DE102016105222A1

DE102016105222A1 - Kombination aus Getterpumpe und Kaltkathodendruckmesspumpe

Info

Publication number: DE102016105222A1
Application number: DE102016105222.1A
Authority: DE
Inventors: Cristian Maccarrone; Chiara Paolini
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 2016-03-21
Filing date: 2016-03-21
Publication date: 2016-05-12

Abstract

Vakuumpumpe (100) zum Pumpen von Medium aus einem zu evakuierenden Raum (102), wobei die Vakuumpumpe (100) eine Pumpkammer (106), eine Getterpumpe (104) an und/oder in der Pumpkammer (106) zum Aufnehmen von Medium aus dem zu evakuierenden Raum (102), und eine mit der Getterpumpe (104) wirkgekoppelte Kaltkathoden-Druckmesspumpe (108) zum Messen eines Drucks in der Pumpkammer (106) und zum zusätzlichen Aufnehmen von Medium aus dem zu evakuierenden Raum (102) aufweist.

Description

TECHNISCHER HINTERGRUND
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vakuumpumpe, ein Verfahren zum Herstellen einer Vakuumpumpe, ein Verfahren zum Abführen von gasförmigem Medium aus einem zu evakuierenden Raum sowie eine Verwendung.
Bei Ionenzerstäuberpumpen, auch Ionengetterpumpen genannt, werden Restgase (Atome oder Moleküle) durch Elektronenstoß ionisiert und durch ein elektrisches Feld auf die Oberfläche einer Kathode beschleunigt. Dort können sie chemisch gebunden oder implantiert werden und sind damit dem Restgas entzogen. Die Pumpe befördert das Restgas demzufolge nicht aus der Vakuumkammer, sondern hält die gepumpten Atome nur an den Pumpeninnenflächen fest bzw. vergräbt sie im Metall. Daher hat eine Ionengetterpumpe auch keine Gasauslassöffnung. Beim Auftreffen der Ionen auf die Kathode kommt es auch zum Austreten von Kathodenmaterial, insbesondere von Titan, was als Sputtern bezeichnet wird. Dadurch wird immer wieder frisches Titan auf der Anode abgelagert, sodass auf dieser eine sogenannte Getter-Schicht permanent erneuert wird. Diese Ablagerung ist Basis für den Hauptpumpmechanismus einer Ionenzerstäuberpumpe, da die Restgase auf der chemisch hochreaktiven Getter-Schicht gebunden werden können. EP 2,431,996 offenbart eine solche Ionenzerstäuberpumpe.
EP 2,409,034 offenbart eine Kombination aus einer Ionenpumpe und einer Getter-Kartusche.
Ionenpumpen unterliegen starken Limitationen hinsichtlich der Messung des Drucks in einem Pumpenraum, da diese Messung durch Leckströme beeinträchtigt wird. Insbesondere bei niedrigen Drücken kann eine Druckmessung durch Messung eines elektrischen Stroms als Resultat des Anlegens einer Hochspannung zwischen eine Kathode und eine Anode der Ionenzerstäuberpumpe unpräzise werden, da bei sehr niedrigen Drücken elektrische Leckströme das genannte Druckmessprinzip zunehmend stören.
OFFENBARUNG
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Vakuumpumpe bereitzustellen, die leistungsstark betreibbar ist und gleichzeitig eine präzise Druckmessung ermöglicht. Die Aufgabe wird mittels der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen gezeigt.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Vakuumpumpe zum Pumpen von Medium aus einem zu evakuierenden Raum geschaffen, wobei die Vakuumpumpe eine Getterpumpe an und/oder in einer Pumpkammer zum Pumpen bzw. Aufnehmen von Medium aus dem zu evakuierenden Raum und eine an die Getterpumpe angeschlossene bzw. mit der Getterpumpe wirkgekoppelte Kaltkathoden-Druckmesspumpe („cold cathode gauge“) zum Messen eines Drucks in der Pumpkammer und zum zusätzlichen Pumpen bzw. Aufnehmen von Medium aus dem zu evakuierenden Raum aufweist.
Gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel ist ein Verfahren zum Herstellen einer Vakuumpumpe zum Pumpen von Medium aus einem zu evakuierenden Raum geschaffen, wobei bei dem Verfahren eine Getterpumpe an und/oder in einer Pumpkammer zum Pumpen bzw. zum Aufnehmen von Medium aus dem zu evakuierenden Raum vorgesehen wird und eine Kaltkathoden-Druckmesspumpe zum Messen eines Drucks in der Pumpkammer und zum zusätzlichen Pumpen bzw. Aufnehmen von Medium aus dem zu evakuierenden Raum an und/oder in der Pumpkammer vorgesehen wird.
Gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zum Abführen von gasförmigem Medium aus einem zu evakuierenden Raum geschaffen, wobei bei dem Verfahren gasförmiges Medium aus dem zu evakuierenden Raum mittels einer Getterpumpe an und/oder in einer Pumpkammer aufgenommen wird, die mit dem zu evakuierenden Raum gekoppelt ist, und zusätzliches gasförmiges Medium (insbesondere zumindest teilweise auch nicht getterfähiges gasförmiges Medium) aus dem zu evakuierenden Raum mittels einer mit der Getterpumpe im Pumpbetrieb zusammenwirkenden Kaltkathoden-Pumpe aufgenommen wird.
Gemäß noch einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel wird eine Kaltkathoden-Druckmesspumpe (insbesondere eine invertierte Magnetron-Druckmesspumpe) zum Kombinieren mit einer nichtionisierenden Getterpumpe zum Verstärken einer Pumpleistung und zum Durchführen einer Druckmessung (insbesondere zum Erhöhen einer Genauigkeit einer Druckmessung) kombiniert.
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird unter dem Begriff „Medium“ insbesondere zu pumpende Materie verstanden, die in praktischen Anwendungsfällen zu ganz überwiegenden Anteilen oder sogar vollständig gasförmig ist. Allerdings können auch winzige flüssige und/oder feste Partikel durch die Vakuumpumpe gepumpt werden.
