(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のガスが封入された略密閉空間を有する検査対象物を収容するためのチャンバと、
流量測定装置と、
前記チャンバと前記流量測定装置との間を接続する排気通路と、
前記排気通路に介装され同排気通路を開閉する開閉弁と、
測定制御装置と、
前記測定制御装置と接続され前記開閉弁の開閉状態を検出信号として取出して同検出信号を同測定制御装置に供給する手段と、
を備えた漏洩ガス測定装置であって、
前記測定制御装置は、
前記開閉弁を閉弁して前記チャンバを所定の蓄積時間ＴＳだけ密閉し同チャンバ内に前記検査対象物から漏洩するガスを蓄積させる漏洩ガス蓄積手段と、
前記蓄積時間ＴＳの経過後に前記開閉弁を開弁し前記蓄積されたガスを前記流量測定装置に供給する手段と、
前記検出信号が前記開閉弁が開弁した旨を示す信号となったとき、その時点の時刻ｔを開閉弁開弁タイミングｔｖとして取得するとともに同開閉弁開弁タイミングにおける前記流量制御装置の出力値Ｌｖを取得する手段と、
前記流量制御装置の出力値の最大ピーク値Ｌｐを取得するともに、同最大ピーク値Ｌｐ及び前記開閉弁開弁タイミングにおける出力値Ｌｖと、前記開閉弁開弁タイミングｔｖと、に基づいて、前記蓄積されたガスが前記流量測定装置に供給されている期間を特定し、この期間について前記流量測定装置の出力値に応じた値を積分して前記蓄積されたガスの全体量を測定する積分手段と、
前記測定されたガスの全体量を前記蓄積時間ＴＳにより除することによって前記検査対象物から漏洩するガスの流量Ｌoutを求める流量演算手段と、
を含んでなることを特徴とする漏洩ガス測定装置。
【請求項２】
所定のガスが供給されたチャンバと、
流量測定装置と、
前記チャンバ内に収容される検査対象物と前記流量測定装置との間を接続する排気通路と、
前記排気通路に介装され同排気通路を開閉する開閉弁と、
測定制御装置と、
前記測定制御装置と接続され前記開閉弁の開閉状態を検出信号として取出して同検出信号を同測定制御装置に供給する手段と、
を備えた漏洩ガス測定装置であって、
前記測定制御装置は、
前記開閉弁を閉弁して前記検査対象物を所定の蓄積時間ＴＳだけ密閉し、同検査対象物内に漏洩する前記所定のガスを蓄積させる漏洩ガス蓄積手段と、
前記蓄積時間ＴＳの経過後に前記開閉弁を開弁し前記蓄積されたガスを前記流量測定装置に供給する手段と、
前記検出信号が前記開閉弁が開弁した旨を示す信号となったとき、その時点の時刻ｔを開閉弁開弁タイミングｔｖとして取得するとともに同開閉弁開弁タイミングにおける前記流量制御装置の出力値Ｌｖを取得する手段と、
前記流量制御装置の出力値の最大ピーク値Ｌｐを取得するともに、同最大ピーク値Ｌｐ及び前記開閉弁開弁タイミングにおける出力値Ｌｖと、前記開閉弁開弁タイミングｔｖと、に基づいて、前記蓄積されたガスが前記流量測定装置に供給されている期間を特定し、この期間について前記流量測定装置の出力値に応じた値を積分して前記蓄積されたガスの全体量を測定する積分手段と、
前記測定されたガスの全体量を前記蓄積時間ＴＳにより除することによって前記検査対象物内に漏洩するガスの流量Ｌoutを求める流量演算手段と、
を含んでなることを特徴とする漏洩ガス測定装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の漏洩ガス測定装置において、
前記積分手段は、
ｅを自然対数の底とするとき、基準出力値Ｌｅを、
Ｌｅ＝（Ｌｐ−Ｌｖ）／ｅ＋Ｌｖ
なる式により求めるとともに、前記流量測定装置の出力値が前記求められた基準出力値Ｌｅと等しい値を示した基準時刻ｔｅを求め、
実測定時間τを、
τ＝ｔｅ−ｔｖ
により求めるとともに、
値ｋを１乃至５のうちの所定値として、前記蓄積されたガスが前記流量測定装置に供給されている期間を、時刻ｔｖから時刻ｔｖ＋ｋ・τまでの期間として特定するように構成された漏洩ガス測定装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の漏洩ガス測定装置において、
前記流量測定装置の出力値に基づいて同出力値のバックグラウンドノイズを推定する手段を含み、
前記積分手段は、
前記流量測定装置の出力値から前記推定されたバックグラウンドノイズを減算した値を前記流量測定装置の出力値に応じた値として積分するように構成された漏洩ガス測定装置。
【請求項５】
請求項４に記載の漏洩ガス測定装置において、
前記バックグラウンドノイズを推定する手段は、
前記蓄積されたガスが前記流量測定装置に供給されている期間の前後の所定期間内における同流量測定装置の出力値に基づいて前記バックグラウンドノイズを推定するように構成された漏洩ガス測定装置。
【請求項６】
請求項１に記載の漏洩ガス測定装置において、
前記排気通路であって前記開閉弁と前記流量測定装置との間に接続された排気装置を備えるとともに、
前記測定制御装置は、前記漏洩ガス蓄積手段によって前記検査対象物から漏洩するガスの蓄積を開始する前に前記開閉弁を開弁し且つ前記排気装置を駆動して前記チャンバ内の排気を行う排気制御手段を含んでなる漏洩ガス測定装置。
【請求項７】
請求項１又は請求項６に記載の漏洩ガス測定装置において、
前記チャンバ内に存在する前記ガス以外の不純ガスを吸着する吸着手段を備えたことを特徴とする漏洩ガス測定装置。
【請求項８】
請求項７に記載の漏洩ガス測定装置において、
前記吸着手段は、前記チャンバを冷却する冷却手段を含むことを特徴とする漏洩ガス測定装置。
【請求項９】
請求項８に記載の漏洩ガス測定装置において、
前記測定制御装置は、前記蓄積されたガスの全体量の測定を開始する前に前記冷却手段の作動を開始させて前記チャンバを冷却する冷却制御手段を含んでなることを特徴とする漏洩ガス測定装置。
【請求項１０】
所定のガスが封入された略密閉空間を有する検査対象物を収容するためのチャンバと、
流量測定装置と、
前記チャンバと前記流量測定装置との間を接続する排気通路と、
前記排気通路に介装され同排気通路を開閉する開閉弁と、
測定制御装置とを備えた漏洩ガス測定装置において、
前記測定制御装置は、
前記開閉弁を閉弁して前記チャンバを所定時間だけ密閉し同チャンバ内に前記検査対象物から漏洩するガスを蓄積させる漏洩ガス蓄積手段と、
前記所定時間の経過後に前記開閉弁を開弁し前記蓄積されたガスを前記流量測定装置に供給するとともに同流量測定装置の出力に応じた値を積分して同蓄積されたガスの全体量を測定する積分手段と、を含んでなる漏洩ガス測定装置の評価装置であって、
前記所定のガスの単位時間当りのリーク量が既知である標準リーク源と、
前記標準リーク源と前記チャンバ又は同チャンバに連通する密閉室とを接続する接続通路と、
前記接続通路に介装され同接続通路を開閉する開閉弁と、
前記排気通路に介装された開閉弁を閉弁させた状態で前記接続通路に介装された開閉弁を所定時間だけ開弁させる開弁手段とを備えたことを特徴とする漏洩ガス測定装置の評価装置。
【請求項１１】
所定のガスが封入された略密閉空間を有する検査対象物を収容するためのチャンバと、
流量測定装置と、
前記チャンバと前記流量測定装置との間を接続する排気通路と、
前記排気通路に介装され同排気通路を開閉する開閉弁と、
測定制御装置とを備えた漏洩ガス測定装置において、
前記測定制御装置は、
前記開閉弁を閉弁して前記チャンバを所定時間だけ密閉し同チャンバ内に前記検査対象物から漏洩するガスを蓄積させる漏洩ガス蓄積手段と、
前記所定時間の経過後に前記開閉弁を開弁し前記蓄積されたガスを前記流量測定装置に供給するとともに同流量測定装置の出力に応じた値を積分して同蓄積されたガスの全体量を測定する積分手段と、を含んでなる漏洩ガス測定装置の評価装置であって、
既知のガス量の前記所定のガスを蓄積した密閉室と、
前記密閉室と前記チャンバとを接続する接続通路と、
前記接続通路に介装され同接続通路を開閉する開閉弁と、
前記排気通路に介装された開閉弁を閉弁させた状態で前記接続通路に介装された開閉弁を前記密閉室内のガス濃度と前記チャンバ内のガス濃度とが等しくなるまで開弁させる開弁手段とを備えたことを特徴とする漏洩ガス測定装置の評価装置。
【請求項１２】
所定のガスが供給されたチャンバと、
流量測定装置と、
前記チャンバ内に収容される検査対象物と前記流量測定装置との間を接続する排気通路と、
前記排気通路に介装され同排気通路を開閉する開閉弁と、
測定制御装置とを備えた漏洩ガス測定装置において、
前記測定制御装置は、
前記開閉弁を閉弁して前記検査対象物を所定時間だけ密閉し、同検査対象物内に漏洩する前記所定のガスを蓄積させる漏洩ガス蓄積手段と、
前記所定時間の経過後に前記開閉弁を開弁し前記蓄積されたガスを前記流量測定装置に供給するとともに同流量測定装置の出力に応じた値を積分して同蓄積されたガスの全体量を測定する積分手段と、を含んでなる漏洩ガス測定装置の評価装置であって、
前記所定のガスの単位時間当りのリーク量が既知である標準リーク源と、
前記標準リーク源と前記排気通路であって前記開閉弁と前記検査対象物との間の部位又は同部位に連通する密閉室とを接続する接続通路と、
前記接続通路に介装され同接続通路を開閉する開閉弁と、
前記排気通路に介装された開閉弁を閉弁させた状態で前記接続通路に介装された開閉弁を所定時間だけ開弁させる開弁手段とを備えたことを特徴とする漏洩ガス測定装置の評価装置。
【請求項１３】
所定のガスが供給されたチャンバと、
流量測定装置と、
前記チャンバ内に収容される検査対象物と前記流量測定装置との間を接続する排気通路と、
前記排気通路に介装され同排気通路を開閉する開閉弁と、
測定制御装置とを備えた漏洩ガス測定装置において、
前記測定制御装置は、
前記開閉弁を閉弁して前記検査対象物を所定時間だけ密閉し、同検査対象物内に漏洩する前記所定のガスを蓄積させる漏洩ガス蓄積手段と、
前記所定時間の経過後に前記開閉弁を開弁し前記蓄積されたガスを前記流量測定装置に供給するとともに同流量測定装置の出力に応じた値を積分して同蓄積されたガスの全体量を測定する積分手段と、を含んでなる漏洩ガス測定装置の評価装置であって、
既知のガス量の前記所定のガスを蓄積した第１密閉室と、
前記排気通路であって前記開閉弁と前記検査対象物との間の部位に接続された第２密閉室と、
前記第１密閉室と前記第２密閉室とを接続する接続通路と、
前記接続通路に介装され同接続通路を開閉する開閉弁と、
前記排気通路に介装された開閉弁を閉弁させた状態で前記接続通路に介装された開閉弁を前記第１密閉室内のガス濃度と前記第２密閉室内のガス濃度とが等しくなるまで開弁させる開弁手段を備えたことを特徴とする漏洩ガス測定装置の評価装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体装置等であって略密閉空間を有する検査対象物の気密性を判定すること等を目的として、検査対象物から漏洩するガス量、又は検査対象物内に漏洩するガス量を測定する漏洩ガス測定装置、及び同漏洩ガス測定装置の評価装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の装置は、例えば特許第２９５７２２０号公報に示されている。この装置の作動について同装置を示した図２９を参照して説明すると、先ず、ヘリウムガスが封入されてなる検査対象物２００をチャンバ２０１内に収容しておく。次いで、バルブ２０２を開状態、バルブ２０３を閉状態とし、チャンバ２０１内のガスを真空ポンプ２０４により排気する。次に、バルブ２０２を閉状態とし、検査対象物２００から漏洩するヘリウムガスをチャンバ２０１内に所定時間だけ蓄積する。その後、バルブ２０３を開状態とするとともに真空ポンプ２０５を駆動して、検査対象物２００から漏洩するヘリウムガスを検出器２０６に導く。検出器２０６は、同検出器２０６を通過するヘリウムガスの流量を測定する。なお、標準チューブ２０７は、流量の測定前において、検出器２０６の較正を行うために所定のヘリウムガス流量を同検出器２０６に供給する。
【０００３】
上記従来の装置において、検査対象物２００から漏洩するヘリウムガスをチャンバ２０１内に所定時間だけ蓄積するのは、バルブ２０３の開弁後に検出器２０６を通過するヘリウムガスの流量を直ちに飽和値（定常値）とすることができるという知見に基づいている。これにより、上記従来の装置は流量測定時間を短縮することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の装置においては、検査対象物２００から漏洩するヘリウムガスの流量が検出器２０６の検出感度に対して十分大きいことを前提としているため、漏洩するヘリウムガス流量が極めて小さい場合には同ガス流量を精度良く測定できず、検査対象物２００の気密性の判定を行うための値が得られないという問題がある。
【０００５】
【本発明の概要】
本明細書に開示された漏洩ガス測定方法は、所定のガスが封入された略密閉空間を有する検査対象物の気密性を判定するために同検査対象物から漏洩するガスの量を測定する漏洩ガス測定方法において、前記検査対象物を収容したチャンバに接続された排気通路を介して同チャンバ内の排気を行う工程と、前記チャンバに接続された排気通路を所定時間だけ閉塞して前記チャンバ内に前記検査対象物から漏洩する前記ガスを蓄積させる工程と、前記所定時間の経過後に前記蓄積されたガスの全体量を測定する工程とを含む。
