明 細 書 Specification
クライオポンプ Cryopump
技術分野 Technical field
[0001] 本発明は、例えばスパッタリング装置やイオンプレーティング装置や半導体製造装 置に使用され、気体分子を極低温のパネルに凝縮して排気することにより高真空を 得る冷凍機冷却型のクライオポンプに関する。 The present invention is used in, for example, a sputtering apparatus, an ion plating apparatus, and a semiconductor manufacturing apparatus, and is a refrigerator-cooled cryopump that obtains a high vacuum by condensing gas molecules into a cryogenic panel and evacuating the panel. About.
背景技術 Background art
[0002] 図 1に従来のクライオポンプの一例の構成を示す。 FIG. 1 shows an example of a configuration of a conventional cryopump.
[0003] 図において、 10はクライオポンプ本体を示し、フランジ 12によって真空チャンバ 8に 接続する。該真空チャンバ 8内の真空度を上げることが、クライオポンプ 10の目的で ある。このクライオポンプ 10は、例えばその底面に接続された極低温冷凍機 20によ つて冷却される熱シールド板 30、ルーバー 32及びクライオパネル(2段パネルとも称 する) 34によって構成される。前記極低温冷凍機 20の 1段冷却ステージ (以下単に 1 段ステージとも称する) 21によって熱シールド板 30、又、該熱シールド板 30を介して 前記ルーバー 32が冷却され、前記極低温冷凍機 20の 2段 (冷却)ステージ 22によつ てクライオパネル 34が冷却される。クライオパネル 34は、図 2に示す如ぐ傘の頂部 を平面に形成した形状となっており、中央の円筒に接続され、数段が組み合わされ た形状をしている。 In the figure, reference numeral 10 denotes a cryopump main body, which is connected to a vacuum chamber 8 by a flange 12. The purpose of the cryopump 10 is to increase the degree of vacuum in the vacuum chamber 8. The cryopump 10 includes, for example, a heat shield plate 30, a louver 32, and a cryopanel (also referred to as a two-stage panel) 34, which are cooled by a cryogenic refrigerator 20 connected to the bottom surface thereof. The heat shield plate 30 and the louver 32 are cooled by the one-stage cooling stage (hereinafter, also simply referred to as the one-stage stage) 21 of the cryogenic refrigerator 20, and the louver 32 is cooled through the heat shield plate 30. The cryopanel 34 is cooled by the second (cooling) stage 22. The cryopanel 34 has a shape in which the top of an umbrella is formed in a plane as shown in FIG. 2, is connected to a central cylinder, and has a shape in which several stages are combined.
[0004] しカゝしながら、このクライオポンプ 10では、真空チャンバ 8から排気され凝縮された 凝縮ガス 9が、クライオパネル 34の上に雪のように降り積もってしまい、吸蔵量に限界 があった。クライオパネルの段数を増加しても、下段は傘の斜面部分のみでしかガス を吸蔵できず、装置の大型化の割には効果が少な力つた。 [0004] However, in the cryopump 10, the condensed gas 9 exhausted and condensed from the vacuum chamber 8 falls on the cryopanel 34 like snow and has a limited amount of occlusion. . Even if the number of stages of the cryopanel was increased, the lower stage could only store gas at the slope of the umbrella, which had little effect on the size of the equipment.
[0005] 一方、特開平 7-42671号公報には、排気速度と吸蔵量という違いはある力 クライ ォパネルの周囲をルーパー型バッフルで取り囲んで、排気速度を大きくすることが記 載されている。 [0005] On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-42671 describes that the difference between the pumping speed and the amount of occlusion is to increase the pumping speed by surrounding a certain cryo-panel with a looper-type baffle.
[0006] 又、特開平 8— 219019号公報には、クライオパネルのガス流入方向長さを長くして 、吸蔵量を大きくすることが記載されている。
[0007] 又、特表平 7— 507855号公報 (米国特許第 5, 301, 511号明細書)にも、図 1と同 様の構成が記載されている。 [0006] Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. H8-219019 describes that the length of the cryopanel in the gas inflow direction is increased to increase the occlusion amount. [0007] In addition, Japanese Patent Publication No. 7-507855 (US Pat. No. 5,301,511) also describes a configuration similar to that of FIG.
