JPS59218371A - 低度の眞空の低温ポンプとその方法 - Google Patents
低度の眞空の低温ポンプとその方法Info
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- JPS59218371A JPS59218371A JP59037195A JP3719584A JPS59218371A JP S59218371 A JPS59218371 A JP S59218371A JP 59037195 A JP59037195 A JP 59037195A JP 3719584 A JP3719584 A JP 3719584A JP S59218371 A JPS59218371 A JP S59218371A
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
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- 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
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
- C23C14/564—Means for minimising impurities in the coating chamber such as dust, moisture, residual gases
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S417/00—Pumps
- Y10S417/901—Cryogenic pumps
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- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、低温ポンプに関し、溶射（スパッタリング）
操作に使用される低温ポンプに特別な適用を有している
。
操作に使用される低温ポンプに特別な適用を有している
。
低温ポンプは、作業空間から空気を除去して高度の真空
に該空間を保持するために屡々使用される。低温ポンプ
は、熱損失および伝熱損失を最小限にする高度の真空に
おいて最も効果的に作用する。更に、ガスの汚染物は、
低温および低圧において環境から最も良好に除去される
。多くの工程は、その良好な結果のために作業空間にお
ける該高度の真空の環境を必要とする。それにもか＼わ
らず、成る工程は、中間の真空を必要とする。
に該空間を保持するために屡々使用される。低温ポンプ
は、熱損失および伝熱損失を最小限にする高度の真空に
おいて最も効果的に作用する。更に、ガスの汚染物は、
低温および低圧において環境から最も良好に除去される
。多くの工程は、その良好な結果のために作業空間にお
ける該高度の真空の環境を必要とする。それにもか＼わ
らず、成る工程は、中間の真空を必要とする。
低温ポンプは、低い温度の配列において大気のガスを凝
縮することにより高度の真空環境を形成する。非常に低
い沸騰点のガスは、作業を間環境から吸着され、一方、
一層高い蒸発温度のガスは、低温ポンプの表面に凍結す
る。作業空間での操作中、定期的なガスの噴出は、該空
間内に噴射される。低温ポンプは、非常に関度な真空状
態を生じる如くこれ等のガスを非常に迅速に除去する。
縮することにより高度の真空環境を形成する。非常に低
い沸騰点のガスは、作業を間環境から吸着され、一方、
一層高い蒸発温度のガスは、低温ポンプの表面に凍結す
る。作業空間での操作中、定期的なガスの噴出は、該空
間内に噴射される。低温ポンプは、非常に関度な真空状
態を生じる如くこれ等のガスを非常に迅速に除去する。
低温ポンプは、環境から前に除去されたガスで充満され
るため、ガスの吸着または凝縮のいづれも＼早や不能で
あるときに達するまで、ガスの除去を継続する。該時点
で、低温ポンプは、再生されねばならない。再生は、低
温ポンプ０が高い温度に戻るま＼にし、従って、凝縮し
たガスが昇華して解放されることによって実施される。
るため、ガスの吸着または凝縮のいづれも＼早や不能で
あるときに達するまで、ガスの除去を継続する。該時点
で、低温ポンプは、再生されねばならない。再生は、低
温ポンプ０が高い温度に戻るま＼にし、従って、凝縮し
たガスが昇華して解放されることによって実施される。
多くの操作に対し、低温ポンプによって与えられる極め
て低い圧力は、実際上、操作を抑制する。
て低い圧力は、実際上、操作を抑制する。
特に、スパッタリングは、加工品の表面に被覆を付着す
る方法である。最良の結果のため、Ｉ Ｘ １０−’
）ルかも５Ｘ１０”）ルまでの範囲の不活性ガスの圧力
が必要である。通常の低温ポン７Ｊ’ｌ、Ｉ Ｘ １０
−５）ル以下の圧力において最も効率的に作用する。
る方法である。最良の結果のため、Ｉ Ｘ １０−’
）ルかも５Ｘ１０”）ルまでの範囲の不活性ガスの圧力
が必要である。通常の低温ポン７Ｊ’ｌ、Ｉ Ｘ １０
−５）ル以下の圧力において最も効率的に作用する。
スパッタリングのための適当な状態を形成する如く低温
ポンプを使用する通常の装置では、アルゴンの様な不活
性ガスは、作業空間の圧力を上昇して不活性ガスの環境
を与える如くスノ々ツタリング操作中に作業空間内に噴
射される。所望の４芋定の圧力は、作業チャンバに導入
されるアルゴンと、低温ポンプによって凝縮されるアル
ゴンとの平衡によって得られる。低温ポンプの再生は、
多量の不活性ガスか操作中に環境へ噴射され＼＆ｆ、一
層頻繁に生じねばならないことは明白である。不活性ガ
スの噴射のため、低温ポンプの表面しよ、急速に過負荷
になり、環境の圧力は、スノぐツタリンク゛が生じるの
を可能にする以上に増大する。
ポンプを使用する通常の装置では、アルゴンの様な不活
性ガスは、作業空間の圧力を上昇して不活性ガスの環境
を与える如くスノ々ツタリング操作中に作業空間内に噴
射される。所望の４芋定の圧力は、作業チャンバに導入
されるアルゴンと、低温ポンプによって凝縮されるアル
ゴンとの平衡によって得られる。低温ポンプの再生は、
多量の不活性ガスか操作中に環境へ噴射され＼＆ｆ、一
層頻繁に生じねばならないことは明白である。不活性ガ
スの噴射のため、低温ポンプの表面しよ、急速に過負荷
になり、環境の圧力は、スノぐツタリンク゛が生じるの
を可能にする以上に増大する。
成る通常の装置では、絞り弁は、低温ポンプと作業空間
との間に設置される。核絞り弁（ま、作業空間と低温ポ
ンプとの間のガスの流れを制限することにより両者の間
に差圧を形成するＡ１〈作Ｊ４１する。しかしながら、
絞り弁は、完全には好結果を得られ１．Ｃかった。
との間に設置される。核絞り弁（ま、作業空間と低温ポ
ンプとの間のガスの流れを制限することにより両者の間
に差圧を形成するＡ１〈作Ｊ４１する。しかしながら、
絞り弁は、完全には好結果を得られ１．Ｃかった。
周囲温度に保持される絞り弁は、一般に、総てのガスが
低温ポンプに接触するのを制限する。従って、スパッタ
リングを抑制し加工品に付着される被覆の適当な結合を
阻止し得る水蒸気力ｔ・１１［業空間に残ることは、可
能である。
低温ポンプに接触するのを制限する。従って、スパッタ
リングを抑制し加工品に付着される被覆の適当な結合を
阻止し得る水蒸気力ｔ・１１［業空間に残ることは、可
能である。
成る可変の絞り弁は、作業空間からの水蒸気を凝縮する
と共に、残りのガスを絞る如く冷却される。不幸にして
、冷却される可変絞り弁＆ｉ、低温ポンプの非常に低い
圧力の環境にお℃・て屡々凍結し、任意のがスが低温ポ
ンプに達するのを阻止する。弁に形成する水の氷と、二
酸化炭素の氷とレマ、弁の調節と、作業空間と低温ポン
プとの間のガス通路の制（ｉｌｌｌとを阻止する。従っ
て、該１氏温の可変絞り弁は、操作するのが困難で、不
活性ガスの環境を維持するのに効果的でな（・こと力１
判明した。
と共に、残りのガスを絞る如く冷却される。不幸にして
、冷却される可変絞り弁＆ｉ、低温ポンプの非常に低い
圧力の環境にお℃・て屡々凍結し、任意のがスが低温ポ
ンプに達するのを阻止する。弁に形成する水の氷と、二
酸化炭素の氷とレマ、弁の調節と、作業空間と低温ポン
プとの間のガス通路の制（ｉｌｌｌとを阻止する。従っ
て、該１氏温の可変絞り弁は、操作するのが困難で、不
活性ガスの環境を維持するのに効果的でな（・こと力１
判明した。
従って、低温ポンプが以前に効率的に作用可Ｒ目であっ
た圧力よりも高い作業チャンノ々圧力で長期間にわたり
効率的に作用可能な低温ポンプの必要性が存在する。
た圧力よりも高い作業チャンノ々圧力で長期間にわたり
効率的に作用可能な低温ポンプの必要性が存在する。
本発明は、作業チャンバから水蒸気および不活性ガスを
差別的に吸引する低温ポンプを包含する。
差別的に吸引する低温ポンプを包含する。
該低温ポンプは、作業チャンバへ取付けられる吸引ポー
トを有する低温ポンプハウジングと、軸方向の第１段お
よび第２段を有する該低温ポンプハウジング内の冷凍機
とを備えている。′第２段の低温パネルは、第２段の低
温熱シンクに直接に装着され、第１段の高い温度の熱シ
ンクに接触する輻射遮蔽によって包囲される。
トを有する低温ポンプハウジングと、軸方向の第１段お
よび第２段を有する該低温ポンプハウジング内の冷凍機
とを備えている。′第２段の低温パネルは、第２段の低
温熱シンクに直接に装着され、第１段の高い温度の熱シ
ンクに接触する輻射遮蔽によって包囲される。
前面入口オリフィス板は、吸引ポートを横切って設置さ
れ、輻射遮蔽に熱的連通状態にある。オリフィス板は、
輻射遮蔽の一部として作用し、作業チャンバから第２段
低温パネルへの低い凝縮温度のガスの流れを制限するの
に役立つ。これは、低い凝縮温度のガスの適度な圧力が
作業チャンバに維持されると共に、高い凝縮温度のガス
がバッフル板に凝縮するのを可能にする。
れ、輻射遮蔽に熱的連通状態にある。オリフィス板は、
輻射遮蔽の一部として作用し、作業チャンバから第２段
低温パネルへの低い凝縮温度のガスの流れを制限するの
に役立つ。これは、低い凝縮温度のガスの適度な圧力が
作業チャンバに維持されると共に、高い凝縮温度のガス
がバッフル板に凝縮するのを可能にする。
ガスの流路は、作業チャンバから離れた位置で輻射遮蔽
を介して設けられ、従って、輻射遮蔽は、作業チャンバ
よりも低い圧力の真空によって包囲される。好適実施例
では、この流路は、バッフル板の反対側に位置する輻射
遮蔽の基部における幾つかの小さいポートを有し、該ポ
ートは、残留する低い凝縮温度のガスを低温ポンプの内
部から吸引する。これは、ハウジングと輻射遮蔽との間
の熱伝達を低減し、これにより、低温ポンプの効率を向
上する如く作用する。
を介して設けられ、従って、輻射遮蔽は、作業チャンバ
よりも低い圧力の真空によって包囲される。好適実施例
では、この流路は、バッフル板の反対側に位置する輻射
遮蔽の基部における幾つかの小さいポートを有し、該ポ
ートは、残留する低い凝縮温度のガスを低温ポンプの内
部から吸引する。これは、ハウジングと輻射遮蔽との間
の熱伝達を低減し、これにより、低温ポンプの効率を向
上する如く作用する。
好適実施例では、輻射遮蔽は、その吸引ポート領域とそ
の基部との間のガスの流れを防止する流れの制限を形成
する如く低温ポンプのノ・ウジングに密接する。この代
りに、積極的なシールは、輻射遮蔽と低温ポンプハウジ
ングとの間のガスの流れを排除する如く該２領域間に設
置されてもよい。
の基部との間のガスの流れを防止する流れの制限を形成
する如く低温ポンプのノ・ウジングに密接する。この代
りに、積極的なシールは、輻射遮蔽と低温ポンプハウジ
ングとの間のガスの流れを排除する如く該２領域間に設
置されてもよい。
該好適実施例の別の側面は、輻射遮蔽の基部の小さい吸
引ポートに隣接してバッフルを設置することであり、該
バッフルは、直接の熱輻射が第２段の配列に達するのを
防止する。
引ポートに隣接してバッフルを設置することであり、該
バッフルは、直接の熱輻射が第２段の配列に達するのを
防止する。
好適実施例では、オリフィス板は、作業チャンバから第
２段の低温ポンプへの低い凝縮温度のガスの制限された
通過を可能にする幾つかの孔を有している。該オリフィ
ス板が輻射遮蔽の温度に近い温度を有しているため、高
い凝縮点のガスは、は、約１２．７ｍ （’／２’）の
直径において最良の寸法を与えられる。該孔の寸法は、
６．６５ｍから約１９．０５語（１／、−から約／４′
）の範囲でもよいが、１２．７賜（１／’）において、
該孔は、低凝縮点のガスの通過を制限するが、バッフル
板自体での氷の形成による閉鎖を受は易くないことが判
明した。
２段の低温ポンプへの低い凝縮温度のガスの制限された
通過を可能にする幾つかの孔を有している。該オリフィ
ス板が輻射遮蔽の温度に近い温度を有しているため、高
い凝縮点のガスは、は、約１２．７ｍ （’／２’）の
直径において最良の寸法を与えられる。該孔の寸法は、
６．６５ｍから約１９．０５語（１／、−から約／４′
）の範囲でもよいが、１２．７賜（１／’）において、
該孔は、低凝縮点のガスの通過を制限するが、バッフル
板自体での氷の形成による閉鎖を受は易くないことが判
明した。
本発明の上述とその他の目的、特徴および利点は、本発
明の好適実施例に関し添付図面を参照する下記の説明に
よって明瞭になり、該図面では、その全体を通じて同様
な符号は、同様な部分を示す。該図面は、必ずしも寸法
の釣合いが取れてなく、その代りに、重点は、本発明の
原理の表示に置かれる。
明の好適実施例に関し添付図面を参照する下記の説明に
よって明瞭になり、該図面では、その全体を通じて同様
な符号は、同様な部分を示す。該図面は、必ずしも寸法
の釣合いが取れてなく、その代りに、重点は、本発明の
原理の表示に置かれる。
第１図は、作業チャンバ内に適度な真空を効率的に維持
するのを可能にする本発明の原理を具現する低温ポンプ
の断面図である。該低温ポンプは、水蒸気の最大吸引速
度を与えると共に、不活性ガスの吸引速度を制限する。
するのを可能にする本発明の原理を具現する低温ポンプ
の断面図である。該低温ポンプは、水蒸気の最大吸引速
度を与えると共に、不活性ガスの吸引速度を制限する。
第１図の低温ポンプ２ｏは、フランジ２６に沿つて作業
チャンバに直接に装着されるか、または作業チャンバと
の間の中間の仕切り弁に装着されてもよい主低温ポンプ
ハウジング２２を有している。この図の低温ポンプは、
作業チャンバに該ポンプを結合する導管２８にボルト止
めされる。冷凍機の２段低温フィンガ４５は、開口部６
６を通って低温ポンプのハウジング内に突出る。この場
合では、冷凍機は、ギフオードマクマホン（Ｇｉｆｆｏ
ｒｄ −ＭａｃＭａｈｏｎ ）冷凍機であるが、その他
のものを使用してもよい。
チャンバに直接に装着されるか、または作業チャンバと
の間の中間の仕切り弁に装着されてもよい主低温ポンプ
ハウジング２２を有している。この図の低温ポンプは、
作業チャンバに該ポンプを結合する導管２８にボルト止
めされる。冷凍機の２段低温フィンガ４５は、開口部６
６を通って低温ポンプのハウジング内に突出る。この場
合では、冷凍機は、ギフオードマクマホン（Ｇｉｆｆｏ
ｒｄ −ＭａｃＭａｈｏｎ ）冷凍機であるが、その他
のものを使用してもよい。
２段のディスプレーサは、低温フィンが４５内に配置さ
れ、モータ４８で駆動される。各サイクルにより、ヘリ
ウムガスは、圧力下で入口管路５９を介して低温フィン
ガに導入され、膨張゛され従って冷却される。次に、該
ガスは、管路５８を通つ・て圧縮機へ排出される。該冷