【０００６】
これによれば、前記チャンバに接続された排気通路を所定時間だけ閉塞して前記チャンバ内に前記検査対象物から漏洩するガスを蓄積させ、同漏洩ガスの密度を高めてから測定するため、同漏洩したガスの全体量を精度良く測定することができる。この結果、検査対象物から漏洩するガスの流量が微量な場合であっても、気密性に関する値を精度良く得ることができる。
【０００７】
この場合において、前記蓄積されたガスの全体量を測定する工程の開始前に前記チャンバ内に存在する前記所定のガス以外の不純ガスの吸着を開始する不純ガス吸着工程を含むことが好適である。また、前記不純ガス吸着工程は、前記チャンバを冷却する工程であることが望ましい。
【０００８】
これによれば、チャンバ内に存在する不純ガスが、吸着により測定開始前に減少させられるので、前記蓄積されたガスの全体量を一層精度良く測定することができる。また、不純ガスの吸着はチャンバを冷却することで容易に達成できる。
【０００９】
本明細書に開示された漏洩ガス測定方法は、略密閉空間を有する検査対象物の気密性を判定するために同検査対象物の外部から内部に漏洩するガスの量を測定する漏洩ガス測定方法において、前記検査対象物を収容したチャンバ内に前記ガスを供給する工程と、前記検査対象物に接続された排気通路を介して同検査対象物内の排気を行う工程と、前記検査対象物に接続された排気通路を所定時間だけ閉塞して前記チャンバから前記検査対象物内に漏洩する前記ガスを同検査対象物内に蓄積させる工程と、前記所定時間の経過後に前記蓄積されたガスの全体量を測定する工程とを含む。
【００１０】
これによれば、検査対象物の外部から内部に漏洩（侵入）する漏洩ガスを所定時間にわたり同検査対象物の内部に蓄積させ同漏洩ガスの密度を高めてから測定するため、同漏洩したガスの全体量を精度良く測定することができる。この結果、漏洩するガスの流量が微量な場合であっても、気密性に関する値を精度良く得ることができる。
【００１１】
また、上記ガス漏洩測定方法において、前記蓄積されたガスの全体量を測定する工程は、前記蓄積されたガスを流量測定装置に供給する工程と、前記流量測定装置の出力に応じた値を積分する工程とを含んでなることが好適である。
【００１２】
これによれば、漏洩ガス量測定装置が備える流量測定装置の検出感度が極めて微量なガス流量に対しては十分でなく、実質的な測定が不能である場合であっても、前記漏洩するガスを蓄積してから同流量測定装置に供給することにより同流量測定装置による測定が可能となるので、この測定装置の出力に応じた値を積分することで前記漏洩したガスの全体量を測定することが可能となる。
【００１３】
さらに、上記漏洩ガス測定方法において、前記流量測定装置の出力に基づいて同出力のバックグラウンドノイズを推定する工程を含むとともに、前記流量測定装置の出力に応じた値を積分する工程を、前記流量測定装置の出力から前記推定されたバックグラウンドノイズを減算した値を前記流量測定装置の出力に応じた値として積分する工程とすることが好適である。
【００１４】
これによれば、前記流量測定装置の出力に基づいて同出力のバックグラウンドノイズ（バックグラウンド）が推定されるので、実際のバックグラウンドノイズを正確に把握することが可能であり、従って、前記ガスの全体量を精度良く求めることができる。
【００１５】
また、前記バックグラウンドノイズを推定する工程を、前記蓄積されたガスが前記流量測定装置に供給されている期間の前後の所定期間内における同流量測定装置の出力に基づいて前記バックグラウンドノイズを推定する工程とすることが好適である。
【００１６】
これによれば、バックグラウンドノイズが時間とともにドリフト（変動）する場合であっても、蓄積されたガスの全体量を測定している期間におけるバックグラウンドノイズを精度良く推定することができる。
【００１７】
また、上記何れかの場合において、前記測定されたガスの全体量を前記所定時間で除することにより前記漏洩するガスの流量に応じた量を求める工程を含んでなることが好適である。
【００１８】
これによれば、検査対象物の気密性の程度を良く表す量を得ることができる。
【００１９】
本発明の特徴の一つは、所定のガスが封入された略密閉空間を有する検査対象物を収容するためのチャンバと、流量測定装置と、前記チャンバと前記流量測定装置との間を接続する排気通路と、前記排気通路に介装され同排気通路を開閉する開閉弁と、測定制御装置と、前記測定制御装置と接続され前記開閉弁の開閉状態を検出信号として取出して同検出信号を同測定制御装置に供給する手段と、を備えた漏洩ガス測定装置において、前記測定制御装置は、前記開閉弁を閉弁して前記チャンバを所定の蓄積時間ＴＳだけ密閉し同チャンバ内に前記検査対象物から漏洩するガスを蓄積させる漏洩ガス蓄積手段と、前記蓄積時間ＴＳの経過後に前記開閉弁を開弁し前記蓄積されたガスを前記流量測定装置に供給する手段と、前記検出信号が前記開閉弁が開弁した旨を示す信号となったとき、その時点の時刻ｔを開閉弁開弁タイミングｔｖとして取得するとともに同開閉弁開弁タイミングにおける前記流量制御装置の出力値Ｌｖを取得する手段と、前記流量制御装置の出力値の最大ピーク値Ｌｐを取得するともに、同最大ピーク値Ｌｐ及び前記開閉弁開弁タイミングにおける出力値Ｌｖと、前記開閉弁開弁タイミングｔｖと、に基づいて、前記蓄積されたガスが前記流量測定装置に供給されている期間を特定し、この期間について前記流量測定装置の出力値に応じた値を積分して同蓄積されたガスの全体量を測定する積分手段と、前記測定されたガスの全体量を前記蓄積時間ＴＳにより除することによって前記検査対象物から漏洩するガスの流量Ｌoutを求める流量演算手段と、を含んだことにある。
【００２０】
これによれば、前記チャンバが所定時間だけ密閉されて前記検査対象物から漏洩するガスが同チャンバ内に蓄積され、前記所定時間の経過後に前記蓄積されたガスが同流量測定装置に供給される。そして、流量測定装置の出力に応じた値が積分されることで前記蓄積されたガスの全体量が測定される。
【００２１】
従って、漏洩ガス測定装置の備える流量測定装置の検出感度が、極めて微量なガス流量に対しては十分でなく、実質的な測定が不能である場合であっても、同流量測定装置に前記蓄積したガスを供給することで流量が増加するため、同流量測定装置による測定が可能となる。
【００２２】
この場合において、前記漏洩ガス測定装置は、前記排気通路であって前記開閉弁と前記流量測定装置との間に接続された排気装置を備えるとともに、前記測定制御手段は、前記漏洩ガス蓄積手段によって前記検査対象物から漏洩するガスの蓄積を開始する前に前記開閉弁を開弁し且つ前記排気装置を駆動して前記チャンバ内の排気を行う排気制御手段を含むことが好適である。
【００２３】
これによれば、検査対象物を収容したチャンバ内の排気が行われた後に、チャンバ内に漏洩ガスが蓄積される。このため、測定されるガス中の不純ガス量が低下して測定すべき漏洩ガスの量が精度良く測定される。
【００２４】
また、この場合において、前記チャンバ内に存在する前記ガス以外の不純ガスを吸着する吸着手段を備えることが好適である。前記吸着手段は、前記チャンバを冷却する冷却手段を含むことが好適である。
【００２５】
これによれば、チャンバ内に存在する不純ガスが、吸着により測定開始前に減少させられるので、前記蓄積されたガスの全体量を一層精度良く測定することができる。また、不純ガスの吸着はチャンバを冷却することで容易に達成できる。
【００２６】
前記測定制御装置は、前記積分手段によって前記蓄積されたガスの全体量を測定する前に、前記冷却手段の作動を開始させて前記チャンバを冷却する冷却制御手段を含むことが好適である。
【００２７】
本発明の他の特徴は、所定のガスが供給されたチャンバと、流量測定装置と、前記チャンバ内に収容される検査対象物と前記流量測定装置との間を接続する排気通路と、前記排気通路に介装され同排気通路を開閉する開閉弁と、測定制御装置と、前記測定制御装置と接続され前記開閉弁の開閉状態を検出信号として取出して同検出信号を同測定制御装置に供給する手段と、を備えた漏洩ガス測定装置において、前記測定制御装置は、前記開閉弁を閉弁して前記検査対象物を所定の蓄積時間ＴＳだけ密閉し、同検査対象物内に漏洩する前記所定のガスを蓄積させる漏洩ガス蓄積手段と、前記蓄積時間ＴＳの経過後に前記開閉弁を開弁し前記蓄積されたガスを前記流量測定装置に供給する手段と、前記検出信号が前記開閉弁が開弁した旨を示す信号となったとき、その時点の時刻ｔを開閉弁開弁タイミングｔｖとして取得するとともに同開閉弁開弁タイミングにおける前記流量制御装置の出力値Ｌｖを取得する手段と、前記流量制御装置の出力値の最大ピーク値Ｌｐを取得するともに、同最大ピーク値Ｌｐ及び前記開閉弁開弁タイミングにおける出力値Ｌｖと、前記開閉弁開弁タイミングｔｖと、に基づいて、前記蓄積されたガスが前記流量測定装置に供給されている期間を特定し、この期間について前記流量測定装置の出力に応じた値を積分して同蓄積されたガスの全体量を測定する積分手段と、前記測定されたガスの全体量を前記蓄積時間ＴＳにより除することによって前記検査対象物内に漏洩するガスの流量Ｌoutを求める流量演算手段と、を含んだことにある。
【００２８】
これによれば、前記検査対象物が所定時間だけ密閉されて前記チャンバ内のガスが同検査対象物内に蓄積され、前記所定時間の経過後に前記蓄積されたガスが流量測定装置に供給される。そして、流量測定装置の出力に応じた値が積分されることで前記蓄積されたガスの全体量が測定される。
【００２９】
従って、漏洩ガス測定装置が備える流量測定装置の検出感度が極めて微量なガス流量に対しては十分でなく、実質的な測定が不能である場合であっても、同流量測定装置に前記蓄積したガスを供給することで流量が増加するため、同流量測定装置による測定が可能となる。
【００３１】
また、これらによれば、検査対象物の気密性の程度を良く表す量（漏洩するガスの流量）を得ることができる。
【００３２】
本発明の別の特徴は、上記一の特徴を有する漏洩ガス測定装置の評価装置であって、その評価装置が、前記所定のガスの単位時間当りのリーク量が既知である標準リーク源と、前記標準リーク源と前記チャンバ又は同チャンバに連通する密閉室とを接続する接続通路と、前記接続通路に介装され同接続通路を開閉する開閉弁と、前記排気通路に介装された開閉弁を閉弁させた状態で前記接続通路に介装された開閉弁を所定時間だけ開弁させる開弁手段とを備えたことにある。
【００３３】
上記一の特徴を有する漏洩ガス測定装置は、チャンバ内に蓄積された前記所定のガスの量を測定するものであるから、標準リーク源と接続したチャンバ又は同チャンバに連通する密閉室に同標準リーク源からのガスを所定時間だけ供給することで、同チャンバに既知の量のガスを蓄積することが可能となり、このガスの量を測定することにより、同漏洩ガス測定装置の評価を行うことができる。
【００３４】
また、本発明の更に別の特徴は、上記一の特徴を有する漏洩ガス測定装置の評価装置であって、その評価装置が、既知のガス量の前記所定のガスを蓄積した密閉室と、前記密閉室と前記チャンバとを接続する接続通路と、前記接続通路に介装され同接続通路を開閉する開閉弁と、前記排気通路に介装された開閉弁を閉弁させた状態で前記接続通路に介装された開閉弁を前記密閉室内のガス濃度と前記チャンバ内のガス濃度とが等しくなるまで開弁させる開弁手段とを備えたことにある。
【００３５】
上記一の特徴を有する漏洩ガス測定装置は、チャンバ内に蓄積された極めて微量なガス量を測定するものであり、一般の標準リーク源を検査対象物に代えてチャンバ内に収容したのでは、そのリーク量が大きすぎるため、同漏洩ガス測定装置の検出精度の評価を行うことができない。これに対し、上記特徴の装置は、既知のガス量を蓄積した密閉室を準備し、これとチャンバとを両者のガス濃度が等しくなるまで連通し、前記既知のガス量を前記密閉室と前記チャンバの容積比率に応じて分割する。これにより、既知であって前記漏洩ガス測定装置の精度評価に適切である微量なガスを前記チャンバ内に蓄積することが可能となるので、同漏洩ガス測定装置の精度等の評価が可能となる。
【００３６】
また、本発明の更に別の特徴は、上記他の特徴を有する漏洩ガス測定装置の評価装置であって、同評価装置が前記所定のガスの単位時間当りのリーク量が既知である標準リーク源と、前記標準リーク源と前記排気通路であって前記開閉弁と前記検査対象物との間の部位又は同部位に連通する密閉室とを接続する接続通路と、前記接続通路に介装され同接続通路を開閉する開閉弁と、前記排気通路に介装された開閉弁を閉弁させた状態で前記接続通路に介装された開閉弁を所定時間だけ開弁させる開弁手段とを備えたことにある。
【００３７】
上記他の特徴を有する漏洩ガス測定装置は、検査対象物内に蓄積された前記所定のガスを排気通路を介して流量測定装置に導いて同ガスの量を測定するものであるから、前記標準リーク源と接続した前記排気通路又は同排気通路に連通する密閉室に同標準リーク源からのガスを所定時間だけ供給することで、既知の量のガスを流量測定装置に供給することが可能となり、このガスの量を測定することにより、同漏洩ガス測定装置の評価を行うことができる。
【００３８】
