(57)【要約】【課題】高真空あるいは超高真空の真空容器内の真空度を、高価あるいは大型な装置を必要とせずに、簡易な手法で推定できる真空度推定方法を提供する。【解決手段】真空容器１内に配置された陰極３から冷陰極電界放出方式により電子を放出させ、この時に陰極３から放出される電子の電流量である電子放出電流を少なくとも所定時間の期間分、逐次計測する処理を、陰極３の温度をあらかじめ定めた所定温度に保持した状態で実行する。その計測された所定時間の期間分の電子放出電流の値の時系列データに基づいて真空容器１内の真空度を推定する。【選択図】図１
2008170175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空引きされた真空容器内の真空度を推定する真空度推定方法であって、
前記真空容器内に配置された陰極から冷陰極電界放出方式により電子を放出させ、この時に該陰極から放出される電子の電流量である電子放出電流を少なくとも所定時間の期間分、逐次計測する処理を、前記陰極の温度をあらかじめ定めた所定温度に保持した状態で実行するステップと、その計測された前記所定時間の期間分の電子放出電流の値の時系列データに基づいて前記真空容器内の真空度を推定するステップとを備えることを特徴とする真空度推定方法。
【請求項２】
請求項１記載の真空度推定方法において、前記真空度を推定するステップは、前記計測された所定時間の期間分の電子放出電流の値の時系列データに基づいて、単位時間当たりに前記陰極への物理的吸着を起こした残留ガスの分子または原子の個数を推定するステップを備え、その推定した個数に基づいて前記真空容器内の真空度を推定することを特徴とする真空度推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空引きされた真空容器内の真空度を推定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高真空あるいは超高真空の真空容器内の真空度を推定（計測）するために、一般に、熱陰極電離真空計が使用されている（例えば特許文献１、２を参照）。この熱陰極電離真空計は、基本的には、熱陰極から放出した電子によって真空容器内の残留ガスをイオン化して、そのイオン電流を計測し、そのイオン電流の値から真空容器内の真空度を計測するものである。
【特許文献１】特開平７−７７４７３号公報
【特許文献２】特開２０００−２４１２８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、熱陰極電離真空計は、真空容器内の残留ガスの種類に対する依存度が高く、真空容器内の残留ガスの種類が不明な場合には、真空度を適切に計測することが困難となる。また、熱陰極の焼損や消耗が生じやすく、取り扱いや保守点検に手間がかかると共に、ランニングコストも高価なものとなりやすい。さらに、熱陰極電離真空計では、超高真空の真空度を計測するためには、高価なＢＡ型の真空計を使用しなければならず、手軽に超高真空の真空度を計測することができないものとなっていた。
【０００４】
なお、電離真空計には、冷陰極型のものもあるが、これは、磁場を生成する手段が必要となって、大型なものとなりやすいと共に、真空度の計測精度が比較的低いという不都合がある。
【０００５】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、高真空あるいは超高真空の真空容器内の真空度を、高価あるいは大型な装置を必要とせずに、簡易な手法で推定できる真空度推定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願の発明者は、真空容器内に冷陰極電界放出方式で電子を放出させるための陰極を設け、この陰極の温度を一定に保持した状態で、冷陰極電界放出方式によって電子を放出させた。そして、このとき、その放出させた電子の電流量（陰極から単位時間当たりに放出される電子数に応じて該陰極などに流れる電流）である電子放出電流を経時的に逐次計測した。その結果、本願の発明者は、次のことを知見した。
