JPH04314981A - クライオポンプ - Google Patents
クライオポンプInfo
- Publication number
- JPH04314981A JPH04314981A JP7958291A JP7958291A JPH04314981A JP H04314981 A JPH04314981 A JP H04314981A JP 7958291 A JP7958291 A JP 7958291A JP 7958291 A JP7958291 A JP 7958291A JP H04314981 A JPH04314981 A JP H04314981A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cryopump
- sorbent
- gas
- stage
- bakeout
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、比較的大きい排気量と
超高真空を必要とする蒸着装置や分子線エピタキシャル
（ＭＢＥ）装置等の真空排気系等に用いられるクライオ
ポンプに関する。
超高真空を必要とする蒸着装置や分子線エピタキシャル
（ＭＢＥ）装置等の真空排気系等に用いられるクライオ
ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】１０−８Ｔｏｒｒオーダーの高真空を実
現するための真空ポンプとしては、スパッタイオンポン
プ、ターボ分子ポンプ、クライオポンプ等が使用される
。この中で、クライオポンプはポンプの大きさの割に排
気速度が大きい等の特長を有するため、比較的大排気量
を必要とする蒸着装置等に多く使用されている。
現するための真空ポンプとしては、スパッタイオンポン
プ、ターボ分子ポンプ、クライオポンプ等が使用される
。この中で、クライオポンプはポンプの大きさの割に排
気速度が大きい等の特長を有するため、比較的大排気量
を必要とする蒸着装置等に多く使用されている。
【０００３】ここでクライオポンプの動作原理を図２及
び図３を用いて簡単に説明する。クライオポンプは通常
、３段階でガストラップを行なう。第１段階は、８０Ｋ
程度の第１段目の低温に保持した器壁でガスをトラップ
するものであり、この温度では主に水蒸気（Ｈ２Ｏ）が
トラップ（凝縮）される。この第１段トラップを行なう
のが図２のクライオポンプの入口にあるバッフル２４で
ある。第２段階は、１５Ｋ程度の第２段目の低温に保持
した器壁でガスをトラップするものであり、この温度で
は酸素（Ｏ２）、窒素（Ｎ２）等、多くのガスがトラッ
プされる。図２のクライオポンプでは、第２段トラップ
はポンプ内部のクライオパネル２６により行なわれる。
び図３を用いて簡単に説明する。クライオポンプは通常
、３段階でガストラップを行なう。第１段階は、８０Ｋ
程度の第１段目の低温に保持した器壁でガスをトラップ
するものであり、この温度では主に水蒸気（Ｈ２Ｏ）が
トラップ（凝縮）される。この第１段トラップを行なう
のが図２のクライオポンプの入口にあるバッフル２４で
ある。第２段階は、１５Ｋ程度の第２段目の低温に保持
した器壁でガスをトラップするものであり、この温度で
は酸素（Ｏ２）、窒素（Ｎ２）等、多くのガスがトラッ
プされる。図２のクライオポンプでは、第２段トラップ
はポンプ内部のクライオパネル２６により行なわれる。
【０００４】水素、ヘリウム、ネオンは１５Ｋでも蒸気
圧が高く、クライオパネル２６でもトラップすることが
できないため、収着剤２７によりトラップする。収着剤
２７は第２段階と同じ１５Ｋ程度の温度に保持した活性
炭を使用し、これをクライオパネル２６の更に内部に置
いて第３段階のガストラップを行なうのである。
圧が高く、クライオパネル２６でもトラップすることが
できないため、収着剤２７によりトラップする。収着剤
２７は第２段階と同じ１５Ｋ程度の温度に保持した活性
炭を使用し、これをクライオパネル２６の更に内部に置
いて第３段階のガストラップを行なうのである。
【０００５】バッフル２４を第１段目の温度（８０Ｋ）
に冷却するのはポンプ下部と熱接続されているコールド
ヘッド１段２２であり、クライオパネル２６を第２段目
の温度（１５Ｋ）に冷却するのはコールドヘッド２段２
５である。クライオポンプの作動はバッフル２４やクラ
イオパネル２６の温度に依存するため、ポンプが正常に
作動しているか否かをモニタするために温度計（コール
ドヘッド１段２２用として熱電対温度計２３、コールド
ヘッド２段２５用として水素蒸気圧温度計２９）が備え
られている。
に冷却するのはポンプ下部と熱接続されているコールド
ヘッド１段２２であり、クライオパネル２６を第２段目
の温度（１５Ｋ）に冷却するのはコールドヘッド２段２
５である。クライオポンプの作動はバッフル２４やクラ
イオパネル２６の温度に依存するため、ポンプが正常に
作動しているか否かをモニタするために温度計（コール
