JPH0955183A - 電離型高真空補助ポンプ - Google Patents
電離型高真空補助ポンプInfo
- Publication number
- JPH0955183A JPH0955183A JP20571095A JP20571095A JPH0955183A JP H0955183 A JPH0955183 A JP H0955183A JP 20571095 A JP20571095 A JP 20571095A JP 20571095 A JP20571095 A JP 20571095A JP H0955183 A JPH0955183 A JP H0955183A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pump
- high vacuum
- vacuum
- general
- type high
- 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.)
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- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 汎用の高真空ポンプより到達圧力が低く且つ
製造工程に使用可能な高真空ポンプを得る。 【解決手段】 １）真空チャンバと汎用高真空ポンプと
の間に設けられこれらの連通する真空容器と，該真空容
器内に，該真空チャンバ側より順に熱電子を放出するフ
ィラメントと，貫通孔を有し正電位を印加するグリッド
電極と，負電位を印加するイオンコレクタ電極とを有す
る電離型高真空補助ポンプ， ２）前記真空容器の内部に磁界を形成するためのマグネ
ットを有する。
製造工程に使用可能な高真空ポンプを得る。 【解決手段】 １）真空チャンバと汎用高真空ポンプと
の間に設けられこれらの連通する真空容器と，該真空容
器内に，該真空チャンバ側より順に熱電子を放出するフ
ィラメントと，貫通孔を有し正電位を印加するグリッド
電極と，負電位を印加するイオンコレクタ電極とを有す
る電離型高真空補助ポンプ， ２）前記真空容器の内部に磁界を形成するためのマグネ
ットを有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は製造工程に使用でき
る実用的な高真空ポンプに関する。半導体装置の製造プ
ロセスにおいては, 真空技術が重要な要素の一つであ
り，実験や物性測定等に用いられる小規模の超高真空ポ
ンプとは別に，製造工程に利用出来る実用的な高真空ポ
ンプの実現が望まれている。
る実用的な高真空ポンプに関する。半導体装置の製造プ
ロセスにおいては, 真空技術が重要な要素の一つであ
り，実験や物性測定等に用いられる小規模の超高真空ポ
ンプとは別に，製造工程に利用出来る実用的な高真空ポ
ンプの実現が望まれている。
【０００２】
【従来の技術】現在使用されている汎用高真空ポンプと
してはターボ分子ポンプ, 油拡散ポンプ, クライオポン
プ等があり，これらのポンプの実用到達圧力の限界は
10-7〜10-8 Torr 程度である。これらの汎用ポンプより
も低い到達圧力を得ることのできるポンプとしてゲッタ
ポンプ等があるが，製造工程に使用できるような実用的
なものではない。
してはターボ分子ポンプ, 油拡散ポンプ, クライオポン
プ等があり，これらのポンプの実用到達圧力の限界は
10-7〜10-8 Torr 程度である。これらの汎用ポンプより
も低い到達圧力を得ることのできるポンプとしてゲッタ
ポンプ等があるが，製造工程に使用できるような実用的
なものではない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は, 上記の現在
使用されている高真空ポンプより到達圧力が低く, 且つ
汎用ポンプとして製造可能な高真空ポンプの提供を目的
とする。
使用されている高真空ポンプより到達圧力が低く, 且つ
汎用ポンプとして製造可能な高真空ポンプの提供を目的
とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決は， １）真空チャンバと汎用高真空ポンプとの間にこれらと
