(57)【要約】【課題】気体分子を電離させ、生成したイオンの数から圧力を求める方式の真空計は、圧力が高くなるに伴い、イオンと気体分子との衝突などの相互作用が無視できなくなり、イオンやカソード電極から放出される電子の平均自由行程が短くなる。これにより、圧力に対して集イオン電極に到達するイオンの割合が低下して、真空計の指示値の精度が低下する。【解決手段】真空中の気体分子を電離させてイオンを生成し、生成したイオンを捕捉してイオン電流を検出し、検出したイオン電流から圧力指示値を算出する真空測定方法であって、少なくとも感度の圧力依存特性を取得する工程と、算出された圧力指示値を感度の圧力依存特性で補正する工程を有する真空測定方法により、真空計の指示値の精度を向上することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空中の気体分子を電離させてイオンを生成し、生成したイオンを捕捉してイオン電流を検出し、検出した前記イオン電流から圧力指示値を算出する真空測定方法であって、少なくとも感度の圧力依存特性を取得する工程と、算出された前記圧力指示値を前記感度の圧力依存特性で補正する工程を有することを特徴とする真空測定方法。
【請求項２】
前記感度の圧力依存特性の取得に際して、感度の圧力依存性を示す関数Ｆを、イオンの飛行距離Ｌと圧力Ｐの関数として、
Ｆ＝ｅｘｐ（α×Ｌ×Ｐ）；αは、測定子や温度、気体種によって決定される定数、
と表すことを特徴とする請求項１に記載の真空測定方法。
【請求項３】
前記イオンの飛行距離は、気体分子を電離させる電子の電子源と対向するアノード電極と、イオンを捕捉する集イオン電極との間の距離とすることを特徴とする請求項２に記載の真空測定方法。
【請求項４】
前記イオンの飛行距離は、電離真空計の圧力指示値と参照用真空計の圧力指示値との比から算出することを特徴とする請求項２に記載の真空測定方法。
【請求項５】
真空槽内の気体分子を電離させる電子の電子源と、前記電子源と対向するアノード電極で形成されるイオン化室と、前記イオン化室で生成した前記気体分子のイオンを捕捉する集イオン電極と、捕捉したイオンから前記真空槽の圧力を算出する演算手段とを備えた真空計であって、前記演算手段は、少なくとも感度の圧力依存特性を取得する手段を備えることを特徴とする真空計。
【請求項６】
前記イオン化室で生成されたイオンを質量分離するための質量分離手段を備えることを特徴とする請求項５に記載の真空計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空を測定する圧力計である真空計に関し、特に気体分子を電離させ、生成したイオンの数から圧力を求める方法およびそれを用いた真空計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
真空計には様々な種類があり、目的によって使い分けられている。
例えば、真空処理装置等の真空槽内部の圧力を測定する手段の一つとして、電離真空計が知られている。
また、電離真空計と構造が似ており、特定の質量／電荷比を持ったイオンのみを検出することによって分圧を知ることのできる質量分析計が知られている。
【０００３】
電離真空計は通常、電子源であるカソード電極、電子を捕捉するアノード電極、イオンを捕捉する集イオン電極、捕捉したイオンによるイオン電流を検出するイオン電流検出器、それらを制御する制御機器、イオン電流検出器で得られたイオン電流から圧力を算出する演算器、圧力を算出する際に必要となる各種パラメータを記憶する記憶装置、及び算出された圧力を表示する表示器から構成される。
【０００４】
カソード電極から、それに対して正電位に制御されたアノード電極に向けて放出された電子が、気体分子と衝突すると、気体分子がイオン化され、それらの一部が集イオン電極に到達し、イオン電流が発生する。イオン電流はイオン電流検出器によって検出され、その大きさが通常では気体分子密度と比較されることから、気体分子の密度で得られるイオン電流Ｉｉ（Ａ）と圧力Ｐ（Ｐａ）との間には以下の式１の関係が成り立っていることが知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
