JP4831548B2 - イオンポンプ及び真空運搬装置 - Google Patents

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は，３次元磁場を導入することで，持ち運びができるほど小型化したイオンポンプ装置などに関する。
【背景技術】
【０００２】
ナノテクノロジーや超精密計測技術が発展するにともない，超高真空技術が重要視されている。半導体表面は，気体分子により表面が汚染されやすい。一方，半導体を１０^−７Ｐａ程度以下の超高真空に維持することで，クリーンな半導体表面を維持することができる。そして，超高真空を維持するために，イオンポンプなどのポンプが用いられる。
【０００３】
従来のイオンポンプでは，たとえば，特開平９−２７２９４号公報の図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示されるように，平板状の永久磁石が直方体形状の容器をはさんで並行に向き合うように配置されていた。このため，磁場が１方向なものとなり，イオンポンプ内のスペースを有効に活用できなかった。
【０００４】
このような問題を解決するため，特開平９−２７２９４号公報（下記特許文献１）の請求項１には，「円筒形のケーシング内に同軸状に円筒第１の電極と，その外周に円筒第２の電極とが配置され，前記円筒形のケーシング内に，前記円筒第２の電極と第１の電極及びケーシングの各円筒面間の半径方向の電場発生手段と，前記円筒第１の電極及び第２の電極の軸と平行な磁場発生手段とを備えたことを特徴とするイオンポンプ」が開示されている。
【０００５】
また，特開２００１−３３２２０９号公報（下記特許文献２）の請求項１には，「真空チャンバ内にアノード電極とカソード電極を設け，両電極間に高電圧を印加して電子を磁場の作用で螺旋運動させ，螺旋運動している電子に残留気体分子が衝突してイオン化され，カソード電極をスパッタして，アノード電極表面などに吸着することにより排気するように構成したスパッタイオンポンプにおいて，真空チャンバ壁の筒状部分を凹凸横断面形状となるように形成し，この凹凸横断面形状の筒状部分の外側の各凹部にそれぞれ同一形状，同一特性の永久磁石を同一磁極方向に向けて設け，凹凸横断面形状の筒状部分の内側の各凹部にはそれぞれ筒状のアノード電極を真空チャンバ壁から離間して設け，真空チャンバ壁の筒状部分をカソード電極として構成し，真空チャンバ内には，周囲に排気孔を備えた筒状の磁気シールド部材を，上記複数の永久磁石及び上記複数のアノード電極と同心状に配置し，また上記複数の永久磁石及び上記複数のアノード電極をそれぞれ軸対称で等間隔に配列したことを特徴とするスパッタイオンポンプ」が開示されている。
【０００６】
しかしながら，このようなイオンポンプは，電極間を絶縁するため，セラミックスなどの絶縁物を多く用いる必要があった。このため，セラミックスなどからガスが発生し，真空度を下げるという問題があった。また，このようなイオンポンプは，強度が十分ではないという問題があった。
【０００７】
また，このようなイオンポンプは大きくて重く，また消費電力も大きい。このため，従来のイオンポンプを一度設置すると，容易には移動できないという問題があった。
【特許文献１】
特開平９−２７２９４号公報
【特許文献２】
特開２００１−３３２２０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は，小型なイオンポンプを提供することを目的とする。
【０００９】
本発明は，軽量なイオンポンプを提供することを目的とする。
【００１０】
本発明は，持ち運びできるイオンポンプを提供することを目的とする。
【００１１】
本発明は，持ち運び可能な真空運搬装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は，基本的には，電極の外周にリング状の磁石を複数並べて設置することで，３次元的な磁場を得ることができ，しかもイオンポンプを小型化できるという知見に基づくものである。
【００１３】