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird unter dem Begriff „Getterpumpe“ insbesondere eine Pumpe oder Pumpstufe verstanden, die auf dem physikalischen Prinzip des Adsorbierens von zu pumpendem Medium an einem Gettermaterial beruht. Ein solches Gettermaterial kann hierbei ein Material wie zum Beispiel Titan oder Zirkonium oder eine entsprechende Legierung sein, welches Material die physikalische Eigenschaft aufweist, an einer Oberfläche desselben das zu pumpende Medium chemisch zu sorbieren. Aufgrund dieses physikalisch-chemischen Funktionsprinzips einer nichtionisierenden Getterpumpe ist eine Getterpumpe ausgebildet, getterfähiges Medium zu adsorbieren und daher aus einem zu evakuierenden Raum abzupumpen. Solches getterfähiges Material ist zu der genannten chemischen Reaktion mit dem Gettermaterial der Getterpumpe geeignet. Zu getterfähigen Gasen zählen insbesondere ausreichend reaktive Gase wie Stickstoff, Sauerstoff, Wasserstoff etc. Es mag hingegen andere nicht getterfähige Gase und anderes zu pumpendes Medium geben, die bzw. das zu der genannten chemischen Reaktion aufgrund chemischer Inertheit nicht in der Lage sind. Zu derartigen nicht getterfähigen Gasen gehören insbesondere Edelgase, wie zum Beispiel Helium.
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird unter einer „Kaltkathoden-Druckmesspumpe“ insbesondere eine Anordnung verstanden, die einerseits zum Messen des Drucks in der Pumpkammer geeignet ist, in welcher Pumpkammer die Getterpumpe ihre Pumpleistung einbringt. Hierfür kann eine kalte Kathode (im Gegensatz zu einem heißen Filament oder dergleichen) eingesetzt werden. Eine solche Kaltkathode kann vorteilhaft mit einer diese umgebenden Anode betrieben werden, so dass bei Anlegen einer eher mäßigen Hochspannung zwischen Kathode und Anode ein Strom zwischen diesen generiert wird, der auf einer Ionisierung von Gasen in diesem Bereich beruht und somit ein Maß für den Restdruck in der Pumpkammer ist. Auf diese Weise kann die beschriebene Kaltkathoden-Druckmesspumpe hochpräzise den Druck in der Pumpkammer erfassen, ohne von Leckströmen maßgeblich beeinflusst zu werden. Vorteilhaft trägt die beschriebene Kaltkathoden-Druckmesspumpe auch zur Pumpleistung der Vakuumpumpe bei, da diese aufgrund des beschriebenen Pumpprinzips Medium in der Pumpkammer ionisiert und einfängt. Daher fungiert die Kaltkathoden-Druckmesspumpe auch als Pumpe oder Pumpenstufe im Pumpbetrieb der Vakuumpumpe. Aufgrund des beschriebenen Funktionsprinzips der Kaltkathoden-Druckmesspumpe kann diese auch nicht getterfähiges Medium pumpen, das heißt Medium, das chemisch nicht zu einer Getterreaktion mit dem Gettermaterial der Getterpumpe fähig ist.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine kombinatorische oder hybride Vakuumpumpe geschaffen, bei der eine Kaltkathodendruckmessung sowie eine durch eine Kaltkathodenanordnung beigesteuerte Pumpleistung synergistisch mit einem Getterpumpenbetrieb kombiniert ist. Aufgrund des gemeinsamen Anschließens bzw. Druckkoppelns der Getterpumpe und der Kaltkathoden-Druckmesspumpe an die bzw. mit der Pumpkammer kann eine hochpräzise Druckmessung durch die Kaltkathoden-Druckmesspumpe erfolgen. Simultan sorgt die Getterpumpe für ein wirksames Pumpen von getterfähigem Medium, wohingegen die Kaltkathoden-Druckmesspumpe den Nachteil der Getterpumpe, nicht getterfähiges Medium nicht bzw. nicht wirksam pumpen zu können, vorteilhaft kompensiert. Aufgrund des auf einer Ionisierung von Restmedium in der Pumpkammer beruhenden Funktionsprinzips der Kaltkathoden-Druckmesspumpe kann diese nämlich auch reaktionsträges nicht getterfähiges Medium, wie zum Beispiel Edelgase, ionisieren und aus der Pumpkammer entfernen. Dadurch kann durch die beschriebene Zusammenwirkung der Getterpumpe und der Kaltkathoden-Druckmesspumpe nicht nur das herkömmliche Problem einer limitierten Genauigkeit einer Druckmessung in der Pumpkammer behoben werden, sondern simultan auch gasförmiges Medium unterschiedlicher physikalischer und chemischer Eigenschaften wirksam gepumpt bzw. aufgenommen werden. Dadurch können kombinatorisch ein hervorragender Enddruck und eine hochpräzise Druckmessung erreicht werden.
Im Weiteren werden weitere Ausgestaltungen der Vakuumpumpe und der Verfahren sowie der Verwendung beschrieben.
Vorteilhaft kann mit der Kaltkathoden-Druckmesspumpe ein Druck in der Pumpkammer gemessen werden. Gemäß einem Funktions- bzw. Betriebsprinzip einer Kaltkathoden-Druckmesspumpe können Pumpbetrieb und Druckmessung simultan und durch dieselben physikalischen Prozesse bedingt erfolgen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Vakuumpumpe einen Pumpeinlass zum Koppeln mit dem zu evakuierenden Raum aufweisen. Der Pumpeinlass kann zum Beispiel ein Anschlussflansch sein, an den ein zu evakuierender Raum, das heißt eine anzuschließende Applikation, angeflanscht werden kann. Mit Vorteil können die Getterpumpe und die Kaltkathoden-Druckmesspumpe auf gegenüberliegenden Seiten des Anschlussflansches angeordnet sein, womit eine besonders platzsparende Anordnung erreicht wird. Insbesondere kann bei einer solchen Konfiguration die Getterpumpe in Richtung des zu evakuierenden Raums gerichtet sein oder sogar in diesen hineinragen. Eine angeschlossene Applikation kann zum Beispiel ein Synchrotron, ein Elektronenmikroskop oder ein Massenspektrometer sein. In einer solchen Applikation kann das Erzeugen eines Hochvakuums durch die Vakuumpumpe bewerkstelligt werden. Ein Benutzer hat dann lediglich die Applikation bzw. den zu evakuierenden Raum an den Pumpeneinlass druckdicht anzuschließen und kann nachfolgend sofort mit dem Hochvakuumbetrieb bei gleichzeitig hochgenauer Druckmessung beginnen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Getterpumpe als Getterpumpen-Kartusche ausgebildet sein. Unter einer Getterpumpen-Kartusche kann eine Anordnung von einem oder mehreren Körpern aus getterfähigem Material verstanden werden, der oder die nach Art einer Kartusche in die Vakuumpumpe implementiert werden kann oder können. Zum Beispiel können die Körper aus getterfähigem Material Scheiben aus porösem Material, wie zum Beispiel Titan, sein. Wenn das Gettermaterial der Kartusche zum Beispiel nach längerem Betrieb erschöpft ist, kann die Kartusche als Ganzes oder die Körper einzeln ausgetauscht werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Getterpumpe zum hochspannungsfreien Betrieb ausgebildet sein. Anders als eine Ionengetterpumpe kann die in der Vakuumpumpe implementierte Getterpumpe hochspannungsfrei betrieben werden. Dies bedeutet, dass das Gettermaterial der Getterpumpe nicht mit einer Spannungsquelle verbunden sein muss, die das Gettermaterial auf ein Hochspannungsniveau bzw. Hochspannungspotenzial bringt. Stattdessen kann das Gettermaterial der Getterpumpe vollkommen spannungsfrei durch Sorption von getterfähigem gasförmigem Medium, mithin rein chemisch und ohne elektrische Hochspannung, zum Pumpen eingesetzt werden. Dies erlaubt einen einfachen Betrieb der Getterpumpe, die folglich auch kompakt und leichtgewichtig ausgebildet sein kann.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Getterpumpe zum magnetfeldfreien Betrieb ausgebildet sein. Da die Getterpumpe hochspannungsfrei betrieben werden kann, mithin nicht auf dem Ionisieren von Medium durch Kollision mit Elektronen beruht, ist auch das Vorsehen von Magneten zum Zwingen von Elektronen auf Kreis- oder Schraubenbahnen zwecks Erhöhens der Aufenthaltsdauer in einem Ionisationsbereich, wie dies bei Ionengetterpumpen erforderlich ist, bei der Getterpumpe entbehrlich. Allein die Anwesenheit des getterfähigen Materials in der Pumpkammer erlaubt das Pumpen des zu pumpenden Mediums ohne das Vorsehen von Magneten. Daher ist auch aufgrund der beschriebenen Ausgestaltung die Vakuumpumpe kompakt und einfach fertigbar.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Getterpumpe zum nichtionisierenden Betrieb ausgebildet sein. Die Getterpumpe kann vielmehr als eine Sorptionspumpe ausgebildet sein, in der das abzupumpende Gas an Gettermaterial durch Absorption, Chemisorption und/oder eine chemische Reaktion festgehalten wird.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Getterpumpe ein nichtverdampfendes Gettermaterial zum Sorbieren des zu pumpenden Mediums aufweisen. Durch das Vorsehen von nicht verdampfendem Gettermaterial („non-evaporable getter material“, NEG), kann das Gettermaterial im Langzeitbetrieb der Vakuumpumpe verwendet werden, um immer wieder neues Medium aus der Pumpkammer zu sorbieren. Wenn ein solches NEG-Material porös ausgebildet wird, kann dessen innere Oberfläche erhöht werden, was die Sorptionsfähigkeit und damit die Pumpleistung weiter verbessert.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Getterpumpe eine Heizeinrichtung zum Aktivieren von Gettermaterial aufweisen. Eine derartige Heizeinrichtung kann zum Beispiel zum elektrischen Heizen des Gettermaterials der Getterpumpe eingesetzt werden. Wenn vor dem eigentlichen Pumpbetrieb die Heizeinrichtung aktiviert und das Gettermaterial auf eine erhöhte Temperatur gebracht wird, kann dieses anschaulich gereinigt werden, so dass dessen Oberfläche nachfolgend zum besonders wirksamen Adsorbieren von zu pumpendem Medium eingesetzt werden kann. Vor dem eigentlichen Hochdruckpumpbetrieb kann die Heizeinrichtung dann ausgeschaltet werden, um einen energiesparenden Betrieb der Vakuumpumpe zu gewährleisten. Es ist alternativ auch möglich, im eigentlichen Pumpbetrieb der Vakuumpumpe die Heizeinrichtung – bevorzugt bei verminderter Heizleistung – im eingeschalteten Zustand zu belassen, wodurch eine fortwährende Reinigung der Oberfläche des Gettermaterials erreicht werden kann und somit die Pumpleistung weiter verbessert werden kann.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Getterpumpe zum ausschließlichen Pumpen von getterfähigen Gasen, insbesondere zumindest einem von Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff, ausgebildet sein. Aufgrund des beschriebenen Pumpprinzips der Getterpumpe ist dessen Pumpfähigkeit auf sogenanntes getterfähiges Medium beschränkt, das zum Adsorbieren an der Oberfläche des Gettermaterials geeignet ist. Hierzu ist eine gewisse chemische Reaktionsfähigkeit vonnöten, die Edelgasen wie Helium in ausreichendem Maße fehlt. Dadurch ist das Pumpen der Getterpumpe zwar mit einer hohen Pumpleistung möglich, aber im Wesentlichen auf getterfähiges Medium wie zum Beispiel Stickstoff, Sauerstoff und Wasserstoff beschränkt. Diese Einschränkung wird durch die im Weiteren näher beschriebene Kaltkathoden-Druckmesspumpe aufgehoben.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Kaltkathoden-Druckmesspumpe eine invertierte-Magnetron-Druckmesspumpe („inverted magnetron gauge“) sein. Bei einer invertierten-Magnetron-Druckmesspumpe kann die Anode ein stabförmiges Element entlang der Achse eines fast vollständig geschlossenen Hohlzylinders als Kathode sein (vergleiche 2). Eine solche „inverted magnetron gauge“ stellt eine konstruktiv besonders einfache und im Rahmen der Erfindung hochwirksame Pumpe dar, die sowohl die Druckmessung als auch ihren Beitrag zur Pumpleistung der Vakuumpumpe mit geringem Aufwand und hoher Effizienz bewerkstelligen kann.