CN112601888B - 低温泵及低温板 - Google Patents

Abstract

本发明的低温泵(10)具备第2级低温板总成(20)，该第2级低温板总成(20)具备：被排出气体通过进气口(12)后沿直线路径能够到达的曝露区域(68)、及被排出气体通过进气口(12)后沿直线路径无法到达的非曝露区域(69)。非曝露区域(69)具有能够吸附非冷凝性气体的吸附区域(66)，曝露区域(68)被可拆卸的保护面(76)所覆盖。可拆卸的保护面(76)可以由可剥离地粘贴于曝露区域(68)的由树脂或金属制成的保护层来提供。

Description

低温泵及低温板

技术领域

本发明涉及一种低温泵及低温板。

背景技术

低温泵为通过冷凝或吸附将气体分子捕捉于被冷却至超低温的低温板进行排气的真空泵。低温泵通常用于实现半导体电路制造工艺等中要求的清洁的真空环境。低温泵为所谓的气体捕集式真空泵，因此，需要定期进行向外部排出已捕捉到的气体的再生。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-184540号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

根据低温泵的用途，在真空排气运行中，即使进行再生也不易排出的某种气体会流入低温泵，其冷凝并附着于低温板上，而低温板会被这种附着物污染。被污染的低温板需要在对低温泵进行维护时从低温泵分解并进行清洗。清洗后的低温板如果能够重复利用则重新组装使用。若无法重复利用则将其报废并更换成新的低温板。总之，这种维护需要耗费功时。本发明的一种实施方式的例示性目的之一在于使低温泵的维护变得容易。

用于解决技术课题的手段

根据本发明的一种实施方式，低温泵具备低温板总成，所述低温板总成具备：被排出气体通过低温泵进气口后沿直线路径能够到达的曝露区域、及被排出气体通过低温泵进气口后沿直线路径无法到达的非曝露区域。非曝露区域具有能够吸附非冷凝性气体的吸附区域，曝露区域被可拆卸的保护面所覆盖。

根据本发明的一种实施方式，低温板具备低温板基材及覆盖低温板基材的至少一部分的可拆卸的保护面。

另外，以上构成要件的任意组合或在方法、装置、系统等之间相互替换本发明的构成要件和表现的方式也作为本发明的方式而有效。

发明效果

根据本发明，能够使低温泵的维护变得容易。

附图说明

图1概略地表示一种实施方式所涉及的低温泵。

图2是示意地表示图1所示的低温泵中使用的例示性的低温板的立体图。

图3是示意地表示图1所示的低温泵中使用的另一例示性的低温板的立体图。

图4是示意地表示图1所示的低温泵中使用的又一例示性的低温板的俯视图。

具体实施方式

以下，参考附图对本发明的实施方式进行详细说明。在以下说明及附图中，对相同或等同的构成要件、部件及处理标注相同的符号，并适当省略重复说明。为了便于说明，在各附图中，适当设定各部的缩尺和形状，除非另有说明，其并不作限定性解释。实施方式为示例，其并不对本发明的范围作任何限定。实施方式中记载的所有特征及其组合并不一定是发明的本质。

图1概略地表示一种实施方式所涉及的低温泵10。

低温泵10例如安装于离子注入装置、溅射镀置、蒸镀装置或其他真空处理装置的真空腔室，并用于将真空腔室内部的真空度提高至所希望的真空处理中要求的水平。低温泵10具有用于从真空腔室接收应排出的气体的低温泵进气口(以下，还简称为“进气口”)12。气体通过进气口12而进入到低温泵10的内部空间14。

另外，以下为了清晰易懂地表示低温泵10的构成要件之间的位置关系，有时使用“轴向”、“径向”等术语。低温泵10的轴向表示通过进气口12的方向(即，图中沿中心轴C的方向)，径向表示沿着进气口12的方向(与中心轴C垂直的平面上的第1方向)。为方便起见，有时将轴向上相对靠近进气口12的一侧称为“上”，相对远离进气口12的一侧称为“下”。即，有时将相对远离低温泵10的底部的一侧称为“上”，相对靠近低温泵10的底部的一侧称为“下”。关于径向，有时将靠近进气口12的中心(图中为中心轴C)的一侧称为“内”，将靠近进气口12的周缘的一侧称为“外”。另外，这种表达方式与低温泵10安装于真空腔室时的配置无关。例如，低温泵10也可以以进气口12沿垂直方向朝下的方式安装于真空腔室。

并且，有时将围绕轴向的方向称为“周向”。周向为沿着进气口12的第2方向(与中心轴C垂直的平面上的第2方向)，且为与径向正交的切线方向。

低温泵10具备制冷机16、第1级低温板18、第2级低温板总成20及低温泵壳体70。第1级低温板18又被称为高温低温板部或100K部。第2级低温板总成20又被称为低温低温板部或10K部。

制冷机16例如为吉福德-麦克马洪式制冷机(所谓GM制冷机)等超低温制冷机。制冷机16为二级式制冷机。因此，制冷机16具备第1冷却台22及第2冷却台24。制冷机16构成为，将第1冷却台22冷却至第1冷却温度，并将第2冷却台24冷却至第2冷却温度。第2冷却温度为比第1冷却温度低的温度。例如，第1冷却台22被冷却至65K～120K左右，优选被冷却至80K～100K，第2冷却台24被冷却至10K～20K左右。第1冷却台22及第2冷却台24也可以分别称为高温冷却台及低温冷却台。

并且，制冷机16具备制冷机结构部21，该制冷机结构部21将第2冷却台24结构性地支撑在第1冷却台22并且将第1冷却台22结构性地支撑在制冷机16的室温部26。因此，制冷机结构部21具备沿着径向以同轴方式延伸的第1缸体23及第2缸体25。第1缸体23将制冷机16的室温部26连接于第1冷却台22。第2缸体25将第1冷却台22连接于第2冷却台24。室温部26、第1缸体23、第1冷却台22、第2缸体25及第2冷却台24依次直线状排列成一列。

在第1缸体23及第2缸体25的内部，以能够往复移动的方式分别配设有第1置换器及第2置换器(未图示)。在第1置换器及第2置换器中分别组装有第1蓄冷器及第2蓄冷器(未图示)。并且，室温部26具有用于使第1置换器及第2置换器往复移动的驱动机构(未图标)。驱动机构包括流路切换机构，该流路切换机构切换工作气体的流路以便周期性地重复向制冷机16的内部供给工作气体(例如氦气)及从制冷机16的内部排出工作气体。

制冷机16与工作气体的压缩机(未图示)连接。制冷机16使被压缩机加压的工作气体在制冷机16的内部膨胀从而对第1冷却台22及第2冷却台24进行冷却。膨胀后的工作气体回收至压缩机并重新被加压。制冷机16通过反复进行包括工作气体的供排及与其同步的第1置换器及第2置换器的往复移动的热循环(例如，GM循环等制冷循环)，从而产生寒冷。

图示的低温泵10为所谓的卧式低温泵。卧式低温泵通常指制冷机16配设成与低温泵10的中心轴C交叉的(通常为正交)的低温泵。

第1级低温板18具备放射屏蔽件30和入口低温板32，且其包围第2级低温板总成20。第1级低温板18提供用于从来自低温泵10的外部或低温泵壳体70的辐射热保护第2级低温板总成20的超低温表面。第1级低温板18与第1冷却台22热连接。因此，第1级低温板18被冷却至第1冷却温度。在第1级低温板18与第2级低温板总成20之间具有间隙，第1级低温板18未与第2级低温板总成20接触。第1级低温板18也未与低温泵壳体70接触。

放射屏蔽件30是为了从来自低温泵壳体70的辐射热保护第2级低温板总成20而设置的。放射屏蔽件30从进气口12沿轴向延伸为筒状(例如圆筒状)。放射屏蔽件30存在于低温泵壳体70与第2级低温板总成20之间，并且包围第2级低温板总成20。放射屏蔽件30具有用于从低温泵10的外部接收气体进入内部空间14的屏蔽件主开口34。屏蔽件主开口34位于进气口12。

放射屏蔽件30具备：屏蔽件前端36，确定屏蔽件主开口34；屏蔽件底部38，位于与屏蔽件主开口34相反的一侧；及屏蔽件侧部40，将屏蔽件前端36连接于屏蔽件底部38。屏蔽件侧部40沿轴向从屏蔽件前端36朝向与屏蔽件主开口34相反的一侧延伸，并且以包围第2冷却台24的方式沿周向延伸。

屏蔽件侧部40具有供制冷机结构部21插入的屏蔽件侧部开口44。第2冷却台24及第2缸体25从放射屏蔽件30的外部通过屏蔽件侧部开口44插入到放射屏蔽件30中。屏蔽件侧部开口44为形成于屏蔽件侧部40的安装孔，其形状例如为圆形。第1冷却台22配置于放射屏蔽件30的外部。

屏蔽件侧部40具备制冷机16的安装座46。安装座46为用于将第1冷却台22安装于放射屏蔽件30的平坦部分，从放射屏蔽件30的外部观察时，其稍微凹陷。安装座46形成屏蔽件侧部开口44的外周。通过将第1冷却台22安装于安装座46，放射屏蔽件30与第1冷却台22热连接。

在一种实施方式中，放射屏蔽件30也可以经由追加设置的导热部件而与第1冷却台22热连接，从而代替上述直接将放射屏蔽件30安装于第1冷却台22。导热部件例如可以为两端具有法兰的中空的短筒。导热部件可以通过其中一端的法兰固定于安装座46，通过另一端的法兰固定于第1冷却台22。导热部件可以包围制冷机结构部21而从第1冷却台22延伸至放射屏蔽件30。屏蔽件侧部40也可以包括这种导热部件。

在图示的实施方式中，放射屏蔽件30一体地形成为筒状。取而代之，放射屏蔽件30也可以构成为通过组合多个零件而使其整体呈筒状。这些多个零件可以配设成彼此之间具有间隙。例如，放射屏蔽件30可以在轴向上分割为两个部分。

入口低温板32为了从来自低温泵10的外部的热源(例如，安装有低温泵10的真空腔室内的热源)的辐射热保护第2级低温板总成20而设置于进气口12(或屏蔽件主开口34，以下相同)。并且，在入口低温板32的冷却温度下冷凝的气体(例如水分)捕捉到入口低温板32的表面。

入口低温板32在进气口12处配置于与第2级低温板总成20相对应的部位。入口低温板32占据进气口12的开口面积的中心部分，且在入口低温板32与放射屏蔽件30之间形成环状(例如圆环状)的开放区域51。从轴向观察时，入口低温板32的形状例如为圆盘状。入口低温板32的直径比较小，例如比第2级低温板总成20的直径小。入口低温板32最多可以占据进气口12的开口面积的1/3或1/4。如此一来，开放区域51至少可以占进气口12的开口面积的2/3或3/4。

入口低温板32经由入口低温板安装部件33安装于屏蔽件前端36。如图1所示，入口低温板安装部件33为沿着屏蔽件主开口34的直径架设于屏蔽件前端36的直线状的部件。如此，入口低温板32固定于放射屏蔽件30，从而与放射屏蔽件30热连接。入口低温板32靠近第2级低温板总成20但并未与该第2级低温板总成20接触。并且，入口低温板安装部件33在周向上分割开放区域51。开放区域51由多个(例如两个)圆弧状区域构成。入口低温板安装部件33可以具有十字状或其他形状。

入口低温板32配置于进气口12的中心部。入口低温板32的中心位于中心轴C上。但是，入口低温板32的中心也可以位于从中心轴C稍微偏移的位置上，此时，仍可以视为入口低温板32配置于进气口12的中心部。入口低温板32与中心轴C垂直配置。并且，在轴向上，入口低温板32可以配置于比屏蔽件前端36稍微更靠上方的位置。或者，在轴向上，入口低温板32也可以配置于与屏蔽件前端36大致相同的高度，或配置于比屏蔽件前端36稍微更靠下方的位置。

第2级低温板总成20设置于低温泵10的内部空间14的中心部。第2级低温板总成20具备上部结构20a和下部结构20b。第2级低温板总成20具备沿轴向排列的多个吸附式低温板60。多个吸附式低温板60沿轴向彼此隔着间隔排列。

第2级低温板总成20的上部结构20a具备多个上部低温板60a及多个导热体(也称为导热垫片)62。多个上部低温板60a在轴向上配置于入口低温板32与第2冷却台24之间。多个导热体62沿轴向排列成柱状。多个上部低温板60a及多个导热体62在进气口12与第2冷却台24之间沿轴向交替层叠。上部低温板60a的中心和导热体62的中心均位于中心轴C上。如此，上部结构20a相对于第2冷却台24配置于轴向上的上方。上部结构20a通过由铜(例如纯铜)等高导热性金属材料制成的导热块63固定于第2冷却台24，从而与第2冷却台24热连接。因此，上部结构20a被冷却至第2冷却温度。

第2级低温板总成20的下部结构20b具备多个下部低温板60b及第2级低温板安装部件64。多个下部低温板60b在轴向上配置于第2冷却台24与屏蔽件底部38之间。第2级低温板安装部件64从第2冷却台24沿轴向朝向下方延伸。多个下部低温板60b经由第2级低温板安装部件64安装于第2冷却台24。如此，下部结构20b热连接于第2冷却台24，因而被冷却至第2冷却温度。

在第2级低温板总成20中，在至少一部分表面形成有吸附区域66。吸附区域66是为了通过吸附来捕捉非冷凝性气体(例如，氢气)而设置的。吸附区域66例如通过将吸附材料(例如，活性碳)粘贴于低温板表面而形成。

多个吸附式低温板60中的至少一个(例如，各个上部低温板60a、及/或多个下部低温板60b中的至少一个)具备曝露区域68和非曝露区域69。在某个低温板中，曝露区域68是指：被排出气体通过进气口12后沿直线路径能够到达的低温板上的部位，非曝露区域69是指：被排出气体通过进气口12后沿直线路径无法到达的部位。因此，面朝进气口12的低温板的正面可被区分为曝露区域68和非曝露区域69。而与进气口12相反的一侧(即，面朝屏蔽件底部38)的低温板的背面则成为非曝露区域69。

某个低温板的正面上的曝露区域68与非曝露区域69之间的边界可以考虑从屏蔽件前端36的内周缘(也可以是进气口法兰72的内周缘)朝向该低温板正上方的低温板的外周缘的视线而确定。若延长该视线，则视线在该低温板的正面上形成交点。若将视线环绕屏蔽件前端36的整个周围进行扫描，则交点在低温板的正面形成轨迹。该轨迹的内侧区域成为该低温板正上方的低温板的阴影，从低温泵10的外部通过进气口12看不到该内侧区域。该轨迹的外侧区域则从低温泵10的外部通过进气口12能够看到。如此，能够利用视线确定曝露区域68与非曝露区域69之间的边界。

作为一例，图1中用虚线表示第1视线74a和第2视线74b。第1视线74a是从屏蔽件前端36朝向从下方起第2个上部低温板60a的外周端的直线，其与最下方的上部低温板60a相交。因此，在最下方的上部低温板60a的正面，比第1视线74a更靠径向外侧的区域成为曝露区域68，比第1视线74a更靠径向内侧的区域成为非曝露区域69。第2视线74b是从屏蔽件前端36朝向最下方的上部低温板60a的外周端的直线，其与最上方的下部低温板60b相交。因此，在最上方的下部低温板60b的正面，比第2视线74b更靠径向外侧的区域成为曝露区域68，比第2视线74b更靠径向内侧的区域成为非曝露区域69。

作为一例，多个上部低温板60a中的轴向上最靠近入口低温板32的一个或多个上部低温板60a为平板(例如圆盘状)，且与中心轴C垂直配置。剩余的上部低温板60a为倒圆锥台状，其圆形的底面与中心轴C垂直配置。

上部低温板60a中的最靠近入口低温板32的低温板(即，轴向上位于入口低温板32的正下方的上部低温板60a，又被称为顶部低温板61)的直径比入口低温板32的直径大。但是，顶部低温板61的直径也可以与入口低温板32的直径相等，或也可以比其小。顶部低温板61直接与入口低温板32对置，且在顶部低温板61与入口低温板32之间不存在其他低温板。

多个上部低温板60a的直径随着沿轴向朝向下方而逐渐变大。并且，倒圆锥台状的上部低温板60a配置成嵌套状。位于上方的上部低温板60a的下部进入到与其在下方相邻的上部低温板60a内的倒圆锥台状空间。

各个导热体62具有圆柱形形状。导热体62也可以呈比较短的圆柱形形状，并且导热体62的轴向高度小于其直径。吸附式低温板60等低温板通常由铜(例如纯铜)等高导热性金属材料制成，并且必要时其表面被镍等金属层包覆。相对于此，导热体62可以由与低温板不同的材料制成。导热体62例如可以由铝或铝合金等导热系数比吸附式低温板60的导热系数低但密度却更小的金属材料制成。如此一来，在一定程度上能够兼顾导热体62的导热性和轻量化，有助于缩短第2级低温板总成20的冷却时间。

下部低温板60b为平板，例如为圆盘状。下部低温板60b的直径比上部低温板60a的直径大。但是，在下部低温板60b形成有从外周的一部分向中心部凹陷的缺口部(例如，图4所示的缺口部82)，其用于安装于第2级低温板安装部件64。

另外，第2级低温板总成20的具体结构并不只限于上述结构。上部结构20a可以具有任意张数的上部低温板60a。上部低温板60a可以具有平板状、圆锥状或其他形状。同样地，下部结构20b也可以具有任意张数的下部低温板60b。下部低温板60b也可以具有平板状、圆锥状或其他形状。

吸附区域66可以形成于成为在上方相邻的吸附式低温板60的阴影的部位，因而从进气口12看不到吸附区域66。即，吸附区域66配置于非曝露区域69。例如，吸附区域66形成于吸附式低温板60的整个下表面。吸附区域66也可以形成于下部低温板60b的上表面。并且，图1中为了便于说明而省略了图示，但吸附区域66还形成于上部低温板60a的下表面(背面)。根据需要，吸附区域66也可以形成于上部低温板60a的上表面。

在吸附区域66中，有很多活性碳颗粒以紧密排列的状态不规则地排列粘贴于吸附式低温板60的表面。活性碳颗粒例如成形为圆柱形形状。另外，吸附材料的形状也可以为非圆柱形形状，例如也可以为球状及其他形状，或不规则形状。吸附材料在吸附式低温板上的排列可以是有规则的排列也可以是不规则的排列。

并且，在第2级低温板总成20的至少一部分表面形成有用于将冷凝性气体通过冷凝进行捕捉的冷凝区域。曝露区域68能够作为冷凝区域而能发挥作用。冷凝区域例如为低温板表面上的未配置吸附材料的区域，低温板基材表面(例如，金属面)外露。吸附式低温板60(例如，上部低温板60a)的上表面、上表面外周部或下表面外周部可以是冷凝区域。

顶部低温板61的整个上表面及整个下表面均可以为冷凝区域。即，顶部低温板61也可以不具有吸附区域66。如此，第2级低温板总成20中的不具有吸附区域66的低温板也可以被称为冷凝低温板。例如，上部结构20a可以具备至少一个冷凝低温板(例如，顶部低温板61)。

低温泵壳体70为容纳第1级低温板18、第2级低温板总成20及制冷机16的低温泵10的筐体，并且是以保持内部空间14的真空气密的方式构成的真空容器。低温泵壳体70以非接触方式包围第1级低温板18及制冷机结构部21。低温泵壳体70安装于制冷机16的室温部26。

低温泵壳体70的前端划定进气口12。低温泵壳体70具备从其前端朝向径向外侧延伸的进气口法兰72。进气口法兰72遍及低温泵壳体70的整周而设置。低温泵10利用进气口法兰72而安装于真空排气对象的真空腔室。

如上所述，第2级低温板总成20具有多个吸附式低温板60(即，多个上部低温板60a及下部低温板60b)，因此对于非冷凝性气体具有高排气性能。例如，第2级低温板总成20能够以高排气速度排出氢气。

多个吸附式低温板60均在从低温泵10的外部无法用肉眼看到的部位具备吸附区域66。因此，第2级低温板总成20构成为，从低温泵10的外部完全看不到整个吸附区域66或大部分吸附区域66。低温泵10还可以称为吸附材料非曝露型低温泵。

此外，蓄积于低温泵的气体通常通过再生处理实质上完全排出，再生结束时低温泵恢复规格上的排气性能。但是，在将吸附材料配置成从低温泵的外部可见的吸附材料曝露型低温泵中，蓄积的气体中的一部分成分即使经过了再生处理也会残留于吸附材料的比例较高。

例如，在为了离子注入装置的真空排气而设置的低温泵中，观察到了作为吸附材料的活性碳上附着有粘附性物质。该粘附性物质即使经过了再生处理也难以完全去除。可以认为该粘附性物质是从涂覆于处理对象基板上的光致抗蚀剂排出的有机废气所致。或者，也有可能是离子注入处理中用作掺杂气体(即，原料气体)的有毒气体所致。还有可能是离子注入处理中的其他副产物气体所致。还有可能是这些气体复合性地作用而生成粘附性物质。

在离子注入处理中，由低温泵排出的大部分气体可能是氢气。氢气通过再生基本上完全被排出到外部。如果难再生气体为微量，则难再生气体在一次低温泵处理中对低温泵的排气性能带来的影响很小。但是，在吸附材料曝露型的低温泵中，在反复进行低温泵处理与再生处理的过程中，难再生气体逐渐蓄积于吸附材料，可能会导致排气性能下降。在排气性能下降到了低于容许范围时，需要进行维护作业，例如，更换吸附材料或与吸附材料一通更换低温板，或者利用化学方式去除吸附材料上的难再生气体。

难再生气体几乎毫无例外地都是冷凝性气体。从外部朝向低温泵10飞来的冷凝性气体的分子通过了入口低温板32周围的开放区域后沿直线路径到达放射屏蔽件30或第2级低温板总成20外周的冷凝区域，并被捕捉于它们的表面。难再生气体堆积于冷凝区域。如上所述，低温泵10为吸附材料非曝露型低温泵且吸附区域66配置于非曝露区域69，因此从难再生气体保护吸附区域66。

另一方面，曝露区域68可能会被难再生气体污染。被污染的吸附式低温板60需要在对低温泵10进行维护时从低温泵10拆卸并进行清洗。设置于吸附区域66的活性碳等吸附材料并没有被难再生气体污染，因此可以进行重复利用。清洗后的低温板如果能够重复利用则重新组装使用。但是，根据清洗方法，可能会失去吸附区域66的吸附功能。此时，清洗后的吸附式低温板60无法进行重复利用，因此必须报废该吸附式低温板。

对此，曝露区域68被可拆卸的保护面76所覆盖。可拆卸的保护面76设置于至少一个吸附式低温板60的曝露区域68。可拆卸的保护面76可以设置于各个吸附式低温板60。可拆卸的保护面76可以存在各种例示性结构，以下对其进行说明。

图2是示意地表示图1所示的低温泵10中使用的例示性低温板的立体图。图示的低温板为能够使用于第2级低温板总成20的低温板，且为顶部低温板61。但是，图示的低温板也可以是使用于第2级低温板总成20的其他吸附式低温板60。

顶部低温板61具备第1低温板基材78a及第2低温板基材78b。这些低温板基材78a、78b由相同的材料(例如金属材料)制成，且其具有相同的形状。例如，低温板基材78a、78b由铜(例如纯铜)等高导热性金属材料制成，并且必要时其表面被镍等金属层所涂覆。因此，低温板基材78a、78b本身无法吸附非冷凝性气体。为了使顶部低温板61能够吸附非冷凝性气体，虽未图示，可以在第1低温板基材78a的背面(下表面)设置吸附材料。或者，也可以不在第1低温板基材78a设置吸附材料，此时顶部低温板61不会吸附非冷凝性气体。低温板基材78a、78b例如为圆板状。另外，低温板基材78a、78b也可以是圆锥状或其他形状。

第2低温板基材78b可拆卸地安装于第1低温板基材78a从而提供可拆卸的保护面76。第2低温板基材78b以其背面与第1低温板基材78a的正面接触并且覆盖第1低温板基材78a的整个正面的方式可拆卸地安装于第1低温板基材78a。第2低温板基材78b的正面用作保护面76。

并且，第2低温板基材78b与第1低温板基材78a热连接，从而与第1低温板基材78a一同被冷却。为了使这些低温板基材78a、78b之间存在良好的热接触，第2低温板基材78b通过螺栓等可拆卸的紧固部件或可剥离的粘合剂等适当的可拆卸的安装方法来安装于第1低温板基材78a。

第1低温板基材78a相当于典型的低温板。在图2所示的实施方式中，第2低温板基材78b重叠在第1低温板基材78a上。因此，追加的第2低温板基材78b提供可拆卸的保护面76。

由于第2低温板基材78b设为无法吸附非冷凝性气体，因此不具有吸附区域(即，吸附材料)。因此，在制造工序中，无需进行将吸附材料安装于低温板基材的工序。相对于此，需要这种吸附材料安装工序的吸附式低温板60的制造成本高。因此，能够以比较低廉的价格提供第2低温板基材78b。

并且，第2低温板基材78b被设计成与典型的低温板的第1低温板基材78a一样，因此满足低温泵10的使用中所要求的热性能、机械强度及其他必要的条件。因此，低温泵10的设计者能够轻松地利用第2低温板基材78b。

第2低温板基材78b与第1低温板基材78a同样也被冷却至第2冷却温度，因此难再生气体会冷凝于第2低温板基材78b上的保护面76而将其污染。然而，保护面76防止或减轻第1低温板基材78a被污染。如果未被污染或污染程度较轻，则对低温泵10进行维护时无需进行分解或清洗等繁杂的作业即可重复利用顶部低温板61。第2低温板基材78b不具有吸附材料，因此只需进行清洗即可重复利用。或者，如上所述，第2低温板基材78b比较廉价，因此，即使报废掉使用过的低温板基材78b而更换新的低温板基材78b，对成本的影响也较小。

另外，在将使用过的低温板基材78b拆卸了之后，也可以不将新的低温板基材78b安装于第1低温板基材78a。此时，第1低温板基材78a不存在保护面76，因此在以后的低温泵10的运行中，第1低温板基材78a的正面可能会被污染。有可能在下一次维护中必须将第1低温板基材78a更换成新的。但是，第1低温板基材78a上的吸附材料也有寿命，因此不论第1低温板基材78a有无被污染，均需要与吸附材料一同更换第1低温板基材78a。因此，可以考虑低温板基材78b的成本和吸附材料的寿命来决定是否安装新的低温板基材78b。

图3是示意地表示图1所示的低温泵10中使用的另一例示性低温板的立体图。图示的低温板为能够使用于第2级低温板总成20的低温板，且为上部低温板60a。但是，图示的低温板也可以是使用于第2级低温板总成20的其他吸附式低温板60。

如参考图1所说明的那样，上部低温板60a例如具有倒圆锥状的形状。上部低温板60a的正面在外周部具有曝露区域68，在曝露区域68的内侧具有非曝露区域69。在非曝露区域69可以设置吸附材料，但为了简化图示，在图3中省略了图示。

上部低温板60a(或吸附式低温板60)具备覆盖曝露区域68的保护层80从而提供可拆卸的保护面76。在非曝露区域69并未设置有保护层80。作为保护面76而发挥作用的保护层80的表面可以由针对难再生气体具有耐腐蚀性的材料形成，例如由聚四氟乙烯等氟树脂或其他树脂、或者铝或铜等金属形成。因此，保护层80也可以是具有上述树脂材料或金属材料的表面的胶带或可剥离地粘贴的保护膜。保护层80粘贴于上部低温板60a的低温板基材，由此与上部低温板60a热连接从而被冷却至相同的冷却温度。

保护层80设置于曝露区域68并且被冷却至第2冷却温度，因此难再生气体会冷凝于保护面76而将其污染。由于保护层80可剥离地粘贴于上部低温板60a，因此在对低温泵10进行维护时可以剥离掉保护层80，从而能够从上部低温板60a除去污染物质。进行维护时无需进行分解或清洗等繁杂的作业即可重复利用上部低温板60a。

图4是示意地表示图1所示的低温泵10中使用的又一例示性的低温板的俯视图。图示的低温板为能够使用于第2级低温板总成20的低温板，且为下部低温板60b。但是，图示的低温板也可以是使用于第2级低温板总成20的其他吸附式低温板60。

如参考图1所说明的那样，下部低温板60b例如具有圆板状的形状。但是，在下部低温板60b形成有从外周的一部分向中心部凹陷的缺口部82，其用于安装于第2级低温板安装部件64。下部低温板60b的正面在外周部具有曝露区域68，在曝露区域68的内侧具有非曝露区域69。在非曝露区域69贴附有颗粒状的活性碳84作为吸附材料。

下部低温板60b(或吸附式低温板60)具备可剥离地粘贴于曝露区域68的由树脂或金属制成的保护层80从而提供可拆卸的保护面76。保护层80粘贴于下部低温板60b的低温板基材，由此与下部低温板60b热连接从而被冷却至相同的冷却温度。

保护层80设置于曝露区域68并且被冷却至第2冷却温度，因此难再生气体会冷凝于保护面76而将其污染。由于保护层80可剥离地粘贴于下部低温板60b，因此在对低温泵10进行维护时可以剥离掉保护层80，从而能够从下部低温板60b除去污染物质。进行维护时无需进行分解或清洗等繁杂的作业即可重复利用下部低温板60b。

另外，在剥离掉使用过的保护层80之后，可以将新的保护层80粘贴到吸附式低温板60上，或者也可以不不予粘贴。可以考虑保护层80的成本和吸附式低温板60上的吸附材料的寿命来决定是否安装新的保护层80。

或者，也可以将多个保护层80层叠于曝露区域68。如此一来，可以在剥离掉使用过的保护层80时使其正下方的新的保护层80外露而使用。

以下，对上述结构的低温泵10的动作进行说明。在低温泵10工作时，首先，在其工作之前利用其他适当的粗抽泵将真空腔室内部粗抽至1Pa左右。之后，使低温泵10工作。第1冷却台22及第2冷却台24通过制冷机16的驱动而分别被冷却至第1冷却温度及第2冷却温度。因此，分别与第1冷却台22及第2冷却台24热连接的第1级低温板18及第2级低温板总成20也分别被冷却至第1冷却温度及第2冷却温度。

入口低温板32冷却从真空腔室朝向低温泵10飞来的气体。在第1冷却温度下蒸气压充分变低的(例如10^-8Pa以下的)气体在入口低温板32的表面冷凝。该气体也可以称为第1种气体。第1种气体例如为水蒸气。如此，入口低温板32能够排出第1种气体。在第1冷却温度下蒸气压未充分变低的气体的一部分从进气口12进入内部空间14。或者，气体的另一部分被入口低温板32反射而未进入到内部空间14。

进入到内部空间14的气体被第2级低温板总成20冷却。在第2冷却温度下蒸气压充分变低的(例如10^-8Pa以下的)气体在吸附式低温板60的冷凝区域的表面冷凝。该气体也可以称为第2种气体。第2种气体例如为氮气(N₂)、氩气(Ar)。如此，第2级低温板总成20能够排出第2种气体。

在第2冷却温度下蒸气压未充分变低的气体吸附到吸附式低温板60的吸附区域66。该气体也可以称为第3种气体。第3种气体例如为氢气(H₂)。如此，第2级低温板总成20能够排出第3种气体。因此，低温泵10通过冷凝或吸附能够排出各种气体，从而能够使真空腔室的真空度提升至所希望的水平。

根据实施方式所涉及的低温泵10，曝露区域68被可拆卸的保护面76所覆盖。由于保护面76与第2级低温板总成20同样地被冷却至第2冷却温度，因此难再生气体会冷凝于保护面76上。难再生气体会附着于保护面76而将其污染，但保护面76能够拆卸。通过拆卸保护面76，被保护面76覆盖的清洁的面暴露在外。或者，通过安装新的保护面76，曝露区域68再次被保护。因此，低温泵10在进行维护时无需为了去除难再生气体等附着物而分解第2级低温板总成20并进行清洗。与未设置有这种可拆卸的保护面76的低温泵相比，能够轻松地进行低温泵10的维护。

尤其，如上所述，由于低温泵10为吸附材料非曝露型且吸附区域66配置于非曝露区域69，因此保护吸附区域66免受难再生气体的影响。因此，若通过保护面76的拆卸或更换去除了难再生气体，则第2级低温板总成20能够进行重复利用。如此，在低温泵10为吸附材料非曝露型时，尤其能够轻松地进行低温泵10的维护。

以上，基于实施例对本发明进行了说明。本领域技术人员理当可以理解本发明并不只限于上述实施方式，其能够进行各种设计变更且存在各种变形例，并且这种变形例也属于本发明的范围。

在上述实施方式中，举例说明了在非曝露区域69并未设置有保护层80的情况，但本发明并不只限于此。在一种实施方式中，非曝露区域69中的至少一部分(例如，非曝露区域69中的吸附区域66外侧的部分)被可拆卸的保护面76所覆盖也可。例如，保护层80可剥离地粘贴在非曝露区域69中的未粘接有活性碳等吸附材料的区域也可。

在上述说明中例示出了卧式低温泵，但本发明还可以应用于立式低温泵等其他低温泵中。另外，所谓立式低温泵是指：制冷机16沿着低温泵10的中心轴C而配设的低温泵。并且，低温泵的内部结构(例如，低温板的配置、形状及数量等)并不只限于上述特定的实施方式。可以适当采用各种公知的结构。

产业上的可利用性

本发明可以利用于低温泵及低温板的领域中。

符号说明

10-低温泵，12-进气口，66-吸附区域，68-曝露区域，69-非曝露区域，76-保护面，78a、78b-低温板基材，80-保护层。

Claims (10)

1.一种低温泵，其具备低温板总成，所述低温板总成具备：被排出气体通过低温泵进气口后沿直线路径能够到达的曝露区域、及被排出气体通过所述低温泵进气口后沿直线路径无法到达的非曝露区域，

所述非曝露区域具有能够吸附非冷凝性气体的吸附区域，所述曝露区域被可拆卸的保护面所覆盖。

2.根据权利要求1所述的低温泵，其还具备：

保护层，其由树脂或金属制成，且其可剥离地粘贴于所述曝露区域，从而提供所述可拆卸的保护面。

3.根据权利要求1或2所述的低温泵，其中，

在所述曝露区域层叠有多个保护层。

4.根据权利要求1或2所述的低温泵，其中，

所述低温板总成具备：无法吸附所述非冷凝性气体的第1低温板基材、及无法吸附所述非冷凝性气体的第2低温板基材，

所述第2低温板基材可拆卸地安装于所述第1低温板基材上，从而提供所述可拆卸的保护面。

5.根据权利要求1或2所述的低温泵，其中，

所述非曝露区域的至少一部分被所述可拆卸的保护面所覆盖。

6.根据权利要求1或2所述的低温泵，其还具备：

放射屏蔽件，从所述低温泵进气口沿轴向延伸为筒状，并且配置成包围所述低温板总成；及

制冷机，具备对所述放射屏蔽件进行冷却的高温冷却台及对所述低温板总成进行冷却的低温冷却台，并且所述低温冷却台被冷却至比所述高温冷却台更低的温度。

7.根据权利要求6所述的低温泵，其中，

所述低温板总成具备：多个低温板，均具有所述曝露区域及所述非曝露区域；及多个导热体，沿轴向排列成柱状，

所述多个低温板及所述多个导热体沿轴向层叠。

8.根据权利要求6所述的低温泵，其中，

所述低温板总成具备顶部低温板，所述顶部低温板为所述低温板总成中的在轴向上配置在最上方的低温板，

所述顶部低温板具备第1低温板基材及用于提供所述可拆卸的保护面的第2低温板基材，

所述第2低温板基材以其背面与所述第1低温板基材的正面接触并且覆盖所述第1低温板基材的整个正面的方式可拆卸地安装于所述第1低温板基材。

9.根据权利要求6所述的低温泵，其中，

所述低温板总成具备至少一个上部低温板，所述至少一个上部低温板配置于比所述低温冷却台更靠轴向上方位置，并且具有倒圆锥状的外周部，

被所述可拆卸的保护面所覆盖的所述曝露区域设置于所述倒圆锥状的外周部。

10.根据权利要求6所述的低温泵，其中，

所述低温板总成具备至少一个下部低温板，所述至少一个下部低温板配置于比所述低温冷却台更靠轴向下方位置，

被所述可拆卸的保护面所覆盖的所述曝露区域设置于所述至少一个下部低温板的外周部。

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