【手続補正書】
【提出日】平成20年1月9日(2008.1.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面領域を有する陽極と、
非加熱陰極と、
前記陽極と前記陰極の間に電圧を印加して放電電流を生成する電源であって、１×１０-5ｔｏｒｒで運転して、少なくとも１５％の精度で測定する時に、前記陽極における平均放電電流密度が２０μＡ未満となるように前記電源と前記陽極の表面領域が構成されるものとからなる、
真空の圧力を測定するための冷陰極イオン真空計。
【請求項２】
１×１０-5ｔｏｒｒで運転して、少なくとも１５％の精度で測定する時に、前記陽極における平均電流密度が１０μＡ未満となるように前記電源と前記陽極の表面領域が構成されることを特徴とする請求項１に記載の冷陰極イオン真空計。
【請求項３】
１×１０-5ｔｏｒｒで運転して、少なくとも１５％の精度で測定する時に、前記陽極における平均電流密度が５μＡ未満となるように前記電源と前記陽極の表面領域が構成されることを特徴とする請求項１に記載の冷陰極イオン真空計。
【請求項４】
１×１０-5ｔｏｒｒで運転して、少なくとも１５％の精度で測定する時に、前記陽極における平均電流密度が１μＡ未満となるように前記電源と前記陽極の表面領域が構成されることを特徴とする請求項１に記載の冷陰極イオン真空計。
【請求項５】
前記陰極がゲッター材料からなることを特徴とする請求項１に記載の冷陰極イオン真空計。
【請求項６】
前記陰極がチタン、タンタル、バリウム、ジルコニウム又はトリウムからなることを特徴とする請求項５に記載の冷陰極イオン真空計。
【請求項７】
陽極の表面領域の実質的な一部が炭素又はイオン化ビームエネルギーの関数として炭素よりも低い収量又はそれと同等の収量を有して後方散乱電子と二次電子を生成する他の材料からなることを特徴とする請求項１に記載の冷陰極イオン真空計。
【請求項８】
１×１０-5ｔｏｒｒで運転して、少なくとも１５％の精度で測定する時に、前記電源が前記放電電流を４０μＡ未満に制限することを特徴とする請求項１に記載の冷陰極イオン真空計。
【請求項９】
前記電源が実質的に一定の電流を供給することを特徴とする請求項１に記載の冷陰極イオン真空計。
【請求項１０】
電源が前記陽極と前記陰極の間での放電電流に対して直列に設けた制限抵抗を有し、該制限抵抗が１００ＭΩを超える抵抗値を有することを特徴とする請求項１に記載の冷陰極イオン真空計。
【請求項１１】
前記陽極の表面領域が同じ直径を有する平滑な円筒のそれよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の冷陰極イオン真空計。
【請求項１２】
前記陽極がその長手方向の軸から放射状に延びた一又はそれ以上の表面を有することを特徴とする請求項１１記載の冷陰極イオン真空計。
【請求項１３】
前記一又はそれ以上の表面が前記長手方向の軸に対して垂直な平面内に存在することを特徴とする請求項１２に記載の冷陰極イオン真空計。
【請求項１４】
前記表面が前記長手方向の軸を含む平面内に存在することを特徴とする請求項１２に記載の冷陰極イオン真空計。
【請求項１５】
２平方センチメータを超える表面積を有する陽極と、
陰極と、
前記陽極と前記陰極の間に電圧を印加する電源とからなる、
真空の圧力を測定するためのイオン真空計。
【請求項１６】
前記陽極が５平方センチメータを超える表面積を有することを特徴とする請求項１５に記載のイオン真空計。
【請求項１７】
前記陽極が１０平方センチメータを超える表面積を有することを特徴とする請求項１５に記載のイオン真空計。
【請求項１８】
前記陽極が１５平方センチメータを超える表面積を有することを特徴とする請求項１５に記載のイオン真空計。
【請求項１９】
前記陰極がチタンからなることを特徴とする請求項１５に記載のイオン真空計。
【請求項２０】
前記陽極が炭素からなることを特徴とする請求項１５に記載のイオン真空計。
【請求項２１】
