JPH07324679A

JPH07324679A - ゲッターポンプ

Info

Publication number: JPH07324679A
Application number: JP11701994A
Authority: JP
Inventors: Shogo Tateyama; 省吾立山; Hiroshi Tsujikawa; 浩辻川
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 1994-05-30
Filing date: 1994-05-30
Publication date: 1995-12-12

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明はゲッターポンプに関し、特に、リン
グ状のゲッター体を用いて真空ポンプの排気能力を向上
させることを目的とする。【構成】本発明によるゲッターポンプは、第１開口(2
1)を有する第１フランジ(22)から第２開口(23)を有する
第２フランジ(24)に向けて形成された流路(25)を有し、
その流路方向(F)と交差して形成された挿入孔(26)を有
する箱体(20)と、この箱体(20)の流路径(D)以上に拡大
して形成した内孔(28)内に設けたリング状のゲッター体
(7)とを備え、排気能力を向上させた構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ゲッターポンプに関
し、特に、半導体、液晶、太陽電池製造などの表面加
工、成膜装置に用いられる高真空以下の圧力までの排気
を必要とする真空ポンプの排気能力を向上させるための
新規な改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０から図１３は、従来のゲッターポ
ンプの使用方法を示すもので、図１０の第１例の場合、
被排気室１に主ポンプ２が接続された排気用ポート３と
は別に設けられたポート４にゲッターポンプ５が取り付
けられている。このゲッターポンプ５は、メクラフラン
ジ６に取り付けられたゲッター体７と加熱用ヒータ８か
ら構成されている。

【０００３】図１１は、第２例の構成を示す説明図で、
スパッタイオンポンプ１０のポンプ容器９内にゲッター
体７が収納されており、このゲッター体７の加熱は、専
用の加熱機構によるものとスパッタイオンポンプの焼き
出し用のヒータにより行うものがある。

【０００４】図５は、第３例の構成を示す説明図で、被
排気室１と主ポンプ２間の管１１内にゲッター体７が取
り付けられている。図６は、第４例の構成を示す説明図
で、被排気室１と主ポンプ２にＴ字管１２を使用し、そ
の枝管部１２ａにゲッター体７が取り付けられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一般に、真空容器を超
高真空以下の低い圧力まで排気した場合、容器内表面お
よび容器内部へ配置された装置からの放出ガスは、多く
の場合水素がその大半を占める。また、スパッタリング
などの真空内処理においては、処理工程中に反応生成物
として多量の水素が放出される。これらの真空装置の主
ポンプとしては、ターボ分子ポンプ、クライオポンプ、
スパッタイオンポンプなどが用いられることが多い。こ
れらの真空ポンプは様々な気体をよく排気するが、水素
に対する排気能力が十分ではなく問題となることが多
い。一方、ゲッターポンプは不活性ガスは排気しないが
活性な気体は良く排気し、特に水素の排気能力は大き
い。したがって、既存の排気系にゲッターポンプを追加
することにより排気能力の増強を行うことが可能であ
る。この場合、主ポンプの排気能力を損なわず、ゲッタ
ー材を配置することが重要となる。

【０００６】しかしながら、従来のゲッターポンプには
次のような課題が存在していた。すなわち、図１０に示
す従来の排気装置では、主ポンプの排気能力を損なわず
ゲッター材を配置することができるが、被排気室に非蒸
発ゲッターを取り付けるためのポートを追加する必要が
生じる。この場合被排気室は処理工程を行うための多数
の機器要素が複雑に装着されていることから、ゲッター
材を取り付けるポートを付加することが困難である。ま
た、ゲッター材が処理工程が行われている空間近くにあ
ることから蒸発物質、イオン、プラズマなどの影響を受
けるため性能の安定維持に支障をきたす。

【０００７】分子ため込み式のポンプであるゲッターポ
ンプは、超高真空以下の低い圧力下においては長時間に
わたって再生操作なしで使用可能であるが、中真空以上
の高い圧力下で排気を行った場合、短時間で排気容量が
飽和してしまう。さらに、再生操作においてはゲッター
材に吸収されていたガスが真空容器内へ放出され、系内
を汚染することがある。この問題は、真空容器とゲッタ
ーポンプの間にゲートバルブを取り付け、再生時にはこ
れを閉じゲッターポンプを別の排気系で排気することで
解決できるが、装置が複雑になる。

【０００８】図１１に示す従来の排気装置では、スパッ
タイオンポンプの内部にゲッター材が配置されている。
この場合スパッタイオンポンプで発生するスパッタイオ
ンがゲッター材に飛び込みゲッター表面に吸着されてい
た気体分子を再放出させてしまう。また、ゲッター材の
再生時に放出されるガス分子がイオンポンプ用高圧電極
用絶縁碍子に付着して、イオンポンプの運転寿命を損ね
るなどポンプ相互に悪影響を及ぼし合う。

