JP2003065877A - 超高真空計及びそれを用いた超高真空測定法 - Google Patents
超高真空計及びそれを用いた超高真空測定法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】測定子及び測定系全てに由来するオフセットを
調整、計測できる超高真空計及びそれを用いた超高真空
測定法を提供する。 【解決手段】本発明の超高真空計においては、イオンが
エネルギーアナライザーを通過しない条件に設定して軟
Ｘ線による残留電流、増幅器、ケーブル、コネクター部
分等全ての測定系全体のオフセットを計測、調整する回
路手段が設けられる。また、本発明の超高真空測定法
は、電子源とイオン生成部を兼ねたグリッドとで構成さ
れるイオン源で気体分子を電子衝撃によりイオン化し、
生成されたイオンを、エネルギーアナライザーを介して
インオン検出部で検出することによって圧力測定を行う
真空計において、エネルギーアナライザーにオフセット
計測、調整回路手段を組合わせて使用し、イオンがエネ
ルギーアナライザーを通過しないオフセット調整モード
条件にエネルギーアナライザーを設定し、そしてこの条
件下で軟エックス線による残留電流、増幅器、ケーブ
ル、コネクター部分等全ての測定系全体のオフセットを
計測し、調整することから成る。
調整、計測できる超高真空計及びそれを用いた超高真空
測定法を提供する。 【解決手段】本発明の超高真空計においては、イオンが
エネルギーアナライザーを通過しない条件に設定して軟
Ｘ線による残留電流、増幅器、ケーブル、コネクター部
分等全ての測定系全体のオフセットを計測、調整する回
路手段が設けられる。また、本発明の超高真空測定法
は、電子源とイオン生成部を兼ねたグリッドとで構成さ
れるイオン源で気体分子を電子衝撃によりイオン化し、
生成されたイオンを、エネルギーアナライザーを介して
インオン検出部で検出することによって圧力測定を行う
真空計において、エネルギーアナライザーにオフセット
計測、調整回路手段を組合わせて使用し、イオンがエネ
ルギーアナライザーを通過しないオフセット調整モード
条件にエネルギーアナライザーを設定し、そしてこの条
件下で軟エックス線による残留電流、増幅器、ケーブ
ル、コネクター部分等全ての測定系全体のオフセットを
計測し、調整することから成る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超高真空計及びそ
れを用いた超高真空測定法に関するものである。
れを用いた超高真空測定法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電離真空計（熱陰極、冷陰極を含む）を
用いて圧力測定を行う際に、測定すべき圧力が極限まで
低くなると、通常は軟Ｘ線による残留電流や、電子励起
脱離イオン（ＥＳＤイオン）による残留電流が測定下限
値を決定し、極限の圧力測定に誤差を与えるものとな
る。
用いて圧力測定を行う際に、測定すべき圧力が極限まで
低くなると、通常は軟Ｘ線による残留電流や、電子励起
脱離イオン（ＥＳＤイオン）による残留電流が測定下限
値を決定し、極限の圧力測定に誤差を与えるものとな
る。
【０００３】このような影響を取り除くために、例え
ば、特開平５−３４０８３５公報や特開平５−１３３８
３２公報などに開示されているように、軟Ｘ線やＥＳＤ
イオンによる残留電流を低減化する真空計が考案されて
いる。しかし、軟Ｘ線による残留電流は完全に取り除け
るわけではなく、電極に反射してイオン検出器に入射す
る成分が微小ながらも残留電流として検出される。
ば、特開平５−３４０８３５公報や特開平５−１３３８
３２公報などに開示されているように、軟Ｘ線やＥＳＤ
イオンによる残留電流を低減化する真空計が考案されて
いる。しかし、軟Ｘ線による残留電流は完全に取り除け
るわけではなく、電極に反射してイオン検出器に入射す
る成分が微小ながらも残留電流として検出される。
【０００４】また、圧力が非常に低くなると、検出すべ
き信号が非常に小さくなる。極限の状況では１０−１５
Ａといった微小電流の検出を行う必要があるが、ここで
問題となるのは、検出系のオフセットの安定性である。
オフセットがドリフトする主な要因は、増幅器自体の温
度ドリフト、ケーブル、コネクター付近での漏洩電流、
コネクターでの接触電位差に起因する漏洩電流、などが
考えられる。増幅器自体の温度ドリフトによるオフセッ
トは増幅器を測定系から一度切り離すことで調整できる
が、ケーブル、コネクターにおける漏洩電流は通常調
整、測定することはできない。真空計の場合は一度真空
計の動作を止めて、これらのオフセットを調整する方法
があるが、そうすると、軟エックス線による残留電流を
測定することはできない。軟エックス線による残留電流
