KR20190063424A - 진공계 - Google Patents

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KR20190063424A
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sensor module
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소타로 기시다
게이스케 야마시타
준야 나카이
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가부시키가이샤 호리바 에스텍
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Abstract

여러가지 종류의 재료 가스가 도입되는 분위기에 센싱 기구가 노출되는 경우에도, 상기 센싱 기구로의 물질의 퇴적을 막고, 장기 수명화를 실현할 수 있는 진공계를 제공하기 위해서, 측정 공간 내의 분위기와 접촉하고, 상기 측정 공간 내의 압력에 따른 출력 신호를 출력하는 센싱 기구와, 상기 센싱 기구를 온조하는 히터를 구비하며, 상기 히터의 설정 온도가 가변이도록 했다.

Description

진공계{VACUUM MONITOR}
본 발명은, 진공계에 관한 것이다.
예를 들면 반도체 프로세스에서, 성막(成膜)이 행하여지는 진공 챔버 내에서는 그 진공도(眞空度)를 모니터링하기 위해서 진공계(眞空計)가 마련되어 있다. 진공계는, 특허 문헌 1에 나타내어지는 바와 같이 진공실 내의 분위기에 노출되는 센싱 기구와, 센싱 기구로부터 압력에 따라 출력되는 출력 신호가 입력되고, 압력을 나타내는 압력 신호로 변환하는 압력 산출 회로를 구비하고 있다.
근래, 반도체 프로세스의 미세화와 함께, 다종 다양한 재료 가스가 진공 챔버 내에 도입되도록 되어 있고, 새로운 재료 가스 중에는 종래의 재료 가스와 비교하여 응축 온도가 매우 높은 것도 존재하고 있다.
이 때문에, 센싱 기구에 대해서 응축하기 쉬운 재료 가스의 일부가 응축하고, 그 성분이 퇴적하여, 압력에 대한 감도(感度)가 저하되거나, 센서로서의 수명이 짧아지거나 한다고 하는 문제가 발생하도록 되어 있다. 센싱 기구에 퇴적이 생기면 진공계 전체를 진공 챔버로부터 교환하지 않으면 안되어, 교체나 교정에 시간이 걸려, 반도체 제조 프로세스의 다운 타임이 길어지므로, 스루풋(throughput)이 악화되어 버린다.
또, 재료 가스 중에는 응축시키지 않도록 하기 위해서 고온으로 설정하면, 분해가 생겨 버려, 의도한 성분에 의한 성막을 실현될 수 없게 되는 것도 있다. 따라서, 진공 챔버 내에 복수 종류의 재료 가스가 도입되는 경우에는, 재료 가스의 특성에 따른 진공계를 개별로 준비하고 있는 것이 현상(現狀)이다.
특허 문헌 1 : 일본특허 제4437578호 공보
본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하는 것을 의도하여 이루어진 것이며, 여러가지 종류의 재료 가스가 도입되는 분위기에 센싱 기구가 노출되는 경우에도, 상기 센싱 기구로의 물질의 퇴적을 막아, 장기 수명화를 실현할 수 있는 진공계를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 진공계는, 측정 공간 내의 분위기와 접촉하고, 상기 측정 공간 내의 압력에 따른 출력 신호를 출력하는 센싱 기구와, 상기 센싱 기구를 온조(溫調, 온도 조정)하는 히터를 구비하며, 상기 히터의 설정 온도가 가변인 것을 특징으로 한다.
이러한 것이면, 예를 들면 측정 공간 내에 존재하는 가스의 응축 온도나 분해 온도에 따라 센싱 기구에서 가스의 응축이 생기지 않는 온도로 유지할 수 있으며, 측정 공간 내에 여러가지 종류의 가스가 도입되는 경우에도 센싱 기구에 대해서 가스의 성분이 퇴적되는 것을 막을 수 있다.
따라서, 장기간에 걸쳐서 진공계로서의 감도를 유지하고, 수명을 늘릴 수 있으므로, 예를 들면 반도체 프로세스의 다운 타임의 발생 빈도를 저하시켜, 스루풋을 향상시키는 것이 가능해진다.
