JP3309229B2 - Cryopump device with turbo molecular pump - Google Patents
Cryopump device with turbo molecular pumpInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、スパッタリング装置や
イオンプレーティング装置等の真空装置に使用されるク
ライオポンプ装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cryopump device used for a vacuum device such as a sputtering device and an ion plating device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、真空装置内で、アルゴンや窒素等
の凝縮性の気体と、水素やヘリウム等の非凝縮性の気体
とが使用されている場合の排気装置として、図１に示す
ように、真空装置ａに真空バルブｂを介してクライオポ
ンプｃを接続すると共にこれと並列に真空バルブｄを介
してターボ分子ポンプｅを接続した排気装置が知られて
いる。この排気装置は、クライオポンプｃの排気系とタ
ーボ分子ポンプｅの排気系は夫々全く独立しており、凝
縮性の気体をクライオポンプｃで排気し、非凝縮性の気
体をターボ分子ポンプｅで排気するもので、各ポンプは
互いの性能の不足する点を補いあって排気している。つ
まり、ターボ分子ポンプｅは凝縮性の気体（特に水）に
対する排気速度が小さいが、クライオポンプｃは凝縮性
の気体に対しては排気速度が大きい。また、クライオポ
ンプｃは大量の非凝縮性の気体を排気することは出来な
いが、ターボ分子ポンプｅはこれを連続的に排気するこ
とができ、２種類のポンプを併用することで相互の欠点
を補い合うことができる。クライオポンプの内部に、非
凝縮性の気体を吸着する吸着剤を取付け、これで非凝縮
性の気体を排気することも行なわれているが、ターボ分
子ポンプを設ける場合には吸着剤はクライオポンプｃに
取付けず、クライオポンプは全く非凝縮性の気体を排気
できない。該真空装置ａに導入された凝縮性の気体はク
ライオポンプｃで排気され、非凝縮性の気体はターボ分
子ポンプｅで排気されるが、真空装置ａがスパッタリン
グ装置やイオンプレーティング装置の場合、アルゴンガ
スに対するクライオポンプｃの排気速度が大きすぎるた
めバルブｂを絞り、排気速度を小さくして使用する。し
かし、真空装置ａでアルゴンガスを使用しないときは、
早く高真空を達成するために該バルブｂは全開される。2. Description of the Related Art FIG. 1 shows a conventional exhaust system in which a condensable gas such as argon or nitrogen and a non-condensable gas such as hydrogen or helium are used in a vacuum apparatus. Further, there is known an exhaust device in which a cryopump c is connected to a vacuum device a via a vacuum valve b, and a turbo-molecular pump e is connected in parallel with the cryopump c via a vacuum valve d. In this exhaust device, the exhaust system of the cryopump c and the exhaust system of the turbo-molecular pump e are completely independent of each other. The condensable gas is exhausted by the cryopump c, and the non-condensable gas is exhausted by the turbo-molecular pump e. The pumps exhaust each other, compensating for their lack of performance. That is, the turbo molecular pump e has a low pumping speed for condensable gas (particularly water), whereas the cryopump c has a high pumping speed for condensable gas. In addition, the cryopump c cannot exhaust a large amount of non-condensable gas, but the turbo molecular pump e can continuously exhaust the gas. Can complement each other. An adsorbent that adsorbs non-condensable gas is installed inside the cryopump, and the non-condensable gas is exhausted with this. However, when a turbo molecular pump is provided, the adsorbent is a cryopump. c, the cryopump cannot exhaust any non-condensable gas. The condensable gas introduced into the vacuum device a is exhausted by the cryopump c, and the non-condensable gas is exhausted by the turbo molecular pump e. However, when the vacuum device a is a sputtering device or an ion plating device, Since the pumping speed of the cryopump c with respect to the argon gas is too high, the valve b is narrowed and the pumping speed is reduced. However, when argon gas is not used in the vacuum device a,
The valve b is fully opened to achieve a high vacuum quickly.
