(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つのイオンポンプ（１００）を備える超高真空作成装置であって，
前記イオンポンプ（１００）は，
少なくとも一つの開口（１１１，１１２）を有するケーシング（１１０）と，
前記ケーシング（１１０）の内部に配置され，所定の中心軸（Ｃ）に沿って中心開口（１２０ａ）が形成されているとともに，電極（１２１）が間隔を空けて連結された構造を含む盤状の電極群（１２０）と，
前記ケーシング（１１０）の内部のうち，前記電極群（１２０）を両側から挟む位置に配置された一対の盤状電極（１３１，１３２）と，
前記一対の盤状電極（１３１，１３２）を両側から挟む位置に配置され，前記ケーシング（１１０）の内部に磁場を与える一対の盤状磁石（１４１，１４２）と，を備える
超高真空作成装置であって，
少なくとも一つの加熱非蒸発型ゲッターポンプ（２００）をさらに備え，
前記加熱非蒸発型ゲッターポンプ（２００）は，
少なくとも一つの開口（２１１，２１２）を有するケーシング（２１０）と，
前記ケーシング（２１０）の内部に配置された加熱ヒーター（２２０）と，
前記ケーシング（２１０）の内部のうち，前記加熱ヒーター（２２０）を挟む位置に配置され，当該加熱ヒーター（２２０）からの輻射熱によって真空中にて加熱されることで活性化する一対のゲッター材（２３１，２３２）と，を備え，
前記加熱非蒸発型ゲッターポンプ（２００）の前記少なくとも一つの開口（２１１，２１２）は，前記イオンポンプ（１００）の前記少なくとも一つの開口（１１１，１１２）に連通している
超高真空作成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の超高真空作成装置であって，
前記イオンポンプ（１００）の前記ケーシング（１１０）は，前記中心軸（Ｃ）上に，前記少なくとも一つの開口（１１１，１１２）が形成されており，
前記一対の盤状電極（１３１，１３２）は，それぞれ，前記中心軸（Ｃ）上に，中心開口（１３３，１３４）が形成されており，
前記一対の盤状磁石（１４１，１４２）は，それぞれ，前記中心軸（Ｃ）上に，中心開口（１４３，１４４）が形成されており，
これにより，前記中心軸（Ｃ）に沿って流路が形成されている
超高真空作成装置。
【請求項３】
請求項２に記載の超高真空作成装置であって，
前記イオンポンプ（１００）は，前記中心軸（Ｃ）方向に沿って２段以上に積み重ねられており，
隣接する前記イオンポンプ（１００）は，前記一対の盤状磁石（１４１，１４２）の一方を共用している
超高真空作成装置。
【請求項４】
請求項３に記載の超高真空作成装置であって，
前記加熱非蒸発型ゲッターポンプ（２００）の前記ケーシング（２１０）は，前記中心軸（Ｃ）上に，前記少なくとも一つの開口（２１１，２１２）が形成されており，
前記加熱ヒーター（２２０）は，前記中心軸（Ｃ）上に，中心開口（２２１）が形成されており，
前記一対のゲッター材（２３１，２３２）は，それぞれ，前記中心軸（Ｃ）上に，中心開口（２３３，２３４）が形成されており，
これにより，前記中心軸（Ｃ）に沿って流路が形成されている
超高真空作成装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の超高真空作成装置であって，
前記超高真空作成装置は，少なくとも一つのサブリメーションポンプ（３００）をさらに備え，
前記サブリメーションポンプ（３００）は，
少なくとも一つの開口（３１１，３１２）を有するケーシング（３１０）と，
前記ケーシング（３１０）の内部に配置され，電流を流すことで昇華する環状のサブリメーションフィラメント（３２０）と，を備え，
前記サブリメーションポンプ（３００）の前記少なくとも一つの開口（３１１，３１２）は，前記イオンポンプ（１００）の前記少なくとも一つの開口（１１１，１１２）に連通している
超高真空作成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，超高真空作成装置に関する。具体的に説明すると，本発明の超高真空作成装置は，少なくとも一つのイオンポンプを含む。また，本発明の超高真空作成装置は，用途に応じて一つのイオンポンプに，他のイオンポンプ，加熱非蒸発型ゲッターポンプ，及びサブリメーションポンプを任意に積層して構成することで，その排気特性を用途に応じて最適化することが可能である。
【背景技術】
【０００２】
近年，ナノテクノロジーや超精密計測技術の著しい発展に伴い，超高真空技術が重要視されている。例えば，半導体表面は気体分子により表面が汚染されやすいため，従来から，この半導体を１０−５Ｐａ以下の超高真空状態に維持し，クリーンな半導体表面を保持する必要がある。また，例えば走査型電子顕微鏡のように，細かく集束された電子線又はイオン源を用いる荷電粒子ビーム装置においては，分解能を向上させるために電界放射形の荷電粒子源を用いることが行われる。このとき，この電界放射型荷電粒子源を安定に動作させるためには，荷電粒子源の内部空間を超高真空状態に維持する必要がある。そこで，従来から，超高真空状態を形成するための装置として，イオンポンプなどの超高真空ポンプが用いられている。
【０００３】
このように，１０−５Ｐａ以下，特に１０−９Ｐａ〜１０−７Ｐａクラスの超高真空環境は究極のクリーン性と安定性を備えるものであり，ナノスケールの超精密加工や超精密計測等に必要不可欠なものである。ただし，このような超高真空環境の作成及び維持には，従来，重厚長大なイオンポンプやクライオポンプなどの排気装置が必要であるとされていた。このように，排気装置の構造が大規模であると，それを収納するチャンバーも重厚長大となり，結果として全体の装置規模が不必要に大きく重くなるという問題があった。
【０００４】
そこで，上記の問題を解決するため，一軸対称な電極配置を有する軽量・小型・高効率なイオンポンプが開発され（特許文献１），さらにその発展型として，より排気量の大きい円筒型のイオンポンプが開発された（特許文献２）。特に，特許文献２に記載のイオンポンプは，その中央に試料や荷電粒子源等を格納するための電磁場変調の少ないスペースが確保された円筒形のポンプであり，超高真空チャンバーのケーシング面に張り付くような形でポンプエレメント（永久磁石等）が配置されている。このため，高い排気能力とスペース効率を同時に実現可能という点において，画期的であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４８３１５４９号
【特許文献２】特許第４８３５７５６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで，特許文献２に開示された円筒型のイオンポンプは，高い排気能力を確保するために，その全体形状が，中心軸方向に長く中心軸と直交する方向に短い形状（例えば土管のような形状）となっている。しかしながら，取り付け対象となる真空チャンバーの形状によっては，中心軸方向に長い形状のイオンポンプを取り付けるためのスペースを十分に確保できない場合があり，その場合には，所望の真空チャンバーにイオンポンプを取り付けることができないという問題があった。特に，電子顕微鏡は電子銃を構成する各パーツの相対配置が綿密に計算されて構成されていることから，電子顕微鏡の鏡筒などに従来の円筒型のイオンポンプを実装しようとする場合，このイオンポンプの中心軸方向には，それを実装するためのスペースが殆ど設けられていないというのが現状であった。
【０００７】
このため，現在では，従来の円筒形イオンポンプの軽量性，効率性，及び排気性などの基本性能を維持しつつ，中心軸方向のサイズをさらに小型化したイオンポンプを含む，超高真空作成装置が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで，本発明の発明者は，従来の問題点を解決する手段について鋭意検討した結果，イオンポンプのケーシング内に，中心開口を有するとともに複数の電極が間隔を空けて連結することにより形成された盤状の電極群と，この電極群を上下両側に一対の盤状電極と一対の盤状磁石を配置するという構成を発案した。このような構成によれば，排気性などの基本性能を維持しつつ，中心軸方向のサイズをさらに小型化した薄型のイオンポンプを実現できるという知見を得た。そして，本発明者は，上記知見に基づけば，従来技術の課題を解決できることに想到し，本発明を完成させた。具体的に説明すると，本発明は以下の構成を有する。
【０００９】
本発明は，超高真空作成装置に関する。
本発明の超高真空作成装置は，少なくとも一つのイオンポンプ１００を備える。
ここで，イオンポンプ１００は，ケーシング１１０と，盤状の電極群１２０と，一対の盤状電極１３１，１３２と，一対の盤状磁石１４１，１４２と，を含む。
ケーシング１１０は，少なくとも一つの開口１１１，１１２を有する。ケーシング１１０内には，少なくとも，盤状の電極群１２０と，一対の盤状電極１３１，１３２とが反対極が正対する形で収納される。
盤状の電極群１２０は，ケーシング１１０の内部に配置される。電極群１２０は，所定の中心軸（Ｃ）を有し，この中心軸（Ｃ）に沿って中心開口１２０ａが形成されている。また，電極群１２０は，電極１２１が間隔を空けて連結された構造を含む。その他に，電極群１２０は，内部に空間を有する中抜き電極１２３を含み，その中抜き電極１２３内に電極１２１を収納したような構造であってもよい。
一対の盤状電極１３１，１３２は，ケーシング１１０の内部のうち，電極群１２０を挟む位置に配置される。つまり，一対の盤状電極１３１，１３２は，電極群１２０の中心軸方向の両側に配置される。
一対の盤状磁石１４１，１４２は，一対の盤状電極１３１，１３２を挟む位置に配置される。つまり，一対の盤状磁石１４１，１４２は，電極群１２０を挟む一対の盤状電極１３１，１３２の中心軸方向の両側に配置される。一対の盤状磁石１４１，１４２は，ケーシング１１０の内部に配置されていてもよいが，ケーシング１１０の外部に配置されていることが好ましい。この一対の盤状磁石１４１，１４２は，ケーシング１１０の内部，好ましくは一対の盤状電極１３１，１３２の間の空間に垂直方向の磁場を与える。
【００１０】
上記構成のように，空間を保持した盤状の電極群１２０を配置するとともに，この電極群１２０の中心軸方向（上下方向）の両側に，一対の薄い盤状電極と一対の薄い盤状磁石とを配置する。これにより，イオンポンプ１００における排気性などの基本性能を維持しつつ，中心軸方向のサイズを小型化することができる。すなわち，空間を保持した盤状の電極群１２０を，一対の盤状電極１３１，１３２と一対の盤状磁石１４１，１４２によって上下両側から挟み込むことで，またケーシング１１０の内部スペースを気体の捕集空間として有効に利用できる。さらに，イオンポンプ１００は，盤状の電極群１２０の横幅を広げることで排気性能などを維持しつつ，この電極群１２０の上下両側に，薄い盤状電極１３１，１３２と盤状磁石１４１，１４２を配置している。このため，イオンポンプ１００の排気性能を維持しつつ，イオンポンプ１００の中心軸方向の長さ（すなわち厚み）を小さくすることができる。例えば，本発明の構成によれば，イオンポンプ１００の中心軸方向の長さを，従来のイオンポンプの１／４程度にすることができる。従って，例えば取付けスペースに制約のある電子顕微鏡等であっても，高性能なイオンポンプ１００（超高真空作成装置）をその基本形状や配置を変更することなく実装することができる。
