JP2000241281A - 熱陰極電離真空計 - Google Patents
熱陰極電離真空計Info
- Publication number
- JP2000241281A JP2000241281A JP11048032A JP4803299A JP2000241281A JP 2000241281 A JP2000241281 A JP 2000241281A JP 11048032 A JP11048032 A JP 11048032A JP 4803299 A JP4803299 A JP 4803299A JP 2000241281 A JP2000241281 A JP 2000241281A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- grid
- power supply
- filament
- power
- positive potential
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱陰極電離真空計で、グリッド表面における
ＥＳＤ現象の発生を抑制することで、従来実施されてい
たガス出し操作を不必要とし、測定誤差を低減し、測定
精度を向上させる。 【解決手段】 この熱陰極電離真空計は、グリッド54と
フィランメント55とイオンコレクタ56を内蔵するＢ−Ａ
型真空計等であり、圧力測定中に、常時、電流源12によ
って、グリッドに対して０．５ｍＷ／ｍｍ2 から１０ｍ
Ｗ／ｍｍ2 の電力を供給し、グリッドを通電加熱するよ
うに構成される。
ＥＳＤ現象の発生を抑制することで、従来実施されてい
たガス出し操作を不必要とし、測定誤差を低減し、測定
精度を向上させる。 【解決手段】 この熱陰極電離真空計は、グリッド54と
フィランメント55とイオンコレクタ56を内蔵するＢ−Ａ
型真空計等であり、圧力測定中に、常時、電流源12によ
って、グリッドに対して０．５ｍＷ／ｍｍ2 から１０ｍ
Ｗ／ｍｍ2 の電力を供給し、グリッドを通電加熱するよ
うに構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、測定誤差を低減
し、超高真空の測定に適した熱陰極電離真空計に関す
る。
し、超高真空の測定に適した熱陰極電離真空計に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図５を参照して従来の熱陰極電離真空計
の一例を説明する。この熱陰極電離真空計は、１０-10
Torr程度までの超高真空の圧力測定に使用できるＢ−Ａ
型真空計である。図５において、容器５１は、一端開口
部５１ａを介して、真空チャンバを形成する容器５２に
接続されている。容器５１の内部空間は真空チャンバの
内部空間と連通している。容器５１の内部には、絶縁体
の端壁５３に固定されたグリッド（陽極）５４とフィラ
メント（陰極）５５とイオンコレクタ５６が配置され
る。グリッド５４はコイル形態に形成され、ほぼ円筒状
の形状を有する。フィラメント５５はグリッド５４の外
側に配置され、線状のイオンコレクタ５６はグリッド５
４の中心軸の位置に配置される。グリッド５４の２つの
端子５４ａ，５４ｂ、フィラメント５５の２つの端子５
５ａ，５５ｂ、イオンコレクタ５６の端子５６ａは端壁
５３から外部へ引き出される。これらの端子は端壁５３
に気密に固定されている。
の一例を説明する。この熱陰極電離真空計は、１０-10
Torr程度までの超高真空の圧力測定に使用できるＢ−Ａ
型真空計である。図５において、容器５１は、一端開口
部５１ａを介して、真空チャンバを形成する容器５２に
接続されている。容器５１の内部空間は真空チャンバの
内部空間と連通している。容器５１の内部には、絶縁体
の端壁５３に固定されたグリッド（陽極）５４とフィラ
メント（陰極）５５とイオンコレクタ５６が配置され
る。グリッド５４はコイル形態に形成され、ほぼ円筒状
の形状を有する。フィラメント５５はグリッド５４の外
側に配置され、線状のイオンコレクタ５６はグリッド５
４の中心軸の位置に配置される。グリッド５４の２つの
端子５４ａ，５４ｂ、フィラメント５５の２つの端子５
５ａ，５５ｂ、イオンコレクタ５６の端子５６ａは端壁
５３から外部へ引き出される。これらの端子は端壁５３
に気密に固定されている。
【０００３】グリッド５４の端子５４ａとアースの間に
は、バイアス電圧を与えるための第１直流電源５７と第
２直流電源５８の並列回路が切替えスイッチ５９を介し
て接続されている。スイッチ５９の切替えによってグリ
ッド５４へ印加されるいずれかのバイアス用直流電源が
選択される。第１直流電源５７は圧力測定時のバイアス
用電源であり、第２直流電源５８は、圧力測定中断時に
おける後述する「ガス出し」時のバイアス用電源であ
る。さらに、端子５４ａと端子５４ｂの間にはスイッチ
６０を介して「ガス出し」に用いられる電流源６１が接
続されている。イオンコレクタ５６の端子５６ａとアー
スの間には電流計６２が接続されている。フィラメント
５５の端子５５ａとアースの間にはバイアス用の直流電
源６３が接続され、さらに端子５５ａと端子５５ｂの間
にフィラメント５５を加熱するための電流源６４が接続
されている。
は、バイアス電圧を与えるための第１直流電源５７と第
２直流電源５８の並列回路が切替えスイッチ５９を介し
て接続されている。スイッチ５９の切替えによってグリ
