JP2009300404A - 圧力測定装置、圧力測定方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ピラニ真空計から出力された、気体の圧力に対応した電圧値V(出力)は、ドライバ2を介して演算部4に入力される。演算部4では、予め設定された閾値を参照し、入力された電圧値が閾値よりも低い場合は、メモリー7に記憶された数式3を用いて圧力を算出する。また、入力された電圧値が閾値よりも高い場合は、メモリー7に記憶された数式4を用いて圧力を算出する。
【選択図】図1
Description
すなわち、本発明の圧力測定装置は、気体の圧力に対応した電気信号を出力する圧力計と、該圧力計の出力に対して所定の換算式を適用して前記気体の圧力を算出する演算部とを備えた圧力測定装置であって、
前記圧力計は、2つの開口部を有する空洞が配された筐体と、前記空洞の長手方向の途中に配され、前記気体と熱交換を行う電気抵抗体とを少なくとも有し、前記空洞は、使用する際の重力方向に沿った長さが1mm以下であり、前記演算部は、前記圧力計の測定可能な圧力範囲のうち、低圧側である第一圧力範囲において第一換算式を適用して圧力を算出し、前記第一圧力範囲よりも高い高圧側である第二圧力範囲において第二換算式を適用して圧力を算出することを特徴とする。
なお、こうしたピラニ真空計10は、例えば、半導体集積回路作製技術を用いて作製されたMEMS(Micro Electro Mechanical Systems) デバイスとして形成することができる
Qg=Kc(Tf−Tw)P=I2R ・・・ (5)
ただし、Kcは被測定ガスにより輸送される熱量の熱伝導係数、Tfは電気抵抗体40の温度、Twは電気抵抗体40の周辺温度(室温)、Pは被測定ガスの圧力、Iは電気抵抗体40を流れる電流、Rは電気抵抗体40の抵抗値である。
Pt/Cr膜40aは、密着層となる下層のCr層と、電気抵抗体となる上層のPt層で構成される。Pt/Cr膜40aは、スパッタ法等を用いて、凹部71の内部およびレジスト70の表面全体に形成する。
次に図9(a)に示すように、凹部75の内部およびレジスト74の表面全体に、スパッタ法等によりAu膜28aを形成する。
次に図9(b)に示すように、レジスト74を剥離するとともに、レジスト74に積層されたAu膜28aを除去する。これにより、凹部75の内部に形成されたAu膜28aが電気絶縁膜30の表面に残り、封止膜28が形成される。
次に、基板22の裏面に形成したレジスト80を露光および現像して、基板22の貫通孔の形成領域に凹部81を形成する。次に、このレジスト80をマスクとして、電気絶縁膜60のエッチング処理を行う。
これにより、図10(b)に示すように、基板22の貫通孔の形成領域に存在する電気絶縁膜60が除去されて、凹部61が形成される。その後、基板22の表面のレジスト80を残して、裏面のレジスト80のみを剥離する。
次に図11(b)に示すように、レジスト84を剥離するとともに、レジスト84に積層されたAu膜29aを除去する。これにより、電気絶縁膜60の表面のみにAu膜29aが残り、封止膜29が形成される。
4 演算部
10 ピラニ真空計(圧力計:熱伝導型真空計)
11 筐体
20 センサ部
21 空洞
40 電気抵抗体
48a,48b 開口部
49a,49b 屈曲部
50 第一温度補償体
51 第二温度補償体
Claims (10)
- 気体の圧力に対応した電気信号を出力する圧力計と、該圧力計の出力に対して所定の換算式を適用して前記気体の圧力を算出する演算部とを備えた圧力測定装置であって、
前記圧力計は、2つの開口部を有する空洞が配された筐体と、前記空洞の長手方向の途中に配され、前記気体と熱交換を行う電気抵抗体とを少なくとも有し、
前記空洞は、使用する際の重力方向に沿った長さが1mm以下であり、
前記演算部は、前記圧力計の測定可能な圧力範囲のうち、低圧側である第一圧力範囲において第一換算式を適用して圧力を算出し、前記第一圧力範囲よりも高い高圧側である第二圧力範囲において第二換算式を適用して圧力を算出することを特徴とする圧力測定装置。 - 前記第一圧力範囲は、10−3Pa以上10Pa未満であり、前記第二圧力範囲は、10Pa以上105Pa以下であることを特徴とする請求項1記載の圧力測定装置。
- 前記空洞は、その経路の途中に屈曲部を備えていることを特徴とする請求項1ないし3記載の圧力測定装置。
- 前記電気抵抗体の近傍には、第一加熱手段と、第二加熱手段が更に配されていることを特徴とする請求項1ないし4いずれか1項記載の圧力測定装置。
- 前記第一加熱手段は、前記圧力計の測定可能な圧力範囲の全域に渡って、前記電気抵抗体の温度補償を行い、前記第二加熱手段は、前記圧力計の測定可能な圧力範囲のうち、圧力が10Pa以上の領域で更に温度補償を行うことを特徴とする請求項1ないし5いずれか1項記載の圧力測定装置。
- 前記電気抵抗体は、Pt,Cr,Ni−Cr合金,W,W−Mo合金,Taのうち、少なくとも1種以上からなることを特徴とする請求項1ないし6いずれか1項記載の圧力測定装置。
- 前記電気抵抗体は、一面に電気絶縁膜を形成した基板に形成され、該基板は、Si,Si02,シリコンナイトライド,サファイア,Al2O3,硼珪酸ガラス,Si3N4,AlN,SiAlONのうち、少なくとも1種以上からなることを特徴とする請求項1ないし7いずれか1項記載の圧力測定装置。
- 前記電気絶縁膜は、Si02,サファイア,Al2O3,Si3N4,AlN,SiAlONのうち、少なくとも1種以上からなることを特徴とする請求項8記載の圧力測定装置。
- 請求項1ないし9いずれか1項記載の圧力測定装置を用いて、圧力を測定することを特徴とする圧力測定方法。
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