【００１１】
本発明の超高真空作成装置において，イオンポンプ１００のケーシング１１０は，中心軸（Ｃ）上に，少なくとも一つの開口１１１，１１２が形成されていることが好ましい。
また，一対の盤状電極１３１，１３２は，それぞれ，中心軸（Ｃ）上に，中心開口１３３，１３４が形成されていることが好ましい。
さらに，一対の盤状磁石１４１，１４２は，それぞれ，中心軸（Ｃ）上に，中心開口１４３，１４４が形成されていることが好ましい。
これにより，本発明の超高真空作成装置は，中心軸（Ｃ）に沿って気体の流路および，実験機器を収納あるいは通過させるためのスペースが形成されている。
【００１２】
上記構成のように，電極群１２０の中心軸（Ｃ）に沿って円柱状のスペースを形成することで，実験機器を収納あるいは通過させるためのスペースを確保することができる。また，例えば，電極群１２０を複数の環状の電極１２１によって形成して，一対の盤状電極１３１，１３２，及び一対の盤状磁石１４１，１４２の中心軸を共有させることで，広く放電空間を確保できる。
【００１３】
さらに，上記のように構成されたイオンポンプ１００は，開口１１１，１１２を連通させることで，複数個積み重ねることが可能となる。イオンポンプ１００は，複数個積層することでその性能や寿命を向上させることできる。従って，取付けスペースの許容度に合わせて，積層するイオンポンプ１００の個数を調整することで，装置規模や性能について最適な構成の超高真空作成装置を実装できる。このように，本発明の超高真空作成装置は，中心軸方向に多段階の拡張性を有するものである。つまり，本発明に係る超高真空作成装置は，スペースの許す限り，複数のイオンポンプ１００を何段でも積み重ねることが可能である。
【００１４】
本発明の超高真空作成装置において，イオンポンプ１００は，中心軸（Ｃ）方向に沿って２段以上に積み重ねられていてもよい。この場合，隣接するイオンポンプ１００は，一対の盤状磁石１４１，１４２の一方を共用していることが好ましい。すなわち，共用される盤状磁石は，隣接する２つのイオンポンプ１００の両方に対して磁場を与えるように機能する。
【００１５】
上記構成のように，イオンポンプ１００を積層する場合には，盤状磁石１４１，１４２の一方を共用することで，中心軸方向のサイズをさらに小型化できるとともに，単純にイオンポンプ１００を直列する場合に比べ，重量物である板状磁石を1枚以上省略できるため装置の総重量を低減させることができる。
【００１６】
本発明の超高真空作成装置は，一又は複数のイオンポンプ１００に加えて，さらに，少なくとも一つの加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００を備えていてもよい。
加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００は，ケーシング２１０と，加熱ヒーター２２０と，一対のゲッター材２３１，２３２と，を含む。
ケーシング２１０は，少なくとも一つの開口２１１，２１２を有する。ケーシング２１０内には，加熱ヒーター２２０一対のゲッター材２３１，２３２が配置される。
加熱ヒーター２２０は，一対のゲッター材２３１，２３２を加熱する。加熱ヒーター２２０は，盤状であることが好ましい。
一対のゲッター材２３１，２３２は，ケーシング２１０の内部のうち，加熱ヒーター２２０を上下両側から挟む位置に配置される。ゲッター材２３１，２３２は，加熱ヒーター２２０からの輻射熱によって真空中にて加熱され吸蔵されていたガスを排出することにより活性化され，ポンプとして機能する。
そして，本発明の超高真空作成装置において，加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００の少なくとも一つの開口２１１，２１２は，イオンポンプ１００の少なくとも一つの開口１１１，１１２に連通している。
【００１７】
上記構成のように，本発明の超高真空作成装置は，イオンポンプ１００と加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００を組み合わせて構築することができる。
【００１８】
本発明の超高真空作成装置において，
加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００のケーシング２１０は，中心軸（Ｃ）上に，少なくとも一つの開口２１１，２１２が形成されていることが好ましい。
また，加熱ヒーター２２０は，中心軸（Ｃ）上に，中心開口２２１が形成されていることが好ましい。
さらに，一対のゲッター材２３１，２３２は，それぞれ，中心軸（Ｃ）上に，中心開口２３３，２３４が形成されていることが好ましい。
これにより，イオンポンプ１００と加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００を含んで構成された超高真空作成装置は，中心軸（Ｃ）に沿って気体の流路および，実験機器を収納あるいは通過させるためのスペースが形成される。
【００１９】
上記構成のように，イオンポンプ１００と加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００とを組み合わせたときに，中心軸（Ｃ）に沿った円柱状のスペースが形成されるようにすることで，実験機器を収納あるいは通過させるためのスペースを確保することができる。このため，本発明の超高真空作成装置によれば，イオンポンプ１００と加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００を効率的に併用することができる。
【００２０】
本発明の超高真空作成装置は，一又は複数のイオンポンプ１００に加えて，さらに，サブリメーションポンプ３００を備えることとしてもよい。
サブリメーションポンプ３００は，ケーシング３１０と，サブリメーションフィラメント３２０と，シールド３３０と，を含む。
ケーシング３１０は，少なくとも一つの開口３１１，３１２を有する。ケーシング３１０の内部には，サブリメーションフィラメント３２０が配置される。
サブリメーションフィラメント３２０は，電流を流すことで昇華する環状のフィラメント部材である。
そして，本発明の超高真空作成装置において，サブリメーションポンプ３００の少なくとも一つの開口３１１，３１２は，イオンポンプ１００の少なくとも一つの開口１１１，１１２に連通している。
【００２１】
上記構成のように，本発明の超高真空作成装置は，イオンポンプ１００とサブリメーションポンプ３００を組み合わせて構築することができる。
【００２２】
本発明の超高真空作成装置において，サブリメーションポンプ３００のケーシング３１０は，中心軸（Ｃ）上に，少なくとも一つの開口３１１，３１２が形成されていることが好ましい。これにより，イオンポンプ１００とサブリメーションポンプ３００を含んで構成された超高真空作成装置は，中心軸（Ｃ）に沿って気体の流路および，実験機器を収納あるいは通過させるためのスペースが形成される。
【００２３】
上記構成のように，イオンポンプ１００とサブリメーションポンプ３００とを組み合わせたときに，中心軸（Ｃ）に沿った円柱状のスペースが形成されるようにすることで，実験機器を収納あるいは通過させるためのスペースを確保することができる。このため，本発明の超高真空作成装置によれば，イオンポンプ１００とサブリメーションポンプ３００の諸特性を効果的に組み合わせることで効率的なポンプシステムとして使用することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば，従来のイオンポンプの軽量性，効率性，及び排気性などの基本性能を維持しつつ，中心軸方向のサイズをさらに小型化したイオンポンプを含む，超高真空作成装置を提供することができる。
【００２５】
本発明では，イオンポンプ１００の形状が薄型（好ましくは円盤型）となったことにより，例えば電子銃の鏡筒のような取り付けスペースに余裕がない真空チャンバーにも実装することができる。また，取り付けスペースに余裕がある真空チャンバーについては，イオンポンプ１００だけでなく，超高真空空間での水素等のゲッター能力に優れた加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００や，低真空空間でのゲッター性能に優れたサブリメーションポンプ３００を組み合わせて取り付けることもできる。このように，複数のポンプユニットをタンデムに接続することで，その排気量や排気特性を必要に応じて増強及び調整することが可能になる。これにより，本発明の超高真空作成装置は，例えば，起動真空度が１０−４Ｐａ〜１０−３Ｐａとなり，しかも到達真空度を１０−９Ｐａ〜１０−８Ｐａに向上させることができる。
【００２６】
本発明の超高真空作成装置は，例えば，試料からのガス放出が大きいイオンビーム加工装置や，各種プロセス装置，電離ガス発生装置，イオン源生成装置などに好適に適用できる。また，本発明の超高真空作成装置は，例えば，より安定した超高真空環境が求められる放射光施設や，イオントラップ，原子時計などにも好適に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は，イオンポンプの構成例を示す断面図である。
【図２】図２は，イオンポンプの構成例を示す分解図である。
【図３】図３は，電極群の構造の他の例を示している。
【図４】図４は，イオンポンプに形成される閉磁気回路の概念を示している。
【図５】図５は，イオンポンプの電極に対する電圧供給方法の例を示している。
【図６】図６は，２段に積層されたイオンポンプの構成例を示す断面図である。
【図７】図７は，２段に積層されたイオンポンプの構成例を示す分解図である。
【図８】図８は，３段に積層されたイオンポンプの構成例を示す断面図である。
【図９】図９は，４段に積層されたイオンポンプの構成例を示す断面図である。
【図１０】図１０は，加熱非蒸発型ゲッターポンプの構成例を示す断面図である。
【図１１】図１１は，加熱非蒸発型ゲッターポンプの構成例を示す分解図である。
【図１２】図１２は，イオンポンプと加熱非蒸発型ゲッターポンプを積層した状態を示す断面図である。
【図１３】図１３は，１段のイオンポンプと２段の加熱非蒸発型ゲッターポンプを積層した状態を示す断面図である。
【図１４】図１４は，２段のイオンポンプと１段の加熱非蒸発型ゲッターポンプを積層した状態を示す断面図である。
【図１５】図１５は，２段に積層された加熱非蒸発型ゲッターポンプの構成例を示す断面図である。
【図１６】図１６は，２段に積層された加熱非蒸発型ゲッターポンプの構成例を示す分解図である。