ッド５４へ印加されるいずれかのバイアス用直流電源が
選択される。第１直流電源５７は圧力測定時のバイアス
用電源であり、第２直流電源５８は、圧力測定中断時に
おける後述する「ガス出し」時のバイアス用電源であ
る。さらに、端子５４ａと端子５４ｂの間にはスイッチ
６０を介して「ガス出し」に用いられる電流源６１が接
続されている。イオンコレクタ５６の端子５６ａとアー
スの間には電流計６２が接続されている。フィラメント
５５の端子５５ａとアースの間にはバイアス用の直流電
源６３が接続され、さらに端子５５ａと端子５５ｂの間
にフィラメント５５を加熱するための電流源６４が接続
されている。
【０００４】上記構成で、加熱されたフィラメント５５
は熱電子を発生する。フィラメント５５から発した熱電
子は、フィラメント５５とグリッド５４の電位差によっ
て加速され、グリッド５４に向かって飛来する。その
間、熱電子が、空間中のガス分子と衝突すると、ガス分
子はイオン化され、アース電位に保持されたイオンコレ
クタ５６によって集められる。その結果、イオンコレク
タ５６ではイオン電流が流れ、当該イオン電流の電流値
が電流計６２によって測定される。Ｂ−Ａ型真空計の容
器５１内の圧力が高いほど、熱電子とガス分子の衝突頻
度が大きく、そのため、電流計６２で測定される電流値
が圧力に比例することになる。従って、電流計６２で測
定されるイオン電流値に真空計特有の感度係数を乗じる
ことにより圧力値を表示することが可能となる。
は熱電子を発生する。フィラメント５５から発した熱電
子は、フィラメント５５とグリッド５４の電位差によっ
て加速され、グリッド５４に向かって飛来する。その
間、熱電子が、空間中のガス分子と衝突すると、ガス分
子はイオン化され、アース電位に保持されたイオンコレ
クタ５６によって集められる。その結果、イオンコレク
タ５６ではイオン電流が流れ、当該イオン電流の電流値
が電流計６２によって測定される。Ｂ−Ａ型真空計の容
器５１内の圧力が高いほど、熱電子とガス分子の衝突頻
度が大きく、そのため、電流計６２で測定される電流値
が圧力に比例することになる。従って、電流計６２で測
定されるイオン電流値に真空計特有の感度係数を乗じる
ことにより圧力値を表示することが可能となる。
【０００５】ところで、上記の熱陰極電離真空計では、
容器５１の内部の汚れ、特にグリッド５４の表面に吸着
されるガス分子によって、測定された圧力値に測定誤差
が生じるという不具合があった。すなわち、グリッド５
４の表面に吸着されたガス分子が、フィラメント５５か
ら放出された熱電子によってグリッド表面上でイオン化
され、かかるイオンがイオンコレクタ５６に流れ込んで
イオン電流として検出され、実際の値よりも圧力が高く
表示され、測定誤差となるのである。この現象は「Elec
tron Stimulated Desorption (ESD)による測定誤差」と
して知られている。この現象は、図６のＢ部に示される
ように、ガス出し終了後に（Ａ部）、一旦低下した圧力
測定値が次第に上昇するということでわかる。
容器５１の内部の汚れ、特にグリッド５４の表面に吸着
されるガス分子によって、測定された圧力値に測定誤差
が生じるという不具合があった。すなわち、グリッド５
４の表面に吸着されたガス分子が、フィラメント５５か
ら放出された熱電子によってグリッド表面上でイオン化
され、かかるイオンがイオンコレクタ５６に流れ込んで
イオン電流として検出され、実際の値よりも圧力が高く
表示され、測定誤差となるのである。この現象は「Elec
tron Stimulated Desorption (ESD)による測定誤差」と
して知られている。この現象は、図６のＢ部に示される
ように、ガス出し終了後に（Ａ部）、一旦低下した圧力
測定値が次第に上昇するということでわかる。
【０００６】図５に示された熱陰極電離真空計では、圧
力測定の或る段階、一般的に、測定の誤差の要因が圧力
測定に影響を与え始める圧力領域に達した段階で、一定
の短い時間の間、グリッド５４の表面上に吸着したガス
分子を強制脱離させ、いわゆる「ガス出し」と呼ばれる
操作が通常行われていた。このガス出しは、グリッド表
面における吸着ガス分子を脱離させるための操作であ
る。かかるガス出しの操作には二種類の方法がある。
力測定の或る段階、一般的に、測定の誤差の要因が圧力
測定に影響を与え始める圧力領域に達した段階で、一定
の短い時間の間、グリッド５４の表面上に吸着したガス
分子を強制脱離させ、いわゆる「ガス出し」と呼ばれる
操作が通常行われていた。このガス出しは、グリッド表
面における吸着ガス分子を脱離させるための操作であ
る。かかるガス出しの操作には二種類の方法がある。
【０００７】第１の方法は、スイッチ６０をオンして電
流源６１によりグリッド５４に電流を流し、グリッド５
４を発熱させて吸着ガス分子を脱離させる方法である
（グリッド通電方式）。第２の方法は、スイッチ５９を
第２直流電源５８側に接続し、通常の圧力測定時よりも
高いバイアス電圧（一般的には５００Ｖ）をグリッド５
４に印加し、さらにフィラメント５５の加熱用電流源６
４の電力を高める方法である（電子衝撃方式）。第２の
方法によれば、フィラメント５５から通常の圧力測定よ
りも多くの電子を取出し、通常の圧力測定よりも高い電
圧で加速して熱電子をグリッド５４にぶつけ、電子衝撃
エネルギによってグリッド５４を加熱してグリッドから
