(57)【要約】      （修正有）【課題】センサーの状況変化により生じた計測誤差の校正方法を提供する。特に冷陰極形電離真空計の生産現場における容易な校正方法を提供する。【解決手段】表示が正確な計測器１２と誤差をもつ計測器１の表示がＥ２ＰＲＯＭのデータ参照方式で表示され、両者のセンサーが同一雰囲気中に配置された状態で校正を行なう。また冷陰極形電離真空計１の校正をスポット式行う。【選択図】図１
2013040914.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インターフェイスを通じアスキー形式で送信されてくる正しい計測器データを、被校正機の表示に必要なテーブル上に展開されているＥ２ＰＲＯＭに上書きし、これをデータ参照し、新しい表示とする校正方法において、Ｅ２ＰＲＯＭアドレスの小さい方からの上書きとＥＰ２ＲＯＭの大きい方からの上書きのいずれかを選択可能にした校正方法と計測器。
【請求項２】
インターフェイスを通じアスキー形式で送信されてくる正しい真空度データを、被校正機の真空度表示に必要なテーブル上に展開されされているＥＰ２ＲＯＭに上書きし、これをデータ参照し新しい表示とする校正方法において、高真空から低真空にして校正を行う方法と低真空から高真空にして校正する方法のいずれかを選択可能にした校正方法、および冷陰極形電離真空計。
【請求項３】
中央演算素子の制御下にあるＥ２ＰＲＯＭにおいて、測定範囲の各乗数間を複数ポイントに分割し、その各点が目視による標準真空計の表示と一致したとき、各ポイントに新データを書き込み、各ポイント間を演算形式により求め、その結果を新真空度表示とする校正方法において、高真空から低真空にして校正を行う方法と、低真空から高真空にして校正する方法のいずれかを選択可能にした校正方法、および冷陰極形電離真空計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は冷陰極形電離真空計の分野に属する
【背景技術】
【０００２】半導体製品、薄膜の製造、および冶金等の分野において、大気を遮断した容器内を真空雰囲気、またはガス雰囲気にする真空装置を用いる。このようなとき当該容器内の圧力、すなわち、真空度を知る必要があり、計測器として真空計が存在する。【０００３】一般に使用されている高真空領域真空計には様々な種類があるが冷陰極形電離真空計もその一種である。これにはペニング型、マグネトロン型、逆マグネトロン型、またそれぞれに複雑な補助電極をつけた高度の技術を有するものが多数使用されている。いずれも繊細な熱フィラメントを持たないため構造的に堅牢である。しかし放電を利用しているので時間的経過と共に内部に汚損を生じ、またこの汚損を除き再組立てしても、標準とする真空計との間に若干の計測値の差異を生じる。【０００４】冷陰極形電離真空計の構成は、一部の大規模な製造ラインを除けば、表示機能を持つ本体、真空槽の内部または外部に機械的に固定され、真空槽と同一気圧に保たれている測定子、および本体と測定子を電子的に結合するためのケーブルの３部位よりなる。
【発明の開示】
【本発明が解決しようとする課題】
【０００５】冷陰極形電離真空計に生じる測定値の差異、即ち誤差は測定子に起因する。
しかし従来の機器にはその誤差を除く簡便な方法はなかった。このような実態より、測定子によって生じる誤差を真空計本体によって補正する簡便な方法を、本発明の解決しようとする課題にした。
【課題を解決するための手段】
【０００６】以下の記述においては誤差を生じている真空計を被校正機と呼び、正しい真空度を示している真空計を標準機と呼ぶ。また両者の測定子は同一真空槽に取りつけ、同一圧力下に置く。
