KR102264967B1

KR102264967B1 - 크라이오 펌프, 진공 처리 장치

Info

Publication number: KR102264967B1
Application number: KR1020170045185A
Authority: KR
Inventors: 나오토 스즈키; 요시노부 무라야마; 신지 후루야
Original assignee: 아루박ㆍ크라이오 가부시키가이샤
Priority date: 2016-04-19
Filing date: 2017-04-07
Publication date: 2021-06-15
Also published as: JP2017193993A; KR20170119629A; CN107304760B; CN107304760A; JP6672054B2

Abstract

진동이 감쇠된 크라이오 펌프와 진공 처리 장치를 제공한다.
모터부(23)와 냉동부(24)와 크라이오 펌프 내부 부품(35)의 중량을 지지하는 모터부측 플랜지(44)는 방진장치(5)에 의하여, 펌프 케이스측 플랜지(42)에 고정되어 있다. 펌프 케이스측 플랜지(42)는 펌프 케이스(33)를 개재하여 진공실(16)에 고정되어 있고, 모터부(23)나 냉동부(24)에서 발생된 진동은 방진장치(5)로 감쇠되어 진공실(16)로 전달되므로, 진공실(16)의 내부에서 고정밀도의 처리를 행할 수 있다.

Description

크라이오 펌프, 진공 처리 장치{Cryo pump, Vacuum processor}

본 발명은 크라이오 펌프와 크라이오 펌프를 이용한 진공 처리 장치와 관련되고, 특히, 저진동이 요구되는 크라이오 펌프와 크라이오 펌프를 이용한 진공 처리 장치에 관한 것이다.

크라이오 펌프는 진공 용기내에 극저온면을 설치하고, 이것에 용기내의 기체 분자를 응축 또는 흡착시켜 포착하고, 배기하는 펌프이다.

크라이오 펌프의 특징으로서는, 물에 대한 배기 속도가 크고, 청정한 진공을 간단한 조작으로 얻을 수 있는 것으로부터, 진공 증착이나 스팩터 장치 등의 고품질의 박막을 필요로 하는 진공 장치에 널리 사용되고 있다.

크라이오 펌프의 극저온면을 얻기 위해서 He가스를 냉매로 하는 소형 헬륨 냉동기, 주로 GM 냉동기, 솔베이식 냉동기를 이용하고 있고, 냉동기에는 모터와 그 회전운동을 직선 운동으로 하는 기계 부품과 그 선단에는 디스프레이서가 장착되어 있고, 1Hz 또는 1.2Hz로 피스톤 운동을 하고 있다. 냉동기에 He가스를 압축하여 공급하는 콤프레샤와는 플렉시블 호스로 접속되어 있다. 진공 장치에 설치되어 있는 크라이오 펌프와는 떨어진 장소에 배치되기 때문에, 콤프레샤의 진동은 진공 장치에 직접적으로 전달되지 않지만, 크라이오 펌프는 진공 장치에 직접적으로 설치되어 있기 때문에, 냉동기의 기계 진동이 진공 장치에 전달되면 장치 내부에서의 정밀 작업에 영향을 주어 버린다.

저진동의 크라이오 펌프로서는, 저진동형의 모터나, 방진형의 벨로우즈 등이 채용된 크라이오 펌프가 제공되고 있다.

그렇지만, 진공 분위기중에서 형성하는 박막 패턴은 더욱 더 미세화하고 있고, 그 때문에, 얼라인먼트를 행하는 진공 처리 장치 등에는, 한층 더 저진동이 필요하게 되고, 진동에 기인하는 문제가 발생하지 않는 크라이오 펌프가 요구되고 있다.

　(특허 문헌 1) 일본국 특개 소58-183878호 공보 　(특허 문헌 2) 일본국 특개 평5-141348호 공보 　(특허 문헌 3) 일본국 공개 특허 2007-51850호 공보

본 발명은 상기 종래 기술의 불합리함을 해결하기 위해서 창작된 것이며, 그 목적은, 더 한층 저진동의 크라이오 펌프와, 그 크라이오 펌프를 이용한 진공 처리 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명은 상기 종래 기술의 불합리함을 해결하기 위해서 창작된 것이며, 본 발명은, 진공 배기해야 할 배기 대상 기체가 도입되는 진공 배기조와, He가스를 냉매로 하는 냉동기와, 상기 진공 배기조의 내부에 설치되고, 냉각된 상기 냉동기에 의해 저온으로 냉각되는 극저온판을 가지고, 상기 진공 배기조의 내부의 상기 배기 대상 기체를, 상기 극저온판의 표면에 응축 또는 흡착하여 상기 배기 대상 기체를 배기하는 크라이오 펌프이며, 상기 냉동기는 상기 진공 배기조에, 방진장치를 개재하여 고정되고, 상기 극저온판은 상기 냉동기와 상기 방진장치를 개재하여 상기 진공 배기조에 의해 지지되어 있고, 상기 방진장치는 제 1, 제 2의 저판과, 상기 제 1의 저판에 고정된 통형 형상의 외통체와, 상기 제 2의 저판에 고정된 삽입체와, 상기 제 1의 저판과 상기 제 2의 저판의 사이에 설치되고, 상기 제 1의 저판과 상기 제 2의 저판에 고정된 탄성 부재를 가지고, 상기 삽입체는 상기 외통체의 안쪽에 상기 외통체와는 이간하여 삽입되고, 상기 삽입체와 상기 외통체의 사이는 상기 탄성 부재가 배치되고, 상기 삽입체의 중심축선과 상기 외통체의 중심축선은 수평으로 배치되고, 상기 제 1, 제 2의 저판 중, 어느 한쪽에 상기 냉동기가 고정되고, 다른 한쪽이 상기 진공 배기조에 고정된 크라이오 펌프이다.

