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JP2000283036A - Cryopump - Google Patents

Cryopump

Info

Publication number
JP2000283036A
JP2000283036A JP11083806A JP8380699A JP2000283036A JP 2000283036 A JP2000283036 A JP 2000283036A JP 11083806 A JP11083806 A JP 11083806A JP 8380699 A JP8380699 A JP 8380699A JP 2000283036 A JP2000283036 A JP 2000283036A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heater
cold
vacuum chamber
cylinder
cryopump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP11083806A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3526413B2 (en
Inventor
Tokuji Nishijo
徳二 西場
Katsuji Yoshikawa
勝治 吉川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
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Publication of JP2000283036A publication Critical patent/JP2000283036A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To exchange only a sheath heater and also make a device compact. SOLUTION: In a cryopump 1 arranged the cold cylinder 17 of a refrigerator 3 as well as a sheath heater 53 in a vacuum chamber 5 and installed the first/ second heaters 55, 56 of this sheath heater to the first/second cold heads 33, 35 of the cold cylinder respectively, the first/second heaters of the sheath heater are installed to the first/second cold heads by using installation bolts 58, 59 respectively and attachably/detachably and also a heater flange 57 on one end of the sheath heater is installed to the cylinder base 23 of the cold cylinder from the outside of the vacuum chamber by using installation bolts 60 attachably/detachably.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造工程等
での高真空圧の生成に供されるクライオポンプに係り、
特に、再生用のヒータを装備したクライオポンプに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cryopump used for generating a high vacuum pressure in a semiconductor manufacturing process or the like.
In particular, it relates to a cryopump equipped with a regeneration heater.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体製造ラインの各種処理装置等に
は、処理空間を高真空圧状態に維持するべく、機械式真
空ポンプ(以下、粗引ポンプと記す)とともに、クライ
オポンプ100(図5)、200(図6)が付設されて
いる。クライオポンプ100、200は、粗引ポンプに
より粗引きされた処理空間内を排気して真空圧を更に高
めるもので、極低温をつくりだす冷凍機101、20
1、冷凍機101、201のコールドシリンダ102、
202に保持されたコールドパネル203、コールドパ
ネル203の表面に粘着された活性炭204、コールド
シリンダ102、202やコールドパネル203を収納
する真空チャンバ105、205等から構成されてい
る。クライオポンプ100、200による排気は、極低
温に冷却したコールドパネル203の表面に気体分子を
凝縮・固化させたり、活性炭204の吸着面に気体分子
を吸着させることにより行われ、真空チャンバ105、
205内を高真空圧とする。
2. Description of the Related Art In order to maintain a processing space in a high vacuum state, various types of processing equipment and the like in a semiconductor manufacturing line are provided with a mechanical vacuum pump (hereinafter referred to as a roughing pump) and a cryopump 100 (FIG. 5). , 200 (FIG. 6). The cryopumps 100 and 200 evacuate the processing space roughly evacuated by the roughing pump to further increase the vacuum pressure.
1, the cold cylinders 102 of the refrigerators 101 and 201,
The apparatus includes a cold panel 203 held by a 202, an activated carbon 204 adhered to the surface of the cold panel 203, vacuum chambers 105 and 205 for accommodating the cold cylinders 102 and 202, the cold panel 203, and the like. The evacuation by the cryopumps 100 and 200 is performed by condensing and solidifying gas molecules on the surface of the cold panel 203 cooled to a very low temperature, or by adsorbing gas molecules on the adsorption surface of the activated carbon 204.
The inside of 205 is set to a high vacuum pressure.

【0003】さて、クライオポンプ100、200で
は、長時間に亘る排気運転を行った場合、コールドパネ
ル203の表面や活性炭204の吸着面への気体分子の
凝縮や吸着が徐々に進行し、排気効率が低下して終には
排気が殆ど行えなくなる。そのため、凝縮或いは吸着し
た気体分子を放出させる再生作業を適宜行う必要があ
り、その際には、真空チャンバ105、205内に再生
ガス(一般には、窒素ガス)を導入すると共に、コール
ドパネル203やコールドシリンダ102、202の温
度を常温近くまで上昇させることになる。
In the cryopumps 100 and 200, when an evacuation operation is performed for a long time, condensation and adsorption of gas molecules on the surface of the cold panel 203 and the adsorption surface of the activated carbon 204 gradually progress, and the evacuation efficiency is reduced. And exhaust can hardly be performed at the end. Therefore, it is necessary to appropriately perform a regeneration operation for releasing the condensed or adsorbed gas molecules. In this case, a regeneration gas (generally, a nitrogen gas) is introduced into the vacuum chambers 105 and 205, and the cold panel 203 and the The temperature of the cold cylinders 102, 202 will be raised to near normal temperature.

【0004】ところで、クライオポンプで100、20
0では、排気運転中にコールドシリンダ102、202
等の温度が極低温(20K程度)となり、常温(25℃
(=298K)程度)との温度差は非常に大きく(28
0K程度)なる。したがって、常温の再生ガスを導入す
るだけで昇温させた場合、再生作業を開始してから気体
分子が放出されるまでに長時間を要するため、半導体製
造ラインも長時間に亘って休止せざるを得ず、生産効率
の低下を余儀なくされていた。
By the way, 100, 20 with a cryopump
0, the cold cylinders 102, 202 during the exhaust operation
Temperature is extremely low (about 20K) and normal temperature (25 ° C)
(= About 298 K)) is very large (28
0K). Therefore, when the temperature is raised only by introducing the regeneration gas at normal temperature, it takes a long time from the start of the regeneration operation to the release of the gas molecules, so that the semiconductor production line must be stopped for a long time. And the production efficiency had to be reduced.