また、本発明の更に別の特徴は、上記他の特徴を有する漏洩ガス測定装置の評価装置であって、その評価装置が、既知のガス量の前記所定のガスを蓄積した第１密閉室と、前記排気通路に接続された第２密閉室と、前記第１密閉室と前記第２密閉室とを接続する接続通路と、前記接続通路に介装され同接続通路を開閉する開閉弁と、前記排気通路に介装された開閉弁を閉弁させた状態で前記接続通路に介装された開閉弁を前記第１密閉室内のガス濃度と前記第２密閉室内のガス濃度とが等しくなるまで開弁させる開弁手段を備えたことにある。
【００３９】
上記他の特徴を有する漏洩ガス測定装置は、検査対象物内に蓄積された極めて微量なガス量を測定するものであり、検査対象物を一般の標準リーク源に置き換えたのでは、そのリーク量が大きすぎるため、同漏洩ガス測定装置の検出精度の評価を行うことができない。これに対し、上記特徴の装置は、既知のガス量を蓄積した第１密閉室を準備し、これと第２密閉室とを両者のガス濃度が等しくなるまで連通し、前記既知のガス量を前記第１密閉室と前記第２密閉室の容積比率に応じて分割する。これにより、既知であって前記漏洩ガス測定装置の精度評価に適切である微量なガスを前記第２密閉室内に蓄積することが可能となるので、同漏洩ガス測定装置の精度等の評価が可能となる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
図１に示した本発明の第１実施形態に係る漏洩ガス測定装置１０は、チャンバ１１と、チャンバ１１に接続され排気通路を構成する第１排気管１２と、前記第１排気管１２に介装され前記排気通路を開閉する第１開閉弁１３と、開閉弁駆動装置１４と、前記第１開閉弁１３の開閉状態を検出する弁開閉検出スイッチ１５と、前記第１排気管１２から分岐した排気通路を構成する第２排気管１６と、前記第２排気管１６に接続された排気装置１７と、前記第２排気管１６に介装され前記第１排気管１２と第２排気管１６の分岐点Ｑから前記排気装置１７までの排気通路を開閉する第２開閉弁１８と、開閉弁駆動装置１９と、前記第１排気管１２から分岐した排気通路を構成する第３排気管２０と、前記第３排気管２０に接続された質量分析器２１と、前記第３排気管２０に接続された圧力計２２と、測定制御装置３０と、表示装置３１と、記録装置３２とを備えている。
【００４１】
チャンバ１１は、第１開閉弁１３を閉成（閉塞）した状態にて密閉状態を維持し得るとともに、図示しない開閉可能なフードを有していて、これにより検査対象物（試験体）Ｓ１をその内部に収容し得るように構成されている。
【００４２】
第１開閉弁１３は、電磁式のバルブであって、測定制御装置３０と接続され同測定制御装置３０からの指示信号に応答する開閉弁駆動装置１４により開閉されるようになっている。弁開閉スイッチ１５は、測定制御装置３０と接続されていて、第１開閉弁１３の開閉状態を検出信号として取出し、同検出信号を同測定制御装置３０に供給するようになっている。
【００４３】
排気装置１７は、真空ポンプからなり、測定制御装置３０と接続されていて、同測定制御装置３０からの指示に応じて作動を開始し、又は作動を停止するようになっている。なお、真空ポンプには、ロータリポンプ、ターボポンプ、拡散ポンプ等があり、所定の真空度を得るようにこれらが単独で、又は組み合わされて使用される。
【００４４】
第２開閉弁１８は、電磁式のバルブであって、測定制御装置３０と接続され同測定制御装置３０からの指示信号に応答する開閉弁駆動装置１９により開閉されるようになっている。
【００４５】
質量分析器２１は、流量測定装置として機能するものであって、特定の質量数を有するガス（この例ではヘリウムガス）の流量を連続的に測定し、同流量に応じた大きさの信号（実際には電流を出力し、この電流が電圧に変換された出力Ｌ）を出力するようになっている。この質量分析器２１は、図２にその概略を示したように、第３排気管２０が接続された第１管２１ａと、これに対して所定の角度を有する第２管２１ｂと、第１管２１ａ及び第２管２１ｂとの接続部に配設された永久磁石２１ｃと、第１管２１ａの端部に配設されたタングステンフィラメントを含むイオン化加速部２１ｄと、第２管２１ｂの端部に配設されたコレクタプレート（ターゲットプレート）を有する真空管２１ｅと、第２管２１ｂの略中央部に配設され径方向中心付近に開口を有するプレート２１ｆとを含んでいる。
【００４６】
この構成により、質量分析器２１は、第３排気管２０を介して導入されたガスをイオン化して加速し、イオンビームとして第１管２１ａに沿って放出する。このイオンビーム中のイオンは、電磁石２１ｃにより方向が変更されるが、このうちヘリウムイオンより質量数の大きいイオンは変更角度が小さいため、プレート２１ｆの開口部を通過できない。同様に、ヘリウムイオンより質量数の小さいイオンは変更角度が大きいため、プレート２１ｆの開口部を通過できない。この結果、ヘリウムイオンだけがプレート２１ｆの開口部を通過して真空管２１ｅのコレクタプレートに到達する。これにより、第３排気管２０を介して導入されたヘリウムガスの分子数に応じた電流が真空管２１ｅから出力され、この出力が図示しない電流電圧変換器により電圧に変換される。
【００４７】
再び図１を参照すると、圧力計２２は、測定制御装置３０と接続されていて、第３排気管２０内の圧力Ｐを計測し、この計測結果を測定制御装置３０に供給するようになっている。測定制御装置３０は、後述するプログラムを実行するマイクロコンピュータを含んで構成されていて、測定結果を表示するディスプレイからなる表示装置３１と、測定値を記録紙に印刷する記録装置３２とが接続されている。
【００４８】
なお、上記チャンバ１１及び第１開閉弁１３と質量分析器２１及び圧力計２２との距離を、同チャンバ１１及び同第１開閉弁１３を１５０℃程度にまで加熱した場合（即ち、後述するベーキングを実行した場合）であっても、同質量分析器２１及び同圧力計２２にその熱的影響が及ばないように設定しておくことが好適である。
【００４９】
次に、上記のように構成された漏洩ガス測定装置１０の作動について、図３及び図４を参照しながら説明する。なお、図３の測定開始（ステップ３０８）〜終了（ステップ３９５）までのステップは測定制御装置３０が実行するプログラム（メインルーチン）の各ステップを示し、他のステップは作業者が行う工程を示している。また、図４はサンプリング時間TSAMPLEの経過毎に測定制御装置３０が実行する時間割込みルーチンを示している。
【００５０】
先ず、ステップ３０２にて検査対象物Ｓ１内に既知の圧力（例えば、１００（Ｐａ））のヘリウムガスを封入する。ここで、検査対象物Ｓ１について説明を加えると、同検査対象物Ｓ１は例えば振動子を有する半導体ヨーレイトセンサであり、図５に概略断面図を示したように、半導体素子４１と、基体４２と、蓋体４３とからなっている。基体４２と蓋体４３とは周縁部において溶接固定されて略密閉空間を形成し、同密閉空間内に前記半導体素子４１が固定されている。半導体素子４１からは接続線４４が基体４２を貫通して伸びている。また、前記ヘリウムガスの封入は、前記既知の圧力を有するヘリウム雰囲気中において基体４２と蓋体４３とを溶接固定することにより達成される。封入されたヘリウムガスは、主として前記溶接部及び前記接続線の貫通部から漏洩する。
【００５１】
次に、作業者は、ステップ３０４にてチャンバ１１内に検査対象物Ｓ１を設置し、ステップ３０６にてチャンバ１１のフードを閉じて同チャンバ１１を密閉する。
【００５２】
次いで、作業者は、ステップ３０８にて測定制御装置３０を起動するとともに、図示しない測定開始ボタンを操作して測定を開始する。これにより、測定制御装置３０はステップ３１０に進んで排気装置１７を作動させ、ステップ３１２にて第１，第２開閉弁１３，１８を開成する（開く）。この結果、チャンバ１１を含み排気装置１７に接続された各部（第１排気管１２、第１開閉弁１３、第２排気管１６、第２開閉弁１８、第３排気管２０、質量分析器２１、及び圧力計２２）に存在する不純ガスの排出が開始される。次いで、測定制御装置３０はステップ３１４に進み、チャンバ１１及び第１開閉弁１３を図示しない加熱装置により１５０℃程度に所定の時間だけ加熱し、その後所定の時間だけ冷却期間を設ける。この工程はベーキングと呼ばれ、チャンバ１１及び第１開閉弁１３に吸着している不純ガス分子を放出させて排気しておく工程であり、後のヘリウムガスの測定精度を高めるために実行される。
【００５３】
上記ステップ３１４の処理が終了すると（冷却期間が終了すると）、測定制御装置３０はステップ３１６に進み、圧力計２２の出力Ｐが所定の気圧（１０−２(Pa)）以下となったか否か、即ち、チャンバ１１、第１，第２，第３排気管１２，１６，２０及び質量分析器２１の内部が所定の真空度に到達したか否かを判定する。そして、所定の真空度に到達していない（「Ｎｏ」）と判定される場合、測定制御装置３０は同ステップ３１６を繰り返し実行する。
【００５４】
その後、圧力計２２の出力Ｐが上記所定の気圧未満となると、測定制御装置３０はステップ３１６にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ３１８に進み、開閉弁駆動装置１４に指示信号を送出して第１開閉弁１３を閉成し（閉じ）、続くステップ３２０にて質量分析器２１を起動する。次いで、測定制御装置３０はステップ３２２にてタイマＴをリセットした上でスタート（計時を開始）し、ステップ３２４にてサンプリング許可フラグＦの値を「１」に設定するとともに、カウンタｎの値を「１」に設定する。
【００５５】
一方、上述したように、測定制御装置３０は図４に示した時間割込みルーチンをサンプリング時間TSAMPLEの経過毎にステップ４００から開始し、ステップ４０５にてサンプリング許可フラグＦの値が「１」か否かを判定するようになっている。これにより、上記ステップ３２４にてサンプリング許可フラグＦの値が「１」に設定されると、測定制御装置３０はステップ４０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ４１０に進み、その時点の質量分析器２１の出力値Ｌを測定値Ｌ（ｎ）（＝Ｌ（１））として格納するとともにその時点の時刻ｔを測定時刻ｔ（ｎ）（＝ｔ（１））として格納する。
【００５６】
次いで、測定制御装置３０はステップ４１５に進んでカウンタの値ｎを「１」だけ増大し、ステップ４２０に進んでカウンタの値ｎが所定値ｎｅ＋１と等しくなったか否かを判定する。所定値ｎｅ＋１は、カウンタの値ｎが同所定値ｎｅ＋１と等しくなったときには十分な数のサンプリングが行われているように、換言すると、第１開閉弁１３を開成してから十分な時間が経過（チャンバ１１に蓄積されていたガスが質量分析器２１に供給された後、所定の時間が経過）しているように設定されている。現段階においては、ｎの値は「２」であるから、測定制御装置３０はステップ４２０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ４９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。以降、サンプリング時間が経過する毎に、その時点の出力値Ｌが測定値Ｌ（ｎ）として格納されるとともにその時点の時刻ｔが測定時刻ｔ（ｎ）として格納され、カウンタｎの値が「１」ずつ増大されて行く。なお、上記ステップ４０５の実行時において、サンプリング許可フラグＦの値が「０」の場合には、測定制御装置３０はステップ４９５に直ちに進み本ルーチンを一旦終了する。
【００５７】
再び、図３を参照すると、測定制御装置３０は、ステップ３２６にてタイマＴが所定時間（蓄積時間）TSを計時したか否かを判定する。この所定時間TSが経過する期間内において、検査対象物Ｓ１の略密閉空間内に封入されているヘリウムガスが、同検査対象物Ｓ１からチャンバ１１内に漏洩して蓄積される。この蓄積時間TSは５分程度が適当であるが、極めて少量の漏れ量について測定する場合には数百時間としてもよい。
【００５８】
所定時間TSが経過すると、測定制御装置３０はステップ３２６にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ３２８に進み、同ステップ３２８にて開閉弁駆動装置１４に指示信号を送出して第１開閉弁１３を開成し（開き）、続くステップ３３０にて弁開閉検出スイッチ１５の出力に基き第１開閉弁１３が開弁したか否かをモニタする。
【００５９】
第１開閉弁１３が開弁すると、弁開閉検出スイッチ１５がその旨を示す信号を測定制御装置３０に送出するため、同測定制御装置３０はステップ３３０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ３３２に進み、その時点の時刻ｔを第１開閉弁開弁タイミングｔｖとして格納するとともに、ステップ３３４に進んでその時点の質量分析器２１の出力値Ｌを開弁時出力Ｌｖとして格納する。なお、測定制御装置３０は、第１開閉弁１３が開閉される前後においても圧力計２２の計測する圧力Ｐを監視していて、同圧力Ｐが大きく変化する場合には検査対象物Ｓ１から大きな漏れがあると判定して、その旨を表示装置３１に表示するとともに以降の測定を中止する。
【００６０】