ドヘッド１段２２用として熱電対温度計２３、コールド
ヘッド２段２５用として水素蒸気圧温度計２９）が備え
られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】半導体製造装置等で用
いられるＭＢＥ装置では更に１０−１０Ｔｏｒｒオーダ
ーの真空を必要とするが、このような超高真空では、真
空ポンプを加熱して器壁に付着するガスを器壁から離脱
させるという作業（ベークアウト＝焼き出し）が必要と
なる。 ベークアウトは通常２００℃程度の温度に加熱すること
により行なわれるが、クライオポンプの場合、コールド
ヘッド２２、２５内部の温度が５０〜６０℃以上に上昇
するとポンプが故障する可能性がある。従って、クライ
オポンプをベークアウトする場合には、ａ）クライオポ
ンプを全く停止して、全体を５０〜６０℃に加熱する ｂ）クライオポンプを作動させながら、コールドヘッド
２２、２５の温度をモニタしつつ、ポンプ外壁のみを２
００℃まで加熱する という２つの方法のいずれかが取られる。このうち、ａ
）の方法ではベークアウトに非常に時間がかかるため、
効率よくベークアウトを行なうためにはｂ）のように、
クライオポンプを作動させた状態で行なうことになる。
いられるＭＢＥ装置では更に１０−１０Ｔｏｒｒオーダ
ーの真空を必要とするが、このような超高真空では、真
空ポンプを加熱して器壁に付着するガスを器壁から離脱
させるという作業（ベークアウト＝焼き出し）が必要と
なる。 ベークアウトは通常２００℃程度の温度に加熱すること
により行なわれるが、クライオポンプの場合、コールド
ヘッド２２、２５内部の温度が５０〜６０℃以上に上昇
するとポンプが故障する可能性がある。従って、クライ
オポンプをベークアウトする場合には、ａ）クライオポ
ンプを全く停止して、全体を５０〜６０℃に加熱する ｂ）クライオポンプを作動させながら、コールドヘッド
２２、２５の温度をモニタしつつ、ポンプ外壁のみを２
００℃まで加熱する という２つの方法のいずれかが取られる。このうち、ａ
）の方法ではベークアウトに非常に時間がかかるため、
効率よくベークアウトを行なうためにはｂ）のように、
クライオポンプを作動させた状態で行なうことになる。
【０００７】しかし、この場合、ベークアウト作業によ
りポンプ外壁２８や排気チェンバ壁等から放出されたガ
スがコールドヘッド内部に入り込み、収着剤２７がそれ
を収着することになる。これにより、ベークアウト後、
クライオポンプの本格稼働を行なう際に、収着剤が本来
の水素、ヘリウム及びネオンガスのトラップを行なう能
力が低下してしまうという問題がある。本発明は上記課
題を解決するために成されたものであり、その目的とす
るところは、ベークアウト作業による収着剤のガストラ
ップ能力の低下を防止することのできるクライオポンプ
を提供することにある。
りポンプ外壁２８や排気チェンバ壁等から放出されたガ
スがコールドヘッド内部に入り込み、収着剤２７がそれ
を収着することになる。これにより、ベークアウト後、
クライオポンプの本格稼働を行なう際に、収着剤が本来
の水素、ヘリウム及びネオンガスのトラップを行なう能
力が低下してしまうという問題がある。本発明は上記課
題を解決するために成されたものであり、その目的とす
るところは、ベークアウト作業による収着剤のガストラ
ップ能力の低下を防止することのできるクライオポンプ
を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明では、低温においてなお蒸気圧の高い
ガスをトラップするために収着剤を用いるクライオポン
プにおいて、ベークアウト時に収着剤を収容した箇所に
上記以外のガスが飛来することを防止するためのシャッ
タを設けたことを特徴としている。
に成された本発明では、低温においてなお蒸気圧の高い
ガスをトラップするために収着剤を用いるクライオポン
プにおいて、ベークアウト時に収着剤を収容した箇所に
上記以外のガスが飛来することを防止するためのシャッ
タを設けたことを特徴としている。
【０００９】
【作用】ベークアウトの際は上記シャッタを閉じ、ベー
クアウトによりポンプ外壁等から放出されるガスが収着
剤が収容されている箇所に入らないようにする。これに
より水蒸気等のガスが収着剤により収着され、収着剤の
本来のトラップ対象ガスである水素、ヘリウム及びネオ
ンガスの収着能力の低下が防止される。なお、クライオ
ポンプを本格稼働する際には、当然、このシャッタを開
放し、クライオパネル等でトラップされ得ないそれらの
ガスを収着剤によりトラップして、超高真空を実現する
。
クアウトによりポンプ外壁等から放出されるガスが収着
剤が収容されている箇所に入らないようにする。これに
より水蒸気等のガスが収着剤により収着され、収着剤の
本来のトラップ対象ガスである水素、ヘリウム及びネオ
ンガスの収着能力の低下が防止される。なお、クライオ
ポンプを本格稼働する際には、当然、このシャッタを開