【0005】そこで、クライオポンプ100、200に
は、コールドシリンダ102、202にヒータ106、
206を装着し、このヒータ106、206と真空チャ
ンバ105、205の外部に設けた電源とを電線により
接続している。再生作業時にヒータ106、206に通
電を行うことで、コールドシリンダ102、202が常
温まで速やかに加熱され、再生作業時間が大幅に短縮さ
れる。
Therefore, the cryopumps 100 and 200 have the heaters 106 and the cold cylinders 102 and 202.
The heater 206 is mounted, and the heaters 106 and 206 are connected to a power supply provided outside the vacuum chambers 105 and 205 by electric wires. By supplying power to the heaters 106 and 206 during the regeneration operation, the cold cylinders 102 and 202 are quickly heated to room temperature, and the regeneration operation time is greatly reduced.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図5のクラ
イオポンプ100のヒータ106における一端部107
は、コールドシリンダ102のシリンダベース108に
溶接により固定されている。このため、ヒータ106に
断線などの不具合が発生した場合、ヒータ106のみを
交換することができず、ヒータ106をコールドシリン
ダ102と一緒に交換しなければならず、コストが嵩ん
でしまう。
One end 107 of the heater 106 of the cryopump 100 shown in FIG.
Are fixed to the cylinder base 108 of the cold cylinder 102 by welding. For this reason, when a failure such as disconnection occurs in the heater 106, only the heater 106 cannot be replaced, and the heater 106 must be replaced together with the cold cylinder 102, which increases the cost.

【0007】また、図6のクライオポンプ200のヒー
タ206における一端部に固定されたヒータフランジ2
07は、真空チャンバ205の底板208に、真空チャ
ンバ205の外側から、取付ボルト209を用いて着脱
可能に取り付けられている。従って、ヒータ206のみ
を交換することができる。
A heater flange 2 fixed to one end of the heater 206 of the cryopump 200 shown in FIG.
Reference numeral 07 is detachably attached to the bottom plate 208 of the vacuum chamber 205 from outside the vacuum chamber 205 by using attachment bolts 209. Therefore, only the heater 206 can be replaced.

【0008】しかし、このヒータ206では、真空チャ
ンバ205の外側に冷凍機201のボディ210が存在
することから、ヒータ206におけるヒータフランジ2
07の取付時に、取付工具が冷凍機201のボディ21
0に干渉しないように、ヒータ206のヒータフランジ
207をボディ210から遠ざけて取り付ける必要があ
る。このため、真空チャンバ205が大径化して、クラ
イオポンプ200が大型化してしまう。
However, in this heater 206, since the body 210 of the refrigerator 201 exists outside the vacuum chamber 205, the heater flange 2 of the heater 206
07, the mounting tool is the body 21 of the refrigerator 201.
It is necessary to attach the heater flange 207 of the heater 206 away from the body 210 so as not to interfere with zero. Therefore, the diameter of the vacuum chamber 205 increases, and the size of the cryopump 200 increases.

【0009】本発明の目的は、上述の事情を考慮してな
されたものであり、ヒータのみを交換できるとともに、
装置をコンパクト化できるクライオポンプを提供するこ
とにある。
The object of the present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and only the heater can be replaced.
An object of the present invention is to provide a cryopump capable of downsizing the device.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、真空チャンバ内に冷凍機のコールドシリンダが配設
されるとともにヒータが配設され、このヒータの加熱部
が、上記コールドシリンダの冷却部に取り付けられるク
ライオポンプにおいて、上記ヒータの加熱部が上記冷却
部に着脱可能に取り付けられるとともに、上記ヒータの
端部が上記コールドシリンダのシリンダベースに、上記
真空チャンバの外側から着脱可能に取り付けられたこと
を特徴とするものである。
According to the first aspect of the present invention, a cold cylinder of a refrigerator is provided in a vacuum chamber and a heater is provided, and a heating unit of the heater is provided in the vacuum cylinder. In a cryopump attached to a cooling unit, a heating unit of the heater is detachably attached to the cooling unit, and an end of the heater is detachably attached to a cylinder base of the cold cylinder from outside the vacuum chamber. It is characterized by having been done.

【0011】請求項2に記載の発明は、真空チャンバ内
に冷凍機のコールドシリンダが配設されるとともにヒー
タが配設され、このヒータの加熱部が、上記コールドシ
リンダの冷却部に取り付けられるクライオポンプにおい
て、上記ヒータの加熱部が上記冷却部に着脱可能に取り
付けられるとともに、上記ヒータの端部が上記コールド
シリンダのシリンダベースに、上記真空チャンバの内側
から着脱可能に取り付けられたことを特徴とするもので
ある。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a cryo-cooler in which a cold cylinder of a refrigerator is provided in a vacuum chamber and a heater is provided, and a heating section of the heater is attached to a cooling section of the cold cylinder. In the pump, a heating unit of the heater is detachably attached to the cooling unit, and an end of the heater is detachably attached to a cylinder base of the cold cylinder from inside the vacuum chamber. Is what you do.

