JP2000292296A - ダイヤフラム真空計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】測定する真空度の範囲を広げ、真空度測定作業
性を向上させることができ、且つ廉価で実用的なダイヤ
フラム真空計を提供する。 【解決手段】第１の真空度に維持された第１の真空基準
圧力室１１と、第１の真空度よりも高い真空度の第２の
真空度に維持された第２の真空基準圧力室２１とを設
け、第２の真空基準圧力室２１を密封する第２のダイヤ
フラム２２に第１のダイヤフラム１２を接続することに
より第１の真空基準圧力室１１を密封し、第１のダイヤ
フラム１２と第１の真空基準圧力室１１の内部に設けら
れた固定電極３との間に発生する静電容量から真空圧力
測定室２の真空度を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空度に応じて変
形するダイヤフラムと固定電極との間に発生する静電容
量から真空度（気体圧力）を測定するダイヤフラム真空
計に係わり、特に測定する真空度の範囲が広い、すなわ
ちワイドレンジのダイヤフラム真空計に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置を製造するプラズマエッチン
グ装置やスパッタ装置等の製造装置において、真空チャ
ンバーの真空度を測定するためにダイヤフラム真空計が
用いられる。

【０００３】図６を参照して従来のダイヤフラム真空計
を説明する。

【０００４】ステンレススチール等の金属から成る外囲
器４０の内部が金属薄膜から成るダイヤフラム（隔膜）
４２により仕切られ、一方が真空度を測定する真空圧力
測定室４３となり、他方が所定の真空度に維持された真
空基準圧力室４１となっている。

【０００５】真空圧力測定室４３のポート４４は真空バ
ルブ４５を通して真空度を測定する真空チャンバー４６
に接続されており、測定時に真空バルブ４５を開にする
ことにより真空圧力測定室４３は真空チャンバー４６と
同じ真空度になる。

【０００６】真空基準圧力室４３の内部にはダイヤフラ
ム４２と対面して固定電極４７が設けられ、固定電極に
接続したリード４８が絶縁ブッシュ４９を通して外囲器
４０の外部に引き出されている。

【０００７】真空基準圧力室４１は所定の真空度に維持
されている。ここでは１２５Ｔｏｒｒに維持された場合
を例示して説明する。このような真空基準圧力室４１の
真空度は、真空ポンプにより真空引きを行い、バリウム
ゲッタを電流通電により飛ばして、１２５Ｔｏｒｒに安
定した時点で封止することにより得られる。

【０００８】図６（Ａ）は真空圧力測定室４３の真空
度、すなわち真空チャンバー４６の真空度が２５０Ｔｏ
ｒｒの時のダイヤフラム４２の状態を示している。真空
基準圧力室４１よりも真空圧力測定室４３の方が低真空
度、すなわち高い気体圧力となっているから、ダイヤフ
ラム４２は固定電極４７に近づくような湾曲形状となっ
ている。

【０００９】図６（Ｂ）は真空圧力測定室４３の真空
度、すなわち真空チャンバー４５の真空度が１Ｔｏｒｒ
の時のダイヤフラム４２の状態を示している。真空基準
圧力室４１よりも真空圧力測定室４３の方が高真空度、
すなわち低い気体圧力となっているから、ダイヤフラム
４２は固定電極４７から離間するような湾曲形状となっ
ている。

【００１０】したがって、ダイヤフラムと固定電極との
間に発生する静電容量は真空圧力測定室４３の真空度が
２５０Ｔｏｒｒの図６（Ａ）の場合が大きくなり、真空
圧力測定室４３の真空度が１Ｔｏｒｒの図６（Ｂ）の場
合が小さくなる。そして２５０Ｔｏｒｒと１Ｔｏｒｒ間
の真空度では、真空度が高真空度になるにしたがって、
ダイヤフラム４２が固定電極４７から離間していくから
静電容量が小さくなっていく。

【００１１】通常は接地されている金属外囲器４０に金
属薄膜のダイヤフラムが接続されているから、リード４
９と接地間の静電容量を測定し、予め求めておいた当該
ダイヤフラム真空計における真空圧力測定室４３の真空
度と静電容量との関係から、真空圧力測定室４３の真空
度、すなわち真空チャンバー４５の真空度を得ることが
できる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来技術では、一枚のダイヤフラムの形状変形には限
界があるから狭い範囲の真空度しか測定することがでな
い。

