JP2008101576A - Cryopump and vacuum device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガス分子を吸着して排気するクライオポンプ及びそれを用いた真空装置に関する。 The present invention relates to a cryopump that adsorbs and exhausts gas molecules and a vacuum apparatus using the cryopump.
一般にフラットパネルディスプレーや半導体素子等の電子部品薄膜形成で用いられる真空プロセスではチャンバー内の高真空を得る為にクライオポンプを用いた真空装置が用いられている。
クライオポンプは、各種冷凍機等で低温化された金属製内部パネルに各種気体を凝縮させることで高真空を得ている。金属製パネルは熱伝導率が高い材料、例えば銅などが通常用いられる。また、凝縮温度が低い一部気体はパネルに接着させた活性炭等で吸着させている。
In general, a vacuum process using a cryopump is used in a vacuum process used for forming a thin film of an electronic component such as a flat panel display or a semiconductor element in order to obtain a high vacuum in the chamber.
The cryopump obtains a high vacuum by condensing various gases in a metal inner panel that has been cooled at various refrigerators or the like. For the metal panel, a material having high thermal conductivity, such as copper, is usually used. Further, a part of the gas having a low condensation temperature is adsorbed by activated carbon or the like adhered to the panel.
図４に、従来のクライオポンプの一例を示す。
クライオポンプ３００は、ポンプケース１１０、８５Ｋシールド１２０、８５Ｋバッフル１３０、１５Ｋパネル１４０、第１段コールドヘッド１５１、第２段コールドヘッド１５２、冷凍機１６０、排気・排出口１７０及び粗引き・水抜き配管１８１とＮ2（窒素）ガス等の不活性ガス導入管１８２とからなる配管１８０とで構成されている。
ポンプケース１１０は、真空槽（特に、図示せず）に連結されており、排気・排出口１７０を介して配管１８０に接続されている
クライオポンプ３００は、通常、超高真空を得るために使用され、排気・排出口１７０を介して真空槽に連通した気体の流入開口を備えたポンプケース１１０の内部に、外部の冷凍機により駆動されて８０Ｋ程度に冷却された第１段コールドヘッド１５１と１５Ｋ程度に冷却された第２段コールドヘッド１５２とを備えている。そして、第１段コールドヘッド１５１には、上記流入開口に対応した開口を有する筒状の金属製シールド１２０を取り付け、シールド１２０の開口部に金属製のバッフル１３０が取り付けられている。
FIG. 4 shows an example of a conventional cryopump.
The cryopump 300 includes a pump case 110, an 85K shield 120, an 85K baffle 130, a 15K panel 140, a first stage cold head 151, a second stage cold head 152, a refrigerator 160, an exhaust / discharge port 170, and roughing / draining. The pipe 180 is composed of a pipe 181 and an inert gas introduction pipe 182 such as N 2 (nitrogen) gas.
The pump case 110 is connected to a vacuum tank (not shown in particular), and the cryopump 300 connected to the pipe 180 via the exhaust / discharge port 170 is usually used to obtain an ultra-high vacuum. A first-stage cold head 151 that is driven by an external refrigerator and cooled to about 80K inside the pump case 110 having a gas inflow opening communicating with the vacuum chamber via the exhaust / discharge port 170; And a second stage cold head 152 cooled to about 15K. A cylindrical metal shield 120 having an opening corresponding to the inflow opening is attached to the first stage cold head 151, and a metal baffle 130 is attached to the opening of the shield 120.
また、第２段コールドヘッド１５２には、クライオパネル１４０が取り付けられている。ポンプケース１１０の流入開口から流入する気体分子のうち水蒸気等の凝縮温度の高い気体は、シールド１２０を介して８０Ｋ程度に冷却されたバッフル１３０に凝縮して排気され、窒素等の凝縮温度の低い気体分子は１５Ｋ程度に冷却されたクライオパネ１４０ルに凝縮して排気される。
シールド１２０、バッフル１３０及びクライオパネル１４０は、熱伝導率が高い材料、例えば銅などが通常用いられる。また、凝縮温度が低い一部気体はパネルに接着させた活性炭等で吸着させる。
A cryopanel 140 is attached to the second stage cold head 152. Among the gas molecules flowing from the inflow opening of the pump case 110, the gas having a high condensation temperature such as water vapor is condensed and exhausted through the shield 120 to the baffle 130 cooled to about 80K, and the condensation temperature such as nitrogen is low. The gas molecules are condensed and exhausted in a cryopanel 140 cooled to about 15K.