【0012】請求項1に記載の発明には、次の作用があ
る。
The first aspect of the invention has the following operation.

【0013】ヒータの加熱部がコールドシリンダの冷却
部に着脱可能に取り付けられるとともに、ヒータの端部
がコールドシリンダのシリンダベースに着脱可能に取り
付けられたことから、ヒータをコールドシリンダから外
して、ヒータのみを交換することができ、コストを低減
できる。
The heater of the heater is detachably attached to the cooling unit of the cold cylinder, and the end of the heater is detachably attached to the cylinder base of the cold cylinder. Only one can be replaced, and the cost can be reduced.

【0014】また、ヒータの端部が真空チャンバの底板
ではなく、コールドシリンダのシリンダベースに取り付
けられたことから、ヒータ端部の取付時に取付用工具
と、真空チャンバの外側に存在する冷凍機のボディとの
干渉を考慮して、真空チャンバを大径化する必要がない
ので、クライオポンプをコンパクト化できる。
Further, since the end of the heater is mounted not on the bottom plate of the vacuum chamber, but on the cylinder base of the cold cylinder, the mounting tool and the refrigerator existing outside the vacuum chamber are attached when the heater end is mounted. Since it is not necessary to increase the diameter of the vacuum chamber in consideration of interference with the body, the cryopump can be made compact.

【0015】更に、ヒータ端部が真空チャンバの外側か
らシリンダベースに取り付けられたことから、ヒータ端
部の取付を容易化できる。
Further, since the heater end is attached to the cylinder base from outside the vacuum chamber, the attachment of the heater end can be facilitated.

【0016】請求項2に記載の発明には、次の作用があ
る。
The second aspect of the present invention has the following operation.

【0017】ヒータの加熱部がコールドシリンダの冷却
部に着脱可能に取り付けられるとともに、ヒータの端部
がコールドシリンダのシリンダベースに着脱可能に取り
付けられたことから、ヒータをコールドシリンダから外
して、ヒータのみを交換することができ、コストを低減
できる。
Since the heating section of the heater is detachably attached to the cooling section of the cold cylinder and the end of the heater is detachably attached to the cylinder base of the cold cylinder, the heater is detached from the cold cylinder and the heater is removed. Only one can be replaced, and the cost can be reduced.

【0018】また、ヒータの端部が真空チャンバの底板
ではなく、コールドシリンダのシリンダベースに取り付
けられたことから、ヒータ端部の取付時に取付用工具
と、真空チャンバの外側に存在する冷凍機のボディとの
干渉を考慮して、真空チャンバを大径化する必要がない
ので、クライオポンプをコンパクト化できる。
Further, since the end of the heater is mounted not on the bottom plate of the vacuum chamber but on the cylinder base of the cold cylinder, a tool for mounting the heater at the time of mounting the end of the heater and a refrigerator provided outside the vacuum chamber are provided. Since it is not necessary to increase the diameter of the vacuum chamber in consideration of interference with the body, the cryopump can be made compact.

【0019】更に、ヒータ端部が真空チャンバの内側か
らシリンダベースに取り付けられたことから、ヒータ端
部の取付時に取付用工具と、真空チャンバの外側に存在
する冷凍機のボディとの干渉を考慮する必要がないの
で、ヒータ端部をコールドシリンダの中心軸に近づけて
取り付けることができ、この結果、コールドシリンダ及
び真空チャンバを小径化でき、クライオポンプをより一
層コンパクト化できる。
Further, since the heater end is attached to the cylinder base from inside the vacuum chamber, interference between the mounting tool and the refrigerator body outside the vacuum chamber when attaching the heater end is taken into consideration. Therefore, the heater end can be mounted closer to the center axis of the cold cylinder. As a result, the diameter of the cold cylinder and the vacuum chamber can be reduced, and the size of the cryopump can be further reduced.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づき説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0021】[A]第一の実施の形態(図1、図2) 図1は、本発明に係るクライオポンプの第一の実施の形
態を、一部を破断して示す側面図である。
[A] First Embodiment (FIGS. 1 and 2) FIG. 1 is a side view, partially broken away, showing a first embodiment of a cryopump according to the present invention.

【0022】図1に示すように、本実施形態のクライオ
ポンプ1は、ギフォード・マクマホーンサイクルを用い
た極低温用の冷凍機3や、ともに筒形状の胴部47A、
47Bが連設された真空チャンバ5等からなっており、
半導体ウエーハ製造ラインの真空処理槽(不図示)に付
設されている。真空チャンバ5の胴部47Bと真空処理
槽との間にはゲートバルブが配設され、このゲートバル
ブにおける図示しない摺動式の弁体が真空処理槽とクラ
イオポンプ1の真空チャンバ5との連通を遮断する。
As shown in FIG. 1, the cryopump 1 of the present embodiment includes a cryogenic refrigerator 3 using a Gifford-McMahon cycle, a cylindrical body 47A,
47B is composed of a vacuum chamber 5 and the like connected in series,
It is attached to a vacuum processing tank (not shown) of a semiconductor wafer manufacturing line. A gate valve is provided between the body 47B of the vacuum chamber 5 and the vacuum processing tank, and a sliding valve (not shown) of the gate valve communicates the vacuum processing tank with the vacuum chamber 5 of the cryopump 1. Cut off.