진공계의 외부로부터 상기 히터를 제어하기 위한 온도 제어 신호를 수신하지 않고, 상기 진공계 내에서만 상기 히터의 온도 제어가 실현되도록 하여, 배선 등의 구조를 간략화할 수 있도록 하려면, 상기 센싱 기구를 구비하는 센서 모듈과, 상기 센싱 기구의 출력 신호가 입력되고, 압력값을 산출하는 압력 산출 회로, 및 상기 히터의 온도를 제어하는 히터 제어 회로를 구비하는 본체 모듈을 구비하며, 상기 히터 제어 회로가, 상기 히터의 온도가 입력된 설정 온도가 되도록 상기 히터의 전류 또는 전압을 제어하는 것이면 좋다.
센싱 기구를 충분히 온조 가능하다고 해도, 조금이지만 가스의 성분이 퇴적하여, 진공계의 교환이 결국 필요하게 되는 경우가 있다. 이러한 경우에도, 문제가 있는 센싱 기구의 부분만을 교환할 수 있도록 하여, 전체를 교환하지 않아도 되도록 하여, 예를 들면 반도체 프로세스의 다운 타임을 최소로 할 수 있도록 하려면, 상기 본체 모듈에 대해서 상기 센서 모듈이, 착탈 가능하면 좋다.
종래의 센서 모듈과 본체 모듈부가 분리하여 착탈할 수 없는 진공계에서는, 진공계의 수명이 다한 경우에는, 진공계 전체를 교환하고, 예를 들면 그 곳에서 교정을 행하는 경우가 있었다. 이 때문에, 교정에 필요한 시간분(分)만큼, 예를 들면 반도체 프로세스의 다운 타임이 길어진다고 하는 문제가 발생했었다. 이러한 교정 작업에 걸리는 시간을 단축 또는 없애고, 상기 센서 모듈을 교환하여 곧바로 정확한 압력값을 얻을 수 있도록 하여, 다운 타임을 단축할 수 있도록 하려면, 상기 압력 산출 회로가, 상기 센싱 기구에 대응하는 교정 데이터를 기억하는 교정 데이터 기억부와, 상기 센싱 기구의 출력 신호와, 상기 교정 데이터에 근거하여 압력값을 산출하는 압력 산출부를 구비하며, 상기 교정 데이터 기억부가, 외부 입력에 의해 교정 데이터를 갱신 가능하게 구성되어 있으면 좋다. 이러한 것이면, 예를 들면 진공계의 제조업자가 센서 모듈마다 미리 교정 작업을 행하여 두고, 그 교정 데이터를 상기 센서 모듈과 함께 판매함으로써 교환 작업시에 상기 교정 데이터 기억부에 새로운 센서 모듈에 대응하는 교정 데이터로 갱신하는 것만으로, 곧바로 정확한 압력값을 얻는 것이 가능해진다.
측정 공간 내에 여러가지 종류의 가스가 도입되기 때문에, 상기 히터의 설정 온도가 적절히 변경되는 경우에도, 온도의 차이에 의해 상기 압력 산출 회로에서 산출되는 압력값의 정확성이 손상되지 않도록 하려면, 상기 압력 산출 회로가, 상기 히터의 설정 온도에 따른 보정 계수를 기억하는 보정 계수 기억부와, 상기 보정 계수에 근거하여, 상기 압력 산출부가 산출하는 압력값을 보정하는 보정부를 더 구비한 것이면 좋다.
상기 센싱 기구에 대한 가스의 성분의 퇴적을 막기 위해서 히터를 고온으로 유지하지 않으면 안 되는 경우에도, 그 열의 영향으로 상기 압력 산출 회로가 동작 불량이나 고장을 일으키지 않도록 하려면, 상기 센서 모듈과 상기 본체 모듈과의 사이를 소정 거리 이간시켜, 상기 센서 모듈에서 발생하는 열이 상기 본체 모듈로 전열되는 것을 방해하는 단열 모듈을 더 구비한 것이면 좋다.
상기 본체 모듈에 대해서 상기 센서 모듈을 교환했을 때에, 상기 센싱 기구에 대한 상기 히터의 위치가 어긋나 소망의 온조 형태가 실현되지 않게 된다고 하는 사태를 확실히 막아, 항상 이상적인 온조를 실현할 수 있도록 하려면, 상기 센서 모듈이, 상기 센싱 기구와 상기 히터가 일체가 되어 상기 본체 모듈에 대해서 착탈 가능하게 구성되어 있으면 좋다.