【００１３】例えば図６（Ｂ）の状態が固定電極４７か
ら離間する湾曲形状の限界である場合は、１Ｔｏｒｒよ
りも高真空度の場合は測定することができない。

【００１４】このために従来は他の真空度範囲測定用の
ダイヤフラム真空計を別に用意して対処していたが、こ
のような方法は測定する真空度の状態に応じてダイヤフ
ラム真空計を取り替えなければならないから測定作業の
効率が悪いものとなる。

【００１５】また高真空度用（低気体圧力用）ダイヤフ
ラム真空計と低真空度用（高気体圧力用）ダイヤフラム
真空計とを切り換え機構部（バルブ等）により切り換え
て使用する方法は、切り換え作業がともなうために人為
的ミスを回避することができず、やはり測定作業の効率
が悪いものとなる。

【００１６】また、特開平７−１２６６８号公報では、
一つの真空基準圧力室内に複数の固定電極を設け、それ
ぞれの固定電極に真空度に応じて互いに異なる変化を行
うダイヤフラムを対面させ、外部入力端子から信号を制
御部に入力することにより複数の固定電極−ダイヤフラ
ム対のうちのどの対で得られた静電容量が適しているの
かを判定して出力するダイヤフラム真空計が開示されて
いる。

【００１７】しかしながらこのダイヤフラム真空計は、
複数の静電容量値から最適のものを判定し選択する必要
があるから全体として高価で複雑のものになってしま
う。

【００１８】したがって本発明の目的は、測定する真空
度の範囲を広げ、真空度測定作業性を向上させることが
でき、且つ廉価で実用的なダイヤフラム真空計を提供す
ることにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、真空度
が測定される真空圧力測定室と所定の真空度に維持され
た真空基準圧力室との間に、真空圧力測定室の真空度に
応じて変形するダイヤフラムを設け、ダイヤフラムと真
空基準圧力室の内部に設けられた固定電極との間に発生
する静電容量から真空圧力測定室の真空度を測定するダ
イヤフラム真空計において、第１の真空度に維持された
第１の真空基準圧力室と、前記第１の真空度よりも高い
真空度の第２の真空度に維持された第２の真空基準圧力
室、すなわち、第１の真空基準圧力室の気体圧力より低
い気体圧力に維持された第２の真空基準圧力室と、前記
第２の真空基準圧力室を密封する第２のダイヤフラム
と、前記第２の真空基準圧力室上において前記第２のダ
イヤフラムに接続することによって前記第１の真空基準
圧力室を密封する第１のダイヤフラムとを有し、前記第
１のダイヤフラムと前記第１の真空基準圧力室の内部に
設けられた固定電極との間に発生する静電容量から前記
真空圧力測定室の真空度を測定するダイヤフラム真空計
にある。

【００２０】このような本発明のよれば、測定される真
空度が第２の真空度よりも高真空度になると第２のダイ
ヤフラムが膨らんでこれにより第１のダイヤフラムを持
ち上げて固定電極からさらに離間させていくから、測定
される真空度が第２の真空度となって第１のダイヤフラ
ムが変形の限界となっても、さらに高真空度の領域まで
測定することができる。

【００２１】ここで、前記真空圧力測定室が前記第２の
真空基準圧力室よりも低真空度の際に、すなわち、前記
真空圧力測定室が前記第２の真空基準圧力室よりも高い
気体圧力の際に、前記第２のダイヤフラムが前記第２の
真空基準圧力室の内部に入り込まないストッパー部材が
設けられていることができる。この場合、前記第１のダ
イヤフラムが前記第２のダイヤフラムに接続する箇所は
前記ストッパー部材上に位置していると、第２の真空度
よりも低真空度の測定の際に、すなわち、第２の真空基
準圧力室の気体圧力よりも高い真空圧力測定室の気圧力
を測定する際に、第１のダイヤフラムの周端接続部の高
さが一定となるから好ましい。

