ガス分析計
【課題】試料ガスの測定結果の時間変化を広範囲に亘り表示して、大域的な測定結果の時間変化を視覚的に把握し易くする。
【解決手段】試料ガスをイオン化して、そのイオンを検出するセンサ部２１と、前記センサ部２１からの検出信号に基づいて前記試料ガスを分析する分析部３１と、前記分析部３１による測定結果に基づく値、時間、及び前記試料ガス中の成分を示す値それぞれを軸とする３次元グラフを画面上に表示するとともに、当該３次元グラフを回転可能に表示する表示制御部３３を備えている。
【解決手段】試料ガスをイオン化して、そのイオンを検出するセンサ部２１と、前記センサ部２１からの検出信号に基づいて前記試料ガスを分析する分析部３１と、前記分析部３１による測定結果に基づく値、時間、及び前記試料ガス中の成分を示す値それぞれを軸とする３次元グラフを画面上に表示するとともに、当該３次元グラフを回転可能に表示する表示制御部３３を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス分析計に関し、特に、四重極質量分析法等を用いたガス分析計の測定結果の表示方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の残留ガス分析計は、イオン化部、質量分析部及び検出部を有するセンサ部並びに交流発生器部を備えるセンサユニットと、このセンサユニットに対してケーブル接続される装置本体と、を具備して成るものが知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
そしてこの残留ガス分析計によれば、まず、イオン化部に導入された残留ガスは、高温のフィラメントから放出された熱電子に影響されイオン化される。生成されたイオンは、レンズで加速・収束されて、質量分析部に導かれる。質量分析部では、例えば４本の円柱形電極（四重極）に直流及び交流電圧を印加し、イオンがふるい分けられる。分離されたイオンは、検出部のファラデーカップで電流として検出される。このイオン電流は、残留ガスの量（分圧）に応じて変化するため、残留ガスを精度良く測定することができる。
【０００４】
従来の残留ガス分析計では、試料ガスに含まれる全ての成分毎の圧力分布を表示する場合、横軸又は縦軸の一方を試料ガスに含まれる各成分を示す原子質量単位（ＡＭＵ）軸とし、横軸又は縦軸の他方を圧力軸として、測定時刻毎の圧力分布を２次元で表示している（図１１参照）。
【０００５】
また、試料ガスに含まれるある成分の圧力の時間変化を表示する場合、横軸又は縦軸の一方を時間軸とし、横軸又は縦軸の他方を圧力軸として、２次元で表示している。なお、複数の成分（例えばＡＭＵ１８、２８）の圧力の時間変化を表示する場合には、各成分の表示線（例えば色や線種など）を異ならせて表示している（図１２参照）。
【０００６】
しかしながら、試料ガスに含まれる全ての成分毎の圧力の時間変化を見ることができないという問題がある。つまり、測定時刻又はＡＭＵを設定しなければ、測定結果をグラフ表示することができないという問題がある。なお、前述したように、成分の圧力の時間変化を表示する場合には、表示線を異ならせて表示することができるが、成分の数が増えるほど、煩雑になり見にくいという問題がある。
【０００７】
具体的には、ＡＭＵ軸及び圧力軸を用いた２次元グラフ表示では、予め定められた測定時刻しかグラフ表示できない、また、ある測定時刻のグラフを表示するためには、一々設定する必要があるという問題がある。一方、時間軸及び圧力軸を用いた２次元グラフ表示では、予め定められたＡＭＵについてのグラフしか表示できない、また、他のＡＭＵについての圧力変化を表示するためには、一々ＡＭＵを設定する必要があるという問題がある。
【０００８】
さらに、上記のように各測定時刻又は各ＡＭＵ毎にしか表示できないものでは、残留ガスの大域的な成分変化やその圧力変化を把握することが難しいという問題がある。
【非特許文献１】池田亨、「特集論文 超小型残留ガス分析計ＰｒｅｓｓｕｒｅＭａｓｔｅｒ ＲＧＡシリーズ」、ＨＯＲＩＢＡ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔｓ、株式会社堀場製作所、２００４年３月、第２８号、ｐ．１２１４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決するためになされたものであり、試料ガスの測定結果（例えば、試料ガス中の各成分の圧力等）の時間変化を広範囲に亘り表示して、大域的な測定結果の時間変化を視覚的に把握し易くすることをその主たる所期課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち本発明に係るガス分析計は、試料ガスをイオン化するイオン化部と、前記イオン化部からのイオンを選択的に通過させるフィルタ部と、前記フィルタ部を通過したイオンを検出するイオン検出部と、前記センサ部からの検出信号に基づいて前記試料ガスを分析する分析部と、前記分析部による測定結果に基づく値、時間、及び前記試料ガス中の成分を示す値それぞれを軸とする３次元グラフを画面上に表示するとともに、当該３次元グラフを回転可能に表示する表示制御部と、を備えていることを特徴とする。
【００１１】
このようなものであれば、分析部による測定結果に基づく値（例えば、各成分の圧力（分圧））、時間、及び試料ガス中の成分を示す値（例えば原子質量単位（ＡＭＵ））をそれぞれ軸とする３次元グラフを画面上に表示するので、測定結果（例えば、試料ガス中の各成分の圧力等）の時間変化を視覚的に把握することができる。また、３次元グラフを回転可能に表示することにより、３次元グラフをあらゆる角度が見ることができ、測定結果をより一層視覚的に把握することができる。例えば、特定成分の圧力の時間変化を把握したいとき、３次元グラフで表示しても一方向のみからでは、他の成分の表示に隠れて見えない又は見えにくいことがある。しかし、３次元グラフを回転して表示角度を変更することで、特定成分の圧力の時間変化を視覚的に把握することができる。
【００１２】
具体的には、本発明に係るガス分析計は、試料ガスをイオン化するイオン化部と、前記イオン化部からのイオンを選択的に通過させるフィルタ部と、前記フィルタ部を通過したイオンを検出するイオン検出部と、前記イオン検出部からの検出信号に基づいて、前記試料ガスを分析する演算装置と、を具備し、前記演算装置が、測定結果に基づく値、時間、及び前記試料ガス中の成分を示す値それぞれを軸とする３次元グラフを生成する３次元グラフ生成部と、前記３次元グラフ生成部により生成された３次元グラフの表示角度を設定する表示設定部と、前記表示設定部により設定された表示角度により、前記３次元グラフを表示する表示制御部と、を備えていることを特徴とする。
【００１３】
過去の測定結果を表示するだけでなく、その検索を容易に行うことができるようにするためには、前記表示制御部が、測定時刻毎の測定結果に対応付けられたスクロールバーを表示するものであり、入力手段による前記スクロールバーのスクロール操作により、画面上に表される測定結果を切り換えるものであることが望ましい。
【００１４】
残留ガスの種類や測定用途等に応じた表示を可能にして、視覚的に把握を一層容易にするためには、前記表示制御部が、前記試料ガス中の予め選択された成分を示す値の測定結果を３次元表示するものであることが望ましい。
【００１５】
また、本発明に係るガス分析計用画面表示プログラムは、試料ガスをイオン化するイオン化部と、前記イオン化部からのイオンを選択的に通過させるフィルタ部と、前記フィルタ部を通過したイオンを検出するイオン検出部と、前記イオン検出部からの検出結果に基づいて前記試料ガスを分析する演算装置と、を備えたガス分析計で実行されるガス分析計用画面表示プログラムであって、前記分析部による測定結果に基づく値、時間、及び前記試料ガス中の成分を示す値それぞれを軸とする３次元グラフを画面上に表示するとともに、当該３次元グラフを回転可能に表示する表示制御部としての機能を前記演算装置に備えさせることを特徴とする。
【００１６】
さらに、本発明に係るガス分析計用演算装置は、試料ガスをイオン化するイオン化部と、前記イオン化部からのイオンを選択的に通過させるフィルタ部と、前記フィルタ部を通過したイオンを検出するイオン検出部と、を備えたガス分析計に用いられるガス分析計用演算装置であって、前記分析部による測定結果に基づく値、時間、及び前記試料ガス中の成分を示す値それぞれを軸とする３次元グラフを画面上に表示するとともに、当該３次元グラフを回転可能に表示することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