For the shield 120, the baffle 130, and the cryopanel 140, a material having high thermal conductivity, such as copper, is usually used. Further, a part of the gas having a low condensation temperature is adsorbed by activated carbon or the like adhered to the panel.
クライオポンプはターボ分子ポンプ等の気体輸送式真空ポンプとは異なり、溜め込み式ポンプであることから、バッフル１３０やクライオパネル１４０に凝縮した気体分子の量が多くなると、排気性能が低下するので、適当な時期に常温に戻すか加熱（ベークアウト）して吸着ガスの開放・吐出を行う必要がある。
こうした一連の再生作業を一般に再生処理（リジェネレーション）と称し、装置稼働を効率的に運用するために、再生処理は真空チャンバー内の定期クリーニング時と同時に実施するのが理想である。
Since the cryopump is a reservoir pump, unlike a gas transport vacuum pump such as a turbo molecular pump, if the amount of gas molecules condensed in the baffle 130 or the cryopanel 140 increases, the exhaust performance decreases. It is necessary to release and discharge the adsorbed gas by returning to normal temperature or heating (baking out) at a proper time.
Such a series of regeneration operations is generally referred to as regeneration processing (regeneration), and in order to efficiently operate the apparatus, it is ideal to perform the regeneration processing simultaneously with the regular cleaning in the vacuum chamber.
再生処理では、まず低温を得る為に運転していた冷凍機１６０を停止させ、ポンプケース１１０の内部を室温まで昇温させる。昇温を補助する為に不活性ガスを導入して補助することも有効である。凝縮していた物質は液化したり、さらに気化したりして排気・排出
口１７０から配管１８０を経由して放出される。吸着ガスの内Ａｒ、Ｎ2等は気体になって放出されるが、一部物質、特に水蒸気は液体（液化物質）になりポンプ内部（シールド１２０）に落ちてしまう。
In the regeneration process, first, the refrigerator 160 operated to obtain a low temperature is stopped, and the inside of the pump case 110 is heated to room temperature. It is also effective to introduce an inert gas to assist in raising the temperature. The condensed substance is liquefied or further vaporized and discharged from the exhaust / discharge port 170 via the pipe 180. Among the adsorbed gas, Ar, N 2 and the like are released as gases, but some substances, particularly water vapor, become liquid (liquefied substance) and fall into the pump (shield 120).
この液体（液化物質）を外に排出するためには、液体のまま配管１８０へ流れ出させるか、気化させるまで内部を昇温させるかどちらかが必要になる。
液体（液化物質）が残ってしまうとその後のポンプ再立上げ時の粗引き（別途、補助粗引きポンプで４０Ｐａほどまで排気する工程）時間が長くなることがある。
これは液体（液化物質）の蒸発に伴って蒸発潜熱が奪われて水の温度が低下して氷になる。氷はシールド１２０底部や配管１８０内部に停滞する。その氷からの蒸発速度が遅くなり粗引き時間が長くなってまう。
In order to discharge this liquid (liquefied substance) to the outside, it is necessary to either flow out the liquid as it is to the pipe 180 or to increase the temperature inside until it is vaporized.
If the liquid (liquefied substance) remains, the rough evacuation (a step of exhausting to about 40 Pa by an auxiliary rough evacuation pump) at the time of restarting the pump may be prolonged.
As the liquid (liquefied substance) evaporates, the latent heat of vaporization is lost and the temperature of the water decreases to become ice. Ice stagnates at the bottom of the shield 120 and inside the pipe 180. The rate of evaporation from the ice slows down and the roughing time increases.
それを防止するために液体を排出させるための処置が行われることがある。例えば、事前に粗引き前に配管を外し、シールド１２０内部にパージ等を実施して液体を排出させたり、一度粗引きを停止させて一旦シールド１２０内圧を大気圧に戻した後、粗引き配管等に残った氷を取り除く等の処置を行っているのが現状である。 In order to prevent this, a treatment for discharging the liquid may be performed. For example, the pipe is removed in advance before roughing and the inside of the shield 120 is purged or the like to discharge the liquid, or once roughing is stopped and the internal pressure of the shield 120 is once returned to atmospheric pressure, the roughing pipe At present, measures such as removing ice remaining on the surface are taken.
