JPH0447180A

JPH0447180A - クライオポンプ

Info

Publication number: JPH0447180A
Application number: JP15655790A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Yagi; 信昭八木; Yukihiro Hamada; 浜田　行弘
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1990-06-14
Filing date: 1990-06-14
Publication date: 1992-02-17
Anticipated expiration: 2011-11-06
Also published as: JP2551204B2

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、半導体や磁気ディスク、光ディスク等の製造
部門で使用されるスパッタ装置の処理室を真空に引く場
合等に適し、主にアルゴンガスの排気に好適なりライオ
ポンプに関する。

（従来の技術）従来、特開昭６０−１３９９２号公報等に開示され且つ
第３図に示すように、この種クライオポンプは、ヘリウ
ムを用いた気体膨張型の冷凍機本体（Ｒ）に、絶対温度
数十にレベルの第１ヒートステージ（Ｘ）と更にこれよ
り低温の第２ヒートステージ（Ｙ）とを備え、第１ヒー
トステージ（Ｘ）に、第２ヒートステージ（Ｙ）を覆い
、ガスの侵入部にバッフル（Ｗ）を備える第１パネル（
Ａ）を、又、第２ヒートステージ（Ｙ）に、裏面に活性
炭等の水素吸着層（Ｈ）を形成した複数の傘形パネル（
Ｐ）から成る第２パネル（Ｂ）を各々結合して、第１パ
ネル（Ａ）でポンプケース（Ｃ）側等からの熱侵入を阻
止しながら、第２パネル（Ｂ）の表面にアルゴンガスを
凝縮させると共に裏面の水素吸着層（Ｈ）に水素を吸着
させ、処理室内を真空に引くようにしている。

（発明が解決しようとする課題）ところで、スパッタ装置等でアルゴンガスを使用し、使
用後のアルゴンガスを多量に排気するには、アルゴンガ
スと共に混在する水素ガス（主にカソード材料から放出
される水素ガス）を飽和させないように、該水素ガスを
同時に良好に排気する必要がある。上記従来構造のもの
は、第２パネル（Ｂ）を複数の傘形パネル（Ｐ）で構成
したことにより、第２パネル（Ｂ）を単に有底筒形のパ
ネルとしたものに比べて、アルゴンの付着面積及び水素
の吸着面積を共に広く確保でき、−見、アルゴンガスの
大量排気に適するように思える。

しかし、実際には、図示のように、アルゴン（ａ）の付
着が進行すると、各傘形パネル（Ｐ）の上下間の隙間が
閉塞され、内側に隠れる水素吸着層（Ｈ）を利用するこ
とができなくなり、実質的に最下端部の水素吸着層（Ｈ
）のみで水素の排気を行うことになり、このため、水素
の排気量が抑制され、これに伴い、アルゴンの排気量も
抑制される問題がある。

又、アルゴン（ａ）は、第２パネル（Ｂ）の上面で、温
度レベルの高い第１パネル（Ａ）やバッフル（Ｗ）との
間の空間に堆積され、その堆積量を増大させるには、第
２パネル（Ｂ）を第１パネル（Ａ）に対し小さくしたい
が、該第２パネル（Ｂ）を小型化すると、傘形パネル（
Ｐ）の間隔が狭くなり、更にこの小型化に伴う水素吸着
面積の縮小を補うため傘形パネル（Ｐ）の枚数を増やす
場合は一層その間隔が狭くなり、従って、アルゴン（ａ
）が堆積されると水素吸着層（Ｈ）は極めて容易に閉塞
されてしまい、第２パネル（Ｂ）の小型化つまり堆積空
間の拡大は困難で、アルゴンの排気量に限界が生じる問
題がある。尚、第２パネル（Ｂ）を小型化せずに第１パ
ネル（Ｘ）を大型化して堆積空間を拡大する場合は、装
置全体の大型化を招く問題がある。

従って、上記従来のように第２パネル（Ｂ）を傘形パネ
ル（Ｐ）で構成しても、該第２パネル（Ｂ）を単に有底
筒形のパネルとしたものと顕著な差異はなく、アルゴン
の積算排気量は、例えばガス侵入部の口径が３００ｍｍ
程度の標準的ポンプで、たかだか２０００ＳＬ；スタン
ダード・リッター（０℃、１気圧）が限界とされ、スパ
ッタ装置への適用には性能面で不十分となる問題がある
。

本発明では、第２パネルの構造を工夫することにより、
アルゴンの付着堆積により水素吸着面積が減少されるこ
とがなく、シかも、第２パネルの小型化を可能にしてア
ルゴンの堆積空間を拡大することができ、アルゴンの排
気量を増大できるクライオポンプを提供することを目的
とする。

（課題を解決するための手段）そこで、本発明では、上記目的を達成するため、冷凍機
本体（１０）に第１及び第２ヒートステージ（１，２）
を備え、前記第１ヒートステージ（１）に、前記第２ヒ
ートステージ（２）を覆い、ガスの侵入部にバッフル（
４）　をもつ第１パネル（５）を結合すると共に、前記
第２ヒートステージ（２）に、水素吸着層（７）をもつ
第２パネル（６）を結合したクライオポンプにおいて、
前記第２パネル（６）を、前記第２ヒートステージ（２
）に結合する底壁（６１ａ）と該底壁の外周部から反バ
ッフル側に延びる筒壁（６ｔ　１　ｂ）とをもつ有底筒
形の外側パネル（６１）と、この外側パネル（６１）の
内側に放射状に配設され、前記底壁（６１ａ）の背部か
ら前記筒壁（６１し）の裾部にかけて延びる複数の放射
状板（６２ａ）から成る内側パネル（６２）とで構成し
、前記内側パネル（６２）に前記水素吸着層（７）を形
成することにした。

又、上記構成で、外側パネル（６１）を、筒壁（６１　
ｂ）の裾部に対し底壁（６１ａ）に近い頂部の外径を小
さくすることにした。

（作用）水素吸着層（７）は外側パネル（６１）の裾部開口端を
介して第１パネル（５）の内部つまりガスの侵入経路に
開放されることになり、これにより、外側パネル（６１
）の表面にアルゴンが多量に堆積しても、前記外側パネ
ル（６１）の下部開口端を介して水素吸着層（７）に水
素を常時取り込ませることができ、水素の吸着を常時良
好に行えて、アルゴンの排気量を増加することができる
。又、第２パネル（６）を小型化しても、外側パネル（
６１）の裾部開口端を介して水素吸着層（７）に水素を
取り込ませることができるため、この第２パネル（６）
の小型化が可能であり、この小型化により、第２パネル
（６）と第１パネル（５）又はバッフル（４）との間に
十分な堆積空間を確保することができ、アルゴンの堆積
量を増大できる。

又、外側パネル（６１）を裾部に対し頂部の外径を小さ
くすることにより、アルゴンがその侵入経路上流に位置
する外側パネル（６１）の頂部に偏って付着するのを回
避でき、アルゴンを外側パネル（６１）の外周に筒状に
良好に付着させることができ、その堆積量を更に良好に
増大することができる。

（実施例）第１図において、（１０）はヘリウムを作動流体とする
気体膨張型の冷凍機本体であり、その第１冷却筒（１１
）の端面に絶対温度４０〜７０に程度の第１ヒートステ
ージ（１）を、又、第２冷却箇（１２）の端面に１０〜
２０に程度の第２ヒートステージ（２）を各々備えてい
る。（３）は筒形のポンプケースであり、上部に、スパ
ッタ装置の処理室に取付ける吸気口フランジ（８）を設
けている。

前記第１ヒートステージ（１）には、第２ヒートステー
ジ（２）を覆い、ガスの侵入部に複数のフィン（４１）
を同心状に備えて成るバッフル（４）を取付けた有底筒
形の第１パネル（５）を結合し、前記ポンプケース（３
）や処理室側からの熱侵入を遮断又は低減するようにし
ている。

そして、前記第２ヒートステージ（２）に設ける第２パ
ネル（６）を、前記第２ヒートステージ（２）に結合す
る底壁（６１ａ）と該底壁の外周部から反バッフル側に
延びる筒壁（６１　ｂ）とをもつ有底筒形の外側パネル
（６１）と、この外側パネル（６１）の内側に第２図に
示すように放射状に配設され、前記底壁（６１ａ）の背
部から前記筒壁（６１　ｂ）の裾部にかけて延びる複数
の放射状板（６２ａ）から成る内側パネル（６２）とで
構成する。そして、前記内側パネル（６２）を構成する
各放射状板（８２ａ）に、活性炭を用いた水素吸着層（
７）を形成する。

以上の構成によれば、水素吸着層（７）は、外側パネル
（６１）の裾部に位置する下部開口端を介して第１パネ
ル（５）の内部つまりガスの侵入経路に開放されること
になるため、外側パネル（６１）の表面にアルゴン（ａ
）が多量に堆積しても、この外側パネル（６１）の下部
開口端を介して水素吸着層（７）に水素を常時取り込ま
せることができ、従って、従来のような水素吸着層の閉
塞は無く、水素の吸着を常時良好に行えて、アルゴンの
排気量を増加できるのである。

又、外側パネル（６１）の下部開口端を介して水素吸着
層（７）がガスの排気経路内に開放される構造となるか
ら、第２パネル（６）を小型化しても、更にこの小型化
に伴い水素吸着層（７）の面積縮小を補うべく放射状板
（Ｅ１２ａ）の枚数を増やしたりしても、アルゴンの付
着堆積により水素吸着層（７）が閉塞されることがなく
、従って、この小型化が可能であり、この小型化により
、第２パネル（６）と第１パネル（５）又はバッフル（
４）との間に十分な堆積空間を確保することができて、
アルゴンの堆積量を増大できるのである。

又、以上の構成で、外側パネル（６１）は、筒壁（６１
　ｂ）の裾部に対し底壁（６１ａ）に近い頂部の外径を
小さくして、テーバ形状としているのであり、この構造
により、アルゴン（ａ）がその侵入経路上流に位置する
外側パネル（６１）の頂部に偏って付着してトップヘビ
ーな状態となるのを回避でき、該アルゴン（ａ）を外側
パネル（６１）の外周に筒状に良好に付着させることが
でき、全体として、堆積量を更に良好に増大できるので
ある。

因に、以上説明した構造のものでその口径が約３００ｍ
ｍ程度のものでは、積算のアルゴン排気容量を４０００
〜４５００ＳＬとほぼ従来の２倍程度に増加できるに至
った。

（発明の効果）以上のように、本発明によれば、第２パネル（６）を、
第２ヒートステージ（２）に結合する底壁（６１ａ）と
該底壁の外周部から反バックル側に延びる筒壁（６１ｂ
）とをもつ有底筒形の外側パネル（６１）と、この外側
パネル（６１）の内側に放射状に配設され、前記底壁（
６１ａ）の背部から前記筒壁Ｃ６１　ｂ）の裾部にかけ
て延びる複数の放射状板（６２ａ）から成る内側パネル
（６２）とで構成し、前記内側パネル（６２）に水素吸
着層（７）を形成したから、アルゴンの付着堆積により
前記水素吸着層（７）が閉塞される事態を回避できると
共に、第２パネル（６）の小型化によるアルゴンの堆積
空間の拡大が可能となり、アルゴンの排気量を増大する
ことができ、スパッタ装置用等のアルゴン大排気用ポン
プとして好適なものとなるのである。

この場合、前記外側パネル（６１）を、筒壁（６１ｂ）
の裾部に対し底壁（６１　ａ）に近い頂部の外径を小さ
くすれば、アルゴンがその侵入経路上流に位置する外側
パネル（６１）の頂部に偏って付着するのを回避でき、
アルゴンを外側パネル（６１）の外周に筒状に良好に付
着させることができて、その堆積量を更に良好に増大す
ることができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るタライオポンプの要部断面図、第
２図は同第２パネルの底面図、第３図は従来例の断面図
である。（１）・・・・第２ヒートステージ（２）・・・・第２ヒートステージ（４）・・・・バッフル（５）・・・・第１パネル（６）・・・・第２パネル（７）・・・・水素吸着層（工０）・・・・冷凍機本体（６１）・・・・外側パネル（６２）・・・・内側パネル（６１　ａ）・・・・底壁（６１ｂ）・・・・筒壁（Ｅ３２　ａ）・・・・放射状板箱１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）冷凍機本体（１０）に第１及び第２ヒートステー
ジ（１，２）を備え、前記第１ヒートステージ（１）に
、前記第２ヒートステージ（２）を覆い、ガスの侵入部
にバッフル（４）をもつ第１パネル（５）を結合すると
共に、前記第２ヒートステージ（２）に、水素吸着層（
７）をもつ第２パネル（６）を結合したクライオポンプ
において、前記第２パネル（６）を、前記第２ヒートス
テージ（２）に結合する底壁（６１ａ）と該底壁の外周
部から反バッフル側に延びる筒壁（６１ｂ）とをもつ有
底筒形の外側パネル（６１）と、この外側パネル（６１
）の内側に放射状に配設され、前記底壁（６１ａ）の背
部から前記筒壁（６１ｂ）の裾部にかけて延びる複数の
放射状板（６２ａ）から成る内側パネル（６２）とで構
成し、前記内側パネル（６２）に前記水素吸着層（７）
を形成したことを特徴とするクライオポンプ。
（２）外側パネル（６１）を、筒壁（６１ｂ）の裾部に
対し底壁（６１ａ）に近い頂部の外径を小さくしている
請求項１記載のクライオポンプ。