JPH07107492B2

JPH07107492B2 - ビユウレツトを用いた排気流量測定装置

Info

Publication number: JPH07107492B2
Application number: JP2448086A
Authority: JP
Inventors: 周一横山
Original assignee: 日電アネルバ株式会社
Priority date: 1986-02-06
Filing date: 1986-02-06
Publication date: 1995-11-15
Anticipated expiration: 2010-11-15
Also published as: JPS62182624A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、例えば、真空室の排気流量を測定する装置に
関するものである。

（従来の技術）半導体の薄膜形成等の各種の処理は、通常、真空室内で
行われるが、その半導体の品質は真空度の良否に大きく
左右される。このため、半導体の真空処理に際して、真
空ポンプの排気性能を前もって求めておくことが重要で
あり、かかる観点から真空室の排気流量が必要に応じ測
定される。

この種の流量測定装置として、第２図に示すようなビュ
ウレットを用いた装置が周知である。

図において、真空室１と、測定ガスが収容されたガス容
器２と、真空室１とガス容器２とを連通させる配管系３
と、この配管系３に設けられた可変バルブ４およびスト
ップバルブ５とによって気体流通系６が形成されてい
る。真空室１には図示されていない真空ポンプが連設さ
れており、該真空ポンプを作動することにより、ガス容
器２から配管を通して窒素等の測定ガスが引き出され、
この測定ガスは真空ポンプの排気作用によって配管系３
を通って真空室１へ流れ込む。

前記配管系３の真空室１とストップバルブ５間にはビュ
ウレット７が配置されている。

このビュウレット７の上方管部は二又状に分岐されてお
り、その一方の管は可撓性のパイプ等を用いて配管系３
の真空室１側に連通させており、他方の管も同様に可撓
性のパイプ等を用いて配管系３のストップバルブ５側に
連通させてある。

ビュウレット７は液体容器８に挿入してあり、該ビュウ
レット７の下方部は液体容器８に注入されている測定液
９中に浸されている。そして、ビュウレット７に入り込
んだ測定液９の液面位置はビュウレット７の周面に設け
られた目盛10によって読み取れるようになっている。

この種の装置による真空室１の排気流量の測定は次のよ
うに行われる。真空ポンプを作動している状態で、ま
ず、可変バルブ４およびストップバルブ５を開きガス容
器２から放出される測定ガスを引き出し、該ポンプによ
って真空室１から該測定ガスを外部へ排出させる。この
測定ガスの引き出しによって、ビュウレット７内は測定
ガスによって満たされる。次に、ストップバルブ５を閉
じる。このストップバルブ５の閉鎖によって、測定ガス
の放出が停止される結果、真空ポンプの排気作用によっ
て液体容器８中の測定液９が吸引され、該測定液９はビ
ュウレット７の管壁に沿って上昇する。このとき、液体
容器８の液面とビュウレット７の液面との差に起因する
真空室１内の圧力変化を防止するため、ビュウレット７
の液面上昇に伴ないビュウレット７を下降し、常に液体
容器８の液面とビュウレット７の液面とを一致させる。

このような操作を行いながら、測定液９の液面がビュウ
レット７の所定の測定長さ区間、つまり、所定の目盛区
間を上昇するのに要する時間をストップウォッチ等によ
り測定する。

この測定した時間をT_timeとすれば、排気流量Ｑは次の
（１）式により求められる。

ただし、V:ビュウレット７の測定長さ区間の体積、 T:絶対温度（273℃）、 t:測定時の環境（室内）温度、 t₀:測定気体の温度、P:大気圧、 P₀:標準状態の大気圧（760mmHg）である。

そして、前記液面上昇時間の測定後に、ストップバルブ
５の解放が行われる。その結果、ビュウレット７の液面
は元の位置に下降し、次の測定に備えられるのである。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、上記従来の装置においては、排気流量の
測定中にビュウレット７を下降移動するため、ビュウレ
ット７と配管系３との接続部（継手部）21に無理な力が
加わりがちとなり、その接続部21の損傷等により測定気
体の漏れ（リーク）が生じ易くなるという問題があっ
た。

また、ビュウレット７の液面上昇の時間および液面位置
の目盛読み取りを目視により行わなければならないた
め、その読み取り誤差が生じ易く、排気流量を高精度に
求めることが困難であった。