前記電源が１０-5ｔｏｒｒで放電電流を４０μＡ未満に制限することを特徴とする請求項１５に記載のイオン真空計。
【請求項２２】
前記電源が実質的に一定の電流を供給することを特徴とする請求項２１に記載のイオン真空計。
【請求項２３】
電源が放電電流に対して直列に設けた制限抵抗を有し、該制限抵抗が１００ＭΩを超える抵抗値を有することを特徴とする請求項２１に記載のイオン真空計。
【請求項２４】
１×１０-5ｔｏｒｒで運転して、少なくとも１５％の精度で測定する時に、前記陽極における平均放電電流密度が２０μＡ未満となるように前記電源が構成されることを特徴とする請求項１５に記載のイオン真空計。
【請求項２５】
直径と表面領域を有する陽極であって、該表面領域が前記陽極と同じ直径を有する円筒の表面積よりも大きいものと、
非加熱陰極と、
前記陽極と前記陰極の間に電圧を印加する電源とからなる、
真空の圧力を測定するための冷陰極イオン真空計。
【請求項２６】
電子を受け取る陽極表面を有する陽極であって、その陽極表面の実質的な一部が実質的に炭素製であるか、又は、イオン化ビームエネルギーの関数として炭素よりも低い収量又はそれと同等の収量を有して後方散乱電子と二次電子を生成する他の材料製であるものと、
陰極と、
前記陽極と前記陰極の間に電圧を印加する電源とからなる、
真空の圧力を測定するためのイオン真空計。
【請求項２７】
前記陽極が少なくともその一部を炭素でコーティングされた金属材料製であることを特徴とする請求項２６に記載のイオン真空計。
【請求項２８】
前記陰極がイオンを受け取るための表面を有し、その陰極表面がゲッター材料からなることを特徴とする請求項２６に記載のイオン真空計。
【請求項２９】
前記陰極表面がチタン、タンタル、バリウム、ジルコニウム、トリウム又は他のゲッター材料からなることを特徴とする請求項２８に記載のイオン真空計。
【請求項３０】
表面積を有する陽極と、
陰極と、
前記陽極と前記陰極の間に電圧を印加して放電電流を生成する電源であって、シロキサンと酸素の存在の下で１５０時間の１×１０-5ｔｏｒｒの真空で運転した後に、前記放電電流が１０％未満だけ降下するように前記平均放電電流密度が十分に低くなるような表面積を前記陽極が有するものとからなる、
真空の圧力を測定するためのイオン真空計。
【請求項３１】
シロキサンと酸素の存在の下で１５０時間の１×１０-5ｔｏｒｒの真空で運転した後に、前記放電電流が１０％未満だけ降下するように前記平均放電電流密度が十分に低くなるような表面積を前記陽極が有することを特徴とする前記請求項３０に記載のイオン真空計。
【請求項３２】
陽極が同じ半径の円筒のそれよりも大きな表面積を有することを特徴とする前記請求項３０に記載のイオン真空計。
【請求項３３】
約１０-4Ｔｏｒｒ未満の圧力を有する真空室内に位置した非加熱陰極と、
真空室内に位置する陽極と、
前記陰極と前記陽極の間に電位差電圧を提供する電源であって、１０-5Ｔｏｒｒの圧力で５０μＡ未満に放電電流を制限するものと、
前記陰極と前記陽極の間の空間の一部の磁界用の磁力源とからなる、
１０-4Ｔｏｒｒ未満の圧力を有する真空を測定するのに適した冷陰極イオン真空計を具備した真空システム。
【請求項３４】
前記電源が電圧を調整して実質的に一定の電流を提供することを特徴とする請求項３３に記載の真空システム。
【請求項３５】
前記電源が一つ以上の実質的に一定の電流レベルで運転され、該実質的に一定の電流レベルが前記真空システム内の真空に依存していることを特徴とする請求項３４に記載の真空システム。
【請求項３６】
前記電源が前記電流を１０-5Ｔｏｒｒで約１０μＡ未満に制限することを特徴とする請求項３３に記載の真空システム。
【請求項３７】
前記電源が前記電流を１０-5Ｔｏｒｒで約１μＡ未満に制限することを特徴とする請求項３３に記載の真空システム。
【請求項３８】
前記電源が放電電流に対して直列に設けた制限抵抗を有し、該制限抵抗が約５０ＭΩを超える抵抗値を有することを特徴とする請求項３３に記載の真空システム。
【請求項３９】