【０００７】
すなわち、詳細な説明は後述するが、真空容器内の残留ガスの分子または原子が陰極の電子放出部に対する物理的吸着と、これに続く離脱（物理的吸着の解除）とを起こすことに起因して、前記電子放出電流は、瞬時的なスパイク状の変動を生じる。この場合、電子放出電流の値は、真空容器内の残留ガスの分子または原子の個数（あるいは真空容器内の残留ガスの密度）に依存した頻度でスパイク状の変動を生じる。そして、特に、仕事関数の値が比較的高い材質（例えば４．５ｅＶ以上の仕事関数を有する材質）で陰極が構成されている場合には、電子放出電流の値の変動の形態は、残留ガスの種類に対する依存性が低く、真空度に対する依存性が顕著に現れる。従って、この電子放出電流の値の変動の形態は、真空容器内の真空度と密接な相関性を有する。
【０００８】
そこで、本発明の真空度推定方法は、真空引きされた真空容器内の真空度を推定する真空度推定方法であって、前記真空容器内に配置された陰極から冷陰極電界放出方式により電子を放出させ、この時に該陰極から放出される電子の電流量である電子放出電流を少なくとも所定時間の期間分、逐次計測する処理を、前記陰極の温度をあらかじめ定めた所定温度に保持した状態で実行するステップと、その計測された前記所定時間の期間分の電子放出電流の値の時系列データに基づいて前記真空容器内の真空度を推定するステップとを備えることを特徴とする（第１発明）。
【０００９】
この第１発明において、前記したように、陰極の温度を一定の温度に保持した状態での電子放出電流の値の変動の形態は、真空容器内の真空度と密接な相関性を有する。そして、前記所定時間の期間分の電子放出電流の値を計測して得られる該電子放出電流の計測値の時系列データによって、陰極の温度を一定の温度に保持した状態での電子放出電流の値の変動の形態を把握できる。従って、当該電子放出電流の値の時系列データに基づいて真空容器内の真空度を推定することができる。また、真空度が超高真空のように極めて高い真空度であっても、前記所定時間を十分に長い適切な時間に適切に設定しておけば、その時間の期間内で当該高い真空度に対応した電子放出電流の値の変動を捉えることが可能であるので、当該高い真空度を推定することもできる。
【００１０】
このように第１発明によれば、真空容器内に配置した陰極の温度をあらかじめ定めた所定の温度に保持した状態で、冷陰極電界放出方式による陰極からの電子の放出を行いながら、電子放出電流を所定時間の期間分、逐次計測するという極めて簡単な処理を行なうだけで、その計測された電子放出電流の値の時系列データに基づいて、残留ガスの種類に依存することなく、真空容器内の真空度を推定できる。また、その真空度が高真空あるいは超高真空であっても、その真空度を推定できる。このため、高真空あるいは超高真空の真空容器内の真空度を、高価あるいは大型な装置を必要とせずに、簡易な手法で推定できる。また、陰極からの電子の放出を冷陰極電界放出方式で行なうので、熱陰極に比べて陰極の寿命を高めることができ、ひいては、ランニングコストを低減できる。
【００１１】
この第１発明では、前記真空度を推定するステップは、より具体的には、例えば、前記計測された所定時間の期間分の電子放出電流の値の時系列データに基づいて、単位時間当たりに前記陰極への物理的吸着を起こした残留ガスの分子または原子の個数を推定するステップを備えることによって、その推定した個数に基づいて前記真空容器内の真空度を推定することができる（第２発明）。
【００１２】
すなわち、前記したように陰極への残留ガスの分子または原子の物理的吸着とこれに続く離脱とに起因して、前記電子放出電流のスパイク状の変動が発生し、そのスパイク状の部分が前記所定時間の期間分の電子放出電流の値の時系列データに含まれる。そして、詳細な説明は後述するが、このスパイク状の部分における電子放出電流の変動量は、陰極に対して物理的吸着を起こした残留ガスの分子または原子の個数に応じたものとなる。このため、前記所定時間の期間分の電子放出電流の値の時系列データに基づいて、単位時間当たりに前記陰極への物理的吸着を起こした残留ガスの分子または原子の個数を推定することが可能である。さらに、真空容器内の真空度が高いほど、該真空容器内に存在する残留ガスの分子または原子の総個数が少ないので、真空容器内の残留ガスの分子または原子が陰極に対する物理的吸着を起こす頻度（確率）が低くなる。