吸着ガス分子を脱離させる。
流源６１によりグリッド５４に電流を流し、グリッド５
４を発熱させて吸着ガス分子を脱離させる方法である
（グリッド通電方式）。第２の方法は、スイッチ５９を
第２直流電源５８側に接続し、通常の圧力測定時よりも
高いバイアス電圧（一般的には５００Ｖ）をグリッド５
４に印加し、さらにフィラメント５５の加熱用電流源６
４の電力を高める方法である（電子衝撃方式）。第２の
方法によれば、フィラメント５５から通常の圧力測定よ
りも多くの電子を取出し、通常の圧力測定よりも高い電
圧で加速して熱電子をグリッド５４にぶつけ、電子衝撃
エネルギによってグリッド５４を加熱してグリッドから
吸着ガス分子を脱離させる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前述のＢ−Ａ型真空計
において、グリッド５４の表面におけるＥＳＤ現象の発
生を抑制し、従来実施されいた「ガス出し操作」を不必
要とした、測定誤差を低減させ測定精度を向上させた信
頼性の高い熱陰極電離真空計を提供することを目的とす
るものである。
において、グリッド５４の表面におけるＥＳＤ現象の発
生を抑制し、従来実施されいた「ガス出し操作」を不必
要とした、測定誤差を低減させ測定精度を向上させた信
頼性の高い熱陰極電離真空計を提供することを目的とす
るものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段および作用】第１の本発明
（請求項１に対応）に係る熱陰極電離真空計は、上記目
的を達成するため、被測定真空チャンバに連通状態で接
続された容器の内部に、例えば、コイル状の筒形グリッ
ドと、当該グリッドの外側に位置するフィランメント
と、グリッドの中心軸に位置する線状イオンコレクタを
備え、圧力測定時に、グリッドは第１正電位に保たれ、
フィラメントは第１正電位よりも小さい第２正電位に保
たれると共に通電・加熱されるように構成され、さら
に、圧力測定中に、常時、グリッドに対して０．５ｍＷ
／ｍｍ2 から１０ｍＷ／ｍｍ2 の電力を供給することを
特徴とする熱陰極電離真空計である。
（請求項１に対応）に係る熱陰極電離真空計は、上記目
的を達成するため、被測定真空チャンバに連通状態で接
続された容器の内部に、例えば、コイル状の筒形グリッ
ドと、当該グリッドの外側に位置するフィランメント
と、グリッドの中心軸に位置する線状イオンコレクタを
備え、圧力測定時に、グリッドは第１正電位に保たれ、
フィラメントは第１正電位よりも小さい第２正電位に保
たれると共に通電・加熱されるように構成され、さら
に、圧力測定中に、常時、グリッドに対して０．５ｍＷ
／ｍｍ2 から１０ｍＷ／ｍｍ2 の電力を供給することを
特徴とする熱陰極電離真空計である。
【００１０】上記熱陰極電離真空計では、グリッドに対
して圧力測定中に、常時、所定範囲の小さい電力を供給
したため、グリッド表面が必要以上に活性化されるのを
防ぎ、グリッド表面にガス分子が吸着するのを阻止でき
る。
して圧力測定中に、常時、所定範囲の小さい電力を供給
したため、グリッド表面が必要以上に活性化されるのを
防ぎ、グリッド表面にガス分子が吸着するのを阻止でき
る。
【００１１】第２の本発明（請求項２に対応）に係る熱
陰極電離真空計は、上記目的を達成するため、被測定真
空チャンバに連通状態で接続された容器内のグリッドと
フィランメントとイオンコレクタに対して当該容器の外
部に設けられ、少なくとも圧力測定時、グリッドを第１
正電位に保つ第１電源と、フィラメントを第１正電位よ
りも小さい第２正電位に保つ第２電源と、フィラメント
を加熱する第３電源と、イオンコレクタに流れるイオン
電流を測定する電流計からなる給電・測定回路を有し、
さらに、圧力測定中、常時、グリッドに対して０．５ｍ
Ｗ／ｍｍ2 から１０ｍＷ／ｍｍ2 の電力を供給する第４
電源を備えるように構成される。
陰極電離真空計は、上記目的を達成するため、被測定真
空チャンバに連通状態で接続された容器内のグリッドと
フィランメントとイオンコレクタに対して当該容器の外
部に設けられ、少なくとも圧力測定時、グリッドを第１
正電位に保つ第１電源と、フィラメントを第１正電位よ
りも小さい第２正電位に保つ第２電源と、フィラメント
を加熱する第３電源と、イオンコレクタに流れるイオン
電流を測定する電流計からなる給電・測定回路を有し、
さらに、圧力測定中、常時、グリッドに対して０．５ｍ
Ｗ／ｍｍ2 から１０ｍＷ／ｍｍ2 の電力を供給する第４
電源を備えるように構成される。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を添付図面に基づいて説明する。
を添付図面に基づいて説明する。
【００１３】図１は本発明の代表的な実施形態を示す。
図１で、図５で説明した要素と実質的に同一の要素には
同一の符号を付している。本実施形態による電離真空計
は、超高真空を測定できるＢ−Ａ型真空計であり、熱陰
極電離真空計の一例を示している。
図１で、図５で説明した要素と実質的に同一の要素には
同一の符号を付している。本実施形態による電離真空計
は、超高真空を測定できるＢ−Ａ型真空計であり、熱陰
極電離真空計の一例を示している。
【００１４】図１において、容器５１は、一端開口部５
１ａを介して、真空チャンバを形成する容器５２に連通
状態で接続されている。容器５１の内部には、絶縁体の
