JPS633156B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の要約］ １つの室から選ばれた第１の気体を制御可能な
方法で変化し得る排気速度で排除し、一方では同
じ室から第２の気体を排除する事実上一定の排気
速度を維持する装置において、その室と第１の気
体を排気する装置との間に流量制限装置が配置さ
れる。その流量制限装置は、第１の気体がそれを
通して前記室から排気装置へ流れることの出来る
開口された部分を有する固定部材を具備する。排
気装置への第１の気体の流れの流量制限は、第１
の気体に対する所望の排気速度を与えるために必
要な程度まで固定部材の開口された部分を可動部
材で覆うことにより遂行される。固定部材は第１
の気体の凝縮温度よりも高いが第２の気体は凝縮
するような値を持つ温度に維持される。一実施例
においては、固定部材は低温流体溜と密切な熱的
接触を保つて取付けられることにより、所望の低
温度に維持される。他の一実施例においては、固
定部材は２段低温ポンプの比較的高温の段と密切
な熱的接触を保つて取付けられる。

本発明は低温度排気の分野における一層の発展
を遂げたものであり、詳しく言えば、選ばれた或
る気体に対しては排気されるべき室からの制御可
能なように変化できる排気速度を与えながら、一
方では排気速度を変化すべきその選ばれた気体よ
りも高い凝縮温度を持つ別の気体に対しては事実
上一定の排気速度を維持する。

本発明は、水蒸気に対しては一定の排気速度を
維持しながらスパツタ室からアルゴンなどのよう
な気体が排除される速度を変化できると都合良い
スパツタ装置において、特に利用価値がある。

従来、排気されるべき室と、その排気速度を変
化すべき気体を排除するポンプとの間の、結合構
造の中に配置された絞り弁を使用する事が知られ
ていた。その絞り弁の開閉を制御することによつ
て、選ばれた気体（例えばアルゴン）が室から排
除される速度を制御することが出来た。然しなが
ら、この絞り弁の技術は問題とする特定の気体に
対しては所望の排気速度を与えたが、室の中の他
の気体（例えば、水蒸気）の排気速度にも影響を
及ぼした。

排気される室から絞り弁までの流路の中に液体
窒素溜を配置することも、同様に従来知られてい
る。然しながら、従来技術においては液体窒素溜
は絞り弁の上流に配置された。

排気されるべき室からの選ばれた気体に対して
は、一定でもよいし制御可能な方法で変化できる
ものでもよいが、制限された排気速度を与え、一
方ではその室からの別の気体に対しては事実上一
定の排気速度を与えることが、本発明の目的であ
る。詳しく言えば、スパツタリングの応用におい
て、水蒸気に対しては事実上一定の排気速度を与
えながらスパツタ室からのアルゴンに対しては制
御可能な方法で変化できる排気速度を与えること
が本発明の目的である。

本発明の別の一目的は、排気されるべき室から
の選ばれた気体に対する制限された排気速度を与
え、一方ではその排気速度が制限されるべき気体
の凝縮温度よりも高い温度に維持された表面上の
低温凝縮によつてその室からの別の気体を排除す
る機構を設けることである。

本発明の他の一目的は、排気されるべき室か
ら、その室から選ばれた気体を排除することの出
来る排気装置までの通路の中に流量制限装置を設
けることである。その流量制限装置は選ばれた気
体の凝縮温度以上の低温度に維持され、それによ
りその流量制限装置の温度で低温凝縮する気体は
何れもその表面上で排気することが出来る。

望ましい一実施例では、本発明の流量制限装置
は、その室から排気装置への選ばれた気体に対す
る制御可能なように変化し得る速度を与える。流
量制限装置上に低温凝縮する気体の排気速度はそ
の流量制限装置によつて妨げられることはなく、
また、その排気速度がその流量制限装置によつて
決定される処の選ばれた気体の排気速度とは事実
上独立である。

本発明の更に別の一目的は、それを通して第１
の気体が所望の速度で室から排気装置へ流れるこ
との出来る固定の又は制御可変の流量制限装置を
設けることであり、其処でその流量制限装置は第
２の気体が凝縮するような低温度に維持され、そ
れにより第２の気体は流量制限装置の表面上に低
温凝縮することによつて事実上一定の排気速度で
その室から排除されることが出来るが、一方第１
の気体の排気速度に対しては制御作用が維持出来
る。

本発明による制御可変の流量制限装置は、一様
な排気速度でその表面上で特定の気体を排気する
ための選ばれた低温度に維持される処の開口され
た固定部材と、流量制限装置の表面上で排除され
ない選ばれた気体に対してそれを通しての所望の
排気速度を与えるために必要な程度まで固定部材
の開口された部分を覆うように配置された可動部
材とを具備する。