【００１３】
従って、単位時間当たりに前記陰極への物理的吸着を起こした残留ガスの分子または原子の個数は、真空容器内の真空度が高いほど、少なくなる。このため、単位時間当たりに前記陰極への物理的吸着を起こした残留ガスの分子または原子の個数を推定することによって、その推定した個数に基づいて真空容器内の真空度を適切に推定することができる。
【００１４】
なお、本発明においては、前記陰極の材質は、いわゆる仕事関数の値が比較的高い材質（例えば４．５ｅＶ以上の仕事関数を有する材質）を用いることが好ましく、その材質としては、例えばカーボン系の材質や金（Ａｕ）、タングステン（Ｗ）、レニウム（Ｒｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）などが挙げられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の一実施形態を図１〜図４を参照して説明する。
【００１６】
図１は本実施形態の残留ガス判別方法に使用する装置の概略構成を示す図、図２および図３は図１の装置を使用して計測される電子放出電流を例示するグラフ、図４（ａ），（ｂ）は真空容器内の真空度を推定する手法を説明するための図である。
【００１７】
図１を参照して、１は真空引きされた真空容器である。この真空容器１の内部には、加熱用フィラメント２、陰極３、引出し電極（陽極）４およびファラデーカップ５が収容されている。真空容器１の材質は例えば石英ガラス、無酸素銅、又はステンレスである。
【００１８】
加熱用フィラメント２は、その両端部が、それぞれ真空容器１の一端部（図では下端部）に装着された金属製（導電性）の保持部材６ａ，６ｂに導通して保持されている。本実施形態では、加熱用フィラメント２は、タングステン（Ｗ）から成る。そして、保持部材６ａ，６ｂには、真空容器１の外部に設けられた加熱用直流電源７の正極および負極がそれぞれ接続されている。これにより、加熱用フィラメント２には加熱用直流電源７から通電可能とされ、その通電によって該フィラメント２が発熱するようになっている。
【００１９】
この場合、加熱用直流電源７は、加熱用フィラメント２に通電する電流値を可変的に設定可能な電源であり、例えば０〜２Ａの範囲で、該電流値を変更可能とされている。これにより、該フィラメント２の発熱温度を調整可能としている。なお、加熱用直流電源７の出力電圧の範囲は、例えば０〜５Ｖである。
【００２０】
陰極３は、加熱用フィラメント２に固着され、該フィラメント２に導通されている。本実施形態では、陰極３は、カーボン系の材質から成り、その先端部（電子放出部）がカーボン・ナノ・チューブ（ＣＮＴ）等により構成されている。そして、陰極３は、加熱用フィラメント２にカーボンペースト等を介して接着されている。この場合、陰極３は、加熱用フィラメント２の熱が伝達されるので、加熱用直流電源７から該フィラメント２に通電する電流値を調整することによって、陰極３の温度を変更可能とされている。
【００２１】
また、陰極３には、前記保持部材６ａ，６ｂのうちの一方、例えば保持部材６ｂを介して直流高圧電源８の負極に接続されている。該直流高圧電源８は、真空容器１の外部に設けられており、その正極が接地されている。従って、陰極３には、直流高圧電源８から、接地部に対して負の高電圧が印加されるようになっている。該直流高圧電源８の出力電圧（接地部に対する陰極３の印加電圧）の大きさは例えば５ｋＶ程度の一定値とされている。
【００２２】