【0023】冷凍機3は、真空チャンバ5外に配置され
たボディ15、真空チャンバ5の胴部47A内に配置さ
れたコールドシリンダ17、コールドシリンダ17内を
軸方向に摺動する蓄冷剤を内蔵したディスプレーサ19
(図2)、クランク機構(不図示)等を介してディスプ
レーサ19を駆動する電動機25等から構成されてい
る。ボディ15のベアリングプレート21は、図2に示
すように、コールドシリンダ17のシリンダベース23
に取付ボルト7を用いてボルト固定される。
The refrigerator 3 incorporates a body 15 disposed outside the vacuum chamber 5, a cold cylinder 17 disposed in a body 47A of the vacuum chamber 5, and a regenerator that slides in the cold cylinder 17 in the axial direction. Displacer 19
(FIG. 2), and is configured by an electric motor 25 for driving the displacer 19 via a crank mechanism (not shown) and the like. The bearing plate 21 of the body 15 is, as shown in FIG.
Is fixed by using a mounting bolt 7.

【0024】冷凍機3のボディ15は、冷媒導入管27
と冷媒排出管29とを介して、図示しないコンプレッサ
ユニットに接続されており、冷媒であるヘリウムガスが
冷凍機3とコンプレッサユニットとの間で循環する。ま
た、真空チャンバ5は、粗引配管(不図示)を介して図
示しない粗引ポンプに接続しており、この粗引ポンプに
より真空チャンバ5の粗引きが行われる。
The body 15 of the refrigerator 3 has a refrigerant introduction pipe 27
And a refrigerant discharge pipe 29 connected to a compressor unit (not shown), and helium gas as a refrigerant circulates between the refrigerator 3 and the compressor unit. The vacuum chamber 5 is connected to a roughing pump (not shown) via a roughing pipe (not shown), and the vacuum pump 5 performs roughing of the vacuum chamber 5.

【0025】図1に示すように、コールドシリンダ17
には、上下方向の略中間位置に比較的マスの大きい冷却
部としての第1コールドヘッド33が形成され、上端に
比較的マスの小さい冷却部としての第2コールドヘッド
35が形成されている。第2コールドヘッド35には、
側方に開口したラジエーションシールド37が取り付け
られている。ラジエーションシールド37は、真空チャ
ンバ5の胴部47Aより若干小径の円筒状に形成されて
おり、開口部31の内側に、複数枚のバッフルリング4
3を保持している。
As shown in FIG. 1, the cold cylinder 17
A first cold head 33 as a cooling unit having a relatively large mass is formed at a substantially middle position in the vertical direction, and a second cold head 35 as a cooling unit having a relatively small mass is formed at the upper end. In the second cold head 35,
A radiation shield 37 opened to the side is attached. The radiation shield 37 is formed in a cylindrical shape having a slightly smaller diameter than the body portion 47A of the vacuum chamber 5, and a plurality of baffle rings 4 are provided inside the opening portion 31.
3 is held.

【0026】更に、第2コールドヘッド35には、図示
しないコールドパネルホルダが取り付けられ、このコー
ルドパネルホルダが複数枚のコールドパネル(不図示)
を保持している。コールドパネルには、一部を除き、そ
の上面に活性炭が粘着されている。
Further, a cold panel holder (not shown) is attached to the second cold head 35, and the cold panel holder comprises a plurality of cold panels (not shown).
Holding. Activated carbon is adhered to the upper surface of the cold panel except for a part.

【0027】一方、真空チャンバ5は、上述の如く、コ
ールドシリンダ17を収容する胴部47Aと、ラジエー
ションシールド37等を収納する胴部47Bとが直交し
て連設されて構成され、このうち、この胴部47Aがコ
ールドシリンダ17のシリンダベース23に取付ボルト
11を用いてボルト固定されている。真空チャンバ5に
は、図示しない再生ガス供給源に接続した再生ガス導入
管(不図示)が接続されて開口すると共に、図示しない
排気処理装置に接続した再生ガス排出管(不図示)が貫
通している。再生ガス導入管は、ラジエーションシール
ド37内に開口している。
On the other hand, as described above, the vacuum chamber 5 has a body portion 47A for housing the cold cylinder 17 and a body portion 47B for housing the radiation shield 37 and the like, which are orthogonally connected to each other. The body 47 </ b> A is bolted to the cylinder base 23 of the cold cylinder 17 using the mounting bolt 11. A regeneration gas introduction pipe (not shown) connected to a regeneration gas supply source (not shown) is connected to the vacuum chamber 5 and opened, and a regeneration gas discharge pipe (not shown) connected to an exhaust processing device (not shown) penetrates. ing. The regeneration gas introduction pipe is open inside the radiation shield 37.

【0028】真空チャンバ5内には、コールドシリンダ
17に着脱可能に取り付けられたヒータとしてのシース
ヒータ53が設置される。このシースヒータ53は、コ
ールドシリンダ17の第一コールドヘッド33及び第二
コールドへッド35の温度コントロールのために、また
は、クライオポンプ1の再生時間短縮のために使用され
る。
In the vacuum chamber 5, a sheath heater 53 as a heater removably attached to the cold cylinder 17 is provided. The sheath heater 53 is used for controlling the temperature of the first cold head 33 and the second cold head 35 of the cold cylinder 17 or for shortening the regeneration time of the cryopump 1.

