JP2000117093A - 極高真空環境装置及び極高真空環境の形成方法 - Google Patents
極高真空環境装置及び極高真空環境の形成方法Info
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- JP2000117093A JP2000117093A JP10292155A JP29215598A JP2000117093A JP 2000117093 A JP2000117093 A JP 2000117093A JP 10292155 A JP10292155 A JP 10292155A JP 29215598 A JP29215598 A JP 29215598A JP 2000117093 A JP2000117093 A JP 2000117093A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 安価にかつ確実に極高真空環境を形成するこ
とができる極高真空環境装置及び極高真空環境の形成方
法を提供する。 【解決手段】 真空容器１２と、真空容器１２を真空排
気して超高真空を発生させる前段側ターボ分子ポンプ１
６及び後段側ターボ分子ポンプ１７からなるタンデム型
ターボ分子ポンプ１８を有する真空排気装置と、真空容
器１２と真空排気装置との間の真空空間を遮蔽する遮蔽
手段１５とを備えた極高真空環境装置において、真空容
器１２の遮蔽手段１５側に非蒸発型ゲッター１３を設け
るとともに、遮蔽手段１５を非密閉型のシャッター構造
とし、さらに、前段側ターボ分子ポンプ１６をオイルレ
ス形式で、かつ、非極高真空仕様とする。
とができる極高真空環境装置及び極高真空環境の形成方
法を提供する。 【解決手段】 真空容器１２と、真空容器１２を真空排
気して超高真空を発生させる前段側ターボ分子ポンプ１
６及び後段側ターボ分子ポンプ１７からなるタンデム型
ターボ分子ポンプ１８を有する真空排気装置と、真空容
器１２と真空排気装置との間の真空空間を遮蔽する遮蔽
手段１５とを備えた極高真空環境装置において、真空容
器１２の遮蔽手段１５側に非蒸発型ゲッター１３を設け
るとともに、遮蔽手段１５を非密閉型のシャッター構造
とし、さらに、前段側ターボ分子ポンプ１６をオイルレ
ス形式で、かつ、非極高真空仕様とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、極高真空環境装置
及び極高真空環境の形成方法に関し、詳しくは、極高真
空環境を低コストでかつ確実に形成することができる装
置及び方法に関する。
及び極高真空環境の形成方法に関し、詳しくは、極高真
空環境を低コストでかつ確実に形成することができる装
置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】材料表面の結晶構造の研究や新材料の開
発等の分野において、極高真空環境を形成できる真空環
境装置の需要が高まっている。この分野における真空グ
レード区分は、１０５〜１００Ｐａが低真空、１００〜
１０−１Ｐａが中真空、１０− １〜１０−５Ｐａが高真
空、１０−５〜１０−９Ｐａが超高真空、１０−９Ｐａ
以下が極高真空と分類されるのが一般的である。そして
１０−９Ｐａ以下の極高真空は、現時点における限界技
術の一つであり、このレベルの真空を作るには、真空容
器の加工や表面処理に注意を払うだけでは不可能であ
り、排気装置を構成する真空ポンプやバルブ等にも特殊
な処理を必要とする。
発等の分野において、極高真空環境を形成できる真空環
境装置の需要が高まっている。この分野における真空グ
レード区分は、１０５〜１００Ｐａが低真空、１００〜
１０−１Ｐａが中真空、１０− １〜１０−５Ｐａが高真
空、１０−５〜１０−９Ｐａが超高真空、１０−９Ｐａ
以下が極高真空と分類されるのが一般的である。そして
１０−９Ｐａ以下の極高真空は、現時点における限界技
術の一つであり、このレベルの真空を作るには、真空容
器の加工や表面処理に注意を払うだけでは不可能であ
り、排気装置を構成する真空ポンプやバルブ等にも特殊
な処理を必要とする。
【０００３】図５は、極高真空を達成するための従来の
極高真空環境装置の一例を示す系統図である。この極高
真空環境装置は、真空容器１と、該真空容器１の圧力を
測定する真空計２と、真空容器１を排気するための真空
排気装置３と、真空容器１と真空排気装置３とを気密に
遮断可能なゲートバルブ４とを有するもので、真空排気
装置３には、前段側ターボ分子ポンプ５と後段側ターボ
