JP2000018158A - クライオポンプおよびクライオポンプによるキセノンガスの凝縮方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 キセノンガスを第２クライオパネルでのみ凝
縮する。 【解決手段】 コントローラ４１は、第２ヒータ３１,
第１ヒータ３２,窒素パージバルブ３４,排気バルブ３
５,粗引きバルブ３６,粗引きポンプ,圧力センサ３７,第
２温度センサ３９,第１温度センサ４０および圧縮機４
２を制御して、第１クライオパネル２７の温度Ｔ₁を８
０Ｋ＜Ｔ₁＜１２０Ｋに保つ一方、第２クライオパネル
２８の温度Ｔ₂をＴ₂≦２０Ｋに保つ。こうして、総ての
キセノンガスを第２クライオパネル２８のみで凝縮させ
る。したがって、キセノンガスの離脱に起因する真空チ
ャンバ内の真空度のふらつきをなくすことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、キセノンガスを
効率よく排気できるクライオポンプ、および、クライオ
ポンプによるキセノンガスの凝縮方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体製造装置等における真
空チャンバ内の真空引きに、図６に示すようなクライオ
ポンプが用いられている。このクライオポンプ１は、２
段の膨張シリンダを備えた２段膨張式冷凍機２の１段目
の膨張シリンダ(以下、第１膨張シリンダと言う)３に第
１クライオパネル５を取り付け、さらに２段目の膨張シ
リンダ(第２膨張シリンダと言う)４に第２クライオパネ
ル６を取り付け、この第２クライオパネル６の内側に活
性炭７を張り付け、第１,第２クライオパネル５,６全体
をケーシング８を覆って形成されている。このような構
成を有するクライオポンプ１は、ケーシング８先端の開
口部がゲートバルブ１１を介して真空チャンバ９の排気
口に取り付けられる。そして、５０Ｋ〜１２０Ｋに冷却
された第１クライオパネル５およびバッフル１０で真空
チャンバ９内の水蒸気を凍結捕集して排気し、１０Ｋ〜
２０Ｋに冷却された第２クライオパネル６で真空チャン
バ９内の窒素ガスや酸素ガスやアルゴンガス等を凝縮し
て排気し、活性炭７で真空チャンバ９内の水素ガス等を
吸着して排気する。

【０００３】ところで、上記半導体製造装置では、プロ
セスガスとしてキセノンガスを用いる場合がある。この
キセノンガスの凝縮温度は、従来よりクライオポンプで
排気しているヘリウムガス,水素ガス,アルゴンガス,窒
素ガス,酸素ガスよりも高く、水蒸気よりも低い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のクライオポンプにおいては、以下のような問題があ
る。すなわち、上記クライオポンプにおいては、排気対
象のガスの凝縮温度に応じて各ガスを溜め込むパネルを
以下のように設定している。 第２クライオパネル６の活性炭７(２０Ｋ以下)→ 水素
ガス,ヘリウムガス,ネオンガスを吸着 第２クライオパネル６(２０Ｋ以下)→ 窒素ガス,酸素ガ
ス,アルゴンガスを凝縮 第１クライオパネル５およびバッフル１０(５０Ｋ〜１
２０Ｋ付近)→ 水蒸気を凝縮 ところが、キセノンガスの凝縮温度は、第１クライオパ
ネル５の温度および第２クライオパネル６の温度に対し
て中途半端な温度であるために、総てのキセノンガスが
第２クライオパネル６に凝縮されずに、一部は第１クラ
イオパネル５やバッフル１０に凝縮される。

【０００５】ところで、上記第１クライオパネル５やバ
ッフル１０の温度は、下記の点で不安定である。 水蒸気の凝縮量が増えると温度が上昇する。 上記第１クライオパネル５はバッフル１０と熱接触
しており、バッフル１０に対する真空チャンバ９からの
熱負荷の変動または真空チャンバ９内のランプのオン/
オフによってバッフル１０の温度が大きく変動する。そ
のため、第１クライオパネル５の温度もその影響を受け
て不安定になる。 上記バッフル１０は、たいていニッケルメッキ等で
輻射熱や光の影響を跳ね返すようになっているのではあ
るが、半導体製造工程において生ずる各種生成物がバッ
フル１０を汚すことによって反射率が低下して温度が上
昇する。

