。しかし、これに限定されるものではない。   In the above, it is sufficient that the coating film 35 completely covers at least all of the exposed portion of the side surface portion of the Cr film 33. Furthermore, it is sufficient to completely cover all exposed portions of the side surfaces of the Cr film 33 and the Au film 34 of the electrode 32. However, it is not limited to this. As a method for applying the coating film 35, for example, coating is preferable. However, it is not limited to this.

被測定真空容器11の内部空間12が所要の真空状態になるように減圧され、プラズマ等が生成されるとき、被測定真空容器11の内部空間12で発生した反応性ガスやラジカルは、測定用開口部13を通って真空計容器15の内部空間に移動する。かかる反応性ガスやラジカルは、ダストフィルタ19を透過して円筒状シールド17の内部の水晶振動子18にまで到達する。反応性ガス等との摩擦によって水晶振動子18の共振インピーダンスの値は変化し、内部空間12の圧力を測定することができる。その場合において、水晶振動子18における上記構造を有する電極32によれば、特に本来耐食性の弱いCr膜33の側面部はコート膜35で完全に覆われているので、反応性ガスやラジカルに直接に曝されることなくその腐食を防止することができる。それ故に、温度補償精度の悪化や、寿命の短縮化、さらに圧力測定値の信頼性の低下を招くことなく、様々なプロセス条件で安定した圧力測定を行うことができる。   When the internal space 12 of the measured vacuum vessel 11 is depressurized so as to be in a required vacuum state and plasma or the like is generated, the reactive gas or radical generated in the internal space 12 of the measured vacuum vessel 11 is used for measurement. It moves to the internal space of the vacuum gauge container 15 through the opening 13. Such reactive gas or radical passes through the dust filter 19 and reaches the crystal unit 18 inside the cylindrical shield 17. The value of the resonance impedance of the crystal resonator 18 is changed by friction with the reactive gas or the like, and the pressure in the internal space 12 can be measured. In that case, according to the electrode 32 having the above-described structure in the crystal resonator 18, the side surface portion of the Cr film 33, which is inherently weak in corrosion resistance, is completely covered with the coating film 35. The corrosion can be prevented without being exposed to. Therefore, stable pressure measurement can be performed under various process conditions without causing deterioration of temperature compensation accuracy, shortening of the life, and lowering of reliability of the pressure measurement value.

上記のごとく電極32の少なくとも側面の露出部分をコート膜35で保護するだけで上記の作用・効果を生じる理由は、仮に従来のごとく上記腐食を許す構造になっていると、O,H,F等のラジカル等が水晶振動子18の電極32を形成するCr膜の表面に輸送されて反応し、電極側面等での電極オーミック損や電極と水晶部分の間で摩擦量変化が生じるのに対して、コート膜35を施すことによってこれらの現象の発生を防止できるからである。   As described above, the reason why the above-mentioned action and effect can be obtained only by protecting the exposed portion of at least the side surface of the electrode 32 with the coating film 35 is that if the structure is allowed to corrode as in the conventional case, O, H, F And the like are transported to the surface of the Cr film forming the electrode 32 of the crystal resonator 18 and react to cause an electrode ohmic loss on the electrode side surface or the like, and a friction amount change between the electrode and the crystal portion. This is because the occurrence of these phenomena can be prevented by applying the coating film 35.

上記の実施形態の説明では、電極32の部分の保護にSiO2コート膜すなわちセラミックスによる遮蔽膜を用いたが、水晶摩擦真空計の使用環境によってはポリイミドをコーティングすることによって遮蔽膜を形成することも有効である。遮蔽膜としては、その他に、テフロン(登録商標)、SiN、Pt等を用いることもできる。また塗布による遮蔽膜の代わりに、例えばアルミナ等を用いて蒸着によって水晶振動子18の全体をコーティングするようにしてもよい。 In the description of the above embodiment, the SiO 2 coat film, that is, the ceramic shielding film is used to protect the electrode 32 portion. However, depending on the use environment of the quartz friction vacuum gauge, the shielding film is formed by coating polyimide. Is also effective. In addition, Teflon (registered trademark), SiN, Pt, or the like can be used as the shielding film. Moreover, instead of the shielding film by application, for example, alumina or the like may be used to coat the entire crystal unit 18 by vapor deposition.