カラーフィルタ基板の透明導電膜等を作製するためのクライオポンプを用いたインライン型真空装置では、金属製の基板トレイを搭載した複数のキャリアを用いて運転される。そのため一度大気中に暴露された金属製の基板トレイおよびマスクパターニング用として用いられているメタルマスクは大気中のガスを吸着してしまう。それらは再度チャンバーにもち込まれる。またカラーフィルタの構成樹脂等が多様化していることから、チャンバーに持ち込まれるガスも多様化している。 An in-line vacuum apparatus using a cryopump for producing a transparent conductive film or the like of a color filter substrate is operated using a plurality of carriers on which metal substrate trays are mounted. For this reason, the metal substrate tray once exposed to the atmosphere and the metal mask used for mask patterning absorb gas in the atmosphere. They are brought back into the chamber. In addition, since the constituent resin of the color filter is diversified, the gas brought into the chamber is also diversified.
そのため成膜室（スバッタ室）の前に設けられる粗引き室および調圧室で用いられるクライオポンプにはこれらの吸着ガスを排気しなくてはならないので、シールド１２０内部には液体（液化物質）の溜め込み量が多くなる傾向がある。
その結果、再生処理時にシールド１２０に液体（液化物質）が残留しやすい傾向となる。
Therefore, the adsorbed gas must be exhausted to the cryopump used in the roughing chamber and the pressure regulating chamber provided in front of the film formation chamber (sputter chamber). There is a tendency that the accumulation amount of increases.
As a result, the liquid (liquefied substance) tends to remain in the shield 120 during the regeneration process.
成膜チャンバーへ持ち込まれるガスは被処理基板から持ち込まれるガスに加えて、基板トレイやメタルマスクからの吸着ガス、放出ガス等も含まれる。それらからの放出ガスのうち、水分はクライオポンプのバッフル１３０及びシールド１２０で凝縮される。 The gas brought into the film forming chamber includes, in addition to the gas brought in from the substrate to be processed, adsorbed gas and released gas from the substrate tray and the metal mask. Of the gas emitted from them, moisture is condensed by the baffle 130 and the shield 120 of the cryopump.
それらは再生処理（パージ）時に大部分が液体になってポンプケース１１０内部のシールド１２０の底部に溜まる。これらの液体はシールド１２０に設けられた排気・排出口１７０からポンプケース１１０に取りつけられた配管１８０に落ちる構造になっていることが多い。 Most of them become liquid during the regeneration process (purge) and accumulate at the bottom of the shield 120 inside the pump case 110. In many cases, these liquids fall into a pipe 180 attached to the pump case 110 from an exhaust / discharge port 170 provided in the shield 120.
クライオポンプを用いた真空装置では、真空槽とポンプ間を仕切り弁にて接続する場合が多いが、この仕切り弁の形状によりクライオポンプの設置姿勢が決定する。クライオポンプが縦置きになった場合、シールド１２０底部に水分が溜まる。
シールド１２０底部に設けた排気・排出口１７０周辺はポンプケース１１０底面に対して水平であることが多く、溜まった液体は表面張力により排気・排出口１７０からなかなか落ちないことが有る。
In a vacuum apparatus using a cryopump, the vacuum chamber and the pump are often connected by a partition valve, and the installation posture of the cryopump is determined by the shape of the partition valve. When the cryopump is placed vertically, moisture accumulates at the bottom of the shield 120.
The periphery of the exhaust / discharge port 170 provided at the bottom of the shield 120 is often horizontal with respect to the bottom surface of the pump case 110, and the accumulated liquid may not easily fall from the exhaust / discharge port 170 due to surface tension.
排気・排出口１７０付近の液体が排出されないと、さらに排気・排出口１７０から遠い部分の液体は行き場を失い、シールド１２０底部に溜まったままになる。そのため配管１８０をポンプ本体から外して、エアーパージガス等を吹き付けることでシールド１２０底部に溜まった液体を排除する試みが再生処理時に行われることが有る。しかしその為には多大な労力を必要とする。 If the liquid in the vicinity of the exhaust / discharge port 170 is not discharged, the liquid further away from the exhaust / discharge port 170 loses its destination and remains in the bottom of the shield 120. Therefore, an attempt to remove the liquid accumulated on the bottom of the shield 120 by removing the pipe 180 from the pump body and blowing air purge gas or the like may be performed during the regeneration process. However, that requires a lot of effort.
