(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）円筒状の陰極ケージと、
ｂ）前記円筒状陰極ケージを取り囲み、内側が真空のポリマー製真空ハウジングと、
ｃ）前記ポリマー製真空ハウジングを取り囲む円筒状の磁石と、
ｄ）前記ポリマー製真空ハウジングを貫通して配置された陽極フィードスルーピンと、
を備える、電離真空計。
【請求項２】
請求項１に記載の電離真空計において、前記ポリマー製真空ハウジングが、その末端を閉止する底部を有し、前記陽極フィードスルーピンが、前記底部を貫通して配置されている、電離真空計。
【請求項３】
請求項１に記載の電離真空計において、さらに、
前記ポリマー製真空ハウジングを貫通して配置され、前記円筒状陰極ケージに電気的に接続された陰極フィードスルーピン、
を備える、電離真空計。
【請求項４】
請求項３に記載の電離真空計において、前記陰極フィードスルーピンが前記ポリマー製真空ハウジングの側部を貫通して配置されている、電離真空計。
【請求項５】
請求項３に記載の電離真空計において、前記陽極フィードスルーピンまたは陰極フィードスルーピンが、非直線状部位を有する、電離真空計。
【請求項６】
請求項５に記載の電離真空計において、前記非直線状部位が、前記ポリマー製真空ハウジングの前記ポリマー中に配置されている、電離真空計。
【請求項７】
請求項３に記載の電離真空計において、前記陽極フィードスルーピンまたは陰極フィードスルーピンが、前記ポリマー製真空ハウジングの前記ポリマー中に配置されたねじ状部を有する、電離真空計。
【請求項８】
請求項３に記載の電離真空計において、前記陽極フィードスルーピンまたは陰極フィードスルーピンが、さらに、Ｏリングとともに前記ポリマー製真空ハウジングに連接されている、真空計。
【請求項９】
請求項３に記載の電離真空計において、前記陽極フィードスルーピンまたは陰極フィードスルーピンが、前記ポリマー製真空ハウジングの前記ポリマー中に配置された拡張ディスク部位を有する、電離真空計。
【請求項１０】
請求項３に記載の電離真空計において、前記陽極フィードスルーピンまたは陰極フィードスルーピンが、前記ポリマー製真空ハウジング中に埋設された導電性のマトリクスで２つの導電体を接続することによって形成されている、電離真空計。
【請求項１１】
請求項１に記載の電離真空計において、
前記ポリマー製真空ハウジングがさらに、
該電離真空計をプロセスチャンバに連結するための、該ポリマー製真空ハウジングと一体的に型成形されたフランジ、
を備える、
電離真空計。
【請求項１２】
請求項１に記載の電離真空計において、さらに、
前記円筒状の陰極ケージ内に、前記陽極フィードスルーピンと同軸状に配置された、スパッタシールド、
を備える、電離真空計。
【請求項１３】
請求項１に記載の電離真空計において、さらに、
前記陽極フィードスルーピンに電気的に接続され、前記円筒状の陰極ケージ内に配置されているスタータ、
を備える、電離真空計。
【請求項１４】
請求項１に記載の電離真空計において、前記円筒状の陰極ケージの上部が、該円筒状の陰極ケージから前記ポリマー製真空ハウジング中へと径方向外側に延出するリップを有する、電離真空計。
【請求項１５】
請求項１に記載の電離真空計において、さらに、
前記円筒状の陰極ケージの上部に接続された強磁性のスクリーン、
を備える、電離真空計。
【請求項１６】
請求項１に記載の電離真空計において、前記ポリマー製真空ハウジングが、該電離真空計をチャンバに連結するためのフランジを有する、電離真空計。
【請求項１７】
請求項１に記載の電離真空計において、さらに、
前記ポリマー製真空ハウジング中において、前記円筒状の陰極ケージの底部より下で、前記陽極フィードスルーピンの周りに配置されたＯリング、
を備える、電離真空計。
【請求項１８】
請求項１に記載の電離真空計において、さらに、
プリント回路基板、
を備え、前記陽極フィードスルーピンが前記プリント回路基板を貫通して配置されており、前記ポリマー製真空ハウジングが前記プリント回路基板に機械的に接続されている、電離真空計。
【請求項１９】
請求項１に記載の電離真空計において、前記ポリマー製真空ハウジングが、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリプロピレンまたはポリカーボネートで形成されている、電離真空計。
【請求項２０】
請求項１に記載の電離真空計において、前記ポリマー製真空ハウジングが、ガス放出速度が５×１０−６Ｔｏｒｒ・Ｌ／ｓ・ｃｍ２未満のポリマーで形成されている、電離真空計。
【請求項２１】
請求項１に記載の電離真空計において、前記ポリマー製真空ハウジングが、非吸湿性のポリマーで形成されている、電離真空計。
【請求項２２】
請求項１８に記載の電離真空計において、さらに、
前記ポリマー製真空ハウジング及び前記プリント回路基板を少なくとも部分的に取り囲む筐体、
を備える、電離真空計。
【請求項２３】
請求項２２に記載の電離真空計において、前記筐体が、ポリマーで形成されている、真空計。
【請求項２４】
請求項２２に記載の電離真空計において、さらに、
前記筐体に接続されたコネクタ、
を備える、電離真空計。
【請求項２５】
電離真空計を製造する方法であって、
ａ）真空計用の組立体をモールド内に配置する工程であって、前記真空計用の組立体が、
ｉ）開口の設けられた底部を有する円筒状の陰極ケージ、
ｉｉ）前記底部の前記開口を通って配置された陽極フィードスルーピンを含む、工程と、
ｂ）溶融したポリマーを前記モールドに流し込む工程と、
ｃ）前記溶融したポリマーを固化させて、前記円筒状の陰極ケージと前記陽極フィードスルーピンの周囲にポリマー製真空ハウジングを形成する工程と、
ｄ）前記ポリマー製真空ハウジングの周囲に、円筒状の磁石を配置する工程と、
を備える、方法。
【請求項２６】
請求項２５に記載の方法において、前記ポリマー製真空ハウジングを該真空ハウジングの末端を閉止する底部を有するものとし、前記陽極フィードスルーピンを、前記底部を貫通して配置する、方法。
【請求項２７】
請求項２６に記載の方法において、さらに、
陰極フィードスルーピンを前記ポリマー製真空ハウジングを貫通して配置し、前記円筒状陰極ケージに電気的に接続させる、
方法。
【請求項２８】
請求項２７に記載の方法において、前記陰極フィードスルーピンを前記ポリマー製真空ハウジングの側部を貫通して配置する、方法。
【請求項２９】
請求項２７に記載の方法において、前記陽極フィードスルーピンまたは陰極フィードスルーピンが、非直線状部位を有するものとする、方法。
【請求項３０】
請求項２９に記載の方法において、前記非直線状部位を、前記ポリマー製真空ハウジングの前記ポリマー中に配置する、方法。
【請求項３１】
請求項２７に記載の方法において、前記陽極フィードスルーピンまたは陰極フィードスルーピンを、前記ポリマー製真空ハウジングの前記ポリマー中に配置されたねじ状部を有するものとする、方法。
【請求項３２】
請求項２７に記載の方法において、前記陽極フィードスルーピンまたは陰極フィードスルーピンを、さらに、Ｏリングとともに前記ポリマー製真空ハウジングに連接する、方法。
【請求項３３】
請求項２７に記載の方法において、前記陽極フィードスルーピンまたは陰極フィードスルーピンを、前記ポリマー製真空ハウジングの前記ポリマー中に配置された拡張ディスク部位を有するものとする、方法。
【請求項３４】
請求項２７に記載の方法において、前記陽極フィードスルーピンまたは陰極フィードスルーピンを、前記ポリマー製真空ハウジング中に埋設された導電性のマトリクスで２つの導電体を接続することによって形成する、方法。
【請求項３５】
請求項２５に記載の方法において、
前記ポリマー製真空ハウジングをさらに、
該電離真空計をプロセスチャンバに連結するための、前記ポリマー製真空ハウジングと一体的に型成形されたフランジを有するものとする、
方法。
【請求項３６】
請求項２５に記載の方法において、前記真空計用の組立体が、さらに、前記円筒状の陰極ケージ内において、前記陽極フィードスルーピンと同軸状に配置されたスパッタシールドを含むものとする、方法。
【請求項３７】
請求項２５に記載の方法において、前記真空計用の組立体が、さらに、前記陽極フィードスルーピンに電気的に接続され、前記円筒状の陰極ケージ内に配置されたスタータを含むものとする、方法。
【請求項３８】
請求項２５に記載の方法において、前記円筒状の陰極ケージの上部が、該円筒状の陰極ケージから前記ポリマーハウジング中へと径方向外側に延出するリップを有するものとする、方法。
【請求項３９】
請求項２５に記載の方法において、前記真空計用の組立体が、さらに、前記冷陰極ケージの上部に接続された強磁性のスクリーンを含むものとする、方法。
【請求項４０】
請求項２５に記載の方法において、前記ポリマー製真空ハウジングが前記電離真空計をチャンバに接続するためのフランジを有するものとする、方法。
【請求項４１】
請求項２５に記載の方法において、さらに、
前記ポリマー製真空ハウジング中において、前記円筒状の陰極ケージの前記底部よりも下で、前記陽極フィードスルーピンの周りにＯリングを配置する工程、
を備える、方法。
【請求項４２】
請求項２５に記載の方法において、さらに、
プリント回路基板を前記ポリマー製真空ハウジングに機械的に接続する工程を備え、前記陽極フィードスルーピンを前記プリント回路基板を貫通して配置する、
方法。
【請求項４３】
請求項２５に記載の方法において、前記ポリマー製真空ハウジングを、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリプロピレンまたはポリカーボネートで形成する、方法。
【請求項４４】
請求項２５に記載の方法において、前記ポリマーハウジングを、ガス放出速度が５×１０−６Ｔｏｒｒ・Ｌ／ｓ・ｃｍ２未満のポリマーで形成する、方法。
【請求項４５】
請求項２５に記載の方法において、前記ポリマーハウジングを、非吸湿性のポリマーで形成する、方法。
【請求項４６】
請求項４２に記載の方法において、さらに、
前記ポリマー製真空ハウジング及び前記プリント回路基板を少なくとも部分的に取り囲む筐体を配置する工程、
を備える、方法。
【請求項４７】
請求項４６に記載の方法において、前記筐体を、ポリマーで形成されたものとする、方法。
【請求項４８】
請求項４６に記載の方法において、さらに、
コネクタを前記筐体に接続する工程、
