特許 6227537 リーク検査を行うシステムおよび方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6227537

(24)【登録日】2017年10月20日

(45)【発行日】2017年11月8日

(54)【発明の名称】リーク検査を行うシステムおよび方法

(51)【国際特許分類】

   G01M 3/04 20060101AFI20171030BHJP

   G01M 3/32 20060101ALI20171030BHJP

   G01M 3/40 20060101ALI20171030BHJP

   G01N 27/62 20060101ALI20171030BHJP

   G01N 27/64 20060101ALI20171030BHJP

   G01M 3/20 20060101ALI20171030BHJP

【ＦＩ】

   G01M3/04 Z

   G01M3/32 A

   G01M3/40 Z

   G01N27/62 G

   G01N27/64 B

   G01M3/20 L

【請求項の数】8

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2014-534193(P2014-534193)

(86)(22)【出願日】2013年9月4日

(86)【国際出願番号】JP2013005228

(87)【国際公開番号】WO2014038192

(87)【国際公開日】20140313

【審査請求日】2016年6月9日

(31)【優先権主張番号】特願2012-193683(P2012-193683)

(32)【優先日】2012年9月4日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】509339821

【氏名又は名称】アトナープ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100102934

【弁理士】

【氏名又は名称】今井 彰

(72)【発明者】

【氏名】ムルティ プラカッシ スリダラ

【審査官】 東松 修太郎

(56)【参考文献】

【文献】 実公平０２−０３０７４７（ＪＰ，Ｙ２）

【文献】 特開２００４−３４０８４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１７９９７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５３６１６２６（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１９８３２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１３４３８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｍ ３／００− ３／４０

Ｇ０１Ｎ ２７／６２−２７／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

気体に含まれる成分をイオン化するイオン化ユニットと、
イオン化された成分を検出する検出ユニットと、
リーク検査の対象物が収納される容器と、
前記対象物および前記容器の一方に前記イオン化ユニットによりイオン化されない第１の成分の第１の気体を供給し、前記対象物および前記容器の一方の内部の気体を、前記イオン化ユニットを介して前記検出ユニットに供給する第１の経路と、
前記対象物および前記容器の他方の内部からの、前記イオン化ユニットによりイオン化される第２の成分を含む第２の気体のリークを前記検出ユニットの検出結果により判断する判定ユニットとを有し、
前記イオン化ユニットは、波長が１２０−９５ｎｍの紫外線を放出するＵＶイオン化ユニットであり、前記第１の成分は二酸化炭素であり、前記第２の気体は空気であり、前記第２の成分は酸素であるシステム。

【請求項2】

請求項１において、
前記検出ユニットから排出される前記第１の気体を前記第１の経路に繋がる前記第１の気体の供給ユニットに回収する循環ユニットを有する、システム。

【請求項3】

請求項１または２において、
前記対象物および前記容器の他方に前記第２の気体を供給または封入する第２の経路を有する、システム。

【請求項4】

請求項１ないし３のいずれかにおいて、
前記イオン化ユニットは、波長が１２０−１１０ｎｍの紫外線を放出するＵＶイオン化ユニットである、システム。

【請求項5】

請求項１ないし４のいずれかにおいて、
前記検出ユニットはイオン移動度センサーを含む、システム。

【請求項6】

気体に含まれる成分をイオン化ユニットによりイオン化して検出する検出ユニットを含むシステムを用いて対象物のリーク検査を行うことを含む方法であって、
前記リーク検査を行うことは、
前記対象物および前記容器の一方に前記イオン化ユニットによりイオン化されない第１の成分の第１の気体を供給し、前記対象物および前記容器の一方の内部の気体を、前記イオン化ユニットを介して前記検出ユニットに供給することと、
前記対象物および前記容器の他方の内部からの、前記イオン化ユニットによりイオン化される第２の成分を含む第２の気体のリークを前記検出ユニットの検出結果により判断することとを含み、
前記イオン化ユニットは、波長が１２０−９５ｎｍの紫外線を放出するＵＶイオン化ユニットであり、前記第１の成分は二酸化炭素であり、前記第２の気体は空気であり、前記第２の成分は酸素である、方法。

【請求項7】

請求項６において、
前記リーク検査を行うことは、前記対象物および前記容器の他方に前記第２の気体を供給または封入することをさらに含む、方法。

【請求項8】

請求項６または７において、
前記第１の気体を供給することは、前記検出ユニットから排出される前記第１の気体を回収して循環することを含む、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、リーク検査を行うシステムおよび方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

日本国特開２０１１−１０７０３６号公報の漏洩検知システムは、真空ポンプに接続されたテストチャンバと、試験体ＴＰにヘリウムガスを封入する封入手段と、テストチャンバに試験体を移送し得る検知準備位置と、封入手段によるヘリウムガスの封入操作が行われる封入操作位置との間で試験体を搬送する搬送手段と、検知準備位置からテストチャンバ内の検知位置に試験体を移送する移送手段と、ヘリウムガス封入済みの試験体が検知位置に存する状態でテストチャンバを密閉する密閉手段と、密閉手段によりテストチャンバを密閉した後、真空ポンプによりテストチャンバを所定圧力まで真空引きしたときに、この試験体から漏洩するヘリウムを検知する漏洩検知手段とを備える。

【0003】

国際公開ＷＯ２０１２／０５６７０９号公報には、本件出願人が提案しているサンプルを分析するユニットを有するシステムが開示されている。この分析するユニットは、少なくとも２つのパラメータにより制御される電界をイオン化された化学物質が通過するイオン強度を測定するイオン移動度センサーにサンプルを供給して得られた測定データに含まれるデータの２次元表現であって、第１のパラメータを変化させ、他のパラメータを固定したときのイオン強度を示す２次元表現の中に存在するピークを検出する機能ユニットと、検出されたピークと他の２次元表現の中に存在するピークとの連続性および生滅に基づいて検出されたピークを分類する機能ユニットと、分類されたピークに基づいてサンプルに含まれる化学物質を推定する機能ユニットとを有する。

【発明の概要】

【0004】

ヘリウムを消費する漏洩検知システムはランニングコストが高い。このため、低コストで、精度の高いリーク検査システムおよび方法が求められている。

【0005】

本発明の一態様は、気体に含まれる成分（分子）をイオン化するイオン化ユニットと、イオン化された成分を検出する検出ユニットと、リーク検査の対象物が収納される容器と、対象物および容器の一方にイオン化ユニットによりイオン化されない第１の成分の第１の気体を供給し、対象物および容器の一方の内部の気体を、イオン化ユニットを介して検出ユニットに供給する第１の経路と、対象物および容器の他方の内部からの、イオン化ユニットによりイオン化される第２の成分を含む第２の気体のリークを検出ユニットの検出結果により判断する判定ユニットとを有するシステムである。リーク方向が対象物から容器であれば、容器からイオン化ユニットを通して検出ユニットに第１の成分の気体を導くことにより、対象物からの第２の気体のリーク（漏洩）がなければ検出ユニットはなにも検知しない。一方、対象物から第２の気体のリークがあれば、第２の成分がイオン化ユニットでイオン化され、検出ユニットで検出される。したがって、判定ユニットはリークの有無を簡単に、そして確実に判断できる。リーク方向が容器から対象物であれば、対象物を第１の経路に繋ぐことにより上記と同様に対象物内部へのリークを検出できる。

【0006】

リーク検査のために対象物を収納する容器を真空引きするシステムにおいては、容器から検出ユニットに至るフローが確保できないので容器やそれに続く配管系の不純物の除去が容易でない。また、そのようなシステムでは、フローがないので容器からの漏洩物が検出ユニットに到達するのに時間を要する。

【0007】

このシステムにおいては、イオン化ユニットによりイオン化されない第１の成分の気体（キャリアガス）により、たとえば、容器を含む第１の経路を満たすことができる。また、第１の経路に所定の流量の気体の流れを形成でき、その気体の流れは検出ユニットでは検出されない。このため、容器または対象物を含む第１の経路のパージが容易であり、さらに、対象物に微量なリークがあると、リークした成分は第１の気体に搬送され、短時間で検出ユニットに到達する。したがって、検出ユニットのバックグランドを小さくでき、対象物のリークの有無を短時間で精度よく検出できる。

