JPH076608Y2 - 真空排気装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、例えばイオン注入装置、電子ビーム照射装
置、加速器等の高電圧装置に用いられる真空排気装置に
関する。

〔従来の技術〕

第６図は、従来の真空排気装置を用いたイオン注入装置
の一例を部分的に示す概略図である。

高電圧（例えば数十〜数百KV程度）が印加される高電位
部（例えば高電位ボックス）２内に、イオン源４、ビー
ムライン管６等が収納されており、このイオン源４から
引き出したイオンビーム５を、ビームライン管６および
加速管10等を経由して、図示しないターゲットに導くよ
うにしている。

この例ではビームライン管６やそれにつながるイオン源
４等で被排気部８が構成されており、高電位部２に設け
られたこのような被排気部８を真空排気する場合、電源
および設置場所等の問題から、この例のように大地電位
部に真空ポンプ（例えばクライオポンプ、ターボポンプ
等）14を設置し、これとビームライン管６との間を絶縁
排気管12によって接続し、このような構成の真空排気装
置によって被排気部８を排気する場合がある。

その場合、絶縁排気管12には高い電位勾配があるため、
ビームライン管６から真空ポンプ14を見通すことができ
ると、イオンビーム５の通過に伴って発生する、即ちイ
オンビーム５とビームライン管６内に残留している分子
との衝突等によって発生する荷電粒子（正イオン、負イ
オン、電子）が絶縁排気管12内に飛び込んでそれが引き
金となって、絶縁排気管12内でビームライン管６と真空
ポンプ14との間において放電が起こる可能性がある。こ
のような放電は、例えば高電位部２用の電源や制御装置
等に悪影響を与え、またイオンビーム５の安定性にとっ
ても好ましくない。

そこで従来は、絶縁排気管12内に何枚かの邪魔板16を設
置して、ビームライン管６から真空ポンプ14を見通せな
いようにし、これによって上記のような放電が起こるの
を防止している。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところが、上記のような邪魔板16は、真空排気時の大き
な抵抗となるため、即ち絶縁排気管12のコンダクタンス
を大きく低下させるため、その真空排気能力を著しく悪
化させるという問題がある。

従って、所要の排気能力を得るためには、従来は、絶縁
排気管12の断面積および真空ポンプ14の排気速度が大き
くする必要があり、そのようにすると大きな設置場所が
必要になり、また費用が嵩む等の別の問題が生じる。

そこでこの考案は、絶縁排気管のコンダクタンスの低下
を抑えつつ、その中で放電が起こるのを防止することが
できるようにした真空排気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〕

上記目的を達成するため、この考案の真空排気装置は、
前述したような絶縁排気管の被排気部側の入口部付近内
に電極を設け、この電極に高電位部を基準点として直流
電源から直流電圧を印加するようにしたことを特徴とす
る。

〔作用〕

上記構成によれば、絶縁排気管の被排気部側の入口部付
近に荷電粒子が飛来すると、そこに設けた電極の電位に
よって、電極電位と同極性の荷電粒子は電極による電位
障壁を越えることができずはね返され、異極性の荷電粒
子は電極に吸着される。このようにして、荷電粒子が絶
縁排気管内に飛び込むのが防止されるので、荷電粒子の
飛び込みに起因して絶縁排気管内で放電が起こることが
防止される。

しかも、絶縁排気管内に設ける電極は、従来の邪魔板と
違って荷電粒子を機械的に遮る必要が無いので、それを
設けても絶縁排気管のコンダクタンスの低下を抑えるこ
とができる。

〔実施例〕

第１図は、この考案の一実施例に係る真空排気装置を用
いたイオン注入装置の一例を部分的に示す概略図であ
る。第６図の例と同一または相当する部分には同一符号
を付し、以下においては従来例との相違点を主に説明す
る。

この実施例においては、前述したような絶縁排気管12の
ビームライン管６側の入口部内に、絶縁排気管12の内壁
面に沿うように円筒状の電極20を設け、この電極20に、
高電位部側にあるビームライン管６を基準点として、直
流電源18から直流電圧を次のように印加するようにして
いる。

即ち、高電位部２の電位を大地電位に対して正電位とす
る場合（即ち加速管10によって正イオンを加速または負
イオンを減速する場合）は、電極20に印加する電圧は高
電位部２（即ちビームライン管６）に対して正とし、反
対に高電位部２の電位を大地電位に対して負電位とする
場合（即ち加速管10によって負イオンを加速または正イ
オンを減速する場合）は、電極20に印加する電圧は高電
位部２に対して負とする（その場合は、直流電源18の接
続を図示とは逆にする）。またその電圧は、例えば数百
〜数千Ｖ程度であるが、飛来が予想される荷電粒子のエ
ネルギーに応じて適宜選択すれば良い。

