JP2012520962A - ゲッターポンプ及びイオンポンプを含む複合型ポンプシステム - Google Patents

Abstract

ゲッターポンプ（１２０；２２０）及びイオンポンプ（１３０；２３０）を含む複合型ポンプシステムは、説明される。ゲッターポンプ及びイオンポンプ（１２０，１３０；２２０，２３０）は、システムの真空レベルを改善するために、ゲッター及びイオンポンプ双方の伝導率が真空チャンバーのガス流量の源に向かって最大化されることができるように、同じフランジ（１１１；２１１）に直列に取り付けられており、それぞれそれに関して両側に配置される。

Description

本発明は、ゲッターポンプ及びイオンポンプを含む複合型ポンプシステムに関する。

例えば粒子加速器及び電子顕微鏡のように、多数の科学的であり、産業機器またはシステムがあり、これらの稼働には、超高真空条件（当該分野においてＵＨＶとして表される）、すなわち、１０^-6Ｐａよりも低い圧力値を必要とする。第１の、例えば回転または膜ポンプと定義されるポンプとターボ分子、ゲッター、イオンまたは低温ポンプの間で選択される第２ポンプとを含むポンプシステムは、通常、これらの真空レベルを作り出すために用いられる。第１ポンプは、大気圧で稼働し始め、約１０^-1Ｐａ〜１０^-2Ｐａの値に至るまでチャンバーの内部に圧力をもたらし、これらの圧力でＵＨＶポンプは、駆動され、約１０^-7Ｐａ〜１０^-9Ｐａの値に至るまでシステムに圧力をもたらす。

最も一般的であるＵＨＶポンプの中で、イオン及びターボ分子ポンプは、大体すべてのガスを吸着する。

ターボ分子ポンプは、別の機械のポンプと比べて、ターボ分子ポンプにおける真空チャンバーの油汚染が減少されている（たとえ０でなくても）ために広く認められているが、有効な最大真空値は、軽いガス（水素及びヘリウム）のための多少低い圧縮比と、これらの少量のガスがポンプ自身を通じて外界から導入され得ることと、に関連する。

代わりに、イオンポンプは、移動部分及び油を有しておらず、つまり、それらは、非常に清浄な低メンテナンスと外界からのより好ましい分離とを特徴とする。さらに、それらは、排気されるチャンバーの内部に圧力値の近似的な指標を設ける。この特徴は、システムの条件を観測することと、チャンバーの内部の圧力が臨界値まで増大する場合、ポンプの稼働を中断することと、を可能にするので、特に真空機器の製造業者及び使用者によって広く認められている。

イオンポンプは、互いに同等である複数の部材の一式から成っている。これらの部材のそれぞれ１つにおいて、イオン及び電子は、高電場の使用によってチャンバー中に存在するガスから作り出され、それぞれの部材の周囲に配置される磁石は、チャンバーに存在する別の分子をイオン化する電子の能力を強めるように、軌道が直線的でない（通常、らせん軌道）電子をもたらす。このように生み出されるイオンは、壁内へのイオン注入により部分的に、且つイオン照射後の壁の侵食によって作り出され、再堆積される原子（または原子“クラスター”）により形成されるチタン層下での埋没効果（burial effect）に起因して部分的に、部材の壁によって捕捉される。チタンは、固有の残留ガス除去能力を同様に有する、すなわち、それは、化合物の形成によりガスを固定する単純なガス状分子と相互に作用する能力のある金属である。

イオンポンプの問題は、メタンの解離の影響として水素を作り出すことの可能性によって表され、これは、所望の真空条件を実現することにおいて困難を伴う現象であり、すなわち、非特許文献１に説明されるように、約１０^-8Ｐａ〜１０^-9Ｐａの値よりも小さいシステムの圧力を達成する。水素の発生と別の望まれないガス種とは、通常、“ビーミング効果（beaming effect）”として公知である、イオンポンプから真空チャンバーに向かって平行になった分子流動の存在をもたらす。

