專利名稱：包括吸氣泵和離子泵的組合泵送系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括吸氣泵和離子泵的組合泵送系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
存在著諸如粒子加速器和電子顯微鏡的眾多科研和工業(yè)儀器或系統(tǒng)，所述儀器或系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)需要超高真空條件(在該領(lǐng)域中被指示為UHV)，即壓力值低于10_6Pa。泵送系統(tǒng)一般被用來創(chuàng)建這些真空層級(jí)，所述泵送系統(tǒng)包括被定義為主泵的泵(例如旋轉(zhuǎn)泵或隔膜泵)，以及在渦輪分子泵、吸氣泵、離子泵或低溫泵之間選擇的二級(jí)泵。主泵在大氣壓力下開始運(yùn)轉(zhuǎn)并且能夠?qū)⑶皇覂?nèi)的壓力值降至大約KT1-KT2I^ ；在這些壓力下UHV泵被激活，將系統(tǒng)中的壓力值降至大約io-7-io_9pa。在最通用的UHV泵中，離子泵和渦輪分子泵能夠吸收幾乎所有氣體。渦輪分子泵得到賞識(shí)，原因在于與其它機(jī)械泵相比，渦輪分子泵具有降低的(即使并非無效)真空腔室的油污染，但是有效的極限真空值與輕氣體(氫氣和氦氣)相當(dāng)?shù)偷膲嚎s比以及來自外部環(huán)境的少量這些氣體通過該泵的可能傳入有關(guān)。離子泵不具有移動(dòng)部件和油，因此離子泵的特征在于非常完全地低維護(hù)以及與外部環(huán)境更好地隔絕。此外，它們能夠提供排空腔室內(nèi)部壓力值的近似指示。該特征得到真空儀器的制造商和使用者的賞識(shí)，原因在于其允許監(jiān)控系統(tǒng)的條件并且當(dāng)腔室內(nèi)的壓力增大至臨界值時(shí)中斷泵送運(yùn)轉(zhuǎn)。離子泵包括一套多個(gè)相互等同的構(gòu)件。在所述構(gòu)件的每一個(gè)中，通過高電場從腔室中的氣體產(chǎn)生離子和電子；被布置成圍繞每個(gè)構(gòu)件的磁體為電子提供非直線型軌跡(一般為螺旋型軌跡)以便于增強(qiáng)其電離腔室中其它分子的能力。如此產(chǎn)生的離子被構(gòu)件壁所俘獲，部分地通過向壁內(nèi)的離子注入，部分地歸因于鈦層下的埋入效應(yīng)，所述埋入效應(yīng)通過在離子撞擊和再沉積后的壁侵蝕所產(chǎn)生的原子(或原子“簇”)形成。鈦亦具有固有的吸收能力，即鈦是能夠與簡單氣體分子相互作用通過形成化學(xué)合成物固定它們的金屬。離子泵的一個(gè)問題表現(xiàn)為作為甲烷分解效應(yīng)而產(chǎn)生氫氣的可能性，這是能帶來實(shí)現(xiàn)所需真空條件(即達(dá)到系統(tǒng)壓力值低于大約10_8-10_9Pa，如由K. L. Welch等人發(fā)表于 J. Vac. Sci. Technol. A, American Vacuum Society, 1994，第 861 頁的科學(xué)出版物"Pumping of Helium and Hydrogen by Sputter-Ion Pumps. II. Hydrogen Pumping，，中所描述的)上的困難的現(xiàn)象。氫氣和其他不需要的氣體物質(zhì)的產(chǎn)生導(dǎo)致從離子泵朝向真空腔室的準(zhǔn)直分子流量的存在，一般被稱作“束效應(yīng)”。第二類問題可能存在于塵粒投射至束管道內(nèi)，為了諸如由D. R. C. Kelly發(fā)表于 Proceedings of the Particle Accelerator Conference, 1997,第 3 卷，第 3547 頁中的禾斗學(xué)出版物““Dust in Accelerator Vacuum Systems”中所描述的若干應(yīng)用。離子泵的其他非次要性限制是它們相對(duì)較大的尺寸和重量，所述相對(duì)較大的尺寸和重量使得它們?cè)谛⌒突虮銛y式系統(tǒng)中較難應(yīng)用。這些問題在諸如電子顯微鏡、粒子加速器和表面分析系統(tǒng)的應(yīng)用中是尤其重要的。