Ｉｉ＝Ｓ×Ｉｅ×Ｐ                      （式１）
Ｉｉ：イオン電流（Ａ）
Ｓ：電離真空計の感度（Ｐａ-1）
Ｉｅ：電子電流（Ａ）
Ｐ：圧力（Ｐａ）
【０００６】
式１の関係に基づき、従来の電離真空計の指示値Ｐｉｎｔは、得られるイオン電流Ｉｉから式２により計算されていた。
【０００７】
Ｐｉｎｔ＝Ｉｉ／（Ｓ×Ｉｅ）            （式２）
【０００８】
式１によれば、感度Ｓ及び電子電流Ｉｅが常に一定であれば、イオン電流Ｉｉは圧力に比例し、Ｐｉｎｔ＝Ｐとなる。しかし、実際には、圧力が高くなるに伴い、イオンと気体分子との衝突などの相互作用が無視できなくなり、イオンやカソード電極から放出される電子の平均自由行程が短くなる。このような理由により、圧力に対して集イオン電極に到達するイオンの割合が低下し、電離真空計の感度が低下する。このことが原因で、従来の計算式２によって算出される指示値Ｐｉｎｔには、圧力が高くなるに伴って真の圧力値から乖離していくという問題があった。
【０００９】
そのため、一般的な電離真空計の測定圧力範囲の上限は、１０-3Ｔｏｒｒ（≒０．１３Ｐａ）程度とされている（例えば、非特許文献２参照）。比較的高い信頼性を持つと言われる隔膜真空計の指示値を参照圧力値として、実際に電離真空計の指示値を記録した例を図２（ａ）に示す。０．５Ｐａ付近から圧力上昇に伴って、隔膜真空計の指示値から乖離していることがわかる。
【００１０】
そこで、例えば、従来の電離真空計において「予めいくつかの圧力状態で調査しておき、その調査で得られたデータ群を、計測時におけるイオン電流と比較して、最も近い２点間のデータから感度を算出する方法」が提示されている（特許文献１参照）。
【００１１】
また、電離真空計の感度の圧力依存性と同様に、質量分析計の分圧感度の圧力依存性が分圧測定における問題点として指摘されている。
そこで、例えば、従来の質量分析計において「全圧イオン電流を測定し全圧を決定する手段を持つ四極子型質量分析計において、得られる全圧によって四極子型質量分析計の分圧指示値を補正する方法」が提示されている（特許文献２参照）。
【００１２】
【特許文献１】特開平５−２０３５２４号公報
【特許文献２】特願平１１−３１４７３号公報
【非特許文献１】「実験物理学講座４  真空技術」共立出版  １９８５年  P３４９
【非特許文献２】「真空技術実務読本」オーム社  １９８３年  Ｐ１１８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１に記載のように、「予めいくつかの圧力状態で調査しておき、その調査で得られたデータ群を、計測時におけるイオン電流と比較して、最も近い２点間のデータから感度を算出する方法」によると、２点間の感度には線形の関係があることが前提となっている。
【００１４】
しかし、実際には図２（ａ）に示した補正していない指示値のグラフから分かるように、従来の真空計の感度と圧力との関係は非線形である。そのため、より高い精度で感度を算出するには、より多くの圧力状態での感度調査の実施と、その結果を真空計に内蔵した記憶装置等に記録しておくことで、データ間の線形性を高めることが必要であった。従って、算出される感度の精度を高めようとするほど、特許文献１の図４の記憶部５０の記憶容量を大きくしなければならないという問題があった。
【００１５】
また、上記のように、電離真空計の感度の圧力依存性と同様に、質量分析計の分圧感度の圧力依存性が分圧測定における問題点として指摘されている。
そこで特許文献２に記載のように、「全圧イオン電流を測定し全圧を決定する手段を持つ四極子型質量分析計において、得られる全圧によって四極子型質量分析計の分圧指示値を補正する方法」によると、高精度の全圧指示値が得られることを前提としている。
