JPH0347484A - クライオポンプ - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、ポンプケースに極低温の複数のクライオパネ
ルを収納し、このクライオパネルの表面に酸素及びチ１
素笠の気体を凝縮させてなるクライオポンプに関する。

（ロ）従来の技術 本発明に先行する雑誌「真空」第２９巻第３号（１９８
６年発行）のＰ１３５〜Ｐ１４５に記載された従来のク
ライオポンプでは、第３図、第４図及び第５図に示すよ
うに、高真空形成室（１）にポンプケース（２）を接続
し、このポンプケース（２）に収納した複数のクライオ
パネル（３）（３）・・・を冷凍機ユニット（４）で冷
却し、極低温に冷却されたクライオパネル（３）（３）
・・・の表面に酸素及び千７素等の気体を；凝縮するこ
とで、前記高真空形成室（１）から強制排気するように
している。

しかしながらこの種クライオポンプでは、前記クライオ
パネル（３）（３）・・・を、皿状に均等な大きさに形
成してポンプケース（２）の接続口（５）から内部に向
かって重合させているため、前記接続口（５）から吸入
された気体は、最前のクライオパネル（３）に集中して
凝縮し、このクライオパネル（３）に隠れた後続のクラ
イオパネル（３）（３）・・・には効率的に凝縮し得な
いため、クライオパネル（３）（３）・・・全体の凝縮
能率が悪く、従って、クライオポンプの排気速度が遅い
という欠点があった。

（ハ）発明が解決しようとする課題 本発明は前述の欠点を解消し、排気速度の速いクライオ
ポンプを提供するものである。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、高真空形成室を有する真空装置に接続される
ポンプケースを、冷凍機ユニットに取付け、この冷凍機
ユニットの圧縮冷媒をパイプ状シリンダーの内部で流通
して冷却させると共に、前記パイプ状シリンダーで冷却
される極低温の複数のクライオパネルを前記ポンプケー
スに収納し、前記クライオパネルの表面に酸素及びチッ
素等の気体を凝縮させることで、前記高真空形成室から
強制排気してなるものであって、 前記クライオパネルを、前記パイプ状シリンダーの外部
に放射状に配設すると共にポンプケースの接続口から内
部に向かってパネル幅が次第に広がるように形成したも
のである。

（ホ）作　用 本発明によれば、ポンプケースの接続口から口及入され
た気体は、放射状に配設された各クライオパネルに均等
に接触して凝縮すると共に、個々のクライオパネルにつ
いてもその最前部においてはパネル幅が狭くポンプケー
ス内部に向かって気体の拡散に対応してパネル幅も次第
に広がって捕捉面積も拡大することでパネル面全体に均
等に凝縮され、従って、クライオポンプの排気速度が速
くなる。

（へ）実施例 次に本発明の一実施例について説明する。

第１図において、（６）はポンプケースで、高真空形成
室（７）を有する真空装置（８）に接続される。真空装
置（８）は、半導体製造用真空装置又は磁気記録媒体製
造装置等であって、その高真空形成室（７）において、
スパッタリング、イオン注べ、プラズマエツチング、蒸
着、真空熱処理、表面分析及び電子描画等を行なう際に
利用される。

（９）は真空装置（８）に備えた真空ポンプで、高真空
形成室（７）の気体を予じめ所定の圧力まで排気するｅ
（１１））はポンプケース（６）を取付けてなる冷凍機
ユニットで、その圧縮冷媒をパイプ状シリンダー（１１
）の内部で流通して冷却させると共に、このパイプ状シ
リンダー（１１）の吸熱により複数のクライオパネル（
１２）（１２）・・・を絶対温度２０°に以下の極低温
に冷却する。冷凍機ユニット（ｌＯ）は、その吐出側配
管（１３）と吸入側配管（１４）とで圧縮機（図示しな
い）に接続されると共に、高純度ヘリウム等を冷媒とし
て充填し、この充填冷媒を、高■弁及び低圧弁（いずれ
も図示しない）を適宜、開閉することでパイプ状シリン
ダー（１１）との間で冷媒を循環し、この冷媒をＧ−Ｍ
サイクルの作動原理により極低温に冷却する。また、パ
イプ状シＪンダー（１１）は、Ｇ　−Ｍサイクルの蓄冷
器及び膨張室（いずれも図示しない）をそれぞれ２段、
内設することで、絶対温度１３０’に以下の１段ステー
ジ（１５）と絶対温度２０’に以下の２段ステージ（１
６）を形成している。（１７）は１段ステージ（１５）
に取付けられた輻射シールドで、円筒状に形成しその内
面を黒化処理することでポンプケース接、ｖＬ口（１８
）からの熱輻射が絶対温Ｐｉ２０’に以下のクライオパ
ネル（１２）（１２）・・・に到達するのを阻止する。