【０００３】更に、図２に示すように、真空装置ａにク
ライオポンプｃとターボ分子ポンプｅを上下に直列に接
続した排気装置も使用されている。これの詳細は図３に
示す如くであり、前段のクライオポンプｃで凝縮性の気
体を捕捉し、クライオポンプｃを通過してきた非凝縮性
の気体をターボ分子ポンプｅで排気する。この場合、ク
ライオポンプｃのポンプケースｆ内には上下の円筒状の
シールドパネルｌを設け、該シールドパネルｌの上方と
下方に横桟状の８０Ｋバッフルｈ，ｈを設けると共にそ
の中間に横置きに多重傘状の１５Ｋクライオパネルｇを
設け、ポンプケースｆの上方にはガス流入口ｉ、その下
方にはターボ分子ポンプｅの高真空ポートを接続する開
口ｊを設け、クライオパネルｇ及びバッフルｈをポンプ
ケースｆに取付けた冷凍機ｋに接続してこれらを１５Ｋ
と８０Ｋに冷却する。Further, as shown in FIG. 2, an exhaust device in which a cryopump c and a turbo molecular pump e are vertically connected in series to a vacuum device a is also used. Details of this are as shown in FIG. 3, in which the condensable gas is captured by the cryopump c at the preceding stage, and the non-condensable gas passing through the cryopump c is exhausted by the turbo molecular pump e. In this case, upper and lower cylindrical shield panels 1 are provided in the pump case f of the cryopump c, and horizontal bar-shaped 80K baffles h, h are provided above and below the shield panels 1 and are horizontally disposed therebetween. Is provided with a multiple umbrella-shaped 15K cryopanel g, a gas inlet i above the pump case f, and an opening j connecting the high vacuum port of the turbo molecular pump e below the pump case f. The cryopanel g and the baffle h To the refrigerator k attached to the pump case f and
And cool to 80K.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】スパッタリング装置な
どの真空装置ａではアルゴンガスが多く使用され、通常
はアルゴン圧は１０- 3〜１０- 2Torr程度で、この圧力
はターボ分子ポンプｅにとっては非常に高い圧力であ
り、そのため図１の場合には高い圧力まで使用できる広
帯域型のターボ分子ポンプが利用されている。この広帯
域型のターボ分子ポンプは内部構造が複雑で高価である
という欠点を有する。Used INVENTION Problems to be Solved] vacuum device a in an argon gas such as a sputtering apparatus is large, usually argon pressure of 10 - 3-10 - at about 2 Torr, the pressure is very for the turbo molecular pump e Therefore, in the case of FIG. 1, a wideband turbo-molecular pump capable of using a high pressure is used. This broadband turbomolecular pump has the disadvantage that the internal structure is complicated and expensive.
【０００５】図２、３に示した例は図１の欠点を克服す
るために考案された形式で、これによればターボ分子ポ
ンプｅの真上に直列にクライオポンプｃが配置されてい
るため、凝縮性のアルゴンはクライオポンプｃで排気さ
れ、ターボ分子ポンプｅに殆ど流入しない。従ってター
ボ分子ポンプｅの高真空ポートでの圧力を低くすること
ができ、広帯域型の高価なタイプは必要がなく、低価格
の標準型のターボ分子ポンプを使用できる。しかし、こ
の例では、構造上、ターボ分子ポンプｅの直上に１５Ｋ
クライオパネルｇがあるため、該クライオパネルｇに凝
縮したアルゴンや水分（氷）が剥離した場合、ターボ分
子ポンプｅ内へ直接落下する危険がある。ターボ分子ポ
ンプｅの回転翼は、通常、運転中は高速回転しており、
そこに小さな異物が落下すると回転翼の破壊という致命
的な故障につながる場合が多いため、スパッタリングや
イオンプレーティングのように大量の凝縮性の気体を排
気する真空装置にはこの形式の排気装置は適用できな
い。またこの形式の装置はクライオポンプの再生はター
ボ分子ポンプを切り離して行なわなければならない。
尚、図１の例では、アルゴンの落下によりターボ分子ポ
ンプｅが破壊する危険性はないが、熱量の負担が大きく
なる欠点がある。The examples shown in FIGS. 2 and 3 are of a type devised to overcome the drawbacks of FIG. 1, in which a cryopump c is arranged in series directly above a turbo molecular pump e. The condensable argon is exhausted by the cryopump c and hardly flows into the turbo molecular pump e. Therefore, the pressure at the high vacuum port of the turbo-molecular pump e can be reduced, and an expensive broad-band type is not required, and a low-cost standard turbo-molecular pump can be used. However, in this example, due to the structure, the 15 K
Due to the presence of the cryopanel g, there is a danger that the argon or moisture (ice) condensed on the cryopanel g will fall directly into the turbo molecular pump e. The rotor of the turbo molecular pump e normally rotates at high speed during operation,
If a small foreign object falls on it, it often leads to a catastrophic failure such as destruction of the rotor blades.Therefore, this type of exhaust device is not used for vacuum equipment that exhausts a large amount of condensable gas such as sputtering or ion plating. Not applicable. Also, in this type of apparatus, the regeneration of the cryopump must be performed with the turbo molecular pump disconnected.
