JPH0311542A - 極高真空計測法および装置 - Google Patents
極高真空計測法および装置Info
- Publication number
- JPH0311542A JPH0311542A JP14296089A JP14296089A JPH0311542A JP H0311542 A JPH0311542 A JP H0311542A JP 14296089 A JP14296089 A JP 14296089A JP 14296089 A JP14296089 A JP 14296089A JP H0311542 A JPH0311542 A JP H0311542A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- particles
- laser
- vacuum
- particle
- cluster
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は真空、とくに極高真空領域における真空度計測
の方法とその装置に関する。
の方法とその装置に関する。
従来の電離真空計は特開昭６２− ］！１０６４ｆｌｉ
号公報に記載のように、電離真空計の熱電子フイラメン
１〜から放射される電子がグリッドに衝突して発生する
軟Ｘ線によるイオンコレクタ電流が測定すべき気体によ
る光電流をマスクするので、１０−１０以下の圧力は測
定できなかった。同様に」１記フィラメントから放射さ
れる不要ガスも有害な影響を及ぼしていた。
号公報に記載のように、電離真空計の熱電子フイラメン
１〜から放射される電子がグリッドに衝突して発生する
軟Ｘ線によるイオンコレクタ電流が測定すべき気体によ
る光電流をマスクするので、１０−１０以下の圧力は測
定できなかった。同様に」１記フィラメントから放射さ
れる不要ガスも有害な影響を及ぼしていた。
また、レーザによるイオン化を用いて真空度を計測する
方法では、ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・アブイド
・フィジックス・バー１〜２，２６゜５（１９８７年）
第Ｌ５７３頁から第５５７５頁（Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊ
ｏｕｎａｌ ｏｆ ＡｐｐｌｉＣｄ ｐｈｙｓｊｃｓ
ｐａｒｔ２゜２６、５（１，９８７）、ρｐＬ５７３−
Ｌ５７５）に記載のように、レーザ光が照射された真
空容器の壁より有害なイオンが放出されるという問題が
あった。
方法では、ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・アブイド
・フィジックス・バー１〜２，２６゜５（１９８７年）
第Ｌ５７３頁から第５５７５頁（Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊ
ｏｕｎａｌ ｏｆ ＡｐｐｌｉＣｄ ｐｈｙｓｊｃｓ
ｐａｒｔ２゜２６、５（１，９８７）、ρｐＬ５７３−
Ｌ５７５）に記載のように、レーザ光が照射された真
空容器の壁より有害なイオンが放出されるという問題が
あった。
一ヒ記従来技術では熱電子フィラメン１〜による軟Ｘ線
の発生や、フィシメン１〜表面の吸着ガスの放出、或い
は真空中に置かれたイオン検出器のベーキング（加熱し
て吸着ガスを予め取り除くこと）等について配慮が足り
ず、測定すべき真空度の範囲が制限されていた。
の発生や、フィシメン１〜表面の吸着ガスの放出、或い
は真空中に置かれたイオン検出器のベーキング（加熱し
て吸着ガスを予め取り除くこと）等について配慮が足り
ず、測定すべき真空度の範囲が制限されていた。
本発明の１」的は、上記の婿点を解消し、測定限界を超
高真空側に大幅に広げ、さらに、圧力容器内の圧力分布
をも測定できる超高真空計測法および装置を提供するこ
とにある。
高真空側に大幅に広げ、さらに、圧力容器内の圧力分布
をも測定できる超高真空計測法および装置を提供するこ
とにある。
本発明は上記の目的を達成するために、真空槽内にイオ
ン、または分子、または原子導入し、これにレーザ光を