상기 본체 모듈과 상기 센서 모듈과의 사이에서 신호 교환을 하기 위해서 복수의 라인(line)이 필요한 경우에도, 각 부품의 치수 오차나 위치 오차의 영향을 받지 않고, 상기 본체 모듈에 대해서 상기 센서 모듈이 간단히 장착되도록 하려면, 상기 본체 모듈이, 상기 히터의 온도를 제어하는 히터 제어 회로를 더 구비하고, 상기 단열 모듈에는, 상기 센싱 기구와 상기 압력 산출 회로와의 사이를 접속하는 메인 커넥터와, 상기 히터와 상기 히터 제어 회로와의 사이를 접속하는 서브 커넥터가 마련되어 있으며, 상기 메인 커넥터 또는 상기 서브 커넥터 중 적어도 일방이, 가요성을 가지는 것이면 좋다.
상기 본체 모듈과 상기 센서 모듈과의 이간 거리가 크고, 외부로부터의 노이즈가 상기 메인 커넥터에 대해서 입사하기 쉬운 경우에도, 그러한 노이즈의 영향이 상기 센싱 기구의 출력 신호에 중첩하기 어렵게 하고, 정확한 압력값이 얻어지도록 하려면, 상기 메인 커넥터가, 상기 센싱 기구의 출력 신호가 전송되는 중심 도선과, 상기 중심 도선의 측둘레면을 덮고, 전기적으로 절연하는 통 모양의 절연체와, 상기 절연체의 외측 둘레면을 덮는 외부 도체를 구비하며, 상기 단열 모듈에는, 외부 도체의 더 외측을 덮는 통 모양의 도체제의 커넥터 소켓이 마련되어 있으면 좋다.
이와 같이 본 발명에 관한 진공계에 의하면, 상기 센싱 기구를 온조하는 상기 히터의 설정 온도가 가변이므로, 측정 공간 내에 여러가지 종류의 가스가 도입되는 경우에도 가스의 종류에 따른 온도로 설정하여, 센싱 기구로의 가스의 성분의 퇴적을 막을 수 있다. 따라서, 예를 들면 반도체 프로세스의 미세화에 따라, 응축하기 쉬운 재료 가스가 이용되고 있는 경우에도, 진공계로서의 수명이 줄어들어 버리는 것을 막아, 반도체 프로세스의 다운 타임이 발생하는 빈도를 저하시키는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 진공계를 나타내는 모식적 사시도.
도 2는 일 실시 형태에서의 진공계를 나타내는 모식적 단면도.
도 3은 일 실시 형태에서의 진공계의 센서 모듈을 떼어낸 상태를 나타내는 모식적 사시도.
도 4는 일 실시 형태에서의 진공계의 센서 모듈을 떼어낸 상태를 나타내는 모식적 단면도.
도 5는 일 실시 형태에서의 진공계의 메인 커넥터를 나타내는 모식적 단면도.
도 6은 일 실시 형태에서의 진공계의 각 기능을 나타내는 기능 블록도.
도 7은 일 실시 형태에서의 메인 커넥터의 모식적 단면도.
본 발명의 일 실시 형태에 관한 진공계(100)에 대해 도 1 내지 도 7을 참조하면서 설명한다.
본 실시 형태의 진공계(100)는, 예를 들면 반도체 프로세스에서 성막(成膜) 등이 행하여지는 측정 공간인 진공 챔버 내의 진공도(眞空度)를 모니터링하기 위해서 이용되는 것이다. 이 진공계(100)는, 진공 챔버의 격벽의 외측에 마련되고, 진공 챔버 내부와 연통하도록 접속된다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 진공계(100)는 선단부에 진공 커플링(VC)이 마련되고, 기단부에 외부로 측정되고 있는 압력값을 출력하기 위한 출력 단자(T)가 마련된 대략 직방체 모양의 것이다.