第２の種類の問題は、非特許文献２に説明されるように、いくつかの利用に対するビーム管内への粉末粒子を放つことにある。

イオンポンプにおける別の副次的でない制限は、それらの相対的な大きさ及び重量であり、これは、小型または携帯用のシステムにおいてそれらの利用を困難にさせる。

これらの問題は、例えば電子顕微鏡、粒子加速器及び表面分析システムなどの用途に対して特に重要である。

ゲッターポンプは、非蒸発性のゲッター材料（当該分野においてＮＥＧとして公知である）で作られる要素によって、例えば酸素、水素、水及び酸化炭素など反応性のガス種の化学的吸着の原理に基づいて稼働する。最も重要なＮＥＧ材料は、ジルコニウムまたはチタンを基礎とする合金であり、ゲッターポンプは、例えば特許文献１及び２で説明されている。同等のサイズに関して、これらのポンプは、ガス吸着速度を有し、この速度は、イオンポンプの吸着速度よりも著しく高く、これらのイオンポンプよりもいっそう効果的に水素を取り除くことができ、これらの利点とは反対に、ゲッターポンプの排出効率は、炭化水素（例えば、常温でのメタンなど）の場合に乏しく、希ガスの場合にゼロである。さらに、ゲッターポンプは、チャンバーの内部での圧力の測定を設けない。

ＵＨＶチャンバーにおける排出を改善するために、異なる第２ポンプにおける複合的な使用は、上述した制限を克服する。

ターボ分子ポンプに関して上流でのゲッターポンプの使用は、特許文献３に開示されている。この利用は、上流の形状における効率、伝導率及び温度の障害を克服するために、ターボ分子、特にゲッターポンプの組み合わせを第１ポンプの機械的構造に関連して正確に教示する。開示されている解決法の強固な制限は、ターボ分子ポンプで使用されるために適切に製造された特別なゲッターポンプの要求である。実際には、ジグザグ状のワイヤーが、標準製品のＮＥＧポンプの使用において観測される技術的問題を克服するために、残留ガス除去要素として提案されている。したがって、より高価でなく且つより効率的なゲッターポンプの使用は、開示されている複合型ポンプシステムでは実行できない。

特許文献４は、互いに一直線になったゲッターポンプ及びターボ分子ポンプの使用を説明する。ポンプは、真空チャンバーに関して“直列な”形態を有し、ポンプは、ゲッターポンプ及びターボ分子ポンプからの熱移動を制限するために、温度応答性の可動式遮蔽装置の使用を必要とする。開示される遮蔽部材の使用は、ターボ分子ポンプへのガス流伝導率の減少を最小化することを可能にするが、それにもかかわらず複合型ポンプシステムに対する全体的な伝導率は、システムを真空チャンバーへ接続する穴によって、且つターボ分子ポンプのためにダクトにおいてゲッターポンプによって塞がれる効果的な体積によって制限される。

イオンポンプ及びゲッターポンプの複合的な使用は、特にＵＨＶのために効率的なポンプシステムをもたらす。複合型ポンプシステムにおいて、イオン及びゲッターポンプは、例えば非特許文献３などに説明されるように、並列にまたは直列に配置される。

これらのポンプシステムは、上記のように真空システムなどに関連する例えば特許文献５または６に、及び、そのチャンバーが分離したイオン及びゲッターポンプの使用によって排気され保たれる粒子加速器に関連する特許文献７または８から開示されている。

これらすべての文献に説明された複合型ポンプシステムは、主要ポンプとしてイオンポンプと、より小さいサイズを有する補助ポンプとしてゲッターポンプと、の使用に基づいている。ゆえに、これらの文献は、イオンポンプの使用に関連する主要な問題、すなわち、それらの大きい重量、サイズ、エネルギー消費及びこれまでに説明された脱気現象に関連される上記すべての真空チャンバーの圧力を下げる制限を解決しない。

さらに、これらの文献は、真空チャンバーの体積の内部への直接のゲッターポンプの配置に比べた場合、その排出効率及び伝導値を減少されることができるように、真空チャンバーの壁における凹部内へのゲッターポンプの導入を開示する。

特許文献９は、電子顕微鏡を説明し、真空システムは、イオンポンプ及びゲッターポンプを含み、ゲッターポンプは、主要ポンプとして用いられ、比較的小さいイオンポンプは、ゲッターポンプによって吸着されないガスを遮るために補助ポンプとして用いられる。このシステムは、真空システムの重量及びサイズを減少することを可能にするが、これまでの場合と同じように、システム全体に関していまだに並外れたサイズを有する２つの分離したポンプを特徴とする。さらに、ＵＨＶシステムにおける重大な点は、チャンバーの壁に形成される開口部の数であることは、公知である。実際には、フランジ、ガスケットまたはろう付け材料（特に、加熱されるシステムであって、異なる材料で作られる部分の異なる熱膨張が起こるシステムの場合に）における微視的レベルで起こり得る完全でない密封に起因して、これらの開口部は、真空条件の低下における優先的な点を表す。特許文献９に説明されている２ポンプシステムは、イオンポンプ及びゲッターポンプ（または２よりも多い、例えばシステムが１つよりも多くイオンポンプを含む場合）を供給するために、外側からの２つの異なる接続点を必要とし、ゆえに、超高真空条件下で稼働するシステムの製造における観点から最適ではない。

特許文献１０は、少なくとも１つの減少されたサイズを有するイオンポンプと、共通のフランジにおける異なる位置に配置されるゲッターポンプと、を含む複合型ポンプシステムを説明する。このようにして、チャンバーの壁に沿って単一の開口部を用いること、それゆえにシステムの構造を簡素化し、その気密問題を制限することは、可能である。しかし、これらのポンプシステムは、平行な２つのポンプの形状に基づいており、これらのポンプは、排気されるチャンバーを向くイオンポンプの稼働によって作り出され、且つ脱気する流量への効果的な制限を可能にしない。特に、解離現象のためにイオンポンプから出てくる水素及び別の望まれないガス種における流量は、低圧力値を実現するという目的のために強固な制限要因を構成する。

イオンポンプによってその稼働中に作り出され、脱気する流量は、ゲッターポンプとともにイオンポンプの直列の形態の使用により減少される。特許文献１１は、例えば複合型ポンプシステムを説明し、ゲッターポンプ及びイオンポンプは、直列に配置される。特に、ゲッターポンプは、排気されるチャンバーとともにイオンポンプを接続するダクトの内部に配置される。上述された特許におけるポンプシステムの問題は、それぞれ一方のポンプが他方の排出に影響を与えることであり、それゆえに、排気されるチャンバーからのガス流に対する伝導率の減少をもたらす。実際には、フランジの開口部をイオンポンプに接続するダクトの内部のゲッターポンプにおける配置は、イオンポンプに向かって排気されるチャンバーからのガス流量の減少を必然的にもたらす。さらに、チャンバーからゲッターポンプに向かうガス流量は、上述されたダクトの穴のサイズによって制限される。

特許文献１１は、イオンポンプの開口部と真空チャンバーとの間におけるダクトの側壁に沿って台座部に位置合わせするゲッターポンプを別の可能な配置として同様に開示する。この形態は、イオンポンプに対して伝導率減少の悪影響を制限するが、ゲッターポンプに向かうガス流量の減少、それゆえに、伝導率に関してより低い効率をもたらす。

米国特許第５３４２１７２号明細書 米国特許第６１４９３９２号明細書 国際公開第９８／５８１７３号パンフレット 国際公開第００／２３１７３号パンフレット 特開昭５８−１１７３７１号公報 米国特許第５２２１１９０号明細書 特開平０６−１４０１９３号公報 特開平０７−２６３１９８号公報 米国特許出願公開第２００６／０２３１７７３号明細書 国際公開第２００９／１１８３９８号パンフレット 英国特許第２１６４７８８号明細書 米国特許第５３２４１７２号明細書 欧州特許第７１９６０９号明細書

K.L. Welchら、"Pumping of Helium and Hydrogen by Sputter-Ion Pumps. II. Hydrogen Pumping"、Journal of Vacuum Science & Technology A、（USA）、American Vacuum Society、1994、p.861 D.R.C. Kelly、"Dust in Accelerator Vacuum Systems、Proceedings of the Particle Accelerator Conference"、1997、vol.3、p.3547 M. Lafferty、"Foundation of Vacuum Science and Technology"、[online]、1998、John Wiley & Sons、Wiley-Interscience

したがって、本発明の目的は、従来技術の欠点を克服することが可能である複合型ポンプシステムを提供することである。

前記目的は、複合型ポンプシステムとともに本発明により達成され、このポンプシステムは、直列にフランジの両側に取り付けられるゲッターポンプ及びイオンポンプを含み、このフランジは、真空チャンバーに複合型ポンプシステムを取り付けるのに適しており、イオンポンプは、ダクトによってフランジに接続され、ゲッターポンプは、前記ダクトの外部にあることを特徴とする。

発明者は、本発明によるイオンポンプ及びゲッターポンプの組み合わせは、“並列な”ポンプ形態と“直列な”ポンプ形態との双方の利点をもたらすチャンバーの内部の超高真空条件を得ること及び保つことを可能にすることを見出した。“直列な”配置と同様に、実際には、本発明は、ゲッターポンプがイオンポンプによって作り出される平行になった分子流動を効果的に吸着することを可能にする一方で、“並列な”形態と同様に、フランジの両側の配置は、２つのポンプ双方によってそれらの伝導率の減少なく真空チャンバーからのガスの排出を可能にする。

本発明によるポンプシステムにおける第１実施形態の概略斜視図を示す。 ゲッターポンプ及びフランジの穴間で接続ダクトがない図１に示されるシステムにおける線ＩＩ−ＩＩによって画定される平面図に沿う長手方向の断面図である。 ゲッターポンプ及びフランジの穴間で接続ダクトを有する図１に示されるシステムにおける線ＩＩ−ＩＩによって画定される平面図に沿う長手方向の断面図である。 本発明によるポンプシステムの別の実施形態における側面図を概略的に示す。 本発明による複合型システムで用いられるゲッターポンプの内部のゲッター部材における異なる構造の可能な形状を示す上面図である。

すべての図面は、それに関してよりよく理解することを可能にするために、略図で且つ簡素化された形態で示され、それゆえに、例えば電気的接続などの詳細を示さず、そしてまたシステム及びそれらの物理的な結合を形成する異なる部材における実際の幾何学的な比率も配慮しない。これらの詳細及びそれらの可能な変形は、当業者によって容易に決定される。

図１及び図２は、その最も簡素な形態での本発明によるポンプシステムの第１実施形態を概略的に示す。システムは、真空チャンバーの壁へのそれの直接の取り付けに適しているフランジ１１１を含み、このフランジにおいて、ゲッターポンプ１２０及びイオンポンプ１３０は、それぞれこのフランジの両側に接続され、ゲッターポンプは、フランジの穴の対称軸と物理的に交差する（intercept）。それらを簡素化するために、すべての図は、本発明をその好ましい実施形態で、すなわち、フランジの対称軸に関して同軸上に取り付けられて、示す。

したがって、フランジは、ポンプ双方に接続され、複合型システムを真空チャンバーの壁に接続するために用いられ、イオンポンプをチャンバーの体積の外部に位置決めすることを特徴とする配置をもたらす一方で、ゲッターポンプは、このチャンバーの内部に割り当てられ、ダクトにはなく、またはその壁のうちの１つに格納されない。さらに、ゲッターポンプの配置は、それによって塞がれる体積が、フランジの穴自身の対称な回転軸として定義されるフランジの穴の軸と交差すると、好ましい。

ゲッターポンプ１２０は、ＮＥＧ材料で作られる要素によって作り上げられ、さまざまな形状を有し、異なる結合構造により組み立てられ、さらに、それは、ゲッターポンプを保護し、且つ金属粒子の偶然の損失を回避するために、一組のＮＥＧ材料の部材の周囲に配置される金属遮蔽体（例えば、メッシュまたは少なくとも部分的に穴を開けられもしくは開口された薄い平板の形態）を含み、この金属遮蔽体は、用いられるポンプにおいて真空システムの内部での厄介な組立工程を有する可能性がある。

図１及び図２において、ゲッターポンプ１２０は、一連のＮＥＧ材料の円盤１２１、１２１’、・・・で作り出され、この円盤は、中央支持体１２２によって積み重ねられ、例えば金属リング（図１に図示せず）によって間隔を空けて保たれる。例えばセラミック材料（酸化アルミニウムが好ましい）で作られる中央支持体１２２は、中空であり、その内部において加熱要素を囲み、この加熱要素は、例えば、同様にセラミック材料で作られる支持体の穴を通過する金属抵抗ワイヤーによって作られる。穴は、中央支持体の軸と平行であり、それに関連する貫通穴である。支持体１２２は、一般的に電気的フィードスルーが設けられた接合具１２４に固定され、接合具は、通常セラミックで作られ、ろう付けによってイオンポンプの壁のうちの１つに固定される。円盤１２１、１２１’、・・・は、ＮＥＧ材料の焼結粉で形成され、それゆえに比較的小型であるが、それらは、露出した表面積、ゆえにポンプのガス吸着特性を増加させるために、好ましくは多孔質である。ＮＥＧ材料の多孔質部材は、例えば出願人の特許文献１２などに説明されているさまざまな形状を有する多孔質の焼結体の形態で、または同様に異なる形状である金属板の堆積物の形態で、例えば出願人の特許文献１３に説明される方法により製造される。

イオンポンプ１３０は、開口端を有し、導電性材料、通常金属材料で作られる円筒体として形成されたアノード部材１３１を含み、このアノード部材は、接続具１２４と同様の接続具１３３の使用によってイオンポンプの壁のうちの１つに固定される支持体１３２によって適切な位置に保たれ、このアノード部材には、フランジから隔離されている１つまたはそれ以上の電気的フィードスルーが設けられている。アノード部材１３１の軸は、フランジの平面と平行である。チタン、タンタルまたはモリブデンで作られる２つの電極１３４及び１３４’は、アノード部材１３１の開口端に面しており、それから短い距離（約１ｍｍ）に配置される。アノード部材１３１と電極１３４及び１３４’とによって形成される組立体は、壁１３６によって取り囲まれる。永久磁石の棒体１３５及び１３５’は、配置される電極１３４及び１３４’における側面に面する。磁石は、高磁場を作り出すことに適している、例えばネオジム・鉄・ホウ素またはサマリウム・コバルト型の任意の公知な永久磁石である。電極１３４及び１３４’に最も近く、それらと平行である壁１３６は、棒体１３５及び１３５’により形成される磁石によって作り出される磁場を遮蔽しないために、好ましくは例えば約０．５ｍｍから１．５ｍｍの間の値を有する減少された厚さを有する。アノード部材１３１の支持体１３２は、アノード部材への電気供給の通路を与えるために、代表的な高真空フィードスルーである。単一の電気ケーブルがアノード部材１３１を供給するために存在する、または真空チャンバーの内部に圧力を案内することが可能である電気的接点が同様にあることが可能である。２つの電極は、フランジの電位で保たれる、代わりに、それらは電気的に供給され、アノード部材１３１の電位と比べてマイナスである同じ電位で保たれてもよい。代わりに、同じ電位で電極を保つ接点（図面に図示せず）の使用によって互いに２つの電極を電気的に接続することが可能である。

好ましくは、イオンポンプ１２０及びゲッターポンプ１３０は、互いに関して同軸上に配置され、それゆえに吸着速度及び複合型システムの排出効率を最大化する。

さらに、本発明による複合型ポンプシステムは、ゲッターポンプがチャンバーの体積の内部に物理的に配置され、且つイオンポンプがチャンバーに関して外部に配置されることができるように、好ましくは排気されるチャンバーに取り付けられる。

本発明の好ましい実施形態において、図２ａに示されるように、その壁に沿って形成される複数の側面の開口部を含む中空要素（１７０）は、フランジの穴と対応して用いられる。この中空要素は、フランジの穴からゲッターポンプの底部までのダクト（横方向に開口しているが）として作用し、領域の少なくとも一部分が開口する側壁を有する。異なるダクトの形状及び側面の開口部は、本発明の改良を実現するために、区別せずに用いられる。例えば、ダクトは、円形、正方形、六角形または別の幾何学的横断面を有してもよい。さらに、開口部は、穴、平行スロットまたは任意の別の適切な代替手段であってもよい。好ましくは、ダクトにおける空の領域（empty area）と全領域との間の比率は、０．２よりも大きく、より好ましくは０．４よりも大きい。この解決法は、排気されるチャンバーとイオンポンプとの間に十分な伝導率を保証することを可能にする。上述した型のダクトの代わりに、本発明によるシステムは、横方向に開口され、ゲッターポンプの部材を支持するのに適切な任意の型の金属構造体、例として適切に用いられるケージ構造体を含む。図１、図２及び図２ａは、その最も簡素な形状におけるイオンポンプを示す、すなわち円筒アノードが存在しているが、アノード部材は、１つよりも多い数であってもよい。本発明における複合型ポンプシステムにおいて、イオンポンプは、従来技術の複合型ポンプシステムにおいて用いられるイオンポンプのサイズに関して非常に減少されたサイズを有する。実際には、本発明の形状によって可能とされたゲッターポンプの稼働の結果、イオンポンプは、例えば２／ｓｅｃから２０／ｓｅｃの間に含まれる公称排出速度を有する。

本発明における別の実施形態において、いわゆる“アルニコ”型の磁石を用いることが可能である。アルニコは、アルミニウム（重量８％〜１２％）、ニッケル（１５％〜２６％）、銅のごく一部の追加が可能なコバルト（５％〜２４％）及びチタンに基づく組成を示す頭字語であり、組成の残りの部分は鉄である。非常に高い磁場を作り出す能力に加えて、アルニコ磁石は、全磁石材料の中で最も高いキュリー点の１つ、およそ８００℃を有しており、それによって、イオンポンプが受ける任意の熱処理に耐えることが可能であり、それゆえに、システムを加熱するときに磁石を取り除く必要がない。

図３は、本発明における別の実施形態を示し、ゲッターポンプ２２０は、複数のゲッター部材を含み、これらのゲッター部材は、互いに積み重ねられ、例えば特許文献２で説明されているものと同様に配置される。排気されるチャンバーの壁２４０の内部に配置されるゲッターポンプ２２０は、穴を開けられ、且つダクト２７０を通じて結合される金属構造体２５０によって取り囲まれており、このダクト２７０は、複合型ポンプシステムが使われている場合に、ゲッターポンプとフランジ２１１の穴２６０との間に挿入され、このフランジは、排気されるチャンバーの壁２４０に沿って適切な穴に取り付けられる。この連通ダクト２７０は、その壁に沿って形成される複数の横方向開口部（図面に図示せず）を含み、この壁は、開口部を排気されるチャンバーに接続する。この解決法は、排気されるチャンバーとイオンポンプとの間の十分な伝導率を保証することを可能にする。上述した型のダクトの代わりに、本発明によるシステムは、横方向に開口し、ゲッターポンプの部材を支持するのに適切な金属構造体を含んでもよい。

ゲッターポンプが配置される側面の反対側におけるフランジの側面には、イオンポンプ２３０が配置され、穴２６０でフランジ２１１に結合される。上述したように、イオンポンプ２３０には、その内部において１つまたはそれ以上のアノード部材が設けられている。

図４は、ゲッターポンプ２２０の内部に積み重ねられるいくつかのゲッター部材における可能な空間的配置を示す。それぞれのゲッター部材は、ゲッター材料で作られる一連の円盤２２１によって表され、この材料は、本発明における一体型ポンプ体の最も簡素な形状に対してすでに説明されたものと同様に支持体２２２に沿って積み重ねられる。ゲッターポンプを形成する異なるゲッター部材は、穴２６０の中心と一致する軸の周りに対称に配置され、この穴は、一体型システムのフランジ２１１に存在する。さらに、本発明における別の可能な実施形態の１つにおいて、フランジの穴は、平らな金属面の存在を特徴とし、この金属面は、フランジにおける実際の穴に関してサイズを減少した１つまたはそれ以上の穴を有するが、本発明によって規定されることによる一体型システムからの排出を保証する。あるいは、この平らな穴を開けられた表面は、１つまたはそれ以上のゲッター部材で形成されるゲッターポンプの支持面に対応し、それによって、フランジの穴によって塞がれる表面に一致しない。

本発明によるポンプシステムの共通の位置決めに由来する一体型ポンプシステムの排出に関する技術的利点は、以下の例を参照して以下で説明される。

実施例１
本発明における好ましい実施形態による複合型ポンプシステムは、準備され、このシステムは、出願人によって製造されるＣａｐａｃｉＴｏｒｒ Ｄ−１００モデルのゲッターポンプと、２ｌ／ｓｅｃの公称排出速度を有するイオンポンプと、を含む。ポンプは、互いに関して同軸上に取り付けられており、メタンにおける２．１２×１０^-8ｋｇｍ²ｓ^-3の一定流量の条件下でＡＳＴＭ Ｆ７９８−９７規格により試験される。フランジの穴及びゲッターポンプ間の距離は、２４ｍｍで一定である。表１は、メタン及び水素それぞれの化学種に対して測定された一部の圧力を説明する。

実施例２（比較）
上記実施例の実験条件と同様の実験条件下において、本発明によらない複合型ポンプシステムは、準備され、このシステムにおいて、ゲッターポンプ及びイオンポンプは、互いに垂直に配置される。ゲッターポンプによって塞がれる体積は、フランジの穴の軸と交差しない。最も近いゲッターポンプ要素とイオンポンプが接続されるフランジの穴との間の距離は、３８ｍｍで一定である。

実施例３（比較）
上記実施例の実験条件と同様の実験条件下において、本発明によらない複合型ポンプシステムは、準備され、このシステムにおいて、ゲッターポンプ及びイオンポンプは、それらの軸を平行に有し、約１３０ｍｍの互いからの距離を有する。

実施例４（比較）
上記実施例の実験条件と同様の実験条件下において、本発明による複合型ポンプシステムは、準備され、しかし、このシステムにおいて、イオンポンプのみがオンにされる。

表１は、本発明による一体型ポンプが、異なる形状の同じゲッター及びイオンポンプで得られる排出速度よりも高いメタンに対する排出速度を有することを示す。比較するために、表は、イオンポンプのみが用いられる場合における排出速度を同様に包含する。

実施例５
本発明による複合型ポンプシステムは、準備され、このシステムは、出願人によって製造されるＣａｐａｃｉＴｏｒｒ Ｄ−１００モデルのゲッターポンプと、２ｌ／ｓｅｃの公称流動速度を有するイオンポンプと、を含む。ポンプは、互いに関して同軸上に取り付けられ、アルゴンにおける２．７×１０^-9ｋｇｍ²ｓ^-3の一定流量の条件下でＡＳＴＭ Ｆ７９８−９７規格により試験される。フランジの穴とゲッターポンプとの間の最も短い距離は、２４ｍｍで一定である。表２は、動圧平衡が測定されるチャンバーに実現される場合に、アルゴン及び水素それぞれの化学種に対して測定された一部の圧力を説明する。

実施例６
上記実施例の実験条件と同様の実験条件下において、本発明による複合型ポンプシステムは、準備され、このシステムにおいて、ゲッターポンプとイオンポンプが接続されるフランジの穴との間の最小距離は、６０ｍｍで一定である。

表２は、本発明による一体型ポンプが、アルゴンの存在でイオンポンプによって作り出される水素に関わる排出効率を有することを示す。

第２の態様において、それについての本発明における複合型システムは、従来技術によって説明されることに関して体積のサイズが減少する追加の技術的利点を有する。例として、一般的に電子顕微鏡で用いられるチャンバーのサイズと同様のサイズを有する排気されるチャンバーを必要とする用途において、２つのポンプのサイズが減少することに起因して、本発明のシステムは、例えば７０ｍｍの直径（当該分野においてＣＦ ４０として公知である）を有する単一の円形フランジに、または異なる形状を有するが実質的には同じ表面積を有するフランジに固定される。フランジは、例えばＡＩＳＩ ３１６ ＬまたはＡＩＳＩ ３０４ Ｌ鋼の当該分野で公知な材料で作られる。好ましくは、フランジの中央穴は、一体化されたシステムのゲッターポンプと同様に排気されるチャンバーをイオンポンプと接続し、この一体型システムは、１０ｍｍから４０ｍｍの間に含まれる直径を有する。

最後に、本発明における複合型システムは、ゲッターポンプの要素がスパッタチタン粒子を物理的に阻止する利点を有し、この粒子は、イオンポンプによってその作動中に作り出される。したがって、複合型システムは、例えば加速真空システムのように多くの利用において粉末粒子を最小化するために、有利なものである。

１１１，２１１ フランジ、１２０，２２０ ゲッターポンプ、１２１，１２１’，２２１ 円盤、１３０，２３０ イオンポンプ、１３６，２３６ ダクト、２４０ 壁、２５０ 金属構造体、２６０ フランジ穴、２７０ 第２ダクト（ダクト，連通ダクト）

Claims (11)

1. 直列に取り付けられ、同じフランジ（１１１；２１１）の両側にそれぞれ配置されるゲッターポンプ（１２０；２２０）及びイオンポンプ（１３０；２３０）を含み、
   前記イオンポンプは、ダクト（１３６；２３６）によってフランジ穴（２６０）に接続される複合型ポンプシステムであって、
   前記フランジは、当該複合型ポンプシステムを真空チャンバーの壁（２４０）に直接取り付けることに適しており、前記ゲッターポンプは、前記イオンポンプを前記フランジ穴に接続する前記ダクトの外部にあることを特徴とする複合型ポンプシステム。
2. 前記ゲッターポンプ（１２０；２２０）は、その体積で前記フランジ穴（２６０）の軸と交差することを特徴とする請求項１に記載の複合型ポンプシステム。
3. 前記ポンプ（１２０，１３０；２２０，２３０）は、互いに前記フランジ穴（２６０）の回転対称軸に対して平行に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の複合型ポンプシステム。
4. 前記ポンプ（１２０，１３０；２２０，２３０）は、互いに関して同軸に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の複合型ポンプシステム。
5. 前記ゲッターポンプ（１２０；２２０）は、１つまたはそれ以上の支持体（１２２；２２２）に積み重ねられる非蒸発性のゲッター材料で作られる複数の円盤（１２１，１２１’；２２１）を含むことを特徴とする請求項１に記載の複合型ポンプシステム。
6. 前記ゲッター材料の円盤（２２１）は、金属構造体（２５０）の内部に配置され、前記金属構造体は、第２ダクト（２７０）を通じてフランジ（２１１）の穴（２６０）に結合されており、前記ダクトは、ゲッターポンプ（２２０）とともにイオンポンプ（２３０）を接続するのに適していることを特徴とする請求項１に記載の複合型ポンプシステム。
7. 前記第２ダクト（２７０）には、その壁に複数の側面開口部が設けられており、前記壁は、真空チャンバーを前記イオンポンプ（２３０）に直接接続するのに適していることを特徴とする請求項６に記載の複合型ポンプシステム。
8. 前記第２ダクト（２７０）において、複数の前記側面開口部は、空の領域と全側面領域との間に０．２よりも大きい比率をもたらすことを特徴とする請求項７に記載の複合型ポンプシステム。
9. 前記第２ダクト（２７０）において、複数の前記側面開口部は、空の領域と全側面領域との間に０．４よりも大きい比率をもたらすことを特徴とする請求項７に記載の複合型ポンプシステム。
10. 前記第２ダクト（２７０）は、ケージ構造体を有することを特徴とする請求項６に記載の複合型ポンプシステム。
11. 前記ゲッター材料の円盤（２２１）は、金属構造体（２５０）の内部に配置され、前記金属構造体は、前記金属構造体を通じてフランジ（２１１）の前記フランジ穴（２６０）に結合されており、前記金属構造体は、横方向に開口され、前記ゲッターポンプ（１２０，２２０）の部材を支持するのに適していることを特徴とする請求項１に記載の複合型ポンプシステム。

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