【図１７】図１７は，３段に積層された加熱非蒸発型ゲッターポンプの構成例を示す断面図である。
【図１８】図１８は，サブリメーションポンプの構成例を示す断面図である。
【図１９】図１９は，サブリメーションポンプの構成例を示す分解図である。
【図２０】図２０は，イオンポンプと加熱非蒸発型ゲッターポンプとサブリメーションポンプを積層した状態を示す断面図である。
【図２１】図２１は，電極群の別の形態を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下，図面を用いて本発明を実施するための形態について説明する。本発明は，以下に説明する形態に限定されるものではなく，以下の形態から当業者が自明な範囲で適宜修正したものも含む。
【００２９】
本願明細書において，「盤状」とは，厚みよりも幅の方が長く形成された形状を意味する。盤状には，円盤状の他，四角盤状などの多角盤状が含まれる。
本願明細書において，「環状」とは，中央に開口が形成された形状を意味する。環状には，円環状の他，四角環状などの多角環状が含まれる。
【００３０】
［１．イオンポンプ］
本発明に係る超高真空作成装置１は，イオンポンプ１００を含んで構成される。図１〜図９には，本発明に含まれるイオンポンプ１００の構成例が示されている。
【００３１】
イオンポンプの動作原理は公知である。イオンポンプの動作原理を，簡単に説明する。まず，イオンポンプのチタン陰極（カソード）と陽極（アノード）間に数ｋＶ程度の電圧を印加すると，チタン陰極から一次電子が放出される。チタン陰極から放射された一次電子は，陽極に引きつけられつつ，磁石から与えられる磁場の影響を受けるため，旋回して長い螺旋運動を描き，陽極に至る。この途中で，一次電子は中性のガス分子と衝突し，多数の正イオンと二次電子を生成する。正イオンは，高圧電圧によりチタン陰極に向けて加速され，チタン原子をスパッタリングする。このスパッタリングされたチタン原子は，陽極等に付着して，ガス分子を吸着する（ゲッター作用）。なお，二次電子は，更に螺旋運動を行って他のガス分子と衝突して，さらに多数の正イオンと電子（三次電子）を生成していく。これにより，ある空間内のガス分子がイオンポンプに捕集され，その空間を１０−５Ｐａ以下の超高真空状態とすることができる。
【００３２】
図１には，イオンポンプ１００の構成例が示されている。図１は，イオンポンプを平面視したときの断面図と，イオンポンプを側面視したときの断面図を示している。また，図２には，イオンポンプ１００の分解図が示されている。図１及び図２に示されるように，イオンポンプ１００は，ケーシング１１０と，電極群１２０と，一対の盤状電極１３１，１３２と，一対の盤状磁石１４１，１４２と，磁気シールド１５０を含んで構成されている。また，磁気シールド１５０は外部への漏洩磁場を極小化するとともに板状磁石１４１，１４２とともに閉磁気回路を形成している。本実施形態では，磁気シールド１５０の内部に，ケーシング１１０と，一対の盤状磁石１４１，１４２が配置される。また，ケーシング１１０の内部に，電極群１２０と，一対の盤状電極１３１，１３２が配置されている。また，ケーシング１１０に形成された外部接続フランジ１１４，１１６が，磁気シールド１５０の外部に突出している。この外部接続フランジ１１４，１１６を介して，イオンポンプ１００は，他の外部装置に接続される。イオンポンプ１００が接続される外部装置は，例えば，真空チャンバーや試料室などの真空状態にする対象である。また，外部装置は，他の真空ポンプ（イオンポンプや，加熱非蒸発型ゲッターポンプ，サブリメーションポンプなど）であってもよい。
【００３３】
［１−１．ケーシング］
ケーシング１１０は，ガス分子を捕集したり，試料や実験機器を収納あるいは通過させるための作業空間を形成する枠体である。図１に示されるように，ケーシング１１０の内部には，電極群１２０と一対の盤状電極１３１，１３２とが配置される。本発明において，ケーシング１１０のうち，電極群１２０と一対の盤状電極１３１，１３２とが配置される空間を形成する本体部分は，薄型の円盤状であることが好ましい。すなわち，ケーシング１１０の本体部分は，中心軸（Ｃ）方向の長さ（厚み）よりも，中心軸方向と直交する方向（以下，「直交方向」ともいう）の長さ（幅）の方が長く形成された形状であることが好ましい。このように，ケーシング１１０の本体部分を薄型の円盤状とすることで，イオンポンプ１００全体の中心軸方向のサイズを小さくすることができる。
【００３４】
ケーシング１１０の中心軸周辺に形成されるスペースは，排気動作におけるガスの流路となるだけでなく，試料や実験機器を収納あるいは通過させるためのスペースとなる。ケーシング１１０は，少なくとも一つの開口（１１１，１１２）を含む。この開口（１１１，１１２）を介して，ケーシング１１０内部に気体が流入したり流出したりする。図１に示された実施形態において，ケーシング１１０は，２つの開口１１１，１１２を含んでいる。ただし，ケーシング１１０は，必ずしも２つの開口を有する必要はなく，一方の開口は塞がれていてもよい。本願明細書では，上下方向に多段拡張することのできるイオンポンプ１００を説明するために，ケーシング１１０に上下２つの開口１１１，１１２を形成している。
【００３５】
図１に示されるように，ケーシング１１０は，上側ケーシング部材１１３と下側ケーシング部材１１５とによって構成されている。つまり，上側ケーシング部材１１３と下側ケーシング部材１１５が互いに接合されることで，電極群１２０と一対の盤状電極１３１，１３２を収納するための空間が形成されている。なお，上側ケーシング部材１１３と下側ケーシング部材１１５に接合する際には，それぞれのケーシング部材１１３，１１５に形成されたフランジ部分を突き合わせて接合すればよい。
【００３６】
また，上側ケーシング部材１１３は，上側の外部接続フランジ１１４を有し，下側ケーシング部材１１５は，下側の外部接続フランジ１１６を有している。そして，上側の外部接続フランジ１１４に上側の開口１１１が形成され，下側の外部接続フランジ１１６に下側の開口１１２が形成されている。これにより，外部接続フランジ１１４，１１６を介して，イオンポンプ１００の上下両方に，外部装置を接続することが可能となっている。
【００３７】
また，図１に示されるように，ケーシング１１０は，上側の開口１１１と下側の開口１１２が共に，中心軸（Ｃ）上に形成されている。これに伴い，上側の外部接続フランジ１１４と下側の外部接続フランジ１１６も，中心軸（Ｃ）上に形成されている。これにより，ケーシング１１０には，上側の開口１１１から下側の開口１１２へと通じる流路が直線状に形成されている。
【００３８】
なお，ケーシング１１０の材質としては，アルミニウム，チタン，又はステンレスなど公知のものがあげられる。また，ケーシング１１０は，ケーシング１１０内壁そのものを電極として機能させることも可能である。そのために，ケーシング１１０は，内壁表面にチタンが蒸着されたアルミニウムが好ましい。このようにすることで，イオンポンプシステムを軽くすることができるとともに，イオンポンプ１００構造をシンプルにして小さくすることができる。また，ケーシング１１０の内部には，電極を駆動するための配線（図示省略）などが設けられていてもよい。
【００３９】
［１−２．電極群］
電極群１２０は，ケーシング１１０の内部に配置される複数の電極である。電極群１２０の極性は，後述する一対の盤状電極１３１，１３２と異なっていれば，陽極であってもよいし陰極であってもよい。また，電極群１２０は，極性を変化させることができるものであってもよい。ただし，本実施形態に係るイオンポンプ１００の構成において，電極群１２０の極性は，陽極であることが好ましい。
【００４０】
図１に示されるように，電極群１２０は，間隔を空けて連結した電極１２１を含んで構成されている。例えば，複数の電極１２１を間隔を空けて連結することで，電極群１２０を形成することとしてもよいし，一の電極に複数の孔をあけることで，電極群１２０を形成することとしてもよい。これにより，空間を保持する電極群１２０が形成される。図１に示した例では，電極群１２０を形成する複数の電極１２１は，それぞれ環状に形成されている。特に，電極１２１は，円環状（リング状）であることが好ましい。ただし，電極１２１は，三角環状や，四角環状，その他多角環状であってもよい。また，図３には，電極群１２０の形状の他の例が示されている。図３（ａ）に示されるように，電極群１２０は，電極１２１を渦巻状にすることで形成されたものであってもよい。また，図３（ｂ）に示されるように，電極群１２０は，電極１２１をハニカム状（六角形格子状）にすることで形成されたものであってもよい。ただし，電極群１２０の構造の例は，図示したものに限られず，電極１２１が間隔を空けて連結していることで，内部に空間を保持するものであればどのような形状であっても採用することができる。また，後述するように，電極群１２０は，電極１２１を内部に収納する中抜き電極１２３を含んで構成されているものであってもよい。
【００４１】
また，図１及び図３に示されるように，電極群１２０は，その中心軸（Ｃ）に沿って，中心開口１２０ａが形成されている。このため，図１に示した例のように，複数の環状の電極１２１によって電極群１２０を形成する場合には，この複数の環状の電極１２１は，中心軸（Ｃ）を中心として，同心状に配置されることとなる。以下では，本発明に係るイオンポンプの例として，電極群１２０が複数の環状の電極（以下，「環状電極」という）により形成されている例を挙げて説明する。
【００４２】
図１及び図２に示されるように，電極群１２０は，それぞれ，中心軸（Ｃ）方向の長さ（厚み）よりも，直交方向の長さ（幅）の方が長く形成された形状となっている。つまり，電極群１２０は，厚みの薄い薄型に形成されている。特に，複数の環状電極１２１によって構成された電極群１２０は，直交方向の長さ（幅）が，中心軸（Ｃ）方向の長さ（厚み）よりも５倍又は１０倍以上長いことが好ましく，５〜３０倍，１０〜２５倍であることが好ましい。
【００４３】
また，図１に示されるように，円環状に形成された複数の環状電極１２１は，それぞれ，中心軸（Ｃ）を中心として同心円状に配置されている。すなわち，ある環状電極１２１は，他の環状電極１２１の開口の中に配置され，この他の環状電極１２１は，さらに別の環状電極１２１の開口の中に配置される。このように，複数の環状電極１２１は，中心軸を共有するものである。また，複数の環状電極１２１同士の間隔は，実質的に等間隔であることが好ましい。また，電極群１２０を形成する環状電極１２１の数は，特に限定されないが，例えば５〜２０個又は８〜１５個程度とすればよい。
【００４４】