【０００９】図１２に示す従来の排気装置では、管内に
ゲッター材が取り付けられているため流路を狭め排気気
体のコンダクタンスを低下させ、主排気ポンプの排気能
力を十分に引き出せない。また、管径を大きくすると接
続フランジも大きくなり、主排気ポンプあるいは真空容
器のフランジと合わなくなる。

【００１０】図１３に示す従来の排気装置では、ゲッタ
ーポンプの開口面積がＴ字管の管径あるいは接続配管の
管長に制約されるため、ゲッターによる十分な排気速度
が得られない。

【００１１】本発明は以上のような課題を解決するため
になされたもので、特に、真空ポンプの排気能力を向上
させるようにしたゲッターポンプを提供することを目的
とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明によるゲッターポ
ンプは、第１開口を有する第１フランジから第２開口を
有する第２フランジに向けて形成された流路を有し、か
つ、前記流路の流路方向と交差して形成された挿入孔を
有する箱体と、前記箱体内の前記流路と挿入孔との交差
部において前記流路の流路方向と交差する方向でかつ前
記流路の流路径以上に拡大して形成された内孔と、前記
内孔内に配設されたゲッター体とを備え、前記挿入孔は
気密封止されている構成である。

【００１３】さらに詳細には、前記ゲッター体は、複数
のゲッター板をリング状に配設した構成よりなり、前記
各ゲッター板の面方向は前記流路軸の放射方向に沿って
設けられている構成である。

【００１４】さらに詳細には、前記ゲッター体は、ほぼ
リング状平板に形成された複数のリング体よりなり、前
記各リング体は前記流路方向において所定間隔で配設さ
れている構成である。

【００１５】さらに詳細には、前記ゲッター板および前
記リング体は、基板と、前記基板の表面に形成されたゲ
ッター材とからなる構成され、あるいは、粒状ゲッター
材が多孔質状で板状に形成されている。

【００１６】さらに詳細には、前記ゲッター体は、ほぼ
輪状に形成された１個のリング部材よりなり、前記リン
グ部材は粒状のゲッター材が多孔質状に一体形成されて
いる構成である。

【００１７】さらに詳細には、前記ゲッター体は、メク
ラ蓋に取りつけられたヒータにより保持されている構成
である。

【００１８】さらに詳細には、前記挿入孔の外方に形成
され前記ゲッター体を退避させるための退避室と、前記
退避室と前記内孔との間には前記内孔を気密状態に仕切
るための仕切弁が設けられている構成である。

【００１９】

【作用】本発明によるゲッターポンプにおいては、箱体
の流路に連通して形成された内孔内にほぼリング状のゲ
ッター体が設けられているため、被排気室と主ポンプ間
の流路はゲッター体によって遮られることがなく、流路
を確保した状態でゲッターポンプの開口面積を十分に広
くとることが可能であり、有効排気速度を増大させるこ
とができる。また、ゲッター体が複数のゲッター板で構
成されているため、ゲッター体の有効面積が大となり、
水素の排気能力を向上させることができる。また、ゲッ
ター体が複数のリング体よりなるため、前述と同様に水
素の排気能力を向上させることができる。また、ゲッタ
ー体が１個のリング部材でかつ粒状のゲッター材が多孔
質状となっているため、前述と同様に水素の排気能力を
向上させることができる。また、内孔の外方には退避室
が連通可能に形成されているため、内孔からゲッター体
の退避を行い、流路からゲッター体を隔離することがで
きる。

【００２０】

【実施例】以下、図面と共に本発明によるゲッターポン
プの好適な実施例について詳細に説明する。なお、従来
例と同一又は同等部分には同一符号を付して説明する。
図１は、本発明のゲッターポンプの第１実施例の構成を
示す説明図である。図１において符号２０で示されるも
のは第１開口２１を有する第１フランジ２２と第２開口
２３を有する第２フランジ２４を備え、第１開口２１か
ら第２開口２３に抜ける流路２５が形成されている箱体
であり、この箱体２０の中央には、この流路２５の流路
方向Ｆと直交する方向に挿入孔２６が形成されている。
ただし、流路２５の流路方向Ｆと挿入孔２６の方向と直
交に限定されるものではない。

【００２１】前記流路２５と挿入孔２６が互いに交差す
る交差部２７には、この流路２５の流路径Ｄ以上に拡大
されてその外周部分に形成された筒状の内孔２８が形成
され、この挿入孔２６は延長部２９の外部にシール材３
０を介して設けられたメクラ蓋３１によって気密封止さ
れている。

【００２２】この内孔２８内には図２で示すようなほぼ
リング状のゲッター体７が設けられており（図２は半分
のみ示している）、このゲッター体７は放射状に配設さ
れた複数のゲッター板３３が配設され、この各ゲッター
板３３の面方向は流路２５の放射方向と一致し、各ゲッ
ター板３３はリング状のヒータ８によってリング状とな
るように接続保持されている。なお、各ゲッター板３３
の面方向は流路２５の放射方向と必ずしも一致する必要
はない。このゲッター板３３のゲッター材としては、常
温で排気動作を行えるＺrＶＭm(Ｍm：ミッシュメタル)
合金等のほか高温で排気動作を行うＺrＡl合金等が考え
られるが、その他の材料でも良い。また、このゲッター
板３３を作る方法としては、粉砕したゲッター合金を真
空焼結、プラズマ溶射、電気泳動、圧着により基盤に付
着させる方法などがある。また、活性化および再生時に
は、ゲッター体７を加熱する必要があるが、本実施例に
おいては、パイプ状のヒータ８からの熱伝導により加熱
を行う。他にランプヒータの熱放射や基盤に直接通電し
加熱を行う方法もある。

【００２３】次に、動作について述べる。図１に示すゲ
ッターポンプ５を被排気室１と主ポンプ２の間に組み込
んだ場合、接続配管のために主ポンプ２と被排気室１間
の距離が長くなることにより主ポンプ２の排気速度はわ
ずかに低下するが、ゲッターポンプ５が付加されること
により、全体の有効排気速度は増加することになる。

【００２４】また、図１に示すゲッターポンプ５におい
ては、ゲッター体７が流路２５を大きく狭めることがな
く、これを被排気室１と主ポンプ２の間に組み込んだ場
合にも、ゲッターポンプを取りつけたことによる流路長
の増加も少なく、主ポンプ２の排気能力を著しく減少さ
せることはない。また、ゲッターポンプ５は分子ため込
み式のポンプであるため、定期的なゲッター体７の取り
替えが必要である。前記ゲッター体７の交換時には、前
記メクラ蓋３１を外すことにより、前記挿入孔２６から
容易にゲッター体７の取り替えが行える。

【００２５】図３は、本発明の第２実施例の構成を示す
説明図である。図３において、箱体２０の前記延長部２
９が図１よりもさらに延長して形成されて退避室４０が
形成され、この退避室４０と内孔２８との間には仕切作
用を有する仕切弁４１が設けられ、この退避室４０の端
部に設けられたメクラ蓋３１に設けられたベローズ４３
には前記ヒータ８が接続され、このベローズ４３によっ
てメクラ蓋３１の孔３１ａが気密な閉状態に保たれてい
る。従って、ゲッター体７はポンプ５内部の密閉状態を
保ったまま流路２５側と退避室４０を移動可能である。
また、ゲッター体７を流路２５側から退避室４０に移動
させたとき、仕切弁４１を閉鎖することによりゲッター
体７を流路から隔離することができる。この仕切弁４１
は、周知の弁を用いることができる。なお、ゲッターポ
ンプ５は分子ため込み式のポンプであるため、１×１０
^-4Ｐa以上の高い圧力でポンプを動作させた場合、短時
間でゲッター体７の排気容量が飽和し排気性能が低下す
るものである。また、図３に示す実施例では、真空容器
の排気開始直後等の圧力が高い段階では、ゲッター体７
を退避室４０へ退避させ仕切弁４１により流路２５と仕
切ることにより、ゲッター体７への大量のガスの吸収を
防ぐ、これによりゲッター体７の排気性能の低下を防ぐ
ことが可能となる。また、図示していないが、退避室に
真空排気用の排気口を設けておきゲッター体７を退避し
た状態で再生操作を行うことにより、再生時の放出ガス
が流路２５および被排気室１に流入することも防止でき
る。

【００２６】また、図４から図６に示す第３実施例で
は、前記ゲッター体７が複数のリング体５０よりなり、
この各リング体５０が図６に示すように、基板５１の表
面にゲッター材５２が形成された構成である。この各リ
ング体５０には絶縁体７０を介してメクラ蓋３１に設け
られた電流導入端子８Ａが接続され、この電流導入端子
８Ａから直接電流を流すことによってヒータとしての基
板５１が加熱されるように構成されている。なお、実施
例１のように基板５１とは別にヒータ８を設けた構成
（図示せず）としてもよい。また、リング体５０は平ら
な平板である必要はなく、面積増大のために波形として
もよい。