分子ポンプ６とからなるタンデム型ターボ分子ポンプ
と、油回転ポンプ７とが直列に接続されている。
極高真空環境装置の一例を示す系統図である。この極高
真空環境装置は、真空容器１と、該真空容器１の圧力を
測定する真空計２と、真空容器１を排気するための真空
排気装置３と、真空容器１と真空排気装置３とを気密に
遮断可能なゲートバルブ４とを有するもので、真空排気
装置３には、前段側ターボ分子ポンプ５と後段側ターボ
分子ポンプ６とからなるタンデム型ターボ分子ポンプ
と、油回転ポンプ７とが直列に接続されている。
【０００４】真空容器１は、極高真空に対応するため、
その内面にバフ研磨や電解研磨、複合電解研磨等の表面
処理を施すとともに、プリベーキングを行って材料中の
溶存ガスを事前に放出させる処置等が施されている。ま
た、排気段階でもベーキングを実施して表面に吸着して
いるガスを放出させることにより、真空容器１からの脱
ガス量を極限近くまで小さくするようにしている。この
ように処理された真空容器１を一般仕様の真空ポンプで
排気した場合には、到達圧力を決定する主な要因が真空
ポンプの構成部材から放出される脱ガス量となり、これ
によって決まる圧力が極高真空よりも高くなってしまう
ので、極高真空を達成することはできない。
その内面にバフ研磨や電解研磨、複合電解研磨等の表面
処理を施すとともに、プリベーキングを行って材料中の
溶存ガスを事前に放出させる処置等が施されている。ま
た、排気段階でもベーキングを実施して表面に吸着して
いるガスを放出させることにより、真空容器１からの脱
ガス量を極限近くまで小さくするようにしている。この
ように処理された真空容器１を一般仕様の真空ポンプで
排気した場合には、到達圧力を決定する主な要因が真空
ポンプの構成部材から放出される脱ガス量となり、これ
によって決まる圧力が極高真空よりも高くなってしまう
ので、極高真空を達成することはできない。
【０００５】したがって、極高真空を達成するために
は、真空容器１だけでなく、前段側ターボ分子ポンプ５
にも、その構成材料からの脱ガス量を小さくする処理を
施した特殊仕様のものを用いる必要がある。このような
極高真空を形成するために用いられる真空ポンプとして
は、ターボ分子ポンプの他に、クライオポンプやイオン
ポンプ等があるが、これらを用いた場合も、同様に特殊
仕様のものとなる。なお、後段側ターボ分子ポンプ６や
油回転ポンプ７は一般仕様のものを用いることができ
る。
は、真空容器１だけでなく、前段側ターボ分子ポンプ５
にも、その構成材料からの脱ガス量を小さくする処理を
施した特殊仕様のものを用いる必要がある。このような
極高真空を形成するために用いられる真空ポンプとして
は、ターボ分子ポンプの他に、クライオポンプやイオン
ポンプ等があるが、これらを用いた場合も、同様に特殊
仕様のものとなる。なお、後段側ターボ分子ポンプ６や
油回転ポンプ７は一般仕様のものを用いることができ
る。
【０００６】また、ゲートバルブ４は、真空容器１が規
定の圧力に達したときに、真空容器１と前段側ターボ分
子ポンプ５との真空空間を遮断するために用いられるも
のであるが、前段側ターボ分子ポンプ５と同様の特別な
処理が施されるとともに、閉じたときに弁体とシート部
とが接触シート面を形成して気密に密閉する構造のもの
が用いられている。
定の圧力に達したときに、真空容器１と前段側ターボ分
子ポンプ５との真空空間を遮断するために用いられるも
のであるが、前段側ターボ分子ポンプ５と同様の特別な
処理が施されるとともに、閉じたときに弁体とシート部
とが接触シート面を形成して気密に密閉する構造のもの
が用いられている。
【０００７】このような極高真空環境装置は、極高真空
領域の構成機器を、脱ガスが最小となるような特別な処
理を施した特殊仕様とする必要があり、機種が限定され
る上に、一般仕様のものに比較してはるかにコストの高
いものとなる。また、脱ガスが最小となるような特別な
処理をしたとしても、これを皆無にすることはできず、
圧力の上昇をきたすという問題があった。
領域の構成機器を、脱ガスが最小となるような特別な処
理を施した特殊仕様とする必要があり、機種が限定され
る上に、一般仕様のものに比較してはるかにコストの高
いものとなる。また、脱ガスが最小となるような特別な
処理をしたとしても、これを皆無にすることはできず、
圧力の上昇をきたすという問題があった。
【０００８】このような背景において、本発明者等は、
図６の系統図で示すような構成の極高真空環境装置を開
発し、平成９年度真空に関する連合講演会において発表
