JPS6132515B2

JPS6132515B2 -

Info

Publication number: JPS6132515B2
Application number: JP51134115A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Nakaizumi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1976-11-10
Filing date: 1976-11-10
Publication date: 1986-07-28
Also published as: JPS5359909A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は真空装置の残留ガス分子の加熱された
ゲツタ素子への吸着と内部拡散を利用して高真空
を得る非蒸発ゲツタポンプ装置に関する。

非蒸発ゲツタポンプは、金属薄膜にZr−Al合
金をコーテイングしたゲツタ素子とこのゲツタ素
子の近傍に置かれたヒータとで構成され、装置内
残留ガス分子のゲツタ素子への吸着と内部拡散を
利用して高真空を得る真空ポンプである。ガス、
分子の吸着と内部拡散速度はゲツタ素子の温度の
関数であり、ゲツタ素子が300〜400℃の温度のと
きポンプ排気能力は最大状態となる。ゲツタ素子
を加熱するためにはゲツタ素子近傍に置かれたヒ
ーターに電力が供給されるが、この供給電力が少
な過ぎるとゲツタ素子は充分な温度にならず、ガ
ス分子のゲツタ素子への吸着と内部拡散は不充分
で、ポンプの充分な排気能力得られない。また、
供給電力が多過ぎると、ヒータ、ゲツタ素子、真
空容器等からガス分子が放出され、排気能力が低
下してしまう。このようなことから、上記ポンプ
に最大の排気能力を発揮させるための、最適加熱
電力（通常これを定格加熱電力と称する）という
ものがある。

第１図は上記ポンプのヒータに定格加熱電力
120Wを供給した場合のゲツタ素子温度の時間的
変化を示したグラフである。同図から、ゲツタ素
子の排気能力が最大になる300〜400℃の温度が得
られるまでに12分〜20分の時間がかかることがわ
かる。しかし、定格加熱電力を供給しはじめてか
ら最大の排気能力の状態になるまでに12分〜20分
もかかるのは不便である。

より短時間で最大の排気能力を得るために常時
定格以上の加熱電力を供給することが考えられる
が、しかしこのようにすると、定常状態でヒー
タ、ゲツタ素子および真空容器が必要以上に加熱
され、ガス放出が多くなり、排気能力が低下して
しまう。

したがつて、短時間でポンプの排気能力を最大
にしその後も最大排気能力を保持するために、従
来は一般にポンプ起動直後は定格加熱電力以上の
電力をヒータに供給してゲツタ素子を急激加熱
し、予かじめ設定した一定の時間が経過したとき
その供給加熱電力を定格加熱電力以下に減少させ
る方法がとられている。しかし、加熱前のゲツタ
素子の温度は必らずしも一定であるとは限らず、
室温のときもあればすでに加熱されている場合も
ある。したがつて、このような場合には、加熱時
間が一定に定められている上記急激加熱方式を用
いる限り、ゲツタ素子が過熱されたり加熱不足に
なつたりして最大の排気能力が発揮されないこと
になる。

したがつて本発明の目的は急激加熱直前のゲツ
タ素子温度に関係なく短時間でポンプの排気能力
を最大にすることができる非蒸発ゲツタポンプ装
置を提供することにある。本発明によれば、ゲツ
タ素子は予め定められた時間だけ急激加熱される
のであるが、その予め定められた時間は急激加熱
前のゲツタ素子の温度にもとづいて決定され、設
定される。

第２図は本発明の一実施例の非蒸発ゲツタポン
プ装置を他の真空ポンプと組合せて真空容器内を
排気する排気系統の一例のブロツク図である。同
図において、１は真空容器で、この中には分析、
処理、観察等をしようとする物品が入つている。
２，３および４はそれぞれバルブで、真空容器１
はこれらのバルブを介して非蒸発ゲツタポンプ室
５、粗引きポンプ６およびスパツタイオンポンプ
７にそれぞれ接続されている。８はエアリークバ
ルブ、１６は真空計である。非蒸発ゲツタポンプ
室５の中にはZr−Al合金が金属薄膜にコーテン
グされたゲツタ素子９と、該ゲツタ素子を加熱す
るためのヒータ１０が組込まれている。１１はヒ
ータ１０に電力を供給するための電源トランス、
１３はゲツタ素子９の温度を検出する温度検出
器、１２はヒータ１０とトランス１１の二次側と
の間に接続されているスイツチで、該スイツチは
Ａ、ＢおよびＣの３つの切換位置に切換えられる
ようになつている。温度検出器１３にはゲート１
５を介してタイマー１４が接続され、スイツチ１
２はこのタイマー１４によつて切換えられるよう
になつている。