또한, 본 발명은 상기 냉동기에 고정된 모터부측 플랜지와, 상기 진공 배기조에 고정된 펌프 케이스측 플랜지를 가지고, 복수개의 상기 방진장치가, 상기 모터부측 플랜지와 상기 펌프 케이스측 플랜지와의 사이에 배치되고, 상기 제 1, 제 2의 저판 중, 어느 한쪽에 상기 모터부측 플랜지가 고정되고, 다른 한쪽에 상기 펌프 케이스측 플랜지가 고정된 크라이오 펌프이다.

또한, 본 발명은 크라이오 펌프와, 진공 배기해야 할 배기 대상 기체가 도입되는 진공 배기조와, 상기 진공 배기조가 부착된 진공실을 가지는 진공 처리 장치이며, 상기 크라이오 펌프는 He가스를 냉매로 하는 냉동기와, 상기 진공 배기조의 내부에 설치되고, 냉각된 상기 냉동기에 의해 저온으로 냉각되는 극저온판을 가지고, 상기 진공 배기조의 내부의 상기 배기 대상 기체를, 상기 극저온판의 표면에 응축 또는 흡착하여 상기 배기 대상 기체를 배기하는 크라이오 펌프이며, 상기 냉동기는 상기 진공 배기조에 방진장치를 개재하여 고정되고, 상기 극저온판은 상기 냉동기와 상기 방진장치를 개재하여 상기 진공 배기조에 의해 지지되어 있고, 상기 방진장치는 제 1, 제 2의 저판과, 상기 제 1의 저판에 고정된 통형 형상의 외통체와, 상기 제 2의 저판에 고정된 삽입체와, 상기 제 1의 저판과 상기 제 2의 저판의 사이에 설치되고, 상기 제 1의 저판과 상기 제 2의 저판에 고정된 탄성 부재를 가지고, 상기 삽입체는 상기 외통체의 안쪽에 상기 외통체와는 이간하여 삽입되고, 상기 삽입체와 상기 외통체의 사이는 상기 탄성 부재가 배치되고, 상기 삽입체의 중심축선과 상기 외통체의 중심축선은 수평으로 배치되고, 상기 제 1, 제 2의 저판 중, 어느 한쪽에 상기 냉동기가 고정되고, 다른 한쪽이 상기 진공 배기조에 고정된 크라이오 펌프인 진공 처리 장치이다.

또한, 본 발명은 상기 냉동기에 고정된 모터부측 플랜지와, 상기 진공 배기조에 고정된 펌프 케이스측 플랜지를 가지고, 복수개의 상기 방진장치가 상기 모터부측 플랜지와 상기 펌프 케이스측 플랜지와의 사이에 배치되고, 상기 제 1, 제 2의 저판 중, 어느 한쪽에 상기 모터부측 플랜지가 고정되고, 다른 한쪽에 상기 펌프 케이스측 플랜지가 고정된 진공 처리 장치이다.

또한, 본 발명은 상기 진공실에는, 처리 대상물과 쉐도우 마스크를 위치 맞춤하는 위치 맞춤 장치를 가지는 진공 처리 장치이다.

또한, 본 발명은 상기 진공실의 내부에 성막 재료의 증기를 방출하는 증발원이 설치된 진공 처리 장치이다.

또한, 본 발명은 상기 성막 재료는 유기물이며, 상기 성막 재료의 증기는 상기 유기물의 증기인 진공 처리 장치이다.

＜냉동기의 동작 원리＞

일단식 냉동기를 예를 들어, 냉동기의 냉동 사이클을 설명한다.

도 5(a)~도 5(d)는 냉동기의 내부 구조를 설명하기 위한 도면이며, 도 6은 그 냉동기의 G-M사이클의 작동 원리를 설명하기 위한 그래프이다.

도 5(a)~도 5(d)를 참조하여, 냉동기는 실린더(101)를 가지고 있고, 실린더(101)의 내부에는 디스프레이서(102)가 배치되어 있다.

여기서, 실린더(101)의 일단을 저온부측(113)으로 하고, 타단을 실온부측(114)으로 하면, 1 사이클의 개시시에는, 배출 밸브(109)와 흡입 밸브(118)는 닫혀지고, 디스프레이서(102)는 실린더(101)의 저온부측(113)에 위치하고 있는 것으로 한다. 1 사이클의 개시시의 체적과 압력의 관계는 도 6의 그래프상에서는, A의 점에 위치하고 있다.

그 다음에, 배출 밸브(109)는 닫혀진 상태로, 도 5(a)에 도시하는 바와 같이, 디스프레이서(102)는 실린더(101)의 저온부측(113)에 위치하고 있는 상태에서 흡입 밸브(118)를 열고, 압축기(106)의 고압부측(116)으로부터 고압의 He가스를 방출하면, 고압의 He가스는 축냉기(104)를 통과하지 않고 , 실린더(101)내의 실온부측(114)에 도입되고, 실린더(101)내의 압력의 상승이 개시된다.

도 6의 점 A는 압력 상승전의 도 6의 그래프상의 위치이며, 압력이 상승중인 상태에서는, 체적과 압력으로 정해지는 도 6의 그래프상의 점은, 직선 a 위를 이동한다.

그리고, 실린더(101)가 고압의 He가스로 충전되면, 실린더(101)의 내부는 고압이 된다. 이 상태를 나타내는 점은, 도 6의 그래프의 점 B에 위치하고 있다.