した。なお、以下の説明において、前記図１に示す極高
真空環境装置の構成要素と同じ構成要素のものには同じ
符号を付して、その詳細な説明を省略する。
図６の系統図で示すような構成の極高真空環境装置を開
発し、平成９年度真空に関する連合講演会において発表
した。なお、以下の説明において、前記図１に示す極高
真空環境装置の構成要素と同じ構成要素のものには同じ
符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【０００９】この極高真空環境装置は、より安価に高真
空環境を達成することを目的としたものであって、真空
容器１とゲートバルブ４との間に、非蒸発型ゲッター
（ＮＥＧ）８を装着するためのＮＥＧ取付用真空容器９
を設け、非蒸発型ゲッター８が有する排気機能で最終の
到達圧力を達成しようというものである。
空環境を達成することを目的としたものであって、真空
容器１とゲートバルブ４との間に、非蒸発型ゲッター
（ＮＥＧ）８を装着するためのＮＥＧ取付用真空容器９
を設け、非蒸発型ゲッター８が有する排気機能で最終の
到達圧力を達成しようというものである。
【００１０】ここで、ゲッターとは、化学的に活性な金
属膜による気体の吸着作用を利用して真空排気を行う物
質のことであり、蒸発型と非蒸発型とがある。蒸発型ゲ
ッターは、ゲッター材を蒸発させて壁面にゲッター膜を
作るものであり、活性を失ってもその上に新しいゲッタ
ー膜を作ることができる。しかし、壁面を水や液体窒素
等で冷却したり、ゲッター材を蒸発させる機構が必要で
あり、かなり手がかかるものである。このために、最近
ではあまり使用されない。
属膜による気体の吸着作用を利用して真空排気を行う物
質のことであり、蒸発型と非蒸発型とがある。蒸発型ゲ
ッターは、ゲッター材を蒸発させて壁面にゲッター膜を
作るものであり、活性を失ってもその上に新しいゲッタ
ー膜を作ることができる。しかし、壁面を水や液体窒素
等で冷却したり、ゲッター材を蒸発させる機構が必要で
あり、かなり手がかかるものである。このために、最近
ではあまり使用されない。
【００１１】一方、非蒸発型ゲッターは、初期に数１０
０℃で活性化処理を実施するだけでよく、使い勝手に優
れているため、最近ではさまざまな分野で多用されてお
り、極高真空用としても、非蒸発型の方が適している。
非蒸発型ゲッター（ＮＥＧ）は、水素ガスの排気に対し
て非常に効果的であるが、その他のガスも排気可能であ
る。ただし、希ガスや炭化水素ガスの排気を得意としな
いという特性をもつ。
０℃で活性化処理を実施するだけでよく、使い勝手に優
れているため、最近ではさまざまな分野で多用されてお
り、極高真空用としても、非蒸発型の方が適している。
非蒸発型ゲッター（ＮＥＧ）は、水素ガスの排気に対し
て非常に効果的であるが、その他のガスも排気可能であ
る。ただし、希ガスや炭化水素ガスの排気を得意としな
いという特性をもつ。
【００１２】したがって、真空容器１に非蒸発型ゲッタ
ー８を設け、その排気機能で脱ガスを排気するように形
成した場合は、前段側ターボ分子ポンプ５を極高真空対
応にする必要はなく、一般仕様のものを用いることがで
き、かなりのコストダウンが図れる。
ー８を設け、その排気機能で脱ガスを排気するように形
成した場合は、前段側ターボ分子ポンプ５を極高真空対
応にする必要はなく、一般仕様のものを用いることがで
き、かなりのコストダウンが図れる。
【００１３】また、真空排気後の真空容器１と前段側タ
ーボ分子ポンプ５との真空空間の遮断には、前記同様の
極高真空仕様で、かつ、密閉式のゲートバルブ４を用い
ている。しかし、このような構造のゲートバルブは、該
ゲートバルブ４が閉じるときにシート面がすり合わされ
ることで、この部分からメタンガスを放出することが解
明された。
ーボ分子ポンプ５との真空空間の遮断には、前記同様の
極高真空仕様で、かつ、密閉式のゲートバルブ４を用い
ている。しかし、このような構造のゲートバルブは、該
ゲートバルブ４が閉じるときにシート面がすり合わされ
ることで、この部分からメタンガスを放出することが解
明された。
【００１４】一方、非蒸発型ゲッター８は、その特性か
ら、吸着できるガス、特殊な条件下で吸着できるガス、
吸着できないガスがあり、上記構造のゲートバルブ４か
ら放出されるメタンガスは、特殊な条件下（高温下）以
外では吸着できないため、極高真空領域の到達圧力が達
成できないか、あるいは、圧力の上昇をきたすという問
題がある。
ら、吸着できるガス、特殊な条件下で吸着できるガス、
吸着できないガスがあり、上記構造のゲートバルブ４か
ら放出されるメタンガスは、特殊な条件下（高温下）以
外では吸着できないため、極高真空領域の到達圧力が達
成できないか、あるいは、圧力の上昇をきたすという問
題がある。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来の
極高真空環境装置は非常に高価であり、また、非蒸発型
ゲッターを用いた極高真空環境装置は、安価にはなるも
のの、ゲートバルブ部分から発生するメタンガスにより
充分な到達圧力が得られないという問題があった。
極高真空環境装置は非常に高価であり、また、非蒸発型
ゲッターを用いた極高真空環境装置は、安価にはなるも
のの、ゲートバルブ部分から発生するメタンガスにより
充分な到達圧力が得られないという問題があった。
【００１６】そこで本発明は、比較的安価な非蒸発型ゲ
ッターを用いて安価にかつ確実に極高真空環境を形成す
ることができる極高真空環境装置及び極高真空環境の形
成方法を提供することを目的としている。
ッターを用いて安価にかつ確実に極高真空環境を形成す
ることができる極高真空環境装置及び極高真空環境の形
成方法を提供することを目的としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の極高真空環境装置は、真空容器と、該真空
容器を真空排気して超高真空を発生させる前段側ターボ
分子ポンプ及びこれと直列に接続された後段側ターボ分
子ポンプからなるタンデム型ターボ分子ポンプを有する
真空排気装置と、前記真空容器と前記真空排気装置との
間に設けられてそれぞれの真空空間を遮蔽する遮蔽手段
とを備えた極高真空環境装置において、前記真空容器の
前記遮蔽手段側に非蒸発型ゲッターを設けるとともに、
前記遮蔽手段を非密閉型のシャッター構造で形成したこ
とを特徴とし、さらに、前記前段側ターボ分子ポンプが
オイルレス形式で、かつ、非極高真空仕様であることを
特徴としている。
め、本発明の極高真空環境装置は、真空容器と、該真空
容器を真空排気して超高真空を発生させる前段側ターボ
分子ポンプ及びこれと直列に接続された後段側ターボ分
子ポンプからなるタンデム型ターボ分子ポンプを有する
真空排気装置と、前記真空容器と前記真空排気装置との
間に設けられてそれぞれの真空空間を遮蔽する遮蔽手段
とを備えた極高真空環境装置において、前記真空容器の
前記遮蔽手段側に非蒸発型ゲッターを設けるとともに、
前記遮蔽手段を非密閉型のシャッター構造で形成したこ
とを特徴とし、さらに、前記前段側ターボ分子ポンプが
オイルレス形式で、かつ、非極高真空仕様であることを
特徴としている。
【００１８】また、本発明の極高真空環境の形成方法
は、上述のように形成した極高真空環境装置を使用して
極高真空環境を形成する方法であって、前記真空容器を
前記真空排気装置で超高真空領域まで真空排気した後、
前記シャッター構造の遮蔽手段で前記真空容器と前記前
段ターボ分子ポンプとの真空空間を遮蔽し、前記非蒸発
型ゲッターの排気機能で前記真空容器を極高真空に排気
することを特徴としている。
は、上述のように形成した極高真空環境装置を使用して
極高真空環境を形成する方法であって、前記真空容器を
前記真空排気装置で超高真空領域まで真空排気した後、
前記シャッター構造の遮蔽手段で前記真空容器と前記前
段ターボ分子ポンプとの真空空間を遮蔽し、前記非蒸発
型ゲッターの排気機能で前記真空容器を極高真空に排気
することを特徴としている。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１乃至図３は、本発明の極高真
空環境装置の一形態例を示すもので、図１は全体構成を
示す系統図、図２はシャッター構造の一例を示す断面
図、図３は同じく底面図である。
空環境装置の一形態例を示すもので、図１は全体構成を
示す系統図、図２はシャッター構造の一例を示す断面
図、図３は同じく底面図である。
【００２０】この極高真空環境装置は、真空計１１を備
えた真空容器１２と、非蒸発型ゲッター（ＮＥＧ）１３
を装着するためのＮＥＧ取付用真空容器１４と、非密閉
型のシャッター構造に形成された遮蔽手段１５と、真空
排気装置を構成する前段側ターボ分子ポンプ１６及び後
段側ターボ分子ポンプ１７を直列に接続したタンデム型
ターボ分子ポンプ１８と、油回転ポンプ１９とにより形
成されている。
えた真空容器１２と、非蒸発型ゲッター（ＮＥＧ）１３
を装着するためのＮＥＧ取付用真空容器１４と、非密閉
型のシャッター構造に形成された遮蔽手段１５と、真空
排気装置を構成する前段側ターボ分子ポンプ１６及び後
段側ターボ分子ポンプ１７を直列に接続したタンデム型
ターボ分子ポンプ１８と、油回転ポンプ１９とにより形
成されている。
【００２１】前記真空容器１２は、従来の極高真空環境
装置と同様の加工やプリベーキングをはじめとした極高
真空対応処理が施されたものであって、ＮＥＧ取付用真
空容器１４や遮蔽手段１５にも同様の処理が施されてい
る。
装置と同様の加工やプリベーキングをはじめとした極高
真空対応処理が施されたものであって、ＮＥＧ取付用真
空容器１４や遮蔽手段１５にも同様の処理が施されてい
る。
【００２２】前記非蒸発型ゲッター１３は、ＮＥＧ取付
用真空容器１４を介して真空容器１２の遮蔽手段１５側
に取付けられており、非蒸発型ゲッター１３には、真空
容器１２等の材料の中を拡散して出てくる水素分子の排
気に大きな能力を有するものが用いられている。
用真空容器１４を介して真空容器１２の遮蔽手段１５側
に取付けられており、非蒸発型ゲッター１３には、真空
容器１２等の材料の中を拡散して出てくる水素分子の排
気に大きな能力を有するものが用いられている。
【００２３】前記遮蔽手段１５は、図２及び図３に示す
ように、中央に通気口２１を有し、外周に接続用のフラ
ンジ２２を有する金属製の本体部２３と、前記通気口２
１を開閉する金属製の蓋体２４と、該蓋体２４を開閉位
置に回動させる駆動部２５とにより形成されたシャッタ
ー構造のものであって、蓋体２４による通気口２１の遮
蔽は、通気口２１の外周縁に蓋体２４の外周縁が、前段
側ターボ分子ポンプ１６側から、即ち真空度の低い方か
ら当接することにより行われ、閉じ状態では、圧力差に
よって閉じ方向に付勢された状態で金属面同士が当接し
た状態となる。
ように、中央に通気口２１を有し、外周に接続用のフラ
ンジ２２を有する金属製の本体部２３と、前記通気口２
１を開閉する金属製の蓋体２４と、該蓋体２４を開閉位
置に回動させる駆動部２５とにより形成されたシャッタ
ー構造のものであって、蓋体２４による通気口２１の遮
蔽は、通気口２１の外周縁に蓋体２４の外周縁が、前段
側ターボ分子ポンプ１６側から、即ち真空度の低い方か
ら当接することにより行われ、閉じ状態では、圧力差に
よって閉じ方向に付勢された状態で金属面同士が当接し
た状態となる。
【００２４】したがって、メタルタッチでの遮蔽となる
ので、シート面で遮蔽する従来のゲートバルブのように
通気口２１を完全に密閉することはできないが、コンダ
クタンス（分子の通過のし易さ）は極めて小さくするこ
とができる。さらに、真空下に曝される構成部品を全て
金属により形成することにより、非蒸発型ゲッター１３
で吸着が困難なメタンガスを発生することがなく、ま
た、ベーキングが可能であるから、自身からの脱ガス量
も低減できる。
ので、シート面で遮蔽する従来のゲートバルブのように
通気口２１を完全に密閉することはできないが、コンダ
クタンス（分子の通過のし易さ）は極めて小さくするこ
とができる。さらに、真空下に曝される構成部品を全て
金属により形成することにより、非蒸発型ゲッター１３
で吸着が困難なメタンガスを発生することがなく、ま
た、ベーキングが可能であるから、自身からの脱ガス量
も低減できる。
【００２５】このように、真空容器１２と前段側ターボ
分子ポンプ１６との間をシャッター構造の遮蔽手段１５
で遮蔽すると、遮蔽手段１５で真空空間を完全に遮断す
ることができず、前段側ターボ分子ポンプ１６からの脱
ガスが真空容器１２内に僅かに逆流することがあるが、
脱ガスの成分はほとんどが水素であることから、非蒸発
型ゲッター１３で容易に吸着することができるので、真
空容器１２内の真空環境に悪影響を与えることはない。
したがって、シャッター構造の遮蔽手段１５は、前段側
ターボ分子ポンプ１６からの脱ガスが真空容器１２へ逆
流することを極力防止できればよく、完全に密閉する必
要はない。
分子ポンプ１６との間をシャッター構造の遮蔽手段１５
で遮蔽すると、遮蔽手段１５で真空空間を完全に遮断す
ることができず、前段側ターボ分子ポンプ１６からの脱
ガスが真空容器１２内に僅かに逆流することがあるが、
脱ガスの成分はほとんどが水素であることから、非蒸発
型ゲッター１３で容易に吸着することができるので、真
空容器１２内の真空環境に悪影響を与えることはない。
したがって、シャッター構造の遮蔽手段１５は、前段側
ターボ分子ポンプ１６からの脱ガスが真空容器１２へ逆
流することを極力防止できればよく、完全に密閉する必
要はない。
【００２６】すなわち、このような極高真空環境装置で
極高真空を得るためには、毎回の排気操作において、被
排気系である真空容器１２やその他の構成品に対してベ
ーキングを実施するのが常である。これによって、材料
表面に吸着しているガスの分子はエネルギーを得て急激
な脱着が行われる。結果として、到達圧力近辺で圧力を
支配するガスは、材料の表面から脱着してくるガス分子
ではなく、材料の中を拡散して出てくる水素分子とな
る。したがって、水素分子の排気に大きな能力を有する
非蒸発型ゲッター１３を用いることにより、真空容器１
２や遮蔽手段１５からの脱ガスだけでなく、遮蔽手段１
５を通って逆流してくる真空ポンプ側からの脱ガスも非
蒸発型ゲッター１３で吸着して排気することができ、極
高真空レベルの到達圧力を実現することができる。
極高真空を得るためには、毎回の排気操作において、被
排気系である真空容器１２やその他の構成品に対してベ
ーキングを実施するのが常である。これによって、材料
表面に吸着しているガスの分子はエネルギーを得て急激
な脱着が行われる。結果として、到達圧力近辺で圧力を
支配するガスは、材料の表面から脱着してくるガス分子
ではなく、材料の中を拡散して出てくる水素分子とな
る。したがって、水素分子の排気に大きな能力を有する
非蒸発型ゲッター１３を用いることにより、真空容器１
２や遮蔽手段１５からの脱ガスだけでなく、遮蔽手段１
５を通って逆流してくる真空ポンプ側からの脱ガスも非
蒸発型ゲッター１３で吸着して排気することができ、極
高真空レベルの到達圧力を実現することができる。
【００２７】さらに、遮蔽手段１５を上述のような簡略
な機構のシャッター構造とすることにより、従来の極高
真空仕様の高価なゲートバルブに比べて遮蔽手段１５を
安価なものとすることができ、メンテナンス性も向上す
る。
な機構のシャッター構造とすることにより、従来の極高
真空仕様の高価なゲートバルブに比べて遮蔽手段１５を
安価なものとすることができ、メンテナンス性も向上す
る。
【００２８】また、前記前段側ターボ分子ポンプ１６に
は、従来のような極高真空仕様のものを用いてもよい
が、極高真空仕様ではなくても、即ち非極高真空仕様で
あっても、磁気軸受式やセラミックボール軸受式等のオ
イルレス形式のものを選定することにより、非蒸発型ゲ
ッター１３で吸着が困難なガスを発生させることがない
ので、真空容器１２の極高真空環境を損なうことがな
く、しかも、極高真空仕様のものに比べてかなり安価で
あるから、装置コストを大幅に低減することができる。
なお、油回転ポンプ１９と後段側ターボ分子ポンプ１７
には、一般的なものを使用することができる。
は、従来のような極高真空仕様のものを用いてもよい
が、極高真空仕様ではなくても、即ち非極高真空仕様で
あっても、磁気軸受式やセラミックボール軸受式等のオ
イルレス形式のものを選定することにより、非蒸発型ゲ
ッター１３で吸着が困難なガスを発生させることがない
ので、真空容器１２の極高真空環境を損なうことがな
く、しかも、極高真空仕様のものに比べてかなり安価で
あるから、装置コストを大幅に低減することができる。
なお、油回転ポンプ１９と後段側ターボ分子ポンプ１７
には、一般的なものを使用することができる。
【００２９】真空容器１２内を極高真空状態にする場
合、大気圧から極高真空近辺までの中間排気は、前記油
回転ポンプ１９と、タンデム型ターボ分子ポンプ１８で
行い、それ以降の極高真空領域への排気は、非蒸発型ゲ
ッター１３で行うことになる。このときの到達圧力は、
被排気系である真空容器１２からの脱ガスと遮蔽手段１
５からの脱ガス、そして、遮蔽手段１５の僅かな隙間か
ら逆流してくる前段側ターボ分子ポンプ１６からの脱ガ
スの合計に対する非蒸発型ゲッター１３の排気速度で決
まることになるが、遮蔽手段１５のシャッター構造に若
干の隙間があっても、前述のようにこの部分のコンダク
タンスは極めて小さく、脱ガス全体に対して支配的には
ならないので、極高真空環境の形成を阻害することはな
い。
合、大気圧から極高真空近辺までの中間排気は、前記油
回転ポンプ１９と、タンデム型ターボ分子ポンプ１８で
行い、それ以降の極高真空領域への排気は、非蒸発型ゲ
ッター１３で行うことになる。このときの到達圧力は、
被排気系である真空容器１２からの脱ガスと遮蔽手段１
５からの脱ガス、そして、遮蔽手段１５の僅かな隙間か
ら逆流してくる前段側ターボ分子ポンプ１６からの脱ガ
スの合計に対する非蒸発型ゲッター１３の排気速度で決
まることになるが、遮蔽手段１５のシャッター構造に若
干の隙間があっても、前述のようにこの部分のコンダク
タンスは極めて小さく、脱ガス全体に対して支配的には
ならないので、極高真空環境の形成を阻害することはな
い。
【００３０】なお、真空容器１２の交換を頻繁に行わな
い場合は、図４に示すように、真空容器１２に非蒸発型
ゲッター１３を直接取付けるようにしてもよい。他の機
器には図１と同一符号を付して説明は省略する。
い場合は、図４に示すように、真空容器１２に非蒸発型
ゲッター１３を直接取付けるようにしてもよい。他の機
器には図１と同一符号を付して説明は省略する。
【００３１】
【実施例】非蒸発型ゲッターとしてサエスゲッター社製
ＧＰ２００・ＭＫ４Ｗを、真空計にはライボルト社製Ｉ
Ｅ５１４を、遮蔽手段にはムサシノエンジニアリング社
製のシャッター構造のものを、前段側ターボ分子ポンプ
にはセラミックボール軸受式のＶａｒｉａｎ社製Ｖ５５
０（到達圧力仕様：１０−９Ｐａ台）をそれぞれ使用
し、下記の条件で到達真空度を測定した。なお、後段側
ターボ分子ポンプ及び油回転ポンプには一般的な機種を
使用した。
ＧＰ２００・ＭＫ４Ｗを、真空計にはライボルト社製Ｉ
Ｅ５１４を、遮蔽手段にはムサシノエンジニアリング社
製のシャッター構造のものを、前段側ターボ分子ポンプ
にはセラミックボール軸受式のＶａｒｉａｎ社製Ｖ５５
０（到達圧力仕様：１０−９Ｐａ台）をそれぞれ使用
し、下記の条件で到達真空度を測定した。なお、後段側
ターボ分子ポンプ及び油回転ポンプには一般的な機種を
使用した。
【００３２】まず、室温にて２４時間真空排気した後、
２００℃で７２時間のベーキング排気を行うとともに、
ベーキング排気の終了前に、非蒸発型ゲッターの活性化
を行った。そして、降温後に７２時間の真空排気を行っ
たところ、６×１０−１０Ｐａという到達圧力が得られ
た。
２００℃で７２時間のベーキング排気を行うとともに、
ベーキング排気の終了前に、非蒸発型ゲッターの活性化
を行った。そして、降温後に７２時間の真空排気を行っ
たところ、６×１０−１０Ｐａという到達圧力が得られ
た。
【００３３】また、各構成機器の価格において、セラミ
ックボール軸受式の前段側ターボ分子ポンプは極高真空
仕様のものに比べて半額程度、シャッター構造の遮蔽手
段は極高真空対応ゲートバルブの数分の一の価格であっ
た。したがって、装置の規模によっても異なるが、真空
容器、真空計、後段側ターボ分子ポンプ及び油回転ポン
プを同一のものを使用した場合、装置全体の価格を２／
３程度に低減することができる。
ックボール軸受式の前段側ターボ分子ポンプは極高真空
仕様のものに比べて半額程度、シャッター構造の遮蔽手
段は極高真空対応ゲートバルブの数分の一の価格であっ
た。したがって、装置の規模によっても異なるが、真空
容器、真空計、後段側ターボ分子ポンプ及び油回転ポン
プを同一のものを使用した場合、装置全体の価格を２／
３程度に低減することができる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
安価な装置構成で極高真空環境を形成することができ
る。
安価な装置構成で極高真空環境を形成することができ
る。
【図１】 本発明の極高真空環境装置の一形態例を示す
系統図である。
系統図である。
【図２】 シャッター構造の一例を示す断面図である。
【図３】 同じく底面図である。
【図４】 本発明の極高真空環境装置の他の形態例を示
す系統図である。
す系統図である。
【図５】 従来の極高真空環境装置の一例を示す系統図
である。
である。
【図６】 従来の極高真空環境装置の他の構成例を示す
系統図である。
系統図である。
１１…真空計、１２…真空容器、１３…非蒸発型ゲッタ
ー、１４…ＮＥＧ取付用真空容器、１５…遮蔽手段、１
６…前段側ターボ分子ポンプ、１７…後段側ターボ分子
ポンプ、１８…タンデム型ターボ分子ポンプ、１９…油
回転ポンプ、２１…通気口、２２…フランジ、２３…本
体部、２４…蓋体、２５…駆動部
ー、１４…ＮＥＧ取付用真空容器、１５…遮蔽手段、１
６…前段側ターボ分子ポンプ、１７…後段側ターボ分子
ポンプ、１８…タンデム型ターボ分子ポンプ、１９…油
回転ポンプ、２１…通気口、２２…フランジ、２３…本
体部、２４…蓋体、２５…駆動部
Claims (3)
- 【請求項１】 真空容器と、該真空容器を真空排気して
超高真空を発生させる前段側ターボ分子ポンプ及びこれ
と直列に接続された後段側ターボ分子ポンプからなるタ
ンデム型ターボ分子ポンプを有する真空排気装置と、前
記真空容器と前記真空排気装置との間に設けられてそれ
ぞれの真空空間を遮蔽する遮蔽手段とを備えた極高真空
環境装置において、前記真空容器の前記遮蔽手段側に非