도 2의 단면도에 나타내는 바와 같이, 이 진공계(100)는 케이싱(C) 내에 3개의 모듈이 수용 또는 형성되어 있다. 즉, 3개의 모듈은, 케이싱(C)의 선단측에 수용되는 진공 챔버 내의 분위기와 연통하는 센서 모듈(1)과, 케이싱(C)의 기단측에 형성되고, 센서 모듈(1)로부터의 출력 신호를 처리하기 위한, 혹은, 센서 모듈(1)을 제어하기 위한 회로 등이 수용된 본체 모듈(2)과, 케이싱(C)의 중간 부분이며 센서 모듈(1)과 본체 모듈(2)과의 사이에 형성되고, 센서 모듈(1)의 발열이 본체 모듈(2)로 전열하는 것을 방해하는 단열 모듈(3)로 이루어진다.
본 실시 형태의 진공계(100)에서는, 본체 모듈(2) 및 단열 모듈(3)에 대해서 센서 모듈(1)이 착탈 가능하게 구성되어 있다. 구체적으로는, 도 3에 나타내는 바와 같이 케이싱(C)의 1개의 측면을 이루는 커버(C1)를 케이싱(C)의 길이 방향에 대해서 슬라이드 이동 가능하게 구성되어 있고, 도 4의 단면도에 나타내는 바와 같이 센서 모듈(1)과 본체 모듈(2)과의 사이의 접속을 해제하여 케이싱(C) 내로부터 떼어낼 수 있다. 또, 반대로 케이싱(C)을 개방한 상태에서 센서 모듈(1)을 수용하여, 본체 모듈(2)에 대해서 장착하는 것도 가능하다. 도 2에 나타내는 바와 같이 본체 모듈(2)은 그 측면이 케이싱(C)으로부터 비스(vis) 등의 고정 부재(F)에 의해 압압(押壓) 고정됨으로써 케이싱(C) 내의 위치가 고정된다. 또, 이 고정 부재(F)를 떼어냄으로써 케이싱(C) 내로부터 떼어낼 수 있다. 또, 센서 모듈(1)의 상면측은 본체 모듈(2)과의 사이는 단열 모듈(3) 내에 마련된 착탈 가능한 메인 커넥터(MC)에 의해서 접속된다.
이하에 각 모듈의 상세에 대하여 설명한다.
센서 모듈(1)은, 도 2 및 도 5의 단면 확대도에 나타내는 바와 같이, 진공 챔버에 대해서 장착되는 진공 커플링(VC)과, 진공 챔버 내의 분위기에 대해서 일부가 노출되는 센싱 기구(S)와, 센싱 기구(S)의 주위에 마련된 히터(16)를 구비한 것이다.
센싱 기구(S)는, 격막식의 정전 용량형 압력 검출 기구이며, 진공 커플링(VC)으로부터 진공 챔버 내의 분위기가 도입되는 도입 공간(11)과, 예를 들면 대기압 등의 기준 압력측과의 사이를 나누는 다이어프램(12)과, 상기 다이어프램(12)의 중앙부에 대향시켜서 마련된 검출 전극(13)과, 검출 전극(13)의 전위를 출력 신호로서 본체 모듈(2)로 출력하기 위한 출력 전극(14)을 구비한 것이다.
다이어프램(12)은, 박막 원판 모양의 것이며, 그 외주부(外周部)가 협지체(挾持體)에 의해 끼워져 지지되어 있다. 진공 챔버 내의 압력이 변화하면 다이어프램(12)의 양면 사이의 압력차에 의해서 막(膜) 변형이 생기도록 구성되어 있다. 다이어프램(12)의 도입 공간(11)측에는, 진공 챔버 내로 도입되는 재료 가스의 성분도 유입되고, 그 가스가 부착, 응축하여 퇴적할 가능성이 있다.
검출 전극(13)과 다이어프램(12)과의 사이에는 약간의 갭이 형성되어 있고, 다이어프램(12)이 변형함으로써 검출 전극(13)의 검출면과 다이어프램(12)의 중앙부와의 이간 거리가 변화한다. 검출 전극(13)은 이 이간 거리의 변화에 의한 정전 용량의 변화를 전위의 변화로서 검출하는 것이다.