【００２２】さらに、前記第２のダイヤフラムを支持す
る両端間の中央箇所は他の箇所より大きく変化するか
ら、ここに前記第１のダイヤフラムが接続すると、第２
のダイヤフラムの変化を効率よく第１のダイヤフラムの
固定電極からの距離の変化に反映させることができる。

【００２３】また、第１のダイヤフラムはその中心に対
して対称の形状であることが求められているから、前記
第２の真空基準圧力室は前記第１の真空基準圧力室の周
りに設けられていることが好ましい。

【００２４】また、真空度の測定範囲をさらに広げる場
合は、前記第２の真空度よりも高い真空度の第３の真空
度に維持された第３の真空基準圧力室、すなわち、第２
の真空基準圧力室の気体圧力より低い気体圧力に維持さ
れた第３の真空基準圧力室と、前記第３の真空基準圧力
室を密封する第３のダイヤフラムとを有し、前記第３の
真空基準圧力室上において前記第２のダイヤフラムが前
記第３のダイヤフラムに接続していることができる。

【００２５】この場合も対称性の観点から前記第３の真
空基準圧力室は前記第２の真空基準圧力室の周りに設け
られていることが望ましい。

【００２６】また、半導体装置を製造するプラズマエッ
チング装置やスパッタ装置等の真空チャンバーは反応ガ
スを用いているから、前記ダイヤフラムはニッケル系の
耐腐食性合金の金属薄膜、例えばインコネル薄膜である
ことが好ましい。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明を説明
する。

【００２８】図１は本発明の第１の実施の形態のダイヤ
フラム真空計の断面図であり、特に各真空度の於けるダ
イヤフラムの形状の変化を示している。また、図２は図
１のＡ−Ａ部において矢印の方向を視た平面図であり、
各ダイヤフラムの図示は省略している。

【００２９】ステンレススチール等の金属から成る外囲
器１０は、直径７６ｍｍ、高さ１００ｍｍの円筒形の側
部分を有し、底部分から平坦上面を有する固定電極３に
接続したリード５が絶縁ブッシュ４を通して外囲器１０
の外部に引き出されており、上部分に真空バルブ６を通
して真空度を測定する真空チャンバー７に接続するポー
ト１５が設けられている。

【００３０】この真空チャンバー７は、半導体装置を製
造するプラズマエッチング装置やスパッタ装置等の製造
装置において減圧状態（真空状態）で反応ガスにより半
導体ウエハーの処理を行うチャンバーである。

【００３１】外囲器１０の内部に、断面がＬ字型のステ
ンレススチール等の金属から成る内囲器２０が設けられ
ている。内囲器２０の底部分の端面は外囲器１０の側部
分の内面に連続溶接されている。

【００３２】リング平面形状の第２のダイヤフラム（隔
膜）２２の内周端部が内囲器２０の側部分の端面（図で
上面）と連続溶接され、外周端部が外囲器１０の側部分
の内面に連続溶接されることにより、気密封止された第
２の真空基準圧力室２１を構成している。さらに、第２
の真空基準圧力室２１の入り口の中央部（外囲器と内囲
器との間の中央部）にはリング状のステンレススチール
等の金属から成るストッパー部材２４が第２のダイヤフ
ラム２２の下に設けられている。

【００３３】また、円盤平面形状の上の第１のダイヤフ
ラム（隔膜）１２の外周端部が第２のダイヤフラム２２
の中央部の上面に連続溶接されて気密封止された第１の
真空基準圧力室１１を構成している。すなわち第１のダ
イヤフラム１２の周端部と第２のダイヤフラム２２とが
溶接により連続的に接続される接続部１３はストッパー
部材２４の上方に位置している。

【００３４】第１及び第２のダイヤフラム１２，２２は
ニッケル系の耐腐食性合金の金属薄膜である例えばイン
コネル薄膜から成っており、たがいに同じ膜厚となって
いる。

【００３５】図２に示すように、固定電極３を中心に、
内囲器２０の側部分、ストッパー部材２４、第１のダイ
ヤフラム１２と第２のダイヤフラム２２との接続部（溶
接部）１３及び外囲器１０の側部分は同心円状の配列の
平面形状となっている。尚、ストッパー部材２４は複数
のブリッジにより外囲器及び内囲器の側部分に接続支持
されているが、図面が煩雑となるから図示を省略してい
る。