は、陰極より放出された電子が陽極に衝突することで発
生した軟Ｘ線がイオンコレクターを照射することが原因
で生じる、つまり通常の圧力測定をしていないと発生し
ないからである。このように、圧力が低くなる、つまり
検出すべき信号が非常に小さくなると、真空測定子に起
因する残留電流や測定系に起因する漏洩電流が測定誤差
を生む要因となる。また、これらの値は、真空計測定子
の汚染状況、温度、コネクター部分の汚染状況などによ
って変化する。従って、通常の圧力測定を行いながら測
定系全体のオフセットを調整、測定しなければ、非常に
低い圧力を精度良く測定することができない。
き信号が非常に小さくなる。極限の状況では１０−１５
Ａといった微小電流の検出を行う必要があるが、ここで
問題となるのは、検出系のオフセットの安定性である。
オフセットがドリフトする主な要因は、増幅器自体の温
度ドリフト、ケーブル、コネクター付近での漏洩電流、
コネクターでの接触電位差に起因する漏洩電流、などが
考えられる。増幅器自体の温度ドリフトによるオフセッ
トは増幅器を測定系から一度切り離すことで調整できる
が、ケーブル、コネクターにおける漏洩電流は通常調
整、測定することはできない。真空計の場合は一度真空
計の動作を止めて、これらのオフセットを調整する方法
があるが、そうすると、軟エックス線による残留電流を
測定することはできない。軟エックス線による残留電流
は、陰極より放出された電子が陽極に衝突することで発
生した軟Ｘ線がイオンコレクターを照射することが原因
で生じる、つまり通常の圧力測定をしていないと発生し
ないからである。このように、圧力が低くなる、つまり
検出すべき信号が非常に小さくなると、真空測定子に起
因する残留電流や測定系に起因する漏洩電流が測定誤差
を生む要因となる。また、これらの値は、真空計測定子
の汚染状況、温度、コネクター部分の汚染状況などによ
って変化する。従って、通常の圧力測定を行いながら測
定系全体のオフセットを調整、測定しなければ、非常に
低い圧力を精度良く測定することができない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】イオンを検出する真空
計において、その測定信号（電流）は、例えば以下の式
１で表される。 Ii=k×Ie×P+Ix+Iamp+Icable+Ileak+--- （１） この式でliは電流読み値、ｋは感度係数、Ieは電子電
流、Ｐは圧力、Ixは軟Ｘ線に起因する残留電流、Iampは
増幅器のオフセット、Icableはケーブルでの漏洩電流、
Ileakはコネクター等の漏洩電流である。右辺第一項は
圧力に依存する信号で、第２項以降が測定系のオフセッ
トに起因する信号である。
計において、その測定信号（電流）は、例えば以下の式
１で表される。 Ii=k×Ie×P+Ix+Iamp+Icable+Ileak+--- （１） この式でliは電流読み値、ｋは感度係数、Ieは電子電
流、Ｐは圧力、Ixは軟Ｘ線に起因する残留電流、Iampは
増幅器のオフセット、Icableはケーブルでの漏洩電流、
Ileakはコネクター等の漏洩電流である。右辺第一項は
圧力に依存する信号で、第２項以降が測定系のオフセッ
トに起因する信号である。
【０００６】添付図面の図１には、この式を元に、オフ
セットが圧力測定に与える影響を簡単に説明したグラフ
を示している。理想的には、図１のグラフで示される
直線になるはずであるが、式１の第２項以降が正に振れ
ていれば、図１のグラフのようになり、負に振れてい
れば図１のグラフのようになる。従って、図１のグラ
フ、の状況では、圧力が低くなるにつれて正確な圧
力測定を行えないこととなる。増幅器のオフセットIamp
は、増幅器を測定系から物理的に切り離すことで測定、
調整できるが、その他の第２項以降のオフセットは、通
常は真空計を動作させながら測定、調整しなければなら
ない。
セットが圧力測定に与える影響を簡単に説明したグラフ
を示している。理想的には、図１のグラフで示される
直線になるはずであるが、式１の第２項以降が正に振れ
ていれば、図１のグラフのようになり、負に振れてい
れば図１のグラフのようになる。従って、図１のグラ
フ、の状況では、圧力が低くなるにつれて正確な圧
力測定を行えないこととなる。増幅器のオフセットIamp
は、増幅器を測定系から物理的に切り離すことで測定、
調整できるが、その他の第２項以降のオフセットは、通
常は真空計を動作させながら測定、調整しなければなら
ない。
【０００７】そこで、本発明は、上記のような従来技術
に伴う問題点を解決して、測定子及び測定系全てに由来
するオフセットを調整、計測できる超高真空計及びそれ
を用いた超高真空測定法を提供することを目的としてい
る。
に伴う問題点を解決して、測定子及び測定系全てに由来
するオフセットを調整、計測できる超高真空計及びそれ