次に、測定制御装置３０はステップ３３６に進んで、サンプリング許可フラグＦの値が「０」となったか否かを判定する。このサンプリング許可フラグＦの値は、図４に示したルーチンのステップ４１５の実行によりカウンタｎの値が増大して値ｎｅ＋１と等しくなったとき、測定制御装置３０のステップ４２０における「Ｙｅｓ」との判定のもとに、ステップ４２５にて「０」に変更される。従って、十分な数のサンプリングが行われてサンプリング許可フラグＦの値が「０」に変更されると、測定制御装置３０は図３のステップ３３６にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ３３８以降に進んでデータの分析を開始する。
【００６１】
即ち、測定制御装置３０は、ステップ３４０にてサンプリングした測定値Ｌ（１）〜Ｌ（ｎｅ）から最大ピーク値Ｌｐを選択し（図６参照）、続くステップ３４２にて実測定時間τを演算する。この実測定時間τは、前記ステップ３３４にて取込んだ開弁時出力Ｌｖと下記数１とに基づいて基準出力Ｌｅを算出し、次いで、図６に示したように、基準出力Ｌｅと等しい出力を示した時刻を基準時刻ｔｅとして求め、最後に前記基準時刻ｔｅと、前記ステップ３３２で取込んだ第１開閉弁開弁タイミングｔｖとを用いて、下記数２に基づく計算を行うことにより求められる。なお、数１の右辺におけるｅは自然対数の底である。
【００６２】
【数１】
Ｌｅ＝（Ｌｐ−Ｌｖ）／ｅ＋Ｌｖ
【００６３】
【数２】
τ＝ｔｅ−ｔｖ
【００６４】
次に、測定制御装置３０はステップ３４４に進み、時刻（ｔｖ−ｍ・τ）〜時刻ｔｖ、及び時刻（ｔｖ＋ｋ・τ）〜時刻（ｔｖ＋（ｋ＋ｍ）・τ）に属する測定値Ｌ（ｎ）を抽出する。値「ｍ」は２〜５、値「ｋ」は１〜５が望ましく、ここではｍ＝２、ｋ＝２としている。そして測定制御装置３０はステップ３４６に進み、図７に示したように、抽出した複数の測定値Ｌ（ｎ）を通る近似直線を最小２乗法により求める。この近似直線は、測定制御装置３０の出力におけるバックグラウンドノイズの変化を表す。
【００６５】
次いで、測定制御装置３０はステップ３４８に進み、時刻ｔｖ〜時刻ｔｖ＋ｋ・τに属する測定値Ｌ（ｎ）から上記近似直線を減じた値（流量測定装置である質量分析器２１の出力に応じた値）を積分し、測定値Ｌ（ｎ）と上記近似直線で囲まれた部分の面積Ｓを求める（図８参照）。この面積Ｓは、検査対象物Ｓ１からチャンバ１１内に漏洩し、同チャンバ１１内に蓄積されたヘリウムガスの全体量ＬＳに応じた値であり、従って、ステップ３４８は同蓄積されたヘリウムガスの全体量ＬＳを実質的に測定するステップである。
【００６６】
次に、測定制御装置３０はステップ３５０に進み、下記数３にしたがって前記全体量ＬＳを前記蓄積時間TSで除し、検査対象物Ｓ１から漏洩するヘリウムガスの流量Ｌout（１秒あたりのヘリウムガスの漏れ量）を求める。
【００６７】
【数３】
Ｌout＝ＬＳ／TS
【００６８】
その後、測定制御装置３０はステップ３５２にて上記求めたヘリウムガスの全体量ＬＳ、蓄積時間TS、及び漏洩ヘリウムガス流量Ｌoutを表示装置３１のディスプレイ上に数値表示するとともに、ステップ３５４にてこれらの値と上記測定値Ｌ（ｎ），ｔ（ｎ）、Ｌｖ，ｔｖを図６に示したようにプロットし、ステップ３９５に進んで測定を終了する。
【００６９】
以上、説明したように、第１実施形態の漏洩ガス測定装置１０においては、蓄積時間TSだけ検査対象物Ｓ１から漏洩するヘリウムガスをチャンバ１１内に蓄積し、この蓄積したヘリウムガスの全体量ＬＳを測定するとともに、同全体量ＬＳを蓄積時間TSで除すことにより漏洩するヘリウムガスの流量Ｌoutを求める。これにより、漏洩するヘリウムガスの流量Ｌoutが質量分析器２１の検出感度に対して小さい場合であっても、同漏洩ガスを蓄積した後に短時間内に質量分析器２１に導くことで測定されるガスの流量が増大するので、同流量Ｌoutを測定することができる。換言すれば、漏洩ガス測定装置１０の感度は、第１開閉弁１３を開状態に維持した際の質量分析器２１の感度を蓄積時間TS倍した値となっている。
【００７０】
また、蓄積したガスを質量分析器２１に導いて測定している期間（時刻ｔｖ〜時刻ｔｖ＋ｋ・τ）の前後の所定期間（時刻（ｔｖ−ｍ・τ）〜時刻ｔｖ、及び時刻（ｔｖ＋ｋ・τ）〜時刻（ｔｖ＋（ｋ＋ｍ）・τ））における同質量分析器２１の出力に基づき同質量分析器２１のバックグラウンドノイズを求め、このバックグラウンドノイズを減じた値を積分して前記ヘリウムガスの全体量ＬＳを求めているので、バックグラウンドノイズの変動（ドリフト）による誤差が低減され、正確なヘリウムガス量ＬＳを求めることができる。更に、測定の初期において第１開閉弁１３を開成し、排気装置１７を駆動するとともに、チャンバ１１及び第１開閉弁１３をベーキングしているので、これらに吸着しているガス分子を予め除去でき、測定精度を向上することができる。
【００７１】
また、第１開閉弁１３の開成を弁開閉検出スイッチ１５を用いて検出しているので、測定開始時期を正確に検出することができ、結果として測定精度を向上することができる。
【００７２】
なお、上記ステップ３５０とステップ３５２との間に上記測定した流量Ｌout（即ち、実測リーク量Ｒ（Pa・m3/sec(He換算)）を等価標準リーク量Ｌ0（Pa・m3/sec(Air換算)）に変換し、これを表示装置３１により表示するステップを設けてもよい。等価標準リーク量Ｌ0とは、検査対象物Ｓ１の内外の圧力差が１気圧、周囲温度が２５℃であるときに同検査対象物Ｓ１のリーク部分から１秒間に漏れる空気量（Pa・m3）のことであり、下記数４にしたがって求められる。なお、数４において、Ｐ0Heは検査対象物Ｓ１に封入されたヘリウムガスの圧力（Pa）、Ｐ0は大気圧（1.0×105(Pa)）、Ｍairは空気の分子量（28.7）、ＭHeはヘリウムの分子量（4）である。
【００７３】
【数４】
Ｒ＝Ｐ0He・（Ｌ0／Ｐ0）・（Ｍair／ＭHe）1/2
【００７４】
また、上記第１実施形態においては、既知の圧力のヘリウムガス雰囲気中にて検査対象物Ｓ１の蓋体４３と基体４２とを溶接することにより同ヘリウムガスを同検査対象物Ｓ１内に封入したが、同検査対象物Ｓ１をボンビングタンク内に設置して、ボンビングタンク内を圧力Pe（Pa）のヘリウムガスにて所定の加圧時間t1（sec）だけ加圧するボンビング法により封入してもよい。このボンビング法による場合、実測リーク量Ｒ（測定した流量Ｌout）と等価標準リーク量Ｌ0との間には下記数５の関係が成立しているので、同数５にしたがって実測リーク量Ｒを等価標準リーク量Ｌ0に変換すればよい。なお、数５においてt2（sec）は、ボンビングによる加圧終了後からヘリウムガスの漏れ量測定開始までの時間であり、他のパラメータは数１と同様である。
【００７５】
【数５】
0004391682.tif 000002
【００７６】
また、上記第１実施形態においては、チャンバ１１の容積を検査対象物Ｓ１の２〜１０００倍に制限することが好適である。これにより、チャンバ１１の内壁から放出される脱ガスが抑制され、バックグラウンドノイズを低減できるからである。一度に複数個の検査対象物Ｓ１について同時測定するように漏洩ガス測定装置１０を構成することもできるが、この場合であってもチャンバ１１の容積は測定すべき検査対象物を収容し得る最小の容積とすることが望ましい。
【００７７】
次に、本発明による第２実施形態に係る漏洩ガス測定装置について図９を参照しながら説明すると、この漏洩ガス測定装置５０は、構成に関し、チャンバ１１に一定圧のヘリウムガスを供給するヘリウムガスボンベ５１が開閉弁５２を介して接続されている点、及び第１排気管１２が検査対象物Ｓ２に接続されて同検査対象物Ｓ２の略密閉空間と連通されている点で第１実施形態と相違している。
【００７８】
このように構成された漏洩ガス測定装置５０を用いた測定方法について図１０を参照しながら説明する。図１０においても、測定開始（ステップ３０８）〜終了（ステップ１０９５）までのステップは、測定制御装置３０が実行するプログラムの各ステップである。これらの各ステップは、第１実施形態の測定制御装置３０が実行するプログラムの各ステップと実質的に同一であり、他のステップは作業者が行う工程である。また、第２実施形態の測定制御装置３０は、図４に示した時間割込みルーチンを実行するようになっている。
【００７９】
第２実施形態においては、先ずステップ１００２にて、検査対象物Ｓ２をチャンバ１１内に設置し、ステップ１００４にて図示しないフードを閉じてチャンバ１１を密閉する。次いで、ステップ１００６にて開閉弁５２を開成してヘリウムガスボンベ５１からヘリウムガスをチャンバ１１内に供給し、同チャンバ１１内を既知の圧力（例えば５気圧）とする。なお、測定感度は前記チャンバ１１内のヘリウムガスの圧力に比例して向上する。このため、同ヘリウムガスの圧力は検査対象物Ｓ２とチャンバ１１の耐圧以下の圧力で最大の圧力としておくことが望ましい。
【００８０】
以降、第２実施形態の測定制御装置３０は、第１実施形態の測定制御装置３０と同様に漏洩ヘリウムガスの測定を行う。この場合、ステップ３１８にて第１開閉弁１３を閉成してからステップ３２６にて「Ｙｅｓ」と判定するまでの期間（即ち、蓄積時間TSが経過するまでの期間）において、チャンバ１１内のヘリウムガスが検査対象物Ｓ２内に漏洩（侵入）して同検査対象物Ｓ２内に蓄積される点、排気装置１７により排気されるガスは、検査対象物Ｓ２内のガス及び検査対象物Ｓ２と連通している空間内のヘリウムガスである点、質量分析器２１により測定されるヘリウムガスはチャンバ１１内のガスではなく、検査対象物Ｓ２の略密閉空間内にチャンバ１１から漏洩して蓄積されたヘリウムガスである点で、第１実施形態と相違し、他の点においては第１実施形態と実質的に同一である。
【００８１】
即ち、第２実施形態に係る漏洩ガス測定装置５０は、第１開閉弁１３を閉成してチャンバ１１から検査対象物Ｓ２内に漏洩するヘリウムガスを蓄積時間TSだけ蓄積し、その後第１開閉弁１３を開成して前記蓄積されたヘリウムガスを質量分析器２１に供給し、同質量分析器２１の出力に応じた値（バックグラウンドノイズを減じた値）を積分して全体量ＬＳを求め、これを前記蓄積時間TSで除して検査対象物Ｓ２の気密性を表す漏洩ガス流量に応じた量Ｌoutを求める。
【００８２】
従って、第２実施形態に係る漏洩ガス測定装置５０は、検査対象物Ｓ２内にガスを蓄積した後に短時間内に質量分析器２１に導くことで測定されるガスの流量が増大するので、第１実施形態の漏洩ガス測定装置１０と同様に微量な漏洩ガスを精度良く測定し得るという効果を奏する。この場合、上記漏洩ガス測定装置５０の検出感度Sensは、下記数６により表される。なお、数６において、Sbaseは第１開閉弁１３を開状態としている場合における質量分析器２１の感度、TSは上記ヘリウムガスの蓄積時間、及びPHeはチャンバ１１内のヘリウムガス圧力（既知の圧力）である。
【００８３】
【数６】
Sens（Pa・m3/sec)＝Sbase（Pa・m3/sec)/TS(sec)/PHe(atm)
【００８４】
数６からも明らかなように、漏洩ガス測定装置５０の検出感度Sensは、蓄積時間TSが長いほど、また、チャンバ１１に供給されるヘリウムガスの圧力PHeが大きいほど良好になっている。実際に測定したところ、従来のこの種の装置の検出感度は、Air換算で１×１０−１２（Pa・m3/sec）であるのに対し、上記漏洩ガス測定装置５０の検出感度は、同Air換算で１×１０−１５（Pa・m3/sec）であることが確認された。
【００８５】
図１１は、チャンバ１１内に既知のリーク量を有するヘリウム標準リーク源を設置し、上記蓄積時間TSを変化させた場合における上記全体量（積分値）ＬＳを測定した結果を示している。ヘリウム標準リーク源からの漏洩ヘリウム流量は、全体量ＬＳを蓄積時間TSで除した値であるから、図１１においては測定点と原点とのなす角度（測定点の傾き）により表されるところ、図１１に示したように、各測定点は原点を通る同一直線上に存在することから、漏洩ガス測定装置５０は蓄積時間TSに関わらず正確に漏洩するガス流量を測定できるということが理解される。
【００８６】
ここで、上記第１，第２実施形態に係る漏洩ガス測定装置１０，５０の測定分解能を更に向上させる技術について図１２及び図１３を参照しながら説明する。図１２は、時刻ｔｖでの第１開閉弁１３の開弁後において蓄積されたヘリウムガスが質量分析器２１に徐々に達した場合の同質量分析器２１の出力の変化を示し、図１３は、時刻ｔｖでの第１開閉弁１３の開弁後において蓄積されたヘリウムガスが図１２に示した場合よりも速やかに質量分析器２１に達した場合における同質量分析器２１の出力の変化を示している。この例では、蓄積されたヘリウムガスの全体量ＬＳは等しいものとされていて、従って、測定値Ｌ（ｎ）のなす曲線と上記バックグラウンドノイズの近似直線Ｌbaで囲まれた部分の面積Ｓは理論的には等しくなる。
【００８７】
しかしながら、図１２に示した場合においては、質量分析器２１の出力の最大値Ｌｐとバックグラウンドノイズの近似直線Ｌbaとの差ΔＬｐが、同図１２中に示した同質量分析器２１の分解能Ｂｎと同等であるため、最大値Ｌｐはもとより、その他の測定値Ｌ（ｎ）とバックグラウンドノイズとの差を正確に測定できず、結果として面積Ｓ（即ち、ヘリウムガスの全体量ＬＳ）を精度良く求めることができない。これは、蓄積されたヘリウムガスが質量分析器２１に達する時間が長い場合に発生する現象である。そこで、このような現象を回避するには、以下に述べる手法を採用することが望ましい。
