JPH1021869A - スパッタイオンポンプ - Google Patents
スパッタイオンポンプInfo
- Publication number
- JPH1021869A JPH1021869A JP17478596A JP17478596A JPH1021869A JP H1021869 A JPH1021869 A JP H1021869A JP 17478596 A JP17478596 A JP 17478596A JP 17478596 A JP17478596 A JP 17478596A JP H1021869 A JPH1021869 A JP H1021869A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- anode
- magnet
- cathode
- magnetic field
- ion pump
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】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の小型軽量化を図る
と共にポンプ性能を改善すること。 【解決手段】本発明のスパッタイオンポンプは、磁場を
発生する磁石自体を真空中に配置すると共にマルチセル
アノードとして構成したことを特徴とする。
極を配置したスパッタイオンポンプの小型軽量化を図る
と共にポンプ性能を改善すること。 【解決手段】本発明のスパッタイオンポンプは、磁場を
発生する磁石自体を真空中に配置すると共にマルチセル
アノードとして構成したことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は超高真空用のスパッ
タイオンポンプに関するものである。
タイオンポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来公知のスパッタイオンポンプの一例
としては添付図面の図５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、陰極
板Ｃ、Ｃの外側すなわちポンプハウジングの外側には磁
場発生手段である永久磁石Ｅ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。このように磁場発生手段をポンプハウジングの外側
に設けた構成では、十分な磁場を発生させるためには磁
石Ｅの寸法が大きくなり、スパッタイオンポンプ自体が
かさ張ったり、重くなるという欠点があった。
としては添付図面の図５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、陰極
板Ｃ、Ｃの外側すなわちポンプハウジングの外側には磁
場発生手段である永久磁石Ｅ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。このように磁場発生手段をポンプハウジングの外側
に設けた構成では、十分な磁場を発生させるためには磁
石Ｅの寸法が大きくなり、スパッタイオンポンプ自体が
かさ張ったり、重くなるという欠点があった。
【０００３】このような欠点を解決する一つの試みとし
て、添付図面の図６に示すように、二枚の陰極板Ｃ、Ｃ
の間に中実磁石Ｆをこれら陰極板Ｃ、Ｃに固定して設
け、各中実磁石Ｆは二枚の陰極板Ｃ、Ｃの間に配置され
た陽極Ｇを成すマルチセルアノードのセルを通り、しか
も陽極Ｇから絶縁して言い換えれば陽極Ｇとの間に十分
な隙間を開けて配置され、そして陰極板Ｃと中実磁石Ｆ
は同じ電位に保たれている。
て、添付図面の図６に示すように、二枚の陰極板Ｃ、Ｃ
の間に中実磁石Ｆをこれら陰極板Ｃ、Ｃに固定して設
け、各中実磁石Ｆは二枚の陰極板Ｃ、Ｃの間に配置され
た陽極Ｇを成すマルチセルアノードのセルを通り、しか
も陽極Ｇから絶縁して言い換えれば陽極Ｇとの間に十分
な隙間を開けて配置され、そして陰極板Ｃと中実磁石Ｆ
は同じ電位に保たれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような磁石を真空
中に配置した構造のものでは、陰極板間に磁石を固定す
ると共に、マルチセルアノードを構成する陽極を配置
し、しかも磁石と陽極との間に隙間を設けて絶縁して構
成しているので、磁石をポンプハウジングの外側に設け
た従来公知のものと比較して程度の差はあるとしてもポ
ンプ自体の重さや大きさを実質的に低減するまでに至っ
ていない。また、ポンプの限界圧を下げる方法としては
従来、磁場の強さ（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号第230頁参照）が、図６に示すような
構造のもでは、陽極の中空筒状部に磁石を組み込んでい
るため、限られた磁場範囲に陽極の中空筒状部の介在数
が減少し、この場合ポンプの所望の排気速度を得るため
には陽極の中空筒状部の介在数を増す必要があり、この
ことは結果としてポンプ自体がかさ張り、重くなること
を意味している。従ってかかる構造のポンプにおいては
限界圧力を下げるようとすると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。
中に配置した構造のものでは、陰極板間に磁石を固定す
ると共に、マルチセルアノードを構成する陽極を配置
し、しかも磁石と陽極との間に隙間を設けて絶縁して構
成しているので、磁石をポンプハウジングの外側に設け
た従来公知のものと比較して程度の差はあるとしてもポ
ンプ自体の重さや大きさを実質的に低減するまでに至っ
ていない。また、ポンプの限界圧を下げる方法としては
従来、磁場の強さ（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号第230頁参照）が、図６に示すような
構造のもでは、陽極の中空筒状部に磁石を組み込んでい
るため、限られた磁場範囲に陽極の中空筒状部の介在数
が減少し、この場合ポンプの所望の排気速度を得るため
には陽極の中空筒状部の介在数を増す必要があり、この
ことは結果としてポンプ自体がかさ張り、重くなること
を意味している。従ってかかる構造のポンプにおいては
限界圧力を下げるようとすると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。