連通する真空容器と，該真空容器内に，該真空チャンバ
側より順に熱電子を放出するフィラメントと，貫通孔を
有し正電位を印加するグリッド電極と，負電位を印加す
るイオンコレクタ電極とを有する電離型高真空補助ポン
プ，あるいは ２）前記真空容器の内部に磁界を形成するためのマグネ
ットを有することを特徴とする前記１記載の電離型高真
空補助ポンプにより達成される。
連通する真空容器と，該真空容器内に，該真空チャンバ
側より順に熱電子を放出するフィラメントと，貫通孔を
有し正電位を印加するグリッド電極と，負電位を印加す
るイオンコレクタ電極とを有する電離型高真空補助ポン
プ，あるいは ２）前記真空容器の内部に磁界を形成するためのマグネ
ットを有することを特徴とする前記１記載の電離型高真
空補助ポンプにより達成される。
【０００５】本発明は汎用のターボ分子ポンプまたはク
ライオポンプの前段に補助ポンプとして, ガス分子をイ
オン化して収集する装置 (ここではイオンブースタポン
プと呼ぶことにする) を設ける。
ライオポンプの前段に補助ポンプとして, ガス分子をイ
オン化して収集する装置 (ここではイオンブースタポン
プと呼ぶことにする) を設ける。
【０００６】イオンブースタポンプは, 熱電子を発生させるタングステンフィラメント 熱電子を移動させる正電位の集電子電極 (グリッ
ド) 熱電子にサイクロトロン運動をさせるためのマグネ
ット イオン化したガス分子を収集する負電位電極 (イオ
ンコレクタ) とを有している。
ド) 熱電子にサイクロトロン運動をさせるためのマグネ
ット イオン化したガス分子を収集する負電位電極 (イオ
ンコレクタ) とを有している。
【０００７】次に, イオンブースタポンプの機能につい
て説明する。真空チャンバ内は等圧的にガス分子が浮遊
している。そのガス分子を電離作用でイオン化し，この
イオンをイオンコレクタを用いて汎用の高真空ポンプの
前段に収集させる。汎用ポンプ前段にガス分子を集めガ
ス圧が高くなることにより,到達圧力の限界に達してい
たポンプの排気能力は復帰し，その結果真空チャンバ内
の真空度は向上する。
て説明する。真空チャンバ内は等圧的にガス分子が浮遊
している。そのガス分子を電離作用でイオン化し，この
イオンをイオンコレクタを用いて汎用の高真空ポンプの
前段に収集させる。汎用ポンプ前段にガス分子を集めガ
ス圧が高くなることにより,到達圧力の限界に達してい
たポンプの排気能力は復帰し，その結果真空チャンバ内
の真空度は向上する。
【０００８】さらに詳しく上記の〜に従って説明す
ると，真空中でフィラメントを電子放射が起こる温度に
加熱する。放射された熱電子は正電位のグリッドの方に
移動し，その間に気体分子が存在してそれに衝突した場
合は気体分子はイオン化される。汎用高真空ポンプの直
前段に設けられた負電位のイオンコレクタによりイオン
化した気体分子を汎用ポンプの前段に収集できる。その
結果, 汎用高真空ポンプポンプの吸気口付近の圧力を上
げることになり, 汎用ポンプの排気能力が復帰する。
ると，真空中でフィラメントを電子放射が起こる温度に
加熱する。放射された熱電子は正電位のグリッドの方に
移動し，その間に気体分子が存在してそれに衝突した場
合は気体分子はイオン化される。汎用高真空ポンプの直
前段に設けられた負電位のイオンコレクタによりイオン
化した気体分子を汎用ポンプの前段に収集できる。その
結果, 汎用高真空ポンプポンプの吸気口付近の圧力を上
げることになり, 汎用ポンプの排気能力が復帰する。
【０００９】また，気体分子のイオン化率を向上させる
ためには，熱電子の数を増すことが必要である。このた
め，フィラメント電流を上げて熱電子の放出量を増やす
方法があるが, この方法ではフィラメントの寿命が短く
なり，その結果ポンプを停止させてフィラメントを交換
する回数が多くなり, 効率が悪い。そこで，イオンブー
スタポンプに磁場を印加して, 熱電子にサイクロトロン
運動をさせて, 熱電子が運動する距離を長くすることに
より気体分子に衝突する確率を増加させる。
ためには，熱電子の数を増すことが必要である。このた
め，フィラメント電流を上げて熱電子の放出量を増やす
方法があるが, この方法ではフィラメントの寿命が短く
なり，その結果ポンプを停止させてフィラメントを交換
する回数が多くなり, 効率が悪い。そこで，イオンブー
