JPH0415992Y2 - - Google Patents

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JPH0415992Y2
JPH0415992Y2 JP1989001192U JP119289U JPH0415992Y2 JP H0415992 Y2 JPH0415992 Y2 JP H0415992Y2 JP 1989001192 U JP1989001192 U JP 1989001192U JP 119289 U JP119289 U JP 119289U JP H0415992 Y2 JPH0415992 Y2 JP H0415992Y2
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cryopanel
cryopump
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argon
pump
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Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案は、高真空を得るに使用されるクライオ
ポンプに関する。
[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a cryopump used to obtain high vacuum.

(従来の技術) 従来、クライオポンプとして、第1図示のよう
な、上方に向けて開口した排気口aを有するクラ
イオポンプのポンプケースb内に、上下方向に筒
形のクライオパネルcを設けたものが知られてい
る(特公昭63−34316号公報、特公昭63−39796号
公報)。
(Prior Art) Conventionally, as a cryopump, a cylindrical cryopanel c is provided vertically in a pump case b of a cryopump having an exhaust port a opening upward, as shown in the first diagram. These are known (Japanese Patent Publication No. 63-34316, Japanese Patent Publication No. 63-39796).

該クライオパネルcは、ポンプケースbの内部
に設けた筒形のシールドd内に延びる冷凍機eの
第2段ヘツドfに取付けされ、該シールドdは冷
凍機eの第1段ヘツドgに取付けられる。排気口
aからシールドd内へバツフルhを介して流入す
るガス分子は、40〜60K(ケルビン)のシールド
dと20K以下のクライオパネルcに凝縮して排気
されるが、その排気速度はクライオパネルcとシ
ールドdとの間を上下に昇降するリングiにより
可変することが出来る。
The cryopanel c is attached to the second stage head f of the refrigerator e, which extends inside a cylindrical shield d provided inside the pump case b, and the shield d is attached to the first stage head g of the refrigerator e. It will be done. Gas molecules flowing from the exhaust port a into the shield d via the buffer h are condensed on the shield d at 40 to 60K (Kelvin) and the cryopanel c below 20K and are exhausted, but the exhaust speed is It can be varied by a ring i that moves up and down between c and shield d.

(考案が解決しようとする課題) 一般にクライオポンプは、そのクライオパネル
cとシールドdに多量のガス分子が凝縮した最大
排気量に到達すると、凝縮したガス分子を除去し
て排気能力を回復させる再生処理が施される。ク
ライオポンプがその最大排気量に到達したか否か
の判断は、該ポンプにより排気される装置のガス
分圧例えばアルゴンガス分圧を測定することによ
つて行なわれ、そのガス分圧が低下しなくなると
ポンプ再生処理を行なう。
(Problem to be solved by the invention) In general, when a cryopump reaches its maximum displacement with a large amount of gas molecules condensed on its cryopanel c and shield d, the condensed gas molecules are removed and the exhaust capacity is restored. Processing is performed. Determination as to whether a cryopump has reached its maximum displacement is made by measuring the partial pressure of the gas in the device pumped out by the pump, such as argon gas partial pressure, and if the partial pressure of the gas decreases. When it runs out, the pump will be regenerated.

スパツタ成膜装置では、多量のアルゴンガスが
使用されるので、該装置の排気を行なうクライオ
ポンプの再生時期の到来はアルゴンガス分圧の測
定によつて判断しているが、この場合、該装置の
アルゴンガスを多量に、しかし最大排気量より少
ない量を排気したあとで、アルゴンの分圧が高く
なる現象が生じ、最大排気量に到達していないに
も係わらずポンプ再生時期到来の測定結果とな
り、必要以上に短期間でクライオポンプの再生が
行なわれるので装置の稼動率が下がる問題があつ
た。
Sputter film deposition equipment uses a large amount of argon gas, so the time to regenerate the cryopump that evacuates the equipment is determined by measuring the argon gas partial pressure. After evacuating a large amount of argon gas, but less than the maximum displacement, a phenomenon occurs in which the partial pressure of argon increases, and the measurement results indicate that it is time for pump regeneration even though the maximum displacement has not been reached. As a result, the cryopump is regenerated in a shorter period of time than necessary, resulting in a reduction in the operating rate of the device.