다음에, 도 5(b)에 도시하는 바와 같이, 저온부측(113)에 위치하는 디스프레이서(102)의 실온부측(114)에의 이동을 개시하면, 실온부측(114)에 충전된 He가스는 디스프레이서(102)의 이동에 수반하여 실린더(101)로부터 밀어 내어지고, 축냉기(104)를 지나, 축냉기(104)에서 냉각되면서 저온부측(113)과 디스프레이서(102) 사이의 팽창실(107)에 충전된다. 충전중 상태를 나타내는 점은, 도 6의 그래프의 직선 b 위를 이동한다.

도 5(c)에 도시하는 바와 같이, 디스프레이서(102)가 실온부측(114)에 도착했을 때에는, 저온부측(113)은 최대 용적이 된다. 이 때는, 도 6의 그래프의 점C에 위치하고 있다.

그 다음에, 흡입 밸브(118)을 닫고, 배출 밸브(109)를 열어, 팽창실(107)에 위치하는 고압의 He가스를 실린더(101)로부터 방출시킨다. 도 5(d)는 방출중이며, 방출중은 도 6의 그래프의 직선 c 위를 이동한다.

방출된 He가스는 사이먼 팽창에 의해 온도가 저하되고, 온도가 저하된 He가스는 축냉기(104)를 통과할 때 축냉기(104)를 냉각하면서 압축기(106)로 되돌아오고, 팽창실(107)내는 최저 압력이 된다. 그 상태에서는, 도 6의 그래프의 점 D에 위치하고 있다.

그 다음에, 디스프레이서(102)를 실온부측(114)으로부터 저온부측(113)을 향하여 이동시키면, 디스프레이서(102)의 이동에 의해, 팽창실(107)내에 위치하는 He가스는 실린더(101)로부터 방출되고, 방출된 He가스는 축냉기(104)를 냉각하면서 실온부측(114) 및 배출 밸브(109)를 통과하여 압축기(106)의 저압부측(117)으로 이동한다. 디스프레이서(102)의 이동에 의한 방출중은, 도 6의 그래프의 직선 d 위를 이동한다.

그리고, 디스프레이서(102)가 저온부측(113)에 도착하면, 1 사이클이 종료되고, 배출 밸브(109)가 닫혀지면, 최초 상태의 점 A로 되돌아온다.

GM냉동기는 이러한 냉동 사이클을 반복하는 것으로 극저온을 얻을 수 있다.

실제의 크라이오 펌프에 사용되는 냉동기는, 15K이하의 극저온을 얻기 위해 2단식 구조의 실린더(101)와 디스프레이서(102)로 되어 있고, 한층 더 구조를 간소화하기 위해서 축냉기(104)는 디스프레이서(102)의 내부에 짜넣어지고 있다.

1단째는 냉동 능력이 크고 80K이하까지 냉각할 수 있고, 2단째는 냉동 능력은 작지만 12K까지 냉각할 수 있다. 1단째에서는 80K 쉴드와 80K 배플을 냉각하여 주로 H₂O를 응축하는 것으로 H₂O를 진공 배기한다. 2단째는 15K 크라이오 패널을 냉각하여 N₂, O₂, Ar, 및 다른 기체를 응축하고, H₂를 흡착하는 것으로, N₂와, O₂와, Ar과, H₂와 다른 기체를 진공 배기한다.

냉동기의 모터나 디스프레이서 등의 가동 부품에 의해 발생한 진동은, 방진구조의 크라이오 펌프를 이용하는 것으로 진동을 감쇠시키고, 진공 장치내에서 고정밀도의 처리를 행하는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 진공 처리 장치를 설명하기 위한 도면이고,
도 2의 (a)(b)는 방진장치를 설명하기 위한 도면이며,
도 3은 본 발명의 크라이오 펌프를 설명하기 위한 일부의 단면을 나타낸 측면도이며,
도 4는 본 발명의 크라이오 펌프를 설명하기 위한 개략 단면도이며,
도 5의 (a)~(d)는 냉동 사이클을 설명하기 위한 도면이며,
도 6은 냉동 사이클의 체적-압력의 관계를 나타내는 그래프이다.

＜진공 처리 장치＞

도 1의 부호 10은, 본 발명의 크라이오 펌프(11)가 이용되는 진공 처리 장치를 나타내고 있다.

상기 진공 처리 장치(10)는 진공실(16)을 가지고 있고, 진공실(16)은 증착 장치인 것으로 하면, 진공실(16)의 내부에는 증발원(18)이 배치되어 있고, 증발원(18)의 윗쪽에는, 기판 배치 장치(13)가 배치되어 있다.

기판 배치 장치(13)의 윗쪽에는, 카메라(14)가 배치되어 있다. 기판 배치 장치(13)상에는, 쉐도우 마스크(15)가 배치되어 있다.

진공실(16)에는 러프 펌핑용의 진공 펌프(19)와 크라이오 펌프(11)가 접속되어 있고, 진공실(16)의 내부를 진공 배기할 때에는, 먼저, 진공실(16)의 내부를 러프 펌핑용의 진공 펌프(19)에 의해 진공 배기하고, 진공조(16)의 내부가 소정 압력으로 저하하였을 때, 본 발명의 크라이오 펌프(11)의 동작을 개시하여 진공실(16) 내부의 진공 배기를 개시하여, 진공조(16)의 압력을 고진공 분위기의 압력까지 저하시킨다.

진공실(16)은 진공 밸브(60)를 개재하여 반송실(47)에 접속되어 있고, 반송실(47)에는 진공 밸브(61)를 개재하여 다른 하나 또는 복수대의 진공 처리 장치(40)가 접속되어 있다.

전(前)공정의 진공 처리 장치(40)내에서 처리된 반송 대상물은, 반송실(47)의 내부에 반입되고, 진공실(16) 내부의 진공 분위기를 유지하면서 반송실(47)과 진공실(16)과의 사이의 진공 밸브(60)가 열리고, 진공실(16)의 내부로 반입된다. 도 1의 부호 12는 반입된 처리 대상물이다.