端壁５３に固定されたグリッド（陽極）５４とフィラメ
ント（陰極）５５とイオンコレクタ５６が配置され、グ
リッド５４はコイル形態であって円筒状の形状を有し、
フィラメント５５はグリッド５４の外側に配置され、線
状のイオンコレクタ５６はグリッド５４の中心軸の位置
に配置される。グリッド５４の２つの端子５４ａ，５４
ｂ、フィラメント５５の２つの端子５５ａ，５５ｂ、イ
オンコレクタ５６の端子５６ａは気密に固定された端壁
５３から外部へ引き出される。
１ａを介して、真空チャンバを形成する容器５２に連通
状態で接続されている。容器５１の内部には、絶縁体の
端壁５３に固定されたグリッド（陽極）５４とフィラメ
ント（陰極）５５とイオンコレクタ５６が配置され、グ
リッド５４はコイル形態であって円筒状の形状を有し、
フィラメント５５はグリッド５４の外側に配置され、線
状のイオンコレクタ５６はグリッド５４の中心軸の位置
に配置される。グリッド５４の２つの端子５４ａ，５４
ｂ、フィラメント５５の２つの端子５５ａ，５５ｂ、イ
オンコレクタ５６の端子５６ａは気密に固定された端壁
５３から外部へ引き出される。
【００１５】グリッド５４の端子５４ａとアースの間に
は、バイアス電圧を与えるための直流電源１１が接続さ
れている。さらに端子５４ａと端子５４ｂの間には電流
源１２が接続されている。イオンコレクタ５６の端子５
６ａとアースの間には電流計６２が接続され、フィラメ
ント５５の端子５５ａとアースの間にはバイアス用の直
流電源１３が接続され、さらに端子５５ａと端子５５ｂ
の間にフィラメント加熱用の電流源１４が接続されてい
る。かかる給電・測定回路によって、グリッド５４は直
流電源１１によって例えば約１８０Ｖの正電位に保持さ
れ、フィラメント５５は直流電源１３によって例えば約
４５Ｖの正電位に保持されている。またフィラメント５
５は電流源１４によって通電・加熱されているが、この
とき電流源１４によって供給される加熱電力はフィラメ
ント５５の熱電子による電子放出電流が比較的小さくな
るように設定されている。通電・加熱されたフィラメン
ト５５は熱電子を発生し、この熱電子は、フィラメント
５５とグリッド５４の電位差によって加速され、グリッ
ド５４に向かって飛来する。その間、熱電子が、空間中
のガス分子と衝突すると、ガス分子はイオン化され、ア
ース電位に保持されたイオンコレクタ５６によって集め
られる。その結果、イオンコレクタ５６ではイオン電流
が流れ、当該イオン電流の電流値が電流計６２によって
測定される。電流計６２で測定されるイオン電流値に真
空計特有の感度係数を乗じることにより圧力値が表示さ
れる。
は、バイアス電圧を与えるための直流電源１１が接続さ
れている。さらに端子５４ａと端子５４ｂの間には電流
源１２が接続されている。イオンコレクタ５６の端子５
６ａとアースの間には電流計６２が接続され、フィラメ
ント５５の端子５５ａとアースの間にはバイアス用の直
流電源１３が接続され、さらに端子５５ａと端子５５ｂ
の間にフィラメント加熱用の電流源１４が接続されてい
る。かかる給電・測定回路によって、グリッド５４は直
流電源１１によって例えば約１８０Ｖの正電位に保持さ
れ、フィラメント５５は直流電源１３によって例えば約
４５Ｖの正電位に保持されている。またフィラメント５
５は電流源１４によって通電・加熱されているが、この
とき電流源１４によって供給される加熱電力はフィラメ
ント５５の熱電子による電子放出電流が比較的小さくな
るように設定されている。通電・加熱されたフィラメン
ト５５は熱電子を発生し、この熱電子は、フィラメント
５５とグリッド５４の電位差によって加速され、グリッ
ド５４に向かって飛来する。その間、熱電子が、空間中
のガス分子と衝突すると、ガス分子はイオン化され、ア
ース電位に保持されたイオンコレクタ５６によって集め
られる。その結果、イオンコレクタ５６ではイオン電流
が流れ、当該イオン電流の電流値が電流計６２によって
測定される。電流計６２で測定されるイオン電流値に真
空計特有の感度係数を乗じることにより圧力値が表示さ
れる。
【００１６】前述の電流源１２は、グリッド５４に対し
てグリッドの単位表面積（ｍｍ2 ）あたり０．５〜１０
ｍＷ／ｍｍ2 の範囲の電力を圧力測定中に常時供給する
ように設定されている。電流源１２は、グリッド５４を
適度の活性化状態で常時加熱するための電源であり、グ
リッド表面にガス分子が必要以上に吸着されるのを防止
する電源である。
てグリッドの単位表面積（ｍｍ2 ）あたり０．５〜１０
ｍＷ／ｍｍ2 の範囲の電力を圧力測定中に常時供給する
ように設定されている。電流源１２は、グリッド５４を
適度の活性化状態で常時加熱するための電源であり、グ
リッド表面にガス分子が必要以上に吸着されるのを防止
する電源である。
【００１７】上記のＢ−Ａ型真空計の給電・測定回路に
よる、小電力による常時加熱の方法について説明する。
よる、小電力による常時加熱の方法について説明する。
【００１８】グリッド５４には、圧力測定の間、常時、
０．５〜１０ｍＷ／ｍｍ2 の範囲の電力が供給され、グ
リッド５４は加熱された状態にある。従来の通常のグリ
ッドのガス出しを行うためにグリッドに供給された電力
は約１５ｍＷ／ｍｍ2 であるので、本実施形態による供
給電力は十分に小さい電力である。０．５〜１０ｍＷ／
ｍｍ2 の範囲に含まれる電力をグリッド５４に供給すれ
