JP2756636B2 - ガス分析装置 - Google Patents
ガス分析装置Info
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- JP2756636B2 JP2756636B2 JP29468793A JP29468793A JP2756636B2 JP 2756636 B2 JP2756636 B2 JP 2756636B2 JP 29468793 A JP29468793 A JP 29468793A JP 29468793 A JP29468793 A JP 29468793A JP 2756636 B2 JP2756636 B2 JP 2756636B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガス分析装置に関するも
のであり、更に詳しくは被測定物から真空系に放出され
るガス及びその成分ガスの放出速度を分析するガス分析
装置に関する。
のであり、更に詳しくは被測定物から真空系に放出され
るガス及びその成分ガスの放出速度を分析するガス分析
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及びその問題点】高度の真空を得る場合に
は真空チャンバ自体から放出されるガスが問題となり、
超真空ないしは極高真空システムにおいては、真空チャ
ンバから放出されるガスについての分析が必須となって
いる。従ってまた、真空チャンバを構成する材料もガス
放出の小さい材料であることが要求され、各種材料から
の放出ガスについてのデータの蓄積、比較が望まれてい
る。
は真空チャンバ自体から放出されるガスが問題となり、
超真空ないしは極高真空システムにおいては、真空チャ
ンバから放出されるガスについての分析が必須となって
いる。従ってまた、真空チャンバを構成する材料もガス
放出の小さい材料であることが要求され、各種材料から
の放出ガスについてのデータの蓄積、比較が望まれてい
る。
【０００３】ガスの放出速度及びその成分の分析には現
在のところオリフィス法が広く採用されている。従来例
としてのオリフィス法によるガス分析装置の基本的な構
成を図４に示した。図４において、ガス分析装置１０の
真空容器１に試料としての被測定チャンバ６が接続さ
れ、真空容器１内にはオリフィス２が設けられている。
そして、オリフィス２を含む配管のコンダクタンスＣ10
は既知とする。また、真空容器１には、オリフィス２の
上流側に全圧計３と分圧計５が、また、オリフィス２の
下流側には全圧計４が取り付けられ、かつ真空ポンプ７
が接続されている。
在のところオリフィス法が広く採用されている。従来例
としてのオリフィス法によるガス分析装置の基本的な構
成を図４に示した。図４において、ガス分析装置１０の
真空容器１に試料としての被測定チャンバ６が接続さ
れ、真空容器１内にはオリフィス２が設けられている。
そして、オリフィス２を含む配管のコンダクタンスＣ10
は既知とする。また、真空容器１には、オリフィス２の
上流側に全圧計３と分圧計５が、また、オリフィス２の
下流側には全圧計４が取り付けられ、かつ真空ポンプ７
が接続されている。
【０００４】このガス分析装置１０による分析は次のよ
うに行なわれる。真空容器１に接続された試料としての
被測定チャンバ６から放出されるガスはオリフィス２を
経由して真空ポンプ７により排気される。この時の全圧
計３の示す圧力Ｐ1 と、全圧計４の示す圧力Ｐ2 を知る
ことにより、次式(1) からガス放出速度Ｑが計算され
る。 Ｑ＝（Ｐ1 −Ｐ2 ）Ｃ10 ・・・・・・・・・・ (1)
うに行なわれる。真空容器１に接続された試料としての
被測定チャンバ６から放出されるガスはオリフィス２を
経由して真空ポンプ７により排気される。この時の全圧
計３の示す圧力Ｐ1 と、全圧計４の示す圧力Ｐ2 を知る
ことにより、次式(1) からガス放出速度Ｑが計算され
る。 Ｑ＝（Ｐ1 −Ｐ2 ）Ｃ10 ・・・・・・・・・・ (1)
【０００５】そして必要な場合には、式(2) に示すよう
に、このガス放出速度Ｑを試料の全表面積Ａで除して、
試料の単位表面積当りのガス放出速度ｑが求められる。 ｑ＝Ｑ／Ａ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ (2) 更には、分圧計５によって放出ガスの成分を知ることが