【０００７】以下の技術的記述は、冷陰極形電離真空計全般に及ぶが説明には図１に示す逆マグネトロン方式の冷陰極形電離真空計によって説明する。図右方上部は測定子の断面図１で排気管２によって真空槽に連結されている。リング状磁石３によって磁界が与えられ、イオンコレクタ４は円筒の両端にドーナツ状の円板を備え接地されている。陽極５は高電圧電源６により２０００〜３０００Ｖの高電位にあり、陽極に発生したマイナス電流は真空計本体中の増幅回路７と中央演算子を含む本体８に流入する。
【０００８】本体からの信号により表示器９は真空度を表示し、必要があればインターフェイス端子１０より真空度に関するデータと信号を送出する。
【０００９】被校正機の校正は真空度の指示に必要な中央演算素子のコントロール下にあるメモリーテーブルの上書きにより行われる。そのとき被校正機は通常の計測状態になく、メモリーを書き換えられる状態に置く必要がある。このような状態を校正モードと呼び通常の測定時と異なるモードである。
校正モードに入るにはモード変更用のスイッチを設けてもよいが以下の記述はパネル面の操作スイッチを利用した方法である。校正は真空度を変化させながら行うので真空装置を高真空側から低真空側に変化させるか、またその逆方向にするか選定する必要がある。
【００１０】このような要素があることからモード１とモード２を設けいずれの選択も可能なようにプログラムした。モードの変更は図２に示す本体正面のパネル釦を使用した。図２によりパネル面の概要を示す。
最上部窓は表示真空度の仮数部と乗数部である。測定開始時の操作は、ＰＯＷＥＲスイッチにより電源を入れた後、ＳＴＡＲＴ釦により測定を開始し、ＳＴＯＰ釦により計測を終る。Ｐ／Ｔ釦はＴＯＲＲ値を知りたい時に用いる。
【００１１】ＳＥＴ１〜ＳＥＴ４は希望の数値をＳＥＴ  ＰＯＩＮＴの三角釦により選定し、希望の真空度に達した時、背面パネルに信号を送出する。
【００１２】モード１と２はＳＴＯＰ釦を押しながらＰＯＷＥＲスイッチをＯＮにするか、Ｐ／Ｔ釦を押しながらＰＯＷＥＲスイッチをＯＮにするかで選択できる。
【００１３】以下に述べる校正の３例はいずれも高真空から低真空に移行する方法のみについて記述しているが、このときＥ２ＰＲＯＭの上書きはアドレス下位より始まるようにプログラムされておりモード１と呼ぶ。
真空装置の構造によっては低真空から高真空に移行させ易い場合はモード２を選択すればよい。
【課題を解決するための手段、その１】
【００１４】被校正機と標準機の測定子を同一圧力下におき、インターフェイス機能、例えばＲＳ−２３２Ｃにより、両者を結線し校正を行う。
【００１５】即ち図１左方の測定子１１と本体１２よりなる標準真空計のインターフェイス端子１３と被校正機のインターフェイス端子１０を図中点線のように結線する。校正はシェイクハンド方式により標準機より送られる。送信データはアスキーデータ方式により送信されるが、内容は真空度データのみで他の要素は含まない。
【００１６】他は送信できる状態にあるか否かを示す信号線、および被校正機より送る送信要求線の３要素のみである。
【００１７】被校正機より標準機に送る送信要求は、被校正機を校正モードに入れＳＥＴ１の表示窓にＯＫに相当する信号が表れ、ＳＴＡＴ釦を押すことにより始まる。
【００１８】上記状態において標準機よりは常時現在の真空度データをアスキーデータ方式によりＲＳ−２３２Ｃより送信している。一方被校正機はその真の真空度データを常時受信し、決められた手順に従ってメモリに記録し、校正した真の真空度データをメモリーテーブル上に展開する。校正機の測定においては新しいテーブルを参照し測定結果とする。