今、スイツチ１２が切換え位置Ａに切換えら
れ、且つバルブ２，３および４並びにリークバル
ブ８が閉じられているものとする。このような状
態でバルブ３を開き、粗引きポンプ６を作動させ
ると、該ポンプによつて真空容器１内が排気され
るに至る。粗引きポンプ６として油回転ポンプを
用いた場合は、粗引きポンプ６によつて真空容器
１内は10^-2Torr程度まで排気することができ
る。

真空計１６によつて真空容器１内が10^-2Torr
程度になつたことを確認したら、バルブ３が閉じ
られ、バルブ２が開されると共に、スイツチ１２
が切換え位置Ｃに切換えられ、ゲート１５が開か
れる。これによつてトランス１１からヒータ１０
にたとえば680Wの加熱電力が供給され、それに
よつてゲツタ素子９が急激加熱される。ヒータ１
０に680Wの加熱電力を供給した場合のゲツタ素
子９の温度の経時変化は第３図に示されている通
りであり、又ヒータ１０に680Wの加熱電力を供
給した場合にゲツタ素子９が最大排気能力を発揮
する温度の一例である300℃になるまでに要する
時間は急激加熱前のゲツタ素子９の温度との間に
第４図のような関係をもつている。これらの図か
ら急激加熱時間は最大でも数分でよいことがわか
る。

一方、ゲート１５が開されることによつてタイ
マー１４が作動する。タイマー１４では温度検出
器１３によつて検出される非蒸発ゲツタポンプ作
動前のゲツタ素子９の温度に応じて第４図の関係
が満されるような時間設定が行なわれる。この設
定時間は上述したように最大でも数分である。そ
の設定時間の終端においてゲツタ素子９は300℃
となり、その時間経過後スイツチ１２はタイマー
１４からの信号によつて切換え位置Ａに切換えら
れ、これによつてヒータ１０への電力供給が止め
られる。ヒータ１０への電力供給が止められると
ゲツタ素子９の温度は低下するが、ゲツタ素子９
の熱容量は比較的大きいのでゲツタ素子９の温度
低下速度は極めて緩慢である。そのためヒータ１
０への電力供給が止めれてもしばらくの間はゲツ
タ素子はほぼ300℃程度に維持されるので、この
間に非蒸発ゲツタポンプによつて真空容器１内
が、イオンポンプ７の作動に必要な10^-6〜
10^-7Torrまで排気される。この排気時間は真空
容器１の容積にもよるが、通常の場合は数分程度
である。

このように真空容器１内が10^-6〜10^-7Torr程度
の真空度になつたら、次にバルブ２が閉じられ、
バルブ４が開かれ、そしてイオンポンプ７が作動
されると、該イオンポンプによつて真空容器１内
は高真空に排気される。

上記説明では、タイマー１４で設定された時間
経過後にスイツチ１２が切換位置ＣからＡに切換
えられるとしたが、スイツチ１２が切換位置Ｂに
切換えられたときにヒータ１０に供給される加熱
電力が第１図の関係を与える120W又はそれ以下
であるならば、スイツチ１２を切換位置ＣからＡ
に切換える代りに、切換位置ＣからＡに切換えて
もよい。

いずれにしても、上記実施例では、急激加熱時
間はその加熱前のゲツタ素子の温度を検出し、そ
の温度に応じて定められているので、ゲツタ素子
の急激加熱前の温度に無関係に短時間で非蒸発ゲ
ツタポンプの最大排気能力を得ることができる。

以上の説明から理解されるように、本発明によ
れば前述した本発明の目的が達成されるので、そ
の実用上の効果は頗る大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図はゲツタ素子加熱のためのヒータに
120Wの定格加熱電力を供給した場合のゲツタ素
子の温度の経時変化特性図、第２図は本発明の一
実施例の非蒸発ゲツタポンプ装置を他の真空ポン
プとの組合せによつて真空容器内を排気系統の一
例のブロツク図、第３図はゲツタ素子を急激加熱
する場合のゲツタ素子温度の経時変化特性図、第
４図はゲツタ素子を300℃まで急激加熱する場合
の、ゲツタ素子の急激加熱前の温度に対する急激
時間の特性図である。符号の説明、１…真空容器、６…荒引きポン
プ、７…イオンポンプ、９…ゲツタポンプ室、１
０…ヒータ、１２…スイツチ、１３…温度検出
器、１４…タイマー、１５…ゲート。

Claims

【特許請求の範囲】

１真空容器内の残留ガス分子の加熱されたゲツ
タ素子への吸着と内部拡散を利用して高真空を得
る非蒸発ゲツタポンプ装置において、上記ゲツタ
素子の温度を検出する手段と、この検出された温
度にもとづいて上記ゲツタ素子を急激加熱すべき
時間を設定する手段と、この設定された時間の間
上記ゲツタ素子を急激加熱する手段とを備えてい
ることを特徴とする非蒸発ゲツタポンプ装置。