出来る。
に、このガス放出速度Ｑを試料の全表面積Ａで除して、
試料の単位表面積当りのガス放出速度ｑが求められる。 ｑ＝Ｑ／Ａ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ (2) 更には、分圧計５によって放出ガスの成分を知ることが
出来る。
【０００６】このオリフィス法のガス分析装置１０にお
いては、全圧計３、４や分圧計５などの測定機器からの
ガス放出速度Ｑm は試料からのガス放出速度Ｑs と比較
して十分に小さいとして無視されている。しかし、実際
にはこれら測定機器は構造が複雑であってガスを吸着し
得る表面積が大きく、これらからのガス放出速度Ｑmは
試料からのガス放出速度Ｑs に匹敵する程大きいことが
知られるようになった。すなわち、上記で求めたガス放
出速度Ｑには、試料によるＱs の他に測定機器によるＱ
m が含まれていることになる。
いては、全圧計３、４や分圧計５などの測定機器からの
ガス放出速度Ｑm は試料からのガス放出速度Ｑs と比較
して十分に小さいとして無視されている。しかし、実際
にはこれら測定機器は構造が複雑であってガスを吸着し
得る表面積が大きく、これらからのガス放出速度Ｑmは
試料からのガス放出速度Ｑs に匹敵する程大きいことが
知られるようになった。すなわち、上記で求めたガス放
出速度Ｑには、試料によるＱs の他に測定機器によるＱ
m が含まれていることになる。
【０００７】また、２台の全圧計３、４が使用されてい
るが、それぞれの測定圧力には測定誤差が存在する上、
更に両者の圧力差を求めていることは誤差の範囲を大き
くする要因にもなっている。
るが、それぞれの測定圧力には測定誤差が存在する上、
更に両者の圧力差を求めていることは誤差の範囲を大き
くする要因にもなっている。
【０００８】上記のオリフィス法によるガス分析装置１
０以外に、コンダクタンス変調法によるガス分析装置も
知られているが、この装置によって得られるガス放出速
度Ｑにも測定機器からのガス放出速度Ｑm が含まれてい
る。
０以外に、コンダクタンス変調法によるガス分析装置も
知られているが、この装置によって得られるガス放出速
度Ｑにも測定機器からのガス放出速度Ｑm が含まれてい
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする問題点】本発明は上述の問題
に鑑みてなされ、測定機器からのガス放出速度を含ま
ず、試料からのみのガス放出速度を分析することがで
き、かつ測定機器による測定誤差の小さいガス分析装
置、必要な場合には成分ガス毎の放出速度も分析するこ
とのできるガス分析装置を提供することを目的とする。
に鑑みてなされ、測定機器からのガス放出速度を含ま
ず、試料からのみのガス放出速度を分析することがで
き、かつ測定機器による測定誤差の小さいガス分析装
置、必要な場合には成分ガス毎の放出速度も分析するこ
とのできるガス分析装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【問題点を解決するための手段】以上の目的は、真空系
に被測定物から放出されるガスの放出速度を分析するガ
ス分析装置において、真空容器がその内部に設けたオリ
フィスによって該オリフィスの上流側空間と下流側空間
とに区画され、かつ前記上流側空間には圧力計が設けら
れており、分析に際しては、前記放出されるガスの流路
を排気されつつある前記真空容器の前記上流側空間と前
記下流側空間とに切り換えることによって生ずる圧力の
変化を前記圧力計によって測定することを特徴とするガ
ス分析装置、によって達成される。
に被測定物から放出されるガスの放出速度を分析するガ
ス分析装置において、真空容器がその内部に設けたオリ
フィスによって該オリフィスの上流側空間と下流側空間
とに区画され、かつ前記上流側空間には圧力計が設けら
れており、分析に際しては、前記放出されるガスの流路
を排気されつつある前記真空容器の前記上流側空間と前
記下流側空間とに切り換えることによって生ずる圧力の
変化を前記圧力計によって測定することを特徴とするガ
ス分析装置、によって達成される。
【００１１】
【作用】本発明のガス分析装置は放出されるガスの流路