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Kaltkathoden-Druckmesspumpe eine Hohlkathode (die insbesondere eine Mantelfläche und zwei gegenüberliegende scheibenförmige Deckflächen aufweisen kann) aufweisen, in deren Inneren eine Anode angeordnet ist. Eine solche Hohlkathode kann eine hohlzylindrische Anordnung sein, in deren Innerem (insbesondere entlang deren Zylinderachse) eine langgestreckte bzw. filamentartige Anode angebracht sein kann. Eine solche Geometrie kann einer invertierten-Magnetron-Druckmesspumpe entsprechen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Kaltkathoden-Druckmesspumpe eine Penningzelle aufweisen. Unter einer Penningzelle kann eine Anordnung aus einem Magneten und einer Anode (insbesondere einer Hohlanode) verstanden werden, die mit einer oder mehreren Kathoden zusammenwirkt. Dabei ist zwischen Kathode und Anode eine Spannung anzulegen, die zum Beispiel eine Hochspannung sein kann. Eine solche Penningzelle erlaubt es, Elektronen in dem Bereich zwischen Kathode und Anode zu halten, die vorteilhaft durch eine Magnetanordnung eine verlängerte Zeit in der Penningzelle verbringen können. Diese Elektronen können zu pumpendes Medium ionisieren, das infolgedessen und aufgrund der angelegten Hochspannung zwischen Kathode und Anode an eine dieser Elektronen abgesaugt werden kann. Dies erlaubt gleichzeitig eine Druckmessung durch Messung des Ionisationsstroms als auch ein Pumpen von zu pumpendem Medium, insbesondere auch von nicht getterfähigen Gasen wie zum Beispiel Edelgasen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Kaltkathoden-Druckmesspumpe eine Hohlanode aufweisen, in deren Inneren eine Kathode angeordnet ist. Eine solche Hohlanode kann eine hohlzylindrische Anordnung sein, in deren Innerem (insbesondere entlang deren Zylinderachse) eine langgestreckte bzw. filamentartige Kathode angebracht sein kann. Vorteilhaft kann die Kathode aus einem getterfähigen Material wie zum Beispiel Titan hergestellt sein.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Kaltkathoden-Druckmesspumpe eine Hochspannungsquelle aufweisen, die zum Anlegen einer Hochspannung in einem Bereich zwischen 4 kV und 14 kV, insbesondere in einem Bereich zwischen 8 kV und 12 kV, zwischen einer Anode und einer Kathode ausgebildet ist. Bei einer herkömmlich lediglich als Drucksensor eingesetzten Kaltkathodenanordnung kann eine sehr mäßige Hochspannung von zum Beispiel 1 kV bis 2 kV zwischen Kathode und Anode angelegt werden, um die für die Druckmessung verwendete Ionisierung des Restgases in der Pumpkammer zu bewerkstelligen. Da gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel die Kaltkathoden-Druckmesspumpe auch zum Pumpen auch von nicht getterfähigem Material eingesetzt und gesondert ausgebildet ist, kann deren Pumpleistung durch eine ausreichend hohe Hochspannung zwischen Kathode und Anode erhöht werden. Dabei hat sich der Hochspannungsbereich zwischen 8 kV und 12 kV als besonders geeignet erwiesen, eine hochgenaue Druckmessung mit einer Pumpfähigkeit auch von nicht getterfähigem Pumpmedium zu kombinieren.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Kaltkathoden-Druckmesspumpe eine Stromerfasseinrichtung aufweisen, die als Basis für das Ermitteln des Drucks zum Erfassen eines elektrischen Stroms zwischen einer Anode und einer Kathode ausgebildet ist. Eine solche Stromerfasseinrichtung, zum Beispiel ein Amperemeter oder ein Elektrometer, kann den elektrischen Strom zwischen Kathode und Anode erfassen, der von der Restgaskonzentration in der Pumpkammer, mithin von dem Vakuumdruck in der Pumpkammer, abhängt. Dabei beruht das Messprinzip auf einem physikalischen Prozess, der gleichzeitig ein weiteres Abpumpen der Pumpkammer bewirkt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Kaltkathoden-Druckmesspumpe eine Kathode aus einem getterfähigen Material, insbesondere Titan, aufweisen. Indem die Kathode der Kaltkathoden-Druckmesspumpe aus einem getterfähigen Material ausgebildet wird, kann ein besonders wirksame Pumpen durch die Kaltkathoden-Druckmesspumpe erfolgen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Kaltkathoden-Druckmesspumpe zum Pumpen von getterfähigen Gasen, insbesondere zumindest einem von Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff, und zum Pumpen von Edelgasen ausgebildet sein. Somit ergänzen sich die Getterpumpe mit einer hohen Pumpleistung für ausschließlich getterfähige Gase und die Kaltkathoden-Druckmesspumpe mit einer häufig kleineren Pumpleistung, die aber das Pumpen auch nicht getterfähiger Gase vermag, synergistisch.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Vakuumpumpe eine Steuereinrichtung aufweisen, die zum Koordinieren des Betriebs der Getterpumpe und der Kaltkathoden-Druckmesspumpe ausgebildet ist. Somit kann bei der Vakuumpumpe eine Steuereinrichtung vorgesehen sein (zum Beispiel ein Prozessor, insbesondere eine CPU oder ein Mikroprozessor), die zum Koordinieren des Zusammenwirkens der Getterpumpe und der Kaltkathoden-Druckmesspumpe ausgebildet sein kann. Insbesondere kann die Steuereinrichtung eingerichtet sein, einen Vorheizbetrieb der Getterpumpe und das Anlegen einer Hochspannung zwischen Anode und Kathode der Kaltkathoden-Druckmesspumpe zeitlich zu synchronisieren. Hierbei kann die Steuereinrichtung insbesondere vor Beginn des Pumpbetriebs eine Heizeinrichtung der Getterpumpe aktivieren, bei Beginn des Pump- und Druckmessbetriebs die Hochspannung der Kaltkathoden-Druckmesspumpe aktivieren und bei Beginn des Pumpbetriebs die Heizeinrichtung deaktivieren oder deren Heizleistung herabsetzen.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Andere Ziele und viele der begleitenden Vorteile von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden leicht wahrnehmbar werden und besser verständlich werden unter Bezugnahme auf die folgende detailliertere Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen. Merkmale, die im Wesentlichen oder funktionell gleich oder ähnlich sind, werden mit denselben Bezugszeichen versehen.
1 zeigt eine schematische Ansicht einer Vakuumpumpe gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
2 zeigt eine schematische Ansicht einer Vakuumpumpe gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die Darstellung in der Zeichnung ist schematisch.