[0008] し力しながら、特開平 7-42671号公報に記載されているようにクライオパネルの周 囲をバッフルで取り囲んだり、あるいは、特開平 8— 219019号公報のようにクライオパ ネルを長くする方法では、 、ずれもクライオポンプが大型化してしまうと 、う課題は解 決されていない。又、特開平 7-42671号公報は、冷凍機で冷却してもよいと記載さ れているが、冷凍機の構造上、底面に 2段ステージを設置して冷却すると、クライオポ ンプ全体の長さが相当長 、ものになってしまう t 、う問題点を有して 、た。 [0008] While enforcing, the periphery of the cryopanel is surrounded by a baffle as described in JP-A-7-42671, or the cryopanel is lengthened as described in JP-A-8-219019. With the method, if the cryopump becomes too large, the problem is not solved. Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-42671 describes that cooling may be performed by a refrigerator. However, due to the structure of the refrigerator, if a two-stage stage is installed on the bottom surface and cooled, the overall length of the cryo pump is reduced. However, there is a problem in that the length is considerably long.
[0009] 又、特表平 7— 507855号公報 (米国特許第 5, 301, 511号明細書)は、凝縮する ガスにより生じるフロストが、輻射シールドとクライオパネルのギャップを狭くするのを 防止することを目的としており、本発明とは課題が異なっていた。 [0009] Japanese Patent Publication No. 7-507855 (US Pat. No. 5,301,511) discloses that frost generated by condensed gas prevents narrowing of the gap between the radiation shield and the cryopanel. The object is different from that of the present invention.
発明の開示 Disclosure of the invention
[0010] 本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたもので、クライオポンプを大 型化することなぐ吸蔵ガス量を増大することを課題とする。 [0010] The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and has as its object to increase the amount of occluded gas without increasing the size of the cryopump.
[0011] 本発明は、真空チャンバに接続され、その真空度を上げるための、クライオパネル を備えたクライオポンプにぉ 、て、真空チャンバからクライオパネルに流入するガスの 流入部に、該ガスの流入方向と平行な面を有する凝縮ガス吸着部材を設けることに より、前記課題を解決したものである。 [0011] The present invention relates to a cryopump having a cryopanel connected to a vacuum chamber for increasing the degree of vacuum, and the gas is supplied to an inflow portion of a gas flowing from the vacuum chamber into the cryopanel. This problem has been solved by providing a condensed gas adsorption member having a surface parallel to the inflow direction.
[0012] 又、前記凝縮ガス吸着部材のクライオパネル側を開放して、ガスの抜けを良くしたも のである。 Further, the condensed gas adsorbing member is opened on the cryopanel side to improve gas escape.
[0013] 又、前記凝縮ガス吸着部材を複数並設したものである。 [0013] Further, a plurality of the condensed gas adsorption members are arranged in parallel.
[0014] 又、外側の凝縮ガス吸着部材を、クライオパネルの延長線より外側に配設したもの である。 [0014] Further, the outer condensed gas adsorbing member is disposed outside the extension of the cryopanel.
[0015] 又、前記複数の凝縮ガス吸着部材の相互の間隔を 25mm以上としたものである。 [0015] Further, the interval between the plurality of condensed gas adsorbing members is set to 25 mm or more.
[0016] 又、前記凝縮ガス吸着部材を筒状としたものである。 [0016] Further, the condensed gas adsorbing member has a cylindrical shape.
[0017] 又、内側の凝縮ガス吸着部材が、クライオパネル上に載置される L字状の支持部と [0017] Further, an inner condensed gas adsorbing member is provided with an L-shaped support portion mounted on the cryopanel.
、その間に設けられた開口を備えたものである。 , And an opening provided therebetween.
[0018] 又、外側の凝縮ガス吸着部材が、クライオパネル上に載置される I字状の支持部と、
その間に設けられた開口を備えたものである。 [0018] Further, the outer condensed gas adsorbing member has an I-shaped support portion mounted on the cryopanel, It has an opening provided therebetween.
