JP2006084190A - 真空計 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の真空計では、真空装置の複数箇所に多数設置されている場合に、それらの真空計の中から異常が発生した真空計を特定することは困難であった。
【解決手段】 少なくとも真空計１に異常が生じた場合にこの真空計を特定できるように、真空計本体１１に全方向から視認可能な表示手段４を設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、真空装置などの被測定物での真空状態の圧力を測定するために用いられる真空計に関する。

真空計としては、例えばピラニ真空計があり、このピラニ真空計は白金製の金属細線を有し、この金属細線を所定温度に加熱し、その電気抵抗が温度によって変化することを利用して圧力を求めるものである。また、超高真空までの圧力範囲で圧力測定が可能なものには、例えば電離真空計があり、この電離真空計は電離によって気体中で生成されたイオン電流を測定して圧力を求めるものである。

ところで、被測定物である真空装置としては、近年、真空状態のまま連続して所定のプロセスを行い得るように、多くのプロセス室を有するインライン式や枚葉式のものが利用されている。この種の真空装置では、数種の真空計が多数用いられ、これらの真空計により測定した圧力に基づいて、各プロセス室へのガス導入やプラズマ生成装置の作動の制御などの所定のプロセス制御が行われる。

ここで、例えばピラニ真空計では、測定子として白金製の金属細線を用いているため、その寿命によってその金属細線が断線し、真空計に異常が発生する。また、電離真空計では、例えば真空計内部が汚染されてくると、異常放電が生じて真空計に異常が発生する。真空計に異常が発生すると、プロセス制御が不能になるので、異常が発生した真空計を交換する必要がある。この場合、例えば真空装置の作動を制御する制御手段や真空計自体の制御部（コントローラ）によっていずれの真空計に異常が発生したかは検知できる。

ところが、他の部品と共に、真空装置の複数箇所に多数設置されている真空計の中から異常が発生した真空計を特定することは困難であるという問題があった。つまり、真空計の制御部等から真空計への配線に取付けたタグなどを頼りにして異常な真空計を特定する必要があり、その特定が困難であり、その交換作業も面倒であった。

このことから、真空計を、圧力測定部と、真空計の作動を制御する制御部とを一体に内蔵して構成すると共に、真空計本体の外周面の一箇所に小さなＬＥＤを設け、断線などで真空計に異常が発生すると、制御手段からの出力でＬＥＤを点灯させて、真空計の異常を報知することが提案されている（例えば、非特許文献１）
２０００年４月１日発行のＵＬＶＡＣ製品カタログ、ＵＬＶＡＣ ＣＯＭＰＯＮＥＮＴＳ ２０００（例えば、１７４頁参照）。

しかしながら、上記のものでは、真空装置に取付けた際に、取付け方向によっては、ＬＥＤが点灯していることを視認できない場合があり、結局、真空計への配線に取付けたタグなどを頼りにして異常な真空計を特定する必要があった。

そこで、上記点に鑑み、本発明の課題は、真空計に異常が発生した場合に、取付け方向に関係なく、異常が生じた真空計を容易に特定できるようにすることにある。

上記課題を解決するために、本発明の真空計は、真空装置などの被測定物に取付けられ、真空状態の圧力を測定する真空計において、少なくとも真空計に異常が生じた場合にこの真空計を特定できるように、真空計本体に全方向から視認可能な表示手段を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、真空計に異常が発生すると、全方向から視認可能な表示手段が作動する。この場合、真空装置において異常が発生した真空計を特定する際に、表示手段を頼りにすれば、他の部品と共に真空装置の複数の箇所に設置されていても、異常が発生した真空計を一見して特定できる。

前記表示手段は、真空計本体の外周面にその周方向全体に亘って設けた発光部を有し、この発光部を点滅または点灯させるように構成しておけばよい。

前記表示手段を、真空計本体に着脱自在としておけば、真空計自体を交換する場合に、表示手段は再利用できてよい。

この場合、前記表示手段及び真空計本体のいずれか一方にコネクタ部を設けると共に、他方にこのコネクタが挿着されるソケット部を設け、コネクタ部をソケット部に挿着させて表示手段を真空計本体に装着し得るようにしておけば、真空計を介して表示手段に電源が供給されるようにでき、また、固定手段を設けることなく、表示手段の真空計本体からの脱落を防止できてよい。