【００８８】
（１）蓄積されたヘリウムガスが質量分析器２１へ移動する時間を短くするために、第１開閉弁１３を含めた排気通路（排気管）系のコンダクタンスを１（ｌ／sec）以上とする。
【００８９】
（２）第１実施形態において、蓄積されたヘリウムガスを速やかにチャンバ１１外に放出させるため、チャンバ１１の内部の体積（容積）を検査対象物Ｓ１の１〜１００倍に制限する。
【００９０】
（３）第１実施形態において、蓄積されたヘリウムガスがチャンバ１１の内壁から容易に離脱できるようにするため、同内壁を電解研磨処理等の手法により研磨等して面粗度を低下させ、その表面積を減少させる。これに加え、又は、これに代え、ヘリウムガスのチャンバ１１内壁への吸着を抑制するため、チャンバ１１の内壁１１にＴｉＮ等のコーティングを施す。
【００９１】
次に、上記第１実施形態に係る漏洩ガス測定装置１０の評価装置について説明する。漏洩ガス測定装置１０は、一般には、検査対象物Ｓ１に代えて一定の既知のリーク量（単位時間当りの所定のガス流量）を有する標準リーク源をチャンバ内に設置し、通常の測定を行って得た流量Ｌoutと標準リーク源のリーク量とを比較することで評価される。しかしながら、漏洩ガス測定装置１０は、漏洩ガス量（リーク量）が極めて微量な検査対象物の同漏洩ガス量を測定し得る極めて高い感度を有しているから、現在利用しうる標準リーク源ではリーク量が大き過ぎ、同漏洩ガス測定装置１０の評価ができない場合がある。特に、この問題は検査対象物のリーク量が微量であって蓄積時間TSを長い時間としたときに顕著である。
【００９２】
図１４に示した漏洩ガス測定装置１０に接続された評価装置６０は、上記問題に対処したものであって、この評価装置６０は、リーク量が既知であるヘリウムガスの標準リーク源６１と、容積がＶAである第１チャンバ（密閉室）６２と、容積が第１チャンバ６２の容積ＶAよりも小さい容積ＶBの第２チャンバ（密閉室６３）とを有している。また、評価装置６０は標準リーク源６１と第１チャンバ６２とを接続する第１接続管６４と、第１チャンバ６２と第２チャンバ６３とを接続する第２接続管６５と、第２チャンバ６３と漏洩ガス測定装置１０のチャンバ１１とを接続する第３接続管６６とを備えている。
【００９３】
第１接続管６４には同接続管６４の通路を開閉する第３開閉弁６７ａが介装されている。この第３開閉弁６７ａは、電磁式のバルブであって、測定制御装置３０と接続され同測定制御装置３０からの指示信号に応答する開閉弁駆動装置６７ｂにより開閉されるようになっている。同様に、第２，第３接続管６５，６６には、同接続管６５，６６の通路をそれぞれ開閉する第４，第５開閉弁６８ａ，６９ａが介装されている。この第４，第５開閉弁６８ａ，６９ａは、電磁式のバルブであって、測定制御装置３０と接続され同測定制御装置３０からの指示信号に応答する開閉弁駆動装置６８ｂ，６９ｂによりそれぞれ開閉されるようになっている。
【００９４】
次に、上記のように構成された評価装置６０の作動、及び同評価装置６０を用いた漏洩ガス測定装置１０の作動について、図１５を参照しながら説明する。なお、図１５において、図３に示したステップと同一の処理を行うステップについては、同図３に示した符号と同一の符号を付している。また、図１５のガス蓄積開始（ステップ１５０６）〜終了（ステップ１５９５）は、測定制御装置３０が実行するプログラムの各ステップを示し、他のステップは作業者が行う工程を示している。更に、この場合においても、測定制御装置３０は図４に示したルーチンをサンプリング時間TSAMPLEの経過毎に実行する。
【００９５】
先ず、ステップ１５００に続くステップ１５０２にて排気装置１７を作動させ、続くステップ１５０４にて質量分析器２１を起動し、ステップ１５０６から評価用ヘリウムガスの蓄積を行うための処理を開始する。
【００９６】
即ち、測定制御装置３０は、ステップ１５０８にて質量分析器２１の起動（特に、タングステンフィラメントの加熱）に必要な時間が経過したか否かを判定し、起動に必要な時間が経過した場合にステップ１５１０に進んで、第１〜第５開閉弁１３，１８，６７ａ，６８ａ，６９ａを開成する。このとき、先のステップ１５０２にて排気装置１７が作動されているから、ステップ１５１０の実行により、同排気装置１７に接続されているすべての部分に存在する不純ガスの排気が開始される。なお、第３開閉弁６７ａを開くのは、標準リーク源６１と第３開閉弁６７ａの間（即ち、第１接続管６４と第３開閉弁６７ａ）に蓄積されている同標準リーク源６１からのヘリウムガスをも十分に排気するためである。
【００９７】
次いで、測定制御装置３０は、ステップ１５１２に進んで圧力計２２の出力Ｐが所定の気圧（１０−２(Pa)）未満となったか否かを判定する。そして、所定の真空度に到達していない（「Ｎｏ」）と判定される場合、測定制御装置３０は同ステップ１５１２を繰り返し実行する。
【００９８】
排気が進んで、圧力計２２の出力Ｐが上記所定の気圧より小さくなると、測定制御装置３０はステップ１５１２にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１５１４に進み、第１開閉弁１３、第４開閉弁６８ａ、及び第５開閉弁６９ａを閉成し、標準リーク源６１と第１チャンバ６２のみを連通した状態とする。次いで、測定制御装置３０は、ステップ１５１６にてタイマＴをリセットした上でスタート（計時を開始）し、ステップ１５１８にてタイマＴの値が所定時間Ｔ１（sec）より大きくなったか否か、即ちタイマＴをステップ１５１６にてリセットした後に所定時間Ｔ１が経過したか否かを判定する。
【００９９】
所定時間Ｔ１が経過すると、測定制御装置３０はステップ１５１８にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１５２０に進み、同ステップ１５２０にて第３開閉弁６７ａを閉成する。この所定時間Ｔ１が経過した時点で第１チャンバ６２内に蓄積されたヘリウムガス量Ｖ１は、下記数７により表される値となる。なお、数７においてＬstは、標準リーク源６１の検定（較正）されたリーク量（単位は、Pa・m3／sec）である。
【０１００】
【数７】
Ｖ１＝Ｌst・Ｔ１（Pa・m3）
【０１０１】
次いで、測定制御装置３０はステップ１５２２に進んで第４開閉弁６８ａを開成する。これにより、第１チャンバ６２と第２チャンバ６３のみが連通された状態となる。そして、測定制御装置３０は、ステップ１５２４に進んでタイマＴを再びリセットした上でスタートし、ステップ１５２６に進んでタイマＴの値が所定時間Ｔ２（sec）より大きくなったか否か、即ちタイマＴをステップ１５２４にてリセットした後に所定時間Ｔ２が経過したか否かを判定し、同所定時間Ｔ２が経過するとステップ１５２８に進んで第４開閉弁６８ａを閉成する。
【０１０２】
前記所定時間Ｔ２は、第１チャンバ６２内と第２チャンバ６３内のヘリウムガス濃度が等しくなるのに必要な時間（または、それより若干長い時間）に設定されている。従って、この所定時間Ｔ２が経過したとき、第２チャンバ６３内に蓄積されたヘリウムガス量Ｖ２は、下記数８により表される値となる。この数８から明らかなように、ヘリウムガス量Ｖ２は、ヘリウムガス量Ｖ１よりも少ない量となる。
【０１０３】
【数８】
Ｖ２＝Ｖ１・ＶB／（ＶA＋ＶB）
【０１０４】
次に、測定制御装置３０はステップ１５３０に進み、同ステップ１５３０にて第５開閉弁６９ａを開成する。これにより、第２チャンバ６３とチャンバ１１のみが連通された状態となる。そして、測定制御装置３０は、ステップ１５３２に進んでタイマＴを再びリセットした上でスタートし、ステップ１５３４に進んでタイマＴの値が所定時間Ｔ３（sec）より大きくなったか否か、即ちタイマＴをステップ１５３２にてリセットした後に所定時間Ｔ３が経過したか否かを判定し、同所定時間Ｔ３が経過するとステップ１５３６に進んで第５開閉弁６９ａを閉成する。
【０１０５】
前記所定時間Ｔ３は、第２チャンバ６３内とチャンバ１１内のヘリウムガス濃度が等しくなるのに必要な時間（または、それより若干長い時間）に設定されている。従って、この所定時間Ｔ３が経過したとき、チャンバ１１内に蓄積されたヘリウムガス量Ｖ３は、下記数９により表される値となる。なお、数９において値ＶCはチャンバ１１の容積である。
【０１０６】
【数９】
Ｖ３＝Ｖ２・ＶC／（ＶB＋ＶC）
【０１０７】
この数９から明らかなように、ヘリウムガス量Ｖ３は、ヘリウムガス量Ｖ２、従って、ヘリウムガス量Ｖ１よりも少ない量である。このようにして、感度の高い漏洩ガス測定装置１０を評価するのに適当な微量のヘリウムガスがチャンバ１１内に蓄積される。
【０１０８】
この後、測定制御装置３０はステップ１５３８以降に進み、漏洩ガス測定装置１０としての測定を開始する。即ち、測定制御装置３０は、ステップ１５４０に進んで、タイマＴを再びリセットした上でスタートし、ステップ１５４２に進んでサンプリング許可フラグＦの値を「１」に設定するとともに、カウンタｎの値を「１」に設定する。
【０１０９】
この結果、測定制御装置３０が、図４に示した時間割込みルーチンを所定のタイミングにて開始すると、ステップ４０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ４１０に進み、その時点の質量分析器２１の出力値Ｌを測定値Ｌ（ｎ）（＝Ｌ（１））として格納するとともに、その時点の時刻ｔを測定時刻ｔ（ｎ）（＝ｔ（１））として格納し、ステップ４１５にてカウンタｎの値を「１」だけ増大する。以降、測定制御装置３０はサンプリング時間TSAMPLEが経過する毎に図４に示したルーチンを実行し、ステップ４１０にてその時点の出力値Ｌを測定値Ｌ（ｎ）として格納するとともに、その時点の時刻ｔを測定時刻ｔ（ｎ）として格納し、ステップ４１５にてカウンタｎの値を「１」ずつ増大する。
【０１１０】
再び、図１５を参照すると、測定制御装置３０はステップ１５４４に進み、同ステップ１５４４にてタイマＴの値が所定時間Ｔ４（sec）より大きくなったか否か、即ちタイマＴをステップ１５４０にてリセットした後に所定時間Ｔ４が経過したか否かを判定する。そして、所定時間Ｔ４が経過するとステップ１５４６に進んで第１開閉弁１３を開成する。このように、第５開閉弁６９ａを前記ステップ１５３６にて閉成してから前記所定時間Ｔ４が経過した後に第１開閉弁１３を開弁するのは、この期間内の測定値Ｌ（ｎ）の一部をバックグラウンドノイズの計算に用いるためである。
【０１１１】
次に、測定制御装置３０はステップ１５４８に進み、同ステップ１５４８にて弁開閉検出スイッチ１５の出力に基き第１開閉弁１３が開弁したか否かをモニタする。そして、第１開閉弁１３が開弁すると、弁開閉検出スイッチ１５がその旨を示す信号を測定制御装置３０に送出するため、同測定制御装置３０はステップ１５４８にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１５５０に進み、その時点の時刻ｔを第１開閉弁開弁タイミングｔｖとして格納するとともに、ステップ１５５２に進んでその時点の質量分析器２１の出力値Ｌを開弁時出力Ｌｖとして格納する。
【０１１２】
次に、測定制御装置３０はステップ１５５４に進んで、サンプリング許可フラグＦの値が「０」となったか否かを判定する。このサンプリング許可フラグＦの値は、図４に示したルーチンのステップ４１５の実行によりカウンタｎの値が増大して値ｎｅ＋１と等しくなったとき、測定制御装置３０のステップ４２０における「Ｙｅｓ」との判定のもとに、ステップ４２５にて「０」に変更される。このステップ４１５で使用される値ｎｅ＋１は、第１開閉弁１３を開成してから十分な時間が経過（チャンバ１１に蓄積されていたガスが質量分析器２１に供給された後、所定の時間が経過）したときに、カウンタｎの値が到達するように設定されている。従って、十分な数のサンプリングが行われてカウンタｎの値が値ｎｅ＋１と等しくなると、サンプリング許可フラグＦの値が「０」に変更され、測定制御装置３０は図１５のステップ１５５４にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ３３８以降に進み、データの分析を開始する。
【０１１３】
測定制御装置３０は、ステップ３３８以降において、図３に示した作動と略同一の作動を行うので、同ステップ３３８以降の各ステップの説明を省略する。この結果、ステップ３４８にてチャンバ１１内に蓄積されていたヘリウムガスの全体量ＬＳが求められ、ステップ３５２にて表示装置３１に同値ＬＳが表示される。この場合、上記ステップ１５１０〜上記ステップ１５３６までの処理によって、チャンバ１１内に蓄積されたヘリウムガスの量は上記数７，数８，数９から既知であるので、この量とステップ３４８にて求められた（測定された）ヘリウムガス量ＬＳとを比較することで、同装置の測定精度等が評価される。
【０１１４】