【0029】上記シースヒータ53は、ヒータパイプ6
1、図示しない発熱コイル及びヒータフランジ57を有
して構成される。発熱コイルは、ヒータパイプ61内に
おいて、後述の第一加熱部55及び第二加熱部56に対
応する位置に設置され、電線62(図2)を介して図示
しない電源装置に接続される。また、ヒータフランジ5
7は、電線62が取り出されるヒータパイプ61の一端
部に溶接またはろう付けなどにより一体化される。
The sheath heater 53 includes a heater pipe 6
1. It has a heating coil and a heater flange 57 (not shown). The heating coil is installed in the heater pipe 61 at a position corresponding to a first heating unit 55 and a second heating unit 56 described below, and is connected to a power supply device (not shown) via an electric wire 62 (FIG. 2). In addition, heater flange 5
7 is integrated with one end of the heater pipe 61 from which the electric wire 62 is taken out by welding or brazing.

【0030】このシースヒータ53は、図2にも示すよ
うに、コールドシリンダ17のシリンダベース23に形
成された挿入孔54から真空チャンバ5内へ挿入され
る。このシースヒータ53は、第一加熱部55がコール
ドシリンダ17の第一コールドヘッド33に取付ボルト
58を用いて、また、第二加熱部56がコールドシリン
ダ17の第二コールドへッド35に取付ボルト59を用
いて、それぞれ着脱可能にボルト固定される。さらに、
ヒータフランジ57がシリンダベース23に、真空チャ
ンバ5の外側(つまり大気側)から、取付ボルト60を
用いて着脱可能にボルト固定される。
The sheath heater 53 is inserted into the vacuum chamber 5 through an insertion hole 54 formed in the cylinder base 23 of the cold cylinder 17, as shown in FIG. In the sheath heater 53, the first heating unit 55 uses the mounting bolt 58 for the first cold head 33 of the cold cylinder 17, and the second heating unit 56 uses the mounting bolt for the second cold head 35 of the cold cylinder 17. Using 59, each is detachably bolted. further,
The heater flange 57 is detachably bolted to the cylinder base 23 from the outside of the vacuum chamber 5 (that is, from the atmosphere side) using a mounting bolt 60.

【0031】なお、ヒータフランジ57とシリンダベー
ス23との間には、Oリングなどのシール材が介在され
て真空チャンバ5内が気密に保持され、真空チャンバ5
内の高真空圧が確保される。また、図1及び図2の符号
63は、シースヒータ53から引き出された電線62を
収容する電線ケースである。この電線ケース63は、取
付ボルト60を用いてヒータフランジ57にボルト固定
される。
A sealing material such as an O-ring is interposed between the heater flange 57 and the cylinder base 23 to keep the inside of the vacuum chamber 5 airtight.
High vacuum pressure inside is ensured. Reference numeral 63 in FIGS. 1 and 2 denotes an electric wire case that accommodates the electric wire 62 drawn out of the sheath heater 53. The electric wire case 63 is bolted to the heater flange 57 using the mounting bolt 60.

【0032】以下、本実施形態の作用を述べる。The operation of the present embodiment will be described below.

【0033】半導体ウエーハのスパッタリング処理等に
あたっては、不要な気体分子が半導体ウエーハの表面に
付着することを防止するべく、真空処理槽内が高真空圧
状態にされる。先ず、真空チャンバ5を粗引ポンプによ
り粗引きすることで、10−2Torr程度の真空圧が
得られる。尚、この時点では、ゲートバルブにより、真
空チャンバ5と真空処理槽との連通が遮断されている。
During the sputtering process of the semiconductor wafer or the like, the inside of the vacuum processing tank is kept at a high vacuum pressure in order to prevent unnecessary gas molecules from adhering to the surface of the semiconductor wafer. First, a vacuum pressure of about 10 −2 Torr is obtained by roughly vacuuming the vacuum chamber 5 using a roughing pump. At this point, communication between the vacuum chamber 5 and the vacuum processing tank is interrupted by the gate valve.

【0034】次に、クライオポンプ1の冷凍機3を駆動
して、ディスプレーサ19をコールドシリンダ17内で
往復動作させ、コンプレッサから供給された高圧ヘリウ
ムガスをコールドシリンダ17内で繰り返し断熱膨張さ
せる。すると、ディスプレーサ19内の蓄冷材が徐々に
冷却され、コールドシリンダ17の温度が低下する。そ
して、第1コールドヘッド33の温度が80K程度にな
り、第2コールドヘッド35の温度が15K程度になっ
たら、ゲートバルブを開放して真空チャンバ5と真空処
理槽とを連通させる。この際、真空処理槽は、図示しな
い粗引ポンプにより、クロスオーバ圧以下に粗引きされ
ている。
Next, the refrigerator 3 of the cryopump 1 is driven to reciprocate the displacer 19 in the cold cylinder 17, and the high-pressure helium gas supplied from the compressor is repeatedly adiabatically expanded in the cold cylinder 17. Then, the cold storage material in the displacer 19 is gradually cooled, and the temperature of the cold cylinder 17 decreases. Then, when the temperature of the first cold head 33 becomes about 80K and the temperature of the second cold head 35 becomes about 15K, the gate valve is opened to connect the vacuum chamber 5 with the vacuum processing tank. At this time, the vacuum processing tank is roughly evacuated to a crossover pressure or lower by a roughing pump (not shown).