In the example shown in FIG. 1, there is no danger of the turbo molecular pump e being destroyed by the fall of argon, but there is a drawback that the heat load is increased.
【０００６】本発明は、標準型のターボ分子ポンプを使
用した凝縮物の落下による故障がなく大量の凝縮性の気
体を排気し得るクライオポンプ装置を提供することを目
的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a cryopump apparatus which can exhaust a large amount of condensable gas without failure due to falling of condensate using a standard type turbo molecular pump.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明では、上方にガス
流入口を備えたクライオポンプのポンプケースの内部に
該流入口への開口部を有し且つ該ポンプケース側方の冷
凍機に接続されたカップ状のシールドパネルを設け、該
シールドパネルの内部に該冷凍機に接続されたクライオ
パネルを設け、ターボ分子ポンプの高真空ポートを該ポ
ンプケースの下方に形成したガス流出口に接続したもの
に於いて、該クライオパネルに上下方向の中空部を形成
し、該シールドパネルの底部の該クライオパネルの投影
面域に該面域よりも小さいガス流通口を形成し、該ガス
流通口の周囲に上方に延びる第１縁部を設け、該シール
ドパネルの該ガス流通口の下方の位置に該ポンプケース
のガス流出口を形成し、該ガス流出口の周囲に上方へ延
びる第２縁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。According to the present invention, an inside of a pump case of a cryopump provided with a gas inlet above has an opening to the inlet and is connected to a refrigerator on a side of the pump case. Provided a cup-shaped shield panel, a cryopanel connected to the refrigerator inside the shield panel, and a high vacuum port of a turbo-molecular pump connected to a gas outlet formed below the pump case. In the cryopanel, a vertical hollow portion is formed in the cryopanel, and a gas flow opening smaller than the surface area is formed in a projection surface area of the cryopanel at a bottom portion of the shield panel. A first edge extending upward around the periphery, a gas outlet of the pump case formed below the gas flow opening of the shield panel, and a second edge extending upward around the gas outlet. Set The Rukoto, was to achieve the above object.
【０００８】[0008]
【作用】クライオポンプの冷凍機を作動させてシールド
パネルを約８０Ｋに冷却すると共にクライオパネルを約
１５Ｋに冷却し、真空バルブを開いてガス流入口を適当
な真空圧に予め調整した真空装置に接続する。そして、
ターボ分子ポンプを作動させると、真空装置内の気体は
クライオポンプを介してターボ分子ポンプへと流れ、凝
縮性の気体はシールドパネルとクライオパネルに凝縮し
て排気され、非凝縮性の気体はターボ分子ポンプにより
排気される。こうした作動は図２に示す例と変わりがな
いが、本発明の装置では中空のクライオパネルがシール
ドパネルに落とす投影面域の面積よりも小さい面積のガ
ス流通口を形成し、その周囲に上方に延びる第１縁部を
設けたので、該クライオパネルの外表面に凝縮するアル
ゴンガス等の凝縮温度の低い気体が落下してもガス流通
口に落ち込むことがなく、そのため該ガス流通口に連な
るターボ分子ポンプが凝縮物の落下で故障することがな
くなる。また、該ガス流通口の周囲にも上方へ延びる第
２縁部を設けたので、クライオポンプの再生の時に凝縮
物が液化ガスになっても、それがポンプケースのガス流
出口に流入することはなく、ターボ分子ポンプを凍結さ
せて故障させることなくその再生を行なえる。The refrigerator of the cryopump is operated to cool the shield panel to about 80K and the cryopanel to about 15K. The vacuum valve is opened and the gas inlet is adjusted to an appropriate vacuum pressure. Connecting. And
When the turbo molecular pump is operated, the gas in the vacuum device flows to the turbo molecular pump via the cryopump, the condensable gas is condensed and discharged to the shield panel and the cryopanel, and the non-condensable gas is turbocharged. It is evacuated by a molecular pump. Although such an operation is the same as the example shown in FIG. 2, in the apparatus of the present invention, the hollow cryopanel forms a gas flow opening having an area smaller than the area of the projection surface area dropped on the shield panel, and the gas flow opening is formed around the gas flow opening. Since the first edge portion extending is provided, even if a gas having a low condensing temperature such as argon gas condensed on the outer surface of the cryopanel falls, it does not fall into the gas flow port, and therefore, the turbo connected to the gas flow port is provided. The molecular pump will not fail due to falling condensate. In addition, since the second edge portion extending upward is also provided around the gas flow port, even if condensate turns into liquefied gas during regeneration of the cryopump, it flows into the gas outlet of the pump case. In other words, it is possible to regenerate the turbo molecular pump without freezing it and causing it to fail.
【０００９】[0009]
【実施例】本発明の実施例を図４に基づき説明すると、
符号１は上方にガス流入口２を備えたクライオポンプの
円筒状のポンプケースを示し、該ガス流入口２はスパッ
タリング装置やイオンプレーティング装置等の多量にア
ルゴンガス等の凝縮性ガスを使用する真空装置に図示し
てない真空バルブを介して接続される。該ポンプケース
１の側方には冷凍機３が取付けられ、該ポンプケース１
の下方にはこれに形成したガス流出口４に１０- 3Torr
以下の高真空で排気作動するターボ分子ポンプ５の高真
空ポート６が真空バルブ１０を介して接続される。７は
該ガス流入口２への開口部８を有するカップ状のシール
ドパネル、９は該シールドパネル７の内部に設けたクラ
イオパネルを示し、該シールドパネル７は冷凍機３の第
１段コールドヘッド３ａに接続されて約８０Ｋに冷却さ
れ、該クライオパネル９は該冷凍機３の第２段コールド
ヘッド３ｂに接続されて約１５Ｋに冷却される。１１は
シールドパネル７の開口部８に設けたバッフルである。Embodiment An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
Reference numeral 1 denotes a cylindrical pump case of a cryopump provided with a gas inlet 2 above, and the gas inlet 2 uses a large amount of condensable gas such as argon gas such as a sputtering device or an ion plating device. It is connected to a vacuum device via a vacuum valve (not shown). A refrigerator 3 is attached to the side of the pump case 1 and the pump case 1
The gas outlet 4 formed this downward 10 - 3 Torr
A high-vacuum port 6 of a turbo-molecular pump 5 that operates to evacuate under a high vacuum is connected via a vacuum valve 10. Reference numeral 7 denotes a cup-shaped shield panel having an opening 8 to the gas inlet 2, 9 denotes a cryopanel provided inside the shield panel 7, and the shield panel 7 is a first-stage cold head of the refrigerator 3. The cryopanel 9 is connected to the cold head 3b of the refrigerator 3 and cooled to about 15K. Reference numeral 11 denotes a baffle provided in the opening 8 of the shield panel 7.
【００１０】該クライオパネル９は内部に上下方向の中
空部９ａを備えた逆カップ状に構成し、該シールドパネ
ル７の底部７ａのクライオパネル９の投影面に、該投影
面積よりも小さいガス流通口１２を形成し、該ガス流通
口１２の周囲に上方に延びる第１縁部１３を設けて該シ
ールドパネル７の底部に環状の第１受液部１４を形成し
た。該シールドパネル７の該ガス流通口１２の下方に位
置させて該ポンプケース１のガス流出口４を形成し、該
ガス流出口４の周囲にも上方へ延びる第２縁部１５を設
け、該ポンプケース１の底部にも環状の第２受液部１６
を形成した。これらの第１、第２受液部１４、１６には
液化ガス抜きの穴１７、１８を夫々設け、このうち第２
受液部１６の液化ガス抜きの穴１８はバルブ１９で開閉
されるようにした。ポンプケース１のガス流出口４の口
径はシールドパネル７のガス流通口１２の口径よりも小
さく形成し、該ガス流通口１２の下方の周囲に第２縁部
１５の外方を小さな隙間を存して囲む第３縁部２０を設
け、液化ガスがガス流通口１２からターボ分子ポンプ５
への流入を防ぐようにした。The cryopanel 9 is formed in an inverted cup shape having a vertically hollow portion 9a therein, and a gas flow smaller than the projected area is provided on the projection surface of the cryopanel 9 at the bottom 7a of the shield panel 7. An opening 12 was formed, a first edge 13 extending upward around the gas flow opening 12 was provided, and an annular first liquid receiving portion 14 was formed at the bottom of the shield panel 7. A gas outlet 4 of the pump case 1 is formed below the gas flow port 12 of the shield panel 7, and a second edge 15 extending upward around the gas outlet 4 is provided. An annular second liquid receiving portion 16 is also provided at the bottom of the pump case 1.