を用いた超高真空測定法を提供することを目的としてい
る。
【０００８】上記の目的を達成するために、本発明の第
１の発明によれは、電子源とイオン生成部を兼ねたグリ
ッドとで構成されるイオン源で気体分子を電子衝撃によ
りイオン化し、生成されたイオンを、エネルギーアナラ
イザーを介してインオン検出部で検出することによって
圧力測定を行う真空計において、イオンがエネルギーア
ナライザーを通過しない条件に設定して軟Ｘ線による残
留電流、増幅器、ケーブル、コネクター部分等全ての測
定系全体のオフセットを計測、調整する回路手段を設け
たことを特徴としている。
１の発明によれは、電子源とイオン生成部を兼ねたグリ
ッドとで構成されるイオン源で気体分子を電子衝撃によ
りイオン化し、生成されたイオンを、エネルギーアナラ
イザーを介してインオン検出部で検出することによって
圧力測定を行う真空計において、イオンがエネルギーア
ナライザーを通過しない条件に設定して軟Ｘ線による残
留電流、増幅器、ケーブル、コネクター部分等全ての測
定系全体のオフセットを計測、調整する回路手段を設け
たことを特徴としている。
【０００９】回路手段は好ましくは、圧力依存性のある
信号の検出されないオフセット調整モードにエネルギー
アナライザーを設定するオフセット調整モードスイッチ
を備えることができる。
信号の検出されないオフセット調整モードにエネルギー
アナライザーを設定するオフセット調整モードスイッチ
を備えることができる。
【００１０】また、本発明の第２の発明による超高真空
測定法は、電子源とイオン生成部を兼ねたグリッドとで
構成されるイオン源で気体分子を電子衝撃によりイオン
化し、生成されたイオンを、エネルギーアナライザーを
介してインオン検出部で検出することによって圧力測定
を行う真空計において、エネルギーアナライザーにオフ
セット計測、調整回路手段を組合わせて使用し、イオン
がエネルギーアナライザーを通過しないオフセット調整
モード条件にエネルギーアナライザーを設定し、そして
この条件下で軟Ｘ線による残留電流、増幅器、ケーブ
ル、コネクター部分等全ての測定系全体のオフセットを
計測し、調整することを特徴としている。
測定法は、電子源とイオン生成部を兼ねたグリッドとで
構成されるイオン源で気体分子を電子衝撃によりイオン
化し、生成されたイオンを、エネルギーアナライザーを
介してインオン検出部で検出することによって圧力測定
を行う真空計において、エネルギーアナライザーにオフ
セット計測、調整回路手段を組合わせて使用し、イオン
がエネルギーアナライザーを通過しないオフセット調整
モード条件にエネルギーアナライザーを設定し、そして
この条件下で軟Ｘ線による残留電流、増幅器、ケーブ
ル、コネクター部分等全ての測定系全体のオフセットを
計測し、調整することを特徴としている。
【００１１】本超高真空測定法においては、エネルギー
アナライザーの電極電位を走査することにより、イオン
源内で生成されたイオンのエネルギースペクトルを測定
し、圧力測定時には、イオンのエネルギースペクトルの
最大値にエネルギーアナライザーを設定し、またオフセ
ット調整モード時には、圧力依存性のある信号が検出さ
れないエネルギースペクトルのレベルにエネルギーアナ
ライザーを設定することができる。
アナライザーの電極電位を走査することにより、イオン
源内で生成されたイオンのエネルギースペクトルを測定
し、圧力測定時には、イオンのエネルギースペクトルの
最大値にエネルギーアナライザーを設定し、またオフセ
ット調整モード時には、圧力依存性のある信号が検出さ
れないエネルギースペクトルのレベルにエネルギーアナ
ライザーを設定することができる。
【００１２】また、本超高真空測定法において、オフセ
ット調整モードは手動で設定され得る。代りに、オフセ
ット調整モードは予定の時間間隔で自動的に設定され得
る。
ット調整モードは手動で設定され得る。代りに、オフセ
ット調整モードは予定の時間間隔で自動的に設定され得
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、添付図面の図２〜図６を参
照して本発明の実施の形態について説明する。図２に
は、本発明の適用される超高真空計の一つの形態を示
し、図２において、１はイオン源、２はイオンコレクタ
ーであり、イオン源１と、イオンコレクター２との間に
はベッセルボックス（Bessel-Box）型エネルギーアナラ
イザー３が同心的に組み込まれている。
照して本発明の実施の形態について説明する。図２に
は、本発明の適用される超高真空計の一つの形態を示
し、図２において、１はイオン源、２はイオンコレクタ
ーであり、イオン源１と、イオンコレクター２との間に
はベッセルボックス（Bessel-Box）型エネルギーアナラ
イザー３が同心的に組み込まれている。
【００１４】イオン源１は筒型グリッドの集電子電極１
ａと、筒型グリッドの集電子電極１ａの外部側方に配置
され、加熱用電源４からの直流電流で加熱され、熱電子
を放出するフィラメント１ｂと、筒型グリッド１ａに隣
接して同心的に配置され、アース電位に保たれるイオン
引出電極１ｃとを備えている。筒型グリッド１ａは、１
０Ｖの第１の直流電源５と１００Ｖの第２の直流電源６
とを介してアースに接続され、筒型グリッド１ａとフィ
ラメント１ｂとの間に第２の直流電源６の電位差を与
え、それによりフィラメント１ｂから発生される熱電子
は筒型グリッド１ａ内に引き寄せられ、筒型グリッド１
ａ内すなわち測定対象空間内の気体分子と衝突してイオ
ン化させる。
ａと、筒型グリッドの集電子電極１ａの外部側方に配置
され、加熱用電源４からの直流電流で加熱され、熱電子
を放出するフィラメント１ｂと、筒型グリッド１ａに隣
接して同心的に配置され、アース電位に保たれるイオン
引出電極１ｃとを備えている。筒型グリッド１ａは、１
０Ｖの第１の直流電源５と１００Ｖの第２の直流電源６
とを介してアースに接続され、筒型グリッド１ａとフィ
ラメント１ｂとの間に第２の直流電源６の電位差を与
え、それによりフィラメント１ｂから発生される熱電子
は筒型グリッド１ａ内に引き寄せられ、筒型グリッド１
ａ内すなわち測定対象空間内の気体分子と衝突してイオ
ン化させる。
【００１５】エネルギーアナライザー３は、円筒電極３
ａと、入力側円環状電極３ｂと、出力側円環状電極３ｃ
とを備えて、円筒電極３ａ内にはイオン源１からイオン
や電子の荷電粒子と共に放出される光や中性粒子、高速
のイオン、軟Ｘ線を除去するため円盤状の邪魔板７が中
心軸線上に配置され、円筒電極３ａ及び邪魔板７とそれ
ぞれの入力側及び出力側円環状電極３ｂ、３ｃとの間に
バイアス電源８により電位Ｖｂａが印加されている。ま
たエネルギーアナライザー３の円筒電極３ａ、入力側円
環状電極３ｂ、出力側円環状電極３ｃ及び邪魔板７はこ
れらの電極電位を調整するため可変の直流電源９を介し
てアースに接続されている。
ａと、入力側円環状電極３ｂと、出力側円環状電極３ｃ
とを備えて、円筒電極３ａ内にはイオン源１からイオン
や電子の荷電粒子と共に放出される光や中性粒子、高速
のイオン、軟Ｘ線を除去するため円盤状の邪魔板７が中
心軸線上に配置され、円筒電極３ａ及び邪魔板７とそれ
ぞれの入力側及び出力側円環状電極３ｂ、３ｃとの間に
バイアス電源８により電位Ｖｂａが印加されている。ま
たエネルギーアナライザー３の円筒電極３ａ、入力側円
環状電極３ｂ、出力側円環状電極３ｃ及び邪魔板７はこ
れらの電極電位を調整するため可変の直流電源９を介し
てアースに接続されている。
【００１６】このような構成において、フィラメント１
ｂを加熱すると、そこから熱電子が放出され、この熱電
子は筒型グリッド１ａ内に引き寄せられ、そこに存在し
ている気体分子に衝突して気体イオンを生成し、生成さ
れたイオンは、光、軟Ｘ線、中性粒子、高速のイオン及
び筒型グリッド１ａから発生した電子励起脱離イオン
（ESDイオン）などと共に引出電極１ｃにより引出さ
れ、エネルギーアナライザー３の入力側円環状電極３ｂ
を介して円筒電極３ａ内に入る。光、軟Ｘ線、中性粒子
及び高速のイオンは円筒電極３ａ内に配置した邪魔板７
及び円筒電極３ａの内壁に入射し除去される。そして気
体イオンは出力側円環状電極３ｃを介してイオンコレク
ター２に入り、検出される。
ｂを加熱すると、そこから熱電子が放出され、この熱電
子は筒型グリッド１ａ内に引き寄せられ、そこに存在し
ている気体分子に衝突して気体イオンを生成し、生成さ
れたイオンは、光、軟Ｘ線、中性粒子、高速のイオン及
び筒型グリッド１ａから発生した電子励起脱離イオン
（ESDイオン）などと共に引出電極１ｃにより引出さ
れ、エネルギーアナライザー３の入力側円環状電極３ｂ
を介して円筒電極３ａ内に入る。光、軟Ｘ線、中性粒子
及び高速のイオンは円筒電極３ａ内に配置した邪魔板７
及び円筒電極３ａの内壁に入射し除去される。そして気
体イオンは出力側円環状電極３ｃを介してイオンコレク
ター２に入り、検出される。
【００１７】イオン源１とイオン検出器２との間にエネ
ルギーアナライザー３を組み込んだ形状の図示真空計に
おいて、この真空計中のエネルギーアナライザー３の円
筒電極３ａの電位（Vbe）を走査することにより、イオ
ン源１内で生成されたイオンのエネルギースペクトルを
得ることができる。図３にその一例が示されている。通
常の圧力測定を行う場合には、Vbe=66Vにみられるピー
クの最大値にエネルギーアナライザー３を設定する。こ
のスペクトル中でVbe＞１２０Vのところは、圧力依存性
のある気体イオン、ESDイオン等が入射しない条件であ
る。図中、イオンが入射しない部分を図中で拡大して示
