JPH07310657A - 真空排気装置 - Google Patents

真空排気装置

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JPH07310657A
JPH07310657A JP12431494A JP12431494A JPH07310657A JP H07310657 A JPH07310657 A JP H07310657A JP 12431494 A JP12431494 A JP 12431494A JP 12431494 A JP12431494 A JP 12431494A JP H07310657 A JPH07310657 A JP H07310657A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust
palladium
vacuum
gas
pump
Prior art date
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Pending
Application number
JP12431494A
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English (en)
Inventor
Fumio Kuriyama
文夫 栗山
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Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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Publication date
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  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 水素ガスに対して高い排気能力を有し、極め
て低い圧力まで優れた排気能力を実現できる真空排気装
置を提供すること。 【構成】 単数又は複数の開閉弁、単数又は複数の機械
式真空ポンプ、これらを接続する排気管を具備する真空
排気装置において、機械式真空ポンプ(4−1)の排気
口(4−1a)に接続する排気管(7)の管壁の一部の
材料にパラジウムを用いた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は真空容器内のガスを排気
するための真空排気装置に関し、特に高真空中における
水素ガスの高速排気に好適な真空排気装置に関するもの
である。
【0002】
【従来技術】図4は従来のこの種の真空排気装置の構成
例を示す図である。同図において、1は真空容器であ
り、該真空容器1内を高真空に排気するために主ポンプ
4−1と補助ポンプ4−2とを直列に配置し、排気管7
で接続している。主ポンプ4−1と補助ポンプ4−2と
の間の排気管7に排気管電磁弁5を設けている。真空容
器1と補助ポンプ4−2とを粗引ライン8で接続し、そ
の途中に粗引ライン電磁弁6を設けている。
【0003】ゲートバルブ2は真空容器1と排気系とを
開閉するものであり、真空容器1と主ポンプ4−1との
間に設けている。主ポンプ4−1は真空容器1内のガス
を高真空で吸気し、昇圧して低真空又は中真空で排気口
4−1aより排気する。真空容器1内が大気圧の場合、
ゲートバルブ2を閉じて粗引ライン8の粗引ライン電磁
弁6を開き、補助ポンプ4−2で真空容器1内のガスを
粗引することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】高真空排気ポンプとし
て、クライオポンプ及びターボ分子ポンプが現在多用さ
れている。クライオポンプは、主にギフォード・マクマ
ホン冷凍機又はスターリング冷凍機により冷却プレート
又は冷却プレートに取り付けられた活性炭を極低温に冷
却し、この冷却プレートが酸素、窒素、二酸化炭素及び
水蒸気などのガス分子を凍結によりトラップし、更に冷
却プレートに取付けられた活性炭が主に水素ガスを物理
吸着し、高真空を得る真空ポンプである。このポンプは
水素ガスに対して以下の欠点を有している。
【0005】(1)水素ガスに対する排気速度が遅いこ
と、(2)水素排気の継続時間が短く、再生(真空ポン
プの排気運転を止め、トラップ分子を気化・排出する作
業)を頻繁に行なわなければならないこと、(3)更に
活性炭に物理吸着させた水素ガスを完全に再生させるた
めの再生時間が長くかかること。
【0006】ターボ分子ポンプは、主に20〜30段の
タービン翼列を持つロータを20,000〜50,00
0rpmで高速回転させることにより、高真空ガスを圧
縮し、排気する真空ポンプである。このターボ分子ポン
プも水素ガスに対する排気能力が低いという問題点を有
している。
【0007】ターボ分子ポンプの排気速度を評価する要
素として、各ガスに対する圧縮比がある。ここで圧縮比
とは、ターボ分子ポンプの吸気側の圧力に対する排気側
の圧力の比であり、ガス分子の運動速度とロータのター
ビン翼列の回転速度と段数が決定要素となる。水素ガス