このように構成した本発明によれば、試料ガスの測定結果（例えば、試料ガス中の各成分の圧力等）の時間変化を広範囲に亘り表示して、大域的な測定結果の時間変化を視覚的に把握し易くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、図１は本実施形態に係るガス分析計１を示す模式的構成図であり、図２はセンサ部２１の内部構成図である。図３は演算装置３の機能構成図であり、図４〜図１０は表示手段５の画面上に表示される表示画面を示す図等である。
【００１９】
＜装置構成＞
【００２０】
本実施形態に係るガス分析計１は、例えば半導体製造プロセス中又は装置クリーニング後の真空チャンバ１００内のガスモニタに用いられるものであり、図１に示すように、真空チャンバ１００内のプロセスガス又は残留ガス等の試料ガスを検知するセンサ部２１を有するセンサユニット２と、前記センサ部２１を制御するとともに、前記センサ部２１の出力に基づいて残留ガスの分析処理等を行う演算装置３と、を備えている。
【００２１】
以下、センサユニット２及び演算装置３について説明する。
【００２２】
センサユニット２は、図１に示すように、センサ部２１と当該センサ部２１の後端部に設けられた交流発生器部２２等を備えている。また、交流発生器部２２の後端部には、演算装置３と該センサユニット２とを接続するケーブルＣＡが接続されている。
【００２３】
センサ部２１は、図２に示すように、真空チャンバ１００に取り付けられた際に真空チャンバ１００内の残留ガスを導入するためのガス導入口（図示しない）を備え、当該ガス導入口からセンサ部２１内に導入された試料ガスである残留ガスをイオン化するイオン化部２１１と、前記イオン化部２１１によりイオン化されたイオンを検出するイオン検出部２１２と、前記イオン化部２１１及び前記イオン検出部２１２の間に設けられ、前記イオン化部２１１からのイオンを選択的に通過させるフィルタ部としての四重極部２１３と、を備えている。
【００２４】
イオン化部２１１は、例えば内部にフィラメントを備え、フィラメントから放出される熱電子により試料ガスをイオン化するものである。そして、イオン化部２１１により、生成されたイオンは、引出電極２１４によって引き出される。引出電極２１４は単一又は複数の電極により構成されている。引出電極２１４は、イオン化部２１１と四重極部２１３との間に設けられ、イオン化部２１１により生成されたイオンを四重極部２１３及びイオン検出部２１２側に引き出すとともに、そのイオンを加速、収束させるものである。
【００２５】
四重極部２１３は、引出電極２１４で加速、収束されたイオンビームをイオンの電荷対質量比に応じて分離するものである。具体的には、四重極部２１３は、９０°間隔で配置した２組の対向電極（円柱形電極）からなり、対向するもの同士を同電位とした上で、９０°異なるそれぞれの組の間に直流電圧Ｕと高周波電圧Ｖｃｏｓωｔとを重畳した電圧を印加し、そのＵ／Ｖ比を一定にするとともにＶを変化させて、その対向電極内に入射したイオンを（質量／電荷数）の比に応じて選択通過させるものである。本実施形態のガス分析計１は、全マススキャンモード及び選択マススキャンモードの機能を有し、全マススキャンモードの場合、四重極部２１３の電極に印加する電圧を１スキャン中に所定範囲（例えば０Ｖから３０Ｖ）で掃引する。一方、選択マススキャンモードの場合、指定した成分（本実施形態ではＡＭＵであり、例えば８、１５、１８、４０）を選択するための電圧を１スキャン中に切り換えて印加する。なお、本実施形態では、以下、全マススキャンモードにより測定した場合について説明する。
【００２６】
イオン検出部２１２は、四重極部２１３により分離されたイオンを捕らえてイオン電流として検出するファラデーカップである。具体的にイオン検出部２１２は、四重極部２１３によりスキャン中に分離された特定成分のイオンを検出して、その特定成分の試料ガスにおける分圧を検出するためのものである。また、イオン化部２１１によりイオン化された試料ガスのイオンを全て検出して、試料ガスの全圧を検出する。
【００２７】
交流発生器部２２は、前記イオン検出部２１２で検出したイオン電流を、電圧値を示すデジタル電圧信号に変換して、その電圧信号を演算装置３に出力するものである。
【００２８】
演算装置３は、ＣＰＵや内部メモリ等を搭載した回路部（図示せず）を内蔵し、その内部メモリに記憶されたプログラムにしたがって、前記ＣＰＵや周辺機器を作動し、当該情報処理装置３が、前記センサ部２１の出力に基づいて試料ガスの分析処理等を行うものである。具体的には、演算装置３は、図３に示すように、分析部である圧力算出部３１、測定データ格納部Ｄ１、３次元グラフ生成部３２、表示制御部３３、表示設定部３４等として機能する。
【００２９】
以下、圧力算出部３１、測定データ格納部Ｄ１、３次元グラフ生成部３２、表示制御部３３、表示設定部３４について詳述する。
【００３０】
圧力算出部３１は、センサ部２１からのイオン電流、より詳細には、当該イオン電流から変換された電圧信号を交流発生器から受信して、１スキャン毎の試料ガス中に含まれる各成分の圧力（分圧）を算出するものである。そして、圧力算出部３１は、その測定結果を示す測定データ（圧力データ）を測定データ格納部Ｄ１に送信する。
【００３１】
測定データ格納部Ｄ１は、圧力算出部３１から測定データを受け付けて、その測定時刻を示す測定時刻データに対応付けて格納するものである。
【００３２】
３次元グラフ生成部３２は、測定データ格納部Ｄ１に格納されている測定データ及び測定時刻データを取得して、その測定データの示す測定結果から、測定結果に基づく値、時間、及び前記試料ガス中の成分を示す値それぞれを軸とする３次元グラフを生成するものである。本実施形態の３次元グラフ生成部３２は、図４に示すように、測定結果に基づく値として各成分の圧力値、試料ガス中の成分を示す値として原子質量単位（ＡＭＵ）を用いて、圧力軸（Ｐａ）、時間軸（ｓ）、原子質量単位軸（ＡＭＵ、以下、単にＡＭＵ軸という）を３軸とするグラフを生成する。
【００３３】
表示制御部３３は、３次元グラフ生成部３２から３次元グラフデータを取得して、その３次元グラフを表示手段５の画面上に表示するものである。具体的に表示制御部３３は、図４に示すように、例えば圧力軸を縦軸、ＡＭＵ軸を横軸、時間軸を奥行き軸として表示する。なお、表示手段５としては、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ又はプラズマディスプレイ等の表示画面を有するものである。
【００３４】
以下、表示制御部３３の具体的な表示機能（方法）について説明する。
【００３５】
＜＜更新表示機能＞＞
【００３６】
本実施形態の表示制御部３３は、測定開始時から測定終了時までの測定結果をスキャン毎に１つ１つ順次更新しながら３次元グラフ上に表示するものである。例えば、１秒ごとの測定結果を時間経過とともに表示する。例えば、図４に示すように、最新の測定結果を３次元グラフの一番手前（最前列）に表示する。そして、その最新の測定結果の測定時刻を示すための測定時刻欄ＴＣをグラフ表示領域の近傍（図４では左下側）に表示し、その欄ＴＣ中に測定時刻を表示する。つまり、３次元グラフの最前列には、測定時刻欄ＴＣに表示された測定時刻の測定結果が表示される。また、最前列の測定結果は色を変えて表示し、その測定結果が測定時刻と対応していることが分かりやすいようにする。例えば、最前列の測定結果は赤色で表示し、その他の測定結果は青色で表示する等である。
【００３７】
＜＜スクロール検索機能＞＞
【００３８】
また、表示制御部３３は、図４に示すように、３次元グラフの近傍（具体的には下側）に測定時刻毎の測定結果に対応付けられたスクロールバーＳＢ１を表示する。このスクロールバーＳＢ１のスライド方向は、画面左右方向に延びており、左へスライドさせることにより、過去の測定時刻に遡ってその測定結果を表示することができる。なお、スクロールバーＳＢ１のスライド方向は、左右方向に限られず、上下方向であっても良い。
【００３９】
そして、オペレータの入力手段４によるスクロールバーＳＢ１のスライド操作（スクロール操作）により、表示制御部３３は、画面上に表される測定結果を切り換える。このとき、表示制御部３３は、スクロールバーＳＢ１のスライド位置に対応した測定時刻を測定時刻欄ＴＣに表示するとともに、それに対応する過去の測定結果を３次元グラフ上の最前列に表示する。このとき、最前列から奥行き方向に、その過去の測定結果から測定時刻が遡るように、一連の測定結果が表示される。
【００４０】
例えば、図５に示すように、最新の測定時刻がＴ１である場合には、３次元グラフの最前列には測定時刻Ｔ１における測定結果が表示される（図５の上図参照）。なお、このとき、スクロールバーＳＢ１は一番右に表示される。そして、新たに１スキャンが完了した場合には、スクロールバーＳＢ１は一番右に表示されたままで、測定時刻欄ＴＣに表示される測定時刻、及び３次元グラフ上の最前列に表示される測定結果が更新される。
【００４１】
一方、入力手段４によるスクロール操作によりスクロールバーＳＢ１を左にスライド移動させた場合、スクロールバーＳＢ１の位置に対応する測定時刻Ｔ２が測定時刻欄ＴＣに表示されるとともに、その測定時刻Ｔ２における測定結果が３次元グラフの最前列に表示される（図５の下図参照）。スクロールバーＳＢ１が一番右に無い場合には、１スキャンが完了しても３次元グラフは更新されない。
【００４２】
このように、３次元グラフの最前列に最新の測定結果が表示されている場合には、その最新の測定時刻Ｔ１を含む例えば過去１０スキャンの一連の測定結果が表示され、最前列に過去のある測定時刻Ｔ２の測定結果が表示されている場合には、その測定時刻Ｔ２を含む例えばそれ以前１０スキャンの一連の測定結果が表示される。なお、表示される測定結果の個数は、時間軸のレンジにより決定される。
【００４３】
なお、過去の測定結果を最前列に表示している場合であっても、測定中であれば、３次元グラフ生成部３２は、常に最新の測定結果に基づく３次元グラフデータを生成している。スキャン中であっても、自由にシームレスに（現在の測定結果閲覧モードから過去の測定結果閲覧モードへ操作者が切り換えを意識することなく）過去の測定結果を見ることができる。例えば、イベントドリブン（ｅｖｅｎｔ−ｄｒｉｖｅｎ）型設計によりデータの整合性を取ることにより、このような機能が可能になる。これにより、ガス分析計１の操作者がストレスを感じることなく、現在の測定結果と過去の測定結果とを容易に見ることができる。
【００４４】
さらに、表示制御部３３は、図６に示すように、後述する各種グラフ表示ボタンＢ２により選択された１又は複数の２次元グラフ及び／又は３次元グラフを画面上に表示する。なお、２次元グラフを表示する場合には、表示制御部３３は、３次元グラフ生成部３２から取得した３次元グラフデータを２次元グラフデータに変換することにより、２次元グラフを画面上に表示する。また、画面上に表示される複数のグラフは、同期されており、同時に更新される。
【００４５】
図６における具体的な表示内容としては、例えばトレンドグラフ、バーグラフ、３次元グラフ（タワー表示）及び３次元グラフ（面表示）である。
【００４６】
ここで、トレンドグラフとは、試料ガスに含まれる所定成分の圧力の時間変化を表示するものであり、本実施形態では、横軸を時間軸とし、縦軸を圧力軸とした２次元グラフである。図６においては、所定成分として、原子質量単位１８の成分と、原子質量単位２８の成分との圧力の時間変化を表示している。
【００４７】
バーグラフとは、試料ガスに含まれる全ての成分毎の圧力分布を表示するものであり、本実施形態では、横軸をＡＭＵ軸とし、縦軸を圧力軸とした２次元グラフである。図６においては、２００８年２月４日１４時５４分０８秒の圧力分布を表示している。
【００４８】
３次元グラフ（タワー表示）とは、各測定時間における各成分（各ＡＭＵ）の圧力値を棒状に表現したものである。
【００４９】
３次元グラフ（面表示）とは、各測定時間における各成分（各ＡＭＵ）の圧力値において、隣接するもの同士を線で結び、当該線により形成される面をハッチングすることにより形成されるものである。
【００５０】
また、表示制御部３３は、これらグラフ表示領域の近傍（図４、図６等では上側近傍）には、画面上の表示設定を行うためにボタン群ＢＧを表示する。
【００５１】
ボタン群ＢＧは、図７に示すように、スタート／ストップボタンＢ１、各種グラフ表示ボタンＢ２、グラフ設定ボタンＢ３、バックグラウンドボタンＢ４、グラフ整列ボタンＢ５、グラフレンジ変更ボタンＢ６などのアイコンにより構成される。なお、ボタン群ＢＧに含まれるボタンは、これらに限られず、また、これら表示されるボタンは、設定により変更（増減）することができる。
【００５２】
各ボタンＢ１〜Ｂ６の機能について、表示制御部３３の機能とともに説明する。
【００５３】
スタート／ストップボタンＢ１のうち、スタートボタンは、一連の測定データを表示し始めるためのものである。また、ストップボタンは、測定データの表示を停止するためのものである。このスタートボタンが選択（クリック）されることにより、表示制御部３３は、測定結果を経時的に最新データに更新しつつ表示する。また、ストップボタンが選択（クリック）されることにより、表示制御部３３は、測定結果の表示を停止する。
【００５４】
各種グラフ表示ボタンＢ２は、画面上に表示する２次元グラフ及び／又は３次元グラフの種類を設定するものである。図６においては、トレンドグラフ、バーグラフ、３次元グラフ（タワー表示）及び３次元グラフ（面表示）を選択した場合を示している。このように、表示制御部３３は、各種グラフ表示ボタンＢ２により選択されたグラフの全てを表示する。このように、３次元グラフとともに２次元グラフを表示することにより、３次元グラフにより大域的な成分分布や各成分の圧力分布の時間変化を把握することができるだけでなく、同時に２次元グラフにより、詳細な時間変化を把握することができる。また、３次元グラフで表示された測定結果のみでは把握困難な場合であっても、２次元グラフで表示された測定結果を表示することでその把握を容易にすることができる。
【００５５】
グラフ設定ボタンＢ３は、表示するグラフの軸の長さなどグラフの詳細設定を行うためのボタンである。そして、グラフ設定ボタンＢ３を選択した場合には、表示制御部３３は、別の詳細設定画面（図示しない）を表示し、その詳細設定画面により行われた詳細設定に基づいて、各グラフを画面上に表示する。
【００５６】
＜＜差分表示機能＞＞
【００５７】
バックグラウンドボタンＢ４は、画面上に表示される２次元グラフ又は３次元グラフを、基準時刻における測定結果である基準データ（バックグラウンドデータ）を差し引いて表示するためのものである。このバッググラウンド表示の用途としては、真空チャンバ内部のガス圧が安定状態になった時刻で、バックグラウンドを設定して、その時刻からの圧力（各成分の分圧）の増減を一目で把握したい場合などに用いられる。このバックグラウンドボタンＢ４が選択されることにより、表示制御部３３は、図８に示すバックグラウンド設定画面Ｗ１を表示する。このバックグラウンド設定画面Ｗ１により、例えば「使用しない（バックグラウンド表示しない）」Ｗ１１、「現在のグラフから差し引く」Ｗ１２、「保存データから差し引く」Ｗ１３の３通りを選択することができる。
【００５８】
また、「現在のグラフから差し引く」Ｗ１２を選択した場合には、スクロールバーＳＢ２により、測定データ格納部Ｄ１に格納されている測定データの中からバックグラウンドデータを選択することができるようにしている。そして、スクロールバーＳＢ２により選択された測定データは、同一画面上に設けられたグラフ表示領域Ｗ１４及びそのグラフ表示領域Ｗ１４の近傍に設けられた測定時刻表示領域Ｗ１５に、その測定データのバーグラフ及びその測定時間が表示される。なお、表示するグラフとしては、バーグラフに限られない。図８には、測定時刻２００８年２月４日１５時３７分１５秒の測定データをバックグラウンドデータとして選択する場合を示している。そして、バックグラウンドデータを決定してＯＫボタンＷ１６を選択（クリック）すると、選択したバックグラウンドデータを差し引いた測定結果が３次元グラフ上に表示される。また、過去に保存したバックグラウンドデータは、読み出しボタンＷ１７を選択（クリック）することにより、読み出すことができ、その過去に保存したバックグラウンドデータを用いることもできる。また、保存ボタンＷ１８を選択（クリック）することにより、選択したバックグラウンドデータを保存することができる。
【００５９】
図９（Ｂ）は、バックグラウンド設定画面Ｗ１により測定時刻１５時３７分１５秒の測定結果をバックグラウンドデータ（基準データ）としてバックグラウンド補正した場合の３次元グラフ表示である。このとき、縦軸である圧力軸は、バックグラウンドデータの示す圧力に対する差圧を示している。なお、図９（Ａ）は、バックグラウンド補正する前の３次元グラフ表示である。図９（Ｂ）において、最新データの測定時刻は１５時３７分２０秒であり、１５時３７分１５秒は３次元グラフの時間軸の真ん中付近の測定時刻で、差圧が０となっており、基準となっていることが分かる。
【００６０】
グラフ整列ボタンＢ５は、画面上に表示するグラフの表示領域を設定するためのものである。このグラフ整列ボタンＢ５が選択（クリック）されることにより、表示制御部３３は、画面上に表示するグラフの表示領域の配置などを変更する。例えば、１つのウィンドウ画面内に複数のグラフ表示領域を左右に整列表示したり、１つのウィンドウ画面内に複数のグラフ表示領域を上下に整列表示したり、又はそれぞれのグラフを表示するための異なるウィンドウを表示したりする。なお、図６は、上下左右に２つずつ計４つのグラフ表示領域が表示されている。
【００６１】
＜＜レンジ変更表示機能＞＞
【００６２】
グラフレンジ変更ボタンＢ６は、各軸（圧力軸、時間軸、ＡＭＵ軸）のレンジを変更するためのボタンである。このグラフレンジ変更ボタンＢ６が選択されることより、表示制御部３３は、画面上に表示されているグラフの１又は複数の軸のレンジを拡大又は縮小して表示する。これにより、各測定結果の変化を把握しやすくすることなどできる。