吸氣泵的運(yùn)轉(zhuǎn)基于由非可蒸發(fā)的吸氣材料(在本領(lǐng)域中被稱作NEG)制成的元件化學(xué)吸收活性氣體物質(zhì)(諸如氧氣、氫氣、水和碳的氧化物)的原理。最重要的NEG材料是基于鋯或鈦的合金；吸氣泵例如在專利US 5，342，172和US 6，149，392中進(jìn)行描述。吸氣泵具有在相等尺寸下顯著高于離子泵的吸收速度的氣體吸收速度，并且與之相比能夠更加有效地去除氫氣；與這些優(yōu)勢相反的，吸氣泵的泵送效率在碳?xì)浠衔?諸如例如環(huán)境溫度下的甲烷)情況下是不良的并且在稀有氣體情況下是無效的。此外，吸氣泵無法提供腔室內(nèi)壓力的測量。為了改進(jìn)UHV腔室中的泵送，不同二級(jí)泵的組合使用可以克服以上所描述的限制。與渦輪分子泵逆向相對(duì)的吸氣泵的使用在國際專利公開W098/58173中被描述。 該應(yīng)用教示了渦輪分子泵和特殊吸氣泵的組合，以克服嚴(yán)格地與第一泵的機(jī)械結(jié)構(gòu)相關(guān)的逆向配置的效率、傳導(dǎo)性以及熱的缺陷。所公開方案的較強(qiáng)限制是需要特別的吸氣泵，所述吸氣泵適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行制造以與渦輪分子泵一起使用。實(shí)際上Z形線被建議作為吸氣元件，以克服在標(biāo)準(zhǔn)式生產(chǎn)的NEG泵的使用中所觀察到的技術(shù)問題。因此，不可能在所公開的組合泵送系統(tǒng)中使用較少花費(fèi)以及更高效率的吸氣泵。WO 00/23173描述了相互并排的吸氣泵和渦輪分子泵的使用。泵具有相對(duì)于真空腔室的“串聯(lián)”配置并且它們需要使用溫度響應(yīng)式移動(dòng)屏蔽裝置以限制熱量從吸氣泵和渦輪分子泵傳遞。雖然所公開的屏蔽構(gòu)件的使用允許最小化朝向渦輪分子泵的氣流傳導(dǎo)性的降低，但是組合泵送系統(tǒng)的總傳導(dǎo)性無論如何受到連接系統(tǒng)與真空腔室的孔的限制，并且對(duì)渦輪分子泵來說，受到被管道中的吸氣泵所占據(jù)的有效體積的限制。離子泵和吸氣泵的組合使用提供特別有效率的UHV泵送系統(tǒng)。在組合泵送系統(tǒng)中離子泵和吸氣泵可以被布置為并聯(lián)或串聯(lián)，例如在1998年由Wiley-Interscience，John Wiley & Sons 出版，由 Μ· Lafferty 在科學(xué)出版物“Foundation of Vacuum Science and Technology”中所描述的。這些泵送系統(tǒng)已經(jīng)例如公開于涉及同樣的真空系統(tǒng)的專利申請(qǐng)JP 58-117371 或?qū)＠鸘S 5，221，190中、以及來自涉及粒子加速器(其腔室通過使用分開的離子泵和吸氣泵保持排空)的專利申請(qǐng)JP-A-06-140193或JP-A-07463198。在所有這些文獻(xiàn)中所描述的組合泵送系統(tǒng)基于離子泵作為主泵的使用以及吸氣泵作為具有較小尺寸的輔助泵的使用。由此，這些文獻(xiàn)未解決與離子泵的使用有關(guān)的主要問題，即它們較大的重量、尺寸、能量消耗以及尤其是與上文描述的與除氣現(xiàn)象有關(guān)的較低的真空腔室壓力限制。此外，這些文獻(xiàn)公開將吸氣泵引入真空腔室壁中的凹部，以使得其泵送效率和傳導(dǎo)性值如果與直接在真空腔室體積內(nèi)的布置相比得到降低。專利申請(qǐng)US 2006/0231773描述了一種電子顯微鏡，其中真空系統(tǒng)包括離子泵和吸氣泵，并且其中，吸氣泵被用作主泵、相對(duì)小的離子泵被用作輔助泵以阻擋未被吸氣泵吸收的氣體。雖然該系統(tǒng)允許減小真空系統(tǒng)的重量和尺寸，但是，與先前情況類似的，其特征在于相對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)來說依舊具有顯著尺寸的兩個(gè)分開的泵。此外，已知的是在UHV 系統(tǒng)中的關(guān)鍵點(diǎn)是形成于腔室壁上的孔隙的數(shù)目。實(shí)際上，歸因于在法蘭、墊圈或釬焊材料的顯微鏡水平處的可能不完全密封(特別是在系統(tǒng)受熱并且其中發(fā)生由不同材料制成的部件的不同熱膨脹的情況下)，這些孔隙可能代表真空條件降級(jí)的優(yōu)先點(diǎn)。