している。この図では、オフセットが正に振れており、
この状態で圧力依存性を想定すると、図１のグラフで
示されるように実際には圧力が低いのに、表示圧力が高
く示されることになる。信号Ioffには、増幅器、漏洩電
流、軟Ｘ線による残留電流等のオフセット成分が全て含
まれている。実際に測定したい値は矢印で示される高
さである。この高さを測定するには、オフセットをキャ
ンセルする必要がある。いちばん簡単には、実際にオフ
セットIoffを計測し、InowからIoffを差し引けばよい。
ルギーアナライザー３を組み込んだ形状の図示真空計に
おいて、この真空計中のエネルギーアナライザー３の円
筒電極３ａの電位（Vbe）を走査することにより、イオ
ン源１内で生成されたイオンのエネルギースペクトルを
得ることができる。図３にその一例が示されている。通
常の圧力測定を行う場合には、Vbe=66Vにみられるピー
クの最大値にエネルギーアナライザー３を設定する。こ
のスペクトル中でVbe＞１２０Vのところは、圧力依存性
のある気体イオン、ESDイオン等が入射しない条件であ
る。図中、イオンが入射しない部分を図中で拡大して示
している。この図では、オフセットが正に振れており、
この状態で圧力依存性を想定すると、図１のグラフで
示されるように実際には圧力が低いのに、表示圧力が高
く示されることになる。信号Ioffには、増幅器、漏洩電
流、軟Ｘ線による残留電流等のオフセット成分が全て含
まれている。実際に測定したい値は矢印で示される高
さである。この高さを測定するには、オフセットをキャ
ンセルする必要がある。いちばん簡単には、実際にオフ
セットIoffを計測し、InowからIoffを差し引けばよい。
【００１８】しかし、コネクターの汚染、着脱の際のオ
フセットの変化が大きかった場合に、ただVbe＞１２０
にしてその点でのオフセットを差し引くだけであると、
オフセット測定精度が低下するので、本発明においては
図４に示すような増幅器及びオフセット調整回路が用い
られる。図４の増幅器及びオフセット調整回路は、主増
幅器１０と、この主増幅器１０に並列に接続された高抵
抗１１と、主増幅器１０の入力側に接続されたオフセッ
ト調整回路１２とから成っている。オフセット調整回路
１２は高抵抗１３及び可変抵抗１４を備え、そしてＣＰ
Ｕ１５に接続されている。
フセットの変化が大きかった場合に、ただVbe＞１２０
にしてその点でのオフセットを差し引くだけであると、
オフセット測定精度が低下するので、本発明においては
図４に示すような増幅器及びオフセット調整回路が用い
られる。図４の増幅器及びオフセット調整回路は、主増
幅器１０と、この主増幅器１０に並列に接続された高抵
抗１１と、主増幅器１０の入力側に接続されたオフセッ
ト調整回路１２とから成っている。オフセット調整回路
１２は高抵抗１３及び可変抵抗１４を備え、そしてＣＰ
Ｕ１５に接続されている。
【００１９】ところで、オフセットは前述のように、温
度変化などの時間変化によって変化するので、手動のみ
でなく、ある一定の間隔をおいて自動的に習得できるに
ようにするのが望ましい。そのため図５に示すような測
定子操作用の電源コントローラが用いられる。図示コン
トローラには主電源投入用スイッチ１６、測定開始用ス
イッチ１７、脱ガススタートスイッチ１８、各種パラメ
ータ設定用スイッチ１９等通常の真空計が有する機能の
他に、オフセット調整スタート用スイッチ２０が配置さ
れる。
度変化などの時間変化によって変化するので、手動のみ
でなく、ある一定の間隔をおいて自動的に習得できるに
ようにするのが望ましい。そのため図５に示すような測
定子操作用の電源コントローラが用いられる。図示コン
トローラには主電源投入用スイッチ１６、測定開始用ス
イッチ１７、脱ガススタートスイッチ１８、各種パラメ
ータ設定用スイッチ１９等通常の真空計が有する機能の
他に、オフセット調整スタート用スイッチ２０が配置さ
れる。
【００２０】次に図６を参照してオフセット調整回路１
２によるオフセット調整について説明をする。オフセッ
トを調整するための図６に示す流れ図において、図中に
表していない項目として、使用前に可変抵抗１４によっ
ておよそオフセットを調整しておく。圧力計測中にオフ
セットモードに入る際には、オフセット調整スタート用
スイッチ２０が押され、それにより圧力計測が停止され
る。そして可変の直流電源９を調整してエネルギーアナ
ライザー３の円筒電極３ａの電位（Vbe）は１２０Ｖ以
上に設定され、重み付けされる。この状態で現在のオフ
セットが計測され、CPU１５からの信号で荒いオフセッ
ト調整が行なわれる。その後、実際に調整しきれなかっ
たオフセットを計測し、その値（Ioff）は記憶される。
２によるオフセット調整について説明をする。オフセッ
トを調整するための図６に示す流れ図において、図中に