상기 진공 처리 장치(10)는 카메라(14)와, 기판 배치 장치(13)를 이동시키는 이동 장치(63)와 이동 장치(63)에 의한 기판 배치 장치(13)의 이동이나 카메라(14)의 동작을 제어하는 제어장치(64)에 의해, 처리 대상물(12)과 쉐도우 마스크(15)를 위치 맞춤시키는 위치 맞춤 장치가 구성되어 있고, 위치 맞춤 장치에 의해 처리 대상물(12)과 쉐도우 마스크(15)는 카메라(14)로 촬영되면서 상대적으로 이동되고, 처리 대상물(12)과 쉐도우 마스크(15)와의 사이의 위치 맞춤을 한다. 위치 맞춤 후, 처리 대상물(12)은 쉐도우 마스크(15)상에 배치된다.

증발원(18)에는 유기 재료 등의 증착 재료가 배치되어 있다.

기판 배치 장치(13)의 중앙에는 관통공(17)이 설치되어 있고, 쉐도우 마스크(15)는 관통공(17)에 의해 증발원(18)과 대면되어 있다. 또한, 쉐도우 마스크(15)는 처리 대상물(12)과 증발원(18)과의 사이에 배치되어 있고, 증착 재료를 가열 등에 의해 기체로 하여 증발원(18)으로부터 기체로 된 증착 재료를 진공실(16)의 내부로 방출시키면, 방출된 증착 재료의 기체는 관통공(17)을 통과하여 쉐도우 마스크(15)에 도달한다. 도달한 증기 중, 쉐도우 마스크(15)의 통로를 통과한 증기가 처리 대상물(12)에 도달하여 처리 대상물(12)상에는 쉐도우 마스크(15)의 개구의 평면 형상에 따른 평면 형상의 박막이 형성된다.

＜크라이오 펌프＞

다음에, 크라이오 펌프(11)의 구조를 설명하면, 도 3, 도 4를 참조하여, 크라이오 펌프(11)는 펌프 본체부(21)와 냉동기(22)를 가지고 있고, 냉동기(22)는 모터부(23)와 냉동부(24)를 가지고 있다.

펌프 본체부(21)는 진공 기밀을 유지 지지할 수 있는 펌프 케이스(33, 펌프 케이스는 진공 배기조라고도 불린다.)를 가지고 있고, 펌프 케이스(33)에는 흡기구(39)가 설치되어 있다.

진공실(16)의 저면에는 배기구(37)가 설치되어 있고, 흡기구(39)와 배기구(37)는 그들 사이에 밸브(46)가 배치되어 있고, 밸브(46)가 열리게 되면, 펌프 본체부(21)의 내부와 진공실(16)의 내부가 접속되고, 밸브(46)가 닫히게 되면 펌프 본체부(21)의 내부와 진공실(16)의 내부는 분리된다. 진공실(16)의 외부 기체는 펌프 본체부(21)의 내부와 진공실(16)의 내부에는 침입하지 않도록 기밀로 되어 있다.

진공실(16)은 예를 들면 마루 면에 얻혀지고, 중량은 지면에 지지되어 있고, 펌프 케이스(33)의 중량은 직접 또는 밸브(46)를 개재하여, 진공실(16)에 인가되고, 펌프 케이스(33)는 진공실(16)에 고정되고, 펌프 케이스(33)의 중량과 펌프 케이스(33)에 인가되는 부재의 중량은 진공실(16)에 의해 지지를 받게 되어 있다.

펌프 케이스(33)의 내부에는, 80K 배플(27)과 80K 쉴드(32)와 15K 크라이오 패널(26, 극저온판)이 배치되어 있다.

80K 배플(27)은 흡기구(39)에 대면하는 위치에 배치되고, 80K 쉴드(32)는 펌프 케이스(33)의 내부 저면 부근과 벽면 부근에 각각 배치되어 있고, 80K 배플(27)과 80K 쉴드(32)에 의해 진공실(16)로부터 흡기구(39)를 통과하여 펌프 본체부(21)에 유입되는 복사열의 대부분을 흡수할 수 있도록 되어 있다. 게다가 80K 쉴드(32)로 둘러싸인 공간 중, 80K 배플(27)보다 흡기구(39)로부터 먼 위치에 극저온면이 되는 15K 크라이오 패널(26, 극저온판)이 배치되어 있다.

밸브(46)가 닫힌 상태에서 진공실(16) 및 펌프 케이스(33)의 내부는 러프 펌핑용의 진공 펌프(19) 등의 진공 펌프에 의해 진공 배기됨과 함께, 80K 배플(27)과 80K 쉴드(32)와 15K 크라이오 패널(26)이 소정 온도로 냉각되고, 펌프 케이스(33)의 내부가 고진공 분위기로 되고, 80K 배플(27)과 80K 쉴드(32)와 15K 크라이오 패널(26)이 소정 온도에 도달한 후, 밸브(46)가 열리게 되면 진공실(16)의 내부는 80K 배플(27)과 80K 쉴드(32)와 15K 크라이오 패널(26)에 의해, 흡기구(39)로부터 고진공 배기된다.

모터부(23)는 크라이오 펌프(11)의 진공 분위기의 밖에 배치되어 있고, 모터부(23)에는 교류 전원에서 구동되는 모터가 내장되어 있다.

도 4는 모터부(23)와, 냉동부(24)와, 크라이오 펌프 내부 부품(35)의 위치 관계를 설명하기 위한 크라이오 펌프(11)의 개요 부분 단면도이다.

