JPH01277687A - Cryopump - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
利用産業分野
この発明は、スパッタリング装置等に接続されるクライ
オポンプの改良に係り、固定オリフィスを内蔵すること
により、排気系に可変絞りを有する従来ポンプに比較し
、排気時間を大幅に短縮したクライオポンプに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Application This invention relates to an improvement of a cryopump connected to a sputtering device, etc. By incorporating a fixed orifice, the exhaust system is improved compared to a conventional pump having a variable restriction in the exhaust system. Regarding a cryopump that significantly shortens the time.
背景技術
真空装置は、半導体の製造や薄膜被着技術など、種々の
分野で使用されている。BACKGROUND ART Vacuum apparatuses are used in various fields such as semiconductor manufacturing and thin film deposition technology.
例えば、スパッタリング等の装置は、不純物の混入を避
けるため、通常、1 x 10’Torr程度の真空度
まで、チャンバー内の真空度を上げた後、1 x 10
’Torr程度のやや低いレベルに落したり、所要の不
活性ガス雰囲気となして使用される。For example, in order to avoid contamination with impurities, sputtering equipment usually raises the vacuum level in the chamber to about 1 x 10 Torr, and then
It is used to reduce the temperature to a slightly lower level, such as 'Torr, or to create a required inert gas atmosphere.
スパッタリング装置等に付設させる真空装置は、1つの
真空槽に対して、排気用として低レベル排気用の粗引き
ポンプと、高真空用のポンプ、例えば、クライオポンプ
あるいはターボ分子ポンプ等を使用している。The vacuum equipment attached to sputtering equipment, etc. uses a roughing pump for low-level exhaust and a pump for high vacuum, such as a cryopump or turbo molecular pump, for one vacuum chamber. There is.
従って、従来の真空装置の高真空用のポンプは、流量制
御弁の制御性が所要範囲を外れないように、使用するプ
ロセスに適した制御性を確保するため、クライオポンプ
のボンプロ径寸法力情Iノ限されている。Therefore, in order to ensure that the controllability of the flow control valve does not go out of the required range, the pump for high vacuum in conventional vacuum equipment has to be designed to ensure controllability suitable for the process used. I is limited.
また、半導体用スパッタリング装置を例に取って説明す
ると、定期的、例えば、数日に1回程度、ターゲットを
取替えるために装置を停止し、真空槽を大気開放する必
要がある。Taking a semiconductor sputtering apparatus as an example, it is necessary to periodically, for example, once every few days, stop the apparatus and open the vacuum chamber to the atmosphere in order to replace the target.
そのために、真空槽内が大気にさらされることにより、
水分、空気等のガス負荷が高い状態で、再起動すること
になる。Therefore, by exposing the inside of the vacuum chamber to the atmosphere,
The system will be restarted with a high gas load such as moisture and air.
従来の真空装置ではかかる再起動に際L5て、大気圧か
ら所要の高真空度までに排気するのに、長時間を要して
いた。In the conventional vacuum apparatus, it took a long time to evacuate from atmospheric pressure to the required high degree of vacuum at L5 upon such restart.
一般的なスパッタリング装置には、第2図に示す如く、
スパッタ室(20)との連通を遮断するゲート弁(21
)を供えた排気系配管(22)に、クライオポンプ(2
3)を接続するのに際し、ポンプ(23)の上部と第1
段クライオパネルとゲート弁(21)との間に可変絞り
弁(24)を配設し、口径の大きなりライオポンプを接
続使用1−だ構成もの、あるいは同様に、排気系に固定
絞り弁を介して口径の小さなりライオポンプ接続使用し
たものがある。As shown in Figure 2, general sputtering equipment includes
A gate valve (21) cuts off communication with the sputtering chamber (20).
) is attached to the exhaust system piping (22) equipped with a cryopump (2).
3), when connecting the upper part of the pump (23) and the
A variable throttle valve (24) is installed between the stage cryopanel and the gate valve (21), and a large-diameter cryopump is connected to it. Alternatively, a fixed throttle valve is connected to the exhaust system. There are some that use a small-diameter lyopump connection.