の運動速度は非常に速く、必然的にターボ分子ポンプの
水素ガスに対する圧縮比は小さくなる。真空容器1内の
水素分圧が所定圧力よりも低くなると急速に水素の排気
速度が低下するのが現状である。
【0008】真空容器1内の圧力が中真空から高真空領
域においては真空容器1内の残留ガスの主成分は通常水
蒸気である。更に長時間真空引きを行なったり、真空容
器のベーキングを行なったりすることにより、真空容器
1内の圧力は更に低くなると、真空容器1内の残留ガス
の水素比率が高くなってくる。真空容器1内の圧力を下
げようとする場合、真空ポンプの水素に対する排気能力
が大きな要素となる。
【0009】また、半導体製造装置のイオン注入装置や
スパッタリング装置においては、これらの真空容器内の
水分子が分解して水素ガスとなり、真空容器内の水素分
子が高くなるため、これらに用いられる真空ポンプ又は
排気装置は水素ガスに対して高い排気能力が要求され
る。
【0010】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、水素ガスに対して高い排気能力を有し、極めて低い
圧力まで優れた排気能力を実現できる真空排気装置を提
供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、単数又は複数の開閉弁、単数又は複数の機械
式真空ポンプ、これらを接続する排気管を具備する真空
排気装置において、機械式真空ポンプの排気口に接続す
る排気管の管壁の一部の材料にパラジウムを用いたこと
を特徴とする。
【0012】また、単数の機械式真空ポンプ又は複数の
機械式真空ポンプの主ポンプがターボ分子ポンプであ
り、該主ポンプの排気管又は主ポンプと補助ポンプとを
結ぶ排気管の管壁の一部の材料にパラジウムを用いたこ
とを特徴とする。
【0013】また、パラジウムを用いた管壁の近傍にヒ
ータを設置したことを特徴とする。
【0014】また、パラジウムを用いた管壁の大気側に
水素分圧の低いガスを導入し、パラジウムを用いた管壁
の大気側のガスを強制的に該水素分圧の低いガスに置換
することを特徴とする。
【0015】
【作用】パラジウム板は水素ガスのみを容易に透過させ
る性質を持つ。特に加熱され昇温されたパラジウム板は
非常に良く水素ガスを透過させる。本発明は上記のよう
に機械式真空ポンプの排気口に接続する排気管の管壁の
一部の材料にパラジウムを用いたので、該排気管を流れ
る排気ガス中の水素ガスは、このパラジウムの管壁を透
過して外気に排出されるから、排気管内の水素ガス分圧
は非常に低くなる。これにより機械式真空ポンプの各種
ガスに対する圧縮比の関係により、この機械式真空ポン
プの吸気側にある真空容器内の水素分圧が更に低い圧力
になるまで水素ガスを効率よく排気できるようになる。
【0016】ここで、参考として、大気の平均組成に基
づき上記パラジウム管壁が大気に排気可能な排気管内の
水素分圧を考えることにする。水素ガスは大気に体積組
成比較で平均0.5ppm含まれている。これに基づい
て大気における水素ガスの分圧は約5×1/102Pa
となる。排気管内の水素分圧がこれ以上になると、パラ
ジウム管壁を水素ガスが大気に放出されることになる。
また、パラジウム管壁の大気圧側に水素分圧の低いガス
で覆うことにより、更に低い分圧の水素ガスを排気管の
中から外気に放出させることも可能になる。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は本発明の真空排気装置の構成例を示す図で
ある。図1において、1は真空容器であり、該真空容器
1内を高真空にするために、主ポンプ4−1としてター
ボ分子ポンプを用い、補助ポンプ4−2としてルーツポ
ンプを用い、主ポンプ4−1と補助ポンプ4−2を排気
管7で直列に接続している。主ポンプ4−1と補助ポン
プ4−2との間の排気管7に排気管電磁弁5を設け、該
排気管電磁弁5と補助ポンプ4−2との間の排気管7に
パラジウムユニット10を設けている。
【0018】真空容器1と補助ポンプ4−2とを粗引き
ライン8で接続し、その途中に粗引ライン電磁弁6を設
けている。ゲートバルブ2は真空容器1と排気系とを開
閉するものであり、真空容器1とターボ分子ポンプであ
る主ポンプ4−1との間に設けている。真空容器1内の
ガスの排気を停止する場合、ゲートバルブ2を閉止す
る。主ポンプ4−1を停止する場合、ゲートバルブ2と
排気管電磁弁5を閉じてターボ分子ポンプである主ポン
プ4−1が常に真空内に保管されるようにする。
【0019】粗引ライン8及び粗引ライン電磁弁6は、
真空容器1内の圧力が大気圧である場合、ゲートバルブ
2と排気管電磁弁5とを閉じておき、粗引ライン電磁弁
6を開き、補助ポンプ4−2で真空容器1内のガスを低
真空又は中真空領域まで粗引きするためのものである。
【0020】通常の連続運転の場合、粗引ライン電磁弁
6を閉じ、ゲートバルブ2及び排気管電磁弁5を開けて
おく。パラジウムユニット10は、真空容器1内のガス
がターボ分子ポンプである主ポンプ4−1により、吸気
・圧縮され、排気管7に排出された排ガスの水素ガスの
みを排気系外に排出するものである。これはパラジウム
は水素ガスのみを透過させることができるためで、水素
ガスの分圧の高い方から低い方へと統計的にたくさんの
水素分子が流れることに依る。
【0021】上記構成の真空排気装置において、主ポン
プ4−1の排気口4−1aに接続する排気管7内の水素
ガスの分圧は排気系外、即ち大気よりも高いため、パラ
ジウムユニット10は、排気管7内の水素ガスを系外に
排出し、主ポンプ4−1の排気口4−1aにおける水素
分圧を低下させる。ターボ分子ポンプである主ポンプ4
−1は各種ガスに対して所定の圧縮比で排気する能力が
あるので、主ポンプ4−1の排気口4−1aでの水素分
圧の低下に伴い、吸気口側である真空容器1内の水素ガ
スを更に低い分圧まで排気することができる。
【0022】以上説明したように、上記構成の真空排気
装置によれば、高真空中における水素ガスを積極的に排
気することができ、真空容器1の到達圧力を更に低く
し、真空排気のための所要時間を短くすることができ
る。
【0023】図2は上記パラジウムユニット10の構成
例を示す図である。同図において、接続管25は排気管
7に接続している配管である。21はパラジウム管であ
り、該パラジウム管21はパラジウム材からなる円筒状
の管である。複数本のパラジウム管21(図では4本)
はそれぞれその両端において2枚の円板状のプレート2
3にろう付けされ、該パラジウム管21の内部は大気に
開放されている。該2枚のプレート23は円筒状のユニ
ット胴24の上下端に気密状態で取付けられ、該ユニッ
ト胴24と前記上下2枚のプレート23で、接続管25
を介して排気管7に連通する真空容器を形成している。
【0024】パラジウムユニット10の中央部にはヒー
タケース27が設けられ、該ヒータケース27内にはカ
ートリッジヒータ22が収納されている。カートリッジ
ヒータ22には電線26が接続され、図示しない電源か
ら加熱電流を供給できるようになっている。ユニット胴
24内の水素ガスはパラジウム管21の管壁を通して内
部に透過し、大気に放出される。カートリッジヒータ2
2は複数本配置されたパラジウム管21の中央部に位置
し、該カートリッジヒータ22でパラジウム管21を加
熱し、パラジウム管21の水素ガスの透過を容易にして
いる。
【0025】図3は上記パラジウムユニット10の他の
構成例を示す図である。同図において、本パラジウムユ
ニット10は図2に示すパラジウムユニット10に導入
ガス32を用いてパラジウム管21内に排出された水素
ガスを強制的に外部に排出するように構成したものであ
る。即ち、下端のプレート23の下方に導入ガス室33
を設け、該導入ガス室33内に導入ガス管31から導入
ガス32を導くことにより、該導入ガス32はパラジウ
ム管21内に下端から浸入し、大気に放出されるように
なっている。
【0026】大気中には微少の水素ガスが含まれている
ことや、排気された水素ガスがパラジウム管21内に残
留することになり、パラジウム管21内の水素の分圧が
高くなることで水素の管壁透過能力が低下するため、導
入ガス32に水素分圧の低いガスを用いパラジウム管2
1内のガスを常に置換している。これにより本パラジウ
ムユニット10のパラジウム管21内の水素分圧は常に
極めて低く維持されるから、排気システムの排気管7内
の水素ガスはパラジウム管21の管壁を透過し、大気に
効率良く排出される。
【0027】なお、上記実施例では真空ポンプの排気口
に接続される排気管の管壁の一部の材料にパラジウムを
用いる手段として、排気管7に接続されるパラジウムユ
ニット10を設け、該パラジウムユニット10内にパラ
ジウム管21を配置する構成を採用したが、排気管の管
壁の一部の材料にパラジウムを用いる手段はこれに限定
されるものではなく、要は排気管内の水素がパラジウム
材からなる管壁を透過して大気に排出されるように構成
すればよい。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば機
械式真空ポンプの排気口に接続する排気管の管壁の一部
の材料にパラジウムを用いたので、排気管内の水素ガス
は該パラジウム管壁を通って外部に放出されることにな
り、機械式真空ポンプの水素ガスの排気能力を高めるこ
とができるという効果が得られる。
【0029】また、パラジウムを用いた管壁の大気側に
水素分圧の低いガスを導入し、パラジウムを用いた管壁
の大気側のガスを強制的に該水素分圧の低いガスに置換
することにより、機械式真空ポンプの水素ガスの排気能
力を更に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の真空排気装置の構成例を示す図であ
る。
【図2】パラジウムユニットの構成例を示す図である。
【図3】パラジウムユニットの他の構成例を示す図であ
る。
【図4】従来の真空排気装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
1 真空容器 2 ゲートバルブ 4−1 主ポンプ 4−2 補助ポンプ 5 排気管電磁弁 6 粗引ライン電磁弁 7 排気管 8 粗引ライン 10 パラジウムユニット 21 パラジウム管 22 カートリッジヒータ 23 プレート 24 ユニット胴 25 接続管 26 電線 27 ヒータケース 31 導入ガス管 32 導入ガス 33 導入ガス室

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 単数又は複数の開閉弁、単数又は複数の
    機械式真空ポンプ、これらを接続する排気管を具備する
    真空排気装置において、 前記機械式真空ポンプの排気口に接続する排気管の管壁
    の一部の材料にパラジウムを用いたことを特徴とする真
    空排気装置。
  2. 【請求項2】 前記単数の機械式真空ポンプ又は複数の
    機械式真空ポンプの主ポンプがターボ分子ポンプであ
    り、該主ポンプの排気管又は主ポンプと補助ポンプとを
    結ぶ排気管の管壁の一部の材料にパラジウムを用いたこ
    とを特徴とする請求項1に記載の真空排気装置。
  3. 【請求項3】 前記パラジウムを用いた管壁の近傍にヒ
    ータを設置したことを特徴とする請求項1又は2に記載
    の真空排気装置。
  4. 【請求項4】 前記パラジウムを用いた管壁の大気側に
    水素分圧の低いガスを導入し、パラジウムを用いた管壁
    の大気側のガスを強制的に該水素分圧の低いガスに置換
    することを特徴とする真空排気装置。
JP12431494A 1994-05-12 1994-05-12 真空排気装置 Pending JPH07310657A (ja)

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JP12431494A JPH07310657A (ja) 1994-05-12 1994-05-12 真空排気装置

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JP12431494A JPH07310657A (ja) 1994-05-12 1994-05-12 真空排気装置

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JPH07310657A true JPH07310657A (ja) 1995-11-28

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JP12431494A Pending JPH07310657A (ja) 1994-05-12 1994-05-12 真空排気装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015203502A (ja) * 2014-04-16 2015-11-16 バイエリッシェ モートーレン ウエルケ アクチエンゲゼルシャフトBayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft タンク、特に自動車タンクを製造するための方法

Cited By (1)

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JP2015203502A (ja) * 2014-04-16 2015-11-16 バイエリッシェ モートーレン ウエルケ アクチエンゲゼルシャフトBayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft タンク、特に自動車タンクを製造するための方法

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Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040406