JP2002361070A - Vacuum equipment made of aluminum alloy and driving method - Google Patents

Vacuum equipment made of aluminum alloy and driving method

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JP2002361070A
JP2002361070A JP2002034224A JP2002034224A JP2002361070A JP 2002361070 A JP2002361070 A JP 2002361070A JP 2002034224 A JP2002034224 A JP 2002034224A JP 2002034224 A JP2002034224 A JP 2002034224A JP 2002361070 A JP2002361070 A JP 2002361070A
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JP
Japan
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voltage
aluminum alloy
electrode
negative electrode
vacuum
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Pending
Application number
JP2002034224A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Kamimura
浩司 上村
Mitsuaki Ikeda
満昭 池田
Yoshifusa Tsubone
嘉房 坪根
Nobuhiko Ota
暢彦 大田
Shinji Shinabe
慎治 品部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain vacuum equipment made of an aluminum alloy which is high in the rate of evacuation. SOLUTION: This vacuum equipment made of the aluminum alloy has a vacuum vessel 3 made of the aluminum alloy formed with a negative electrode which is packed into the micropores of an anodically oxidized film 33 formed on the vacuum side surface of the vacuum vessel and releases electrons by electric field radiation and an extraction electrode disposed on the surface of the anodically oxidized film, a terminal 41 for the negative electrode for impressing a voltage to the negative electrode, a terminal 42 for the extraction electrode for impressing the voltage to the extraction electrode, a driving power source 61 for impressing the voltage to both poles of the negative electrode and the extraction electrode, an ion electrode 5 which is disposed near an air exit and promotes the evacuation of the ions and a power source 62 for the ion power source for impressing the voltage to the ion electrode. The voltage to be impressed to the ion electrode is a low-frequency voltage of <=5 Hz and the waveform thereof is formed of a sinusoidal wave or pulse wave.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、真空熱処理炉、各
種分析装置、加速器、半導体製造装置等に使用される真
空装置に関し、特に真空容器全体が真空ポンプとしての
機能を有するアルミニウム合金製の真空装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vacuum apparatus used in a vacuum heat treatment furnace, various analyzers, accelerators, semiconductor manufacturing apparatuses, and the like. Related to the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、排気機能の高効率化を目的とした
真空装置として、図6に示すようなものが提案されてい
る(特開平10-228880 )。図6は、従来のアルミニウム
合金製真空装置を示す断面の斜視図である。図におい
て、1は架台、2は絶縁体、3はアルミニウム合金製真
空容器である。アルミニウム合金製真空容器3は、アル
ミニウム合金製の基体31からなり、内外周面は陽極酸
化処理を施し、陽極酸化皮膜33、34を形成してい
る。真空側に施した陽極酸化皮膜33(図6中A部)を
拡大したものを図7に示す。陽極酸化皮膜33は、基体
31真空側のバリア層32のさらに真空側に形成されて
いる。陽極酸化皮膜33に存在する微細孔35中には、
電界放射を行う電極材料として金属鉄を析出させ陰電極
36として用いている。さらに、陽極酸化皮膜33の真
空側に、導電性の引出し電極37が全面に配設されてい
る。引出し電極37は、陰電極36から放出された電子
を引き出す。そして、陰電極36に電圧を印加する陰電
極用端子41および引出し電極用端子42を設けてい
る。なお、引出し電極用端子42は、基体31などから
絶縁して設けている。陰電極用端子41および引出し電
極用端子42は、駆動電源61に接続し電位を加えられる
ようにしている。さらに、アルミニウム合金製真空容器
3内の排気口の近くに、イオン回収用のイオン電極5を
配置し、同イオン電極を駆動するイオン電極用電源62
を配置している。つぎに、動作について説明する。ま
ず、アルミニウム合金製真空容器3内を、真空引きした
後、駆動電源61から図8に示す駆動電圧(直流)を陰
電極用端子41および引出し電極用端子42に印加す
る。そうすると、陰電極36から放出された電子が引出
し電極37から引き出され、残存ガスと衝突してこの残
存ガスをイオン化する。ほぼ、同時期にイオン電極用電
源62から図9に示す直流電圧をイオン電極5に印加す
る。このイオン化された残存ガスは、電界の力でイオン
電極5へ導かれ排気を加速し真空度が上がる。
2. Description of the Related Art Conventionally, a vacuum apparatus as shown in FIG. 6 has been proposed as a vacuum apparatus for improving the efficiency of an exhaust function (Japanese Patent Laid-Open No. 10-228880). FIG. 6 is a perspective view of a cross section showing a conventional aluminum alloy vacuum device. In the figure, 1 is a base, 2 is an insulator, and 3 is a vacuum vessel made of an aluminum alloy. The aluminum alloy vacuum vessel 3 is made of an aluminum alloy base 31, and the inner and outer peripheral surfaces are anodized to form anodized films 33 and 34. FIG. 7 shows an enlarged view of the anodic oxide film 33 (part A in FIG. 6) applied on the vacuum side. The anodic oxide film 33 is formed on the vacuum side of the barrier layer 32 on the vacuum side of the substrate 31. In the micropores 35 existing in the anodic oxide film 33,
Metallic iron is deposited as an electrode material for performing field emission and used as the negative electrode 36. Further, on the vacuum side of the anodic oxide film 33, a conductive extraction electrode 37 is provided on the entire surface. The extraction electrode 37 extracts electrons emitted from the negative electrode 36. A negative electrode terminal 41 for applying a voltage to the negative electrode 36 and a lead electrode terminal 42 are provided. The lead electrode terminal 42 is provided insulated from the base 31 and the like. The negative electrode terminal 41 and the extraction electrode terminal 42 are connected to a drive power supply 61 so that a potential can be applied. Further, an ion electrode 5 for ion collection is arranged near the exhaust port in the aluminum alloy vacuum vessel 3 and a power supply 62 for the ion electrode for driving the ion electrode.
Has been arranged. Next, the operation will be described. First, after the inside of the aluminum alloy vacuum vessel 3 is evacuated, a drive voltage (DC) shown in FIG. 8 is applied from the drive power supply 61 to the negative electrode terminal 41 and the extraction electrode terminal 42. Then, the electrons emitted from the negative electrode 36 are extracted from the extraction electrode 37 and collide with the remaining gas to ionize the remaining gas. Almost at the same time, the DC voltage shown in FIG. 9 is applied to the ion electrode 5 from the ion electrode power supply 62. The ionized residual gas is guided to the ion electrode 5 by the force of the electric field, accelerates the exhaust, and increases the degree of vacuum.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、放出した電
子を残留ガスに衝突させてイオン化させる場合、例え
ば,水素ガスは正,酸素ガスは負イオンとなり、両極性
のイオンが存在することになる。そうすると、一方の極
性だけでは、一方ののイオンが効率的に排気できず、排
気に時間がかかっていた。また、真空容器をセットして
真空に排気し、陰電極に電圧を印加しても,電圧印加当
初は電子が少ししか出ない。これは陰電極の先端に吸着
したガスがなかなか離脱しないためである。電子放出ま
でに時間がかかるために,排気に時間がかかっていた。
さらにバリア層が十分厚い場合には、MIM(Metal-In
sulator-Metal)構造となるため、極めて微量の電流し
か得られず、また十分な電流を得ようとすれば引き出し
電圧を極めて高くする必要があり実用性を極めて狭くし
ていた。そこで、本発明は、陰電極と引出し電極および
イオン電極への電圧印加方法を工夫することにより、ま
た陰電極付近の層構造を工夫することにより排気速度の
速いアルミニウム合金製真空装置を提供することを目的
とする。
However, when the emitted electrons collide with the residual gas to be ionized, for example, hydrogen gas becomes positive and oxygen gas becomes negative, and bipolar ions are present. Then, if only one polarity is used, one ion cannot be efficiently exhausted, and it takes time to exhaust. Further, even if a vacuum vessel is set and the chamber is evacuated to vacuum and a voltage is applied to the negative electrode, only a few electrons are emitted at the beginning of the voltage application. This is because the gas adsorbed on the tip of the negative electrode does not easily escape. Since it takes time to emit electrons, it takes time to exhaust.
When the barrier layer is sufficiently thick, the MIM (Metal-In
(sulator-Metal) structure, so that only a very small amount of current can be obtained. In order to obtain a sufficient current, the extraction voltage must be extremely high, and the practicality is extremely narrow. Therefore, the present invention provides an aluminum alloy vacuum device having a high pumping speed by devising a method of applying voltage to the negative electrode, the extraction electrode and the ion electrode, and devising a layer structure near the negative electrode. With the goal.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明はつぎの構成にしている。 (1) 真空容器の真空側表面に形成された陽極酸化皮膜
の微細孔中に充填され電界放射によって電子を放出する
陰電極と前記陽極酸化皮膜の表面に設けた引出し電極と
が形成されているアルミニウム合金製真空容器と、前記
陰電極に電圧を印加する陰電極用端子と、前記引出し電
極に電圧を印加する引出し電極用端子と、前記陰電極お
よび引出し電極の両極に電圧を印加する駆動電源とを備
えたアルミニウム合金製真空装置において、排気口付近
に設けられイオンの排気を促進するイオン電極と、前記
イオン電極に電圧を印加するイオン電極用電源とを有
し、前記イオン電極用電源は周波数が5Hz以下の低周
波電圧で、かつその波形が正弦波またはパルス波を発生
する機能を有するものである。 (2) 前記陰電極と陰電極用端子間のバリア層の厚さを
10nm以下としたものである。 (3) 前記駆動電源は50ms以内のパルス状の電圧
で、かつ300V以上の電圧を発生する機能を有するも
のである。 (4) 真空容器の真空側表面に形成された陽極酸化皮膜
の微細孔中に充填され電界放射によって電子を放出する
陰電極と前記陽極酸化皮膜の表面に設けた引出し電極と
が形成されているアルミニウム合金製真空容器と、前記
陰電極に電圧を印加するための陰電極用端子と、前記引
出し電極に電圧を印加する引出し電極用端子と、前記陰
電極および引出し電極の両極に電圧を印加する駆動電源
とを備え、前記アルミニウム合金製真空容器内を真空引
きし、前記陰電極用端子と引出し電極用端子間に負極性
の電圧を印加して真空度を高くするアルミニウム合金製
真空装置の駆動方法において、前記陰電極用端子と引出
し電極用端子間に印加する電圧は、最初に50ms以内
のパルス状の300V以上の電圧を少なくとも1 回印加
し、つぎに定常の低電圧を印加するものである。 (5) 排気口付近にイオンの排気を促進するイオン電極
設け、前記イオン電極に5Hz以下の低周波電圧で、か
つその波形が正弦波またはパルス波を電圧を印加するこ
とを特徴とするものである。 本構成によれば、5Hz以下の低周波電圧を印加するに
より、正もしくは負の電荷を帯びた排気すべきイオン化
ガス分子が排気穴近傍の電極に効率よく集められるよう
になる。波形より周波数が重要となる。通常、真空ポン
プによる吸引力とイオン電極による電界力が加わるが、
電極に直流を加えると、相反する電気力をうけるイオン
の移動で排気速度が律則する。従って、交流電圧を印加
すれば正負いずれに帯電したイオンも排気されることに
なる。また、初めにパルス状電圧を印加することによ
り、陰電極に吸着したガスを飛ばす事ができるので、排
気初めから所定量の電子が放出される。また、前記陰電
極用端子とと接するバリア層を極めて薄くすることによ
り、放出電子の量が増えるので排気すべきイオン化ガス
分子量が増える、また陰電極に吸着したガスをより多く
飛ばす事ができるようになり、排気がより早くなる。
To solve the above problems, the present invention has the following arrangement. (1) A negative electrode that fills the micropores of the anodic oxide film formed on the vacuum side surface of the vacuum vessel and emits electrons by electric field radiation, and an extraction electrode provided on the surface of the anodic oxide film are formed. A vacuum vessel made of an aluminum alloy, a negative electrode terminal for applying a voltage to the negative electrode, an extraction electrode terminal for applying a voltage to the extraction electrode, and a drive power supply for applying a voltage to both the negative electrode and the extraction electrode In an aluminum alloy vacuum device comprising: an ion electrode provided in the vicinity of an exhaust port for promoting the exhaustion of ions, and a power supply for an ion electrode for applying a voltage to the ion electrode, wherein the power supply for the ion electrode is It has a function of generating a sine wave or pulse wave with a low frequency voltage of 5 Hz or less and a waveform thereof. (2) The thickness of the barrier layer between the negative electrode and the negative electrode terminal is 10 nm or less. (3) The driving power supply has a function of generating a pulse voltage within 50 ms and a voltage of 300 V or more. (4) A negative electrode which fills the micropores of the anodic oxide film formed on the vacuum side surface of the vacuum vessel and emits electrons by electric field radiation, and an extraction electrode provided on the surface of the anodic oxide film are formed. An aluminum alloy vacuum vessel, a negative electrode terminal for applying a voltage to the negative electrode, an extraction electrode terminal for applying a voltage to the extraction electrode, and applying a voltage to both the negative electrode and the extraction electrode. A driving power supply, and driving of an aluminum alloy vacuum device that evacuates the aluminum alloy vacuum vessel and applies a negative voltage between the negative electrode terminal and the extraction electrode terminal to increase the degree of vacuum. In the method, the voltage applied between the negative electrode terminal and the extraction electrode terminal is such that a pulsed voltage of 300 V or more is applied at least once within 50 ms, and then a steady low voltage is applied. It applies an pressure. (5) An ion electrode for promoting ion exhaustion is provided near the exhaust port, and a low frequency voltage of 5 Hz or less and a sine wave or pulse wave is applied to the ion electrode. is there. According to this configuration, by applying a low-frequency voltage of 5 Hz or less, ionized gas molecules to be evacuated with positive or negative charges can be efficiently collected on the electrode near the exhaust hole. Frequency is more important than waveform. Usually, a suction force by a vacuum pump and an electric field force by an ion electrode are added.
When a direct current is applied to the electrodes, the pumping speed is governed by the movement of ions that receive opposing electric forces. Therefore, if an AC voltage is applied, both positively and negatively charged ions are exhausted. Further, by applying a pulsed voltage first, the gas adsorbed on the negative electrode can be blown off, so that a predetermined amount of electrons is emitted from the beginning of the exhaust. Further, by making the barrier layer in contact with the negative electrode terminal extremely thin, the amount of emitted electrons increases, so that the molecular weight of ionized gas to be exhausted increases, and more gas adsorbed on the negative electrode can be blown off. And the exhaust is faster.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を実施例に示
す図に基づいて詳細に説明する。 (第1実施例)本発明の第1実施例を図1に示す。図1
は本発明の第1実施例を示すアルミニウム合金製真空装
置の断面から見た斜視図である。図において、31は基
体、33は陽極酸化皮膜(真空側)、34は陽極酸化皮
膜(大気側)、35は微細孔、36は陰電極、37は引
出し電極である。また、41は陰電極用端子、42は引
出し電極用端子、5はイオン電極、61は駆動電源、6
2はイオン電極用電源である。アルミニウム合金製真空
容器3は、真空側の陽極酸化皮膜33、大気側の陽極酸
化皮膜34からなる。その他の符号は従来技術で述べた
部品と同じであるため説明を省略する。アルミニウム合
金製真空容器3の基体31は、ジュラルミン製からな
り、内外周面はアルマイト処理を施している。内周面に
施した陽極酸化皮膜33の微細孔35中には、電界放射
を行う電極材料として金属鉄を析出させている。アルマ
イト層の厚さは10μm、微細孔の直径は300オング
ストロームであった。次に、内周面の陽極酸化皮膜33
の上に、引出し電極37としてアルミニウム皮膜を真空
中で線爆溶射により形成した。このようにして作製した
アルミニウム合金製真空容器3を架台1の上に設けた絶
縁体2の上に配置して、真空排気装置を組み立て、イオ
ン電極5に低周波交流電圧の印加が可能なイオン電極用
電源62を接続した。なお、排気用ポンプにはロータリ
ポンプとターボ分子ポンプを使用した。つぎに、本発明
のアルミニウム合金製真空装置の動作と効果について説
明する。 (1) まず、ロータリポンプで真空容器内を排気した。 (2) つぎに、引出し電極37と陰電極32との間に60
V の電位を与え、排気操作を行った。陰電極36に電圧
が印加されると、陰電極36から電子が放出し、この時
流れる電流によってジュール熱が発生し真空容器が加熱
されて、ベーキングが行なわれる。同時に、引出し電極
37に電圧が印加されると、陰電極36から放出された
電子を引き出すので、電流が流れやすくなり、排気が促
進される。 (3) 排気口近くのイオン電極5に図2に示すような5H
z、600Vの低周波の正弦波をイオン電極用電源62
から加えた。 比較のため、イオン電極5に上述の交流電圧を加えない
従来の場合についても調べた。その結果を図3に示す。
目標の圧力に到達する排気時間は、本実施例の方が従来
例に比べて数倍速くなっており、優れた効果のあること
が分かる。これはイオン電極5に低周波の電圧を印加す
ることにより、発生した電子によってイオン化されたガ
ス分子が回収されやすくなるので、短時間に高真空が得
られる。周波数がこの値より大きいと、電極に向かって
移動していたイオンが極性が変り電極以外の方向に動い
てしまい、イオンを効率的に集められない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings shown in the embodiments. (First Embodiment) FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. FIG.
1 is a perspective view of a vacuum apparatus made of an aluminum alloy according to a first embodiment of the present invention as viewed from a cross section. In the figure, 31 is a substrate, 33 is an anodized film (vacuum side), 34 is an anodized film (atmospheric side), 35 is a fine hole, 36 is a negative electrode, and 37 is an extraction electrode. Also, 41 is a negative electrode terminal, 42 is an extraction electrode terminal, 5 is an ion electrode, 61 is a drive power source, 6
Reference numeral 2 denotes a power supply for the ion electrode. The vacuum vessel 3 made of an aluminum alloy includes an anodized film 33 on the vacuum side and an anodized film 34 on the atmosphere side. The other reference numerals are the same as those of the components described in the related art, and the description thereof is omitted. The base 31 of the aluminum alloy vacuum vessel 3 is made of duralumin, and the inner and outer peripheral surfaces are anodized. In the fine holes 35 of the anodic oxide film 33 formed on the inner peripheral surface, metallic iron is deposited as an electrode material for emitting electric field. The thickness of the alumite layer was 10 μm, and the diameter of the micropores was 300 Å. Next, the anodic oxide film 33 on the inner peripheral surface
An aluminum film was formed as a lead electrode 37 by wire explosion spraying in vacuum. The vacuum vessel 3 made of the aluminum alloy manufactured in this manner is arranged on the insulator 2 provided on the gantry 1 to assemble a vacuum pumping apparatus, and an ion capable of applying a low-frequency AC voltage to the ion electrode 5. The electrode power supply 62 was connected. Note that a rotary pump and a turbo molecular pump were used as the exhaust pump. Next, the operation and effects of the aluminum alloy vacuum device of the present invention will be described. (1) First, the inside of the vacuum vessel was evacuated with a rotary pump. (2) Next, between the extraction electrode 37 and the negative electrode 32, 60
A potential of V was applied, and an evacuation operation was performed. When a voltage is applied to the negative electrode 36, electrons are emitted from the negative electrode 36, Joule heat is generated by the current flowing at this time, and the vacuum vessel is heated to perform baking. At the same time, when a voltage is applied to the extraction electrode 37, electrons emitted from the negative electrode 36 are extracted, so that a current easily flows and exhaust is promoted. (3) 5H as shown in FIG. 2 is applied to the ion electrode 5 near the exhaust port.
z, 600 V low frequency sine wave is supplied to the ion electrode power source 62.
Added from. For comparison, a conventional case where the above-described AC voltage was not applied to the ion electrode 5 was also examined. The result is shown in FIG.
The evacuation time to reach the target pressure is several times faster in the present embodiment than in the conventional example, and it can be seen that there is an excellent effect. This is because, when a low-frequency voltage is applied to the ion electrode 5, gas molecules ionized by the generated electrons are easily collected, so that a high vacuum can be obtained in a short time. If the frequency is higher than this value, ions moving toward the electrode change polarity and move in a direction other than the electrode, so that ions cannot be collected efficiently.

【0006】(第2実施例)本発明の第2実施例につい
て説明する。本実施例のアルミニウム合金製真空装置の
構造等の仕様は第1実施例と同じである。本発明のアル
ミニウム合金製真空装置の動作と効果について説明す
る。 (1) まず、ロータリポンプで真空容器内を排気した。 (2) つぎに、引出し電極37と陰電極32との間に図4
に示すような60V の電位を与え、排気操作を行った。 (3) 排気口近くのイオン電極5に5Hz、600Vの低
周波のパルス波をイオン電極に加えた。イオン電極5に
印加した電圧の様子を図4に示す。比較のため、イオン
電極5に上述の交流電圧を加えない場合を調べた。 その結果、第1実施例と同じく排気速度は従来例に比べ
て数倍速く良好な結果であることが分かった。 (第3実施例)本発明の第3実施例について説明する。
本実施例の真空装置の構造は、概観および断面構造とも
第1実施例と同じである。本発明のアルミニウム合金製
真空装置の動作と効果について説明する。 (1) まず、ロータリポンプで真空容器内を排気した。 (2) 排気口近くのイオン電極5には600Vをかけた状
態とした。 (3) つぎに、使用初めに引出し電極37と陰電極32と
の間に図5に示すようなパルス状電圧−300Vで30
ms維持を2度行った。これにより微細孔35中に吸着し
ているガス分子に衝撃を与えるので吸着を切り離すこと
ができる。この場合の電圧として、−300V以上、5
0ms以内のパルス電圧を印加することが必要である
が、電圧の印加時間を長くすると陰電極が溶けて蒸発す
るので、50ms以内に押さえる。 (4) その後、定常の60V の電位を与え、排気動作を行
った。 その結果、第1実施例と同じく排気速度は従来例に比べ
て数倍速く良好な結果であることが分かった。なお,本
実施例では一つの電源に二つの機能を有するようにして
いるが,別々の機能を有する電源を設けてもよい。 (第4実施例)本発明の第4実施例について説明する。
本実施例の真空装置の構造は、概観および断面構造とも
第1実施例と同じである。異なる点は、バリア層32の
厚さを10nmと極めて薄くしていることである。比較
のため従来の厚さ100nmのバリア層を形成したもの
を準備した。動作は第1の実施例と同様に排気駆動さ
せ、排気特性を比較した。その結果、従来のものよりも
本実施例のものは10倍程度排気速度が向上し、良好な
結果であることが分かった。 (第5実施例)本発明の第5実施例について説明する。
本実施例の真空装置の構造は、概観および断面構造とも
第1実施例と同じである。異なる点は、バリア層32の
厚さを1nm以下とさらに薄くしていることである。比
較のため従来の厚さ100nmのバリア層を形成したも
のを準備した。動作は第2の実施例と同様に排気駆動さ
せ、排気特性を比較した。その結果、従来のものよりも
本発明のものは70倍程度排気速度が向上し、良好な結
果であることが分かった。
(Second Embodiment) A second embodiment of the present invention will be described. The specifications such as the structure of the aluminum alloy vacuum apparatus of the present embodiment are the same as those of the first embodiment. The operation and effect of the aluminum alloy vacuum device of the present invention will be described. (1) First, the inside of the vacuum vessel was evacuated with a rotary pump. (2) Next, between the extraction electrode 37 and the negative electrode 32, FIG.
A 60 V potential was applied as shown in FIG. (3) A low frequency pulse wave of 5 Hz and 600 V was applied to the ion electrode 5 near the exhaust port. FIG. 4 shows the state of the voltage applied to the ion electrode 5. For comparison, a case where the above-described AC voltage was not applied to the ion electrode 5 was examined. As a result, it was found that the pumping speed was several times faster than that of the conventional example, which is a good result, as in the first embodiment. (Third Embodiment) A third embodiment of the present invention will be described.
The structure of the vacuum device of the present embodiment is the same as that of the first embodiment in both the appearance and the sectional structure. The operation and effect of the aluminum alloy vacuum device of the present invention will be described. (1) First, the inside of the vacuum vessel was evacuated with a rotary pump. (2) 600 V was applied to the ion electrode 5 near the exhaust port. (3) Next, at the beginning of use, a pulse-like voltage of -300 V as shown in FIG.
ms maintenance was performed twice. Thereby, the gas molecules adsorbed in the fine holes 35 are impacted, so that the adsorption can be separated. In this case, the voltage is -300 V or more,
It is necessary to apply a pulse voltage of 0 ms or less, but if the application time of the voltage is lengthened, the negative electrode melts and evaporates. (4) Thereafter, a steady potential of 60 V was applied to perform an exhaust operation. As a result, it was found that the pumping speed was several times faster than that of the conventional example, which is a good result, as in the first embodiment. In this embodiment, one power supply has two functions, but power supplies having different functions may be provided. (Fourth Embodiment) A fourth embodiment of the present invention will be described.
The structure of the vacuum device of the present embodiment is the same as that of the first embodiment in both the appearance and the sectional structure. The difference is that the thickness of the barrier layer 32 is extremely thin, 10 nm. For comparison, a substrate having a conventional barrier layer having a thickness of 100 nm was prepared. The operation was performed by exhaust driving in the same manner as in the first embodiment, and the exhaust characteristics were compared. As a result, it was found that the pump of the present embodiment improved the pumping speed by about 10 times compared to the conventional pump, which was a good result. (Fifth Embodiment) A fifth embodiment of the present invention will be described.
The structure of the vacuum device of the present embodiment is the same as that of the first embodiment in both the appearance and the sectional structure. The difference is that the thickness of the barrier layer 32 is further reduced to 1 nm or less. For comparison, a substrate having a conventional barrier layer having a thickness of 100 nm was prepared. In the operation, the exhaust driving was performed as in the second embodiment, and the exhaust characteristics were compared. As a result, it was found that the pump of the present invention improved the pumping speed by about 70 times as compared with the conventional pump, which was a good result.

【0007】[0007]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、排
気口近傍に設けたイオン電極に5Hz 以下の低周波交流電
圧を印加するようにしたので、正もしくは負の電荷を帯
びた排気すべきイオン化ガス分子が、排気口近傍の電極
に効率よく集められるようになる。したがって、真空装
置の排気速度を著しく向上できる効果がある。また、引
出し電極と陰電極間に使用初めにパルス状の電圧を印加
するようにしたので、陰電極に付着したガスを飛ばす事
ができる。したがって、排気初めから所定量の電子が放
出され、ガスと電子の衝突確率が使用開始時から増えイ
オン化が促進される。排気口に設けた電極の電界により
速やかに排気が行われるため、短時間で超高真空が得ら
れるアルミニウム合金製真空装置を得る効果がある。さ
らに、陰電極と陰電極に電圧を印加する陰電極用端子間
にあるバリア層を10nm以下とすることで陰電極から
放出される電子の量が増えるので、排気すべきイオン化
ガス分子が増加し、また陰電極に付着したガスを充分飛
ばすことができるようになり、真空装置の排気速度をさ
らに著しく向上できる効果がある。
As described above, according to the present invention, since a low-frequency AC voltage of 5 Hz or less is applied to the ion electrode provided in the vicinity of the exhaust port, the exhaust gas having a positive or negative charge is applied. The ionized gas molecules to be collected can be efficiently collected on the electrode near the exhaust port. Therefore, there is an effect that the pumping speed of the vacuum device can be significantly improved. Further, since a pulse-like voltage is applied between the extraction electrode and the negative electrode at the beginning of use, gas adhering to the negative electrode can be blown out. Therefore, a predetermined amount of electrons is emitted from the beginning of the exhaust, and the probability of collision between the gas and the electrons increases from the start of use to promote ionization. Since the gas is quickly exhausted by the electric field of the electrode provided at the exhaust port, there is an effect of obtaining an aluminum alloy vacuum device capable of obtaining an ultra-high vacuum in a short time. Further, by setting the barrier layer between the cathode and the cathode terminal for applying a voltage to the cathode to 10 nm or less, the amount of electrons emitted from the cathode increases, so that the ionized gas molecules to be exhausted increase. In addition, the gas attached to the negative electrode can be sufficiently blown, and the evacuation speed of the vacuum device can be further remarkably improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施例を示すアルミニウム合金製
真空装置の断面の斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of a cross section of an aluminum alloy vacuum device showing a first embodiment of the present invention.

【図2】第1実施例のイオン電極に印加する電圧波形を
示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a voltage waveform applied to the ion electrode of the first embodiment.

【図3】第1実施例の排気特性を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the exhaust characteristics of the first embodiment.

【図4】第2実施例のイオン電極に印加する電圧波形を
示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a voltage waveform applied to an ion electrode of a second embodiment.

【図5】第3実施例の引出し電極と陰電極間に印加する
電圧波形を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing a voltage waveform applied between an extraction electrode and a negative electrode according to the third embodiment.

【図6】従来のアルミニウム合金製真空装置を示す断面
の斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view of a cross section showing a conventional aluminum alloy vacuum device.

【図7】アルミニウム合金製真空容器の陰電極部分を拡
大した模式図である。
FIG. 7 is an enlarged schematic view of a negative electrode portion of a vacuum container made of an aluminum alloy.

【図8】従来の引出し電極と陰電極間に印加する電圧波
形を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing a conventional voltage waveform applied between an extraction electrode and a negative electrode.

【図9】従来のイオン電極に印加する電圧波形を示すグ
ラフである。
FIG. 9 is a graph showing a voltage waveform applied to a conventional ion electrode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:架台 36:陰
電極 2:絶縁体 37:引
出し電極 3:アルミニウム合金製真空容器 41:陰
電極用端子 31:基体 42:引
出し電極用端子 32:バリア層 5:イオ
ン電極 33:陽極酸化皮膜(真空側) 61:駆
動電源 34:陽極酸化皮膜(大気側) 62:イ
オン電極用電源 35:微細孔
1: Mount 36: Negative electrode 2: Insulator 37: Extraction electrode 3: Aluminum alloy vacuum vessel 41: Negative electrode terminal 31: Base 42: Extraction electrode terminal 32: Barrier layer 5: Ion electrode 33: Anodized film (Vacuum side) 61: Drive power supply 34: Anodized film (atmosphere side) 62: Power supply for ion electrode 35: Micropore

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01J 41/18 H01J 41/18 H05H 7/14 H05H 7/14 (72)発明者 大田 暢彦 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石2番1号 株式会社安川電機内 (72)発明者 品部 慎治 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石2番1号 株式会社安川電機内 Fターム(参考) 2G085 BA05 BD06 5C038 AA02 AA03 AA05 AA12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01J 41/18 H01J 41/18 H05H 7/14 H05H 7/14 (72) Inventor Nobuhiko Ota Kitakyushu, Fukuoka Yasukawa Denki Co., Ltd. 2-1 Kurosaki Shiroishi, Yawata Nishi-ku (72) Inventor Shinji Shinbe 2-1, Kurosaki Shiroishi, Yawata Nishi-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka F-term (reference) 2G085 BA05 BD06 5C038 AA02 AA03 AA05 AA12

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】真空容器の真空側表面に形成された陽極酸
化皮膜の微細孔中に充填され電界放射によって電子を放
出する陰電極と前記陽極酸化皮膜の表面に設けた引出し
電極とが形成されているアルミニウム合金製真空容器
と、前記陰電極に電圧を印加する陰電極用端子と、前記
引出し電極に電圧を印加する引出し電極用端子と、前記
陰電極および引出し電極の両極に電圧を印加する駆動電
源とを備えたアルミニウム合金製真空装置において、 排気口付近に設けられイオンの排気を促進するイオン電
極と、前記イオン電極に電圧を印加するイオン電極用電
源とを有し、前記イオン電極用電源は周波数が5Hz以
下の低周波電圧で、かつその波形が正弦波またはパルス
波を発生する機能を有することを特徴とするアルミニウ
ム合金製真空装置。
1. A negative electrode which is filled in micropores of an anodic oxide film formed on the vacuum side surface of a vacuum vessel and emits electrons by electric field radiation, and an extraction electrode provided on the surface of the anodic oxide film are formed. Aluminum alloy vacuum vessel, a negative electrode terminal for applying a voltage to the negative electrode, an extraction electrode terminal for applying a voltage to the extraction electrode, and applying a voltage to both the negative electrode and the extraction electrode. An aluminum alloy vacuum device provided with a drive power supply, comprising: an ion electrode provided near an exhaust port for promoting the discharge of ions; and an ion electrode power supply for applying a voltage to the ion electrode. A vacuum apparatus made of an aluminum alloy, wherein a power source is a low-frequency voltage having a frequency of 5 Hz or less and has a function of generating a sine wave or a pulse wave.
【請求項2】前記陰電極と陰電極用端子間のバリア層の
厚さを10nm以下としたことを特徴とする請求項1記
載のアルミニウム合金製真空装置。
2. The aluminum alloy vacuum apparatus according to claim 1, wherein the thickness of the barrier layer between the cathode and the cathode terminal is 10 nm or less.
【請求項3】前記駆動電源は50ms以内のパルス状の
電圧で、かつ300V以上の電圧を発生する機能を有す
ることを特徴とする請求項1または2記載のアルミニウ
ム合金製真空装置。
3. An aluminum alloy vacuum apparatus according to claim 1, wherein said drive power supply has a function of generating a pulsed voltage within 50 ms and a voltage of 300 V or more.
【請求項4】真空容器の真空側表面に形成された陽極酸
化皮膜の微細孔中に充填され電界放射によって電子を放
出する陰電極と前記陽極酸化皮膜の表面に設けた引出し
電極とが形成されているアルミニウム合金製真空容器
と、前記陰電極に電圧を印加するための陰電極用端子
と、前記引出し電極に電圧を印加する引出し電極用端子
と、前記陰電極および引出し電極の両極に電圧を印加す
る駆動電源とを備え、前記アルミニウム合金製真空容器
内を真空引きし、前記陰電極用端子と引出し電極用端子
間に負極性の電圧を印加して真空度を高くするアルミニ
ウム合金製真空装置の駆動方法において、 前記陰電極用端子と引出し電極用端子間に印加する電圧
は、最初に50ms以内のパルス状の300V以上の電
圧を少なくとも1 回印加し、つぎに定常の低電圧を印加
することを特徴とするアルミニウム合金製真空装置の駆
動方法。
4. A negative electrode which fills micropores of an anodic oxide film formed on the vacuum side surface of a vacuum vessel and emits electrons by electric field radiation, and an extraction electrode provided on the surface of the anodic oxide film. A vacuum vessel made of an aluminum alloy, a negative electrode terminal for applying a voltage to the negative electrode, an extraction electrode terminal for applying a voltage to the extraction electrode, and a voltage applied to both the negative electrode and the extraction electrode. An aluminum alloy vacuum device comprising a drive power source to be applied, and evacuating the inside of the aluminum alloy vacuum vessel, and applying a negative voltage between the negative electrode terminal and the extraction electrode terminal to increase the degree of vacuum. In the driving method, the voltage applied between the negative electrode terminal and the extraction electrode terminal is such that a pulsed voltage of 300 V or more within 50 ms is first applied at least once, and then The driving method of an aluminum alloy vacuum apparatus and applying a low voltage of normal.
【請求項5】排気口付近にイオンの排気を促進するイオ
ン電極設け、前記イオン電極に5Hz以下の低周波電圧
で、かつその波形が正弦波またはパルス波を電圧を印加
することを特徴とする請求項4載のアルミニウム合金製
真空装置の駆動方法。
5. An ion electrode for facilitating exhaustion of ions near an exhaust port, wherein a low frequency voltage of 5 Hz or less and a sine wave or a pulse wave are applied to the ion electrode. A method for driving a vacuum device made of an aluminum alloy according to claim 4.
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