Bevor bezugnehmend auf die Figuren exemplarische Ausführungsbeispiele beschrieben werden, werden im Weiteren einige Überlegungen im Zusammenhang mit exemplarischen Ausführungsbeispielen der Erfindung dargestellt.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine kombinierte Vakuumpumpe bereitgestellt, die eine Getterpumpe und eine invertierte-Magnetron-Druckmesspumpe aufweist. Im Vergleich zu herkömmlichen Pumpen und Pumpenkombinationen kann dadurch eine äußerst kompakte Vakuumpumpe bereitgestellt werden, die nicht unter Instabilitäten leidet, wenn (auch) Edelgase in dem zu pumpenden Medium befindlich sind. Auch kann eine Vakuumpumpe gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer geringen Größe und mit einem geringen Gewicht bereitgestellt werden, mithin äußerst kompakt. Insbesondere die Kombination einer invertierten-Magnetron-Druckmesspumpe (zum Beispiel basierend auf einer IMG-300 UHV Inverted Magnetron Gauge der Firma Agilent Technologies) mit einer nichtionisierenden Getterpumpe (zum Beispiel einer Getterkartuschenpumpe der Firma SAES) stellt eine kompakte Vakuumpumpe mit Pumpfähigkeit von sowohl getterfähigem als auch nicht getterfähigem zu pumpendem Medium bereit. Gleichzeitig kann mit einer solchen invertierten-Magnetron-Druckmesspumpe hochpräzise der Druck in der Pumpkammer der Vakuumpumpe erfasst werden. Insbesondere kann eine invertierte-Magnetron-Druckmesspumpe mit einer relativ hohen Hochspannung von zum Beispiel mindestens 5 kV betrieben werden, um zusätzlich zu der hochpräzisen Druckmessung auch einen starken Pumpbeitrag zur Gesamtpumpleistung der Vakuumpumpe beizusteuern. Damit kann eine Pumpleistung erreicht werden, die mit jener einer Penningzelle vergleichbar ist oder sogar besser sein kann. Eine angepasste Kaltkathoden-Druckmesspumpe, insbesondere ausgebildet als invertierte-Magnetron-Druckmesspumpe, kann (insbesondere wenn diese mit einem Pfosten oder dergleichen ausgestattet wird) die Stabilität des Pumpens (auch) von Edelgasen verbessern. Somit kann ein Aspekt eines exemplarischen Ausführungsbeispiels der Erfindung darin gesehen werden, eine Getterkartusche (zum Beispiel eine Getterkartusche, wie sie von der Firma SAES angeboten wird) mit einer invertierten-Magnetron-Druckmesseinrichtung (zum Beispiel IMG-300 UHV Inverted Magnetron Gauge von Agilent Technologies), angepasst als Kaltkathoden-Druckmesspumpe, zu kombinieren.
1 zeigt eine schematische Ansicht einer Vakuumpumpe 100 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die Vakuumpumpe 100 ist zum Pumpen von gasförmigem Medium aus einem zu evakuierenden Raum 102 ausgebildet. Der zu evakuierende Raum 102 gehört zu einer Applikation (zum Beispiel ein Elektronenmikroskop, ein Synchrotron, etc.), die auf einen Hochvakuumdruck gebracht werden soll. Die Vakuumpumpe 100 weist an bzw. in einer Pumpkammer 106 eine Getterpumpe 104 zum Pumpen bzw. zum Aufnehmen von getterfähigem gasförmigem Medium aus dem zu evakuierenden Raum 102 auf. Darüber hinaus wirkt die Getterpumpe 104 mit einer Kaltkathoden-Druckmesspumpe 108 in und/oder an der Pumpkammer 106 so zusammen, dass ein Gasaustausch zwischen der Getterpumpe 104 und der Kaltkathoden-Druckmesspumpe 108 ermöglicht ist. Dadurch ist es möglich, dass das zu pumpende Medium sowohl zu einem Teil durch die Getterpumpe 104 als auch zu einem anderen Teil durch die Kaltkathoden-Druckmesspumpe 108 gepumpt und somit aus dem zu evakuierenden Raum 102 entfernt oder abgehalten werden kann. Die Kaltkathoden-Druckmesspumpe 108 ist als modifiziertes „cold cathode gauge“ eingerichtet. Auf diese Weise dient die Kaltkathoden-Druckmesspumpe 108 zum einen zum Messen eines Vakuumdrucks in der Pumpkammer 106, so dass ein Benutzer während des Betriebs der Vakuumpumpe 100 über den aktuellen Vakuumdruck informiert bleibt. Darüber hinaus ist die Kaltkathoden-Druckmesspumpe 108 speziell zum zusätzlichen leistungsstarken Pumpen von gasförmigem Medium konfiguriert, das aus dem zu evakuierenden Raum 102 in die Pumpkammer 106 gelangt, wie unten näher beschrieben wird. Während die Getterpumpe 104 zum besonders leistungsstarken Pumpen von getterfähigen Gasen wie zum Beispiel Stickstoff oder Sauerstoff dient, ist die Kaltkathoden-Druckmesspumpe 108 dazu in der Lage, im Unterschied zu der Getterpumpe 104 auch nicht getterfähige Gase (insbesondere Edelgase wie Helium) zu pumpen. Aufgrund dieser komplementären Pumpcharakteristik ergänzen sich die Getterpumpe 104 und die Kaltkathoden-Druckmesspumpe 108 zu einer leistungsstarken und für unterschiedlichste Pumpmedien geeigneten Kombinationspumpe, die darüber hinaus auch eine hochpräzise Druckmessung ermöglicht. Letztere leidet aufgrund des Funktionsprinzips einer Kaltkathoden-Druckmesspumpe 108 nicht an den bei vielen Druckmesseinrichtungen auftretenden signifikanten Leckströmen, welche herkömmlich die Genauigkeit einer Druckmessung in bestimmten Druckbereichen stark reduzieren.
Wie in 1 gezeigt, weist die Vakuumpumpe 100 einen Flansch als Pumpeinlass 112 auf, der zum Koppeln mit dem zu evakuierenden Raum 102 mittels Anflanschens des zu evakuierenden Raums 102 unter Ausbildung einer Schraubverbindung mit dem Flansch des Pumpeinlasses 112 eingerichtet ist. Dies ist in 1 mit gestrichelten Linien angedeutet. Anders ausgedrückt ist es zum Abpumpen eines zu evakuierenden Raums 102 ausreichend, den zu evakuierenden Raum 102 an den Pumpeinlass 112 anzuschließen und die Vakuumpumpe 100 in der unten beschriebenen Weise zu aktivieren.