센싱 기구(S)는, 대략 입방체 형상을 이루는 금속제의 수용체(15) 안에 수용되어 있고, 이 수용체(15)의 외측면에 대해서 히터(16)가 마련된다. 구체적으로는, 히터(16)는 예를 들면 필름 히터(16)로서, 두께가 얇은 원통 모양으로 수용체(15)에 대해서 권회(卷回)되어 있고, 인가되는 전압량, 또는 전류량에 의해서 그 설정 온도를 변경할 수 있는 것이다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 히터(16)는, 다이어프램(12)을 중심으로 하여 선단측과 기단측으로 연장되도록 배치되어 있으며, 주로 다이어프램(12)의 온도가 소망의 온도로 유지되도록 되어 있다. 또, 히터(16)의 외주측에 단열을 위해서 인슐레이터(17)가 마련되어 있다.
본 실시 형태에서는, 센싱 기구(S) 및 히터(16)는 일체가 되어 센서 모듈(1)을 구성하고 있고, 센싱 기구(S)에 퇴적이 생겨 교환이 필요하게 된 경우에는, 히터(16)도 함께 교환되게 된다.
본체 모듈(2)은, 센싱 기구(S)의 출력 신호에 근거하여 압력값을 산출하는 압력 산출 회로(PB)와, 히터(16)로의 급전(給電), 및 제어를 맡는 히터 제어 회로(CB)를 구비하고 있다.
압력 산출 회로(PB), 및 히터 제어 회로(CB)는, CPU, 메모리, A/D컨버터, D/A컨버터 등의 입출력 수단을 구비한 이른바 마이크로 컴퓨터를 구비한 것이며, 메모리에 격납되어 있는 프로그램이 실행되고, 각종 기기가 협업하는 것에 의해 그 기능이 실현되는 것이다.
압력 산출 회로(PB)는, 도 6에 나타내는 바와 같이 적어도 교정 데이터 기억부(22), 압력 산출부(23), 보정 계수 기억부(24), 보정부(25)로서의 기능을 발휘하도록 구성되어 있다.
교정 데이터 기억부(22)는, 현재 접속되어 있는 센싱 기구(S)의 특성을 나타내는 교정 데이터를 기억하고 있는 것이다. 교정 데이터는, 예를 들면 센싱 기구(S)의 출력 신호가 나타내는 전압값과, 압력값과의 사이의 관계를 나타내는 검량선(檢量線)이다. 이 교정 데이터에 대해서는 외부 입력에 의해서 갱신 가능하게 구성되어 있다. 즉, 센서 모듈(1)이 교환되었을 때에는, 그 센서 모듈(1)에 대응하는 개별의 교정 데이터로 갱신함으로써 정확한 압력값을 압력 산출 회로(PB)가 산출할 수 있게 된다. 교정 데이터에 대해서는, 진공계(100)가 마련되어 있는 진공 챔버에서 교정을 행하고 작성해도 괜찮지만, 제조업자가 출하전의 센서 모듈(1)의 검사시 등에 교정을 행하고, 그곳에서 얻어진 교정 데이터와 센서 모듈(1)을 함께 제공하도록 한 편이 좋다. 이와 같이 하면, 센서 모듈(1)의 교환시에 교정 작업을 행하지 않아도, 교정 데이터 기억부(22)에 새로운 센서 모듈(1)에 대응하는 교정 데이터를 갱신하는 것만으로 곧바로 정확한 압력을 얻는 것이 가능해진다.
압력 산출부(23)는, 센싱 기구(S)로부터 출력되는 출력 신호가 나타내는 전압값과, 교정 데이터 기억부(22)에 기억되어 있는 교정 데이터에 근거하여 압력값을 산출하는 것이다.
보정 계수 기억부(24)는, 히터(16)의 설정 온도에 따른 보정 계수를 기억하는 것이다. 즉, 보정 계수는, 다이어프램(12)의 온도에 의해서 변형량이 변화하는데 대응시켜, 올바른 압력값이 출력되도록 하기 위한 계수이다. 예를 들면 보정 계수 기억부(24)는, 각 설정 온도에 대응하는 보정 계수를 테이블 형식으로 기억하고 있다.
보정부(25)는, 상기 보정 계수에 근거하여, 상기 압력 산출부(23)가 산출하는 압력값을 보정한다. 구체적으로는 보정부(25)는, 히터(16)에 설정되어 있는 설정 온도를 참조하고, 그 설정 온도에 대응하는 보정 계수를 보정 계수 기억부(24)로부터 읽어낸다. 그리고, 보정부(25)는, 압력 산출 회로(PB)로부터 출력되고 있는 압력값에 대해서 읽어내어진 보정 계수를 곱하여 보정 후의 압력값을 산출한다.