好都合な一実施例においては、本発明による制
御可変の流量制限装置は、開口をその上に有する
固定部材と、任意の所望の程度まで固定部材の上
の開口を覆う（そしてそれにより流量を絞る）よ
うに固定部材の上に取付けられた可動部材とを具
備する。或る実施例では、固定部材は開口をその
上に対称的に配置された円形の板であり、可動部
材は固定部材の中心においてその平面に対して垂
直な軸のまわりに回転できるように取付けられた
扇状構造を持つ。可動部材は、選ばれた気体に対
する所望の排気速度が零に近付く位置まで可動部
材が回転される時に固定部材の開口を完全に覆う
ような形状に形作られている。流量制限装置上に
低温凝縮する気体に対する排気速度は事実上一定
であり、固定部材上の開口が開かれる程度によつ
ては殆ど影響されない。可動部材を選ばれた気体
に対するほぼ零の排気速度の位置から、中間位置
を通つて、室から排気装置への選ばれた気体に対
する速度が最大になる全開位置まで回転すること
によつて、選ばれた気体の排気速度に対する制御
された可変性を実現することが可能である。

本発明の一実施例においては、流量制限装置は
低温流体溜と密切な熱的接触を保つて取付けられ
る。低温流体（例えば、液体窒素やフレオンな
ど）がその流量制限装置を通過する選ばれた気体
を排気する装置を取巻く真空包囲壁の壁部を冷却
し、それにより真空包囲壁を、排気装置に対する
熱ふく射が事実上防止されるような低温度に維持
する。その排気装置は低温凝縮又は低温吸着の過
程により選ばれた気体を排除する低温ポンプであ
つてもよいし、或いはそれは拡散ポンプ又はター
ボ分子ポンプであつてもよい。

別の一実施例においては、流量制限装置は２段
低温ポンプの比較的高温の段と密切な熱的接触を
保つて取付けられる。２段低温ポンプの比較的低
温の段は、流量制限装置によつて決定される絞り
の大きさには無関係な排気圧力で室から選ばれた
気体を排除する排気装置となる。

１つの室から第１の気体を制御可能な方法で変
化できる排気速度で排除し、一方ではその室から
第２の気体を排除するための事実上一定の排気速
度を維持する装置の、一部簡略化された断面図が
第１図に示されている。特定の応用では、排気さ
れるべき室はスパツタ室であり、制御可能な可変
排気速度で排除されるべき気体はアルゴンであ
り、一方事実上一定の排気速度が維持されるべき
気体は水蒸気である。

第１図に図示されているように、1978年８月４
日付で出願された係属中の米国特許出願第930953
号に記載された種類の２段低温度排気装置１０
が、低温凝縮及び低温吸着の過程によつて排気さ
れるべき室から気体を排除するために、室に結合
される。

排気装置１０は閉ループ冷凍系と組合わさつて
動作し、その系の中では圧縮されたヘリウム・ガ
スが２つの相続く段をなして膨張せしめられる。
第１図に示された実施例では、２段膨張器１５は
排気装置１０の一体部分を形成し、一方ヘリウ
ム・ガスがその中で圧縮される圧縮器ユニツトは
排気装置１０から離れた処に置かれている。然し
ながら、或る市販品として利用できる低温発生系
では、圧縮器ユニツトは膨張器と一体になつてい
る。へリウム・ガスの第１段膨張は膨張器１５の
膨張室２０の中で生じ、それにより膨張室２０の
遠端壁２１が所望の第１段低温度を取るようにさ
せる。典型的な値としては、この第１段温度は50
〓乃至80〓の範囲内にあるように選ばれる。ヘリ
ウム・ガスの第２段膨張は膨張室３０の中で生
じ、それにより膨張室３０の遠端壁３１が所望の
比較的低温の第２段低温度を取るようにさせる。
典型的な値としては、この第２段温度は10〓乃至
20〓の範囲内にあるように選ばれる。第１及び第
２の冷凍段において到達し得る温度はその冷凍系
のパラメータにより決定される。

これら膨張室２０及び３０は大体円筒形の形状
を有し、共通軸に沿つて互に隣接して配置されて
いる。膨張室２０は隣接する膨張室３０よりも直
径が大きく、従つて膨張室２０の端壁の外面は２
つの膨張室の接合部を取巻く環状の棚を構成す
る。アルミニウム製の支持構造２２がボルト２４
によつて端壁２１の上のこの環状の棚に固着さ
れ、また第１段低温排気表面の配列２３がこの支
持構造２２の上に取付けられている。支持構造２
２と端壁２１との間の密切な熱的接触は、それら
の間に圧縮されたインジウム箔の層２５によつて
実現される。ボルト２４が締付けられる時にイン
ジウム箔２５の塑性変形が生じ、それにより支持
構造２２と端壁２１との間に存在する可能性のあ
る割目や空洞を何れも充填するようにインジウム
を流動させる。別の方法としては、支持構造２２
を溶接により端壁２１に接着してもよい。