このアルゴンガスの分圧が高くなる現象を生ず
る原因は、従前は第1段ヘツドgに接続されたバ
ツフフh、リングi、シールドdなどに凝縮した
アルゴンガスが再放出されるためであると考えら
れており、第1段ヘツドgの温度を上げることが
提案されていた。しかし、通常のクライオポンプ
で排気されるアルゴンガスは、主に20K以下のク
ライオパネルcの上面と側面に凝縮して排気さ
れ、そこに凝縮されるアルゴン固体の量が1〜2
cmの厚さになるまでは排気可能であり、このクラ
イオパネルcの固体アルゴンから昇華する量は
10-13Torr以下で、ポンプ内の圧力即ち背圧を高
くする程度ではない。すなわち、バツフルh、リ
ングi、シールドdに凝縮する量はすくない。実
験によれば、クライオパネルcの側面に凝縮した
多量の固体アルゴンがポンプの振動等によりシー
ルドdの底面に落下し、これが前記現象を生ずる
原因であることが判明した。これを更に説明する
と、シールドdは40〜60Kであり、該シールドd
の底面に落下した固体アルゴンは、そこから極め
て徐々にしか昇華しないため、例えば1mm角のよ
うな微小な固体アルゴンでも昇華し終るまでは極
めて長時間かかり、その間背圧が10-4Torr以上
に高まり、アルゴン分圧が高められてしまうこと
が原因であることが分つた。しかも、この固体ア
ルゴンの落下は、凝縮量が一定値を越えると起き
易く、一旦この落下が生ずると、クライオポンプ
を停止してポンプ各部の温度を室温近くまで上
げ、再生操作を行なう必要が生じ、この間はスパ
ツタ装置は停止され生産性が低下する。
The reason for this phenomenon in which the partial pressure of argon gas increases is thought to be that the argon gas condensed in the buffer h, ring i, shield d, etc. connected to the first stage head g is re-released. It was proposed to raise the temperature of the first stage head g. However, the argon gas exhausted by a normal cryopump mainly condenses on the top and side surfaces of the cryopanel c below 20K, and the amount of argon solid condensed there is 1 to 2.
It is possible to pump up to a thickness of cm, and the amount sublimed from the solid argon of this cryopanel c is
It is less than 10 -13 Torr and is not enough to increase the pressure inside the pump, that is, the back pressure. That is, the amount condensed on the buffer h, ring i, and shield d is small. According to experiments, it was found that a large amount of solid argon condensed on the side surface of the cryopanel c fell onto the bottom surface of the shield d due to pump vibration, etc., and this was found to be the cause of the above phenomenon. To explain this further, the shield d is 40 to 60K, and the shield d
Solid argon that has fallen to the bottom of the tank will sublimate only very gradually from there, so it takes an extremely long time for even a small piece of solid argon, such as 1 mm square, to sublimate, and during that time the back pressure will exceed 10 -4 Torr. It was found that the cause was that the argon partial pressure was increasing. Moreover, this fall of solid argon tends to occur when the amount of condensation exceeds a certain value, and once this fall occurs, it becomes necessary to stop the cryopump, raise the temperature of each part of the pump to near room temperature, and perform a regeneration operation. During this period, the sputtering equipment is stopped and productivity decreases.

本考案は、クライオポンプが最大排気量に達し
ていない場合にガス分圧が異常に高まる現象を防
止することを目的とするものである。
The present invention aims to prevent the phenomenon in which the gas partial pressure increases abnormally when the cryopump has not reached its maximum displacement.

(課題を解決するための手段) 本考案では、クライオポンプのポンプケース内
に、クライオパネルを設けるようにしたものに於
いて、該クライオパネルの下方にこれと一体に、
該クライオパネルから落下する凝縮物を受止めす
る外径が該クライオパネルの径よりも大きい熱良
導材料製の受皿を設け、これにより前記目的を達
成するようにした。
(Means for Solving the Problems) In the present invention, in a cryopump in which a cryopanel is provided in a pump case of a cryopump, a cryopanel is provided below the cryopanel,
A saucer made of a thermally conductive material and having an outer diameter larger than the diameter of the cryopanel is provided to catch the condensate falling from the cryopanel, thereby achieving the above object.

(作用) クライオポンプにより比較的多量にアルゴンガ
スを使用するスパツタ成膜装置の排気を行なう場
合、凝縮温度の低いアルゴンガスが該ポンプの排
気口から流入し、クライオパネルの上面及び側面
に固体アルゴンの凝縮物となつて付着する。長時
間に亘りクライオポンプを使用すると、クライオ
パネルに凝縮した固体アルゴンの凝縮物の厚さは
次第に厚くなり、ポンプの振動等により剥離落下
するが、該クライオパネルの下方にはこれと一体
に外径が該クライオパネルの径よりも大きい熱良
導材料製の受皿が設けられているので、該受皿に
より落下する固体アルゴンの凝縮物が受止めら
れ、該受皿はクライオパネルとほぼ同温度である
ため受止められた固体アルゴンが昇華することが
ない。
(Function) When a cryopump is used to exhaust a sputtering film deposition system that uses a relatively large amount of argon gas, argon gas with a low condensation temperature flows in from the exhaust port of the pump, and solid argon is formed on the top and side surfaces of the cryopanel. It adheres as a condensate. When a cryopump is used for a long time, the solid argon condensate that has condensed on the cryopanel gradually becomes thicker, and it flakes off and falls due to vibrations of the pump. A receiver made of a thermally conductive material having a diameter larger than the diameter of the cryopanel is provided, so that the falling solid argon condensate is caught by the receiver, and the receiver has approximately the same temperature as the cryopanel. Therefore, the solid argon received will not sublimate.

従つて、該クライオポンプの背圧が最大排気量
に達する以前に上昇することがなく、スパツタ成
膜装置のアルゴンガス分圧の上昇がないので、最
大排気量に達するまでクライオポンプを運転する
ことが出来、スパツタ成膜装置の稼動率が向上す
る。
Therefore, the back pressure of the cryopump does not increase before reaching the maximum displacement, and the argon gas partial pressure of the sputtering film forming apparatus does not increase, so the cryopump can be operated until the maximum displacement is reached. This improves the operating rate of the sputtering film forming equipment.

(実施例) 本考案の実施例を図面第2図に基づき説明する
に、同図に於いて符号1はスパツタ成膜室等のア
ルゴンガスが多量に使用される室に接続された上
下方向の排気管、2は該排気管1に接続される上
方に向けて開口した排気口3を有するクライオポ
ンプのポンプケース、4は該ポンプケース2内に
排気口3に向けて開口するように設けた筒状のシ
ールド、5は該シールド4内にこれと間隔6を存
して上下方向に設けた円筒形のクライオパネルを
示し、該シールド4を該ケース2内の冷凍機7の
第1段ヘツド8に取付け、該クライオパネル5を
該シールド4内に延びる冷凍機7の第2段ヘツド
9に取付けるようにした。10は該シールド4の
開口部4aに設けた該クライオパネル5の筒径と
略同径の円形平板状のバツフル、11は前記間隔
6をロツド13により該シールド4の奥部と開口
部4aとの間を上下に往復移動される環状の遮板
で、該遮板11にはシールド4の内壁に沿つて延
びる延長部11aを形成するようにした。
(Embodiment) An embodiment of the present invention will be explained based on Fig. 2 of the drawing. An exhaust pipe, 2, a pump case of a cryopump having an upwardly opening exhaust port 3 connected to the exhaust pipe 1; 4, a pump case 4 provided in the pump case 2 so as to open toward the exhaust port 3; A cylindrical shield 5 indicates a cylindrical cryopanel installed vertically within the shield 4 with an interval 6 therebetween, and the shield 4 is connected to the first stage head of the refrigerator 7 in the case 2. 8, and the cryopanel 5 was attached to the second stage head 9 of the refrigerator 7 extending inside the shield 4. Reference numeral 10 denotes a circular flat buffle having approximately the same diameter as the cylinder diameter of the cryopanel 5 provided in the opening 4a of the shield 4, and 11 the distance 6 between the deep part of the shield 4 and the opening 4a using a rod 13. The shielding plate 11 is an annular shielding plate that is reciprocated up and down between the shielding plates 11 and 11. The shielding plate 11 is formed with an extension portion 11a extending along the inner wall of the shield 4.