【００３６】そして、第１のダイヤフラム１２及び第２
のダイヤフラム２２の溶接部１３より外側の部分によっ
て真空度が測定される真空圧力測定室２との境界を構成
している。

【００３７】真空圧力測定室２がどの範囲の真空度であ
っても第１のダイヤフラム１２と固定電極３との間に発
生する静電容量から真空圧力測定室の真空度を測定す
る。

【００３８】すなわち、通常は接地されている金属外囲
器１０に金属薄膜の第１のダイヤフラム１２が第２ダイ
ヤフラム２２を介して接続されているから、リード５と
接地間の静電容量を測定し、予め求めておいた当該ダイ
ヤフラム真空計における真空圧力測定室２の真空度と静
電容量との関係から、真空圧力測定室２の真空度、すな
わち真空チャンバー７の真空度が測定される。

【００３９】第１の真空基準圧力室１１の真空度は１２
５Ｔｏｒｒに維持されている。また、第２の真空基準圧
力室２１の真空度は１Ｔｏｒｒに維持されている。

【００４０】このように第１及び第２の真空基準圧力室
１１，１２を所定の真空度１２５Ｔｏｒｒ，１Ｔｏｒｒ
にするのには、真空ポンプにより真空引きを行い、バリ
ウムゲッタを電流通電により飛ばして、それぞれを１２
５Ｔｏｒｒ及び１Ｔｏｒｒに安定した時点で封止するこ
とにより得られる。尚、このための排気管、通電端子等
は、通常の電子管製造技術と同様であるから図示を省略
する。

【００４１】次に第１の実施の形態の動作について説明
する。

【００４２】測定時に真空バルブ６を開にすることによ
り真空圧力測定室２は測定しようとする真空チャンバー
７と同じ真空度になる。

【００４３】図１（Ａ）は真空圧力測定室２の真空度、
すなわち真空チャンバー７の真空度が２５０Ｔｏｒｒの
時の第１及び第２のダイヤフラム１２，２２の状態を示
している。第１の真空基準圧力室１１よりも真空圧力測
定室２の方が低真空度、すなわち高い気体圧力となって
いるから、第１のダイヤフラム１２は固定電極３に近づ
くような湾曲形状となり、静電容量は高い値となる。

【００４４】この際に、第２の真空基準圧力室２１より
も真空圧力測定室２の方がはるかに低真空度であるか
ら、第２のダイヤフラム２２はストッパー部材２４に押
しつけられている。尚、接続部１３よりも内側では両ダ
イヤフラムは密着しているが、２枚のダイヤフラムが存
在していることを明記するために両者を少し離して図示
している。

【００４５】図１（Ｂ）は真空圧力測定室２の真空度、
すなわち真空チャンバー６の真空度が１Ｔｏｒｒの時の
第１及び第２のダイヤフラム１２，２２の状態を示して
いる。第１の真空基準圧力室１１よりも真空圧力測定室
２の方が高真空度、すなわち低い気体圧力となっている
から、第１のダイヤフラム１２は固定電極３から離間す
るような湾曲形状となっている。

【００４６】したがって、第１のダイヤフラム１２と固
定電極８との間に発生する静電容量は、真空圧力測定室
２の真空度が、２５０Ｔｏｒｒの図１（Ａ）の場合より
も真空度が１Ｔｏｒｒの図１（Ｂ）の場合が小さくな
る。

【００４７】そして２５０Ｔｏｒｒと１Ｔｏｒｒとの間
の真空度では、真空度が高真空度になるにしたがって、
第１のダイヤフラム１２が固定電極３から離間していく
から静電容量が小さくなっていく。

【００４８】この際に、第２の真空基準圧力室２１と真
空圧力測定室２との真空度は同じであるから、図では第
２のダイヤフラム２２がストッパー部材２４に押しつけ
られている状態を図示しているが、ストッパー部材２４
から離れる状態との境界の状態である。