【０００５】そこで、本発明は、従来の技術の問題点を
解決して、所望の限界圧力及び排気速度の要求を満たす
と共に構造が簡単で実質的に小型軽量化が達成できるス
パッタイオンポンプを提供することを目的としている。
解決して、所望の限界圧力及び排気速度の要求を満たす
と共に構造が簡単で実質的に小型軽量化が達成できるス
パッタイオンポンプを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
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自体を磁石で構成することによっ
て、所望の限界圧力及び排気速度並びに実質的な小型軽
量化を達成できるようにしている。
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自体を磁石で構成することによっ
て、所望の限界圧力及び排気速度並びに実質的な小型軽
量化を達成できるようにしている。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明によれば、二つの陰極の間
に陽極を配置したスパッタイオンポンプにおいて、二つ
の陰極の間に配置した陽極は、一個または複数の孔を形
成した磁石から成り、該磁石に、陰極に対して正の電位
が印加される。また、本発明においては、陽極を成す磁
石は複数個設けられ、各磁石は同一電位にされ得る。陽
極を成す磁石が複数個設けられる場合には、同一側に同
一の極性が位置するように配列され得る。
に陽極を配置したスパッタイオンポンプにおいて、二つ
の陰極の間に配置した陽極は、一個または複数の孔を形
成した磁石から成り、該磁石に、陰極に対して正の電位
が印加される。また、本発明においては、陽極を成す磁
石は複数個設けられ、各磁石は同一電位にされ得る。陽
極を成す磁石が複数個設けられる場合には、同一側に同
一の極性が位置するように配列され得る。
【０００８】
【作用】本発明によるスパッタイオンポンプにおいて
は、磁場を発生する磁石自体を真空中に配置すると共に
マルチセルアノードとして構成しているので、ポンプ自
体の構成部品が少なくなり、コンパクトに構成すること
ができ、小型軽量化が図れるだけでなく、磁石に設ける
孔の寸法及び形状を任意に選択でき、それにより所望の
限界圧力及び排気速度の要求を満たすこともできるよう
になる。
は、磁場を発生する磁石自体を真空中に配置すると共に
マルチセルアノードとして構成しているので、ポンプ自
体の構成部品が少なくなり、コンパクトに構成すること
ができ、小型軽量化が図れるだけでなく、磁石に設ける
孔の寸法及び形状を任意に選択でき、それにより所望の
限界圧力及び排気速度の要求を満たすこともできるよう
になる。
【０００９】
【実施例】以下、添付図面の図１〜図４を参照して本発
明の実施例について説明する。図１には、本発明の一実
施例によるスパッタイオ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間に配置された永
久磁石２とから成っている。永久磁石２には、図２に示
すように垂直方向にのびる多数の孔２ａが形成され、マ
ルチセルアノードを成す陽極として構成されている。各
孔の大きさ及び形状は、所望の限界圧力及び排気速度の
要求を満たすように任意に設定することができる。３は
制御電源で、永久磁石２に、図示したように、陰極板１
に対して正の電位を掛けている。このように構成した図
示スパッタイオンポンプの磁場及び電場の分布を図３に
示す。図３においてａは磁力線を示し、ｂは等電位線を
示している。ところで、図示実施例では陽極としても構
成されている永久磁石２の設けた孔２ａは断面が円形で
あるが、代わりに、断面多角形に形成することもでき
る。また、中実永久磁石２に多数の孔２ａを形成してマ
ルチセルアノードを構成する代りに、磁性体材料の網状
体または蜂の巣状体を着磁させることに構成することも
可能である。図４には、多数の孔２ａを並置してマルチ
セルアノードとして構成した永久磁石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永久磁石２
の極性は図示されたように、陰極板１を挟んで対向する
上下の永久磁石２の磁極が同じ極性となるように配列さ
れている。また二つの永久磁石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。こ
のように構成した本発明のスパッタイオンポンプにおい
ては、上記のように永久磁石を真空中に配置ししかもマ
ルチセルアノードとして構成しているので、各陰極と陽
極との間の空間には十分な強さの磁場が存在すると共に
磁場と電場の直交部分が多くなり、磁場と電場で拘束さ
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
較的強い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。
明の実施例について説明する。図１には、本発明の一実
施例によるスパッタイオ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間に配置された永
久磁石２とから成っている。永久磁石２には、図２に示
すように垂直方向にのびる多数の孔２ａが形成され、マ
ルチセルアノードを成す陽極として構成されている。各
孔の大きさ及び形状は、所望の限界圧力及び排気速度の
要求を満たすように任意に設定することができる。３は
制御電源で、永久磁石２に、図示したように、陰極板１
に対して正の電位を掛けている。このように構成した図
示スパッタイオンポンプの磁場及び電場の分布を図３に
示す。図３においてａは磁力線を示し、ｂは等電位線を
示している。ところで、図示実施例では陽極としても構
成されている永久磁石２の設けた孔２ａは断面が円形で
あるが、代わりに、断面多角形に形成することもでき
る。また、中実永久磁石２に多数の孔２ａを形成してマ
ルチセルアノードを構成する代りに、磁性体材料の網状
体または蜂の巣状体を着磁させることに構成することも
可能である。図４には、多数の孔２ａを並置してマルチ
セルアノードとして構成した永久磁石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永久磁石２