以上の構成は、従来のスパツタ成膜用クライオ
ポンプの構成と特に変りがなく、冷凍機7を作動
させると、シールド4は40〜60K、クライオパネ
ル5は20K以下の低温になり、排気管1及び排気
口3を介して流入するガス分子のうち、水分等の
比較的高温で凝縮するガス分子はシールド4に凝
縮し、比較的低温で凝縮するアルゴンガス分子等
はクライオパネル5に凝縮する。そして遮板11
を適当な位置に移動させることにより、排気口3
に対するクライオパネル5の露出面積が変り、排
気速度が可変される作用も従来のものと変りがな
い。
The configuration described above is not particularly different from the configuration of a conventional cryopump for sputtering film formation. When the refrigerator 7 is operated, the shield 4 is heated to a temperature of 40 to 60K, the cryopanel 5 is heated to a low temperature of 20K or less, and the exhaust pipe 1 Among the gas molecules flowing in through the exhaust port 3, gas molecules such as moisture that condense at a relatively high temperature condense on the shield 4, and argon gas molecules and the like that condense at a relatively low temperature condense on the cryopanel 5. and shielding plate 11
By moving the exhaust port 3 to an appropriate position,
The exposed area of the cryopanel 5 changes, and the effect of varying the pumping speed remains the same as in the conventional case.

而して以上の構成では、多量のアルゴンガスを
排気すると、クライオパネル5に凝縮した固体ア
ルゴン等の凝縮物がシールド4の底面に落下して
昇華し、クライオポンプの背圧が上昇して排気管
1に連なるスパツタ成膜装置のアルゴン等のガス
分圧が高まる現象を生ずるが、本考案に於いて
は、該クライオパネル5の下方に、これと一体に
アルミニウム等の熱良導材料製でその外径が該ク
ライオパネル5の外径よりも大きい受皿12を設
け、クライオパネル5から落下する凝縮物を受止
めるようにし、該現象の発生を防止するようにし
た。
In the above configuration, when a large amount of argon gas is pumped out, condensate such as solid argon that has condensed on the cryopanel 5 falls to the bottom of the shield 4 and sublimates, increasing the back pressure of the cryopump and exhausting the gas. This causes a phenomenon in which the partial pressure of gas such as argon in the sputter film forming apparatus connected to the tube 1 increases, but in the present invention, a structure made of a thermally conductive material such as aluminum is installed below the cryopanel 5. A receiving tray 12 whose outer diameter is larger than the outer diameter of the cryopanel 5 is provided to catch the condensate falling from the cryopanel 5, thereby preventing the occurrence of this phenomenon.

該受皿12は、第2図示の場合、クライオパネ
ル5の筒状の内側に入り込む円筒形の熱良導材料
製の接続部12aを延長形成し、該接続部12a
によりクライオパネル5と一体に接続したが、第
3図示のようにクライオパネル5の下部を皿形に
外方に曲げて受皿12を形成するようにしても良
い。
In the case shown in the second figure, the saucer 12 is formed by extending a cylindrical connecting portion 12a made of a thermally conductive material that enters the cylindrical inside of the cryopanel 5.
Although the cryopanel 5 is integrally connected to the cryopanel 5, the lower part of the cryopanel 5 may be bent outward into a dish shape to form a saucer 12 as shown in the third figure.