냉동부(24)는 복사에 의한 입열, 열전도에 의한 입열의 영향을 받지 않게 단열 진공 분위기로 배치된다. 구체적으로는 펌프 케이스(33)와 용접되고, 펌프 케이스측 통체(41)와, 펌프 케이스측 플랜지(42)와, 벨로우즈(43)와, 모터부측 플랜지(44)와 모터부측 통체(45)를 가지고 있고, 모든 부품은 용접 또는 탄성체에 의해 기밀을 유지 지지할 수 있게 되어 있다.

펌프 케이스측 통체(41)와, 중앙에 관통공을 가지는 펌프 케이스측 플랜지(42)와, 신축 가능한 통 모양의 벨로우즈(43)와, 중앙에 관통공을 가지는 모터부측 플랜지(44)와, 모터부측 통체(45)는 냉동부(24)를 둘러싸도록 배치되어 있고, 펌프 케이스측 통체(41)와 냉동부(24)와의 사이와, 펌프 케이스측 플랜지(42)와 냉동부(24)와의 사이와, 벨로우즈(43)와 냉동부(24)와의 사이와, 모터부측 플랜지(44)와 냉동부(24)와의 사이와, 모터부측 통체(45)와 냉동부(24)와의 사이와의 사이에는 공간(62)이 존재한다.

펌프 케이스측 플랜지(42)와 모터부측 플랜지(44)는 한 개 또는 복수개의 방진장치(5)에 의해 서로 고정되어 있다. 상기 예에서는 3개의 방진장치에 의해 서로 고정되어 있다.

펌프 케이스측 플랜지(42)와 모터부측 플랜지(44)와의 사이에는, 신축 가능한 벨로우즈(43)가 배치되어 있다.

냉동부(24)를 둘러싸는 공간은 펌프 케이스(33)와 80K 쉴드(32) 사이의 스키마(31)와 연통되어 있고, 크라이오 펌프 내부 부품(35)과 같은 진공 상태가 된다.

냉동부(24)에는 상술한 실린더(101)와 실린더(101)의 내부에 배치되고, 모터에 의해 이동되는 제 1, 제 2의 디스프레이서가 배치되어 있다.

실린더(101)는 펌프 케이스(33)의 내부에 배치된 통 모양 케이스(49)안과, 펌프 케이스측 통체(41)안과, 펌프 케이스측 플랜지(42)의 관통공안과, 벨로우즈(43)안과, 모터부측 플랜지(44)의 관통공안과, 모터부측 통체(45)안에, 그것들과 비접촉으로 된 상태로 삽입되고, 실린더(101)의 일단이 모터부(23)에 접촉하여 고정되고, 타단은 15K 크라이오 패널(26)에 접촉하여 고정되어 있다.

또한, 실린더(101)는 80K 쉴드(32)에도 접촉하여 고정되고, 80K 배플(27)은 80K 쉴드(32)에 접촉하여 고정되어 있고, 15K 크라이오 패널(26)의 중량과, 80K 배플(27)의 중량과, 80K 쉴드(32)의 중량은 실린더(101)에 인가되게 되어 있다.

후술하는 바와 같이, 모터부(23)의 중량과, 모터부(23)에 인가되는 중량은 진공실(16)에 의해 지지되어 있고, 80K 배플(27)의 중량과 80K 쉴드(32)의 중량과 15K 크라이오 패널(26)의 중량과, 실린더(101)의 중량은 모터부(23)에 인가되어 있기 때문에, 80K 배플(27)의 중량과 80K 쉴드(32)의 중량과 15K 크라이오 패널(26)의 중량과, 실린더(101)의 중량은 진공실(16)에 의해 지지되어 있다.

본례에서는, 80K 배플(27)의 중량과 80K 쉴드(32)의 중량과는 실린더(101)의 1단째에 수용되어 있다.

상기 크라이오 펌프(11)는 실린더(101)의 내부에, 80K 이하의 저온을 생성하는 1단째와 10K~12K의 극저온을 생성하는 둘째 단이 설치되어 있고, 80K 배플(27)과 80K 쉴드(32)는 냉동부(24)의 실린더(101)의 1단째로부터 저온이 공급되고, 각각 80K 정도의 온도로 냉각되어 있고, 진공실(16)의 내부로부터 배기구(37)와 밸브(46)를 통과하여 흡기구(39)에 입사된 기체는 80K 배플(27)에 충돌한다. 충돌한 기체 중, 증기압이 낮은 기체, 주로 H₂O는 80K 배플(27)로 응축되고, 그 외의 증기압이 높은 N₂, O₂, Ar, H₂ 등은 80K 배플(27)을 통과하여, 15K 크라이오 패널(26)에 충돌한다.

15K 크라이오 패널(26)은 실린더(101)의 둘째 단으로부터 극저온이 공급되고, 15K 이하로 냉각되어 있고, 15K 크라이오 패널(26)에 충돌한 기체는 15K 크라이오 패널(26)에 의해 응축되고, 또는 15K 크라이오 패널(26)에 흡착되어 진공 배기된다.

실린더(101)의 선단에는 둘째 단이 배치되고, 15K 크라이오 패널(26)은 부착부재(38)를 개재하여 실린더(101)의 선단부에서 접속되어 있고, 실린더(101)의 둘째 단에서 15K 크라이오 패널(26)의 중량을 지지하고 있다.

따라서, 크라이오 펌프 내부 부품(35)은 모두 실린더(101)로 하중을 받고 있고, 그 실린더(101)의 근원이 되는 모터부(23)에 의해 지지되고 있다.

모터부(23)는 모터부측 통체(45)의 일단에 고정되어 있고, 모터부측 통체(45)의 타단은 모터부측 플랜지(44)에 고정되어 있다. 따라서, 모터부(23)는 모터부측 통체(45)에 의해 모터부측 플랜지(44)에 고정되어 있다.