[0019] 又、前記凝縮ガス吸着部材を冷凍機の冷却ステージに接続したものである。 Further, the condensed gas adsorption member is connected to a cooling stage of a refrigerator.
[0020] 本発明は、又、前記クライオポンプを備えたことを特徴とするスパッタリング装置や 半導体製造装置を提供するものである。 [0020] The present invention also provides a sputtering apparatus and a semiconductor manufacturing apparatus including the cryopump.
[0021] 本発明によれば、クライオパネルとは独立した凝縮ガス吸着部材をガスの流入部に 設けることにより、従来のクライオパネルの吸蔵量に影響を与えることなぐ凝縮ガス の吸蔵量を増加できるので、装置を大きくすることなぐ凝縮ガスの吸蔵量を飛躍的 に増大することが可能になる。 According to the present invention, the condensed gas adsorbing member independent of the cryopanel is provided at the gas inflow portion, so that the amount of condensed gas occluded without affecting the amount of occlusion of the conventional cryopanel can be increased. Therefore, it is possible to dramatically increase the amount of condensed gas stored without increasing the size of the apparatus.
[0022] 又、吸蔵したガスが多くなり、これ以上吸蔵できなくなった場合は、スパッタリング等 の工程を止め、冷凍機を昇温させて吸蔵ガスを排気しなければならないが、吸蔵量 が増加したために、スパッタリング等の工程を止める間隔が長くなり、通算して運転時 間の増加が見込め、生産に大きく寄与する。 [0022] In addition, when the occluded gas increases and the occluded gas cannot be stored any more, it is necessary to stop processes such as sputtering and to raise the temperature of the refrigerator to exhaust the occluded gas. In addition, the intervals at which processes such as sputtering are stopped become longer, and the total operating time is expected to increase, contributing significantly to production.
図面の簡単な説明 Brief Description of Drawings
[0023] [図 1]従来のクライオポンプの一例の構成を示す断面図 FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a configuration of a conventional cryopump.
[図 2]同じくクライオパネルの一例の斜視図 [FIG. 2] A perspective view of an example of the same cryopanel.
[図 3]本発明に係るクライオポンプの第 1実施形態の要部構成を示す断面図 FIG. 3 is a cross-sectional view showing a main configuration of a cryopump according to a first embodiment of the present invention.
[図 4]第 1実施形態で用いられている第 1円筒パネルの構成を示す斜視図 FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of a first cylindrical panel used in the first embodiment.
[図 5]同じく第 2円筒パネルの構成を示す斜視図 FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of the second cylindrical panel.
[図 6]同じく底面図 [Figure 6] Bottom view
[図 7]同じく第 1、第 2円筒パネルを 2段ステージに取付けた状態を示す断面図 FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state where the first and second cylindrical panels are mounted on a two-stage stage.
[図 8]本発明の第 2実施形態の要部構成を示す断面図 FIG. 8 is a sectional view showing a configuration of a main part of a second embodiment of the present invention.
発明を実施するための最良の形態 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0024] 以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0025] 本発明の実施形態は、図 3に示す如ぐ図 1及び図 2に示した従来例と同様のクライ ォポンプにおいて、真空チャンバ 8力 流入するガスの流入部に、該ガスの流入方向 と平行な面を有する 2つの円筒パネル 41、 42を、その側面がガスの流入方向と平行 となるよう、冷凍機 2段ステージ 22に配設したものである。 The embodiment of the present invention relates to a cryopump similar to the conventional example shown in FIG. 1 and FIG. 2 as shown in FIG. The two cylindrical panels 41 and 42 having a surface parallel to are arranged on the refrigerator two-stage stage 22 such that the side surfaces thereof are parallel to the gas inflow direction.
[0026] クライオパネル 34と同様に銅で形成された円筒形状の前記第 1円筒パネル 41は、
図 4に示す如ぐ下部に切欠きを施してガス通過用の開口 41 Aを設け、例えば L字状 の支持部 41Bを 2段ステージ 22に熱伝導の良 、ように蠟付けする。 The first cylindrical panel 41 having a cylindrical shape made of copper similarly to the cryopanel 34 includes: As shown in FIG. 4, a notch is provided in the lower portion to provide an opening 41A for gas passage, and for example, an L-shaped support portion 41B is attached to the two-stage stage 22 so as to have good heat conduction.
