CN1882779A - 低温泵 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种低温泵(20)，其在使生产气体流入的处理腔(10)内被使用，具备第1级板、挡热板(24)和第2级板(28)，在上述挡热板(24)上设置用于使气体分子可流入的缺口、和防止热量因辐射从常温下的低温泵容器进入的附加密封件(34)，防止进入低温泵容器与挡热板之间的生产气体引起低温泵的性能下降。
Description
技术领域
本发明涉及低温泵，尤其涉及适用于喷镀装置或半导体制造装置的、在让生产气体流入的处理腔内使用并带挡热板的低温泵。
背景技术
在真空容器即处理腔内进行的喷镀作业首先用机械旋转泵抽成1Pa的低真空，接着使日本特开平5-321832号公报中记载的低温泵运转，使处理腔内为10-7Pa左右的高真空。然后，为了进行喷镀作业，导入Ar、N2等生产气体，多余的生产气体随着运转冷凝到低温泵中，使低温泵的性能下降。
即，以往用低温泵冷凝多余的生产气体，但由于低温泵结构的原因，生产气体进入泵容器与挡热板之间。这样一来，常温状态下的低温泵容器与挡热板之间的生产气体的气体分子从常温传递热量，使挡热板的温度上升，引起制冷能力下降，降低了冷凝性能。
下面参照图1详细说明使用了卧式制冷机的现有技术的一例。
作为处理腔的真空容器10与作为机械旋转泵的低真空泵12、低温泵20和生产气体导入口14相连，形成气密性，为了进行喷镀等处理，在内部设置了目标物16和晶片18，进行喷镀加工。
加工次序如下：
(1)用低真空泵12抽成1Pa的低真空。
如果真空到达一定程度以上的话，由于气体分子的热传导，低温泵20从常温吸入大量的热量，不能进行冷却。或者由于附着了过多的气体分子(尤其是H2O)等不能很好地工作，因此必须要用机械泵抽成真空。而且，如果只用机械旋转泵实现高真空的话，则必须高速旋转等，泵的负荷过大，或者从长时间运转的可靠性这一点来讲，高真空长时间运转低温泵20不可或缺。
(2)接着使低温泵20运转，将处理腔10内抽至10-7Pa左右的高真空。
低温泵20将百叶窗26和低温板(由于与第2(冷却)级22相连，因此也称为第2级板)28等冷却到气体分子固化温度以下，通过使气体分子冷凝固化或使活性炭冷却将气体分子吸附到这里，实现高真空。由于构成该低温泵20的卧式制冷机30的运转负荷比机械式泵的小，因此适于高可靠性地进行长时间高真空度的运转。
(3)为了进行喷镀作业，从生产气体导入口14导入Ar、N2等生产气体。
低温泵20一般使用第2级式GM(Gifford-McMahon，吉福特-麦克马洪式)制冷机30，在温度高的第1(冷却)级21上设置挡热板24，被覆第2(冷却)级22。挡热板24是为了阻挡从常温来的辐射热而设置的，抑制热量进入第2级22，提高制冷能力。而且，在挡热板24的顶端设置百叶窗26等，设置气体分子的入口。并且，由于百叶窗26被挡热板24冷却，因此使固化温度比较高的气体分子(尤其是H2O)等冷凝。而由于第2级22被冷却到10K左右的温度，因此使氢、氧、氮等冷凝。或者冷却低温板28中包含的作为吸附材料的活性炭，使气体吸附到该活性炭的细微孔穴中。
但是，此时Ar、N2等生产气体如箭头A所示那样进入真空容器10与挡热板24之间的密封容器空间25中，该生产气体的气体分子从常温将热量传递给挡热板24，使挡热板24的温度上升，使第2级22的制冷能力下降，降低了冷凝性能。
另外，日本特开昭60-228779号公报中记载了为了防止气体流入真空容器与挡热板之间而设置加强筋或凸缘而使间隙变窄、或者用隔热板堵塞入口的发明。
但是，存在结构变得复杂或者在低温板与挡热板接触时很难防止热的传递，而且带来成本增加的问题。
发明内容
本发明就是通过下述低温泵来解决上述问题的，该低温泵具备：极低温制冷机；由该极低温制冷机的第1级冷却的第1级板和挡热板；以及内包在该挡热板内、由上述极低温制冷机的第2级冷却、具有吸附材料的第2级板，该低温泵还具备：设置在上述挡热板上、用于使气体分子可以流入的缺口；以及用于防止热量因辐射从常温下的低温泵容器进入上述第2级板的附加密封件。
并且使上述缺口和附加密封件的位置在包围上述第2极板的挡热板上。
并且使上述附加密封件为通过附加密封件支持构件而被支持在上述挡热板上的部件。
并且，上述制冷机为卧式，使上述附加密封件为切去该制冷机部分后截面C字形状的部件。
并且使上述附加密封件的截面C字形的部分的长度为覆盖第2级板的长度。
或者上述制冷机为卧式或立式，使上述追加密封件为筒状。
并且使上述追加密封件为设置在上述挡热板上的凹部或凸部，在其侧面设置使用于气体分子可以流入的开口。
本发明提供具备上述低温泵的喷镀装置或半导体制造装置。
如果采用本发明，由于进入处理腔与挡热板之间的生产气体仅进入挡热板的内侧，被第2级板冷凝固化，或者被活性炭等吸附剂吸附，生产气体的气体分子不会引起从常温到挡热板的热传导，因此不会使挡热板的温度上升，不会降低制冷机的制冷能力，不会影响冷凝性能。并且，辐射热不会进入低温泵容器内尤其是第2级板内。
附图说明