スタポンプに磁場を印加して, 熱電子にサイクロトロン
運動をさせて, 熱電子が運動する距離を長くすることに
より気体分子に衝突する確率を増加させる。
【００１０】
【発明の実施の形態】イオンブースタポンプは図１に示
されるように，真空チャンバとターボ分子ポンプの中間
に取りつける。
されるように，真空チャンバとターボ分子ポンプの中間
に取りつける。
【００１１】図１(A),(B) は実施例１の説明図である。
図１(A) は断面図, 図１(B) は平面図である。図におい
て， 1はフィラメント, 2はグリッド電極, 3はイオン
コレクタ電極, 4はマグネットである。これらの構成要
素を含む点線で囲まれた部分がイオンブースタポンプを
示す。また図で， 5は真空チャンバ, 6はターボ分子ポ
ンプである。
図１(A) は断面図, 図１(B) は平面図である。図におい
て， 1はフィラメント, 2はグリッド電極, 3はイオン
コレクタ電極, 4はマグネットである。これらの構成要
素を含む点線で囲まれた部分がイオンブースタポンプを
示す。また図で， 5は真空チャンバ, 6はターボ分子ポ
ンプである。
【００１２】この例でのターボ分子ポンプは単体での排
気能力は10-7 Torr であった。ここで，ターボ分子ポン
プを動作させて真空チャンバ内の真空度が10-5 Torrに
なった時点で, フィラメント 1に50〜200 A の電流を流
して熱電子を放出させる。電子はマグネット 4により形
成される磁場により, 図２に示されるようにサイクロト
ロン運動をしながらグリッド電極 2に向かって加速され
る。電子は格子状のグリッド電極 2を通り抜け負電位電
極のイオンコレクタ電極で反発され, 数回の往復運動を
行った後, グリッド電極に捕まる。グリッド電極には＋
60〜＋120 V の正電位を印加する。この電子の往復運動
中に，その運動範囲内にある気体分子に電子が衝突し，
気体分子は＋イオン化する。
気能力は10-7 Torr であった。ここで，ターボ分子ポン
プを動作させて真空チャンバ内の真空度が10-5 Torrに
なった時点で, フィラメント 1に50〜200 A の電流を流
して熱電子を放出させる。電子はマグネット 4により形
成される磁場により, 図２に示されるようにサイクロト
ロン運動をしながらグリッド電極 2に向かって加速され
る。電子は格子状のグリッド電極 2を通り抜け負電位電
極のイオンコレクタ電極で反発され, 数回の往復運動を
行った後, グリッド電極に捕まる。グリッド電極には＋
60〜＋120 V の正電位を印加する。この電子の往復運動
中に，その運動範囲内にある気体分子に電子が衝突し，
気体分子は＋イオン化する。
【００１３】イオンコレクタ電極 3には−15〜−30 Vの
負電位を印加すると，イオン化した気体分子は負電位に
引かれて移動しイオンコレクタ電極 3付近に集められ
る。イオンコレクタ電極 3はターボ分子ポンプ 6の直前
段にあるので, ターボ分子ポンプの吸引口付近に気体分
子が集められ, ターボ分子ポンプにより排気される。
負電位を印加すると，イオン化した気体分子は負電位に
引かれて移動しイオンコレクタ電極 3付近に集められ
る。イオンコレクタ電極 3はターボ分子ポンプ 6の直前
段にあるので, ターボ分子ポンプの吸引口付近に気体分
子が集められ, ターボ分子ポンプにより排気される。
【００１４】この結果, 到達圧力は10-9〜10-10 Torrと
なり，ターボ分子ポンプ単体の場合の10-7〜10-8 Torr
より向上した。実施例では，イオンブースタポンプのフ
ィラメントは１個であったが，図３の実施例２のように
これを複数個用いて，気体分子のイオン化率を高めるこ
ともできる。
なり，ターボ分子ポンプ単体の場合の10-7〜10-8 Torr
より向上した。実施例では，イオンブースタポンプのフ
ィラメントは１個であったが，図３の実施例２のように
これを複数個用いて，気体分子のイオン化率を高めるこ
ともできる。
【００１５】また，実施例では，イオンブースタポンプ
のイオン化にフィラメントを用いたが，高周波（ＲＦ）
電源によるイオン化も可能である。なお，本発明のイオ
ンブースタポンプはゲッタポンプのように気体分子を吸
蔵するいわゆる溜め込み型ポンプではなく，次段の汎用