図3に本発明の第2実施形態に係る水晶摩擦真空計の要部断面図を示し、前述の図2と同様な図である。図3において、図2で説明した要素と実質的に同一の要素には同一の符合を付している。第2実施形態による水晶摩擦真空計では、Auメッキ処理によって水晶振動子18の角型ロッド部31等に形成された電極32の形成領域のみにAuメッキ膜36を形成し、被覆処理を施している。その他の構成については第1実施形態の場合と同じである。   FIG. 3 is a cross-sectional view of the main part of a quartz friction vacuum gauge according to the second embodiment of the present invention, which is the same as FIG. 3, elements that are substantially the same as those described in FIG. In the quartz friction vacuum gauge according to the second embodiment, the Au plating film 36 is formed only on the formation region of the electrode 32 formed on the square rod portion 31 or the like of the crystal resonator 18 by the Au plating process, and the coating process is performed. Yes. Other configurations are the same as those in the first embodiment.

上記のAuメッキ膜36は、例えば、水晶振動子18のリード線23の部分に電圧を印加してメッキを行う。従って、この場合には、既存のAu膜34の表面や、Cr膜33とAu膜34の側面露出部、リード線23、半田接合部などの電圧のかかっている部分はすべてAuメッキが行われる。これによれば、Cr膜33の部分は勿論のこと、リード線やハンダ接合部の耐食性も向上することができる。なおメッキ膜厚としては、数ミクロンから数百ナノ程度である。   For example, the Au plating film 36 is plated by applying a voltage to the lead wire 23 of the crystal resonator 18. Therefore, in this case, Au plating is performed on the surface of the existing Au film 34, the exposed portions of the side surfaces of the Cr film 33 and the Au film 34, the lead wires 23, the solder joints, and the like. . According to this, not only the portion of the Cr film 33 but also the corrosion resistance of the lead wire and the solder joint can be improved. The plating film thickness is about several microns to several hundred nanometers.

第2実施形態による水晶摩擦真空計では、耐食性の弱いCr膜33の側面部をAuメッキ膜36で完全に覆うため、耐食性を大きく改善することができる。   In the quartz friction vacuum gauge according to the second embodiment, since the side surface portion of the Cr film 33 having low corrosion resistance is completely covered with the Au plating film 36, the corrosion resistance can be greatly improved.

本発明による水晶摩擦真空計によれば、例えばスパッタ装置、プラズマCVD装置、ドライエッチング装置、アッシャ装置等のように水晶摩擦真空計が反応性ガスや化学的に活性なラジカルに曝される真空雰囲気で、特性劣化や寿命の悪化などの心配のない、安定した圧力測定を行うことができる。   According to the quartz friction vacuum gauge according to the present invention, a vacuum atmosphere in which the quartz friction vacuum gauge is exposed to reactive gas or chemically active radicals such as a sputtering apparatus, a plasma CVD apparatus, a dry etching apparatus, an asher apparatus, etc. Therefore, stable pressure measurement can be performed without worrying about deterioration of characteristics and lifetime.

上記の実施形態では、水晶摩擦真空計への適用例として説明したが、本発明は水晶振動子を用いたその他の計測装置、例えば、温度計や時計、膜厚計等にも適用することができる。   The above embodiment has been described as an application example to a quartz friction vacuum gauge, but the present invention can also be applied to other measuring devices using a quartz resonator, such as a thermometer, a watch, a film thickness meter, and the like. it can.

シリカ膜を利用した保護用のコート膜の実施例を示す。この実施例では、ポリシラザン(SiH2NH)を塗布することによりコート膜35を形成する。その後、大気中、H2O中に放置する。その結果、約200nm(0.2μm)以下の厚みのSiO2膜を形成する。 An example of a protective coating film using a silica film will be described. In this embodiment, the coating film 35 is formed by applying polysilazane (SiH 2 NH). Thereafter, it is left in the atmosphere in H 2 O. As a result, an SiO 2 film having a thickness of about 200 nm (0.2 μm) or less is formed.

図4に固有共振インピーダンスの変化特性を示す。グラフの横軸は時間軸で単位は「時間」であり、縦軸は固有共振インピーダンスである。このグラフは、酸素プラズマ雰囲気での圧力一定におけるB−Aゲージ組込み水晶振動子の固有共振インピーダンスの変化特性を示したものである。特性Aはシリカ膜(SiO2膜)のコート処理が行われたものであり、特性Bは当該コート処理が行われなかったものである。コート処理を行うと、水晶振動子の固有共振インピーダンスが一定に保たれるのが顕著に分る。 FIG. 4 shows a change characteristic of the natural resonance impedance. The horizontal axis of the graph is the time axis, the unit is “time”, and the vertical axis is the natural resonance impedance. This graph shows the change characteristic of the natural resonance impedance of the B-A gauge built-in crystal resonator under a constant pressure in an oxygen plasma atmosphere. The characteristic A is that the silica film (SiO 2 film) is coated, and the characteristic B is that the coating process is not performed. When the coating process is performed, it can be clearly seen that the natural resonance impedance of the crystal resonator is kept constant.