以上説明したように、評価装置６０によれば、そのまま使用した場合にはリーク量が大きすぎる標準リーク源６１を用いて、チャンバ１１内に既知で微量のヘリウムガスを蓄積することができるので、漏洩ガス測定装置１０の精度等の評価を行うことが可能となる。なお、上記評価装置６０は、標準リーク源６１と、同標準リーク源６１と検査対象物を収容するチャンバ１１との間に直列に複数の接続管６４，６５，６６を介して接続された複数の密閉室６２，６３と、前記複数の接続管６４，６５，６６を開閉する開閉弁６７ａ，６８ａ，６９ａとを備え、同開閉弁６７ａ，６８ａ，６９ａを第１開閉弁１３を閉弁した状態において、前記標準リーク源６１に近い方から一つずつ所定時間だけ順次開放することでチャンバ１１に既知で微量のヘリウムガスを蓄積するものということもできる。
【０１１５】
次に、上記第２実施形態に係る漏洩ガス測定装置５０の評価装置７０について、図１６及び図１７を参照しながら説明する。図１６は、漏洩ガス測定装置５０と同装置に接続された評価装置７０を示している。この評価装置７０は、構成に関し、第２チャンバ６３が上記第３接続管６６に代わる第４接続管７１の一端と接続されるとともに、同第４接続管７１の他端が第１排気管１２の検査対象物Ｓ２と第１開閉弁１３との間に接続されている点、及び第５開閉弁６９ａが前記第４接続管７１に介装され同第４接続管７１の通路を開閉するようになっている点においてのみ評価装置６０と相違している。
【０１１６】
この評価装置７０は、図１７に示したフローチャートに従って作動する。なお、図１７において図１０に示したステップと同一の処理を行うステップについては、同図１０に示した符号と同一の符号を付している。また、図１７のガス蓄積開始（ステップ１７０６）〜終了（ステップ１７９５）は、測定制御装置３０が実行するプログラムの各ステップを示し、他のステップは作業者が行う工程を示している。更に、この場合においても、測定制御装置３０は図４に示したルーチンをサンプリング時間TSAMPLEの経過毎に実行する。
【０１１７】
先ず、ステップ１７００に続くステップ１７０２にて排気装置１７を作動させ、続くステップ１７０４にて質量分析器２１を起動し、その後、ステップ１７０６から評価用ヘリウムガスの蓄積を行うための処理を開始する。そして、測定制御装置３０は、ステップ１７０８にて質量分析器２１の起動に必要な時間が経過したか否かを判定し、起動に必要な時間が経過した場合にステップ１７１０に進んで、第１〜第５開閉弁１３，１８，６７ａ，６８ａ，６９ａを開成し、排気装置１７に接続されているすべての部分に存在する不純ガスの排気を開始する。
【０１１８】
次いで、測定制御装置３０は、ステップ１７１２に進んで圧力計２２の出力Ｐが所定の気圧（１０−２(Pa)）未満となったか否かを判定する。排気が進んで、圧力計２２の出力Ｐが上記所定の気圧より小さくとなると、測定制御装置３０はステップ１７１２にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１７１４に進み、第１開閉弁１３、第４開閉弁６８ａ、及び第５開閉弁６９ａを閉成し、標準リーク源６１と第１チャンバ（第１密閉室）６２のみを連通した状態とする。次いで、測定制御装置３０は、ステップ１７１６にてタイマＴをリセットした上でスタートし、ステップ１７１８にてタイマＴの値が所定時間Ｔ１（sec）より大きくなったか否かを判定する。
【０１１９】
そして、所定時間Ｔ１が経過すると、測定制御装置３０はステップ１７１８にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１７２０に進み、第３開閉弁６７ａを閉成する。上記所定時間Ｔ１の間に第１チャンバ６２内に蓄積されたヘリウムガス量Ｖ１は、上記数７により表される値となる。
【０１２０】
次いで、測定制御装置３０はステップ１７２２に進んで第４開閉弁６８ａを開成する。これにより、第１チャンバ６２と第２チャンバ（第２密閉室）６３のみが連通された状態となる。次に、測定制御装置３０は、ステップ１７２４に進んでタイマＴを再びリセットした上でスタートし、ステップ１７２６に進んでタイマＴの値が所定時間Ｔ２（sec）より大きくなったか否かを判定し、同所定時間Ｔ２が経過するとステップ１７２８に進んで第４開閉弁６８ａを閉成する。
【０１２１】
前記所定時間Ｔ２は、第１チャンバ６２内と第２チャンバ６３内のヘリウムガス濃度とが等しくなるのに必要な時間（または、それより若干長い時間）に設定されている。従って、この所定時間Ｔ２が経過したとき、第２チャンバ６３内に蓄積されたヘリウムガス量Ｖ２は、上記数８により表される値となる。以上のステップ１７００〜ステップ１７２８までは、図１５に示したステップ１５００から１５２８と同一である。但し、ステップ１７１８で使用される所定時間Ｔ１は、ステップ１５１８で使用される所定時間Ｔ１よりも短く設定してある。また、評価装置７０における第１チャンバ６２と第２チャンバ６３の容積比（ＶA／ＶB）は、評価装置６０におけるそれよりも大きく設定されている。これにより、第２所定時間Ｔ２が経過した時点で第２チャンバ６３内に蓄積されているヘリウムガス量Ｖ２は、通常の測定において検査対象物Ｓ２内に蓄積されるヘリウムガス量と同等の微量となる。
【０１２２】
この後、測定制御装置３０はステップ１７３０以降に進み、漏洩ガス測定装置５０としての測定を開始する。即ち、測定制御装置３０は、ステップ１７３２にて第５開閉弁６９ａを開成し、続くステップ１７３４に進んでタイマＴを再びリセットした上でスタートし、次いでステップ１７３６に進んでサンプリング許可フラグＦの値を「１」に設定するとともに、カウンタｎの値を「１」に設定する。
【０１２３】
この結果、測定制御装置３０が、図４に示した時間割込みルーチンを所定のタイミングにて開始すると、ステップ４０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ４１０に進み、その時点の質量分析器２１の出力値Ｌを測定値Ｌ（ｎ）（＝Ｌ（１））として格納するとともにその時点の時刻ｔを測定時刻ｔ（ｎ）（＝ｔ（１））として格納し、続くステップ４１５にてカウンタｎの値を「１」だけ増大する。そして、この時点以降、サンプリング時間が経過する毎に、その時点の出力値Ｌが測定値Ｌ（ｎ）として格納されるとともにその時点の時刻ｔが測定時刻ｔ（ｎ）として格納され、カウンタｎの値が「１」ずつ増大されて行く。
【０１２４】
再び図１７を参照すると、測定制御装置３０はステップ１７３８に進んでタイマＴの値が所定時間Ｔ４（sec）より大きくなったか否かを判定し、同所定時間Ｔ４が経過するとステップ１７３８にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１７４０に進み、同ステップ１７４０にて第１開閉弁１３を開成する。このように、上記ステップ１７３２にて第５開閉弁６９ａを開成してから前記所定時間Ｔ４が経過した後に第１開閉弁１３を開成するのは、この期間内の測定値Ｌ（ｎ）の一部をバックグラウンドノイズの計算に用いるためである。
【０１２５】
次に、測定制御装置３０はステップ１７４２に進み、同ステップ１７４２にて弁開閉検出スイッチ１５の出力に基き第１開閉弁１３が開弁したか否かをモニタする。そして、第１開閉弁１３が開弁すると、弁開閉検出スイッチ１５がその旨を示す信号を測定制御装置３０に送出するため、同測定制御装置３０はステップ１７４２にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１７４４に進み、その時点の時刻ｔを第１開閉弁開弁タイミングｔｖとして格納するとともに、ステップ１７４６に進んでその時点の質量分析器２１の出力値Ｌを開弁時出力Ｌｖとして格納する。
【０１２６】
次に、測定制御装置３０はステップ１７４８に進んで、サンプリング許可フラグＦの値が「０」となったか否かを判定する。このサンプリング許可フラグＦの値は、図４に示したルーチンのステップ４１５の実行によりカウンタｎの値が増大して値ｎｅ＋１と等しくなったとき、測定制御装置３０のステップ４２０における「Ｙｅｓ」との判定のもとに、ステップ４２５にて「０」に変更される。このステップ４１５で使用される値ｎｅ＋１は、第１開閉弁１３を開成してから十分な時間が経過（この場合、第２チャンバ６３に蓄積されていたガスが質量分析器２１に供給された後、所定の時間が経過）したときにカウンタｎの値が到達するように設定されている。従って、十分な数のサンプリングが行われてサンプリング許可フラグＦの値が「０」に変更されると、測定制御装置３０は図１７のステップ１７４８にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ３３８以降に進み、データの分析を開始する。
【０１２７】
測定制御装置３０は、ステップ３３８以降において、図１０（図３）に示した作動と略同一の作動を行うので、同ステップ３３８以降の各ステップの説明を省略する。この結果、ステップ３４８にて第２チャンバ６３内に蓄積されていたヘリウムガスの全体量ＬＳが求められ、ステップ３５２にて表示装置３１に同値ＬＳが表示される。この場合、上記ステップ１７１０〜上記ステップ１７２８までの処理により、第２チャンバ６３内に蓄積されたヘリウムガスの量は上記数７，数８により既知であるから、この量とステップ３４８にて求められたヘリウムガス量ＬＳとを比較することで、同装置の精度等が評価される。
【０１２８】
以上に説明したように、評価装置７０によれば、そのまま使用した場合にはリーク量が大きすぎる標準リーク源６１を用いて、第２チャンバ６３内に既知で微量のヘリウムガスを蓄積することができるので、漏洩ガス測定装置５０の評価を行うことが可能となる。
【０１２９】
次に、図１８に示した本発明の第３実施形態に係る漏洩ガス測定装置８０について説明する。この漏洩ガス測定装置８０は、第１実施形態の漏洩ガス測定装置１０のチャンバ１１に冷却装置８１を付加し、同チャンバ１１内に存在する測定対象のガス（この場合はヘリウムガス）以外の不純ガスの量を低減し、検出感度を一層向上したものである。
【０１３０】
図１９は、各ガスについて温度と蒸気圧の関係を示している。図１９から明らかなように、チャンバ１１を温度が７０Ｋの液体窒素により冷却した場合、測定対象であるヘリウムガスは、その蒸気圧が温度７０Ｋにおいて十分に大きいため、同チャンバ１１内においてガスとして存在する（ヘリウムガスの蒸気圧は低下しない）。一方、不純ガスとして多く含まれる二酸化炭素（ＣＯ2）、水（Ｈ2Ｏ）等の気体は、その蒸気圧が温度７０Ｋにおいて１０-7（Pa）以下であり十分小さい。従って、チャンバ１１を液体窒素で冷却することにより、ヘリウムガス以外の不純ガスを選択的に排気する（この場合には、チャンバ１１の内壁面に吸着させる）ことが可能である。そこで、漏洩ガス測定装置８０は冷却用媒体として液体窒素を用いた。但し、メタン（ＣＨ4）、酸素（Ｏ2）などは、温度７０Ｋにおいて比較的大きい蒸気圧を有しているため、これらを液体窒素によるチャンバ１１の冷却により排気するためには時間を要する。従って、これらの不純ガスが多く含まれる場合であって、排気時間を短縮する必要がある場合には、液体ヘリウムを冷却用の媒体として使用することが望ましい。
【０１３１】
再び図１８を参照すると、上記漏洩ガス測定装置８０のチャンバ１１は、中空の円筒形であって、底面及び上面にフランジ部１１ａ，１１ｂを有している。底面側フランジ部１１ａは、同底面側フランジ部１１ａに着脱可能にボルト固定される蓋体１１ｃによって閉塞されるようになっている。また、上面側フランジ部１１ｂは、同上面側フランジ部１１ｂに着脱可能にボルト固定される蓋体１１ｄにより閉塞されるようになっている。この蓋体１１ｄの中央部には、上記第１排気管１２の一端が接続されている。これにより、チャンバ１１内に存在するガスは、チャンバ１１の軸線方向に沿って質量分析器２１側に排気されるようになっている。
【０１３２】
漏洩ガス測定装置８０の冷却装置８１は、円筒形の冷却本体８２と、液体窒素を貯留する液体窒素タンク８３と、前記液体窒素タンク８３内の液体窒素を前記冷却本体８２の表面に供給するための冷却配管８４と、同冷却配管８４に介装された冷却用ポンプ８５と、チャンバ１１内の温度を検出して同温度TEMPを出力する温度センサ８６とを備えている。他の構成は、漏洩ガス測定装置１０と同一であるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。なお、温度センサ８６は、チャンバ１１の内壁面に装着されるとともに測定制御装置３０に接続されている。チャンバ１１への内壁面への装着が困難な場合には、温度センサ８６をチャンバ１１の外部側壁面に装着してもよい。
【０１３３】
冷却本体８２は、熱伝導率の高い銅等の金属からなるとともにチャンバ１１の側壁面に接触して同チャンバ１１を覆う略円筒形の本体部８２ａを備えている。この本体部８２ａは、ニ分割されていて、各本体部８２ａに備えられたフランジ部８２ｂを貫通する複数のボルト８２ｃにより前記チャンバ１１に着脱可能となるように組み付けられている。
【０１３４】
冷却配管８４は、熱伝導率の高い銅等の金属からなり、両端が液体窒素タンク８３に連通するとともに、前記冷却本体８２の本体部８２ａの表面に接触しながら蛇行する冷却部を備えている。この冷却配管８４は、チャンバ１１の近傍位置において接続部８４ａを備えていて、前記冷却本体８２が前記チャンバ１１から取り外される際に同接続部８４ａにて２分割され、同冷却本体８２の同チャンバ１１からの取り外しを可能とするように構成されている。
