JP2938118B2 - 真空容器内の水素の排気方法とその装置 - Google Patents
真空容器内の水素の排気方法とその装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、真空容器の排気に係り、特に、真空容器内
の水素を効率よく排気するための排気方法とその装置に
関する。
の水素を効率よく排気するための排気方法とその装置に
関する。
従来、真空容器を高真空又は超高真空領域に排気する
場合、通常ターボ分子ポンプを使用するが、該ポンプは
水素のような比較的分子量の小さい軽気体に対する排気
性能が劣っていたため、真空容器内の水素等の軽気体が
充分排気できないという欠点があった。
場合、通常ターボ分子ポンプを使用するが、該ポンプは
水素のような比較的分子量の小さい軽気体に対する排気
性能が劣っていたため、真空容器内の水素等の軽気体が
充分排気できないという欠点があった。
本発明は、上記の欠点を解決し、真空排気系内から水
素を除去することにより、真空容器内を高真空に排気で
きる排気方法及び排気装置を提供することを目的とす
る。
素を除去することにより、真空容器内を高真空に排気で
きる排気方法及び排気装置を提供することを目的とす
る。
上記目的を圧政するために、本発明では真空容器内に
存在する水素を排気する際に、排気系経路内に水素との
反応性が良い物質を気体として導入することを特徴とす
る真空容器内の水素の排気方法としたものであり、ま
た、この排気方法に用いる装置として、粗引ポンプとタ
ーボ分子ポンプからなる真空容器の真空排気装置におい
て、該真空容器と粗引ポンプ間の排気系経路内に、水素
との反応性が良い物質を気体として導入するための導入
部を設けた真空排気装置としたものである。
存在する水素を排気する際に、排気系経路内に水素との
反応性が良い物質を気体として導入することを特徴とす
る真空容器内の水素の排気方法としたものであり、ま
た、この排気方法に用いる装置として、粗引ポンプとタ
ーボ分子ポンプからなる真空容器の真空排気装置におい
て、該真空容器と粗引ポンプ間の排気系経路内に、水素
との反応性が良い物質を気体として導入するための導入
部を設けた真空排気装置としたものである。
また、上記目的を達成するために、本発明では、真空
容器内に存在する水素を排気する際に、排気系経路内に
水素との反応性が良い物質を導入し、かつ該物質を励起
又は電離させて、該物質と水素との反応を促進すること
を特徴とする真空容器内の水素の排気方法としたもので
あり、また、その排気方法に用いる装置として、粗引ポ
ンプとターボ分子ポンプからなる真空容器の真空排気装
置において、該真空容器と粗引ポンプ間の排気系経路内
に、水素との反応性が良い物質を気体として導入するた
めの導入部と、該物質を励起又は電離するための手段と
を設けた真空排気装置としたものである。
容器内に存在する水素を排気する際に、排気系経路内に
水素との反応性が良い物質を導入し、かつ該物質を励起
又は電離させて、該物質と水素との反応を促進すること
を特徴とする真空容器内の水素の排気方法としたもので
あり、また、その排気方法に用いる装置として、粗引ポ
ンプとターボ分子ポンプからなる真空容器の真空排気装
置において、該真空容器と粗引ポンプ間の排気系経路内
に、水素との反応性が良い物質を気体として導入するた
めの導入部と、該物質を励起又は電離するための手段と
を設けた真空排気装置としたものである。
このように、本発明では、粗引ポンプとターボ分子ポ
ンプを含む真空排気系とを用いて、真空容器内に存在す
る水素を排気する際に、真空排気系の経路内に水素との
反応性が良い物質を導入し、該物質と水素とを反応させ
て水素を比較的大きな分子量の物質に変化させることに
より、真空排気系における水素の排気能力を向上させる
真空容器内の水素の排気方法であり、また、粗引ポンプ
とターボ分子ポンプを含む真空排気系とを用いて、真空
容器内に存在する水素を排気する際に、真空排気系の経
路内に水素との反応性が良い物質を導入し、該物質を励
起又は電離させて水素と反応させ、水素を比較的大きな
分子量の物質に変化させることにより、真空排気系にお
ける水素の排気能力を向上させる真空容器内の水素の排
気方法である。
ンプを含む真空排気系とを用いて、真空容器内に存在す
る水素を排気する際に、真空排気系の経路内に水素との
反応性が良い物質を導入し、該物質と水素とを反応させ
て水素を比較的大きな分子量の物質に変化させることに
より、真空排気系における水素の排気能力を向上させる
真空容器内の水素の排気方法であり、また、粗引ポンプ
とターボ分子ポンプを含む真空排気系とを用いて、真空
容器内に存在する水素を排気する際に、真空排気系の経
路内に水素との反応性が良い物質を導入し、該物質を励
起又は電離させて水素と反応させ、水素を比較的大きな
分子量の物質に変化させることにより、真空排気系にお
ける水素の排気能力を向上させる真空容器内の水素の排
気方法である。
上記の本発明において、反応性がよい物質を励起又は
電離する手段としては、マイクロ波の印加、熱エネルギ
ーの付加、紫外線又はレーザ光線の照射、電子ビーム又
は荷電粒子ビームの照射、電離波又は原子線の照射、磁
場又は電界の印加、プラズマの発生、熱線又は加熱源の
装入、弾性波の付与又は触媒等の反応促進物質の投入か
ら選ばれた各手段のうちの少なくとも１手段を用いるこ
とができる。
電離する手段としては、マイクロ波の印加、熱エネルギ
ーの付加、紫外線又はレーザ光線の照射、電子ビーム又
は荷電粒子ビームの照射、電離波又は原子線の照射、磁
場又は電界の印加、プラズマの発生、熱線又は加熱源の
装入、弾性波の付与又は触媒等の反応促進物質の投入か
ら選ばれた各手段のうちの少なくとも１手段を用いるこ
とができる。
次に、本発明を詳細に説明する。
本発明で使用する水素との反応性が良い物質として
は、水素と反応するあらゆる種類の物質が使用できる
が、排気系経路内に導入されるのは気体としてであるか
ら、気体あるいは容易に気化できる物質、例えば、塩素
又はふっ素等のハロゲン、オゾン等が好適に用いられ
る。
は、水素と反応するあらゆる種類の物質が使用できる
が、排気系経路内に導入されるのは気体としてであるか
ら、気体あるいは容易に気化できる物質、例えば、塩素
又はふっ素等のハロゲン、オゾン等が好適に用いられ
る。
また、使用する物質が、液体とか固体の場合は、真空
排気系に導入する手前に気化室を配置し、そこで減圧、
昇温等の方法で気化させる。
排気系に導入する手前に気化室を配置し、そこで減圧、
昇温等の方法で気化させる。
気化した水素との反応物質を真空排気系へ導入するに
は、ターボ分子ポンプの吸気口側、内部或いは排気口側
の一箇所又は数箇所に導入部を設けるのがよい。また、
ターボ分子ポンプは一台だけでなく複数台使用してもよ
く、その場合はターボ分子ポンプ間に反応室を配置して
もよく、その場合物質の導入部は、反応室を含めた一箇
所又は数箇所に設けるのがよい。
は、ターボ分子ポンプの吸気口側、内部或いは排気口側
の一箇所又は数箇所に導入部を設けるのがよい。また、
ターボ分子ポンプは一台だけでなく複数台使用してもよ
く、その場合はターボ分子ポンプ間に反応室を配置して
もよく、その場合物質の導入部は、反応室を含めた一箇
所又は数箇所に設けるのがよい。
そして、本発明においては、導入気体は水素との反応
を速やかに起こさせるために、真空排気系に導入する前
に水素との反応性が良い物質を、励起又は電離する手段
を設けるか、ターボ分子ポンプ間に設けた反応室で、導
入気体を励起又は電離するのがよい。
を速やかに起こさせるために、真空排気系に導入する前
に水素との反応性が良い物質を、励起又は電離する手段
を設けるか、ターボ分子ポンプ間に設けた反応室で、導
入気体を励起又は電離するのがよい。
本発明においては、真空排気系の経路内に水素との反
応性が良い物質を導入し、これと水素とを反応させ水素
を比較的大きな分子量の物質に変化させることにより、
真空排気系における水素の排気能力を向上させるもので
ある。
応性が良い物質を導入し、これと水素とを反応させ水素
を比較的大きな分子量の物質に変化させることにより、
真空排気系における水素の排気能力を向上させるもので
ある。
例えば、塩素・ふっ素などハロゲンガスは水素と反応
性が良い。そこで塩素と水素を反応させ塩化水素を生成
させると分子量は水素H2（２）から塩化水素HCl（36.
5）となり約18倍になる。この場合、ターボ分子ポンプ
の塩化水素に対する圧縮比は水素に対する圧縮比の約９
倍（計算値）あるため、結果として水素の排気性能が向
上したことになる。
性が良い。そこで塩素と水素を反応させ塩化水素を生成
させると分子量は水素H2（２）から塩化水素HCl（36.
5）となり約18倍になる。この場合、ターボ分子ポンプ
の塩化水素に対する圧縮比は水素に対する圧縮比の約９
倍（計算値）あるため、結果として水素の排気性能が向
上したことになる。
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本
発明は、この実施例に限定されるものではない。
発明は、この実施例に限定されるものではない。
実施例１ 第１図は、本発明の真空排気装置の一例を示す工程図
である。第１図において、真空容器Ａは、まず粗引ポン
プＣで真空にされ、次いでターボ分子ポンプＢでさらに
高真空にされる。そして、本発明においては、その際、
水素との反応性が良い反応物質を、反応物質が気体でな
い場合はまず気化させ、次いで励起部E1で励起させてか
ら、該物質を、ターボ分子ポンプＢ内及びターボ分子ポ
ンプの吸気口G1及び排気口G3に導入するものである。
である。第１図において、真空容器Ａは、まず粗引ポン
プＣで真空にされ、次いでターボ分子ポンプＢでさらに
高真空にされる。そして、本発明においては、その際、
水素との反応性が良い反応物質を、反応物質が気体でな
い場合はまず気化させ、次いで励起部E1で励起させてか
ら、該物質を、ターボ分子ポンプＢ内及びターボ分子ポ
ンプの吸気口G1及び排気口G3に導入するものである。
一例として、塩素を反応性物質として用いる場合につ
いて説明する。励起室E1を真空排気系外に設置した場
合、塩素ガスをまず励起室E1へ導入する。塩素は常温・
常圧で気体なので、この場合、気化室Ｄは必要ない。励
起室E1の圧力を1Torr程度に保ち、マイクロ波を導入し
プラズマ状態を作ることで、 Cl2→2Cl …（１） という反応が起り、塩素ラジカルが生成する。この塩素
ラジカルを導入部に導入し、真空排気系内で、 H2＋2Cl→2HCl …（２） という反応を起こす。
いて説明する。励起室E1を真空排気系外に設置した場
合、塩素ガスをまず励起室E1へ導入する。塩素は常温・
常圧で気体なので、この場合、気化室Ｄは必要ない。励
起室E1の圧力を1Torr程度に保ち、マイクロ波を導入し
プラズマ状態を作ることで、 Cl2→2Cl …（１） という反応が起り、塩素ラジカルが生成する。この塩素
ラジカルを導入部に導入し、真空排気系内で、 H2＋2Cl→2HCl …（２） という反応を起こす。
実施例２ 第２図は、本発明の真空排気装置の他の例を示す工程
図である。第２図においては、ターボ分子ポンプが２基
直列B1、B2に配備されており、その中間に反応室E2が設
けられており、ここで、反応物質の励起が行なわれてい
る。この反応室E2では、石英等からなる光透過性の窓を
通して紫外線を照射している。
図である。第２図においては、ターボ分子ポンプが２基
直列B1、B2に配備されており、その中間に反応室E2が設
けられており、ここで、反応物質の励起が行なわれてい
る。この反応室E2では、石英等からなる光透過性の窓を
通して紫外線を照射している。
この装置では、反応物質はまず気化室Ｄで気化され
て、ターボ分子ポンプB1の吸気口G1及びポンプ内、反応
室E2、ターボ分子ポンプB2の排気口G3に導入されて、水
素と反応する。
て、ターボ分子ポンプB1の吸気口G1及びポンプ内、反応
室E2、ターボ分子ポンプB2の排気口G3に導入されて、水
素と反応する。
この場合も塩素を反応性物質として導入すると、反応
室E2で光透過性の窓を通して紫外線を照射し、 ｈν＋Cl2→2Cl …（３） という反応を起こすことによって塩素ラジカルを生成す
る。その後、式（２）の反応が起こり塩化水素を生成す
る。
室E2で光透過性の窓を通して紫外線を照射し、 ｈν＋Cl2→2Cl …（３） という反応を起こすことによって塩素ラジカルを生成す
る。その後、式（２）の反応が起こり塩化水素を生成す
る。
塩化水素の分子量は、先に述べたように36.5と大きい
ので、ターボ分子ポンプにより速やかに排気することが
出来る。
ので、ターボ分子ポンプにより速やかに排気することが
出来る。
本発明による方法及び装置を用いることによって、従
来のターボ分子ポンプでは非常に困難であった高真空下
での水素の排気を容易に行え、例えば10-10Torr以下の
圧力領域（超高真空）に速やかに到達することができ
る。なお、低真空領域に於いても、通常のターボ分子ポ
ンプでは排気できない相当量の水素を排気することが可
能となる。
来のターボ分子ポンプでは非常に困難であった高真空下
での水素の排気を容易に行え、例えば10-10Torr以下の
圧力領域（超高真空）に速やかに到達することができ
る。なお、低真空領域に於いても、通常のターボ分子ポ
ンプでは排気できない相当量の水素を排気することが可
能となる。
第１図及び第２図は、本発明の真空排気装置の一例を示
す工程図である。 Ａ……真空容器、Ｂ、B1、B2……ターボ分子ポンプ、Ｃ
……粗引ポンプ、Ｄ……気化室、E1……励起室、E2……
反応室、G1……吸気口、G3……排気口
す工程図である。 Ａ……真空容器、Ｂ、B1、B2……ターボ分子ポンプ、Ｃ
……粗引ポンプ、Ｄ……気化室、E1……励起室、E2……
反応室、G1……吸気口、G3……排気口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辻村 学 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会 社荏原製作所内 (72)発明者 柴田 明夫 神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号 株式会社荏原総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−36791（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−271098（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B01J 3/00 H01L 21/02 C23C 14/00 F16J 12/00
Claims (13)
- 【請求項１】真空容器内に存在する水素を排気する際
に、排気系経路内に水素との反応性が良い物質を気体と
して導入することを特徴とする真空容器内の水素の排気
方法。 - 【請求項２】真空容器内に存在する水素を排気する際
に、排気系経路内に水素との反応性が良い物質を導入
し、かつ該物質を励起又は電離させて、該物質と水素と
の反応を促進することを特徴とする真空容器内の水素の
排気方法。 - 【請求項３】粗引ポンプとターボ分子ポンプを含む真空
排気系とを用いて、真空容器内に存在する水素を排気す
る際に、真空排気系の経路内に水素との反応性が良い物
質を気体として導入し、該物質と水素とを反応させるこ
とにより、真空排気系における水素の排気能力を向上さ
せることを特徴とする真空容器内の水素の排気方法。 - 【請求項４】粗引ポンプとターボ分子ポンプを含む真空
排気系とを用いて、真空容器内に存在する水素を排気す
る際に、真空排気系の経路内に水素との反応性が良い物
質を導入し、該物質を励起又は電離させて、水素と反応
させることにより、真空排気系における水素の排気能力
を向上させることを特徴とする真空容器内の水素の排気
方法。 - 【請求項５】前記反応性がよい物質を励起又は電離する
手段としては、マイクロ波の印加、熱エネルギーの付
加、紫外線又はレーザ光線の照射、電子ビーム又は荷電
粒子ビームの照射、電離波又は原子線の照射、磁場又は
電界の印加、プラズマの発生、熱線又は加熱源の装入、
弾性波の付与又は反応促進物質の投入から選ばれた各手
段のうちの少なくとも１手段を用いて行うことを特徴と
する請求項２又は４記載の真空容器内の水素の排気方
法。 - 【請求項６】前記水素との反応性が良い物質は、気体又
は容易に気化できる物質であることを特徴とする請求項
１〜５のいずれか１項記載の真空容器内の水素の排気方
法。 - 【請求項７】前記水素との反応性が良い物質の励起又は
電離は、前記物質が真空排気系に導入される前に行うこ
とを特徴とする請求項２、４又は５記載の真空容器内の
水素の排気方法。 - 【請求項８】前記水素との反応性が良い物質の励起又は
電離は、真空排気系に設けた反応室で行うことを特徴と
する請求項７記載の真空容器内の水素の排気方法。 - 【請求項９】前記水素との反応性が良い物質の気体は、
塩素又はふっ素である請求項６記載の真空容器内の水素
の排気方法。 - 【請求項１０】前記水素との反応性が良い物質の容易に
気化できる物質は、ハロゲン又はオゾンである請求項６
記載の真空容器内の水素の排気方法。 - 【請求項１１】前記反応促進物質は触媒である請求項５
記載の真空容器内の水素の排気方法。 - 【請求項１２】粗引ポンプとターボ分子ポンプからなる
真空容器の真空排気装置において、該真空容器と粗引ポ
ンプ間の排気系経路内に、水素との反応性が良い物質を
導入するための導入部を設けたことを特徴とする請求項
１又は３記載の排気方法に用いる真空排気装置。 - 【請求項１３】粗引ポンプとターボ分子ポンプからなる
真空容器の真空排気装置において、該真空容器と粗引ポ
ンプ間の排気系経路内に、水素との反応性が良い物質を
導入するための導入部と、該物質を励起又は電離するた
めの手段とを設けたことを特徴とする請求項2,4又は５
記載の排気方法に用いる真空排気装置。
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