JPH11501731A - 半導体加工用圧力計 - Google Patents

半導体加工用圧力計

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Abstract

(57)【要約】 ソケット(36)の入口からブルデン管(46)の変位可能な端部(64)まで延びる段部のない内部流路を構成する、半導体の加工で使用される圧力計(35)を提供する。段部がないため、内部クリーニング及びパージを行う上で自己ドレン性である。これによって、プロセスに有害な影響を及ぼす可能性がある汚染物が捕捉されないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】 半導体加工用圧力計 発明の分野 本発明は、半導体加工用圧力計の分野に関する。圧力計は、半導体加工プロセ スに有害な影響が及ぼされないように汚染物が捕捉されないように内部が自己ド レン性(self drainable)に形成されたブルドン管を含む。 発明の背景 圧力計は、流体の圧力値を表示する必要がある商業的用途及び工業的用途につ いて無数の異なる環境で広範に使用されている。圧力値は、器具によって、デジ タル値又はアナログ値のいずれかで表示できる。圧力計の主な検出素子は、代表 的には、あらわれた圧力変化に応じて予測通りに変位する自由端を備えたブルド ン管からなる。代表的には、管の変位は、較正済の圧力値が刻んであるダイアル と向き合って配置された回転自在の指針に、ムーブメント又は増幅器を介して伝 達される。 半導体製造プラントでは、シリコンウェーハの蝕刻を行うために様々な毒性ガ ス及び腐蝕性ガスが使用される。これらのガスは、含まれる汚染物が10億分の 一の単位(ppb)の極めて純度の高いガスである。任意の時点でパイプライン を通って流れる特定のガスを頻繁に交換するには、徹底的なフラッシング及び排 気を行って前のガスの残余物を全ての機器及びアクセサリーから完全に除去する ことが要求とされる。残る汚染物を最少にするため、当該産業では、例えば超高 純度ステンレス鋼及び電解研磨面を使用することといった極めて高い材料基準が 課される。 標準的な圧力計であるブルドン管は、汚染物を捕捉し易い大きな行き止まりキ ャビティ(dead-end cavity)を有する。半導体の加工で汚染物が捕捉された場 合には、交換時間が、汚染物が捕捉されていない場合に必要であるよりも長くな ってしまう。これと同時に、使用されたブルドン管から前のガスの粒子を全て除 去することができないと、処理中の蝕刻されたウェーハが台無しになったり、場 合によっては破壊されてしまう。 従来技術の説明 圧力計構造の汚染物のないブルデン管を求める様々な方策が、例えば米国特許 第3,398,584号及び米国特許第5,000,049号に開示されている ように、試みられてきた。汚染物のないブルデン管が必要とされているという従 来技術の認識にも拘わらず、完全に満足のいく解決策は未だに知られていない。 発明の目的 本発明の目的は、汚染物の残存物が管内に残らないようにする高いクリーニン グ性を提供する新規なブルデン管を提供することである。 本発明の別の目的は、汚染物が溜まり易い段部が内部に全くないブルデン管に よって上述の目的を達成することである。 本発明の更に別の目的は、安価に製造できるが作動上の性能が損なわれないブ ルデン管構造によって上述の目的を達成することである。 発明の概要 本発明は、圧力値の検出にブルデン管を使用する圧力計に関する。更に詳細に は、本発明は、管内に汚染物残存物が残らないようにする方法で圧力計のクリー ニングを行うことができるように内部に段部を持たない、ブルデン管の新規な構 造に関する。 以上は、本発明によれば、段部がなく且つ完全に自己ドレン性であるように形 成されたブルデン管によって達成される。自己ドレン性は、圧力計のソケットへ の入口連結部にソケットの流れ軸線に対して鈍角をなす下方への臨界角を付ける こと、ブルデン管の自由変位端が12時の位置で又はその手前で終端すること、 自由端部での管の断面が一定であり、割れ目がない溶接部が全体に亘って2つし か使用しないことを含む幾つかの特徴によって提供される。 圧力計のソケットを圧力計の選択された場所に連結するためにねじ山の代わり にVCRグランドを使用することによって、汚染物が圧力計内に及び圧力計の周 り侵入する可能性を更に小さくする。比較的短いブルデン管を補償するため、当 該産業で使用されている一般的であり且つ標準的な増幅比と比較して大きな増幅 比を使用する。 これらの特徴を容易に得ることができるため、ブルデン管の性能及び価格が保 証される。 当業者は、添付図面を参照して以下の詳細な説明を読むことによって、本発明 の上述の特徴及び利点並びに他の優れた特徴をよく理解するであろう。 図面の簡単な説明 第1図は、ブルデン管を使用した例示の従来技術の圧力計の概略正面図であり 、 第2図は、本発明によるブルデン管及び圧力計連結部を示す概略正面図であり 、 第3図は、本発明で使用したブルデン管の拡大詳細図である。 好ましい実施例の説明 以下の記載において、明細書及び図面に亘って同様の部品には同じ参照番号が 夫々附してある。添付図面は必ずしも正しい縮尺ではなく、或る図では、明瞭化 を図るために誇張してある。 次に、添付図面を参照すると、第1図には、参照番号10を附した従来技術の 圧力計が示してあり、この圧力計は、例えば、米国特許第4,055,085号 に開示された基本的な種類の圧力計である。同特許に触れたことにより、その特 許に開示されている内容は本明細書中に組入れたものとする。 圧力計10のソケット12には、監視されるべきガス流15を受け入れる入口 14、及び圧力計をこの圧力計が使用されるシステムに連結するためのねじ山1 6が設けられている。受け入れられるガス流は、内部通路を介してブルドン管1 8と連通する。これによって、ブルドン管の自由端20が、ガスの圧力の漸次変 化に応じて周知の方法で円弧状に変位する。増幅器26のブラケットチャンネル 24に連結された管先端22によって、指針28を、ダイアル面(図示せず)に 設けられた圧力値に対し、増幅され且つ相関された移動で変位する。増幅器26 は、管先端の変位を指針28の変位に変換する上で、代表的には、10:1乃至 12:1の歯車比を使用する。ソケット12の露呈部分を除き、以上の構成要素 の各々は、透明なクリスタルを固定するベゼル32を持つハウジング30内に実 質的に包囲されている。 次に第2図及び第3図を参照すると、参照番号35を附した圧力計は、棒材で 形成されたソケット36を有し、このソケットには、商業的に入手できる種類の VCRグランド38が溶接部40によって固定されている。この装置は、選択さ れた圧力場所にねじ山を使用せずに設置され、例えば米国特許第4,552,3 89号に開示されているように、別のアッセンブリを含む。ソケット36には連 続した垂直方向ボア42が設けられ、ガス圧15がこのボアを通ってブルドン管 の入口44に進入できる。第2図及び第3図では、ブルドン管には参照番号46 が附してある。ソケット36上には、定置型ムーブメント即ち増幅器52が支持 されている。この増幅器は、例えば、ヘイスの米国特許第3,975,967号 に開示の種類の装置であるのがよい。ケース30は、好ましくは「D」字形状で あり、これによって、プロセスに比較的近付けて位置決めでき、入口42と関連 したデッド容積及び湿潤領域を更に小さくできる。 増幅器52は、定置の直立ベース54及び横方向ピン56を有し、このピンを 中心としてセクタアーム58を枢動する。このセクタアームの自由端は、ブルド ン管46の管端64に固定された端プレート62で終端するリンク60を受け入 れる。セクタアームの歯車端66は、指針シャフト70に設けられたピニオン歯 車68と係合し、指針28を管端64の変位に応じて変位させる。端プレート6 2は、ブルドン管に固定された閉鎖先端72によって管端64に接合されている 。閉鎖先端72は、プレートに溶接部74によって接合されている。別の態様で は、プレート62及び閉鎖先端72を、溶接部74を介して端端64に取り付け られるように、一体に形成できる。先端の変位を指針28の変位に変換する上で の増幅器の比は、この実施例では、以下に説明する理由のため、約16:1であ る。セクタアーム58とピニオン68との間の歯車比を変えることによって、増 幅器の比を大きくすることができる。 ブルドン管46は、管の作用領域の断面が楕円形即ち長円形の細長い全体にC 字形状の所定長さの管からなる。入口44は、円形の拡径端部78に配置されて いる。この端部は、代表的には、管の元の直径のままである。残りの管区分は、 折り曲がった接合部84のところで一体であるように所定の大きさに合わせて延 ばしてある。端部78は、ソケット36の角度をなした上面82に形成された、 ボア42の開口部を包囲する凹所をなした円錐形のウェル80に受け入れられて いる。第3図で最もよくわかるように、ボア42の軸線と端部78の軸線は、接 線方向に捕捉されることがない(tangentially trap-free)自己ドレン性接触( self-drainable contact)がボア42及び端部78の相互の下端90に沿って 形成されるように、距離「F」だけ食い違っている。 第3図に示す様々な寸法上の関係は、必ずしも重要でなく、入口ボア42から ブルドン管端先端72までの間に段部がない内部構造を形成する上での例示であ ると考えられる。勿論、これは、ボア42の軸線86が、圧力計のクリーニング 中又はパージ中に垂直な配向にあると仮定してのことである。これらの目的につ いて、線88で示す先端72の端面が、軸線86に関して12時の関係を越えな いように、軸線86と平行であるということがわかる。一般的なブルドン管より も比較的短いため、上述の高い増幅比を得ることができる。以下の表は、100 %ドレン性についての寸法を例示する。 これらの寸法上の関係を、割れ目がないただ二つの溶接部74及び90と組み 合わせて使用することによって、段部のない構造を得ることができる。これによ って、ソケット及びブルドン管の内部のクリーニング及びパージを、必要なとき にはいつでも、構造内に汚染物が残る危険性なしに、確実に行うことができる。 このようにすることによって、ユニット全体が、変更したガスの導入前にユニッ トのパージに使用される溶剤又は他の配合物に対して自己ドレン性であり、以前 のガス又はクリーニング配合物によって全く汚染されていない純粋なガスを導入 できる。このレベルの確実性を提供することによって、本発明の圧力計は、少な くとも、半導体チップの不適切な加工をもたらす汚染、故障、又は他の悪影響に 係わることがない。これによって、本圧力計構造は、当該産業における大幅な発 展に寄与し、半導体プロセスの圧力を、圧力計それ自体に帰せられる悪影響なし に、監視できる。 上述の構造に多くの変更を施すことができ、本発明の明らかに大幅に異なる多 くの実施例を本発明の範疇から逸脱することなく提供できるため、添付図面及び 本明細書中に含まれる全ての事項は単なる例示であって、限定を行うものではな いと考えられるべきである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.ガスの圧力が監視されるべき圧力場所に連結するための内部ボアを構成する 管状ソケットと、前記ソケットの前記ボアと流れ連通した固定端部及び前記場所 で監視される圧力変化と相関して変位可能な自由変位端部を含む端部間を延びる ブルドン管と、を有する圧力計において、 入口から前記ボアを通って前記ブルドン管の前記変位可能な端部まで延びる段 部のない流路を備えており、前記流路は自己ドレン性である、ことを特徴とする 圧力計。 2.前記ブルドン管の自由端部は、ガス圧が受け入れられていない場合に前記ボ アの軸線に関してほぼ12時又はそれより前の平面内を延びる端面で終端する、 請求項1に記載の圧力計。 3.前記ブルドン管は、少なくともその作用領域のところが実質的に長円形/楕 円形断面の管からなり、前記ボアと前記ブルドン管の固定端部との間には連結部 材が設けられ、この連結部材は、前記管よりも断面寸法が比較的大きな直径の入 口を有する、請求項2に記載の圧力計。 4.前記連結部材は、その入口のところの比較的大きな直径から前記管との密封 接合部まで縮径することによってフレアを形成する、請求項3に記載の圧力計。 5.前記連結部材及び接合がなされる管は、一体の構造である、請求項4に記載 の圧力計。 6.前記連結部材は、前記ソケットの上面に形成されており且つ前記ボアの上端 を包囲する凹所内に固定されている、請求項3に記載の圧力計。 7.前記ソケットの前記上面は、前記ボアの入口軸線から角度をなしてずれた平 面内を延びている、請求項6に記載の圧力計。 8.前記連結部材の軸線は、前記連結部材の入口のところで前記ボアの交差軸線 と空間的に食い違っており且つこの軸線と平行である、請求項6に記載の圧力計 。 9.前記空間的食い違いにより、前記連結部材の下内縁部を内ボアウェル面と協 働させ、連続的に滑らかな捕捉されることのない自己ドレン性を提供できる、請 求項8に記載の圧力計。 10.前記ソケットは、前記圧力場所に連結するのにねじを用いない、請求項1に 記載の圧力計。
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