【０１３５】
冷却用ポンプ８５は、測定制御装置３０と接続されていて、同測定制御装置３０からの指令信号に基づいて作動し、前記液体窒素タンク８３内の液体窒素を前記冷却配管８４を通して前記冷却本体８２の本体部８２ａ上に供給するようになっている。
【０１３６】
次に、上記のように構成された漏洩ガス測定装置８０の作動について、図２０を参照しながら説明する。なお、図２０において、図３に示したステップと同一の処理を行うステップについては、同図３に示した符号と同一の符号を付している。また、測定開始（ステップ２００２）〜終了（ステップ２０９５）は、測定制御装置３０が実行するプログラムの各ステップを示し、他のステップは作業者が行う工程を示している。更に、この場合においても、測定制御装置３０は図４に示したルーチンをサンプリング時間TSAMPLEの経過毎に実行する。
【０１３７】
先ず、ステップ２０００に続くステップ３０２にて、検査対象物Ｓ１内に既知の圧力（例えば、１００（Pa））のヘリウムガスを封入する。次に、ステップ３０４にてチャンバ１１内に検査対象物Ｓ１を設置し、ステップ３０６にてチャンバ１１を閉じて（蓋体１１ｃをチャンバ１１に固定して）同チャンバ１１を密閉する。この段階で、図示しない測定開始ボタンが操作されて測定制御装置３０はステップ２００２以降の処理を開始する。
【０１３８】
測定制御装置３０は、ステップ２００４にて排気装置１７を作動させ、ステップ２００６にて第１，第２開閉弁１３，１８を開成する。この結果、チャンバ１１を含み排気装置１７に接続された各部に存在する不純ガスの排出が開始される。次いで、測定制御装置３０はステップ２００８に進み、第１開閉弁１３を図示しない加熱装置により１５０℃程度に所定の時間だけ加熱し、その後所定の時間だけ冷却期間を設けるベーキングを実施する。このステップ２００８は省略することもできる。
【０１３９】
上記ステップ２００８の処理が終了すると（冷却期間が終了すると）、測定制御装置３０はステップ２０１０に進み、圧力計２２の出力Ｐが所定の気圧（１０−２(Pa)）未満となったか否かを判定し、圧力計２２の出力Ｐが前記所定の気圧より小さくとなると、ステップ２０１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ２０１２に進み、同ステップ２０１２にて第１開閉弁１３を閉成する。
【０１４０】
次いで、測定制御装置３０はステップ２０１４に進んで、その時点の時刻ｔをヘリウムガス蓄積開始時刻ｔ0として格納する。その後、測定制御装置３０は、ステップ２０１６にてタイマＴをリセットした上でスタートし、ステップ２０１８にてタイマＴが所定時間（ヘリウムガス蓄積保証時間）TS0を計時したか否かを判定する。この所定時間TS0は、検査対象物Ｓ１の略密閉空間内に封入されているヘリウムガスが、同検査対象物Ｓ１からチャンバ１１内に漏洩して測定に必要な量だけ蓄積されるのに必要な時間であり、例えば、数十分〜数百時間である。
【０１４１】
次に、測定制御装置３０はステップ２０２０に進んで質量分析器２１を起動し、ステップ２０２２にて冷却用ポンプ８５を作動させ、液体窒素によるチャンバ１１の冷却を開始する。なお、前記ステップ２０２０と前記ステップ２０２２との間に、図１５に示したステップ１５０８を挿入し、質量分析器２１の起動完了を確認するようにしてもよい。次いで、測定制御装置３０は、ステップ２０２４にて温度センサ８６の示す温度TEMPが所定温度TE0より小さくなったか否かを判定することで、チャンバ１１が液体窒素により十分冷却されたか否かを判定する。
【０１４２】
そして、チャンバ１１が液体窒素により十分冷却されると、測定制御装置３０はステップ２０２４にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ２０２６に進んでタイマＴをリセットした上でスタートする。次いで、測定制御装置３０は、ステップ２０２８にてタイマＴが所定時間（排気保証時間）Ｔαを計時したか否かを判定し、同タイマＴが所定時間Ｔαを計時するまで同ステップ２０２８を繰り返し実行する。
【０１４３】
排気保証時間Ｔαは、液体窒素によってチャンバ１１を冷却し、同チャンバ１１内に残存するヘリウムガス以外の不純ガスを排気する（この場合には、チャンバ１１の内壁面に吸着させる）のに必要な時間である。この排気保証時間Ｔαは、例えば、数分〜数十分であって、前記ヘリウムガス蓄積保証時間TS0に比べ短く設定しておく。換言すれば、時間Ｔαが短くても不純ガスの排気が十分に行われるように、冷却用ポンプ８５の流量や冷却配管８４を決定しておく。これにより、検査対象物Ｓ１の過冷却による特性変化を回避することができる。
【０１４４】
上記排気保証時間Ｔαが経過すると、測定制御装置３０はステップ２０２８にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ２０３０に進み、タイマＴをリセットした上でスタートし、続くステップ２０３２にてサンプリング許可フラグＦの値を「１」に設定するとともに、カウンタｎの値を「１」に設定する。
【０１４５】
この結果、測定制御装置３０が、図４に示した時間割込みルーチンを所定のタイミングにて開始すると、ステップ４０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ４１０に進み、その時点の質量分析器２１の出力値Ｌを測定値Ｌ（ｎ）（＝Ｌ（１））として格納するとともに、その時点の時刻ｔを測定時刻ｔ（ｎ）（＝ｔ（１））として格納し、続くステップ４１５にてカウンタｎの値を「１」だけ増大する。以降、測定制御装置３０はサンプリング時間TSAMPLEが経過する毎に図４に示したルーチンを実行し、ステップ４１０にてその時点の出力値Ｌを測定値Ｌ（ｎ）として格納するとともに、その時点の時刻ｔを測定時刻ｔ（ｎ）として格納し、ステップ４１５にてカウンタｎの値を「１」ずつ増大する。
【０１４６】
再び図２０を参照すると、測定制御装置３０はステップ２０３４に進み、同ステップ２０３４にてタイマＴの値が所定時間Ｔ４（sec）より大きくなったか否か、即ちタイマＴをステップ２０３０にてリセットした後に所定時間Ｔ４が経過したか否かを判定する。そして、所定時間Ｔ４が経過するとステップ２０３６に進んで第１開閉弁１３を開成する。このように、排気保証時間Ｔαが経過した後に更に所定時間Ｔ４だけ待ってから第１開閉弁１３を開成することとしたのは、この期間内の測定値Ｌ（ｎ）の一部をバックグラウンドノイズの計算に用いるためである。
【０１４７】
次に、測定制御装置３０はステップ２０３８に進み、同ステップ２０３８にて弁開閉検出スイッチ１５の出力に基き第１開閉弁１３が開弁したか否かをモニタする。そして、第１開閉弁１３が開弁すると、弁開閉検出スイッチ１５がその旨を示す信号を測定制御装置３０に送出するため、同測定制御装置３０はステップ２０３８にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ２０４０に進み、その時点の時刻ｔを第１開閉弁開弁タイミングｔｖとして格納するとともに、ステップ２０４２に進んでその時点の質量分析器２１の出力値Ｌを開弁時出力Ｌｖとして格納する。
【０１４８】
次に、測定制御装置３０はステップ２０４４に進んで、サンプリング許可フラグＦの値が「０」となったか否かを判定する。このサンプリング許可フラグＦの値は、図４に示したルーチンのステップ４１５の実行によりカウンタｎの値が増大して値ｎｅ＋１と等しくなったとき、測定制御装置３０のステップ４２０における「Ｙｅｓ」との判定のもとに、ステップ４２５にて「０」に変更される。このステップ４１５で使用される値ｎｅ＋１は、第１開閉弁１３を開成してから十分な時間が経過（チャンバ１１に蓄積されていたガスが質量分析器２１に供給された後、所定の時間が経過）したときにカウンタｎの値が到達するように設定されている。従って、十分な数のサンプリングが行われてサンプリング許可フラグＦの値が「０」に変更されると、測定制御装置３０は図２０のステップ２０４４にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ２０４６に進む。
【０１４９】
測定制御装置３０は、ステップ２０４６にて第１開閉弁開弁時刻ｔｖからヘリウムガス蓄積開始時刻ｔ0を減じて求められる時間を（ヘリウムガス）蓄積時間TSとして格納し、続くステップ２０４８にて冷却用ポンプ８５の作動を停止してチャンバ１１の冷却を終了し、次いで、ステップ３３８以降に進んでデータの分析を開始する。
【０１５０】
測定制御装置３０は、ステップ３３８以降において、図３に示した作動と略同一の作動を行うので、同ステップ３３８以降の各ステップの説明を省略する。この結果、測定制御装置３０はステップ３５０にて上記ステップ２０４６で求めた蓄積時間TSを使用して検査対象物Ｓ１から漏洩するヘリウムガスの流量Ｌoutを求める。以上が、漏洩ガス測定装置８０の漏洩ガス量を測定する際の作動である。
【０１５１】
図２１は、図２０に示したフローチャートの各ステップのうち、ステップ３０２及びステップ３０４のステップを省略し、即ち、チャンバ１１内に検査対象物Ｓ１を配置しない状態において、ステップ３０６〜ステップ２０９５までの総てのステップを実行した際（冷却装置８１による冷却を行った後に測定した際）に得られた質量分析器２１の出力（図２１中の曲線Ｌ１）と、同ステップ３０６〜同ステップ２０９５までのうちステップ２０２２〜ステップ２０２８を省略したステップを実行した際（冷却装置８１による冷却を行わないで測定した際）に得られた同質量分析器２１の出力（図２１中の曲線Ｌ２）の時間変化を示している。なお、図２１において、時刻ｔｖは第１開閉弁１３の開弁タイミングを示している。
【０１５２】
図２１から明らかなように、測定前に液体窒素による冷却を行わない場合（曲線Ｌ２）には、不純ガスが質量分析器２１により測定されるために、第１開閉弁１３の開弁直後に急峻なピークを有する波形が測定された。一方、測定前に液体窒素による冷却を行った場合（曲線Ｌ１）には、曲線Ｌ２に見られたようなピークは測定されなかった。このことは、チャンバ１１内の不純ガスが同チャンバ１１の内壁に吸着され、測定時にノイズとなって現れないことを示している。
【０１５３】
なお、冷却装置８１による冷却後に測定を行った場合、曲線Ｌ１に見られるように、質量分析器２１の出力Ｌが第１開閉弁１３の開弁後（時刻ｔｖ後）において時間の経過とともに減少するのは、同第１開閉弁１３の開弁によって質量分析器２１に至る経路（例えば、第１排気管１２、第２排気管１６等）内に存在する不純ガスがチャンバ１１の内壁面に吸着されるためである。ただし、このような吸着による変化は、第１実施形態において説明したステップ３４６等によるバックグラウンドノイズとして認識されるから、漏洩ガス測定装置８０の検出精度に何ら影響しない。
【０１５４】
表１は、上記図２１で示した測定が、ヘリウムガスのみを測定したものと仮定し、その際に得られるヘリウムガスの流量Ｌout（ステップ３５０参照）を等価標準リーク量に換算した値により示したものである。換言すると、表１は、同表１に示された等価標準リーク量に相当する不純ガスがヘリウムガスとして測定されてしまうことを示している。
【０１５５】
【表１】
0004391682.tif 000003
【０１５６】
表１によれば、測定前に冷却を行わなかった場合の分解能を「１」とするとき、測定前に冷却を行った場合の分解能は「２６」（＝２．９×１０-16／１．１×１０-17）となっている。即ち、漏洩ガス測定装置８０は、漏洩ガス測定装置１０の検出しうるヘリウムガスの最小リーク量に対して１／２６のリーク量まで検出可能であって、極めて高い検出精度を有していることが理解される。
【０１５７】
図２２は、ヘリウムガス以外の不純ガスを十分排気した状態で漏洩ガス測定装置８０に図１４にて示した評価装置６０を接続するとともに、上記図２１に示した測定と同様な測定（冷却装置８１による冷却をした場合と、同冷却をしなかった場合）を行い、その際のチャンバ１１内のヘリウム量（上記数７〜数９により既知）と同漏洩ガス測定装置８０にて測定されたヘリウム量ＬＳとの関係を示したものである。図２２から理解されるように、冷却装置８１による冷却の有無は、チャンバ１１内のヘリウムガス量（濃度）に何らの影響も及ぼさない。即ち、冷却装置８１の装着によって、測定すべきヘリウムガス量には変化が生じないので、漏洩ガス測定装置８０は、この意味においても検出精度が高いものとなっていることが理解される。
【０１５８】
ところで、この冷却装置８１によりチャンバ１１を冷却することで同チャンバ１１に不純ガスを吸着させることを何度も繰り返すと、同不純ガスや有機物（汚れ）が同チャンバ１１の内壁面に多量に付着し、測定時においてこれらが不純ガスとして現れ、漏洩ガス測定装置８０の測定精度を低下させる惧れがある。これに対し、上記冷却装置８１（冷却本体８２）は、チャンバ１１に対して取り外し可能に構成されているので、同冷却装置８１による吸着を複数回行った後の適宜のタイミングで同冷却装置８１をチャンバ１１から取り外し、同チャンバ１１にヒータ（ニクロム線からなるリボンヒータ等）を装着し、同チャンバ１１を例えば１００℃以上に加熱するとともに排気装置１７を作動して同チャンバ１１内を例えば１０−２(Pa)程度の高真空度にすることで、同チャンバ１１内面に付着した不純ガスや有機物を除去する（所謂、ベーキングを行う）ことが可能である。このようにすることで、上記漏洩ガス測定装置８０は、検出精度を高く維持することができる。