を備える、方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本願は、2015年1月15日付出願の米国仮特許出願第62/103,968号および2015年7月10日付出願の米国仮特許出願第62/191,140号の利益を主張する。これら仮特許出願の全教示内容は、参照をもって本明細書に取り入れたものとする。
【技術分野】
【０００２】
産業用及び研究用いずれにおいても、真空系を操作する上で、正確で再現性のある圧力計測が重要な要件となる。このような用途で真空度の計測に用いられる圧力ゲージセンサには、様々な技術原理に基づいて動作するものがあるが、それらの設計の構築単位は共通している。その構築単位は：（１）圧力検出素子を収容するリークタイトなエンベロープ；（２）エンベロープの壁を通り越して電子機器と電力、バイアス電圧及び計測信号をやり取りする電気フィードスルー；ならびに（３）ゲージセンサと真空系におけるポートとのリークタイトな連結を可能にするフランジ；を含む。従来、圧力ゲージセンサの設計及び製造技術には、金属製材料及びセラミック絶縁体を用いるものが広く確立されている。旧来の真空計構築材料は、真空技術研究の自然な進化の結果であり、真空圧力センサに期待される機械的特性、電気的特性及び高真空適合性を満足するものである。
【０００３】
電離真空計（電離真空ゲージ）は公知の真空計であり、熱陰極真空計と冷陰極真空計とがある。冷陰極電離真空計は、真空排気されたエンベロープ内に、一対の電極（陽極ピンと陰極ケージ）を備え、該エンベロープは計測対象となる真空に連結される。冷陰極真空計では、陽極と陰極との間に、放電電流が流れるように、電極間に高い直流電圧の電位差が印加される。また、放電電流を平衡値に維持するため、それらの電極の軸方向に沿って磁場が印加される。この平衡値は、再現性のある圧力の関数である。冷陰極電離真空計は、中真空度から高真空度までの圧力（例えば、１Ｅ−１０〜１Ｅ−０２Ｔｏｒｒの範囲の圧力）を計測するために使用される。
【０００４】
したがって、電離真空計は、まずその真空計エンベロープ内の気体分子及び原子をイオン化して発生したイオン電流を測定することによって真空系の全圧を間接的に計測する。測定されたイオン電流は、真空計エンベロープ内の気体密度及び気体全圧に正比例する。すなわち、真空系内の圧力が減少すれば、測定されるイオン電流も減少する。気体毎の較正曲線により、全圧をイオン電流の測定値に基づいて算出することが可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、高性能真空系の部品は、ステンレス鋼から製作されてきた。ステンレス鋼は、脱ガス性が低く、部品に機械加工した後、それらの部品をつなぎ合わせてリークタイト構造を形成し、これで圧力検出素子を収容するとともに、内部部品への電気的導通路も提供することができる。ステンレス鋼製の部品の短所の一つとして、部材を機械加工する際の制限により、特殊な幾何形状の部品を製造することが困難な点が挙げられる。通常、ハウジングは、出発材料から金属を取り除くことにより、適切な幾何形状に機械加工される。フィードスルーコネクタは、一連の溶着及びろう付け作業により互いに組み付けられたセラミック絶縁体と導電性の金属ピンとの組合せにより形成される。従来の金属部品の機械加工方法によっては、非直線状の電気フィードスルーピンを具備したハウジングを製造することは困難である。また、ステンレス鋼は比較的高価であるので、どのような高真空対応圧力計測ゲージを製造する場合でも、コストが増加する。ステンレス鋼製の部品の他の短所として、標準的な真空フランジに適合する、リークタイトなシールを製造する必要があるが、その実施には、高価な費用を要し、かつ時間がかかるという問題がある。プラスチック材料は、従来からの密封フランジに適合可能で、かつ、安価で製造コストも低く、据え付け時間も短い代替的シーリング（密封）技術を開発する機会を与えるものである。プラスチックは、真空産業にとって安価な圧力計測製品を提供できる見込みがあるだけでなく、真空従事者の作業の流れを著しく向上させる機会にもなる。プロセスチャンバが操作上の理由から大気に開放されたときに、センサを素早く且つ安価に、新品と取り換えることができる。これによって、使用寿命を過ぎた故障した真空計が原因となって製造をオフラインにしなければならないということがなくなる。プラスチック材料は、さらに、金属製やセラミックス製の部品では考えられない設計を行う機会も提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書では、真空計（例えば、電離真空ゲージ）の部品をポリマー（高分子材料）から形成する方法について説明する。ポリマーの使用により、所望の幾何形状の部品を高速で形成するモールド（金型）の使用が可能となり、製造コストを減少させることができる。また、型成形されたハウジングは、ハウジングがステンレス鋼又は他の金属で形成された場合には製造困難な、特殊な幾何形状及び角度で、この絶縁ハウジングを直接通過する、電気フィードスルーピンを具備することができる。また、そのハウジングを通過する経路長が長くなるようにフィードスルーピンを設計することも可能であり、真空空間へ漏洩する気体の流入を減らすことにより、真空の品質を向上させることができる。
【０００７】
本明細書では、ポリマーで形成されたハウジングと、前記ハウジングを貫通して（ハウジング内を通過して）配置された電気フィードスルーピンとを備える、真空計（例えば、電離真空真空計等）について説明する。
【０００８】
本明細書では、さらに、電離真空計等の真空計に用いられるハウジングを製造する方法について説明する。この方法は、電気フィードスルーピンをモールド内に配置する工程と、溶融したポリマーを前記モールドに流し込む工程と、前記溶融したポリマーを固化させてハウジングを形成する工程と、を備え得る。この方法は、さらに、前記ハウジングの内側表面を真空封止材料で被覆する工程を備えるものであってもよい。前記モールドは、前記真空計をプロセスチャンバに連結するためのフランジを形成してもよい。
【０００９】
第２の電気フィードスルーピンが、前記ハウジングを貫通して配置されてもよい。一つの電気フィードスルーピンが前記ハウジングの底部を貫通して配置され得て、前記第２の電気フィードスルーピンが前記ハウジングの側部を貫通して配置され得る。前記電気フィードスルーピンは、互いに実質的に直交に向いているものとされ得る。前記電気フィードスルーピンは、前記ハウジングの前記ポリマー内を通って配置され得る非直線状部位を有し得る。前記電気フィードスルーピンは、陽極又は陰極に接続され得る。
【００１０】
前記電気フィードスルーピンは、前記ハウジングの前記ポリマー中に配置されたねじ状部（ねじ切りされた部位）を有してもよい。前記電気フィードスルーピンは、さらに、Ｏリングとともに前記ハウジングに連接されてもよい。前記電気フィードスルーピンは、前記ハウジングの前記ポリマー中に配置された拡張ディスク部を有してもよい。前記電気フィードスルーピンは、導電性のポリマーを前記センサハウジング中の２つの電気フィードスルーピン間で型成形し、２つの導電体をハウジング中に埋設された導電性マトリクスで接続することによって形成され得る。
【００１１】
前記電気フィードスルーピンは、さらに、ナイフエッジを有する部品で前記ハウジングに接続されてもよい。このナイフエッジを有する部品は、形状記憶ポリマー、好ましくは、熱活性型の形状記憶ポリマーで形成されたものであってもよい。
【００１２】
前記真空計は、さらに、前記ハウジング中に配置されたセンサを備えていてもよい。前記センサは、例えば、冷陰極電離真空計の逆マグネトロン電極構造を備えていてもよい。前記ハウジングの内側表面は、真空封止材料で被覆され得る。フランジが、前記真空計をプロセスチャンバに連結し得る。前記フランジは、モノリシックなエンベロープ−フランジ設計で前記ハウジングに一体的に型成形されたものであってもよい。
【００１３】
本明細書では、高真空ハウジングの部品（例えば、クロージャ等）について説明する。この部品は、真空側に真空封止被覆体を有する型成形されたポリマーを備えるものであってもよい。この部品は、真空ブランクであってもよい。該真空ブランクは、ナイフエッジまたは他の盛り上がり構造を備えていてもよい。前記型成形されたポリマーは、形状記憶ポリマー、好ましくは、熱活性型の形状記憶ポリマーであってもよい。この部品は、ナイフエッジまたは他の盛り上がり構造を備えていてもよい。
【００１４】
本明細書では、さらに、高真空ハウジングを密封する方法について説明する。この方法は、真空側に真空封止被覆体を有する型成形されたポリマーをオリフィスに挿入する工程と、前記オリフィスから前記型成形されたポリマーを取り外す工程と、前記型成形されたポリマーを加熱して該型成形されたポリマーを変形前の形状に戻す工程と、を備える。前記型成形されたポリマーは、前記オリフィスへの挿入時に変形する形状記憶ポリマーであってもよい。
【００１５】
本明細書では、さらに、真空計（例えば、冷陰極電離真空計等）について説明する。この真空計は、底部に開口を有する、有底円筒状の陰極ケージと、前記陰極に電気的に接続された陰極ピンと、前記底部の開口を通って配置された陽極と、前記円筒状の陰極ケージを取り囲むポリマーハウジングと、前記円筒状の陰極ケージの前記底部に配置され、前記円筒状の陰極ケージと、前記ポリマーハウジングとの界面で、該ポリマーハウジングを保護する絶縁体とを備えるものであってもよい。この真空計は、前記円筒状の陰極ケージ内に配置された、前記陽極と同軸状のスパッタシールドを備えてもよい。この真空計は、前記陽極に電気的に接続され、前記円筒状の陰極ケージ内に配置されたスタータを備えていてもよい。前記円筒状の陰極ケージの底部の底面は、前記絶縁体を取り囲むリップを有していてもよい。前記冷陰極ケージの上部は、該冷陰極ケージから前記ポリマーハウジング中へ半径方向外側に延出するリップを有してもよい。この真空計は、前記冷陰極ケージの上部に接続された強磁性のスクリーンを備えていてもよい。前記円筒状の陰極ケージの底部の開口は、絶縁体に陰を形成する段差状の縁を有してもよい。前記ポリマーハウジングは、前記電離真空計をチャンバに連結するためのフランジを有してもよい。円筒状の磁石が、前記ポリマーハウジングの少なくとも一部を取り囲んでいてもよい。Ｏリングが、ポリマーハウジング中において、前記円筒状の陰極ケージの前記底部よりも下で、前記陽極の周りに配置されてもよい。この真空計は、プリント回路基板を備え、前記陽極が該プリント回路基板を貫通して配置され、前記ポリマーハウジングが該プリント回路基板に機械的に接続されてもよい。前記ポリマーハウジングは、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリプロピレンまたはポリカーボネートで形成されてもよい。前記ポリマーハウジングは、ガス放出速度が５×１０-6Ｔｏｒｒ・Ｌ／ｓ・ｃｍ2未満のポリマーで形成されている。前記ポリマーハウジングは、非吸湿性のポリマーで形成され得る。この真空計は、プリント回路基板を貫通して配置される陽極の部位を取り囲む円筒状の絶縁体を備えていてもよい。この真空計は、前記ポリマーハウジング及び前記プリント回路基板を少なくとも部分的に取り囲む筐体を備えていてもよく、該筐体は、ポリマーで形成されていてもよい。この真空計は、前記筐体に接続されたコネクタを備えてもよい。
