JPH09237604A - スパッタイオンポンプ - Google Patents
スパッタイオンポンプInfo
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- JPH09237604A JPH09237604A JP34415596A JP34415596A JPH09237604A JP H09237604 A JPH09237604 A JP H09237604A JP 34415596 A JP34415596 A JP 34415596A JP 34415596 A JP34415596 A JP 34415596A JP H09237604 A JPH09237604 A JP H09237604A
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- JP
- Japan
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- anode
- ion pump
- sputter ion
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- diameter
- Prior art date
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- Pending
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- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Abstract
陽極を配置したスパッタイオンポンプにおいて、陽極の
長さLと直径Dとの比をある範囲に特定して排気速度を
高めること。 【解決手段】 本発明の超高真空用のスパッタイオンポ
ンプは、陽極の長さをL、陽極の直径をDとする時、 を満たすように各陰極及び陽極を構成したことを特徴と
する。
Description
タイオンポンプに関するものである。
に示すように二枚の陰極板C、Cの間に多数の中空円筒
状体を並置して形成したいわゆるマルチセルアノードと
呼ばれる陽極Aを配置し、ペニング放電を利用して陰極
板をスパッタし、活性面を生成し、この活性面にガス分
子を吸着したり埋め込み、或るいは陽極面に捕捉するな
どしてガスを排気するように構成されている。
しては図示した中空円筒状体の他に多角形中空体や図9
に示すように複数枚の板部材を上下に重ね、各板部材に
それぞれ同心状に多数の穴を設け、各板部材を同電位に
保つようにしたものなども知られている。
研究開発され完成されたもので、当時のポンプの排気領
域は10-3Pa〜10-9Pa程度であり、超高真空排気を行う場
合には、スパッタイオンポンプとロータリポンプまたは
ソープションポンプとを組み合わせて用いていた。
ンプが普及するようになり、粗引はターボ分子ポンプに
より10-5Paまで引き、その後はスパッタイオンポンプで
排気する方法が主流となってきた。そしてスパッタイオ
ンポンプとしては、限界圧を下げること、すなわち10
-10Paまで排気できること及び10-7Pa〜10-9Pa領域で排
気速度が最大となることが要求されてきた。
強さ(B)と陽極の中空円筒の径(D)との積(B)×
(D)を増大させて陰極放射電子の電離衝突頻度を高め
ることが知られている(例えば雑誌“真空”第13巻第7
号 230頁参照)。
No.6には、スパッタイオンポンプの排気速度は陽極の
長さ(L)と陽極の中空円筒の径(D)とに比例してい
ることが示されている。限界圧を下げるため、陽極の中
空円筒の径(D)を大きくすると、限られた磁場範囲に
陽極の中空円筒の介在数が減少し、この場合もポンプの
排気速度は低下することになる。一方、磁場空間が一定
である場合、陽極の長さ(L)を大きくすることも無理
である。従来の方法では限界圧力を下げるためには排気
速度を犠牲にしなければならない。
o.6に開示されている論文では排気速度は陽極の有効長
さ(l+ 0.5δ)に比例すると発表されているが、本発
明者等が行った実験によれば、上記の経験式は圧力の低
い範囲では成立してないことが判った。特に圧力が10-5
Pa以下の時では排気速度は陽極の有効長さ(l+ 0.5
δ)に比例しないことが判った。
ような従来のスパッタイオンポンプにおいては、限界圧
を下げようとして、陽極の中空円筒の径(D)を大きく
すると、限られた磁場範囲に陽極の中空円筒の介在数が
減少し、ポンプの排気速度が低下し、一方、磁場空間が
一定である場合、陽極の長さ(L)を大きくすることも
無理であるので、限界圧力を下げるためには排気速度を
犠牲にしなければならないという問題点があった。
解決して、限界圧力を下げることができると共に高い排
気速度を得ることができるスパッタイオンポンプを提供
することを目的としている。
めに、本発明は、二つの陰極の間に配置されるマルチセ
ルアノードを成す陽極の長さLと直径Dとの比をある範
囲に特定することによって、限界圧力を下げることがで
きるようにし、かつ高い排気速度を得るようにしてい
る。
にマルチセルアノードを成す陽極を配置したスパッタイ
オンポンプにおいて、陽極の長さをL、陽極の直径をD
とする時、 を満たすように各陰極及び陽極が構成される。
を短くすることにより、限界圧を下げることができ、か
つ排気速度を大きくすることができるようになる。すな
わち図6及び図7に示すように、陽極の長さLは短い方
が、排気速度は大きくなることが認められる。なお、圧
力が10-5Pa以上では、陽極の長さLが短い方は、排気速
度がやや低下するが、10-5Pa以上の圧力ではスパッタイ
オンポンプは実際問題としてほとんど使用されてなく、
ターボ分子ポンプが使用されている実状からして、本発
明によるスパッタイオンポンプは圧力の低い範囲で排気
速度の大きな特性をもつことになる。
とは、n=N+1すなわち陰極の方が一つ多くなるよう
に設定され得る。
極のうちの任意一つの陰極は、その裏と表の両面がスパ
ッタされるように構成され得る。
一定であるとすると、その磁場の空間に設けられる陰極
の数を増やすことができ、しかも陰極の両面がスパッタ
される場合には排気速度は倍増することになる。
とにより、高価なTi材料の陰極の数は一つ減ることに
なるので、ポンプ自体の製造コストを低減できるように
なる。
について説明する。
ンポンプの要部を概略的に示し、二つの陰極板1とこれ
ら陰極板1間に配置された陽極2とから成っている。陽
極2は、多数の筒状体2aを並置してマルチセルアノー
ドとして構成されている。図示したように、陽極2の長
さをLとし、陽極2の直径をDとする時、 の関係が満たされるように、二つの陰極板1及び陽極2
