真空計とは

Vacuum Gauge

最終更新:2026-10-07・真空ポンプ・ガス供給・流量制御|用語集のExcel・PDF版をダウンロード

真空計とは?

真空計とは、チャンバーや配管の圧力を測る計測部品です。半導体プロセスの圧力域は大気圧から超高真空まで13桁におよぶため、絶対圧が測れるキャパシタンスマノメータ、中真空のピラニ、高真空の電離真空計を組み合わせて使います。読み値はそのまま圧力制御ループの入力となるため、汚染によるドリフトが直接プロセスばらつきに変わります。

定義・解説

真空計は、チャンバーや配管の圧力を測定する計測部品です。半導体プロセスの圧力範囲は大気圧(10⁵Pa)から超高真空(10⁻⁸Pa)まで13桁におよぶため、単一の原理ではカバーできず、圧力域ごとに異なる方式の真空計を組み合わせて使います。

代表的な方式は3つです。①キャパシタンスマノメータ(隔膜真空計)は、ダイアフラムの変位を静電容量で読む方式で、気体種に依存せず絶対圧が測れるため、プロセス圧力の制御に最も広く使われます。②ピラニ真空計は気体の熱伝導を利用し、大気圧〜10⁻¹Pa程度の中真空域を担当します。③電離真空計(コールドカソード/ホットカソード)は気体を電離して得たイオン電流から圧力を求め、高真空〜超高真空域を測定します。

プロセス制御では、真空計の読み値がそのまま圧力制御ループの入力になります。スロットルバルブ(圧力制御バルブ)と組み合わせ、目標圧力に対して排気コンダクタンスを自動調整するのが一般的です。エッチングや成膜の結果は圧力に強く依存するため、真空計のゼロ点ドリフトや汚染による誤差は、そのままプロセスばらつきに変換されます。

堆積性プロセスでは、センサ部への膜の付着が測定誤差の主因となります。ヒーターでセンサ部を加熱して付着を防ぐ加熱型キャパシタンスマノメータや、定期的な校正・交換が対策として採られます。ピラニ・電離真空計は気体種によって指示値が変わるため、実ガスに対する補正係数を理解して運用する必要があります。

主要メーカーはMKS Instruments・Inficon・Pfeiffer Vacuum・ULVAC・キヤノンアネルバなど。装置1台あたりの搭載点数が多く、圧力制御バルブやMFCと合わせて「プロセス制御サブシステム」として供給されることも多い領域です。

図解

真空計の種類(キャパシタンスマノメータ・ピラニ・電離真空計)と測定範囲
プロセスの圧力制御には、ガスの種類で値が変わらない隔膜式が使われる。

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この用語を扱う職種

装置・材料メーカー真空技術エンジニア

よくある質問(FAQ)

真空計に複数の方式が必要なのはなぜですか?▾
半導体プロセスの圧力範囲が大気圧から超高真空まで13桁におよび、単一の原理では測りきれないためです。中真空はピラニ、プロセス圧力域はキャパシタンスマノメータ、高真空は電離真空計というように、圧力域ごとに適した方式を組み合わせます。
キャパシタンスマノメータが圧力制御に使われる理由は?▾
ダイアフラムの機械的変位を静電容量で読む方式のため、気体の種類に依存せず絶対圧が測れるからです。ピラニや電離真空計は気体種で指示値が変わるので、レシピどおりの圧力制御にはガス種に依存しない隔膜式が適します。

設備の製造メーカー

MKS Instruments米国

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Pfeiffer Vacuumドイツ

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出典・参考資料

  1. ULVAC(アルバック)「CCMT-D シリーズ 製品ページ」(2026/10/07 確認)
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