本発明は上記従来の問題点を解決するためになされたも
のであり、その目的は、ビュウレット接続部からの気体
漏れの恐れを確実に解消し、かつ、読み取り誤差を含ま
ない正確な排気流量を求めることができるビュウレット
を用いた排気流量測定装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）本発明は上記目的を達成するために、次のように構成さ
れている。すなわち、本発明は、液体容器と；該液体容
器内に挿入され、上端部は気体流通系に連通接続され下
端部は前記液体容器内の測定液に浸漬されるビュウレッ
トと；を備え、気体流通系内の吸引排気作用によってビ
ュウレットの測定長さ区間を通過する測定液の通過時間
に基づき気体の排気流量を測定するビュウレットを用い
た排気流量測定装置において、前記液体容器との相対的
な位置関係を不変に保持した前記ビュウレット内の液面
の前記気体流通系内の吸引排気作用によってもたらされ
る移動に液体容器内の液面を追従させる液面調整手段
と；前記ビュウレットの測定長さ区間における起点位置
と終点位置での液面通過時を検出し、その検出信号を出
力する液面センサと；該液面センサからの検出信号に基
づいて排気流量を算出する演算器と；を有するビュウレ
ットを用いた排気流量測定装置である。

（作用）上記構成からなる本発明において、気体流通系の排気流
量の測定は次のように行われる。

まず、従来例と同様に真空ポンプの排気作動等により、
気体流通系に接続されたビュウレット内の液体は、この
排気作用によって、ビュウレットの内壁に沿って上昇す
る。このとき、液面調整手段を操作して液体容器の液面
をビュウレットの液面に追従させ、液体容器の液面とビ
ュウレットの液面とを一致させる。一方、液面センサは
ビュウレットに定めた測定長さ区間の起点位置および終
点位置を測定液が通過する瞬間を検出し、その検出信号
を演算器へ加える。該演算器には予め前記第（１）式の
V,T,t,t₀,P,P₀等の値が入力されており、演算器は前記
起点位置における検出信号の出力時と終点位置における
検出信号の出力時との時間差から測定液が測定長さ区間
を通過するのに要する時間T_timeを求め、第（１）式に
基づいて気体流量Ｑを算出する。

このように、本発明においては、ビュウレットを固定し
たまま測定が行い得るので、ビュウレットと気体流通系
との接続部の損傷リークの発生を防止でき、また、測定
液面の視覚による読み取り作業も不要となるので、読み
取り誤差の含まない高精度の気体流量を求めることが可
能となるものである。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。な
お、本実施例の説明において従来例と同一の構成部分に
は同一符号を付してその説明を省略する。第１図には本
発明に係る一実施例の構成が示されている。図におい
て、ビュウレット７はアダプタ11を介して配管系３のス
トップバルブ５と真空室１間に着脱自在に固定されてい
る。

一方、液体容器８の底部には液面調整手段としての液体
溜め容器12が連接されている。

該液体溜め容器12は弾性復元自在の容器からなり、内部
は測定液９によって満たされている。

したがって、液体溜め容器12を押圧変形させることによ
って液体容器８の液面を上昇させ、その押圧変形の解除
によって上昇した液面を元の位置に下降させることが可
能となる。

一方、前記液体容器８の一方側にはビュウレット７に定
められる測定長さ区間の起点位置と終点位置に対向させ
て第１の赤外線発光器13と第２の赤外線発光器14とが設
けられており、液体容器８の反対側には赤外線受光部15
が設けられている。該赤外線受光部15は前記第１の赤外
線発光器13および第２の赤外線発光器14に対向させて第
１の赤外線受光器16と第２の赤外線受光器17とを備えて
おり、第１の赤外線受光器16は第１の赤外線発光器13か
ら放射される赤外線ビームを受光し、その受光が測定液
９によって遮られたときに第１の検出信号を演算器18へ
送る同様に、第２の赤外線受光器17は第２の赤外線発光器14
から放射される赤外線ビームを受光し、その受光が測定
液９によって遮られたときに第２の検出信号をマイクロ
コンピュータ等の演算器18へ送る。これら、第１の赤外
線発光器13と、第２の赤外線発光器14と、赤外線受光部
15とは液面センサ19を構成するものである。

前記演算器18は前記第１の検出信号と第２の検出信号を
受けて前記第１の検出信号が出力されたときから第２の
検出信号が出力されるまでの時間T_timeを求め、前述の
第（１）式によって20℃,1気圧（1atm）の状態における
排気流量Ｑを算出する。この場合、本実施例の演算器18
には記憶回路が設けられており、この記憶回路の計算に
必要な各種の値、つまり、V,T,t,t₀,P₀,Pの値を予め記
憶させておき、この記憶値を読み出して前記（１）式の
計算が行われる。