【0008】

イオン化ユニットは波長が１２０−９５ｎｍの紫外線を放出するＵＶイオン化ユニットであり、第１の成分は二酸化炭素であり、第２の気体は空気であり、第２の成分は酸素である。

【0009】

このシステムは、さらに、検出ユニットから排出される第１の気体を第１の経路に繋がる第１の気体の供給ユニットに回収する循環ユニットを有することが望ましい。ランニングコストをさらに削減できる。

【0010】

このシステムは、対象物または容器にイオン化ユニットによりイオン化される第２の成分を含む第２の気体を供給または封入する第２の経路を有することが望ましい。対象物からのリークをさらに精度よく検出できる。第２の気体の一例は空気（ドライエアー）である。ドライエアーは低コストであり、空気に含まれている微量成分あるいは酸素分子がＵＶ（紫外線）のエネルギーによりイオン化されることにより検出される。第２の気体は、アセトンなどのＵＶによりイオン化されやすい分子を微量（０．１〜１０％）含む気体であってもよい。

【0011】

検出ユニットは質量分析装置、ガスクロマトグラフィなどであってもよいが、ＦＡＩＭＳなどのイオン移動度センサーであれば、真空雰囲気が不要で、ほぼリアルタイムで検出できる。したがって、低コストおよび短時間でリークを検出できるシステムを供給できる。

【0012】

本発明の他の態様の１つは、気体に含まれる分子をイオン化ユニットによりイオン化して検出する検出ユニットを含むシステムを用いて対象物のリーク検査を行うことを含む方法である。リーク検査を行うことは、以下のステップを含む。
１．対象物および容器の一方にイオン化ユニットによりイオン化されない第１の成分の第１の気体を供給し、対象物および容器の一方の内部の気体を、イオン化ユニットを介して検出ユニットに供給すること。
２．対象物および容器の他方の内部からの、イオン化ユニットによりイオン化される第２の成分を含む第２の気体のリークを検出ユニットの検出結果により判断すること。

【0013】

リーク検査を行うことは、対象物または容器の他方にイオン化ユニットによりイオン化される分子を含む第２の気体を供給または封入することを含んでいてもよい。供給するステップは、検出ユニットから排出される第１の気体を回収して循環することを含むことが望ましい。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】リーク検査システムの概略構成を示すブロック図。

【図2】ピュリファイアーの構成を示すブロック図。

【図3】リーク検査システムによりリーク検査する工程を示すフローチャート。

【発明の実施の形態】

【0015】

図１にイオン移動度センサーを備えたリーク検査システムの概要を示している。イオン移動度センサー１１の一例はＦＡＩＭＳ（ＦＡＩＭＳ、Ｆｉｅｌｄ Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ｗａｖｅｆｏｒｍ Ｉｏｎ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ、フィールド非対称質量分析計、またはＤＩＭＳ、Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｉｏｎ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）である。ＦＡＩＭＳ（ＦＡＩＭＳ技術）では、測定対象となる化学物質（成分）はＦＡＩＭＳ１１の上流に配置されたイオン化ユニット１２によりイオン化できる化合物、組成物、分子、その他の生成物である。ＦＡＩＭＳ１１では、イオン移動度が化学物質毎にユニークである性質を利用して、イオン化された化学物質を電界中を移動させながら、イオン化された化学物質に対し差動型電圧（ＤＶ、Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｖｏｌｔａｇｅ、Ｖｄ電圧、電界電圧、交流電圧、以降ではＶｆ）と補償電圧（ＣＶ、Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ Ｖｏｌｔａｇｅ、補償電圧、直流電圧、以降ではＶｃ）とを印加する。検出目標のイオン化された化学物質は、ＶｆおよびＶｃの値が適切に制御されれば、検出用の電極に到達して電流値として検出される。

【0016】

このリーク検査システム１は、上流から、キャリアガス２９を供給する供給ユニット（キャリアガス供給ユニット）２０と、リーク検査の対象物３５を収納する密閉容器（チャンバ）３０と、イオン化ユニット１２および検出ユニットであるＦＡＩＭＳ１１とを含むセンサーユニット１０と、吸気用のポンプ４０とを含む。リーク検査の対象物（試験体ＴＰ、被試験デバイスＤＵＴ）３５は、ラジエターなどの熱交換器、ボンベ、圧力容器、耐圧容器などさまざまである。以下においては、リーク方向が対象物３５から容器３０である例を説明する。すなわち、対象物３５がラジエターなどの外界に対して内部圧力が高くなるものであり、対象物３５から外界へのリークを検査することが必要なケースである。

