JP2022549223A - 圧力を決定するための方法および圧力センサ - Google Patents

Abstract

本発明は、真空系内の圧力を決定するための方法１００に関し、本方法は、ａ）真空系に流体力学的に接続されており、第１の電極および第２の電極と電気的に接触している試料室内でプラズマを生成するステップ１０１と、ｂ）第１の電極と第２の電極との間でプラズマを通って流れる電流の電流強度を測定するステップ１０２と、ｃ）プラズマから放出される第１の波長範囲の電磁放射線の第１の放射強度を測定するステップ１０３であって、第１の波長範囲は、第１の化学元素の第１のプラズマ種の少なくとも第１の輝線を含む、第１の放射強度を測定するステップ１０３と、ｄ）プラズマから放出される第２の波長範囲の電磁放射線の第２の放射強度を測定するステップ１０４であって、第２の波長範囲は、第１の化学元素の第１のプラズマ種または第１の化学元素の第２のプラズマ種の第２の輝線を含み、第２の輝線は、第１の波長範囲外にある、第２の放射強度を測定するステップ１０４と、ｅ）測定された電流強度、測定された第１の放射強度、および測定された第２の放射強度の関数として真空系内の圧力を決定するステップ１０５とを含む。さらに、本発明は、真空圧力センサに関する。

Description

本発明は、真空系内の圧力を決定するための方法、真空圧力センサ、上記方法を実施するための装置、上記方法の適用、および圧力センサの使用に関する。

標準圧を大幅に下回る圧力を決定することができる真空圧力センサまたは真空計が知られている。既知の真空圧力センサの中でも、いわゆる電離真空計は、測定範囲が特に広い。それらは、気体電離の迂回路を介して圧力を測定する。最初に、残留気体の電離性、したがって真空系内の気体密度が決定される。気体の電離に必要な電子は、熱陰極（熱陰極電離真空計）または冷電極間の独立した気体放電（冷陰極真空計）のいずれかによって生成される。冷電極間の独立した気体放電は約１０^－３ｍｂａｒの圧力で消滅するため、冷陰極電離ゲージの測定範囲は、独立した電気気体放電における電子経路を実質的に長くし、したがってイオン収量を増大させる磁場を使用するＦ．Ｍ．ＰＥＮＮＩＮＧによるドイツ特許第７１６ ７１２号に記載された構成によって高真空範囲内の圧力に拡張されている。これらのペニング真空計は広く使用されており、長年にわたってさらに技術的に改善されてきた。

現在一般的に使用されているのは逆マグネトロンの形態のＨＯＢＳＯＮおよびＲＥＤＨＥＡＤ（Ｒｅｄｈｅａｄ，Ｐ．Ａ．（１９５９），Ｔｈｅ ｍａｇｎｅｔｒｏｎ ｇａｕｇｅ，ａ ｃｏｌｄ ｃａｔｈｏｄｅ ｖａｃｕｕｍ ｇａｕｇｅ，Ｃａｎ．Ｊ．Ｐｈｙｓ．３７，１２６０－１２７１）によって提案された構成である。これは、約１０^－３ｍｂａｒから超高真空範囲までの圧力範囲をカバーすることができる。ペニング真空計、およびマグネトロンまたは逆マグネトロンアレイに基づく冷陰極真空計は、共通して、電場が本質的に磁場に対して垂直である。

既知の構成の主な問題の１つは、高圧に向かって圧力範囲が制限されていることである。放電の支配的な割合の変化により、電流測定にあいまいさが生じる。これは、電子とイオンの両方が測定電流に寄与することに起因する。圧力に応じて、得られるプラズマの性質が変化する。冷陰極真空計の典型的な圧力－電流強度較正曲線は、約１０^－３ｍｂａｒ未満の圧力に対して、圧力の増大と共に電流が単調に増大する範囲を示す。これは、測定電流から圧力を一義的に決定することができる使用可能な測定範囲である。この範囲では電子による環電流が支配的である。圧力－電流強度較正曲線は、典型的には約１０^－２ｍｂａｒにおいて電流最大値を示す。この最大値を超える圧力では、電流は圧力の増大と共に減少する。この圧力範囲では、プラズマ、すなわち電子と正電荷を帯びたイオンとの混合物が支配的である。従来、使用可能な測定範囲は、前述の電流強度最大値を超えて拡張することができない。

本発明の目的は、従来技術と比較して改善された、真空圧力を決定するための方法を見出すことであった。本発明のさらなる目的は、代替的な真空圧力センサ、すなわち使用可能な測定範囲が増大した真空圧力センサを提供することであった。

本発明によれば、この目的は、請求項１に記載の方法によって解決される。
本発明による方法は、真空系内の圧力を決定するための方法である。本方法は、
ａ）真空系に流体力学的に接続された試料室内でプラズマを生成するステップであって、プラズマは、第１の電極および第２の電極と電気的に接触している、生成するステップと、
ｂ）第１の電極と第２の電極との間でプラズマを通って流れる電流の電流強度を測定するステップと、
ｃ）プラズマから放出される第１の波長範囲の電磁放射線の第１の放射強度を測定するステップであって、第１の波長範囲は、第１の化学元素の第１のプラズマ種の少なくとも第１の輝線を含む、第１の放射強度を測定するステップと、
ｄ）プラズマから放出される第２の波長範囲の電磁放射線の第２の放射強度を測定するステップであって、第２の波長範囲は、第１の化学元素の第１のプラズマ種または第１の化学元素の第２のプラズマ種の第２の輝線を含み、第２の輝線は、第１の波長範囲外にある、第２の放射強度を測定するステップと、
ｅ）測定された電流強度、測定された第１の放射強度、および測定された第２の放射強度の関数として真空系内の圧力を決定するステップと
を含む。

発生したプラズマによって電磁放射線および荷電粒子が生成される。プラズマ中で発生した荷電粒子に基づいて、電流計を用いてプラズマ中を流れる電流を測定することにより、試料室内の粒子密度を決定することができる。試料室内の粒子密度を使用して、試料室内の圧力を推測することができる。試料室は、真空系と試料室との間に圧力平衡があり、試料室内で決定される圧力が真空系内の圧力と一致するように、真空系に流体力学的に接続される。試料室は、試料室内で生成されたプラズマが第１の電極および第２の電極の両方と接触することができるように、互いに隔離された電極間に延在する。電流計は、アンプメータまたは電子カウンタなどの任意の充電率計であってもよい。プラズマを生成するために、多種多様なプラズマ源を使用することができる。電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）イオン源、ペニング放電、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）またはグロー放電源などが、本発明による方法に適している。ペニング、マグネトロンおよび逆マグネトロンアレイが、非常にコンパクトに構築することができ、低圧、特に１０^－８ｍｂａｒまでの圧力でも十分なイオン収量を確保することができるため、プラズマを生成するのに適している。後者の３つのプラズマ源は、ＥｘＢ供給源という総称の下でグループ化される。