히터 제어 회로(CB)는, 예를 들면 유저로부터의 외부 입력에 의해서 설정 온도를 받아들이고, 그 설정 온도가 되도록 히터(16)에 인가되는 전압값 또는 전류값을 피드백 제어하는 것이다. 본 실시 형태에서는 히터(16) 제어부에 받아들여지는 설정 온도의 레인지는 100℃ 이상 300℃ 이하로 설정해 둔다. 이것은, 진공 챔버 내로 도입될 가능성이 있는 재료 가스의 응축 온도의 범위에 따라 설정되어 있다. 즉, 유저는 진공 챔버 내로 도입되는 재료 가스의 종류에 따라서, 응축 및 분해가 생기지 않는 적절한 온도를 선택하여, 설정 온도로 할 수 있다. 또, 히터 제어 회로(CB)는, 예를 들면 센서 모듈(1) 내에 마련된 서미스터 등의 온도 센서의 측정 온도와 설정 온도와의 편차가 작아지도록 온도 피드백 제어에 의해, 히터(16)에 인가하는 전류 또는 전압을 제어하는 것이다.
마지막으로 단열 모듈(3)에 대해 설명한다. 도 2에 나타내는 바와 같이 단열 모듈(3)은, 센서 모듈(1)과 본체 모듈(2)과의 사이를 소정 거리 이간시킴과 아울러, 단열을 위한 공간을 가지고 있는 것이다. 이 단열 모듈(3)에서 센서 모듈(1) 및 본체 모듈(2)과의 경계 부분에도 단열재(31)가 배치되어 있어, 센서 모듈(1) 내의 히터(16)의 발열이 본체 모듈(2)로 전열되기 어렵게 하고 있다. 센서 모듈(1)과 단열 모듈(3)과의 이간 거리는 예를 들면 히터(16)에 최고 온도의 설정 온도가 설정되어 있는 경우에도, 히터(16)로부터의 열에 의해, 본체 모듈(2) 내의 압력 산출 회로(PB) 및 히터 제어 회로(CB)에 오동작이나 고장이 생기지 않도록 하는 온도까지 밖에 본체 모듈(2)의 온도가 상승하지 않도록 구성되어 있다.
이 단열 모듈(3)이 마련되어 있으며, 센서 모듈(1)과 본체 모듈(2)과의 사이가 떨어져 있으므로, 신호의 송수신이나 전력의 공급을 위해서, 이 단열 모듈(3) 내에는 센서 모듈(1)과 본체 모듈(2)과의 사이를 접속하는 복수의 커넥터가 마련되어 있다.
구체적으로는, 단열 모듈(3)의 중앙부에 마련되고, 센싱 기구(S)와 압력 산출 회로(PB)와의 사이를 접속하는 메인 커넥터(MC)와, 히터(16)와 히터 제어 회로(CB)와의 사이를 접속하는 서브 커넥터(도시하지 않음)가 마련되어 있다.
메인 커넥터(MC)는, 도 7의 확대도에 나타내는 바와 같이 센싱 기구(S)의 출력 신호가 전송되는 중심 도선(32)과, 중심 도선(32)의 측둘레면을 덮고, 전기적으로 절연하는 통 모양의 절연체(33)와, 상기 절연체(33)의 외측 둘레면을 덮는 외부 도체(34)를 구비하고 있다. 또, 이 메인 커넥터(MC)의 각 단부에는, 센싱 기구(S)의 출력 전극(14) 또는 압력 산출 회로(PB)의 입력 단자(21)가 삽입되었을 때에 반경 방향에 대해서 압압하는 컨택트 스프링(36)이 마련되어 있다. 또, 센싱 기구(S)의 출력 전극(14) 및 압력 산출 회로(PB)의 입력 단자의 주위를 각각 덮는 원통 모양의 쉴드에 대해서도 메인 커넥터(MC)의 단부는 감합(嵌合)하고, 그곳에서도 컨택트 스프링(36)에 의해 반경 방향 내측으로 압압되도록 하고 있다. 각 컨택트 스프링(36)에 의해서 출력 전극(14), 및 입력 단자(21)가 충분히 끼워 넣어졌을 때에 저항이 발생하도록 되어 있고, 센서 모듈(1)을 교환했을 때에 메인 커넥터(MC)에 의해서 본체 모듈(2)의 압력 산출 회로(PB)와 충분히 접속되어 있는 것을 보지 않고 확인할 수 있도록 하고 있다.