凍機は、チェリス等による米国特許第３．２１８，８１
５号に開示される。
れ、モータ４８で駆動される。各サイクルにより、ヘリ
ウムガスは、圧力下で入口管路５９を介して低温フィン
ガに導入され、膨張゛され従って冷却される。次に、該
ガスは、管路５８を通つ・て圧縮機へ排出される。該冷
凍機は、チェリス等による米国特許第３．２１８，８１
５号に開示される。
第１段吸引面３４は、輻射遮蔽３２を介し第１段冷凍機
６２の低温端部熱シンク４４に装着される。同様に、第
２段吸引配列４ｏは、第２段５２の低温端部熱シンク４
２に装着される。低温フィンガの第２段５２は、輻射遮
蔽３２０基部の開口部６０を貫通して延びる。
６２の低温端部熱シンク４４に装着される。同様に、第
２段吸引配列４ｏは、第２段５２の低温端部熱シンク４
２に装着される。低温フィンガの第２段５２は、輻射遮
蔽３２０基部の開口部６０を貫通して延びる。
こ＼に説明される第２段吸引面は、環状配列に配置され
る１組の垂直シェブロン４０を有するが、吸着剤材料を
有する第２段吸引面のその他の形状は、本発明に使用す
るのに受入れ可能である。熱シンク４２に装着されるこ
のシェブロン配列は、約１５°にの温度で作用する。低
温ガスの吸着剤を保持するパネル４１の配列は、シェブ
ロン４０の配列内に包囲される。水素の様な極めて低い
沸騰点のガスによる該吸着剤配列４１への近接は、該ガ
スの吸着と、環境からの除去とを生じる。
る１組の垂直シェブロン４０を有するが、吸着剤材料を
有する第２段吸引面のその他の形状は、本発明に使用す
るのに受入れ可能である。熱シンク４２に装着されるこ
のシェブロン配列は、約１５°にの温度で作用する。低
温ガスの吸着剤を保持するパネル４１の配列は、シェブ
ロン４０の配列内に包囲される。水素の様な極めて低い
沸騰点のガスによる該吸着剤配列４１への近接は、該ガ
スの吸着と、環境からの除去とを生じる。
第１段熱シンク４４に装着されるカップ形輻射遮蔽３２
は、約７７０にで作用する。輻射遮蔽３２は、第２段低
温吸引領域を包囲し、直接の輻射と、一層酷い沸騰点の
蒸気とによる該領域の加熱を低減する。また、第１段は
、第２段吸引領域の輻射遮蔽と、水蒸気の様な一周高い
沸騰温度のガスの低温吸引面との両者として作用する前
面バッフル板３４を有している。バッフル板３４は、ア
ルゴンの様な低沸騰温度のガスの第２段吸引領域への流
れを制限する１０個のオリフィス孔３６を有している。
は、約７７０にで作用する。輻射遮蔽３２は、第２段低
温吸引領域を包囲し、直接の輻射と、一層酷い沸騰点の
蒸気とによる該領域の加熱を低減する。また、第１段は
、第２段吸引領域の輻射遮蔽と、水蒸気の様な一周高い
沸騰温度のガスの低温吸引面との両者として作用する前
面バッフル板３４を有している。バッフル板３４は、ア
ルゴンの様な低沸騰温度のガスの第２段吸引領域への流
れを制限する１０個のオリフィス孔３６を有している。
オリフィス板３４は、第１段熱シンクの温度（７７°Ｋ
から１３０°にの範囲）に近い温度に保持されるため、
選択的な態様で作用し、従って低温ポンプの一体の部分
である。従って、オリフィス板３４は、主として、残り
の低い凝縮温度のガスに対してのみオリフィスとして作
用する。一方、高い凝縮温度のガスは、バッフル板自体
において凍結し、オリフィス３６は、これ等の低い凝縮
温度のガスの第２段への通過を制限する１、内側の第２
段吸引領域への流れを制限することにより、不活性ガス
、主としてアルゴンの比率は、最適のスパッタリングの
ための不活性ガスの適度な圧力を与える如く作業空間に
維持されたま＼である。要１ 約すると、低温ポンプ
のポート２４に到達するガスの内、高（・凝縮温度のガ
スは、環境から除去されは、制限される。流れの該制限
は、作業チャンバに高い圧力を生じる。
から１３０°にの範囲）に近い温度に保持されるため、
選択的な態様で作用し、従って低温ポンプの一体の部分
である。従って、オリフィス板３４は、主として、残り
の低い凝縮温度のガスに対してのみオリフィスとして作
用する。一方、高い凝縮温度のガスは、バッフル板自体
において凍結し、オリフィス３６は、これ等の低い凝縮
温度のガスの第２段への通過を制限する１、内側の第２
段吸引領域への流れを制限することにより、不活性ガス
、主としてアルゴンの比率は、最適のスパッタリングの
ための不活性ガスの適度な圧力を与える如く作業空間に
維持されたま＼である。要１ 約すると、低温ポンプ
のポート２４に到達するガスの内、高（・凝縮温度のガ
スは、環境から除去されは、制限される。流れの該制限
は、作業チャンバに高い圧力を生じる。
第２図は、輻射遮蔽のオリフィス板部分の平面図である
。オリフィス孔３６の数および寸法は、スパッタリング
操作のために作業空間に維持される圧力を定める。多く
の小さい孔は、板３４を通る制限されたガスの流れの均
等な分配を与える。
。オリフィス孔３６の数および寸法は、スパッタリング
操作のために作業空間に維持される圧力を定める。多く
の小さい孔は、板３４を通る制限されたガスの流れの均
等な分配を与える。
他方では、各オリフィス３６は、バッフル板に形成され
る氷が低い凝縮温度のガスに対してオリフィスを完全に
閉鎖しない様に充分な寸法を有せねばならない。氷の成