前記真空計は、圧力測定部と、真空計の作動を制御する制御部とを一体に内蔵したものとするのが好ましい。

尚、前記真空計は、例えばピラニ真空計、または電離真空計である。

以上説明したように、真空計本体に異常が発生した場合に、取付け方向に関係なく、異常が生じた真空計を容易に特定できるという効果を奏する。

以下に、図を用いて本発明をピラニー真空計に適用した場合の実施の形態について説明する。図１及び図２を参照して説明すれば、１は、本発明のセンサーヘッド型のピラニー真空計である。ピラニー真空計１は、金属製であって略直方体形状の真空計本体１１を有し、真空計本体１１の内部には、例えば、白金製細線のフィラメント２１を有する圧力測定部である測定回路２と、ピラニー真空計１の作動を制御する制御部３とが一体に内蔵され、圧力に応じてフィラメント２１の電気抵抗が温度によって変化することを利用して圧力を求める。

フィラメント２１は、ガラス製の管球２２内に配置され、管球２２には、導管２３の一端が接続され、導管２３の他端は、その先端に設けたフランジ２３ａを介して真空装置（図示せず）に接続される。この場合、導管２３を介して、管球２２の内部と真空装置の内部圧力とが同じになるように構成している。

測定回路２は、増幅器２４と、３個の抵抗素子２５ａ、２５ｂ、２５ｃとを具備し、３個の抵抗素子２５ａ、２５ｂ、２５ｃはフィラメント２１と共にブリッジ回路２５を構成するように接続されている。この場合、ブリッジ回路２５の一端をグラウンドに接続すると共に、他端を、増幅器２４の出力端子に接続している。そして、制御部３からの制御によって、増幅器２４の出力電圧がブリッジ回路２５に印加されると、その出力端子２６ａ、２６ｂから電圧が出力され、増幅器２４の反転入力端子と非反転入力端子に入力されるように構成している。

ブリッジ回路の出力端子２６ａ、２６ｂの電位が等しい場合（平衡状態）、増幅器２４への出力電圧は一定値を維持し、例えば、真空装置内の圧力が低下するのに伴って管球２２内の圧力が低下すると、フィラメント２１の温度が上昇してフィラメント２１の抵抗値が大きくなる。このため、フィラメント２１に生じる電圧が高くなる。この場合、高くなったフィラメント２１に生じる電圧が増幅器２４の反転入力端子に入力されると、増幅器２４の出力電圧は小さくなる。

それに対して、真空装置内の圧力が上昇するのに伴って管球２２内の圧力が上昇すると、フィラメント２１の温度が低下してフィラメント２１の抵抗値が小さくなる。このため、フィラメント２１に生じる電圧が低くなり、増幅器２４の出力電圧が高くなる。そして、フィラメント２１が元の温度に戻ると、ブリッジ回路２５の出力端子２６ａ、２６ｂは再度同じ電位になり、平衡状態になるブリッジ回路が平衡状態になる。

つまり、増幅器２４の出力電圧が管球２２の内部圧力の変化に応じて変動し、真空装置の内部圧力が低下した場合には、増幅器２４の出力電圧が低下し、他方で、圧力が上昇した場合には、増幅器２４の出力電圧が上昇する。従って、増幅器２４の出力電圧は真空装置内の圧力を指示していることになり、真空装置内の圧力を測定できる。

そして、増幅器２４の出力電圧から制御部３が圧力を検知し、この検知した圧力を、真空計本体１１の上面に設けたコネクタ部２７に接続された通信ケーブル（図示せず）を介して真空装置の作動を制御する制御手段（図示せず）に出力できるようにしている。この場合、制御手段によって、例えば測定した圧力をディスプレイに表示したり、また、測定した圧力に基づいて真空装置内へのガス導入やプラズマ生成装置の作動の制御などの所定のプロセス制御に利用される。

ところで、フィラメント２１は高温に加熱されるため、寿命が短く、断線する場合がある。フィラメン２１が断線した場合には、増幅器２４の反転入力端子には、増幅器２４の出力電圧が入力され、増幅器２４の出力電圧はグラウンド電位まで低下し、これにより、制御部３により断線を検知でき、その断線を真空装置の制御手段に出力することもできる。

その際、他の部品と共に、真空装置の複数の箇所に多数の真空計が設置されている場合でもいずれかのピラニー真空計１に異常が生じたことは容易に検知できるが、真空装置において、各ピラニー真空計１への配線に取付けたタグなどを頼りにして異常が発生したもの特定するのでは、その交換作業が面倒になる。