Was formed. The first and second liquid receiving portions 14 and 16 are provided with holes 17 and 18 for discharging liquefied gas, respectively.
The liquefied gas vent hole 18 of the liquid receiving part 16 is opened and closed by a valve 19. The diameter of the gas outlet 4 of the pump case 1 is formed smaller than the diameter of the gas flow port 12 of the shield panel 7, and a small gap is provided around the lower part of the second edge 15 around the gas flow port 12. The liquefied gas flows from the gas flow port 12 through the turbo molecular pump 5.
To prevent inflow to
【００１１】この実施例の装置は、真空装置内を予め粗
引ポンプで１０- 3Torr程度に排気したのち接続され、
その接続に先立ち、冷凍機３によりシールドパネル７を
約８０Ｋに冷却すると共にクライオパネル９を約１５Ｋ
に冷却しておき、その後、真空バルブを開いてガス流入
口２を介して真空装置に接続し、ターボ分子ポンプ５を
作動させる。これにより真空装置内の気体はクライオポ
ンプのポンプケース１を介してターボ分子ポンプ５へと
流れ、凝縮性の気体はシールドパネル７とクライオパネ
ル９に凝縮して排気され、特にアルゴンガス等の凝縮温
度の低い気体はクライオパネル９のガス流入口２へ向い
た面すなわち外面に凝縮し排気される。しかし、水素、
ヘリウム、ネオン等の非凝縮性の気体は、ガス流通口１
２及びガス流出口４を介してターボ分子ポンプ５により
排気される。尚、クライオパネル９の内面には殆ど気体
は凝縮しない。該ガス流通口１２はクライオパネル９の
影になる位置にその投影面積よりも小さい面積で形成さ
れているため、該クライオパネル９に凝縮した気体が剥
離、脱落しても、ターボ分子ポンプ５の内部へ直接落下
する危険性がなく、真空装置からの大量の凝縮性ガスを
排気することができる。クライオポンプは大量に気体を
凝縮すると排気能力が低下するので、適当な使用時間の
経過後、凝縮した気体を融解する再生処理が行なわれる
が、この融解で発生する液化アルゴン等の液化ガスは第
１及び第２縁部１３、１５が設けられているため、一定
量の液化ガスが発生するまではターボ分子ポンプ５に流
れ込んでこれを凍結させる事故の心配がない。[0011] The apparatus of this embodiment, 10 in advance roughing pump vacuum device - connected After evacuated to about 3 Torr,
Prior to the connection, the shield panel 7 is cooled to about 80K by the refrigerator 3 and the cryopanel 9 is cooled to about 15K.
After that, the vacuum valve is opened and connected to the vacuum device via the gas inlet 2 to operate the turbo-molecular pump 5. As a result, the gas in the vacuum device flows to the turbo molecular pump 5 through the pump case 1 of the cryopump, and the condensable gas is condensed and discharged to the shield panel 7 and the cryopanel 9, and in particular, condensed gas such as argon gas The low-temperature gas is condensed and exhausted on the surface of the cryopanel 9 facing the gas inlet 2, that is, on the outer surface. But hydrogen,
Non-condensable gas such as helium, neon, etc.
The gas is exhausted by the turbo molecular pump 5 through the gas outlet 2 and the gas outlet 4. Note that almost no gas condenses on the inner surface of the cryopanel 9. Since the gas flow port 12 is formed at a position that is shadowed by the cryopanel 9 and has an area smaller than the projected area thereof, even if the gas condensed on the cryopanel 9 peels off and falls off, the turbo molecular pump 5 There is no danger of falling directly into the inside, and a large amount of condensable gas can be exhausted from the vacuum device. Since the cryopump condenses a large amount of gas and reduces its exhaust capacity, after a suitable use time, a regeneration process for melting the condensed gas is performed. Since the first and second edge portions 13 and 15 are provided, there is no fear of an accident that flows into the turbo molecular pump 5 and freezes until a certain amount of liquefied gas is generated.
【００１２】クライオパネル９に凝縮しているアルゴン
等の気体が液化した時の液化ガスの体積をＶとすると、
シールドパネル７の受液部１４の体積がＶ以上あればよ
い。例えば、アルゴンの排気容量が２０００リットル
（０℃、１気圧）の場合、液体アルゴンの密度は約１．
４（ｇ／cm3）であるので、アルゴンが液化した時の容
積は約２５５０cm3となり、第１受液部１４の容積は
２．５５リットル以上であればよい。この液化ガスは該
シールドパネル７の液化ガス抜きの穴１７からポンプケ
ース１の第２受液部１６に流下する。この第２受液部１
６の体積はＶ以上あればよく、ここに溜まった液化ガス
はバルブ１９を開いて外部へ排出される。Assuming that the volume of the liquefied gas when the gas such as argon condensed in the cryopanel 9 is liquefied is V,
It is sufficient that the volume of the liquid receiving portion 14 of the shield panel 7 is V or more. For example, if the exhaust capacity of argon is 2000 liters (0 ° C., 1 atm), the density of liquid argon is about 1.
4 (g / cm 3 ), the volume when argon is liquefied is about 2550 cm 3 , and the volume of the first liquid receiving section 14 may be 2.55 liter or more. This liquefied gas flows down from the liquefied gas vent hole 17 of the shield panel 7 to the second liquid receiving portion 16 of the pump case 1. This second liquid receiving section 1
The volume of 6 needs only to be V or more, and the liquefied gas accumulated here is discharged to the outside by opening the valve 19.
【００１３】尚、再生は、クライオポンプとターボ分子
ポンプ５の間の真空バルブ１０を閉じ、冷凍機３を停止
させ、ポンプケース１内に窒素ガスを導入したり、ポン
プケース１の外部からヒーターで加熱して凝縮気体を融
解することにより行なわれる。そして、ポンプケース１
内の圧力が大気圧まで上昇してきたら、バルブ１９を開
け、低温のアルゴンガス等の気体や液化ガスをポンプケ
ース１外へ排出する。アルゴン等の気体や液体がポンプ
ケース１内に完全になくなったら、窒素導入やヒーター
加熱を停止し、バルブ１９を閉じる。ポンプケース１内
をターボ分子ポンプ５で排気し、冷凍機３を作動させて
クライオポンプを運転する。クライオパネル９の温度が
２０Ｋ以下になれば、クライオポンプは再び排気を開始
することができる。この再生に於いて、クライオポンプ
の内部を完全に室温に戻すことなく凝縮気体を融解する
ことが出来、再作動時は低温の状態からパネル７、９の
冷却を開始できるため、冷却時間を短縮でき、再作動ま
での時間が短くなるメリットがある。また、ターボ分子
ポンプ５には水素等の非凝縮性の気体のみが流入するの
で、ターボ分子ポンプ５への気体流量が少なく、その高
真空ポート６での圧力を低くできるため、広帯域型では
なく安価な標準型のターボ分子ポンプ５を使用して大量
の凝縮性ガスを使用する真空装置を高真空に排気でき
る。For regeneration, the vacuum valve 10 between the cryopump and the turbo-molecular pump 5 is closed, the refrigerator 3 is stopped, nitrogen gas is introduced into the pump case 1, or a heater is provided from outside the pump case 1. To melt the condensed gas. And pump case 1
When the internal pressure rises to the atmospheric pressure, the valve 19 is opened, and a low-temperature gas such as argon gas or a liquefied gas is discharged out of the pump case 1. When the gas or liquid such as argon completely disappears in the pump case 1, the introduction of nitrogen and the heating of the heater are stopped, and the valve 19 is closed. The inside of the pump case 1 is evacuated by the turbo-molecular pump 5, and the refrigerator 3 is operated to operate the cryopump. When the temperature of the cryopanel 9 becomes equal to or lower than 20K, the cryopump can start exhausting again. In this regeneration, the condensed gas can be melted without completely returning the inside of the cryopump to room temperature, and when restarting, cooling of the panels 7 and 9 can be started from a low temperature state, shortening the cooling time Yes, there is an advantage that the time until restart is shortened. Further, since only a non-condensable gas such as hydrogen flows into the turbo-molecular pump 5, the gas flow rate to the turbo-molecular pump 5 is small, and the pressure at the high vacuum port 6 can be reduced. A vacuum apparatus using a large amount of condensable gas can be evacuated to a high vacuum using an inexpensive standard turbo molecular pump 5.
【００１４】図５に示す実施例はクライオパネル９の中
空部９ａを上方に向けて開放した例で、この場合にはク
ライオパネル９にも液化ガス抜きの穴２１を設けるもの
とし、クライオパネル９の外面に凝縮性気体が凝縮しな
いような構造、例えば、シールドパネル７とポンプケー
ス１との隙間を狭めると共に凝縮性気体の殆どをクライ
オパネル９の内面に於いて凝縮排気できるようにシール
ドパネル７の開口部８との関係を決めておき、非凝縮性
気体のみがクライオパネル９の周囲からガス流通口１２
へ流れる構造が採用される。The embodiment shown in FIG. 5 is an example in which the hollow portion 9a of the cryopanel 9 is opened upward. In this case, the cryopanel 9 is provided with a hole 21 for venting liquefied gas. For example, a structure in which condensable gas is not condensed on the outer surface of the cryopanel 9 such that a gap between the shield panel 7 and the pump case 1 is narrowed and most of the condensable gas can be condensed and exhausted on the inner surface of the cryopanel 9. Of the cryopanel 9 from the periphery of the cryopanel 9 is determined.
Structure is adopted.
【００１５】更に、図６に示した実施例は、クライオパ
ネル９を上下に貫通した中空部９ｂを有する構成とし、
クライオパネル９の外周面をシールドパネル７に接近さ
せて設けたもので、この場合は開口部８とガス流出口４
が互いに対向した位置関係にあるため、多少のアルゴン
等の凝縮性気体がガス流出口４からターボ分子ポンプ５
に流入するが、量的には少ないため、図４の実施例と略
同等の効果が得られる。Further, the embodiment shown in FIG. 6 has a hollow portion 9b vertically penetrating the cryopanel 9,
The outer peripheral surface of the cryopanel 9 is provided close to the shield panel 7. In this case, the opening 8 and the gas outlet 4 are provided.
Are confronting each other, some condensable gas such as argon is supplied from the gas outlet 4 to the turbo molecular pump 5.
However, since the quantity is small, an effect substantially equivalent to that of the embodiment of FIG. 4 can be obtained.
【００１６】真空バルブ１０は必要に応じて設けられる
が、クライオポンプ内の低温の気体がターボ分子ポンプ
５に流入することを防ぐために設けることが好ましい。
尚、バッフル１１の形状は任意である。The vacuum valve 10 is provided as needed, but is preferably provided to prevent a low-temperature gas in the cryopump from flowing into the turbo molecular pump 5.
The shape of the baffle 11 is arbitrary.
【００１７】[0017]
【発明の効果】以上のように本発明によるときは、上方
にガス流入口を備えたクライオポンプのポンプケースの
内部のカップ状のシールドパネル内にクライオパネルを
設け、ターボ分子ポンプを該ポンプケースの下方のガス
流出口に接続したクライオポンプに於いて、該クライオ
パネルに上下方向の中空部を形成し、該シールドパネル
の底部の該クライオパネルの投影面域に該面域よりも小
さいガス流通口を形成し、該ガス流通口の下方に該ガス
流出口を設けたので、クライオポンプに大量に凝縮物が
生じるスパッタリング装置等の真空装置を標準型の安価
なターボ分子ポンプを使用してこれに凝縮物による故障
を生じさせないように高真空に排気することができ、該
ガス流通口とガス流出口の周囲に上方に延びる第１縁部
と第２縁部を設けたので、再生時に液化ガスがターボ分
子ポンプへ流入して故障を起こす不都合もなく短時間で
再生を完了でき、その構成も比較的簡単で安価に製作で
きる等の効果がある。As described above, according to the present invention, a cryopanel is provided in a cup-shaped shield panel inside a pump case of a cryopump provided with a gas inlet above, and the turbo molecular pump is connected to the pump case. In the cryopump connected to the gas outlet below the cryopanel, a vertical hollow portion is formed in the cryopanel, and a gas flow smaller than the surface area in the projection surface area of the cryopanel at the bottom of the shield panel. Since the gas outlet is formed below the gas flow port, a vacuum device such as a sputtering device that generates a large amount of condensate in the cryopump can be formed using a standard inexpensive turbo molecular pump. And a first edge and a second edge extending upward around the gas flow opening and the gas outlet. Since the liquefied gas at the time of reproduction can be completed within a short time without inconvenience causing failure flows into the turbo molecular pump, there is an effect such that the arrangement can also be relatively simple and inexpensive to manufacture.
【図１】 従来例の説明図FIG. 1 is an explanatory view of a conventional example.
【図２】 他の従来例の説明図FIG. 2 is an explanatory view of another conventional example.
【図３】 図２の具体的構造を示す断面図FIG. 3 is a sectional view showing a specific structure of FIG. 2;
【図４】 本発明の実施例の截断側面図FIG. 4 is a cutaway side view of an embodiment of the present invention.
【図５】 本発明の他の実施例の截断側面図FIG. 5 is a cutaway side view of another embodiment of the present invention.
【図６】 本発明の第３実施例の截断側面図FIG. 6 is a cutaway side view of a third embodiment of the present invention.
１ ポンプケース ２ ガス流入口 ３
冷凍機 ４ ガス流出口 ５ ターボ分子ポンプ ６
高真空ポート ７ シールドパネル ８ 開口部 ９
クライオパネル ９ａ 中空部 １２ ガス流通口 １
３ 第１縁部 １５ 第２縁部 １７、１８、２１ 液化ガス
抜きの穴1 pump case 2 gas inlet 3
Refrigerator 4 Gas outlet 5 Turbo molecular pump 6
High vacuum port 7 Shield panel 8 Opening 9
Cryopanel 9a Hollow part 12 Gas flow port 1
3 1st edge 15 2nd edge 17, 18, 21 Hole for liquefied gas release
Claims (4)
プのポンプケースの内部に該流入口への開口部を有し且
つ該ポンプケース側方の冷凍機に接続されたカップ状の
シールドパネルを設け、該シールドパネルの内部に該冷
凍機に接続されたクライオパネルを設け、ターボ分子ポ
ンプの高真空ポートを該ポンプケースの下方に形成した
ガス流出口に接続したものに於いて、該クライオパネル
に上下方向の中空部を形成し、該シールドパネルの底部
の該クライオパネルの投影面域に該面域よりも小さいガ
ス流通口を形成し、該ガス流通口の周囲に上方に延びる
第１縁部を設け、該シールドパネルの該ガス流通口の下
方の位置に該ポンプケースのガス流出口を形成し、該ガ
ス流出口の周囲に上方へ延びる第２縁部を設けたことを
特徴とするターボ分子ポンプ付クライオポンプ装置。1. A cup-shaped shield panel having an opening to the inlet inside a pump case of a cryopump having a gas inlet above and connected to a refrigerator on a side of the pump case. A cryopanel connected to the refrigerator inside the shield panel, and a high vacuum port of a turbo-molecular pump connected to a gas outlet formed below the pump case. A gas flow opening smaller than the surface area in the projection surface area of the cryopanel at the bottom of the shield panel, and a first edge extending upward around the gas flow opening. A gas outlet of the pump case is formed at a position below the gas flow opening of the shield panel, and a second edge extending upward around the gas outlet is provided. Turbo minutes Cryopump device with a child pump.
中空部を有し、上記シールドパネルとポンプケースの底
部には液化ガス抜きの穴を設け、上記ガス流通口よりも
上記ポンプケースのガス流出口を小径に形成したことを
特徴とする請求項１に記載のターボ分子ポンプ付クライ
オポンプ装置。2. The cryopanel has a hollow part opened downward, a hole for liquefied gas venting is provided in the shield panel and the bottom part of the pump case, and the gas flow of the pump case is more than the gas flow opening. The cryopump device with a turbo-molecular pump according to claim 1, wherein the outlet has a small diameter.
中空部を有し、該クライオパネルと上記シールドパネル
及びポンプケースの各底部に液化ガス抜きの穴を設け、
上記ガス流通口よりも該ポンプケースのガス流出口を小
径に形成したことを特徴とする請求項１に記載のターボ
分子ポンプ付クライオポンプ装置。3. The cryopanel has a hollow portion opened upward, and a liquefied gas vent hole is provided at each bottom of the cryopanel, the shield panel, and the pump case.
2. The cryopump device with a turbo-molecular pump according to claim 1, wherein a gas outlet of the pump case is formed smaller in diameter than the gas flow port.
空部を有することを特徴とする請求項２に記載のターボ
分子ポンプ付クライオポンプ装置。4. The cryopump device with a turbo-molecular pump according to claim 2, wherein the cryopanel has a hollow portion penetrating vertically.
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- 1992-07-16 JP JP18936092A patent/JP3309229B2/en not_active Expired - Lifetime
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