【0035】真空チャンバ5と真空処理槽とが連通され
ると、真空処理槽内の気体分子がラジエーションシール
ド37内で凝縮あるいは吸着され、高真空圧が得られ
る。すなわち、水等の凝縮温度の高い気体分子はバッフ
ルリングやラジエーションシールド37の表面で霜状に
凝縮・固化し、また、アルゴンや酸素、窒素等の気体分
子はコールドパネルの表面で霜状に凝縮・固化する。ま
た、ヘリウムや水素、ネオン等の気体分子は、コールド
パネルに粘着された活性炭に吸着される。これにより、
真空処理槽7では、10−9Torr程度の高真空圧が
得られる。
When the vacuum chamber 5 is communicated with the vacuum processing tank, gas molecules in the vacuum processing tank are condensed or adsorbed in the radiation shield 37, and a high vacuum pressure is obtained. That is, gas molecules having a high condensation temperature, such as water, condense and solidify in the form of frost on the surface of the baffle ring and the radiation shield 37, and gas molecules such as argon, oxygen, and nitrogen condense in the form of frost on the surface of the cold panel.・ It solidifies. Further, gas molecules such as helium, hydrogen, and neon are adsorbed on activated carbon adhered to the cold panel. This allows
In the vacuum processing tank 7, a high vacuum pressure of about 10-9 Torr can be obtained.

【0036】一方、クライオポンプ1による排気を連続
して行うと、バッフルリングやコールドパネル等の表面
が凝縮した気体分子によって覆われ、排気効率が低下し
て高真空圧が得られなくなる。そこで、第2コールドヘ
ッド35の温度が所定値以下に低下しなくなったり、所
定の真空圧が得られなくなったときに、クライオポンプ
1の再生を行う。
On the other hand, when the evacuation by the cryopump 1 is performed continuously, the surfaces of the baffle ring and the cold panel are covered with the condensed gas molecules, the evacuation efficiency is reduced, and a high vacuum pressure cannot be obtained. Therefore, when the temperature of the second cold head 35 does not drop below a predetermined value or when a predetermined vacuum pressure cannot be obtained, the cryopump 1 is regenerated.

【0037】再生にあたっては、真空チャンバ5および
真空処理槽間の連通をゲートバルブにより遮断した後、
シースヒータ53内の発熱コイルに通電を行い、第1、
第2コールドヘッド33、第二コールドへッド35を加
熱する。すると、バッフルリングやコールドパネル等に
凝縮していた気体分子が気化するため、この気体分子を
再生ガス導入管から導入した再生ガスと共に再生ガス排
出管から排出する。
At the time of regeneration, the communication between the vacuum chamber 5 and the vacuum processing tank is cut off by a gate valve.
The heating coil in the sheath heater 53 is energized, and the first,
The second cold head 33 and the second cold head 35 are heated. Then, gas molecules condensed on the baffle ring, the cold panel, and the like are vaporized, and are discharged from the regeneration gas discharge pipe together with the regeneration gas introduced from the regeneration gas introduction pipe.

【0038】従って、上記実施の形態の一によれば、次
の効果〜を奏する。
Therefore, according to the above embodiment, the following effects are obtained.

【0039】シースヒータ53の第一加熱部55、第
二加熱部56がコールドシリンダ17の第一コールドヘ
ッド33、第二コールドへッド35にそれぞれ取付ボル
ト58、取付ボルト59を用いて着脱可能に取り付けら
れると共に、シースヒータ53の一端部におけるヒータ
フランジ57がコールドシリンダ17のシリンダベース
23に着脱可能に取り付けられたことから、シースヒー
タ53の断線などの発生時に、このシースヒータ53を
コールドシリンダ17から外して、シースヒータ53の
みを交換することができ、コールドシリンダ17ごと交
換する場合に比べコストを低減できる。
The first heating section 55 and the second heating section 56 of the sheath heater 53 are detachably attached to the first cold head 33 and the second cold head 35 of the cold cylinder 17 by using mounting bolts 58 and 59, respectively. The sheath heater 53 is detached from the cold cylinder 17 at the time of disconnection of the sheath heater 53 because the heater flange 57 at one end of the sheath heater 53 is detachably attached to the cylinder base 23 of the cold cylinder 17. Therefore, only the sheath heater 53 can be replaced, and the cost can be reduced as compared with the case where the entire cold cylinder 17 is replaced.

【0040】シースヒータ53の一端部におけるヒー
タフランジ57が真空チャンバ5の底板ではなく、コー
ルドシリンダ17のシリンダベース23に取り付けられ
たことから、シースヒータ53の一端部におけるヒータ
フランジ57の取り付け時に、真空チャンバ5の外側に
存在する3のボディ15と取付工具との干渉を考慮し
て、真空チャンバ5を大径化する必要がないので、クラ
イオポンプ1をコンパクトかできる。
Since the heater flange 57 at one end of the sheath heater 53 is attached to the cylinder base 23 of the cold cylinder 17 instead of the bottom plate of the vacuum chamber 5, when the heater flange 57 is attached at one end of the sheath heater 53, The cryopump 1 can be made compact because it is not necessary to increase the diameter of the vacuum chamber 5 in consideration of the interference between the third body 15 existing outside the 5 and the mounting tool.