本実施の形態では、真空計本体１１に、全方向から視認可能であるように表示手段４を設け、ピラニー真空計１に異常が生じた場合、制御部３からの制御によってこの表示手段が作動するようにした。この場合、表示手段４は発光部４０を有し、この発光部４０は、真空計本体１１の外周面に装着したリング状のベース部４１を有し、ベース部４１の上面に、光を反射する反射層が形成されていると共に、リング状の透明部材４２でベース部４１の上面を覆っている。そして、反射層４１ａに対して光を照射するＬＥＤ（図示せず）を少なくとも１個透明部材４２の内側に配置している。

そして、増幅器２４の出力電圧がグラウンド電位まで低下することで、制御部３によってフィラメン２１の断線が検知されると、制御部３からの制御で表示手段４を作動させて、即ち、ＬＥＤに通電して点灯させることで発光部４０を発光させる。この場合、真空計本体１１の一部が、その外周面の周方向全体に亘って光る。これにより、全方向から視認可能となり、異常が生じた真空計１を一見して特定できる。

本実施の形態では、表示手段４を真空計本体１１の外周面に固定のものについて説明したが、図３に示すように、真空計本体１１に着脱自在としてもよい。この場合、表示手段４は、リング状の表示手段本体４３を有し、その外周面に、上記と同様に発光部４０が設けられている。また、表示手段本体４３の下面には、２本のピン４４が相互に対向して設けられ、このピン４４に対応した真空計本体１１の所定位置には、ソケット部２８が形成されている。これにより、各ピン４４を各ソケット部２８に挿着すると、真空計本体１１から表示手段４のＬＥＤへの電源の供給が可能になると共に、真空計本体１１からの表示手段４の脱落が防止される。

本実施の形態では、表示手段４を上記のように構成しているが、全方向から視認可能であればこれに限定されるものではあなく、例えば、複数のＬＥＤを真空計本体１１の外周面に列設して、フィラメント２１の断線が検知されると、制御部３からの制御で各ＬＥＤが点灯されるようにしてもよい。

尚、図４に示すように、真空装置への真空計１の取付け箇所の近傍に在るガス配管や配線Ａに大きなランプ５を設けて、異常が発生した真空計１を特定できるようにすることもできる。この場合、ランプ５に接続された配線５１の一端にコネクタ５２を設け、このコネクタ５２を真空計本体１１に設けたソケット部（図示せず）に接続できるようにしている。また、ランプ５は支持部５３を具備し、支持部５３に設けたクランプによってガス配管や配線Ａに着脱自在としている。そして、制御部３によってフィラメント２１の断線が検知されると、制御部３からの制御でランプ５が点灯される。

本実施の形態では、ピラニー真空計１について説明したが、これに限定されるものではなく、異常を検知できるようにした真空計であれば、電離真空計など他の真空計であっても本発明を適用でき、制御部３を別体とするものであってもよい。また、本実施の形態では、フィラメント２１の断線など真空計に異常が発生した場合に、表示手段４によって異常が生じた真空計を一見して特定できるようにしたものについて説明したが、真空計に異常が発生した場合に限定されるものではなく、例えば、寿命に到達する前に定期的に真空計を交換する場合にその真空計を特定できるようにしてもよい。

本発明に係るピラニー真空計を説明する斜視図 図１に示すピラニー真空計の圧力測定回路を説明する図 他の変形例に係るピラニー真空計を説明する図 他の変形例に係るピラニー真空計を説明する図

符号の説明

１ ピラニー真空計
１１ 真空計本体
２ 圧力測定回路
２１ 金属細線のフィラメント
３ 制御部
４ 表示手段

Claims (7)

1. 真空装置などの被測定物に取付けられ、真空状態の圧力を測定する真空計において、少なくとも真空計に異常が生じた場合にこの真空計を特定できるように、真空計本体に全方向から視認可能な表示手段を設けたことを特徴とする真空計。
2. 前記表示手段は、真空計本体の外周面にその周方向全体に亘って設けた発光部を有し、この発光部を点滅または点灯させるように構成したことを特徴とする請求項１記載の真空計。
3. 前記表示手段を、真空計本体に着脱自在としたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の真空計。
4. 前記表示手段及び真空計本体のいずれか一方にコネクタ部を設けると共に、他方にこのコネクタが挿着されるソケット部を設け、コネクタ部をソケット部に挿着させて表示手段を真空計本体に装着し得ることを特徴とする請求項３記載の真空計。
5. 前記真空計は、圧力測定部と、真空計の作動を制御する制御部とを一体に内蔵したものであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の真空計。
6. 前記真空計は、ピラニ真空計であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の真空計。
7. 前記真空計は、電離真空計であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の真空計。
   
   

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