【００１６】
本明細書では、さらに、真空計用の組立体について説明する。この組立体は、底部に開口を有する有底円筒状の陰極ケージと、前記陰極に電気的に接続された陰極ピンと、前記底部の開口を通って配置された陽極と、前記円筒状の陰極ケージの底部に配置され、前記円筒状の陰極ケージとポリマーハウジングの界面で該ポリマーハウジングを保護するように構成されている絶縁体とを備えてもよい。この組立体は、モールド（典型的には、真空計製造用のモールド）への挿入のために構成されている。この真空計用の組立体は、前記円筒状の陰極ケージ内に配置された、前記陽極と同軸状のスパッタシールド、を備えてもよい。この真空計用組立体は、前記陽極に電気的に接続され、前記円筒状の陰極ケージ内に配置されているスタータを備えていてもよい。前記円筒状の陰極ケージの底部の底面は、絶縁体を取り囲むリップを有してもよい。前記冷陰極ケージの上部は、該冷陰極ケージから前記ポリマーハウジング中へ半径方向外側に延出するリップを有してもよい。この真空計用の組立体は、前記冷陰極ケージの上部に接続された強磁性のスクリーンを備えてもよい。前記円筒状の陰極ケージの底部の開口は、絶縁体上に陰を形成する段差状の縁を有してもよい。
【００１７】
本明細書では、さらに、真空計を製造する方法について説明する。この方法は、真空計用の組立体（例えば、前の段落で説明した真空計用の組立体等）をモールド内に配置する工程と、溶融したポリマーを前記モールドに流し込む工程と、前記溶融したポリマーを固化させて、前記円筒状の陰極ケージ、陰極ピン、陽極及び絶縁体の周囲にハウジングを形成する工程と、を備えてもよい。この方法は、前記ポリマーハウジングの少なくとも一部を取り囲む円筒状の磁石を配置する工程、を備えてもよい。この方法は、前記ポリマーハウジング中において、前記円筒状の陰極ケージの前記底部よりも下で、前記陽極の周りにＯリングを配置する工程を備え得る。この方法は、プリント回路基板を前記ポリマーハウジングに機械的に接続する工程を含んでもよく、その際、陽極はプリント回路基板を貫通して配置される。前記ポリマーハウジングは、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリプロピレンまたはポリカーボネートで形成されてもよい。前記ポリマーハウジングは、ガス放出速度が５×１０-6Ｔｏｒｒ・Ｌ／ｓ・ｃｍ2未満のポリマーで形成されてもよい。前記ポリマーハウジングは、非吸湿性のポリマーで形成されてもよい。この方法は、プリント回路基板を貫通して配置される陽極の、プリント回路基板を貫通する部位を取り囲む円筒状の絶縁体を配置する工程を備え得る。この方法は、前記ポリマーハウジング及び前記プリント回路基板を少なくとも部分的に取り囲む筐体を配置する。前記筐体は、ポリマーで形成されてもよい。この方法は、コネクタを前記筐体に接続する工程、を備えてもよい。
【００１８】
本明細書では、さらに、実質的にポリマーで形成される、真空ハウジング用のクロージャについて説明する。このクロージャは、金属被覆されたものであってもよい。また、このクロージャは、ナイフエッジ（例えば、コンフラットフランジが備えるようなナイフエッジ）を有するものであってもよい。
【００１９】
本明細書で説明する部品及び方法は、数多くの利点を奏することができ、真空計測器における各種の部品に適用可能である。真空計測器としては、対流強化ピラニ（Convection Enhanced Pirani）（ＣＥＰ）ゲージ、マイクロイオンセンサ、イオントラップセンサ、金属製ベアード−アルパートセンサ（例えば、MKS Instruments社（米国マサチューセッツ州アンドーバー）製のSTABIL-IONセンサ等）、ガラス製ベアード−アルパートセンサ、および熱電対センサなどがあげられる。さらに、射出成形法は極めて再現性が高く、かつ、射出成形で製造された真空計は射出成形工場から直接エンドユーザへと出荷されることが可能である。
【００２０】
真空計の異なる部品は、単一の型成形された又は機械加工されたポリマーの構造体へと集約することができる。そのため、センサを構築するために必要な組付け・接合工程の数を減らすことができる。すなわち、本明細書で説明する部品及び方法は、より経済的に製造しうる簡便な設計を提供する。具体的な一例として、フランジ及び金属製のフィードスルーピンが付いたハウジングを備える真空計（例えば、電離真空計等）を挙げることができ、そのハウジングは単一の射出成形工程で形成される。一変形例としては、これらのフィードスルーピンは、射出成形工程後に単純に圧入されるものであってもよい。
【００２１】
金属製材料に基づく従来からの機械加工法では構築することが困難な特殊な幾何形状（例えば、非直線状の電気フィードスルーピン等）が、製造可能である。一部の実施形態では、過酷な環境（例えば、注入、化学エッチ等）などの特別な用途のために、高価な材料が薄い層状の被覆物として適用してもよい。ポリマーの柔軟性により、脱ガス性が低い新規の密封部品を構築することが可能である。ポリマー製の封止部品を貫通して導電体、ガスフローパイプ又は他の機械的構造体を圧入することにより、真空フィードスルーを構築することが可能である。あるいは、それらの部品の回りにポリマーを射出成形し、圧入の必要性を省いてもよい。真空フィードスルーは、別個の、ガラス製、金属製又はセラミックス製の密封部品が不要であるように構築することが可能である。すなわち、前記部品は、ポリマーと真空フィードスルーピンとの間の界面以外に別個の真空密封構造を備えずとも構築することが可能である。真空フィードスルーは、ポリマー型成形工程において金属製又は他の材料製のインサートを含めることにより構築することが可能である。それによって、電気および／または機械フィードスルーと支持構造との両方で構成される複合構造を形成することができる。ポリマー型成形の他の利点として、陰極、電気フィードスルーなどの導電性構造を、扱い易いうちに溶着又は他の手段で予め接合しておいてから、それらの周囲にエンベロープ及びフランジを型成形してもよい。
【００２２】
最近では、真空産業では、より軽量でより小さくより安価な圧力計測製品の製造に関する関心が増加している。真空製品には、高真空での動作又は高真空への曝露に関する適合性の問題がある。本明細書では、高分子プラスチックなどの代替的な構築材料が、高真空度での動作又は高真空度への曝露に適合可能な新世代の圧力計測ゲージを製造するものとして特定されており、かつ、そのような代替的な構築材料は、所望の圧力計測性能をより軽量でより小さく且つさらには使い捨て可能な形態で、より安価に提供することが可能である。
【００２３】
本明細書は、真空計製造のあらゆる構築単位をプラスチック（安価な材料）を主な製造成分とする代替的な設計に置き換えることが可能な、適切な材料及び製造方法の選択について記載している。その目的は、イオン化、熱伝導率およびダイヤフラム撓みを含む（が、これらに限定されない）様々な技術により圧力を計測する、新世代のプラスチック製真空計を製造することである。適切に材料を選択することで、高真空系での動作に対応可能な新世代のプラスチック製真空計が真空産業の標準となると期待される。
【００２４】
プラスチック材料及びプラスチック製造技術は、あらゆる高真空対応圧力ゲージの典型的な構築単位を設計及び製造するのに利用することができる。それらの構築単位には、リークタイトなハウジング、電気フィードスルーおよび取付フランジを含む。プラスチック材料を用いて設計することが可能な高真空対応ゲージの一例として冷陰極電離真空計を用いるが、共通の構築単位を有する他の真空対応ゲージを設計するのにも同様の思想を利用できることは明らかである。例としては、熱陰極ゲージ、ピラニゲージ、さらに、ダイヤフラムゲージを挙げることができる。プラスチック製の真空計の開発には、適切な材料（又は複数種の材料）の選択、経済的な高真空対応組付け／密封技術、および有害な環境条件からの露出したプラスチック表面の保護を含む、多数の様々な技術的考慮事項が要求される。そのような有害な環境条件は、反応性プロセスガスおよび内部で生成された化学種（例えば、内部のプラズマでのイオン、準安定物等）を含む。プラスチック製真空計の設計及び製造は、安価な真空計の開発への道筋の一つである。プラスチックは、代替的な安価材料となるだけでなく、組付け工程の数を減らすことができ、組付け間違いや組付けコストの減少につながる。
【００２５】
前述の内容は、添付の図面に示す、本発明の例的な実施形態についての以下のより詳細な説明から明らかになる。添付の図面では、異なる図を通して同一の参照符号が同一の構成／構成要素を指すものとする。図面は必ずしも縮尺どおりではなく、むしろ、本発明の実施形態を示すことに重点が置かれている。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１Ａ】電離真空計用のハウジングであって、該ハウジングの底部を貫通して軸方向に配置された２つの電気フィードスルーピンを具備したハウジングを示す図である。
【図１Ｂ】電離真空計用のハウジングであって、前記底部を貫通して軸方向に配置された一つの電気フィードスルーピンと、該ハウジングの側部を貫通して配置された第２の電気フィードスルーピンとを具備したハウジングを示す図である。
【図１Ｃ】電離真空計用のハウジングであって、前記底部を貫通して軸方向に配置された一つの電気フィードスルーピンと、同じく該ハウジングのその底部を貫通して配置された第２の電気フィードスルーピンとを具備し、この第２の電気フィードスルーピンが非直線状であり９０°方向転換するハウジングを示す図である。