表していない項目として、使用前に可変抵抗１４によっ
ておよそオフセットを調整しておく。圧力計測中にオフ
セットモードに入る際には、オフセット調整スタート用
スイッチ２０が押され、それにより圧力計測が停止され
る。そして可変の直流電源９を調整してエネルギーアナ
ライザー３の円筒電極３ａの電位（Vbe）は１２０Ｖ以
上に設定され、重み付けされる。この状態で現在のオフ
セットが計測され、CPU１５からの信号で荒いオフセッ
ト調整が行なわれる。その後、実際に調整しきれなかっ
たオフセットを計測し、その値（Ioff）は記憶される。
【００２１】これらの過程が終了後、通常の測定状態に
戻り、圧力計測が開始されると、まずその時点で記憶装
置に記憶されているオフセットデータすなわち電流値
（Ioff）が初期値として読み込まれ、そして現在の真空
計の計測しているデータすなわち電流値（Inow）が読み
込まれる。オフセットをキャンセルするために現在の真
空計の計測しているデータ（Inow）からオフセットデー
タ（Ioff）が差し引かれ、電流の読み値（Ii）が得られ
る。そしてこの電流の読み値（Ii）は圧力に依存する信
号値すなわち感度係数ｋと電子電流Ieと比感度Ｒとの積
で割算し、換算することにより圧力値Ｐが得られ、表示
される。このような測定法を用いると、非常に高い精度
で微少信号を測定できる。
戻り、圧力計測が開始されると、まずその時点で記憶装
置に記憶されているオフセットデータすなわち電流値
（Ioff）が初期値として読み込まれ、そして現在の真空
計の計測しているデータすなわち電流値（Inow）が読み
込まれる。オフセットをキャンセルするために現在の真
空計の計測しているデータ（Inow）からオフセットデー
タ（Ioff）が差し引かれ、電流の読み値（Ii）が得られ
る。そしてこの電流の読み値（Ii）は圧力に依存する信
号値すなわち感度係数ｋと電子電流Ieと比感度Ｒとの積
で割算し、換算することにより圧力値Ｐが得られ、表示
される。このような測定法を用いると、非常に高い精度
で微少信号を測定できる。
【００２２】このように、オフセットスタート用スイッ
チ２０を押すことによってエネルギーアナライザー３の
円筒電極３ａの電位（Vbe）はVbe＞１２０に設定され、
オフセット調整、データ習得が行なわれる。また、パラ
メータ設定メニューの中には、ある一定の時間経過後に
自動的にオフセット調整に入るモードの設定項目が組み
込まれているので、自動オフセット習得モードでは、あ
る一定の時間経過後にVbe＞１２０が設定され、オフセ
ット調整、残留オフセットを習得する。このようなモー
ドを使用することで、ある一定サイクルの温度変化があ
る場所におけるオフセット安定性が望むことができ、低
い圧力においても精度の高い圧力測定ができることとな
る。
チ２０を押すことによってエネルギーアナライザー３の
円筒電極３ａの電位（Vbe）はVbe＞１２０に設定され、
オフセット調整、データ習得が行なわれる。また、パラ
メータ設定メニューの中には、ある一定の時間経過後に
自動的にオフセット調整に入るモードの設定項目が組み
込まれているので、自動オフセット習得モードでは、あ
る一定の時間経過後にVbe＞１２０が設定され、オフセ
ット調整、残留オフセットを習得する。このようなモー
ドを使用することで、ある一定サイクルの温度変化があ
る場所におけるオフセット安定性が望むことができ、低
い圧力においても精度の高い圧力測定ができることとな
る。
【００２３】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の第１
の発明による超高真空計においては、イオンがエネルギ
ーアナライザーを通過しない条件に設定して軟Ｘ線によ
る残留電流、増幅器、ケーブル、コネクター部分等全て
の測定系全体のオフセットを計測、調整する回路手段を
設けたことにより、測定子及び測定系全てに由来するオ
フセットを調整、計測することができ、低コストで安定
して低い圧力まで精度の高い圧力測定を行えるようにな
る。
の発明による超高真空計においては、イオンがエネルギ
ーアナライザーを通過しない条件に設定して軟Ｘ線によ
る残留電流、増幅器、ケーブル、コネクター部分等全て
の測定系全体のオフセットを計測、調整する回路手段を
設けたことにより、測定子及び測定系全てに由来するオ
フセットを調整、計測することができ、低コストで安定
して低い圧力まで精度の高い圧力測定を行えるようにな
る。
【００２４】また、本発明の第２の発明による超高真空
測定法においては、電子源とイオン生成部を兼ねたグリ
ッドとで構成されるイオン源で気体分子を電子衝撃によ
りイオン化し、生成されたイオンを、エネルギーアナラ
イザーを介してインオン検出部で検出することによって
圧力測定を行う真空計において、エネルギーアナライザ