ば、グリッド５４の表面は必要以上に活性化されること
はない。すなわち、かかる比較的小さい電力をグリッド
５４に供給し続けることにより、グリッド表面に入射す
るガス分子はエネルギを与えられて短時間でグリッド表
面から脱離することになり、その結果、グリッド表面に
おけるガス分子の吸着量を、所望の少ない状態に保つこ
とが可能となる。このため、低圧力領域でフィラメント
５５からの電子放出電流を低くしても、ＥＳＤ現象によ
る圧力測定誤差を小さく抑えることができる。
０．５〜１０ｍＷ／ｍｍ2 の範囲の電力が供給され、グ
リッド５４は加熱された状態にある。従来の通常のグリ
ッドのガス出しを行うためにグリッドに供給された電力
は約１５ｍＷ／ｍｍ2 であるので、本実施形態による供
給電力は十分に小さい電力である。０．５〜１０ｍＷ／
ｍｍ2 の範囲に含まれる電力をグリッド５４に供給すれ
ば、グリッド５４の表面は必要以上に活性化されること
はない。すなわち、かかる比較的小さい電力をグリッド
５４に供給し続けることにより、グリッド表面に入射す
るガス分子はエネルギを与えられて短時間でグリッド表
面から脱離することになり、その結果、グリッド表面に
おけるガス分子の吸着量を、所望の少ない状態に保つこ
とが可能となる。このため、低圧力領域でフィラメント
５５からの電子放出電流を低くしても、ＥＳＤ現象によ
る圧力測定誤差を小さく抑えることができる。
【００１９】グリッド５４に対する上記の加熱電力供給
範囲は、実験で得られた図２と図３に示すデータに基づ
いて、最適な供給値の範囲として見出されたものであ
る。図２と図３は脱ガス電力とＥＳＤによる測定誤差
（圧力指示値の増加分）の関係を示す。ここで脱ガス電
力は、電流源１２によってグリッド５４に供給される電
力の意味である。図２では電子放出電流が０．４ｍＡの
グラフ２１が示され、図３では電子放出電流が０．１ｍ
Ａと１ｍＡのグラフ３１，３２が示されている。これら
のグラフから明らかなように、グリッド５４に供給する
電力は、０．５ｍＷ／ｍｍ2 以上であることが望まし
く、かつ１０ｍＷ／ｍｍ2 を越えると効果が減少するこ
とが判る。
範囲は、実験で得られた図２と図３に示すデータに基づ
いて、最適な供給値の範囲として見出されたものであ
る。図２と図３は脱ガス電力とＥＳＤによる測定誤差
（圧力指示値の増加分）の関係を示す。ここで脱ガス電
力は、電流源１２によってグリッド５４に供給される電
力の意味である。図２では電子放出電流が０．４ｍＡの
グラフ２１が示され、図３では電子放出電流が０．１ｍ
Ａと１ｍＡのグラフ３１，３２が示されている。これら
のグラフから明らかなように、グリッド５４に供給する
電力は、０．５ｍＷ／ｍｍ2 以上であることが望まし
く、かつ１０ｍＷ／ｍｍ2 を越えると効果が減少するこ
とが判る。
【００２０】以上のように、圧力測定中グリッド５４に
常時供給される加熱電力は、従来の通常のガス出し用の
電力に比較して十分に小さいものであるので、大きな電
力のグリッド加熱電源を必要としない。また従来の通常
のガス出し時にように一時的に急激な圧力上昇（図６の
Ａ部で示した圧力上昇）がないので、圧力測定を妨げる
ことがなく、測定対象である真空チャンバへの影響も生
じない。さらに、低圧力領域でＥＳＤによる測定誤差を
小さくするためにフィラメント５５において高い電子放
出電流を用いる必要もない。加えて、従来のガス出しの
ように、ガス出し終了後に圧力指示値が上昇するという
不具合も生じない。
常時供給される加熱電力は、従来の通常のガス出し用の
電力に比較して十分に小さいものであるので、大きな電
力のグリッド加熱電源を必要としない。また従来の通常
のガス出し時にように一時的に急激な圧力上昇（図６の
Ａ部で示した圧力上昇）がないので、圧力測定を妨げる
ことがなく、測定対象である真空チャンバへの影響も生
じない。さらに、低圧力領域でＥＳＤによる測定誤差を
小さくするためにフィラメント５５において高い電子放
出電流を用いる必要もない。加えて、従来のガス出しの
ように、ガス出し終了後に圧力指示値が上昇するという
不具合も生じない。
【００２１】上記の給電・測定回路の構成では、圧力測
定の際に、従来のようなガス出しのためのスイッチをオ
ン・オフする操作が不要になるので、操作を簡単化でき
るという利点を有する。
定の際に、従来のようなガス出しのためのスイッチをオ
ン・オフする操作が不要になるので、操作を簡単化でき
るという利点を有する。
【００２２】図４は、表面積約１００ｍｍ2 のグリッド
を備える熱陰極電離真空計を２つ用いて、第１の熱陰極
電離真空計は本発明による構成（小電力による常時加
熱）を備え、第２の熱陰極電離真空計は従来の構成（大
電力による一時的加熱）を備え、実際の真空チャンバに
おけるポンプダウン時の圧力測定を同時に行いながら、
それらの効果の比較を行ったデータを示す。図４におい
て、グラフ４１が第１の熱陰極電離真空計の測定結果
（小電力による常時加熱）、グラフ４２が第２の熱陰極
電離真空計の測定結果（大電力による一時的加熱による
通常ガス出し）をそれぞれ示している。
を備える熱陰極電離真空計を２つ用いて、第１の熱陰極
電離真空計は本発明による構成（小電力による常時加
熱）を備え、第２の熱陰極電離真空計は従来の構成（大
電力による一時的加熱）を備え、実際の真空チャンバに
おけるポンプダウン時の圧力測定を同時に行いながら、
それらの効果の比較を行ったデータを示す。図４におい