【０００６】したがって、１度上記第１クライオパネル
５上で凝縮したキセノンガスは、第１クライオパネル５
の温度が上昇した際には再度離脱して、真空チャンバ９
内を遊離することになる。そのために、真空チャンバ９
内の真空度がふらつくという問題がある。

【０００７】そこで、この発明の目的は、キセノンガス
を第２クライオパネルにのみ凝縮できるクライオポン
プ、および、クライオポンプによるキセノンガスの凝縮
方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明は、２段冷凍機の１段目のヒー
トステージに取り付けられた第１クライオパネルと２段
目のヒートステージに取り付けられた第２クライオパネ
ルとに,真空チャンバ内のプロセスガスを凍結捕集して,
上記真空チャンバを真空排気するクライオポンプにおい
て、上記第１クライオパネルの温度は７３.５Ｋ以上で
あり、上記第２クライオパネルの温度は２０Ｋ以下であ
ることを特徴としている。

【０００９】温度７３.５Ｋでのキセノンガスの蒸気圧
は１０^-1Ｐaである。したがって、キセノンガスを凝縮
させるには温度を７３.５Ｋより低くする必要がある。
上記構成によれば、第１クライオパネルの温度は７３.
５Ｋ以上である。したがって、キセノンガスは上記第１
クライオパネルで凝縮することはない。一方、第２クラ
イオパネルの温度は２０Ｋ以下である。したがって、キ
セノンガスは上記第２クライオパネルで凝縮される。つ
まり、キセノンガスは上記第２クライオパネルで選択的
に凍結捕集されて真空排気される。

【００１０】また、請求項２に係る発明は、２段冷凍機
の１段目のヒートステージに取り付けられた第１クライ
オパネルと２段目のヒートステージに取り付けられた第
２クライオパネルとに,真空チャンバ内のプロセスガス
を凍結捕集して,上記真空チャンバを真空排気するクラ
イオポンプにおいて、上記第１クライオパネルの温度を
検知して検知信号を出力する第１温度センサと、上記第
２クライオパネルの温度を検知して検知信号を出力する
第２温度センサと、上記第１クライオパネルを加熱する
ヒータと、上記第１温度センサおよび第２温度センサか
らの検知信号に基づいて,上記ヒータを制御して,上記第
１クライオパネルの温度を７３.５Ｋ以上にする一方,上
記第２クライオパネルの温度を２０Ｋ以下にする制御手
段を備えたことを特徴としている。

【００１１】上記構成によれば、制御手段によって、第
１,第２クライオパネルの温度を検知する第１,第２温度
センサからの検知信号に基づいて、上記第１クライオパ
ネルを加熱するヒータが制御されて、上記第１クライオ
パネルの温度が７３.５Ｋ以上に保たれる一方、上記第
２クライオパネルの温度が２０Ｋ以下に保たれる。した
がって、キセノンガスは上記第１クライオパネルで凝縮
することはなく、上記第２クライオパネルで凝縮され
る。つまり、キセノンガスは上記第２クライオパネルで
選択的に凍結捕集されて真空排気される。

【００１２】また、請求項３に係る発明は、２段冷凍機
の１段目のヒートステージに取り付けられた第１クライ
オパネルと２段目のヒートステージに取り付けられた第
２クライオパネルとに,真空チャンバ内のプロセスガス
を凍結捕集して,上記真空チャンバを真空排気するクラ
イオポンプにおいて、上記１段目のヒートステージと上
記第１クライオパネルとの間に低熱伝導物を挿設したこ
とを特徴としている。

【００１３】上記構成によれば、上記１段目のヒートス
テージと上記第１クライオパネルとの間に低熱伝導物が
挿設されている。したがって、上記１段目のヒートステ
ージと上記第１クライオパネルとの間の熱伝導率が低下
され、その結果上記第１クライオパネルの温度が上昇す
る。すなわち、上記低熱伝導物の材質や寸法を選ぶこと
によって、上記第１クライオパネルの温度が７３.５Ｋ
以上に保たれる。

【００１４】また、請求項４にかかる発明のクライオポ
ンプによるキセノンガスの凝縮方法は、請求項１に係る
発明のクライオポンプを用いて、真空チャンバ内のキセ
ノンガスを第２クライオパネルのみに凝縮させることを
特徴としている。

【００１５】上記構成によれば、真空チャンバ内のキセ
ノンガスは第２クライオパネルのみに凝縮されて、温度
が不安定な第１クライオパネルには凝縮されない。した
がって、温度が２０Ｋ以下である第２クライオパネルに
凝縮されキセノンガスは、第１クライオパネルの温度が
不安定になっても離脱することは無く、上記真空チャン
バ内の真空度がふらつくことはない。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態により詳細に説明する。図１は、本実施の形態のクラ
イオポンプにおける概略構成図である。クライオポンプ
２１には、２段の膨張シリンダ２３,２４を備えた２段
膨張式冷凍機２２が用いられている。

【００１７】１段目の第１膨張シリンダ２３におけるヒ
ートステージ(第１ヒートステージ)２５には、有底の円
筒形を成す第１クライオパネル２７の底面の中央を取り
付けている。また、２段目の第２膨張シリンダ２４にお
けるヒートステージ(第２ヒートステージ)２６には、第
２クライオパネル２８の天面の中心を取り付けている。

【００１８】そして、上記第１クライオパネル２７やそ
の先端部に取り付けられたバッフル２９で、バッフル２
９に接続され真空チャンバ(図示せず)内の水蒸気を凍結
捕集して排気する。一方、第２クライオパネル２８によ
って、第１クライオパネル２７で排気できない上記真空
チャンバ内の酸素ガス,窒素ガスおよびアルゴンガス等
を凍結捕集し、水素ガス,ヘリウムガス,ネオンガスは第
２クライオパネル２８に一体に設けられた平板３０に張
り付けられた活性炭(図示せず)に吸着して排気する。

【００１９】上記第１ヒートステージ２５及び第２ヒー
トステージ２６には、両ヒートステージ２５,２６を加
熱して凍結補集されているガス分子を蒸発させるための
第１,第２ヒータ３２,３１が取り付けられている。ま
た、窒素パージバルブ３４は、上記水素ガス等が吸着さ
れている活性炭を再生し、且つ、ケーシング３３内の再
生ガスを排出する場合に開放されて、ケーシング３３内
に窒素ガスを導入する。排気バルブ３５は、蒸発または
離脱した上記再生ガスをクライオポンプ外に排気する場
合に開放される。粗引きバルブ３６は、再生処理が終了
して上記クールダウンに移行する場合に、ケーシング３
３内を粗引きする際に開放される。圧力センサ３７は、
ケーシング３３内の圧力を検出して圧力信号を出力す
る。第１,第２ヒートステージ２５,２６に取り付けられ
た温度センサ４０,３９は、ヒートステージ温度を検出
して温度信号を出力する。

【００２０】コントローラ４１は、上記圧力センサ３７
からの圧力信号および温度センサ３９,４０からの温度
信号に基づいて、ヒータ３１・３２,窒素パージバルブ３
４,排気バルブ３５,粗引きバルブ３６および圧縮機４２
等を制御して、第１,第２クライオパネル２７,２８を加
熱して捕集/吸着されているガスを排出する再生処理、
および、再度第１,第２クライオパネル２７,２８を２０
Ｋの低温まで冷却するクールダウンを行う。さらに、以
下に述べるような真空排気処理を行う。

【００２１】図２は、上記コントローラ４１によって実
行される真空排気処理動作のフローチャートである。以
下、図２にしたがって、本実施の形態における真空排気
処理動作について説明する。

【００２２】ステップＳ1で、以下のようにしてクライ
オポンプ２１が起動される。先ず、粗引きバルブ３６が
開放される一方、粗引きポンプ(図示せず)が駆動され
て、ケーシング３３内を粗引きする。そして、ケーシン
グ３３内の圧力が所定圧になると圧縮機４２が起動され
て、第１,第２クライオパネル２７,２８を２０Ｋの低温
まで冷却するクールダウンが行われる。

【００２３】ステップＳ2で、第２温度センサ３９から
の温度信号に基づいて、第２クライオパネル２８の温度
が２０Ｋに到達したか否かが判別される。その結果、２
０Ｋに到達したと判別されるとステップＳ3に進む。ス
テップＳ3で、第１温度センサ４０からの温度信号に基
づいて、第１クライオパネル２７の温度が８０Ｋより低
下したか否かが判別される。その結果、８０Ｋより低下
したと判別されるとステップＳ4に進み、そうでなけれ
ばステップＳ4をスキップする。

【００２４】ここで、温度７３.５Ｋにおけるキセノン
ガスの蒸気圧は１０^-1Ｐa(≒１０^-3Ｔorr)であり、上記
真空チャンバのベース圧(１０^-4Ｔorr)に比較しても十
分に低い。したがって、キセノンガスを上記第２クライ
オパネル２８にのみ選択的に凝縮させる場合には、第１
クライオパネル２７の温度は７３.５Ｋより高くする一
方、第２クライオパネル２８の温度は７３.５Ｋより低
くする必要がある。さらに、温度１２０Ｋにおける水の
蒸気圧は１０^-9Ｐa(≒１０^-11Ｔorr)である。したがっ
て、第１クライオパネル２７の温度は１２０Ｋ以下であ
ればよい。そこで、本実施の形態においては、第１クラ
イオパネル２７の温度Ｔ₁を８０Ｋ＜Ｔ₁＜１２０Ｋとす
る。一方、第２クライオパネル２８の温度Ｔ₂をＴ₂≦２
０Ｋとするのである。

【００２５】ステップＳ4で、上記第１クライオパネル
２７の温度Ｔ₁が８０Ｋより低下したので、第１ヒータ
３２をオンして第１クライオパネル２７を加熱する。ス
テップＳ5で、第１温度センサ４０からの温度信号に基
づいて、第１クライオパネル２７の温度Ｔ₁が１２０Ｋ
より上昇したか否かが判別される。その結果、１２０Ｋ
より上昇したと判別されるとステップＳ6に進み、そう
でなければステップＳ6をスキップする。ステップＳ6
で、第１クライオパネル２７の温度Ｔ₁が１２０Ｋより
上昇したので、第１ヒータ３２をオフして第１クライオ
パネル２７の加熱を停止する。ステップＳ7で、上記第
２温度センサ３９からの温度信号に基づいて、第２クラ
イオパネル２８の温度Ｔ₂が２０Ｋより上昇したか否か
が判別される。その結果、２０Ｋより上昇したと判別さ
れるとステップＳ8に進む一方、そうでなければステッ
プＳ3に戻って第１クライオパネル２７の温度Ｔ₁が８０
Ｋより低下した場合の処理に移行する。こうして、上記
ステップＳ3〜ステップＳ7によって、上記第１クライオ
パネル２７の温度Ｔ₁を８０Ｋ＜Ｔ₁＜１２０Ｋに保つの
である。

【００２６】ステップＳ8で、上記圧力センサ３７から
の圧力信号および温度センサ３９,４０からの温度信号
に基づいて、ヒータ３１・３２,窒素パージバルブ３４,
排気バルブ３５,粗引きバルブ３６および圧縮機４２等
を制御して、上記再生処理が行われる。ステップＳ9
で、圧力センサ３７からの圧力信号に基づいて、ケーシ
ング３３内の再生ガスが排気されて圧力が所定圧力まで
低下したか否かを判別することによって、再生が完了し
たか否かが判別される。そして、再生が完了したと判別
されると、上記ステップＳ1に戻ってクライオポンプが
起動されてクールダウンが行われる。こうして、第２ク
ライオパネル２８の温度Ｔ₂をＴ₂≦２０Ｋに保つのであ
る。

【００２７】上述のように、本実施の形態においては、
上記コントローラ４１によって、第１ヒータ３２,第２
ヒータ３１,窒素パージバルブ３４,排気バルブ３５,粗
引きバルブ３６,上記粗引きポンプ,圧力センサ３７,第
２温度センサ３９,第１温度センサ４０及び圧縮機４２
を制御して、第１クライオパネル２７の温度Ｔ₁を８０
Ｋ＜Ｔ₁＜１２０Ｋに保つ一方、第２クライオパネル２
８の温度Ｔ₁をＴ₁≦２０Ｋに保つようにしている。した
がって、第１クライオパネル２７およびバッフル２９に
は、水蒸気は凝縮されるがキセノンガスは凝縮されな
い。また、第２クライオパネル２８には、キセノンガ
ス,窒素ガス,酸素ガス,アルゴンガスが凝縮される。ま
た、上記活性炭には、窒素ガス,ヘリウムガス,ネオンガ
スが吸着される。

【００２８】したがって、本実施の形態によれば、総て
のキセノンガスは第２クライオパネル２８で凝縮するこ
とになる。したがって、例え第１クライオパネル２７お
よびバッフル２９の温度が不安定であっても１度第２ク
ライオパネル２８上に凍結捕集されたキセノンガスが再
度離脱することはなく、上記真空チャンバ内の真空度が
ふらつくことは無いのである。

【００２９】上記実施の形態においては、上記第１ヒー
トステージ２５に第１ヒータ３２を設けることによっ
て、第１クライオパネル２７が８０Ｋ以下まで冷却され
ないようにしている。ところが、第１クライオパネル２
７の温度を８０Ｋより高く保つ方法はこれに限定される
ものではなく、第１ヒートステージ２５と第１クライオ
パネル２７との間の熱伝導率を低下させる方法や、第１
ヒートステージ２５の冷熱量を減らす方法や、第１ヒー
トステージ２５の輻射熱量を増加する方法等がある。

【００３０】第２実施の形態は、上記第１ヒートステー
ジと第１クライオパネルの間の熱伝導率を低下させる実
施の形態である。図３は、本実施の形態のクライオポン
プにおける第１ヒートステージ５１近傍の拡大図であ
る。本実施の形態においては、第１ヒートステージ５１
における第１クライオパネル５２取り付け用のフランジ
５３と第１クライオパネル５２との間に、板状のステン
レスやプラスチック等の低熱伝導物質５４を鋏み込むの
である。こうして、第１ヒートステージ５１と第１クラ
イオパネル５２との間の熱伝導率を低下させることによ
って、第１クライオパネル５２が８０Ｋ以下まで冷却さ
れないようにし、第１クライオパネル５２でキセノンガ
スが凝縮しないようにするのである。

【００３１】尚、上記第１ヒートステージと第１クライ
オパネルの間の熱伝導率の低下は、第１ヒートステージ
と第１クライオパネルとの間の接触面積を減らすことに
よっても得られる。その場合における第１ヒートステー
ジと第１クライオパネルとの間の接触面積を減らす方法
としては、 (ａ) 上記第１ヒートステージと第１クライオパネルと
の接触面における何れか一方の粗度を十点平均粗さＲＺ
１００以上にする。 (ｂ) 上記第１ヒートステージと第１クライオパネルと
の間に板ばねや多孔板を挿入する。 等が考えられる。

【００３２】第３実施の形態は、上記第１ヒートステー
ジの冷熱量を減らすことによって第１クライオパネルの
温度を８０Ｋより高く保つ実施の形態である。図４は、
本実施の形態のクライオポンプにおける２段膨張式冷凍
機のディスプレーサの断面、および、このディスプレー
サの長さ方向の各位置と温度との関係を示す。ディスプ
レーサ６１は、上記２段膨張式冷凍機の１段目の膨張シ
リンダ内に摺動可能に収納されて蓄熱材６４を収納して
いる第１ディスプレーサ６２と、上記２段膨張式冷凍機
の２段目の膨張シリンダ内に摺動可能に収納されて蓄熱
材６５を収納している第２ディスプレーサ６３とが、一
体に連結されて構成される。

【００３３】本実施の形態においては、上記第１ディス
プレーサ６２内の蓄熱材６４として鉛スクリーン(また
は、銅スクリーンやＳＵＳスクリーン)を用い、第２デ
ィスプレーサ６３内の蓄熱材６５として鉛球を用いてい
る。上記２段膨張式冷凍機においては、圧縮機から供給
された高圧冷媒は、第１ディスプレーサ６２における反
第２ディスプレーサ６３側の給排口６２aから室６６内
に進入し、室６６内の蓄冷材６４と熱交換を行いながら
給排口６２bから排出される。したがって、第１ディス
プレーサ６２内には、図４に示すように給排口６２aか
ら給排口６２bに向かって一様に低下する温度勾配が生
ずる。

【００３４】そこで、本実施の形態においては、上記第
１ディスプレーサ６２の長さを短くすることによって、
第１ディスプレーサ６２の先端温度を８０Ｋ以上にする
のである。通常、第１ディスプレーサ６２の長さＡと第
２ディスプレーサ６３の長さＢとの比はＡ：Ｂ＝１：
０.５〜１：１.２であるものを、本実施の形態において
は、Ａ：Ｂ＝１：１.２〜１：２にする。こうして、相
対的に第１ディスプレーサ６２の長さを短くすることに
よって、図４に実線Ｃで示すように第１ディスプレーサ
６２の先端温度は８０Ｋ以上になる(一点鎖線Ｄは、従
来のディスプレーサによる温度曲線)。したがって、上
記第１クライオパネルではキセノンガスが凝縮せず、上
記第２クライオパネルのみで凝縮させることができる。
尚、上述の効果は、上記第１ディスプレーサ６２の室６
６の長さを、第２ディスプレーサ６３の室６７の長さに
対して相対的に短くしても得ることができる。

【００３５】さらに、上記第１ヒートステージの冷熱量
を減らすことは、上記第１ディスプレーサの蓄冷材とし
て、従来から使用されている鉛,銅あるいはＳＵＳのス
クリーンよりも低熱伝導率または低比熱のナイロンやテ
トロン等の高分子物質を使用しても可能である。

【００３６】図５は、上記第１ディスプレーサ７１,７
５の蓄冷材として、銅スクリーンとナイロンとの２種類
を用いた場合の温度曲線を示す。図５(a)は、第１ディ
スプレーサ７１の先端側から銅スクリーン層７２とナイ
ロン層７３との２層に形成した場合であり、図５(b)
は、第１ディスプレーサ７５の先端側からナイロン層７
６と銅スクリーン層７７との２層に形成した場合であ
る。何れの場合にも、ナイロン層７３,７６における温
度曲線の傾きが緩やかになり、第１ディスプレーサ７
１,７５の先端温度を８０Ｋ以上にすることが可能にな
る。

【００３７】第４実施の形態においては、上記第１ヒー
トステージの輻射熱量を増加することによって、第１ク
ライオパネルの温度を８０Ｋより高く保つのである。
尚、上記第１ヒートステージの輻射熱量を増加する方法
としては特に限定するものではないが、例えば上記第１
ヒートステージを黒く塗る方法等が考えられる。

【００３８】

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１に係
る発明のクライオポンプにおける第１クライオパネルの
温度は７３.５Ｋ以上であり、第２クライオパネルの温
度は２０Ｋ以下であるので、キセノンガスは上記第１ク
ライオパネルで凝縮することはなく、上記第２クライオ
パネルのみで凝縮できる。したがって、キセノンガスを
上記第２クライオパネルで選択的に凍結捕集できる。す
なわち、本実施の形態によれば、温度が２０Ｋ以下であ
る上記第２クライオパネルに凍結捕集されたキセノンガ
スは、上記第１クライオパネルの温度が不安定であって
も離脱することは無く、上記キセノンガスの離脱に起因
する上記真空チャンバ内の真空度のふらつきを防止でき
る。

【００３９】また、請求項２に係る発明のクライオポン
プは、制御手段によって、上記第１クライオパネルの温
度を検知する第１温度センサ、及び、上記第２クライオ
パネルの温度を検知する第２温度センサからの検知信号
に基づいて、上記第１クライオパネルを加熱するヒータ
を制御して、上記第１クライオパネルの温度を７３.５
Ｋ以上にする一方、上記第２クライオパネルの温度を２
０Ｋ以下にするので、キセノンガスは上記第１クライオ
パネルで凝縮することなく、上記第２クライオパネルの
みで凝縮する。したがって、キセノンガスを温度が２０
Ｋ以下の上記第２クライオパネルで選択的に凍結捕集す
ることができ、キセノンガスの上記クライオパネルから
の離脱に起因する上記真空チャンバ内の真空度のふらつ
きを防止できる。

【００４０】また、請求項３に係る発明は、１段目のヒ
ートステージと第１クライオパネルとの間に低熱伝導物
を挿設したので、上記１段目のヒートステージと上記第
１クライオパネルとの間の熱伝導率を低下させて、上記
第１クライオパネルの温度を上昇できる。したがって、
この発明によれば、上記低熱伝導物の材質や寸法を選ぶ
ことによって、上記第１クライオパネルの温度を７３.
５Ｋ以上に保つことができる。すなわち、この発明によ
れば、キセノンガスを上記第２クライオパネルで選択的
に凍結捕集することができ、キセノンガスのクライオパ
ネルからの離脱に起因する上記真空チャンバ内の真空度
のふらつきを防止できる。