支持構造２２は軸方向に膨張室２０の一部を取
巻くような形状に作られており、従つて支持構造
２２の周辺部は端壁２１と同一平面上にない。配
列２３をなす低温排気表面は支持構造２２の周辺
に隣接して取付けられ、従つて、支持構造２２が
端壁２１と同一平面上に横に延長した場合に可能
であるよりも、膨張室２０及び３０の軸に沿つて
延びる長さが長い。

配列２３は銅若しくはその他の高熱伝導率の材
料で作られた複数の細長いバツフル２６から成
る。バツフル２６の各々は帯片状材料で作られ、
その帯片状材料は山形袖章のような形の（即ちｖ
字形又は逆ｖ字形の）横断面を有するアングル鉄
材の形を取るように縦の折り目に沿つて折り曲げ
られている。別の方法としては、このような山形
袖章状バツフルは、アングル鉄材の形状を有する
構造を形成するために縁端と縁端を接合した別々
の帯片状材料から製造しても良い。山形袖章状断
面を持つアームの横方向の膨張は、支持構造２２
に隣接する下端における最大値から、上端におけ
る最小値まで、各バツフルの長さに沿つて一様に
変化する。

バツフル２６の下端は平板状取付リング２７の
周辺のまわりに取付けられ、互に等しい間隔をあ
けられていることが望ましい。各バツフル２６は
そのどちらの側でも隣接するバツフルから間隔を
あけられているが、任意の２つの隣接するバツフ
ルの間の間隔を通して、気体分子の直視線上通過
や配列２３の中への熱放射は不可能となるよう
に、隣接するバツフルは互に入れ子にされてい
る。取付リング２７の表面と接触している各バツ
フル２６の下端は、各バツフル２６が膨張室２０
及び３０の軸に向つて内方に傾斜するように角度
をつけて曲げられている。取付リング２７はボル
ト２８によつて支持構造２２の周辺部に固着され
ている。取付リング２７と支持構造２２との間の
密切な熱的接触は、それらの間に圧縮されたイン
ジウム箔の層２９によつて実現される。

上端の近くでは、各バツフル２６は保持部材４
０へ接着するために膨張室２０及び３０の軸に向
つて内方に円弧状に曲げられており、その保持部
材４０はバツフル２６を大体円錐形の形状に保持
しながらバツフル２６の間に一様な間隔を維持す
る作用をなす。好都合な一実施例では、取付リン
グ２７は平板状のリングであり、保持部材４０は
円板である。リング２７も円板４０も共に銅で作
られることが望ましい。その結果として構成され
る第１段排気表面の配列２３はこのようにして、
或る容積の空間を取囲む大体円錐形の形状をな
し、その空間内では第２段排気構造３３が膨張室
３０の端壁３１の上に取付けられている。

外部熱源からのあらゆる熱放射を遮断し、且つ
隣接するバツフル２６の間の熱放射の第２段排気
構造３３への反射を防止するように、山形袖章状
断面のバツフル２６が黒くされていると都合良
い。バツフル２６の黒化は酸化によるなどの化学
的方法で行うことも出来るし、或いは光吸収性塗
料を用いることにより行うことも出来る。

山形袖章状断面のバツフル２６の第１段配列２
３は底部支持構造２２及び上部保持円板４０と一
緒に、膨張室３０の端壁３１の上に取付けられた
第２段排気構造３３を取巻く。第２段排気構造３
３は、隣接する山形袖章状断面バツフル２６の間
の空間を通つて第１段配列２３の内部に入る種類
の気体に対して実現し得る最大の表面積を持つよ
うな形状に形作られる。このような理由により、
第２段排気構造３３の外表面の形状はそれを取巻
く第１段排気構造の山形袖章状断面バツフル２６
の配列の輪郭と大体同形になる。このようにし
て、第１段配列２３が大体円錐形の形状を持つ場
合には、第２段排気構造３３の外表面には載頭円
錐状の形状が適当である。

第２段排気構造３３は、膨張室３０の端壁３１
の周辺に固定され周辺を越えて延長する板３４
と、膨張室３０の一部を取巻くように板３４に固
定された中空載頭円錐状部材３５と、載頭円錐状
部材３５の内部で膨張室３０を取巻くように板３
４に固定された中空円筒状部材３６とから成る。
円筒状部材３６とそれを取巻く載頭円錐状部材３
５とは互に同軸状に配置されることが望ましい。
板３４、載頭円錐状部材３５及び円筒状部材３６
は総て銅で作られていることが望ましく、それら
は一体構造を形成するようにろう付け又は溶接に
より組立てられる。板３４はボルト３７によつて
膨張室３０の端壁３１に固定される。板３４と端
壁３１との間の密切な熱的接触は、それらの間に
圧縮されたインジウム箔の層３８によつて実現さ
れる。