て、グラフ４１が第１の熱陰極電離真空計の測定結果
（小電力による常時加熱）、グラフ４２が第２の熱陰極
電離真空計の測定結果（大電力による一時的加熱による
通常ガス出し）をそれぞれ示している。
【００２３】第１の熱陰極電離真空計では、常時２００
ｍＷの電力でグリッドの通電加熱を行った。このとき、
グリッドの単位表面積（ｍｍ2 ）のあたりの加熱電力は
２ｍＷ／ｍｍ2 となる。第２の熱陰極電離真空計では、
圧力降下中の適当な時点において２回それぞれ９分間ず
つ１．２Ｗの電力でグリッドを通電加熱した。このと
き、グリッドの単位表面積（ｍｍ2 ）のあたりの加熱電
力は１２ｍＷ／ｍｍ2 となる。
ｍＷの電力でグリッドの通電加熱を行った。このとき、
グリッドの単位表面積（ｍｍ2 ）のあたりの加熱電力は
２ｍＷ／ｍｍ2 となる。第２の熱陰極電離真空計では、
圧力降下中の適当な時点において２回それぞれ９分間ず
つ１．２Ｗの電力でグリッドを通電加熱した。このと
き、グリッドの単位表面積（ｍｍ2 ）のあたりの加熱電
力は１２ｍＷ／ｍｍ2 となる。
【００２４】図４に示すごとく、第２の熱陰極電離真空
計による測定結果（グラフ４２）は、ガス出し時に大き
な圧力上昇を示し、さらに排気の最終過程で、第１の熱
陰極電離真空計に比較して高い圧力を示す。これに対し
て第２の熱陰極電離真空計による測定結果（グラフ４
１）は、前述のＥＳＤ現象による測定誤差が少なく、よ
り真に近い圧力を示している。
計による測定結果（グラフ４２）は、ガス出し時に大き
な圧力上昇を示し、さらに排気の最終過程で、第１の熱
陰極電離真空計に比較して高い圧力を示す。これに対し
て第２の熱陰極電離真空計による測定結果（グラフ４
１）は、前述のＥＳＤ現象による測定誤差が少なく、よ
り真に近い圧力を示している。
【００２５】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、熱陰極電離真空計において、圧力測定中、常
時、グリッドに所定範囲の電力を供給して加熱し、グリ
ッド表面を所望の活性化状態に保つため、グリッド表面
のガス分子の吸着量を少ない状態に保つことができ、そ
の結果、ＥＳＤ現象の発生を抑制することができるた
め、測定誤差の少ない圧力測定を行うことができる。従
来のように一時的ガス出しための大きな電力の加熱電源
を必要とせず、また一時的な大電力によるガス出しに起
因する急激な圧力上昇がない。さらに被測定真空チャン
バの圧力の監視を連続的に行うことができる．加えて、
グリッドを活性化しても被測定真空チャンバに影響を与
えることがなく、低い電子放出電流での動作でもＥＳＤ
現象による測定誤差の少ない圧力測定を行うことができ
る。
よれば、熱陰極電離真空計において、圧力測定中、常
時、グリッドに所定範囲の電力を供給して加熱し、グリ
ッド表面を所望の活性化状態に保つため、グリッド表面
のガス分子の吸着量を少ない状態に保つことができ、そ
の結果、ＥＳＤ現象の発生を抑制することができるた
め、測定誤差の少ない圧力測定を行うことができる。従
来のように一時的ガス出しための大きな電力の加熱電源
を必要とせず、また一時的な大電力によるガス出しに起
因する急激な圧力上昇がない。さらに被測定真空チャン
バの圧力の監視を連続的に行うことができる．加えて、
グリッドを活性化しても被測定真空チャンバに影響を与
えることがなく、低い電子放出電流での動作でもＥＳＤ
現象による測定誤差の少ない圧力測定を行うことができ
る。
【図１】本発明の一実施形態を示す構成図である。
【図２】脱ガス電力とＥＳＤによる測定誤差の関係の一
例を示すグラフである。
例を示すグラフである。
【図３】脱ガス電力とＥＳＤによる測定誤差の関係の他
の例を示すグラフである。
の例を示すグラフである。
【図４】本発明による小電力による常時加熱方法と従来
のガス出し方法を比較して示したグラフである。
のガス出し方法を比較して示したグラフである。
【図５】従来のＢ−Ａ型真空計の一例を示す構成図であ
る。
る。
【図６】従来のＢ−Ａ型真空計の圧力測定特性を示すグ
ラフである。
ラフである。
１１，１３ バイアス用直流電源 １２ グリッド加熱用電流源 １４ フィラメント加熱用電流源 ５１ 電離真空計の容器 ５２ 真空チャンバの容器 ５４ グリッド ５５ フィラメント ５６ イオンコレクタ ６２ 電流計
Claims (2)
- 【請求項１】 被測定真空チャンバに連通状態で接続さ
れた容器の内部に、グリッドと、当該グリッドの外側に
位置するフィランメントと、前記グリッドの内側に位置
するイオンコレクタを備え、圧力測定時、前記グリッド
は第１正電位に保たれ、前記フィラメントは第１正電位
よりも小さい第２正電位に保たれると共に通電・加熱さ
れるように構成された熱陰極電離真空計において、 圧力測定中、常時、前記グリッドに対して０．５ｍＷ／
ｍｍ2 から１０ｍＷ／ｍｍ2 の電力を供給することを特
徴とする熱陰極電離真空計。 - 【請求項２】 被測定真空チャンバに連通状態で接続さ
れた容器内のグリッドとフィランメントとイオンコレク
タに対して設けられ、圧力測定時、前記グリッドを第１
正電位に保つ第１電源と、前記フィラメントを第１正電
位よりも小さい第２正電位に保つ第２電源と、前記フィ
ラメントを加熱する第３電源と、イオンコレクタに流れ
るイオン電流を測定する電流計とからなる給電・測定回