【００４１】また、請求項４にかかる発明のクライオポ
ンプによるキセノンガスの凝縮方法は、請求項１に係る
発明のクライオポンプを用いて、真空チャンバ内のキセ
ノンガスを第２クライオパネルのみに凝縮させるので、
真空チャンバ内のキセノンガスを第２クライオパネルで
選択的に凍結捕集できる。したがって、温度が２０Ｋ以
下である第２クライオパネルに凍結捕集されキセノンガ
スは第１クライオパネルの温度が不安定になっても離脱
することが無く、上記離脱に起因する上記真空チャンバ
内の真空度のふらつきを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のクライオポンプにおける概略構成図
である。

【図２】図１におけるコントローラによって実行される
真空排気処理動作のフローチャートである。

【図３】図１とは異なるクライオポンプにおける第１ヒ
ートステージ近傍の拡大図である。

【図４】図１および図３とは異なるクライオポンプにお
けるディスプレーサ位置と温度との関係を示す図であ
る。

【図５】第１ディスプレーサの蓄冷材として銅スクリー
ンとナイロンとを用いた場合の温度曲線を示す図であ
る。

【図６】従来のクライオポンプにおける要部断面図であ
る。

【符号の説明】

２１…クライオポンプ、 ２２…２段膨張
式冷凍機、２５,５１…第１ヒートステージ、 ２６
…第２ヒートステージ、２７…第１クライオパネル、
２８…第２クライオパネル、２９…バッフル、
３１,３２…ヒータ、３４…窒素
パージバルブ、 ３５…排気バルブ、３６…
粗引きバルブ、 ３７…圧力センサ、３
９,４０…温度センサ、 ４１…コントロー
ラ、５４…低熱伝導物質、 ６１…ディ
スプレーサ、６２,７１,７５…第１ディスプレーサ、６
３…第２ディスプレーサ、 ６４,６５…蓄熱
材、６６,６７…室、 ７２,７６
…銅スクリーン、７３,７７…ナイロン。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２段冷凍機(２２)の１段目のヒートステ
   ージ(２５)に取り付けられた第１クライオパネル(２７)
   と２段目のヒートステージ(２６)に取り付けられた第２
   クライオパネル(２８)とに、真空チャンバ内のプロセス
   ガスを凍結捕集して、上記真空チャンバを真空排気する
   クライオポンプ(２１)において、 上記第１クライオパネル(２７)の温度は７３.５Ｋ以上
   であり、 上記第２クライオパネル(２８)の温度は２０Ｋ以下であ
   ることを特徴とするクライオポンプ。
2. 【請求項２】 ２段冷凍機(２２)の１段目のヒートステ
   ージ(２５)に取り付けられた第１クライオパネル(２７)
   と２段目のヒートステージ(２６)に取り付けられた第２
   クライオパネル(２８)とに、真空チャンバ内のプロセス
   ガスを凍結捕集して、上記真空チャンバを真空排気する
   クライオポンプ(２１)において、 上記第１クライオパネル(２７)の温度を検知して検知信
   号を出力する第１温度センサ(４０)と、 上記第２クライオパネル(２８)の温度を検知して検知信
   号を出力する第２温度センサ(３９)と、 上記第１クライオパネル(２７)を加熱するヒータ(３２)
   と、 上記第１温度センサ(４０)および第２温度センサ(３９)
   からの検知信号に基づいて、上記ヒータ(３２)を制御し
   て、上記第１クライオパネル(２７)の温度を７３.５Ｋ
   以上にする一方、上記第２クライオパネル(２８)の温度
   を２０Ｋ以下にする制御手段(４１)を備えたことを特徴
   とするクライオポンプ。
3. 【請求項３】 ２段冷凍機(２２)の１段目のヒートステ
   ージ(５１)に取り付けられた第１クライオパネル(５２)
   と２段目のヒートステージに取り付けられた第２クライ
   オパネルとに、真空チャンバ内のプロセスガスを凍結捕
   集して、上記真空チャンバを真空排気するクライオポン
   プにおいて、 上記１段目のヒートステージ(５１)と上記第１クライオ
   パネル(５２)との間に低熱伝導物(５４)を挿設したこと
   を特徴とするクライオポンプ。
4. 【請求項４】 請求項１に記載のクライオポンプを用い
   て、真空チャンバ内のキセノンガスを第２クライオパネ
   ル(２８)のみに凝縮させることを特徴とするクライオポ
   ンプによるキセノンガスの凝縮方法。