Die Getterpumpe 104 ist gemäß 1 als Getterpumpen-Kartusche ausgebildet. Die Getterpumpen-Kartusche enthält eine Mehrzahl von im gezeigten Ausführungsbeispiel ring- oder scheibenförmigen Körpern (siehe Bezugszeichen 110), die auf einen zentralen Schaft 140 aufgesteckt sind und durch Abstandshalter 142 voneinander beanstandet bleiben. Die Getterpumpe 104 ist zum hochspannungsfreien Betrieb und zum magnetfeldfreien Betrieb ausgebildet. Dies bedeutet, dass die nichtionisierende Getterpumpe 104 (im Unterschied zu einer Ionenpumpe) keine Hochspannung benötigt, um getterfähiges Gas zu pumpen, da das Funktionsprinzip der Getterpumpe 104 nicht auf der Ionisierung von zu pumpendem Medium in der Pumpkammer 106 beruht. Aus diesem Grunde ist auch das Vorsehen von Magneten im Bereich der Getterpumpe 104 entbehrlich, was zu einer kompakten Ausgestaltung führt. Stattdessen enthält die Getterpumpe 104 nichtverdampfendes Gettermaterial 110 zum Sorbieren des zu pumpenden gasförmigen Mediums. Wenn, was mit einer gewissen statistischen Wahrscheinlichkeit vorkommt, zu pumpendes Medium mit dem Gettermaterial 110 in Wechselwirkung bzw. Wirkverbindung gerät, wird dieses an dem Gettermaterial 110 chemisch sorbiert und somit der Pumpkammer 106 entzogen. Dies führt zu einer Verringerung des Drucks in der Pumpkammer 106. Somit ist die Getterpumpe 104 zum ausschließlichen, aber hochwirksamen und leistungsfähigen Pumpen von getterfähigen Gasen (zum Beispiel Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff) ausgebildet.
Die in 1 eingesetzte Getterpumpe 104 ist also eine Sorptionspumpe, in der das auszupumpende Gas in dem Gettermaterial 110 durch Absorption, Chemisorption oder eine chemische Reaktion festgehalten wird. Das Gettermaterial 110 kann ein Metall oder eine Legierung sein und ist hier als massiver, vorzugsweise aber poröser, Körper ausgebildet. Dabei kann das Gettermaterial 110 durch Erhitzen mittels einer Heizeinrichtung 114 regeneriert werden. Es wird gemäß 1 eine nicht ionisierende Getterpumpe 104 eingesetzt. Diese ist zu unterscheiden von einer Ionengetterpumpe (zum Beispiel Ionenzerstäuberpumpe), bei der die Gasteilchen ionisiert und dann mit einem elektrischen Feld zum Gettermaterial hin beschleunigt werden.
Zum Reinigen des nichtverdampfenden Gettermaterials 110 weist die Getterpumpe 104 im Bereich des Schafts 140 eine Heizeinrichtung 114 zum Aktivieren des Gettermaterials 110 auf. Durch Aktivieren der Heizeinrichtung 114 zum Heizen des nichtverdampfenden Gettermaterials 110 kann dieses gereinigt und für den nachfolgenden Getterbetrieb aktiviert bzw. regeneriert werden.
Die Kaltkathoden-Druckmesspumpe 108 gemäß 1 weist eine Penningzelle 120 auf, die aus einer Hohlanode 122 gebildet ist, in deren Inneren eine Kathode 124 angeordnet ist. Wie in 1 gezeigt, ist die Hohlanode 122 von einem ringförmigen oder hohlzylindrischen Magneten 144 umgeben. Dieser erzeugt im Inneren der Hohlanode 122 ein Magnetfeld, das dort befindliche Elektronen auf eine Kreisbahn zwingt und somit deren Verweilzeit im Inneren der Hohlanode 122 erhöht. Diese Elektronen können Restgas im Inneren der Hohlanode 122 durch Teilchenstoß ionisieren. Die dadurch erzeugten geladenen Partikel werden von einer jeweiligen der Elektroden 122 bzw. 124 abgesaugt. Dadurch wird eine Pumpleistung generiert, die aufgrund des beschriebenen Funktionsprinzips nicht auf getterfähige Gase beschränkt ist und insbesondere auch Edelgase pumpt. Allgemeiner ausgedrückt ist die Kaltkathoden-Druckmesspumpe 108 zum Pumpen von getterfähigen Gasen wie Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff, und zum Pumpen von Edelgasen ausgebildet. Zur Absaugung der ionisierten Teilchen weist die Kaltkathoden-Druckmesspumpe 108 eine Hochspannungsquelle 126 auf, die zum Anlegen einer Hochspannung in einem Bereich zwischen 8 kV und 12 kV zwischen der Hohlanode 122 und der Kathode 124 ausgebildet ist. Diese hohe Hochspannung bewirkt eine besonders ausgeprägte Pumpleistung. Die Kaltkathoden-Druckmesspumpe 108 weist auch eine Stromerfasseinrichtung 128 auf, die als Basis für das Ermitteln des Drucks zum Erfassen eines elektrischen Stroms zwischen der Hohlanode 122 und der Kathode 124 ausgebildet ist. Da die erfasste Stromstärke mit der Zahl der Ionen in der Hohlanode 122 und somit mit der Konzentration von Restgas in der Pumpkammer 106 skaliert, kann aus dieser erfassten Stromstärke mit hoher Genauigkeit auf den Druck in der Pumpkammer 106 geschlossen werden. Die Kathode 124 ist vorzugsweise aus einem getterfähigen Material wie Titan ausgebildet.
Zwischen Hohlanode 122 und Kathode 122 liegt also eine Gleichspannung von zum Beispiel 8 kV bis 12 kV an. Vorhandene Elektronen werden in einem zugehörigen elektrischen Feld beschleunigt und ionisieren Restgasteilchen durch Stoßionisation. Es bildet sich ein druckabhängiger Entladungsstrom, der zum Erfassen des Drucks in der Pumpkammer 106 mittels der Stromerfasseinrichtung 128 gemessen wird. Aufschlagende Ionen bleiben auf der Kathode 124 haften und werden dort neutralisiert oder sie schlagen Material aus der Kathode 124 heraus (Kathodenzerstäubung). Das Material schlägt sich an den Wänden der Messräume nieder. Durch diesen Prozess wird die Kathode 124 langsam verbraucht und kann nach Erschöpfung ausgetauscht werden. Die Kaltkathoden-Druckmesspumpe 108 beruht nicht auf der Emission von Elektronen durch ein heißes Filament und leidet daher nicht an den resultierenden Problemen eines Heißfilaments (zum Beispiel maßgebliches Eindringen von Elektronen in die abzupumpende Applikation, etc.).
1 zeigt ferner, dass die Vakuumpumpe 100 mit einer Steuereinrichtung 180 ausgestattet sein kann, die zum Koordinieren des Betriebs der Getterpumpe 104 und der Kaltkathoden-Druckmesspumpe 108 ausgebildet ist. Insbesondere kann die Steuereinrichtung 180 (zum Beispiel ein Prozessor, auf dem eine Steuersoftware abläuft) das Heizen mittels der Heizeinrichtung 114 mit dem Aktivieren der Hochspannung in der Kaltkathoden-Druckmesspumpe 108 koordinieren oder synchronisieren. Dadurch ist ein fehlerrobuster Betrieb der Vakuumpumpe auch ohne besondere Fachkenntnisse eines Benutzers ermöglicht.