【0017】

リーク検査システム１は、キャリアガス２９がイオン化ユニット１２によりイオン化されない二酸化炭素であり、キャリアガス２９を、イオン化ユニット１２を介して検出ユニットのＦＡＩＭＳ１１に供給する第１の経路５を含む。第１の経路５は、キャリアガス供給ユニット２０、容器３０、容器３０とセンサーユニット１０とを連通する配管３９、およびセンサーユニット１０を含む。

【0018】

リーク検査システム１は、さらに、第１の経路５を介して対象物３５の内部からの、イオン化ユニット１２によりイオン化される第２の成分を含む第２の気体のリークをＦＡＩＭＳ１１の検出結果により判断する判定ユニット７１を含む。判定ユニット７１は、ＦＡＩＭＳ１１の通過流量を制御したり、ＦＡＩＭＳ１１から得られた測定データの分析機能を含むデバイス（臭覚プロセッサ、ＯＬＰ、Ｏｌｆａｃｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）６０に含まれていてもよく、リーク検査システム１の全体を制御する制御ユニット７０に含まれていてもよい。制御ユニット７０は、パーソナルコンピュータなどの汎用的なハードウェア資源（ＣＰＵおよびメモリを含む）により実現され、プログラム（プログラム製品）により提供されるリーク検査アプリケーション７２が稼働する。本例では判定ユニット（判定機能）７１はリーク検査アプリケーション７２に含まれており、リーク検査アプリケーション７２は、リーク検査システム１を制御し、リークの有無を示す結果を出力する。

【0019】

ＯＬＰ６０は、１つの集積化されたデバイス（半導体チップ、ＡＳＩＣ、ＬＳＩ）または複数の集積化されたチップ（チップセット）として提供され、ＦＡＩＭＳ１１の測定条件または環境を制御する機能や、測定条件または環境により測定された結果を解析（解釈）する機能などを含み、詳細は、たとえば、本件出願人の出願（国際公開ＷＯ２０１２／０５６７０９号公報）に開示されている。

【0020】

キャリアガス供給ユニット２０は、二酸化炭素からなる気体をキャリアガス２９として供給する。そのため、供給ユニット２０は、二酸化炭素のボンベ２１と、キャリアガス２９の貯蔵タンク２３と、貯蔵タンク２３の圧力が大気圧よりも若干高い値、たとえば１ｂａｒになるようにボンベ２１からキャリアガス（二酸化炭素）２９を供給するフィーダー（圧力コントローラ）２２と、キャリアガス２９のピュリファイアー（フィルタ、清浄装置）２５とを含む。市販されている高純度二酸化炭素の純度は９９．９９５％以上であり、このシステム１においては、ピュリファイアー２５を設け、より純度の高い二酸化炭素（ＣＯ２、第１の成分）のガスをキャリアガス２９としてチャンバ３０に供給する。

【0021】

図２にピュリファイアー２５の一例を示している。このピュリファイアー２５は、透過選択性の高い拡散膜（透過膜、多孔質高分子膜）２６を用いてキャリアガス２９に含まれている不純物２７を排出し、キャリアガス２９の純度をさらに向上する。拡散膜２６の一例はＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）、ハイブリッドシリカなどである。たとえば、平均細孔径が０．１ないし０．６ｎｍで、数種類の媒体内で少なくとも２００℃まで熱水的に安定であるシリカをベースとする微孔質有機−無機ハイブリッド膜が、短鎖架橋シランのゾル−ゲル処理を使用して製造することができ、気体の分離ならびに低分子量アルコールなどの様々な有機化合物からの水および他の小分子化合物の分離に適していることが報告されている。

【0022】

ピュリファイアー２５は、拡散膜２６の入力側２６ａにキャリアガス２９を導入する入力管２７ａと、拡散膜２６の入力側２６ａに接触して純度が向上したキャリアガス２９を出力する出力管２７ｂと、拡散膜２６の出力側２６ｂから拡散膜２６を透過した水などの不純物を放出する排気管２８とを含む。