【００１６】
しかし、この方法には、全圧指示値を従来の計算式（式２）に従って算出する場合、圧力が高くなるほど全圧指示値が真の圧力から乖離するために補正後の分圧指示値の精度が低下するという問題があった。
【００１７】
電離真空計または質量分析計の用いられる圧力範囲内の比較的高い圧力下においても、実用的な精度での補正方法であって、なおかつ、それを用いた電離真空計または質量分析計の記憶装置の記憶容量を大きくしないものが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の目的は、真空の圧力の変化に伴い真空計の感度も変化することを考慮して、真空計の指示値を補正することである。
【００１９】
具体的には、真空計のアノード電極付近で生成されたイオンが、集イオン電極に到達する割合に基づいて、イオン検出器の出力であるイオン電流値を増加する方向で補正する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明を適用した電離真空計によれば、比較的圧力の高い真空の圧力範囲でも、従来よりも高い精度での圧力指示ができる。
【００２１】
また、本発明を適用した質量分析計によれば、比較的圧力の高い真空の圧力範囲でも、従来よりも分圧指示値の精度を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１に本発明の実施の形態の真空計を示す。
本発明の実施の形態の真空計は、電子源であるカソード電極１と、電子を捕捉するアノード電極２と、イオンを捕捉する集イオン電極３と、それらを制御する制御装置２1とで電離真空計２０として機能する。
【００２３】
制御装置２１は、カソード電極１と、アノード電極２と、集イオン電極３に接続されて、これを統括制御する。具体的には、カソード電極１と、アノード電極２との間の印加電圧が一定になるように制御する。また、集イオン電極３の出力であるイオン電流受け取る。
【００２４】
さらに詳しくは、制御装置２１は、集イオン電極３の出力であるイオン電流Ｉｉを検出するイオン電流検出器４と、カソード電極１とアノード電極２との間の印加電圧を一定になるように制御し、イオン電流検出器４で得られたイオン電流に相当するデータ受け取る入出インターフェイスである制御機器５と、予め内蔵されたプログラムに従って演算し真空圧力を算出する演算器６と、真空圧力を算出する際に必要となる各種パラメータを記憶する記憶装置７と、算出された真空圧力を表示する表示器８とを有する。
【００２５】
制御機器５と演算器６との間と、演算器６と記憶装置７との間と、及び演算器６と表示器８との間は、それぞれ、データバスで接続されている。制御機器５で受け取ったイオン電流に相当するデータは、データバス１５ａを通って演算器６に送られる。演算器６は予め内蔵されるプログラムに従って、真空圧力を算出する際に必要となる各種パラメータを記憶装置５からデータバス１５ｂを通して取り出す。さらに、演算器６は予め内蔵されるプログラムに従って、演算して得られた補正後のイオン電流Ｉｉに相当するデータを、データバス１５ｃを通して表示機器８に送り、表示機器８は真空計の指示値として表示する。
【００２６】
陰極であるカソード電極１から出た電子は、陽極であるアノード電極２に向けて放出されるが、アノード電極２で形成されたイオン化室を飛行する間に気体分子に衝突するものがある。このとき、気体分子がイオン化され、それらの一部が集イオン電極３に到達する。集イオン電極３に到達したイオンは、電荷を持つことから、イオン電流Ｉｉが発生する。このイオン電流Ｉｉは、集イオン電極３につながるイオン電流検出器４により指示値に変換される。この指示値が、制御装置２１に取り込まれ演算に使用される。
【００２７】
また、制御装置２1は、以下に示す工程に従って演算を行い、結果を表示器に表示する。
（Ａ）イオン電流から比例により圧力（従来の指示値）を求める工程；