前者の場合、可変絞りを使用しているために性能の再現
性が悪く、スパッタリング中に不安定な運転となり、ま
たその構造上、コンダクタンスが小さく排気抵抗が大き
いことから立ち上がりの排気時間が長くなる等の問題が
あった。In the former case, the reproducibility of performance is poor due to the use of a variable aperture, resulting in unstable operation during sputtering, and due to its structure, the conductance is small and the exhaust resistance is large, resulting in a long start-up exhaust time. There were other problems.
一方、後者の場合は、スパッタリング中の安定性は良い
が、立ち上がりの排気時間はやはり長く、生産性向上の
重大な障害となる問題があった。On the other hand, in the latter case, although the stability during sputtering is good, the start-up evacuation time is still long, which poses a problem that becomes a serious obstacle to improving productivity.
発明の目的
この発明は、スパッタリング装置等に接続されるクライ
オポンプの性能向上を目的とし、再起動等の排気時間を
大幅に短縮したクライオポンプの提供を目的としている
。OBJECTS OF THE INVENTION The present invention aims to improve the performance of a cryopump connected to a sputtering device or the like, and to provide a cryopump that significantly shortens the evacuation time such as restarting.
発明の構成
この発明は、
最外部の第1段クライオパネルを冷却する第1段冷凍機
と、これより低温に保持する第2段クライオパネルを冷
却する第2段冷凍機を有し、極低温面にガスを選択的に
凝縮または物理吸着させる溜め込み型のクライオポンプ
において、
第1段目と第2段目のクライオパネル間で、該ポンプの
シールド内の横断面に、所要開孔を有するオリフィスを
設けたことを特徴とするクライオポンプである。Structure of the Invention This invention has a first-stage refrigerator that cools the first-stage cryopanel located at the outermost part, and a second-stage refrigerator that cools the second-stage cryopanel that is maintained at a lower temperature than the first stage cryopanel. In a storage type cryopump that selectively condenses or physically adsorbs gas on a surface, an orifice having a required opening in a cross section in the shield of the pump is provided between the first and second stage cryopanels. This cryopump is characterized by being equipped with.
この発明によるクライオポンプは、所要の真空室との排
気系に絞り弁を用いることなく、1段目クライオパネル
と2段目クライオパネルの間に固定オリフィスを設ける
ことにより、所要の真空度までの達成時間が大幅に短縮
される利点がある。The cryopump according to the present invention does not use a throttle valve in the exhaust system connecting to the required vacuum chamber, but by providing a fixed orifice between the first-stage cryopanel and the second-stage cryopanel, the cryopump can reach the required degree of vacuum. This has the advantage of significantly shortening the completion time.
発明の図面に基づく開示
第1図はこの発明によるクライオポンプの構成を示す概
略説明図である。DISCLOSURE OF THE INVENTION BASED ON DRAWINGS FIG. 1 is a schematic explanatory diagram showing the configuration of a cryopump according to the present invention.
クライオポンプは、上部に取付フランジ(2)を有する
有底筒状のポンプケース(1)がらなり、ポンプケース
(1)の底部にはケース内部へ伝熱部を嵌入した冷凍機
(5)を配設しである。The cryopump consists of a bottomed cylindrical pump case (1) with a mounting flange (2) at the top, and a refrigerator (5) with a heat transfer part fitted inside the case at the bottom of the pump case (1). It is arranged.
ポンプケース(1)内には、上部にルーバー状の第1段
クライオパネル(4)を配置した該ケースよりゃや小径
の有底筒状のシールド(3)が同軸配置しである。Inside the pump case (1), a cylindrical shield (3) with a bottom and a diameter smaller than that of the case, on which a louver-shaped first stage cryopanel (4) is arranged, is coaxially arranged.
ポンプケース(1)内に侵入配置される冷凍機(5)の
伝熱部は、第1段伝熱部(6)と第2段伝熱部(7)が
同軸配置され、第1段伝熱部(6)が前記シールド(3
)に接続され第1段クライオパネル(4)を冷却し、シ
ールド(3)内に侵入配置した第2段伝熱部(7)の先
端に翼状の第2段クライオパネル(8)が接続されてい
る。The heat transfer part of the refrigerator (5) inserted into the pump case (1) has a first stage heat transfer part (6) and a second stage heat transfer part (7) arranged coaxially. The hot part (6) is connected to the shield (3).
) to cool the first stage cryopanel (4), and a wing-shaped second stage cryopanel (8) is connected to the tip of the second stage heat transfer part (7) inserted into the shield (3). ing.
この発明の特徴であるオリフィス(io)は、シールド
(3ン内の第1段クライオパネル(4)と第2段クライ
オパネル(8)との間に、シールド(3)の水平横断面
に配設置−である。The orifice (io), which is a feature of this invention, is arranged in the horizontal cross section of the shield (3) between the first stage cryopanel (4) and the second stage cryopanel (8) in the shield (3). Installation-.
かかるクライオポンプは、例えば、真空装置の真空室か
らの排気系配管のフランジを前記ポンプケース(1)の
取付フランジ(2)に締結して接続され、排気系には何
らの絞り弁を設けない。Such a cryopump is connected, for example, by fastening the flange of the exhaust system piping from the vacuum chamber of the vacuum device to the mounting flange (2) of the pump case (1), and the exhaust system is not provided with any throttle valve. .
作用
接続された真空装置は、まず、粗引ポンプを作動させて
排気し、室内を低真空となした後、さらに上記クライオ
ポンプを作動させて、室内を目的の高真空度となす。The operatively connected vacuum device first operates the roughing pump to evacuate the room to create a low vacuum in the room, and then operates the cryopump to bring the room to the desired high degree of vacuum.
この際、第1段クライオパネル(4)は主として、水蒸
気や炭酸ガスを凝縮排気し、第2段クライオパネル(8
)にて酸素、窒素、アルゴン等を凝縮排気し、さらに、
10〜20にでも凝縮しない水素、ヘリウム、ネオンを
、第2段クライオパネル(8)の裏面に設けた活性炭(
9)にて吸着する。At this time, the first stage cryopanel (4) mainly condenses and exhausts water vapor and carbon dioxide, and the second stage cryopanel (8) mainly condenses and exhausts water vapor and carbon dioxide gas.
) to condense and exhaust oxygen, nitrogen, argon, etc.
Hydrogen, helium, and neon that do not condense even when
9) Adsorb.
効果
■第1段クライオパネル(4)により捕捉される気体分
子(主に水蒸気)は固定オリフィスを通過しにくいため
、安定したアルゴンの流量制御が可能となる。Effect ■ Since gas molecules (mainly water vapor) captured by the first stage cryopanel (4) are difficult to pass through the fixed orifice, stable argon flow rate control is possible.
■排気系に可変絞りを使用しないため、装置の制御系が
簡単になり、再現性が高く安定したプロセス制御が可能
となる。■Since a variable throttle is not used in the exhaust system, the equipment control system is simplified and stable process control with high reproducibility is possible.
■従来の絞り弁を設けた排気系を有するクライオポンプ
と比較して、低真空度領域での排気速度が大きく、ター
ゲット交換後の立ち上りが早い利点がある。■Compared to conventional cryopumps that have an exhaust system equipped with a throttle valve, the pump has the advantage of faster pumping speed in the low vacuum range and faster start-up after target replacement.
■冷凍機の冷凍能力が大きいため、クールダウンが早く
、また排気容量も大きい。■Since the refrigerator has a large freezing capacity, it cools down quickly and has a large exhaust capacity.
■この発明によるクライオポンプは、固定オリフィスを
内蔵することにより、大気開放後の立上りの際に、大幅
に時間短縮が計れ、半導体の如き大量生産設備において
は、大きな生産性の向上が見込める。- By incorporating a fixed orifice in the cryopump according to the present invention, it is possible to significantly shorten the startup time after opening to the atmosphere, and it is expected to greatly improve productivity in mass production equipment such as semiconductors.
実施例
スパッタリング装置で、真空室内容量が1001の容積
の場合、JIS SB相当排気能力を有するこの発明に
よるクライオポンプを配設したことにより、これを有し
ない従来のクライオポンプでの立上り時間が、10〜1
5時間であったのを、4.5時間に短縮することができ
た。In the example sputtering apparatus, when the vacuum chamber capacity is 1001, by installing the cryopump according to the present invention having an exhaust capacity equivalent to JIS SB, the rise time of a conventional cryopump without this is reduced to 10. ~1
We were able to shorten the time from 5 hours to 4.5 hours.
また、到達真空度と排気速度との関係を調査したところ
、第2図に示す如く、従来ポンプと比較して、低真空度
領域での排気能力が著しく向上したことが分る。Furthermore, when the relationship between the ultimate vacuum level and the pumping speed was investigated, it was found that the pumping capacity in the low vacuum range was significantly improved compared to the conventional pump, as shown in FIG.
第1図はこの発明による真空装置の構成を示す概略説明
図である。
第2図は真空度と排気速度との関係を示すグラフである
。
第3図は従来のスパッタリング装置の構成を示す説明図
である。
1・・・ポンプケース、2・・・取付フランジ、3・・
・シールド、4・・・第1段クライオパネル、5・・・
冷凍機、6・・・第1段伝熱部、7・・・第2段伝熱部
、8・・・第2段クライオパネル、9・・・活性炭、1
0・・・オリフィス、20・・・スパッタ室、21・・
・ゲート弁、22・・・排気系配管、23・・・クライ
オポンプ、24・・・可変絞り弁。FIG. 1 is a schematic explanatory diagram showing the configuration of a vacuum apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a graph showing the relationship between the degree of vacuum and the pumping speed. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the configuration of a conventional sputtering apparatus. 1...Pump case, 2...Mounting flange, 3...
・Shield, 4...1st stage cryopanel, 5...
Refrigerator, 6... First stage heat transfer section, 7... Second stage heat transfer section, 8... Second stage cryopanel, 9... Activated carbon, 1
0... Orifice, 20... Sputtering chamber, 21...
- Gate valve, 22... Exhaust system piping, 23... Cryopump, 24... Variable throttle valve.
Claims (1)
と、これより低温に保持する第2段クライオパネルを冷
却する第2段冷凍機を有し、極低温面にガスを選択的に
凝縮または物理吸着させる溜め込み型のクライオポンプ
において、 第1段目と第2段目のクライオパネル間で、該ポンプの
シールド内の横断面に、所要開孔を有するオリフィスを
設けたことを特徴とするクライオポンプ。[Claims] 1. A first-stage refrigerator that cools the outermost first-stage cryopanel, and a second-stage refrigerator that cools the second-stage cryopanel that is maintained at a lower temperature, In a storage type cryopump that selectively condenses or physically adsorbs gas on a surface, an orifice having a required opening in a cross section in the shield of the pump is provided between the first and second stage cryopanels. A cryopump characterized by being equipped with.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10691688A JPH01277687A (en) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | Cryopump |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10691688A JPH01277687A (en) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | Cryopump |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01277687A true JPH01277687A (en) | 1989-11-08 |
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ID=14445752
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10691688A Pending JPH01277687A (en) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | Cryopump |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01277687A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100706818B1 (en) * | 2005-11-07 | 2007-04-12 | 박병직 | cryo pump |
JP2014156832A (en) * | 2013-02-18 | 2014-08-28 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Cryopump and cryopump attaching structure |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS6053684A (en) * | 1983-09-02 | 1985-03-27 | Ulvac Corp | Cryopump |
JPS6247783B2 (en) * | 1981-09-24 | 1987-10-09 | Nitto Boseki Co Ltd |
-
1988
- 1988-04-28 JP JP10691688A patent/JPH01277687A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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