JPH11166477A - クライオポンプ - Google Patents

クライオポンプ

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JPH11166477A
JPH11166477A JP33189897A JP33189897A JPH11166477A JP H11166477 A JPH11166477 A JP H11166477A JP 33189897 A JP33189897 A JP 33189897A JP 33189897 A JP33189897 A JP 33189897A JP H11166477 A JPH11166477 A JP H11166477A
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shield
opening
baffle
cryopump
gap
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Shinji Furuya
新治 降矢
Mitsushina Terajima
充級 寺島
Hidetoshi Morimoto
秀敏 森本
Tsutomu Nishibashi
勉 西橋
Kazuhiro Kashimoto
和浩 樫本
Yuzo Sakurada
勇蔵 桜田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】クライオポンプのための配管を設けることなく
排気を必要とする箇所に直接に取り付けでき、クライオ
ポンプの持つ大きな排気速度を十分に発揮させること 【解決手段】クライオポンプ１の筒型のシールド６の開
口部６ａに該シールドの筒内へ凹入した凹入部１０を有
するバッフル９を該シールドの壁面６ｂとの間に隙間１
１を設けて取り付け、該隙間の内部及び該凹入部の底部
１０ａと対向した位置にクライオパネルの延長部８ａ、
８ｂを設けた。ポンプケース３は長方形の開口３ａを有
し、その開口内に沿わせてシールドの開口部を開口さ
せ、該開口部に長方形の凹入部１０を持つバッフルを該
シールドの壁面６ｂと隙間１１を設けて取り付けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体成膜装置、
荷電粒子入射装置等の真空装置に適用されるクライオポ
ンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、真空装置例えば成膜装置において
は、油拡散ポンプやクライオポンプ、ターボ分子ポンプ
をチャンバーに接続された配管に取り付け、該チャンバ
ー内に必要な真空を得ている。油拡散ポンプの場合はそ
の取付方向が決められており、図１に示すように、チャ
ンバーａから配管ｂ、主バルブｃ及び水冷バッフルｄを
介して上下方向に油拡散ポンプｅを取り付け、取付方向
が任意であるクライオポンプｆやターボ分子ポンプの場
合は、図２に示すように配管ｂ及び主バルブｃを介して
取り付けしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来のポ
ンプはポンプのための配管が必要で、この配管のために
チャンバーの吸気口での有効排気速度がポンプの持つ排
気速度の１／２から１／３にまで減少し、到達真空や目
標の真空を得るのに長時間を要していた。図１の場合は
チャンバーａからポンプｅまでの距離が長くなるのでコ
ンダクタンスで損をする結果になり、有効排気速度が低
下する。また、図２の場合は、配管口径で決まるコンダ
クタンスで有効排気速度の上限が決まってしまうため、
有効排気速度を大きく取れなかった。
【０００４】本発明は、クライオポンプのための配管を
設けることなく排気を必要とする箇所に直接に取り付け
でき、クライオポンプの持つ大きな排気速度を十分に発
揮させることをその目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明では、ポンプケー
ス内に、冷凍機のコールドヘッド２段に連結されて極低
温に冷却されたクライオパネルと該冷凍機のコールドヘ
ッド１段に連結されて超低温に冷却された筒型のシール
ドと該シールドに連結したバッフルとを設け、該ポンプ
ケースの開口に飛来する気体分子をこれらのクライオパ
ネル、シールド及びバッフルにて捕捉するポンプに於い
て、該筒型のシールドの開口部に該シールドの筒内へ凹
入した凹部を有するバッフルを該シールドの壁面との間
に隙間を設けて取り付け、該隙間の内部及び該凹部の底
部と対向した位置にクライオパネルの延長部を設けるこ
とにより、上記の目的を達成するようにした。該バッフ
ルは、ポンプケースの開口からはシールドの内部を覗け
ないようにフィンを配列して構成され、該ポンプケース
は長方形の開口を有し、その開口内に沿わせて該シール
ドの開口部を開口させ、該開口部に長方形の凹入部を持
つバッフルを該シールドの壁面と隙間を設けて取り付け
ることが狭い箇所での排気に有利である。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
き説明すると、図３乃至図５は、本発明のクライオポン
プ１をイオン注入装置の幅の狭いマグネット室２に直接
取り付けて排気できるように構成した例を示し、該クラ
イオポンプ１のポンプケース３の内部に従来のものと同
様にヘリウムが循環する冷凍機４を収め、該冷凍機４の
コールドヘッド１段５に筒型のシールド６を熱的に連結
し、該シールド６の開口部６ａにバッフル９を熱的に連
結材９ａで連結支持し、該冷凍機４のコールドヘッド２
段７にクライオパネル８が連結材１３により連結され
る。該コールドヘッド１段８は約８０Ｋの超低温に冷却
され、これに伴ってシールド６及びバッフル９も約８０
Ｋの超低温に冷却される。また、コールドヘッド２段７
は約１５Ｋの極低温に冷却され、これに連結したクライ
オパネル８も極低温に冷却される。そして、ポンプケー
ス３の開口３ａからその内部へ向けて飛来する気体分子