게다가 단열 모듈(3)에는, 메인 커넥터(MC)의 주위를 덮는 원통 모양으로 도체제의 커넥터 소켓(35)이 마련되어 있다. 이 커넥터 소켓(35)은 단열 모듈(3) 내에서 고정되어 있고, 어스(earth) 전위가 되도록 접지되어 있다. 즉, 메인 커넥터(MC)의 중심 도선(32)은 외부 도체(34)와 커넥터 소켓(35)에 의해서 2중으로 쉴드되어 있게 된다. 이 때문에, 센싱 기구(S)와 압력 산출 회로(PB)와의 사이가 떨어져 있어도, 노이즈가 센싱 기구(S)의 출력 신호에 중첩되기 어렵게 할 수 있어, 정확한 압력값을 얻도록 하고 있다.
서브 커넥터에 대해서는, 메인 커넥터(MC)와는 달리 가요성을 가지는 코드(cord)에 의해 히터(16)와 히터 제어 회로(CB)를 접속하도록 되어 있다. 이와 같이 함으로써, 각 단자의 위치 정밀도를 엄격히 관리하지 않아도 센서 모듈(1)과 본체 모듈(2)과의 사이를 용이하게 접속할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 실시 형태의 진공계(100)이면, 센싱 기구(S)를 온조하는 히터(16)의 설정 온도가 가변이므로, 진공 챔버 내에 여러가지 종류의 재료 가스에 따른 온도로 센싱 기구(S)를 온조할 수 있다. 따라서, 재료 가스의 응축 온도나 분해 온도에 따라 가장 적합한 온도로 센싱 기구(S)를 온조하여, 진공 챔버에서의 성막 등에는 영향을 주지 않고, 센싱 기구(S)의 다이어프램(12)에 대해서 재료 가스의 응축에 의한 성분의 퇴적을 막을 수 있다.
이 때문에, 반도체 프로세스의 미세화에 따라 종래 사용되고 있지 않았던 재료 가스 등이 사용되고 있는 경우에도, 센싱 기구(S)의 장기 수명화를 실현할 수 있어, 다운 타임의 발생 빈도를 저감하여, 스루풋을 향상시킬 수 있다.
또, 센싱 기구(S)에 대해서 조금씩 퇴적이 진행되어 최종적으로 수명을 다한 경우에도, 본체 모듈(2)에 대해서는 남긴 채로, 센서 모듈(1)만을 소모품으로서 교환하는 것만으로, 곧바로 압력의 측정을 재개할 수 있다. 이 때, 센서 모듈(1)의 교환과 함께 대응하는 교정 데이터를 교정 데이터 기억부(22)에 덮어씀으로써, 교환시에서의 교정 작업을 생략할 수 있다.
따라서, 센서 모듈(1)의 교환으로부터 압력의 측정의 재개까지 걸리는 시간을 종래보다도 큰 폭으로 단축하여, 다운 타임 자체의 길이도 단축할 수 있다.
그 외의 실시 형태에 대해 설명한다.
상기 실시 형태에서는, 센서 모듈과 본체 모듈과의 사이를 소정 거리 이간시키도록 단열 모듈을 마련하고 있었지만, 예를 들면 센서 모듈에서의 발열이 본체 모듈로 전열하는 것을 충분히 차단할 수 있으면, 단열 모듈을 생략해도 괜찮다. 즉, 센서 모듈과 본체 모듈이 인접하여 마련되어 있도록 해도 상관없다.
본체 모듈에 대해서 센서 모듈을 착탈 가능하게 구성하고 있었지만, 예를 들면 히터의 가열에 의해서 센서 모듈이 거의 교환 불필요한 경우에는, 본체 모듈과 센서 모듈을 일체로 하여, 분리 불가능하게 해도 괜찮다. 이 경우, 적어도 히터의 설정 온도가 가변이면 된다.