前記電源が放電電流に対して直列に設けた制限抵抗を有し、該制限抵抗が約５００ＭΩを超える抵抗値を有することを特徴とする請求項３３に記載の真空システム。
【請求項４０】
前記電源が放電電流に対して直列に設けた制限抵抗を有し、該制限抵抗が約１ＧΩを超える抵抗値を有することを特徴とする請求項３３に記載の真空システム。
【請求項４１】
炭素で陽極を形成することによって絶縁物質の堆積を軽減することを特徴とする請求項３３に記載の真空システム。
【請求項４２】
チタンで陰極を形成することによって絶縁物質の堆積を軽減することを特徴とする請求項３３に記載の真空システム。
【請求項４３】
真空計が冷陰極イオン真空計であることを特徴とする請求項３３に記載の真空システム。
【請求項４４】
電子を受け取る陽極表面を有する陽極であって、その電子を受け取る陽極表面が２平方センチメータを超える表面積を有するものと、
陰極と、
前記陽極と前記陰極の間に電圧を印加する電源とからなる、
真空の圧力を測定するためのイオン真空計。
【請求項４５】
電圧が印加されたときの陽極表面のイオン電流密度が、該陽極と同じ直径を有する円筒と同じ表面積を有する第２の陽極によって生成されるイオン電流密度よりも小さいことを特徴とする請求項２５に記載の冷陰極イオン真空計。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
低真空でＣＣＩＧを使用するための公知の問題解決手段が存在しているが、多くの利用分野において、ＣＣＩＧは長い寿命を有して高真空化で確実に作動している。しかしながら、ある種の高真空用途においては、ＣＣＩＧは比較的に短い使用期間の後で故障する傾向がある。たとえば、回路修正やホトリソグラフマスク修復のような用途に使用される、集束イオンビームシステムや電子ビームシステムのような荷電粒子ビームシステムは、その多くがミリングや堆積のための有機金属ガスやその他の不都合が生じることがあるガスを採用している。そのような用途におけるガス圧は過度の発熱やスパッタリングを回避するのに十分低いけれども、このような用途におけるＣＣＩＧは約２週間という短い平均寿命を感受しなければならないことがある。２週間と数ヶ月の作動の間に生じる典型的な故障は、不確かな真空表示や不安定な真空表示、更には、計器の不調として現れる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
図７は、本発明の２つの実施の形態に関連した時間に対する圧力表示を示している。７０２として示された線は、約２０ｃｍ2の表面積を有する図５Ａに示されたものと同じ星型陽極を利用した実施の形態の圧力表示を示している。７０４として示された線は、約２３ｃｍ2の表面積を有する図５Ｃに示されたものと同じデスク型陽極を利用した実施の形態の圧力表示を示している。双方の実施の形態において、陰極はチタン製であり、約３０ｃｍ2の大きな表面積を有する。７５時間と１３０時間における両領域７０６でのチャンバ圧力表示の降下は、ガスがチャンバ内に流れていないことを示している。図７は、１６０時間のガス暴露後において、星型の陽極を有する真空計が約１×１０-5ｔｏｒｒの圧力をまだ表示していることを示している。デスク型の陽極を使用した実施の形態は、約７乃至８×１０-6の圧力を表示している。双方の真空計の表示は、図６の従来の真空計に比較して比較的に安定している。これらデータに基づいて、本発明の各実施の形態が不都合を生じさせるガスが存在する場合においても従来のＣＣＩＧの耐用期間の少なくとも６倍の耐用期間を提供することができるとの結論が下された。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
図１０は、様々な圧力の下での一定の電流を維持するために必要な電圧を示している。約２×１０-7Ｔｏｒｒから約２×１０-6Ｔｏｒｒの真空においては、約１μＡの定電流が用いられ、そして、約１×１０-6Ｔｏｒｒから約２×１０-5Ｔｏｒｒの真空においては、約１０μＡの定電流が用いられる。そのようなイオン電流を維持するために必要な電圧は低真空から高真空に真空をスイープするときに約１ｋＶから約４ｋＶに単調に変化する。現実的な範囲においては必要な高電圧を維持するために異なる真空範囲において２つの定電流が用いられる。低イオン電流は、もし真空計が特に大きな面積の炭素コーティングされた陽極とチタン製の陰極と組み合わせた場合には耐用期間を相当延ばすものと予想される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
たとえば、ある種の実施の形態は陽極を炭素で構成するか、若しくは、金属製の陽極に炭素でコーティングする。炭素の比較的に低い原子質量が、比較的にほとんど後方散乱電子を生成しない。炭素は二次電子もほとんど生成しない。さらに、炭素コーティングした電極又は炭素電極は、揮発性のＣＯ2を形成して酸素を取り除くのに役立つ。このメカニズムは電極上に酸化絶縁物の堆積を阻止するか、又は、その形成を少なくし、それによって、真空計の寿命を延ばす。ついで、この真空計は炭素層を取り除くことによって、簡単に再生される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
本発明とその利点をより直接的に理解するために、以下の添付図面に関連した説明がなされる。
【図１Ａ】従来のＣＣＩＧを略式に図示している。
【図１Ｂ】従来のＣＣＩＧを略式に図示している。
【図２Ａ】酸化ケイ素前駆体ガスを含むシステムに使用された従来のＣＣＩＧの陽極の表面の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【図２Ｂ】酸化ケイ素前駆体ガスを含むシステムに使用された従来のＣＣＩＧの陰極の表面の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【図２Ｃ】図２Ａに図示された表面の元素分析例である。
【図２Ｄ】図２Ｂに図示された表面の元素分析例である。
【図３Ａ】タングステン前駆体ガスを含むシステムに使用された従来のＣＣＩＧの陽極の表面の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【図３Ｂ】タングステン前駆体ガスを含むシステムに使用された従来のＣＣＩＧの陰極の表面の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【図３Ｃ】図３Ａに図示された表面の元素分析例である。
【図３Ｄ】図３Ｂに図示された表面の元素分析例である。
【図４】真空の関数として、２つのＣＣＩＧにおいて測定された真空に対する放電電流を示すグラフであり、ｘ点は従来の操作で測定された電流を示し、○点は５００ＭΩの抵抗を直列にイオン化回路に付加した状態で測定した電流を示している。
【図５Ａ】本発明の一の実施の形態に関するＣＣＩＧの構成部品を示す。
【図５Ｂ】本発明の一の実施の形態に関するＣＣＩＧの構成部品を示す。
【図５Ｃ】本発明の原理に関連する陽極の他の実施の形態を示す。
【図６】シロキサンと酸素に暴露された時間の関数としての従来のＣＣＩＧの出力を示すグラフである。
【図７】シロキサンと酸素に暴露された時間の関数としての本発明の実施の形態の２つのＣＣＩＧの出力を示すグラフである。
【図８】シロキサンと酸素に暴露された時間の関数としての本発明の別の実施の形態のＣＣＩＧの出力を示すグラフである。
【図９Ａ】約１ｃｍ2の面積を有する陽極を用いて、シロキサンと酸素に連続的に暴露された状態での時間に対するイオン電流を示す。２ＧΩの制限抵抗が使用されている。
【図９Ｂ】約１ｃｍ2の面積を有する陽極を用いて、シロキサンと酸素に連続的に暴露された状態での時間に対するイオン電流を示す。２ＧΩの制限抵抗が使用されている。
【図９Ｃ】約２３ｃｍ2の面積を有する陽極を用いたＣＣＩＧを示す。この場合も２ＧΩの制限抵抗が使用されている。
【図１０】１μＡと１０μＡでの定電流モードでＣＣＩＧを運転するために必要な、真空に対する電圧を示すグラフである。