JPH0533767A - クライオポンプ - Google Patents
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- JPH0533767A JPH0533767A JP20735191A JP20735191A JPH0533767A JP H0533767 A JPH0533767 A JP H0533767A JP 20735191 A JP20735191 A JP 20735191A JP 20735191 A JP20735191 A JP 20735191A JP H0533767 A JPH0533767 A JP H0533767A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B37/00—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00
- F04B37/06—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for evacuating by thermal means
- F04B37/08—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for evacuating by thermal means by condensing or freezing, e.g. cryogenic pumps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
［目的］１台で多数の被排気室を同時に真空引き（排
気）できるクライオポンプを提供する。 ［構成］第１の被排気室からの気体は、第１の吸気口１
２よりバッフル１５の隙間を通って第１の凝結部２０の
内側へ流入し、ここで、水蒸気はバッフル１５および第
１の凝結部２０の内側面（４０゜Ｋ）で凍結排気され、
水素・酸素・アルゴン等は第２の凝結部２２の表面（１
５゜Ｋ）で凍結・吸着排気される。一方、吸気ポート３
６，３８よりケース１０内に流入した第２，第３の被排
気室からの気体は、第３の凝結部４０の外側および内側
円筒凝結部４２，４４と外側および内側円筒ラビリンス
板４８，５０とで画成されるラビリンス５４に入り、こ
のラビリンス５４内で水蒸気が内側円筒凝結部４４の内
側・外側面（４０゜Ｋ）および外側円筒凝結部４２の内
側面（４０゜Ｋ）で凍結排気される。水素・酸素・アル
ゴン等は、ラビリンス５４から通気孔５２を通って第１
の凝結部２０の内側に入り、第２の凝結部２２の表面
（１５゜Ｋ）で凍結ないし吸着排気される。
気）できるクライオポンプを提供する。 ［構成］第１の被排気室からの気体は、第１の吸気口１
２よりバッフル１５の隙間を通って第１の凝結部２０の
内側へ流入し、ここで、水蒸気はバッフル１５および第
１の凝結部２０の内側面（４０゜Ｋ）で凍結排気され、
水素・酸素・アルゴン等は第２の凝結部２２の表面（１
５゜Ｋ）で凍結・吸着排気される。一方、吸気ポート３
６，３８よりケース１０内に流入した第２，第３の被排
気室からの気体は、第３の凝結部４０の外側および内側
円筒凝結部４２，４４と外側および内側円筒ラビリンス
板４８，５０とで画成されるラビリンス５４に入り、こ
のラビリンス５４内で水蒸気が内側円筒凝結部４４の内
側・外側面（４０゜Ｋ）および外側円筒凝結部４２の内
側面（４０゜Ｋ）で凍結排気される。水素・酸素・アル
ゴン等は、ラビリンス５４から通気孔５２を通って第１
の凝結部２０の内側に入り、第２の凝結部２２の表面
（１５゜Ｋ）で凍結ないし吸着排気される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置等で使
用されるクライオポンプに関する。
用されるクライオポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】クライオポンプは、極度に冷却した面に
気体分子を凝結して排気する真空ポンプで、清浄超高真
空を必要とする半導体製造装置等で利用されている。一
般にクライオポンプは、約５０〜８０゜Ｋの極低温面を
有する第１の凝結部と、約１０〜２０゜Ｋ程度の極低温
面を有する第２の凝結部とを備え、第１の凝結部では主
に水蒸気を凍結し、第２の凝結部で水素、酸素、窒素、
アルゴン等を凍結ないし吸着し、それら第１および第２
の凝結面に溜った気体分子を定期的に排出するようにし
ている。このように、気体分子を凝結させて排気する方
式なので、オイル等の逆流がなく、清浄な超高真空を得
ることができる。
気体分子を凝結して排気する真空ポンプで、清浄超高真
空を必要とする半導体製造装置等で利用されている。一
般にクライオポンプは、約５０〜８０゜Ｋの極低温面を
有する第１の凝結部と、約１０〜２０゜Ｋ程度の極低温
面を有する第２の凝結部とを備え、第１の凝結部では主
に水蒸気を凍結し、第２の凝結部で水素、酸素、窒素、
アルゴン等を凍結ないし吸着し、それら第１および第２
の凝結面に溜った気体分子を定期的に排出するようにし
ている。このように、気体分子を凝結させて排気する方
式なので、オイル等の逆流がなく、清浄な超高真空を得
ることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のクラ
イオポンプは、被排気室からの気体を吸入するための吸
気口を１つしか有していなかった。この吸気口は、ポン
プケースの一端を開放した開口として設けられ、この吸
気口から入ってきた気体分子はカップ状の第１の凝結部
の中に入り、そこで、水蒸気は第１の凝結部の内側面で
凍結排気され、水素・酸素・アルゴン等は第１の凝結部
の内側に配設されている第２の凝結部の表面で凍結ない
し吸着排気される。また、第１の凝結部とケース内側面
との間の断熱用の隙間に入り込んだ水蒸気は、第１の凝
結部の外側面で凍結排気される。
イオポンプは、被排気室からの気体を吸入するための吸
気口を１つしか有していなかった。この吸気口は、ポン
プケースの一端を開放した開口として設けられ、この吸
気口から入ってきた気体分子はカップ状の第１の凝結部
の中に入り、そこで、水蒸気は第１の凝結部の内側面で
凍結排気され、水素・酸素・アルゴン等は第１の凝結部
の内側に配設されている第２の凝結部の表面で凍結ない
し吸着排気される。また、第１の凝結部とケース内側面
との間の断熱用の隙間に入り込んだ水蒸気は、第１の凝
結部の外側面で凍結排気される。
【０００４】このような単一吸気口型のポンプ構造は、
単一の被排気室しか真空引きできない。したがって、従
来は、クライオポンプによって複数の被排気室をそれぞ
れ清浄超高真空に排気しようとする場合は、各被排気室
に１台ずつクライオポンプをあてがわなければならず、
システム全体で多数のポンプが使用され、コスト・スペ
ース・メンテナンス等の面で問題であった。
単一の被排気室しか真空引きできない。したがって、従
来は、クライオポンプによって複数の被排気室をそれぞ
れ清浄超高真空に排気しようとする場合は、各被排気室
に１台ずつクライオポンプをあてがわなければならず、
システム全体で多数のポンプが使用され、コスト・スペ
ース・メンテナンス等の面で問題であった。
【０００５】本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので、１台で多数の被排気室を同時に真空引き
できるクライオポンプを提供することを目的とする。
されたもので、１台で多数の被排気室を同時に真空引き
できるクライオポンプを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のクライオポンプは、ケースの一端部に第１
の吸気口を設け、前記ケースの内側にほぼカップ形の第
１の凝結部を前記第１の吸気口に向けて配設し、前記第
１の凝結部の内側に第２の凝結部を配設し、前記ケース
の他端部付近に第２の吸気口を設け、前記第１の凝結部
と前記第２の吸気口との間に第３の凝結部を設けてなる
構成とした。
め、本発明のクライオポンプは、ケースの一端部に第１
の吸気口を設け、前記ケースの内側にほぼカップ形の第
１の凝結部を前記第１の吸気口に向けて配設し、前記第
１の凝結部の内側に第２の凝結部を配設し、前記ケース
の他端部付近に第２の吸気口を設け、前記第１の凝結部
と前記第２の吸気口との間に第３の凝結部を設けてなる
構成とした。
【０００７】また、第３の凝結部における排気をより効
果的に行い、かつ第２の吸気口より吸入した気体分子を
第１の吸気口より被排気室内へ逆流しにくくするよう
に、第３の凝結部付近にラビリンスを設ける構成とし
た。
果的に行い、かつ第２の吸気口より吸入した気体分子を
第１の吸気口より被排気室内へ逆流しにくくするよう
に、第３の凝結部付近にラビリンスを設ける構成とし
た。
【０００８】また、第２の吸気口から水素・酸素・アル
ゴン等が入る場合、それらの気体分子をも排気できるよ
うに、第１の凝結部の底部に通気孔を設ける構成とし
た。
ゴン等が入る場合、それらの気体分子をも排気できるよ
うに、第１の凝結部の底部に通気孔を設ける構成とし
た。
【０００９】
【作用】第１の被排気室からの気体は、第１の吸気口よ
り第１の凝結部の内側に入り、水蒸気は第１の凝結部の
内側極低温で凍結排気され、水素・酸素・アルゴン等は
第２の凝結部の極低温面で凍結ないし吸着排気される。
第１の凝結部とケースとの隙間に入り込んだ水蒸気は第
１の凝結部の外側極低温面で凍結排気される。
り第１の凝結部の内側に入り、水蒸気は第１の凝結部の
内側極低温で凍結排気され、水素・酸素・アルゴン等は
第２の凝結部の極低温面で凍結ないし吸着排気される。
第１の凝結部とケースとの隙間に入り込んだ水蒸気は第
１の凝結部の外側極低温面で凍結排気される。
【００１０】一方、第２の被排気室からの気体は第２の
吸気口より第３の凝結部へ送られ、水蒸気は第３の凝結
部の極低温面で凍結排気される。第３の凝結部付近にラ
ビリンスを設けることで、第３の凝結部に対する気体の
有効接触面積を大きくし、第３の凝結部の排気能力を高
めることができ、また、第２の吸気口より吸入した気体
分子が第１の吸気口より被排気室内へ逆流しにくくな
る。
吸気口より第３の凝結部へ送られ、水蒸気は第３の凝結
部の極低温面で凍結排気される。第３の凝結部付近にラ
ビリンスを設けることで、第３の凝結部に対する気体の
有効接触面積を大きくし、第３の凝結部の排気能力を高
めることができ、また、第２の吸気口より吸入した気体
分子が第１の吸気口より被排気室内へ逆流しにくくな
る。
【００１１】また、第１の凝結部の底部に通気孔を設け
ることで、第２の吸気口からの水素・酸素・アルゴン等
を第１の凝結部の内側に導いて、第２の凝結部で排気す
ることが可能となる。もっとも、ロードロック室のよう
に、主に水蒸気を排気すれば足りるような被排気室に対
しては、そのような通気孔を設けなくて済む。
ることで、第２の吸気口からの水素・酸素・アルゴン等
を第１の凝結部の内側に導いて、第２の凝結部で排気す
ることが可能となる。もっとも、ロードロック室のよう
に、主に水蒸気を排気すれば足りるような被排気室に対
しては、そのような通気孔を設けなくて済む。
【００１２】
【実施例】図１は、本発明の一実施例によるクライオポ
ンプの構造を示す。このクライオポンプのケース１０は
ステンレス製で円筒状の側面を有し、その上端側は開放
して開口１２をなし、下端側は底板１４により閉塞され
ている。開口１２は、第１の吸気口を形成し、ゲートバ
ルプ（図示せず）等を介して第１の被排気室（図示せ
ず）に接続される。この第１の吸気口１２の周りには、
本クライオポンプを第１の被排気室に取付固定するため
のフランジ１６がケース１０と一体的に形成されてい
る。
ンプの構造を示す。このクライオポンプのケース１０は
ステンレス製で円筒状の側面を有し、その上端側は開放
して開口１２をなし、下端側は底板１４により閉塞され
ている。開口１２は、第１の吸気口を形成し、ゲートバ
ルプ（図示せず）等を介して第１の被排気室（図示せ
ず）に接続される。この第１の吸気口１２の周りには、
本クライオポンプを第１の被排気室に取付固定するため
のフランジ１６がケース１０と一体的に形成されてい
る。
【００１３】ケース１０の内側において、ケース底板１
４の中央部に冷凍シリンダ１８が立設され、この冷凍シ
リンダ１８の上部に、熱伝導率の高い材質、たとえばア
ルミニウムからなる第１および第２の凝結部２０，２２
が配設される。
４の中央部に冷凍シリンダ１８が立設され、この冷凍シ
リンダ１８の上部に、熱伝導率の高い材質、たとえばア
ルミニウムからなる第１および第２の凝結部２０，２２
が配設される。
【００１４】第１の凝結部２０は、ほぼカップ状の形体
を有し、第１の吸気口１２に向かって、つまりカップ開
口を第１の吸気口１２に向けて、冷凍シリンダ１８に取
付される。第１の凝結部２０とケース１０との間には、
断熱用の隙間２４が設けられる。第２の凝結部２２は、
第１の凝結部２０よりも径の小さい円筒体で、第１の凝
結部２０の内側で冷凍シリンダ１８に取付される。この
第２の凝結部２２の表面には、水素・酸素・アルゴン等
の気体分子を効果的に吸着するための活性炭が接着され
ている。第１の吸気口１２には、気体の逆流を防止する
ための複数の環状笠形バッフル１５が同心円状に配設さ
れる。
を有し、第１の吸気口１２に向かって、つまりカップ開
口を第１の吸気口１２に向けて、冷凍シリンダ１８に取
付される。第１の凝結部２０とケース１０との間には、
断熱用の隙間２４が設けられる。第２の凝結部２２は、
第１の凝結部２０よりも径の小さい円筒体で、第１の凝
結部２０の内側で冷凍シリンダ１８に取付される。この
第２の凝結部２２の表面には、水素・酸素・アルゴン等
の気体分子を効果的に吸着するための活性炭が接着され
ている。第１の吸気口１２には、気体の逆流を防止する
ための複数の環状笠形バッフル１５が同心円状に配設さ
れる。
【００１５】冷凍シリンダ１８の下端はケース底板１４
の開口を介して冷凍機２６に接続されている。この冷凍
機２６は、高圧ポート２８よりコンプレッサ（図示せ
ず）からの高圧ヘリウムを受け取り、その入力した高圧
ヘリウムをコンデンサにより凝縮したのち、エパポレー
タにより蒸発（断熱膨張）させ、極低温の冷気を発生す
る。エパポレータで低圧のガスに変じたヘリウムは、低
圧ポート３０よりコンプレッサ側へ送出される。
の開口を介して冷凍機２６に接続されている。この冷凍
機２６は、高圧ポート２８よりコンプレッサ（図示せ
ず）からの高圧ヘリウムを受け取り、その入力した高圧
ヘリウムをコンデンサにより凝縮したのち、エパポレー
タにより蒸発（断熱膨張）させ、極低温の冷気を発生す
る。エパポレータで低圧のガスに変じたヘリウムは、低
圧ポート３０よりコンプレッサ側へ送出される。
【００１６】冷凍機２６で発生した極低温の冷気は、冷
凍シリンダ１８を介して第１および第２の凝結部２０，
２２に伝えられる。これにより、第１の凝結部２０の表
面はたとえば４０゜Ｋまで冷却され、第２の凝結部２２
の表面はたとえば１５゜Ｋまで冷却される。
凍シリンダ１８を介して第１および第２の凝結部２０，
２２に伝えられる。これにより、第１の凝結部２０の表
面はたとえば４０゜Ｋまで冷却され、第２の凝結部２２
の表面はたとえば１５゜Ｋまで冷却される。
【００１７】両凝結部２０，２２に溜った気体分子を排
出するには、本クライオポンプを各被排出室から遮断し
た状態の下で、パージポート３２より中性ガス、たとえ
ば窒素ガスＮ2 をケース１０内に供給して、室内をベン
トする。このベントにより、両凝結部２０，２２の表面
から気体分子が蒸発し、アウトポート３４より中性ガス
と一緒に外へ排気される。
出するには、本クライオポンプを各被排出室から遮断し
た状態の下で、パージポート３２より中性ガス、たとえ
ば窒素ガスＮ2 をケース１０内に供給して、室内をベン
トする。このベントにより、両凝結部２０，２２の表面
から気体分子が蒸発し、アウトポート３４より中性ガス
と一緒に外へ排気される。
【００１８】さて、本実施例では、ケース１０の下端部
の側面に相対向する２つの吸気ポート３６，３８が設け
られる。これらの吸気ポート３６，３８は、第２の吸気
口であって、それぞれ配管を介して第２および第３の被
排気室（図示せず）に接続される。
の側面に相対向する２つの吸気ポート３６，３８が設け
られる。これらの吸気ポート３６，３８は、第２の吸気
口であって、それぞれ配管を介して第２および第３の被
排気室（図示せず）に接続される。
【００１９】そして、ケース１０内においては、第１の
凝結部２０と一体に、その底板２０ａより垂直にケース
下端側へ向かって延長する第３の凝結部４０が設けられ
る。本実施例において、この第３の凝結部４０は、第１
の凝結部２０と同径の外側円筒凝結部４２と、この外側
円筒凝結部４０よりも径の小さい内側円筒凝結部４４と
からなる。これら外側および内側円筒凝結部４２，４４
の表面は、第１の凝結部２０の表面とほぼ同じ温度（４
０゜Ｋ）まで冷却される。
凝結部２０と一体に、その底板２０ａより垂直にケース
下端側へ向かって延長する第３の凝結部４０が設けられ
る。本実施例において、この第３の凝結部４０は、第１
の凝結部２０と同径の外側円筒凝結部４２と、この外側
円筒凝結部４０よりも径の小さい内側円筒凝結部４４と
からなる。これら外側および内側円筒凝結部４２，４４
の表面は、第１の凝結部２０の表面とほぼ同じ温度（４
０゜Ｋ）まで冷却される。
【００２０】また、第３の凝結部４０の下方にて、ケー
ス１０の内側面に環状の水平支持板４６が取付固定さ
れ、この水平支持板４６に、外側円筒凝結部４２と内側
円筒凝結部４４との間に介在する外側円筒ラビリンス板
４８と、内側円筒凝結部４４と冷凍シリンダ１８との間
に介在する内側円筒ラビリンス板５０とが立設される。
さらに、第１の凝結部２０の底板２０ａの外周部には円
周方向に多数の通気孔５２が穿孔される。
ス１０の内側面に環状の水平支持板４６が取付固定さ
れ、この水平支持板４６に、外側円筒凝結部４２と内側
円筒凝結部４４との間に介在する外側円筒ラビリンス板
４８と、内側円筒凝結部４４と冷凍シリンダ１８との間
に介在する内側円筒ラビリンス板５０とが立設される。
さらに、第１の凝結部２０の底板２０ａの外周部には円
周方向に多数の通気孔５２が穿孔される。
【００２１】かかる構成のクライオポンプにおいて、第
１の被排気室からの気体は、第１の吸気口１２よりバッ
フル１５の隙間を通って、第１の凝結部２０の内側へ流
入する。ここで、水蒸気はバッフル１５および第１の凝
結部２０の内側面（４０゜Ｋ）で凍結排気され、水素・
酸素・アルゴン等は第２の凝結部２２の表面（１５゜
Ｋ）で凍結ないし吸着排気される。また、第１の凝結部
２０とケース１０との隙間２４に入り込んだ水蒸気は、
第１の凝結部２０の外側面（４０゜Ｋ）で凍結排気され
る。
１の被排気室からの気体は、第１の吸気口１２よりバッ
フル１５の隙間を通って、第１の凝結部２０の内側へ流
入する。ここで、水蒸気はバッフル１５および第１の凝
結部２０の内側面（４０゜Ｋ）で凍結排気され、水素・
酸素・アルゴン等は第２の凝結部２２の表面（１５゜
Ｋ）で凍結ないし吸着排気される。また、第１の凝結部
２０とケース１０との隙間２４に入り込んだ水蒸気は、
第１の凝結部２０の外側面（４０゜Ｋ）で凍結排気され
る。
【００２２】一方、吸気ポート３６，３８よりケース１
０内に流入した第２，第３の被排気室からの気体分子
は、第３の凝結部４０の外側および内側円筒凝結部４
２，４４と外側および内側円筒ラビリンス板４８，５０
とで画成されるラビリンス５４に入り、このラビリンス
５４内で水蒸気が内側円筒凝結部４４の内側・外側面
（４０゜Ｋ）および外側円筒凝結部４２の内側面（４０
゜Ｋ）で凍結排気される。また、水素・酸素・アルゴン
等は、ラビリンス５４から通気孔５２を通って第１の凝
結部２０の内側に入り、第２の凝結部２２の表面（１５
゜Ｋ）で凍結ないし吸着排気される。なお、ラビリンス
５４で排気しきれない水蒸気は、孔５２より第１の凝結
部２０の内側へ入り込み、あるいはラビリンス５４を通
り抜けて隙間２４へ入り込み、第１の凝結部２０の内側
面あるいは外側面で凍結排気される。
０内に流入した第２，第３の被排気室からの気体分子
は、第３の凝結部４０の外側および内側円筒凝結部４
２，４４と外側および内側円筒ラビリンス板４８，５０
とで画成されるラビリンス５４に入り、このラビリンス
５４内で水蒸気が内側円筒凝結部４４の内側・外側面
（４０゜Ｋ）および外側円筒凝結部４２の内側面（４０
゜Ｋ）で凍結排気される。また、水素・酸素・アルゴン
等は、ラビリンス５４から通気孔５２を通って第１の凝
結部２０の内側に入り、第２の凝結部２２の表面（１５
゜Ｋ）で凍結ないし吸着排気される。なお、ラビリンス
５４で排気しきれない水蒸気は、孔５２より第１の凝結
部２０の内側へ入り込み、あるいはラビリンス５４を通
り抜けて隙間２４へ入り込み、第１の凝結部２０の内側
面あるいは外側面で凍結排気される。
【００２３】このように、本実施例のクライオポンプに
おいては、第１の被排気室からの気体をほぼカップ状の
第１の凝結部２０の内側に入れて、水蒸気を第１の凝結
部２０で凝結排気するとともに、水素・酸素・アルゴン
等を第２の凝結部２２で凝結排気する一方、第２および
第３の被排気室からの気体を第１の凝結部２０の裏側に
第３の凝結部４０とラビリンス板４８，５０とで形成さ
れたラビリンス５４に入れて、水蒸気を第３の凝結部４
０で凝結排気するとともに、水素・酸素・アルゴン等を
第１の凝結部２０の底板に設けた孔５２を介してさらに
第１の凝結部２０の内側へ導いて第２の凝結部２２によ
り凝結排気するようにした。これによって、第１、第２
および第３の被排気室を同時に、たとえば１×１０-9 T
oor 程度の清浄な超真空状態に排気（真空引き）するこ
とができる。
おいては、第１の被排気室からの気体をほぼカップ状の
第１の凝結部２０の内側に入れて、水蒸気を第１の凝結
部２０で凝結排気するとともに、水素・酸素・アルゴン
等を第２の凝結部２２で凝結排気する一方、第２および
第３の被排気室からの気体を第１の凝結部２０の裏側に
第３の凝結部４０とラビリンス板４８，５０とで形成さ
れたラビリンス５４に入れて、水蒸気を第３の凝結部４
０で凝結排気するとともに、水素・酸素・アルゴン等を
第１の凝結部２０の底板に設けた孔５２を介してさらに
第１の凝結部２０の内側へ導いて第２の凝結部２２によ
り凝結排気するようにした。これによって、第１、第２
および第３の被排気室を同時に、たとえば１×１０-9 T
oor 程度の清浄な超真空状態に排気（真空引き）するこ
とができる。
【００２４】特に、本実施例のクライオポンプにおい
て、第３の凝結部４０は、ラビリンス５４の作用により
気体分子と接する有効面積が大きく、比較的小さなサイ
ズでも効果的に水蒸気を排気することができる。また、
第１の凝結部２０の底板に設けた孔５２より第２および
第３の被排気室からの水素・酸素・アルゴン等を第２の
凝結部２２へ導くようにしたので、全被排気室の排気に
対して第２の凝結部２２が共用されている。
て、第３の凝結部４０は、ラビリンス５４の作用により
気体分子と接する有効面積が大きく、比較的小さなサイ
ズでも効果的に水蒸気を排気することができる。また、
第１の凝結部２０の底板に設けた孔５２より第２および
第３の被排気室からの水素・酸素・アルゴン等を第２の
凝結部２２へ導くようにしたので、全被排気室の排気に
対して第２の凝結部２２が共用されている。
【００２５】図２は、一変形例によるクライオポンプの
構造を示す。この変形例において、上述した実施例と異
なる点は、第２の吸気口として吸気ポート６０，６２を
ケース１０の底板１４に取付したこと、第３の凝結部を
第１の凝結部２０と同径の１つの円筒凝結部６４で構成
し、１つの円筒ラビリンス板６６でラビリンス６８を構
成したこと、吸気ポート６０，６２からの水素・酸素・
アルゴン等を第２の凝結部２２側へ導くための手段を設
けていないことである。
構造を示す。この変形例において、上述した実施例と異
なる点は、第２の吸気口として吸気ポート６０，６２を
ケース１０の底板１４に取付したこと、第３の凝結部を
第１の凝結部２０と同径の１つの円筒凝結部６４で構成
し、１つの円筒ラビリンス板６６でラビリンス６８を構
成したこと、吸気ポート６０，６２からの水素・酸素・
アルゴン等を第２の凝結部２２側へ導くための手段を設
けていないことである。
【００２６】このように、第２の吸気口は、第１の吸気
口１２とは反対側のケース端部付近で任意の位置に設け
ることが可能である。また、第２の吸気口の個数は２つ