本発明の第１の側面は，ケーシング（１）と，第１の電極（２）と，第２の電極（３）と，複数の円筒状磁石（４）と，接続部（５）とを具備するイオンポンプ（６）に関する。第１の電極（２）は，ケーシング（１）の内側に設けられる。第２の電極（３）は，ケーシング（１）の内壁に固定される。また，第２の電極（３）は，第１の電極（２）の外周に設置される。そして，第１の電極と第２の電極とは極性が異なる。円筒状磁石（４）は，第２の電極（３）の外周を囲うように設置される。この磁石は，ケーシング（１）の外に設けられても良い。接続部（５）は，ケーシング（１）を他の装置と接続するための機構である。複数の円筒状磁石（４）は，第２の電極（３）の外周を囲うように設置される。複数の円筒状磁石（４）は，ケーシング（１）の中心軸方向に空間を空けて並んで配置される。
【００１４】
このイオンポンプは，第２の電極（たとえば陰極）をケーシング内壁に固定し，第２の電極を第１の電極（たとえば陽極）の外周に設置する。そして，このイオンポンプは，複数の円筒状磁石（４）を第２の電極（３）の外周を囲うように設置する。これにより，３次元的な磁場を得ることができ，しかも小型化を達成できる。なお，好ましいイオンポンプの例は，ケーシング内壁又はケーシング側壁が第２の電極を兼ねるものである。このようにすることで，さらなる小型化を達成できる。なお，本発明のイオンポンプは，持ち運び可能なものであることが好ましいので，電源として，電池を用いるものが好ましい。電池からの直流電圧を，適宜変換器を用いて更に高圧の直流電圧又は交流電圧に変換して用いればよい。
【００１５】
本発明において，円筒状磁石（４）は，ケーシングの中心軸方向に空間を空けて並んだ複数の円筒状磁石である。
【００１６】
磁石は一般に重量が大きい。この態様のイオンポンプでは，ひとつの円筒状の磁石を用いるのではなく，複数個の円筒状磁石に分割し，所定のスペースをあけてそれらを設置する。これにより，イオンポンプを軽くすることができるとともに，効率的な磁場を得ることができる。さらには形状加工に手間のかかる大型磁石ではなく，形状加工の容易な小型磁石を複数用いることにより，ポンプケーシングの形状や大きさに対する加工上の困難さが大きく改善される。
［００１７］
本発明の第１の側面の好ましい態様は，移動機構を有するものである。移動機構（１４）は，複数の円筒状磁石を，ケーシング（１）の長手方向へ向けて移動する。このような移動機構（１４）を有することで，磁場の集中する部位を変化させることができる。これにより，システムの劣化を防止できるとともに，システムの効率を上げることができる。この構成は，先に説明したいずれのイオンポンプにおいても採用できる。なお，移動機構は，磁石の移動を手動で行うものであっても良い。
［００１８］
本発明の第１の側面の好ましい態様は，円筒状磁石が，ケーシング（１）から取り外しできるものに関する。このように円筒状磁石を取り除くことができるので，生産性が向上し，メンテナンスが容易になる。
［００１９］
本発明の第１の側面の好ましい態様は，複数の円筒状磁石は，隣接する円筒状磁石の面が同じ極性を有する面となるように構成される。そして，この態様のイオンポンプは，複数の円筒状磁石のうち隣接する磁石の間に，さらに磁性材料を含む。この磁性材料は，隣接する面からケーシング（１）の中心軸方向へ向かう磁場が強くなるように配置される。このように隣接する磁石の間に磁性材料が置かれるので，磁束の空間分布を整え，電極方向への磁束進入を促進することができる。このような磁性材料として，永久磁石，電磁石，軟鉄，鉄，フェライトなど，磁束整流効果を有するものがあげられる。この構成は，先に説明したいずれのイオンポンプにおいても採用できる。
［００２０］
このように磁石間にさらに磁性材料を配置することで，ケーシング内に形成される磁場をより強化することができる。これにより，システムの効率を上げることができる。
［００２１］
本発明の第１の側面の好ましい態様は，ケーシング（１）は，第２の電極（３）である。すなわち，本発明の好ましいイオンポンプは，ケーシング自体を第２の電極（３）として用いる。具体的には，ケーシングとして表面にチタンが蒸着されたアルミニウムからなるものを用いる。このケーシングは，第２の電極（３）として機能する。この構成は，先に説明したいずれのイオンポンプにおいても採用できる。このようにすることで，イオンポンプを軽くすることができるとともに，構造をシンプルにして，小さくすることもできる。
【００２２】
本発明の第１の側面の好ましい態様は，各要素が棒状又は円筒状のものである。すなわち，ケーシング（１）が，円筒状である。そして，第１の電極（２）は，ケーシングの中心軸上に設けられる棒状電極であるか，又はケーシングと同心円状の円筒状の電極である。第２の電極（３）は，ケーシングと同心円状の円筒状の電極である。円筒状磁石（４）は，ケーシングと同心円状の円筒状である。この構成は，先に説明したいずれのイオンポンプにおいても採用できる。
【００２３】
このように，同心円状に各要素が設置されるので，効率よくイオン等を発生させ気体を捕捉できる。
【００２４】
本発明の第１の側面の好ましい態様は，第１の電極（２）の一端がケーシングに固定されたイオンポンプに関する。この構成は，先に説明したいずれのイオンポンプにおいても採用できる。
【００２５】
通常のイオンポンプなどでは，第２の電極と第１の電極とを絶縁するため，セラミックスなどが多く用いられる。この態様のイオンポンプでは，第１の電極をケーシングに固定するので，イオンポンプを稼動している際にも，第１の電極が振れて第２の電極と接触する事態を効果的に防止できる。そのためセラミックスなどの絶縁物を多用する必要が無くなり，効率的に真空度を上げることができることとなる。
【００２６】
本発明の第１の側面の好ましい態様は，第１の電極（２）の一端がケーシングに固定される。そして，ケーシングに固定された一端と逆側の領域には，スペーサ（８）が設けられる。スペーサは，第１の電極（２）をケーシングに固定する。この構成は，先に説明したいずれのイオンポンプにおいても採用できる。
【００２７】
通常のイオンポンプなどでは，第２の電極と第１の電極とを絶縁するため，セラミックスなどが絶縁物として多く用いられる。この態様のイオンポンプでは，第１の電極をケーシングに固定するので，イオンポンプを稼動している際にも，第１の電極が振れて第２の電極と接触する事態を効果的に防止できる。そのためセラミックスなどの絶縁物を多用する必要が無くなり，効率的に真空度を上げることができることとなる。また，スペーサにより，第１の電極がさらに強固に固定されるので，イオンポンプが稼動していても，第１の電極が振れて第２の電極と接触する事態を更に効果的に防止できる。
【００２８】
本発明の第２の側面は，真空運搬装置に関する。この真空運搬装置は，試料室(３１)と，イオンポンプ（６）とを含む。試料室(３１)は，試料を出し入れするとともに，他の装置と接続可能なゲート部(３４)と，イオンポンプと接続するための接続部（３５）を含む。そして，イオンポンプ（６）として，先に説明したイオンポンプを適宜利用することができる
【００２９】
この真空運搬装置を用いれば，試料室に収容した試料を真空環境におきつつ運搬できることとなる。なお，第２の側面に係る真空運搬装置におけるイオンポンプとして，第１の側面のイオンポンプ及びこれらから自明なイオンポンプを適宜用いることができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば，電場を効率的な３次元電場とし，第２の電極をケーシング内壁に固定するので，小型なイオンポンプを提供することができる。
【００３１】
本発明によれば，電場を効率的な３次元電場とし，シンプルな構造とした上で，磁石を複数個の円筒状磁石に分割し，所定のスペースをあけてそれらを設置するので，軽量なイオンポンプを提供することができる。
【００３２】
本発明によれば，上記のように小型でかつ軽量なイオンポンプを得ることができるので，稼動させつつ持ち運びできるイオンポンプを提供することができる。
【００３３】
本発明によれば，持ち運び可能な真空運搬装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は，本発明のイオンポンプを説明するための概略図である。図１（ａ）は，ケーシングが第２の電極を兼ねるものの断面図を示す。図１(ｂ)は,外面から,ケージング（１），円筒状磁石（４），第２の電極（３）が設けられるものの断面図を示す。図１（ｃ）は，ケージングの形状が磁石を収容するための凹凸を有しており，その凹凸内に磁石が設置されるものの断面図を示す。
【図２】図２は，イオンポンプ内の第１の電極の状況を示す図である。
【図３】図３は，移動機構を有するイオンポンプの概念図である。
【図４】図４は，固定された外部磁石を有するイオンポンプにおいて，外部磁石による磁場を示す概念図である。
【図５】図５は，固定された外部磁石を有するイオンポンプにおいて，外部磁石による磁場の集中する箇所を示す概念図である。
【図６】図６は，移動機構を用いて磁石を移動した後の外部磁石による磁場を示す概念図である。
【図７】図７は，隣接する磁石間に磁性材料を含むイオンポンプにおける，外部磁石による磁場を示す概念図である。
【図８】図８は，本発明の真空運搬装置を説明するための概念図である。図８（ａ）は背面図を示し，図８（ｂ）は側面図を示す。
【図９】図９は，実際に製造した真空運搬装置を示す図面に替わる写真である。
【符号の説明】
【００３５】
１ ケーシング
２ 第１の電極
３ 第２の電極
４ 磁石
５ 接続部
６ イオンポンプ
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下，本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００３７】
１ イオンポンプ
図１は，本発明のイオンポンプを説明するための概略図である。図１（ａ）は，ケーシングが第２の電極を兼ねるものの断面図を示す。図１(ｂ)は,外面から,ケージング（１），円筒状磁石（４），第２の電極（３）が設けられるものの断面図を示す。図１（ｃ）は，ケージングの形状が磁石を収容するための凹凸を有しており，その凹凸内に磁石が設置されるものの断面図を示す。図１に示されるように，本発明の第１の側面に係るイオンポンプは，ケーシング（１）と，第１の電極（２）と，第２の電極（３）と，円筒状磁石（４）と，接続部（５）とを具備するイオンポンプ（６）に関する。第１の電極（２）は，ケーシング（１）の内側に設けられる。第２の電極（３）は，ケーシング（１）の内壁に固定される。また，第２の電極（３）は，第１の電極（２）の外周に設置される。そして，第１の電極と第２の電極とは極性が異なる。すなわち，第１の電極と第２の電極の一方が陽極で残りが陰極である。円筒状磁石（４）は，第２の電極（３）の外周を囲うように設置される。この磁石は，ケーシング（１）の外に設けられても良い。接続部（５）は，ケーシング（１）を他の装置と接続するための機構である。
【００３８】
このイオンポンプは，第２の電極をケーシングの内壁に固定する。また，このイオンポンプは，第２の電極を第１の電極の外周に設置する。さらに，円筒状磁石（４）が，第２の電極（３）の外周を囲う。これにより，このイオンポンプは，３次元的な磁場を得ることができ，しかも小型化を達成できる。なお，好ましいイオンポンプは，ケーシングの内壁又はケーシングの側壁が第２の電極を兼ねるものである。なお，本発明のイオンポンプは，持ち運び可能なものであることが好ましい。このため，電源として，電池を用いたイオンポンプが好ましい。このイオンポンプは，電池からの直流電圧を，適宜変換器を用いて更に高圧の直流電圧又は交流電圧に変換して用いればよい。
【００３９】
本発明の好ましいイオンポンプは，ケーシング（１）が，円筒状である。そして，第１の電極（２）はケーシングの中心軸上に設けられる棒状電極であるか，又はケーシングと同心円状の円筒状の電極である。そして，第２の電極（３）はケーシングと同心円状の円筒状の電極である。また，円筒状磁石（４）はケーシングと同心円状の円筒状である。このように，同心円状に各要素が設置されるので，効率よくイオン等を発生させ気体を捕捉できる。以下，本発明のイオンポンプを構成する各要素について説明する。
【００４０】
ケーシング（１）
ケーシングは，イオンポンプの枠体である。この枠体内に，各種電極などが形成されていればよい。なお，磁石は通常ケーシング内に設けられるが，ケーシング外に設けられても構わない。なお，ケーシングの材質として，アルミニウム，チタン，又はステンレスなど公知のものを用いることができる。これらの中では，表面にチタンが蒸着されたアルミニウムが好ましい。表面にチタンが蒸着されたアルミニウムからなるケーシングは，ケーシング内壁そのものを第２の電極として用いることできる。このようにすることで，イオンポンプを軽くすることができるとともに，構造をシンプルにして，小さくすることもできる。もっとも，第２の電極とケーシングとが，たとえば，同心円状に設けられ，それらの隙間に複数の磁石が設けられるとともに，それら複数の磁石間に第２の電極とケーシングとを接続する第２の電極固定部が設けられてもよい。そのようにすることで，第２の電極を効果的にケーシングと固定することができる。
【００４１】
第１の電極（２）
第１の電極に用いられる材質として，公知のものを適宜採用することができる。第１の電極（２）はケーシングの中心軸上に設けられる棒状電極であるか，又はケーシングと同心円状の円筒状の電極であるものが好ましい。第１の電極は，たとえば，陽極であるが，陰極であっても構わない。また，第１の電極の極性を変えることができるような極性制御装置を具備するものは本発明の好ましい態様である。
【００４２】
図２は，イオンポンプ内の第１の電極の状況を示す図である。図２に示されるように，好ましいイオンポンプは，第１の電極（２）の一端がケーシング（１）に固定される。図２において，第１の電極の一端は，点線で示される領域においてケージング端面に固定されている。そして，第１の電極（２）のうち，ケーシングに固定される一端と逆側の領域には，スペーサ（８）が設けられる。スペーサを介して第１の電極がケーシングに固定される。第１の電極（２）をケーシングに固定するためのスペーサは，第１の電極のうちケーシングに固定されていない方の部分をケーシング又は第２の電極と固定するためのものである。これにより，第１の電極の先端が振れることを防止することができる。具体的なスペーサは，第１の電極をハブとした場合の車輪のスポークのように第１の電極から複数の線状のスペーサが第２の電極又はケーシングまで伸びるものがあげられる。
【００４３】
通常のイオンポンプでは，第２の電極と第１の電極とを絶縁するため，セラミックスなどが用いられる。本発明の好ましいイオンポンプは，第１の電極をケーシングに固定する。これにより，本発明のイオンポンプは，イオンポンプを稼動している際にも，第１の電極が振れて第２の電極と接触する事態を防止できる。そのため，このイオンポンプは，セラミックスなどの絶縁物を用いる必要が無くなり，効率的に真空度を上げることができることとなる。また，このイオンポンプは，スペーサにより，第１の電極がさらに強固に固定される。これにより，イオンポンプが稼働している際に外部から振動や衝撃が加えられても，第１の電極が振れて第２の電極と接触する事態を効果的に防止できる。
【００４４】
第２の電極（３）
第１の電極に用いられる材質として，公知のものを適宜採用することができる。第２の電極（３）は，ケーシングと同心円状の円筒状の電極であるものが好ましい。第２の電極は，第１の電極と極性が異なる。すなわち，第１の電極が陽極の場合，第２の電極は陰極である。
【００４５】
円筒状磁石（４）
本発明では円筒状磁石（４）として，ケーシングの中心軸方向に空間を空けて並んだ複数の円筒状磁石を用いる。本発明では，リング状の永久磁石を複数並べたものを用いることが好ましい。このリング状の永久磁石は，それぞれ同一の幅を有するものであることが好ましい。また，リング状の永久磁石は，等間隔に配置されることが好ましい。この態様のイオンポンプでは，ひとつの円筒状の磁石を用いるのではなく，複数個の円筒状磁石に分割し，所定のスペースをあけてそれらを設置するので，イオンポンプを軽くすることができるとともに，効率的な磁場を得ることができる。なお，永久磁石の代わりに電磁石を用いても良い。
【００４６】
本発明の第１の側面の好ましい態様は，図３に示されるように，複数の円筒状磁石を，ケーシング（１）の長手方向へ向けて移動する移動機構（１４）をさらに有する，上記いずれかに記載のイオンポンプに関する。このような移動機構（１４）を有することで，磁場の集中する部位を変化させることができるので，システムの劣化を防止できるとともに，システムの効率を上げることができる。なお，移動機構は，磁石の移動を手動で行うものであっても良い。
【００４７】
本発明の第１の側面の好ましい態様は，円筒状磁石が，ケーシング（１）から取り外しできるものに関する。このように円筒状磁石を取り除くことができるので，生産性が向上し，メンテナンスが容易になる。
【００４８】
図３は，移動機構を有するイオンポンプの概念図である。すなわち，この態様のイオンポンプは，磁場が強かった位置から磁場が弱かった位置へと磁石を移動させるための移動機構を有する。これにより，磁石を移動前の状態（４ａ）から移動後の状態（４ｂ）へと磁石を移動させることができる。具体的には，複数の円筒状磁石を一体化させるとともに，一体化した複数の円筒状磁石がスライドできるように設置しておく。そして，複数の円筒状磁石にアクチュエータを接続する。アクチュエータは制御部に接続されている。そして，制御部が円筒状磁石を移動させるようアクチュエータに指令を出す。すると，アクチュエータは，円筒状の磁石を所定量動かす。このようにして，円筒状磁石を所定量動かすことができる。
【００４９】
図４は，固定された外部磁石を有するイオンポンプにおいて，外部磁石による磁場を示す概念図である。図中，磁場が符号２１で示されている。図４に示されるように，外部磁石が固定された場合，磁場がケーシング内部のみならず，ケーシング外部へ漏れ出すことになる。
［００５０］
図５は，固定された外部磁石を有するイオンポンプにおいて，外部磁石による磁場の集中する箇所を示す概念図である。図５に示されるように，固定された外部磁石を有するイオンポンプでは，符号２２で示される部位に磁場が集中する。すなわち，固定された外部磁石を有するイオンポンプでは，ゲッター面が集中しており，真空効率が早く低下する。また，ゲッター面が集中するため，このイオンポンプは，早く劣化するおそれがある。
［００５１］
図６は，移動機構を用いて磁石を移動した後の外部磁石による磁場を示す概念図である。図６に示されるように，移動機構を用いることで，磁場の集中する位置をずらすことができる。これにより，分子が付着していない面に分子を吸着することができ，吸着効率を上げることができる。移動機構の例は，先に説明したとおり，複数の円筒状磁石間を接続しておき，アクチュエータを用いて永久磁石に力を加え，複数の円筒状磁石の位置を変化させるものである。
［００５２］
本発明の第１の側面の好ましい態様は，複数の円筒状磁石は，隣接する円筒状磁石の面が同じ極性を有する面となるように構成される。そして，この態様のイオンポンプは，複数の円筒状磁石のうち隣接する磁石の間に，さらに磁性材料を含む。その磁性材料は，隣接する面から前記ケーシング（１）の中心軸方向へ向かう磁場が強くなるように配置される。このように隣接する磁石の間に磁性材料が置かれるので，磁束の空間分布を整え，電極方向への磁束進入を促進することができる。このような磁性材料として，永久磁石，電磁石，軟鉄，鉄，フェライトなど，磁束整流効果を有するものがあげられる。
［００５３］
図７は，隣接する磁石間に磁性材料を含むイオンポンプにおける，外部磁石による磁場を示す概念図である。図７は，磁性材料として磁石を用いたものの例である。図７に示されるように，このイオンポンプは，外部円筒状磁石（４）の間にさらに磁石を配置することで，ケーシング内に形成される磁場をより強化することができる。これにより，システムの効率を上げることができる。このような磁石間の磁石は，円筒状の磁石であってもよい。
【００５４】
たとえば，隣接する円筒状磁石（４）がＮ極を向け合って配置されているとする。この場合，円筒状磁石の間には，Ｎ極の磁場が形成される。この隣接した円筒状磁石の間であって，それらの磁石の上方に，新たな磁石を設置する。この円筒状磁石の間の磁石（２４）は，下方向がＮ極を向くように設置される。このようにすることで，隣接する円筒状磁石（４）が形成するＮ極の磁場を強化することができる。この円筒状磁石の間の磁石も，円筒状又はリング状であることが好ましい。このリング状の磁石は，隣接する円筒状磁石の間に設けられ，かつ，円筒状磁石よりも直径が大きなものが好ましい。
【００５５】
接続部（５）
接続部（５）は，ケーシングを他の装置と接続するための部位である。「他の装置」として,真空チャンバや試料室などの真空状態にする対象があげられる。具体的な接続部（５）として，フランジがあげられる。
【００５６】
イオンポンプ（６）
イオンポンプの動作原理は公知である。イオンポンプの動作原理を，以下簡単に説明する。イオンポンプの第２の電極−第１の電極間に数ｋＶ程度の電圧を印加すると，第２の電極から一次電子が放出される。第２の電極から放射された一次電子は，第１の電極に引きつけられつつ，永久磁石から与えられる磁場の影響を受けるため，旋回して長い螺旋運動を描き，第１の電極に至る。この途中で，一時電子は中性のガス分子と電離衝突を起こして，多数の正イオンと二次電子を生成する。生成した二次電子は更に螺旋運動を行って，他のガス分子と衝突して正イオンと電子を生成する。そして，各イオンなどは電極に吸着される。
【００５７】
本発明の第１の側面に係るイオンポンプは，上記の構成のほか，イオンポンプに用いられる公知の構成を適宜採用することができる。たとえば，適宜，加熱装置や冷却装置などが取り付けられていてもよい。冷却装置により冷却を行うことで，ガスの補修効率を向上させることができる。一方，加熱装置で各電極を加熱することで，真空状態を維持することにより電極に捕捉されたガスを放出することができる。
【００５８】
２ 真空運搬装置
図８は，本発明の真空運搬装置を説明するための概念図である。図８（ａ）は背面図を示し，図８（ｂ）は側面図を示す。図８に示されるように，本発明の第２の側面に係る真空運搬装置（３３）は，試料室(３１)と，イオンポンプ（６）とを含む。試料室(３１)は，試料を出し入れするとともに，他の装置と接続可能なゲート部(３４)と，イオンポンプと接続するための接続部（３５）を含む。そして，イオンポンプ（６）として，先に説明したイオンポンプを適宜利用することができる。なお，図中符号３６は電源（電池）を示し，符号３７はビューポートを示す。
【００５９】
この真空運搬装置を用いれば，試料室に収容した試料を真空環境におきつつ運搬できることとなる。すなわち，「持ち運び可能な真空運搬装置」とは，イオンポンプを稼動させた状態のまま，移動させることができる運搬装置を意味する。なお，第２の側面に係る真空運搬装置におけるイオンポンプとして，第１の側面のイオンポンプ及びこれらから自明なイオンポンプを適宜用いることができる。
【００６０】
試料室（３１）には，たとえばサンプル台が設けられ，サンプルが固定されている。そして，そのサンプルのおかれる雰囲気が，イオンポンプにより真空状態に維持される。試料室は，真空チャンバなどがあげられる。ゲート部（３４）の例としては，ゲートバルブがあげられる。これにより，真空状態を維持することや，試料室を開閉することができ，また試料室内の真空状態を維持したまま他の真空装置と接続することができる。接続部（３５）は，試料室内の真空状態を維持しつつイオンポンプと接続できるものであれば特に限定されない。電源（３６）として，公知の電池を適宜用いることができる。ビューポート（３７）は，任意のものであるが，ビューポートによりチャンバ内の様子を見ることができる。また，ビューポート（３７）を用いて観察実験を行うことができる。さらに，フィードスルー（電流導入端子）を設置することで，抵抗測定を行うことができ，またサンプルを加熱できる。
【００６１】
なお，特に図示しないが，リング状の磁石の間に管口を設け，その管口と他の真空チャンバなどの真空にする対象系とを接続し，それら複数の対象系を真空状態に維持するものであってもよい。このような構成を採用することで，複数の対象を容易に真空に維持できることとなる。特に，超高真空に維持する必要のない複数の対象系を運搬する際に，効果的にこのようなシステムを用いることができることとなる。
【実施例１】
【００６２】
本発明のイオンポンプおよび真空運搬装置のプロトタイプを製造した。図９は，実際に製造した真空運搬装置を示す図面に替わる写真である。
【００６３】
このイオンポンプでは，第２の電極を兼ねるケーシングの外周にリング状の永久磁石が５個等間隔で設置されている。この真空運搬装置では，酸化アルミニウム膜を有するアルミニウムで枠体を形成した。また，別の真空運搬装置として，酸化チタン膜を有するチタンで枠体を形成した。ゲートバルブとして，１．３３”ルーティングポートを有する２．７５”ゲートバルブを用いた。サンプルロックとして，ベローを有するアップダウンクランプを用いた。電源は電池を用いた。また，試料室内の真空度を測定するための真空計を設置した。
【００６４】
この真空運搬装置は，試料として，最大直径３５ｍｍのものを設置できた。また，内部圧力は１×１０^−６Ｐａ以下の高真空を達成できた。連続して真空を維持しても１５時間の連続稼動を維持できた。全重量は１０ｋｇ程度であった。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明のイオンポンプおよび真空運搬装置は，小型でかつ軽量なので，真空装置産業において好適に利用されうる。
【００６６】
本発明の真空運搬セットは，実験サンプルや試料などを真空状態を維持したまま運搬できるので，運送業においても好適に利用できる。

Claims (11)

1. ケーシング（１）と；
   前記ケーシング（１）の内側に設けられる第１の電極（２）と；
   前記ケーシングに固定される複数の円筒状磁石（４）であって，前記ケーシング（１）の中心軸方向に空間を空けて並んだものと；
   前記第１の電極（２）と前記複数の円筒状磁石（４）との間に配設される第２の電極（３）であって，前記第１の電極（２）と極性が異なるものと；
   前記ケーシング（１）を他の装置と接続するための接続部（５）と；
   を具備し，
   前記複数の円筒状磁石（４）は，
   隣接する円筒状磁石の面が同じ極性を有する面となるように構成される，イオンポンプ（６）。
2. 請求項１に記載のイオンポンプであって，
   前記複数の円筒状磁石を移動するための移動機構（１４）であって，前記複数の円筒状磁石を前記ケーシング（１）の長手方向へ向けて移動させるものを，さらに有する，
   イオンポンプ。
3. 請求項２に記載のイオンポンプであって，
   前記円筒状磁石（４）は，前記ケーシング（１）から取り外しできる，
   イオンポンプ。
4. 請求項１に記載のイオンポンプであって，
   前記複数の円筒状磁石のうち隣接する磁石の間に，磁束整流効果を有する磁性材料をさらに含み，
   前記磁性材料は，前記隣接する磁石によって形成される磁場であって，前記隣接する面から前記ケーシング（１）の中心軸方向へ向かう磁場が強くなるように配置される，
   イオンポンプ。
5. 前記ケーシング（１）は，前記第２の電極（３）を兼ねる，請求項１に記載のイオンポンプ（６）。
6. 前記ケーシング（１）は，表面にチタンが蒸着されたアルミニウムからなり，前記第２の電極（３）として機能する，請求項１に記載のイオンポンプ（６）。
7. 前記ケーシング（１）は，円筒状であり，
   前記第１の電極（２）は，前記ケーシング（１）の中心軸上に設けられる棒状電極であるか，又は前記ケーシング（１）と同心円状の円筒状の電極であり，
   前記第２の電極（３）は，前記ケーシング（１）と同心円状の円筒状の電極であり，
   前記円筒状磁石（４）は，前記ケーシング（１）と同心円状の円筒状である請求項１に記載のイオンポンプ（６）。
8. 前記第１の電極（２）は，その一端がケーシング（１）に固定される，請求項１に記載のイオンポンプ（６）。
9. 前記第１の電極（２）は，その一端がケーシング（１）に固定され，ケーシング（１）に固定される一端と逆側の領域には，前記第１の電極（２）を前記ケーシング（１）に固定するためのスペーサ（８）が設けられる，請求項１に記載のイオンポンプ（６）。
10. 試料を収容するための試料室と，前記試料室内を真空にするためのイオンポンプとを備えた，当該イオンポンプを稼動させた状態で持ち運び可能な真空運搬装置であって，
    前記試料室は，
    試料を出し入れするとともに，他の装置と接続可能なゲート部と，
    前記イオンポンプと接続するためのイオンポンプ接続部（３５）と，を具備し，
    前記イオンポンプは，
    ケーシング（１）と，
    前記ケーシング（１）の内側に設けられる第１の電極（２）と，
    前記ケーシング（１）の内壁に固定され，前記第１の電極（２）の外周に設置される第２の電極（３）であって，前記第２の電極は前記第１の電極と極性が異なるものと，
    前記第２の電極（３）の外周を囲うように設置される円筒状磁石（４）であって，前記ケーシング（１）の中心軸方向に空間を空けて並んだ複数の円筒状磁石と，
    前記ケーシング（１）を他の装置と接続するための接続部（５）と，
    を具備する，
    真空運搬装置。
11. ケーシング（１）と；
    前記ケーシング（１）の内側に設けられる第１の電極（２）と；
    前記ケーシング（１）の内壁に固定される第２の電極（３）であって，前記第１の電極（２）の外周に配置され，前記第１の電極（２）と極性が異なるものと；
    前記第２の電極（３）の外周を囲うように配置される複数の円筒状磁石（４）であって，前記ケーシング（１）の中心軸方向に空間を空けて並んだものと；
    前記ケーシング（１）を他の装置と接続するための接続部（５）と；
    を具備し，
    前記複数の円筒状磁石（４）は，
    隣接する円筒状磁石の面が同じ極性を有する面となるように構成される，
    イオンポンプ（６）。

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