JPH02221188A - 超高真空装置の焼き出し方法及び超高真空装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は分子線エピタキシー装置などの超高真空装置の
焼き出し方法及び焼き出しができる手段を備える超高真
空装置に関するものである。

［従来の技術］ 分子線エピタキシー装置Ｃ以下ＭＢＥ装置と略す）等の
超高真空装置では、従来装置全体を焼き出し用のオーブ
ンで覆い、真空排気ポンプを含めて焼き出しを行ってい
た。

また、焼き出し中の不純物ガスの排気を目的として焼き
出し部分の外部にターボ分子ポンプやデイフュージョン
ポンプ等のガス排出型の真空排気装置を用いて不純物ガ
スを取り除こうとする試みがなされている。

［発明が解決しようとする課題］ 従来、この種の装置は、超高真空槽と排気ポンプとから
構成されているので、分子流の状態の不純物ガスは排気
ポンプの所に到達しないと取り除くことができなかった
。また、イオンポンプや固定式のチタンゲッターポンプ
を排気ポンプに用いた場合、超高真空槽の一部として取
り付けられたポンプ壁面に焼き出しによって超高真空槽
に放出された不純物ガスが吸着されるだけなので、超高
真空槽内から不純物ガスを取り除くことができないとい
う問題があった。

［発明の構成］ 本発明は、上゛記課題を解決する目的でなされたもので
あって、超高真空槽の焼き出し時に、チタンゲッターポ
ンプ及びこれを囲むシュラウドが超高真空槽の壁面に接
触することなく、前記槽の中央に移動し、超高真空槽壁
面の焼き出し時の温度を下げることなく、液体窒素を充
填したシュラウドと、チタンゲッターポンプよりなる真
空排気装置で排気する超高真空装置の焼き出し方法及び
このように焼き出しし、不純物の取り除きができる手段
を備える超高真空装置にある。

以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。

第１図において、１は超高真空槽の主体をなす超高真空
成長室を示し、２は分子線源を示し、９は分子線源２の
上部に位置するマニピュレータを示す。マニピュレータ
９は結晶基板を保持し、加熱し、回転する等の機能を具
えるものである。

３．３′は超高真空成長室１の壁面に設けたゲートバル
ブであって、ゲートバルブ３には超高真空成長室１の外
方向でベローズ４が取り付けられ、ベローズ４のフラン
ジＩＯよりベローズ４の内側に突出する支持棒！１の先
端に前記マニピュレータ９が固定される。このゲートバ
ルブ３は必ずしも必要ない。

また、ゲートバルブ３′には、超高真空成長室１の外方
向でベローズ４′が取り付けられ、ベローズ４′の内側
に突出して、ベローズ４゛のフランジ１ｏの中心部にチ
タンゲッターポンプ６が固定され、その後端はフランジ
！０′の外側に位置し、このチタンゲッターポンプ６を
囲んで、シュラウド５がフランジ１０’に固定され、そ
の液体窒素（ＬＮ２）供給部はフランジ１０’の外側に
設けられる。なお本装置では図示していないが、別に独
立の真空排気ポンプが設けられる。

図はベローズ４を縮めた状態を示しているが、この時、
マニピュレータ９は分子線Ｆ［２より分子線を受ける位
置にあり、チタンゲッターポンプ６及びシュラウド５に
よる真空排気装置はゲートバルブ３′より引込んだ位置
にある。これは、エピタキシー成長を行うときの状態を
示すものである。

第２図は焼き出し時の状態を示す。図示のようにマニピ
ュレータ９は、ベローズ４の伸長した部分に引込まれ、
チタンゲッターポンプ６及びこれを囲むシュラウド５に
よる真空排気装置はベローズ４′を縮めることによって
、さきにマニピュレータ８があった位置、つまり、超高
真空成長室１の中央まで突出する。このとき、前記真空
排気装置は、成長室壁面に接触しないようにすることが
必要である。

図において、８はベーキングオーブンを示し、７は超高
真空成長室１及び外方に突出したベローズ４内のマニピ
ュレータ９、支持４１１に対応した位置に配置したベー
キングヒータを示している。

［動作コ このような構造を採っているので、装置を第２図のよう
にベーキングオーブン８に入れ、チタンゲッターポンプ
８とシュラウド５は、焼き出し中の超高真空槽の壁面の
温度を下げることなく、超高真空槽内に移動させること
ができ、シュラウド５に液体窒素充填の状態で、チタン
ゲッターポンプ６を動作させることができる。

従って、焼き出しによって超高真空槽壁面より放出され
た不純物ガスは超高真空槽内に位置する液体窒素シュラ
ウドに付着され、またチタンゲッターポンプの排気作用
により吸着される。