【００６３】
＜＜回転表示機能＞＞
【００６４】
しかして、本実施形態の演算装置３は、表示設定部３４をさらに備え、前記表示制御部３３が、その表示設定部３４により設定された表示角度により、３次元グラフを表示する。
【００６５】
表示設定部３４は、キーボードやマウス等の入力手段４からの入力信号を取得して、その入力信号から得られるグラフの表示角度を示す角度設定信号を表示制御部３３に出力するものである。表示制御部３３は、その角度設定信号に基づいて、図１０の上段に示されるように、３次元グラフを回転表示する。図１０においては、回転することにより、縦軸が圧力軸、横軸がＡＭＵ軸の概略２次元グラフに表示している様子を示している。
【００６６】
具体的には、例えばマウスを用いたドラッグ操作により、表示設定部３４が角度設定信号を表示制御部３３に出力し、表示制御部３３が３次元グラフを回転表示する。回転方法としては、各軸周りに回転させることや、グラフの原点や中心を回転中心として回転させること等種々考えられる。これにより、オペレータは、マウスを用いたドラッグ操作により、感覚的に見やすい角度に３次元グラフを回転することができ、
【００６７】
＜＜拡大表示機能＞＞
【００６８】
また、表示設定部３４は、キーボードやマウス等の入力手段４からの入力信号を取得して、その入力信号から得られるグラフの拡大又は縮小を示す拡大／縮小設定信号を表示制御部３３に出力する。表示制御部３３は、表示設定部３４から拡大／縮小設定信号を取得して、図１０の下段に示されるように、画面上の２次元グラフ又は３次元グラフを拡大表示又は縮小表示するものである。例えば、マウスにより拡大する領域を指定する等により拡大することが考えられる。
【００６９】
＜本実施形態の効果＞
【００７０】
このように構成した本実施形態に係るガス分析計１によれば、圧力軸、時間軸、及びＡＭＵ軸からなる３次元グラフを画面上に表示するので、測定結果（例えば、試料ガス中の各成分の圧力等）の時間変化を視覚的に把握することができる。また、３次元グラフを回転可能に表示することにより、３次元グラフをあらゆる角度が見ることができ、測定結果（圧力分布）をより一層視覚的に把握することができる。さらに、表示制御部３３が、更新表示機能、スクロール検索機能、差分表示機能、レンジ変更機能、又は拡大表示機能を有することにより、３次元グラフをあらゆる方法で表示することができるので、オペレータが試料ガス中の各成分の圧力分布の時間変化をより一層視覚的に把握することができるようになる。
【００７１】
＜その他の変形実施形態＞
【００７２】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
【００７３】
例えば、前記実施形態では、全マススキャンモードであり、ＡＭＵ軸の範囲を１〜４６として全てをグラフ表示するものであったが、試料ガス中に含まれる所定成分（所定のＡＭＵ）のみを表示するようにしても良い。この場合、入力手段４により、表示制御部に表示する成分（ＡＭＵ）を予め入力することにより、全マススキャンモードにより得られた測定結果の中から、表示制御部がその成分の測定結果を表示する。これにより、指定した成分（ＡＭＵ）のみの測定結果を３次元表示して、無駄な情報を省くことができるので、オペレータにとって測定結果を見やすくすることができる。
【００７４】
一方、選択マススキャンモードにより、指定したＡＭＵ（例えばＡＭＵ８、１５、１８、４０、４５）のみを測定する場合には、表示制御部は、その測定結果を３次元表示するようにしても良い。
【００７５】
また、前記実施形態の分析部は、試料ガス中の各成分の圧力を算出する圧力算出部であったが、その他、各成分の濃度などを算出するものであっても良い。
【００７６】
さらに、前記実施形態の３次元グラフは、縦軸、横軸及び奥行き軸をそれぞれ圧力軸、時間軸及びＡＭＵ軸としたものであったが、それら各軸を入れ替えたものであっても良い。
【００７７】
その上、３次元グラフ上の例えば最前列等にリファレンス測定結果を表示するようにしても良い。ここで、リファレンス測定結果とは、特定の気体の濃度、圧力における測定結果（圧力分布）である。このように、同一グラフ上にリファレンス測定結果を表示することにより、リファレンス測定結果との比較を容易に行うことができる。
【００７８】
加えて、前記実施形態では、３次元グラフ生成部３２からの３次元グラフデータを表示制御部が２次元グラフデータに変換することにより、画面上に２次元グラフも表示するようにしているが、その他、３次元グラフ生成部３２が、２次元グラフデータを生成するようにしても良いし、別に２次元グラフ生成部を設けるようにしても良い。
【００７９】
その上、３次元グラフ生成部の機能を表示制御部に持たせても良い。
【００８０】
その他、前述した実施形態や変形実施形態の一部又は全部を適宜組み合わせてよいし、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の一実施形態に係るガス分析計の模式的構成図。
【図２】同実施形態におけるセンサ部の内部構成図。
【図３】同実施形態における演算装置の機能構成図。
【図４】表示画面（３次元グラフ）を示す図。
【図５】スクロール検索機能を示す図。
【図６】表示画面（複数グラフ表示）を示す図。
【図７】ボタン群の説明図。
【図８】表示画面（バックグラウンド設定画面）を示す図。
【図９】表示画面（バックグラウンド補正前後）を示す図。
【図１０】表示画面（回転／拡大）を示す図。
【図１１】従来のガス分析計の表示画面（トレンドグラフ）を示す図。
【図１２】従来のガス分析計の表示画面（バーグラフ）を示す図。
【符号の説明】
【００８２】
１・・・ガス分析計
２１１・・・イオン化部
２１２・・・イオン検出部
２１３・・・フィルタ部（四重極部）
３・・・演算装置
３１・・・分析部（圧力算出部）
３２・・・３次元グラフ生成部
３３・・・表示制御部
３４・・・表示設定部
ＳＢ１・・・スクロールバー
４・・・入力手段
５・・・表示手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス分析計に関し、特に、四重極質量分析法等を用いたガス分析計の測定結果の表示方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の残留ガス分析計は、イオン化部、質量分析部及び検出部を有するセンサ部並びに交流発生器部を備えるセンサユニットと、このセンサユニットに対してケーブル接続される装置本体と、を具備して成るものが知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
そしてこの残留ガス分析計によれば、まず、イオン化部に導入された残留ガスは、高温のフィラメントから放出された熱電子に影響されイオン化される。生成されたイオンは、レンズで加速・収束されて、質量分析部に導かれる。質量分析部では、例えば４本の円柱形電極（四重極）に直流及び交流電圧を印加し、イオンがふるい分けられる。分離されたイオンは、検出部のファラデーカップで電流として検出される。このイオン電流は、残留ガスの量（分圧）に応じて変化するため、残留ガスを精度良く測定することができる。
【０００４】
従来の残留ガス分析計では、試料ガスに含まれる全ての成分毎の圧力分布を表示する場合、横軸又は縦軸の一方を試料ガスに含まれる各成分を示す原子質量単位（ＡＭＵ）軸とし、横軸又は縦軸の他方を圧力軸として、測定時刻毎の圧力分布を２次元で表示している（図１１参照）。
【０００５】
また、試料ガスに含まれるある成分の圧力の時間変化を表示する場合、横軸又は縦軸の一方を時間軸とし、横軸又は縦軸の他方を圧力軸として、２次元で表示している。なお、複数の成分（例えばＡＭＵ１８、２８）の圧力の時間変化を表示する場合には、各成分の表示線（例えば色や線種など）を異ならせて表示している（図１２参照）。
【０００６】
しかしながら、試料ガスに含まれる全ての成分毎の圧力の時間変化を見ることができないという問題がある。つまり、測定時刻又はＡＭＵを設定しなければ、測定結果をグラフ表示することができないという問題がある。なお、前述したように、成分の圧力の時間変化を表示する場合には、表示線を異ならせて表示することができるが、成分の数が増えるほど、煩雑になり見にくいという問題がある。
【０００７】
具体的には、ＡＭＵ軸及び圧力軸を用いた２次元グラフ表示では、予め定められた測定時刻しかグラフ表示できない、また、ある測定時刻のグラフを表示するためには、一々設定する必要があるという問題がある。一方、時間軸及び圧力軸を用いた２次元グラフ表示では、予め定められたＡＭＵについてのグラフしか表示できない、また、他のＡＭＵについての圧力変化を表示するためには、一々ＡＭＵを設定する必要があるという問題がある。