を切り換えて圧力測定するので、得られるガス放出速度
には測定機器からのガス放出速度が含まれない。更には
全圧または分圧の測定に使用する圧力計は１台のみであ
るので、圧力計による誤差は小さい。従って全体として
精度の高い分析が可能である。
を切り換えて圧力測定するので、得られるガス放出速度
には測定機器からのガス放出速度が含まれない。更には
全圧または分圧の測定に使用する圧力計は１台のみであ
るので、圧力計による誤差は小さい。従って全体として
精度の高い分析が可能である。
【００１２】
【実施例】以下、先ず本発明のガス分析装置の基本構成
について説明する。
について説明する。
【００１３】図１は、図４における従来例のガス分析装
置１０の基本的構成と比較するための、本発明のガス分
析装置の基本的構成を示す図であり、図４と共通する部
分については同一の符号を付してある。このガス分析装
置２０が従来例のガス分析装置１０と異なるところは、
試料としての被測定チャンバ６から真空容器１へ至るガ
ス流路を分岐させ、一方は主流路としてオリフィス２の
上流側に、他方は副流路としてオリフィス２の下流側に
接続していることにあり、これらの流路の切り換えは主
流路バルブ８と副流路バルブ９の開閉によって行なわれ
る。また、図４の従来例におけるオリフィス２の下流側
の全圧計４が除かれている。
置１０の基本的構成と比較するための、本発明のガス分
析装置の基本的構成を示す図であり、図４と共通する部
分については同一の符号を付してある。このガス分析装
置２０が従来例のガス分析装置１０と異なるところは、
試料としての被測定チャンバ６から真空容器１へ至るガ
ス流路を分岐させ、一方は主流路としてオリフィス２の
上流側に、他方は副流路としてオリフィス２の下流側に
接続していることにあり、これらの流路の切り換えは主
流路バルブ８と副流路バルブ９の開閉によって行なわれ
る。また、図４の従来例におけるオリフィス２の下流側
の全圧計４が除かれている。
【００１４】主流路を経由する放出ガスと、切り換えら
れて副流路を経由する放出ガスとはオリフィス２と真空
ポンプ７との中間のある地点以降は同一の経路を取る
が、この合流点から全圧計３までのオリフィス２を含む
配管のコンダクタンスＣ20は予めの測定、または計算に
よって既知とする。
れて副流路を経由する放出ガスとはオリフィス２と真空
ポンプ７との中間のある地点以降は同一の経路を取る
が、この合流点から全圧計３までのオリフィス２を含む
配管のコンダクタンスＣ20は予めの測定、または計算に
よって既知とする。
【００１５】このガス分析装置２０によるガス分析は次
のようにして行なわれる。先ず、主流路バルブ８を開、
副流路バルブ９を閉とし、試料としての被測定チャンバ
６からの放出ガスを真空ポンプ７で排気しながら全圧計
３によって主流路時の圧力Ｐ1mを測定する。次いで主流
路バルブ８を閉、副流路バルブ９を開として全圧計３に
よって副流路時の圧力Ｐ1sを測定する。この時のガス放
出速度Ｑs は次式(3)によって求められる。 Ｑs ＝（Ｐ1m−Ｐ1s）Ｃ20 ・・・・・・・・・・・ (3)
のようにして行なわれる。先ず、主流路バルブ８を開、
副流路バルブ９を閉とし、試料としての被測定チャンバ
６からの放出ガスを真空ポンプ７で排気しながら全圧計
３によって主流路時の圧力Ｐ1mを測定する。次いで主流
路バルブ８を閉、副流路バルブ９を開として全圧計３に
よって副流路時の圧力Ｐ1sを測定する。この時のガス放
出速度Ｑs は次式(3)によって求められる。 Ｑs ＝（Ｐ1m−Ｐ1s）Ｃ20 ・・・・・・・・・・・ (3)
【００１６】以下、この式(3) が適用され得る根據、及
びこの式(3) に全圧計３及び分圧計５からのガス放出速
度Ｑm が含まれないことを説明する。すなわち、実際に
は測定されない圧力ではあるが、主流路を経由する放出
ガスの流路と、副流路を経由する放出ガスの流路が一致
する合流点における圧力を、主流路の時にはＰ2m、副流
路の時にはＰ2sとし、試料からのガス放出速度Ｑs 、測
定機器からのガス放出速度Ｑm の他に、合流点に加わる
試料及び測定機器以外からのガス放出速度Ｑp、合流点
における実効排気速度をＳとする。
びこの式(3) に全圧計３及び分圧計５からのガス放出速
度Ｑm が含まれないことを説明する。すなわち、実際に