照射してレーザ冷却による粒子クラスタを生成し、これ
に真空槽内の気体粒子が衝突して発生する蛍光を検出す
るようにする。
ン、または分子、または原子導入し、これにレーザ光を
照射してレーザ冷却による粒子クラスタを生成し、これ
に真空槽内の気体粒子が衝突して発生する蛍光を検出す
るようにする。
さらに、」１記粒子クラスタをレーザ照射により真空槽
内を移動させ、真空槽内の気圧分布を測定できるように
する。
内を移動させ、真空槽内の気圧分布を測定できるように
する。
さらに、上記粒子クラスタにレーザ冷却を受けにくい粒
子を衝突させて上記レーザ冷却を受けにくい粒子のクラ
スタも混存するように、次いで上記二種類の粒子が混在
するクラスタにレーザ光を照射して先に生成された粒子
クラスタを移動させて分離し、上記レーザ冷却を受けに
くい粒子のクラスタが発する蛍光を検出するようにする
。
子を衝突させて上記レーザ冷却を受けにくい粒子のクラ
スタも混存するように、次いで上記二種類の粒子が混在
するクラスタにレーザ光を照射して先に生成された粒子
クラスタを移動させて分離し、上記レーザ冷却を受けに
くい粒子のクラスタが発する蛍光を検出するようにする
。
以」二のように構成した本発明の超高真空計測法および
装置は、真空容器内に放射されたイオンや原子等をレー
ザ光により静止させ、測定すべき気体分子がこれに衝突
する際に発生する蛍光の強度を測定する。上記蛍光強度
は以下に示すように真空度に比例するのでこれにより真
空度を求めることができる。
装置は、真空容器内に放射されたイオンや原子等をレー
ザ光により静止させ、測定すべき気体分子がこれに衝突
する際に発生する蛍光の強度を測定する。上記蛍光強度
は以下に示すように真空度に比例するのでこれにより真
空度を求めることができる。
真空槽内でレーザ冷却により静止した原子またはイオン
の集団はその原子固有の蛍光を発している。集団の大き
さを半径Ｒの球とすると、この球に残留気体分子が衝突
する確率は、単位時間あたり １ ｒ ＝ −ｎ ｖ Ｓ で与えられる。ただし、 ｒｌ：残留気体の分子密度 ■＝残電電気体分子平均速度 Ｓ：イオン集団の表面積＝４πＲ２ である。
の集団はその原子固有の蛍光を発している。集団の大き
さを半径Ｒの球とすると、この球に残留気体分子が衝突
する確率は、単位時間あたり １ ｒ ＝ −ｎ ｖ Ｓ で与えられる。ただし、 ｒｌ：残留気体の分子密度 ■＝残電電気体分子平均速度 Ｓ：イオン集団の表面積＝４πＲ２ である。
」１記した残留気体分子がイオンの集団に衝突する際に
蛍光が発生するのであるから、この蛍光の強度は上記ｒ
に比例する。このｒは」１式が示すように残留圧体の分
子密度ｎに比例するので、蛍光強度を測定すれば残留気
体の分子密度、すなわち真空度を知ことかできるのであ
る。
蛍光が発生するのであるから、この蛍光の強度は上記ｒ
に比例する。このｒは」１式が示すように残留圧体の分
子密度ｎに比例するので、蛍光強度を測定すれば残留気
体の分子密度、すなわち真空度を知ことかできるのであ
る。
以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。第１
図は本発明の第１の実施例である。イオンビーム源６よ
りパルス状に断続されたイオンビーム６１が真空槽１内
に打ち出される。上記イオンビームにはレーザ２ａ、２
ｂ、２ｃ等よりのレザ光が照射される。運動するイオン
や原子にし−ザ光が当たるとイオンや原子に力が作用す
る。
図は本発明の第１の実施例である。イオンビーム源６よ
りパルス状に断続されたイオンビーム６１が真空槽１内
に打ち出される。上記イオンビームにはレーザ２ａ、２
ｂ、２ｃ等よりのレザ光が照射される。運動するイオン
や原子にし−ザ光が当たるとイオンや原子に力が作用す
る。
したがって、運動するイオンや原子の反対側からレーザ
光を照射するとイオンや原子は押し戻されて速度を失う
。速度を失うことは運動エネルギを失うことに相当する
ので、このような作用はレーザ冷却と呼ばれている。
光を照射するとイオンや原子は押し戻されて速度を失う
。速度を失うことは運動エネルギを失うことに相当する