在專利申請(qǐng) US2006/0231773中所描述的雙泵系統(tǒng)需要來自外部的兩個(gè)不同入口點(diǎn)以供給離子泵和吸氣泵(或者如果例如系統(tǒng)包括多于一個(gè)的離子泵則多于兩個(gè))，并且因此從制造須在超高真空條件下運(yùn)轉(zhuǎn)的系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，其并非最佳。在本申請(qǐng)人名下的國際專利公開WO 2009118398描述了組合泵送系統(tǒng)，所述組合泵送系統(tǒng)包括具有減小尺寸的至少一個(gè)離子泵以及布置于共同法蘭的不同位置處的一個(gè)吸氣泵。通過這種方式，可以沿腔室壁使用單個(gè)孔隙，因此簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并且限制其密閉性問題。然而，這些泵送系統(tǒng)是基于兩個(gè)泵的并聯(lián)配置，所述配置不允許對(duì)由離子泵運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的朝向待排空腔室的除氣流量的有效限制。特別地，由于分解現(xiàn)象而來自離子泵的氫氣和其它不需要的化學(xué)物質(zhì)的流量能夠在實(shí)現(xiàn)低壓力值目標(biāo)上構(gòu)成強(qiáng)大的限制因素。由離子泵在其運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的除氣流量可以通過使用離子泵和吸氣泵的串聯(lián)配置得到降低。專利GB 2164788描述了例如吸氣泵和離子泵被串聯(lián)布置于其中的組合泵送系統(tǒng)。特別地，吸氣泵被布置于將離子泵和待排空的腔室相連接的管道內(nèi)。以上提到的專利的泵送系統(tǒng)的一個(gè)問題是每一個(gè)泵影響另一個(gè)泵的泵送，因此導(dǎo)致來自待排空的腔室的氣流傳導(dǎo)性的降低。實(shí)際上，把吸氣泵布置于將法蘭孔隙與離子泵相連接的管道內(nèi)必然導(dǎo)致從待排空的腔室的朝向離子泵的氣體流量的減少。此外，從腔室朝向吸氣泵的氣體流量受到以上提到的管道的孔的尺寸的限制。專利GB 2164788亦公開將吸氣泵定位于沿在離子泵孔隙和真空腔室之間的管道的側(cè)壁的基座中，作為可能的替代布置。雖然該配置限制離子泵傳導(dǎo)性降低的負(fù)面效應(yīng)，但是其導(dǎo)致朝向吸氣泵的氣體流量減少以及因此在傳導(dǎo)性上處于更低的效率。因此本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種能夠克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)的組合泵送系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，所述目的通過組合泵送系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，所述組合泵送系統(tǒng)包括串聯(lián)安裝以及在法蘭的相對(duì)側(cè)面上安裝的吸氣泵和離子泵，所述法蘭適合于將組合泵送系統(tǒng)安裝至真空腔室，其特征在于離子泵由管道連接至法蘭以及所述吸氣泵在所述管道外部。發(fā)明者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明的離子泵和吸氣泵的組合允許獲得并保持腔室內(nèi)的超高真空條件，提供“并聯(lián)”泵配置和“串聯(lián)”泵配置的全部優(yōu)勢。與“串聯(lián)”布置類似的，實(shí)際上，本發(fā)明允許吸氣泵有效吸收由離子泵產(chǎn)生的準(zhǔn)直分子流量，同時(shí)與“并聯(lián)”配置類似的，在法蘭相對(duì)側(cè)面上的布置允許由全部兩個(gè)泵而從真空腔室泵送氣體不降低其傳導(dǎo)性。


本發(fā)明將參考附圖在下文中進(jìn)行詳細(xì)描述，其中圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的泵送系統(tǒng)的第一實(shí)施例的示意性立體圖；圖2和圖加為沿由在圖1中所示的系統(tǒng)的II-II線所定義的平面的縱向剖視圖， 所述圖2和圖加分別沒有和具有在吸氣泵與法蘭孔之間的連接管道；圖3示意性顯示根據(jù)本發(fā)明的泵送系統(tǒng)的一個(gè)替代實(shí)施例的側(cè)視圖；圖4是顯示在根據(jù)本發(fā)明的組合系統(tǒng)中使用的吸氣泵內(nèi)的吸氣構(gòu)件不同結(jié)構(gòu)的可能配置的俯視圖。
具體實(shí)施例方式所有附圖均以示意性和簡化的形式顯示以允許更好地理解，因此未指示諸如電連接的細(xì)節(jié)、也未遵循形成系統(tǒng)的不同構(gòu)件及其物理聯(lián)接的實(shí)際幾何比例。這些細(xì)節(jié)及其可能的變形能夠容易地被本領(lǐng)域的技術(shù)人員所確定。圖1及圖2示意性地顯示根據(jù)本發(fā)明的泵送系統(tǒng)的第一實(shí)施例的最簡化配置。該系統(tǒng)包括適合于直接安裝于真空腔室壁上的法蘭111，在所述真空腔室壁上吸氣泵120和離子泵130分別連接至該法蘭的相對(duì)側(cè)面上并且吸氣泵物理地?cái)r截法蘭孔的對(duì)稱軸線。為簡化之，全部圖均顯示在優(yōu)選實(shí)施例中的本發(fā)明，即相對(duì)于法蘭的對(duì)稱軸線同軸地進(jìn)行安裝。法蘭因此被連接至兩個(gè)泵上并且能夠被用于將所組合的系統(tǒng)與真空腔室壁相連接，這導(dǎo)致一種布置，其特征在于將離子泵定位于腔室體積的外部，而吸氣泵被分配于該腔室的內(nèi)部、且不在管道中或管道的其中一個(gè)壁上的殼體(lodging)中。此外，如果吸氣泵所占據(jù)的體積攔截法蘭孔的軸線(定義為該法蘭孔自身的對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)軸線)，則該吸氣泵的布置是優(yōu)選地。吸氣泵120可以由NEG材料制成的元件來建造，具有各種形狀并且根據(jù)不同的幾何形狀被組裝；此外，吸氣泵可以包括金屬護(hù)罩(例如采用網(wǎng)格或者至少部分開孔或開口的薄板的形式)，所述金屬護(hù)罩圍繞該套由NEG材料制成的構(gòu)件布置以保護(hù)吸氣泵并避免金屬粒子的偶然性(incidental)損失(在其中必須使用泵的真空系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行笨拙的組裝操作時(shí)是可能的)。在圖1和圖2中，吸氣泵120由一系列NEG材料制成的圓盤121、121'......構(gòu)
成，所述圓盤由中心支承件122進(jìn)行堆疊并且由例如金屬環(huán)(未在圖1中顯示)保持間隔開。由例如陶瓷材料(氧化鋁是優(yōu)選地)制成的中心支承件122是中空的并且在其內(nèi)部容納有加熱元件，所述加熱元件能夠由例如從支承件(亦由陶瓷材料制成)的孔中穿過的金屬線電阻器制成。孔與中心支承件的軸線相平行并且為相對(duì)于所述軸線的通孔。支承件122 通常被固定至設(shè)置有電饋通件(electricalfeedthroughs)的連接器124，所述連接器通常
由陶瓷制成并且通過釬焊被固定至離子泵的其中一個(gè)壁上。雖然圓盤121、121'......可
以NEG材料的燒結(jié)粉末形成并且因此相對(duì)緊密，但是它們優(yōu)選為多孔的以增加暴露的表面面積和提升泵的氣體吸收性能。由NEG材料制成的多孔構(gòu)件可以例如根據(jù)在本申請(qǐng)人名下的專利EP 719609中所描述的方法制造，采用諸如在本申請(qǐng)人名下的專利US5，324，172中所描述的具有各種形狀的多孔燒結(jié)體的形式，或者采用可被不同成形的金屬板上的沉積物的形式。離子泵130包括陽極構(gòu)件131，所述陽極構(gòu)件131的形狀被設(shè)計(jì)為具有開放端部且由導(dǎo)電材料(一般為金屬材料)制成的圓筒體，所述陽極構(gòu)件131由支承件132保持就位， 所述支承件132通過連接器133被固定于離子泵的其中一個(gè)壁上，所述連接器133和連接器IM相似且設(shè)置有一個(gè)或更多個(gè)與法蘭絕緣的電饋通件。陽極構(gòu)件131的軸線與法蘭的平坦表面相平行。由鈦、鉭或鉬制成的兩個(gè)電極134及134'面向陽極構(gòu)件131的開放端部并且被布置于距其的較短距離處(大約1mm)。