센싱 기구에 대해서는 격막식 압력 검출 기구에 한정되지 않는다. 예를 들면 전리식(電離式) 압력 검출 기구라도 좋고, 구조체의 진동수와 압력과의 관계에 근거하여 압력을 검출하는 기구라도 상관없다.
진공계의 측정 공간은 성막이 행하여지는 진공 챔버에 한정되는 것이 아니고, 그 외의 공간을 측정 공간으로 하는 것이라도 좋다.
그 외, 본 발명의 취지에 반하지 않는 한에서, 여러가지 실시 형태의 변형이나, 실시 형태의 일부끼리의 조합을 행해도 상관없다.
100 - 진공계 1 - 센서 모듈
11 - 도입 공간 12 - 다이어프램
13 - 검출 전극 14 - 출력 전극
15 - 수용체 16 - 히터
17 - 인슐레이터 2 - 본체 모듈
22 - 교정 데이터 기억부 23 - 압력 산출부
24 - 보정 계수 기억부 25 - 보정부
PB - 압력 산출 회로 CB - 히터 제어 회로
3 - 단열 모듈 31 - 단열재
32 - 중심 도선 33 - 절연체
34 - 외부 도체 35 - 커넥터 소켓
36 - 컨택트 스프링 MC - 메인 커넥터

Claims (9)

  1. 측정 공간 내의 분위기와 접촉하고, 상기 측정 공간 내의 압력에 따른 출력 신호를 출력하는 센싱 기구와,
    상기 센싱 기구를 온조(溫調)하는 히터를 구비하며,
    상기 히터의 설정 온도가 가변인 것을 특징으로 하는 진공계.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 센싱 기구를 구비하는 센서 모듈과,
    상기 센싱 기구의 출력 신호가 입력되고, 압력값을 산출하는 압력 산출 회로, 및 상기 히터의 온도를 제어하는 히터 제어 회로를 구비하는 본체 모듈을 구비하며,
    상기 히터 제어 회로가, 상기 히터의 온도가 입력된 설정 온도가 되도록 상기 히터의 전류 또는 전압을 제어하는 진공계.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 본체 모듈에 대해서 상기 센서 모듈이, 착탈 가능한 진공계.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 압력 산출 회로가,
    상기 센싱 기구에 대응하는 교정 데이터를 기억하는 교정 데이터 기억부와,
    상기 센싱 기구의 출력 신호와, 상기 교정 데이터에 근거하여 압력값을 산출하는 압력 산출부를 구비하며,
    상기 교정 데이터 기억부가, 외부 입력에 의해 교정 데이터를 갱신 가능하게 구성되어 있는 진공계.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 압력 산출 회로가,
    상기 히터의 설정 온도에 따른 보정 계수를 기억하는 보정 계수 기억부와,
    상기 보정 계수에 근거하여, 상기 압력 산출부가 산출하는 압력값을 보정하는 보정부를 더 구비한 진공계.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 센서 모듈과 상기 본체 모듈과의 사이를 소정 거리 이간시키고, 상기 센서 모듈에서 발생하는 열이 상기 본체 모듈로 전열(傳熱)되는 것을 방해하는 단열 모듈을 더 구비한 진공계.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 센서 모듈이, 상기 히터를 더 구비하고,
    상기 센서 모듈이, 상기 센싱 기구와 상기 히터가 일체가 되어 상기 본체 모듈에 대해서 착탈 가능하게 구성되어 있는 진공계.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 단열 모듈에는,
    상기 센싱 기구와 상기 압력 산출 회로와의 사이를 접속하는 메인 커넥터와,
    상기 히터와 상기 히터 제어 회로와의 사이를 접속하는 서브 커넥터가 마련되어 있으며,
    상기 메인 커넥터 또는 상기 서브 커넥터 중 적어도 일방이, 가요성을 가지는 진공계.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 메인 커넥터가,
    상기 센싱 기구의 출력 신호가 전송되는 중심 도선(導線)과,
    상기 중심 도선의 측둘레면을 덮고, 전기적으로 절연하는 통 모양의 절연체와,
    상기 절연체의 외측 둘레면을 덮는 외부 도체를 구비하며,
    상기 단열 모듈에는, 외부 도체의 더 외측을 덮는 통 모양의 도체제의 커넥터 소켓이 마련되어 있는 진공계.
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