本発明者らは、プラズマによって放出される電磁放射線、特に光学範囲内の電磁放射線の２つの異なる賢明に選択された波長範囲内の強度を測定することによって、試料室内の圧力に関する追加の情報が得られ、それによって、電流測定の測定結果への圧力の割り当てのあいまいさを解決することができることを認識した。

電磁放射線の測定強度は、例えば、光学範囲内の放射強度、すなわち可視光、紫外線放射または赤外線放射、特に近赤外範囲からの放射強度を指す。プラズマ中の原子およびイオンは、この波長範囲内の放射線を放出し、これはそれぞれの化学元素に特徴的な輝線を示す。これらの特徴的な輝線の波長は、原子発光分光法（ＡＥＳ）の分野から知られており、測定される気体について調べることができる。用途に応じて、測定される気体は、例えば、窒素、酸素、アルゴンまたはヘリウムであり得る。

本発明によれば、第１の波長範囲の電磁放射線の第１の放射強度が測定され、第２の波長範囲の電磁放射線の第２の放射強度が測定される。第１および第２の波長範囲は、第１の輝線が第１の波長範囲に含まれるが、第２の輝線が除外されるように選択される。しかしながら、第２の波長範囲内では、第２の輝線が観測可能である。第１の波長範囲および第２の波長範囲は、非常に狭くなるように、すなわち、例えば、本質的にそれぞれ第１の輝線および第２の輝線のみがそれぞれの波長範囲内にあるように、それぞれ第１の輝線および第２の輝線の自然線幅よりもわずかに大きくなるように選択することができる。第２の波長範囲は、第１の輝線も第２の波長範囲内にあるように大きく選択することができる。第１の輝線および第２の輝線は、本明細書では第１の化学元素として参照される同じ化学元素のプラズマ種からの輝線である。それらは、同じ第１のプラズマ種の第１の輝線および第２の輝線であってもよい。代替的に、第２の輝線は、第１のプラズマ種とは異なるが、同じ第１の化学元素のプラズマ種である第２のプラズマ種の輝線であってもよい。本発明にとって、プラズマ種は、化学構造式、それらの電荷状態（例えば、中性、単独電離、二重電離）、および任意選択的にそれらの励起状態によって特徴付けられる気体原子および化学化合物を意味する。元素のプラズマ種は、その構造式中にその元素を含む。例えば、中性窒素分子Ｎ_２、中性窒素原子ＮＩ、一価イオン窒素原子ＮＩＩ、および二価イオン窒素原子ＮＩＩＩが、化学元素窒素の４つの異なるプラズマ種である。別の例として、中性アルゴン原子ＡｒおよびアルゴンイオンＡｒ^＋が、化学元素アルゴンの２つの異なるプラズマ種である。本発明による同じ化学元素の１つまたは２つのプラズマ種からの２つの異なる輝線を観察することによって、電流強度に加えて別の圧力依存パラメータを決定することができる。３個以上の原子を有する構造式を有するプラズマ種からの輝線が観察される場合、輝線は、共通の化学元素を有するだけでなく、構造式の可能な限り大きい部分を共有するプラズマ種に属する場合には、有利である。このように、測定された第１の強度および第２の強度からの強度比は、主にプラズマ中の粒子密度、すなわち圧力に依存する。したがって、残留気体の組成への依存が低減される。好ましくは、第１の輝線および第２の輝線は、同じ気体の輝線、すなわち、気体状態またはプラズマ状態の同じ原子または分子の輝線である。

本方法の最後のステップとして、測定された電流強度、測定された第１の放射強度、および測定された第２の放射強度の関数として真空系内の圧力が決定される。例えば、第１の放射強度および第２の放射強度は、放射強度の比になるように計算することができ、このとき、圧力は、測定された電流強度、および計算された放射強度の比の関数として決定することができる。

電流強度、第１の放射強度、および第２の放射強度の測定は、同時にまたは互いに対する時間遅延を伴って行うことができる。例えば、プラズマが生成されると、真空系内の圧力の変化を周期的または連続的に監視するために、上記の測定を周期的に繰り返し、または連続的に実施することができる。この目的のために、プラズマは、エネルギーを供給することによって維持されなければならない。各測定の前にプラズマを発生させる方法の変形例も想定される。

本方法の変形例は、従属請求項２および３の特徴から生じる。
本方法の一変形例では、真空系内の圧力を決定するステップｅ）において、測定された第１の放射強度および測定された第２の放射強度に基づいて圧力の推定値が決定される。圧力－電流強度較正曲線の定義範囲は、推定値を含み、圧力－電流強度較正曲線が単調である圧力範囲に制限される。制限された定義範囲内の圧力－電流強度較正曲線に基づいて、および測定電流に基づいて、真空系内の圧力が決定される。

本方法のこの変形例は、圧力－電流強度較正曲線が測定範囲全体にわたって単調増大および単調減少区間を有する場合でも、広い測定範囲にわたって圧力の決定を可能にする。２つの測定された放射輝度から正確な圧力を決定することは依然として必要ない。圧力の推定値を決定することができれば十分であり、圧力の推定値が分かれば、問題の圧力値を圧力－電流強度較正曲線の単調な範囲に十分な確実性で制限することができる。次いで、測定されたアンペア数への圧力の割り当てが明確になり、アンペア数測定に典型的な高い正確度で圧力を決定することができる。

この方法の１つの変形例では、圧力の推定値ｐ０の対数が、次式
ｌｏｇ（ｐ０）＝ａ（Ｉ＿１／Ｉ＿２）＋ｂ
を使用して決定される。

ここで、ａおよびｂは、予め決定された係数であり、輝線の選択、プラズマを生成するために使用される構成、および対数の底に依存する。

方法のこの変形例は、第１の放射強度および第２の放射強度の強度比の一次関数に基づいて圧力の大きさの非常に簡単でロバストな推定値を提供する。次に、この推定値の周囲の圧力範囲を、圧力の制約された定義範囲として使用することができる。例えば、推定値ｐ０がΔｐの誤差許容差で真の圧力を推定する場合、圧力の制限された定義範囲は、（ｐ０－１０＊Δｐ）～（ｐ０＋１０＊Δｐ）から選択することができる。