（Ｂ）感度の圧力依存性を示す関数を変形する工程；
（Ｃ）変形した感度の圧力依存性を示す関数に測定条件を代入して、圧力の補正関数を得る工程；
（Ｄ）イオンの飛行距離を求め、圧力の補正関数に代入する工程；
（Ｅ）イオン電流から比例により求めた圧力（従来の指示値）を補正関数に代入し補正した圧力（感度の圧力依存性を補正した指示値）を得る工程；
により、演算を行う。
【００２８】
すなわち、イオン電流Ｉｉを検出するイオン電流検出器４からの出力は、先に説明したように式１の関係にある。
Ｉｉ＝Ｓ×Ｉｅ×Ｐ                      （式１）
Ｉｉ：イオン電流（Ａ）
Ｓ：電離真空計の感度（Ｐａ-1）
Ｉｅ：電子電流（Ａ）
Ｐ：圧力（Ｐａ）
【００２９】
イオン電流から比例により圧力（従来の指示値）は、式２により得られる。
これは、制御装置２１の演算工程の（Ａ）の工程に対応する。
Ｐｉｎｔ＝Ｉｉ／（Ｓ×Ｉｅ）                      （式２）
【００３０】
ここで、圧力の変化に伴い感度Ｓも変化する現象を考慮した場合、イオン電流Ｉｉ’と圧力との関係は以下のように表すことができる。
【００３１】
Ｉｉ’＝Ｓ（Ｐ）×Ｉｅ×Ｐ
＝Ｓ0×Ｆ（Ｐ）×Ｉｅ×Ｐ                    （式３）
Ｓ（Ｐ）：圧力に依存する感度（＝Ｓ0×Ｆ（Ｐ））
Ｓ0：圧力が十分に低い時（例えば、１×１０-4Ｐａ以下）の感度
Ｆ（Ｐ）：感度の圧力依存性を示す関数
【００３２】
なお、本実施例では、Ｓ0に１×１０-4Ｐａ以下の感度を使用したが、測定対象とする圧力範囲によって、Ｓ0を適宜選択するものとする。本願発明を適用するには、Ｓ0として、望ましくは１×１０-4Ｐａ以下、次いで１×１０-4Ｐａ〜０．０５Ｐａの範囲内で採用すると良い。
【００３３】
従来の電離真空計の指示値Ｐｉｎｔは、感度Ｓの圧力依存性を考慮せず、一定値（＝Ｓ0）と見なしていた。そのため、式２、式３から以下、式４のように表される。
【００３４】
Ｐｉｎｔ＝Ｉｉ’／（Ｓ0×Ｉｅ）
＝Ｓ0×Ｆ（Ｐ）×Ｉｅ×Ｐ／（Ｓ0×Ｉｅ）
＝Ｆ（Ｐ）×Ｐ                              （式４）
【００３５】
式４は、従来の電離真空計の指示値Ｐｉｎｔが、真の圧力Ｐに感度の圧力依存性Ｆ（Ｐ）をかけた値となっていたことを示している。
式４を変形すると、真の圧力Ｐは式５のように表すことができる。
【００３６】
Ｐ＝Ｐｉｎｔ／Ｆ（Ｐ）                              （式５）
【００３７】
感度が圧力に依存する要因を、イオンと気相分子間の衝突によるもののみと考えた場合には、感度の圧力依存性を表す関数Ｆ（Ｐ）は、アノード２付近で生成されたイオンが、集イオン電極３に到達する割合の変化と同様と考えられ次式で与えられる。
これは、制御装置２１の演算工程の（Ｂ）の工程に対応する。
【００３８】
Ｆ（Ｐ）＝ｅｘｐ（−Ｌ／λ）＝（−ＬπＰＤ2／ｋＴ）  （式６）
ただし、λ＝ｋＴ／πＰＤ2
Ｌ：イオンの飛行距離
λ：イオンの平均自由行程（ｍ）
Ｄ：イオンの直径（ｍ）
ｋ：ボルツマン定数（Ｊ／Ｋ）
Ｔ：絶対温度（Ｋ）
【００３９】
室温Ｔ＝３００（Ｋ）で、イオンの直径Ｄを、通常電離真空計の校正に使用される窒素と同じ３．７８×１０-10（ｍ）と見なした場合、式６によるイオンの到達率Ｆ（Ｐ）は次式のように計算される。
【００４０】
Ｆ（Ｐ）＝ｅｘｐ（−１０８×Ｌ×Ｐ）        （式７）
【００４１】
なお、イオンの直径Ｄを、通常電離真空計の校正に使用される窒素（Ｎ2）と同じと見なしたが、真空雰囲気の気体の種類毎に異なる。この分の校正は、相対感度係数として知られており、予め、記憶装置内にデータテーブル持つことにより実施する。例えば、ヘリウム（Ｈｅ）、水（Ｈ2Ｏ）、酸素（Ｏ2）等のデータを内蔵すると良い。
【００４２】