上記シールド１２０底部に溜まった液体を効率的に集めるために、シールド底部をほんの少しだけ傾けることができる旨の記載がある（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、シールド底部に単に傾斜をつけただけでは液体うまく排気・排出口１７０に導くことができず、排出口位置、形状の関係を考慮しないと液体抜き効果を発揮しないことが判明した。
There is a description that the bottom of the shield can be tilted only slightly in order to efficiently collect the liquid accumulated on the bottom of the shield 120 (see, for example, Patent Document 1).
However, it has been found that if the bottom of the shield is simply inclined, the liquid cannot be properly guided to the exhaust / discharge port 170, and the liquid draining effect cannot be exhibited unless the relationship between the position and shape of the discharge port is taken into consideration.
また、クライオポンプとチャンバー間のコングクタンス悪化による排気速度障害を解消するため、クライオポンプを横方向に取り付ける場合がある。この場合シールド１２０側面に液体が溜まる。
これらの液体も同様にシールドにあるパージガス導入用の排気・排出口１７０を通じて、ポンプケースに取り付けられた配管から排出する仕組みになっている場合がある。この場合も排気・排出口１７０周辺の水分が効率よく排出されないと、粗引き到達圧までの時間が長くなる。
Further, in order to eliminate an exhaust speed hindrance due to deterioration of the conductance between the cryopump and the chamber, the cryopump may be attached in the lateral direction. In this case, liquid accumulates on the side surface of the shield 120.
Similarly, these liquids may be discharged from a pipe attached to the pump case through an exhaust / discharge port 170 for introducing purge gas in the shield. Also in this case, if the water around the exhaust / discharge port 170 is not efficiently discharged, the time until the roughing ultimate pressure becomes longer.
それらの残留液体は再生処理後のポンプ内粗引き時に氷になって、粗引き時間を著しく阻害する。粗引き完了（４０Ｐａ程度）が長くなることでポンプ立ちあがりが遅れ、結果的に生産効率を低下させ、生産損失を招くことになる。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、クライオポンプのシールド底部に溜まった液体（液状物質）を効率よく排気・排出口に排出し、粗引き時間の短縮を行うことができるクライオポンプ及び装置稼働率を向上できる真空装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and can effectively discharge the liquid (liquid substance) accumulated at the bottom of the shield of the cryopump to the exhaust / discharge port, thereby shortening the roughing time. An object of the present invention is to provide a cryopump and a vacuum apparatus capable of improving the operation rate of the apparatus.
本発明に於いて上記問題を解決するために、まず請求項１においては、少なくともポンプケースと、シールドと、バッフルと、クライオパネルと、コールドヘッドと、冷凍機と、排気・排出口と、粗引き、水抜き、窒素導入を行う配管とを備えたクライオポンプにおいて、前記排気・排出口は前記シールドの底部に設けられ、前記配管に連結されており、前記配管と前記シールドとの連結部に位置する前記排気・排出口の上部周辺が傾斜加工されていることを特徴とするクライオポンプとしたものである。 In order to solve the above problem in the present invention, first, in claim 1, at least a pump case, a shield, a baffle, a cryopanel, a cold head, a refrigerator, an exhaust / discharge port, In the cryopump having a pipe for drawing, draining, and introducing nitrogen, the exhaust / discharge port is provided at the bottom of the shield and is connected to the pipe, and is connected to the connection between the pipe and the shield. The cryopump is characterized in that the upper periphery of the exhaust / discharge port positioned is inclined.
また、請求項２においては、前記排気・排出口の上部周辺の傾斜加工の傾斜角度をθとしたとき、傾斜角度θが３０〜６０度になっていることを特徴とする請求項１に記載のクライオポンプンプとしたものである。 Moreover, in Claim 2, when the inclination angle of the inclination process of the upper part periphery of the said exhaust_gas | exhaustion outlet is set to (theta), inclination-angle (theta) is 30-60 degrees, It is characterized by the above-mentioned. This is a cryopump.
また、請求項３においては、前記排気・排出口は前記シールドの周壁と前記コールドヘッドとのほぼ中間に位置する前記シールドの底部に設けられており、前記シールドの底部は、前記シールドの周壁部と前記コールドヘッドの接続部とが高くなった２つの領域のシールド底部からなり、それぞれの領域のシールド底部が前記排気・排出口に向かって低くなるように傾斜を持たせたことを特徴とする請求項１または２に記載のクライオポンプとしたものである。 According to a third aspect of the present invention, the exhaust / exhaust port is provided at a bottom portion of the shield located substantially in the middle between the peripheral wall of the shield and the cold head, and the bottom portion of the shield is a peripheral wall portion of the shield And the cold head connecting portion is composed of two shield bottom portions which are raised, and the shield bottom portion of each region is inclined so as to become lower toward the exhaust / discharge port. The cryopump according to claim 1 or 2 is used.
また、請求項４においては、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のクライオポンプと真空槽とから構成されていることを特徴とする装置としたものである。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an apparatus comprising the cryopump according to any one of the first to third aspects and a vacuum chamber.
本発明のクライオポンプは、クライオポンプのシールドの底部に設けられた排気・排出口の上部周辺が傾斜加工をしてあり、且つシールドの底部が排気・排出口に向かって傾斜しているので、再生処理時にシールド底部に溜まった液体（液状物質）を効率よく排気・排出口から排出でき、粗引き時間の短縮を行うことができる。
また、本発明のクライオポンプを用いた真空装置の装置稼働率を向上することができる。
In the cryopump of the present invention, the upper periphery of the exhaust / discharge port provided at the bottom of the cryopump shield is inclined, and the bottom of the shield is inclined toward the exhaust / discharge port. The liquid (liquid substance) accumulated at the bottom of the shield during the regeneration process can be efficiently discharged from the exhaust / discharge port, and the roughing time can be shortened.
Moreover, the apparatus operation rate of the vacuum apparatus using the cryopump of this invention can be improved.
以下、本発明の実施形態につき図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明のクライオポンプの一実施例を示す模式構成図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the cryopump of the present invention.
本発明のクライオポンプ１００は、ポンプケース１０と、８０Ｋシールド２０と、８０Ｋバッフル３０と、１５Ｋクライオパネル４０と、第１段コールドヘッド５１と、第２段コールドヘッド５２と、冷凍機６０と、排気・排出口７０と、粗引き、水抜き、不活性ガス導入を行う配管８０とで構成されている。 The cryopump 100 of the present invention includes a pump case 10, an 80K shield 20, an 80K baffle 30, a 15K cryopanel 40, a first stage cold head 51, a second stage cold head 52, a refrigerator 60, The exhaust / exhaust port 70 and a pipe 80 for roughing, draining, and introducing an inert gas.
クライオポンプ１００は、通常、超高真空を得るために使用され、排気・排出口７０を介して真空槽に連通した気体の流入開口を備えたポンプケース１０の内部に、外部の冷凍機により駆動されて８０Ｋ程度に冷却された第１段コールドヘッド５１と１５Ｋ程度に冷却された第２段コールドヘッド５２とを備えている。そして、第１段コールドヘッド５１には、上記流入開口に対応した開口を有する筒状の金属製シールド２０を取り付け、シールド２０の開口部に金属製の８０Ｋバッフル３０が取り付けられている。 The cryopump 100 is usually used to obtain an ultra-high vacuum, and is driven by an external refrigerator inside a pump case 10 having a gas inflow opening communicating with a vacuum tank via an exhaust / discharge port 70. The first stage cold head 51 is cooled to about 80K and the second stage cold head 52 is cooled to about 15K. A cylindrical metal shield 20 having an opening corresponding to the inflow opening is attached to the first stage cold head 51, and a metal 80K baffle 30 is attached to the opening of the shield 20.
また、第２段コールドヘッド５２には、１５Ｋクライオパネル４０が取り付けられている。ポンプケース１０の流入開口から流入する気体分子のうち水蒸気等の凝縮温度の高い気体は、シールド２０を介して８０Ｋ程度に冷却された８０Ｋバッフル３０に凝縮して排気され、窒素等の凝縮温度の低い気体分子は１５Ｋ程度に冷却された１５Ｋクライオパネ４０ルに凝縮して排気される。
８０Ｋシールド２０、８０Ｋバッフル３０及び１５Ｋクライオパネル４０は、熱伝導率が高い材料、例えば銅などが通常用いられる。また、凝縮温度が低い一部気体はパネルに接着させた活性炭等で吸着させる。
A 15K cryopanel 40 is attached to the second stage cold head 52. Among the gas molecules flowing in from the inflow opening of the pump case 10, the gas having a high condensation temperature such as water vapor is condensed and exhausted through the shield 20 to the 80 K baffle 30 cooled to about 80 K, and has a condensation temperature such as nitrogen. Low gas molecules are condensed and exhausted to 40 K of 15 K cryopanel cooled to about 15 K.
