JPH03157585A - 真空装置およびその使用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、真空装置１例えば電子顕微鏡、蒸着装置など
の残留気体分子中の炭化水素の低減に関する。

〔従来の技術〕

従来の装置はＲＰで０．Ｉ　Ｐ　ａ　　程度まで予備排
気を行い、予備排気終了後コンダクタンスの大きい主バ
ルブを開き、ＤＰやＭＰに切り換えて主排気を行ってい
た。ところがＲＰで約１０Ｐａより低い圧力まで排気を
行うＲＰの作動油の分子が真空槽に侵入してきて、電子
顕微鏡においては試料の電子線を照射している領域に集
まってきて重合し、試料の汚染の原因となる。

だからといってＲＰによる予備排気を１０Ｐａ程度で停
止して、ＤＰに切り換えると、ＤＰは比較的多量のガス
を排気できるがＲＰはさほど排気速度が大きくないの′
で、ＤＰの背圧が上昇し。

ＤＰのジェットが−瞬くずれ、ＤＰ油分子が真空槽に侵
入し、これも試料汚染の原因となる。

長時間排気を続けていても油分子の分圧はなかなか減少
しないし、電子顕微鏡においては試料の交換や写真フィ
ルムの装填など、真空槽の一部或いは全部の真空を破り
、再び大気圧から排気を行う場合が非常に多く、その都
度上記の現象が発生する。

このような問題を解決するために従来は、特開昭５９−
２３４６４号公報のように主排管に並行に補助排気管を
取付け、それにコンダクタンスの小さいバルブを取付け
て、予備排気からの切り換えの際は、まずコンダクタン
スの小さい補助排気管を通じて排気をし、次にコンダク
タンスの大きい主排気管を通じて排気を行っていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は油回転ポンプ油、油拡散ポンプ油の真空
槽内への侵内に関する配慮がなされておらず、試料汚染
による像障害が頻発する問題があった。また、その改良
案も狭い空間にさらにもう一本排気管が追加されている
ため構造が複雑になり、主排管は全く別の部品になるた
め旧来の装置と部品の互換性もなかった。

本発明の目的はできる限り少ない変更や改造で、油分子
の逆流の少ない、清浄な高真空を得られる真空排気系を
実現することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために従来の油回転ポンプと油拡散
ポンプとの組合せの排気系に、主バルブと油拡散ポンプ
との間にオリフィス付バルブを追加したものである。オ
リフィス付バルブは、主バルブと同様のゲートバルブ、
バタフライバルブなど、開いた時にコンダクタンスの大
きいバルブの弁体に必要なコンダクタンスをもつオリフ
ィスを開けたものである。

〔作用〕

オリフィス付バルブは主バルブと油拡散ポンプとの間に
あって、通常は開いておく。油回転ポンプにより真空槽
を１０Ｐａ程度まで排気した後、油拡散ポンプによる主
排気に切り換える際に、まず主バルブは閉じたままオリ
フィス付バルブを閉じる。それから主バルブを開く。こ
の状態で真空槽はオリフィスを通じて油拡散ポンプによ
って排気される。オリフィスによって油拡散ポンプが排
気する気体の量を調整することによって、油拡散ポンプ
の背圧が上昇しすぎて油分子が真空槽に侵入することを
防止することができる。オリフィスを通じて充分排気し
た後にオリフィス付バルブも開き、大きなコンダクタン
スを有する状態で排気を行い必要な高真空を得る。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を第１図により説明する。

１は電子顕微鏡の試料室、観察室やカメラ室、或いは真
空蒸着装置の試料処理室などの真空槽を示し、本真空槽
には主排管４を通じて油拡散ポンプ２が接続されており
、予備排気管５を通じて油回転ポンプ３が接続されてい
る。予備排気管５は枝分かれして油拡散ポンプ２の排気
口を油回転ポンプ３とも接続していて、真空槽と油回転
ポンプとの間、油拡散ポンプと油回転ポンプとの間を遮
断するためにそれぞれバルブ８．９が設けられ、真空槽
を大気に開放するためのリークバルブ１０゜油回転ポン
プを停止させる際に油回転ポンプ吸気口を大気に開放す
るためのリークバルブ１１も取り付けられている。主排
管には真空槽と油拡散ポンプとを遮断する主バルブ６が
設けられていて、主バルブはバタフライバルブ、ゲート
バルブなどコンダクタンスの大きいバルブを用いる。本
発明の特徴は主バルブと油拡散ポンプとの間に第２図に
示すようなオリフィス付バルブ７を設けていることであ
る。このバルブを開閉することによりコンダクタンスの
大きい状態と小さい状態を設定することができ、油拡散
ポンプが排気する気体の量を調節できる。

大気に開放された真空槽１を油分子などの炭化水素の分
圧の少ない高真空に排気するには、まず。

主バルブ６、バルブ８．リークバルブ１１を閉じ。

バルブ９を開き油拡散ポンプ２の排気口を油回転ポンプ
３で排気し油拡散ポンプを使用できるように準備する。

真空槽が常時使用されている場合は本手順は既になされ
ているが、いずれの場合でも油拡散ポンプが「待ち」の
状態ではオリフィス付バルブ７は開いて、主バルブとオ
リフィス付バルブの間の空間が空気溜まりになることを
防ぐ。

次にリークバルブ１０．バルブ９を開じ、バルブ８を開
いて真空槽を油回転ポンプ１０Ｐａ程度まで予備排気を
行う。１０Ｐａ程度までは油回転ポンプ油の分子の真空
槽への侵入は少ないのだが、さらに低い圧力まで油回転
ポンプによって排気すると、真空槽内の油分子の分圧は
急増する。熱伝導真空計１２で予備排気の圧力は測定で
きる。

１０Ｐａまで予備排気を行ったら、まずバルブ８を閉じ
、バルブ９を開き、開いておいたオリフィス付バルブ７
を閉じる。それから主バルブ６を開き、まだ圧力の高い
真空槽をオリフィスを通じて油拡散ポンプで排気をし、
油拡散ポンプ排気口の圧力が臨界背圧を越え、油拡散ポ
ンプが排気を停止して、油拡散ポンプ油の分子が真空槽
に侵入することを防止する。この状態で０．１Ｐａ　　
程度まで真空槽を排気した後にオリフィス付バルブ７も
開き、真空槽の主排気を開始し、高真空を得る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、１０Ｐａで予備排気を終了するので油
回転ポンプからの油分子の逆流は少ない。

また、高い圧力の真空槽を大きな排気速度の油拡散ポン
プで排気することにより油拡散ポンプが大量の気体を排
気して排気口側の圧力が臨界背圧を越え、油拡散ポンプ
のジェットが乱れ、ポンプが排気を停止し、油分子が真
空槽に逆流することを防止することもできるので、炭化
水素の分圧の小さい、清浄な高真空を得ることが可能で
ある。油分子が真空槽の壁面に付着すると、通常の排気
では取り除くことが困難であり、それらの分子が炭化水
素分圧を上昇させ、電子顕微鏡における試料の汚染や蒸
着膜の質の低下などの原因となっている。これらの問題
を低減させることは観察や分析の能率を高め、研究の精
度や信頼性を上げる効果を有する。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図はオリ
フィス付バルブのバタフライバルブをもとにした実施例
を示す図である。 １・・・真空槽、２・・・油拡散ポンプ、３・・・油回
転ポンプ、４・・・主排管、５・・・予備排管、６・・
・主バルブ、７・・・オリフィス付バルブ、８，９・・
・バルブ、１０゜１１・・・リークバルブ、１２・・・
熱伝導真空計、１３・・電離真空計。 を 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ゲートバルブ、バタフライバルブ等コンダクタンス
   の大きいバルブの弁体に適当な面積の小穴を開け、バル
   ブの開閉によつて排気系のコンダクタンスを変化させる
   ことを特徴とする真空バルブ。 ２、油回転ポンプ（ＲＰ）などの粗引きポンプによつて
   大気圧から予備排気を行なつた後に、油拡散ポンプ（Ｄ
   Ｐ）、ターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）などの主排気ポンプ
   によつて排気する排気系を具備した真空装置において、
   真空槽と主排気ポンプとをつなぐ主排管に取り付けられ
   たコンダクタンスの大きな主バルブよりも主排気ポンプ
   側の部位に請求項１記載のコンダクタンス調整用のバル
   ブを具備したことを特徴とする真空装置。 ３、請求項２記載の真空装置において、ＲＰによつて真
   空槽内を大気圧から１０Ｐａ程度まで粗排気し、ＤＰな
   どの主排気ポンプに切り換える際に、まずコンダクタン
   ス調整用バルブを閉じ主バルブを開き前者の弁体の小穴
   （オリフィス）を通じて排気を行い、主排気ポンプの背
   圧が臨界背圧を越えない圧力まで排気を行つた後に主バ
   ルブも開き主排気を行うことを特徴とした真空排気系の
   使用方法。 ４、請求項１記載のバルブと弁体にオリフィスの開いて
   いないバルブを直接、或いは開閉したときにお互いの弁
   体が干渉しないよう適切な長さのスペーサーを用いて接
   続した、閉、開（コンダクタンス小）、開（コンダクタ
   ンス大）の三つの状態が設定できることを特徴とするバ
   ルブ。