【0041】シースヒータ53の一端部におけるヒー
タフランジ57が真空チャンバ5の外側からシリンダベ
ース23に取り付けられたことから、シースヒータ53
の一端部におけるヒータフランジ57を容易に取り付け
ることができる。
Since the heater flange 57 at one end of the sheath heater 53 is attached to the cylinder base 23 from outside the vacuum chamber 5, the sheath heater 53
Can easily be attached to the heater flange 57 at one end.

【0042】[B]第二の実施の形態(図3、図4) 図3は、本発明に係るクライオポンプの第二の実施の形
態を、一部を破断して示す側面図である。この第二の実
施の形態において、前記第一の実施の形態と同様な部分
は、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
[B] Second Embodiment (FIGS. 3 and 4) FIG. 3 is a side view, partially cut away, of a second embodiment of a cryopump according to the present invention. In the second embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0043】この第二の実施の形態のクライオポンプ7
0では、シースヒータ53のヒータフランジ57が真空
チャンバ5の内側(つまり真空側)から取付ボルト60
を用いて、コールドシリンダ17のシリンダベース23
にボルト固定される。また、シースヒータ53のヒータ
パイプ61から引き出された電線62は、シリンダベー
ス23の挿入孔54と、ベアリングプレート21に形成
された挿通孔71に挿通されて電線ケース63に収容さ
れる。この電線ケース63は、取付ボルト72を用いて
ベアリングプレート21にボルト固定されている。
The cryopump 7 of the second embodiment
0, the heater flange 57 of the sheath heater 53 is attached to the mounting bolt 60 from the inside of the vacuum chamber 5 (that is, from the vacuum side).
Using the cylinder base 23 of the cold cylinder 17
Bolted to Further, the electric wire 62 drawn out of the heater pipe 61 of the sheath heater 53 is inserted into the insertion hole 54 of the cylinder base 23 and the insertion hole 71 formed in the bearing plate 21 and is accommodated in the electric wire case 63. The electric wire case 63 is fixed to the bearing plate 21 by bolts using mounting bolts 72.

【0044】従って、この第二の実施の形態のクライオ
ポンプ70によれば、次の効果〜を奏する。
Therefore, according to the cryopump 70 of the second embodiment, the following effects are obtained.

【0045】シースヒータ53の第一加熱部55、第
二加熱部56がコールドシリンダ17の第一コールドヘ
ッド33、第二コールドへッド35にそれぞれ取付ボル
ト58、取付ボルト59を用いて取り付けられると共
に、シースヒータ53の一端部におけるヒータフランジ
57がコールドシリンダ17のシリンダベース23に着
脱可能に取り付けられたことから、シースヒータ53に
断線などが発生したとき、このシースヒータ53をコー
ルドシリンダ17から外して、シースヒータ53のみを
交換することができ、コールドシリンダ17ごと交換す
る場合に比べコストを低減できる。
The first heating unit 55 and the second heating unit 56 of the sheath heater 53 are attached to the first cold head 33 and the second cold head 35 of the cold cylinder 17 by using attachment bolts 58 and 59, respectively. Since the heater flange 57 at one end of the sheath heater 53 is detachably attached to the cylinder base 23 of the cold cylinder 17, when the sheath heater 53 is disconnected, the sheath heater 53 is detached from the cold cylinder 17, and the sheath heater 53 is removed. Only 53 can be replaced, and the cost can be reduced as compared with the case where the entire cold cylinder 17 is replaced.

【0046】シースヒータ53の一端部におけるヒー
タフランジ57が真空チャンバ5の底板ではなく、コー
ルドシリンダ17のシリンダベース23に取り付けられ
たことから、シースヒータ53の一端部におけるヒータ
フランジ57の取り付け時に、真空チャンバ5の外側に
存在する冷凍機3のボディ15と取付工具との干渉を考
慮して、真空チャンバ5を大径化する必要がないので、
クライオポンプ70をコンパクトかできる。
Since the heater flange 57 at one end of the sheath heater 53 is attached to the cylinder base 23 of the cold cylinder 17 instead of the bottom plate of the vacuum chamber 5, when the heater flange 57 at one end of the sheath heater 53 is attached, the vacuum chamber Since there is no need to increase the diameter of the vacuum chamber 5 in consideration of the interference between the body 15 of the refrigerator 3 and the mounting tool existing outside the vacuum chamber 5,
The cryopump 70 can be compact.