Im Weiteren wird der Betrieb der Vakuumpumpe 100 gemäß 1 näher beschrieben. Dieser Betrieb wird durch die Steuereinrichtung 180 gesteuert, die sowohl die Komponenten der Getterpumpe 104 als auch jene der Kaltkathoden-Druckmesspumpe 108 steuert und synchronisiert.
Vor einem Pumpbetrieb wird zunächst, gesteuert durch die Steuereinrichtung 180, die Heizeinrichtung 114 der Getterpumpe 104 aktiviert. Hierzu wird an einen Heizdraht 182 der Heizeinrichtung 114 ein elektrischer Versorgungsstrom angelegt, der von extern durch Anschluss einer Schnittstelle 184 der Heizeinrichtung 114 an eine Steckdose bereitgestellt werden kann. Durch das Heizen der Heizeinrichtung 114 wird das nicht verdampfende Gettermaterial 110 der Getterpumpe 104 auf eine erhöhte Temperatur gebracht. Dadurch wird die getterfähige poröse Oberfläche des Gettermaterials 110 gereinigt und somit die Getterpumpe 104 aktiviert. Nachdem dieser Vorgang abgeschlossen ist, kann – entweder manuell gesteuert durch einen Benutzer oder zentral gesteuert durch die Steuereinrichtung 180 – die Heizeinrichtung 114 deaktiviert werden oder in einen Zustand mit reduzierter Heizleistung überführt werden. In diesem Zustand kann nun die eigentliche Evakuierung der Pumpkammer 106 und des angeschlossenen zu evakuierenden Raums 102 erfolgen. Hierfür wird – manuell gesteuert oder zentral gesteuert mittels der Steuereinrichtung 180 – die Hochspannungsquelle 126 aktiviert, um zwischen die Kathode 124 und die Anode 122 eine Hochspannung anzulegen. Diese kann zum Beispiel zwischen 8 kV und 12 kV betragen. Durch Anlegen der Hochspannung wird zum einen die Druckmessung mittels der Strommesseinrichtung 128 ausgelöst. Durch die Hochspannung zwischen Kathode 124 und Anode 122 kommt es, wenn der Magnet 144 zum Erzeugen eines Magnetfelds im Inneren der hohlzylindrischen Anode 122 aktiviert ist, zum Propagieren von Elektronen entlang von kreis- oder spiralförmigen Trajektorien. Somit verbleiben die Elektronen eine lange Zeit im Inneren der hohlzylindrischen Anode 122. Diese Elektronen ionisieren zu pumpendes Medium, das heißt Gas, im Inneren der hohlzylindrischen Anode 122. Aufgrund der angelegten Hochspannung werden die erzeugten Ionen zur Kathode 124 gezogen und somit dem Pumpraum bzw. der Pumpkammer 106 entzogen. Dieser Mechanismus stellt einen Pumpbeitrag zur Gesamtpumpleistung der Vakuumpumpe 100 bereit. Gleichzeitig wird die Messung des elektrischen Stroms, der durch den beschriebenen Effekt zwischen Kathode 124 und Anode 122 durch die Stromerfasseinrichtung 128 fließt, mittels der Stromerfasseinrichtung 128 erfasst. Die Größe dieses Stroms ist ein Maß für den Restdruck in der Pumpkammer 106. Die dadurch durchgeführte Druckmessung ist hochpräzise, da diese nicht durch unerwünschte Effekte wie einen Leckagestrom oder dergleichen gestört wird. Dies ist eine Konsequenz der Arbeitsweisen der Getterpumpe 104 und der Kaltkathoden-Druckmesspumpe 108. Auch arbeitet die Kaltkathoden-Druckmesspumpe 108 ohne ein Heißfilament oder dergleichen, so dass keine Probleme mit übermäßigen Elektronen entstehen, die sonst ausgelöst durch den Druckmessbetrieb in eine angeschlossene Applikation gelangen können. 1 zeigt auch, dass ein Anschluss der Stromerfasseinrichtung 128 geerdet ist, wohingegen der andere Anschluss mit der Anode 122 verbunden ist. Ferner ist in 1 gezeigt, dass die Kathode 124 durch eine Hochvakuumdurchführeinrichtung 192 hindurchgeführt ist. Der zu evakuierende Raum 102, der in 1 mit gestrichelten Linien angedeutet ist, kann an den als Flansch ausgebildeten Pumpeinlass 112 angeflanscht und zum Beispiel mittels Befestigungsschrauben (nicht gezeigt) befestigt werden.
1 zeigt ferner, dass die Pumpkammer 106 sowohl mit dem getterfähigen Material 110 der Getterpumpe 104 als auch mit der Kaltkathoden-Druckmesspumpe 108 in Wirkverbindung steht, mithin zu pumpendes Medium mit beiden Pumpeinrichtungen 104, 108 in Gasverbindung steht.
Es kommt aufgrund der beschriebenen Anordnung und Betriebsweise nun zu einer Kombination der folgenden vorteilhaften Effekte: Zum einen sorgt die Stromerfasseinrichtung 128 für das hochgenaue Erfassen des Drucks in der Pumpkammer 106. Zum anderen trägt die mit einer ungewöhnlich hohen Hochspannung betriebene Kaltkathoden-Druckmesspumpe 108 dafür, dass Gas als zu pumpendes Medium aus der Pumpkammer 106 entfernt wird und somit das Vakuum verbessert wird. Dieser Pumpbeitrag umfasst dabei auch nicht getterfähiges Material wie Edelgase, da auch dieses zu einem gewissen Anteil ionisiert und durch die Kaltkathoden-Druckmesspumpe 108 aus der Pumpkammer 106 entfernt werden kann. Andererseits pumpt die Getterpumpe 104 getterfähiges Material in dem Pumpraum 106. Es kommt somit zu einer sehr guten Pumpleistung unterschiedlicher Gastypen bei gleichzeitig hoher Druckmessgenauigkeit und einer kompakten Ausbildung.
Die Kaltkathoden-Druckmesspumpe 108 gemäß 1 kann alternativ ausgestaltet sein wie die Kaltkathoden-Druckmesspumpe 108 gemäß 2.