The 80K shield 20, the 80K baffle 30, and the 15K cryopanel 40 are usually made of a material having high thermal conductivity, such as copper. Further, a part of the gas having a low condensation temperature is adsorbed by activated carbon or the like adhered to the panel.
８０Ｋバッフル３０や８０Ｋシールド２０に凝縮されていた気体、特にＨ2Ｏは再生処理のパージ時に液体になってシールド底部へ落ちる。落ちた液体はその表面張力により、排出口から排出される量は制限されてしまう。
また、その液体が排出口から遠い場所の液体は、排出口から流れることがほとんど不可能なため、リジェネの粗引き時に氷になってしまう場合がある。その場合、所定圧力（４０Ｐａ）に達する時間が遅延する。
本発明のクライオポンプは、このような問題を解決することができるようにしたものである。
The gas, particularly H 2 O, condensed in the 80K baffle 30 and 80K shield 20 becomes liquid during the purge of the regeneration process and falls to the bottom of the shield. The amount of liquid that falls is limited by the surface tension, and the amount discharged from the outlet is limited.
Moreover, since the liquid in the place where the liquid is far from the discharge port is almost impossible to flow from the discharge port, it may become ice during rough regeneration. In that case, the time to reach the predetermined pressure (40 Pa) is delayed.
The cryopump of the present invention can solve such a problem.
請求項１に係る発明では、排気・排出口７０は８０Ｋシールド２０の底部に設けられ、配管８０に連結されており、８０Ｋシールド２０シールドと配管８０との連結部に位置する排気・排出口７０の上部周辺は、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように傾斜角度θで傾斜加工を施してあり、８０Ｋシールド２０の底部に溜まった液体（液状物質）が排気・排出口７０を効率よく流れるようにしたものである。
図３（ａ）は、排気・排出口７０の上部周辺を傾斜角度θでほぼ直線状に加工したもので、図３（ｂ）は、排気・排出口７０の上部周辺を傾斜角度θで湾曲加工したものである。
In the invention according to claim 1, the exhaust / exhaust port 70 is provided at the bottom of the 80K shield 20 and connected to the pipe 80, and the exhaust / exhaust port 70 located at the connecting part between the 80K shield 20 shield and the pipe 80. As shown in FIGS. 3A and 3B, the upper periphery of the substrate is inclined at an inclination angle θ, and the liquid (liquid substance) accumulated at the bottom of the 80K shield 20 makes the exhaust / discharge port 70 efficient. It is designed to flow well.
FIG. 3A shows the upper periphery of the exhaust / discharge port 70 processed into a substantially linear shape with an inclination angle θ, and FIG. 3B shows the upper periphery of the exhaust / discharge port 70 curved with the inclination angle θ. It has been processed.
請求項２に係る発明は、排気・排出口７０の上部周辺の傾斜加工角度θを規定したもの
で、傾斜角度θは、３０〜６０°の範囲が好ましく、３０°以下では傾斜加工では排気・排出口７０への液体（液状物質）の効果的な流れが得られず、６０°以上では、排気・排出口７０上部周辺の傾斜部の距離Ａを確保するのが難しくなる。（一般に距離Ｂはポンプケース１０底までの距離に抑える必要がある：およそ２０ｍｍ程度）。
The invention according to claim 2 defines an inclination machining angle θ around the upper portion of the exhaust / discharge port 70, and the inclination angle θ is preferably in the range of 30 to 60 °, and at 30 ° or less, exhaust / An effective flow of liquid (liquid substance) to the discharge port 70 cannot be obtained, and if it is 60 ° or more, it is difficult to ensure the distance A of the inclined portion around the upper portion of the exhaust / discharge port 70. (In general, the distance B needs to be suppressed to the distance to the bottom of the pump case 10: about 20 mm).
請求項３に係る発明は、排気・排出口７０に位置する８０Ｋシールド２０のシールド底部の状態を規定したものである。
排気・排出口７０は前記シールドの周壁とコールドヘッドとのほぼ中間に位置するシールドの底部に設けられ、８０Ｋシールド２０の底部は、８０Ｋシールド２０の周壁部と第１段コールドヘッド５１との接続部とが高くなった２つの領域のシールド底部２０ａとシールド底部２０ｂとからなり、それぞれのシールド底部２０ａとシールド底部２０ｂとが排気・排出口７０に向かって低い位置になるように傾斜を持たせてある（図１参照）。
このような構造にすることにより、クライオポンプの再生処理時に８０Ｋシールド２０の底部に溜まった液体（液状物質）を効率良く排気・排出口７０へ排出することができる。
The invention according to claim 3 defines the state of the bottom of the 80K shield 20 located at the exhaust / discharge port 70.
The exhaust / exhaust port 70 is provided at the bottom of the shield located approximately in the middle between the peripheral wall of the shield and the cold head. The bottom of the 80K shield 20 is connected to the peripheral wall of the 80K shield 20 and the first stage cold head 51. The shield bottom portion 20a and the shield bottom portion 20b of the two regions where the height is high are inclined so that the shield bottom portion 20a and the shield bottom portion 20b are positioned lower toward the exhaust / discharge port 70. (See FIG. 1).
With such a structure, the liquid (liquid substance) accumulated at the bottom of the 80K shield 20 during the regeneration process of the cryopump can be efficiently discharged to the exhaust / discharge port 70.
図２は、本発明のクライオポンプと真空槽とから構成されてなる真空装置の一実施例を示す模式構成図である。
真空装置２００は、ロードロック方式のインラインスパッタリング装置の調圧室に本発明のクライオポンプ１００を縦付けしたもので、クライオポンプ１００と真空槽２２０は仕切りバルブ２１０にて連結されている。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a vacuum apparatus including a cryopump and a vacuum chamber according to the present invention.
The vacuum device 200 is obtained by vertically mounting the cryopump 100 of the present invention in a pressure regulating chamber of a load lock type inline sputtering device, and the cryopump 100 and the vacuum chamber 220 are connected by a partition valve 210.
以下に、本発明の真空装置２００を用いたＩＴＯ（透明導電膜）成膜及び再生処理の具体的実施例について説明する。 Hereinafter, specific examples of ITO (transparent conductive film) film formation and regeneration processing using the vacuum apparatus 200 of the present invention will be described.
まず、トレイに載置された処理基板を真空装置２００の前室から調圧室に送り込み、９．９×１０-3Ｐａ程度まで真空引きした後、スパッター室圧力と同等圧力に調圧するため、ＡｒガスとＯ2ガス（Ａｒガスの０．２％程の量）を導入し、０．５Ｐａ程度に調圧した。さらに、トレイに載置された処理基板をスパッタ室に送り込み、処理基板上にＩＴＯ膜（透明導電膜）をスパッター成膜し、２３,０００枚の処理を行って、成膜処理を終えた。 First, the process substrate placed on the tray is sent from the front chamber of the vacuum apparatus 200 to the pressure adjusting chamber, and after evacuating to about 9.9 × 10 −3 Pa, the pressure is adjusted to the same pressure as the sputtering chamber pressure. Ar gas and O 2 gas (an amount of about 0.2% of Ar gas) were introduced and the pressure was adjusted to about 0.5 Pa. Further, the processing substrate placed on the tray was sent to the sputtering chamber, and an ITO film (transparent conductive film) was formed on the processing substrate by sputtering, and 23,000 sheets were processed to complete the film forming process.
次に、上部周辺の傾斜角度を３０°にしたクライオポンプ１００の再生処理を行った。この再生処理時のクライオポンプ内部大気圧から４０Ｐａまでの粗引き時間は約２時間を要した。そのためトータルのポンプ立ちあがり時間はパージ２時間、粗引き２時間、再冷却２時間の計６時間であった。
この再生処理時に配管８０から外部に排出された液体（液状物質）量は約１．１Ｌであった。その大部分は水であった。またパージ終了後、シールド内部を調査したところ、シールド底部には水残りは確認されなかった。
Next, the regeneration process of the cryopump 100 in which the inclination angle around the upper part was 30 ° was performed. The roughing time from the cryopump internal atmospheric pressure to 40 Pa during this regeneration process took about 2 hours. Therefore, the total pump start-up time was 6 hours in total, 2 hours for purge, 2 hours for roughing, and 2 hours for recooling.