ーにオフセット計測、調整回路手段を組合わせて使用
し、イオンがエネルギーアナライザーを通過しないオフ
セット調整モード条件にエネルギーアナライザーを設定
し、そしてこの条件下で軟Ｘ線による残留電流、増幅
器、ケーブル、コネクター部分等全ての測定系全体のオ
フセットを計測し、調整ように構成しているので、非常
に高い精度で微少信号を測定することができ、それによ
り、超高真空を高精度で測定することができるようにな
る。
測定法においては、電子源とイオン生成部を兼ねたグリ
ッドとで構成されるイオン源で気体分子を電子衝撃によ
りイオン化し、生成されたイオンを、エネルギーアナラ
イザーを介してインオン検出部で検出することによって
圧力測定を行う真空計において、エネルギーアナライザ
ーにオフセット計測、調整回路手段を組合わせて使用
し、イオンがエネルギーアナライザーを通過しないオフ
セット調整モード条件にエネルギーアナライザーを設定
し、そしてこの条件下で軟Ｘ線による残留電流、増幅
器、ケーブル、コネクター部分等全ての測定系全体のオ
フセットを計測し、調整ように構成しているので、非常
に高い精度で微少信号を測定することができ、それによ
り、超高真空を高精度で測定することができるようにな
る。
【００２５】また、オフセット調整モードを予定の時間
間隔で自動的に設定できるようにした場合には、ある一
定サイクルの温度変化がある場所におけるオフセット安
定性が得られ、それにより低い圧力においても精度の高
い圧力測定ができるようになる。
間隔で自動的に設定できるようにした場合には、ある一
定サイクルの温度変化がある場所におけるオフセット安
定性が得られ、それにより低い圧力においても精度の高
い圧力測定ができるようになる。
【図１】オフセットが圧力測定に与える影響を示すグラ
フ。
フ。
【図２】本発明が適用される真空計の要部の構成を示す
概略線図。
概略線図。
【図３】図２の真空計のエネルギーアナライザーによる
イオン源内で生成されたイオンのエネルギースペクトル
を示すグラフ。
イオン源内で生成されたイオンのエネルギースペクトル
を示すグラフ。
【図４】図２の真空計のエネルギーアナライザーに関連
して用いられるオフセット調整回路を示す回路線図。
して用いられるオフセット調整回路を示す回路線図。
【図５】圧力測定モード及びオフセット調整モードを示
す流れ図。
す流れ図。
【図６】測定子操作用の電源コントローラの構成を示す
概略線図。
概略線図。
１：イオン源
１ａ：筒型グリッドの集電子電極
１ｂ：フィラメント
１ｃ：イオン引出電極
２：イオンコレクター
３：エネルギーアナライザー
３ａ：円筒電極
３ｂ：入力側円環状電極
３ｃ：出力側円環状電極
４：加熱用電源
５：１の直流電源
６：第２の直流電源
７：円盤状の邪魔板
８：バイアス電源
９：可変の直流電源
１０：主増幅器
１１：高抵抗
１２：オフセット調整回路
１３：高抵抗
１４：可変抵抗
１５：ＣＰＵ
１６：主電源投入用スイッチ
１７：測定開始用スイッチ
１８：脱ガススタートスイッチ
１９：各種パラメータ設定用スイッチ
２０：オフセット調整スタート用スイッチ
Claims (6)
- 【請求項１】電子源とイオン生成部を兼ねたグリッドと
で構成されるイオン源で気体分子を電子衝撃によりイオ
ン化し、生成されたイオンを、エネルギーアナライザー
を介してインオン検出部で検出することによって圧力測
定を行う真空計において、イオンがエネルギーアナライ
ザーを通過しない条件に設定して軟Ｘ線による残留電
流、増幅器、ケーブル、コネクター部分等全ての測定系
全体のオフセットを計測、調整する回路手段を設けたこ
とを特徴とする超高真空計。 - 【請求項２】回路手段が、圧力依存性のある信号の検出
されないオフセット調整モードにエネルギーアナライザ
ーを設定するオフセット調整モードスイッチを備えてい
ることを特徴とする請求項１に記載の超高真空計。 - 【請求項３】電子源とイオン生成部を兼ねたグリッドと
で構成されるイオン源で気体分子を電子衝撃によりイオ
ン化し、生成されたイオンを、エネルギーアナライザー
を介してインオン検出部で検出することによって圧力測
定を行う真空計において、エネルギーアナライザーにオ
フセット計測、調整回路手段を組合わせて使用し、イオ
ンがエネルギーアナライザーを通過しないオフセット調
整モード条件にエネルギーアナライザーを設定し、そし
てこの条件下で軟Ｘ線による残留電流、増幅器、ケーブ
ル、コネクター部分等全ての測定系全体のオフセットを
計測し、調整することを特徴とする超高真空測定法。 - 【請求項４】エネルギーアナライザーの電極電位を走査
することにより、イオン源内で生成されたイオンのエネ
ルギースペクトルを測定し、圧力測定時には、イオンの
エネルギースペクトルの最大値にエネルギーアナライザ
ーを設定し、またオフセット調整モード時には、圧力依