これによって、従来の排気装置では取り除けなかった大
量の不純物ガスを取り除くことができる。また、本構成
ではチタンゲッターポンプ６とシュラウド５はゲートバ
ルブ３′を介して隔離することができ、その後、前述の
ように独立に設けた排気ポンプで排気できる構成を備え
ており、超高真空槽とは独立して焼き出しを行い、付着
した不純物ガスを超高真空槽外に取り除くことができる
。

［実施例］ 化合物半導体を成長させるＩＩＢＥｖｉ置に第１図に示
すように本発明による機構を取り付け、超高真空成長室
の焼き出しを行った。

成長基板を取り付けるマニピュレータ９を焼き出し中は
ゲートバルブ３を介して後退させ、このマニピユレータ
９のあった位置に、ゲートバルブ３′を介してチタンゲ
ッターポンプ６と液体窒素を充填したシュラウドを位置
させる。

焼き出しは超高真空成長室をベーキングオーブンで覆い
、ベーキングヒータ７で２００’Ｃまで加熱し、焼き出
しは７２時間行なった。

焼き出し前に超高真空成長室の真空度を電離真空計で測
定したところＩ　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒであった。焼き
出し中は１０−０〜１０−’Ｔｏｒｒであり、ベーキン
グ終了後、超高真空成長室の壁面の温度が常温になった
ところで、同様真空度を測定したところ、従来はＩ　Ｘ
　１０−”Ｔｏｒｒであったものが、本発明の実施によ
り５　Ｘ　１０−１゜Ｔｏｒｒに入っていた。

焼き出し中の不純物の分析を超高真空成長室に取り付け
た四重極質量分析計で行ったところ、第３図に示す分析
結果が得られた。（Ａ）は従来の焼き出し時のスペクト
ルで、排気された各ガスの分布量を示し、（Ｉｌｌ）は
本発明の装置ｆ構成で焼き出しを行なった時のスペクト
ルで、排気された各ガスの分布量を示す。明らかに水素
、水、二酸化炭素、−酸化炭素、ハイドロカーボンのピ
ークが減少しており、不純物ガスが良好に取り除かれる
ことがわかった。

［発明の効果］ 以上説明したように、超高真空装置の焼き出し中に、チ
タンゲッターポンプ及びこれを囲む液体窒素シュラウド
からなる排気装置を焼き出すべきところの温度を下げる
ことなく、超高真空装置の内部に挿入し、動作させるこ
とにより、不純物ガスを除去できるので、ＭＢＥ装置等
超高真空装置を扱う分野で焼き出しを行うとき利用する
と効果的である。

また、本発明の装置において、焼き出し時、チタンゲッ
ターポンプ及びこれを囲む液体窒素シュラウドは超高真
空装置内の中央または、その附近の所定の位置まで進出
させることができ、効率よく不純物ガスの除去ができ、
エピタキシー成長時には、これを引き込めて収納するの
に引きかえ、マニピュレータを定位置に配置することが
でき、超高真空を破ることなく作業を行うことができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の超高真空装置の焼き出し方法を実施す
るための装置の一例を示し、第２図は第１図装置による
焼き出し方法実施の説明図である。 第３図（Ａ）は−通常の焼き出し方法による除去の焼き
出しによる除去不純物ガスの分布量を示す。 １・・・超高真空成長室、２・・・分子線源、３．３′
・・・ゲートバルブ、４．４′・・・ベローズ、５・・
・ンユラウド、６・・・チタンゲッターポンプ、７・・
・ベーキングヒータ、８・・・ベーキングオーブン、９
・・・マニピュレータ、１０．１０’・・・フランジ、
１１・・・支持体。 不純物ガスの分布量を示し、（Ｂ）は本発明方法算 凹 算 凹 ７（ベーキング１−７−９ 寡 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）チタンゲッターポンプ及び液体窒素を充填するシ
   ュラウドよりなる真空排気装置を、超高真空槽に設けた
   ゲートバルブを介して取り付けられたベローズによって
   保持し、該超高真空槽の焼き出し時、前記真空排気装置
   を該超高真空槽の中に引き出し、焼き出し時の温度を下
   げることなく、液体窒素を充填したシュラウドとチタン
   ゲッターポンプからなる前記真空排気装置によって不純
   物ガスの排気を行うことを特徴とする超高真空装置の焼
   き出し方法。
2. （２）超高真空装置において、結晶基板に対するマニピ
   ュレータは支持棒によって、超高真空槽の壁面に取り付
   けられたベローズによって保持され、チタンゲッターポ
   ンプ及び該ポンプを囲む液体窒素を充填するシュラウド
   よりなる真空排気装置は前記超高真空槽の壁面に設けら
   れたゲートバルブを介して取り付けられたベローズによ
   って保持され、前記マニピュレータ及び真空排気装置は
   、前記高超高真空槽内及びゲートバルブによる隔離の位
   置をとることができることを特徴とする超高真空装置。