高真空ポンプで排気するため，再生の必要はない。
のイオン化にフィラメントを用いたが，高周波（ＲＦ）
電源によるイオン化も可能である。なお，本発明のイオ
ンブースタポンプはゲッタポンプのように気体分子を吸
蔵するいわゆる溜め込み型ポンプではなく，次段の汎用
高真空ポンプで排気するため，再生の必要はない。
【００１６】図４は実施例３の説明図である。この例で
は，ターボ分子ポンプにイオン化されたガス分子が衝突
すると帯電現象が生じ，ポンプの性能に支障をきたすこ
とが懸念されるので, イオンコレクタ電極 3の下部にも
フィラメント 1を設け, イオン化したガス分子に熱電子
を供給して中性化する。
は，ターボ分子ポンプにイオン化されたガス分子が衝突
すると帯電現象が生じ，ポンプの性能に支障をきたすこ
とが懸念されるので, イオンコレクタ電極 3の下部にも
フィラメント 1を設け, イオン化したガス分子に熱電子
を供給して中性化する。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば，汎用の高真空ポンプに
イオンブースタポンプを付加するだけで到達真空度を向
上することがでる。また，ゲッタポンプのように再生
（吸蔵ガスを放出させるための加熱処理）を行う必要も
なく，磁場による電子のサイクロトロン運動によりフィ
ラメントの長寿命化ができ，半導体装置の製造工程等に
使用できる実用的な高真空装置が得られた。
イオンブースタポンプを付加するだけで到達真空度を向
上することがでる。また，ゲッタポンプのように再生
（吸蔵ガスを放出させるための加熱処理）を行う必要も
なく，磁場による電子のサイクロトロン運動によりフィ
ラメントの長寿命化ができ，半導体装置の製造工程等に
使用できる実用的な高真空装置が得られた。
【図１】 本発明の実施例１の説明図
【図２】 本発明の機能を説明する模式図
【図３】 本発明の実施例２の説明図
【図４】 本発明の実施例３の説明図
1 フィラメント 2 グリッド電極 3 イオンコレクタ電極 4 マグネット 5 真空チャンバ 6 ターボ分子ポンプ
Claims (2)
- 【請求項１】 真空チャンバと汎用高真空ポンプとの間
に設けられこれらと連通する真空容器と，該真空容器内
に，該真空チャンバ側より順に熱電子を放出するフィラ
メントと，貫通孔を有し正電位を印加するグリッド電極
と，負電位を印加するイオンコレクタ電極とを有するこ
とを特徴とする電離型高真空補助ポンプ。 - 【請求項２】 前記真空容器の内部に磁界を形成するた
めのマグネットを有することを特徴とする請求項１記載
の電離型高真空補助ポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20571095A JPH0955183A (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 電離型高真空補助ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20571095A JPH0955183A (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 電離型高真空補助ポンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0955183A true JPH0955183A (ja) | 1997-02-25 |
Family
ID=16511424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20571095A Withdrawn JPH0955183A (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 電離型高真空補助ポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0955183A (ja) |
-
1995
- 1995-08-11 JP JP20571095A patent/JPH0955183A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20021105 |