また，図１に示されるように，電極群１２０は，複数の環状電極１２１を接続するために，中心軸（Ｃ）方向と直交する方向に延びる導線１２２を含む。図１に示した例では，導線１２２が４箇所に設けられている。導線１２２は，電極群１２０を形成する環状電極１２１同士を電気的に接続するものである。このように導線１２２を介して複数の環状電極１２１を接続することで，各環状電極１２１を同一の極性に維持できる。また，複数の環状電極１２１を導線１２２で接続しておくことで，それぞれの環状電極１２１に電圧を印加する必要がなくなる。つまり，少なくとも一つの環状電極１２１に電圧を印加することで，導線１２２を介して連結された全ての環状電極１２１に電圧が印加されることとなる。また，導線１２２は，各環状電極１２１の間隔を一定に保つためのスペーサとして機能するものであってもよい。このように，導線１２２をスペーサとして機能させることで，電極群１２０内部の構成を簡素化できる。
【００４５】
また，電極群１２０を構成する環状電極１２１の数は適宜増加させることが可能である。環状電極１２１の数を増加させることで，イオンポンプ１００の排気量を増加させることができる。また，環状電極１２１の数を増加させた場合，イオンポンプ１００は中心軸方向と直交する方向（直交方向）のサイズが拡張することにはなるが，中心軸方向のサイズは変わらない。このため，本発明の構成では，環状電極１２１の数を増加させることで，イオンポンプ１００の中心軸方向のサイズを小さく抑えたまま，排気量を向上させることができる。このように，イオンポンプ１００の排気量は，直交方向の拡張性によって調節できる。
【００４６】
電極群１２０を構成する環状電極１２１の材質は，適宜公知のものとすることができる。例えば，環状電極１２１の材質は，チタン，銅，グラファイト，銅タングステンとすればよい。特に，環状電極１２１を陰極として機能させる場合には，チタン製であることが好ましい。また，電極群１２０は，公知の固定手段（図示省略）を介して，ケーシング１１０内部に配置されていればよい。例えば，電極群１２０の最外層に突起を形成し，ケーシング１１０に形成された溝に嵌め込むようにしてもよい。
【００４７】
さらに，図２１には，電極群１２０の別の形態が示されている。図２１に示された電極群１２０は，電極１２１に加えて，中抜き電極１２３を含んでいる。つまり，電極群１２０は，間隔を空けて連結された複数の電極１２１を，内部に空間が形成された中抜き電極１２３内に収納するようなかたちで構成されている。
【００４８】
具体的に説明すると，中抜き電極１２３は，上下の平面部分１２３ａと，この上下の平面部分１２３ａの側縁を垂直方向に連結する側面部分１２３ｂとを含む。この側面部分１２３ｂによって，上下の平面部分１２３ａの間に空間が確保されている。このように，中抜き電極１２３は，内部に空間を保持する中抜き状に形成されている。また，中抜き電極１２３は，中心軸（Ｃ）に沿って，中心開口１２４が形成されている。そして，図２１に示されるように，中抜き電極１２３の内部，すなわち上下の平面部分１２３ａの間の空間には，間隔を空けて連結された電極１２１が収納されている。なお，中抜き電極１２３の内部に配置される電極１２１は，上述した環状（円環状，四角環状等）であってもよいし，渦巻状であってもよいし，ハニカム状（六角形格子状）であってもよい。このようにして，電極群１２０は，電極１２１に加えて，中抜き電極１２３を含んだ構造であってもよい。
【００４９】
また，図２１に示されるように，電極１２１と中抜き電極１２３とは，電気的に接続されていることが好ましい。これにより，電極１２１又は中抜き電極１２３のいずれか一方に電圧を印加することで，電極群１２０全体の極性を同一に維持することができる。例えば，中抜き電極１２３は，側面部分１２３ｂにおいて，電極１２１と電気的に接続されていることが好ましい。ただし，その他の部位又は部品を介して，中抜き電極１２３と電極１２１とを電気的に接続することも可能である。
【００５０】
また，図２１に示されるように，電極群１２０の中心に形成された中心開口１２０ａと，中抜き電極１２３に形成された中心開口１２４とは，垂直方向に連通している。このとき，中貫電極１２３の中心開口１２４は，電極群１２０の中心開口１２０ａよりも，開口径が大きく形成されていることが好ましい。その他，中抜き電極１２３の形状は，ケーシング１１０や，電極１２１，盤状電極１３１，１３２などの形状と合わせて適宜設計することができる。
【００５１】
［１−３．盤状電極］
盤状電極１３１，１３２は，ケーシング１１０の内部に配置される電極であって，上記の電極群１２０と電気的に対をなす電極である。つまり，盤状電極１３１，１３２は，電極群１２０と極性が異なることが必要である。また，盤状電極１３１，１３２の極性は，電極群１２０の極性に応じて，適宜変化するものであってもよい。ただし，本実施形態に係るイオンポンプ１００の構成において，盤状電極１３１，１３２の極性は，陰極であることが好ましい。
【００５２】
図１に示されるように，盤状電極１３１，１３２は，中心軸方向（上下方向）の両側から電極群１２０を挟むように，少なくとも一対設けられている。つまり，一方の盤状電極１３１は，電極群１２０の上側に配置され，他方の盤状電極１３２は，電極群１２０の下側に配置される。上下一対の盤状電極１３１，１３２は，それぞれ，厚みが非常に薄くなっている。また，一対の盤状電極１３１，１３２の幅（直交方向の長さ）は，電極群１２０と実質的に等しくなっている。つまり，盤状電極１３１，１３２は，電極群１２０を上方と下方から全体的に覆うことのできる横幅で形成されている。また，盤状電極１３１，１３２は，円盤状であることが好ましい。ただし，盤状電極１３１，１３２は，三角盤状や四角盤状であってもよいし，その他多角盤状であってもよい。盤状電極１３１，１３２の形状は，ケーシング１１０や電極群１２０の形状と合わせればよい。
【００５３】
図２に示されるように，一対の盤状電極１３１，１３２は，その中心部分に，中心開口１３３，１３４が形成されている。中心開口１３３，１３４の大きさは，電極群１２０を構成する複数の環状電極１２１のうち，最も中心軸（Ｃ）寄りの位置に配置された環状電極１２１の開口の大きさと，略同じ大きさであることが好ましい。さらに，図２に示されるように，一対の盤状電極１３１，１３２は，それぞれ，中心開口１３３，１３４が中心軸（Ｃ）上に位置するように配置されている。このため，一対の盤状電極１３１，１３２の中心開口１３３，１３４は，中心軸（Ｃ）に沿って，電極群１２０の開口と連通するようになっている。
【００５４】
盤状電極１３１，１３２の材質は，適宜公知のものとすることができる。例えば，盤状電極１３１，１３２の材質は，真空中で残留ガスに対し補足能力を有するチタン，銅，グラファイト，銅タングステンなどを適宜使用すればよい。特に，盤状電極１３１，１３２を陰極として機能させる場合には，チタン製であることが好ましい。また，盤状電極１３１，１３２は，電場の印加効率性を高めるための板材，あるいは残留ガスの透過性を高めるためにパンチングメタル材を用いてもよい。また，盤状電極１３１，１３２，公知の固定手段（図示省略）を介して，ケーシング１１０内部に配置されていればよい。例えば，盤状電極１３１，１３２に突起を形成し，ケーシング１１０に形成された溝に嵌め込むようにしてもよい。
【００５５】
［１−４．盤状磁石］
一対の盤状磁石１４１，１４２は，ケーシング１１０内部に磁場を与える磁石である。このため，盤状磁石１４１，１４２は，図１に示されるように，一対の盤状電極１３１，１３２を上下方向（中心軸方向）の両側から挟む位置に配置される。つまり，一方の盤状磁石１４１は，上側の盤状電極１３１の上方に配置され，他方の盤状磁石１４２は，下側の盤状電極１３２の下方に配置される。盤状磁石１４１，１４２は，永久磁石であることが好ましいが，電磁コイルを磁石としたものであってもよい。また，一対の盤状磁石１４１，１４２は，それぞれ，一方面側と多方面側とで磁性が異なるものであり，対向する盤状磁石１４１，１４２は，向かい合う面の極性が異なるように配置されていることが必要である。
【００５６】
図１に示されるように，一対の盤状磁石１４１，１４２は，ケーシング１１０の外部に配置することが好ましい。ただし，一対の盤状磁石１４１，１４２をケーシング１１０の内部に配置することもできる。盤状磁石１４１，１４２をケーシング１１０の外部に配置する場合，上側の盤状磁石１４１は，上側ケーシング部材１１３に固定し，上側の盤状磁石１４２は，下側ケーシング部材１１５に固定すればよい。具体的には，盤状磁石１４１，１４２は，それぞれ，ケーシング１１０の本体部分（電極群１２０等の収納空間を形成している部分）と外部接続フランジ１１４，１１６の間に配置することが好ましい。
【００５７】
上下一対の盤状磁石１４１，１４２は，それぞれ，薄型に形成されている。つまり，盤状磁石１４１，１４２は，中心軸（Ｃ）方向の長さ（厚み）よりも，直交方向の長さ（幅）の方が長く形成された形状となっている。また，一対の盤状磁石１４１，１４２の幅（直交方向の長さ）は，電極群１２０と実質的に等しくなっている。つまり，盤状磁石１４１，１４２は，電極群１２０を上方と下方から全体的に覆うことのできる横幅で形成されている。また，盤状磁石１４１，１４２は，円盤状であることが好ましい。ただし，盤状磁石１４１，１４２は，三角盤状や四角盤状であってもよいし，その他多角盤状であってもよい。盤状磁石１４１，１４２の形状は，ケーシング１１０や，電極群１２０，盤状電極１３１，１３２の形状と合わせればよい。
【００５８】
図２に示されるように，一対の盤状磁石１４１，１４２は，その中心部分に，中心開口１４３，１４４が形成されている。中心開口１４３，１４４の大きさは，電極群１２０を構成する複数の環状電極１２１のうち，最も中心軸（Ｃ）寄りの位置に配置された環状電極１２１の開口の大きさと，略同じ大きさであることが好ましい。さらに，図２に示されるように，一対の盤状磁石１４１，１４２は，それぞれ，中心開口１４３，１４４が中心軸（Ｃ）上に位置するように配置されている。このため，一対の盤状磁石１４１，１４２の中心開口１４３，１４４は，中心軸（Ｃ）に沿って，電極群１２０の開口と盤状電極１３１，１３２の中心開口１３３，１３４とに連通するようになっている。
【００５９】
［１−５．磁気シールド］
磁気シールド１５０は，ケーシング１１０及び盤状磁石１４１，１４２を内部に収納し，盤状電極１３１，１３２の磁気を外部に漏らさないようにするためのシールド部材であるとともに，盤状磁石１４１，１４２とともに閉磁気回路を形成することにより，中心軸周辺の作業スペースへの磁場漏えいを抑制し，電極群１２０に侵入する磁束の乱れをおさえる働きをする。磁気シールド１５０は，透磁率の高いミューメタルやパーマロイ材などの公知の素材で形成することができる。また，磁気シールド１５０は，導電性であることが好ましい。
【００６０】
また，図１に示されるように，磁気シールド１５０には一部に開口が形成されており，その開口から，ケーシング１１０の外部接続フランジ１１４，１１６が突出するようになっている。
【００６１】
さらに，磁気シールド１５０は，一対の盤状磁石１４１，１４２と協働して，イオンポンプ内に閉磁気回路を形成することが好ましい。閉磁気回路の概念は，図４に示されている。図４に示されるように，一対の盤状磁石１４１，１４２は，それぞれ，一方面側と多方面側とで磁性が異なるものが用いられ，且つ，対向する盤状磁石１４１，１４２は，向かい合う面の極性が異なるように配置されている。図４に示した例では，上側の盤状磁石１４１は，電極群１２０側の面がＳ極となり，反対側の面がＮ極となっている。他方，下側の盤状磁石１４２は，電極群１２０側の面がＮ極となり，反対側の面がＳ極となっている。なお，上側の盤状磁石１４１と下側の盤状磁石１４２は，上記したものと反対の極性であってもよい。また，磁気シールド１５０は，透磁率の高い透磁性材料で形成されている。
【００６２】
このような構成とすることで，磁気シールド１５０は，一対の盤状磁石１４１，１４２と協働して，イオンポンプ周辺を取り巻く磁束のガイドとして機能する。すなわち，イオンポンプの上下に貫通する磁束を，この磁気シールド１５０内に引っ張り込むことにより，閉じた磁気回路が形成される。これにより，電極群１２０に侵入する磁束分布を整えるとともに，中心軸周辺のスペースへの磁場の漏れを低減することができる。
【００６３】
上記のように構成されたイオンポンプ１００は，図１等に示されるように，中心軸（Ｃ）方向のサイズが小さくなっている。つまり，イオンポンプ１００全体の外形を見ると，中心軸方向の長さは，中心軸と直交する方向（直交方向）の長さよりも小さくなっている。具体的には，本発明のイオンポンプ１００は，従来のイオンポンプと比較し，中心軸方向の長さを１／４程度に抑えることが可能である。
【００６４】
また，本発明のイオンポンプ１００は，上記のように中心軸方向のサイズが小さくなっているが，排気量などの基本性能は従来と変わらない性能を維持できる。すなわち，電極群１２０を構成する環状電極１２１の数を増やし，これに合わせて，ケーシング１１０や，盤状電極１３１，１３２，盤状磁石１４１，１４２の直交方向の長さ（幅）を拡張することで，気体を捕集するスペースを十分に確保することができる。従って，イオンポンプ１００は，中心軸方向のサイズを抑えつつ，所望の排気性能を得ることができる。
【００６５】
［１−６．電圧供給方法］
図５は，上記構成のイオンポンプ１００に，電源２を接続する態様の一例を示している。
例えば，図５（ａ）は，電源２を電極群１２０に接続し，電極群１２０に電圧を印加する例を示している。この場合，ケーシング１１０にアース３を接続することができる。なお，ケーシング１１０は，一対の盤状電極１３１，１３２に接続されている。このため，図５（ａ）に示した例では，電極群１２０が陽極となり，盤状電極１３１，１３２及びケーシング１１０が陰極となる。
【００６６】
また，図５（ｂ）は，電源２を一対の盤状電極１３１，１３２に接続し，盤状電極１３１，１３２に電圧を印加する例を示している。この場合，ケーシング１１０及び電極群１２０にアース３を接続することができる。図５（ｂ）に示した例では，一対の盤状電極１３１，１３２が陽極となり，ケーシング１１０及び電極群１２０が陰極となる。
【００６７】
また，図５（ｃ）は，電源２のプラス側を，電極群１２０と盤状電極１３１，１３２の一方に接続し，電源２のマイナス側を，電極群１２０と盤状電極１３１，１３２の他方に接続した例を示している。この場合，磁気シールド１５０にアース３を接続することができる。また，図示は省略するが，ケーシング１１０にアース３を接続してもよい。図５（ｃ）に示した例では，電源２から電流が流れる方向に応じて，電極群１２０と盤状電極１３１，１３２のうちの一方が陽極となり，他方が陰極となる。どちらを陽極とし陰極とするかは，電源２から供給される電流の方向を制御して変化させることができる。このため，図５（ｃ）に示した例では，電源２を制御するための制御装置（図示省略）を設けてもよい。
【００６８】
［１−７．イオンポンプの多段階構造］
上記構造のイオンポンプ１００は，中心軸（Ｃ）方向に，複数段積層することができる点を特徴の一つとしている。つまり，イオンポンプ１００は，中心軸方向の拡張性を備えている。
【００６９】
図６は，イオンポンプ１００を２段積み重ねた構造の例が示されている。また，図７は，イオンポンプ１００を２段積み重ねた構造の分解図を示している。図６及び図７に示されるように，各イオンポンプ１００は，ケーシング１１０と，電極群１２０と，一対の盤状電極１３１，１３２と，一対の盤状磁石１４１，１４２を基本構成としている。なお，イオンポンプ１００を積層する場合，磁気シールド１５０は，積層されたイオンポンプ１００の全てを覆うことのできる形状であることが好ましい。
【００７０】
図６に示されるように，積み重ねられた２つのイオンポンプ１００は，中心軸（Ｃ）を共有している。すなわち，２つのイオンポンプ１００は，一つの中心軸（Ｃ）に沿って，円柱状のスペースが形成されている。このため，実験機器を収納あるいは通過させるためのスペースを確保することができる。
【００７１】
具体的に説明すると，イオンポンプ１００を積層する場合，ケーシング１１０は，上側の外部接続フランジ１１４が形成された上側ケーシング部材１１３と，下側の外部接続フランジ１１６が形成された下側ケーシング部材１１５の他に，中継用ケーシング部材１１７を備えている。中継用ケーシング部材１１７は，上側ケーシング部材１１３と下側ケーシング部材１１５の間に配置される。中継用ケーシング部材１１７は，上側ケーシング部材１１３に接合されることで，上段のイオンポンプ１００用のケーシング１１０として機能する。これと同時に，中継用ケーシング部材１１７は，下側ケーシング部材１１５に接合されることで，下段のイオンポンプ１００用のケーシング１１０としても機能している。なお，中継用ケーシング部材１１７を，上側ケーシング部材１１３と下側ケーシング部材１１５に接合する際には，それぞれのケーシング部材１１３，１１５，１１７に形成されたフランジ部分を突き合わせて接合すればよい。このように，上段のイオンポンプ１００と下段のイオンポンプ１００によって共用可能な中継用ケーシング部材１１７を設けることで，超高真空作成装置１全体の中心軸方向のサイズをコンパクトにすることができる。
【００７２】
また，中継用ケーシング部材１１７は，図６等に示されるように，中心軸方向の中央部分に，内側に向かってくびれたくびれ部１１８が形成されている。中継用ケーシング部材１１７のくびれ部１１８には，盤状磁石１４５（１４１，１４２）が配置される。
【００７３】
また，イオンポンプ１００を積層する場合，上段のイオンポンプ１００と下段のイオンポンプ１００は，盤状磁石１４５（１４１，１４２）を共用することができる。本来，イオンポンプ１００は，２個一対の盤状磁石１４１，１４２を備えるものである。ただし，イオンポンプ１００を複数段に積層する場合には，上段のイオンポンプ１００にとっての下側の盤状磁石１４２と，下段のイオンポンプ１００にとっての上側の盤状磁石１４１は，一つの盤状磁石とすることが可能である。このため，図６に示された例では，３つの盤状磁石によって，盤状磁石を４つ配置した場合と同様の機能を実現している。各図において，符号１４５は，２つのイオンポンプ１００によって共用されている盤状磁石を示している。この共用されている盤状磁石１４５は，上段のイオンポンプ１００のケーシング１１０と下段のイオンポンプ１００のケーシング１１０の両方に磁場を提供するものである。このように，イオンポンプ１００を積層する場合において，盤状磁石１４５を共用することで，超高真空作成装置１全体の中心軸方向のサイズをさらにコンパクトにしかつ重量を軽減することができる。なお，この共用されている盤状磁石１４５は，中継用ケーシング部材１１７のくびれ部１１８に配置される。
【００７４】
また，図８は，イオンポンプ１００が３段に積み重ねられた構造を示している。イオンポンプ１００を３段に積み重ねて超高真空作成装置１を構築する場合，中継用ケーシング部材１１７と，共用されている盤状磁石１４５は，それぞれ２つずつ存在する。
【００７５】
また，図９は，イオンポンプ１００が４段に積み重ねられた構造を示している。イオンポンプ１００を４段に積み重ねて超高真空作成装置１を構築する場合，中継用ケーシング部材１１７と，共用されている盤状磁石１４５は，それぞれ３つずつ存在する。なお，本発明の超高真空作成装置１は，それぞれ，従来のイオンポンプと比較して，中心軸（Ｃ）方向のサイズが１／４程度となる。このため，イオンポンプ１００を４段に積み重ねた場合であっても，本発明の超高真空作成装置１は，その中心軸方向のサイズが，従来のイオンポンプのサイズと同程度にしかならない。さらに，本発明の超高真空作成装置１は，イオンポンプ１００が４段に積み重なっているため，従来のイオンポンプと比較して，その排気性能が格段に向上している。
【００７６】
［２．加熱非蒸発型ゲッターポンプ］
本発明に係る超高真空作成装置１は，イオンポンプ１００に加えて，加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００を備えていてもよい。図１０〜図１７には，加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００の構成例が示されている。加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００は，ケーシング内において，真空中にて加熱ヒーターによる輻射熱にてゲッター材表面を加熱することでゲッター材を活性化することで排気を行う真空ポンプである。加熱非蒸発型ゲッターポンプの動作原理は，Ｔｉ−Ｖ−Ｆｅ等のゲッター材の表面及びガス吸蔵した内部を真空中で加熱することで吸蔵及び吸着ガスを排出させ，その後常温に戻すことによりガス吸蔵に関わる連鎖反応を引き起こし，ポンプとして機能させるというものである。
【００７７】
イオンポンプ１００は，窒素，ヘリウム，アルゴン等の不活性ガスを捕集し迅速に超高真空を作製することができるという利点があるものの，軽元素分子である水素に対してはその排気効率が悪いという欠点がある。他方，加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００は，絶対的な排気速度や低真空領域での動作において非力であるという欠点があるものの，水素に対しては高い排気能力を有する。そこで，本発明の超高真空作成装置１のように，イオンポンプ１００と加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００を組み合わせることにより，これらのポンプの欠点を互いに補い合うことが可能である。従って，イオンポンプ１００と加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００を組み合わせることで，使い勝手の良い超高真空作成装置１を提供できる。このような，他のポンプと直列に接続することを目的とした１軸対称の加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００の構造は新規なものである。
【００７８】
図１０には，加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００の構成例が示されている。図１０は，加熱非蒸発型ゲッターポンプを平面視したときの断面図と，加熱非蒸発型ゲッターポンプを側面視したときの断面図を示している。また，図１１には，加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００の分解図が示されている。図１０及び図１１に示されるように，加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００は，ケーシング２１０と，加熱ヒーター２２０と，一対のゲッター材２３１，２３２と，熱シールド２４０と，を含んで構成されている。本実施形態では，熱シールド２４０の内部にケーシング２１０が配置される。また，ケーシング２１０の内部に，加熱ヒーター２２０と一対のゲッター材２３１，２３２が配置されている。また，ケーシング２１０に形成された外部接続フランジ２１４，２１６が，熱シールド２４０の外部に突出している。この外部接続フランジ２１４，２１６を介して，加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００は，他の外部装置に接続される。加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００が接続される外部装置は，例えば，真空チャンバーや試料室などの真空状態にする対象である。また，外部装置は，他の真空ポンプ（イオンポンプや，加熱非蒸発型ゲッターポンプ，サブリメーションポンプなど）であってもよい。
【００７９】
［２−１．ケーシング］
ケーシング２１０は，ガス分子を捕集したり，試料や実験機器を収納あるいは通過させるための作業空間を形成する枠体である。加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００のケーシング２１０は，基本的に，上述したイオンポンプ１００のケーシング１１０と同様の構造を有している。このため，加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００のケーシング２１０の説明は，イオンポンプ１００のケーシング１１０についての説明を適宜援用することができる。
【００８０】
すなわち，加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００のケーシング２１０は，少なくとも一つの開口（２１１，２１２）を含む。図１０に示された実施形態において，ケーシング２１０は，２つの開口２１１，２１２を含んでいる。これにより，加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００は，上下方向に多段拡張することができる。また，ケーシング２１０は，上側ケーシング部材２１３と下側ケーシング部材２１５とを接合することにより，加熱ヒーター２２０やゲッター材２３１，２３２を収納するための空間が形成されている。また，上側ケーシング部材２１３は，上側の外部接続フランジ２１４を有し，下側ケーシング部材２１５は，下側の外部接続フランジ２１６を有している。上側の外部接続フランジ２１４には，上側の開口２１１が形成され，下側の外部接続フランジ２１６には，下側の開口２１２が形成されている。さらに，ケーシング２１０は，上側の開口２１１と下側の開口２１２が共に，中心軸（Ｃ）上に形成されている。これにより，ケーシング２１０には，上側の開口２１１から下側の開口２１２へと通じる流路が直線状に形成されている。中心軸周辺に形成されるスペースは排気動作におけるガスの流路となるだけでなく，試料や実験機器を収納あるいは通過させるためのスペースともなる。
【００８１】
［２−２．加熱ヒーター］
加熱ヒーター２２０は，ケーシング２１０内において，ゲッター材２３１，２３２を過熱するための発熱源である。加熱ヒーター２２０は，例えば，電力が加わることで，電熱により発熱する金属製材料で形成すればよい。このため，加熱ヒーター２２０は，電源（図示省略）に接続されていることが好ましい。加熱ヒーター２２０は，ゲッター材２３１，２３２を輻射熱によって加熱することが可能な程度に昇温される。加熱ヒーター２２０の昇温温度は，特に限定されないが，例えば３００度〜６００度である。加熱ヒーター２２０の昇温温度は，ゲッター材２３１，２３２の材料や両者の位置関係等に応じて適宜調節すればよい。
【００８２】
図１０に示されるように，加熱ヒーター２２０は，盤状であることが好ましい。盤状とは，厚みよりも幅の方が長く形成された形状である。加熱ヒーター２２０は円盤状であることが好ましいが，三角盤状や四角盤状，その他多角盤状であってもよい。
【００８３】
また，加熱ヒーター２２０は，その中心部分に，中心開口２２１が形成されている。中心開口２２１の大きさは，例えばケーシング２１０に形成された開口２１１，２１２と同程度とすればよい。さらに，図１に示されるように，加熱ヒーター２２０は，中心開口２２１が中心軸（Ｃ）上に位置するように配置されている。このため，加熱ヒーター２２０の中心開口２２１は，中心軸（Ｃ）に沿って，ケーシング２１０の開口２１１，２１２と連通するようになっている。
【００８４】
［２−３．ゲッター材］
ゲッター材２３１，２３２は，真空中で加熱ヒーター２２０により加熱されることで活性化し，連鎖反応によって水素等のガス分子を連続的に吸蔵する部材である。ゲッター材２３１，２３２は，ゲッター作用のある公知の，水素吸蔵作用のある素材を用いることができる。例えば，例えばＴｉ，Ｖ，Ｆｅなどからなる合金からなるものであってもよい。
【００８５】
図１０に示されるように，一対のゲッター材２３１，２３２は，加熱ヒーター２２０の中心軸方向（上下方向）の両側に配置される。つまり，一方のゲッター材２３１は，加熱ヒーター２２０の上側に配置され，他方のゲッター材２３１は，加熱ヒーター２２０の下側に配置される。一対のゲッター材２３１，２３２は，中心軸方向の長さ（厚み）よりも，直交方向の長さ（幅）の方が長い薄型に形成されている。また，ゲッター材２３１，２３２は，加熱ヒーター２２０と同様に，円盤状であることが好ましい。ただし，ゲッター材２３１，２３２は，三角盤状や四角盤状であってもよいし，その他多角盤状であってもよいが，ヒーターに対する面に適当な凹凸構造を有し，ヒーターからの輻射熱を効率的に補修するような構造であることが望ましい。ゲッター材２３１，２３２の形状は，ケーシング２１０や加熱ヒーター２２０の形状と合わせればよい。
【００８６】
図１１に示されるように，一対のゲッター材２３１，２３２は，その中心部分に，中心開口２３３，２３４が形成されている。ゲッター材２３１，２３２の中心開口２３３，２３４の大きさは，加熱ヒーター２２０に形成された中心開口２２１とほぼ同じ大きさであることが好ましい。さらに，図１１に示されるように，一対のゲッター材２３１，２３２は，それぞれ，中心開口２３３，２３４が中心軸（Ｃ）上に位置するように配置されている。このため一対のゲッター材２３１，２３２の中心開口２３３，２３４は，中心軸（Ｃ）に沿って，加熱ヒーター２２０の中心開口２２１と連通するようになっている。
【００８７】
また，図１１に示されるように，ゲッター材２３１，２３２は，加熱ヒーター２２０と対向する側の面に，複数の凹部２３５と複数の凸部２３６が交互に形成されている。凹部２３５と凸部２３６は，中心軸（Ｃ）を中心軸として，同心円状に等間隔で形成される。つまり，同心円状の凹部２３５の間に，同心円状の凸部２３６が形成されている。このように，ゲッター材２３１，２３２の表面を凹凸にすることで，ゲッター膜の表面積を増加させることができるため，ケーシング２１０内において気体を捕集する効率性を高めることができる。
【００８８】
［２−４．熱シールド］
熱シールド２４０は，ケーシング２１０を内部に収納し，加熱ヒーター２２０による熱が外部に漏れないようにするためのシールド部材である。熱シールド２４０は，任意の部材であるが，外部装置に熱の影響を与えないようにするためには設けることが好ましい。熱シールド２４０は，公知の素材で形成することができる。また，図１０に示されるように，熱シールド２４０には一部に開口が形成されており，その開口から，ケーシング２１０の外部接続フランジ２１４，２１６が突出するようになっている。
【００８９】
［２−５．イオンポンプと加熱非蒸発型ゲッターポンプの組み合わせ］
上記構成の加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００は，イオンポンプ１００に積層して組み合わせることができる。つまり，本発明の超高真空作成装置１は，一又は複数のイオンポンプ１００に，一又は複数の加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００を組み合わせて構築することが可能である。図１２〜図１４は，イオンポンプ１００と加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００の組み合わせの例が示されている。
【００９０】
図１２は，一つのイオンポンプ１００と一つの加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００を組み合わせた構成例が示されている。図１２に示されるように，イオンポンプ１００と加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００は中心軸（Ｃ）を共有しており，この中心軸（Ｃ）に沿って円柱状のスペースが形成されている。このため，この円柱状のスペースに，実験機器を収納あるいは通過させることができる。
【００９１】
具体的に説明すると，イオンポンプ１００と加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００を積層する場合，中継用ケーシング部材１１７が設けられる。中継用ケーシング部材１１７は，加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００の上側ケーシング部材２１３と，イオンポンプ１００の下側ケーシング部材１１５の間に配置される。中継用ケーシング部材１１７は，加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００の上側ケーシング部材２１３に接合されることで，加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００用のケーシング２１０として機能する。これと同時に，中継用ケーシング部材１１７は，イオンポンプ１００の下側ケーシング部材１１５に接合されることで，イオンポンプ１００用のケーシング１１０としても機能している。なお，中継用ケーシング部材１１７を，加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００の上側ケーシング部材２１３と，イオンポンプ１００の下側ケーシング部材１１５に接合する際には，それぞれのケーシング部材２１３，１１５，１１７に形成されたフランジ部分を突き合わせて接合すればよい。このように，加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００とイオンポンプ１００によって共用可能な中継用ケーシング部材１１７を設けることで，超高真空作成装置１全体の中心軸方向のサイズをコンパクトにすることができる。