图1是表示现有技术的配设在处理腔内的低温泵的一例的结构的剖视图。
图2是表示本发明的低温泵的第1实施形态配设在处理腔内的状态的剖视图。
图3是表示第1实施形态所使用的挡热板的形状的立体图。
图4是表示挡热板部分的结构的立体图。
图5是沿图4的V-V线的横截面图。
图6是表示本发明的低温泵的第2实施形态的主要部分的主视图。
图7是表示本发明的低温泵的第2实施形态的主要部分的立体图。
图8是表示本发明的低温泵的第3实施形态的主要部分的主视图。
图9是表示本发明的低温泵的第4实施形态的主要部分的主视图。
图10是表示本发明的低温泵的第4实施形态的主要部分的立体图。
图11是表示本发明的低温泵的第4实施形态的附加密封部分的俯视图。
具体实施方式
下面参照附图详细说明本发明的实施形态。
本发明的第1实施形态在与图1所示的现有技术例相同的低温泵中如图2所示那样在挡热板24上设置使气体分子可以流入的缺口，并且在其内侧设置由例如块状附加密封件支持部件32支持的附加密封件34，挡热板24为防止从常温下的低温泵容器辐射来的热量、并且使气体分子可以像箭头B所示那样流入该挡热板24的内部的部件。
上述挡热板24、附加密封件34、和低温板28的位置关系恰好与防止直射光射入第2级板28的位置相同。
即，如图3详细表示的那样，切去挡热板24的中央部分仅留下与卧式制冷机30的第1级21相连接的部分(图的右侧)。此时，切去与相连在第2级22上的第2级板28相对应的高度(图2的虚线C)正下面的部分，使吸入气体分子变得容易。
接着，以比挡热板24稍微小一点的外径形成附加密封件34，像图4所示那样通过例如4根附加密封件支持构件32设置在挡热板24的内部。附加密封件34如图5所示截面为C字形，形成切去了卧式制冷机30的部分的缺口。上述附加密封件34和附加密封件支持部件32的材质为铜，通过焊接等彼此热传导良好地紧密结合。并且，使挡热板24和附加密封件34在上下方向上稍微重叠，成为防止直射光射入的位置关系，防止辐射热的进入。
在现有技术的低温泵中，在生产气体进入之前挡热板24一般能够被冷却到80K左右，但当生产气体进入后，因热传导而温度上升到120K左右。而在本发明的第1实施形态设置了挡热板24和附加密封件34的情况下，能够冷却到没有生产气体状态的80K左右。
在本实施形态中，由于沿挡热板24的整个周设置有缺口，因此能够将大量的气体分子导入挡热板的内部。
另外，挡热板的结构并不局限于此，也可以像图6(整体图)和图7(表示盖部分的立体图)所示的第2实施形态那样，在挡热板24的整个周上的1个或者多个地方设置开口40，通过支持构件42在该开口40的外侧或内侧设置覆盖该开口40的盖44，作为防止直射光射入的位置关系防止辐射热进入，使气体分子像箭头D所示那样从其侧面的开口46流入。
或者，也可以像图8所示的第3实施形态那样使用截面为U字形的盖50，在其侧面设置开口52，使气体分子像箭头E所示那样从该开口52流入。
虽然上述实施形态的本发明都适用于具备卧式制冷机的低温泵，但也可以适用于如图9(低温泵的局部剖视图)和图10(该低温泵的立体图)所示的第4实施形态那样的具备立式制冷机31的低温泵。此时，附加密封件34的截面不需要采用C字型，也可以是图11所示的筒状。
另外，虽然在上述所有的实施形态中开口都设置在挡热板24的侧面上，但开口的设置位置并不局限于此，也可以设置在挡热板24的底面上。并且，低温板28具备的吸附材料也不局限于活性炭。
产业上的可利用性
本发明不仅适用于喷镀装置或半导体制造装置，而且可以用于所有用气体方法使低温泵动作的设备。
Claims (9)
1.一种低温泵，具备：极低温制冷机；由该极低温制冷机的第1级冷却的第1级板和挡热板；以及内包在该挡热板内、由上述极低温制冷机的第2级冷却、具有吸附材料的第2级板，其特征在于：
还具备：
设置在上述挡热板上、用于使气体分子可以流入的缺口；以及
用于防止热量因辐射从常温下的低温泵容器进入上述第2级板的附加密封件。
2.如权利要求1所述的低温泵，其特征在于：上述缺口和附加密封件的位置在包围上述第2级板的挡热板上。
3.如权利要求1或2所述的低温泵，其特征在于：上述附加密封件通过附加密封件支持构件而被支持在上述挡热板上。
4.如权利要求1至3中的任一项所述的低温泵，其特征在于：上述制冷机为卧式，上述附加密封件为切去该制冷机部分后截面C字的形状。
5.如权利要求4所述的低温泵，其特征在于：上述附加密封件的截面C字形的部分的长度为覆盖第2级板的长度。
6.如权利要求1至3中的任一项所述的低温泵，其特征在于：上述制冷机为卧式或立式，上述追加密封件为筒状。
7.如权利要求1或2所述的低温泵，其特征在于：上述追加密封件为设置在上述挡热板上的凹部或凸部，在其侧面设置有用于使气体分子可以流入的开口。
8.一种喷镀装置，其特征在于，具备权利要求1至7中的任一项所述的低温泵。
9.一种半导体制造装置，其特征在于，具备权利要求1至7中的任一项所述的低温泵。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |