JPH04108856U - 真空排気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 放電室で発生したイオンが被排気室に流出す
るのをほぼ完全にシャットアウトする。 【構成】 放電室１内に磁極片よる磁界とアノード・カ
ソード間の電界から成る直交電磁界場を発生させ、そこ
にペニング放電を起こす。該放電によりポンプ室内の残
留ガスを電離させ、発生した電子をアノード２に、イオ
ンをカソードに入射させる事により、該ポンプ室３に繋
がった被排気室６を高真空に排気する。放電により発生
したイオンの内、放電室１からポンプ室３に流出するイ
オンの一部は、ポンプ室壁に入射し、ここから二次電子
が発生するが、これらの電子はポンプ室に染み出した正
の電界により放電室内に引き戻されアノードに流入す
る。そして残りのイオンはポンプ室のフランジ部５方向
に向かって直進する。直進するイオンは、シールド板
７，８に衝突する。該衝突により、そこから発生した二
次電子はポンプ室に染み出した電界により放電室内に導
かれ、アノード２に入射する。従って、この様な二次電
子が被排気室内に流入する事は殆ど無い。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】 本考案は、イオンポンプにより被排気室を真空排気する 様に成した真空排気装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】 イオンポンプの代表的なものとして、例えば、放電室内で多数 の円筒状アノードを一対のカソードで挾み、更に、該カソードの外側に一対の磁 石を配置し、前記アノードに正の高電圧（例、＋６ＫＶ）を印加し、カソードを 大地に接地し、前記磁石による磁界と前記アノード・カソード間の電界から成る 直交電磁界場においてペニング放電を起こすものがある。この様な放電室を備え たポンプ容器を被排気室に繋ぐことにより、該被排気室を高真空に排気している 。 さて、前記ペニング放電によりポンプ室内の残留ガスは電離する。該ガス分 子はアノード（＋６ＫＶ）・カソード（０Ｖ）間の位置ポテンシャルを持って電 離する為、気相で生成された軽い電子は長い螺旋運動の後、１００％アノードに 入射する。又、該電離により発生したイオンがカソードを叩いた時に発生する二 次電子も１００％カソードに入射するので、電子が放電室からポンプ容器内に飛 出す事は無い。一方、該電離によって発生したイオンは多くはカソードに入射す るが、ポンプ容器もカソードと同電位にある為、放電室よりポンプ容器に流出す るイオンが存在する。該流出するイオンが放電室に近い所のポンプ容器壁を叩く と、該ポンプ容器壁から二次電子が発生する。該二次電子は、前記アノードに高 電圧（＋６ＫＶ）を印加する事により発生している電界がポンプ容器の空間にま で染出しているので、該染出した電界に引かれて放電室のアノードに入射する。

【０００３】 しかし、前記放電室よりポンプ容器に流出するイオンの中に、被排気室の方ま で流出するものが存在する。この様なイオンはポンプ室の排気管部壁も被排気室 壁もアース電位にあることから、直進して被排気室に流入する。該流入したイオ ンは被排気室壁を叩ので、そこから二次電子が発生する。該被排気室は前記放電 から遠く離れているので、該二次電子は前記染出した電界に引戻される事はなく 、そのまま被排気室内の電気部品（被排気室が例えば、電子顕微鏡鏡筒であれば 、二次電子検出器や電子銃等）に入込んで悪影響を及ぼす。

【０００４】 そこで、放電室とポンプ室の境目にメッシュ状の電極を配置し、該電極にアノ ードに印加されている電圧と同一の電圧を印加し、放電室からポンプ室に出よう とするイオンを放電室内に追い返す提案が成されている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】 しかし乍、実際にこの様な提案を実施してみ ると、メッシュ状電極の各網目を通ってどんどんイオンがポンプ室内を介して被 排気室に流出し、余り効果が上がらない。

【０００６】 本考案はこの様な問題に鑑みて成されたもので、放電室で発生したイオンが被 排気室に流出するのを完全にシャットアウトした新規な真空排気装置を提供する 事を目的としたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】 本考案の真空排気装置は、イオンポンプと被排 気室を繋ぐ管内に、該管の軸に対し垂直に円板状の部材とドーナツ板状の部材を 互いに距離を隔てて配置した。

【０００８】

【実施例】 図１は本考案に係る真空排気装置の一実施例の構成を示す図である 。 図中１は放電室、２は円筒状アノード、３はポンプ室、４はポンプ電源、６ は被排気室、７，８はシールド板である。前記放電室１内には前記多数の円筒状 アノードを挾んで紙面に平行に一対のカソード板（図示せず）が設けられている 。又、該カソード板の外側には一対の磁極片（図示せず）が設けられている。前 記アノードには、例えば、＋６ＫＶの電圧が印加されており、前記カソード（図 示せず）、放電室壁，ポンプ室壁及び被排気室壁は大地に接続されている。

【０００９】 前記シールド板７，８は図２に示す様に、夫々円板形状，ドーナツ形状をして おり、シールド板７が接続体９でポンプ室の排気管部Ｔに接続され、夫々互いに 適宜間隔を保って接続体１０で繋がれている。又、前記円板状シールド板７とド ーナツ状シールド板８は互いに平行に、排気管部Ｔの軸に垂直に設けられている 。 さて、該各シールド板のシールド効果を上げ、且つ排気コンダクタンスを可 能な限り大きくする為に、各シールド板の構成に次の様な工夫をした。

【００１０】 シールド効果を上げる為に、前記円板状シールド板７の面積は前記ドーナツ状 シールド板８の開口部の面積より少し大きくなる様に各シールド板が製作され、 図２に示す様に、一部投影的に重なり合う様にする。又、放電室１からポンプ室 ３に流出するイオンは排気管部Ｔの壁も被排気室壁もアース電位にあるのでポン プ室のフランジ部５方向に向かって直進するものが多い。従って、ポンプ室の３ の放電室１に近い方にドーナツ状のシールド板を、被排気室６に近い方に円板状 のシールド板を配置した方が、逆の配置の場合に比べ、更にシールド効果が大き い。

【００１１】 前記シールド効果を維持しつつ、排気コンダクタンスを可能な限り大きくする には、各々のシールド板の開口部の面積Ｓ_１，Ｓ_２（円盤状シールド板７の場合 は、該円盤状シールド板と排気管部Ｔの間の面積Ｓ_１）が大略等しく成る様に各 シールド板を製作する。これは、各シールド板の排気コンダクタンスＣ_１，Ｃ_２ が各シールド板の開口部の面積に比例するので、該２つのシールド板の組み合わ せによる排気コンタクタンスＣは （１／Ｃ）＝（１／Ｃ_１）＋（１／Ｃ_２） （１） 即ち、Ｃ＝Ｃ_１・Ｃ_２／（Ｃ_１＋Ｃ_２） （２） と表わせ、排気コンタクタンスＣが最大となるのは、Ｃ_１＝Ｃ_２の時、即ち、 各々のシールド板の開口部の面積Ｓ_１，Ｓ_２が等しい時である。又、各二枚のシ ールド板は、ドーナツ状シールド板８の幅程度に、互いに間隔を保って配置され ている。この様に成す事により、排気コンダクタンスを実用上充分な程度に大き く出来る。

【００１２】 この様な排気装置において、放電室１内に磁極片（図示せず）による磁界とア ノード・カソード間の電界から成る直交電磁界場を発生させ、該直交電磁界場に ペニング放電を起こす。該放電によりポンプ室内の残留ガスを電離させ、該電離 により発生した電子をアノード２に、イオンをカソード（図示せず）に夫々入射 させる事により、該ポンプ室３に繋がった被排気室６を高真空に排気している。

【００１３】 さて、前記ペニング放電により発生したイオンの内、放電室１からポンプ室３ に流出するイオンの一部は、アノード・カソード間の電界の内ポンプ室に染み出 したものによりポンプ室内に引き戻され、残りのイオンはポンプ室のフランジ部 ５方向に向かって直進する。該直進するイオンは、ドーナツ状シールド板８と円 板状シールド板７に衝突する。該衝突により、そこから発生した二次電子は前記 ポンプ室に染み出した電界によりポンプ室内に導かれ、アノード２に入射する。 従って、この様な二次電子が被排気室内に流入する事は殆ど無い。

【００１４】 尚、前記実施例では二極形のイオンポンプを使用した例を示したが、他のイオ ンポンプ、例えば、三極形のイオンポンプ等を使用した真空排気装置にも応用可 能である事は言うまでもない。

【００１５】 又、前記実施例では各シールド板をポンプ室の排気管部に設けたが、該ポンプ 室の排気管部に繋がる被排気室側の排気管部に設けてもよい。

【００１６】

【考案の効果】 本考案では、イオンポンプと被排気室を繋ぐ管内に、該管の軸 に対し垂直に円板状の部材とドーナツ板状の部材を互いに距離を隔てて配置した ので、イオンポンプ内で発生したイオンの被排気室内への流入が大略完全にシャ ットアウトされる。その為、被排気室内に設けられた電気部品等への悪影響が防 止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本考案に係る真空排気装置の一実施例
の構成を示す図である。

【図２】 図２は本考案に係る真空排気装置の一部を示
すものである。

【符号の説明】

１：放電室 ２：円筒状アノード ３：ポンプ室
４：ポンプ電源 ６：被排気室 ７，８：シール
ド板

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 イオンポンプと被排気室を繋ぐ管内に、
   該管の軸に対し垂直に円板状の部材とドーナツ板状の部
   材を互いに距離を隔てて配置した真空排気装置。