JP2011257377A - 冷陰極電離真空計、該冷陰極電離真空計を備えた真空処理装置、該冷陰極電離真空計に用いる放電開始補助電極、該冷陰極電離真空計を用いた圧力測定方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明にかかる冷陰極電離真空計は、陽極2と、陽極2とともに放電空間9を形成するように配置された陰極1と、放電空間9内に配置され、陰極1と電気的に接続された放電開始補助電極25とからなり、放電開始補助電極25は、陽極2の軸長手方向と平行に配置された電極部26を有して構成されている。
【選択図】図2
Description
図1乃至図6は本発明の第1の実施形態に係る真空処理装置及びそれに取り付けられた冷陰極電離真空計を説明する図である。即ち、図1は本発明の第1の実施形態に係る冷陰極電離真空計を備えた真空処理装置の断面概略図、図2は本発明に係る冷陰極電離真空計の横断面模式図である。また、図3は図2のA−A線から見た断面図(矢視図)、図4は放電開始補助電極の拡大図、図5、6は放電開始補助電極の他の構成例である。
図7は本発明の第2の実施形態に係る冷陰極電離真空計を備えた真空処理装置の断面概略図である。上述した第1の実施形態と同様の構成や部材には同じ符号を付してその詳細な説明を省略した。本実施形態に係る冷陰極電離真空計は、ピラニゲージフィラメント31を内蔵した、いわゆる複合型真空計であり、低真空から中真空領域ではピラニ真空計として計測し、中真空から高真空領域を冷陰極電離計として計測することで、低真空から高真空まで測定することができるように構成されている。
図8の横軸である動作積算時間は、窒素ガスを一定流量導入することで冷陰極電離真空計にとって高負荷となる圧力領域(0.1 Pa)の環境を作り、その環境下での動作時間の積算時間、すなわち、冷陰極電離真空計のセンサ内部の汚れや劣化が進行し易い測定圧力上限領域における放電積算時間を表している。縦軸である放電確率は、10回の測定結果の平均であり、冷陰極電離真空計の陰極1と陽極2に電力を印加してから1秒以内に放電が開始した場合を100%、1〜5秒で放電が開始した場合を50%、5秒を経過しても放電しない場合を0%としたものである。
さらに、130時間(図8中のA点)動作させたところで一度本発明の冷陰極電離真空計を大気開放すると、起動性能が悪化する。今までの測定で、この現象は0.1Pa窒素導入環境下での動作積算時間100時間程度では起こらず、120時間以上で顕著となることが分かっている。しかしながらこのように大気開放で放電確率が悪化した本発明の冷陰極電離真空計は、後述するエージング処理(エージング工程)を行うことで放電確率を回復させることができる。なお、動作積算時間が長期間に亘れば、大気暴露しなくとも起動性能が悪化するが、その場合でも後述のエージング処理を行うことで起動性能を回復できる。
エージング処理は、本発明の冷陰極電離真空計の起動性能(放電確率)を回復させる処理であり、長時間の動作や大気放置により放電確率が悪化した本発明の冷陰極電離真空計を、所定雰囲気中で所定時間放電(所定時間動作)させる処理である。
所定雰囲気と放電時間(所定時間)の組み合わせ(エージング条件)としては、窒素ガス0.1 Paで0.5時間以上放電させた条件で効果が認められ、放電確率は100%に回復した。図8中では積算動作時間132時間で放電確率100%のプロットがエージング後の測定である。もちろん、エージング条件は上記に限定されない。窒素ガス0.05Pa,1時間や、窒素ガスの代わりにアルゴンガスを導入した条件でも同様の効果が認められている。
なお、本発明の冷陰極電離真空計の起動確率の低下は、放電開始補助電極(25など)の先端付近へのスパッタ生成物付着やその付着物の表面変質による二次電子放出率の低下が原因と考えられる。一方、エージング動作による放電確率の回復は、放電開始補助電極(25など)先端部がイオン衝撃を受けてクリーニングされることが原因と考えられる。
1 測定子容器(陰極)
2 陽極
3 磁石
4 電流導入棒
6,7縁部材
8 接続フランジ
8a フィルター
9 放電空間
11 電源
12 放電電流検出部
13 真空計動作回路
14 ポールピース
16 ねじ
25,35,45,55,65 放電開始補助電極
26,36,46,56,66 電極部
26a 突起
27,28 支持部
27a ねじ穴
28a 爪部
31 ピラニゲージフィラメント
Claims (7)
- 陽極と、
前記陽極とともに放電空間を形成するように設けられた陰極と、
前記放電空間内に設けられ、前記陰極と電気的に接続された放電開始補助電極とを有する冷陰極電離真空計であって、
前記放電開始補助電極は、前記陽極の軸長手方向と平行に配置された電極部を有することを特徴とする冷陰極電離真空計。 - 前記放電開始補助電極は、前記陽極の軸長手方向に並んだ複数の突起を備えていることを特徴とする請求項1に記載の冷陰極電離真空計。
- 前記放電開始補助電極の前記陽極の軸長手方向に配置される部分は、ワイヤーであることを特徴とする請求項1に記載の冷陰極電離真空計。
- 前記放電開始補助電極は、前記陽極の周囲に複数設けられることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の冷陰極電離真空計。
- 請求項1乃至4に記載の冷陰極電離真空計を備えることを特徴とする真空処理装置。
- 陽極と、前記陽極とともに放電空間を形成するように設けられた陰極と、前記放電空間内に設けられ、前記陰極と電気的に接続された放電開始補助電極とを有する冷陰極電離真空計に用いられる放電開始補助電極であって、
前記陽極の軸長手方向と平行に配置された電極部を有することを特徴とする放電開始補助電極。 - 請求項1乃至4に記載の冷陰極電離真空計を用いた圧力測定方法であって、
長時間の動作により放電確率が低下した前記冷陰極電離真空計を、所定雰囲気中で所定時間動作させることで放電確率を回復させるエージング処理を行うことを特徴とする冷陰極電離真空計を用いた圧力測定方法。
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