JPH03175162A - 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） 本発明は真空チャンバ内を高真空状態にすることができ
、また手軽に大気圧の近くに戻すことができるようにし
た高真空装置に関するものである。

（従来の技術） 従来の真空装置には例えば第３図に示すようなものがあ
った。

この真空装置は第３図ａのように排気ポンプＣを起動さ
せて、真空チャンバＡ内を粗引して低真空状態にした後
、第３図すのように吸引ポンプＤを起動させて、真空チ
ャンバＡ内を本川して真空状態にするものである。

また、この真空装置は第３図Ｃのように真空破壊弁Ｅを
開いて、外部の空気を真空チャンバＡ内に流入させて、
真空チャンバＡ内を大気圧に戻すようにしていた。

ちなみに前記排気ポンプＣには容積移送効率の高い油回
転ポンプなとが、また前記吸引ポンプＤには気体分子の
排出効果の大きい油拡散ポンプなどが使用されることが
多い。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら従来の真空装置には以下のような問題点が
あった。

■、前記吸引ポンプＤとしてどのように高性能なものを
使用しても、同ポンプＤが真空チャンバＡ内の希薄な気
体を吸収してそれを大気圧まで圧縮し、大気中に排気す
るものであるため、限界気圧が高く、しかも排気効率が
悪い、このため前記本川に要する時間が非常に長く、生
産性にも劣っていた。ちなみに第３図の真空装置では６
×ｔｏ−’程度の真空状態を得るのに１時間１．０分を
要していた。

■、真真空チャンバ円内真空状態から大気圧に戻す際に
、−度に大量の外気を同チャンバＡ内に流入させると、
同チャンバＡ自身やその内部の装置類が破損する虞れが
あり、また危険でもある。

そのため前記真空破壊弁Ｅまたは吸気系に取付けられた
絞り弁を絞り込む必要があり、そのようにすると大気圧
への戻す時間が非常に長くなって作業性が低下していた
。

（発明の目的） 本発明の目的は前記諸問題を解決し、気圧の低い高真空
状態を短時間に実現することができ、しかち大気圧に短
時間に戻すことができるようにした高真空装置を提供す
ることにある。

（問題点を解決するための＋段） 本発明の高真空装置は第１図のように、真空チャンバＡ
内または同チャンバＡの内部へ連通する部位に設けられ
た凝着部Ｉと、同凝着部ｌに接続されて同凝着部ｌ内に
極低温冷媒３ａと高温冷媒３ｂとを切替え供給できる冷
媒供給部２とが備えられ、冷媒供給部２から極低温冷媒
３ａが凝着部ｌに供給されると同凝着部ｌが冷却されて
真空チャンバＡ内の水分やガスなどの残留分子Ｂが凝着
部１に凝縮・吸着され、冷媒供給部２から高温冷媒３ｂ
が凝着部ｌに供給されると同凝着部１が加熱されて前記
残留分子Ｂが同チャンバＡ内に気化・拡散されるように
したことを特徴とする６のである。

（作用） 本発明の高真空装置により高真空状態を得るには、先ず
第２図ａのように排気ポンプＣを起動して真空チャンバ
Ａ内を粗引し、同チャンバＡ内を低真空状態にする。

次に第２図すのように吸引ポンプＤを起動して真空チャ
ンバＡ内を本川し、同チャンバＡ内を中真空状態にする
。

この水引工程と同時に或は同工程の後に、第２図すに示
すように冷媒供給部２から極低温冷媒３ａを凝着部ｌ内
に供給して同層着部ｌを冷却する。これにより／＃１着
部ｌが冷却されると、真空チャンバＡ内の水分やガスな
どの残留分子Ｂが、より低温の凝着部ｌ付近へ寄り集ま
ってやがて凝縮され、更に凝着部ｌ上に吸着される。こ
れにより残留分子Ｂが次々と擬着・固化（トラップ）さ
れて同チャンバＡ内が短時間に高真空状態となる。

この高真空状態を大気圧に戻すには、第２図Ｃに示すよ
うに前記冷媒供給部２を切替えて同供給部２から高温冷
媒３ｂを前記凝着部ｌ内に供給して同凝着部ｌを加熱す
る。これにより凝着部ｌが加熱されると、同凝着部ｌに
凝縮・吸着されている前記残留分子Ｂが気化して拡散す
る。これにより残留分子Ｂが次々と気化・拡散（ベーパ
）して４空チヤンバＡ内が短時間に中真空状態または低
真空状態になる。ちなみにその時間は約１〜２分程度で
ある。

然る後、第２図ｄのように真空破壊弁Ｅを開放して真空
チャンバＡ内を大気圧に戻す、このとき、既に真空チャ
ンバＡ内が中真空或は低真空状態になっているので、大
量に外気を流入させても同チャンバＡやその内部の装置
類が破損する虞れはない。

なお、前記水引工程中に前記トラップとベーパとを繰返
して行えば、吸引ポンプＤの排気効率が向上してより一
層高真空状態を得ることができる。

（実り例） 第１図、第２図は本発明の高真空装置の一実流例である
。

これらの図に示すＡはα空チャンバ、１は同チャンバＡ
内に設置された凝着部である。この凝着部ｌは冷却・加
熱を切替可能としたものであり。

例えば本件発明者が先に開発した「タライオパネルＪ　
（株式会社マックの商品名）が使用される。

この凝着部１は内部に通路４が形成され、同通路４が真
空チャンバＡの外部に設置された冷媒供給部２に接続さ
れている。

この冷媒供給部２は前記凝着部！内に極低温冷媒３ａと
高温冷媒３ｂとを切替えて供給できるものである。この
ような冷媒供給部２としては、本件発明者が先に開発し
た三元式冷凍８１１１０　（ｒマツククライオＪ　：株
式会社マックの商品名）が使用される。この三元式冷凍
機１０は第１図に示されるように、−元冷凍機１２ａを
備えた高温側冷凍回路１１ａと、二元冷凍機１２ｂを備
えた低温側冷凍回路１１ｂとが二次熱交換１１１１３ｂ
を介して接続され、同低温側冷凍回路１１ｂと、三元冷
凍機１２ｃを備えた極低温側冷凍回路１１ｃとが三次熱
交換機１３ｃを介して接続されたものである。ちなみに
夫々の冷凍回路＋１ａ−１１ｃは各熱交換ｆ！Ａ１３に
よって各回路ｌｌ内の冷媒を低温高圧にし、更に膨張弁
１４によってこの冷媒を膨張させて極低温低圧にするも
のである。この三元式冷凍機１０は外部の冷却水に接続
された一次熱交換機１３ａによって高温側冷凍回路１１
ａ内の冷媒が冷却され、前記二次熱交換機１３ｂによっ
て低温側冷凍回路１１ｂ内の冷媒が冷却され、前記三次
熱交換機１３ｃによって極低温側冷凍回路ｌｉｃ内の冷
媒が冷却され且つ膨張弁１４ｃによって極低温化され、
最終的に同極低温側冷却回路１１ｃから前記凝着部ｌの
通路４内に流れる冷媒が約−１４０℃程度の極低温冷媒
３ａになるよう番こしである。

またこの三元式冷凍機１０では、前記三次熱交換機１３
ｃの凝ｌｌＡ器の直前に設けられたバルブ１５を閉じ、
バイパス通路１６のバルブ１７を開くと、極低温冷凍回
路１１ｃ内の高温高圧の冷媒が、同三次熱交換機１３ｃ
及び膨張弁＋４ｃをバイパスするバイパス通路１６内に
流れ、この冷媒が前記凝着部ｌの通路４内に５０℃程度
の高温冷媒３ｂとして流れる。

そして本発明の高真空装置では、前記冷媒供給部２（三
元式冷凍機１０）により得られる極低温冷媒３ａを第２
図すのように前記通路４に流すと凝着部１が急速に冷却
され、真空チャンバＡ内の水分やガスなどの残留分子Ｂ
が同凝着部ｌの上に凝着（トラップ）されて同チャンバ
Ａ内が高真空状態になる。第１図の実施例では前記のよ
うにしてわずか１２分間で２ＸｌＯ−’Ｔｏｒｒ程度の
高真空状態を得た。

また冷媒供給部２により得られた高温冷媒３ｂを第２図
Ｃのように前記通路４に流すと凝着部ｌが急速に加熱さ
れて、同凝着部ｌ上にトラップされた前記残留分子Ｂが
気化・拡ｒ１ｋ（ペーパ）される。この実施例では１１
１記操作によりたったｌ、２分間でＩｘｌＯ”’Ｔｏｒ
ｒ程度の低真空状態にすることができた。

ちなみに前記した凝着部ｌは、前記以外の真空チャンバ
Ａの内部と連通ずる部位になら何処に設けても良いが、
同チャンバＡと前記吸引ポンプＤとの連結部（フィール
ドスルーカラ一部）に設ければ、同チャンバＡ内の装置
類と干渉することもない。

（発明の効果） 本発明の高真空装置は以下のような効果がある。

■　冷媒供給部２から供給された極低温冷媒３ａにより
凝着部Ｉが急速に冷却されて、同凝着部１上に残留分子
Ｂが凝着・固化されるので、真空チャンバＡ内を短時間
にしかも極めて高真空状態にすることができる。

■、冷媒供給部２から供給された高温冷媒３ｂにより凝
着部ｌが急速に加熱されて、凝着部１上に凝着されてい
る残留分子Ｂが気化・拡散されるので、真空チャンバＡ
内が短時間に中真空状態または低真空状態にすることが
できる。

従って、真空破壊弁Ｅを開放して真空チャンバＡ内へ大
量に外気を流入させることができ、大気圧に戻す時間が
大幅に短縮される。

■１本本玉工程中前記凝着と気化とを繰返して行えば、
吸引ポンプＤの排気効率が向上してより一層高真空状態
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の高真空装置の一実施例を示す全体説明
図、第２図ａ　＝　ｄは同装置の使用説明図、第３図ａ
　−ｃは従来の真空装置の使用説明図である。 ｌは凝着部 ２は冷媒供給部 ３ａは極低温冷媒 ３ｂは高温冷媒 Ａは真空チャンバ Ｂは残留分子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 真空チャンバＡ内または同チャンバＡの内部へ連通する
   部位に設けられた凝着部１と、同凝着部１に接続されて
   同凝着部１内に極低温冷媒３ａと高温冷媒３ｂとを切替
   え供給できる冷媒供給部２とが備えられ、冷媒供給部２
   から極低温冷媒３ａが凝着部１に供給されると同凝着部
   １が冷却されて真空チャンバＡ内の水分やガスなどの残
   留分子Ｂが同凝着部１に凝縮・吸着され、冷媒供給部２
   から高温冷媒３ｂが凝着部１に供給されると同凝着部１
   が加熱されて前記残留分子Ｂが同チャンバＡ内に気化・
   拡散されるようにしたことを特徴とする高真空装置。