2 zeigt eine schematische Ansicht einer Vakuumpumpe 100 gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die Kaltkathoden-Druckmesspumpe 108 ist gemäß dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel eine invertierte-Magnetron-Druckmesspumpe („inverted magnetron gauge“). Bei der gezeigten invertierten-Magnetron-Druckmesspumpe ist die Anode 122 ein stabförmiges Element entlang der Achse eines annähernd vollständig geschlossenen Zylinders als Kathode 124, die daher auch als Hohlkathode bezeichnet werden kann. Die beiden gegenüberliegenden Endscheiben der Kathode 124 sind als Abschirmungsringe ausgebildet, um Feldemission zu vermeiden. Feldemission könnte die Ionenstrommessung stören. Gemäß 2 ist die Kathode 124 auf Masse-Potenzial, wohingegen die Anode 122 auf ein Hochspannungspotenzial gebracht ist.
Es sollte angemerkt werden, dass der Begriff „aufweisen“ nicht andere Elemente ausschließt und dass das „ein“ nicht eine Mehrzahl ausschließt. Auch können Elemente, die in Zusammenhang mit unterschiedlichen Ausführungsbeispielen beschrieben sind, kombiniert werden. Es sollte auch angemerkt werden, dass Bezugszeichen in den Ansprüchen nicht als den Schutzbereich der Ansprüche beschränkend ausgelegt werden sollen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 2431996 [0002]
EP 2409034 [0003]

Claims

Vakuumpumpe (100) zum Pumpen von Medium aus einem zu evakuierenden Raum (102), wobei die Vakuumpumpe (100) aufweist: eine Pumpkammer (106); eine Getterpumpe (104) an und/oder in der Pumpkammer (106) zum Aufnehmen von Medium aus dem zu evakuierenden Raum (102); eine mit der Getterpumpe (104) wirkgekoppelte Kaltkathoden-Druckmesspumpe (108) zum Messen eines Drucks in der Pumpkammer (106) und zum zusätzlichen Aufnehmen von Medium aus dem zu evakuierenden Raum (102).
Vakuumpumpe (100) gemäß Anspruch 1, aufweisend einen Pumpeinlass (112), insbesondere mit einem Anschlussflansch, zum vakuumdichten Koppeln mit dem zu evakuierenden Raum (102).
Vakuumpumpe (100) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Getterpumpe (104) als Getterpumpen-Kartusche ausgebildet ist.
Vakuumpumpe (100) einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Getterpumpe (104) zum hochspannungsfreien Betrieb ausgebildet ist.
Vakuumpumpe (100) einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Getterpumpe (104) zum magnetfeldfreien Betrieb ausgebildet ist.
Vakuumpumpe (100) einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Getterpumpe (104) zum nichtionisierenden Betrieb ausgebildet ist.
Vakuumpumpe (100) einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Getterpumpe (104) ein nichtverdampfendes Gettermaterial (110), insbesondere aus einem porösen Material, zum Sorbieren von zu pumpendem Medium aufweist.
Vakuumpumpe (100) einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Getterpumpe (104) eine Heizeinrichtung (114) zum Aktivieren von Gettermaterial (110) aufweist.
Vakuumpumpe (100) einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Getterpumpe (104) zum ausschließlichen Pumpen von getterfähigen Gasen, insbesondere zumindest einem von Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff, ausgebildet ist.
Vakuumpumpe (100) einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Kaltkathoden-Druckmesspumpe (108) aufweist: eine Hohlanode (122), in deren Inneren eine Kathode (124) angeordnet ist; oder eine Hohlkathode (124), in deren Inneren eine Anode (122) angeordnet ist.
Vakuumpumpe (100) einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Kaltkathoden-Druckmesspumpe (108) eine Hochspannungsquelle (126) aufweist, die zum Anlegen einer Hochspannung in einem Bereich zwischen 4 kV und 14 kV, insbesondere in einem Bereich zwischen 8 kV und 12 kV, zwischen einer Anode (122) und einer Kathode (124) ausgebildet ist.
Vakuumpumpe (100) einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Kaltkathoden-Druckmesspumpe (108) eine Stromerfasseinrichtung (128) aufweist, die als Basis für das Ermitteln des Drucks zum Erfassen eines elektrischen Stroms zwischen einer Anode (122) und einer Kathode (124) ausgebildet ist.
Vakuumpumpe (100) einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Kaltkathoden-Druckmesspumpe (108) eine Kathode (124) aus einem getterfähigen Material, insbesondere Titan, aufweist.
Vakuumpumpe (100) einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Kaltkathoden-Druckmesspumpe (108) zum Pumpen von getterfähigen Gasen, insbesondere zumindest einem von Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff, und zum Pumpen von nicht getterfähigen Gasen, insbesondere Edelgasen, ausgebildet ist.
Vakuumpumpe (100) einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Kaltkathoden-Druckmesspumpe (108) eine invertierte-Magnetron-Druckmesspumpe ist.
Vakuumpumpe (100) einem der Ansprüche 1 bis 15, aufweisend eine Steuereinrichtung (180), die zum Koordinieren des Betriebs der Getterpumpe (104) und der Kaltkathoden-Druckmesspumpe (108) ausgebildet ist.
Verfahren zum Herstellen einer Vakuumpumpe (100) zum Pumpen von Medium aus einem zu evakuierenden Raum (102), wobei das Verfahren aufweist: Vorsehen einer Getterpumpe (104) an und/oder in einer Pumpkammer (106) zum Aufnehmen von Medium aus dem zu evakuierenden Raum (102); und Vorsehen einer Kaltkathoden-Druckmesspumpe (108) zum Messen eines Drucks in der Pumpkammer (106) und zum zusätzlichen Aufnehmen von Medium aus dem zu evakuierenden Raum (102).
Verfahren zum Abführen von gasförmigem Medium aus einem zu evakuierenden Raum (102), wobei das Verfahren aufweist: Aufnehmen von gasförmigem Medium aus dem zu evakuierenden Raum (102) mittels einer Getterpumpe (104) an und/oder in einer Pumpkammer (106), welche Pumpkammer (106) mit dem zu evakuierenden Raum (102) gekoppelt ist; und zusätzliches Aufnehmen von gasförmigem Medium, insbesondere von nicht getterfähigem gasförmigem Medium, aus dem zu evakuierenden Raum (102) mittels einer mit der Getterpumpe (104) zusammenwirkenden Kaltkathoden-Pumpe (108).
Verfahren gemäß Anspruch 18, wobei bei dem Verfahren ferner ein Druck in der Pumpkammer (106) mittels der Kaltkathoden-Pumpe (108) gemessen wird.
Verwendung einer Kaltkathoden-Druckmesspumpe (108), insbesondere einer invertierten Magnetron-Druckmesspumpe, zum Kombinieren mit einer nichtionisierenden Getterpumpe (104) zum Verstärken einer Pumpleistung und zum Durchführen einer Druckmessung.