１０Ｐａ以下の範囲において、一般的な電離真空計ではＰｉｎｔとＰの差は小さいので、式７中のＰは、従来の計算方法で得られる圧力値Ｐｉｎｔで近似する。ＰとＰｉｎｔとの差は一般的に小さいので、この近似が補正に与える影響は小さい。近似後の感度の圧力依存性Ｆ（Ｐ）を次式に示す。
【００４３】
Ｆ（Ｐ）≒Ｆ（Ｐｉｎｔ）＝ｅｘｐ（−１０８×Ｌ×Ｐｉｎｔ）  （式８）
【００４４】
式８を５式に適用し、感度の圧力依存性を補正した圧力指示値Ｐｃｏｒは、次式で表すことができる。
これは、制御装置２１の演算工程の（Ｃ）の工程に対応する。
【００４５】
Ｐｃｏｒ＝Ｐｉｎｔ／Ｆ（Ｐｉｎｔ）
＝Ｐｉｎｔ×ｅｘｐ（１０８×Ｌ×Ｐｉｎｔ）      （式９）
【００４６】
以上の変形によって、イオンの飛行距離Ｌが決まれば、感度の圧力依存性を補正した圧力指示値Ｐｃｏｒは、イオン電流Ｉｉから比例により求めた圧力値（従来の指示値）から簡単に導き出せることが分かる。
【００４７】
ここでイオンの飛行距離Ｌを決めるのであるが、Ｌを決める方法は、種々考えられるので、適用される環境条件によって適宜決定するものとする。
これは、制御装置２１の演算工程の（Ｄ）の工程に対応する。
【００４８】
実際のイオンの飛行距離Ｌは、イオンが生成される個所の違いや、飛行軌道によって分布を持つ。その分布は、電離真空計のアノード電極の形状や、その集イオン電極との位置関係などの幾何学的な構造の違い等によって異なることから、正確に把握することは容易ではない。しかし、その平均は、一般的な電離真空計では、アノード電極と集イオン電極との距離と同程度（数分の１から数倍）であると予想される。Ｌをアノード電極２と集イオン電極３との距離と同じと見積もった場合の、感度の補正例は、後の実施例１に示す。
【００４９】
また、Ｌを得る他の有効な手段として、予め調査した電離真空計の圧力指示値と参照圧力の関係から計算する方法がある。感度の低下が顕著に観察される比較的高い圧力状況（本発明の実施例に使用した真空計では０．５Ｐａ以上）において、従来の計算方法によって得られる圧力Ｐｉｎｔと、参照圧力値Ｐｒｅｆの比はイオンの到達率Ｆ（Ｐｉｎｔ）と同等と考えられるので、式１０式のように表すことができる。
【００５０】
Ｐｉｎｔ／Ｐｒｅｆ＝Ｆ（Ｐｉｎｔ）
＝ｅｘｐ（−１０８×Ｌ×Ｐｉｎｔ）  （式１０）
【００５１】
式１０によって、ＰｉｎｔとＰｒｅｆの値がわかれば計算によりＬを見積もることが可能である。この場合の、感度の補正例を、後の実施例２に示す。
【００５２】
以上のように、式９または式１０を用いることによって、真空の圧力の変化に伴い真空計の感度も変化することを考慮して、真空計の指示値を補正することが可能である。
これにより、真空計のアノード電極２付近で生成されたイオンが、集イオン電極３に到達する割合に基づいて、イオン電流検出器４の出力であるイオン電流値を増加する方向で補正して、比較的圧力の高い真空の圧力範囲でも、従来よりも高い精度での圧力指示ができるという効果が得られる。
【００５３】
以下の実施例１、２は、制御装置２１の演算の（Ｅ）イオン電流から比例により求めた圧力（従来の指示値）を補正式に代入し補正した圧力（感度の圧力依存性を補正した指示値）を得る工程に対応するものである。すなわち、実際のイオンの飛行距離Ｌの決定方法の異なる２つの例をそれぞれ例示したものである。
【実施例１】
【００５４】
本実施例で用いた電離真空計では、アノ−ド電極２と集イオン電極３の距離は２ｍｍであった。このことから、Ｌをアノード電極２と集イオン電極３との距離と同じと見積もった場合、式９のＬを２×１０-3（ｍ）とし、Ｐｃｏｒは、式１１のようになる。
【００５５】
Ｐｃｏｒ＝Ｐｉｎｔ／Ｆ（Ｐｉｎｔ）
＝Ｐｉｎｔ×ｅｘｐ（０．２１６×Ｐｉｎｔ）    （式１１）
【００５６】
本実施例による式１１を使用して、実際に指示値を補正した例を図２（ｂ）に示す。補正していない従来の指示値（ａ）と比べて参照真空計の指示値とよく一致していることがわかる。
【実施例２】
【００５７】