存性のある信号が検出されないエネルギースペクトルの
レベルにエネルギーアナライザーを設定することを特徴
とする請求項３に記載の超高真空測定法。 - 【請求項５】オフセット調整モードが手動で設定される
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の超高真空測定
法。 - 【請求項６】オフセット調整モードが予定の時間間隔で
自動的に設定されることを特徴とする請求項３又は４に
記載の超高真空測定法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001257956A JP2003065877A (ja) | 2001-08-28 | 2001-08-28 | 超高真空計及びそれを用いた超高真空測定法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001257956A JP2003065877A (ja) | 2001-08-28 | 2001-08-28 | 超高真空計及びそれを用いた超高真空測定法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003065877A true JP2003065877A (ja) | 2003-03-05 |
Family
ID=19085548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001257956A Pending JP2003065877A (ja) | 2001-08-28 | 2001-08-28 | 超高真空計及びそれを用いた超高真空測定法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003065877A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008151756A (ja) * | 2006-12-20 | 2008-07-03 | Ulvac Japan Ltd | 真空測定方法および真空計 |
| JP2009243889A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Yamatake Corp | 圧力センサ |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5630621A (en) * | 1979-08-21 | 1981-03-27 | Saburo Nagata | Improved type extremely high vacuum measuring device |
| JPS6036929A (ja) * | 1983-08-09 | 1985-02-26 | Nec Corp | 圧力変換器とその駆動方法 |
| JPS61221613A (ja) * | 1985-03-27 | 1986-10-02 | Shimadzu Corp | 計測装置の零点補正装置 |
| JPH1078368A (ja) * | 1996-09-03 | 1998-03-24 | Ulvac Japan Ltd | 超高真空用真空計 |
-
2001
- 2001-08-28 JP JP2001257956A patent/JP2003065877A/ja active Pending
Patent Citations (4)
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| JPS5630621A (en) * | 1979-08-21 | 1981-03-27 | Saburo Nagata | Improved type extremely high vacuum measuring device |
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| JPH1078368A (ja) * | 1996-09-03 | 1998-03-24 | Ulvac Japan Ltd | 超高真空用真空計 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2008151756A (ja) * | 2006-12-20 | 2008-07-03 | Ulvac Japan Ltd | 真空測定方法および真空計 |
| JP2009243889A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Yamatake Corp | 圧力センサ |
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