は測定されない圧力ではあるが、主流路を経由する放出
ガスの流路と、副流路を経由する放出ガスの流路が一致
する合流点における圧力を、主流路の時にはＰ2m、副流
路の時にはＰ2sとし、試料からのガス放出速度Ｑs 、測
定機器からのガス放出速度Ｑm の他に、合流点に加わる
試料及び測定機器以外からのガス放出速度Ｑp、合流点
における実効排気速度をＳとする。
【００１７】主流路で排気している場合には、合流点に
おける排気バランスは式(4) で示される。 Ｑs ＋Ｑm ＋Ｑp ＝Ｐ2mＳ ・・・・・・・・・・・ (4)
おける排気バランスは式(4) で示される。 Ｑs ＋Ｑm ＋Ｑp ＝Ｐ2mＳ ・・・・・・・・・・・ (4)
【００１８】また、全圧計３、分圧計５の部分を通るガ
スを考えると式(1) に準じて式(5)が成立する。 Ｑs ＋Ｑm ＝（Ｐ1m−Ｐ2m）Ｃ20 ・・・・・ (5)
スを考えると式(1) に準じて式(5)が成立する。 Ｑs ＋Ｑm ＝（Ｐ1m−Ｐ2m）Ｃ20 ・・・・・ (5)
【００１９】一方、副流路に切り換えた場合には、合流
点での排気バランスは式(6) で示される。 Ｑs ＋Ｑm ＋Ｑp ＝Ｐ2sＳ ・・・・・・・・・・・ (6)
点での排気バランスは式(6) で示される。 Ｑs ＋Ｑm ＋Ｑp ＝Ｐ2sＳ ・・・・・・・・・・・ (6)
【００２０】また、副流路の場合には全圧計３、分圧計
５の部分には試料からの放出ガスは流れないので、式
(7) が成立する。 Ｑm ＝（Ｐ1s−Ｐ2s）Ｃ20 ・・・・・・・・・・・ (7)
５の部分には試料からの放出ガスは流れないので、式
(7) が成立する。 Ｑm ＝（Ｐ1s−Ｐ2s）Ｃ20 ・・・・・・・・・・・ (7)
【００２１】式(4) と式(6) から式(8) が導かれる。 Ｐ2m＝Ｐ2s ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ (8)
【００２２】また、式(5) から式(7) を減じて式(9) が
導かれる。 Ｑs ＝｛（Ｐ1m−Ｐ1s）−（Ｐ2m−Ｐ2s）｝Ｃ20 ・・・ (9)
導かれる。 Ｑs ＝｛（Ｐ1m−Ｐ1s）−（Ｐ2m−Ｐ2s）｝Ｃ20 ・・・ (9)
【００２３】そして式(9) に式(8) を代入して、上記の
式(3) が得られる。すなわち、このガス分析装置２０に
よると、試料からのガス放出速度Ｑs のみが求められ、
全圧計３、分圧計５などの測定機器からのガス放出速度
Ｑm は含まれない他、それら以外からのガス放出速度Ｑ
p があったとしても、それにも影響されない。
式(3) が得られる。すなわち、このガス分析装置２０に
よると、試料からのガス放出速度Ｑs のみが求められ、
全圧計３、分圧計５などの測定機器からのガス放出速度
Ｑm は含まれない他、それら以外からのガス放出速度Ｑ
p があったとしても、それにも影響されない。
【００２４】また、式(3) の圧力差（Ｐ1m−Ｐ1s）は同
一の全圧計３によるものであるから、２台の圧力計を使
用する場合のような、それぞれの測定誤差や差を求める
ことによる誤差範囲の拡大がなく、本発明のガス分析装
置２０は圧力計による誤差が小さいという特長も有して
いる。
一の全圧計３によるものであるから、２台の圧力計を使
用する場合のような、それぞれの測定誤差や差を求める
ことによる誤差範囲の拡大がなく、本発明のガス分析装
置２０は圧力計による誤差が小さいという特長も有して
いる。
【００２５】なお、ガスの各成分について分析する場合
には、同様の原理で分圧計５を使用するが、これについ
ては後述する。
には、同様の原理で分圧計５を使用するが、これについ
ては後述する。
【００２６】以下、実施例のガス分析装置３０の構成を
図２によって説明する。
図２によって説明する。
【００２７】このガス分析装置３０の真空容器１に放出
ガスやその成分ガスのガス放出速度を分析すべき試料と
しての被測定チャンバ６が接続される。被測定チャンバ
６はステンレス鋼（ＳＵＳ３０４Ｌ）で作成した内表面
積０．４６ｍ2 のチャンバであり、内表面をＧＢＢ（ガ
ラス・ビーズ・ブラスト）処理した後、４５０℃で真空
加熱したものである。真空容器１内にはオリフィス１２
が設けられており、これには試料のガス放出速度の大小
に応じてコンダクタンスＣの値を０．０１ｍ3ｓ-1また
は０．００１ｍ3 ｓ-1の何れか一方に選定し得るような
コンダクタンス可変機構１３が付加されている。
ガスやその成分ガスのガス放出速度を分析すべき試料と
しての被測定チャンバ６が接続される。被測定チャンバ
６はステンレス鋼（ＳＵＳ３０４Ｌ）で作成した内表面
積０．４６ｍ2 のチャンバであり、内表面をＧＢＢ（ガ
ラス・ビーズ・ブラスト）処理した後、４５０℃で真空
加熱したものである。真空容器１内にはオリフィス１２
が設けられており、これには試料のガス放出速度の大小
に応じてコンダクタンスＣの値を０．０１ｍ3ｓ-1また
は０．００１ｍ3 ｓ-1の何れか一方に選定し得るような
コンダクタンス可変機構１３が付加されている。
【００２８】真空排気系の真空ポンプとしては、主排気
系のターボ分子ポンプ１７、１８、ロータリポンプ１９
が真空容器１に接続され、副排気系の真空ポンプとして
のターボ分子ポンプ２１、ロータリポンプ２２が真空バ
ルブ１６を介して被測定チャンバ６に接続される。
系のターボ分子ポンプ１７、１８、ロータリポンプ１９
が真空容器１に接続され、副排気系の真空ポンプとして
のターボ分子ポンプ２１、ロータリポンプ２２が真空バ
ルブ１６を介して被測定チャンバ６に接続される。
【００２９】また、被測定チャンバ６から真空容器１へ
のガス流路には真空バルブ１５を介して三方弁１１が設
けられ、オリフィス１２の上流側への主流路と下流側へ
の副流路との流路の切り換えを可能ならしめる。
のガス流路には真空バルブ１５を介して三方弁１１が設
けられ、オリフィス１２の上流側への主流路と下流側へ
の副流路との流路の切り換えを可能ならしめる。
【００３０】更に圧力計として、真空容器１にはオリフ
ィス１２の上流側に全圧計３と分圧計５が、またオリフ
ィス１２の下流側には全圧計４を取り付けている。な
お、この全圧計４はガス分析には使用せず、コンダクタ
ンスＣを測定する時にのみ使用される。また、オリフィ
ス１２の上流側に圧力の標準となる基準圧力計１０を取
り付け、副排気系には全圧計１４を取り付けている。な
お、全圧計としては熱陰極型電離真空計、分圧計にはマ
スフィルタ型質量分析計を用いており、基準圧力計には
スピニングロータ真空計を用いている。
ィス１２の上流側に全圧計３と分圧計５が、またオリフ
ィス１２の下流側には全圧計４を取り付けている。な
お、この全圧計４はガス分析には使用せず、コンダクタ
ンスＣを測定する時にのみ使用される。また、オリフィ
ス１２の上流側に圧力の標準となる基準圧力計１０を取
り付け、副排気系には全圧計１４を取り付けている。な
お、全圧計としては熱陰極型電離真空計、分圧計にはマ
スフィルタ型質量分析計を用いており、基準圧力計には
スピニングロータ真空計を用いている。
【００３１】更には、真空容器１を含む領域３０ａ、及
び被測定チャンバ６を含む領域２３を加熱ベークするた
めに、図示しない加熱機構がそれぞれの領域に設けられ
ている。
び被測定チャンバ６を含む領域２３を加熱ベークするた
めに、図示しない加熱機構がそれぞれの領域に設けられ
ている。
【００３２】本実施例によるガス分析装置３０は以上の
ように構成されるが、次にその作用、それによる分析方
法について説明する。
ように構成されるが、次にその作用、それによる分析方
法について説明する。
【００３３】真空容器１は主排気系の真空ポンプ１７、
１８、１９によって常に真空排気されており、真空バル
ブ１５、１６は閉の状態にある。真空バルブ１６を開と
し、副排気系の真空ポンプ２１、２２によって被測定チ
ャンバ６の排気を開始し、全圧計１４で真空度１×１０
−４Ｐａに達したことを確認してから真空容器１の加熱
領域３０ａ、被測定チャンバ６の加熱領域２３をそれぞ
れの加熱機構によって１５０℃で１０時間加熱した。次
いで、真空バルブ１６を閉、真空バルブ１５を開、三方
弁１１を真空容器１のオリフィス１２の上流側に開とし
て、排気を主排気系の真空ポンプ１７、１８、１９に切
り換えた。更に、この状態で１５０℃、１０時間の加熱
を続けた後、全体を室温へ戻して測定を開始した。な
お、コンダクタンスＣは加熱時には０．０１ｍ３ｓ−１
とし、室温となってからの測定時には０．００１ｍ３ｓ
−１とした。
１８、１９によって常に真空排気されており、真空バル
ブ１５、１６は閉の状態にある。真空バルブ１６を開と
し、副排気系の真空ポンプ２１、２２によって被測定チ
ャンバ６の排気を開始し、全圧計１４で真空度１×１０
−４Ｐａに達したことを確認してから真空容器１の加熱
領域３０ａ、被測定チャンバ６の加熱領域２３をそれぞ
れの加熱機構によって１５０℃で１０時間加熱した。次
いで、真空バルブ１６を閉、真空バルブ１５を開、三方
弁１１を真空容器１のオリフィス１２の上流側に開とし
て、排気を主排気系の真空ポンプ１７、１８、１９に切
り換えた。更に、この状態で１５０℃、１０時間の加熱
を続けた後、全体を室温へ戻して測定を開始した。な
お、コンダクタンスＣは加熱時には０．０１ｍ３ｓ−１
とし、室温となってからの測定時には０．００１ｍ３ｓ
−１とした。
【００３４】測定は三方弁１１によって３０分間の間隔
で被測定チャンバ６からの放出ガスを主流路と副流路と
に切り換え、各流路への切り換えから２５分間経過後に
全圧計３及び分圧計５によって圧力を測定した。
で被測定チャンバ６からの放出ガスを主流路と副流路と
に切り換え、各流路への切り換えから２５分間経過後に
全圧計３及び分圧計５によって圧力を測定した。
【００３５】これらの操作、すなわち副排気系の真空ポ
ンプ２１、２２による被測定チャンバ６の排気開始から
加熱領域３０ａ、２３の加熱・冷却、主排気系の真空ポ
ンプ１７、１８、１９への切り換え、三方弁１１による
所定時間毎のガス流路の切り換えに至る本ガス分析装置
３０の運転と制御、ないしは全圧計３、分圧計５の示す
圧力値の取り込みは図示しないコンピュータによって自
動的に行なった。
ンプ２１、２２による被測定チャンバ６の排気開始から
加熱領域３０ａ、２３の加熱・冷却、主排気系の真空ポ
ンプ１７、１８、１９への切り換え、三方弁１１による
所定時間毎のガス流路の切り換えに至る本ガス分析装置
３０の運転と制御、ないしは全圧計３、分圧計５の示す
圧力値の取り込みは図示しないコンピュータによって自
動的に行なった。
【００３６】上記によって得られた全圧計３による測定
結果を図３に示した。横軸は時間、縦軸は圧力であり、
最初の３０分間を主流路で流し、続く３０分間を副流路
で流した時に全圧計３が示した圧力である。矢印Ｐm 、
矢印Ｐs はそれぞれの流路へ流し始めてから２５分間経
過した時点における圧力Ｐ1mとＰ1sを示している。Ｐm
＝１．５×１０-7Ｐａ、Ｐs ＝０．６６×１０-7Ｐａで
あり、オリフィス１２を含むコンダクタンスＣは０．０
０１ｍ3 ｓ-1であるから、上述の式(3) によって、試料
からのガス放出速度Ｑs は次のように求められる。 Ｑs ＝８．４×１０-11 Ｐａｍ3 ｓ-1
結果を図３に示した。横軸は時間、縦軸は圧力であり、
最初の３０分間を主流路で流し、続く３０分間を副流路
で流した時に全圧計３が示した圧力である。矢印Ｐm 、
矢印Ｐs はそれぞれの流路へ流し始めてから２５分間経
過した時点における圧力Ｐ1mとＰ1sを示している。Ｐm
＝１．５×１０-7Ｐａ、Ｐs ＝０．６６×１０-7Ｐａで
あり、オリフィス１２を含むコンダクタンスＣは０．０
０１ｍ3 ｓ-1であるから、上述の式(3) によって、試料
からのガス放出速度Ｑs は次のように求められる。 Ｑs ＝８．４×１０-11 Ｐａｍ3 ｓ-1
【００３７】また、ガス成分毎のガス放出速度は、主流
路時と副流路時とにおける分圧計５で観測されるイオン
電流値によって求め得る。すなわち、質量数Ｎのガス種
について、その分圧ＰN と分圧計５で観測されるイオン
電流ＩN とは比例関係にあるので、その比例係数をＫ
N 、主流路時におけるイオン電流値をＩNm、副流路時に
おけるイオン電流値をＩNs、そのガス種についてのコン
ダクタンスをＣN とすれば、ガス放出速度ＱN は式(3)
の変形としての式(10)で示される。 ＱN ＝ＫN （ＩNm−ＩNs）ＣN ・・・・・・・・(10) 上述のように、各ガス成分のガス放出速度ＱN も全ガス
のガス放出速度Ｑs と同様に求め得る。
路時と副流路時とにおける分圧計５で観測されるイオン
電流値によって求め得る。すなわち、質量数Ｎのガス種
について、その分圧ＰN と分圧計５で観測されるイオン
電流ＩN とは比例関係にあるので、その比例係数をＫ
N 、主流路時におけるイオン電流値をＩNm、副流路時に
おけるイオン電流値をＩNs、そのガス種についてのコン