本実施例にて使用した電離真空計２０は、従来の計算方法によって指示された圧力値は、参照用真空計の指示値２Ｐａに対して、１．４Ｐａであった。Ｌを予め調査した電離真空計の圧力指示値と参照圧力の関係から計算する場合、式１０にＰｉｎｔ＝１．４、Ｐｒｅｆ＝２を代入すると、Ｌ＝２．３６×１０-3（ｍ）と計算される。これを式９のＬに適用すると、式１２となる。
【００５８】
Ｐｃｏｒ＝Ｐｉｎｔ／Ｆ（Ｐｉｎｔ）
＝Ｐｉｎｔ×ｅｘｐ（０．２５４×Ｐｉｎｔ）    （式１２）
【００５９】
本実施例による式１２を使用して、実際に指示値を補正した例を図２（ｃ）に示す。補正していない従来の指示値である図２（ａ）のグラフと比べて参照した真空計の指示値と良く一致していることがわかる。
【００６０】
以上まとめると、本発明は感度の圧力依存性を示す関数Ｆ（Ｐｉｎｔ）を具体的な関数として求め、従来圧力に依存しないで一定と見なしていた感度Ｓを、圧力が十分低いときの感度Ｓ0と感度の補正関数Ｆ（Ｐｉｎｔ）をかけて表すことで、圧力変化に伴って変化する感度を適切に補正し、０．５Ｐａ以上の圧力領域において、従来の電離真空計よりも高い精度での圧力指示を可能とするものである。
【実施例３】
【００６１】
次に、本発明の実施の形態の他の真空計である質量分析計３０について説明する。
本実施例の真空計は、図３に示すように、電子源であるカソード電極１と、電子を捕捉するアノード電極２と、イオンを捕捉する集イオン電極３と、特定の質量／電荷比を持ったイオンのみを選択的に振り分ける分析部２３と、分析部２３によって振り分けられたイオンを捕捉する分圧測定のための集イオン電極２５、それらを制御する制御装置３1とを備えた質量分析計３０である。分析部２３には四極子型の分析部を使用した。
【００６２】
制御装置３１は、カソード電極１と、アノード電極２と、集イオン電極３、分析部２３、集イオン電極２５に接続されて、これを統括制御する。具体的には、カソード電極１と、アノード電極２との間の印加電圧が一定になるように制御する。また、分析部２３に直流電圧と特定周波数の交流を併せて印加することにより、特定の質量／電荷比をもったイオンのみを選択的に振り分けるように制御する。また、集イオン電極２５の出力であるイオン電流を受け取る。
【００６３】
さらに詳しくは、制御装置３１は、集イオン電極３の出力であるイオン電流Ｉｉを検出するイオン電流検出器４と、カソード電極１とアノード電極２との間の印加電圧を一定になるように制御し、また、分析部２３を特定の質量／電荷比をもったイオンのみを選択的に振り分けるように制御し、イオン電流検出器４で得られたイオン電流に相当するデータ受け取る入出インターフェイスである制御機器５’と、予め内蔵されたプログラムに従って演算し真空圧力を算出する演算器６と、真空圧力を算出する際に必要となる各種パラメータを記憶する記憶装置７と、算出された真空圧力を表示する表示器８とを有する。
【００６４】
制御機器５’と演算器６との間と、演算器６と記憶装置７との間と、及び演算器６と表示器８との間は、それぞれ、データバスで接続されている。制御機器５’で受け取ったイオン電流に相当するデータは、データバス１５ａを通って演算器６に送られる。演算器６は予め内蔵されるプログラムに従って、真空圧力を算出する際に必要となる各種パラメータを記憶装置５からデータバス１５ｂを通して取り出す。さらに、演算器６は予め内蔵されるプログラムに従って、演算して得られた補正後のイオン電流に相当するデータを、データバス１５ｃを通して表示機器８に送り、指示値の表示を行う。
【００６５】
陰極であるカソード電極１から出た電子は、陽極であるアノード電極２に向けて放出されるが、アノード電極２までの飛行の間に真空中の気体分子に衝突するものがある。このとき、気体分子がイオン化され、一部のイオンは分析部２３で特定の質量／電荷比を持ったイオンのみを選択的に振り分けられて集イオン電極２５に到達する。また他の一部のイオンは、集イオン電極３に到達する。集イオン電極２５及び集イオン電極３に到達したイオンは、電荷を持つことから、集イオン電流が発生する。この集イオン電流は、集イオン電極２５及び集イオン電極３につながる制御装置３１に取り込まれ演算に使用される。