【0047】シースヒータ53の一端部におけるヒー
タフランジ57が真空チャンバ5の内側からシリンダベ
ース23に取り付けられたことから、シースヒータ53
の一端部におけるヒータフランジ57の取り付け時に、
真空チャンバ5の外側に存在する冷凍機3のボディ15
と取付工具との干渉を考慮する必要がないので、シース
ヒータ53の一端部におけるヒータフランジ57をコー
ルドシリンダ17の中心軸Oに近づけて取り付けること
ができる。この結果、コールドシリンダ17及び真空チ
ャンバ5を小径化でき、クライオポンプ70の中心軸O
と電線ケース63との距離Mを、図1のクライオポンプ
1の中心軸Oと電線ケース63との距離Nよりも小さく
できるので、クライオポンプ70をクライオポンプ1よ
りもより一層コンパクト化できる。
Since the heater flange 57 at one end of the sheath heater 53 is attached to the cylinder base 23 from inside the vacuum chamber 5, the sheath heater 53
When attaching the heater flange 57 at one end of the
The body 15 of the refrigerator 3 existing outside the vacuum chamber 5
It is not necessary to consider the interference between the sheath heater 53 and the mounting flange, so that the heater flange 57 at one end of the sheath heater 53 can be mounted close to the central axis O of the cold cylinder 17. As a result, the diameter of the cold cylinder 17 and the vacuum chamber 5 can be reduced, and the central axis O of the cryopump 70 can be reduced.
M can be made smaller than the distance N between the central axis O of the cryopump 1 and the electric wire case 63 in FIG. 1, so that the cryopump 70 can be made more compact than the cryopump 1.

【0048】以上、本発明を上記実施の形態に基づいて
説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
As described above, the present invention has been described based on the above embodiment, but the present invention is not limited to this.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上のように、本発明に係るクライオポ
ンプによれば、ヒータの加熱部が冷却部に着脱可能に取
り付けられると共に、ヒータの端部がコールドシリンダ
のシリンダベースに、真空チャンバの外側から着脱自在
に取り付けられたことから、ヒータのみを交換できると
共に、装置をコンパクト化できる。
As described above, according to the cryopump according to the present invention, the heating section of the heater is detachably attached to the cooling section, the end of the heater is attached to the cylinder base of the cold cylinder, Since it is detachably attached from the outside, only the heater can be replaced and the device can be made compact.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るクライオポンプの第一の実施の形
態を、一部を破断して示す側面図である。
FIG. 1 is a side view, partially broken away, of a first embodiment of a cryopump according to the present invention.

【図2】図1のクライオポンプにおけるシリンダベース
周りを、一部を破断して示す分解側面図である。
FIG. 2 is an exploded side view showing a part around a cylinder base in the cryopump shown in FIG.

【図3】本発明に係るクライオポンプの第二の実施の形
態を、一部を破断して示す側面図である。
FIG. 3 is a side view showing a second embodiment of the cryopump according to the present invention, with a part thereof broken away.

【図4】図3のクライオポンプにおけるシリンダベース
周りを、一部を破断して示す分解側面図である。
FIG. 4 is an exploded side view showing a part around a cylinder base in the cryopump shown in FIG.

【図5】従来のクライオポンプを示す側面図である。FIG. 5 is a side view showing a conventional cryopump.

【図6】従来の他のクライオポンプを示す側面図であ
る。
FIG. 6 is a side view showing another conventional cryopump.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 クライオポンプ 3 冷凍機 5 真空チャンバ 17 コールドシリンダ 23 シリンダベース 33 第一コールドヘッド(冷却部) 35 第二コールドヘッド(冷却部) 53 シースヒータ(ヒータ) 55 第一加熱部(加熱部) 56 第二加熱部(加熱部) 57 ヒータフランジ(一端部) 58 取付ボルト 59 取付ボルト 60 取付ボルト 70 クライオポンプ Reference Signs List 1 cryopump 3 refrigerator 5 vacuum chamber 17 cold cylinder 23 cylinder base 33 first cold head (cooling unit) 35 second cold head (cooling unit) 53 sheath heater (heater) 55 first heating unit (heating unit) 56 second Heating part (heating part) 57 Heater flange (one end) 58 Mounting bolt 59 Mounting bolt 60 Mounting bolt 70 Cryopump

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 真空チャンバ内に冷凍機のコールドシリ
ンダが配設されるとともにヒータが配設され、このヒー
タの加熱部が、上記コールドシリンダの冷却部に取り付
けられるクライオポンプにおいて、 上記ヒータの加熱部が上記冷却部に着脱可能に取り付け
られるとともに、 上記ヒータの端部が上記コールドシリンダのシリンダベ
ースに、上記真空チャンバの外側から着脱可能に取り付
けられたことを特徴とするクライオポンプ。
1. A cryopump, wherein a cold cylinder of a refrigerator is provided in a vacuum chamber and a heater is provided, and a heating section of the heater is provided in a cooling section of the cold cylinder. A cryopump, wherein a portion is detachably attached to the cooling unit, and an end of the heater is detachably attached to a cylinder base of the cold cylinder from outside the vacuum chamber.
【請求項2】 真空チャンバ内に冷凍機のコールドシリ
ンダが配設されるとともにヒータが配設され、このヒー
タの加熱部が、上記コールドシリンダの冷却部に取り付
けられるクライオポンプにおいて、 上記ヒータの加熱部が上記冷却部に着脱可能に取り付け
られるとともに、 上記ヒータの端部が上記コールドシリンダのシリンダベ
ースに、上記真空チャンバの内側から着脱可能に取り付
けられたことを特徴とするクライオポンプ。
2. A cryopump in which a cold cylinder of a refrigerator is provided and a heater is provided in a vacuum chamber, and a heating section of the heater is provided in a cooling section of the cold cylinder. A cryopump, wherein a portion is detachably attached to the cooling unit, and an end of the heater is detachably attached to a cylinder base of the cold cylinder from inside the vacuum chamber.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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