【００４９】ダイヤフラムの性質として第１のダイヤフ
ラム１２の湾曲形状が図１（Ｂ）でほぼ限界の場合は、
真空圧力測定室２がこれ以上の高真空度の場合は、すな
わちこれ以上低い気圧力の場合は従来技術では測定でき
ない。

【００５０】しかしながら本発明では、これ以上の高真
空度の場合は第２のダイヤフラム２２が上方に湾曲形状
となり、これにより第２のダイヤフラム２２に接続して
いるが第１のダイヤフラム１２も上方に移動するから、
第１のダイヤフラム１２と固定電極３との間に発生する
静電容量の変化により、より高真空度を測定することが
できる。

【００５１】図１（Ｃ）は真空圧力測定室２の真空度、
すなわち真空チャンバー６の真空度が１０^-3Ｔｏｒｒの
時の第１及び第２のダイヤフラム１２，２２の状態を示
している。第２の真空基準圧力室２１よりも真空圧力測
定室２の方が高真空度、すなわち低い気圧力となってい
るから、第２のダイヤフラム２２も第１のダイヤフラム
１２と同様に上方に湾曲形状となっている。ここではこ
の状態が第２のダイヤフラム２２の上方への湾曲形状の
限界とする。

【００５２】したがって、第１のダイヤフラム１２と固
定電極８との間に発生する静電容量は、真空圧力測定室
２の真空度が、１Ｔｏｒｒの図１（Ｂ）の場合よりも真
空度が１０^-3Ｔｏｒｒの図１（Ｃ）の場合が小さくな
る。

【００５３】そして１Ｔｏｒｒと１０^-3Ｔｏｒｒの１Ｔ
ｏｒｒ間の真空度では、真空度が高真空度になるにした
がって、静電容量が小さくなっていく。

【００５４】そして図１（Ｂ）の状態が第１のダイヤフ
ラム１２が上方湾曲の限界の場合は、その形状で図１
（Ｃ）まで第２のダイヤフラム２２によって上昇してい
くが、図１（Ｂ）の状態が第１のダイヤフラム１２が上
方湾曲の限界に少し余裕がある場合は、さらに少し湾曲
形状を促進しながら全体が第２のダイヤフラム２２によ
って上昇していく。

【００５５】いずれの場合も、予め真空圧力測定室２の
真空度と静電容量との関係を求めておくことにより、測
定された静電容量からその時点に於ける真空圧力測定室
２の２５０Ｔｏｒｒ〜１０^-3Ｔｏｒｒの広範囲の真空度
を把握することができる。

【００５６】図３及び図４は本発明の第２の実施の形態
のダイヤフラム真空計の断面図であり、特に各真空度に
於けるダイヤフラムの形状の変化を示している。また、
図５は図３のＢ−Ｂ部において矢印の方向を視た平面図
であり、ダイヤフラムの図示は省略している。尚、図３
乃至図５において図１，図２と同一もしくは類似の箇所
は同じ符号で示してあるから、重複する説明はなるべく
省略する。

【００５７】ステンレススチール等の金属から成る外囲
器１０の内部にステンレススチール等の金属から成り円
筒状の第１の内囲器２０及び第２の内囲器３０が同心的
に外囲器１０の底部分に連続溶接されている。

【００５８】リング平面形状の第３のダイヤフラム（隔
膜）３２の内周端部が第２の内囲器３０の端面（図で上
面）と連続溶接され、外周端部が外囲器１０の側部分の
内面に連続溶接されることにより、気密封止された第３
の真空基準圧力室３１を構成している。

【００５９】また、リング平面形状の第２のダイヤフラ
ム（隔膜）２２の内周端部が第１の内囲器２０の端面
（図で上面）と連続溶接され、外周端部が第３のダイヤ
フラム３２の中央部の上面の第２の接続部（第２の溶接
部）２３において連続溶接されて気密封止された第２の
真空基準圧力室２１を構成している。

【００６０】また、円盤平面形状の上の第１のダイヤフ
ラム（隔膜）１２の外周端部が第２のダイヤフラム２２
の中央部の上面の第１の接続部（第１の溶接部）におい
て連続溶接されて気密封止された第１の真空基準圧力室
１１を構成している。

【００６１】また第１の実施の形態と同様に、第１，第
２及び第３のダイヤフラム１２，２２，３２はニッケル
系の耐腐食性合金の金属薄膜、例えばインコネル薄膜か
ら成っており、たがいに同じ膜厚となっている。

【００６２】さらに、第３の真空基準圧力室３１の入り
口の中央部（外囲器と第２の内囲器との間の中央部）に
はリング状のステンレススチール等の金属から成る第２
のストッパー部材３４が第３のダイヤフラム２２の下に
設けられている。

【００６３】また、第２の真空基準圧力室２１の入り口
の中央部（第１の内囲器と第２の内囲器との間の中央
部）にはリング状のステンレススチール等の金属から成
る第１のストッパー部材２４が第２のダイヤフラム２２
の下に設けられている。

【００６４】第１、第２及び第３のダイヤフラム１２，
２２、３２はニッケル系の耐腐食性合金の金属薄膜であ
るインコネル薄膜から成っており、たがいに同じ膜厚と
なっている。

【００６５】図５に示すように、平坦上面を有する固定
電極３を中心に、第１の内囲器２０、第１のストッパー
部材２４、第１の溶接部１３、第２の内囲器３０、第２
のストッパー部材３４及び第２の溶接部２３は同心円状
の配列の平面形状となっている。尚、第１及び第２のス
トッパー部材２４，３４は複数のブリッジにより第１及
び第２の内囲器２０，３０並びに第２の内囲器及び外囲
器３０，１０にそれぞれ接続支持されているが、図面が
煩雑となるから図示を省略している。

【００６６】そして、第１のダイヤフラム１２、第２の
ダイヤフラム２２の第１の溶接部１３より外側の部分及
び第３のダイヤフラム３２の第２の溶接部２３より外側
の部分によって真空度が測定される真空圧力測定室２の
境界を構成している。

【００６７】そして第１の実施の形態と同様に、常に第
１のダイヤフラム１２と固定電極３との間に発生する静
電容量から真空圧力測定室２の真空度を測定する。

【００６８】第１の真空基準圧力室１１の真空度は１２
５Ｔｏｒｒに維持されている。第２の真空基準圧力室２
１の真空度は１Ｔｏｒｒに維持されている。また、第３
の真空基準圧力室３１の真空度は１０^-3Ｔｏｒｒに維持
されている。

【００６９】次に動作について説明する。

【００７０】測定時に真空バルブ６を開にすることによ
り真空圧力測定室２は測定しようとする真空チャンバー
７と同じ真空度になる。

【００７１】図３（Ａ）は真空圧力測定室２の真空度、
すなわち真空チャンバー７の真空度が２５０Ｔｏｒｒの
時の第１，第２及び第３のダイヤフラム１２，２２，３
２の状態を示している。第１の真空基準圧力室１１より
も真空圧力測定室２の方が低真空度、すなわち高い気体
圧力となっているから、第１のダイヤフラム１２は固定
電極３に近づくような湾曲形状となり、静電容量は高い
値となる。

【００７２】この際に、第２及び第３の真空基準圧力室
２１，３１よりも真空圧力測定室２の方がはるかに低真
空度であるから、すなわち、第２及び第３の真空基準圧
力室２１，３１の気体圧力よりも真空圧力測定室２の気
体圧力の方がはるかに高いから、第２のダイヤフラム２
２は第１のストッパー部材２４に押しつけられ、第３の
ダイヤフラム３２は第２のストッパー部材３４に押しつ
けられている。尚、第１の接続部１３よりも内側では第
１及び第２のダイヤフラム１２，２２は密着しており、
第２の接続部２３よりも内側では第２及び第３のダイヤ
フラム２２，３２は密着しているが、それぞれの箇所に
おいて２枚のダイヤフラムが存在していることを明記す
るために両者を少し離して図示している。

【００７３】図３（Ｂ）は真空圧力測定室２の真空度、
すなわち真空チャンバー６の真空度が１Ｔｏｒｒの時の
第１，第２及び第３のダイヤフラム１２，２２，３２の
状態を示している。第１の真空基準圧力室１１よりも真
空圧力測定室２の方が高真空度、すなわち低い気圧力と
なっているから、第１のダイヤフラム１２は固定電極３
から離間するような湾曲形状となっている。