【００１９】校正範囲を１．０Ｅ−５ＰＡＳＣＡＬから１．０Ｅ０  ＰＡＳＣＡＬの範囲で行う場合、標準機の表示が−５乗ＰＡＳＣＡＬ台では被校正機の測定子には電流が流れ始めない。即ち放電が始まらない場合がある。このようなとき被校正機はＥ２ＰＲＯＭにＬの字に相当するデータを送り測定子に電流が流れ始めてから標準機と等しいデータをメモリーテーブル上に展開する等のプログラムを用意する。
【００２０】インターフェイスを利用して標準機より連続的に送られてくるデータによる自動校正する方法は、例えば測定範囲内で複数の固定ポイントを設定し、そのポイント間は数式による演算方式をとる場合においても活用できる。
【課題を解決するための手段、その２】
【００２１】被校正機の校正に、標準機のインターフェイス機能を用いる方法で、校正モードに入れた時に以下の手動校正が行われるようプログラムされている。具体的には標準機の真空度表示を目視しながら被校正機の校正を行う。真空度指数の各一乗当り５点の固定ポイントを設定し、そのポイント間は数式による演算方式をとる。校正範囲は、１．０Ｅ−５ＰＡＳＣＡＬから１．０Ｅ０  ＰＡＳＣＡＬの範囲である。
【００２２】被校正と標準機のセンサーを同一真空槽に取りつける。
【００２３】校正モードに入れる等、方法は手段１と同様である。校正モードにするとき、標準機の表示が１．０Ｅ−５ＰＡＳＣＡＬ以上の高真空になるよう真空槽を調整する。
【００２４】被校正機を校正モードにする。このとき表面パネル面のＳＥＴ１に１、ＳＥＴ２には１．０−５の表示が現れる。
【００２５】真空槽のバルブを調整し、標準機の指示が１．０Ｅ−５ＰＡＳＣＡＬを示したとき、パネル面のＳＴＡＲＴ釦を押す。
【００２６】次にパネル面のＳＥ１とＳＥＴ２には番号２と２．０−５の表示が現れる。
【００２７】真空槽のバルブを調整し、標準機の指示が２．０Ｅ−５ＰＡＳＣＡＬを示したとき、パネル面のＳＴＡＲＴ釦を押す
【００２８】以上の手法を１．０Ｅ０  ＰＡＳＣＡＬまで順次行い校正が終るが、結果として測定より流入する値に対応した真空度が、被校正機のＥ２ＰＲＯＭテーブル上に展開される。
【００２９】高真空の範囲ではＳＴＡＲＴ釦を押したとき、ＳＥＴ１とＳＥＴ２に表れる数字が点滅するときがある。この場合は測定子に放電電流が流れていない時である。
再度釦を押すと次の数字に進むので、真空槽の圧力を更に高くしてＳＴＡＲＴ釦を押す。
これを繰り返しＳＴＡＲＴ釦によりＳＥＴ１、ＳＥＴ２の数字が点滅しなくなるまで圧力を高め、操作を進めれば１．０Ｅ０  ＰＡＳＣＡＬまでの校正作業を終了する。
【課題を解決するための手段、その３】
【００３０】課題を解決するための手段、その２に近い方法で、校正モードに入る方法は同じである。
【００３１】手段２と相違する点は標準機の真空度が被校正機のＳＥＴ２に表示される真空度に一致したとき、ＳＴＡＲＴ釦を押さない方法である。例えば標準機が１．０Ｅ−５  ＰＡＳＣＡＬで、被校正機のＳＥＴ１に１、ＳＥＴ２に１．０−５が表示され被校正機の測定子に同一電流が数秒間保持されるとき、被校正機は１．０−５を自動認識し、次のＳＥＴ２に２．０−５に変わる。
【００３２】更にバルブを調整し標準計の指示により槽内を２．０Ｅ−５ＰＡＳＣＡＬに数秒間保持すれば２．０Ｅ−５ＰＡＳＣＡＬに相当するデータは自動的に書き込まれる。これを順次行えば、手段２のようにＳＴＡＲＴ釦をその都度押すことなくＲＯＭテーブル上に展開される。
【００３３】上述の解決するための手段２、３により一乗当り５点の固定ポイントを設定し、そのポイント間を数式による演算方式により正しい真空度を表示することが可能になる。
【００３４】上述のその１、その２、その３のいずれの場合も校正作業を終った後、一旦電源を切り校正モードより抜け出した後に再度電源を入れれば、通常の真空度計測に戻ることが出来る。
