JP2002070738A - クライオトラップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】安価で長時間にわたり比較的高速で排気を行え
るクライオトラップを提供すること。 【解決手段】真空槽１内に、機械式冷凍機４により冷却
された低温パネル５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
の板面５ａを該真空槽内の熱源３へ向けて設置し、該一
方の板面の前方に熱遮蔽板７を設けた。熱遮蔽板と上記
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８を設け、熱遮蔽板を互いに間隔を存した複
数枚で構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【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、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
板面を該真空槽内の熱源へ向けて設置し、該一方の板面
の前方に熱遮蔽板を設けるようにした。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 (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】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板面
   を該真空槽内の熱源へ向けて設置し、該一方の板面の前
   方に熱遮蔽板を設けたことを特徴とするクライオトラッ
   プ。
2. 【請求項２】上記熱遮蔽板と上記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。
3. 【請求項３】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に記載のクライオ
   トラップ。