【００７４】したがって、第１のダイヤフラム１２と固
定電極８との間に発生する静電容量は、真空圧力測定室
２の真空度が、２５０Ｔｏｒｒの図３（Ａ）の場合より
も真空度が１Ｔｏｒｒの図３（Ｂ）の場合が小さくな
る。

【００７５】そして２５０Ｔｏｒｒと１Ｔｏｒｒ間の真
空度では、真空度が高真空度になるにしたがって、静電
容量が小さくなっていく。

【００７６】この際に、第３のダイヤフラム３２は第２
のストッパー部材３４に押しつけられている、第２のダ
イヤフラム２２は第１のストッパー部材２４に押しつけ
られているがそこから離れる状態との境界の状態であ
る。尚、第２の接続部２３よりも内側では第２及び第３
のダイヤフラム２２，３２は密着しているがその箇所に
おいて２枚のダイヤフラムが存在していることを明記す
るために両者を少し離して図示している。

【００７７】図４（Ａ）は真空圧力測定室２の真空度、
すなわち真空チャンバー６の真空度が１０^-3Ｔｏｒｒの
時の第１，第２及び第３のダイヤフラム１２，２２，３
２の状態を示している。第２の真空基準圧力室２１より
も真空圧力測定室２の方が高真空度、すなわち低い気体
圧力となっているから、第２のダイヤフラム２２も第１
のダイヤフラム１２と同様に上方に湾曲形状となってい
る。しかし、第３のダイヤフラム３２は第２のストッパ
ー部材３４に押しつけられていがそこから離れる状態と
の境界の状態である。

【００７８】したがって、第１のダイヤフラム１２と固
定電極８との間に発生する静電容量は、真空圧力測定室
２の真空度が、１Ｔｏｒｒの図３（Ｂ）の場合よりも真
空度が１０^-3Ｔｏｒｒの図４（Ａ）の場合が小さくな
る。

【００７９】図４（Ｂ）は真空圧力測定室２の真空度、
すなわち真空チャンバー６の真空度が１０^-4Ｔｏｒｒの
時の第１，第２及び第３のダイヤフラム１２，２２，３
２の状態を示している。第２及び第３の真空基準圧力室
２１、３１よりも真空圧力測定室２の方が高真空度、す
なわち低い気体圧力となっているから、第２及び第３の
ダイヤフラム２２，３２は第１のダイヤフラム１２と同
様に上方に湾曲形状となっている。

【００８０】したがって、第１のダイヤフラム１２と固
定電極８との間に発生する静電容量は、真空圧力測定室
２の真空度が、１０^-3Ｔｏｒｒの図４（Ａ）の場合より
も真空度が１０^-4Ｔｏｒｒの図４（Ｂ）の場合が小さく
なる。

【００８１】この第２の実施の形態では、第３の真空基
準圧力室３１及び第３のダイヤフラム３２を用いている
だけ第１の実施の形態よりも少し構造が複雑になるが、
真空圧力測定室２の２５０Ｔｏｒｒ〜１０^-4Ｔｏｒｒの
より広範囲の真空度測定を可能にする。

【００８２】尚、第１及び第２の実施の形態では第１の
ダイヤフラム自体を固定電極に対する可変電極として説
明した。しかしながら、第１のダイヤフラムの下側に第
１のダイヤフラムの変形とともに上下する可変電極を形
成することも可能である。例えば、第１のダイヤフラム
の中央から固定電極の平坦上面に平行に対面する円盤状
の可変電極を懸垂させて第１のダイヤフラムの変形とと
もに上下するようにした場合の両電極間の静電容量も、
第１のダイヤフラムと固定電極との間に発生する静電容
量であることに変わりはない。

【００８３】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、たがいに
異なる真空度に維持された複数の真空基準圧力室を設
け、それぞれの真空基準圧力室に対応したダイヤフラム
を設け、このダイヤフラムを真空度に応じて自動的に連
動する構造になっているから、測定する真空度の範囲を
広げ、真空度測定作業性を向上させることができ、且つ
廉価で実用的なダイヤフラム真空計が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態のダイヤフラム真空
計を示す断面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態のダイヤフラム真空
計を示す平面図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態のダイヤフラム真空
計を示す断面図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態のダイヤフラム真空
計を示す断面図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態のダイヤフラム真空
計を示す平面図である。