【０１５９】
また、上記漏洩ガス測定装置８０においては、検査対象物Ｓ１の入れ替えなどの際にチャンバ１１を大気に開放する。漏洩ガス測定装置８０のチャンバ１１は測定時に非常に低温となるように冷却されるため、同チャンバ１１を大気開放した際に同チャンバ１１の温度と大気温度が大きく異なる場合があり得る。このようになると、大気中の水分がチャンバ１１の内面に大量に付着するので、次回以降の測定時においてチャンバ１１の内壁面に付着した水分が蒸発して同装置の検出精度を低下させる。
【０１６０】
これに対処するため、上記漏洩ガス測定装置８０が備える温度センサ８６の検出温度TEMPを常に表示装置３１に表示させ、チャンバ１１の大気開放を、チャンバ１１の温度が上記水分の大量付着を招かない温度にまで上昇していることを確認してから行うようにする。この場合は、作業者が表示装置３１を目視にて確認することによってチャンバ１１の大気開放を規制するものであるが、同チャンバ１１の開放を規制する電磁ロック等を設けておき、チャンバ１１の温度が十分上昇しているときにのみ、測定制御装置３０から同電磁ロックに指示を与えて同チャンバ１１の開放規制を解除するように構成してもよい。
【０１６１】
以上のように、漏洩ガス測定装置８０においては、測定開始前にヘリウムガスが蓄積されたチャンバ１１を液体窒素により冷却して不純ガスを排除する。従って、より検出精度が向上する。また、冷却装置８１を取り外してチャンバ１１をベーキングすることも可能であり、高い検出精度を維持することができる。
【０１６２】
また、上記漏洩ガス測定装置８０は、チャンバ１１の形状が円筒状であって極めて簡素な形状をしているから、チャンバ１１自体でのリークを最小限とすることができるとともに、同チャンバ１１の溶接箇所及び接続箇所の数を小さくすることができるので、同溶接箇所や同接続箇所からのリークの発生確率を低い値に維持することができる。また、チャンバ１１の形状が円筒状であって、且つ、漏洩ガスの取り出し方向を同チャンバ１１の軸線方向としているので、同漏洩ガスを取り出す際の抵抗（排気抵抗）を小さくすることができる。これにより、チャンバ１１内に蓄積されたガスの全体が短時間内に質量分析器２１に到達するので、同質量分析器２１の出力Ｌのピーク値を同質量分析器２１の分解能に対して大きな値とすることができる。この結果、漏洩ガス量の測定精度を高くすることができる。
【０１６３】
なお、チャンバ１１を冷却した場合、検査対象物Ｓ１も同時に冷却され、同検査対象物Ｓ１の特性が変化したり、同検査対象物Ｓ１からのガスの漏洩量が変化する惧れがある。このような場合には、図２３（Ａ）〜（Ｄ）の各図に示したように、チャンバ１１に液体窒素により直接的に冷却されない部分（図２３の各図において網掛けされていない部分）を設け、同チャンバ１１の直接的に冷却されない部分に固定された基端部９１ａと、同基端部９１ａから延設された腕部９１ｂと、同腕部９１ｂの先端に接続されるとともに検査対象物Ｓ１を配置可能にしてなる棚部９１ｃとを有する保持部材９１を設けるようにしてもよい。この場合、腕部９１ｂの長さを極力長く設定することで、チャンバ１１からの熱伝導による棚部９１ｃの温度低下を小さくすることが有効である。
【０１６４】
また、冷却装置８１の冷却構造を、図２４〜図２８に示したように変形してもよい。これらの変形例について説明を加えると、図２４に示した冷却構造は、チャンバ１１の周囲に熱伝導率の大きい銅等からなる金属管を巻回し、同金属管中に液体窒素を通過させる構造である。
【０１６５】
図２５に示した冷却構造は、チャンバ１１の側壁面に熱伝導率の大きい金属からなる冷却用フィン９３を複数個接合するとともに、同チャンバ１１及び同冷却フィン９３を密閉性があって且つ断熱性の良好な容器９４内に収容する構造である。この容器９４内には液体窒素が注入され、同液体窒素が気体状となって同容器９４内に充満し、これにより冷却フィン９３を介してチャンバ１１を冷却する。なお、容器９４内を液体窒素で満たしてもよい。
【０１６６】
図２６に示した冷却構造は、熱伝導率の大きい銅等からなる金属管９５を螺旋状に巻回し、同巻回された部分をチャンバ１１内に配設するとともに、同巻回された部分にチャンバ１１の外部から液体窒素を供給する構造である。この場合、チャンバ１１中の不純ガスは、金属管９５に吸着される。
【０１６７】
図２７に示した冷却構造は、熱伝導率の大きい銅等からなる棒状の金属９６をチャンバ１１の側壁に沿って巻回し、同棒状金属９６の両端を同種の金属からなる薄板９７に接合させるとともに、同薄板９７を液体窒素が満たされた容器９８内に浸漬させる構造である。これにより、金属板９７が液体窒素により冷却され、これが熱伝導によって棒状金属９６を冷却し、同棒状金属９６がチャンバ１１を冷却する。
【０１６８】
図２８に示した冷却構造は、チャンバ１１のフランジ部１１ａ,１１ｂの直径LCよりも大きい内径（直径）LYを有する円筒形状をなすとともに上面及び下面が開放した容器１００内に同チャンバ１１を挿通させ、同容器１００の上面及び下面においてチャンバ１１との間に形成される空隙を圧縮性及び断熱性を有する材質からなるリング状の蓋部材１０１，１０２で閉塞する構造である。この場合、リング状の蓋部材１０１，１０２は、容器１００に対して着脱可能となっている。また、容器１００の上部には、同容器１００の側壁を貫通する一対の貫通孔１０３，１０４が設けられていて、同貫通孔１０３から液体窒素が注入されて、容器１００内が同液体窒素により満たされる。なお、貫通孔１０４は液体窒素からの気抜き孔として機能する。
【０１６９】
図２８に示した構造によれば、チャンバ１１を液体窒素で直接的に冷却することができるので、同チャンバ１１の内壁を容易に低温とすることができる。更に、リング状の蓋部材１０１，１０２は、容器１００から取り外すことができるとともに、チャンバ１１のフランジ部１１ａ,１１ｂ直径LCは容器１００の内径LYよりも小さいので、チャンバ１１を容器１００から取り出すことが可能である。これにより、チャンバ１１を容器１００から取り出し、同チャンバ１１にヒータを装着して過熱する上記ベーキングを行うことができる。
【０１７０】
以上説明したように、本発明による各実施形態によれば、非常に検出感度の高い漏洩ガス測定装置１０，５０，８０を得ることができる。また、これらの漏洩ガス測定装置１０，５０，８０の測定精度を評価することができる評価装置６０,７０を得ることができる。
【０１７１】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の態様により実施され得る。例えば、上記各実施形態において、脱ガスを低減してバックグラウンドノイズを低減するために、第１開閉弁１３等の各開閉弁をメタルバルブとし、第１開閉弁１３〜チャンバ１１間等に使用されるガスケットを銅ガスケットとしてもよい。また、評価装置６０においては、標準リーク源６１を直接チャンバ１１と所定時間だけ連通してもよく、評価装置７０においては標準リーク源６１を直接第１排気管１２に所定時間だけ連通するように構成してもよい。更に、上記第１〜第５開閉弁１３，１８，６７ａ，６８ａ，６９ａ等の開閉弁は電磁式であったが、短時間に開閉できる空気式開閉弁とすることも好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による第１実施形態に係る漏洩ガス測定装置の概略図である。
【図２】  図１に示した質量分析器の概略断面図である。
【図３】  図１に示した漏洩ガス測定装置による漏洩ガス測定の工程を示すフローチャートである。
【図４】  図１に示した漏洩ガス測定装置の測定制御装置が実行する時間割込みルーチンを示すフローチャートである。
【図５】  図１に示した検査対象物の概略断面図である。
【図６】  図１に示した漏洩ガス測定装置の測定結果を示すグラフである。
【図７】  図１に示した漏洩ガス測定装置によるバックグラウンド推定方法を説明するためのグラフである。
【図８】  図１に示した漏洩ガス測定装置による漏洩ガス量の演算を説明するためのグラフである。
【図９】  本発明による第２実施形態に係る漏洩ガス測定装置の概略図である。
【図１０】  図９に示した漏洩ガス測定装置による漏洩ガス測定の工程を示すフローチャートである。
【図１１】  図９に示した漏洩ガス測定装置により、漏洩ガスの蓄積時間を変化させた際に測定された漏洩ガスの全体量を示すグラフである。
【図１２】  図１又は図９に示した質量分析器に、蓄積されたヘリウムガスが徐々に到達する場合における同質量分析器の出力の変化を示すグラフである。
【図１３】  図１又は図９に示した質量分析器に、蓄積されたヘリウムガスが速やかに到達する場合における同質量分析器の出力の変化を示すグラフである。
【図１４】  図１に示した漏洩ガス測定装置と同装置に接続された評価装置の概略図である。
【図１５】  図１４に示した評価装置による漏洩ガス測定装置の評価のための工程を示すフローチャートである。
【図１６】  図９に示した漏洩ガス測定装置と同装置に接続された評価装置の概略図である。
【図１７】  図１６に示した評価装置による漏洩ガス測定装置の評価のための工程を示すフローチャートである。
【図１８】  本発明による第３実施形態に係る冷却装置を備えた漏洩ガス測定装置の概略図である。
【図１９】  各種ガスについて温度と蒸気圧の関係を示したグラフである。
【図２０】  図１８に示した漏洩ガス測定装置による漏洩ガス測定の工程を示すフローチャートである。
【図２１】  図１８に示した漏洩ガス測定装置において、チャンバ内に検査対象物を設置しない状態で、同チャンバを冷却することなく測定を行った場合と、同チャンバを冷却した後に測定を行った場合とで得られた質量分析器の出力の時間変化を示すグラフである。
【図２２】  図１８に示した漏洩ガス測定装置において、不純ガスを十分排気した状態で図１４に示した評価装置を接続し、チャンバを冷却することなく測定を行った場合と、同チャンバを冷却した後に測定を行った場合とで測定された漏洩ガス（ヘリウムガス）量を示すグラフである。
【図２３】  （Ａ）〜（Ｄ）は、図１８に示した漏洩ガス測定装置のチャンバ内を示した図である。
【図２４】  図１８に示した漏洩ガス測定装置のチャンバの冷却構造の変形例を示す図である。
【図２５】  図１８に示した漏洩ガス測定装置のチャンバの冷却構造の他の変形例を示す図である。
【図２６】  図１８に示した漏洩ガス測定装置のチャンバの冷却構造の他の変形例を示す図である。
【図２７】  図１８に示した漏洩ガス測定装置のチャンバの冷却構造の他の変形例を示す図である。
【図２８】図１８に示した漏洩ガス測定装置のチャンバの冷却構造の他の変形例を示す図である。
【図２９】  従来の漏洩ガス測定装置の概略図である。
【符号の説明】
１０…漏洩ガス測定装置、１１…チャンバ、１２…第１排気管、１３…第１開閉弁、１４…開閉弁駆動装置、１５…弁開閉検出スイッチ、１６…第２排気管、１７…排気装置、１８…第２開閉弁、１９…開閉弁駆動装置、２０…第３排気管、２１…質量分析器、２２…圧力計、３０…測定制御装置、３１…表示装置、３２…記録装置、Ｓ１…検査対象物。
【図１】
0004391682.tif 000004
【図２】
0004391682.tif 000005
【図３】
0004391682.tif 000006
【図４】
0004391682.tif 000007
【図５】
0004391682.tif 000008
【図６】
0004391682.tif 000009
【図７】
0004391682.tif 000010
【図８】
0004391682.tif 000011
【図９】
0004391682.tif 000012
【図１０】
0004391682.tif 000013
【図１１】
0004391682.tif 000014
【図１２】
0004391682.tif 000015
【図１３】
0004391682.tif 000016
【図１４】
0004391682.tif 000017
【図１５】
0004391682.tif 000018
【図１６】
0004391682.tif 000019
【図１７】
0004391682.tif 000020
【図１８】
0004391682.tif 000021
【図１９】
0004391682.tif 000022
【図２０】
0004391682.tif 000023
【図２１】
0004391682.tif 000024
【図２２】
0004391682.tif 000025
【図２３】
0004391682.tif 000026
【図２４】
0004391682.tif 000027
【図２５】
0004391682.tif 000028
【図２６】
0004391682.tif 000029
【図２７】
0004391682.tif 000030
【図２８】
0004391682.tif 000031
【図２９】
0004391682.tif 000032