【００６６】
つまり、本発明の実施の形態の質量分析計は、図３のカソード電極１と集イオン電極２５の間に、特定の質量／電荷比を持ったイオンのみを選択的に振り分ける分析部２３を持つことによって、真空中の気体の分圧を測定することができる。
【００６７】
ここで、イオン電流検出器２７の出力である特定の質量／電荷比を持ったイオンのイオン電流を本発明の実施例１または実施例２によって得られた全圧に基づいて、増加する方向に補正する。これにより、正確な分圧指示値を得ることができる。この補正の計算式については、特許文献２などの方法が知られている。
【００６８】
以上のように、本願発明の実施形態の質量分析計３０によれば、比較的圧力の高い真空の圧力範囲でも、従来よりも高精度で分圧の指示値を得られる。
【００６９】
なお、本願発明の質量分析計３０の分圧指示値を補正する場合に使用される電離真空計２０においても、本発明にあるような感度を補正した電離真空計２０を使用して補正することにより、質量分析計３０の感度補正をより適切に行うことができるようになり、高い圧力環境における質量分析計３０の分圧指示値の精度を向上することができる。
【００７０】
また、本願発明の質量分析計は、その分析部が四極子型のものに限らず、磁場偏向型等の他の方式であっても良い。集イオン電極に到達する割合が分かれば適用できる。
【００７１】
以上のように、本願発明の実施の形態について、電離真空計と質量分析計を例にとって説明したが、勿論、本願発明はこれらに限定されることなく、本願発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００７２】
例えば、本願発明の真空計は、実施例１と実施例２で説明した方法の両方を実施可能な構成の演算器を用いて、環境により、実施例１の方法と実施例２の方法のいずれか一方を選択して、補正を行うようにしても良い。
【００７３】
また、本発明の実施例３は、図３に示すように電離真空計と質量分析計の両方の機能を一つの装置として実現可能であるが、別々の装置として構成し、組合せて使用しても良い。例えば、質量分析計３０に、電離真空計２０のデータを受け渡し可能なように質量分析計３０の制御装置３１と電離真空計２０の制御装置２１の双方にインターフェイス回路を設け、質量分析計３０の制御機器５’と電離真空計２０の制御機器５との間の通信を行うようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施の形態の真空計の構成の概略図である。
【図２】図２は、電離真空計の指示値の例を示すグラフである。（ａ）は、従来の方法によって計算された感度を補正する前の指示値を示す。（ｂ）は、本発明を適用した実施例１によって感度を補正した後の指示値を示す。（ｃ）は、本発明を適用した実施例２によって感度を補正した後の指示値を示す。  なお、横軸は、参照用隔膜真空計の指示値である。
【図３】本発明の他の実施の形態の真空計の構成の概略図である。
【符号の説明】
【００７５】
１・・・カソード電極、２・・・アノード電極、３・・・集イオン電極、４・・・イオン電流検出器、５・・・制御機器、５’・・・制御機器、６・・・演算器、７・・・記憶装置、８・・・表示器、９・・・分析部、１０・・・真空計、１２ａ・・・電力線、１２ｂ・・・電力線、１２ｃ・・・電力線、１３ａ・・・信号線、１３ｂ・・・信号線、１４ａ・・・信号線、１４ｂ・・・信号線、１５ａ・・・データバス、１５ｂ・・・データバス、１５ｃ・・・データバス、２０・・・電離真空計、２１・・・制御装置、２３・・・分析部、２５・・・集イオン電極、２７・・・イオン電流検出器、２１・・・制御装置、３０・・・質量分析計、３１・・・制御装置、
【図１】
2008151756.tif 000003
【図２】
2008151756.tif 000004
【図３】
2008151756.tif 000005