路を備えた熱陰極電離真空計において、 圧力測定中、常時、前記グリッドに対して０．５ｍＷ／
ｍｍ2 から１０ｍＷ／ｍｍ2 の電力を供給する第４電源
を備えることを特徴とする熱陰極電離真空計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04803299A JP4339948B2 (ja) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | 熱陰極電離真空計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04803299A JP4339948B2 (ja) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | 熱陰極電離真空計 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000241281A true JP2000241281A (ja) | 2000-09-08 |
| JP2000241281A5 JP2000241281A5 (ja) | 2006-05-18 |
| JP4339948B2 JP4339948B2 (ja) | 2009-10-07 |
Family
ID=12791985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04803299A Expired - Lifetime JP4339948B2 (ja) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | 熱陰極電離真空計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4339948B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7165458B2 (en) | 2002-06-13 | 2007-01-23 | The Boc Group Plc | Vacuum gauge |
| JP2011513709A (ja) * | 2008-02-21 | 2011-04-28 | ブルックス オートメーション インコーポレイテッド | 高圧力動作用に設計された動作パラメータと形状とを有する電離真空計 |
| US9927317B2 (en) | 2015-07-09 | 2018-03-27 | Mks Instruments, Inc. | Ionization pressure gauge with bias voltage and emission current control and measurement |
| KR102139933B1 (ko) * | 2020-05-04 | 2020-07-31 | 홍승수 | 서미스터 센서를 이용한 진공게이지 및 가스 리크 검출기 일체형 검출장치 |
| CN112629747A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-09 | 尚越光电科技股份有限公司 | 一种用于高腐蚀性蒸汽压监测的离子真空计 |
-
1999
- 1999-02-25 JP JP04803299A patent/JP4339948B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7165458B2 (en) | 2002-06-13 | 2007-01-23 | The Boc Group Plc | Vacuum gauge |
| JP2011513709A (ja) * | 2008-02-21 | 2011-04-28 | ブルックス オートメーション インコーポレイテッド | 高圧力動作用に設計された動作パラメータと形状とを有する電離真空計 |
| US8648604B2 (en) | 2008-02-21 | 2014-02-11 | Brooks Automation, Inc. | Ionization gauge with operational parameters and geometry designed for high pressure operation |
| US9404827B2 (en) | 2008-02-21 | 2016-08-02 | Mks Instruments, Inc. | Ionization gauge with operational parameters and geometry designed for high pressure operation |
| US9927317B2 (en) | 2015-07-09 | 2018-03-27 | Mks Instruments, Inc. | Ionization pressure gauge with bias voltage and emission current control and measurement |
| KR102139933B1 (ko) * | 2020-05-04 | 2020-07-31 | 홍승수 | 서미스터 센서를 이용한 진공게이지 및 가스 리크 검출기 일체형 검출장치 |