ダクタンスをＣN とすれば、ガス放出速度ＱN は式(3)
の変形としての式(10)で示される。 ＱN ＝ＫN （ＩNm−ＩNs）ＣN ・・・・・・・・(10) 上述のように、各ガス成分のガス放出速度ＱN も全ガス
のガス放出速度Ｑs と同様に求め得る。
【００３８】以上、本発明の実施例について説明した
が、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明
の技術的思想に基いて種々の変形が可能である。
が、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明
の技術的思想に基いて種々の変形が可能である。
【００３９】例えば実施例においては、真空容器１のオ
リフィス１２の上流側に全圧計３と分圧計５とを設けた
が、目的によっては全圧計３または分圧計５のみとして
もよい。
リフィス１２の上流側に全圧計３と分圧計５とを設けた
が、目的によっては全圧計３または分圧計５のみとして
もよい。
【００４０】また実施例においては、全圧計３として熱
陰極型電離真空計を用いたが、これと同程度の高真空を
測定し得る真空計であればその種類は問わない。更には
分圧計５としてマスフィルタ型質量分析計を用いたが、
他の質量分析計であってもよい。
陰極型電離真空計を用いたが、これと同程度の高真空を
測定し得る真空計であればその種類は問わない。更には
分圧計５としてマスフィルタ型質量分析計を用いたが、
他の質量分析計であってもよい。
【００４１】また実施例においては、コンダクタンス可
変型のオリフィス１２を設けたが、コンダクタンス可変
型でなくてもよく、更にはオリフィスの代わりに、コン
ダクタンス既知の配管の配管を設けてもよい。
変型のオリフィス１２を設けたが、コンダクタンス可変
型でなくてもよく、更にはオリフィスの代わりに、コン
ダクタンス既知の配管の配管を設けてもよい。
【００４２】また実施例においては、放出されるガスの
主流路と副流路との切り換えに三方弁１１を使用した
が、それぞれの流路を開閉する２台の真空バルブで代替
することができる。
主流路と副流路との切り換えに三方弁１１を使用した
が、それぞれの流路を開閉する２台の真空バルブで代替
することができる。
【００４３】また実施例においては、ガス分析装置３０
に接続した被測定チャンバ６から放出されるガスの分析
について説明したが、ガスを導入したり、ガスを発生す
るような真空装置を接続すれば、真空装置内のガスを分
析することが可能である。また、本実施例における被測
定チャンバ６を試料チャンバとして、内部に収容した材
料試片からのガス放出を分析することもできる。
に接続した被測定チャンバ６から放出されるガスの分析
について説明したが、ガスを導入したり、ガスを発生す
るような真空装置を接続すれば、真空装置内のガスを分
析することが可能である。また、本実施例における被測
定チャンバ６を試料チャンバとして、内部に収容した材
料試片からのガス放出を分析することもできる。
【００４４】
【発明の効果】本発明のガス分析装置によれば、得られ
るガス放出速度には測定機器からのガス放出速度が含ま
れず、更には圧力計による誤差が小さいので、全圧、分
圧の何れについても、精度の高い分析結果が得られる。
加うるに、高価な圧力計の数が少ないので、本発明のガ
ス分析装置は製造コストが低い。
るガス放出速度には測定機器からのガス放出速度が含ま
れず、更には圧力計による誤差が小さいので、全圧、分
圧の何れについても、精度の高い分析結果が得られる。
加うるに、高価な圧力計の数が少ないので、本発明のガ
ス分析装置は製造コストが低い。
【図１】本発明のガス分析装置の基本構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】本発明の実施例によるガス分析装置の構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図３】同実施例の装置によって測定されたガスの流路
と圧力との関係を示す図である。
と圧力との関係を示す図である。
【図４】従来例によるガス分析装置の基本構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