【００２７】また、図７から図９に示す第４実施例で
は、前記ゲッター体７が１個のリング部材６０よりな
り、このリング部材６０は粒状のゲッター材５２Ａが多
孔質状に一体成形され、ヒータ８を一体に内蔵してい
る。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、真空装置の排気能力を
高める場合において、主排気系の排気ポートの他に別の
排気ポートを付加する必要がなく、ゲッターポンプを組
込んだことによるコンダクタンスの減少が少ないため主
排気ポンプの排気能力を著しく低下させることなく有効
排気速度を増大することができる。また、処理工程が行
われる被排気室の空間から離れた位置ゲッター体が配置
されているので蒸発物質、イオン、プラズマなどの影響
を殆んど受けず、排気性能が安定している。さらに、ゲ
ッター体の取り替えも容易であり、退避室および流路と
の閉鎖機構を設けた場合には、大量のガスの流入による
ゲッター材の劣化や再生時のガスの逆流も防止できる。
従来の分子ため込み式ポンプは、取りつけ方法や再生の
取扱いが困難なことにより、分析機器、加速器等の限定
された用途で使用されてきたが、本発明によって、これ
等の課題が解決され半導体、液晶、太陽電池製造などの
表面加工、成膜装置へも広く適用できるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるゲッターポンプを示す断面図であ
る。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】図１の他の実施例を示す断面図である。

【図４】ゲッター体の他の実施例を示す平面図である。

【図５】図４の断面図である。

【図６】図５の要部を示す拡大断面図である。

【図７】ゲッター体の他の実施例を示す断面図である。

【図８】図７のＢ−Ｂ断面図である。

【図９】図７の要部を示す拡大図である。

【図１０】従来のゲッターポンプを示す断面付構成図で
ある。

【図１１】従来のゲッターポンプを示す断面図である。

【図１２】従来のゲッターポンプを示す断面付構成図で
ある。

【図１３】従来のゲッターポンプを示す断面付構成図で
ある。

【符号の説明】

５ゲッターポンプ７ゲッター体８(51) ヒータ２０箱体２１第１開口２２第１フランジ２３第２開口２４第２フランジ２５流路Ｆ流路方向２６挿入孔２７交差部Ｄ流路径２８内孔３３ゲッター板４０退避室４１仕切弁５０リング体５１基板（ヒータ）５２ゲッター材６０リング部材

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【手続補正書】

【提出日】平成６年１２月２６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】図１２は、第３例の構成を示す説明図で、
被排気室１と主ポンプ２間の管１１内にゲッター体７が
取り付けられている。図１３は、第４例の構成を示す説
明図で、被排気室１と主ポンプ２にＴ字管１２を使用
し、その枝管部１２ａにゲッター体７が取り付けられて
いる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１開口(21)を有する第１フランジ(22)
から第２開口(23)を有する第２フランジ(24)に向けて形
成された流路(25)を有し、かつ、前記流路(25)の流路方
向(A)と交差して形成された挿入孔(26)を有する箱体(2
0)と、前記箱体(20)内の前記流路(25)と挿入孔(26)との
交差部(27)において前記流路(25)の流路方向(F)と交差
する方向でかつ前記流路(25)の流路径(D)以上に拡大し
て形成された内孔(28)と、前記内孔(28)内に配設された
ゲッター体(7)とを備え、前記挿入孔(26)は気密封止さ
れていることを特徴とするゲッターポンプ。
【請求項２】前記ゲッター体(7)は、複数のゲッター
板(33)をリング状に配設した構成よりなり、前記各ゲッ
ター板(33)の面方向は前記流路(25)軸の放射方向に沿っ
て設けられていることを特徴とする請求項１記載のゲッ
ターポンプ。
【請求項３】前記ゲッター体(7)は、ほぼリング状平
板に形成された複数のリング体(50)よりなり、前記各リ
ング体(50)は前記流路方向(F)において所定間隔で配設
されていることを特徴とする請求項１記載のゲッターポ
ンプ。
【請求項４】前記ゲッター体(7)は、ほぼ輪状に形成
された１個のリング部材(60)よりなり、前記リング部材
(60)は粒状のゲッター材(52A)が多孔質状に一体形成さ
れて構成されていることを特徴とする請求項１記載のゲ
ッターポンプ。
【請求項５】前記ゲッター体(7)は、メクラ蓋に取り
つけられたヒータ(8又は51)により保持されていること
を特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載のゲッタ
ーポンプ。
【請求項６】前記挿入孔(26)の外方に形成され前記ゲ
ッター体(7)を退避させるための退避室(40)と、前記退
避室(40)と前記内孔(28)との間には前記内孔(28)を気密
状態に仕切るための仕切弁(41)が設けられていることを
特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載のゲッター
ポンプ。