に限定されるものではなく、もちろん１つでも可能であ
り、あるいは３つ以上設けてもよい。また、ラビリンス
手段は、第３の凝結部に対する気体分子の接触面積を増
やすようなものであればよく、任意の構造を選択するこ
とができる。
口１２とは反対側のケース端部付近で任意の位置に設け
ることが可能である。また、第２の吸気口の個数は２つ
に限定されるものではなく、もちろん１つでも可能であ
り、あるいは３つ以上設けてもよい。また、ラビリンス
手段は、第３の凝結部に対する気体分子の接触面積を増
やすようなものであればよく、任意の構造を選択するこ
とができる。
【００２７】また、半導体製造装置におけるロードロッ
ク室のように、主に水蒸気を排気する目的でクライオポ
ンプを使用する場合もある。そのような場合は、第３の
凝結部だけで間に合う。したがって、この変形例のよう
に、第２の吸気口からの水素・酸素・アルゴン等を第２
の凝結部側へ導くための通気孔を省略することも可能で
ある。また、第２の凝結部の構造は、上記実施例・変形
例のような円筒形に限定されず、たとえば笠状の板体を
一定間隔で多数重ね配置したものでもよい。
ク室のように、主に水蒸気を排気する目的でクライオポ
ンプを使用する場合もある。そのような場合は、第３の
凝結部だけで間に合う。したがって、この変形例のよう
に、第２の吸気口からの水素・酸素・アルゴン等を第２
の凝結部側へ導くための通気孔を省略することも可能で
ある。また、第２の凝結部の構造は、上記実施例・変形
例のような円筒形に限定されず、たとえば笠状の板体を
一定間隔で多数重ね配置したものでもよい。
【００２８】次に、図３につき、本発明によるクライオ
ポンプを半導体製造システムのイオン注入装置に適用し
た例を説明する。このイオン注入装置において、１００
はイオン注入を行うプロセスチャンバ、１０２，１０４
はロードロック室、１０６は本発明によるクライオポン
プ、１０８〜１１６はゲートバルブ、１１８はロータリ
ポンプ、１２２〜１２８は電磁弁、１３０〜１３６は配
管である。
ポンプを半導体製造システムのイオン注入装置に適用し
た例を説明する。このイオン注入装置において、１００
はイオン注入を行うプロセスチャンバ、１０２，１０４
はロードロック室、１０６は本発明によるクライオポン
プ、１０８〜１１６はゲートバルブ、１１８はロータリ
ポンプ、１２２〜１２８は電磁弁、１３０〜１３６は配
管である。
【００２９】半導体ウエハ１５０は、ターンテーブル等
のウエハ搬送機構（図示せず）によりゲートバルブ１０
８を介してロードロック室１０２に搬入され、ロードロ
ック室１０２内のハンドアームによりゲートバルブ１１
０を介してプロセスチャンバ１００内にセットされる。
同様にして、ロードロック室１０４側からも半導体ウエ
ハ１５０がプロセスチャンバ１００内にセットされるよ
うになっている。イオン注入プロセスの終了した半導体
ウエハ１５０は、上記と反対の動作で、プロセスチャン
バ１００よりロードロック室１０２，１０４を介して搬
出される。
のウエハ搬送機構（図示せず）によりゲートバルブ１０
８を介してロードロック室１０２に搬入され、ロードロ
ック室１０２内のハンドアームによりゲートバルブ１１
０を介してプロセスチャンバ１００内にセットされる。
同様にして、ロードロック室１０４側からも半導体ウエ
ハ１５０がプロセスチャンバ１００内にセットされるよ
うになっている。イオン注入プロセスの終了した半導体
ウエハ１５０は、上記と反対の動作で、プロセスチャン
バ１００よりロードロック室１０２，１０４を介して搬
出される。
【００３０】プロセスチャンバ１００は、第１の被排気
室としてゲートバルブ１１６を介してクライオポンプ１
０６の第１の吸気口（１２）に連通される。これによ
り、プロセスチャンバ１００は、クライオポンプ１０６
によって、イオン注入プロセスに適した清浄な超高真
空、たとえば１×１０-7程度に常時排気されている。
室としてゲートバルブ１１６を介してクライオポンプ１
０６の第１の吸気口（１２）に連通される。これによ
り、プロセスチャンバ１００は、クライオポンプ１０６
によって、イオン注入プロセスに適した清浄な超高真
空、たとえば１×１０-7程度に常時排気されている。
【００３１】ロードロック室１０２，１０４は、配管１
３０，１３２を介してロータリポンプ１１８に連通され
るとともに、第２、第３の被排気室として配管１３４，
１３６を介してクライオポンプ１０６の第２の吸気口
（３６，３８）に連通される。各ロードロック室１０
２，１０４は、半導体ウエハ１５０を１枚ずつ搬入する
度に室内を大気圧から数１０mmTorr程度の真空に排気
（真空引き）されなければならない。
３０，１３２を介してロータリポンプ１１８に連通され
るとともに、第２、第３の被排気室として配管１３４，
１３６を介してクライオポンプ１０６の第２の吸気口
（３６，３８）に連通される。各ロードロック室１０
２，１０４は、半導体ウエハ１５０を１枚ずつ搬入する
度に室内を大気圧から数１０mmTorr程度の真空に排気
（真空引き）されなければならない。
【００３２】この真空引きを行うため、先ず電磁弁１２
２，１２８をオンにして、ロータリポンプ１１８により
各ロードロック室１０２，１０４を数１００mmTorr程度
まで粗引きする。通常、真空度が約１００mmTorrを超え
ると、ロータリポンプから被排気室へオイルの逆流が起
こるので、数１００mmTorr程度に達したならば電磁弁１
２２，１２８をオフにする。
２，１２８をオンにして、ロータリポンプ１１８により
各ロードロック室１０２，１０４を数１００mmTorr程度
まで粗引きする。通常、真空度が約１００mmTorrを超え
ると、ロータリポンプから被排気室へオイルの逆流が起
こるので、数１００mmTorr程度に達したならば電磁弁１
２２，１２８をオフにする。
【００３３】次に、電磁弁１２４，１２６をオンにし
て、クライオポンプ１０６により、両ロードロック室１
０２，１０４を真空引きする。ロータリポンプ１１８に
よる粗引きによって各ロードロック室１０２，１０４内
には殆ど水蒸気しか残留していないので、図２の変形例
のような通気孔（５２）無しのポンプ構造のものでも、
使用可能である。このクライオポンプ１０６による真空
引きによって各ロードロック室１０２，１０４の気圧が
数１０mmTorr程度に達したなら、電磁弁１２４，１２６
をオフにする。
て、クライオポンプ１０６により、両ロードロック室１
０２，１０４を真空引きする。ロータリポンプ１１８に
よる粗引きによって各ロードロック室１０２，１０４内
には殆ど水蒸気しか残留していないので、図２の変形例
のような通気孔（５２）無しのポンプ構造のものでも、
使用可能である。このクライオポンプ１０６による真空
引きによって各ロードロック室１０２，１０４の気圧が
数１０mmTorr程度に達したなら、電磁弁１２４，１２６
をオフにする。
【００３４】両ロードロック室１０２，１０４の真空引
きを行っている間も、クライオポンプ１０６は、プロセ
スチャンバ１００の排気を継続して行う。つまり、クラ
イオポンプ１０６は、プロセスチャンバ１００および両
ロードロック室１０２，１０４の計３つの被排気室の排
気を同時に行う。
きを行っている間も、クライオポンプ１０６は、プロセ
スチャンバ１００の排気を継続して行う。つまり、クラ
イオポンプ１０６は、プロセスチャンバ１００および両
ロードロック室１０２，１０４の計３つの被排気室の排
気を同時に行う。
【００３５】このイオン注入装置において、プロセスチ
ャンバ１００の容積はたとえば１００リットル程度であ
るのに対し、各ロードロック室１０２，１０４の容積は
たとえば０．３リットル程度であるから、プロセスチャ
ンバ１００の排気に両ロードロック室１０２，１０４の
排気が加わっても、クライオポンプ１０６の排気能力に
は殆ど影響しない。
ャンバ１００の容積はたとえば１００リットル程度であ
るのに対し、各ロードロック室１０２，１０４の容積は
たとえば０．３リットル程度であるから、プロセスチャ
ンバ１００の排気に両ロードロック室１０２，１０４の
排気が加わっても、クライオポンプ１０６の排気能力に
は殆ど影響しない。
【００３６】なお、ロードロック室は、イオン注入装置
のほかにも、スパッタリング装置、蒸着装置、ＣＶＤ、
ＰＶＤ、エピタキシャル装置等の各種半導体製造装置で
使用されており、それら各種の装置に本発明のクライオ
ポンプを適用することができる。また、ロードロック室
以外の被排気室を備える各種の装置にも本発明は適用可
能である。
のほかにも、スパッタリング装置、蒸着装置、ＣＶＤ、
ＰＶＤ、エピタキシャル装置等の各種半導体製造装置で
使用されており、それら各種の装置に本発明のクライオ
ポンプを適用することができる。また、ロードロック室
以外の被排気室を備える各種の装置にも本発明は適用可
能である。
【００３７】
【発明の効果】以上のように、本発明のクライオポンプ
によれば、第１の被排気室からの気体を第１の吸気口よ
り第１の凝結部の内側に入れて、第１の凝結部の極低温
面で、たとえば水蒸気を凍結排気し、第２の凝結部の極
低温面で、たとえば水素・酸素・アルゴン等を凝結排気
すると同時に、第２の被排気室からの気体を第２の吸気
口より第３の凝結部に導いて、その極低温面で、たとえ
ば水蒸気を凍結排気するようにしたので、１台で複数の
被排気室を同時に清浄な高真空状態に排気することがで
きる。
によれば、第１の被排気室からの気体を第１の吸気口よ
り第１の凝結部の内側に入れて、第１の凝結部の極低温
面で、たとえば水蒸気を凍結排気し、第２の凝結部の極
低温面で、たとえば水素・酸素・アルゴン等を凝結排気
すると同時に、第２の被排気室からの気体を第２の吸気
口より第３の凝結部に導いて、その極低温面で、たとえ
ば水蒸気を凍結排気するようにしたので、１台で複数の
被排気室を同時に清浄な高真空状態に排気することがで
きる。
【図１】本発明の一実施例によるクライオポンプの構造
を示す略断面図である。
を示す略断面図である。
【図２】変形例によるクライオポンプの構造を示す略断
面図である。
面図である。
【図３】本発明によるクライオポンプをイオン注入装置
に適用した例を示すブロック図である。
に適用した例を示すブロック図である。
１０ ケース １２ 第１の吸気口 １５ バッフル ２０ 第１の凝結部 ２２ 第２の凝結部 ３６ 吸気ポート（第２の吸気口） ３８ 吸気ポート（第２の吸気口） ４０ 第３の凝結部 ５４ ラビリンス ６０ 吸気ポート（第２の吸気口） ６２ 吸気ポート（第２の吸気口） ４０ 第３の凝結部 ６８ ラビリンス １００ プロセスチャンバ １０２ ロードロック室 １０４ ロードロック室 １０６ クライオポンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/31 Ｂ 8518−4Ｍ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 ケースの一端部に第１の吸気口を設け、
前記ケースの内側にほぼカップ状の第１の凝結部を前記
第１の吸気口に向けて配設し、前記第１の凝結部の内側
に第２の凝結部を配設し、前記ケースの他端部付近に第
２の吸気口を設け、前記第１の凝結部と前記第２の吸気
口との間に第３の凝結部を設けてなることを特徴とする
クライオポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3207351A JP3052096B2 (ja) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | クライオポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3207351A JP3052096B2 (ja) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | クライオポンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0533767A true JPH0533767A (ja) | 1993-02-09 |
| JP3052096B2 JP3052096B2 (ja) | 2000-06-12 |
Family
ID=16538301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3207351A Expired - Fee Related JP3052096B2 (ja) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | クライオポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3052096B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7265823B2 (en) * | 2003-11-06 | 2007-09-04 | Vistec Semiconductor Systems Gmbh | System for the detection of macrodefects |
| CN103348137A (zh) * | 2010-11-24 | 2013-10-09 | 布鲁克机械公司 | 具备控制氢气释出的低温泵 |
-
1991
- 1991-07-24 JP JP3207351A patent/JP3052096B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7265823B2 (en) * | 2003-11-06 | 2007-09-04 | Vistec Semiconductor Systems Gmbh | System for the detection of macrodefects |
| CN103348137A (zh) * | 2010-11-24 | 2013-10-09 | 布鲁克机械公司 | 具备控制氢气释出的低温泵 |
| CN103348137B (zh) * | 2010-11-24 | 2016-01-20 | 布鲁克机械公司 | 具备控制氢气释出的低温泵 |
| US9266039B2 (en) | 2010-11-24 | 2016-02-23 | Brooks Automation, Inc. | Cryopump with controlled hydrogen gas release |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3052096B2 (ja) | 2000-06-12 |
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