１ 真空容器 ２ オリフィス ３ 全圧計 ４ 全圧計 ５ 分圧計 ６ 被測定チャンバ ７ 真空ポンプ １１ 三方弁 １２ オリフィス １７ 真空ポンプ １８ 真空ポンプ １９ 真空ポンプ ２１ 真空ポンプ ２２ 真空ポンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲吉 さかえ 茨城県つくば市東光台 ５−９−７ 日 本真空技術株式会社 筑波超材料研究所 内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 7/00 - 7/22 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (3)
- 【請求項１】 真空系に被測定物から放出されるガスの
放出速度を分析するガス分析装置において、真空容器が
その内部に設けたオリフィスによって該オリフィスの上
流側空間と下流側空間とに区画され、かつ前記上流側空
間には圧力計が設けられており、分析に際しては、前記
放出されるガスの流路を排気されつつある前記真空容器
の前記上流側空間と前記下流側空間とに切り換えること
によって生ずる圧力の変化を前記圧力計によって測定す
ることを特徴とするガス分析装置。 - 【請求項２】 前記圧力計が全圧計と分圧計の何れか一
方、又は両者である請求項１に記載のガス分析装置。 - 【請求項３】 前記全圧計が熱陰極型電離真空計であ
り、前記分圧計がマスフィルタ型質量分析計である請求
項２に記載のガス分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29468793A JP2756636B2 (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | ガス分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29468793A JP2756636B2 (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | ガス分析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07128209A JPH07128209A (ja) | 1995-05-19 |
| JP2756636B2 true JP2756636B2 (ja) | 1998-05-25 |
Family
ID=17811012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29468793A Expired - Lifetime JP2756636B2 (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | ガス分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2756636B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101537661B1 (ko) * | 2013-12-02 | 2015-07-17 | 한국표준과학연구원 | 기체투과도 측정 장치 및 기체투과도 측정 방법 |
| CN105910952A (zh) * | 2016-04-13 | 2016-08-31 | 兰州空间技术物理研究所 | 一种桥式对称结构的双真空规材料放气率测试方法 |
| CN105910953B (zh) * | 2016-04-13 | 2018-10-23 | 兰州空间技术物理研究所 | 一种测量材料单质气体放气率的装置及方法 |
| CN107884310B (zh) * | 2017-12-13 | 2024-03-08 | 合肥中科离子医学技术装备有限公司 | 基于双测试室气路转换的材料放气率测量装置 |
-
1993
- 1993-10-29 JP JP29468793A patent/JP2756636B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07128209A (ja) | 1995-05-19 |
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