모터부측 플랜지(44)는 각 방진장치(5)의 일단에 고정되어 있고, 각 방진장치(5)의 타단은 펌프 케이스측 플랜지(42)에 고정되어 있다.

따라서, 모터부측 플랜지(44)는 방진장치(5)에 의해, 펌프 케이스측 플랜지(42)에 고정되어 있다.

펌프 케이스측 플랜지(42)는 펌프 케이스측 통체(41)의 일단에 고정되고, 펌프 케이스측 통체(41)의 타단은 펌프 케이스(33)에 고정되어 있다.

따라서, 펌프 케이스측 플랜지(42)는 펌프 케이스측 통체(41)에 의해 펌프 케이스(33)에 고정되어 있고, 80K 배플(27)과, 80K 쉴드(32)와, 15K 크라이오 패널(26)과, 냉동부(24) 및 그 내부에 배치된 실린더(101)와, 모터부(23)는 방진장치(5)를 개재하여 펌프 케이스(33)에 의해 지지되고 있다. 펌프 케이스(33)는 진공실(16)에 의해 지지되고 있다.

방진장치(5)의 구조를 설명한다.

도 2의 (a)는 방진장치(5)의 측면도, 동 도(b)는 단면도이다.

방진장치(5)는 제 1의 저판(50)을 가지고 있고, 제 1의 저판(50)상에는, 탄성 부재(52)가 배치되고, 탄성 부재(52)상에는, 제 1의 저판(50)과 평행하게 제 2의 저판(53)이 배치되어 있다. 제 1의 저판(50)과 제 2의 저판(53)은 탄성 부재(52)에 접촉하고 있는것에 대하여, 제 1의 저판(50)과 제 2의 저판(53)은 서로 접촉하고 있지 않고, 제 1의 저판(50)과 제 2의 저판(53)의 사이에는 탄성 부재(52)가 배치되어 있다.

탄성 부재(52)는 유연성을 가지고, 힘이 가해지면 변형되고, 가해진 힘이 제거되면 원래의 형상으로 복귀하는 재료이며, 예를 들면, 합성고무나 천연 고무 등을 들 수 있다.

제 1의 저판(50)상에는, 통 형상의 외통체(51)이, 그 하단이 제 1의 저판(50)상에 고정되어 배치되어 있고, 외통체(51)의 상단은 제 2의 저판(53)이 위치하는 방향으로 향해지고 있다.

제 1의 저판(50)과 제 2의 저판(53)의 사이에는, 막대 모양 또는 통 모양의 삽입체(55)가 제 1의 저판(50)과 제 2의 저판(53)에 수직으로 배치되어 있다.

삽입체(55)의 상단은 제 2의 저판(53)에 고정되고, 하단은 외통체(51)의 상단보다, 제 1의 저판(50)에 가까운 장소에 위치하고 있고, 제 1의 저판(50)과 제 2의 저판(53)과의 사이에는 탄성 부재(52)가 위치하고 있기 때문에, 삽입체(55)는 외통체(51)의 내부에 삽입되어 있다.

도 2(b) 중의 부호 t는, 삽입체(55)의 하단과 외통체(51)의 상단과의 사이의 거리이며, 제로보다 큰 수치이다.

외통체(51)와 삽입체(55)와의 사이와, 외통체(51)와 제 2의 저판(53)과의 사이와, 제 1의 저판(50)과 삽입체(55)와의 사이는, 각각 이간하여 틈새가 형성되어 있고, 외통체(51)와 삽입체(55)와의 사이의 틈새와, 외통체(51)와 제 2의 저판(53)과의 사이의 틈새와, 제 1의 저판(50)과 삽입체(55)와의 사이의 틈새에는, 탄성 부재(52)가 배치되어 있다. 따라서, 삽입체(55)의 외주면은 탄성 부재(52)와 접촉한다.

또한, 탄성 부재(52)는 외통체(51)의 주위를 링상태에 덮고 있고, 외통체(51)의 외주면은 탄성 부재(52)와 접촉하고 있다. 또한, 외통체(51)의 내주면과 상단과도, 각각 탄성 부재(52)에 접촉되어 있고, 따라서, 외통체(51)와 삽입체(55)는 탄성 부재(52)에 매몰되어 있고, 방진장치(5)의 외관으로부터는, 탄성 부재(52)를 관찰할 수 있어도, 외통체(51)와 삽입체(55)는 관찰되지 않게 되어 있다.

탄성 부재(52)는 일체의 구조이며, 또한, 탄성 부재(52)는 적어도 제 1의 저판(50)과 제 2의 저판(53)에 고정되어 있고, 따라서, 탄성 부재(52)를 파괴하지 않는 한, 탄성 부재(52)의 일부를 분리할 수 없게 되어 있다.

제 2의 저판(53)의, 탄성 부재(52)가 고정된 표면과는 반대측의 표면에는, 막대 모양의 나사부(54)가 제 2의 저판(53)과 수직으로 설치되어 있다.

나사부(54)의 측면에는, 나사산 및 나사홈이 설치되어 있고, 펌프 케이스측 플랜지(42)나 모터부측 플랜지(44)에, 나사부(54)를 삽입하는 관통공이 형성되어 있으면, 나사부(54)를 그 관통공에 삽입한 후, 관통공보다 큰 직경의 너트를 나사부(54)에 부착하고, 너트를 회전시켜, 나사부(54)가 삽입된 펌프 케이스측 플랜지(42) 또는 모터부측 플랜지(44)에 너트를 밀착시킴과 함께, 펌프 케이스측 플랜지(42) 또는 모터부측 플랜지(44)를 제 2의 저판(53)에 밀착시키면, 방진장치(5)는 나사부(54)가 삽입된 펌프 케이스측 플랜지(42) 또는 모터부측 플랜지(44)에 고정된다.

제 1의 저판(50)의 탄성 부재(52)로부터 삐져나온 부분에는, 나사 고정공(59)이 설치되어 있고, 제 1의 저판(50)을 펌프 케이스측 플랜지(42)나 모터부측 플랜지(44)에 밀착시켜, 제 1의 저판(50)의 나사 고정공(59)과, 펌프 케이스측 플랜지(42)나 모터부측 플랜지(44)에 설치된 관통공에, 머리 부분이 나사 고정공(59)이나 관통공보다 큰 직경의 나사의 선단측을 삽통하고, 머리 부분을 제 1의 저판(50)에 밀착시켜, 삽통한 나사의 선단에 너트를 부착하여 회전시켜, 너트를 펌프 케이스측 플랜지(42)나 모터부측 플랜지(44)에 밀착시키면, 방진장치(5)를 펌프 케이스측 플랜지(42)에 고정할 수 있다.

외통체(51)의 중심축선(56)과, 삽입체(55)의 중심축선(57)과 나사부(54)의 중심축선(58)은 제 1의 저판(50)과 제 2의 저판(53)에 대해서 각각 수직이 되도록 배치되어 있다. 이 예에서는, 삽입체(55)와 나사부(54)는 삽입체(55)의 중심축선(57)과 나사부(54)의 중심축선(58)이 일치하도록 배치되어 있다. 또한, 외통체(51)의 중심축선(56)은 삽입체(55)의 중심축선(57)과, 나사부(54)의 중심축선(58)에 일치하도록 배치되어 있다.

펌프 케이스측 플랜지(42)와 모터부측 플랜지(44)는 연직으로 배치되어 있고, 방진장치(5)는 외통체(51)와, 삽입체(55)와, 나사부(54)의 중심축선(58)을 수평으로 하고, 제 1의 저판(50)과 제 2의 저판(53)을 연직으로 하여 펌프 케이스측 플랜지(42)와 모터부측 플랜지(44)와의 사이에 배치되고, 제 1의 저판(50)과 제 2의 저판(53) 중, 어느 한쪽이 펌프 케이스측 플랜지(42)에 접촉하여 고정되고, 다른 한쪽이 모터부측 플랜지(44)에 접촉하고, 상술한 너트에 의해 모터부측 플랜지(44)에 고정되어 있다.

15K 크라이오 패널(26)의 중량과, 실린더(101) 및 실린더(101) 내부의 디스프레이서 등의 부재의 중량과, 모터부(23)의 중량에 근거하여 발생하는 힘은, 아래로 향한 모멘트인 중량 모멘트가 되어 모터부측 플랜지(44)에 인가되기 때문에, 그 중량 모멘트에 의한 힘은, 탄성 부재(52)를 개재하여, 펌프 케이스측 플랜지(42)에 인가된다.

중량 모멘트의 방향은 외통체(51)의 중심축선(56)에 대해서 수직이며, 또한, 삽입체(55)의 중심축선(57)에 대해서도 수직이다. 외통체(51)와 삽입체(55)와의 사이에 중량 모멘트에 의한 힘이 인가되면, 외통체(51)와 삽입체(55) 중, 모터부측 플랜지(44)에 고정된 쪽이, 펌프 케이스측 플랜지(42)에 고정된 쪽에 대해서 회전이동하려고 하고, 외통체(51)와 삽입체(55)와의 사이에 위치하는 탄성 부재(52)와, 제 2의 저판(53)과 제 1의 저판(50)과의 사이에 위치하는 탄성 부재(52)가 변형된다. 변형된 탄성 부재(52)는 외통체(51)와 삽입체(55)에 의해 지지되어 있고, 제 1의 저판(50) 또는 제 2의 저판(53)으로부터 탈락하기 어렵고, 또한, 파괴되기 어렵게 되어 있다.

펌프 케이스측 플랜지(42)는 펌프 케이스측 통체(41)를 개재하여 펌프 케이스(33)에 고정되고, 펌프 케이스(33)는 이동하지 않는 진공실(16)에 고정되어 있으므로, 진공실은 지지각(脚)(48)에 의해 마루의 면상에 놓여지고, 모터부측 플랜지(44)가 지지하는 중량은, 방진장치(5)를 개재하여 펌프 케이스(33)에 의해 지지된다.

모터부(23)의 내부에서 모터가 동작했을 때에 발생하는 진동이나, 디스프레이서의 왕복 이동에 의해 발생하는 진동은, 모터부측 플랜지(44)로부터 방진장치(5)를 개재하여 펌프 케이스측 플랜지(42)에 전달되지만, 그 때, 진동은 탄성 부재(52)의 내부를 진행하여 제 1의 저판(50)과 제 2의 저판(53)과의 사이에 전달되기 때문에, 진동은 탄성 부재(52)의 내부가 전달되는 동안에 탄성 부재(52)에 의해 감쇠되고, 모터부측 플랜지(44)의 진동보다, 펌프 케이스측 플랜지(42)의 진동이 작아진다.

펌프 케이스(33)는 진공실(16)에 고정되어 있고, 펌프 케이스(33)에 전달된 진동은 진공실(16)에 전달되지만, 그 진동은 감쇠되고 있으므로, 위치 맞춤 장치에 전달되는 진동은 작아지고 있고, 처리 대상물(12)과 쉐도우 마스크(15)와의 사이의 위치 맞춤을 정확하게 행할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 크라이오 펌프(11)는 감쇠된 진동이 펌프 케이스(33)에 전달되므로, 진공실(16)내에서 정밀한 작업을 행할 수 있다.