は相互に位置決めされかつ寸法決めされる。
各々は、図2のAに示す円形筒体、B及びCに示す多角
形筒体、Dに示す縦に割れ目の入った円形筒体等として
適当に実施することができる。
状体を複数枚重ねて構成することもできる。
をあけた板状部材を複数枚上下に重ねて陽極を構成する
こともでき、この場合には上下の各板状部材の各対応し
た穴は同じ軸線上に位置するようにされる。
ルチセルアノードとして構成した陽極2を二層にして、
各層の上下に陰極板1を配置した二層型構造に構成した
本発明の実施例を示す。この場合には二つの陽極2間に
配置された陰極板1は動作においてはその両面がスパッ
タされることになる。またこの場合には中間の陰極板1
は両陽極2に対して共通であるので、全体として使用す
る陰極板1の数を一つ減らすことができ、しかも陰極板
自体高価な材料から成っているので、コスト低減の面で
も有利である。
別の実施例を示し、この場合には各陽極2は多数の穴2
bをあけた三枚の板状部材を上下に重ねて構成されてお
り、上下の各板状部材の各対応した穴は同じ軸線上に位
置するように配列されている。
ンポンプにおいては、上記のように の関係を満たすように各陰極及び陽極を構成することに
より、陽極2の直径Dは大きくなり、陽極の長さLは短
くなるので、限界圧を下げると共に排気速度を大きくす
ることができるようになる。
電場で拘束された電子は陽極2中だけでなく、各陰極1
と陽極2との間の隙間に広がり、そしてこれらの隙間の
電圧は陽極2より低いので、電場の拘束能力は弱く、し
かも磁場は比較的強くしているためこれらの隙間に電子
雲が広がり、電子雲の体積が大きくなる。すなわち陽極
2の両端面から電子雲が溢れでてくる。その結果、イオ
ン化能率が向上することになる。こうして隙間に大きく
成長した電子雲によりイオン化されたガス分子は磁場の
作用により各陰極1に垂直にではなく斜めに入射し、そ
れにより陰極に対するスパッタ効率が高くなり、結果と
して排気速度が大きくなる。
排気速度が陽極の長さと陽極の直径との関係によりどの
ように変化するかが示され、縦軸はL/Dの値を変化さ
せた時の排気速度SをL=Dの時の排気速度S0 で割っ
たものである。S/S0 のピークは陽極2を構成してい
る各筒体2aまたは穴の直径及び内部の圧力を適当に設
定することにより、L/D=0.015〜0.8の範囲で移動さ
せることができる。
ば、二つの陰極の間にマルチセルアノードを成す陽極を
配置したスパッタイオンポンプにおいて、陽極の長さを
L、陽極の直径をDとする時、 を満たすように各陰極及び陽極を構成しているので、限
界圧を下げることができ、かつ排気速度を大きくするこ
とができるようになり、従来のものに比べて約2倍まで
高めることができるようになる。
合には、高価な材料から成る陰極の数を一つ減すことが
できるので、ポンプ自体の製造コストを低減できるよう
になる。
概略線図。
用され得る陽極構造の種々の例を示す概略斜視図。
る陽極構造の別の例を示す概略斜視図。
示す概略線図。
を示す概略線図。
実験例を示すグラフ。
実験例を示すグラフ。
示す概略斜視図。
別の陽極構造を示す概略斜視図。
Claims (3)
- 【請求項1】 二つの陰極の間にマルチセルアノードを
成す陽極を配置したスパッタイオンポンプにおいて、陽
極の長さをL、陽極の直径をDとする時、 を満たすように各陰極及び陽極を構成したことを特徴と
するスパッタイオンポンプ。 - 【請求項2】 陽極の数Nと陰極の数nとが、n=N+
1を満たすように設定されている請求項1に記載のスパ
ッタイオンポンプ。 - 【請求項3】 陰極の任意の一つの裏と表の両面がスパ
ッタされるように構成されている請求項1に記載のスパ
ッタイオンポンプ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34415596A JPH09237604A (ja) | 1995-12-26 | 1996-12-24 | スパッタイオンポンプ |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7-338966 | 1995-12-26 | ||
JP33896695 | 1995-12-26 | ||
JP34415596A JPH09237604A (ja) | 1995-12-26 | 1996-12-24 | スパッタイオンポンプ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09237604A true JPH09237604A (ja) | 1997-09-09 |
Family
ID=26576272
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34415596A Pending JPH09237604A (ja) | 1995-12-26 | 1996-12-24 | スパッタイオンポンプ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09237604A (ja) |
-
1996
- 1996-12-24 JP JP34415596A patent/JPH09237604A/ja active Pending
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041008 |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041019 |
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A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041220 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050705 |
|
A521 | Written amendment |
Effective date: 20050902 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060117 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060320 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060830 |
|
A521 | Written amendment |
Effective date: 20061215 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |