CN101595305A - 没有压力爆发的高容量低温泵 - Google Patents

Abstract

一种低温泵包括具有至少第一阶段及第二阶段的冷冻机。一个辐射护罩围绕第二阶段并且与第一阶段以热相接触。辐射护罩包括有一个排出洞孔，以允许致冷流体可以在再生期间横过排出洞孔。低温泵还包括有一个主要抽吸表面，其支撑着与第二阶段以热相接触的吸附剂。该第二阶段阵列组件包括有一个主要凝结表面、具有吸附剂的受到保护的表面、以及非主要凝结表面。一个挡板配置在排出洞孔上方。挡板再次引导气体离开一个配置在辐射护罩与真空器皿间的环形空间，所述气体尝试着横过该排出洞孔，用以防止气体凝结在一个非主要凝结表面上。所述挡板引导气体凝结在主要凝结表面上。

Description

没有压力爆发的高容量低温泵

技术领域

本申请案主张2007年1月17日提出申请的美国临时专利申请案序号第60/880,859号的优先权，此临时申请案以参考的方式整体加入本文。本申请案亦主张2007年1月26日提出申请的美国临时专利申请案序号第60/897,666号的优先权，此临时申请案以参考的方式整体加入本文。

本发明大体上相关于高容量的低温泵、特别是没有压力爆发的低温泵。

背景技术

目前可获得的低温泵，无论是借着开放式或是封闭式致冷循环而被冷却的，大体上是遵照相同的设计观念。通常在4K到25K(Kelvin，即开尔文，简写为“K”)绝对温度的范围内运作的低温第二阶段阵列为主要的抽吸表面。这个表面被通常是在50K到139K绝对温度的范围内运作的高温汽缸所环绕，而提供了对于较低温阵列的辐射保护罩作用。所述辐射护罩大体上包含有一个壳体。除了在接近前面阵列的位置外，壳体是闭合的。辐射护罩是介于主要抽吸表面与要被抽空的容室间。此较高温度、第一阶段、前面的阵列当做用于像是水蒸气的较高沸点气体的抽吸场来使用。

在操作时，像是水蒸气的高沸点气体凝结在前面阵列上。沸点较低的气体则通过前面阵列，且通过进入在辐射护罩内的体积，且凝结在第二阶段阵列上。用一种在或低于第二阶段阵列的温度下运作的吸附剂(像是木炭或是分子筛)涂层的表面也可以设在此体积内。所述吸附剂移除或俘获沸点非常低的气体。借着气体凝结或被吸收在抽吸表面上，在工作容室中只会继续保持真空。

在封闭式循环冷却器所冷却的系统中，冷却器一般来说是二阶段式冷冻机，所述冷冻机具有冷的指状物，其延伸通过辐射护罩。冷冻机的第二、最冷阶段的冷端部在冷的指状物的顶端处。主要抽吸表面、或是低温面板、被连接到在第二阶段的冷指状物的最冷端部处的散热装置。这个低温面板可以是简单的金属板件、杯状物或是圆柱形阵列的金属挡板，其配置在第二阶段散热装置的周围且被连接到所述第二阶段散热装置。这个第二阶段的低温面板也可以支撑低温吸附剂。

辐射护罩被连接到在第一阶段冷冻机最冷端部处的散热装置或是热站台。所述护罩包围第一阶段的低温面板，而能够保护面板不受辐射热的影响。

发明内容

凝结的残余气体可以形成在低温泵的主要凝结表面或非主要凝结表面其中任一者上。抽吸作用是要发生在主要抽吸表面上。主要抽吸表面包括有第二阶段阵列组的外部，类型II的气体在从主要开口进入到第二阶段时首先在所述外部处撞击到阵列(亦即，辐射护罩的口部且通过前面的阵列)。这并不包括有阵列板件不受到来自于主要开口的气体首次撞击的保护表面。这也不包括有阵列板件的底侧、阵列板件具有其他面对着它们的板件的顶部、被用来将所述板件接附在一起、或是接附到第二阶段热站台的支架。这些表面被认为是非主要表面。非主要表面也可能包括有、但是不限制于用于二极管的电线或是其他以热的方式连接到第二阶段的电气元件、加热器盒及第二阶段的汽缸护罩。气体可以直接通过前面的阵列或通过辅助开口而进入第二阶段的抽吸区域，所述辅助开口包括有、但是不限定于排出洞孔、电线/馈通洞孔、清除洞孔、加热器以及其他装置。

气体种类在辅助抽吸表面上的沉积速率显著低于在主要抽吸表面上的速率。这样容许受到应力的或是平面的薄膜形成在辅助阵列表面上。所述薄膜的整体结构为平面的或是类似薄板。即使是对于由二种抽吸气体所构成的简单混合物来说，霜的微结构是很复杂的，广泛使用在半导体工业中最容易起反应的溅镀应用中。此外，根据是哪一种特定的材料从容室被抽吸出，通常霜是以分层的配置从数种不同类型的气体形成。各种不同的气体可以从一个容室处被抽吸出，且本发明涵盖了许多不同的气体，本发明并不被限制于任何特定气体。

在低温泵的非主要凝结表面上的凝结物可能会遭受到内部的抗张应力或遭受到压缩应力。此应力可能是从薄膜生成的条件而产生的，此等条件例如是气体压力(气体的抵达速率)、气体温度、或是气体所沉积的表面的温度以及薄膜的结构瑕疵。在主要凝结表面上，霜大体上形成了厚的圆柱形薄膜(更多的气体分子)，所述薄膜分布在低温阵列的主要抽吸表面上。

很明显的，形成在低温泵的非主要凝结表面上的凝结物或是平面薄膜具有一种随着时间经过且随着更多薄膜被沉积而累积的内部应力。随着凝结物变得较厚，在薄膜中的应力会变得如此的大，而使得平面薄膜将会破裂或破坏，且造成薄片或是凝结气体的固体部分。这些薄片是不利的。

一旦破裂，薄片可能接着自发性地从非主要凝结表面处排出，且朝向低温泵的一个相对较温暖的表面，像是第一阶段温度表面落下。一旦薄片与相对较温暖的表面进行热的接触，薄片可能会暖化且遭受到相的改变，或是从固相升华到气相。根据薄片的尺寸，起源于升华的薄片的气体因此可以再次进入被吸抽的容室，且造成压力脱羁。这些压力脱羁可能会不利地影响在该被吸抽的容室内的真空。压力脱羁可能会中断制造的操作，或是甚至可能会造成为了要进行再生操作来将所有的凝结气体从低温泵处移除的工具停工。

一种低温泵包括有具有至少第一以及第二阶段以及一个辐射护罩的冷冻机。辐射护罩围绕着第二阶段，且处于与该第一阶段的热接触中。辐射护罩可以包括有一个排出洞孔，用以允许致冷流体在再生期间横过排出洞孔。低温泵也包括有第二阶段阵列，其支撑着与该第二阶段以热相接触的吸附剂。第二阶段阵列包括有：主要凝结表面、具有吸附剂的受保护表面、及并不会接受进入泵的气体的首次撞击的非主要凝结表面。一个挡板配置在排出洞孔上方。横过排出洞孔的气体被再次引导离开辐射护罩的内部容积、不然就是沿着护罩的内部表面，用以防止气体凝结在非主要凝结表面上。挡板引导气体以凝结在主要凝结表面上。在另一个实施例中，闭塞作用可能会堵塞住清除洞孔或是馈电穿孔，用以再次引导气体以及防止气体凝结在非主要凝结表面上。

在另一实施例中，低温泵具有连同至少第一以及第二阶段的冷冻机。第二阶段包括有一个汽缸。低温泵亦包括有一个辐射护罩，该辐射护罩围绕着第二阶段且与第一阶段以热相接触。第二阶段汽缸护罩与第二阶段最冷的区段以热相接触，且围绕着汽缸。具有均一温度差的通道形成在汽缸护罩与延长部件间，所述延长部件与第一阶段以热相接触或是与辐射护罩相接触。分子与汽缸护罩的冷表面的碰撞、以及在汽缸护罩的冷表面上的凝结物可以确定能将气体分子紧密地结合到汽缸护罩以及可以防止在第二阶段冷冻机汽缸上的凝结物。

该汽缸护罩包括有一端部。所述端部坐落成与延长部分相邻，且所述端部包括有一个展开部位。展开部位提供了介于该延长部分与该汽缸护罩间的空隙。所述空隙适用于防止在端部处的霜接触到延长部分，且防止霜累积在延长部分上。聚积在延长部分上的霜可能会破裂、形成薄片并且造成压力脱羁。

根据本揭示内容另一个观点，低温泵具有带有至少第一以及第二阶段的冷冻机。低温泵亦具有一个围绕第二阶段且与第一阶段以热相接触的辐射护罩。低温泵亦具有第二阶段阵列，其支撑着与第二阶段以热相接触的吸附剂。第二阶段阵列包括有一个主要凝结表面、具有吸附剂的受到保护的表面、以及非主要凝结表面。非主要凝结表面包括有形成在一个表面上的表面突出物，而凝结的霜聚积在该表面上。当气体被沉积在非主要凝结表面上时，所述突出物减少了在凝结的沉积中形成破裂的应力。

在另一实施例中，所述表面突出物会产生“低应力”的沉积薄膜。表面突出物较佳地限制了连续沉积薄膜的形成。在一个实施例中，表面突出物可以包括有在非主要凝结表面上的一个图案。非主要凝结表面可以包括有具有粗糙表面纹理的平面表面。这可能是从制造的操作产生的，所述制造操作像是制做在平面表面上的压印操作。在用以将抽吸到非主要表面的气体减少到最小程度或是加以消除的努力中，可以在低温泵中控制一些气体流动路径。

低温泵可以包括有辐射护罩，辐射护罩包括有密封的二极管洞孔、或是大体上坐落成用以填充的闭塞部，而在所述闭塞部处，一个清除洞孔坐落在辐射护罩上。辐射护罩可以包括有坐落在排出洞孔上方的挡板，用以将气体从非主要凝结表面重新引导到主要凝结表面，以俘获气体以及防止压力脱羁。低温泵可以包括有一个表面，当气体被沉积在非主要凝结表面上时，所述表面形成了一个非连续的凝结材料薄膜。主要凝结表面包括有一个凹口，用以防止凝结物以热接触处于与辐射护罩接触中的表面。所述表面可能是绝对温度大约100K。所述表面可能会形成厚度不均匀的沉积的气体薄膜。厚度不均匀的薄膜防止了沉积薄膜破裂。

根据另一实施例，低温泵包括有具有至少第一以及第二阶段的冷冻机以及围绕着该第二阶段的辐射护罩，第二阶段与第一阶段以热相接触。低温泵包括有第二阶段阵列，其支撑着与该第二阶段热接触的吸附剂。第二阶段阵列包括有主要凝结表面、具有吸附剂的受保护表面以及非主要凝结表面。主要抽吸表面包括有分段成第一区段以及第二区段的顶部板件。第一区段以及第二区段借着一个刚性连接部而结合，所述连接部防止了形成在第一区段以及第二区段上的沉积凝结物的相对运动。

在一实施例中，第一区段及第二区段借着一个支架而结合。在另一实施例中，第一区段以及第二区段借着一个互锁接合部而结合。第一区段以及第二区段也可以借着熔接而结合。顶部板件建构成用以容许霜均匀地分布在顶部板件的一个顶部平面表面上。

顶部板件也可以包括有在顶部板件径向侧边中的一个凹口。凹口建构成用以防止凝结物接触延长部分，所述延长部分大约是绝对温度100K并且与辐射护罩以热相接触。凹口可以是大体上以直交的方式造型。顶部板件也可以包括有：第一区段与第二区段部分重叠或是第二区段与第一区段部分重叠。或者，顶部板件从三个或更多个区段制造成的，且所述三个或更多个区段以机械的方式耦接于彼此，用以阻止相对的动作。

在另一实施例中，所提供的是一种控制在主要抽吸表面上的凝结物增长的方法，主要抽吸表面从一个顶部板件的第一区段以及第二区段形成。所述方法包括有：阻碍来自一个环形空间的流动，所述环形空间界定在真空器皿与辐射护罩间。所述方法亦具有以下步骤：将流动再次引导到主要抽吸表面、以及将气体凝结在主要抽吸表面处来形成厚的霜。所述方法也具有以刚硬地将第一区段以及第二区段机械地耦接于彼此的步骤。刚硬连接防止了在泵的操作期间沉积在第一区段上的凝结物移动以及接触沉积在第二区段上的凝结物。

在另一实施例中，该低温泵包括具有至少第一以及第二阶的段冷冻机以及辐射护罩，辐射护罩围绕着第二阶段且与第一阶段以热相接触。低温泵也包括有一个支撑着吸附剂的主要抽吸表面，所述表面与第二阶段以热相接触。主要抽吸表面包括有主要凝结表面、具有吸附剂的受保护表面以及非主要凝结表面。低温泵包括有以下至少其中一个：(i)用以将非主要凝结表面上的凝结物减少到最低程度的结构(亦即，挡板、展开部分或是闭塞部分)以及(ii)用以当气体被沉积在非主要凝结表面上时，将凝结沉积中的形成破裂的应力减少到最低程度的第二结构(亦即，突出物或特点)。

附图说明

从以下显示于随附图式中本发明示范性实施例的更详细描述，上文的说明将会变得明显，在随附图式中，在所有的不同视图中，相同的元件符号表示相同的元件。图式并不需要依照比例绘示，而是可以在所说明的本发明实施例上进行强调。

图1说明了在低温泵非主要凝结表面上的一种纯凝结气体的薄的薄膜沉积，且已凝结的材料显示出一些使薄膜变成薄片的破裂。

图2说明了在低温泵非主要凝结表面上的一种凝结气体混合物的薄的薄膜沉积，且已凝结的材料显示出严重的薄膜破裂以及可能会产生压力脱羁的薄片的形成。

图3A到图3C说明了沉积在低温泵表面上的薄膜，且所述薄膜具有内部的应力。

图3D到图3F说明了一些针对薄膜在正常情况下所观察到的破裂图案。

图4A说明了第一实施例的压力图，其显示出被抽吸的容室具有固定的1×10^-7托尔的恢复真空压力。

图4B说明了抽吸容室的压力图，所述容室具有1×10^-7托尔的真空压力及数个归因于薄片破裂及升华的压力脱羁。

图5A说明了根据第一实施例低温泵的侧视图，所述低温泵包括有用以防止气体流过排出洞孔的挡板。

图5B说明了连同真空器皿低温泵的切开视图，且溅镀的板件被移除来显示出用于从环形空间处流动的气体的不利路径，所述环形空间介于真空器皿与向上通过在辐射护罩中的排出洞孔间。

图5C说明了图5B排出洞孔的放大视图。

图5D说明了在由辐射护罩以及真空器皿所界定出的环形空间中的不利气体流动路径。

图6说明了包括有挡板辐射护罩的立体图，所述挡板配置在具有最佳化尺寸的排出洞孔，用以防止气体流动到低温泵的非主要凝结表面。

图7A说明了在主要凝结表面上圆柱状霜的形成的早期阶段立体图。

图7B说明了主要凝结表面上最大容积圆柱状霜的立体图。

图7C说明了延伸通过溅镀护罩圆柱形的霜的视图。

图8A说明了现有习知技术主要凝结表面，该表面包括有具有顶部板件的阵列，所述顶部板件具有介于第一以及第二半圆形板件间的间隔。

图8B说明了具有单元式顶部板件以及凹口的阵列。

图9说明了形成第二阶段通道现有习知技术护罩的视图。

图10说明了图9通道的侧视图。

图11说明了图8A护罩另一实施例的侧视图。

图12A说明了包括有护罩的阵列的切开视图，所述护罩具有展开的端部。

图12B说明了具有展开端部的护罩的剖面视图。

图13说明了第二阶段阵列组件的切开视图，第二阶段阵列组件包括有第二阶段护罩及第一阶段延长部分。

图14A说明了根据本揭示内容实施例低温泵的俯视图，其中溅镀护罩被移除，且所述低温泵包括有辐射护罩，其中一个清除洞孔被移除且一个二极管电线洞孔被密封而关闭。

图14B说明了一种不利构造，其具有从第二阶段阵列处延伸的第一以及第二螺旋状的霜。

图15A说明了通过抽吸循环而经历数次晶圆操作容室恢复压力的绘图，其中有造成恢复时间不足的压力脱羁。

图15B以及图15C说明了在图15A发生压力脱羁处压力对于时间的绘图。

图16以及图17说明了用于降低形成破裂的应力的一个表面的俯视图以及侧视图。

图18以及图19说明了根据另一实施例用于降低形成破裂应力的一个表面的俯视图以及侧视图。

图20A到图20I说明了一些表面突出物的数种不同构造，所述突出物用于降低沉积在表面上平面薄膜的形成破裂的应力。

图20J说明了配置在一表面上的突出物的构造，其中有介于一个横向边缘与该等突出物间的边缘空间。

图21A到图21D说明了用于阵列的顶部板件的数种构造，其将压力脱羁减少到最小的程度并且保护霜不受到震动的影响。

具体实施方式

本发明示范性实施例的说明如下。

形成在低温泵10表面上的凝结霜薄膜有二种类型：厚圆柱造型的霜薄膜以及薄的平面薄膜。现在转向图5B以及图5C，厚圆柱造型的霜薄膜(其在图5B以及图5C中省略)可以形成在阵列20的主要凝结表面15上，而平面薄膜可以形成在低温泵10其他非主要凝结部位上(图5B)。在一实施例中，平面薄膜可以形成在定位于阵列10顶部板件20(图5B)下方的支架25上。这个支架25是非主要凝结表面25(图5B)。转向图5D，气体可以进入坐落在真空器皿30与辐射护罩35间的环形空间40中。如图5D所示，气体将会在箭头A、B及C的方向中通过而进入环形空间40，而不是流动到阵列的顶部板件15。气体接着将会在参考箭头D的方向中通过定位在辐射护罩35中的排出洞孔45。

平面的霜薄膜可以借着通过真空器皿30与辐射护罩35间的气体而形成(图5B)。气体在参考箭头D的方向中通过到形成在器皿30与空间40间的环形空间40中。此气体可以因此移动离开排出洞孔45且凝结在支架25(图5C)上或在除了图5B所示主要凝结表面15外的其他区域中。所述气体虽然成功地凝结在这些表面(像是支架25或其他位置)上，但是却不是所希望有的，这是因为凝结的材料会形成高应力的平面薄膜。这种类型的凝结气体可能会形成一种可能会影响低温泵10的运作超过时间且在真空容室中造成压力脱羁的结构。

可以观察到圆柱状的霜沉积F(如图7B所示)是如同形成在阵列20主要凝结表面15上的厚的结构，而这是有利的(图5B)。虽然平面的霜薄膜形成在例如支架25(图5C)上，所述薄膜可能会因为在较温暖表面上的后续升华作用遭受到破裂、剥层以及逐出。这种升华作用可能会导致气体再次进入像是处理模组或转移容室的真空容室中，并且影响在容室中的真空状况，而这是不希望发生的。这些霜的薄片与低温泵的温暖表面的接触可能会造成压力脱羁，而压力脱羁则可能会导致转移容室或处理容室制造运作的中断，或可能会在后续的再生运作中导致制造者因为泵的暖化而中止操作。因为制造者会希望能够完全避免压力脱羁，二者都是不利的。

这种有应力的平面霜薄膜的形成可能会在抽吸一种纯气体或气体混合物时发生。在一种气体在冷的表面上期间，可能形成一些不同的结构或位相，例如像是六角形封闭包装、且面向中心的立方体。举例来说，在绝对温度10K，大约百分七十的氩及百分三十的氮的混合物将会形成面向中心的立方体结构，而在相同温度下的大约百分六十的氩及百分四十的氮的混合物将会形成六角形封闭包装的位相。薄的平面霜薄膜可以借着内部应力形成，并且，随着凝结的薄膜在表面上沉积且变得较厚，薄膜可能会遭受到破裂作用过长的时间。这种破裂作用及后续的碎裂作用(或是碎片从接触点处脱落的特点)归因于形成在积层的平面薄膜上的残余抗张或压缩应力。

在金属涂层中的微细构造发展上有基材温度及气体压力的影响，这种情况可以比拟于在低温泵10主要凝结表面15以及非主要凝结表面25上的霜的发展(图5B到图5D)。霜的微细构造取决于数个变数，此等变数包括有(i)气体温度，(ii)沉积表面的温度(基材温度)，及(iii)气体引到沉积表面上的速率(压力)。

已经观察到的是，由于在非主要凝结表面25处的气体压力或气体温度，将会形成平面薄膜(在图5C的支架25上)，一种不是由柱状物所组成的结构，且其中柱状物间具有部份结合作用，这可类比于形成在主要凝结表面15上的霜F(图5B)。由于在沉积表面上的气体从排出洞孔45处到支架25处的导入速率更加缓慢且在较小压力下发生，在支架25处将不会形成柱状造型的霜F(柱状造型的霜是有利的)。反而是，平面的霜薄膜将会形成且将会被沉积在支架25上。内部应力将会随着时间增加且破坏薄膜。薄片可以接着被逐出，且接着接触低温泵10相对较温暖的表面。薄片因此将会升华，用以在真空容室中产生压力脱羁。相反地，所需要的是在图5C中所示的主要凝结表面15上形成如图7A所示具有柱状物以及厚的构造的霜。

现在转向图1以及图2，其中显示在二种不同条件下沉积在低温泵10的非主要凝结区域上的平面的薄膜。在图1中，平面的薄膜从纯的单一气体形成，而在图2中，平面薄膜以一种气体混合物形成。不同气体的交错的凝结薄膜层可以在薄膜层间造成增加的应力。在图2中，在不同的气体薄膜层间的应力差会产生严重的破裂，并且使得薄膜结构剥层。如可以看出的，图1及图2的平面薄膜二者都是形成为具有非常长范围的可能会破裂且形成薄片的规则图案，所述薄片将会被逐出、是温暖的、且从一种固体升华成将会影响在容室中真空压力的气体。此外，这种逐出作用并不会以可以预期的方式发生，反而是会以一种自发性且无法预期的方式发生。随机地逐出薄片可能会以一种自发性且不受到控制的方式影响真空容室的真空压力。

现在转向图3A到图3E，所示的是平面薄膜所会发生的一些不同的图案。首先，如图3A所示，气体50将会凝结在阵列20的一个支架25上，如图5B以及图5C所示的。由于支架25的温度、气体的温度及从排出洞孔45进来的气体的压力，霜55将会以内部应力形成。这个应力可以是抗张的(图3B)或是压缩的(图3C)，且经过一段时间凝结的材料将会变得较厚并且可能具有改变的组成，而此可能会导致表面的破裂的形成(图3D)，或可能导致孔道(图3E)或可能导致平面薄膜层的脱裂、或分离(图3F)。图3D到图3F中所示的任何霜的结构都可能会产生不利的压力脱羁。

本发明的低温泵包括有一种防止高应力平面薄膜形成达到导致破裂薄片被逐出、升华且因此导致压力脱羁的量的构造(此可能会影响在相关容室中的真空压力)。本发明的低温泵10亦具有一种防止薄片形成且与低温泵10相对较温暖的部位进行热接触的构造。

现在转向图5A，所示的致冷泵100可以与本揭示内容一起使用。致冷泵100详细地描述于授予Bartlett等人的美国专利第5,782,096号，此专利整体以参考的方式加入本文中。致冷泵100包括有被连接到一个凸缘110的一个真空器皿105，凸缘110用于将真空器皿105支撑在一个用于处理晶圆的容室中。

致冷泵100包括有一个前方开口115，其与像是转移容室或处理容室的一个容室相连通。致冷泵100被连接到二阶段式冷冻机。二阶段式冷冻机包括有一个指部120，指部通过圆柱形部位125而突伸到真空器皿105中。在一实施例中，冷冻机可以是GIFFORD-MACMAHON冷冻机；然而，其他冷冻机可以与此低温泵100一起使用。低温泵100亦被连接到马达130。马达130则驱动在冷的指部120中的二阶段式置换器。随着每个循环，氦气在压力影响下被导入冷的指部120，且被膨胀、冷却、且然后被排出。第一阶段散热装置135装设在第一阶段的冷端部。第二散热装置140亦被装设于第二阶段的冷端部。

低温泵100的主要抽吸表面150包括有装设于第二阶段热站台140的一个阵列的挡板155。这个阵列的挡板155被保持在或是低于绝对温度20K。这样提供了凝结的气体，且较佳地这个主要抽吸表面150(装设于第二阶段热站台140的挡板155)是用于凝结低凝结温度的气体，且用以在主要凝结表面150上以一种偏厚的柱状图案形成霜。低温泵100更包括有杯形辐射护罩160。辐射护罩160装设于第一阶段热站台135。包括有冷的指部120的第二阶段140延伸通过辐射护罩160的开口165。辐射护罩160围绕第二阶段阵列的档板155，用以将借着辐射的阵列155的加热作用减少到最少。较佳地，辐射护罩160的温度小于大约130K绝对温度。

现在转向图6，其中显示出阵列的挡板155以及第二阶段热站台140被移除辐射护罩160的视图。配置在辐射护罩160的底部表面170上的是一个排出洞孔175。排出洞孔175在低温泵100的再生期间使用，在所述期间，低温泵100被取离操作且被加以暖化，用以将已凝结的材料从阵列155移除。排出洞孔175大体上是圆形造型且被坐落成通过底部表面170，用以允许液体材料在再生的处理期间流出。

然而，在操作致冷泵时，现有习知技术排出洞孔具有会影响在容室中真空压力的有害影响。排出洞孔容许气体可以接近致冷泵的非主要凝结表面25。在操作时，现有习知技术的排出洞孔允许气体以一种向上方式从介于真空器皿105与辐射护罩160间横过排出洞孔175而到达阵列155。这样导致气体凝结在阵列155的非主要凝结区域25上。在这个实施例中，辐射护罩160包括有“U”形造型的挡板200，所述挡板被连接到排出洞孔175上方。排出洞孔175亦具有最佳的开孔尺寸。“U”形造型的挡板200是一个放置于排出洞孔175上方的弹性薄金属构件。“U”形造型的挡板200较佳地在低温泵100的操作期间阻塞住排出洞孔175，且同时在再生期间允许流体可以从排出洞孔175流出。应该察知的是，“U”形并非限制性的，且可以将另一种闭塞构件放置在排出洞孔175上方。

由于包括有挡板155的低温泵元件的暖化及冷却，而所述挡板包括有用以俘获氢气的木炭，木炭可能在经过一段时间后变成被清除掉且中断作用。木炭可能会塞住排出洞孔175。在此处，挡板200包括有另一个益处，因为挡板155也会借着阻碍木炭而防止木炭塞住排出洞孔175。在这方面，“U”形造型挡板200具有用以防止木炭片塞住排出洞孔175的适当高度。

在低温泵100的操作期间，挡板200防止大量的气体通过排出洞孔175进入真空器皿，并且确保气体在辐射护罩160周围行进而被俘获且凝结在主要凝结表面150上。挡板200具有“U”形造型部位200c，所述部位在排出洞孔175上方提供了大约0.090英吋的空隙。挡板200也包括有熔接于底部表面170的第一以及第二臂部200a，200b。在一实施例中，挡板200包括有从顶端到臂部200a，200b顶端的1.5英吋的长度并且具有0.02英吋的金属厚度。该排出洞孔175较佳地也被最佳化及窄化，用以容许流体可以被排出，但是因为气体将会接触区段200c且被再次引导到如图5A所示的主要凝结表面150，也用以防止气体进入辐射护罩160中。在另一实施例中，挡板200可以放置成在排出洞孔175上方而在辐射护罩160外侧，而不是如图所示的在辐射护罩160内侧。

在操作期间，可以防止大部分的气体进入排出洞孔175(图5A)，而不是被俘获在主要凝结表面150处。除此之外，尝试着前进通过洞孔175的气体被挡板200挡住，且接着被再次引导到辐射护罩160的内部表面而不是非主要抽吸表面25。此外，如图4A所示，所示的容室的真空压力为相对于稳定被抽吸的公升的压力，且处于1×10^-7托尔的所需真空压力。在图4A中，大约有596公升被抽吸出来。

对照不具有“U”形造型挡板200的低温泵的操作，图4B显示出在没有图4B中盖住排出洞孔175的挡板200的情况下，吸抽出公升的压力的绘图。在此处，只有抽吸出288公升。很明显的，针对此构造压力相对于被抽吸的公升说明于图4B中。与具有挡板200的图4A相较下，在图4B中，有数个压力峰值300a，300b，300c及300d。这些峰值的位置在于压力从所需的1×10^-7托尔的真空压力增加到大约1×10^-6托尔或更高处，而可能会影响到真空容室以及在其中的半导体制造处理操作。如可以察知的，“U”形造型挡板200防止气体不适当地通过排出洞孔175而进入低温泵100，且并不会防止如图4B所示压力峰值将气体引导到主要凝结表面150，反而是在同时亦允许可以进行再生作用或是将暖化的凝结液体排出辐射护罩160。此外，挡板200亦防止可能会从阵列155掉落出的零星木炭片块堵住排出洞孔175。

现在转向图8A及图8B，其中显示出与不同的先前低温泵400’相比较的本揭示内容另一个以元件符号400表示的低温泵实施例。转向图8A，这个现有习知技术实施例的低温泵400’包括有具有一些挡板410’的第二阶段405’。在这个现有习知技术的实施例中，挡板410’的顶部板件415’被分段成多个半圆形挡板区段或是第一挡板区段415a’及第二挡板区段415b’。每个挡板区段415a’，415b’都被连接到支架420(图11)。支架420如图11所示地纵向地延伸，且连接到一个描述于授予Bartlett等人的美国专利第4,555,907号中的热站台(未显示于图中)，此专利整体地以参考的方式加入本文中。

现在转向图8A，一个会合部分定位在第一挡板区段415a’与第二挡板区段415b’间，而形成了空间430’或是介于其间的通道。可以观察到的是，这个通道430’是位在介于第一挡板区段415a’与第二挡板区段415b’间的会合部分处。在低温泵400’的操作期间，通道430’降低了可能会停留在低温泵400’区段415a’以及415b’上的凝结材料的整体容积。此外，这个通道430’会影响凝结在第一以及第二半圆形挡板区段415a’，415b’顶部表面上的霜的形状。如上文所描述的，通道430’可能会造成霜的凝结，而形成延伸及聚集在第一以及第二半圆形挡板区段415a’，415b’上方的凝结材料的二个个别半圆形圆柱形块件。这些块件很明显地在它们累积时并不会与彼此掺和。这个通道430’减少了低温泵400’的容积，这是因为失去了介于区段415a’，415b’间的空间。

现在转向图8B，这个实施例的低温泵400包括有一个大体上平面的单一圆形造型挡板415，而不是如图8A所示的第一以及第二半圆形造型挡板415a’，415b’。在图8B所示的实施例中，平面的单一圆形造型挡板415并不包括有通道430’，而是包括有一个在图8A中通道430’所坐落的平坦表面430。这个额外的表面430增加了可能凝结在平面圆形造型挡板415上的霜的容积。此外，与图8A的实施例相较，此亦增加了致冷泵400的容积，同时保有相同的尺寸以及小的占地面积。

此外，任何凝结在平面造型挡板415上的任何的霜可以在图8A中通道430’所坐落的位置中形成相当较大的圆柱形造型块的柱状的霜。在除了前文提及的其他因素中，这个圆柱形造型剖面的凝结的霜大体上是归因于凝结在平面圆形造型挡板415表面430上的霜的均匀分布。

转向图7A到图7C，其中显示出包括有图8B圆形造型挡板415主要凝结表面150的立体图。如可以从图中看出的，霜F形成紧密包装且实心的圆柱形形状。此外，相对于相似尺寸具有如图8A所示通道430’的主要凝结表面，这个形状增加了可能形成凝结的霜F的容积量。已经观察到的是，借着将主要凝结表面150形成为具有平坦的圆形造型挡板415(图8B)，连同其他所讨论的因素，一个测试的低温泵可以增加低温泵的整体容积多于百分五十。在一实施例中，被抽吸的气体的量可从大约650公升以增加到超过1,000公升。各种泵的构造是可能的且落入本揭示内容的范围内，且所说明的增加仅仅是说明性的，且并不会限制本揭示内容。

再次转向图8B，该大体上平面的单一圆形造型挡板415较佳地亦包括有凹口450。凹口450可以是挡板415直交造型的切除部分。该凹口450较佳地提供介于挡板415与低温泵400的较温暖表面间的一个空隙距离，较温暖表面例如是连接到在大约绝对温度50到120K下辐射护罩(未显示于图中)的一个护罩455。挡板415’形成了主要抽吸表面150。护罩455比低温泵400的主要抽吸表面150要温暖许多。凹口450提供了在正常操作期间以及在低温泵400的循环期间可能形成在挡板415上的霜，而不需要接触护罩455较为温暖的区段。较佳地，凹口450提供一个距离护罩455的大约0.25英吋的空隙。在本揭示内容的范围内，各种凹口的尺寸构造都是可能的。

转向图9，在另一实施例中，低温泵900包括有延长部分910。延长部分910以及一个连接到该延长部分910的护罩920形成一个通道915，且如图所示的，延长部分910是在其顶部表面上或围绕该护罩920。延长部分910与辐射护罩930以热接触，且在大约绝对温度100K下。护罩920覆盖住散热装置925的冷汽缸922。现在转向如图10所示通道的侧视图，通道915被形成为：通道915宽度相对于通道915长度的比率为大于或等于5。冷冻机第一阶段的护罩920(围绕散热装置925(图9))以及汽缸922与描述于授予Bartlett等人美国专利第5,156,007号中的相同，该专利案整体以参考的方式加入本文中。

如图10所示，该通道915包括有一个长的窄特点，其确保了将不会有气体分子横过通道915(图9)。气体分子将会沿着延长部分910的温暖表面弹回。气体分子也会沿着围绕着热站台925的护罩920弹回，且将会发生凝结作用。长度对宽度的比率为大于5确保了将不会有气体分子进入第二阶段的冷冻汽缸922的区域。由于消除了从汽缸922处发出的气体，可以防止在汽缸922上以及压力变动上的凝结作用。

现在转向图13，如图9所示与第一阶段以热相接触的延长部分910并不需要是圆柱形的形状，而是可以是如在图13中所示延长部分950的箱型形状。延长部分950也可以如所需要地具有其他形状。在这个实施例中，延长部分950大体上是直交的造型。

延长部分950借着支架960接触与第一阶段以热接触的辐射护罩(未显示于图中)，因此延长部分950的温度大约与第一阶段热站台的温度相同。此外，在这个实施例中，如图9所示的延长部分910并不需要如图9所示地放置在护罩920外侧。图13说明这些元件的定向可以是相反的，并且延长部分950可以放置在图9护罩920的内侧。

现在转向图12A，在这个实施例中，护罩920大体上也是矩形的形状。图13的延长部分950装配于护罩920中，护罩920在此处为了说明目的而被移除。现在转向图12B，其说明了护罩920以及延长部分950的侧视图，延长部分950通过辐射护罩930以热接触第一阶段(图9)。

在这个实施例中，护罩920的外部末端包括有展开端部955。展开端部955与顶部挡板415的凹口450(图8B)相邻。展开端部955较佳地允许可以在挡板415以及护罩920上形成凝结物。展开端部955亦提供一个增加的空隙距离，且此距离是从护罩920的展开端部955到延长部分950测量出来的。

这个空隙增加了可以形成在挡板415以及护罩920上的霜的量，而不需要容许凝结物接近、不然就是接触、或是以热的方式接触延长部分950(其可能会形成排出的薄片)。延长部分950借着辐射护罩930以及支架460(图12B)而与第一阶段以热相接触并且是温暖的，并且很可能会造成压力脱羁。所示的展开端部955具有在图12A中的一个转向表面；然而，展开端部955并不需要是被转向的，而是应该被形成为具有一个空隙距离，用以将沉积的霜从相当较为温暖的延长部分950处分开。应该察知的是，由于制造公差以及元件在安装期间的运动，应该小心来确保在每个低温泵的安装期间维持空隙。

转向图12A，其中所示的护罩920具有展开端部955，且借着辐射护罩930而接触第一阶段的延长部分950为了说明目的而移除。展开端部955以角度A转向离开该延长部分950(图12B)。这样提供了一个分隔作用，用以防止霜接触到借着辐射护罩930与第一阶段以热接触的延长部分950(图12B)。各种角度转向构造都是可能的，且落入本揭示内容的范围内。

现在转向图14A，其中显示出根据另一实施例低温泵500的俯视图。在这个实施例中，溅镀的护罩被移除，且显示出阵列主要抽吸表面550的切开视图。在这个实施例中，辐射护罩560被形成为具有没有清除洞孔的闭合表面565。辐射护罩560的这个闭合表面565防止气体从一个介于辐射护罩560与一个真空器皿570间的位置处进入低温泵500中。此外，当泵500已达负载上限时，没有霜会聚积且延伸离开任何清除洞孔，而霜在接触较温暖的表面(图14B)时可能会变温暖及升华。如图14B所示，凝结材料的螺圈1410可能会从如此的清除洞孔处延伸出来。可以借着直接将气体导入辐射护罩560与器皿570间而产生清除作用。应该察知的是，除了到达容室的主要开口外在辐射护罩内部容积中的其他穿透的控制并不需要用与清除洞孔相同的方式受到控制。这可以借着用以防止凝结材料的螺圈1410延伸离开开孔来避免压力脱羁的适当闭塞而达成。

在图14A的实施例中，辐射护罩560也是闭合表面575，在所述表面处的第三洞孔580用一种密封剂来填充。第三洞孔580是二极管洞孔。第三洞孔580可以是用于通过辐射护罩560电气耦接的通道。通道580可以是用于耦接到低温泵的电子元件，像是一个感测器或类似物。在安装期间，第三洞孔580以一种适当材料填充，用以提供闭合表面或是防止气体从不想要的方向进入低温泵及防止霜在操作期间聚积通过该洞孔的闭塞部575，用以避免压力脱羁。现在转向图14B，其中显示出从第二阶段阵列1400处延伸出来的第一以及第二凝结材料螺圈1405，1410的视图。当气体的流动路径未受到控制、或是当这些其他流动路径并未被闭塞时，这种霜将会聚积或是增加。

现在转向图15A，其中说明了现有习知技术低温泵关于所抽吸出的公升的恢复压力的绘图。如图所示，容室的恢复压力较佳地是如所需要的为大约1×10^-7托尔。已经观察到的是，先前技术的低温泵的操作经验显示出，压力脱羁将会以接近每50,000次半导体晶圆处理循环一次的频率发生。然而，这些压力脱羁(其中压力从所需的真空压力增加到大约1×10^-5托尔)可能会有不利的结果。如可以在图15B及图15C压力相对于时间的放大视图中看出的，可以观察到的是容室压力将会需要时间来恢复到大约1×10^-7托尔的所需真空压力。如所示的，恢复的时间可能是可能会中断容室运作的大约10分钟到大约6分钟。本揭示内容的低温泵提供了没有害的压力脱羁且扩张了低温泵的整体容积。

现在转向图16到图19，其中显示出本揭示内容的另一实施例，其说明了本发明低温泵10用以消除压力脱羁的另一特点。在这实施例中，低温泵10包括有具有一个特点的表面，所述特点用以减小凝结在非主要凝结表面上沉积物的“形成破裂”的应力。低温泵10的非主要凝结表面25包括有先前在上文中描述的那些，像是形成在第二阶段阵列或其他表面上的支架25(图5C)。在这方面，并不允许平面薄膜聚集成为一个临界厚度，在该厚度处，形成破裂的应力足以承受碎裂作用。此高应力可能会打破平面薄膜以形成薄片。在这方面，现在转向图16及图17，表面1600可以包括有一些凸出的突出物1605，且每个突出物1605都具有从表面1600处开始延伸的高度1615。该等突出物1605包括有如图所示对中地坐落的开孔1610，且可以配置成预定的图案或是一些偏移彼此的行列。每个突出物1605大体上都是圆柱形形状且具有一平坦基部。

在另一实施例中，表面1600可以被形成为具有蜂巢图案、或是为实心且不包括有任何开孔的突出物。形成在非主要凝结表面1600上的沉积气体将会聚积、不然就是被沉积而具有减小的厚度及/或不连续表面。这些中空突出物1605排列在所述表面上，且包括有具有图案的配置。因为霜是沉积在突出物1605以及在表面1600上，图案显示于图16中且控制了平面薄膜的一个厚度。所述图案并不容许霜聚积成会形成平面薄膜或产生形成破裂应力的足够大的厚度。在另一实施例中，表面1600可以包括有用以减小形成破裂应力的表面。现在转向图18及图19，其中说明了另一表面特点，所述特点减小了在沉积的平面薄膜上以及聚集在表面1600上形成破裂的应力。

在这个实施例中，一些“L”形形状的支架1800可以定位在表面1600上。在制造期间，支架1800可以借着熔接操作或是借着压印操作而形成在表面1600上。在另一实施例中，支架1800可以被翻新成现有的低温泵。各种将形成破裂的应力减小到最小程度的构造都是可能的且落入本揭示内容的范围内。支架1800可以定位成在表面1600上的一些图案或是行列，或是替代地可以像是如图16所示的是交错排列的。

现在转向图19，所述支架1800的剖面视图显示出每个支架1800都可以包括有矩形头部1805，所述头部被连接到主体1810，使得头部1805可以延伸于表面1600上方。头部1805大体上是矩形的形状，且大体上比主体1810的剖面更厚。因为凝结的霜聚积在表面1600上，这个特点控制了平面薄膜的厚度。在另一实施例中，头部1805以及主体1810可以被形成为如同被连接到表面1600一体的单元式构件。在另一实施例中，头部1805、主体1810以及表面1600也可以被制造成如同一体的构件。

在一实施例中，非主要凝结表面可以形成为具有一个被连接到表面1600的金属线栅格。在另一实施例中，所述非主要凝结表面1600可以被压印有形成在非主要凝结表面1600上的图案。在另一实施例中，非主要凝结表面1600可以被压印有一个形成在非主要凝结表面1600上的蜂巢图案。或者，所述图案可以包括有不规则形状的图案、一些三角形、或是一个粗糙表面的图案。应该察知的是当凝结的物质聚积时借着减小沉积平面薄膜的厚度来减小在平面薄膜中形成破裂的应力的任何图案都可以与本揭示内容一起使用。各种表面构造都是可能的，且落入本揭示内容的范围内。在另一实施例中，图18及图19实施例的支架1800可以是弯折的、曲线状的或是在朝向表面1600的方向中倾斜，用以进一步防止平面薄膜聚积。

现在转向图20A到图20I，其中显示出用于降低形成破裂应力的一些不同表面图案。在图20A及图20B中，所述图案可以包括有突出物2000，所述突出物2000被连接到大体上圆柱形形状且为坚实的表面1600且可以被建构成笔直的行列(图20B)或是交错排列的构造(图20A)。或者，所述突出物2000可以被形成为大体上方形的(图20C)、或是一些配置成交错排列的行列(图20D)或是定位于笔直行列中(图20E)矩形的突出物2000。在又另一替代实施例中，所述突出物200可以被形成为一些六个侧边的多边形形状突出物2000(六角形形状)。如图20F所示，所述突出物2000整体地形成一个蜂巢图案。

现在转向图20G及图20H，应该察知的是二个或更多个不同尺寸以及形状的突出物可被放置在表面1600或是第一突出物2000a及第二突出物2000b。如图所示，第一突出物2000a可以是八角形形状的突出物，而第二突出物2000b可以是圆形的。这些突出物被简单地显示，且可以使用用以减少形成破裂的应力的任何形状或是尺寸，且落入本揭示内容的范围内。在另一实施例中，第一以及第二突出物2000a，2000b可以是相同形状的突出物，然而包括有不同的尺寸。现在转向图20I，突出物2000c可以包括有各种形状，像是椭圆形形状，或是在所属技术领域中已知的任何其他多边形形状，或甚至是不规则形状。转向图20J，其中说明了定位在表面1600上突出物2000的构造。在这个实施例中，所示的每个突出物都是大体上圆柱形的形状。然而，每个突出物2000可以用垂直方式从另一个突出物处分开一个固定距离，而从相邻的一个行列处分开另一个距离。此外，突出物2000可以被建构成从一个横向边缘2010处分隔开在表面1600上的一个预定量。

现在转向图21A到图21D，其中说明了用于防止霜的薄片排出以及升华来防止压力脱羁低温泵的另一实施例。在这个实施例中，低温泵包括有具有顶部板件2100的阵列，为了说明的目的，所示的顶部板件2100从图12的其余阵列处分隔开。在这个实施例中，顶部板件2100如同前文所描述地以一种坚实的方式形成。这是有利的，因为容许霜可以聚积在其一个顶部侧边2105而没有任何的接合，此增加了顶部板件2100的容积，或是可以凝结在该顶部板件上的霜的量。

转向图21B，顶部板件2100被形成为具有一个第一半圆形区段2110以及一个第二半圆形区段2115。当霜沉积在该顶部板件2100上时(借着第一以及第二半圆形区段2110，2115形成)，霜将会大体上形成并不会随着时间经过而掺和的第一圆柱霜构造以及分开的第二圆柱霜构造。当低温泵正在运作时，由于像是在容室中的机器人装置、或是二个阶段冷冻机的数个元件的缘故，低温泵可能会遭受到稍微的或是不变的震动作用。在这个方面，第一圆柱霜构造以及第二圆柱霜构造可以用间歇性的方式接触。这种接触可能会导致薄片从第一或是第二霜构造处被排出，薄片可以在稍后升华并且导致前文所讨论的压力脱羁。

现在再次转向图21B到图21D，本揭示内容的低温泵补救了这个问题，因为顶部板件2100包括有连接构件2120，其将第一半圆形区段2110连接到第二半圆形区段2115。连接构件2120以机械方式耦接第一以及第二半圆形区段2110，2115来禁止介于第一与第二半圆形区段2110，2115间的相对动作，用以防止第一霜构造以及第二霜构造在震动期间彼此相接触而在接触时形成薄片。在图21B的实施例中，连接构件2120包括有第一区段2110在第二区段2115上方的重叠部分。或者，连接构件2120可以包括有第二区段2115在第一区段2110上方的重叠部分。

在一实施例中，连接构件2120可以是一个支架2125(图21C)。支架2125配置在介于第一与第二半圆形区段2110，2115间的接合部分处。在低温泵的其他元件、或其他机械装置的震动期间，支架2125较佳地禁止了第一以及第二半圆形区段2110，2115的相对动作。在图21D所示本揭示内容的另一实施例中，第一及第二半圆形区段2110，2115可以连接于彼此，使得第二半圆形区段2115是配置在第一半圆形区段2110下方。或者，第一半圆形区段2110可以配置在第二半圆形区段2115(未显示于图中)下方。各种构造可能的且落入本揭示内容的范围内。

在又另一实施例中，主要抽吸表面可以被制做成具有以刚硬方式连接到适当表面的支撑结构(未显示于图中)。该支撑结构可以使得霜不容易受到震动或来自其他元件的动作的影响，并且使用一个湿润装置(未显示于图中)或相似元件而被隔绝，用以防止沉积在主要抽吸表面上的霜接触到低温泵的其他表面、不然就是顶抵着低温泵的其他表面震动，或是接触到其他的霜。在又另一实施例中，第一半圆形区段2110以及第二半圆形区段2115可以用其他方式被连接，用以防止沉积的霜的相对运动。第一半圆形区段2110可以借着熔接操作、或是不同的互相锁定界面而被连接到第二半圆形区段2115，如图21C所示的。在另一实施例中，顶部板件2110可以被制做成多于二个的区段，且选择地可以包括有连接第二区段的第一区段，所述第二区段被连接到第三区段。每个区段都可以被连接于彼此，用以防止或抑制形成在第一到第三区段上的圆柱形霜(未显示于图中)的相对动作。各种构造是可能的且落入本揭示内容的范围中。

虽然已经参照本发明的示范性实施例特别显示及描述本发明，那些所属领域具有通常知识者将会了解的是，可以在不偏离由随附申请专利范围所涵盖本发明范围的情况下进行各种形式以及细节的修改。

Claims (58)

1.一种在一真空器皿与一辐射护罩间引导流动、以控制凝结物的薄膜生成位置的方法，其特征在于所述方法包含有：

阻碍来自于界定于真空器皿与辐射护罩间的环形空间的流动；

再次将流动引导到一主要抽吸表面；以及

将气体凝结在主要抽吸表面处来形成霜。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于其还包含有阻碍来自于一辐射护罩下方的流动。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于其还包含有阻碍来自于一辐射护罩一侧的流动。

4.一种低温泵，其特征在于其包含有：

一冷冻机，其具有至少第一阶段以及第二阶段；

一辐射护罩，其围绕着所述第二阶段且以热与第一阶段相接触，所述辐射护罩包括有一排出洞孔，用以在再生期间允许流体横过该排出洞孔；

一主要抽吸表面，其支撑着与第二阶段以热相接触的吸附剂并且具有一第二阶段阵列，所述第二阶段阵列包括有一主要凝结表面、具有吸附剂的受到保护的表面以及非主要凝结表面；以及

一配置在排出洞孔上方的挡板，所述挡板再次引导气体离开横过排出洞孔，用以防止气体凝结在一非主要凝结表面上，所述挡板引导气体以凝结在主要凝结表面上。

5.根据权利要求4所述的低温泵，其特征在于其中所述挡板大致上为“U”形造型。

6.根据权利要求4所述的低温泵，其特征在于其中所述挡板包括有一被连接到该辐射护罩的一底部表面的第一臂部及一被连接到该底部表面的第二臂部、以及一被连接到所述第一臂部以及第二臂部的中间区段。

7.根据权利要求4所述的低温泵，其特征在于其中所述挡板是弯曲的，用以允许致冷的液体可以在低温泵的再生期间横过排出洞孔。

8.根据权利要求4所述的低温泵，其特征在于其还包含有一在所述辐射护罩的一横侧壁部中的洞孔，所述洞孔被建构成用以允许有通过洞孔的电气连接，所述洞孔被闭塞住。

9.根据权利要求4所述的低温泵，其特征在于其中所述排出洞孔大体上是圆形的，并且具有一尺寸，所述尺寸被最佳化以防止气体通过所述洞孔而凝结在所述非主要凝结表面上。

10.根据权利要求4所述的低温泵，其特征在于其中所述辐射护罩包括有一面对着主要抽吸表面的内部表面、及一外部表面，其中挡板被连接到内部表面或是外部表面。

11.根据权利要求4所述的低温泵，其特征在于其中所述挡板借着结合作用而被连接。

12.根据权利要求4所述的低温泵，其特征在于其中所述辐射护罩包括有一面对着主要抽吸表面的圆柱形表面，并且其中圆柱形表面对于气体流动是不能渗透的。

13.根据权利要求4所述的低温泵，其特征在于其中所述辐射护罩包含有一开口、以及一不具有开孔的坚实侧壁，用以防止气体在一除了用于抽吸开口外的方向中进入辐射护罩。

14.一种被建构成用于与低温泵一起使用的辐射护罩，其特征在于该辐射护罩包含有：

一个壳体，其包括有一底部、以及一被连接到所述底部的横侧壁部，所述壳体具有一足以保持低温泵一主要抽吸表面的容积；

一坐落在所述底部上的排出洞孔，用以允许致冷液体以及气体可以在一再生操作期间横过排出洞孔；以及

一挡板，其覆盖排出洞孔且被建构成用以将气体转向离开而不会通过排出洞孔进入辐射护罩，且所述挡板借着将气体引导到低温泵的一主要抽吸表面而被抽吸在一非主要表面上。

15.一种低温泵，其特征在于其包含有：

一具有至少第一阶段以及第二阶段的冷冻机，所述第二阶段包括有一汽缸；

一辐射护罩，其围绕着第二阶段并且与第一阶段以热相接触；

一第二阶段汽缸护罩，其与第二阶段的最冷区段以热相接触并且围绕着汽缸；

一通道，其在汽缸护罩与一延长部分间具有大致上均匀的温度差异，所述延长部分借着辐射护罩与第一阶段以热相接触，使得可以确保分子与汽缸护罩的冷表面的碰撞以及在冷表面上的凝结物，用以紧密地将所述气体分子结合到汽缸护罩以及防止在第二阶段冷冻机汽缸上的凝结物；以及

所述汽缸护罩包括有一端部，其坐落成与所述延长部分相邻，所述端部包括有一展开部分，展开部分提供一介于延长部分与汽缸护罩间的空隙，所述空隙适用于防止在所述端部处的霜接触所述延长部分。

16.根据权利要求15所述的低温泵，其特征在于其中所述空隙为大约0.25英时。

17.根据权利要求15所述的低温泵，其特征在于其中所述汽缸护罩围绕着所述延长部分。

18.根据权利要求15所述的低温泵，其特征在于其中所述延长部分包括有至少两表面，且所述两表面大体上垂直于彼此。

19.根据权利要求15所述的低温泵，其特征在于其还包含有一与第二阶段以热相接触的主要抽吸表面，所述主要抽吸表面包括有一具有一顶部挡板的挡板阵列，所述顶部挡板是一单元式构件，所述单元式构件被建构成容许霜的均匀分布。

20.根据权利要求19所述的低温泵，其特征在于其中所述顶部挡板包括有一凹口，所述凹口提供了一个空隙，用于霜可以聚积而不会接触围绕的表面。

21.根据权利要求20所述的低温泵，其特征在于其中所述凹口大体上是直交的并且坐落成与所述延长部分相邻。

22.根据权利要求20所述的低温泵，其特征在于其中所述凹口提供了一介于延长部分与顶部挡板间大约0.25英时的空隙距离。

23.根据权利要求15所述的低温泵，其特征在于其中通道长度相对于通道宽度的比率大于或大约等于5。

24.根据权利要求15所述的低温泵，其特征在于其中延长部分包括有一支架，所述支架将延长部分连接到辐射护罩，并且与第一阶段以热相接触。

25.根据权利要求19所述的低温泵，其特征在于其还包含有被支撑在至少其中一挡板上的一种吸附剂。

26.一种低温泵，其特征在于其包含有：

一冷冻机，其具有至少第一阶段以及第二阶段；

一辐射护罩，其围绕着第二阶段且以热与第一阶段相接触；

一主要抽吸表面，其支撑着与第二阶段以热相接触的吸附剂，所述主要抽吸表面包括有一主要凝结表面、具有吸附剂的受到保护的表面、以及非主要凝结表面；以及

所述非主要凝结表面包括有一表面，所述表面被建构成当气体被沉积在非主要凝结表面上时，降低在所述凝结的沉积物中形成破裂的应力。

27.根据权利要求26所述的低温泵，其特征在于其中所述表面产生了一低应力的沉积薄膜。

28.根据权利要求26所述的低温泵，其特征在于其中所述表面抑制了一连续的沉积薄膜的形成。

29.根据权利要求26所述的低温泵，其特征在于其中所述表面包括有在非主要凝结表面上的一图案。

30.根据权利要求26所述的低温泵，其特征在于其中所述表面包括有多个具有一特点的突出物，所述特点从由一洞孔或一弯折部所组成的群组中所选择出来的。

31.根据权利要求26所述的低温泵，其特征在于其中所述低温泵的非主要凝结表面包括有一具有一突出物的平面表面。

32.根据权利要求26所述的低温泵，其特征在于其中所述辐射护罩包括有一个密封的电气馈送穿孔。

33.根据权利要求26所述的低温泵，其特征在于其中所述辐射护罩包括有一闭塞部，一清除洞孔在闭塞部处坐落在所述辐射护罩上。

34.根据权利要求26所述的低温泵，其特征在于其中所述辐射护罩包括有一坐落在排出洞孔上方的挡板，用以将气体从非主要凝结表面再次引导到主要凝结表面。

35.根据权利要求26所述的低温泵，其特征在于其中当气体被沉积在非主要凝结表面上时，所述表面形成了非连续的薄膜。

36.根据权利要求26所述的低温泵，其特征在于其中所述主要凝结表面包括有一凹口，用以防止凝结物以热接触正处于与辐射护罩接触的表面，其中所述表面为大约绝对温度100K。

37.根据权利要求24所述的低温泵，其特征在于其中所述表面形成了一具有不均匀厚度的沉积薄膜，其中不均匀的薄膜厚度防止了薄膜的破裂。

38.一种低温泵，其特征在于其包含有：

一冷冻机，其具有至少第一阶段以及第二阶段；

一辐射护罩，其围绕着第二阶段且以热与第一阶段相接触；

一第二阶段阵列，其支撑着与第二阶段以热相接触的吸附剂；以及

所述主要抽吸表面包括有一顶部板件，所述顶部板件被分段成至少一第一区段以及一个第二区段，第一区段以及第二区段借着一刚硬连接部而结合，所述刚硬连接部防止了形成在第一区段以及第二区段上的沉积凝结物的相对运动。

39.根据权利要求38所述的低温泵，其特征在于其中第一区段以及第二区段借着一支架、一互锁界面的至少其中一而结合、或是借着一熔接部而结合。

40.根据权利要求38所述的低温泵，其特征在于其中所述顶部板件被建构成用以容许霜均匀地分布在顶部板件的一顶部平面表面上。

41.根据权利要求38所述的低温泵，其特征在于其中所述顶部板件包括有一在顶部板件一径向侧边中的凹口，所述凹口被建构成用以防止凝结物接触一个处于与所述辐射护罩以热相接触的延长部分。

42.根据权利要求41所述的低温泵，其特征在于其中所述凹口大体上为直交的造型。

43.根据权利要求38所述的低温泵，其特征在于其中所述顶部板件包括有与第二区段部分重叠的第一区段。

44.根据权利要求38所述的低温泵，其特征在于其中第二区段部分重叠第一区段。

45.根据权利要求38所述的低温泵，其特征在于其中所述顶部板件从至少三或更多区段制做成，且所述至少三或更多区段以机械的方式耦接于彼此，用以抑制相对的动作。

46.根据权利要求38所述的低温泵，其特征在于其中所述顶部板件包含有比二更多的部件，所述部件被连接以防止形成在所述部件上的沉积凝结物的运动。

47.一种控制在一主要抽吸表面上凝结物的增长的方法，所述主要抽吸表面由一第一区段以及一第二区段所形成的，其特征在于所述方法包含有：

阻碍来自一环形空间的流动，所述环形空间被界定在真空器皿与辐射护罩间；

再次将流动引导到从第一区段以及第二区段所形成的主要抽吸表面；

将气体凝结在主要抽吸表面处来形成厚的霜；以及

以一种刚硬方式将第一区段以及第二区段机械地耦接于彼此，用以在操作期间防止沉积在第一区段上的凝结物移动以及接触沉积在第二区段上的凝结物。

48.一种低温泵，其特征在于其包含有：

一冷冻机，其具有至少第一阶段以及第二阶段；

一辐射护罩，其围绕着第二阶段且以热与第一阶段相接触；

一第二阶段阵列，其支撑着与第二阶段以热相接触的吸附剂，第二阶段阵列包括有一主要凝结表面、具有吸附剂的受保护表面、以及非主要凝结表面；以及

至少一用以将在所述非主要凝结表面上的凝结物减少到最小程度的第一结构、或是一用以当气体被沉积在所述非主要凝结表面上时将凝结物的沉积中的形成破裂的应力减小到最小程度的第二结构。

49.根据权利要求48所述的低温泵，其特征在于其中所述第二结构是一具有一特点的表面，所述特点从由一突出物、一中空突出物、一弯折突出物、或是以上突出物的一组合所构成的群组中选择出来的。

50.根据权利要求48所述的低温泵，其特征在于其中所述第一结构包括有至少一与一洞孔相连结的闭塞部，所述洞孔被形成为通过一辐射护罩，所述闭塞部在操作期间再次引导气体且允许流体可以在再生期间横过闭塞部。

51.根据权利要求48所述的低温泵，其特征在于其中所述主要抽吸表面包括有一单元式构件的顶部板件。

52.根据权利要求48所述的低温泵，其特征在于其中该主要抽吸表面包括有一具有一第一区段以及一第二区段的顶部板件，第一区段及第二区段以一种刚硬方式连接，用以防止沉积在第一区段上的凝结物移动以及接触到沉积在第二区段上的凝结物。

53.根据权利要求48所述的低温泵，其特征在于其中介于凝结物沉积与处于与一第一阶段表面相接触的表面间的接触被减少到最低的程度。

54.一种低温泵，其特征在于其包含有：

一冷冻机，其具有至少第一阶段以及第二阶段；

一辐射护罩，其围绕着第二阶段且以热与该第一阶段相接触；

一第二阶段阵列包含有主要凝结表面、具有吸附剂的受到保护的表面、以及非主要凝结表面，主要凝结表面包含有一平面表面，所述平面表面被建构成用于整体均匀地分布已经凝结的材料。

55.根据权利要求54所述的低温泵，其特征在于其中所述表面是一大体上是水平的平坦顶部板件。

56.根据权利要求55所述的低温泵，其特征在于其中所述顶部板件包括有一个在该顶部板件一个径向侧边中的凹口。

57.根据权利要求54所述的低温泵，其特征在于其中该顶部板件允许霜可以用一种大体上圆柱形的方式分布在顶部板件上。

58.一种防止在一容室中的压力脱羁的方法，其特征在于所述方法包含有：

从容室抽吸气体来形成凝结气体；以及

防止凝结气体形成有一内部应力构造，所述构造会产生薄片，并且被排出的薄片的自发性温暖作用导致压力脱羁。

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