ファラデーカップ５は、陰極３から放出される電子を捕捉するものであり、真空容器１の他端部（図では上端部）に陰極３と対向して固設されている。このファラデーカップ５は、真空容器１の外部に設けられた電流計９を介して接地部に接続されている。これより、ファラデーカップ９で捕捉された電子数に応じた電流が電流計９に流れるようになっている。この場合、電流計９として、ピコオーダの電流を検出可能なもの（ピコアンメータ）が用いられている。そして、該電流計９の検出出力が真空容器１の外部に設けられたデータ処理器１０に入力されるようになっている。このデータ処理器１０は、電流計９の検出出力が示す電流の計測値の時系列データを記録し、その時系列データの解析や表示などを行なうものである。
【００２３】
引出し電極４は、導電性の板状部材から成り、陰極３とファラデーカップ５との間に配置されている。なお、引出し電極４は、図示しないホルダーを介して真空容器１に保持されている。この引出し電極４には、陰極３の軸線上で貫通穴４ａが開設されている。該貫通穴４ａは、陰極３から放出される電子をファラデーカップ５に向かって通過させるものである。
【００２４】
また、引出し電極４には、真空容器１の外部に設けられた直流高圧電源１１の負極が接続されている。該直流高圧電源１１は、その正極が接地部に接地されている。これにより、引出し電極４には、直流高圧電源１１から、接地部に対して負の高電圧が印加されるようになっている。この場合、直流高圧電源１１の出力電圧（接地部に対する引出し電極４の印加電圧）の大きさは、前記陰極３側の直流高圧電源８の出力電圧の大きさよりも小さく、例えば２ｋＶ程度の一定値とされている。従って、本実施形態では、引出し電極４と陰極３との間には、直流高圧電源８，１１の協働によって、３ｋＶ程度の一定の高電圧が印加されるようになっている。なお、引出し電極４と陰極３との間に単一の直流高圧電源から一定の高電圧を印加するようにしてもよい。
【００２５】
以上のように構成された装置では、直流高圧電源８，１１からそれぞれ陰極３、引出し電極４に電圧を付与し、該陰極３と引出し電極４との間に高電圧を印加すると、冷陰極電界放出方式によって、陰極３の先端部から電子が放出される。そして、この放出された電子の一部は、引出し電極４の貫通穴４ａを通過して、ファラデーカップ５で補足される。このとき、ファラデーカップ５と接地部との間で電流計９を介して電流が流れ、その電流が電流計９で検出される。さらに、この電流計９の検出出力がデータ処理器１０に入力されることとなる。なお、電流計９で検出される電流は、陰極３から単位時間当たりに放出される電子数にほぼ比例する。従って、電流計９で検出される電流は、本発明における電子放出電流に相当する。そこで、電流計９で検出される電流を以下、電子放出電流という。
【００２６】
また、加熱用直流電源７からフィラメント２に通電する電流値を調整することによって、陰極３の温度を種々様々の値に変更することができる。
【００２７】
なお、上記のようにファラデーカップ５を使用して電子放出電流を検出する代わりに、例えば、前記直流高圧電源８から陰極３に流れる電流を電子放出電流として検出するようにしてもよい。また、本実施形態では、加熱用フィラメント２に通電する電流値を変更可能とし、ひいては、陰極３の温度を変更可能としているが、該陰極３の温度があらかじめ定めた１つの所定の温度に保持されるような、一定の電流を加熱用フィラメント２に通電するようにしてもよい。
【００２８】
次に、以上説明した装置を使用して、真空容器１内の真空度の推定を行なう手法を説明する。
【００２９】
まず、真空度の推定手法の原理を説明する。陰極３の温度をある一定温度に保持した状態で、上記の如く冷陰極電界放出方式によって陰極３から電子を放出させ、このときに前記電子放出電流（単位時間当たりに陰極３から放出される電子数に応じた電流）を経時的に逐次計測すると、例えば図２あるいは図３のグラフで示すような計測データが得られる。なお、図２および図３の例では、陰極３の温度はそれぞれ３００Ｋ、１２０３Ｋである。また、真空容器１内の真空度は５×１０−６Ｔｏｒｒ（＝６．７×１０−４Ｐａ）である。また、電子放出電流の計測のサンプリングタイムを１０ｍｓ以下に設定している。また、図２および図３の電子放出電流の計測データは、４００秒の期間における計測データである。