は、これらの超低温或いは極低温の面に吸着排気され
る。
【０００７】こうした構成は、従来のクライオポンプも
備える構成であるが、本発明のものでは、該バッフル９
にシールド６の筒内へ凹入する凹入部１０を形成し、該
シールド６の壁面６ｂと隙間１１を存して取り付け、該
隙間１１の内部及び該凹入部１０の底部１０ａと対向し
た位置に該クライオパネル８からの延長部８ａ、８ｂを
設けるようにし、該開口３ａから凹入部１０内へ飛び込
んだ気体分子を確実にバッフル９やクライオパネル８な
どの低温面にて吸着し、有効排気速度が向上するように
した。
【０００８】図示の例は、該ポンプケース３の開口３ａ
の幅Ｗと高さＨの比を前方のフランジ１２により１０：
１とし、該凹入部１０の深さＤをＨ／２としたもので、
バッフル９は該凹入部１０の幅方向の側面を除きフィン
９ｂで覆った。該フィン９ｂは開口３ａから該シールド
６の内部を覗けないように傾斜を調節して取り付けられ
る。この構成では該凹入部１０の上下のフィン９ｂの背
後にそれぞれ隙間１１が設けられるので、クライオパネ
ル８の延長部８ａを略Ｕ字状に形成し、そのＵ字の先端
部を各隙間１１に介入させた。また、該延長部８ａの内
部には熱伝導材１３を取り付け、これに４段に板状の延
長部８ｂを設けるようにした。
【０００９】気体分子が通常のクライオポンプの開口に
入射したとき、cos法則で反射するが、本発明のもので
は、開口に凹入部１０が設けられているので、該マグネ
ット室２内から開口３ａを介して凹入部１０に気体分子
が入射すると、該凹入部１０内で反射し開口３ａへ殆ど
戻ることがなく、反射を繰り返してバッフル９を抜け、
その背後のクライオパネル８の延長部８ａ、８ｂに吸着
排気され、配管がないので凹入部１０へ入射する確率も
高く、しかも確実に吸着できるので、クライオポンプ１
の持つ排気速度を有効に利用して該マグネット室２内を
迅速に排気できる。
【００１０】該マグネット室２が前方のイオン注入室へ
のイオンビームを導いている場合、該イオン注入室の基
板のレジストから不純物ガスが放出され、そのうちの直
進性の強いガスはマグネット室２まで逆流し、該室２内
の真空を低下させがちになるが、このような場合でもそ
の室壁に本発明のクライオポンプ１を設けておくこと
で、真空圧を低下することができ、イオンビームがガス
と衝突して拡散したり、不純物イオンが発生したりする
ことがなく、イオン電流の設定精度を高め得られ、エネ
ルギーコンタミネーションの原因となるイオンの荷電変
換効率は図６のようになり、例えば２価から１価にある
いは２価を３価に変換する効率を従来のものよりも数十
分の１に低減できる。尚、本発明のクライオポンプは、
その冷凍機４を作動させることによりシールド６及びバ
ッフル９は約８０Ｋに冷却され、クライオパネル８は約
１５Ｋに冷却される。
【００１１】
【発明の効果】以上のように本発明によるときは、クラ
イオポンプのシールドの開口部に、該シールドの筒内へ
凹入した凹入部を有するバッフルを該シールドの壁面と
の間に隙間を設けて取り付け、該隙間内と凹入部の底面
に対向した位置にクライオパネルの延長部を設けたの
で、バッフルに入射する気体分子を確実に吸着排気でき
て排気速度が向上し、配管なしに直接排気部分に取り付
けれるのでポンプの持つ排気速度が損なわれることもな
く、請求項３の構成とすることで狭い幅の空間の排気に
好都合に適用できる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の油拡散ポンプによる排気手段の説明図
【図２】従来のクライオポンプによる排気手段の説明図
【図３】本発明の実施の形態を示す截断側面図
【図４】図３の左側面図
【図５】図３の５−５線部分の断面図
【図６】イオン注入装置に本発明ポンプを適用した場合
のエネルギーコンタミネーションの測定図
【符号の説明】
１ クライオポンプ、２ マグネット室、３ ポンプケ
ース、３ａ 開口、４冷凍機、６ シールド、６ａ 開
口、６ｂ 壁面、８ クライオパネル、８ａ・８ｂ 延
長部、９ バッフル、１０ 凹入部、１０ａ 底部、１
１ 隙間、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西橋 勉 神奈川県茅ヶ崎市萩園2500 日本真空技術 株式会社内 (72)発明者 樫本 和浩 神奈川県茅ヶ崎市萩園2500 日本真空技術 株式会社内 (72)発明者 桜田 勇蔵 神奈川県茅ヶ崎市萩園2500 日本真空技術 株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ポンプケース内に、冷凍機のコールドヘッ
    ド２段に連結されて極低温に冷却されたクライオパネル
    と該冷凍機のコールドヘッド１段に連結されて超低温に
    冷却された筒型のシールドと該シールドに連結したバッ
    フルとを設け、該ポンプケースの開口に飛来する気体分
    子をこれらのクライオパネル、シールド及びバッフルに
    て捕捉するポンプに於いて、該筒型のシールドの開口部
    に該シールドの筒内へ凹入した凹部を有するバッフルを
    該シールドの壁面との間に隙間を設けて取り付け、該隙
    間の内部及び該凹部の底部と対向した位置にクライオパ
    ネルの延長部を設けたことを特徴とするクライオポン
    プ。
  2. 【請求項２】上記バッフルは、ポンプケースの開口から
    はシールドの内部を覗けないようにフィンを配列して構
    成したことを特徴とする請求項１に記載のクライオポン
    プ。
  3. 【請求項３】上記ポンプケースは長方形の開口を有し、
    その開口内に沿わせて上記シールドの開口部を開口さ
    せ、該開口部に長方形の凹入部を持つバッフルを該シー
    ルドの壁面と隙間を設けて取り付けたことを特徴とする
    請求項１に記載のクライオポンプ。
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