上記のようにすると、ビームライン管６内で発生した荷
電粒子が絶縁排気管12の入口部付近に飛来すると、電極
20の電位によって、電極24の電位と同極性の荷電粒子は
電極20による電位障壁を越えることができずはね返さ
れ、異極性の荷電粒子は電極20に吸着される。このよう
にして、荷電粒子が絶縁排気管12内に飛び込むのが防止
されるので、荷電粒子の飛び込みに起因して絶縁排気管
12内においてビームライン管６と真空ポンプ14との間で
放電が起きることが防止される。

しかも、絶縁排気管12内に設ける電極20は、従来の邪魔
板16と違って荷電粒子を機械的に遮る必要が無いので、
例えばこの例のように円筒状のもので良く、従ってそれ
を設けても絶縁排気管12のコンダクタンスの低下を抑え
ることができる。それ故、従来のように絶縁排気管12の
断面積や真空ポンプ14の排気速度を大きくする必要は無
くなる。

尚、絶縁排気管12の入口部内に設ける電極の構造は、飛
来する荷電粒子に対して効果的に電界を及ぼすと共に、
絶縁排気管12のコンダクタンスをできるだけ低下させな
いものとするのが好ましく、第１図の例以外にも次のよ
うなものが採り得る。

第２図は、絶縁排気管12の入口部内に、網状の電極21
（平面図は第５図参照）を張った例である。この電極21
には、第１図の例と同様に、直流電源18から正または負
の直流電圧を印加する。従ってこの電極21の荷電粒子に
対する作用は、基本的には前記電極20の場合と同様であ
る。

第３図は、絶縁排気管12の入口部内に、第１図の例と同
様に円筒状の電極22を壁面に沿わせて設けると共に、そ
の中心付近に棒状の電極23を立てた例であり、第４図
は、絶縁排気管12の入口部内に、２枚の網状の電極24、
25（平面図は第５図参照）を互いに対向かつ絶縁した形
で設置した例である。

第３図、第４図いずれの例の場合も、高電位部側にある
ビームライン管６を基準点として、一方の電極に正の電
圧を、他方の電極に負の電圧をそれぞれ印加する。そう
すると、絶縁排気管12の入口部付近に飛来した荷電粒子
は、それぞれ異極性の電極に吸着される。

また、いずれの例の電極の場合も、例えば第１図の例の
ようにイオンビーム５の軌道に比較的近い場合は、それ
からの電界の漏れ出しによってビーム軌道に影響が出な
い配置にするのが好ましく、場合によっては、ビームラ
イン管６と同電位の網状、ドーナツ状等をした電界の漏
れ出し防止用のガードを絶縁排気管12の入口部付近に設
置しても良い。もっとも、第３図の電極の場合は、同軸
構造であるから電界の漏れ出しは少ない。

尚、被排気部８の構成は、上記例以外にも様々なものが
採り得る。

また、以上はイオン注入装置を例に説明したが、この考
案に係る真空排気装置は、それ以外にも、電子ビーム照
射装置、加速器等の高電圧装置に広く利用することがで
きる。

〔考案の効果〕

以上のようにこの考案によれば、絶縁排気管の入口部付
近内に設けた電極によって、荷電粒子が絶縁排気管内に
飛び込むのを阻止することができるので、絶縁排気管内
で放電が起こるのを防止するこどができる。

しかも、絶縁排気管内に設ける電極は、従来の邪魔板と
違って荷電粒子を機械的に遮る必要が無いので、それを
設けても絶縁排気管のコンダクタンスの低下を、即ち真
空排気能力の低下を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の一実施例に係る真空排気装置を用
いたイオン注入装置の一例を部分的に示す概略図であ
る。第２図ないし第４図は、それぞれ、絶縁排気管内の
電極の部分の他の例を示す断面図である。第５図は、第
２図あるいは第４図の電極の片側平面図である。第６図
は、従来の真空排気装置を用いたイオン注入装置の一例
を部分的に示す概略図である。 ２……高電位部、８……被排気部、12……絶縁排気管、
14……真空ポンプ、18……直流電源、20〜25……電極。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】高電位部に設けられた被排気部を、絶縁排
   気管を経由して、大地電位部に設けられた真空ポンプに
   よって真空排気する構成の真空排気装置において、前記
   絶縁排気管の被排気部側の入口部付近内に電極を設け、
   この電極に高電位部を基準点として直流電源から直流電
   圧を印加するようにしたことを特徴とする真空排気装
   置。