JPH05121035A - スパツタイオンポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 全体の排気速度を充分速くした上で、充分高
い到達真空度を有するイオンポンプを提供する。 【構成】 小さい径を有する円筒状陽極１０ａは磁場印
加手段による最大磁場が発生するポンプ中心領域に配置
されている。一方、大きな径を有する円筒状陽極１０ｂ
は磁場印加手段により発生する磁場が減衰するポンプ周
辺部に配置されている。径の小さい円筒状陽極１０ａを
中央部に配置しているため、多数の陽極を配置できるた
め、全体の排気速度が充分なものとなり、また、径の大
きな円筒状陽極１０ｂを磁束密度の低下したポンプ周辺
領域に配置しているため、排気が超高真空領域に入って
も全ての陽極での放電を利用して行われ、到達真空度が
高い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】 本発明は超高真空領域の排気が
可能なスパッタイオンポンプの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】 図１は従来のスパッタイオンポンプを
例示したもので、図２は図１のＡ―Ａ´断面を示す図で
ある。図中１ａ，１ｂは互いに平行に配置された例えば
チタン（Ｔｉ）で形成された陰極であり、陰極１ａ，１
ｂ間には、ステンレススチ―ルで形成された多数の筒状
陽極２がその軸方向が陰極と垂直になるように配置され
ている。陰極１ａ，１ｂは接地されている。また、陽極
２は電源３の正側に接続されており、これらの陰陽極間
には放電に必要な電圧を印加できるようになっている。
陰極１ａ，１ｂの外側には、マグネット４ａ，４ｂが配
置されており、陽極２の軸方向に沿って磁場が存在する
ようになっている。５ａ，５ｂはヨークを示している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】 ところで、このよう
に構成された装置では、マグネット４ａ，４ｂで形成さ
れる磁場分布はマグネット全体に亘って一様でなく、図
３に示すようにマグネットの端部になる程磁束密度が減
少する。そのため、従来のイオンポンプにおいては以下
のような問題が存在した。

【０００４】いま、陽極セルの直径が24mm及び17mmの２
種類の陽極を考え、磁束密度が0.3Ｔ（テスラ）と0.15
Ｔの場合の陽極セル１個あたりの排気速度を実験的に求
めたところ、図４のような結果が得られた。図中の曲
線は陽極セルの直径が24mmで磁束密度が0.3 Ｔの場合、
図中の曲線は陽極セルの直径が24mmで磁束密度が0.15
Ｔの場合、図中の曲線は陽極セルの直径が17mmで磁束
密度が0.3 Ｔの場合、図中の曲線は陽極セルの直径が
17mmで磁束密度が0.15Ｔの場合を示している。さらに、
このような陽極セルを配列したポンプの特性を考察した
ところ、図５に示す結果になった。図５において、曲線
Ａは図４の直径24mmの陽極セルを120mm四方の面積内に
５行５列、すなわち25個並べたポンプの排気特性を示し
ており、図５において曲線Ｂは、120mm 四方の面積内に
図４の直径17mmの陽極セルを７行７列すなわち４９個並
べたポンプの排気特性を示している。この図５より明ら
かなように、直径17mmの陽極セルを配列する場合は、直
径24mmの陽極セルを配列する場合に比較して、ほぼ同一
面積内に約２倍の数のセルを配置することができるた
め、高真空領域では直径24mmの陽極セルを配列する場合
より排気速度が大きくなる。ところが、図３に示すよう
にマグネットの端部に相当する周辺領域では磁束密度が
低下しているため、超高真空領域の排気においては周辺
領域に配置されているセルは実質上動作を停止してしま
う。そのため、超高真空領域の排気においては、有効な
セル数は少くなり図４の曲線に示すように到達圧力が
不充分となってしまう。

【０００５】一方、直径24mmのセルを配列する場合は、
超高真空領域では比較的良好な排気速度を有している
が、セル数を多くとれないため、全体としての排気速度
が不充分となってしまう。

【０００６】本発明は以上の欠点を解消すべくなされた
もので、全体の排気速度を充分速くした上で、充分高い
到達真空度を有するイオンポンプを提供することを目的
としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】 そのため本発明は、一
対の互いに平行に配置された陰極と、該陰極間に配置さ
れた複数の筒状陽極と、該陰陽極間に電圧を印加するた
めの手段と、該陽極の軸方向に沿って磁場を印加するた
めの手段とを具備したスパッタイオンポンプにおいて、
前記筒状陽極は径の大小異なる複数種類の筒状陽極より
成り、小さい径を有する筒状陽極は前記磁場印加手段に
よる最大磁場が発生するポンプ中心領域に配置されてお
り、大きな径を有する筒状陽極は前記磁場印加手段によ
り発生する磁場が減衰するポンプ周辺部に配置されてい
るスパッタイオンポンプを特徴としている。