長は、第２段吸引領域への低い温度のガスの流入を阻止
して作業空間における圧力の上昇を生じ得る。最適の孔
寸法は、６．３５鶏から１９．０５路（０，２ゴから０
．７５’）の範囲であることが判明した。
る氷が低い凝縮温度のガスに対してオリフィスを完全に
閉鎖しない様に充分な寸法を有せねばならない。氷の成
長は、第２段吸引領域への低い温度のガスの流入を阻止
して作業空間における圧力の上昇を生じ得る。最適の孔
寸法は、６．３５鶏から１９．０５路（０，２ゴから０
．７５’）の範囲であることが判明した。
所与の孔寸法に対し、流れの制限の程度は、孔の数で定
められる。従って、孔の数は、排気すべき作業空間の寸
法および所望の圧力によって変更される。スパッタリン
グに使用される代表的な作業空間に対し、約１２．７１
３ （／２’ ）の直径の寸法の１０個の孔が使用され
た。
められる。従って、孔の数は、排気すべき作業空間の寸
法および所望の圧力によって変更される。スパッタリン
グに使用される代表的な作業空間に対し、約１２．７１
３ （／２’ ）の直径の寸法の１０個の孔が使用され
た。
本発明が扱う主な問題は、低温ポンプの高い効率を維持
する如く低温ポンプハウジング内に低い真空を維持する
必要性である。高い真空が輻射遮蔽３２とハウジング２
２との間の環状部５０に維持されることは、重要である
。作業空間の適度な真空が該環状部に存在するのを許容
され＼ば、ハウジングから輻射遮蔽への熱伝達は、過度
なエネルギ損失およびポンプの無能率を生じる。この問
題は、輻射遮蔽３２と差別的な吸引ポート３８とにより
低温ポンプハウジング内に設定される圧力勾配の使用に
よって解決される。
する如く低温ポンプハウジング内に低い真空を維持する
必要性である。高い真空が輻射遮蔽３２とハウジング２
２との間の環状部５０に維持されることは、重要である
。作業空間の適度な真空が該環状部に存在するのを許容
され＼ば、ハウジングから輻射遮蔽への熱伝達は、過度
なエネルギ損失およびポンプの無能率を生じる。この問
題は、輻射遮蔽３２と差別的な吸引ポート３８とにより
低温ポンプハウジング内に設定される圧力勾配の使用に
よって解決される。
差別的な吸引ポート３８は、後部プリナム５４の圧力を
低減する如く該プリナムからの直接の吸引を可能にする
。輻射遮蔽で凝縮しないガスは、第２段吸引領域４０に
ポート３８を通って吸込まれ、該領域で凝縮または吸着
される。バッフル４６は、低温ポンプハウジング２２か
もの輻射による第２設配列の加熱を防止する如く差別的
なポート３８の上に設置される。
低減する如く該プリナムからの直接の吸引を可能にする
。輻射遮蔽で凝縮しないガスは、第２段吸引領域４０に
ポート３８を通って吸込まれ、該領域で凝縮または吸着
される。バッフル４６は、低温ポンプハウジング２２か
もの輻射による第２設配列の加熱を防止する如く差別的
なポート３８の上に設置される。
該ゾリナムに生じる非常に低い圧力は、環状部５０をも
低い圧力に保持する如く作用する。この非常に低い圧力
において、低温ポンプハウジングと輻射遮蔽３２との間
の熱伝達は、伝導および対流の熱伝達が殆んど排除され
るため、著しく低減される。輻射遮蔽３２とハウジング
２２との間の環状部５０の狭さは、低温ポンプのポート
２４から低温ポンプの後部ゾリナム５４へのガスの通過
を制限する如く作用し、これは、作業チャンバ圧力から
の鋭い圧力降下を環状部への上部入口に生じる。間隙５
０は、４．７６ ｍ （３／１６’ ）以下に維持され
＼ば、ガスの通過を最良にｌｉ’ｌ １＋、Ｊする。後
部吸引ポートと、小さい環状部５ｏとの組合わせは、低
温ポンプが第２段のまわりの非常に高い真空を伴って運
転されると共に、輻射遮蔽が最高の効率を力えるのを可
能にする。この代りに、随意のシール６８（第１Ａ図）
は、作業チャンバと輻射遮蔽との間の流体の連通を更に
制限する如く追加されてもよい。
低い圧力に保持する如く作用する。この非常に低い圧力
において、低温ポンプハウジングと輻射遮蔽３２との間
の熱伝達は、伝導および対流の熱伝達が殆んど排除され
るため、著しく低減される。輻射遮蔽３２とハウジング
２２との間の環状部５０の狭さは、低温ポンプのポート
２４から低温ポンプの後部ゾリナム５４へのガスの通過
を制限する如く作用し、これは、作業チャンバ圧力から
の鋭い圧力降下を環状部への上部入口に生じる。間隙５
０は、４．７６ ｍ （３／１６’ ）以下に維持され
＼ば、ガスの通過を最良にｌｉ’ｌ １＋、Ｊする。後
部吸引ポートと、小さい環状部５ｏとの組合わせは、低
温ポンプが第２段のまわりの非常に高い真空を伴って運
転されると共に、輻射遮蔽が最高の効率を力えるのを可
能にする。この代りに、随意のシール６８（第１Ａ図）
は、作業チャンバと輻射遮蔽との間の流体の連通を更に
制限する如く追加されてもよい。
こ＼に提供される低温オリフィス板により、低温ポンプ
は、環境から高い凝縮温度のガスを除去する一方、低い
凝縮温度のガスが作業空間に容易に維持されるのを可能
にする如く作用する。不活性ガスの低い圧力は、スパッ
タリングに最適の環境を与える。低温ポンプの輻射遮蔽
へのオリフィスの好結果の組込みは、低温ポンプの大部
分の内部仕事が低い圧力で行われるのを可能にする差別
的な吸引ポート３８によって生じる。ヘリウム冷凍機４
５と、低温吸引面と、輻射遮蔽とが低い圧力の環境にお
いて作用するのを可能にすることにより、遮蔽および配
列への熱伝導は、殆んど排除され、低温ポンプは、最も
効率的に作用する。更に、非常に低い圧力で最良に作用
する吸着剤パネル４１は、これにより一層効率的になる
。
は、環境から高い凝縮温度のガスを除去する一方、低い
凝縮温度のガスが作業空間に容易に維持されるのを可能
にする如く作用する。不活性ガスの低い圧力は、スパッ
タリングに最適の環境を与える。低温ポンプの輻射遮蔽
へのオリフィスの好結果の組込みは、低温ポンプの大部
分の内部仕事が低い圧力で行われるのを可能にする差別
的な吸引ポート３８によって生じる。ヘリウム冷凍機４
５と、低温吸引面と、輻射遮蔽とが低い圧力の環境にお
いて作用するのを可能にすることにより、遮蔽および配
列への熱伝導は、殆んど排除され、低温ポンプは、最も
効率的に作用する。更に、非常に低い圧力で最良に作用
する吸着剤パネル４１は、これにより一層効率的になる
。
この低温ポンプを使用するスパッタリング操作の際、ア
ルインの様な不活性ガスの作業空間への噴射は、中間圧
力を維持するために依然として必要であり、噴射の比率
は、該圧力を制御するために変更されてもよい。しかし
ながら、絞り弁のな°い通常の低温ポンプに従来必要で
あったよりもかなり少い比率のガスの噴射は、最適のス
パッタリング圧力を維持するために必要である。水素の
様な汚染ガスは、オリフィスの伝熱が水素の小さい分子
量によりアルゴンよりも水素に対して４倍大きいため、
環境から効率的に除去される。更に、吸着剤配列４１は
、第２段内で維持される低い圧力および温度におい°〔
効率的に作用する。このため、本発明を具現する低温ポ
ンプは、適度な圧力の不活性ガスの環境の形成を促進す
る。
ルインの様な不活性ガスの作業空間への噴射は、中間圧
力を維持するために依然として必要であり、噴射の比率
は、該圧力を制御するために変更されてもよい。しかし
ながら、絞り弁のな°い通常の低温ポンプに従来必要で
あったよりもかなり少い比率のガスの噴射は、最適のス
パッタリング圧力を維持するために必要である。水素の
様な汚染ガスは、オリフィスの伝熱が水素の小さい分子
量によりアルゴンよりも水素に対して４倍大きいため、
環境から効率的に除去される。更に、吸着剤配列４１は
、第２段内で維持される低い圧力および温度におい°〔
効率的に作用する。このため、本発明を具現する低温ポ
ンプは、適度な圧力の不活性ガスの環境の形成を促進す
る。
絞り弁のない低温ポンプを使用する通常のスパッタリン
グ装置では、低温ポンプの再生は、通常、１日に少くと
も１回必要である。こ＼に記載される低温ポンプを使用
する装置では、再生は、数日にわたり必要ではない。こ
れは、低温ポンプの再生が凝縮ガスを加温して解放する
のを低温ポンプの許容する期間にわたり製造の休止を必
要とするため、重要である。再生が必要な度毎に、工鳴
の時間と、賃金とが損失し、これは、最終加工品を製作
するのに一層高価にする。再生をあまり必要としない構
造の新奇な低温ポンプの提供で、スパッタリングは、以
前よりも安価に実施可能である。
グ装置では、低温ポンプの再生は、通常、１日に少くと
も１回必要である。こ＼に記載される低温ポンプを使用
する装置では、再生は、数日にわたり必要ではない。こ
れは、低温ポンプの再生が凝縮ガスを加温して解放する
のを低温ポンプの許容する期間にわたり製造の休止を必
要とするため、重要である。再生が必要な度毎に、工鳴
の時間と、賃金とが損失し、これは、最終加工品を製作
するのに一層高価にする。再生をあまり必要としない構
造の新奇な低温ポンプの提供で、スパッタリングは、以
前よりも安価に実施可能である。
従来実施された様に、比較的温かい弁またはオリフィス
板が低温ポンプと作業空間との間に設置されるとき、該
弁は、低温ポンプへの総℃のがスの近接を制限し、適度
な真空の不活性ガス環境を作らない。水蒸気と、その他
の高い温度のガスとが環境に残るのを許され＼ば、スパ
ッタリングの品質は、加工品への溶射粒子の付着が不充
分なため、低下する。
板が低温ポンプと作業空間との間に設置されるとき、該
弁は、低温ポンプへの総℃のがスの近接を制限し、適度
な真空の不活性ガス環境を作らない。水蒸気と、その他
の高い温度のガスとが環境に残るのを許され＼ば、スパ
ッタリングの品質は、加工品への溶射粒子の付着が不充
分なため、低下する。
また、本発明は、凍結を受は適当に調節するのが困難な
可変絞り弁の使用を排除する。スパッタリング操作の際
、作業環境は、アルゴン送入の変更により完全に制御可
能であり、従って、絞り弁を変更する必要性がない。更
に、差別的な吸引ポート３８は、高い効率にポンプの運
転を保ち、これにより、従来の絞り弁に関連する無能率
を排除する。
可変絞り弁の使用を排除する。スパッタリング操作の際
、作業環境は、アルゴン送入の変更により完全に制御可
能であり、従って、絞り弁を変更する必要性がない。更
に、差別的な吸引ポート３８は、高い効率にポンプの運
転を保ち、これにより、従来の絞り弁に関連する無能率
を排除する。
本発明は、その好適実施例に関し特に図示説明されたが
、形状および細部におり′る種々な変更が特許請求の範
囲に記載される本発明の精神および範囲から逸脱するこ
とな〈実施可能なことは、当該分野の専門家によって認
められる。例えば、オリフィス板は、本発明の新奇な側
面を変更することなく、使用される特定の作業空間と、
所要の真空圧力とに対し低温ポンプを最適化する如くオ
リフィス孔３６の寸法、数および位置について変更され
てもよい。
、形状および細部におり′る種々な変更が特許請求の範
囲に記載される本発明の精神および範囲から逸脱するこ
とな〈実施可能なことは、当該分野の専門家によって認
められる。例えば、オリフィス板は、本発明の新奇な側
面を変更することなく、使用される特定の作業空間と、
所要の真空圧力とに対し低温ポンプを最適化する如くオ
リフィス孔３６の寸法、数および位置について変更され
てもよい。
第１図は本発明を具現する低温ポンプの縦断面図、第１
Ａ図は輻射遮蔽の随意のシールを示す低温ポンプの部分
的断面図、第２図は低温ポンプの一体の低温オリフィス
の平面図を示す。 ２０・・・低温ポンプ ２２・・・主ハウジング ２４・・・ポンプのポート ３２・・・輻射遮蔽 ３４・・・前面バッフル板（第１段吸引面）３６・・・
オリフィス孔 ３８・・・差別的な吸引ポート ４１・・・パネル ４２・第２段熱シンク ４４・・・第１段熱シンク ４５・・・２段低温フィンが（ヘリウム冷凍機）４６・
・・バッフル ５０・・・環状部（間隙） ５２・・・第２段 ６２・・・第１段冷凍機 ６９・・・シール 代理人 浅 村 皓 第１図 第１Ａ図 第２図 手続補正書（睦） 昭和５９年夕月／と日 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和５９年持重「願第５７１９５ 号２、発明の名
称 低度の直空の低温ポンプとその方法 ３、補正をする者 事件との関係 持ｔ＋Ｆ出願人 ４、代理人 ５、補正命令の日イ」 昭和 年 月 日 ８、補正の内容 別紙のとおり 明細書の浄書（内容に変更なし）
Ａ図は輻射遮蔽の随意のシールを示す低温ポンプの部分
的断面図、第２図は低温ポンプの一体の低温オリフィス
の平面図を示す。 ２０・・・低温ポンプ ２２・・・主ハウジング ２４・・・ポンプのポート ３２・・・輻射遮蔽 ３４・・・前面バッフル板（第１段吸引面）３６・・・
オリフィス孔 ３８・・・差別的な吸引ポート ４１・・・パネル ４２・第２段熱シンク ４４・・・第１段熱シンク ４５・・・２段低温フィンが（ヘリウム冷凍機）４６・
・・バッフル ５０・・・環状部（間隙） ５２・・・第２段 ６２・・・第１段冷凍機 ６９・・・シール 代理人 浅 村 皓 第１図 第１Ａ図 第２図 手続補正書（睦） 昭和５９年夕月／と日 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和５９年持重「願第５７１９５ 号２、発明の名
称 低度の直空の低温ポンプとその方法 ３、補正をする者 事件との関係 持ｔ＋Ｆ出願人 ４、代理人 ５、補正命令の日イ」 昭和 年 月 日 ８、補正の内容 別紙のとおり 明細書の浄書（内容に変更なし）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１１ａ、 作業チャンバへ取付ける如く吸引ポート
を有する低温ポンプのハウジングと。 ｂ、該ハウジング内で第１段および第２段を有する冷凍
機と。 Ｃ９該第２段の低温熱／ンクに直接に装着される第２段
低温パネルと。 ｄ、該第２段低温パネルを部分的に包囲し、前記第１段
の高い温度の熱シンクに熱的に接触する輻射遮蔽と。 ｅ、前記吸引ポートを横切って延び、該輻射遮蔽の一部
として作用する如く該輻射遮蔽に熱的に連通ずる前面入
口オリフィス板とを備え、該オリフィス板が、前記作業
チャンバ内に低い凝縮温度のガスの適度な圧力を許容す
ると共に、高い凝縮温度のガスを凝縮する如く該作業チ
ャンバから前記第２段低温パネルへの低い凝縮温度のガ
スの流れを制限し、更に、 ｆ、該輻射遮蔽が該作業チャンバよりも低い圧力の真空
で包囲される如く前記吸引ポートから離れた位置で該輻
射遮蔽を介して設けられるがス流路を備え。 水蒸気と、不活性ガスとを差別的に吸引する低温ポンプ
。 （２）前記吸引ポートから離れた領域の前記低温ポンプ
ハウジング内の真空を上昇し、これにより、該ハウジン
グと前記輻射遮蔽との間の熱伝達を低減する該輻射遮蔽
の基部の小さいポートを備える特許請求の範囲第１項に
記載の低温ポンプ。 （３） 前記低温ポンプハウジングから前記Ｍ２段の
配列を加熱するのを防止する如く前記輻射遮蔽の小さい
孔に隣接するバッフルを備える 特許請求の範囲第２項に記載の低温ポンプ。 （４） 前記輻射遮蔽と低温ポンプハウジングとの間に
設置されるシールを備える 特許請求の範囲第１項に記載の低温ポンプ。 （５） ａ、 作業チャンバへ取付ける如く吸引ポ
ートを有する冷凍機ノ・ウジングと。 ｂ、該・・ウジング内で軸方向の第１段および第２段を
有する冷凍機と。 Ｃ６該第２段の低温熱シンクに直接に装着される第２段
低温パネルと。 ｄ、該第２段低温パネルを部分的に包囲し、前記第１段
の高い温度の熱シンクに熱的に接触する輻射遮蔽と。 ｅ、前記吸引ポートを横切って延び、該輻射遮蔽の一部