そして、算出値Ｑは表示部20へ加えられ、デジタルある
いはアナログの所望の態様で前記算出値Ｑが表示される
のである。

ところで、上記本実施例における排気流量の測定に際
し、真空ポンプを作動した状態でストップバルブ５を閉
じることによって、測定液９がビュウレット７の内壁に
沿って上昇するが、このとき、液体溜め容器12を押圧変
形させることによって容易に液体容器８内の液面をビュ
ウレット７の液面に追従させることができる。

このように、本実施例においては、ビュウレット７を移
動（下降移動）させることなくビュウレット７の液面と
液体容器８の液面とを一致させることができるから、配
管系３とビュウレット７との接続部（継手部）21が損傷
することがなく、したがって、従来例に見られた危険、
すなわち、接続部21の損傷によって気体漏れを発生させ
るという危険は確実に防止されることになる。

また、測定液９がビュウレット７内を上昇するとき、該
測定液９の液面が測定長さ区間の起点位置を通過すると
きに、第１の赤外線発光器13から放射される赤外線ビー
ムが遮られ、赤外線受光部15から第１の検出信号が出力
される。

同様に、測定液９が測定長さ区間の終点位置を通過する
ときに、第２の赤外線発光器14から放射される赤外線ビ
ームが遮られ、赤外線受光部15から第２の検出信号が出
力される。

このように、本実施例においては、目視によってビュウ
レット７の液面目盛やストップウォッチの時刻目盛を読
み取ることを要せずに、測定液９が測定長さ区間を通過
するのに要する時間を自動的に測定できる。したがっ
て、排気流量Ｑの演算に測定目盛の読み取り誤差を含ま
ないから、精度の高い演算値が得られることとなる。

なお、上記本実施例の装置は排気流量の測定用として優
れた能力を発揮するが、演算器18の演算プログラムを変
更することにより、排気速度の測定に使用することがで
きる。

（発明の効果）本発明は以上説明したような構成と作用とを有している
ので、ビュウレットの接続部からの気体の漏れや目盛の
読み取り誤差の影響を受けない極めて精度の高い排気流
量を測定することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る一実施例の構成図、第２図は従来
例の構成図である。１……真空室、２……ガス容器、３……配管系、４……
可変バルブ、５……ストップバルブ、６……気体流通
系、７……ビュウレット、８……液体容器、９……測定
液、10……目盛、11……アダプタ、12……液体溜め容
器、13……第１の赤外線発光器、14……第２の赤外線発
光器、15……赤外線受光部、16……第１の赤外線受光
器、17……第２の赤外線受光器、18……演算器、19……
液面センサ、20……表示部、21……接続部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体容器と；該液体容器内に挿入され、上
端部は気体流通系に連通接続され下端部は前記液体容器
内の測定液に浸漬されるビュウレットと；を備え、気体
流通系内の吸引排気作用によってビュウレットの測定長
さ区間を通過する測定液の通過時間に基づき気体の排気
流量を測定するビュウレットを用いた排気流量測定装置
において、前記液体容器との相対的な位置関係を不変に
保持した前記ビュウレット内の液面の前記気体流通系内
の吸引排気作用によってもたらされる移動に液体容器内
の液面を追従させる液面調整手段と；前記ビュウレット
の測定長さ区間における起点位置と終点位置での液面通
過時を検出し、その検出信号を出力する液面センサと；
該液面センサからの検出信号に基づいて排気流量を算出
する演算器と；を有することを特徴とするビュウレット
を用いた排気流量測定装置。
【請求項２】液面調整手段は液体容器の底部に連通させ
た弾性復元自在の液体溜め容器によって構成されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のビュ
ウレットを用いた排気流量測定装置。
【請求項３】液面センサは、ビュウレットに定められる
測定長さ区間の起点位置と終点位置に対向して設けられ
た赤外線発光器と；液体容器を挟んで前記赤外線発光器
から放射される赤外線ビームを受光するとともに、測定
液が赤外線ビームを遮ったときに検出信号を出力する赤
外線受光部と；によって構成されていることを特徴とす
る特許請求の範囲第（１）項記載のビュウレットを用い
た排気流量測定装置。