【冷陰極形電離真空計の校正方法の応用】
【００３５】１．熱伝導真空計
【００３６】熱伝導真空計には熱電対真空計、定温度形ピラニ真空計など各種のものがある。いずれの場合も測定子内部にフィラメントを張り、これに電流を流すことにより加熱し、その温度変化に起る現象を読み取り、真空計とする装置である。
【００３７】熱伝導真空計の大きな欠点は経年変化によるフィラメントを原因とする線径の変化、およびフィラメントの表面状態の変化による感度変化である。この変化は真空度指示に誤差を生じるため校正を要する。また真空装置の状況によっては真空計本体と測定子を結ぶ連絡線を通常より延長する必要も生じる。このようなとき連結線の延長はフィラメントの温度を下げるため初期より真空度表示は誤差を生じることが予測されるため校正が必要となる。以後これら校正を要する真空計を被校正用真空計測定子と呼べば、被校正用真空計測定子と正確な標準値を表示する標準真空計の測定子を同一真空雰囲気中に取り付けることは容易である。
【００３８】従って事前に被校正機を校正モードにしインターフェイスを通じ標準真空計と被校正用真空計を接続し真空度を順次変化させれば、標準真空計より送られるアスキー方式の真空度データにより被校正用真空計の真空度表示に必要なＥ２ＲＯＭは上書きされ、被校正用真空計と標準真空計と同一真空度表示となり校正は終了する。
【００３９】２．熱電対形温度計
【００４０】一般に使用されている熱電対形温度計にも、経年変化による熱電対の蒸発、または熱電対先端の感温部分の化学的変化等により誤差を生じる。また温度計測場所によっては、熱電対および温度補償導線を、より延長する場合もある。このようなとき誘導、その他により表示温度により誤差を生じることがあるため校正を要する。
【００４１】発熱体測温部に対し、熱電対先端の占める面積、体積がごく僅少であれば、表示が正確で標準とする温度計の熱電対先端と、被校正用温度計の熱電対先端を先に取りつけても両熱電対先端は同一温度になる。
【００４２】上述の状態において、あらかじめ校正モードにした被校正用温度計と標準温度計をインターフェイスを通じ両者を結線し発熱温度を徐々に上昇させれば、標準温度計より送られるアスキー方式の温度データにより被校正温度計の温度表示に必要なＥ２ＰＲＯＭは上書きされ、被校正用温度計は標準温度計と同一温度表示となり、校正は終了する。
【００４３】以上に冷陰極形電離真空計の校正方法を他の測定器に応用した例について２例あげたがその他種々のものがある。
【発明の効果】
【００４４】表示が正確な計測器があり、誤差を持つ計測器の表示がＥ２ＰＲＯＭのデータ参照方式によって表示されており、センサーを同一雰囲気中に置くことが可能な計測器においては比較的容易に校正が可能であることを示すことが出来た。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】校正を要する冷陰極形電離真空計と標準真空計の概要図である。
【図２】校正を要する冷陰極形電離真空計の正面パネル図である。
【符号の説明】
【００３７】１  逆マグネトロン冷陰極形電離真空計測定子の断面部である。
２  逆マグネトロン冷陰極形電離真空計測定子の接続管である。
３  ドーナツ状磁石
４  陰極
５  陽極
６  高電圧電源
７  増幅器
８  中央演算素子を含む電子回路
９  表示器
１０  被校正機インターフェイス端子
１１  標準真空計測定子
１２  標準真空計本体
１３  標準真空計インターフェイス端子
【図１】
2013040914.tif 000003
【図２】
2013040914.tif 000004