The amount of liquid (liquid substance) discharged from the pipe 80 to the outside during the regeneration process was about 1.1 L. Most of it was water. After purging, the inside of the shield was examined, and no water remained at the bottom of the shield.
実施例２は比較のための比較例である。
まず、トレイに載置された処理基板を図５に示すクライオポンプ３００と仕切りバルブ２１０と真空槽２２０とからなる真空装置４００の前室から調圧室に送り込み、９．９×１０-3Ｐａ程度まで真空引きした後、スパッター室圧力と同等圧力に調圧するため、ＡｒガスとＯ2ガス（Ａｒガスの０．２％程の量）を導入し、０．５Ｐａ程度に調圧した。
この条件で処理基板上にＩＴＯ膜（透明導電膜）をスパッター成膜し、２３,０００枚の処理を行って、成膜処理を終えた。
Example 2 is a comparative example for comparison.
First, the processing substrate placed on the tray is fed from the front chamber of the vacuum device 400 including the cryopump 300, the partition valve 210, and the vacuum chamber 220 shown in FIG. 5 into the pressure regulating chamber, and 9.9 × 10 −3 Pa. After evacuation to the extent, Ar gas and O 2 gas (amount of about 0.2% of Ar gas) were introduced to adjust the pressure to about 0.5 Pa in order to adjust the pressure to the same pressure as the sputtering chamber pressure.
Under this condition, an ITO film (transparent conductive film) was formed on the processing substrate by sputtering, 23,000 sheets were processed, and the film forming process was completed.
次に、クライオポンプ３００の再生処理を行った。この再生処理時のクライオポンプ内
部大気圧から４０Ｐａまでの粗引き時間は約４時間を要した。そのためトータルのポンプ立ちあがり時間はパージ２時間、粗引き４時間、再冷却２時間の計８時間であった。
この再生処理時に配管８０から外部に排出された液体（液状物質）量は約１．１Ｌであった。その大部分は水であった。またパージ終了後、シールド内部を調査したところ、シールド底部には水残りが確認された。
Next, the regeneration process of the cryopump 300 was performed. The roughing time from the cryopump internal atmospheric pressure to 40 Pa during this regeneration process took about 4 hours. Therefore, the total pump startup time was 8 hours in total, 2 hours for purge, 4 hours for roughing, and 2 hours for recooling.
The amount of liquid (liquid substance) discharged from the pipe 80 to the outside during the regeneration process was about 1.1 L. Most of it was water. After purging, the inside of the shield was examined, and water residue was found at the bottom of the shield.
このことから、本発明のクライオポンプ１００を用いた真空装置２００では、従来のクライオポンプ３００を用いた真空装置４００に比べて、再生処理時間が短縮でき、装置稼働率アップに寄与できることが確認出来た。 From this, it can be confirmed that the vacuum apparatus 200 using the cryopump 100 according to the present invention can shorten the regeneration processing time and contribute to the apparatus operating rate improvement compared with the vacuum apparatus 400 using the conventional cryopump 300. It was.
１０、１１０……ポンプケース
２０、１２０……８０Ｋシールド
２０ａ、２０ｂ……傾斜を設けたシールド底部
３０、１３０……８０Ｋバッフル
４０、１４０……１５Ｋクライオパネル
５１、１５１……第１段コールドヘッド
５２、１５２……第２段コールドヘッド
６０、１６０……冷凍機
７０、１７０……排気・排出口
８０、１８０……配管
８１、１８１……粗引き、水抜き配管
８２、１８２……不活性ガス導入管
１００、３００……クライオポンプ
２００、４００……真空装置
２１０……仕切りバルブ
２２０……真空槽
10, 110... Pump case 20, 120... 80K shield 20a, 20b... Shield bottom portion 30, 130... 80K baffle 40, 140... 15K cryopanel 51, 151. 52, 152 ... 2nd stage cold head 60, 160 ... Refrigerator 70, 170 ... Exhaust / discharge port 80, 180 ... Piping 81, 181 ... Roughing, draining pipe 82, 182 ... Inactive Gas inlet pipe 100, 300 ... Cryo pump 200, 400 ... Vacuum device 210 ... Partition valve 220 ... Vacuum tank
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