【０００８】

【作用】 前記筒状陽極は径の大小異なる複数種類の筒
状陽極より成り、小さい径を有する筒状陽極を前記磁場
印加手段による最大磁場が発生するポンプ中心領域に配
置して、限られた領域内に多数の陽極を配置することに
より全体の排気速度を充分大きくすると共に、大きな径
を有する筒状陽極を前記磁場印加手段により発生する磁
場が減衰するポンプ周辺部に配置することによって超高
真空領域での排気速度の低下を押さえて充分高い到達圧
力まで真空排気可能にしている。

【０００９】

【実施例】 以下本発明の実施例を図面に基づき詳述す
る。

【００１０】図６は本発明の一実施例の筒状陽極部の配
列状態を示すためのもので、小口径即ち直径18mmの円筒
状陽極１０ａが120mm 四方の面積内のポンプ中央部に配
置されている。この円筒状陽極１０ａは４行４列をなし
て16個配置されている。またポンプ周辺部には、大口径
すなわち直径24mmの円筒状陽極１０ｂが16個配置されて
いる。ここで、円筒状陽極１０ａが配置されている中央
部は、マグネットによって発生した磁場の磁束密度が最
大となっている領域に一致しており、この領域における
磁束密度は0.3 Ｔとなっている。円筒状陽極１０ｂが配
置されているポンプ周辺領域は磁束密度が減衰している
領域であり、0.15〜0.3 Ｔになっている。 このように
構成された装置では、小口径の円筒状陽極１０ａを中央
部に配置することにより、高真空領域で充分な排気速度
を有する円筒状陽極１０ａを多数配置できる。一方、磁
束密度が低下するポンプ周辺部には、径の大きい円筒状
陽極１０ｂを配置しているため、排気が超高真空領域に
入っても周辺部の陽極においても排気が行われる。その
結果、このポンプの排気特性は図５の曲線Ｃで示すもの
となる。この曲線Ｃから明らかなように、このポンプに
よれば、高真空領域において充分な排気速度を有してい
るため、コンパクトでありながら、全体の排気速度が大
きいだけでなく、超高真空領域における排気速度も充分
なものとなり、充分高い真空度まで到達可能である。

【００１１】上述した実施例は本発明の一実施例にすぎ
ず、変形して実施することができる。例えば、上述した
実施例における筒状陽極の径の組み合わせは、磁束密度
の大きさに応じて変更が可能である。

【００１２】

【発明の効果】 以上詳述したように本発明によれば、
前記筒状陽極は径の大小異なる２種類の筒状陽極を備
え、大きな径を有する筒状陽極を前記磁場印加手段によ
り最大磁場が発生するポンプ中心領域に配置し、小さな
径を有する筒状陽極を前記磁場印加手段により発生する
磁場が減衰するポンプ周辺部に配置したため、コンパク
トで全体の排気速度が充分大きく且つ到達真空度が高い
イオンポンプが提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来のイオンポンプを説明するための図であ
る。

【図２】 図１のＡ−Ａ´断面を説明するための図であ
る。

【図３】 イオンポンプ内における磁束密度の分布を示
すための図である。

【図４】 磁束密度と陽極セルの径を種々変えた場合の
陽極セル１個あたりの排気速度特性を示すグラフであ
る。

【図５】 従来と本発明における排気特性を比較して示
すためのグラフである。

【図６】 本発明の一実施例を示すための図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ：陰極 ３：電源 ４ａ，４ｂ：マグネット １０ａ，１０ｂ：円筒状陽極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の互いに平行に配置された陰極と、
   該陰極間に配置された複数の筒状陽極と、該陰陽極間に
   電圧を印加するための手段と、該陽極の軸方向に沿って
   磁場を印加するための手段とを具備したスパッタイオン
   ポンプにおいて、前記筒状陽極は径の大小異なる複数種
   類の筒状陽極より成り、小さい径を有する筒状陽極は前
   記磁場印加手段による最大磁場が発生するポンプ中心領
   域に配置されており、大きな径を有する筒状陽極は前記
   磁場印加手段により発生する磁場が減衰するポンプ周辺
   部に配置されていることを特徴とするスパッタイオンポ
   ンプ。