JPS6329069A - クライオポンプ - 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〕 本発明はクライオポンプに係り、特に排気速度の可変に
好適な多ライオポンプに関するものである。

〔従来の技術〕

従来の装置は、特開昭６０−２０４９８１号に記載のよ
うに、第２段クライオパネル全体の温度を調整し、吸着
排気能力の制御を行なっていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、排気能力制御の容易性の点について配
慮されておらず、排気能力を低下させることはできても
細かな排気能力の調整はできなかった。すなわち、第６
図に示すように、第２段クライオパネルを加温すると第
２段クライオパネルの温度が２９に〜３４にの５に程度
の温度変化で、例えば半導体製造装置のプロセスに用い
られるＡ「等の排気能力が１００チ〜１０％に急激に変
化するため、′ｉＥ２段グライオボンブをＩＫ前後の温
度で正確に制御することが難しり、シたがって細かな排
気能力の調整は非常（こ困難であった。

また、第２グライオパ不ルの温度が上昇すると、パネル
表面に凝縮捕捉していたＡｒ、Ｎ２の凝縮平衡条件が破
壊され、Ａｒ、Ｎ２が放出される。この場合、第２グラ
イオバ不ル全面が、はぼ同一温度で推移するため、放出
されたＡｒ、Ｎ２のガスは再凝縮されず（例えば、３０
にでのＮ２の飽和蒸気圧力は約Ｉ　Ｘ　１０−’　Ｔｏ
ｒｒであり、クライオポンプの操作圧力Ｉ　Ｘ　１０−
８〜１０−９Ｔｏｒｒ　　では凝縮しない。）、これら
のガスは、第２段グライオパネルの内側に取り付けられ
たＨｅ、Ｎ２等の更に飽和蒸気圧力の高いガスを吸着捕
捉するための吸着剤に吸着され、このため、吸着剤が本
来排気すべきＨｅ、Ｎ２等の排気能力が低下してしまう
という問題があった。

さらに、吸着剤で吸着されずに残存するＮ２ガスは、例
えば半導体製造装置のスパッタ装置におけるプロセスに
対して悪影響を与えるという問題があった。

本発明の目的は、排気能力の調整を容易にするとともに
、Ａｒ、Ｎ２等による悪影響をなくすことのできるタラ
イオボンプを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、真空雰囲気内で液体水素の温度以下に冷却
されるパネルを有するタライオポンプにおいて、パネル
を複数に分割し、分割されて隣合うパネル同士を熱的に
しゃ断するとともに、それぞれのパネルを任意に加温可
能な加温手段を設けることにより達成される。

〔作　　用〕

液体水素の温度以下に冷却され複数１こ分割されたパネ
ルのそれぞれを、Ａｒ、　Ｎ２の凝縮平衡条件を破壊す
る温度奢こ任意に加温保持することにより、加温された
部分のパネルにはＡｒ、Ｎ２が吸着されず、他の部分の
パネルは冷却されてＡｒ、Ｎ２を吸着する。これにより
Ａｒ、　Ｎ２の吸着量が減少して排気能力を可変でき、
加温されたパネルから放出されたＡｒ、Ｎ２は他の冷却
されたパネル部分で吸着されＨｅｔＨ２を吸着するため
の吸着剤の吸着能力を低下させることがない。

〔実　施　例〕

以下、本発明の一実施例を第１図および′！Ｊ２図によ
り説明する。

冷凍機１は、１００Ｋ以下１こ冷却可能な第１コールド
ステージ２と、２０Ｋ（液体水素温度）以下に冷却可能
な第２コールドステージ３とを有している。

第２コールドステージ３には第２パネル６が取り付けら
れ、第１図に示すよう昏こ、スリット１３によって例え
ば６等分され第２パネル６ａないし６ｂに分けられる。

第１コールドステージ２には、第２パネル６を囲むよう
に形成された第１パネル５が取り付けである。さらに、
第１パネル５を囲むように形成された真空層４が、冷凍
！１に取り付けである。

第２パネル６の図示上部には、第１パネル５によって支
持したバックル７が設けである。真空層４は、図示上部
にフランジを有し、図示しない被排気室に取り付けられ
る。

第２パネル６ａ〜６ｆの内側には、それぞれ加温手段で
あるヒータ８ａ〜８ｆが取り付けてあり、真空層４に取
り付けた例えばハーメチックシール１０等の接続具を介
して、リード線９およびＵによって制御装置ｔ１２に接
続しである。

上記構成により、第１コールドステージ２に連結された
第１パネル５およびバッフル７は、１００に以下に冷却
され、水分および炭酸ガスを吸着凝縮し、主にパフフル
７によって取り除き、バッフル７を通り抜けた水分およ
び炭酸ガスを第１パネル５で取り除く。

第２コールドステージ３に連結された第２パネル６は２
０に以下に冷却され、主に第２パネル６の外面でＡｒ　
ＨＮ　２　＊　０２を吸Ｓ凝縮し、吸着できないＨｅ、
Ｎ２を第２パネルの内側に取り付けられた図示しない吸
着剤で吸着除去し、図示しない被排気室および真空層４
内を高真空１こする。

このとき、第２パネル６ａないし６ｆに取り付けたヒー
タ８ａないし８ｆを制御装置１１によフて任意に選定し
て、Ａｒ、　Ｎ２．０２の凝縮平衡条件を破壊する温度
に加温する。例えば、ヒータ８ａ。

８Ｃおよび８Ｃを加熱すれば、第２パネル６ａ。

６ｃおよび６ｅからＡｒｌ　Ｎ２＋　ｏ２が放出され、
第２パネル６ａ、６ｃおよび６ＣにはＡｒ、　Ｎ２１０
２が吸着されず、Ａｒ、　Ｎ２．０２を吸着する面は第
２パネル６ｂ、６ｄおよび６ｆになり、吸着可能な面積
はこの場合ｔ／２ｃ　’ｔｃ　ＩＪ、Ａｒ　ｌ　Ｎ２１
０２　’ｋ　吸’Ｉｔ排気する能力も１／２に低下する
ので、全体の排気能力も低下する。

このように、加温可能な第２パネル６ａないし６ｆのう
ちの数を変えることにより、Ａｒ、　Ｎ２＋０２の排気
能力を任意に可変できる。また、どの第２パネルを加温
するかは制御装置Ｗ１２によって決定される。

また、例えば、上記記載の加温された第２パネル６ａ、
６ｃおよび６ｅから放出されたＡｒｌ　Ｎ２１０２は、
冷却された第２パネル６ｂ、６ｄおよび６ｅ ｆに吸着されるので、１子およびＮ２を吸着させる吸着
剤に第２パネル６ａ、６ｂおよび６ｅから放出されたＡ
ｒ、　Ｎ２．０２が吸着してＨｅおよびＮ２の吸着を妨
げることがない。

以上本−実施例によれば、分割した第２パネルに取り付
けたヒータを制御装置によってそれぞれ任意に加温制御
できるので、第２パネルの吸着面積な分割した範囲で任
意に調整でき、排気能力な任意に調整できるという効果
がある。

また、加温された第２パネルから放出されたＡｒ。

Ｎ２，０２が、加温されていない第２パネルによって吸
着され、Ｈｅ、Ｎ２の吸着のための吸着材に吸着されて
Ｈｅ、Ｈｚの吸着能力な低下させることがない。

次に、本発明の第２の実施例を第３図により説明する。

第３図において、第１図と同符号は同一部材を示し、本
図が第１図と異なるところは、第２パネル６をスリット
１３によりて分割する際に、等分割ではな（例えば、第
２パネル６の１／２の面積とした第２パネル６ｇと、残
りの面積を１／２にした面積の第２パネル８ｈと、残り
の面積を１／２にした面積の第２パネル８１および８ｊ
とに分割した第２パネル６にした点にあり、この場合は
、第２パネル６ｈ、６ｉおよび６ｊにヒータｓｈ。

８１および８ｊを設けている◎ これにより、第２パネル６の吸着面積は、例えば第２パ
ネル６ｈ、６ｉｔ　　６ｊを加温すればｌ／２になり、
第２パネル６ｈ、６ｊを加温すれば５／８になり、第２
パネル６ｈを加温すれば３／４Ｉこなり、第２パネル６
１を加温すれば７／８にな１ハこのように、段々分割面
積を小さくして行曵ことにより、等分割にするよりも分
割数を少なくして細かな排気能力の制御ができる。

次に、本発明の第３の実施例を第４図から第６図により
説明する。

第４図および第５図において、第１図および第２因と同
一符号は同一部材を示し、本図が第１図および第２図と
異なる点は、第２パネル６の加温手段をヒータ８の代わ
りに、第１パネル５の温度を第２パネル６に伝える機構
を設けた点１こある。

この場合は、′！Ｊ１パネル５と第２パネル６との間に
設けられ！Ｊ１パネル５に取り付けられた軸受１７と、
第１パネル５の図示下部に取り付けた軸受１８とによっ
て、軸１６を第１パネル５の図示下部に貫通させて支持
し、軸１６の図示上部にアーム１５を取り付け、アーム
１５の両端に接触板１４を取り付けて、隣合う例えば第
２パネル６ｂおよび６ｃと、６ｄおよび６ｅと、６ｆお
よび６ａと隙間を設けて対応する位置に接触板１４を配
置する。軸１６の図示下部に対向する真空層４０面に貫
通穴を設け、貫通穴部で真空層４の外側に座１９を介し
て回転装匠加を取り付け、第６図に示すようｆこ軸１６
の図示下部の凹部に回転装置加の回転軸を隙間を持たせ
て挿入する。回転装置はリード線１１　ａにより制御装
置１ｔ１２に接続しである。

上記のように構成することによって、制御装置稔により
回転装置美例えばパルスモータを回転させる。これによ
り、回転装置加の軸と軸１６とがはまり合っている部分
の回転方向の隙間がなくなり、回転装置（９）の軸と軸
１６とが接触し、軸１６が回転して、アーム１５が回わ
され接触板の一方が第２パネル例えば６ｂに接触し、第
１パネル５の温度に冷却された接触板により第２パネル
６ｂが加温される。

以上、本実３の実施例によれば、第２パネル６ａないし
６ｆを制御装置１２によって選択して加温できるので、
前記一実施例同様に排気能力の可変を行なうことができ
るという効果がある。

なお、本実施例では、第２パネルを加温する手段に、ヒ
ータまたは第１パネルの温度を利用したが、例えば、第
２パネル６を第２コールドステージ３に取り付けている
ボルトを加温して膨張させ、第２パネル６と第２コール
ドステージ３との面圧を少なくして、熱の伝わりを悪（
し第２パネルの６ａないし６ｆのいずれかの第２パネル
が冷却されないようにして、排気能力を可変することも
できる。

また、本実施例では、第２パネルを直接に冷凍機の第２
コールドステージで冷却する一体式のクライオポンプに
て記載しているが、冷凍機とパネルとを離して構成され
るセパレート式のクライオポンプでも良い。

〔発明の効果〕

以上本発明によれば、クライオポンプの排気能力の調整
を容易にするとともに、Ａｒ、Ｎ２によろ悪影響をな（
すことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるクライオポンプを示す
平面図、第２図は第１図の側断面図、第３図は本発明の
第２の実施例であるクライオポンプを示す平面図、第４
図は本発明の第３の実施例であるクライオポンプを示す
側断面図、第５図は第４図の平面図、Ｎ６図は第４図を
Ａ−Ａから見た側面図、ｆＪ７図は従来のクライオポン
プの排気特性を示すグラフである。 ６．６ａないし６ｊ・・・・・・第２パネル、８，８ａ
ないし８ｆおよび８ｈないし８ｊ・・・・・・ヒータ、
セ・・・・・・制御装置、１４・・・・・・接触板、１
５・・・・・・アーム、１６第１図　　　　　　才３図 第４図 ”ｔ５図　　　　″）ｒ６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、真空雰囲気内で液体水素の温度以下に冷却されるパ
   ネルを有するクライオポンプにおいて、該パネルを複数
   に分割し、隣合う前記分割したパネル同士を熱的にしゃ
   断するとともに、前記分割したパネルにそれぞれを任意
   に加温可能な加温手段を設けたことを特徴とするクライ
   オポンプ。