【図１Ｄ】電離真空計用のハウジングであって、前記底部を貫通して軸方向に配置された一つの電気フィードスルーピンと、該ハウジングの側部を貫通して配置された第２の電気フィードスルーピンとを具備し、この第２の電気フィードスルーピンが非直線状であり且つ該ハウジングを通過する際に曲がるハウジングを示す図である。
【図１Ｅ】らせん状の電気フィードスルーピンを具備したポリマーハウジングを示す図である。
【図１Ｆ】同軸ではない電気ピンを具備したポリマーハウジングを示す図である。
【図２】電離真空計のハウジングを貫通して（ハウジング内を通って）配置された電気フィードスルーピンであって、そのハウジングのポリマー中に配置されたねじ状部を有する電気フィードスルーピンを示す図である。
【図３】電離真空計のハウジングを貫通して配置された電気フィードスルーピンであって、さらに、Ｏリングとともにハウジングに連接されている、電気フィードスルーピンを示す図である。
【図４】電離真空計のハウジングを貫通して配置された電気フィードスルーピンであって、さらに、ナイフエッジを有する形状記憶ポリマーによって、該ハウジングに接合されている、電気フィードスルーピンを示す図である。
【図５】電離真空計のハウジングを貫通して配置された電気フィードスルーピンであって、そのハウジングのポリマー中に配置された拡張ディスク部位を有する電気フィードスルーピンを示す図である。
【図６】電離真空計のハウジング中に配置されたセンサを示す図である。
【図７】ポリマーで形成された真空ブランクを示す図である。
【図８】高真空ブランクのナイフエッジを有する構成要素を示す図である。
【図９】２つの金属製の導電体と埋設された導電性材料とから形成された電気フィードスルーピンを示す図である。
【図１０】ポリマーを複合した冷陰極真空計の一実施形態を示す断面図である。
【図１１】ポリマーを複合した冷陰極真空計の一実施形態を示す立体断面図である。
【図１２】ポリマーを複合した冷陰極真空計の一実施形態を示す拡大図である。
【図１３】ポリマーを複合した冷陰極真空計の他の実施形態を示す断面図である。
【図１４】センサにインサート成形された磁石を備える、ポリマーを複合した冷陰極真空計の一実施形態を示す断面図である。
【図１５】拡張された陰極ケージを備える、ポリマーを複合した冷陰極真空計のさらなる他の実施形態を示す断面図である。
【図１６Ａ】型成形されたポリマー製の、標準的なフランジを示す図である。
【図１６Ｂ】型成形されたポリマー製のフランジであって、センタリングリングがインサート成形されているフランジを示す図である。
【図１６Ｃ】型成形されたポリマー製のフランジであって、該フランジとセンタリングリングとが一体品である、フランジを示す図である。
【図１７Ａ】射出成形工程における、射出成形前の真空計用の組立体を示す図である。
【図１７Ｂ】射出成形工程における、射出成形後の真空計を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下では、本発明の例的な実施形態について説明する。
【００２８】
本明細書で説明する冷陰極電離真空計は、逆マグネトロン原理を利用するものである。この真空計は、円筒状の対称性を有する。この真空計の軸心に位置する陽極ピンと真空エンベロープ内の円筒状の陰極との間の大きな電圧電位差（すなわち、半径方向の電場）が、イオン化を生じるためのエネルギーを電子に供給する。これに交差する軸方向の磁場が、前記エンベロープ内の放電を維持するのに必要な、長い電子軌道経路長をもたらす。その放電電流が、測定される数量であり、該系統の全圧に比例する。
【００２９】
その放電は、一般的に一個の電子が真空計のイオン化体積空間へと放出されることで始まる、アバランシェイオン化プロセスにより確立される。電子が放出される原因となるプロセスには、電界放出事象または宇宙線イオン化プロセスが含まれ得る。前記アバランシプロセスは、電子軌道の長い経路長に依存し、経路長が長くなると各電子ごとのイオン化プロセスが多くなる。個々のイオン化プロセスでは、イオンだけでなく、放電に加わる追加の電子をも放出される。イオンが陰極の内側壁に衝突することによっても、追加の電子が前記放電へと放出されて総電荷に寄与する。陽極から陰極に流れる（イオンと電子とで構成される）放電電流は、系の圧力に比例する数値に達する。
【００３０】
本明細書で説明する冷陰極電離真空計は、逆マグネトロン設計である。本願の図１Ａ〜図１Ｆに示す逆マグネトロン設計は、磁石アセンブリ１８０，１８５を備える。本明細書で説明する概念は、ペニング型の設計にも同等に適用可能である。
【００３１】
図１Ａ〜図１Ｆに、電離真空計１００用のハウジングの実施形態を示す。ハウジング１１０ａ〜１１０ｄはポリマーで形成されており、電気フィードスルーピン１２０が該ハウジング１１０ａ〜１１０ｆを貫通して配置されている。電気フィードスルーピン１２０は、陽極１２２に接続することができる。変形例として、電気フィードスルーピン１２０のハウジング１１０ａ〜１１０ｆ内に位置する先端部１２２が、陽極として機能してもよい。円筒状の陰極１３０が、ハウジング１１０ａ〜１１０ｆの内側に配置されている。一部の実施形態では、円筒状の陰極１３０が、エンベロープの真空側のポリマー上に直接被覆形成されてもよい。一般的な被覆方法が、この陰極を堆積するために用いられ得る。最終的な被覆材料に応じて、無電解めっき後に電気めっきを行う方法が用いられてもよいし、物理蒸着法（ＰＶＤ）、化学蒸着法（ＣＶＤ）、プラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）などの直接堆積法が用いられてもよい。この被覆を設計する際に考慮しなければならないのは、冷陰極センサ内のプラズマを構成するイオンが、前記陰極に衝突した際にも該陰極から材料をスパッタさせる点である。前記真空計の寿命をとおして、最大１グラムの材料が前記陰極の壁からスパッタされ得る。したがって、被覆材料の厚さは、０．０１０インチ（０．０２５４ｃｍ）超であるのが望ましい。理想的には、この被覆材料は、さらに、低スパッタ率を有し且つ強磁性の元素を含まないものであるのが望ましい。チタン、アルミニウムなどの材料を使用してもよい。一部の実施形態では、円筒状の陰極１３０は、ポリマーハウジング１１０ａ〜１１０ｆへと、圧入、加熱後圧入、圧入後加熱、螺合、螺合後加熱、又は加熱後螺合などにより組み込むことができ、あるいは、設置位置に直接型成形することにより組み込んでもよい。
【００３２】
一部の実施形態では、第２の電気フィードスルーピン１４０ａ〜１４０ｆを、ハウジング１１０ａ〜１１０ｆを貫通して配置してもよい。図１Ａの実施形態において、第２の電気フィードスルーピン１４０ａは、第１の電気フィードスルーピン１２０と向きが同じ直線状で、陰極１３０に電気的に接続されている。図１Ｂの実施形態において、第２の電気フィードスルーピン１４０ｂは、第１の電気フィードスルーピン１２０と直角方向に配置されている。図１Ｃの実施形態において、第２の電気フィードスルーピン１４０ｃは、非直線状であり、９０°方向転換して、ハウジングの底部を通じて配置されている。図１Ｄの実施形態において、第２の電気フィードスルーピン１４０ｄは、非直線状であり、９０°方向転換して、ハウジング１１０ｄの側部を通じて配置されている。
【００３３】
ハウジング１１０ａ〜１１０ｆは、ポリマーで形成されるので、高速スループットの型成形法により製造することができる。さらに、ハウジングを形成する前に、電気フィードスルーピン１２０，１４０ａ〜１４０ｆを、特殊な位置に向けることができる。次いで、前記ポリマーハウジングを、電気フィードスルーピン１２０，１４０ａ〜１４０ｆの周囲に形成することができる。また、電気フィードスルーピン１４０ｃ，１４０ｄで描かれているように、前記電気フィードスルーピンは、複雑な、非直線状の幾何形状をとることができる。非直線状の幾何形状は、幅広い種類の形状を含み得る。例えば、非直線状の幾何形状は、電気フィードスルーピンの長手軸の方向の変化を含むものであってもよい。また、非直線状の幾何形状は、前記ピンが延在する平面の変化を含むものであってもよい。例えば、電気フィードスルーピン１４０ａ〜１４０ｆは曲げられていてもよく、ハウジング１１０ａ〜１１０ｆのポリマーに貫入して配置された曲線状部位を有するものであってもよい。特に、型成形法によれば、ハウジングがステンレス鋼などの金属で形成された場合にはアクセスが不可能か又はアクセスが困難であったハウジング１１０ａ〜１１０ｆ内の場所に、アクセスする電気フィードスルーピン１２０，１４０ａ〜１４０ｆを含むハウジングを構築することができる。図１Ｅに、非直線状の電気フィードスルーピンの他の例として、らせん状の電気フィードスルーピン１２１を含むものが示されている。図１Ｆに、非直線状の電気フィードスルーピンのさらなる他の例として、曲げられたフィードスルーピン１４０ｆを含むものが示されている。フィードスルーピンの長さと屈曲（すなわち、湾曲量）との両方を増やすことにより、気体の原子や分子が前記真空計の空気側から真空密封領域へと侵入する際に通るべき経路長が長くなる。つまり、フィードスルーピンの長さと屈曲とを増やすことにより、真空内への気体の流入が減るので、真空の品質が向上すると共に真空計の計測精度及び正確性が向上する。従来、これらの種類の設計は、ステンレス鋼製の部品では製造することが困難であった。
【００３４】
また、ハウジング１１０ａ〜１１０ｆは、フランジ部１５０を有してもよい。フランジ部１５０は、ハウジング１１０ａ〜１１０ｆと一体的に型成形されたものであってもよい。フランジ部１５０は、前記電離真空計をプロセスチャンバに連結するものであり得る。フランジ部は、前記ポリマーに型成形されたガスケットを組み込んだものであってもよく、あるいは、クライン（Klein）フランジ又はクイック（KWIK）フランジ型のシールの様式でＯリングを保持するセンタリングリングを組み込んだものであってもよい。フランジにガスケットが直接組み込まれている場合には、チャンバの金属製のナイフエッジが、このシール又はこのポリマーフランジを変形させて前記ポリマーと該金属製のナイフエッジとの間に真空シールを形成し得る。型成形されたポリマー製の真空部品の具体的な利点の一つとして、フランジとハウジングを貫通して配置される金属製のフィードスルーピンとを具備するハウジングを、これら３つの相異なる構成要素を別々に製造してから互いに接合するのではなく、単一の製造工程で形成することが可能である点が挙げられる。ポリマーハウジング１１０ａ〜１１０ｆを用いる具体的な他の利点として、センタリングリングを、フランジの一体的部品として構成することが可能である点が挙げられる。前記センタリングリングは、ポリマーハウジング１１０ａ〜１１０ｆのフランジ部１５０に直接型成形することができる。ポリマーハウジングは、他の種類のフランジを備えるように形成することもできる。ハウジングは、図１６Ａ〜図１６Ｃに示すように、標準的なフランジ（図１６Ａ）を備えるものとして、あるいは、インサート成形されたセンタリングリング（図１６Ｂ）を具備するものとして、あるいは、フランジとセンタリングリングとの一体品（図１６Ｃ）を備えるものとして形成することができる。
【００３５】
電気フィードスルーピンは、様々な、特殊な幾何形状を有することが可能であり、特に、該電気フィードスルーピンがハウジングのポリマー中を通過する箇所において、図２〜図５に、真空計のハウジングを貫通して配置された電気フィードスルーピンを示す。真空側１２７及び外側１２８（「空気」側と称される場合もある）を有するハウジング１１５は、ポリマーで形成されている。図２〜図４における電気フィードスルーピン１２５ａ〜１２５ｃは、ハウジング１１５のポリマー中に配置されたねじ状部１４５ａ〜１４５ｃを有する。図３では、電気フィードスルーピン１２５ｂが、さらに、Ｏリング１５５とともに、ハウジングに連接されている。ねじ状部１４５ａ〜１４５ｃは、電気フィードスルーピン１２５ａ〜１２５ｃとポリマー１１５との間の接触面積を増大させるので、原子や分子が電気フィードスルーピン１２５ａ〜１２５ｃの高圧側（例えば、外側）から真空側（例えば、内側）へと拡散する際に通過すべき経路長が長くなる。Ｏリング１５５は、電気フィードスルーピン１２５ｂとハウジング１１５のポリマーとの界面をさらに密封する。図４では、電気フィードスルーピン１２５ｃが、さらに、ナイフエッジ部１９５を有する部品１９０で前記ハウジングに接合されている。この構成は、ハウジング１１５との接合を容易にする。部品１９０は、形状記憶ポリマー（例えば、熱活性型の形状記憶ポリマー等）で形成されたものであってもよい。
【００３６】
型成形技術の使用は、前記電気フィードスルーピンの外側（大気側）と内側（真空側）との間の長い経路長を有する他の複雑な構造の作製も可能にする。図５に、電離真空計のハウジング１１５を貫通して配置された他の電気フィードスルーピン１２５ｄを示す。この電気フィードスルーピン１２５ｄは、ハウジング１１５のポリマー中に配置された拡張ディスク部位１６０と、ハウジング１１５の外側における拡張ディスク部位１６５とを有する。拡張ディスクは、ねじ形状のフィードスルーと同様に、電気フィードスルーピン１２５ｄとポリマー１１５との間の接触面積を増大させるので、原子や分子が電気フィードスルーピン１２５ｄの高圧側（例えば、外側）から真空側（例えば、内側）へと拡散する際に通過すべき経路長が長くなる。多数のディスク、ねじ状部とディスクとの組合せなどの、より複雑な構造を使用してもよい。
【００３７】
本明細書で説明する技術は、既存の真空ヘッダ又はアセンブリにも適用可能である。安価な普及品で容易に入手可能な標準的電気ヘッダであるＴ０５、Ｔ０８などの標準的な真空対応ヘッダに予め組み込まれて製品化された真空センサを、供給元から購入することが可能である。これらのセンサは、圧力レンジを広げるように必要に応じて複数のセンサを含んでなる、より大きな真空計測ソリューションへとしばしば組み込まれる。これらのヘッダをより大きな真空計に密封連結するには何らかの方法が必要であり、この用途にも前述した技術を利用することが可能である。図６は、電離真空計のハウジング中に配置されたセンサ１７０を示す図である。
【００３８】
前記ハウジングに用いる材料の選択基準は、相異なる複数の因子を含む。第一に、その材料は、脱ガスの発生が最小限でなければならない。これは、真空に曝される内側表面上に吸着している材料の脱ガスが少ないこと、さらに、材料中の可塑剤の脱ガスが抑えられていることを含む。ガス放出速度が５×１０-6Ｔｏｒｒ・Ｌ／ｓ・ｃｍ2未満のポリマーが好ましい。これにより、典型的な排気系による１Ｅ−０８Ｔｏｒｒ程度の低圧の計測および／またはそのような低圧で動作可能な真空計を開発することが可能となる。比較のために、表１に、構築物質ごとのガス放出速度を示す。第二に、その材料は、空気側／外側から真空側への気体の透過度が低くなければならない。透過度は、壁厚とポリマーの組成との組合せにより調整される。第三に、選択される材料は、前記真空計の設計に選択された製造方法に適合するものでなければならない。特に重要なのは、材料の熱的特性、および化学的適合性である。選択されるプラスチック材料は、真空計の計測対象となる真空プロセス中に存在する化合物と相性の良いものでなければならない。また、非吸湿性のポリマーまたは低吸湿性のポリマーが好ましい。ハウジング（１１０ａ〜１１０ｆ；１０３０）に用いられる適切なポリマーは、熱硬化性プラスチックおよび熱可塑性プラスチックを含む。
【００３９】
【表１】
0006670839.tif 000002
【００４０】
具体的な、適切なポリマーは、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリオレフィン類（例えば、ポリプロピレン等）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、フルオロポリマー類、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ＮＡＬＧＥＮＥ、ＶＥＳＰＥＬポリイミド、ポリカーボネート類、ポリスチレン、およびＫＡＰＴＯＮを含む。ＰＥＥＫなどの一部のポリマーは形状記憶性を有し、特に、熱に曝されたときに形状記憶性を有する。このような性質を利用することにより、前記部品の統合性を向上させたり前記部品をより簡単に再利用可能としたりすることができる。
【００４１】
特に適切なポリマーの一つとして、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）が挙げられる。ポリエーテルエーテルケトンは、非吸湿性であり、かつ、低い酸素・水透過性、低脱ガス性、ならびに十分に高い引張強度及び曲げ弾性率を有する。適切な他のポリマーとして、ポリカーボネートが挙げられる。ポリカーボネートは、高い絶縁耐力を有し（したがって、電極間の漏れ電流が小さく）、脱ガス性が低いと共に、金属被覆可能である。ポリプロピレンなどのポリオレフィン類も適している。特に、ポリプロピレンは、非吸湿性であり、かつ、低い吸水性、低脱ガス性および高い絶縁耐力を有すると共に、高速な真空圧力排気を可能にする。動作時における真空系へのガス流の大半は、水分子によるものである。水分子は、鋼表面に単分子層を形成する傾向にあるが、ポリプロピレンや他のポリオレフィン類は他種のポリマーに比べて水との親和性が低いので、真空系から排気する必要があり得る水の量が減少する。超高真空系では僅かな量の水分子でも真空の品質に大きな影響を及ぼしかねないので、水吸着に対する材料の親和性を低くすることにより、ユーザの作業負担を大幅に減らすことができる。水との親和性が低いポリマーを使用することにより、到達真空度を得るのに壁から水の層を除去する必要がなくなるので高速な真空排気が可能となる。まとめると、真空計用のハウジングに用いる材料の選択は、水に対する材料の親和性、大気気体の透過性、および低コストの製造方法を用いて所望の形状に形成されることが可能であるか否かを考慮することを伴う、多変数の過程である。
【００４２】
ハウジングは、既知のポリマー型成形技術により作製することができる。典型的には、少なくとも１つの電気フィードスルーピンがモールド内に配置される。このモールドに溶融したポリマーが流し込まれて、固化させられてハウジングを形成する。この構築方法により、コネクタのキーイングに対応するように正方形状、ダイヤモンド形状などの実質的にいかなる形状の導電性材料も使用可能となり、あるいは、導電体の幾何形状を特殊なものに決定することが可能となる。また、この構築方法により、導電体を、前記真空計の大気側（空気側）から真空側へと非直線状経路に沿ってポリマー中を通過するものとすることも可能である。このような非直線状経路は、例えば、配線に流れる電流により発生する磁場の位置を空間的に制御したり、フィードスルーの経路をシールド又は他の遮蔽体を避けて配置し、真空計内で必要とされる場所へと電気信号を送達することを可能とする上で有用である。
【００４３】
変形例として、前記ポリマーが固化した後、前記ハウジングの本体に型成形された孔に、圧入用の電気フィードスルーピン又はチューブが配置されてもよい。典型的に、プラスチックに開けられる孔は、信号を搬送する前記電気フィードスルーピンよりも僅かに小さいものとされる。前記電気フィードスルーピンが前記孔に圧入されることにより、前記ポリマーと棒状体との間に密なシールを形成することができる。特に、一具体例を挙げれば、前記孔の直径が０．０４２５インチ（０．１０７９５ｃｍ）で、前記電気フィードスルーピンがステンレス鋼製で直径０．０５７５インチ（０．１４６０５ｃｍ）であってもよい。このアプローチの利点の一つとして、セラミックスを絶縁体として用いて構築される大半の真空フィードスルーの一般的構成と異なり、電気フィードスルーが真空計の軸方向と平行でなくてもよい点が挙げられる。関連する他の製造技術には、射出成形、インサート成形、ブロー成形および三次元印刷がある。圧入用のフィードスルーの他にも、図２〜図４には、ハウジングにねじ形状のフィードスルーを螺合させてもよいことが示されている。ねじ状部は、ハウジングへの圧入を可能にするだけでなく、該ハウジングの空気側から真空側へと気体分子が漏洩するうえでより屈曲した経路をもたらす。
【００４４】
上記で説明した実施形態では、ハウジングは、単一の材料から形成されているが、真空機器によっては、ハウジング又は真空計の相異なる部分で、熱的性質の要件、導電率の要件、透過性の要件、脱ガス性の要件などの設計要件が異なる場合がある。これらの異なる要件を満足するために、前記ハウジング又は真空計の相異なる部分を作製するために異なるポリマーを使用してもよい。その後、これらの部分は、接着剤などの従来からの手段を用いて互いに接合できる。さらに、前記ハウジングの１以上の表面に、界面からの脱ガス発生を防止および／または制限する金属製又は他の遮蔽被覆物を形成してもよい。材料同士の親和性が良い場合には、一方の材料を溶融又は流動させて該一方の材料が再重合又は硬化する前に前記ハウジングの第１の部分を該ハウジングの第２の部分に繋ぎ合わせることにより、前記接合を形成することが可能である。前記電気フィードスルーピンは、セラミックス製又はガラス製のシールと比較しての高温度性能や膨張係数を考慮する必要なく、数多くの様々な種類の導電性材料で形成することが可能である。この種のフィードスルーの他の利点として、セラミックス製又はガラス製のシールと比較しての高温度性能や膨張係数を考慮する必要なく、実質上どの種類の導電性材料にも対応できる点が挙げられる。導電性材料は、例えば、導電性カーボン繊維、銀ドープ又は銀含浸されたエラストマー類、または既知の他の導電体等であってもよい。旧来のフィードスルーは金属をセラミックスに接合するためにろう材の使用を一般的に必要とするが、このようなろう材は顧客の用途と相性が良くない場合がある。ろう付けは、本明細書で説明するポリマー製の真空計には通常不要である。
【００４５】
図９には、金属−プラスチック間のシールの必要性をなくすために、導電性のポリマーマトリクス３３０を挟み込む２つの導電体３１０，３２０で構築された電気フィードスルーピン３００が示されている。一方の導電体（例えば、導電体３１０）はセンサハウジング３１５の真空側（例えば、内側）に配置されており、他方の導電体（例えば、導電体３２０）がセンサハウジング３１５の大気側（例えば、外側）に配置されている。この構成において導電性のポリマーマトリクス３３０は、熱可塑性プラスチックの場合にはセンサハウジング３１５に直接型成形することができ、この手法を利用できない場合は、インサート成形法で成形できる。導電性のポリマーマトリクス３３０は、２つの導電体３１０，３２０を電気的に接続する。該産業では、ポリ（ピロール）類（ＰＰＹ）、ポリアニリン類（ＰＡＮＩ）、ポリ（チオフェン）類（ＰＴ）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）、ポリ（ｐ−フェニレンスルフィド）（ＰＰＳ）、ポリ（アセチレン）類（ＰＡＣ）、およびポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（ＰＰＶ）を含む幾つかの適切なポリマー（高分子材料）が知られている。
【００４６】
このようなフィードスルーの真空シールを向上させるために、幾つかの技術を使用することが可能である。一つの手法は、そのピン又は開けられた孔にＴＯＲＲ  ＳＥＡＬ、ＶＡＣＳＥＡＬ、ＬＯＣＴＩＴＥなどの真空対応接着剤を付加することである。接着剤は、前記ポリマーと前記電気フィードスルーピンとの間の接合強度を向上させ、機械的強度と真空シールとの両方を向上させる。接着剤を用いる短所として、前述のような何らかの蒸気遮蔽被覆物を電気フィードスルーピンの真空側に適用していない場合には、多くの接着剤が真空下で脱ガスを発生し得ることが挙げられる。電気フィードスルーピン、特に、ねじ状部を有する電気フィードスルーピンは、テフロン（登録商標）テープなどの不活性材料でさらに密封されてもよい。
【００４７】
シールの真空性能と該シールの機械的強度との両方を向上させるために、他の幾つかの工程を採用してもよい。熱の適用は、プラスチックを軟化及び流動させて、前記導電体とポリマーとの間の接触面積をさらに増大させることができる。熱の適用は、幾つかの様々な方法で行われ得る。圧入工程時に、前記ポリマー自体を加熱することによって該材料を軟化させて前記孔の寸法をさらに小さくさせるようにしてもよい。あるいは、圧入後に導電性材料を通電加熱することによってプラスチックを流動させ、シールの密封性を向上させてもよい。
【００４８】
他の実施形態では、高真空ハウジングの部品が、ハウジングの真空側に真空封止被覆体を有する型成形されたポリマーである。図７に、具体的な一実施形態を示す。同図は、Ｏリング密封された（ＮＷ２５ＫＦ）真空ブランクを示す図である。この真空ブランクは、フェイスシールを形成するように平滑面間に配置された金属製のセンタリングリングに取り付けられたＯリングを用いる、一般的な真空タイプの接続手段（connection）である。このＯリングと真空部品とを互いに保持するために、クランプが使用される。真空ブランクの一例をポリマーＰＥＥＫから形成し、真空ブランクの他の例をアクリロニトリルブタジエンスチレンポリマー（ＡＢＳ）から形成した。これらのブランクは、銅で無電解めっきされた後にニッケルで電気めっきされ得る。ブランクは、チャンバにおける現在使用中でないポートを塞ぐのに用いられる。従来、ポートは、ガスケットとの密封を容易にするナイフエッジ、溝又はチャンバ側に機械加工された他の構造を有する、ステンレス鋼又は他の金属材料で構成されたディスクである。一般的に、これらは、チャンバ側ではない側が平滑である。ブランクの構造を射出成形することにより、該ブランクを大量に高速で安価に製造することが可能であるだけでなく、該ブランクの機械構造にフランジの密封構造を組み合わせることも可能となる。前記ブランクを電気めっきすることは、蒸気遮蔽体を形成すると共に、無電解銅被覆物中の高い蒸気圧を有する硫黄を閉じ込める。前記部品を被覆するのには他の方法が用いられてもよく、そのような他の方法は、例を幾つか挙げるならばスパッタ堆積、凝華および化学蒸着法を含むが、これらに限定されない。また、疎水性又は疎油性材料が、ベースアウトなしで真空排気時間を短くするように堆積されてもよい。同様に、白金などの化学的に不活性な材料が、重要なプロセスへのセンサの影響を抑えるように極めて高反応性の環境で堆積されてもよい。また、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3などの絶縁性被覆物を形成してもよい。また、導電率、脱ガス性、表面平滑性などの前記部品の特性を調整し、その時々の真空用途にとって該部品が最適化されるように、該部品の部位を選択的に被覆するようにマスキング技術を用いてもよい。このように、被覆物は、所望の電気的又は機械的特性を提供するために使用できる。偶然にも、図７に示すブランクの試料は、ポリマー及び蒸気遮蔽被覆物を脱ガス性、透過性及び機械的特性に関して試験するのに優れた方法である。
【００４９】
２．７５インチ（６．９８５ｃｍ）コンフラットタイプ（ＮＷ３５ＣＦ）、１．３３インチ（３．３７８２ｃｍ）コンフラットタイプ（ＮＷ１６ＣＦ）などの一部の真空シールは、ガスケットに食い込んでシールの性能を向上させるように構成されたナイフエッジ又は他の盛り上がり構造を組み込んだものである。形状記憶性を有する材料で構築されたポリマーシールでは、そのような盛り上がり構造が、該シールが真空系にクランプ固定されたときにナイフエッジ又は盛り上がり構造が少しつぶされて相手であるチャンバ側の凹凸に追従することで該シールの密封性を向上させるように構成することができる。前記部品が取り外されると、第２のシール形成の前に、盛り上がり構造に熱をかけて、変形前の形状に戻すことができる。形状記憶性を利用することにより、複数回使用されるシールの不変性を確実にすることができる。図８は、形状記憶性を有するポリマーで形成された本体２１０を有する真空ブランク２００を示す図である。真空ブランク２００は、ガスケット又は他の構造に接続するためのナイフエッジ部２２０を有する。また、図８に示すように、高真空ハウジングの他の部品やシールが、ナイフエッジ又は他の盛り上がり構造を有するものであってもよい。
【００５０】
真空部品の構築にポリマーを使用することにより、様々な形状の陰極を構築することも可能であり、これはある種の機器に利便性を付与することができる。例えば、円錐の断片のような形状を有する陰極は、自然と自動調心性を有する。
【００５１】
ポリマー部品の具体的な一例として、図１０〜図１４に示す冷陰極真空計１０００などの電離真空計が挙げられる。この電離真空計は、底部１０１０ａを有する円筒状の陰極ケージ１０１０を備える。底部１０１０ａは、開口１０１０ｂを有するものでもよい。この円筒状陰極ケージ１０１０には、陰極ピン１０１５を電気的に接続できる。陽極１０２０は、円筒状陰極ケージ１０１０の底部１０１０ａの開口１０１０ｂを通って配置されている。図１０の実施形態ではディスク状で示される絶縁体１０２５は、好ましくは、アルミナセラミックスなどのセラミックスで形成され、冷陰極ケージの動作時に生成されるプラズマからポリマーハウジング１０３０の内側を保護する。典型的には、絶縁体１０２５は、円筒状陰極ケージ１０１０の底部１０１０ａに配置されている。絶縁体１０２５を備えることにより、ポリマーハウジングの劣化を大幅に抑えられることが、試験結果により示されている。ポリマーハウジング１０３０が、円筒状陰極ケージ１０１０を取り囲んでいる。絶縁体１０２５のスパッタリング汚染を抑えるため、円筒状陰極ケージ１０１０内にスパッタシールド１０３５を配置してもよい。冷陰極ケージ１０１０の底部１０１０ａの開口１０１０ｂは、陰極１０１０と絶縁体１０２５との間の界面での汚染を抑えるように、絶縁体１０２５上に影をなす（張り出す）段差状の縁１０１０ｅを備えてもよい。スタータ１０４０を、円筒状陰極ケージ１０１０内で、陽極１０２０と同軸状に配置し、陽極１０２０に電気的に接続してもよい。スタータ１０４０は、陽極１０２０に圧入してもよく、陽極１０２０と一体的に形成してもよい。このようなスタータ位置の使用は、ピラニ真空計から冷陰極真空計への遷移圧力での高速のターンオン時間が要求される拡張レンジ真空計において好ましい。このような状況では、前記陽極とスクリーン１０４５又は陰極ケージ１０１０との間にコロナ放電が確立されるため始動が高速化される。
【００５２】
円筒状陰極ケージ１０１０の底部１０１０ａの底面は、絶縁体１０２５を取り囲み該絶縁体１０２５を芯合わせするリップ１０１０ｃを備えていてもよい。「実質的な漏洩」を防ぐように、リップ１０１０ｃと絶縁体１０２５を互いにエポキシ接着してもよい。冷陰極ケージ１０１０の上部は、該冷陰極ケージ１０１０からポリマーハウジング１０３０中へ半径方向外側に延出するリップ１０１０ｄを備えていてもよい。この構成は、円筒状陰極ケージ１０１０をポリマーハウジング１０３０に軸方向でロックして、陰極を取り囲む薄い体積空間中に捕らわれた容易にアクセスできない空気が引き起こす「実質的な漏洩」に起因した流入を減少させるのに役立つ。冷陰極ケージ１０１０の上部には、強磁性であり得るスクリーン１０４５が接続され得る。
【００５３】
ポリマーハウジング１０３０はフランジ部１０３０ａを備えていてもよく、該フランジ部１０３０ａは、前記電離真空計をチャンバに連結するために用いることができる。円筒状の磁石１０５０は、ポリマーハウジング１０３０の少なくとも一部を取り囲んでいる。オプションとして、スナップリング１０５２（図１３）を、磁石１０５０の端部に隣接して配置し、前記磁石を支持して、径方向と軸方向で定位置に強固に保持してもよい。図１４には、前記ポリマーにインサート成形された磁石を備える一実施形態が示されている。つまり、図１４の実施形態は、前記磁石が前記陰極ケージ、陽極、絶縁体および陰極ピンと共にモールド内に配置されることからスナップリングは備えない。前記磁石は、組付けが全て完了した後に磁化されるものであってもよい。
【００５４】
円筒状陰極ケージ１０１０の底部１０１０ａよりも上で、陽極１０２０の周りに配置されるＯリング１０５５を、真空シールの提供をさらに支援するように前記ポリマーハウジング中に埋設してもよい。円筒状の絶縁体１０６５で、陽極１０２０の、プリント回路基板（ＰＣＢ）１０６０ａを貫通して配置される部位を取り囲んでもよい。筐体１０７０が、ポリマーハウジング１０３０及びプリント回路基板１０６０ａ〜１０６０ｃを少なくとも部分的に取り囲んでもよい。プリント回路基板１０６０ａは、任意の絶縁体１０５７に隣接して配置される。場合によっては、筐体１０７０が、ポリマーで形成されている。一部の実施形態では、筐体１０７０に、コネクタ１０７５を接続してもよい。ポリマーハウジング１０３０ｂの底部では、例えばくりぬき加工などによって材料が取り除かれている（符号１０８０）。肉盗み部１０８０は、ヒケや良くない外観をなくすようにより一様な壁厚を提供する。
【００５５】
一部の実施形態では、少なくとも１つのプリント回路基板（ＰＣＢ）１０６０ａ〜１０６０ｃが含められ得る。陽極１０２０が第１のプリント回路基板１０６０ａを貫通して配置されて、かつ、このプリント回路基板１０６０ａにポリマーハウジング１０３０が機械的に（典型的には、少なくとも１つの締結装置１０６３（例えば、ねじ等）により）接続される。プリント回路基板１０６０ａ〜１０６０ｃは、ＰＣＢコネクタ１０８５により繋ぎ合わされ得る。
【００５６】
真空計をプロセスチャンバに連結するために各種のフランジ構造を形成することができる。図１６Ａに、標準的なフランジを示す。図１６Ｂに、センタリングリング１０３１がインサート成形されているフランジを示す。この実施形態では、前記センタリングリングが、金属製であり且つ前記ポリマーハウジングにオーバーモールドされている。このハウジングをプロセスチャンバに連結するために、Ｏリングを付け加えてもよい。図１６Ｃには、フランジとセンタリングリングとの一体品１０３２を示す。この実施形態では、センタリングリングは、ポリマー製であり、ポリマーハウジングの均質的な一部として型成形されている。
【００５７】
電離真空計用のハウジングは、図１７Ａ及び図１７Ｂに示すように電離真空計用の組立体をモールド内に配置することによって製作することができる。この電離真空計用の組立体は、開口１０１０ｂの設けられた底部１０１０ａを有する円筒状陰極ケージ１０１０と、前記陰極に電気的に接続された陰極ピン１０１５と、円筒状陰極ケージ１０１０の底部１０１０ａの開口１０１０ｂを通って配置された陽極１０２０と、円筒状陰極ケージ１０１０の底部１０１０ａに配置され、円筒状陰極ケージ１０１０とポリマーハウジングの界面で、ポリマーハウジングを保護するように構成されている絶縁体１０２５とを含み得る。次に、溶融したポリマーが前記モールドに流し込まれ、固化されて前記円筒状陰極ケージ、陰極ピン、陽極及び絶縁体の周囲にハウジング１０３０を形成する。円筒状の磁石１０５０を、ポリマーハウジング１０３０の少なくとも一部を取り囲むように配置してもよい。Ｏリング１０５５を、ポリマーハウジング１０３０中において、円筒状陰極ケージ１０１０の底部１０１０ａよりも上で、陽極１０２０の周りに配置してもよい（図１１〜図１４参照）。少なくとも１つのプリント回路基板１０６０ａ〜１０６０ｃをポリマーハウジング１０３０に機械的に接続してもよく、陽極１０２０がプリント回路基板１０６０ａ〜１０６０ｃの少なくとも１つを貫通して配置されてもよい。筐体１０７０が、ポリマーハウジング１０３０及び少なくとも１つのプリント回路基板１０６０ａ〜１０６０ｃを取り囲むように配置されてもよい。筐体１０７０には、コネクタ１０７５が接続されてもよい。
【００５８】
要するに、この方法は、ゲージセンサの部品同士の予備組付けを可能にし、その後それらセンサ部品を、でプラスチック射出成形法を用いる単一の工程でハウジングに封入する。その工程には、フィードスルーをハウジングに真空封止すること、及び一体化した取付フランジを提供することが含まれる。同じ方法は、電離真空計、熱伝導率ゲージ及びメンブレン撓みゲージを含む他種の真空計にも適用可能である。ポリマーを用いて真空計の構築単位を開発・製造することにより、センサ技術同士を組み合わせて拡張計測レンジを提供するようにした真空計を安価に製造することも可能となる。動作時において真空系は極めて幅広い圧力変動を生じることがあり、動作レンジの全体にわたって計測を可能とするためにしばしば複数の真空計が使用されることがある。これらの真空計の一部は最低真空度域を計測するために使用できないとしても、それらの真空計の全ては高真空域での作動に適するものでなければならない。プラスチック材料の選択には、真空計の圧力計測レンジだけでなく該真空計が曝される最小圧力域も考慮に入れる必要がある。
【００５９】
図１５に、拡張された冷陰極ケージを備える他の実施形態を示す。陰極ケージ１１１０ａは、ポリマーハウジング１１３０のフランジ部１１３０ａに向かって下方に拡張されている。この配置構成の利点の一つとして、金属製の陰極がポリマーハウジング１１３０の内側表面のより広い部分（好ましくは、該内側表面の全体）を裏打ちする点が挙げられ、これは空気の透過やポリマーから真空チャンバへの脱ガスの発生を抑えることができる。
【００６０】
本明細書で説明した実施形態は、真空計及びセンサの設計にあたっての数多くの構成又は構築単位を含んでいる。これらの構築単位を一つの実施形態へと組み合わせることにより、極めて有効な真空計を作り出すことが可能である。例えば、適切に選択されたポリマー（例えば、非吸湿性であり、低脱ガス性、高い引張強度及び曲げ弾性率ならびに高い絶縁耐力を有するポリマー等）を含む真空計は、真空の品質を維持する。屈曲した又は非直線状の経路を有する電気フィードスルーピンをさらに含めることにより、気体分子が通るべき経路長が長くなるので、空気側から真空側への気体の流入が減って真空シールの品質がさらに向上する。また、真空シールの品質が向上することにより、結果的な真空計の計測の感度及び正確性を向上させることができる。
【００６１】
典型的には、電離真空計は、米国特許出願公開第2015/0091579号明細書、国際公開第2015/048664号、米国特許第7,847,559号明細書などに記載されているような他の数多くの部品を備える。これらの全体は参照をもって本明細書に取り入れたものとする。本願は、さらに、2015年1月15日付出願の米国仮特許出願第62/103,968号の全体を参照をもって本明細書に取り入れたものとする。
【００６２】
本発明を例的な実施形態を参照しながら具体的に図示・説明したが、当業者であれば、添付の特許請求の範囲に包含された本発明の範囲を逸脱しない範疇で形態や細部に様々な変更を施せることを理解するであろう。
なお、本発明は、実施の態様として以下の内容を含む。
〔態様１〕
ａ）ポリマーで形成されたハウジングと、
ｂ）前記ハウジングを貫通して配置された電気フィードスルーピンと、
を備える、真空計。
〔態様２〕
態様１に記載の真空計において、さらに、
前記ハウジングを貫通して配置された第２の電気フィードスルーピン、
を備える、真空計。
〔態様３〕
態様２に記載の真空計において、一つの電気フィードスルーピンが前記ハウジングの底部を貫通して配置されており、前記第２の電気フィードスルーピンが前記ハウジングの側部を貫通して配置されている、真空計。
〔態様４〕
態様１に記載の真空計において、前記電気フィードスルーピンが、非直線状部位を有する、真空計。
〔態様５〕
態様４に記載の真空計において、前記非直線状部位が、前記ハウジングの前記ポリマーを貫通して配置されている、真空計。
〔態様６〕
態様１に記載の真空計において、前記電気フィードスルーピンが、前記ハウジングの前記ポリマー中に配置されたねじ状部を有する、真空計。
〔態様７〕
態様１に記載の真空計において、前記電気フィードスルーピンが、さらに、Ｏリングとともに前記ハウジングに連接されている、真空計。
〔態様８〕
態様１に記載の真空計において、前記電気フィードスルーピンが、前記ハウジングの前記ポリマー中に配置された拡張ディスク部位を有する、真空計。
〔態様９〕
態様１に記載の真空計において、前記電気フィードスルーピンが、前記ハウジング中に埋設された導電性のマトリクスで２つの導電体を接続することによって形成されている、真空計。
〔態様１０〕
態様１に記載の真空計において、さらに、
該真空計をプロセスチャンバに連結するためのフランジ、
を備える、真空計。
〔態様１１〕
態様１０に記載の真空計において、前記フランジが、前記ハウジングに一体的に型成形されている、真空計。
〔態様１２〕
真空計用のハウジングを製造する方法であって、
ａ）電気フィードスルーピンをモールド内に配置する工程と、
ｂ）溶融したポリマーを前記モールドに流し込む工程と、
ｃ）前記溶融したポリマーを固化させてハウジングを形成する工程と、
を備える、方法。
〔態様１３〕
態様１２に記載の方法において、さらに、
第２の電気フィードスルーピンを前記モールド内に配置する工程、
を備える、方法。
〔態様１４〕
態様１３に記載の方法において、一つの電気フィードスルーピンが前記ハウジングの底部を貫通して配置され、前記第２の電気フィードスルーピンが前記ハウジングの側部を貫通して配置される、方法。
〔態様１５〕
態様１２に記載の方法において、前記電気フィードスルーピンが、非直線状部位を有する、方法。
〔態様１６〕
態様１５に記載の方法において、前記非直線状部位が、前記ハウジングの前記ポリマーを貫通して配置される、方法。
〔態様１７〕
態様１２に記載の方法において、前記電気フィードスルーピンが、前記ハウジングの前記ポリマー中に配置されたねじ状部を有する、方法。
〔態様１８〕
態様１２に記載の方法において、前記電気フィードスルーピンが、さらに、Ｏリングとともに前記ハウジングに連接される、方法。
〔態様１９〕
態様１２に記載の方法において、前記電気フィードスルーピンが、前記ハウジングの前記ポリマー中に配置された拡張ディスク部位を有する、方法。
〔態様２０〕
態様１２に記載の方法において、さらに、
導電性のポリマーを、前記センサハウジング中の２つの電気フィードスルーピン間で型成形する工程、
を備える、方法。
〔態様２１〕
態様１２に記載の方法において、前記モールドが、前記電離真空計をプロセスチャンバに連結するためのフランジを形成する、方法。
〔態様２２〕
ａ）開口の設けられた底部を有する円筒状の陰極ケージと、
ｂ）前記陰極に電気的に接続された陰極ピンと、
ｃ）前記底部の前記開口を通って配置された陽極と、
ｄ）前記円筒状の陰極ケージを取り囲むポリマーハウジングと、
ｅ）前記円筒状の陰極ケージの前記底部において、前記円筒状の陰極ケージと前記ポリマーハウジングとの界面で該ポリマーハウジングを保護する絶縁体と、
を備える、真空計。
〔態様２３〕
態様２２に記載の真空計において、さらに、
前記円筒状の陰極ケージ内に、前記陽極と同軸状に配置された、スパッタシールド、
を備える、真空計。
〔態様２４〕
態様２２に記載の真空計において、さらに、
前記陽極に電気的に接続され、前記円筒状の陰極ケージ内に配置されているスタータ、
を備える、真空計。
〔態様２５〕
態様２２に記載の真空計において、前記円筒状の陰極ケージの前記底部の底面が、前記絶縁体を取り囲むリップを有する、真空計。
〔態様２６〕
態様２２に記載の真空計において、前記冷陰極ケージの上部が、該冷陰極ケージから前記ポリマーハウジング中へと径方向外側に延出するリップを有する、真空計。
〔態様２７〕
態様２２に記載の真空計において、さらに、
前記冷陰極ケージの上部に接続された強磁性のスクリーン、
を備える、真空計。
〔態様２８〕
態様２２に記載の真空計において、前記円筒状の陰極ケージの前記底部の前記開口が、前記絶縁体上に影をなす段差状の縁を有する、真空計。
〔態様２９〕
態様２２に記載の真空計において、前記ポリマーハウジングが、該電離真空計をチャンバに連結するためのフランジを有する、真空計。
〔態様３０〕
態様２２に記載の真空計において、さらに、
前記ポリマーハウジングの少なくとも一部を取り囲む円筒状の磁石、
を備える、真空計。
〔態様３１〕
態様２２に記載の真空計において、さらに、
前記ポリマーハウジング中において、前記円筒状の陰極ケージの前記底部より下で、前記陽極の周りに配置されたIリング、
を備える、真空計。
〔態様３２〕
態様２２に記載の真空計において、さらに、
プリント回路基板、
を備え、前記陽極が前記プリント回路基板を貫通して配置されており、前記ポリマーハウジングが前記プリント回路基板に機械的に接続されている、真空計。
〔態様３３〕
態様２２に記載の電離真空計において、前記ポリマーハウジングが、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリプロピレンまたはポリカーボネートで形成されている、電離真空計。
〔態様３４〕
態様２２に記載の電離真空計において、前記ポリマーハウジングが、ガス放出速度が５×１０−６Ｔｏｒｒ・Ｌ／ｓ・ｃｍ２未満のポリマーで形成されている、電離真空計。
〔態様３５〕
態様２２に記載の電離真空計において、前記ポリマーハウジングが、非吸湿性のポリマーで形成されている、電離真空計。
〔態様３６〕
態様２２に記載の真空計において、さらに、
前記陽極が前記プリント回路基板を貫通する部位を取り囲む円筒状の絶縁体、
を備える、真空計。
〔態様３７〕
態様３６に記載の真空計において、さらに、
前記ポリマーハウジング及び前記プリント回路基板を少なくとも部分的に取り囲む筐体、
を備える、真空計。
〔態様３８〕
態様３７に記載の真空計において、前記筐体が、ポリマーで形成されている、真空計。
〔態様３９〕
態様３７に記載の真空計において、さらに、
前記筐体に接続されたコネクタ、
を備える、真空計。
〔態様４０〕
真空計用の組立体であって、
ａ）開口の設けられた底部を有する円筒状の陰極ケージと、
ｂ）前記陰極に電気的に接続された陰極ピンと、
ｃ）前記底部の前記開口を通って配置された陽極と、
d）前記円筒状の陰極ケージの前記底部において、前記円筒状の陰極ケージとポリマーハウジングとの界面で該ポリマーハウジングを保護するように構成されている絶縁体と、
を備え、該組立体が、モールドへの挿入のために構成されている、組立体。
〔態様４１〕
真空計用のハウジングを製造する方法であって、
ａ）真空計用の組立体をモールド内に配置する工程であって、前記真空計用の組立体が、
ｉ）開口の設けられた底部を有する円筒状の陰極ケージ、
ｉｉ）前記陰極に電気的に接続された陰極ピン、
ｉｉｉ）前記底部の前記開口を通って配置された陽極、および
ｉｖ）前記円筒状の陰極ケージの前記底部において、前記円筒状の陰極ケージとポリマーハウジングとの界面で該ポリマーハウジングを保護するように構成されている絶縁体、
を含む、工程と、
ｂ）溶融したポリマーを前記モールドに流し込む工程と、
ｃ）前記溶融したポリマーを固化させて、前記円筒状の陰極ケージ、陰極ピン、陽極及び絶縁体の周囲にハウジングを形成する工程と、
を備える、方法。
〔態様４２〕
態様４１に記載の方法において、前記真空計用の組立体が、さらに、前記円筒状の陰極ケージ内において、前記陽極と同軸状に配置されたスパッタシールドを含む、方法。
〔態様４３〕
態様４１に記載の方法において、前記真空計用の組立体が、さらに、前記陽極に電気的に接続され、前記円筒状の陰極ケージ内に配置されたスタータを含む、方法。
〔態様４４〕
態様４１に記載の方法において、前記円筒状の陰極ケージの前記底部の底面が、前記絶縁体を取り囲むリップを有する、方法。
〔態様４５〕
態様４１に記載の方法において、前記冷陰極ケージの上部が、該冷陰極ケージから前記ポリマーハウジング中へと径方向外側に延出するリップを有する、方法。
〔態様４６〕
態様４１に記載の方法において、前記真空計用の組立体が、さらに、前記冷陰極ケージの上部に接続された強磁性のスクリーンを含む、方法。
〔態様４７〕
態様４１に記載の方法において、前記円筒状の陰極ケージの前記底部の前記開口が、前記絶縁体上に影をなす段差状の縁を有する、方法。
〔態様４８〕
態様４１に記載の方法において、さらに、
前記ポリマーハウジングの少なくとも一部を取り囲む円筒状の磁石を配置する工程、
を備える、方法。
〔態様４９〕
態様４１に記載の方法において、さらに、
前記ポリマーハウジング中において、前記円筒状の陰極ケージの前記底部よりも下で、前記陽極の周りにОリングを配置する工程、
を備える、方法。
〔態様５０〕
態様４１に記載の方法において、さらに、
プリント回路基板を前記ポリマーハウジングに機械的に接続する工程を備え、前記陽極が前記プリント回路基板を貫通して配置される、
方法。
〔態様５１〕
態様４１に記載の方法において、前記ポリマーハウジングが、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリプロピレンまたはポリカーボネートで形成される、方法。
〔態様５２〕
態様４１に記載の方法において、前記ポリマーハウジングが、ガス放出速度が５×１０−６Ｔｏｒｒ・Ｌ／ｓ・ｃｍ２未満のポリマーで形成される、方法。
〔態様５３〕
態様４１に記載の方法において、前記ポリマーハウジングが、非吸湿性のポリマーで形成される、方法。
〔態様５４〕
態様４１に記載の方法において、さらに、
前記陽極が前記プリント回路基板を貫通する部位を取り囲む円筒状の絶縁体を配置する工程、
を備える、方法。
〔態様５５〕
態様４１に記載の方法において、さらに、
前記ポリマーハウジング及び前記プリント回路基板を少なくとも部分的に取り囲む筐体を配置する工程、
を備える、方法。
〔態様５６〕
態様４１に記載の方法において、前記筐体が、ポリマーで形成される、方法。
〔態様５７〕
態様４１に記載の方法において、さらに、
コネクタを前記筐体に接続する工程、
を備える、方法。
〔態様５８〕
実質的にポリマーで形成されている、高真空ハウジング用のクロージャ。
〔態様５９〕
態様５８に記載のクロージャにおいて、該クロージャが、真空側に真空封止被覆体を有する、クロージャ。
〔態様６０〕
態様５９に記載のクロージャにおいて、該クロージャが、金属被覆されている、クロージャ。
〔態様６１〕
態様５８に記載の部品において、該部品が、真空ブランクである、部品。
〔態様６２〕
態様５８に記載の部品において、前記真空ブランクが、ナイフエッジまたは他の盛り上がり構造を有する、部品。
〔態様６３〕
態様５８に記載の部品において、前記型成形されたポリマーが、形状記憶ポリマーである、部品。
〔態様６４〕
態様６３に記載の部品において、前記形状記憶ポリマーが、熱活性型の形状記憶ポリマーである、部品。
〔態様６５〕
高真空ハウジングを密封する方法であって、
ａ）真空側に真空密封被覆物を有するモールド成形されたポリマーをオリフィスに挿入する工程であって、前記モールド成形されたポリマーが、前記オリフィスへの挿入時に変形する形状記憶ポリマーである、工程と、
ｂ）前記オリフィスから前記型成形されたポリマーを取り外す工程と、
ｃ）前記型成形されたポリマーを加熱して該型成形されたポリマーを変形前の形状に戻す工程と、
を備える、方法。
【符号の説明】
【００６３】
１００、１０００  真空計
１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅ、１１０ｆ  ハウジング
１２０、１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃ  電気フィードスルーピン
１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄ、１４０ｅ、１４０ｆ  第２の電気フィードスルーピン
１４５ａ、１４５ｂ、１４５ｃ    ねじ状部
１５５、１０５５    Ｏリング
１６０、１６５    拡張ディスク部
１５０、１０３０ａ    フランジ
１０１０  陰極ケージ
１０１０ａ  陰極ケージ底部
１０１０ｄ  リップ
１０１５  陰極ピン
１０２０  陽極
１０２５、１０６５  絶縁体
１０５０  磁石
１０６０ａ、１０６０ｂ、１０６０ｃ    プリント回路基板
１０７０    筐体
１０７５    コネクタ
２００  真空ブランク
２２０  ナイフエッジ
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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