JP4547076B2

JP4547076B2 - クライオトラップ

Info

Publication number: JP4547076B2
Application number: JP2000262752A
Authority: JP
Inventors: 新治降矢; 充級寺島
Original assignee: Ulvac Cryogenics Inc
Current assignee: Ulvac Cryogenics Inc
Priority date: 2000-08-31
Filing date: 2000-08-31
Publication date: 2010-09-22
Anticipated expiration: 2020-08-31
Also published as: JP2002070738A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成膜装置等の真空槽に使用されるクライオトラップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図１又は図２に示したように、成膜装置の真空槽ａ内に機械式冷凍機ｂにより冷凍された低温パネルｃを設け、該真空槽ａ内を主排気ポンプｄで真空に排気しながら、該真空槽ａ内の真空を該低温パネルｃに気体分子を凝縮させて排気することにより維持することが行われている。該低温パネルｃは、機械式冷凍機ｂがヘリウムガスをサイモン膨張させることにより例えば８０Ｋの超低温に冷却され、これに気体分子を凝縮することで主排気ポンプｄでは到達できない高真空に真空槽ａ内の真空度を高めることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
該低温パネルｃは、該低温パネルｃの両面に気体分子が凝縮できるように真空槽ａの槽壁から離して設置されるが、該真空槽ａで成膜等の処理工程のために通常設けられる熱源が該低温パネルｃの表面と対向するので、その表面への入射熱量が大きいと、低温パネルｃの温度が上昇して排気速度が低下する不都合を生じる。この不都合を解消するには、機械式冷凍機ｂを大型にするか或いは低温パネルｃの大きさを小さくする必要がある。しかし、大型の機械式冷凍機は動力の消費も大きく、高価であるからクライオトラップがコスト高になり、低温パネルｃを小さくすると凝縮面積が小さくなって排気速度が小さくなる欠点がある。
【０００４】
本発明は、安価で且つ大きな排気速度で排気を行えるクライオトラップを提供することを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、上記の目的を達成するため、成膜装置の真空槽内に、機械式冷凍機により冷却された低温パネルを槽壁から離隔させてクライオトラップとして設置したものに於いて、該低温パネルの一方の平板面を該真空槽内の熱源へ向けて設置し、該一方の平板面の前方に平板状の熱遮蔽板を設け、上記熱遮蔽板の前方に基板を配置するように構成し、上記熱遮蔽板及び上記低温パネル間に流路を形成するように構成した。該熱遮蔽板と該一方の板面との間に、該一方の板面の排気速度を低下させない間隔を設けておくことで、排気面積が有効に使用できて排気速度を高めると共に長時間の排気を行える。また、熱遮蔽板を互いに間隔を存した複数枚で構成することで、低温パネルを十分に熱隔離できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図面に基づき本発明の実施の形態を説明すると、図３に於いて符号１は主排気ポンプ２により真空排気された成膜装置の真空槽を示し、該真空槽１の内部には基板Ａへの成膜工程例えば蒸着やスパッタに使用される熱源３が設けられる。該真空槽１の内部を短時間で高真空にすることが要求される場合は、主排気ポンプ２である油拡散ポンプ、クライオポンプやターボ分子ポンプではポンプまでの配管によるコンダクタンスの損失で有効排気速度が低下して、この要求を満足できないので、機械式冷凍機４により冷却された銅板製の低温パネル５を該真空槽１内に設け、気体分子を該低温パネル５に凝縮させることにより高真空化する。
【０００７】