載頭円錐状部材３５の外表面及び板３４の外表
面は熱放射の吸収を阻止するためにニツケル・メ
ツキすることなどによつて高度の反射性を持つこ
とが望ましい。第２段排気構造の内面（即ち、板
３４の内面、載頭円錐状部材３５の内面及び円筒
状部材３６の内外両壁面）は、活性化木炭又は人
工ゼオライト等のような低温吸着性物質で被覆さ
れていることが望ましい。活性化木炭の実効表面
積は１グラム当り数百平方メートルの程度であ
り、従つて活性化木炭の被覆は第２段排気構造３
３の低温吸着能力を著しく増大する。

水素を充填した毛細管５１は第２段膨張室３０
の遠端３１と密切な熱的接触を保つ位置から、膨
張室３０から離れた処に置かれた水素蒸気圧計５
３まで延長する。第２段排気構造３３の動作温度
において、水素ガスの蒸気圧は温度と共に単調に
予見し得る形で変化する。従つて毛細管５１の中
の水素圧力を測定すれば、膨張室３０の遠端にお
ける温度の直読の指示が得られ、それと密切な熱
的接触を保つ第２段排気構造３３の温度の直読指
示が得られる。

山形袖章状断面バツフルの第１段排気配列２３
と第２段排気構造３３とは大体円筒状の気密真空
包囲壁５０の内部に取付けられ、その真空包囲壁
は選ばれた気体が排気される領域を限定する。真
空包囲壁５０の中に入る気体に対して第１段排気
表面の配列２３への最大の妨げられることのない
伝達を行うために、その包囲壁５０は気体流路の
くびれを生じないような形状になつている。この
ようにして、包囲壁５０は第１段配列２３の近傍
において真の円筒形の形状から半径方向外方にふ
くらまされていることが望ましい。氷やその他の
破片がポンプ装置１０の底部に落下ることが出来
て、第１段排気表面２６と包囲壁５０との間の熱
的短絡路として働くおそれのある固形の〓橋〓を
形成しないように、支持構造２２と包囲壁５０と
の間に空隙が設けられている。

第１図に図示されているように、真空包囲壁５
０は、第１段排気配列２３と第２段排気構造３３
とから成る２段低温排気装置を取巻く低温流体溜
１５０の内壁として働く、排気される室からの気
体の流れは、溜１５０の上部の周縁のまわりに対
称的なパターンをなして溜１５０に溶接されたね
じを切られたソケツト１２０の中に受けられるね
じ１０１によつて低温流体溜の上端に固着された
流量制限装置１００を通して真空包囲壁１５０の
内部に入る。低温流体溜１５０は、低温流体源か
ら流体溜１５０の中の口（図示されていない）へ
延長する管１５１を通して充填される。低温流体
は典型的なものとしては液体窒素であるが、流量
制限装置１００に対して望まれる低温度に維持さ
れ得る任意の冷却剤を使用してもよい。例えば、
その低温流体は、フレオンという商品名で市販品
として利用できる冷却剤などのような、混合塩化
フツ化メタンの１種であつてもよい。

インジウム・ワツシヤが流量制限装置１００と
ソケツト１０２との間に配置され、それにより流
量制限装置１００と低温流体溜１５０との間に密
切な熱的接触が維持される。このようにして、流
量制限装置１００の温度は事実上流体溜１５０の
中の低温流体の温度に維持される。動作時には、
低温流体の温度は、低温凝縮によつてその制限装
置上で排気されるべき気体（例えば水蒸気）の凝
縮温度より低いが選ばれた気体（例えばアルゴ
ン）の凝縮温度より高い温度に流量制限装置１０
０が維持されるように選ばれる。

排気装置１０とそれを取巻く低温流体溜１５０
はハウジング構造１６０の中に密閉され、そのハ
ウジング構造は平板状底壁１６１を有する大体円
筒形の形状をなし、その底壁１６１の上には複数
の断熱支持構造１６２が取付けられている。低温
流体溜１５０は、その溜１５０の外壁とハウジン
グ構造１６０の内壁との間に断熱用空隙を設ける
ような方法で支持構造１６２の上に支持される。
この断熱用空隙は溜１５０を周囲の熱エネルギー
源から遮断する役をなす。それを通して低温流体
が溜１５０に満される処の管１５１は、ハウジン
グ構造１６０の側壁の口１６５を通過する。ハウ
ジング構造１６０の気密一体構造を構成するため
に、管１５２の周囲に真空封止がなされる。

フランジ付きの口１６３がハウジング構造１６
０の底壁１６１に設けられる。この口１６３はそ
れと係合するようなフランジを付けられたキヤツ
プ構造５５によつて覆われ、このキヤツプ構造５
５はハウジング構造１６０を閉じハーメチツク・
シールする。膨張器１５はキヤツプ構造５５の開
口を貫通して真空包囲壁５０の内部に入る。膨張
器１５がキヤツプ構造５５の開口を貫通する周縁
部において溶接接合部がその膨張器１５を封止
し、それによりハウジング構造１６０を密封する
キヤツプ構造５５の気密一体構造が維持される。
フランジ付きの粗引き口５６もキヤツプ構造５５
に設けられる。