として作用する如く該輻射遮蔽に熱的に連通ずる前面オ
リフィス板と。 ｆ、前記第２段低温パネルへの低い温度の沸騰点のガス
の制限された通過を許容すると共に、該オリフィス板の
まわりの高い沸騰点のガスの凝縮を促進する該オリフィ
ス板の６．５５ｒｎａから１９．０５Ｍ （０，２５′
から０．７５″）の幾つかのオリフィス孔と。 ｇ、前記低温ポンプノ・ウジングと輻射遮蔽との間の熱
伝達を低減する如く前記吸引ポートから離れた領域で該
・・ウジング内の圧力を低減する該輻射遮蔽の幾つかの
小さいポートとを備える、低減された真空の作業チャン
バのための低温ポンプ。 （６）水蒸気の吸引の最高速度を与えると共に、不活性
ガスの吸引の速度を制限する高い圧力の低温ポンプにお
いて。 ａ０作作業チャンバ取付ける如く吸引ポートを有する低
温ポンプハウジングと。 ｂ、該ハウジング内で軸方向の第１段および第２段を有
する冷凍機と。 Ｃ０該第２段の低温熱シンクに直接に装着される第２段
低温パネルと。 ｄ、前記第１段の高い温度の熱シンクに熱的に接触して
“該第２段低温パネルを包囲する輻射遮蔽とを備え、該
輻射遮蔽の外側面の部分が、ガスの流れを制限する２つ
の構成要素の間に小さい通路を形成する如く前記−・ウ
ジングの内側面から４．７６賜（／、６’）以下に保持
され、更に、ｅ、前記吸引ポートを横切って延び、前記
第１段熱シンクに熱的に連通して該輻射遮蔽に組込まれ
る前面絞り板と。 ｆ、前記作業チャンバに殆んど影響を与えることなく、
前記低温ポンプの大きな内部体積からガスを除去する如
く設けられ該輻射遮蔽に位置する後側ポートとを備える 低温ポン７０゜ １７）作業チャンバ内に不活性ガスの適度な圧力を低温
ポンプによって設定する方法において。 ａ、低い凝縮温度の不活性ガスを前記作業チャンバに導
久し。 ｂ、低温ポンフ０輻射遮蔽に組込まれる低温オリフィス
の使用により高い凝縮温度のガスを作業環境から選択的
に除去し。 Ｃ１低温ポンプの最低温度の構成要素を適度な真空の不
活性がス環境との直接の熱的接触から遮蔽し。 ｄ、前記輻射遮蔽に設置される差別的な二次吸引ポート
の使用により低温ポンプ構成要素間の熱伝達を最小限に
する如く該低温ポンプのまわりの体積を前記作業環境よ
りも高い真空に排気する手順を備える方法。 （８） 前記作業環境を変更する如く前記作業チャン
バへの不活性ガスの流れを制御する手順を備える特許請
求の範囲第７項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US470914 | 1983-02-28 | ||
| US06/470,914 US4449373A (en) | 1983-02-28 | 1983-02-28 | Reduced vacuum cryopump |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59218371A true JPS59218371A (ja) | 1984-12-08 |
Family
ID=23869570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59037195A Pending JPS59218371A (ja) | 1983-02-28 | 1984-02-28 | 低度の眞空の低温ポンプとその方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4449373A (ja) |
| EP (1) | EP0117523B2 (ja) |
| JP (1) | JPS59218371A (ja) |
| DE (1) | DE3471347D1 (ja) |
| IL (1) | IL71088A (ja) |
Cited By (3)
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| JP2014208993A (ja) * | 2013-03-25 | 2014-11-06 | 住友重機械工業株式会社 | クライオポンプ及び真空排気方法 |
| US10456706B2 (en) | 2013-06-14 | 2019-10-29 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Cryopump |
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-
1983
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1984
- 1984-02-22 DE DE8484101862T patent/DE3471347D1/de not_active Expired
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- 1984-02-28 JP JP59037195A patent/JPS59218371A/ja active Pending
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