【００３０】
図２および図３に示すように、電子放出電流は、スパイク状の変動（揺らぎ）を生じる。これは、陰極３の電子放出部（本実施形態ではカーボン・ナノ・チューブ）に対して、真空容器１内の残留ガスの原子または分子の物理的吸着とこれに続く離脱とが瞬時的に発生することに起因して、陰極３の電子放出部の仕事関数がスパイク状に変化するためであると考えられる。なお、図２および図３の例では、陰極３への残留ガスの原子または分子の物理的吸着に起因する電子放出電流のスパイク状の変動以外のノイズ成分も含まれている。
【００３１】
上記のように陰極３への残留ガスの物理的吸着に起因して電子放出電流が変動する現象についてさらに説明する。本実施形態では、陰極３の材質がカーボン系の材質であるので、その電子放出部に残留ガスの物理的吸着が生じていない状態（以下、ガス未吸着状態という）での該電子放出部の仕事関数が比較的高い。その仕事関数の値は、４．５ｅＶ程度である。そして、このようにガス未吸着状態での仕事関数が比較的高い材質で陰極３の電子放出部が構成されている場合には、残留ガスの種類によらずに、該残留ガスの陰極３への物理的吸着に起因して、該陰極３の電子放出部の仕事関数がガス未吸着状態よりも減少し、ひいては、陰極３から電子が放出し易くなって、電子放出電流が増加する傾向がある。
【００３２】
また、陰極３への残留ガスの分子または原子の物理的吸着を起こしている該分子または原子の個数（以下、単に残留ガスの吸着個数という）が多いほど、陰極３の電子放出部の仕事関数の減少量（ガス未吸着状態での仕事関数の値からの減少量）が大きくなる。このため、陰極３への残留ガスの吸着個数が多いほど、電子放出電流の増加量（ガス未吸着状態での電子放出電流の値からの増加量）が大きくなる。このように電子放出電流が残留ガスの陰極３への物理的吸着に起因して変化する現象は、定量的には次式（１）により表現される。
【００３３】
Ｉ(n)＝ｉ0＋η・ｎ      ……（１）
なお、Ｉ(n)は陰極３の電子放出部への残留ガスの吸着個数がｎ個である場合の電子放出電流の値、ｉ0はガス未吸着状態での電子放出電流の値、ηは電子放出部への残留ガスの吸着個数の１個あたりの電子放出電流の増加量である。
【００３４】
従って、電子放出電流の変動は、原理的には、例えば図４（ａ），（ｂ）に示すように生じると考えられる。これらの図４（ａ），（ｂ）は電子放出電流にノイズ成分が混入しない、ガス未吸着状態での電子放出電流の値ｉ0が正確に一定値に保持される、陰極３の温度が正確に一定値に保持されるなどの理想的な条件下での電子放出電流の変動（陰極３への残留ガスの物理的吸着に起因する変動）を概念的に示すものである。この場合、図４（ａ）は、真空容器１の真空度が比較的高い場合における電子放出電流の変動を示し、図４（ｂ）は、真空容器１の真空度が比較的低い場合における電子放出電流の変動を示している。また、図４（ａ），（ｂ）におけるスパイク状の部分の高さ（スパイク状の部分の電子放出電流の変化量）が残留ガスの吸着個数に対応している。すなわち、電子放出電流のピーク値がＩ1，Ｉ2，Ｉ3，Ｉ4であるスパイク状の部分は、それぞれ、陰極３への残留ガスの瞬時的な吸着個数が１個、２個、３個、４個である場合に対応している。
【００３５】
これらの図４（ａ），（ｂ）に示すように、真空容器１の真空度が高いほど（真空容器１内の残留ガスの分子または原子の総個数もしくは密度が少ないほど、あるいは、真空容器１内の全圧が小さいほど）、陰極３への残留ガスの物理的吸着に起因して電子放出電流が瞬時的にスパイク状に変化する頻度が低くなり、あるいは、陰極３への瞬時的な残留ガスの吸着個数が少なくなる確率が高まる。これは、真空度が高いほど、真空容器１内の残留ガスの分子または原子の個数が少ないので、陰極３と残留ガスの分子または原子が接触する確率が低いからである。
【００３６】
補足すると、陰極３の温度が高いほど、該陰極３への残留ガスの物理的吸着が生じ難くなる。このため、陰極３への残留ガスの物理的吸着が生じる頻度、ひいては、電子放出電流のスパイク状の変動が生じる頻度は、真空容器１の真空度が同じであっても、陰極３の温度が高いほど、低くなる。換言すれば、陰極３の温度が高いほど、電子放出電流のスパイク状の変動が発生し難くなって、該電子放出電流が安定化する。この傾向は、前記図２および図３にも示されている。
【００３７】
以上のことから、陰極３の温度を一定に保持した状態で、陰極３への単位時間当たりの残留ガスの吸着個数を推定すれば、その個数は、真空容器１の全圧にほぼ比例し、真空容器１の真空度が高いほど、少なくなる。従って、その単位時間当たりの残留ガスの吸着個数を、真空度を推定するための指標として用いることができる。この場合、ある所定時間の期間（例えば６０秒の期間）における電子放出電流の計測データ（時系列データ）から、陰極３への残留ガスの物理的吸着に起因するスパイク状の部分を抽出し、その各スパイク状部分における電子放出電流の変化量を基に、そのスパイク状部分に対応する残留ガスの吸着個数を推定することが可能である。さらに、当該所定時間の期間における各スパイク状部分に対応する残留ガスの吸着個数の総和を求めれば、単位時間当たりの残留ガスの吸着個数を推定することが可能である。これが、本実施形態において、真空容器１内の真空度を推定する手法の基本的な原理である。
【００３８】
以上説明した原理を踏まえて、本実施形態における真空容器１内の真空度の推定処理を以下に説明する。この処理は、以下に示す手順で実行される。
（手順１）まず、加熱用直流電源７から加熱用フィラメント２に一定の電流を通電することにより、陰極３の温度をある一定温度に制御する。この場合、制御すべき陰極３の温度（目標温度）は、あらかじめ定められ、例えば、１０００Ｋとする。ここで、本実施形態では、フィラメント２に通電する電流の値と、陰極３の温度（定常状態での温度）との関係を表すデータ（以下、電流・温度データという）があらかじめ比色温度計や放射温度計を使用して実測されている。そして、陰極３の目標温度に対応する電流値を上記電流・温度データに基づいて決定する。さらにその決定した電流値の電流を加熱用フィラメント２に加熱用直流電源７から連続的に通電する。これにより、陰極３の温度をあらかじめ定めた目標温度に保持する。
（手順２）次いで、上記のように陰極３の温度を上記目標温度に保持した状態で、前記直流高圧電源８，１１を動作させることにより、陰極３と引出し電極４との間に一定の高電圧（本実施形態では３ｋＶ程度）を印加し、陰極３から電子を放出させる。そして、この電子の放出を連続的に行いながら、前記電流計９の検出出力、すなわち、電子放出電流の計測値をあらかじめ定めた所定時間（例えば６０秒）の期間分、データ処理部１０に逐次取り込んで記録する。なお、この場合、所定時間は、基本的には、その時間の期間内で、陰極３への残留ガスの物理的吸着が複数回、発生し得るような長さの時間に設定しておけばよい。また、当該所定時間の期間には、陰極３からの電子の放出を開始した直後の期間を含めないようにしてもよい。
（手順３）次いで、前記手順２で得られた電子放出電流の計測値の時系列データの全体、あるいは、該時系列データのうちの一部の所定時間分の期間における時系列データから、陰極３への残留ガスの物理的吸着に起因して生じるスパイク状の部分を抽出する。この場合、例えば電子放出電流の計測値の時系列データにより表される電子放出電流の波形において、微分値が所定値以上となり、且つ、電子放出電流の変化量が所定値以上となる部分を、残留ガスの物理的吸着に起因して生じるスパイク状の部分として抽出すればよい。そして、その抽出した各スパイク状の部分における電流の変化量（スパイク状の部分のピーク値と、前記ガス未吸着状態での電子放出電流の値ｉ0との差）を求め、その各スパイク状の部分の電流の変化量から、該スパイク状部分に対応する残留ガスの吸着個数を求める。なお、この場合、前記ガス未吸着状態での電子放出電流の値ｉ0は、例えば電子放出電流の計測値の時系列データにローパス特性のフィルタリング処理を施すことで、求めることができる。また、残留ガスの吸着個数の１個当たりの電子放出電流の変化量（すなわち、前記式（１）のη）は、あらかじめ実験などを基に同定しておけばよい。
（手順４）次いで、上記の如く求めた各スパイク状部分に対応する残留ガスの吸着個数を加え合わせることにより、所定時間の期間における残留ガスの吸着個数の総和（総吸着個数）を求める。そして、その求めた総吸着個数を、当該期間の時間で除算することにより、陰極３への単位時間当たりの残留ガスの吸着個数が求められる。例えば、図４（ａ）の如くスパイク状部分が抽出された場合において、上記総吸着個数を求める期間を０〜６０秒の期間とした場合、総吸着個数は３個となる。また、図４（ｂ）の如くスパイク状部分が抽出された場合には、０〜６０秒の期間における総吸着個数は、２６個となる。従って、単位時間当たりの吸着個数は、図４（ａ）の例では、３／６０個となり、図４（ｂ）の例では、２６／６０個となる。なお、単位時間を１秒とする必要はなく、例えば６０秒を単位時間としてもよい。この場合には、単位時間当たりの吸着個数は、図４（ａ）の例では、３個、図４（ｂ）の例では２６個となる。
【００３９】
補足すると、残留ガスの吸着個数の総和（総吸着個数）を求める期間の時間が長いほど、超高真空を含めて、より高い真空度の推定を行なうことが可能である。
（手順５）次いで、上記のように求めた陰極３への単位時間当たりの残留ガスの吸着個数を基に、真空度を推定する。すなわち、求められた残留ガスの吸着個数に、あらかじめ実験的に決定された比例定数を乗じることにより、真空容器１内の全圧を推定する。なお、比例定数は、陰極３の温度を前記目標温度に保持した状態に対応して、公知の真空計などを使用して実験的に決定された値である。これにより、真空容器１内の真空度が推定されることとなる。
【００４０】
以上が、本実施形態における真空度の推定処理の詳細である。
【００４１】
このような処理によって、高価な装置や大型な装置、もしくは複雑な装置を必要とすることなく、安価で簡単な装置を使用しつつ、真空容器１内の真空度（高真空あるいは超高真空の真空度）を簡易な手法で推定できる。また、真空容器１内の残留ガスの種類に依存することなく、高真空あるいは超高真空の真空度を適切に推定できる。
【００４２】
なお、本実施形態では、真空容器１の真空度を推定するとき、陰極３の温度を１つの目標温度に保持した状態での電子放出電流の計測データを用いたが、陰極３の２つ以上の種類の目標温度にそれぞれ対応して得られる電子放出電流の計測データを用いてもよい。この場合には、例えば、陰極３の温度を各目標温度に保持した状態で、前記手順２と同じ処理によりそれぞれ得られる計測データから、各々、前記手順３〜５によって真空度を推定し、それらの真空度の平均値を真空容器１の実際の真空度として推定するようにすればよい。
【００４３】
また、本実施形態では、陰極３の材質としてカーボン系の材質を使用したが、これ以外にも、金（Ａｕ）、タングステン（Ｗ）、レニウム（Ｒｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）などの材質で陰極３を構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施形態の残留ガス判別方法に使用する装置の概略構成を示す図。
【図２】図１の装置を使用して計測される電子放出電流を例示するグラフ。
【図３】図１の装置を使用して計測される電子放出電流を例示するグラフ。
【図４】図４（ａ），（ｂ）は真空容器内の真空度を推定する手法を説明するための図。
【符号の説明】
【００４５】
１…真空容器、３…陰極。
【図１】
2008170175.tif 000003
【図２】
2008170175.tif 000004
【図３】
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【図４】
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