【0023】

リーク検査システム１は、さらに、センサーユニット１０を通過したキャリアガス２９をキャリアガス供給ユニット２０に回収して再利用する循環ユニット４５を含む。循環ユニット４５は、吸気ポンプ４０の排気をフィルタリングするフィルタユニット４６を含み、フィルタリングされたキャリアガス２９はキャリアガス供給ユニット２０の貯蔵タンク２３に回収される。フィルタユニット４６は、不純物を吸着するモレキュラシーブ４６ａと、水分を分離するカーボンスクラバ４６ｂとを含む。ピュリファイアー２５により純度を向上したキャリアガス２９を供給ユニット２０に回収することにより高純度の二酸化炭素の消費を抑制でき、リーク検査に要するランニングコストを低減できる。

【0024】

リーク検査システム１は、さらに、チャンバ３０に収納される検査対象物３５にリークガス５９を供給する第２の経路（第２の供給ユニット、リークガス供給ユニット）５０を有する。このシステムではリークガスとして空気（乾燥空気）５９が用いられ、第２の経路５０は、エアーリザーバ５１と検査対象物３５とを接続する。リークガス５９は、チャンバ３０に収納された検査対象物３５に連続して供給されてもよい。また、チャンバ３０に検査対象物３５を収納する前に、検査対象物３５にリークガス５９を封入し、供給口を封止しておいてもよい。リークガス５９は、乾燥空気に限定されないが、空気を使用することでランニングコストを低減できる。

【0025】

検出ユニットであるＦＡＩＭＳ１１の一例はオウルストーン（Ｏｗｌｓｔｏｎｅ）社製のＭＥＭＳセンサーである。イオン化ユニット１２の一例はＵＶ（紫外線）によりガスをイオン化するものである。イオン化ユニット１２は、Ｎｉ_６３（５５５ＭＢｑのβ線源、０．１μＳｖ／ｈｒ）を使用したもの、コロナ放電を用いたものであってもよい。本例のイオン化ユニット１２は、紫外発光ダイオード（ＵＶ−ＬＥＤ）、紫外線ランプ（ＵＶ Ｌｏｗ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｌａｍｐ）などの紫外線源を含み、２８０ｎｍ以下の短波長の光を放出してキャリアガス２９の中に含まれる成分をイオン化する。

【0026】

イオン化ユニット１２は、さらに波長が２００〜１０ｎｍのＶＵＶ（真空紫外線）領域、または、波長が１２１〜１０ｎｍの短（延）紫外光（Ｅｘｔｒａ Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、ＥＵＶ）の紫外光を放出するものであることが望ましく、波長が１２０〜９５ｎｍでイオン化エネルギーが１０〜１３ｅＶ程度の紫外線を放出する紫外線であることが望ましい。このリーク検査システム１のセンサーユニット１０では、波長が１２０〜１１０ｎｍでイオン化エネルギーが１０〜１０．６ｅＶ程度の紫外線を放出する紫外線源を備えたイオン化ユニット１２が採用されている。

【0027】

このエネルギーレベルの紫外線を照射するイオン化ユニット１２を使用する場合、二酸化炭素のイオン化エネルギーは１３．７９−１４．４ｅＶとの報告があり、二酸化炭素はイオン化されない。同様に、窒素分子（Ｎ２）のイオン化エネルギーは１５−２０ｅＶとの報告があり、窒素もイオン化されない。一方、酸素（酸素分子、Ｏ２）は、オゾンの形成などを含めて波長１３０ｎｍ以下の紫外線でイオン化が始まるとの報告があり、空気中の酸素の一部はイオン化されると考えられる。その他の空気中に浮遊することの多い有機系高分子は１０ｅＶあるいはそれ以下でイオン化される。たとえば、ベンゼンのイオン化エネルギーは９．２４ｅＶであり、アセトンのイオン化エネルギーは１０．５ｅＶ前後である。