の極性は図示されたように、陰極板１を挟んで対向する
上下の永久磁石２の磁極が同じ極性となるように配列さ
れている。また二つの永久磁石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。こ
のように構成した本発明のスパッタイオンポンプにおい
ては、上記のように永久磁石を真空中に配置ししかもマ
ルチセルアノードとして構成しているので、各陰極と陽
極との間の空間には十分な強さの磁場が存在すると共に
磁場と電場の直交部分が多くなり、磁場と電場で拘束さ
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
較的強い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。
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、磁場を発生する磁石自体を真空中に配置すると共に
マルチセルアノードとして構成しているので、ポンプ自
体の構成部品が少なくなり、コンパクトに構成すること
ができ、小型軽量化が図れるだけでなく、所望の限界圧
力及び排気速度の要求を満たすこともでき、ポンプ性能
を改善することができるという効果が得られる。また、
二層またはそれ以上の構造にした場合には、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
自体の小型軽量化と相俟ってポンプ自体の製造コストを
低減できるようになる。
ば、磁場を発生する磁石自体を真空中に配置すると共に
マルチセルアノードとして構成しているので、ポンプ自
体の構成部品が少なくなり、コンパクトに構成すること
ができ、小型軽量化が図れるだけでなく、所望の限界圧
力及び排気速度の要求を満たすこともでき、ポンプ性能
を改善することができるという効果が得られる。また、
二層またはそれ以上の構造にした場合には、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
自体の小型軽量化と相俟ってポンプ自体の製造コストを
低減できるようになる。
【図１】 本発明のスパッタイオンポンプの一実施例を
示す概略線図。
示す概略線図。
【図２】 図１のスパッタイオンポンプに使用され得る
陽極構造を示す概略斜視図。
陽極構造を示す概略斜視図。
【図３】 図１のスパッタイオンポンプにおけね磁場及
び電場の分布を示す概略拡大断面図。
び電場の分布を示す概略拡大断面図。
【図４】 本発明のスパッタイオンポンプの別の実施例
を示す概略線図。
を示す概略線図。
【図５】 従来の二極型スパッタイオンポンプの一例を
示す概略斜視図。
示す概略斜視図。
【図６】 従来の二極型スパッタイオンポンプの別の例
を示す概略斜視図。
を示す概略斜視図。
１： 陰極 ２： 陽極 2a： 孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金原 浩之 神奈川県茅ケ崎市萩園2500番地 日本真空 技術株式会社内 (72)発明者 中嶋 克次 神奈川県茅ケ崎市萩園2500番地 日本真空 技術株式会社内 (72)発明者 三保 裕之 神奈川県茅ケ崎市萩園2500番地 日本真空 技術株式会社内 (72)発明者 平沢 和寿 神奈川県茅ケ崎市萩園2500番地 日本真空 技術株式会社内 (72)発明者 藤野 浩一 神奈川県茅ケ崎市萩園2500番地 日本真空 技術株式会社内 (72)発明者 中澤 伸彦 神奈川県茅ケ崎市萩園2500番地 日本真空 技術株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 二つの陰極の間に陽極を配置したスパッ
タイオンポンプにおいて、二つの陰極の間に配置した陽
極が、一個または複数の孔を形成した磁石から成り、該
磁石に、陰極に対して正の電位を印加したことを特徴と
するスパッタイオンポンプ。 - 【請求項２】 陽極を成す磁石が複数個設けられ、各磁
石が同一電位にある請求項１に記載のスパッタイオンポ
ンプ。 - 【請求項３】 陰極を挟んで隣接した磁石の対向した磁
極が同一の極性となるように複数個の磁石を配列した請
求項２に記載のスパッタイオンポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17478596A JPH1021869A (ja) | 1996-07-04 | 1996-07-04 | スパッタイオンポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17478596A JPH1021869A (ja) | 1996-07-04 | 1996-07-04 | スパッタイオンポンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1021869A true JPH1021869A (ja) | 1998-01-23 |
Family
ID=15984635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17478596A Pending JPH1021869A (ja) | 1996-07-04 | 1996-07-04 | スパッタイオンポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1021869A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100818787B1 (ko) | 2007-02-27 | 2008-04-02 | 서강대학교산학협력단 | 마이크로 펌프, 이를 구비한 ｌｏｃ 시스템 및 마이크로펌프의 사용 방법 |
-
1996
- 1996-07-04 JP JP17478596A patent/JPH1021869A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100818787B1 (ko) | 2007-02-27 | 2008-04-02 | 서강대학교산학협력단 | 마이크로 펌프, 이를 구비한 ｌｏｃ 시스템 및 마이크로펌프의 사용 방법 |
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