【０００８】
さらに、上記のように各測定時刻又は各ＡＭＵ毎にしか表示できないものでは、残留ガスの大域的な成分変化やその圧力変化を把握することが難しいという問題がある。
【非特許文献１】池田亨、「特集論文 超小型残留ガス分析計ＰｒｅｓｓｕｒｅＭａｓｔｅｒ ＲＧＡシリーズ」、ＨＯＲＩＢＡ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔｓ、株式会社堀場製作所、２００４年３月、第２８号、ｐ．１２１４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決するためになされたものであり、試料ガスの測定結果（例えば、試料ガス中の各成分の圧力等）の時間変化を広範囲に亘り表示して、大域的な測定結果の時間変化を視覚的に把握し易くすることをその主たる所期課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち本発明に係るガス分析計は、試料ガスをイオン化するイオン化部と、前記イオン化部からのイオンを選択的に通過させるフィルタ部と、前記フィルタ部を通過したイオンを検出するイオン検出部と、前記センサ部からの検出信号に基づいて前記試料ガスを分析する分析部と、前記分析部による測定結果に基づく値、時間、及び前記試料ガス中の成分を示す値それぞれを軸とする３次元グラフを画面上に表示するとともに、当該３次元グラフを回転可能に表示する表示制御部と、を備えていることを特徴とする。
【００１１】
このようなものであれば、分析部による測定結果に基づく値（例えば、各成分の圧力（分圧））、時間、及び試料ガス中の成分を示す値（例えば原子質量単位（ＡＭＵ））をそれぞれ軸とする３次元グラフを画面上に表示するので、測定結果（例えば、試料ガス中の各成分の圧力等）の時間変化を視覚的に把握することができる。また、３次元グラフを回転可能に表示することにより、３次元グラフをあらゆる角度が見ることができ、測定結果をより一層視覚的に把握することができる。例えば、特定成分の圧力の時間変化を把握したいとき、３次元グラフで表示しても一方向のみからでは、他の成分の表示に隠れて見えない又は見えにくいことがある。しかし、３次元グラフを回転して表示角度を変更することで、特定成分の圧力の時間変化を視覚的に把握することができる。
【００１２】
具体的には、本発明に係るガス分析計は、試料ガスをイオン化するイオン化部と、前記イオン化部からのイオンを選択的に通過させるフィルタ部と、前記フィルタ部を通過したイオンを検出するイオン検出部と、前記イオン検出部からの検出信号に基づいて、前記試料ガスを分析する演算装置と、を具備し、前記演算装置が、測定結果に基づく値、時間、及び前記試料ガス中の成分を示す値それぞれを軸とする３次元グラフを生成する３次元グラフ生成部と、前記３次元グラフ生成部により生成された３次元グラフの表示角度を設定する表示設定部と、前記表示設定部により設定された表示角度により、前記３次元グラフを表示する表示制御部と、を備えていることを特徴とする。
【００１３】
過去の測定結果を表示するだけでなく、その検索を容易に行うことができるようにするためには、前記表示制御部が、測定時刻毎の測定結果に対応付けられたスクロールバーを表示するものであり、入力手段による前記スクロールバーのスクロール操作により、画面上に表される測定結果を切り換えるものであることが望ましい。
【００１４】
残留ガスの種類や測定用途等に応じた表示を可能にして、視覚的に把握を一層容易にするためには、前記表示制御部が、前記試料ガス中の予め選択された成分を示す値の測定結果を３次元表示するものであることが望ましい。
【００１５】
また、本発明に係るガス分析計用画面表示プログラムは、試料ガスをイオン化するイオン化部と、前記イオン化部からのイオンを選択的に通過させるフィルタ部と、前記フィルタ部を通過したイオンを検出するイオン検出部と、前記イオン検出部からの検出結果に基づいて前記試料ガスを分析する演算装置と、を備えたガス分析計で実行されるガス分析計用画面表示プログラムであって、前記分析部による測定結果に基づく値、時間、及び前記試料ガス中の成分を示す値それぞれを軸とする３次元グラフを画面上に表示するとともに、当該３次元グラフを回転可能に表示する表示制御部としての機能を前記演算装置に備えさせることを特徴とする。
【００１６】
さらに、本発明に係るガス分析計用演算装置は、試料ガスをイオン化するイオン化部と、前記イオン化部からのイオンを選択的に通過させるフィルタ部と、前記フィルタ部を通過したイオンを検出するイオン検出部と、を備えたガス分析計に用いられるガス分析計用演算装置であって、前記分析部による測定結果に基づく値、時間、及び前記試料ガス中の成分を示す値それぞれを軸とする３次元グラフを画面上に表示するとともに、当該３次元グラフを回転可能に表示することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
このように構成した本発明によれば、試料ガスの測定結果（例えば、試料ガス中の各成分の圧力等）の時間変化を広範囲に亘り表示して、大域的な測定結果の時間変化を視覚的に把握し易くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、図１は本実施形態に係るガス分析計１を示す模式的構成図であり、図２はセンサ部２１の内部構成図である。図３は演算装置３の機能構成図であり、図４〜図１０は表示手段５の画面上に表示される表示画面を示す図等である。
【００１９】
＜装置構成＞
【００２０】
本実施形態に係るガス分析計１は、例えば半導体製造プロセス中又は装置クリーニング後の真空チャンバ１００内のガスモニタに用いられるものであり、図１に示すように、真空チャンバ１００内のプロセスガス又は残留ガス等の試料ガスを検知するセンサ部２１を有するセンサユニット２と、前記センサ部２１を制御するとともに、前記センサ部２１の出力に基づいて残留ガスの分析処理等を行う演算装置３と、を備えている。
【００２１】
以下、センサユニット２及び演算装置３について説明する。
【００２２】
センサユニット２は、図１に示すように、センサ部２１と当該センサ部２１の後端部に設けられた交流発生器部２２等を備えている。また、交流発生器部２２の後端部には、演算装置３と該センサユニット２とを接続するケーブルＣＡが接続されている。
【００２３】
センサ部２１は、図２に示すように、真空チャンバ１００に取り付けられた際に真空チャンバ１００内の残留ガスを導入するためのガス導入口（図示しない）を備え、当該ガス導入口からセンサ部２１内に導入された試料ガスである残留ガスをイオン化するイオン化部２１１と、前記イオン化部２１１によりイオン化されたイオンを検出するイオン検出部２１２と、前記イオン化部２１１及び前記イオン検出部２１２の間に設けられ、前記イオン化部２１１からのイオンを選択的に通過させるフィルタ部としての四重極部２１３と、を備えている。
【００２４】
イオン化部２１１は、例えば内部にフィラメントを備え、フィラメントから放出される熱電子により試料ガスをイオン化するものである。そして、イオン化部２１１により、生成されたイオンは、引出電極２１４によって引き出される。引出電極２１４は単一又は複数の電極により構成されている。引出電極２１４は、イオン化部２１１と四重極部２１３との間に設けられ、イオン化部２１１により生成されたイオンを四重極部２１３及びイオン検出部２１２側に引き出すとともに、そのイオンを加速、収束させるものである。
【００２５】
四重極部２１３は、引出電極２１４で加速、収束されたイオンビームをイオンの電荷対質量比に応じて分離するものである。具体的には、四重極部２１３は、９０°間隔で配置した２組の対向電極（円柱形電極）からなり、対向するもの同士を同電位とした上で、９０°異なるそれぞれの組の間に直流電圧Ｕと高周波電圧Ｖｃｏｓωｔとを重畳した電圧を印加し、そのＵ／Ｖ比を一定にするとともにＶを変化させて、その対向電極内に入射したイオンを（質量／電荷数）の比に応じて選択通過させるものである。本実施形態のガス分析計１は、全マススキャンモード及び選択マススキャンモードの機能を有し、全マススキャンモードの場合、四重極部２１３の電極に印加する電圧を１スキャン中に所定範囲（例えば０Ｖから３０Ｖ）で掃引する。一方、選択マススキャンモードの場合、指定した成分（本実施形態ではＡＭＵであり、例えば８、１５、１８、４０）を選択するための電圧を１スキャン中に切り換えて印加する。なお、本実施形態では、以下、全マススキャンモードにより測定した場合について説明する。
【００２６】
イオン検出部２１２は、四重極部２１３により分離されたイオンを捕らえてイオン電流として検出するファラデーカップである。具体的にイオン検出部２１２は、四重極部２１３によりスキャン中に分離された特定成分のイオンを検出して、その特定成分の試料ガスにおける分圧を検出するためのものである。また、イオン化部２１１によりイオン化された試料ガスのイオンを全て検出して、試料ガスの全圧を検出する。
【００２７】
交流発生器部２２は、前記イオン検出部２１２で検出したイオン電流を、電圧値を示すデジタル電圧信号に変換して、その電圧信号を演算装置３に出力するものである。
【００２８】
演算装置３は、ＣＰＵや内部メモリ等を搭載した回路部（図示せず）を内蔵し、その内部メモリに記憶されたプログラムにしたがって、前記ＣＰＵや周辺機器を作動し、当該情報処理装置３が、前記センサ部２１の出力に基づいて試料ガスの分析処理等を行うものである。具体的には、演算装置３は、図３に示すように、分析部である圧力算出部３１、測定データ格納部Ｄ１、３次元グラフ生成部３２、表示制御部３３、表示設定部３４等として機能する。
【００２９】
以下、圧力算出部３１、測定データ格納部Ｄ１、３次元グラフ生成部３２、表示制御部３３、表示設定部３４について詳述する。
【００３０】
圧力算出部３１は、センサ部２１からのイオン電流、より詳細には、当該イオン電流から変換された電圧信号を交流発生器から受信して、１スキャン毎の試料ガス中に含まれる各成分の圧力（分圧）を算出するものである。そして、圧力算出部３１は、その測定結果を示す測定データ（圧力データ）を測定データ格納部Ｄ１に送信する。
【００３１】
測定データ格納部Ｄ１は、圧力算出部３１から測定データを受け付けて、その測定時刻を示す測定時刻データに対応付けて格納するものである。
【００３２】
３次元グラフ生成部３２は、測定データ格納部Ｄ１に格納されている測定データ及び測定時刻データを取得して、その測定データの示す測定結果から、測定結果に基づく値、時間、及び前記試料ガス中の成分を示す値それぞれを軸とする３次元グラフを生成するものである。本実施形態の３次元グラフ生成部３２は、図４に示すように、測定結果に基づく値として各成分の圧力値、試料ガス中の成分を示す値として原子質量単位（ＡＭＵ）を用いて、圧力軸（Ｐａ）、時間軸（ｓ）、原子質量単位軸（ＡＭＵ、以下、単にＡＭＵ軸という）を３軸とするグラフを生成する。
【００３３】
表示制御部３３は、３次元グラフ生成部３２から３次元グラフデータを取得して、その３次元グラフを表示手段５の画面上に表示するものである。具体的に表示制御部３３は、図４に示すように、例えば圧力軸を縦軸、ＡＭＵ軸を横軸、時間軸を奥行き軸として表示する。なお、表示手段５としては、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ又はプラズマディスプレイ等の表示画面を有するものである。
【００３４】
以下、表示制御部３３の具体的な表示機能（方法）について説明する。
【００３５】
＜＜更新表示機能＞＞
【００３６】
本実施形態の表示制御部３３は、測定開始時から測定終了時までの測定結果をスキャン毎に１つ１つ順次更新しながら３次元グラフ上に表示するものである。例えば、１秒ごとの測定結果を時間経過とともに表示する。例えば、図４に示すように、最新の測定結果を３次元グラフの一番手前（最前列）に表示する。そして、その最新の測定結果の測定時刻を示すための測定時刻欄ＴＣをグラフ表示領域の近傍（図４では左下側）に表示し、その欄ＴＣ中に測定時刻を表示する。つまり、３次元グラフの最前列には、測定時刻欄ＴＣに表示された測定時刻の測定結果が表示される。また、最前列の測定結果は色を変えて表示し、その測定結果が測定時刻と対応していることが分かりやすいようにする。例えば、最前列の測定結果は赤色で表示し、その他の測定結果は青色で表示する等である。
【００３７】
＜＜スクロール検索機能＞＞
【００３８】
また、表示制御部３３は、図４に示すように、３次元グラフの近傍（具体的には下側）に測定時刻毎の測定結果に対応付けられたスクロールバーＳＢ１を表示する。このスクロールバーＳＢ１のスライド方向は、画面左右方向に延びており、左へスライドさせることにより、過去の測定時刻に遡ってその測定結果を表示することができる。なお、スクロールバーＳＢ１のスライド方向は、左右方向に限られず、上下方向であっても良い。
【００３９】
そして、オペレータの入力手段４によるスクロールバーＳＢ１のスライド操作（スクロール操作）により、表示制御部３３は、画面上に表される測定結果を切り換える。このとき、表示制御部３３は、スクロールバーＳＢ１のスライド位置に対応した測定時刻を測定時刻欄ＴＣに表示するとともに、それに対応する過去の測定結果を３次元グラフ上の最前列に表示する。このとき、最前列から奥行き方向に、その過去の測定結果から測定時刻が遡るように、一連の測定結果が表示される。
【００４０】
例えば、図５に示すように、最新の測定時刻がＴ１である場合には、３次元グラフの最前列には測定時刻Ｔ１における測定結果が表示される（図５の上図参照）。なお、このとき、スクロールバーＳＢ１は一番右に表示される。そして、新たに１スキャンが完了した場合には、スクロールバーＳＢ１は一番右に表示されたままで、測定時刻欄ＴＣに表示される測定時刻、及び３次元グラフ上の最前列に表示される測定結果が更新される。
【００４１】
一方、入力手段４によるスクロール操作によりスクロールバーＳＢ１を左にスライド移動させた場合、スクロールバーＳＢ１の位置に対応する測定時刻Ｔ２が測定時刻欄ＴＣに表示されるとともに、その測定時刻Ｔ２における測定結果が３次元グラフの最前列に表示される（図５の下図参照）。スクロールバーＳＢ１が一番右に無い場合には、１スキャンが完了しても３次元グラフは更新されない。
【００４２】
このように、３次元グラフの最前列に最新の測定結果が表示されている場合には、その最新の測定時刻Ｔ１を含む例えば過去１０スキャンの一連の測定結果が表示され、最前列に過去のある測定時刻Ｔ２の測定結果が表示されている場合には、その測定時刻Ｔ２を含む例えばそれ以前１０スキャンの一連の測定結果が表示される。なお、表示される測定結果の個数は、時間軸のレンジにより決定される。
【００４３】
なお、過去の測定結果を最前列に表示している場合であっても、測定中であれば、３次元グラフ生成部３２は、常に最新の測定結果に基づく３次元グラフデータを生成している。スキャン中であっても、自由にシームレスに（現在の測定結果閲覧モードから過去の測定結果閲覧モードへ操作者が切り換えを意識することなく）過去の測定結果を見ることができる。例えば、イベントドリブン（ｅｖｅｎｔ−ｄｒｉｖｅｎ）型設計によりデータの整合性を取ることにより、このような機能が可能になる。これにより、ガス分析計１の操作者がストレスを感じることなく、現在の測定結果と過去の測定結果とを容易に見ることができる。
【００４４】
さらに、表示制御部３３は、図６に示すように、後述する各種グラフ表示ボタンＢ２により選択された１又は複数の２次元グラフ及び／又は３次元グラフを画面上に表示する。なお、２次元グラフを表示する場合には、表示制御部３３は、３次元グラフ生成部３２から取得した３次元グラフデータを２次元グラフデータに変換することにより、２次元グラフを画面上に表示する。また、画面上に表示される複数のグラフは、同期されており、同時に更新される。
【００４５】
図６における具体的な表示内容としては、例えばトレンドグラフ、バーグラフ、３次元グラフ（タワー表示）及び３次元グラフ（面表示）である。
【００４６】
ここで、トレンドグラフとは、試料ガスに含まれる所定成分の圧力の時間変化を表示するものであり、本実施形態では、横軸を時間軸とし、縦軸を圧力軸とした２次元グラフである。図６においては、所定成分として、原子質量単位１８の成分と、原子質量単位２８の成分との圧力の時間変化を表示している。
【００４７】
バーグラフとは、試料ガスに含まれる全ての成分毎の圧力分布を表示するものであり、本実施形態では、横軸をＡＭＵ軸とし、縦軸を圧力軸とした２次元グラフである。図６においては、２００８年２月４日１４時５４分０８秒の圧力分布を表示している。
【００４８】
３次元グラフ（タワー表示）とは、各測定時間における各成分（各ＡＭＵ）の圧力値を棒状に表現したものである。
【００４９】
３次元グラフ（面表示）とは、各測定時間における各成分（各ＡＭＵ）の圧力値において、隣接するもの同士を線で結び、当該線により形成される面をハッチングすることにより形成されるものである。
【００５０】
また、表示制御部３３は、これらグラフ表示領域の近傍（図４、図６等では上側近傍）には、画面上の表示設定を行うためにボタン群ＢＧを表示する。
【００５１】
ボタン群ＢＧは、図７に示すように、スタート／ストップボタンＢ１、各種グラフ表示ボタンＢ２、グラフ設定ボタンＢ３、バックグラウンドボタンＢ４、グラフ整列ボタンＢ５、グラフレンジ変更ボタンＢ６などのアイコンにより構成される。なお、ボタン群ＢＧに含まれるボタンは、これらに限られず、また、これら表示されるボタンは、設定により変更（増減）することができる。
【００５２】
各ボタンＢ１〜Ｂ６の機能について、表示制御部３３の機能とともに説明する。
【００５３】
スタート／ストップボタンＢ１のうち、スタートボタンは、一連の測定データを表示し始めるためのものである。また、ストップボタンは、測定データの表示を停止するためのものである。このスタートボタンが選択（クリック）されることにより、表示制御部３３は、測定結果を経時的に最新データに更新しつつ表示する。また、ストップボタンが選択（クリック）されることにより、表示制御部３３は、測定結果の表示を停止する。
【００５４】
各種グラフ表示ボタンＢ２は、画面上に表示する２次元グラフ及び／又は３次元グラフの種類を設定するものである。図６においては、トレンドグラフ、バーグラフ、３次元グラフ（タワー表示）及び３次元グラフ（面表示）を選択した場合を示している。このように、表示制御部３３は、各種グラフ表示ボタンＢ２により選択されたグラフの全てを表示する。このように、３次元グラフとともに２次元グラフを表示することにより、３次元グラフにより大域的な成分分布や各成分の圧力分布の時間変化を把握することができるだけでなく、同時に２次元グラフにより、詳細な時間変化を把握することができる。また、３次元グラフで表示された測定結果のみでは把握困難な場合であっても、２次元グラフで表示された測定結果を表示することでその把握を容易にすることができる。
【００５５】
グラフ設定ボタンＢ３は、表示するグラフの軸の長さなどグラフの詳細設定を行うためのボタンである。そして、グラフ設定ボタンＢ３を選択した場合には、表示制御部３３は、別の詳細設定画面（図示しない）を表示し、その詳細設定画面により行われた詳細設定に基づいて、各グラフを画面上に表示する。
【００５６】
＜＜差分表示機能＞＞
【００５７】
バックグラウンドボタンＢ４は、画面上に表示される２次元グラフ又は３次元グラフを、基準時刻における測定結果である基準データ（バックグラウンドデータ）を差し引いて表示するためのものである。このバッググラウンド表示の用途としては、真空チャンバ内部のガス圧が安定状態になった時刻で、バックグラウンドを設定して、その時刻からの圧力（各成分の分圧）の増減を一目で把握したい場合などに用いられる。このバックグラウンドボタンＢ４が選択されることにより、表示制御部３３は、図８に示すバックグラウンド設定画面Ｗ１を表示する。このバックグラウンド設定画面Ｗ１により、例えば「使用しない（バックグラウンド表示しない）」Ｗ１１、「現在のグラフから差し引く」Ｗ１２、「保存データから差し引く」Ｗ１３の３通りを選択することができる。
【００５８】
また、「現在のグラフから差し引く」Ｗ１２を選択した場合には、スクロールバーＳＢ２により、測定データ格納部Ｄ１に格納されている測定データの中からバックグラウンドデータを選択することができるようにしている。そして、スクロールバーＳＢ２により選択された測定データは、同一画面上に設けられたグラフ表示領域Ｗ１４及びそのグラフ表示領域Ｗ１４の近傍に設けられた測定時刻表示領域Ｗ１５に、その測定データのバーグラフ及びその測定時間が表示される。なお、表示するグラフとしては、バーグラフに限られない。図８には、測定時刻２００８年２月４日１５時３７分１５秒の測定データをバックグラウンドデータとして選択する場合を示している。そして、バックグラウンドデータを決定してＯＫボタンＷ１６を選択（クリック）すると、選択したバックグラウンドデータを差し引いた測定結果が３次元グラフ上に表示される。また、過去に保存したバックグラウンドデータは、読み出しボタンＷ１７を選択（クリック）することにより、読み出すことができ、その過去に保存したバックグラウンドデータを用いることもできる。また、保存ボタンＷ１８を選択（クリック）することにより、選択したバックグラウンドデータを保存することができる。
【００５９】
図９（Ｂ）は、バックグラウンド設定画面Ｗ１により測定時刻１５時３７分１５秒の測定結果をバックグラウンドデータ（基準データ）としてバックグラウンド補正した場合の３次元グラフ表示である。このとき、縦軸である圧力軸は、バックグラウンドデータの示す圧力に対する差圧を示している。なお、図９（Ａ）は、バックグラウンド補正する前の３次元グラフ表示である。図９（Ｂ）において、最新データの測定時刻は１５時３７分２０秒であり、１５時３７分１５秒は３次元グラフの時間軸の真ん中付近の測定時刻で、差圧が０となっており、基準となっていることが分かる。
【００６０】
グラフ整列ボタンＢ５は、画面上に表示するグラフの表示領域を設定するためのものである。このグラフ整列ボタンＢ５が選択（クリック）されることにより、表示制御部３３は、画面上に表示するグラフの表示領域の配置などを変更する。例えば、１つのウィンドウ画面内に複数のグラフ表示領域を左右に整列表示したり、１つのウィンドウ画面内に複数のグラフ表示領域を上下に整列表示したり、又はそれぞれのグラフを表示するための異なるウィンドウを表示したりする。なお、図６は、上下左右に２つずつ計４つのグラフ表示領域が表示されている。
【００６１】
＜＜レンジ変更表示機能＞＞
【００６２】
グラフレンジ変更ボタンＢ６は、各軸（圧力軸、時間軸、ＡＭＵ軸）のレンジを変更するためのボタンである。このグラフレンジ変更ボタンＢ６が選択されることより、表示制御部３３は、画面上に表示されているグラフの１又は複数の軸のレンジを拡大又は縮小して表示する。これにより、各測定結果の変化を把握しやすくすることなどできる。
【００６３】
＜＜回転表示機能＞＞
【００６４】
しかして、本実施形態の演算装置３は、表示設定部３４をさらに備え、前記表示制御部３３が、その表示設定部３４により設定された表示角度により、３次元グラフを表示する。
【００６５】
表示設定部３４は、キーボードやマウス等の入力手段４からの入力信号を取得して、その入力信号から得られるグラフの表示角度を示す角度設定信号を表示制御部３３に出力するものである。表示制御部３３は、その角度設定信号に基づいて、図１０の上段に示されるように、３次元グラフを回転表示する。図１０においては、回転することにより、縦軸が圧力軸、横軸がＡＭＵ軸の概略２次元グラフに表示している様子を示している。
【００６６】
具体的には、例えばマウスを用いたドラッグ操作により、表示設定部３４が角度設定信号を表示制御部３３に出力し、表示制御部３３が３次元グラフを回転表示する。回転方法としては、各軸周りに回転させることや、グラフの原点や中心を回転中心として回転させること等種々考えられる。これにより、オペレータは、マウスを用いたドラッグ操作により、感覚的に見やすい角度に３次元グラフを回転することができ、
【００６７】
＜＜拡大表示機能＞＞
【００６８】
また、表示設定部３４は、キーボードやマウス等の入力手段４からの入力信号を取得して、その入力信号から得られるグラフの拡大又は縮小を示す拡大／縮小設定信号を表示制御部３３に出力する。表示制御部３３は、表示設定部３４から拡大／縮小設定信号を取得して、図１０の下段に示されるように、画面上の２次元グラフ又は３次元グラフを拡大表示又は縮小表示するものである。例えば、マウスにより拡大する領域を指定する等により拡大することが考えられる。
【００６９】
＜本実施形態の効果＞
【００７０】
このように構成した本実施形態に係るガス分析計１によれば、圧力軸、時間軸、及びＡＭＵ軸からなる３次元グラフを画面上に表示するので、測定結果（例えば、試料ガス中の各成分の圧力等）の時間変化を視覚的に把握することができる。また、３次元グラフを回転可能に表示することにより、３次元グラフをあらゆる角度が見ることができ、測定結果（圧力分布）をより一層視覚的に把握することができる。さらに、表示制御部３３が、更新表示機能、スクロール検索機能、差分表示機能、レンジ変更機能、又は拡大表示機能を有することにより、３次元グラフをあらゆる方法で表示することができるので、オペレータが試料ガス中の各成分の圧力分布の時間変化をより一層視覚的に把握することができるようになる。
【００７１】
＜その他の変形実施形態＞
【００７２】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
【００７３】
例えば、前記実施形態では、全マススキャンモードであり、ＡＭＵ軸の範囲を１〜４６として全てをグラフ表示するものであったが、試料ガス中に含まれる所定成分（所定のＡＭＵ）のみを表示するようにしても良い。この場合、入力手段４により、表示制御部に表示する成分（ＡＭＵ）を予め入力することにより、全マススキャンモードにより得られた測定結果の中から、表示制御部がその成分の測定結果を表示する。これにより、指定した成分（ＡＭＵ）のみの測定結果を３次元表示して、無駄な情報を省くことができるので、オペレータにとって測定結果を見やすくすることができる。
【００７４】
一方、選択マススキャンモードにより、指定したＡＭＵ（例えばＡＭＵ８、１５、１８、４０、４５）のみを測定する場合には、表示制御部は、その測定結果を３次元表示するようにしても良い。
【００７５】