該機械式冷凍機４は、ヘリウム圧縮機から送り込まれるヘリウムをコールドヘッド４ａにおいて膨張させ、例えば８０Ｋ程度の超低温を生成させるもので、これに円盤状に形成された該低温パネル５が取り付けられる。該低温パネル５は、真空槽１の槽壁との間に十分なコンダクタンスが得られる隙間６を存して設けられ、その熱源３へ向いた一方の板面５ａの前方には、これに熱が入射することを防止するための熱遮蔽板７を設けた。該熱遮蔽板７には、表面が鏡面に研磨されたステンレスなどの金属材を使用することが好ましい。該熱遮蔽板７は熱源３からの熱量が多いときは多層に設けられ、熱遮蔽板７を例えば１枚設けることで該板面５ａに到達する輻射入熱を１／２とし、２枚設けることで１／３とすることができる。
【０００８】
該熱遮蔽板７は、図３のように一方の板面５ａに接近して設けてもよいが、この場合は他方の板面５ｂと槽壁との間の隙間６を大きなコンダクタンスが得られる距離に設定し、低温パネル５への熱の入射を阻止することでその低温が維持され、隙間６に進入した気体分子を低温の該板面５ｂに凝縮して迅速に排気できる。また、図４に示すように該遮蔽板７を一方の板面５ａから隙間８だけ離した位置に設けるようにすることで、該板面５ａにも気体分子を凝縮させることができ、この場合は板面５ａ、５ｂでの排気が可能となり大きな排気速度を得ることができる。該熱遮蔽板７は、通常の真空装置内に設けられる防着板と同じように定期的に交換することが容易な取付け構造とした。
【０００９】
図３及び図４の実施例に於いて、該主排気ポンプ２で該真空槽１内を１０^-4Ｐａに排気する必要がある場合、主排気ポンプ２を作動させて該真空槽１内を１０^-3Ｐａに排気したのち該機械式冷凍機４を作動させて低温パネル５を８０Ｋに冷却すると、真空槽１内の気体分子が低温パネル５に凝縮して１０^-4Ｐａにまで排気される。この状態で熱源３を作動させて基板Ａに成膜を行うと、該基板Ａから発生するガスは熱遮蔽板７で遮蔽されて低温が維持された低温パネル５の板面に凝縮排気され、高真空を維持しながら成膜処理を行える。該熱遮蔽板７を板面５ａの前方に大きなコンダクタンスが得られる隙間８を存して設けた場合には、大きな排気速度で長時間に亘り排気を続けることができる。該隙間６、８は、排気速度のシミュレーションを行って例えば１００〜２００ｍｍに設定される。
【００１０】
【発明の効果】
以上のように本発明によるときは、クライオトラップを構成する低温パネルの熱源へ向かう板面の前方に熱遮蔽板を設けて熱入射を避けるようにしたので、低温パネルの板面積を減少することなく且つ大型の機械式冷凍機を用いることなく排気速度を維持できる効果があり、該熱遮蔽板と該板面との間に間隔を設けて該板面を排気面とすることで排気速度を向上させると共に長時間の排気を行え、該熱遮蔽板を間隔を有する複数枚で構成することで該板面への熱輻射を防止でき、該熱遮蔽板で蒸着物やスパッターを行った時の付着物が低温面に付着することを防止でき、低温面の性能を落とすことなく使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のクライオトラップの説明図
【図２】従来の他のクライオトラップの説明図
【図３】本発明の実施の形態を示す説明図
【図４】本発明の他の実施の形態を示す説明図
【符号の説明】
１真空槽、３熱源、４機械式冷凍機、５低温パネル、５ａ・５ｂ板面、６・８隙間、７熱遮蔽板、

Claims

成膜装置の真空槽内に、機械式冷凍機により冷却された低温パネルを槽壁から離隔させてクライオトラップとして設置したものに於いて、該低温パネルの一方の平板面を該真空槽内の熱源へ向けて設置し、該一方の平板面の前方に平板状の熱遮蔽板を設け、上記熱遮蔽板の前方に基板を配置するように構成し、上記熱遮蔽板及び上記低温パネル間に流路を形成したことを特徴とするクライオトラップ。
上記熱遮蔽板と上記一方の板面との間隔は、上記他方の板面と上記槽壁との間隔よりも広くすることにより、上記熱遮蔽板と上記一方の板面との間の隙間のコンダクタンスを大きくしたことを特徴とする請求項１に記載のクライオトラップ。
上記熱遮蔽板と上記一方の板面との間隔を１００〜２００ｍｍとしたことを特徴とする請求項２に記載のクライオトラップ。
上記熱遮蔽板は、表面が鏡面に研磨された金属材からなることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のクライオトラップ。
上記熱遮蔽板を互いに間隔を存した複数枚で構成したことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のクライオトラップ。