[0027] 同じくクライオパネル 34と同様に銅で形成された円筒形状の第 2円筒パネル 42は 、第 1円筒パネル 41より大きな外径で形成し、図 5 (斜視図)及び図 6 (底面図)に示 すように下部に折り返しを施して、ガス通過用の開口 41 Aを有する、例えば I字状の 支持部 42Bを設け、 2段ステージ 22に熱伝導の良 、ように蠟付けする。 [0027] Similarly to the cryopanel 34, the cylindrical second cylindrical panel 42 formed of copper has an outer diameter larger than that of the first cylindrical panel 41, and is shown in Figs. 5 (perspective view) and 6 (bottom view). As shown in (1), a lower portion is folded to provide an I-shaped support portion 42B having an opening 41A for gas passage, for example, and is attached to the second stage 22 with good heat conduction.
[0028] 接合した状態を図 7に示す。ここで、円筒間の距離 Lは、堆積物がガス流を阻害し ないよう、 25mm以上空けることが望ましい。なお、接合方法は蠟付けに限定されず 、熱伝導を高めるためインジウム等の金属を挟んで、ビス止めとしてもよい。 FIG. 7 shows the joined state. Here, it is desirable that the distance L between the cylinders is at least 25 mm so that the sediment does not hinder the gas flow. Note that the joining method is not limited to the bonding, and a screw may be used with a metal such as indium sandwiched therebetween in order to enhance heat conduction.
[0029] これらの第 1円筒パネル 41及び第 2円筒パネル 42は、従来のクライオパネル 34と 同様に極低温冷凍機 20の 2段ステージ 22により冷却され、クライオパネル 34のガス 貯蔵量とは別途に、し力も両側面に凝縮ガス 9を吸着することができる。従って、吸蔵 ガス量を増大することができる。 [0029] The first cylindrical panel 41 and the second cylindrical panel 42 are cooled by the two-stage stage 22 of the cryogenic refrigerator 20 similarly to the conventional cryopanel 34, and separately from the gas storage amount of the cryopanel 34. In addition, the condensed gas 9 can be adsorbed on both sides. Therefore, the amount of occluded gas can be increased.
[0030] 前記実施形態においては、円筒パネルが縦置きとされていた力 ガスが積もるのは 雪のように重力方向でなぐガスが流入してくる方向に垂直であるため、ガスの流入 方向が横向きである場合には、図 8に示す第 2実施形態のように、円筒パネル 41、 4 2を横置きとしても、同様に吸着ガスが堆積する。 [0030] In the above embodiment, the force gas in which the cylindrical panel is placed vertically is piled up perpendicular to the direction in which the gas flowing in the direction of gravity flows like snow, so that the gas inflow direction is In the case of the horizontal orientation, as in the second embodiment shown in FIG. 8, even when the cylindrical panels 41 and 42 are placed horizontally, the adsorbed gas is similarly deposited.
[0031] なお、前記実施形態では 2つの円筒パネル 41、 42を追カ卩したが、 1つでも、 3っ以 上でも良い。又、パネルの形状も円筒状に限定されず、角筒状あるいは不連続の板 状としても良い。極低温冷凍機の段数も 2段に限定されず、 1段又は 3段以上であつ ても良い。更に、極低温冷凍機の向きも横型に限定されず、縦型であっても良い。 産業上の利用の可能性 In the above embodiment, two cylindrical panels 41 and 42 are added, but one or three or more panels may be used. Further, the shape of the panel is not limited to a cylindrical shape, but may be a rectangular tube shape or a discontinuous plate shape. The number of stages of the cryogenic refrigerator is not limited to two, but may be one or three or more. Further, the direction of the cryogenic refrigerator is not limited to the horizontal type, and may be a vertical type. Industrial potential
[0032] 本発明は、例えばスパッタリング装置やイオンプレーティング装置や半導体製造装置 に使用することができ
The present invention can be used for, for example, a sputtering apparatus, an ion plating apparatus, and a semiconductor manufacturing apparatus.