방진장치(5)는 힘의 모멘트에 대해서 저항력을 가지기 때문에, 상기 실시예와 같이 방진장치(5)의 외통체(51)와 삽입체(55)와의 중심축선을 수평으로 하여 모터부(23) 등을 펌프 케이스(33)에 고정된 횡형의 크라이오 펌프에 적합하고 있다.

5 : 방진장치 10 : 진공 처리 장치
11 : 크라이오 펌프 22 : 냉동기
33 : 펌프 케이스 50 : 제 1의 저판
51 : 외 통체 52 : 탄성 부재
53 : 제 2의 저판 55 : 삽입체

Claims

진공 배기해야 할 배기 대상 기체가 도입되는 진공 배기조와,
He가스를 냉매로 하는 냉동기와,
상기 진공 배기조의 내부에 설치되고, 냉각된 상기 냉동기에 의해 저온으로 냉각되는 극저온판을 가지고,
상기 진공 배기조의 내부의 상기 배기 대상 기체를, 상기 극저온판의 표면에 응축 또는 흡착하여 상기 배기 대상 기체를 배기하는 크라이오 펌프이며,
상기 냉동기는 상기 진공 배기조에, 방진장치를 개재하여 고정되고,
상기 극저온판은 상기 냉동기와 상기 방진장치를 개재하여 상기 진공 배기조에 의해 지지되어 있고,
상기 방진장치는,
제 1, 제 2의 저판과,
상기 제 1의 저판에 고정된 통형 형상의 외통체와,
상기 제 2의 저판에 고정된 삽입체와,
상기 제 1의 저판과 상기 제 2의 저판의 사이에 설치되고, 상기 제 1의 저판과 상기 제 2의 저판에 고정되고, 상기 외통체 및 삽입체를 내부에 매몰하는 탄성 부재를 가지고,
상기 삽입체는 상기 외통체의 안쪽에 상기 외통체와는 이간하여 삽입되고, 상기 삽입체와 상기 외통체의 사이는 상기 탄성 부재가 배치되고,
상기 삽입체의 중심축선과 상기 외통체의 중심축선은 수평으로 배치되고,
상기 제 1, 제 2의 저판 중, 어느 한쪽에 상기 냉동기가 고정되고, 다른 한쪽이 상기 진공 배기조에 고정된 크라이오 펌프.
제 1 항에 있어서,
상기 냉동기에 고정된 모터부측 플랜지와,
상기 진공 배기조에 고정된 펌프 케이스측 플랜지를 가지고,
복수개의 상기 방진장치가, 상기 모터부측 플랜지와 상기 펌프 케이스측 플랜지와의 사이에 배치되고, 상기 제 1, 제 2의 저판 중, 어느 한쪽에 상기 모터부측 플랜지가 고정되고, 다른 한쪽에 상기 펌프 케이스측 플랜지가 고정된 크라이오 펌프.
크라이오 펌프와,
진공 배기해야 할 배기 대상 기체가 도입되는 진공 배기조와,
상기 진공 배기조가 부착된 진공실을 가지는 진공 처리 장치이며,
상기 크라이오 펌프는,
He가스를 냉매로 하는 냉동기와,
상기 진공 배기조의 내부에 설치되고, 냉각된 상기 냉동기에 의해 저온으로 냉각되는 극저온판과,
를 가지고,
상기 진공 배기조의 내부의 상기 배기 대상 기체를, 상기 극저온판의 표면에 응축 또는 흡착하여 상기 배기 대상 기체를 배기하는 크라이오 펌프이며,
상기 냉동기는 상기 진공 배기조에 방진장치를 개재하여 고정되고,
상기 극저온판은 상기 냉동기와 상기 방진장치를 개재하여 상기 진공 배기조에 의해 지지되어 있고,
상기 방진장치는,
　제 1, 제 2의 저판과,
　상기 제 1의 저판에 고정된 통형 형상의 외통체와,
　상기 제 2의 저판에 고정된 삽입체와,
　상기 제 1의 저판과 상기 제 2의 저판의 사이에 설치되고, 상기 제 1의 저판과 상기 제 2의 저판에 고정되고, 상기 외통체 및 삽입체를 내부에 매몰하는 탄성 부재를 가지고,
상기 삽입체는 상기 외통체의 안쪽에 상기 외통체와는 이간하여 삽입되고, 상기 삽입체와 상기 외통체의 사이는 상기 탄성 부재가 배치되고,
상기 삽입체의 중심축선과 상기 외통체의 중심축선은 수평으로 배치되고,
상기 제 1, 제 2의 저판 중, 어느 한쪽에 상기 냉동기가 고정되고, 다른 한쪽이 상기 진공 배기조에 고정된 크라이오 펌프인 진공 처리 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 냉동기에 고정된 모터부측 플랜지와,
상기 진공 배기조에 고정된 펌프 케이스측 플랜지를 가지고,
복수개의 상기 방진장치가 상기 모터부측 플랜지와 상기 펌프 케이스측 플랜지와의 사이에 배치되고, 상기 제 1, 제 2의 저판 중, 어느 한쪽에 상기 모터부측 플랜지가 고정되고, 다른 한쪽에 상기 펌프 케이스측 플랜지가 고정된 진공 처리 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 진공실에는 처리 대상물과 쉐도우 마스크를 위치 맞춤하는 위치 맞춤 장치를 가지는 진공 처리 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 진공실의 내부에 성막 재료의 증기를 방출하는 증발원이 설치된 진공 처리 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 성막 재료는 유기물이며, 상기 성막 재료의 증기는 상기 유기물의 증기인 진공 처리 장치.