【図６】従来技術のダイヤフラム真空計を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

２ 真空圧力測定室 ３ 固定電極 ４ 絶縁ブッシュ ５ リード ６ 真空バルブ ７ 真空チャンバー １０ 外囲器 １１ 第１の真空基準圧力室 １２ 第１のダイヤフラム １３ 接続部（溶接部）、第１の接続部（第１の溶接
部） １５ ポート ２０ 内囲器、第１の内囲器 ２１ 第２の真空基準圧力室 ２２ 第２のダイヤフラム ２３ 第２の接続部（第２の溶接部） ２４ ストッパー部材、第１のストッパー部材 ３０ 第２の内囲器 ３１ 第３の真空基準圧力室 ３２ 第３のダイヤフラム ３４ 第２のストッパー部材 ４０ 外囲器 ４１ 真空基準圧力室 ４２ ダイヤフラム ４３ 真空圧力測定室 ４４ ポート ４５ 真空バルブ ４６ 真空チャンバー ４７ 固定電極 ４８ リード ４９ 絶縁ブッシュ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空度が測定される真空圧力測定室と所
   定の真空度に維持された真空基準圧力室との間に、真空
   圧力測定室の真空度に応じて変形するダイヤフラムを設
   け、ダイヤフラムと真空基準圧力室の内部に設けられた
   固定電極との間に発生する静電容量から真空圧力測定室
   の真空度を測定するダイヤフラム真空計において、 第１の真空度に維持された第１の真空基準圧力室と、前
   記第１の真空度よりも高真空度の第２の真空度に維持さ
   れた第２の真空基準圧力室と、前記第２の真空基準圧力
   室を密封する第２のダイヤフラムと、前記第２の真空基
   準圧力室上において前記第２のダイヤフラムに接続する
   ことによって前記第１の真空基準圧力室を密封する第１
   のダイヤフラムとを有し、前記第１のダイヤフラムと前
   記第１の真空基準圧力室の内部に設けられた固定電極と
   の間に発生する静電容量から前記真空圧力測定室の真空
   度を測定することを特徴とするダイヤフラム真空計。
2. 【請求項２】 前記真空圧力測定室が前記第２の真空基
   準圧力室よりも低真空度の際に前記第２のダイヤフラム
   が前記第２の真空基準圧力室の内部に入り込まないスト
   ッパー部材が設けられていることを特徴とする請求項１
   記載のダイヤフラム真空計。
3. 【請求項３】 前記第１のダイヤフラムが前記第２のダ
   イヤフラムに接続する箇所は前記ストッパー部材上に位
   置していることを特徴とする請求項２記載のダイヤフラ
   ム真空計。
4. 【請求項４】 前記第２のダイヤフラムを支持する両端
   間の中央箇所に前記第１のダイヤフラムが接続している
   ことを特徴とする請求項１記載のダイヤフラム真空計。
5. 【請求項５】 前記第２の真空基準圧力室は前記第１の
   真空基準圧力室の周りに設けられていることを特徴とす
   る請求項１記載のダイヤフラム真空計。
6. 【請求項６】 前記第２の真空度よりも高真空度の第３
   の真空度に維持された第３の真空基準圧力室と、前記第
   ３の真空基準圧力室を密封する第３のダイヤフラムとを
   有し、前記第３の真空基準圧力室上において前記第２の
   ダイヤフラムが前記第３のダイヤフラムに接続している
   ことを特徴とする請求項１記載のダイヤフラム真空計。
7. 【請求項７】 前記第３の真空基準圧力室は前記第２の
   真空基準圧力室の周りに設けられていることを特徴とす
   る請求項６記載のダイヤフラム真空計。
8. 【請求項８】 前記ダイヤフラムは金属薄膜から構成し
   ていることを特徴とする請求項１記載のダイヤフラム真
   空計。
9. 【請求項９】 前記金属薄膜はニッケル系の耐腐食性合
   金の薄膜であることを特徴とする請求項８記載のダイヤ
   フラム真空計。