【0028】

このリーク検査システム１においては、キャリアガス２９として高純度の二酸化炭素が検査対象物３５を収納するチャンバ（容器）３０に供給され、配管３９を介してセンサーユニット１０に供給される。センサーユニット１０では、キャリアガス２９に含まれる分子のうち、ＵＶイオン化ユニット１２によりイオン化された分子が検出ユニットであるＦＡＩＭＳ１１により検出される。このリーク検査システム１のキャリアガス２９は二酸化炭素なので、ＵＶイオン化ユニット１２ではイオン化されず、ＦＡＩＭＳ１１では検出されない。したがって、チャンバ３０に封入（収納）された検査対象物３５にリークがなければ、ＦＡＩＭＳ１１では何も検出されずフラットなスペクトラムまたはある程度のホワイトノイズがのったスペクトラムが出力され、ＯＬＰ６０からは検出物がないことを示す結果が出力される。その結果を受けて、リーク検査アプリケーション７２の判定ユニット７１は、検査対象物３５にリークが見られないことを示す検査結果を出力する。

【0029】

一方、検査対象物３５にリークがあると、検査対象物３５に封入または供給されているリークガス（空気）５９がチャンバ３０に放出される。空気５９はキャリアガス２９により第１の経路５を通ってセンサーユニット１０に供給される。キャリアガス２９に含まれる空気５９の中の酸素あるいはその他の微量な有機物質などの成分がＵＶイオン化ユニット１２によりイオン化され、ＦＡＩＭＳ１１に到達する。したがって、ＦＡＩＭＳ１１では、ポジティブおよび／またはネガティブなイオンのピークを含むスペクトラムが出力され、ＯＬＰ６０からは何等かの検出物があることが出力される。ＯＬＰ６０は、検出された分子を特定する必要はなく、判定ユニット（判定機能）７１は、ＯＬＰ６０が何らかの分子を検出したことを受けて、検査対象物３５にリークがあることを示す検査結果を出力する。

【0030】

ＦＡＩＭＳ１１は、供給されるキャリアガス２９に含まれる微量成分、たとえば、ｐｐｔ〜ｐｐｂの濃度でキャリアガス２９に存在する成分を検出できる。したがって、このリーク検査システム１は、検査対象物３５の微量なリークを高精度で検出できる。さらに、ＦＡＩＭＳ１１で測定するために１〜１０００ｍＬ／分程度のキャリアガス２９を供給する必要があるが、ＵＶイオン化ユニット１２によりイオン化されない二酸化炭素をキャリアガス２９として使用することによりＦＡＩＭＳ１１の感度を下げずにキャリアガスフローを確保できる。キャリアガスフローが確保されるので、検査対象物３５にリークがあると、リークした成分はキャリアガス２９により短時間でＦＡＩＭＳ１１に供給される。したがって、このリーク検査システム１においては、短時間で、ほぼリアルタイムでリークの有無を判断でき、検査時間を大幅に短縮できる。

【0031】

また、第１の経路５に含まれるチャンバ３０および配管３９を流れるキャリアガスフローを常に確保できる。このため、チャンバ３０およびチャンバ３０とセンサーユニット１０とを接続する配管３９をキャリアガス２９でパージできる。したがって、チャンバ３０や配管３９への不純物の付着を抑制でき、リーク検査の精度を向上できる。

【0032】

さらに、リークチェックに用いるガスは、二酸化炭素（第１の気体）２９と空気（第２の気体）５９とであり、従来のヘリウムを用いたリーク検査に比較すると、ランニングコストを大幅に削減できる。また、このリーク検査システム１においては、循環ユニット４５によりキャリアガス２９を回収して再利用することにより、さらにランニングコストを削減できる。また、このリーク検査システム１は、全体が大気圧前後の圧力で制御され、チャンバ内部を真空にする必要がない。したがって、容器および配管の機械的な強度を大幅に高める必要はなく、真空ポンプを用意する必要もない。このため、設備費用も削減できる。また、チャンバ３０を加熱することも可能であり、高温でリーク検査を行うことも可能である。