該受皿12は、熱良導材料製であり、クライオ
パネル5と一体に取付けられているので、クライ
オパネル5と略同温度の20K以下となり、受皿1
2上に落下した固体アルゴン等の凝縮物は昇華す
ることがなく、前記現象の発生が防止される。
The saucer 12 is made of a thermally conductive material and is attached integrally with the cryopanel 5, so the temperature is approximately the same as that of the cryopanel 5, 20K or less, and the saucer 1
The condensate such as solid argon that has fallen onto 2 does not sublimate, and the occurrence of the above phenomenon is prevented.

また、この第2図、第3図の場合には、受皿1
2には、リング11によつてポンプ入口3から常
に遮蔽されているため、多量のアルゴンが凝縮す
ることはなく、ここから固体アルゴンがシールド
4の底面に落下することはない。
In addition, in the case of FIGS. 2 and 3, the saucer 1
2 is always shielded from the pump inlet 3 by the ring 11, so that a large amount of argon will not condense, and solid argon will not fall from there to the bottom of the shield 4.

なお、実施例第2図、第3図のほかに、クライ
オポンプに横にして使用する場合も、入口からク
ライオパネルと受皿を遮蔽する構造のリングとこ
のクライオパネルの下方にクライオパネルと一体
に熱良導材料で作られた受皿を取りつけた構造に
すれば同じ効果が得られる。
In addition to the examples shown in Figures 2 and 3, even when the cryopump is used horizontally, a ring with a structure that shields the cryopanel and the saucer from the inlet and a ring underneath the cryopanel are integrated with the cryopanel. The same effect can be obtained by using a structure that includes a saucer made of a material with good thermal conductivity.

(考案の効果) 以上のように本考案に於いては、クライオポン
プのクライオパネルの下方に、これと一体に熱良
導材料製の該クライオパネルの径よりも大きい外
径を有する受皿を設け、低温の受皿でクライオパ
ネルから落下する凝縮物を受止めるようにしたの
で、クライオポンプがその最大排気量へ達する以
前にクライオポンプに接続したスパツタ成膜装置
等のガス分圧が高まる現象を生ずることがなく、
最大排気量を排気するまで不必要にクライオポン
プの再生が行なわれることがなくなり、クライオ
ポンプで排気される装置の稼動率を高め得る等の
効果がある。
(Effects of the invention) As described above, in the present invention, a receiving tray made of a thermally conductive material and having an outer diameter larger than the diameter of the cryopanel is provided below the cryopanel of the cryopump. Since the condensate falling from the cryopanel is caught in a low-temperature saucer, the gas partial pressure in the sputtering film deposition equipment connected to the cryopump increases before the cryopump reaches its maximum displacement. Without a doubt,
This eliminates unnecessary regeneration of the cryopump until the maximum displacement is exhausted, and has the effect of increasing the operating rate of a device that is evacuated by the cryopump.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来例の截断側面図、第2図は本考案
の実施例の截断側面図、第3図は本考案の他の実
施例の要部の截断側面図である。 2……ポンプケース、3……排気口、5……ク
ライオパネル、12……受皿。
FIG. 1 is a cross-sectional side view of a conventional example, FIG. 2 is a cross-sectional side view of an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional side view of main parts of another embodiment of the present invention. 2...Pump case, 3...Exhaust port, 5...Cryopanel, 12...Saucer.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] クライオポンプのポンプケース内にクライオパ
ネルを設けるようにしたものに於いて、該クライ
オパネルの下方にこれと一体に、該クライオパネ
ルから落下する凝縮物を受止めする外径が該クラ
イオパネルの径よりも大きい熱良導材料製の受皿
を設けたことを特徴とするクライオポンプ。
In a cryopump in which a cryopanel is provided inside the pump case, an outer diameter that receives condensate falling from the cryopanel is set below the cryopanel and integrally with the cryopanel. A cryopump characterized by having a saucer made of a thermally conductive material that is larger than that of the cryopump.
JP1989001192U 1989-01-11 1989-01-11 Expired JPH0415992Y2 (en)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS606085A (en) * 1983-06-23 1985-01-12 Arubatsuku Kuraio Kk Cryopump device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS606085A (en) * 1983-06-23 1985-01-12 Arubatsuku Kuraio Kk Cryopump device

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JPH0294381U (en) 1990-07-26

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