係数ａおよびｂは、既知の圧力での較正測定によって決定することができる。対数の底（例えば、ｅを底とする対数、または１０を底とする対数）が変化すると、係数ａおよびｂは同じ係数で変化する。

この目的は、請求項４に記載の真空圧力センサによってさらに解決される。
本発明による真空圧力センサは、
－ プラズマを発生させることができる試料室であって、第１の電極および第２の電極との電気的接触を有する、試料室と、
－ 第１の電極および第２の電極に電気的に接続され、試料室に直列に接続された電流測定装置と、
－ 波長選択素子と、
－ 電磁放射線の放射強度を測定するための第１の検出素子および第２の検出素子と
を備える。

波長選択素子、第１の検出素子、および第２の検出素子は、試料室から発する第１の波長範囲の電磁放射線のみが第１の検出素子に到達することができ、試料室から発する第２の波長範囲の電磁放射線のみが第２の検出素子に到達することができるように配置構成される。第１の波長範囲には、少なくとも、第１の化学元素の第１のプラズマ種の第１の輝線がある。第１の化学元素の第１のプラズマ種または第１の化学元素の第２のプラズマ種の第２の輝線は、第２の波長範囲内にある。第２の輝線は、第１の波長範囲外にある。

本発明による真空圧力センサは、本発明による方法のステップｂ）、ｃ）およびｄ）による測定を実行するのに適している。これに関して、波長選択素子ならびに第１の検出素子および第２の検出素子は、それぞれ第１の波長範囲および第２の波長範囲からの放射強度の測定を可能にし、これら２つの波長範囲は、本発明による方法に関連して上述したように選択される。

波長選択素子は、例えば、狭帯域、広帯域、または帯域通過特性を有する光学フィルタであってもよい。そのような光学フィルタは、例えば、対応する検出素子に到達するプラズマからの電磁放射線が光学フィルタを通過しなければならないように、検出素子の１つの直前に配置することができる。そのようなフィルタは、例えば、特定の波長範囲内で反射性であり、他の波長範囲内の放射線に対して透過性である干渉フィルタであってもよい。フィルタは、選択された波長範囲において９５％を超える透過率を有するカラーフィルタであってもよい。したがって、フィルタによって透過される波長を有する放射線が、主にフィルタの後の放射線経路内に依然として存在する。波長選択素子はまた、例えば、電磁放射線が波長に応じて異なる方向に回折または屈折されるように、光学格子またはプリズムとすることもできる。次いで、検出素子を対応する方向に位置付けることができる。

真空圧力センサは、例えば、測定室の接続開口部などの接続開口部を有することができる。試料ボリュームは、そのような接続開口部を介して真空系に流体力学的に接続することができる。この場合、真空圧力センサは、真空系から独立して製造および維持することができる。例えば、接続開口部は、標準的な真空フランジによって囲まれてもよい。代替的に、真空圧力センサはまた、真空系内に設置されてもよい。

例えば、試料室は、測定室に囲まれていてもよい。第１の電極および第２の電極の少なくとも一方は、真空圧力センサの測定室の壁として部分的または全体的に形成することができる。

真空圧力センサの実施形態は、請求項５～１２の特徴から明らかである。
真空圧力センサの一実施形態は、試料室を囲む測定室を含む。測定室は、測定室の壁の中の、または測定室の壁としての窓を有する。窓は、光波長範囲内で透過性である。試料室から始まり、窓をトラバースし、第１の検出素子内で終端する連続的な第１の放射線経路が画定される。試料室から始まって窓をトラバースし、第２の検出素子内で終端する連続的な第２の放射線経路が画定される。

この実施形態では、試料室および２つの検出素子は、窓の異なる側にある。窓は、例えば、サファイアまたは石英ガラスから作製することができる。サファイアまたは石英ガラス製の窓は、実質的に光波長範囲全体にわたって透過性であり、化学的に不活性であり、すなわちプラズマまたは任意のプロセス気体によって攻撃されず、高い機械的強度を有し、真空に適合する。特に、サファイアは、２５０～１０００ナノメートルの波長範囲内で非常に高い透過率を有する。サファイアまたは石英ガラスから作製された窓を用いて、光学検出素子は、試料ボリュームから入来する検出可能な放射強度の損失を受け入れる必要なく、試料ボリューム内の真空もしくはプラズマから、または任意のプロセス気体から分離することができる。光学検出素子は、試料ボリュームから見て窓の真後ろに設置することができ、一方では試料ボリュームからの放射強度に対する高い感度をもたらし、他方では圧力センサ全体の非常にコンパクトな設計を可能にする。

窓を有する実施形態では、第１の検出素子および第２の検出素子は、測定室の外側に配置することができる。この場合、第１の検出素子および第２の検出素子は、真空適合性に関する一切の要件を満たす必要がない。

窓は、例えば、２つの平面の相互に平行な境界面を有することができ、第１の境界面は真空側に面し、第２の境界面は検出器側に面する。窓は、特に中心アノードを試料室に供給するための、電気的フィードスルー、特に高電圧フィードスルーの機能をさらに有してもよい。さらに、窓の１つ以上の境界面は湾曲しており、したがって電磁放射線経路に対する集束効果を有することができる。特に、境界面の幾何学的形状は、プラズマから発する放射線経路を検出素子の少なくとも１つに集束させるように設計することができる。第１の検出素子および／または第２の検出素子上の放射強度の増大、したがってスペクトル線のより正確な評価は、実施形態のこの変形例によって達成可能である。このようにして、窓は、例えば、レンズ効果を伴う電気光学フィードスルーとして見ることができる。

真空圧力センサの一実施形態では、第１の検出素子および／または第２の検出素子は、フォトダイオード、フォトトランジスタ、電荷結合素子（略してＣＣＤ）、マルチチャネルプレート（略してＭＣＲ）、またはチャネル型電子増倍器（略してＣＥＭ）である。

フォトダイオードまたはフォトトランジスタを用いると、測定される気体の輝線を評価するのに関連する光波長範囲、すなわち赤外線、可視範囲および紫外線を十分にカバーすることができる。例えば、シリコンベースのフォトダイオードまたはフォトトランジスタを使用して、約１９０～１１００ナノメートルの波長の感度範囲をカバーすることができる。例えば、ゲルマニウムベースのフォトダイオードまたはフォトトランジスタを用いて、約４００～１７００ナノメートルの波長の感度範囲をカバーすることができる。単一のフォトダイオードの使用には、比較的大きい入射領域をカバーすることができるという利点があり、したがって、例えば分光計の使用と比較して、多くの感度が得られる。フォトダイオードまたはフォトトランジスタは、比較的安価な検出素子である。フォトダイオードまたはフォトトランジスタは、他の検出素子と比較してフットプリントが小さく、したがって真空圧力センサのコンパクトな設計を可能にする。

一実施形態では、真空圧力センサは、検出器アレイを備える小型分光計を備え、第１の検出素子および第２の検出素子は、検出器アレイの要素である。

例えば、小型分光計は、第１の放射線経路が小型分光計に入るスロットまたは穴を有することができる。光学格子またはプリズムは、入射放射線が異なる方向に回折または偏向され、検出器アレイの異なる要素に当たることを保証する。このようにして、試料ボリュームから放出された放射線の強度スペクトルを決定することができる。２０ｍｍ×１０ｍｍ×１０ｍｍ程度の幾何学的寸法を有する小型分光計が市販されている。これにより、真空圧力センサのコンパクトな設計が可能になる。検出器アレイは、例えば、フォトダイオードアレイまたはフォトトランジスタのアレイとして設計することができる。検出器アレイは、例えば、ＣＣＤ素子のアレイとして実装されてもよい。第１の波長範囲および第２の波長範囲は各々、検出器の単一の要素によってカバーされてもよい。いくつかの要素、例えばいくつかの隣接する要素の測定強度を、測定された第１の放射強度または第２の放射強度に加えることも可能である。

一実施形態では、真空圧力センサは、試料室内に磁場を発生させるための装置を含む。
試料ボリューム内に磁場を発生させるための装置は、例えば、コイルであってもよい。試料ボリューム内に磁場を発生させるための装置はまた、例えば、永久磁石のアレイであってもよい。さらに、強磁性要素を使用して、試料ボリューム内の所望の磁場分布を達成するように、装置によって生成される磁場を案内することもできる。この実施形態では、第１の電極および第２の電極によって生成される電場、ならびに試料ボリューム内に磁場を生成するための装置からの磁場は、非常に効率的にプラズマを生成するように構成することができる。電場は、電子を電離ポテンシャルよりも大きいエネルギーに加速し、磁場は、一方では軌道を延長し、これにより、別の粒子との衝突の確率がより高くなり、他方では、電子を、分子および原子との作用の最大断面が存在する約数百電子ボルトの軌道に保つ。

試料室内に磁場を発生させるための装置を備えた真空圧力センサの一実施形態では、第１の電極、第２の電極、および試料室内に磁場を発生させるための装置の配置構成は、電極に電圧を印加することによって、試料室内の磁場に対して実質的に垂直に位置整合した電場を発生させることができるように設計される。この実施形態では、第１の電極、第２の電極、および磁場を発生させるための装置の配置構成は、特にマグネトロンアレイ、逆マグネトロンアレイまたはペニングアレイとして設計することができ、すなわち、いわゆるＥｘＢプラズマ源とすることができる。

ＥｘＢプラズマ源では、試料ボリューム内の磁場および電場の力線が本質的に直角に交差するように、試料ボリューム内に磁場を発生させるための装置を配置することができる。

本発明者らは、マグネトロンアレイ、逆マグネトロンアレイおよびペニングアレイが特に有効であることが判明したことを認識した。この文脈において有効とは、光子の最大放出を伴う試料ボリュームの範囲が、大きい圧力範囲にわたって、例えば１０の数乗の圧力にわたって空間的に安定であることを意味する。例えば、逆マグネトロンアレイを用いて、光子の最大放出を伴う試料ボリュームの範囲が、１０の１０乗を超える圧力にわたって空間的に安定であることが達成され得る。放電が１０^－９ｍｂａｒで点火されるかまたは１０ｍｂａｒで点火されるかにかかわらず、最大放出を有するボリュームは常にほぼ同じ場所に、常に同じ直径を有する円環形領域にそれぞれ位置する。さらに、この空間領域は、前述の電極構成における観察のために容易にアクセス可能である。これは、非常に単純な検出素子の使用、すなわち、例えば中心アノードの周りの窓に直に隣接する、カラーフィルタ（および必要に応じて小さい収束レンズ）を有するフォトダイオードの取り付けを可能にする。ダイオードの代わりに、小型分光計を、例えば窓に直に隣接して設置することもできる。

一実施形態では、真空圧力センサは、試料室内のプラズマにエネルギーを供給するためのエネルギー源を含む。

プラズマを維持するために、原則として本発明による真空圧力センサとは独立して設けることもできるが、試料室内に作用することができるエネルギー源が必要である。説明されている実施形態では、エネルギー源は真空圧力センサの一部であり、特に使いやすくコンパクトな構成をもたらす。エネルギー源からプラズマへのエネルギーの供給は、例えば、導電性接点を介して、容量的に、誘導的に、または放射線、例えばレーザ放射線またはマイクロ波放射線を介して行うことができる。

試料室内のプラズマにエネルギーを供給するためのエネルギー源を有する真空圧力センサの一実施形態では、エネルギー源は、第１の電極および第２の電極に導電的に接続され、電流測定装置に直列に接続された高電圧源を備える。

試料室内のプラズマに電力を供給するための電源を有する真空圧力センサの一実施形態では、電源は、ＡＣ電源および誘導コイルを備え、誘導コイルは、ＡＣ電源に電気的に接続され、ＡＣ電力が誘導コイルを通過するときに試料室内に交流磁場を発生させるように適合される。

真空圧力センサの実施形態の特徴は、互いに矛盾しない限り、所望に応じて組み合わせることができる。

さらに、本発明は、請求項１３に記載の装置に関する。これは、本発明による方法を実施するための装置である。装置は、本発明による真空圧力センサと、処理ユニットとを備える。真空圧力センサは、上記の実施形態のいずれかの特徴を有することができる。処理ユニットは、電流強度測定装置、測定された電流強度、測定された第１の放射強度、および測定された第２の放射強度を伝送するための第１の電磁放射線検出素子および第２の電磁放射線検出素子に動作可能に接続される。処理ユニットは、測定された電流強度、測定された第１の放射強度、および測定された第２の放射強度の関数として、真空系内の圧力を決定するように適合される。

処理ユニットは、デジタルコンピュータ、アナログコンピュータ、または適切な電子回路を含むことができる。例えば、適切な電子回路は、各々が演算増幅器の入力の上流に接続される、対数応答関数を有する２つの増幅器を備えることができる。このような電子回路は、例えば、第１の検出素子および第２の検出素子の出力信号が各々２つの増幅器のうちの一方の入力に印加されるときの第１の放射強度および第２の放射強度の対数比を形成するために使用することができる。処理ユニットは、特に、マイクロプロセッサまたはデジタル信号プロセッサを含むことができる。処理ユニットは、特に、測定された電流強度、測定された第１の放射強度、および測定された第２の放射強度が入力値として利用可能である場合、本発明による方法または方法の変形例からの方法ステップｅ）を実行するようにプログラムすることができる。これらの入力値は、アナログまたはデジタル信号として、電線を介して、または無線方式で処理ユニットに送信することができる。処理ユニットは、真空圧力センサのハウジングに組み込むことができる。処理ユニットは、較正データ、特に本方法の変形例による圧力－電流強度較正曲線または係数ａおよびｂを記憶するためのメモリ手段を備えることができる。

さらに、本発明は、請求項１４に記載の適用に関する。
これは、プラズマを通じた電流強度の測定に基づいて真空圧力センサの圧力測定範囲を拡張するための本発明による方法の適用である。特に、それは、冷陰極真空計の動作原理に基づく真空圧力センサであってもよい。この場合、圧力測定範囲は、真空圧力センサの圧力－電流強度特性曲線の極値よりも低い圧力と高い圧力の両方を含む圧力測定範囲に拡張される。

プラズマを通じた電流強度の測定に基づく真空圧力センサの圧力－電流強度特性曲線が極値、すなわち最小値または最大値を示す場合、測定された電流強度の圧力への割り当ては明確ではない。通常、極値が発生する圧力より低い圧力のみを含むか、または極値が発生する圧力より高い圧力のみを含む圧力測定範囲に対する制限を設ける必要がある。本発明による方法を使用することにより、あいまいさを除去することができ、極値の両側の拡張された圧力測定範囲を真空圧力センサによってカバーすることができる。

したがって、本発明による方法の適用は、例えば、広範囲の冷陰極真空計を可能にする。

さらに、請求項１５に記載の使用も本発明の範囲内である。
本発明による使用は、本発明による方法における、本発明による真空圧力センサの使用である。これに関連して、真空圧力センサの実施形態は、矛盾しない限り、所望に応じて方法の変形例と組み合わせることができる。

本発明の例示的な実施形態が、図を参照して下記にさらに詳細に説明される。

本発明による方法のフロー図である。 本発明による真空圧力センサの概略図である。 真空圧力センサの一実施形態における圧力と電流強度との間の関係、および、それぞれ圧力と放射強度比との間の関係のグラフ図である。 真空圧力センサの一実施形態の一部分の概略断面図である。 第１の波長範囲および第２の波長範囲の例を示す、概略的な窒素発光スペクトルを示す図である。 真空圧力センサの一実施形態の詳細の概略断面図である。 真空圧力センサの一実施形態の概略断面図である。 波長選択素子により第１の波長範囲および第２の波長範囲を決定する例を示す図であり、図８．ａ）および図８．ｂ）において、各効率曲線が波長の関数として示される。

図１は、真空系内の圧力を決定するための方法１００のステップをフローチャートのブロックとして示す。方法は、真空系に流体力学的に接続されており、第１の電極および第２の電極と電気的に接触している試料室２０内でプラズマを生成するステップ１０１によって開始する。

３つの測定プロセス１０２，１０３，１０４が並行してまたは時間的にシフトして実行され、これは流れ図においてわずかにオフセットされたブロックによって表される。３つの測定動作はすべて、以前に生成されたプラズマの測定に関する。これらは、以下のステップである。

－ 第１の電極と第２の電極との間でプラズマを通って流れる電流の電流強度Ｃ＿ｐｌａｓｍａを測定するステップ１０２、
－ プラズマから放出された第１の波長範囲の電磁放射線の第１の放射強度Ｉ＿１を測定するステップ１０３、
－ プラズマから放出された第２の波長範囲の電磁放射線の第２の放射強度Ｉ＿２を測定するステップ１０４。

第１の波長範囲および第２の波長範囲は、本発明による方法について上述したように定義される。

最後のステップとして、測定プロセスの測定結果Ｃ＿ｐｌａｓｍａ、Ｉ＿１およびＩ＿２に基づいて、真空系内の圧力ｐの決定１０５が、測定された電流強度Ｃ＿ｐｌａｓｍａ、測定された第１の放射強度Ｉ＿１および測定された第２の放射強度Ｉ＿２の関数として行われる。この関係は、式ｐ＝ｆ（Ｃ＿ｐｌａｓｍａ，Ｉ＿１，Ｉ＿２）によって表され、ここで、ｆは、方法の変形例において、３つの測定値に加えて他の入力、例えば較正係数、較正曲線または較正面も処理することができる数学関数または数学的手順を表す。

図２は、本発明による真空圧力センサ１０の概略的で非常に簡略化された部分断面図を示す。試料室２０は中央に位置している。この試料室内に、ドットで示されるプラズマを生成することができる。第１の電極１および第２の電極２は、試料室内のプラズマと電気的に接触している。電流測定装置４２が、第１の電極および第２の電極に電気的に接続され、試料室に直列に接続されている。波長選択素子５１は、第１の輝線の放射線２１（短い破線矢印として示されている）は検出素子３１に到達することができるが、第２の輝線の放射線２２（長い破線矢印として示されている）は遮断されるように、第１の検出素子３１の前に取り付けられている。第１の輝線および第２の輝線の放射線２１、２２は、第２の検出素子３２に到達する。矢印は、プラズマから検出素子３１、３２への可能な各放射線経路を表す。

図３は、上側のグラフにおいて、真空圧力センサの試料室内の、圧力ｐの関数としてのプラズマを通って流れるアンペア単位の電流強度Ｃ＿ｐｌａｓｍａの典型的な較正曲線を示す。下側のグラフは、同じ真空圧力センサ内の圧力ｐの関数としての、比Ｉ＿１／Ｉ＿２、すなわち測定された第１の放射強度Ｉ＿１と測定された第２の放射強度Ｉ＿２との比の典型的な較正曲線を示す。この場合、これらは、冷陰極真空計として設計された真空圧力センサの一実施形態の較正曲線である。Ｔｏｒｒ単位の圧力ｐを有する水平に引かれた軸は、両方の曲線に適用される。圧力への依存性を１０^－８Ｔｏｒｒ～１０^０Ｔｏｒｒの８桁にわたって読み取ることができるように、圧力が対数スケールでプロットされている。電流強度Ｃ＿ｐｌａｓｍａはまた、１０^－８アンペア～１０^－３アンペアの５桁にわたる対数スケールでもプロットされる。

電流強度Ｃ＿ｐｌａｓｍａは、１０^－２Ｔｏｒｒ付近の圧力で最大となる。約２×１０^－６アンペア～約３×１０^－４アンペアの範囲内の電流強度Ｃ＿ｐｌａｓｍａの場合、この電流強度をもたらすことができる２つの圧力値ｐがある。比率Ｉ＿１／Ｉ＿２は、線形スケールでプロットされている。０点および傾きは、示されている比率Ｉ＿１／Ｉ＿２では固定されていない。圧力の対数とＩ＿１／Ｉ＿２との間には線形関係があり、これは勾配ａおよび定数項ｂによって記述することができることが分かる。比Ｉ＿１／Ｉ＿２が分かれば、電流強度Ｃ＿ｐｌａｓｍａと圧力ｐとの関係のあいまいさを解消することができる。

図４には、圧力センサの一実施形態の一部分の断面が示されている。第２の電極は、測定室３の壁として形成され、本質的に中空円筒の形状を有する。この構成では、第２の電極は、例えば、カソードとして動作することができる。ロッドの形態の第１の電極１は、中空円筒の軸上にある。この構成では、第１の電極は、例えば、アノードとして動作することができる。図示の実施形態は、永久磁石として設計された、試料ボリューム内に磁場を発生させるための装置８を備える。「Ｎ」および「Ｓ」は、永久磁石リングのＮ極およびＳ極の位置を示す。磁気素子９は、装置８によって生成された磁場に対する磁気戻りを形成する。プラズマを発生させることができる試料ボリューム２０内には、プラズマが発生したときに試料ボリューム内の最大のグローが発生する中央領域２０’が存在する。プラズマから放出された放射線は、この領域２０’から第１の放射線経路２１に沿って、および第２の放射線経路２２に沿って窓５を通過してそれぞれ第１の検出素子３１および第２の検出素子３２に至ることができる。フィルタ５１の形態の波長選択素子が、試料室２０に向かう方向において第１の検出素子３１の上流に配置されている。フィルタ５１は、第１の輝線の波長範囲内の放射線を通過させ、少なくとも第２の輝線の波長範囲を遮断する。窓５の材料は、第１の輝線および第２の輝線の波長範囲からの放射線を透過するように選択される。例えば、サファイア板や石英ガラス板によって窓を形成してもよい。図示の実施形態では、検出素子は、検出素子を支持する回路基板４３上に配置される。高電圧による電圧供給のための、第１の電極に隣接するさらなる回路基板４４が、回路基板４３の下方に配置されている。矢印は、真空系に接続するための任意選択の接続開口部４の可能な位置を示す。接続開口部および真空系は、この図には示されていない。図示の実施形態では、窓５はまた、第１の電極１のための真空気密電気フィードスルーを形成する。第１の電極は、例えば、はんだガラスリングによって窓にはめ込まれ、したがって、真空気密に窓に接続され得る。図示の実施形態では、窓は、真空側および検出素子３１および３２を有する側の両方に向かって平坦な境界面によって境界付けられている。窓５は、第２の電極２の外周に真空気密に接続されている。この接続は、例えば、はんだガラスリングによるはめ込みによって行うこともできる。

図５．ａ）は、元素窒素のプラズマ種の発光スペクトルの概略図を示す。任意の単位（ａ．ｕ．）の強度Ｉが、ナノメートル（ｎｍ）単位の波長λに対してプロットされている。３００～４００ｎｍの範囲の輝線の群は、部分的に分子窒素Ｎ２および原子窒素ＮＩに属する。６００～８００ｎｍの範囲の輝線の群は、部分的に一価イオン窒素および二価イオン窒素（ＮＩＩＩ）に属する。厳密に言えば、Ｎ２、ＮＩ、ＮＩＩおよびＮＩＩＩの線は、当該周波数範囲内で混合して生じる。窒素は、真空系における重要な残留気体である。本発明による方法は、例えば、化学元素窒素のプラズマ種に関し得る。第１の波長範囲および第２の波長範囲を定義するための３つの可能性が図５．ｂ）、図５．ｃ）および図５．ｄ）に示されており、波長範囲は各々、図５．ａ）の波長軸を指す。

図５．ｂ）に示すように、第１の波長範囲Ｗ１は、例えば、３００～４００ｎｍの範囲をカバーし、とりわけ、Ｎ２およびＮＩのプラズマ種のいくつかの輝線を含むことができる。この場合、第２の波長範囲Ｗ２は、６００～８００ｎｍの範囲をカバーし、したがって、第１の波長範囲に含まれない輝線のみを含む。図５．ｃ）は、各々がＮ２およびＮ群からのプラズマ種の単一の輝線を含む、狭く選択された第１の波長範囲Ｗ１’および第２の波長範囲Ｗ２’を有する例を示す。図５．ｄ）は、第２の波長範囲Ｗ２’’が第１の波長範囲Ｗ１’’と完全に重なり、さらにプラズマ種Ｎ２およびＮの複数の輝線を含む広い波長範囲をカバーする別の例を示す。

図６は、小型分光計３０が窓５に直に隣接して取り付けられる実施形態の詳細を断面で示す。第１の放射線経路２１は、小型分光計のハウジング内のスロット５３を通って窓５を通過して格子５４に至り、扇形に広がる放射線経路を形成し、扇形に広がる放射線経路の各々は特定の波長に対応する。各波長の放射強度は、複数の検出素子を有する検出器アレイ３９によって測定される。扇形に広がる放射線経路の１つは、第１の検出素子３１において終端する第１の放射線経路２１である。第２の放射線経路２２の端部には、第２の検出素子３２が配置されている。

図７は、スイス特許出願公開第７０７ ６８５号に詳細に記載されている真空圧力センサに基づく実施形態の断面を示す。この真空圧力センサは、試料室内に磁場を生成するための永久磁石構成９を備え、磁場は外部から大きく遮蔽される。図示の実施形態は、光学領域において透過性であり、したがって窓５の機能を有する高電圧フィードスルー５を有する。スイッチング記号で表される２つのフォトダイオードＤ１およびＤ１は、高電圧フィードスルー（ここでは２つの矢印で表される）を通過する光が観察できるように実装されている。高電圧フィードスルーとフォトダイオードＤ２との間には、波長選択素子としてフィルタ５１が配置されている。試料室から高電圧フィードスルーを通ってフォトダイオードＤ１に落ちる光は、フィルタリングされないままである。したがって、フォトダイオードＤ２は第１の検出素子３１の機能を有し、フォトダイオードＤ１は第２の検出素子３２の機能を有し、これにより、少なくともフィルタリングされていない波長範囲からの第２の輝線を観測することができる。フィルタ５１のフィルタ特性およびフォトダイオードの感度は、図示の実施形態では、例えば、図８について下記に説明するように選択することができる。得られた信号の安定性のために、同じタイプのフォトダイオードを使用することが有利である。代替的に、両方のフォトダイオードに、各々が測定される第１の波長範囲および第２の波長範囲に適合されているフィルタを設けることができる。図の右側には、標準的な真空フランジを見ることができ、それによって真空圧力センサを真空系に接続することができ、それによって試料室２０が真空系に流体力学的に接続される。

図８．ａ）は、水平軸に描かれた４００ｎｍ～１０００ｎｍの波長範囲について、フォトダイオードＤ１の感度８１、フィルタ５１の透過特性８２、および合成感度曲線８３を示し、これはフィルタ５１が直列に接続されたフォトダイオードＤ１と同一のフォトダイオードＤ２について得られる。図示の例では、フィルタは６００ｎｍのカットオフ波長未満の阻止帯域を有する。

図８．ｂ）は、図８．ａ）と同じ波長範囲について、フィルタリングされていない感度および上流フィルタによって達成される感度からの差形成によって生じる感度分布８４を示す。このようにして生成された第１の感度分布８３によって約６００～９００ｎｍの第１の波長範囲を選択することができ、第２の感度分布８４によって約４００～６００ｎｍの第１の波長範囲を選択することができる。したがって、第１の放射強度は、フォトダイオードＤ２にわたる電圧として測定することができ、第２の放射強度は、フォトダイオードＤ１にわたる電圧として測定することができる。したがって、本明細書に記載の構成では、窒素プラズマの場合、第１の放射強度および第２の放射強度は、複数のプラズマ種輝線にわたって一体的に測定される。

参照符号のリスト
１ 第１の電極
２ 第２の電極
３ 測定室
４ 接続開口部
５ 窓
５’ 窓領域（試料室に面する）
６ 測定室の壁
７ 電気接続部
８ 永久磁石アレイ
９ 磁気素子
１０ 圧力センサ
２０ 試料室
２０’ 試料中の最大グローの領域
２１ 第１の波長範囲の電磁放射線
２２ 第２の波長範囲の電磁放射線
３０ 小型分光計
３１ 第１の検出素子
３２ 第２の検出素子
３３、３４、３５、３６、３７、３８ さらなる検出素子
３９ 検出器アレイ
４１ 高電圧源
４２ 電流強度測定装置
４３ 回路基板（検出素子を担持する）
４４ 回路基板（電源を担持する）
５１ フィルタ
５２ レンズ
５３ スロット
５４ 光学回折格子
８１ フォトダイオードの感度
８２ フィルタの透過特性
８３ 第１の感度分布
８４ 第２の感度分布
１００ 圧力を決定するための方法
１０１ プラズマを発生させる方法ステップ
１０２ 電流強度を測定する方法ステップ
１０３ 第１の放射強度を測定する方法ステップ
１０４ 第２の放射強度を測定する方法ステップ
１０５ 圧力を決定する方法ステップ
Ｎ、Ｓ 永久磁石アレイのＮ極／Ｓ極
Ｉ 強度
Ｉ＿１ 第１の放射強度
Ｉ＿２ 第２の放射強度
Ｃ＿ｐｌａｓｍａ プラズマを通る電流強度
Ｎ２、ＮＩ、ＮＩＩ、ＮＩＩＩ 窒素のプラズマ種
ｐ 圧力
ｐ０ 圧力の推定値
Ｗ１、Ｗ１’、Ｗ１’’ 第１の波長範囲
Ｗ２、Ｗ２’、Ｗ２’’ 第２の波長範囲
λ 波長
開始 方法の開始点
終了 方法の終了点

図７は、スイス特許出願公開第７０７ ６８５号に詳細に記載されている真空圧力センサに基づく実施形態の断面を示す。この真空圧力センサは、試料室内に磁場を生成するための永久磁石構成９を備え、磁場は外部から大きく遮蔽される。図示の実施形態は、光学領域において透過性であり、したがって窓５の機能を有する高電圧フィードスルー５を有する。スイッチング記号で表される２つのフォトダイオードＤ１およびＤ２は、高電圧フィードスルー（ここでは２つの矢印で表される）を通過する光が観察できるように実装されている。高電圧フィードスルーとフォトダイオードＤ２との間には、波長選択素子としてフィルタ５１が配置されている。試料室から高電圧フィードスルーを通ってフォトダイオードＤ１に落ちる光は、フィルタリングされないままである。したがって、フォトダイオードＤ２は第１の検出素子３１の機能を有し、フォトダイオードＤ１は第２の検出素子３２の機能を有し、これにより、少なくともフィルタリングされていない波長範囲からの第２の輝線を観測することができる。フィルタ５１のフィルタ特性およびフォトダイオードの感度は、図示の実施形態では、例えば、図８について下記に説明するように選択することができる。得られた信号の安定性のために、同じタイプのフォトダイオードを使用することが有利である。代替的に、両方のフォトダイオードに、各々が測定される第１の波長範囲および第２の波長範囲に適合されているフィルタを設けることができる。図の右側には、標準的な真空フランジを見ることができ、それによって真空圧力センサを真空系に接続することができ、それによって試料室２０が真空系に流体力学的に接続される。

Claims (15)

1. 真空系内の圧力を決定するための方法（１００）であって、
   ａ）前記真空系に流体力学的に接続された試料室（２０）内でプラズマを生成するステップ（１０１）であって、前記プラズマは、第１の電極および第２の電極と電気的に接触している、生成するステップ（１０１）と、
   ｂ）前記第１の電極と前記第２の電極との間で前記プラズマを通って流れる電流の電流強度（Ｃ＿ｐｌａｓｍａ）を測定するステップ（１０２）と、
   ｃ）前記プラズマから放出される第１の波長範囲の電磁放射線の第１の放射強度（Ｉ＿１）を測定するステップ（１０３）であって、前記第１の波長範囲は、第１の化学元素の第１のプラズマ種の少なくとも第１の輝線を含む、第１の放射強度（Ｉ＿１）を測定するステップ（１０３）と、
   ｄ）前記プラズマから放出される第２の波長範囲の電磁放射線の第２の放射強度（Ｉ＿２）を測定するステップ（１０４）であって、前記第２の波長範囲は、前記第１の化学元素の前記第１のプラズマ種または前記第１の化学元素の第２のプラズマ種の第２の輝線を含み、前記第２の輝線は、前記第１の波長範囲外にある、第２の放射強度（Ｉ＿２）を測定するステップ（１０４）と、
   ｅ）測定された前記電流強度（Ｃ＿ｐｌａｓｍａ）、測定された前記第１の放射強度（Ｉ＿１）、および測定された前記第２の放射強度（Ｉ＿２）の関数として前記真空系内の圧力（ｐ）を決定するステップ（１０５）と
   を含む、方法（１００）。
2. 前記ｅ）前記真空系内の圧力を決定するステップ（１０５）において、前記測定された第１の放射強度および前記測定された第２の放射強度に基づいて、前記圧力の推定値（ｐ０）が決定され、圧力－電流強度較正曲線の定義範囲が、前記推定値を含み、前記圧力－電流強度較正曲線が単調である圧力範囲に制限され、制限された前記定義範囲内の前記圧力－電流強度較正曲線に基づいて、および前記測定された電流強度に基づいて、前記真空系内の圧力が決定される、請求項１に記載の方法（１００）。
3. 前記圧力の推定値（ｐ０）の対数が、次式
   ｌｏｇ（ｐ０）＝ａ（Ｉ＿１／Ｉ＿２）＋ｂ
   を使用して決定され、
   式中、ａおよびｂは、輝線の選択、前記プラズマを生成するために使用される構成、および前記対数の底に依存する所定の係数である、請求項２に記載の方法（１００）。
4. 真空圧力センサ（１０）であって、
   － プラズマを発生させることができる試料室（２０）であって、第１の電極（１）および第２の電極（２）との電気的接触を有する、試料室（２０）と、
   － 前記第１の電極および前記第２の電極に電気的に接続され、前記試料室に直列に接続された電流測定装置（４２）と、
   － 波長選択素子（５１、５４）と、
   － 電磁放射線の放射強度を測定するための第１の検出素子（３１）および第２の検出素子（３２）と
   を備え、
   前記波長選択素子、前記第１の検出素子、および前記第２の検出素子は、前記第１の検出素子内で、前記試料室から発する第１の波長範囲の電磁放射線のみが到達することができ、前記第２の検出素子内で、前記試料室から発する第２の波長範囲の電磁放射線のみが到達することができるように配置構成されており、
   前記第１の波長範囲には、少なくとも、第１の化学元素の第１のプラズマ種の第１の輝線があり、前記第１の化学元素の前記第１のプラズマ種または前記第１の化学元素の第２のプラズマ種の第２の輝線が、前記第２の波長範囲内にあり、前記第２の輝線は、前記第１の波長範囲外にある、真空圧力センサ（１０）。
5. 測定室であって、前記試料室を囲み、壁内のまたは前記測定室の壁としての窓（５）を有する測定室（３）を備え、前記窓は、光波長範囲で透過性であり、前記試料室から始まって前記窓をトラバースし、前記第１の検出素子内で終端する連続的な第１の放射線経路が画定され、前記試料室から始まって前記窓をトラバースし、前記第２の検出素子内で終端する連続的な第２の放射線経路が画定される、請求項４に記載の真空圧力センサ（１０）。
6. 前記第１の検出素子（３１）および／または前記第２の検出素子（３２）は、フォトダイオード、フォトトランジスタ、電荷結合素子、マルチチャネルプレート、またはチャネル型電子増倍器である、請求項４または５に記載の真空圧力センサ（１０）。
7. 前記真空圧力センサは、検出器アレイ（３９）を備える小型分光計（３０）を備え、前記第１の検出素子（３１）および前記第２の検出素子（３２）は、前記検出器アレイの要素である、請求項４～６のいずれか１項に記載の真空圧力センサ（１０）。
8. 前記真空圧力センサが、前記試料室（２０）内に磁場を発生させるための装置（８）を備える、請求項４～７のいずれか１項に記載の真空圧力センサ（１０）。
9. 第１の電極（１）、第２の電極（２）、および前記試料室内に磁場を発生させるための前記装置（８）の配置構成が、前記電極に電圧を印加することによって、磁場に対して実質的に垂直に前記試料室内に位置整合する電場を発生させることができるように設計されており、特に、前記配置構成がマグネトロンアレイ、逆マグネトロンアレイまたはペニングアレイとして設計されている、請求項８に記載の真空圧力センサ（１０）。
10. 前記試料室内のプラズマにエネルギーを供給するためのエネルギー源をさらに備える、請求項４～９のいずれか１項に記載の真空圧力センサ（１０）。
11. 電源は、前記第１の電極および前記第２の電極に導電的に接続され、前記電流測定装置に直列に接続された高電圧源（４１）を備える、請求項１０に記載の真空圧力センサ（１０）。
12. 前記電源は、ＡＣ電源および誘導コイルを備え、前記誘導コイルは、前記ＡＣ電源に電気的に接続され、ＡＣ電力が前記誘導コイルを通過するときに前記試料室内に交流磁場を発生させるように適合されている、請求項１０に記載の真空圧力センサ（１０）。
13. 請求項１～３のいずれか１項に記載の方法を実行するための装置であって、
    請求項４～１２のいずれか１項に記載の真空圧力センサと、処理ユニットと、を備え、
    前記処理ユニットは、前記電流強度測定装置（４２）、前記測定された電流強度（Ｃ＿ｐｌａｓｍａ）、前記測定された第１の放射強度（Ｉ＿１）、および前記測定された第２の放射強度（Ｉ＿２）を伝送するための電磁放射線の前記第１の検出素子（３１）および前記第２の検出素子（３２）に動作可能に接続され、その関数として前記真空系内の圧力（ｐ）を決定するように適合されている、装置。
14. プラズマによる電流強度の測定に基づく真空圧力センサ、特に冷陰極真空計の動作原理に基づく真空圧力センサの圧力測定範囲を、前記真空圧力センサの圧力－電流強度特性曲線の極値を下回る圧力と上回る圧力の両方を含む圧力測定範囲に拡張するための、請求項１～３のいずれか１項に記載の方法の適用。
15. 請求項１～３のいずれか１項に記載の方法における、請求項４～１２のいずれか１項に記載の真空圧力センサ（１０）の使用。

Images