由陽極構(gòu)件131與電極134和134'所形成的組件由壁136包封。永久磁體的磁極135和135'面向電極134和134'布置于其上的側(cè)面。磁體可以是適合于產(chǎn)生高磁場的任何已知的永久磁體，例如釹-鐵-硼或釤-鈷類型的永久磁體。最靠近電極134和134'并且與電極134和134'平行的壁136優(yōu)選地具有減小的厚度(例如具有在大約0. 5mm和1.5mm之間的值)，從而不屏蔽由磁極135和 135'形成的磁體產(chǎn)生的磁場。陽極構(gòu)件131的支承件132是典型的高真空饋通件，以允許對(duì)陽極構(gòu)件的電力供給的通過?？梢源嬖趩蝹€(gè)電纜以供給陽極構(gòu)件131，或者還可以有允許讀取真空腔室內(nèi)的壓力的電觸點(diǎn)。兩個(gè)電極可以保持在法蘭的電位處；或者，兩個(gè)電極可以由電力供給并且保持在相對(duì)于陽極構(gòu)件131的電位來說為負(fù)的相同電位處。或者，可以通過將兩個(gè)電極保持在相同電位的觸點(diǎn)(未在圖中顯示)將所述兩個(gè)電極相互電連接。優(yōu)選地，離子泵120和吸氣泵130相對(duì)于彼此同軸布置，因此最大化組合系統(tǒng)的吸收率及泵送效率。此外，根據(jù)本發(fā)明的組合泵送系統(tǒng)被優(yōu)選地安裝于待排空的腔室上，以便于吸氣泵被物理地布置于腔室的體積內(nèi)部并且離子泵相對(duì)于其被布置于外部。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，包括多個(gè)沿其壁形成的側(cè)向孔隙的中空元件(170)被用于對(duì)應(yīng)法蘭孔，如在圖加中所示。該中空元件用作從法蘭孔到吸氣泵底座的管道(但是側(cè)向開口)，具有其中至少一部分區(qū)域是開放的側(cè)壁。不同的管道形狀和側(cè)向開口能夠被無明確限定地使用以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的改進(jìn)。例如管道能夠具有圓形、正方形、六邊形或其他幾何形狀的橫截面。此外，開口能夠?yàn)榭住⑵叫胁刍蚱渌魏芜m合的替代物。優(yōu)選地，管道的空白面積與總面積之間的比值大于0. 2，更優(yōu)選地大于0. 4。該方案允許確保待排空的腔室和離子泵之間充分的傳導(dǎo)性。替代上述類型的管道的，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)可以包括側(cè)向開口并且適合于支承吸氣泵的構(gòu)件的任何種類的金屬結(jié)構(gòu)例如籠狀結(jié)構(gòu)可被適當(dāng)?shù)厥褂谩ｋm然圖1、圖2和圖加以顯示離子泵的最簡化配置，即其中存在圓筒形陽極，但是陽極構(gòu)件的數(shù)量可為大于一。本發(fā)明的組合泵送系統(tǒng)中的離子泵相對(duì)于在現(xiàn)有技術(shù)的組合泵送系統(tǒng)中所用的離子泵可以具有顯著減小的尺寸。實(shí)際上，由于本發(fā)明的配置所允許的吸氣泵的運(yùn)轉(zhuǎn)，離子泵可以具有標(biāo)稱泵送速度，例如，包括于21/sec和201/sec之間。在本發(fā)明的一種替代實(shí)施例中，可以使用所謂的“Alnico”類型的磁體。Alnico是指示一種組合物的縮寫詞，所述組合物基于鋁(按重量8-12%)、鎳(按重量15-26%)、鈷 (按重量5- % )，可能加入較小百比分的銅和鈦，組合物的剩余部分是鐵。除了產(chǎn)生非常高磁場的能力外，Alnico磁體在所有磁性材料中具有最高的居里溫度之一，800°C左右，由此能夠耐受離子泵可能遭受的任何熱處理，并且因此當(dāng)加熱系統(tǒng)時(shí)沒有必要移除磁體。圖3顯示本發(fā)明的一個(gè)替代實(shí)施例，其中吸氣泵220包括多個(gè)吸氣構(gòu)件，所述多個(gè)吸氣構(gòu)件彼此堆疊并且類似于例如在本申請(qǐng)人名下的專利US6，149，392中所描述的進(jìn)行布置。被布置于待排空的腔室壁MO內(nèi)的吸氣泵220由多孔金屬結(jié)構(gòu)250包封，所述多孔金屬結(jié)構(gòu)250通過插在吸氣泵和法蘭211的孔260之間的管道270進(jìn)行聯(lián)接，當(dāng)組合泵送系統(tǒng)在使用中時(shí)，所述法蘭211被安裝至沿著待排空的腔室的壁MO的適當(dāng)孔上。該溝通管道270包括沿其壁形成的多個(gè)側(cè)向孔隙(未在圖中顯示)，所述多個(gè)側(cè)向孔隙將溝通管道 270與待排空的腔室相連接。該方案允許確保待排空的腔室和離子泵之間充分的傳導(dǎo)性。 替代以上提到的類型的管道的，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)可以包括側(cè)向開放并且適合于支承吸氣泵的構(gòu)件的金屬結(jié)構(gòu)。
在法蘭的與布置有吸氣泵的側(cè)面相對(duì)的側(cè)面上，布置有離子泵230并且在孔260 處聯(lián)接至法蘭211。如以上所解釋的，離子泵230可以在其內(nèi)部設(shè)置有一個(gè)或更多個(gè)陽極構(gòu)件。圖4顯示堆疊于吸氣泵220內(nèi)部的若干吸氣構(gòu)件的可能空間布置。每個(gè)吸氣構(gòu)件表現(xiàn)為由吸氣材料制成的一系列圓盤221，所述一系列圓盤221以類似于用于本發(fā)明集成泵目的的最簡化配置中已描述過的方式沿支承件222進(jìn)行堆疊。形成吸氣泵的不同吸氣構(gòu)件圍繞與集成系統(tǒng)的法蘭211上的孔沈0的中心相重合的軸線對(duì)稱布置。此外，在本發(fā)明的其中一個(gè)可能的替代實(shí)施例中，法蘭孔的特征在于存在平坦金屬表面，所述平坦金屬表面包括相對(duì)于實(shí)際法蘭孔具有減小的尺寸的一個(gè)或更多個(gè)孔，但是這樣做以確保來自根據(jù)本發(fā)明規(guī)定的集成系統(tǒng)的泵送?；蛘撸撈教苟嗫妆砻婵梢詫?duì)應(yīng)于由一個(gè)或更多個(gè)吸氣構(gòu)件所形成的吸氣泵的支承平面，并且由此不會(huì)與被法蘭孔所占據(jù)的表面相重合。從集成泵送系統(tǒng)的泵送觀點(diǎn)來說源自根據(jù)本發(fā)明的相互定位的技術(shù)優(yōu)勢將在下文中參考以下實(shí)例進(jìn)行描述。實(shí)例1已準(zhǔn)備好根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的組合泵送系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括由本申請(qǐng)人制造的吸氣泵模型CapaciTorr D-100以及具有21/sec標(biāo)稱泵送速度的離子泵。所述泵已相對(duì)于彼此同軸安裝并且根據(jù)ASTMF798-97標(biāo)準(zhǔn)在2. 12 10_8kg m2s_3的恒定甲烷流量條件下已經(jīng)被測試過。法蘭孔和吸氣泵之間的距離已經(jīng)被固定于24mm。表1分別列出對(duì)甲烷和氫氣的化學(xué)物質(zhì)所測量的部分壓力。實(shí)例2 (作為對(duì)比)在類似于先前實(shí)例的實(shí)驗(yàn)條件下，已準(zhǔn)備好未根據(jù)本發(fā)明的組合泵送系統(tǒng)，在所述組合泵送系統(tǒng)中，吸氣泵和離子泵已被布置為相互垂直。由吸氣泵所占據(jù)的體積不攔截法蘭孔軸線。最靠近的吸氣泵元件和與離子泵相連接的法蘭孔之間的距離已經(jīng)被固定于 38mm。實(shí)例3 (作為對(duì)比)在類似于先前實(shí)例的實(shí)驗(yàn)條件下，已準(zhǔn)備好未根據(jù)本發(fā)明的組合泵送系統(tǒng)，在所述組合泵送系統(tǒng)中，吸氣泵和離子泵的軸線平行并且彼此相距大約130mm。實(shí)例4 (作為對(duì)比)在類似于先前實(shí)例的實(shí)驗(yàn)條件下，已準(zhǔn)備好未根據(jù)本發(fā)明的組合泵送系統(tǒng)，在所述組合泵送系統(tǒng)中，然而，僅離子泵已被接通。表1顯示根據(jù)本發(fā)明的集成泵與由具有相同吸氣泵和離子泵的不同配置相比具有更高的甲烷泵送速度。為進(jìn)行比較，表1還包含在僅使用離子泵的情況下的泵送速度。表 權(quán)利要求
1.一種組合泵送系統(tǒng)，所述組合泵送系統(tǒng)包括吸氣泵(120;220)和離子泵(130; 230)，所述吸氣泵和離子泵被串聯(lián)安裝并且分別被布置在同一法蘭(111 ；211)的相對(duì)側(cè)面上，所述離子泵由管道(136 ；236)連接至法蘭孔060)，其特征在于，所述法蘭適合于將所述組合泵送系統(tǒng)直接安裝至真空腔室壁(MO)上，并且所述吸氣泵在將所述離子泵與所述法蘭孔相連接的所述管道的外部。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述吸氣泵(120;220)用其體積攔截所述法蘭孔 (260)的軸線。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述吸氣泵和離子泵(120，130;220，230)被安裝為其軸線彼此平行以及與所述法蘭孔O60)的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸線平行。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述吸氣泵和離子泵(120，130；220, 230)相對(duì)于彼此同軸安裝。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述吸氣泵(120；220)包括堆疊在一個(gè)或更多個(gè)支承件(122 ；222)上且由非可蒸發(fā)的吸氣材料制成的多個(gè)圓盤(121，121' ；221)。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述吸氣材料圓盤(221)被布置在通過第二管道 (270)與所述法蘭011)的孔(沈0)相聯(lián)接的金屬結(jié)構(gòu)(250)的內(nèi)部，所述第二管道適合于將所述吸氣泵O20)與所述離子泵(230)相連接。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述第二管道(270)在其壁中設(shè)置有多個(gè)側(cè)面孔隙，所述多個(gè)側(cè)面孔隙適合于直接將所述真空腔室與所述離子泵(230)相連接。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，在所述第二管道Q70)中，所述多個(gè)側(cè)面孔隙導(dǎo)致大于0. 2的空白面積與總體側(cè)向面積之間的比率。
9.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，在所述第二管道Q70)中，所述多個(gè)側(cè)面孔隙導(dǎo)致大于0. 4的空白面積與總體側(cè)向面積之間的比率。
10.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述第二管道(270)具有籠狀結(jié)構(gòu)。
11.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述吸氣材料圓盤021)被布置于金屬結(jié)構(gòu) (250)內(nèi)部，所述金屬結(jié)構(gòu)通過側(cè)向開放且適合于支承所述吸氣泵(120，220)的構(gòu)件的金屬結(jié)構(gòu)與所述法蘭011)的孔(WO)相聯(lián)接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種包括吸氣泵(120；220)和離子泵(130；230)的組合泵送系統(tǒng)。該吸氣泵和該離子泵(120，130；220，230)被串聯(lián)安裝于同一法蘭(111，211)上，并且被分別布置于其相對(duì)的側(cè)面上以便于使吸氣泵和離子泵朝向真空腔室中的氣體流量源的傳導(dǎo)性最大化，從而改進(jìn)該系統(tǒng)的真空層級(jí)。
文檔編號(hào)H01J7/18GK102356236SQ201080012078
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2010年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月17日
發(fā)明者A·博努奇, A·孔特, P·瑪尼尼 申請(qǐng)人:工程吸氣公司