以上の実施形態で説明された構成、形状、大きさおよび配置関係については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎず、また数値および各構成の組成(材質)については例示にすぎない。従って本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。   The configurations, shapes, sizes, and arrangement relationships described in the above embodiments are merely shown to the extent that the present invention can be understood and implemented, and the numerical values and the compositions (materials) of the respective configurations are as follows. It is only an example. Therefore, the present invention is not limited to the described embodiments, and can be variously modified without departing from the scope of the technical idea shown in the claims.

本発明は、半導体製造装置等の成膜や処理のチャンバ等内の圧力測定、またはハロゲンガスを含むガスや酸素等のガスを導入しプラズマを生成する反応容器内の圧力測定、さらに電離真空計の複合ゲージとして利用される。   The present invention relates to pressure measurement in a film forming or processing chamber or the like of a semiconductor manufacturing apparatus or the like, or pressure measurement in a reaction vessel that generates a plasma by introducing a gas containing halogen gas or oxygen, and an ionization vacuum gauge. Used as a composite gauge.

本発明の第1実施形態に係る水晶摩擦真空計の使用時の取付け状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the attachment state at the time of use of the quartz friction vacuum gauge which concerns on 1st Embodiment of this invention. 音叉型水晶振動子の角型ロッド部の要部の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the principal part of the square rod part of a tuning fork type crystal oscillator. 本発明の第2実施形態に係る水晶摩擦真空計に関しての図2と同様な図である。It is a figure similar to FIG. 2 regarding the quartz friction vacuum gauge which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明に基づくコーティング処理を行った水晶振動子と、コーティング処理を行わない水晶振動子の固有共振インピーダンスの変化状態を対比して示すグラフである。It is a graph which compares and shows the change state of the natural resonance impedance of the crystal oscillator which performed the coating process based on this invention, and the crystal oscillator which does not perform a coating process. 従来の音叉型水晶振動子の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the conventional tuning fork type crystal resonator. 従来の音叉型水晶振動子の2つの角型ロッド部の電極の配置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows arrangement | positioning of the electrode of the two square rod parts of the conventional tuning fork type crystal resonator. 従来の二層構造の電極部の積層構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the laminated structure of the electrode part of the conventional two-layer structure.

符号の説明Explanation of symbols

11 被測定真空容器
12 内部空間
14 真空計取付け部
15 真空計容器
16 絶縁ガラス
17 円筒状シールド
18 音叉型水晶振動子
18a 角型ロッド部
18b 角型ロッド部
21 電極
22 電極
32 電極
33 Cr膜
34 Au膜
35 コート膜(遮蔽膜)
36 Auメッキ膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Vacuum container to be measured 12 Internal space 14 Vacuum gauge attachment part 15 Vacuum gauge container 16 Insulating glass 17 Cylindrical shield 18 Tuning fork type crystal vibrator 18a Square rod part 18b Square rod part 21 Electrode 22 Electrode 32 Electrode 33 Cr film 34 Au film 35 Coat film (shielding film)
36 Au plating film

Claims (6)

圧力の変化に応じて変化する水晶振動子の共振インピーダンスを測定することに基づいて対象圧力を測定する水晶摩擦真空計において、前記水晶振動子は電極膜と下地膜の二層構造から成る電極を備え、少なくとも前記下地膜の側面露出部を下地膜腐食防止用の遮蔽膜で被覆したことを特徴とする水晶摩擦真空計。   In a quartz friction vacuum gauge that measures a target pressure based on measuring a resonance impedance of a quartz crystal resonator that changes in accordance with a change in pressure, the quartz crystal resonator includes an electrode having a two-layer structure of an electrode film and a base film. A quartz friction vacuum gauge, wherein at least a side surface exposed portion of the base film is covered with a shielding film for preventing corrosion of the base film. 圧力要因に接する前記電極における表面部分を前記遮蔽膜で被覆したことを特徴とする請求項1記載の水晶摩擦真空計。   The quartz friction vacuum gauge according to claim 1, wherein a surface portion of the electrode in contact with a pressure factor is covered with the shielding film. 前記電極膜はAu膜であり、前記下地膜はCr膜であることを特徴とする請求項1または2記載の水晶摩擦真空計。   3. The quartz friction vacuum gauge according to claim 1, wherein the electrode film is an Au film and the base film is a Cr film. 前記遮蔽膜は少なくとも活性種の侵入を防止する膜であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の水晶摩擦真空計。   The quartz friction vacuum gauge according to any one of claims 1 to 3, wherein the shielding film is a film that prevents at least the invasion of active species. 前記遮蔽膜の材質は、セラミックス、金属、プラスチック材のうちのいずれかであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の水晶摩擦真空計。   The quartz friction vacuum gauge according to any one of claims 1 to 4, wherein a material of the shielding film is any one of ceramics, metal, and plastic material. 前記プラスチック材はポリイミドまたはテフロン(登録商標)であることを特徴とする請求項5記載の水晶摩擦真空計。
6. The quartz friction vacuum gauge according to claim 5, wherein the plastic material is polyimide or Teflon (registered trademark).
JP2003321028A 2003-09-12 2003-09-12 Quartz friction vacuum gauge Pending JP2005090991A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003321028A JP2005090991A (en) 2003-09-12 2003-09-12 Quartz friction vacuum gauge

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003321028A JP2005090991A (en) 2003-09-12 2003-09-12 Quartz friction vacuum gauge

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005090991A true JP2005090991A (en) 2005-04-07

Family

ID=34452821

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003321028A Pending JP2005090991A (en) 2003-09-12 2003-09-12 Quartz friction vacuum gauge

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005090991A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107560787A (en) * 2017-08-25 2018-01-09 中国电子科技集团公司第四十九研究所 Quartzy vacuum transducer with electrodeless resonant tuning fork
JP2019197884A (en) * 2018-03-19 2019-11-14 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated Resonance process monitor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107560787A (en) * 2017-08-25 2018-01-09 中国电子科技集团公司第四十九研究所 Quartzy vacuum transducer with electrodeless resonant tuning fork
JP2019197884A (en) * 2018-03-19 2019-11-14 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated Resonance process monitor
JP7313851B2 (en) 2018-03-19 2023-07-25 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド resonant process monitor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11181508B2 (en) Gas sensing device, electronic device including the gas sensing device, and gas sensing system
JP6227711B2 (en) Sensor wafer and method of manufacturing sensor wafer
JP5420562B2 (en) Detection apparatus and method for detecting plasma unconfined events
US6945118B2 (en) Ceramic on metal pressure transducer
JP5033421B2 (en) Sensor usable in ultrapure environment and highly corrosive environment, and its manufacturing method
KR101870581B1 (en) Method of determining life of crystal quartz oscilator, apparatus of measuring film thickness, film forming method, film forming apparatus and manufacturing method of electronic device
US20090146227A1 (en) Capacitive sensor and manufacturing method therefor
JP2010232806A (en) Piezoelectric resonator, piezoelectric oscillator, electronic device and method for manufacturing piezoelectric resonator
JP2006014208A (en) Crystal oscillator
TWI494030B (en) Plasma-facing probe arrangement including vacuum gap for use in a plasma processing chamber
US20130167669A1 (en) Physical quantity detector and electronic apparatus
JP4590100B2 (en) Pressure sensor, pressure measuring device and method for monitoring pressure in a chamber
US20100282711A1 (en) Process monitoring apparatus and method
JP2005090991A (en) Quartz friction vacuum gauge
JP4377196B2 (en) Quartz friction vacuum gauge
JP2009216719A (en) Method of pressure measurement
JP2010081473A (en) Inspection method of piezoelectric vibrator and piezoelectric vibrator
JP2008193180A (en) Piezoelectric oscillator
JP2007101225A (en) Sensor and measuring instrument equipped with it
JP2006258527A (en) Gyro element, gyrosensor, and manufacturing method of gyro element
JP6841892B2 (en) Crystal elements and crystal devices
JP2013174493A (en) Qcm sensor
JP2003224425A (en) Temperature compensated piezoelectric oscillator
JP2008164541A (en) Quartz type gas pressure gage, and vacuum unit using the same
JP2009232126A (en) Piezoelectric vibrator

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Effective date: 20060907

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

A977 Report on retrieval

Effective date: 20081226

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090602

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20091013