放し、クライオパネル等でトラップされ得ないそれらの
ガスを収着剤によりトラップして、超高真空を実現する
。
【００１０】
【実施例】図１は本発明の一実施例であるクライオポン
プの中心部分を拡大した図であり、従来のクライオポン
プの図３に相当する部分である。本実施例のクライオポ
ンプの基本的構造は図２に示した従来のものと同様であ
り、コールドヘッド１段２２及びコールドヘッド２段２
５の２段階の冷却ヘッドが設けられており、動作時には
それぞれが冷凍機及び液体ヘリウムにより８０Ｋ及び１
５Ｋに冷却される。コールドヘッド２段２５に熱接続さ
れるクライオパネル２６の内側には収着剤２７が収容さ
れており、これにより、温度１５Ｋでは平衡蒸気圧が１
０−１０Ｔｏｒｒ以上であるためにクライオパネル２６
では凝縮しない水素、ヘリウム及びネオンガスをトラッ
プする。
プの中心部分を拡大した図であり、従来のクライオポン
プの図３に相当する部分である。本実施例のクライオポ
ンプの基本的構造は図２に示した従来のものと同様であ
り、コールドヘッド１段２２及びコールドヘッド２段２
５の２段階の冷却ヘッドが設けられており、動作時には
それぞれが冷凍機及び液体ヘリウムにより８０Ｋ及び１
５Ｋに冷却される。コールドヘッド２段２５に熱接続さ
れるクライオパネル２６の内側には収着剤２７が収容さ
れており、これにより、温度１５Ｋでは平衡蒸気圧が１
０−１０Ｔｏｒｒ以上であるためにクライオパネル２６
では凝縮しない水素、ヘリウム及びネオンガスをトラッ
プする。
【００１１】本実施例のクライオポンプの特徴は、クラ
イオパネル２６の下部に、上下に移動可能なシャッタ１
０を設けたことである。このシャッタ１０はポンプ下部
に設けたシャッタ昇降装置１２により上下に移動され、
最も上に上昇したときにはクライオパネル２６の開放部
である下部を完全に覆う。
イオパネル２６の下部に、上下に移動可能なシャッタ１
０を設けたことである。このシャッタ１０はポンプ下部
に設けたシャッタ昇降装置１２により上下に移動され、
最も上に上昇したときにはクライオパネル２６の開放部
である下部を完全に覆う。
【００１２】このクライオポンプにより１０−１０Ｔｏ
ｒｒオーダーの超高真空を得る場合には、まず、ポンプ
ケース２８等の器壁に付着しているガスを放出させるた
めのベークアウト作業を行なう必要がある。本実施例の
クライオポンプでは、このベークアウト作業の前にシャ
ッタ１０を最も上の位置まで上昇させ、クライオパネル
２６の内部を閉鎖する。そして、本クライオポンプを拡
散ポンプ等の前段の真空ポンプに接続し、全真空系を作
動状態にしてポンプケース２８の周囲に巻かれたヒータ
２１に通電することによりポンプ外壁を約２００℃まで
加熱する。このとき、コールドヘッド１段２２に接続さ
れる器壁の温度を熱電対２３によりモニタし、その温度
が５０〜６０℃を超えないようにする。
ｒｒオーダーの超高真空を得る場合には、まず、ポンプ
ケース２８等の器壁に付着しているガスを放出させるた
めのベークアウト作業を行なう必要がある。本実施例の
クライオポンプでは、このベークアウト作業の前にシャ
ッタ１０を最も上の位置まで上昇させ、クライオパネル
２６の内部を閉鎖する。そして、本クライオポンプを拡
散ポンプ等の前段の真空ポンプに接続し、全真空系を作
動状態にしてポンプケース２８の周囲に巻かれたヒータ
２１に通電することによりポンプ外壁を約２００℃まで
加熱する。このとき、コールドヘッド１段２２に接続さ
れる器壁の温度を熱電対２３によりモニタし、その温度
が５０〜６０℃を超えないようにする。
【００１３】このベークアウト作業により、ポンプケー
ス２８等の表面に付着しているガスが放出されるが、器
壁に付着しているガスの多くは水蒸気である。この水蒸
気がクライオパネル２６の内部に到来すると、それが収
着剤２７により収着されて収着剤の本来の収着対象ガス
である水素、ヘリウム及びネオンガスの収着能力を低下
させるが、本実施例のクライオポンプではシャッタ１０
がクライオパネル２６の内部にある収着剤２７をそのよ
うなガスから遮断しているため、収着剤２７の収着能力
の低下が生じない。
ス２８等の表面に付着しているガスが放出されるが、器
壁に付着しているガスの多くは水蒸気である。この水蒸
気がクライオパネル２６の内部に到来すると、それが収
着剤２７により収着されて収着剤の本来の収着対象ガス
である水素、ヘリウム及びネオンガスの収着能力を低下
させるが、本実施例のクライオポンプではシャッタ１０
がクライオパネル２６の内部にある収着剤２７をそのよ
うなガスから遮断しているため、収着剤２７の収着能力
の低下が生じない。
【００１４】ベークアウトが終了した後、本クライオポ
ンプを含む真空系を本格稼働させる場合には、シャッタ
１０を下げてクライオパネル２６の内部を外部と連通さ
せ、収着剤２７をガス収着可能な状態とする。これによ
り、１５Ｋに冷却されたクライオパネル２６によっても
凝縮しない水素、ヘリウム及びネオンガスが収着剤２７
により有効にトラップされ、１０−１０Ｔｏｒｒオーダ
ーの超高真空が達成される。
ンプを含む真空系を本格稼働させる場合には、シャッタ
１０を下げてクライオパネル２６の内部を外部と連通さ
せ、収着剤２７をガス収着可能な状態とする。これによ
り、１５Ｋに冷却されたクライオパネル２６によっても
凝縮しない水素、ヘリウム及びネオンガスが収着剤２７
により有効にトラップされ、１０−１０Ｔｏｒｒオーダ
ーの超高真空が達成される。
【００１５】
【発明の効果】本発明に係るクライオポンプでは、収着
剤が収容されている箇所にシャッタを設けているため、
ベークアウト時に本来目的とするガス以外のガスを収着
することによる収着剤のトラップ能力の低下を防止する
ことができる。また、ベークアウト時以外にも、例えば
前段の真空ポンプでリークが発生する等して、収着剤の
箇所に水素、ヘリウム、ネオンガス以外のガスが比較的
多量に飛来するような状況が発生する場合には、収着剤
収容部分を遮断するシャッタを閉じることにより、同様
に収着剤の劣化を防止することができる。
剤が収容されている箇所にシャッタを設けているため、
ベークアウト時に本来目的とするガス以外のガスを収着
することによる収着剤のトラップ能力の低下を防止する
ことができる。また、ベークアウト時以外にも、例えば
前段の真空ポンプでリークが発生する等して、収着剤の
箇所に水素、ヘリウム、ネオンガス以外のガスが比較的
多量に飛来するような状況が発生する場合には、収着剤
収容部分を遮断するシャッタを閉じることにより、同様
に収着剤の劣化を防止することができる。
【図１】 本発明の一実施例であるクライオポンプの
中心部の構造を示す断面図。
中心部の構造を示す断面図。
【図２】 クライオポンプの全体の構造を示す断面図
。
。
【図３】 従来のクライオポンプの中心部の構造を示
す断面図。
す断面図。
１０…シャッタ
１２…シャッタ昇降装置 ２１…ベークアウト用ヒータ ２２…コール
ドヘッド１段 ２３…熱電対
２４…バッフル２５…コールドヘッド２段
２６…クライオパネル ２７…収着剤
２８…ポンプケース２９…水素蒸気圧温度計
１２…シャッタ昇降装置 ２１…ベークアウト用ヒータ ２２…コール
ドヘッド１段 ２３…熱電対
２４…バッフル２５…コールドヘッド２段
２６…クライオパネル ２７…収着剤
２８…ポンプケース２９…水素蒸気圧温度計
Claims (1)
- 【請求項１】 低温においてなお蒸気圧の高いガスを
トラップするために収着剤を用いるクライオポンプにお
いて、ベークアウト時に収着剤を収容した箇所に上記以
外のガスが飛来することを防止するためのシャッタを設
けたことを特徴とするクライオポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7958291A JPH04314981A (ja) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | クライオポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7958291A JPH04314981A (ja) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | クライオポンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04314981A true JPH04314981A (ja) | 1992-11-06 |
Family
ID=13693982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7958291A Pending JPH04314981A (ja) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | クライオポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04314981A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005019739A (ja) * | 2003-06-26 | 2005-01-20 | Tokyo Electron Ltd | 被処理体の搬送方法 |
-
1991
- 1991-04-12 JP JP7958291A patent/JPH04314981A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005019739A (ja) * | 2003-06-26 | 2005-01-20 | Tokyo Electron Ltd | 被処理体の搬送方法 |
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