蒸発型ゲッターを設けるとともに、前記遮蔽手段を非密
閉型のシャッター構造で形成したことを特徴とする極高
真空環境装置。 - 【請求項２】 前記前段側ターボ分子ポンプが、オイル
レス形式で、かつ、非極高真空仕様であることを特徴と
する請求項１記載の極高真空環境装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の極高真空環境装置を使用
した極高真空環境の形成方法であって、前記真空容器を
前記真空排気装置で超高真空領域まで真空排気した後、
前記シャッター構造の遮蔽手段で前記真空容器と前記前
段ターボ分子ポンプとの真空空間を遮蔽し、前記非蒸発
型ゲッターの排気機能で前記真空容器を極高真空に排気
することを特徴とする極高真空環境の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10292155A JP2000117093A (ja) | 1998-10-14 | 1998-10-14 | 極高真空環境装置及び極高真空環境の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10292155A JP2000117093A (ja) | 1998-10-14 | 1998-10-14 | 極高真空環境装置及び極高真空環境の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000117093A true JP2000117093A (ja) | 2000-04-25 |
Family
ID=17778266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10292155A Pending JP2000117093A (ja) | 1998-10-14 | 1998-10-14 | 極高真空環境装置及び極高真空環境の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000117093A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002324663A (ja) * | 2001-04-25 | 2002-11-08 | Toshiba Corp | 電場発光ランプとその製造方法 |
| JP2003049771A (ja) * | 2001-08-03 | 2003-02-21 | Boc Edwards Technologies Ltd | 真空ポンプの接続構造及び真空ポンプ |
| JP2016169730A (ja) * | 2015-03-11 | 2016-09-23 | プファイファー・ヴァキューム・ゲーエムベーハー | 真空ポンプ |
| CN113237943A (zh) * | 2021-05-12 | 2021-08-10 | 中国科学技术大学 | 一种降低质谱探测h2和h2o背景噪声的超高真空装置 |
-
1998
- 1998-10-14 JP JP10292155A patent/JP2000117093A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002324663A (ja) * | 2001-04-25 | 2002-11-08 | Toshiba Corp | 電場発光ランプとその製造方法 |
| JP2003049771A (ja) * | 2001-08-03 | 2003-02-21 | Boc Edwards Technologies Ltd | 真空ポンプの接続構造及び真空ポンプ |
| JP4672204B2 (ja) * | 2001-08-03 | 2011-04-20 | エドワーズ株式会社 | 真空ポンプの接続構造及び真空ポンプ |
| JP2016169730A (ja) * | 2015-03-11 | 2016-09-23 | プファイファー・ヴァキューム・ゲーエムベーハー | 真空ポンプ |
| CN113237943A (zh) * | 2021-05-12 | 2021-08-10 | 中国科学技术大学 | 一种降低质谱探测h2和h2o背景噪声的超高真空装置 |
| CN113237943B (zh) * | 2021-05-12 | 2023-10-20 | 中国科学技术大学 | 一种降低质谱探测h2和h2o背景噪声的超高真空装置 |
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