【0033】

図３に、リーク検査システム１を用いてリーク検査するプロセスをフローチャートにより示している。ステップ８１において、キャリアガス（二酸化炭素、第１の気体）２９およびリークガス（空気、第２の気体）５９の準備を行う。キャリアガス供給ユニット２０ではリザーバ２３が所定の圧力になるまでキャリアガス（二酸化炭素）２９を供給し、ピュリファイアー２５を稼働させる。リークガス供給ユニット５０においては、リークガス（ドライエアー）５９をリザーバ５１に準備する。ステップ８２においてチャンバ３０に検査対象物（ＤＵＴ）３５を収納し、チャンバ３０を密閉する。測定用のチャンバ３０の搬入前後に、二重ドア方式などの搬入搬出用のチャンバ（エアーロック）を設け、ベルトコンベアなどにより連続的にチャンバ３０へ検査対象物３５を次々とセットできるようにしてもよい。

【0034】

チャンバ３０に検査対象物３５が収納され、チャンバ３０が密閉されると、ステップ８３でキャリアガス２９のフロー（流量）をチェックし、ステップ８４でキャリアガス２９の状態をＦＡＩＭＳ１１によりチェックする。キャリアガス２９の流量が安定し、キャリアガス２９の純度が十分に高く、水分やＶＯＣなどの不純物がＦＡＩＭＳ１１により検出されなくなると、ステップ８５においてチャンバ３０の中の検査対象物３５にリークガス５９を供給し、ＦＡＩＭＳ１１による測定を開始する。すなわち、対象物３５が収納されたチャンバ（容器）３０にイオン化ユニット１２によりイオン化されないキャリアガス２９を供給し、キャリアガス２９を、イオン化ユニット１２を介してＦＡＩＭＳ１１に供給する。

【0035】

検査対象物３５にリークガス５９が封入されている場合は、ステップ８３および８４の条件が確認されるか、適当な時間が経過すると、それ以降のＦＡＩＭＳ１１の測定データによりリークの有無を判断する。

【0036】

ステップ８６において、リーク検査アプリケーション７２は、ＯＬＰ６０から得られたデータを解析し、検査対象物３５のリークの有無を判断する。すなわち、リーク検査アプリケーション７２の判定ユニット７１は、対象物３５の内部からの、イオン化ユニット１２によりイオン化される成分を含むドライエアー５９のリークをＦＡＩＭＳ１１の検出結果により判断し、アラームなどの適当な手段により出力する。リーク検査アプリケーション７２は、検査結果を適当な記録媒体８７に記録したり、コンピュータネットワークを介して出力する機能を含んでいてもよい。

【0037】

ステップ８８において、次の検査対象物３５があれば、ステップ８２に戻ってチャンバ３０の検査対象物３５を入れ替えて、再びリーク検査を開始する。

【0038】

上記の例はリーク方向が対象物３５から容器３０の場合を説明しているが、リーク方向が容器３０から対象物３５であれば、対象物３５をキャリアガス供給ユニット２０に接続し、対象物３５を、配管３９を介してセンサーユニット１０に接続することによりリーク検査を行うことができる。

【0039】

また、上記の例において、リークガス５９は乾燥空気を採用している。リークガス５９は通常の空気であってもよい。ただし、ドライエアーでない場合、チャンバ３０および配管３９に水分が付着すると除去するために時間がかかり、次のリークテストの条件が確立するまでの待ち時間が長くなる。したがって、リークガス５９は乾燥空気であることが好ましい。リークガス５９は、アセトンあるいはその他の揮発性が高く、ＵＶでイオン化されやすい特定の成分を微量、たとえば０．１〜１０％程度含むガスであってもよい。チャンバ３０あるいは配管３９にリークが発生した場合や、チャンバ３０あるいは配管３９のパージに時間を要するような場合に、そのような事態の発生をＦＡＩＭＳ１１の測定結果により判断しやすい。また、リークガス５９の中の特定の成分の濃度は、検査対象物３５にリークがある場合に、ＦＡＩＭＳ１１の感度が最も高くなる濃度、たとえば、ｐｐｂまたはサブｐｐｂになることを想定して設定することが望ましい。

【0040】

リークした成分を検出するセンサーはＦＡＩＭＳに限らず、他のタイプのイオン移動度センサーであってもよく、質量分析器であってもよい。しかしながら、イオン移動度センサーは空気中でリークした成分を測定できるので、管理が容易で、低コストのリーク検査システムに好適である。

【図1】

【図2】

【図3】