本発明により排気装置の別の一実施例は第２図
に示されており、この実施例では、選ばれた第１
の気体（例えばアルゴン）を排除するための排気
装置は、第１図におけるような低温ポンプではな
くて、拡散ポンプ若しくはターボ分子ポンプであ
る。第２図に示されているように、排気されるべ
き室からの気体の流れは第１図に示されたものと
同種の流量制限装置１００を通つて真空包囲壁５
０の内部に入る。然しながら、第２図において
は、低温ポンプが真空包囲壁５０の内部に配置さ
れるのではなくて、拡散ポンプ若しくはターボ分
子ポンプなどのような排気装置２００が、流量制
限装置１００を通過する気体を排除するために、
ハウジング構造１６０に結合される。第２図に示
されているように、ハウジング構造１６０の底壁
１６１はフランジ付きの口２０１を具備し、その
フランジ付きの口は拡散ポンプ若しくはターボ分
子ポンプ２００のフランジ２０２と係合する。

流量制限装置１００は低温流体溜２５０と密接
な熱的接触を保ち、それにより、事実上一定の排
気速度が望まれる気体（例えば水蒸気）を排除す
るために適した低温度に維持される。

第１図及び第２図にそれぞれ図示された実施例
の各々において、円筒状ハウジング構造１６０の
上端は、排気されるべき室の壁に設けられた係合
フランジと真空気密結合ためのフランジ付きの口
５２を有する大体平板状の部材である。真空技術
の分野において習熟した人々には周知の幾つかの
真空気密フランジ装置が、引用番号５２によつて
示されるこのフランジとして利用できる。例えば
本出願人バリアン・アソシエイツ・インコーポレ
イテツド（Varian Ascociates，Inc.）に譲渡さ
れた米国特許第3208758号を参照されたい。

多くの応用において、排気される室とハウジン
グ構造１６０の内部との間に弁を介装することが
望ましい。第１図及び第２図に図示された実施例
では、排気される室からハウジング構造１６０の
内部へ通ずる口を開閉するために回動弁６０が設
けられている。この回動弁６０（図式的に示され
ている）は機械的、液圧的、空気圧的に作動する
ことが可能であり、或いは、ハウジング構造１６
０の円筒状側壁のフランジ付き口構造６０を貫通
するリンク装置に結合されたソレノイド機構によ
り作動することが出来る。

動作時には、回動弁６０が開く時、排気される
室からの気体がその弁６０を通過して流量制限装
置１００に達する。水蒸気に対しては一定の排気
速度を維持しながら、アルゴンがスパツタ室から
排気される速度を調整することが望まれる典型的
な応用においては、流量制限装置１００の温度
は、水蒸気の凝縮温度よりは低いがアルゴンの凝
縮温度よりは高い値に維持される。

流量制限装置１００は、所望の最小圧力よりは
低くない圧力で気体がそれを通過出来るようにす
るために開口されている。或る応用に対しては、
流量制限装置１００の開口された部分は非可変で
あつて、流量制限装置１００の上に低温凝縮しな
い気体を排除する間、排気装置が水浸しにならな
いよう防止するために充分な大きさを持つている
ことが適している。然しながら、好都合な実施例
では、流量制限装置１００は、室からの気体がそ
れを通過する開口の寸法を制御可能な方法で変化
するための機構を具備する。それ故、以下におい
ては流量制限装置１００は可変開口装置として説
明される。

流量制限装置１００の開口が完全に覆われる時
には、その装置１００の表面上に低温凝縮しない
気体に対する排気速度は実効上零に近付く。ハウ
ジング構造１６０の内側壁と低温流体溜（第１図
では引用番号１５０で表わされ第２図では引用番
号２５０で表わされている）の外側壁との間の制
約された空間を通してのこのような気体の排気装
置への通過は、その低温流体溜がハウジング構造
の壁に極めて接近しているために、無視し得る程
度である。

流量制限装置１００の開口された部分の寸法は
完全に絞られた位置から完全に開かれた位置まで
連続的に変化することが出来る。流量制限装置１
００の開口された部分が完全に閉じられた時は、
水蒸気のような気体（即ち比較的高い凝縮温度を
持つ気体）がその上面の上での低温凝縮により排
気される。開口された部分が任意の中間の程度ま
で開かれた時には、流量制限装置１００の上で低
温凝縮しない気体はその装置を通過して真空包囲
壁５０の中に入る。完全に開かれた時には、流量
制限装置１００の上で低温凝縮しない総ての気体
に対する排気速度が最大となる。然しながら、水
蒸気のような気体が流量制限装置１００の表面上
で排気される速度はその開口が開かれているか閉
じられているかによつて殆ど影響されない。

第１図に図示された実施例では、流量制限装置
１００の上で凝縮しない気体は第１段排気配列２
３の表面上又は第２段排気構造３３の比較的低温
の表面上で排気される。第２図に図示された実施
例では、このような気体は排気装置２００によつ
て排気される。流量制限装置１００の開口された
部分を通過して入つた水蒸気はその内側の表面上
や真空包囲壁５０の内側の壁上で排気される。

本発明による排気装置の別の変形実施例は第３
図に示されており、この実施例では流量制限装置
１００は直接に２段低温排気装置の第１段（即ち
比較的高温の段）に取付けられている。第３図に
図示されているように、２段膨張器１５は第１図
に示された実施例におけると全く同じように第１
段膨張室２０と第２段膨張室３０とから成る。第
１図におけると全く同じように、第１段排気構造
を支持するためのアルミニウム製支持構造２２は
膨張室２０の遠端壁２１に固着され、第２段排気
構造３３は膨張室３０の遠端壁３１に固着されて
いる。第３図に示された第２段排気構造は第２図
に示された対応する第２段排気構造と事実上同一
であつてもよい。然しながら、第３図に示された
第１段排気構造は、第１図に示された山形袖章状
断面バツフルの配列２３の代りに大体円筒形の排
気構造２３′が支持構造２２に密切な熱的接触を
保つて固着されてハウジング構造１６０の内部の
第１段低温排気表面を形成するという点で、第１
図に示された第１段排気構造と異つている。

第３図に示されているように、銅で作られてい
ることが望ましいカツプ状部材７０が、円筒状排
気構造２３′の下端を支持構造２２に固着する機
構を形成する。この部材７０はＬ字形断面を有
し、その水平アームは支持構造２２にろう付けさ
れるか又はボルト止めされ、その垂直アームは円
筒状構造２３′にろう付けされる。同様にして、
逆カツプ形の環状部材７１の垂直アームが円筒状
排気構造２３′の上端にろう付けされる。流量制
限装置１００はボルト１０１を用いて環状部材７
１の水平アームに固着される。流量制限装置１０
０と逆カツプ状環状部材７１との間の密切な熱的
接触が、ボルト１０１を取巻いてそれらの間に配
置されたインジウム・ワツシヤ１０３によつて実
現される。このようにして流量制御装置１００は
第１段排気構造２３′の低温度を取る。

本発明の一特色は、開口された流量制限装置１
００の温度を、一定の排気速度を持つことが望ま
れる気体（例えば水蒸気）の凝縮温度より低い温
度であるがしかも制限された排気速度を持つこと
が望まれる選ばれた気体（例えばアルゴン）の凝
縮温度より高い温度に、維持するための機構が設
けられることである。この選ばれた気体の排気速
度の制御された変化は、流量制限装置１００の開
口された部分を絞る機構によつて行われる。

第４図は第１図の線４―４に沿つて画かれた処
の、本発明の可変開口流量制限装置１００の図で
ある。可変開口装置１００は開口された固定板２
００を具備し、その固定板２００は第１図に示さ
れた実施例では大体円形であつて、ボルト１０１
及びインジウム・ワツシヤ１０３によつて低温流
体溜１５０の円形の周辺部と密切な熱的接触を保
つて固定されている。第２図に示された実施例で
は、固定板２００は低温流体溜２５０の周辺部に
同じようにしてボルト止めされている。第３図に
示された実施例では、固定板２００は、円筒状第
１段低温排気構造２３′の上端にろう付けされた
逆カツプ形環状構造７１にボルト止めされる。

固定板２００は複数の開口２０１をその上に対
称的に配置されている。それらの開口は、頂部及
び基部を板２００の中心を曲率中心とする曲線で
限られた載頭二等辺三角形の形状をなすことが望
ましい。回転板３００は固定板の中心においてそ
れに対して垂直な軸のまわりに回転できるように
固定板２００の下側に取付けられている。第５図
に示されているように、この取付けは板２００の
中心に平頭ねじ２１７によつて固着されたコンテ
ナ・ナツト２１５とテフロン（即ちポリ４フツ化
エチレン）製スリーブ軸受２１６とを用いて行わ
れる。

回転板３００は、完全に閉じる位置まで回転さ
れた時に固定板２００の開口２０１を完全に覆う
ような形状になつている。第４図に示されたよう
な形状を持つ開口２０１に対しては、回転板３０
０は開口２０１と大体同じ形状を持つがそれより
僅かに大きい扇状の羽根３０１から成るものであ
ると適当である。羽根３０１を固定板２００の軸
のまわりに回転するために作動棒２０５が設けら
れている。作動棒２０５の並進運動による調整
は、開口２０１に対して相対的な羽根３０１の所
望の回転位置ぎめを行う。開口２０１に対して相
対的な羽根３０１の位置ぎめは、排気速度の所望
の制御を行う。作動棒２０５は口１６６を通して
ハウジング構造１６０の内部に貫入する。作動棒
２０５に対する真空封止は口１６６の内部の密封
ベローズによつて行われる。並進運動は、当該分
野の技術に習熟した人々には周知の技術により、
機械的機構、液圧的機構、空気圧的機構又はソレ
ノイド機構によつて作動棒２０５に与えられる。

第５図に示されているように、作動棒２０５は
連結リンク２０６に結合され、そのリンクは他方
でピン２２０により回転板作動ブラケツト２０７
に連結されている。ブラケツト２０７の一端は、
固定板２００の上に中心から外れて固定された軸
受２０８のまわりで軸回転する。回転板作動ピン
２０９はその一端を回転羽根３０１の１つに固着
されている。その回転板作動ピン２０９の他端
は、ブラケツト２０７の軸回転軸受２０８との反
端側の端にある溝２１０の中に受けられる。この
ようにして、作動棒２０５の並進運動は回転羽根
３０１の回転運動に変換される。作動棒２０５を
調整することによつて、羽根３０１による開口２
０１の所望の大きさの閉鎖が実現される。

以上本発明を幾つかの好都合な実施例に関連し
て説明した。流量制限装置を所望の低温度に維持
するための他の技術が当業者には想到されるであ
ろう。従つてそれらは本発明の範囲内に入るもの
である。更に、流量制限装置の開口寸法を制限し
て変化する別の技術も当業者には想到されるであ
ろう。従つてそれらも本発明の範囲内に入るもの
である。このように上述の説明は限定的なもので
はなくて例示的なものと解釈すべきであり、本発
明は先の特許請求の範囲の項の記載によつてのみ
限定されるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、低温流体溜と密切な熱的接触を保つ
て取付けられた流量制限装置を、その流量制限装
置を通過する気体を排除するための２段低温ポン
プと共に具備する処の、排気装置の一部簡略化し
た断面図であり、第２図は低温流体溜と密接な熱
的接触を保つて取付けられた流量制限装置を、そ
の流量制限装置を通過する気体を排除するための
拡散ポンプ若しくはターボ分子ポンプなどのよう
なポンプ装置と共に具備する処の、排気装置の一
部簡略化した断面図であり、第３図は２段低温ポ
ンプの比較的高温の段と密切な熱的接触を保つて
取付けられた流量制限装置を具備しその２段低温
ポンプの比較的低温の段がその流量制限装置を通
過する気体を排除する作用をなす処の排気装置の
一部簡略化した断面図であり、第４図は第１図の
線４―４に沿つて画かれた本発明に依る可変開口
流量制限装置の図であり、第５図は第４図の線５
―５に沿つて画かれた本発明に依る可変開口流量
制限装置の図である。 １０……排気装置、１５……膨張器、２０，３
０……膨張室、２２……アルミニウム支持構造、
２５……インジウム箔、２６……バツフル、１０
０……流量制限装置、１５０，２５０……低温流
体溜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１の気体よりも第２の気体の方が高い凝縮
   温度を有する第１及び第２の気体に対して、１つ
   の室から第２の気体を排除する事実上一定の排気
   速度を維持しながら、選ばれた排気速度で前記室
   から第１の気体を排除する方法であつて、前記室
   から前記第１の気体を排除する排気装置へ前記室
   から流れる前記第１の気体の排気速度を制限する
   流量制限装置を低温度に維持する段階を含み、前
   記流量制限装置の前記低温度は前記第１の気体の
   凝縮温度より高いが前記第２の気体は凝縮するよ
   うな温度値を持つ処の、方法。 ２ 前記流量制限装置を制御可能な方法で調整す
   る段階を更に含む処の、第１項記載の方法。 ３ 前記流量制限装置は、前記第１の気体がそれ
   を通して前記室から前記排気装置へ流れることの
   出来る開口された部分を有する固定部材を具備
   し、前記排気装置へ流れる前記第１の気体の排気
   速度の制限は、前記第１の気体の所望の排気速度
   を生ずるような程度まで前記固定部材の開口され
   た部分を可動部材で覆うことによつて遂行される
   処の、第２項記載の方法。 ４ 前記可動部材は、前記可動部材を移動させる
   空気圧機構によつて、前記固定部材の前記開口さ
   れた部分を所望の程度まで覆うようにされる処
   の、第３項記載の方法。 ５ 前記可動部材は、前記可動部材を移動させる
   ソレノイド機構によつて、前記固定部材の前記開
   口された部分を所望の程度まで覆うようにされる
   処の、第３項記載の方法。 ６ 前記排気装置が低温表面を具備し、前記室か
   らの前記第１の気体の排除は、前記排気装置の前
   記低温表面を前記第１の気体が凝縮する温度に維
   持することにより遂行される処の、第１項記載の
   方法。 ７ 前記流量制限装置の前記固定部材が低温流体
   溜と密切な熱的接触を保つて取付けられる処の、
   第３項記載の方法。 ８ 前記低温流体溜が液体窒素を含む処の、第７
   項記載の方法。 ９ 前記低温流体溜が混合塩化フツ化メタンを含
   む処の、第７項記載の方法。 １０ 前記流量制限装置の前記固定部材が多段低
   温ポンプの１つの段と密接な熱的接触を保つて取
   付けられ、前記多段ポンプの前記１つの段は、前
   記第１の気体の凝縮温度よりは高いが前記第２の
   気体は凝縮するような値を持つ温度に維持され、
   前記多段ポンプの他の１つの段は前記第１の気体
   が凝縮する温度に維持される処の、第３項記載の
   方法。 １１ １つの室から第１の気体を選ばれた排気速
   度で排除し一方では前記室から第２の気体を排除
   する事実上一定の排気速度を維持する装置であつ
   て、前記室から前記第１の気体を排除する排気装
   置への前記室からの前記第１の気体の流量を制限
   する装置を具備し、前記流量制限装置は前記第２
   の気体が凝縮する温度に維持することの出来る表
   面を含む処の、装置。 １２ 前記流量制限装置が制御可能な方法で変化
   し得る処の、第１１項記載の装置。 １３ 前記流量制限装置は、前記第１の気体がそ
   れを通して前記室から前記排気装置へ流れること
   の出来る開口された部分を有する固定部材と、前
   記第１の気体に対して所望の排気速度を与えるよ
   うな程度まで前記固定部材の前記開口された部分
   を覆うように配置された可動部材とを具備する処
   の、第１２項記載の装置。 １４ 前記固定部材の前記開口された部分を所望
   の程度まで覆うために前記可動部材を制御可能な
   方法で移動させる空気圧機構を更に具備する処
   の、第１３項記載の装置。 １５ 前記固定部材の前記開口された部分を所望
   の程度まで覆うために前記可動部材を制御可能な
   方法で移動させるソレノイド機構を更に具備する
   処の、第１３項記載の装置。 １６ 前記流量制限装置の前記固定部材が低温流
   体溜と密切な熱的接触を保つて取付けられている
   処の、第１３項記載の装置。 １７ 前記低温流体溜が液体窒素を満されている
   処の、第１６項記載の装置。 １８ 前記低温流体溜が混合塩化フツ化メタンを
   満されている処の、第１６項記載の装置。 １９ 前記流量制限装置の前記固定部材が多段低
   温ポンプの１つの段と密切な熱的接触を保つて取
   付けられており、前記多段ポンプの前記１つの段
   は前記第１の気体の凝縮温度よりは高いが前記第
   ２の気体は凝縮するような値を持つ温度に維持さ
   れ、前記多段ポンプの他の１つの段は前記第１の
   気体が凝縮する温度に維持される処の、第１３項
   記載の装置。 ２０ 前記可動部材は、前記固定部材と前記室か
   ら前記第１の気体を排除するポンプ装置との間に
   配置されている処の、第１３項記載の装置。 ２１ 前記固定部材は事実上平板状をなし、前記
   可動部材は、前記室から前記第１の気体は無視し
   得る程度にしか排除せずに前記室から前記第２の
   気体を排除することが望まれる時に、前記固定部
   材の前記開口された部分を完全に覆うような形状
   に作られている処の、第２０項記載の装置。 ２２ 前記平板状固定部材は大体円形をなし、複
   数の開口をその周辺に関して対称的に配置されて
   いる処の、第２１項記載の装置。 ２３ 前記可動部材は前記固定部材の中心におい
   てその平面に垂直な軸のまわりに回転できるよう
   に前記固定部材の上に取付けられている処の、第
   ２２項記載の装置。 ２４ 前記可動部材はコンテナ・ナツトとポリ４
   フツ化エチレンのスリーブ軸受とを用いて前記固
   定部材の上に回転できるように取付けられている
   処の、第２３項記載の装置。 ２５ 前記可動部材を前記軸のまわりに回転させ
   る機構を更に具備する処の、第２３項記載の装
   置。 ２６ 前記可動部材を回転させる前記機構を作動
   するための空気圧機構を更に具備する処の、第２
   ５項記載の装置。 ２７ 前記可動部材を回転させる前記機構を作動
   するためのソレノイド機構を更に具備する処の、
   第２５項記載の装置。 ２８ 前記低温流体溜が前記室から前記第１の気
   体を排除する前記ポンプ装置を取巻く処の、第１
   ６項記載の装置。 ２９ 前記ポンプ装置が多段低温ポンプである処
   の、第２８項記載の装置。 ３０ 前記ポンプ装置を取巻く前記低温流体溜が
   真空包囲壁の内部に密閉され、前記真空包囲壁は
   前記第１及び第２の気体を排除すべき前記室に接
   着するためのフランジ付き部分を有する処の、第
   ２８項記載の装置。 ３１ 前記低温流体溜は、前記流体溜と真空包囲
   壁との間に断熱用空隙を設けるような方法で前記
   真空包囲壁の内部に取付けられている処の、第３
   ０項記載の装置。