ので、このような作用はレーザ冷却と呼ばれている。
第１−図において、真空槽１の斜め下から打ち込まれた
イオンビームを静止させるに必要なレーザは２ａと２ｂ
のみで足りる筈であるが、同図に示すように２８に対抗
してレーザ２ｃを設け、２ａと２ｂによる力の差分を作
用させる事も出来る。
イオンビームを静止させるに必要なレーザは２ａと２ｂ
のみで足りる筈であるが、同図に示すように２８に対抗
してレーザ２ｃを設け、２ａと２ｂによる力の差分を作
用させる事も出来る。
このように力を受けたイオンビームは次第に速度を失っ
てやがて停滞しイオンクラスタ（イオン塊）を形成する
ようになる。
てやがて停滞しイオンクラスタ（イオン塊）を形成する
ようになる。
このイオンクラスタを形成するためにはイオンビームの
速度に併せて各レーザ光の強度を弱めてやる必要がある
。タイマ４はこのために設けられたものでイオンクラス
タの形成に伴ってレーザ光の波長を大きくするように各
レーザを制御し、同時にイオンビームの強度も弱めるよ
うにイオンビーム源６を制御する。以下、上記のイオン
クラスタ内の粒子を冷却粒子と呼ぶことにする。第１図
の５は上記冷却粒子の一つを代表して示したものである
。
速度に併せて各レーザ光の強度を弱めてやる必要がある
。タイマ４はこのために設けられたものでイオンクラス
タの形成に伴ってレーザ光の波長を大きくするように各
レーザを制御し、同時にイオンビームの強度も弱めるよ
うにイオンビーム源６を制御する。以下、上記のイオン
クラスタ内の粒子を冷却粒子と呼ぶことにする。第１図
の５は上記冷却粒子の一つを代表して示したものである
。
」１記冷却粒子５に真空度を測定すべき気体の粒子が衝
突すると冷却粒子５は励起されて蛍光を発する。３はこ
の蛍光の強度を検出するための検出器である。」１記イ
オンクラスタ内に飛び込む気体粒子の数は真空度に逆比
例するので上記蛍光強度から真空度を求めことができる
のである。
突すると冷却粒子５は励起されて蛍光を発する。３はこ
の蛍光の強度を検出するための検出器である。」１記イ
オンクラスタ内に飛び込む気体粒子の数は真空度に逆比
例するので上記蛍光強度から真空度を求めことができる
のである。
なお、−に記イオンビームの注入によって真空槽］。内
の真空度が低下するという懸念があるが、拡散した上記
冷却粒子や冷却されなかった粒子等に上記気体粒子が衝
突する確率は相対的に十分低いので実際−Ｌ問題になら
ない。
の真空度が低下するという懸念があるが、拡散した上記
冷却粒子や冷却されなかった粒子等に上記気体粒子が衝
突する確率は相対的に十分低いので実際−Ｌ問題になら
ない。
第２図は本発明の第２の実施例を示す図である。
イオンビーム６１は蒸発源６２にパルスレーザ８からの
レーザ光を照射して得られるイオンの一部を中仕切り板
１１に設けた穴１２より取り出して作成する。このよう
にするとイオンビーム６１の〜７ 方向が一義的に定まるのでその方向と対抗する位置にレ
ーザ２を設置すれば一個のレーザで」１記イオンクラス
タを形成することができる。イオンクラスタが発生する
蛍光は光りファイバによって取り出され第１図と同様に
して真空を測定する。また、蒸発源９側の空間はその中
の気体粒子が」二側の空間に入り込まないよう、上側空
間の圧力に比例した排気を行なう必要がある。
レーザ光を照射して得られるイオンの一部を中仕切り板
１１に設けた穴１２より取り出して作成する。このよう
にするとイオンビーム６１の〜７ 方向が一義的に定まるのでその方向と対抗する位置にレ
ーザ２を設置すれば一個のレーザで」１記イオンクラス
タを形成することができる。イオンクラスタが発生する
蛍光は光りファイバによって取り出され第１図と同様に
して真空を測定する。また、蒸発源９側の空間はその中
の気体粒子が」二側の空間に入り込まないよう、上側空
間の圧力に比例した排気を行なう必要がある。
第３図は上記イオンビームを針状電極６３に高電パルス
電源によって駆動し電界蒸発により生成する本発明の第
３の実施例である。剣状電極６３が発生するイオンビー
ムは広がりを有するため各方向のイオンビームを集めて
所定のイオンクラスタを生成するために５個のレーザ２
ａ、２ｂ、２ｃ。
電源によって駆動し電界蒸発により生成する本発明の第
３の実施例である。剣状電極６３が発生するイオンビー
ムは広がりを有するため各方向のイオンビームを集めて
所定のイオンクラスタを生成するために５個のレーザ２
ａ、２ｂ、２ｃ。
２ｄ、２ｅが用いられる。
第４はイオンクラスタの位置を移動させて真空槽１内の
圧力分布を測定する本発明の第４の実施例である。イオ
ンビーム源６から照射されたイオンビーム６１はレーザ
２ａのレーザ光ににって減速されイオンクラスタ５を形
成する。イオンクラスタ５はレーザ２ｂと２０からのレ
ーザ光によって横方向に移動させることが出来るので横
方向の局所的な圧力分布を２１１！ｌ定することが出来
るのである。また、レーザ２ｂと２ｃの波長からイオン
クラスタ５が上記水平のどちら側にどの程度の速度で移
動しているかを推定できるので、この速度を横軸入力と
し、縦軸入力を検出器３の出力として画像出力装置１３
を駆動すれば上記の横方向の局所的な圧力分布を直視す
ることができる。
圧力分布を測定する本発明の第４の実施例である。イオ
ンビーム源６から照射されたイオンビーム６１はレーザ
２ａのレーザ光ににって減速されイオンクラスタ５を形
成する。イオンクラスタ５はレーザ２ｂと２０からのレ
ーザ光によって横方向に移動させることが出来るので横
方向の局所的な圧力分布を２１１！ｌ定することが出来
るのである。また、レーザ２ｂと２ｃの波長からイオン
クラスタ５が上記水平のどちら側にどの程度の速度で移
動しているかを推定できるので、この速度を横軸入力と
し、縦軸入力を検出器３の出力として画像出力装置１３
を駆動すれば上記の横方向の局所的な圧力分布を直視す
ることができる。
第５図はレーザ光によって減速されにくいイオンによる
イオンクラスタを生成する本発明の第５の実施例である
。
イオンクラスタを生成する本発明の第５の実施例である
。
以」二詳述したように本発明を適用すると、イオン源や
原子源等の粒子線源を真空槽の外側に接地出来るので従
来の電離真空計におけるフイラメンＩ・からのガス放出
やグリッドからの軟Ｘ線放射を除去でき、また蛍光検出
器も真空槽の外部に接地出来るので真空槽を十分にベー
キングして吸着ガス成分を十分に除去することができる
ので、極高真空度を精度よく測定することができる。
原子源等の粒子線源を真空槽の外側に接地出来るので従
来の電離真空計におけるフイラメンＩ・からのガス放出
やグリッドからの軟Ｘ線放射を除去でき、また蛍光検出
器も真空槽の外部に接地出来るので真空槽を十分にベー
キングして吸着ガス成分を十分に除去することができる
ので、極高真空度を精度よく測定することができる。
さらに、真空槽内の粒子線クラスタを移動させることが
出来るので真空槽内の真空度分布も測定することがきる
。
出来るので真空槽内の真空度分布も測定することがきる
。
第１図〜第５図は夫々本発明の一実施例の構成概略図、
第６図は本発明による圧力算出の方法を示す線図である
。 １・・真空槽、２ レーザ発振器、３・・検光器、４・
タイマ、５・・冷却粒子、６・・イオンビーム源、７・
・・低温トラップ、８・・パルスレーザ、６２ 蒸発源
、１０・・グラスファイバ、１１ 針状電極、１２・・
・高電圧パルス電源、１３ 画像出力装置。
第６図は本発明による圧力算出の方法を示す線図である
。 １・・真空槽、２ レーザ発振器、３・・検光器、４・
タイマ、５・・冷却粒子、６・・イオンビーム源、７・
・・低温トラップ、８・・パルスレーザ、６２ 蒸発源
、１０・・グラスファイバ、１１ 針状電極、１２・・
・高電圧パルス電源、１３ 画像出力装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、真空を測定する方法において、真空槽内にイオン源
、または分子線源、または原子線源より粒子を導入し、
上記導入された粒子にレーザ光を照射し、上記照射によ
るレーザ冷却によって生成される上記粒子の塊が発生す
る蛍光を検出することを特徴とする極高真空計測法。 ２、真空を測定する方法において、真空槽内にイオン源
、または分子線源、または原子線源より粒子を導入し、
上記導入された粒子にレーザ光を照射しレーザ冷却によ
って生成される上記粒子の塊を生成し、さらに上記粒子
の塊にレーザ光を照射してこれを移動させ、上記粒子の
塊が発生する蛍光を検出し、上記検出された蛍光の強度
と上記粒子の塊の移動量とにより上記真空槽内の真空度
分布状態を検出することを特徴とする極高真空計測法。 ３、真空を測定する方法において、イオン源、または分
子線源、または原子線源を第１の粒子線源とし、第１の
粒子線源より粒子を真空槽内に導入し、レーザ光を照射
してレーザ冷却による第１の粒子の塊を生成し、第１の
粒子の塊に第２のイオン源より第２の粒子を照射して第
１の粒子と第２の粒子が混在する塊を生成し、第１の粒
子と第２の粒子が混在する塊にレーザ光を照射して第１
と第２の粒子の塊を分離し、第２の粒子の塊が発生する
蛍光を検出することを特徴とする極高真空計測法。 ４、真空の測定装置において、真空槽内にイオン、また
は分子、または原子を導入する粒子線源と、上記粒子線
源から導入される粒子に照射するレーザと、上記レーザ
照射によって生成される上記粒子の塊が発生する蛍光を
検出する蛍光検出装置とを備えたことを特徴とする極高
真空計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14296089A JPH0311542A (ja) | 1989-06-07 | 1989-06-07 | 極高真空計測法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14296089A JPH0311542A (ja) | 1989-06-07 | 1989-06-07 | 極高真空計測法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0311542A true JPH0311542A (ja) | 1991-01-18 |
Family
ID=15327664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14296089A Pending JPH0311542A (ja) | 1989-06-07 | 1989-06-07 | 極高真空計測法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0311542A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007153535A (ja) * | 2005-12-06 | 2007-06-21 | Toshiba Elevator Co Ltd | エスカレータガード板およびこれを用いたエスカレータ設備 |
| US12436361B2 (en) | 2019-12-10 | 2025-10-07 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Projection exposure apparatus for semiconductor lithography |
-
1989
- 1989-06-07 JP JP14296089A patent/JPH0311542A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007153535A (ja) * | 2005-12-06 | 2007-06-21 | Toshiba Elevator Co Ltd | エスカレータガード板およびこれを用いたエスカレータ設備 |
| US12436361B2 (en) | 2019-12-10 | 2025-10-07 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Projection exposure apparatus for semiconductor lithography |
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