（１９）は輻射シールド（１７）の吸気口に張設したバ
ッフルで、輻射シールド（１７）と共に銅素材で形成し
その表面をニッケルメッキすることで真空装置（８）か
らの熱輻射を反射する。ポンプケース（６）に吸入され
た気体は、その各成分毎に；疑縮温度が異なり、凝縮温
度の比較的高い水蒸気については絶対温度１３０＠に程
度の輻射シールド（１７）及びバッフル（１９）に凝縮
して固化し、チッ素、酸素及びアルゴン等の気体につい
ては絶対温度２゜°にで蒸気圧が１０．−”Ｔｏｒｒに
なるためクライオパネル（１２）（１２）・・・に凝縮
して固化し、水素、ヘリウム及びネオン等の気体につい
ては蒸気圧が高く２０’に程度では凝縮しないためクラ
イオパネル（１２）（１２）・・・の一部に取付けられ
た活性炭（図示しな−刻で収着される。

而して前記クライオパネル（１２）（１２）・・・は、
前記パイプ状シリンダー（１１）の２段ステージ（１６
）に取付けて、このパイプ状シリンダー（１１）の外部
に放射状に配設すると共に、ポンプケース（６）の接続
口（１８）から内部に向かってパネル幅（Ｘ）が次第に
広がるように形成しである。前記クライオパネル（１２
バ１２）・・・は、第２図に示すように具体的には第１
ステージ（１６ンの上面に接着した熱伝導性円筒（２（
１）に、一体成形又は溶接等により接着することで彩成
しこの熱伝導性円筒（２０）を介してパイプ状シリンダ
ー（１１）に取付けである。

前記クライオポンプでは、ポンプケース（６）の接続口
（１８）から吸入された気体は、凝縮温度の比較的高い
水蒸気については絶対温度１３０°に程度の輻射シール
ド（１７）及びバッフル（１９）に凝縮して固化し、チ
ッ素、酸素及びアルゴン等の気体については絶対温度２
０’に程度のクライオパネル（１２）（１２）・・・に
凝縮して固化し、水素、ヘリウム及びネオン等の気体に
ついては活性炭で収着されるようになる。また、前記チ
ッ素、酸素及びアルゴン等の気体は、接続口（１８）か
ら吸入された後、放射状に配設された各クライオパネル
（１２）（１２）・・・に均等に接触して凝縮すると共
に、個々のクライオ・ぐネル（１２）についてもその最
前部（１２ａ）において：よパネル幅（Ｘ）が狭くポン
プケース内部に向かってこの気体の拡散に対応してパネ
ル幅（Ｘ）も次第に広がって捕捉面積も拡大することで
パネル面全体に接触して凝縮され、従って、クライオポ
ンプによる高真空形成室（７）からの排気速度が早くな
る。

（ト〕　　発明の効果 本発明は以上のように構成したから、ポンプケースの接
続口から吸入された気体は、放射状に配設された各クラ
イオパネルに各パネル間で均等に接触して；凝縮すると
共に、個々のクライオパネルについてもその最前部にお
いてはパネル幅が狭くポンプケース内部に向かってこの
気体の拡散に対応してパネル幅も次第に広がって捕捉面
積も拡大することでパネル面全体に均等に接触して凝縮
され、従って、クライオポンプを排気速度を速くして性
能アップできる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例の縦断面図、第２図は同実施
例の要部の斜視図、第３図乃至第５図は、従来例を示し
、第３図は縦断面図、第４図は一部の斜視図、第３図は
一部の縦断面図である。 （６）・・・ポンプケース、（７）・・・高真空形成室
、（８）・・・真空装置、（１０）・・・冷凍機ユニッ
ト、（１１）・・・パイプ状シリンダー、（１？り（１
２）・・・クライオパネル、（１８）・・・接続口、（
Ｘ）・・・パネル幅。 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）高真空形成室を有する真空装置に接続されるポンプ
   ケースを、冷凍機ユニットに取付け、この冷凍機ユニッ
   トの圧縮冷媒をパイプ状シリンダーの内部で流通して冷
   却させると共に、前記パイプ状シリンダーで冷却される
   極低温の複数のクライオパネルを前記ポンプケースに収
   納し、前記クライオパネルの表面に酸素及びチッ素等の
   気体を凝縮させることで、前記高真空形成室から強制排
   気してなるものであって、 前記クライオパネルを、前記パイプ状シリンダーの外部
   に放射状に配設すると共にポンプケースの接続口から内
   部に向かってパネル幅が次第に広がるように形成したこ
   とを特徴とするクライオポンプ。