【００９２】
また，中継用ケーシング部材１１７は，中心軸方向の中央部分に，内側に向かってくびれたくびれ部１１８が形成されている。中継用ケーシング部材１１７のくびれ部１１８には，イオンポンプ１００の盤状磁石１４１，１４２が配置される。
【００９３】
また，図１３は，イオンポンプ１００の上下に加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００がそれぞれ一段ずつ積み重ねられた，３段構造の超高真空作成装置１を示している。３段構造の超高真空作成装置１を構築する場合，中継用ケーシング部材１１７を２つ設ければよい。
【００９４】
また，図１４は，２段に積み重ねたイオンポンプ１００の上方に一つの加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００をさらに積み重ねた，３段構造の超高真空作成装置１を示している。この場合にも，中継用ケーシング部材１１７を２つ設ければよい。
【００９５】
［２−６．加熱非蒸発型ゲッターポンプの多段構造］
図１５〜図１７は，参考として，加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００の多段構造を示している。図１５は，加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００を２段に積み重ねた構造の例を示している。また，図１６は，２段構造の加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００の分解図を示している。図１５及び図１６に示されるように，２つの加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００は中心軸（Ｃ）を共有しており，この中心軸（Ｃ）に沿って流路が形成されている。このため，２つの加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００のそれぞれに，効率的に気体を供給することができる。
【００９６】
具体的に説明すると，加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００を積層する場合，ケーシング２１０は，上側の外部接続フランジ２１４が形成された上側ケーシング部材２１３と，下側の外部接続フランジ２１６が形成された下側ケーシング部材２１５の他に，中継用ケーシング部材２１７を備えている。中継用ケーシング部材２１７は，上側ケーシング部材２１３と下側ケーシング部材２１５の間に配置される。中継用ケーシング部材２１７は，上側ケーシング部材２１３に接合されることで，上段の加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００用のケーシング２１０として機能する。これと同時に，中継用ケーシング部材２１７は，下側ケーシング部材２１５に接合されることで，下段の加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００用のケーシング２１０としても機能している。なお，中継用ケーシング部材２１７を，上側ケーシング部材２１３と下側ケーシング部材２１５に接合する際には，それぞれのケーシング部材２１３，２１５，２１７に形成されたフランジ部分を突き合わせて接合すればよい。このように，上段の加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００と下段の加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００によって共用可能な中継用ケーシング部材２１７を設けることで，超高真空作成装置１全体の中心軸方向のサイズをコンパクトにすることができる。
【００９７】
また，図１６及び図１７に示されるように，加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００を積層する場合，上段の加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００の下側ゲッター材２３２と，下段の加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００の上側ゲッター材２３１の間に，ステー部材２１８を設けることが好ましい。ステー部材２１８は，ゲッター材２３１，２３２が取り付けられる支持部材である。ステー部材２１８は，例えば中心に開口が形成された円盤状とすることができる。ステー部材２１８は，例えば，中継用ケーシング部材２１７に固定されていればよい。このように，ステー部材２１８を設けることで，ゲッター材２３１，２３２を安定的に保持することができる。
【００９８】
図１７は，さらに，３段構造の加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００を示している。図１７に示されるように，加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００を３段構造とする場合，中継用ケーシング部材２１７とステー部材２１８は，それぞれ２つずつ設ければよい。
【００９９】
［３．サブリメーションポンプ］
本発明に係る超高真空作成装置１は，イオンポンプ１００に加えて，サブリメーションポンプ３００を備えていてもよい。また，上記した加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００をさらに組み合わせることもできる。図１８〜図２０には，サブリメーションポンプ３００の構成例が示されている。サブリメーションポンプ３００は，ケーシング内において，サブリメーションフィラメント自体を加熱することで昇華させて，ケーシング内に気体を吸着する活性膜を形成することで排気を行う真空ポンプである。サブリメーションポンプ３００の動作原理を簡単に説明すると，まず，チタン材をコートしたフィラメントを真空中で通電加熱することによってフィラメント表面のチタン材が蒸発し，ケーシング３１０やシールド３３０の表面に蒸着される。この一連の現象をサブリメーションという。そして，チタンが蒸着された直後のフレッシュな面は，強い分子吸着（ゲッター）能力を有しているため，表面がガス分子で覆い尽くされるまでガスを吸着するポンプとして機能する。
【０１００】
イオンポンプ１００は，窒素，ヘリウム，アルゴン等の不活性ガスを捕集することができるという利点があるものの，動作範囲が超高真空（０．１〜１０−５Ｐａ）以下であるためイオンポンプ１００を用いるためには予め他の真空装置による粗引が必要となるという欠点がある。他方，サブリメーションポンプ３００は，低真空（１００Ｐａ以上）又は中真空（１００〜０．１Ｐａ）においても動作可能であり動作範囲が比較的広いという利点があるものの，形成した活性膜の動作時間が短く２〜４時間おきにサブリメーション作業を行う必要があるうえ，サブリメーション動作時には真空漕内の真空度が一時的に悪化するという欠点がある。そこで，本発明の超高真空作成装置１のように，イオンポンプ１００とサブリメーションポンプ３００を組み合わせることにより，これらのポンプの欠点を互いに補い合うことが可能である。従って，イオンポンプ１００とサブリメーションポンプ３００を組み合わせることで，使い勝手の良い超高真空作成装置１を提供できる。このような，他のポンプと直列に接続することを目的とした１軸対称のサブリメーションポンプ３００の構造は新規である。
【０１０１】
図１８には，サブリメーションポンプ３００の構成例が示されている。図１８は，サブリメーションポンプを平面視したときの断面図と，サブリメーションポンプを側面視したときの断面図を示している。また，図１９には，サブリメーションポンプ３００の分解図が示されている。図１８及び図１９に示されるように，サブリメーションポンプ３００は，ケーシング３１０と，サブリメーションフィラメント３２０と，シールド部材３３０と，熱シールド３４０と，を含んで構成されている。本実施形態では，熱シールド３４０の内部にケーシング３１０が配置される。また，ケーシング３１０の内部に，サブリメーションフィラメント３２０とシールド部材３３０が配置されている。また，ケーシング３１０に形成された外部接続フランジ３１４，３１６が，熱シールド３４０の外部に突出している。この外部接続フランジ３１４，３１６を介して，サブリメーションポンプ３００は，他の外部装置に接続される。サブリメーションポンプ３００が接続される外部装置は，例えば，真空チャンバーや試料室などの真空状態にする対象である。また，外部装置は，他の真空ポンプ（イオンポンプや，加熱非蒸発型ゲッターポンプ，サブリメーションポンプなど）であってもよい。
【０１０２】
［３−１．ケーシング］
ケーシング３１０は，ガス分子を捕集したり，試料や実験機器を収納あるいは通過させるための作業空間を形成する枠体である。サブリメーションポンプ３００のケーシング３１０は，基本的に，上述したイオンポンプ１００のケーシング１１０と同様の構造を有している。このため，サブリメーションポンプ３００のケーシング３１０の説明は，イオンポンプ１００のケーシング１１０についての説明を適宜援用することができる。
【０１０３】
すなわち，サブリメーションポンプ３００のケーシング３１０は，少なくとも一つの開口（３１１，３１２）を含む。図１８に示された実施形態において，ケーシング３１０は，２つの開口３１１，３１２を含んでいる。これにより，サブリメーションポンプ３００は，上下方向に多段拡張することができる。また，サブリメーションポンプ３００は，上側ケーシング部材３１３と下側ケーシング部材３１５とを接合することにより，サブリメーションフィラメント３２０やシールド部材３３０を収納するための空間が形成されている。また，上側ケーシング部材３１３は，上側の外部接続フランジ３１４を有し，下側ケーシング部材３１５は，下側の外部接続フランジ３１６を有している。上側の外部接続フランジ３１４には，上側の開口３１１が形成され，下側の外部接続フランジ３１６には，下側の開口３１２が形成されている。さらに，ケーシング３１０は，上側の開口３１１と下側の開口３１２が共に，中心軸（Ｃ）上に形成されている。これにより，ケーシング３１０には，上側の開口３１１から下側の開口３１２へと通じる流路が直線状に形成されている。
【０１０４】
［３−２．サブリメーションフィラメント］
サブリメーションフィラメント３２０は，電熱によって昇温されることで昇華し，ケーシング３１０内に，ゲッター作用を持つ活性膜を形成する部材である。このため，サブリメーションフィラメント３２０は，電源（図示省略）に接続されている。サブリメーションフィラメント３２０は，ゲッター作用のある公知の素材を用いることができる。例えば，サブリメーションフィラメント３２０は，チタン，サマリウム，チタン，イッテルビウム，ガドリニウム，エルビウムからなる金属単体であってもよいし，これらの金属を含む合金からなるものであってもよい。
【０１０５】
図１８に示されるように，サブリメーションフィラメント３２０は，中央に開口を有する環状に形成されている。特に，サブリメーションフィラメント３２０は，円環状であることが好ましい。ただし，サブリメーションフィラメント３２０は，三角環状や四角環状であってもよいし，その他多角環状であってもよい。
【０１０６】
サブリメーションフィラメント３２０は，ケーシング３１０と中心軸（Ｃ）を共有している。このため，サブリメーションフィラメント３２０の開口は，中心軸（Ｃ）に沿って，ケーシング３１０の２つの開口３１１，３１２と連通するようになっている。
【０１０７】
［３−３．シールド部材］
シールド部材３３０は，サブリメーションフィラメント３２０から発生したゲッター作用を持つ金属原子を付着させて，活性膜を形成するための部材である。シールド部材３３０を設けることで，活性膜の表面積が向上する。図１８に示されるように，シールド部材３３０は，ケーシング３１０の内部のうち，環状のサブリメーションフィラメント３２０の内側に配置される。シールド部材３３０は，フィラメントから放出される部材が中心軸周辺の作業空間に侵入しないように防ぐための機能も提供する。
【０１０８】
シールド部材３３０は，図１８に示されるように，環状であることが好ましい。特に，シールド部材３３０は，円環状であることが好ましい。ただし，シールド部材３３０は，三角環状や四角環状であってもよいし，その他多角環状であってもよい。シールド部材３３０の形状は，サブリメーションフィラメント３２０の形状に合わせればよい。このように，シールド部材３３０は，サブリメーションフィラメント３２０の中央に形成された開口の内部に配置されるものである。
【０１０９】
シールド部材３３０は，ケーシング３１０及びサブリメーションフィラメント３２０と，中心軸（Ｃ）を共有している。このため，シールド部材３３０の開口は，中心軸（Ｃ）に沿って，ケーシング３１０の２つの開口３１１，３１２と，サブリメーションフィラメント３２０の開口に連通するようになっている。これにより，サブリメーションポンプ３００には，中心軸（Ｃ）に沿って，直線状の流路が形成される。
【０１１０】
［３−４．熱シールド］
熱シールド３４０は，ケーシング３１０を内部に収納し，サブリメーションフィラメント３２０の熱が外部に漏れないようにするためのシールド部材である。熱シールド３４００は，任意の部材であるが，外部装置に熱の影響を与えないようにするためには設けることが好ましい。熱シールド３４０は，公知の素材で形成することができる。また，図１８に示されるように，熱シールド３４０には一部に開口が形成されており，その開口から，ケーシング３１０の外部接続フランジ３１４，３１６が突出するようになっている。
【０１１１】
［２−５．イオンポンプとサブリメーションポンプと加熱非蒸発型ゲッターポンプの組み合わせ］
上記構成のサブリメーションポンプ３００は，イオンポンプ１００と加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００に積層して組み合わせることができる。つまり，本発明の超高真空作成装置１は，一又は複数のイオンポンプ１００に，一又は複数の加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００や，一又は複数のサブリメーションポンプ３００を組み合わせて構築することが可能である。図２０は，イオンポンプ１００と，加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００と，サブリメーションポンプ３００を組み合わせの例が示されている。
【０１１２】
図２０には，一つのイオンポンプ１００と，一つの加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００と，一つのサブリメーションポンプ３００を組み合わせた構成例が示されている。図１２に示されるように，イオンポンプ１００と加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００とサブリメーションポンプ３００はそれぞれ，中心軸（Ｃ）を共有しており，この中心軸（Ｃ）に沿って流路が形成されている。このため，イオンポンプ１００と加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００とサブリメーションポンプ３００のそれぞれに，効率的に気体を供給することができる。
【０１１３】
具体的に説明すると，イオンポンプ１００に，加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００やサブリメーションポンプ３００を積層する場合，２つの中継用ケーシング部材１１７が設けられる。このような３段構造の場合，２つの中継用ケーシング部材１１７を接合することにより，中段に位置するイオンポンプ１００のケーシング１１０が形成される。また，上側の中継用ケーシング部材１１７は，加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００の下側ケーシング部材２１５と接合されている。このため，上側の中継用ケーシング部材１１７は，イオンポンプ１００のケーシング１１０と加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００のケーシング２１０の両方として機能する。また，下側の中継用ケーシング部材１１７は，サブリメーションポンプ３００の上側ケーシング部材３１３と接合されている。このため，下側の中継用ケーシング部材１１７は，イオンポンプ１００のケーシング１１０とサブリメーションポンプ３００のケーシング３１０の両方として機能する。このように，各真空ポンプ１００，２００，３００によって共用可能な中継用ケーシング部材１１７を設けることで，超高真空作成装置１全体の中心軸方向のサイズをコンパクトにすることができる。
【０１１４】
また，中継用ケーシング部材１１７は，中心軸方向の中央部分に，内側に向かってくびれたくびれ部１１８が形成されている。中継用ケーシング部材１１７のくびれ部１１８には，イオンポンプ１００の盤状磁石１４１，１４２が配置される。
【０１１５】
以上，本願明細書では，本発明の内容を表現するために，図面を参照しながら本発明の実施形態の説明を行った。ただし，本発明は，上記実施形態に限定されるものではなく，本願明細書に記載された事項に基づいて当業者が自明な変更形態や改良形態を包含するものである。
【０１１６】
図１〜図２０では，イオンポンプ１００と，加熱非蒸発型ゲッターポンプ２００と，サブリメーションポンプ３００の組み合わせ方の一例を示した。ただし，これらのポンプ１００，２００，３００は図面に示された組み合わせ方に限定されず，必要に応じて，個数や配置などを自由に選択して組み合わせることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
本発明は，イオンポンプを含む超高真空作成装置に関する。本発明の超高真空作成装置は，例えば，イオンビーム加工装置や，各種プロセス装置，電離ガス発生装置，イオン源生成装置などに好適に適用できる。また，本発明の超高真空作成装置は，例えば，放射光施設や，イオントラップ，原子時計などにも好適にも適用可能である。
【符号の説明】
【０１１８】
１…超高真空作成装置                    ２…電源
３…アース                              １００…イオンポンプ
１１０…ケーシング                      １１１…上側の開口
１１２…下側の開口                      １１３…上側ケーシング部材
１１４…外部接続フランジ（上側）        １１５…下側ケーシング部材
１１６…外部接続フランジ（下側）        １１７…中継用ケーシング部材
１１８…くびれ部                        １２０…電極群
１２０ａ…中心開口                      １２１…電極
１２２…導線                            １２３…中抜き電極
１２３ａ…上下の平面部分                １２３ｂ…側面部分
１２４…中心開口                        １３１…盤状電極（上側）
１３２…盤状電極（下側）                １３３…中心開口（上側）
１３４…中心開口（上側）                １４１…盤状磁石（上側）
１４２…盤状磁石（下側）                １４３…中心開口（上側）
１４４…中心開口（下側）                １４５…共用されている盤状磁石
１５０…磁気シールド                    ２００…加熱非蒸発型ゲッターポンプ
２１０…ケーシング                      ２１１…上側の開口
２１２…下側の開口                      ２１３…上側ケーシング部材
２１４…外部接続フランジ（上側）        ２１５…下側ケーシング部材
２１６…外部接続フランジ（下側）        ２１７…中継用ケーシング部材
２１８…ステー部材                      ２２０…加熱ヒーター
２２１…中心開口                        ２３１…ゲッター材（上側）
２３２…ゲッター材（下側）              ２３３…中心開口（上側）
２３４…中心開口（下側）                ２３５…凹部
２３６…凸部                            ２４０…熱シールド
３００…サブリメーションポンプ          ３１０…ケーシング
３１１…上側の開口                      ３１２…下側の開口
３１３…上側ケーシング部材              ３１４…外部接続フランジ（上側）
３１５…下側ケーシング部材              ３１６…外部接続フランジ（下側）
３２０…サブリメーションフィラメント    ３３０…シールド部材
３４０…熱シールド
【図１】
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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１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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