また、前記実施形態の分析部は、試料ガス中の各成分の圧力を算出する圧力算出部であったが、その他、各成分の濃度などを算出するものであっても良い。
【００７６】
さらに、前記実施形態の３次元グラフは、縦軸、横軸及び奥行き軸をそれぞれ圧力軸、時間軸及びＡＭＵ軸としたものであったが、それら各軸を入れ替えたものであっても良い。
【００７７】
その上、３次元グラフ上の例えば最前列等にリファレンス測定結果を表示するようにしても良い。ここで、リファレンス測定結果とは、特定の気体の濃度、圧力における測定結果（圧力分布）である。このように、同一グラフ上にリファレンス測定結果を表示することにより、リファレンス測定結果との比較を容易に行うことができる。
【００７８】
加えて、前記実施形態では、３次元グラフ生成部３２からの３次元グラフデータを表示制御部が２次元グラフデータに変換することにより、画面上に２次元グラフも表示するようにしているが、その他、３次元グラフ生成部３２が、２次元グラフデータを生成するようにしても良いし、別に２次元グラフ生成部を設けるようにしても良い。
【００７９】
その上、３次元グラフ生成部の機能を表示制御部に持たせても良い。
【００８０】
その他、前述した実施形態や変形実施形態の一部又は全部を適宜組み合わせてよいし、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の一実施形態に係るガス分析計の模式的構成図。
【図２】同実施形態におけるセンサ部の内部構成図。
【図３】同実施形態における演算装置の機能構成図。
【図４】表示画面（３次元グラフ）を示す図。
【図５】スクロール検索機能を示す図。
【図６】表示画面（複数グラフ表示）を示す図。
【図７】ボタン群の説明図。
【図８】表示画面（バックグラウンド設定画面）を示す図。
【図９】表示画面（バックグラウンド補正前後）を示す図。
【図１０】表示画面（回転／拡大）を示す図。
【図１１】従来のガス分析計の表示画面（トレンドグラフ）を示す図。
【図１２】従来のガス分析計の表示画面（バーグラフ）を示す図。
【符号の説明】
【００８２】
１・・・ガス分析計
２１１・・・イオン化部
２１２・・・イオン検出部
２１３・・・フィルタ部（四重極部）
３・・・演算装置
３１・・・分析部（圧力算出部）
３２・・・３次元グラフ生成部
３３・・・表示制御部
３４・・・表示設定部
ＳＢ１・・・スクロールバー
４・・・入力手段
５・・・表示手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料ガスをイオン化するイオン化部と、
前記イオン化部からのイオンを選択的に通過させるフィルタ部と、
前記フィルタ部を通過したイオンを検出するイオン検出部と、
前記センサ部からの検出信号に基づいて前記試料ガスを分析する分析部と、
前記分析部による測定結果に基づく値、時間、及び前記試料ガス中の成分を示す値それぞれを軸とする３次元グラフを画面上に表示するとともに、当該３次元グラフを回転可能に表示する表示制御部と、を備えているガス分析計。
【請求項２】
試料ガスをイオン化するイオン化部と、
前記イオン化部からのイオンを選択的に通過させるフィルタ部と、
前記フィルタ部を通過したイオンを検出するイオン検出部と、
前記イオン検出部からの検出信号に基づいて、前記試料ガスを分析する演算装置と、を具備し、
前記演算装置が、測定結果に基づく値、時間、及び前記試料ガス中の成分を示す値それぞれを軸とする３次元グラフを生成する３次元グラフ生成部と、
前記３次元グラフ生成部により生成された３次元グラフの表示角度を設定する表示設定部と、
前記表示設定部により設定された表示角度により、前記３次元グラフを画面上に表示する表示制御部と、を備えているガス分析計。
【請求項３】
前記表示制御部が、測定時刻毎の測定結果に対応付けられたスクロールバーを表示するものであり、入力手段による前記スクロールバーのスライド操作により、画面上に表される測定結果を切り換えるものである請求項１又は２記載のガス分析計。
【請求項４】
前記表示制御部が、前記試料ガス中の予め選択された成分を示す値の測定結果を３次元表示するものである請求項１、２又は３記載のガス分析計。
【請求項５】
試料ガスをイオン化するイオン化部と、前記イオン化部からのイオンを選択的に通過させるフィルタ部と、前記フィルタ部を通過したイオンを検出するイオン検出部と、前記イオン検出部からの検出結果に基づいて前記試料ガスを分析する演算装置と、を備えたガス分析計で実行されるガス分析計用画面表示プログラムであって、
前記分析部による測定結果に基づく値、時間、及び前記試料ガス中の成分を示す値それぞれを軸とする３次元グラフを画面上に表示するとともに、当該３次元グラフを回転可能に表示する表示制御部としての機能を前記演算装置に備えさせることを特徴とするガス分析計用画面表示プログラム。
【請求項６】
試料ガスをイオン化するイオン化部と、前記イオン化部からのイオンを選択的に通過させるフィルタ部と、前記フィルタ部を通過したイオンを検出するイオン検出部と、を備えたガス分析計に用いられるガス分析計用演算装置であって、
前記分析部による測定結果に基づく値、時間、及び前記試料ガス中の成分を示す値それぞれを軸とする３次元グラフを画面上に表示するとともに、当該３次元グラフを回転可能に表示するガス分析計用演算装置。
【請求項１】
試料ガスをイオン化するイオン化部と、
前記イオン化部からのイオンを選択的に通過させるフィルタ部と、
前記フィルタ部を通過したイオンを検出するイオン検出部と、
前記センサ部からの検出信号に基づいて前記試料ガスを分析する分析部と、
前記分析部による測定結果に基づく値、時間、及び前記試料ガス中の成分を示す値それぞれを軸とする３次元グラフを画面上に表示するとともに、当該３次元グラフを回転可能に表示する表示制御部と、を備えているガス分析計。
【請求項２】
試料ガスをイオン化するイオン化部と、
前記イオン化部からのイオンを選択的に通過させるフィルタ部と、
前記フィルタ部を通過したイオンを検出するイオン検出部と、
前記イオン検出部からの検出信号に基づいて、前記試料ガスを分析する演算装置と、を具備し、
前記演算装置が、測定結果に基づく値、時間、及び前記試料ガス中の成分を示す値それぞれを軸とする３次元グラフを生成する３次元グラフ生成部と、
前記３次元グラフ生成部により生成された３次元グラフの表示角度を設定する表示設定部と、
前記表示設定部により設定された表示角度により、前記３次元グラフを画面上に表示する表示制御部と、を備えているガス分析計。
【請求項３】
前記表示制御部が、測定時刻毎の測定結果に対応付けられたスクロールバーを表示するものであり、入力手段による前記スクロールバーのスライド操作により、画面上に表される測定結果を切り換えるものである請求項１又は２記載のガス分析計。
【請求項４】
前記表示制御部が、前記試料ガス中の予め選択された成分を示す値の測定結果を３次元表示するものである請求項１、２又は３記載のガス分析計。
【請求項５】
試料ガスをイオン化するイオン化部と、前記イオン化部からのイオンを選択的に通過させるフィルタ部と、前記フィルタ部を通過したイオンを検出するイオン検出部と、前記イオン検出部からの検出結果に基づいて前記試料ガスを分析する演算装置と、を備えたガス分析計で実行されるガス分析計用画面表示プログラムであって、
前記分析部による測定結果に基づく値、時間、及び前記試料ガス中の成分を示す値それぞれを軸とする３次元グラフを画面上に表示するとともに、当該３次元グラフを回転可能に表示する表示制御部としての機能を前記演算装置に備えさせることを特徴とするガス分析計用画面表示プログラム。
【請求項６】
試料ガスをイオン化するイオン化部と、前記イオン化部からのイオンを選択的に通過させるフィルタ部と、前記フィルタ部を通過したイオンを検出するイオン検出部と、を備えたガス分析計に用いられるガス分析計用演算装置であって、
前記分析部による測定結果に基づく値、時間、及び前記試料ガス中の成分を示す値それぞれを軸とする３次元グラフを画面上に表示するとともに、当該３次元グラフを回転可能に表示するガス分析計用演算装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−２２９１３９（Ｐ２００９−２２９１３９Ａ）
【公開日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−７２２９８（Ｐ２００８−７２２９８）
【出願日】平成２０年３月１９日（２００８．３．１９）
【出願人】（０００１２７９６１）株式会社堀場エステック (88)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１９日（２００８．３．１９）
【出願人】（０００１２７９６１）株式会社堀場エステック (88)
【Ｆターム（参考）】
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