| CN112629747A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-09 | 尚越光电科技股份有限公司 | 一种用于高腐蚀性蒸汽压监测的离子真空计 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4339948B2 (ja) | 2009-10-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7741852B2 (en) | Ionization vacuum gauge | |
| US7768267B2 (en) | Ionization gauge with a cold electron source | |
| US9383286B2 (en) | Ionization gauge with emission current and bias potential control | |
| WO2011102077A1 (ja) | 電界放出電子銃及びその制御方法 | |
| JP4206598B2 (ja) | 質量分析装置 | |
| JPH05198873A (ja) | パルス・ガス・レーザ中のガスを予備イオン化するための装置 | |
| Baptist et al. | Bayard–Alpert vacuum gauge with microtips | |
| JP2000241281A (ja) | 熱陰極電離真空計 | |
| US6114694A (en) | Device having field emission type cold cathode and vacuum tank exhausting method and system in the same | |
| JP6111129B2 (ja) | 逆マグネトロン型冷陰極電離真空装置 | |
| US7800376B2 (en) | Method and device for measuring ultrahigh vacuum | |
| JP3406199B2 (ja) | 電界放出型電子銃を備えた粒子線装置及びその加熱脱ガス方法 | |
| Kendall et al. | Compact wide-range cold-cathode gauges | |
| JP4196367B2 (ja) | 電離真空計 | |
| JP2848590B1 (ja) | 電子ビーム励起プラズマ発生装置 | |
| JP2010033833A (ja) | 電界放出型電子銃装置及びその駆動方法 | |
| CN209840718U (zh) | 一款弗兰克赫兹加热炉 | |
| JP2697932B2 (ja) | 真空度測定装置 | |
| JP2000130316A (ja) | ホローカソードおよびその応用装置 | |
| JPH06295693A (ja) | イオン源装置 | |
| JPH0822787A (ja) | 電界放射型電子銃 | |
| JPH0772031A (ja) | 真空度測定方法及び電離真空計 | |
| JPH0777473A (ja) | 熱陰極型電離真空計 | |
| JPS61226628A (ja) | 真空計 | |
| Fleischer et al. | The plasma-heated thyratron |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060127 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060323 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080529 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080610 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080807 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081216 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20090113 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090216 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20090406 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090609 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090703 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120710 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120710 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130710 Year of fee payment: 4 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |