DE69214845T2

DE69214845T2 - Kryopumpe mit differenzleistung

Info

Publication number: DE69214845T2
Application number: DE69214845T
Authority: DE
Inventors: Douglas Aitken; Allen Bartlett
Original assignee: Helix Technology Corp
Current assignee: Azenta Inc
Priority date: 1991-05-17
Filing date: 1992-05-13
Publication date: 1997-04-03
Anticipated expiration: 2012-05-14
Also published as: DE69214845D1; JP3192143B2; EP0678165A1; WO1992020918A3; US5211022A; JPH06507958A; WO1992020918A2; EP0678165B1

Description

Hintergrund

Derzeit erhältliche Kryopumpen, ob durch offene oder geschlossene Kryogenkreisläufe gekühlt, befolgen im allgemeinen das gleiche Entwurfskonzept. Eine Niedertemperaturanordnung einer zweiten Stufe, die normalerweise in einem Bereich von 4º bis 25º K arbeitet, bildet die primäre Pumpenoberfläche. Diese Oberfläche wird von einem Hochtemperaturzylinder umschlossen, der normalerweise in einem Temperaturbereich von 70º bis 130º K arbeitet, welcher Strahlungsabschirmung für die Niedertemperaturanordnung bietet. Die Strahlungsabschirmung enthält im allgemeinen ein Gehäuse, das geschlossen ist, mit Ausnahme an einer Kryoplatte der ersten Stufe, die zwischen der primären Pumpenoberfläche und der Prozeßkammer, die evakuiert werden soll, angeordnet ist. Diese Höhertemperatur-Kryoplatte einer ersten Stufe dient in der Pumpe für Gase mit einem höheren Siedepunkt, wie Wasserdampf.
Während des Betriebs werden Gase mit einem hohen Siedepunkt, wie Wasserdampf, auf der Kryoplatte der ersten Stufe kondensiert. Gase mit einem niedrigeren Siedepunkt passieren und gelangen in den Raum innerhalb der Strahlungsabschirmung und kondensieren an der Anordnung der zweiten Stufe. Eine Oberfläche, die mit einer adsorbierenden Substanz, wie Holzkohle, überzogen ist oder ein molekulares Sieb, das bei der oder unter der Temperatur der Anordnung der zweiten Stufe arbeitet, kann ebenso in diesem Raum vorgesehen sein, um die Gase mit einem sehr niedrigen Siedepunkt zu entfernen. Sind die Gase derart auf der Pumpenoberfläche kondensiert oder adsorbiert, so bleibt nur ein Vakuum in der Arbeitskammer.
In Systemen, die durch einen Kühler mit einem geschlossenen Kreislauf gekühlt werden, ist der Kühler üblicherweise ein zweistufiges Kühlgerät, das einen Kühlfinger besitzt, welcher sich durch die Strahlungsabschirmung erstreckt. Das kalte Ende der zweiten, kältesten Stufe des Kühlgerätes befindet sich an der Spitze des Kühlfingers. Die primäre Pumpenoberfläche, oder Kryoplatte, ist mit einer Wärmesenke am kältesten Ende der zweiten Stufe des Kühlfingers verbunden. Diese Kryoplatte kann eine einfache Metallplatte sein, eine Kalotte oder eine zylindrische Anordnung von metallischen Leitblechen, die um die Wärmesenke der zweiten Stufe angeordnet und mit ihr verbunden sind. Diese Kryoplatte der zweiten Stufe kann ebenso adsorbierende Substanzen für niedere Temperaturen unterstützen.
Die Strahlungsabschirmung ist mit einer Wärmesenke oder Wärmestation (heat station) am kältesten Ende der ersten Stufe des Kühlgeräts verbunden. Die Abschirmung umgibt die Kryoplatte der ersten Stufe derart, um sie vor Strahlungswärme zu schützen. Die Kryoplatte der ersten Stufe, welche die Strahlungsabschirmung schließt, wird gekühlt durch eine Wärmesenke der ersten Stufe durch die Abschirmung oder, wie in US-Patent No. 4,356,701 beschrieben, durch Thermostreben (thermal struts). Die Kryoplatte der ersten Stufe kann eine Winkelanordnung (chevron array) oder eine Kältedrosselklappe enthalten. Bei den meisten herkömmlichen Kryopumpen erstreckt sich der Kühlfinger des Kühlgeräts durch die Basis der schalenartigen Strahlungsabschirmung und ist konzentrisch. Bei anderen Systemen erstreckt sich der Kühlfinger durch die Seite der Strahlungsabschirmung. Eine derartige Anordnung ist für den zur Plazierung der Kryopumpe zur Verfügung stehenden Raum manchmal besser geeignet.
Bei vielen Vakuumprozessen wird die Zusammensetzung der Atmosphäre in der Prozeßkammer überwacht, typischerweise mit einem Restgasanalysator (RGA). Eine gängige Anwendung dieser Technik ist in einem Zerstäubungssystem, in welchem die Prozeßkammer bei einem Druck größer als 10&supmin;³ Torr arbeitet. Ein geringfügiges Lecken der Prozeßatmosphäre in Richtung des RGA ist zugelassen, wo sie analysiert wird. Da RGAs auf Arbeitspunkte bei 10&supmin;&sup5; Torr, und vorzugsweise weniger als 10&supmin;&sup6; begrenzt sind, muß der RGA isoliert sein und getrennt auf einen niedrigeren Druck gepumpt werden. Bei derartigen Prozessen wird eine zweite Hochvakuumpumpe benutzt, um den RGA auf seinen Arbeitsdruck zu pumpen.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung stellt eine Kryopumpe zur Verfügung, die in der Lage ist, eine Prozeßkammer auf einen ersten Druck zu pumpen und die ebenso in der Lage ist, eine zweite Kammer differenziell auf einen zweiten Druck zu pumpen, der wesentlich geringer ist als der erste Druck. Diese Fähigkeit differenziell zu pumpen ist besonders dazu sinnvoll, eine getrennte Kammer wie einen RGA auf einem Druck zu halten, der wesentlich geringer ist als der Prozeßkammerdruck, ohne eine zweite Pumpe zu benötigen.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Kryopumpe ein Kühlgerät auf, das erste und zweite Stufen besitzt. Eine Kryoplatte einer ersten Stufe steht in thermischem Kontakt mit einer Wärmesenke auf der ersten Stufe und wird auf einer höheren Temperatur als die zweite Stufe gehalten, um Gase zu kondensieren, die bei einer höheren Temperatur kondensieren. Die Kryoplatte der ersten Stufe kann eine Fronteinlaß-Blendscheibe aufweisen oder eine Winkelanordnung (chevron array) aus Leitblechen. Eine Kryoplatte der zweiten Stufe ist umgeben von einer Strahlungsabschirmung und weist eine Anordnung von Leitblechen auf, die an eine Wärmesenke auf der zweiten Stufe gekoppelt sind und mit dieser in engem thermischen Kontakt stehen, um Gase zu kondensieren, die bei niedriger Temperatur kondensieren.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung erstreckt sich ein Bauteil durch die Strahlungsabschirmung in einen Bereich, der von einer Anordnung der zweiten Stufe umgeben ist. Der Bereich weist eine Stelle auf, an der Gase mehrmals mit der Anordnung in Berührung kommen, um den Bereich zu erreichen. Da die meisten Gase nach zwei Berührungen aufgefangen sind, ist der Druck in dem Bereich wesentlich geringer als der Druck außerhalb der Anordnung der zweiten Stufe. Typischerweise ist der Druck in dem Bereich zwei bis sechs Größenordnungen geringer als der Druck in der Prozeßkammer. Das Bauteil weist einen Anschluß auf, um Zugang zu dem Bereich mit wesentlich geringerem Druck zu erhalten, so dient es als Leitung und stellt eine differenziell pumpende Quelle (source) zur Verfügung, die in der Lage ist, einen Druck zu erzeugen, der niedriger ist als der Druck außerhalb der Anordnung der zweiten Stufe. Dieser Zugang kann sich auf Umgebungstemperatur befinden und ist daher von der Anordnung der zweiten Stufe getrennt, obwohl er sich innerhalb der Anordnung befindet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die oben beschriebene Kryopumpe an eine Prozeßkammer gekoppelt. Ein RGA ist ebenfalls an die Prozeßkammer gekoppelt, um die Zusammensetzung der Prozeßatmosphäre zu überwachen. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist der RGA an das Bauteil gekoppelt, um Zugang zum Niederdruckbereich innerhalb der Anordnung der zweiten Stufe zu erhalten. Das Bauteil stellt eine Quelle für differenzielles Pumpen zum RGA zur Verfügung, um diesen bei niedrigem Druck zu betreiben. Als solches pumpt eine einzelne Kryopumpe die Prozeßkammer auf einen Prozeßdruck und bietet für den RGA differenzielles Pumpen auf einen wesentlich geringeren Druck.
Die Erfindung ist insbesondere für Kryopumpen mit seitlichem Zugang von Nutzen, da sie eine bislang nicht genutzte Öffnung in der Anordnung der zweiten Stufe vorteilhaft nutzt, um auf den Niederdruckbereich zuzugreifen. Daher muß bei Kryopumpen mit einem seitlichen Zugang die Kompaktheit der Anordnung nicht durch Zugreifen auf den Niederdruckbereich beeinträchtigt werden. Das Bauteil erstreckt sich als solches durch die Öffnung in der Anordnung, im wesentlichen senkrecht zu der Anordnung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die vorher genannten und andere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden, detaillierteren Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, wie in den zugehörigen Zeichnungen dargestellt, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Gegenstände in verschiedenen Darstellungen bezeichnen, offensichtlich. Die Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, vielmehr wurde der Schwerpunkt auf die Darstellung des Prinzips der Erfindung gelegt.
Fig. 1 ist eine Ansicht im längsverlaufenden Querschnitt eines herkömmlichen Kryopumpensystems.
Fig. 2 ist eine Ansicht im längsverlaufenden Querschnitt eines Kryopumpensystems in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3 ist eine Ansicht der Anordnung der zweiten Stufe, die die vorliegende Erfindung beeinhaltet, in einem längsverlaufenden Schnitt entlang einer Ebene senkrecht zu der Ansicht in Figur 2.
Fig. 4 ist eine Schnittansicht der Anordnung der zweiten Stufe von Figur 2, entlang einer Linie 4-4.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Ein herkömmliches Kryopumpensystem, das einen Restgasanalysator (RGA) 7 besitzt, um die Zusammensetzung der Atmosphäre in einer Prozeßkammer 13 zu überwachen, ist in Fig. 1 dargestellt. Eine Kryopumpe 6 weist ein Kryopumpengehäuse 12 auf, das entweder direkt an der Prozeßkammer entlang eines Flansches 14 oder an einem dazwischen liegenden Schieberventil, das sich zwischen ihr und der Prozeßkammer befindet, befestigt ist. In dieser Darstellung ist die Kryopumpe an eine Leitung 15 angebaut, die mit der Prozeßkammer 13 verbunden ist. Die Leitung 15 weist ein Schieberventil 17 auf, das dazu verwendet werden kann, die Kryopumpe von der Prozeßkammer zu isolieren.
Der RGA 7 ist, zur Überwachung der Zusammensetzung der Prozeßatmosphäre, durch eine Leitung 8 an die Prozeßkammer gekoppelt. Während des Betriebs erhält der RGA kleine Proben (d.h. bei niedriger Durchflußrate) der Prozeßatmosphäre über die Leitung 8 zur Analyse. Das Probengas wird ionisiert und dann durch ein massenselektives Filter geschickt, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das mit dem vorhandenen Gas korrespondiert. Wie auch immer, RGAs sind begrenzt auf Arbeitspunkte bei Drücken von 10&supmin;&sup5; Torr und darunter. Arbeitet der Prozeß bei einem Druck geringer als 10&supmin;&sup5; Torr, benötigt der RGA daher eine getrennt pumpende Quelle. Eine gängige Anwendung dieser Technik ist in einem Zerstäubungssystem, wo die Prozeßkammer bei einem Druck größer als 10&supmin;³ Torr arbeitet. Typischerweise wird ein zweiter Pumpenmechanismus bereitgestellt, um den RGA in einem Zerstäubungssystem zu unterstützen. Ein solcher Pumpenmechanismus kann eine Turbopumpe 9 aufweisen, die von einer Vorpumpe 10 unterstützt wird. Die Turbopumpe 9 wird dazu verwendet, die Gasmoleküle zur Vorpumpe 10 zu bringen, die die Gase ausstößt. Als Alternative wurde eine zweite Kryopumpe benutzt. Dieser Pumpenmechanismus versorgt den RGA letztlich mit einem Druck von weniger 10&supmin;&sup6; Torr. Dieser Druck ist drei Größenordnungen geringer, als der der Prozeßkammer.
Wie in Figur 2 dargestellt, weist die vorliegende Erfindung eine Kryopumpe 5 auf, die in der Lage ist, die Prozeßkammer 13 auf einen ersten Druck zu pumpen, während sie gleichzeitig in der Lage ist, differenziell eine zweite Kammer (d.h. RGA) auf einen wesentlich geringeren Druck zu pumpen. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Kryopumpe 5 ein Kryopumpengehäuse auf, das an eine Leitung 15 angebaut ist, welche an die Prozeßkammer 13 gekoppelt ist. Die Frontöffnung 16 in dem Behälter 12 ist mit der kreisförmigen Öffnung in der Prozeßkammer 13 verbunden. Ein zweistufiger Kühlfinger 18 eines Kühlgerätes steht in den Behälter 12 durch ein zylindrisches Teil 20 des Behälters vor. Das Kühlgerät kann ein Gifford- MacMahon-Kühlgerät, wie in US-Patent Na. 3,218,815 von Chelis et al. beschrieben, sein. Ein zweistufiger Verdrängungskolben in dem Kühlfinger 18 wird durch einen Motor 22 angetrieben. In jedem Zyklus wird Heliumgas, das unter Druck in den Kühlfinger eingebracht wurde, ausgedehnt und daher gekühlt und dann durch eine Leitung ausgestoßen. Eine Wärmesenke oder Wärmestation 28 (heat station) einer ersten Stufe ist an dem kalten Ende der ersten Stufe 29 des Kühlgeräts befestigt. In ähnlicher Weise ist eine Wärmesenke 30 an dem kalten Ende der zweiten Stufe 32 befestigt.
Eine primäre Pumpenoberf läche ist eine Anordnung aus Leitblechen 34, die an der Wärmesenke 30 der zweiten Stufe befestigt sind. Diese Anordnung wird vorzugsweise auf einer Temperatur unter 20 K gehalten, um Gase zu kondensieren, die bei niedrigen Temperaturen kondensieren. Eine kalottenförmige Strahlungsabschirmung 36 ist an die Wärmesenke 28 der ersten Stufe angefügt. Die zweite Stufe 32 des Kühlfingers erstreckt sich durch eine Öffnung in der Strahlungsabschirmung. Diese Abschirmung umgibt die Anordnung 34 der zweiten Stufe auf der Rückseite und den Seiten der Anordnung, um das Aufheizen der Anordnung durch Strahlung zu minimieren. Vorzugsweise beträgt die Temperatur dieser Strahlungsabschirmung weniger als ca. 130 K.
Eine sekundäre Pumpenoberfläche weist eine Frontblendenscheibe 33 auf, die in thermischem Kontakt mit der Strahlungsabschirmung 36 steht, wobei sie für beides, als Strahlungsabschirmung für den Pumpenbereich der zweiten Stufe und als Kryopumpenoberfläche für Gase dient, die bei höheren Temperaturen kondensieren. Die Blendenscheibe 33 besitzt eine Vielzahl von Öffnungen 35, die den Durchfluß von Gasen mit einer niedrigeren Siedepunkttemperatur zu der Anordnung der zweiten Stufe begrenzen.
Die Blendenscheibe arbeitet in selektiver Art und Weise, da sie annäherungsweise auf der Temperatur der Wärmesenke (zwischen 77 K und 130 K) der ersten Stufe gehalten wird. Während die Gase mit einer höheren Kondensationstemperatur auf der Leitblechplatte selbst gefrieren, begrenzen die Öffnungen 35 den Durchgang dieser bei niedrigeren Temperaturen kondensierenden Gase zu der zweiten Stufe. Durch Begrenzung des Durchflusses zu dem inneren Pumpenbereich der zweiten Stufe, wird einem gewissen Prozentsatz von Inertgasen erlaubt, in dem Arbeitsraum zu bleiben, um einen gemäßigten Druck (typischerweise 10&supmin;³ Torr oder größer) von Inertgas für optimales Zerstäuben zur Verfügung zu stellen. Zusammenfassend läßt sich sagen, von den Gasen die an dem Eingang 16 der Kryopumpe ankommen, werden Gase, die bei höheren Temperaturen kondensieren, aus der Umgebung entfernt, während der Durchfluß von Niedertemperaturgasen auf die Pumpenoberfläche der zweiten Stufe begrenzt wird. Die Durchflußbegrenzung resultiert in einem höheren Druck in der Arbeitskammer.
Wie am besten in Figur 3 gezeigt, besteht die Anordnung 34 der zweiten Stufe aus zwei getrennten Gruppen von halbkreisförmigen Leitblechen 48 und 50, die an jeweiligen Trägern 52 und 54 befestigt sind, welche wiederum an der Wärmesenke 30 befestigt sind. Die Träger sind flache L-förmige Stäbe, die sich querstehend zu dem Kühlfinger 32 auf gegenüberliegenden Seiten der Wärmesenke 30 erstrecken. Die Anordnung enthält drei unterschiedliche Arten von Leitblechen, ähnlich denen in US-Patent No. 4,555,907 von Bartlett beschrieben. Ein oberes Leitblech 56 ist eine vollkreisförmige Scheibe, die einen kegelstumpfförmigen Rand 58 besitzt. Das Leitblech 56 überbrückt die zwei Träger 52 und 54 und ist an der Wärmesenke 30 angebracht. Die verbleibenden zwei Arten von Leitblechen 66 und 76 sind halbkreisförmig und besitzen ebenso kegelstumpfförmige Ränder 68 bzw. 78. Paare aus Leitblechen 76 bilden vollkreisförmige Scheiben; wobei Leitbleche 66 ausgeschnitten sind, um einen Zwischenraum für den Kühlfinger 32 der zweiten Stufe zu schaffen.
Adsorbierende Substanzen aus Holzkohle können auf die oberen flachen Oberflächen der Leitbleche 66 und 80 aufgebracht werden. Wird eine größere Menge adsorbierender Substanzen benötigt, so können adsorbierende Substanzen auch auf die unteren Oberflächen beider, der flachen Bereiche und der kegelstupfförmigen Ränder aufgebracht werden. Die kegelstumpfförmigen Ränder fangen kondensierbare Gase ein und kondensieren sie. Dies verhindert, daß die adsorbierenden Substanzen vorzeitig gesattigt werden. Die vielen Leitbleche stellen große Oberflächenbereiche für beides, das Kondensieren und das Adsorbieren von Gasen zur Verfügung. Die Träger 52 und 54 stellen hochleitfähige thermische Pfade von den Leitblechen zu der Wärmesenke (heat station) 30 zur Verfügung. Vorzugsweise werden die Leitbleche, die Träger und die Wärmesenke (heat station) aus nickelüberzogendem Kupfer gebildet.
Die Leitbleche entfernen Gase aus der Prozeßkammer durch Einfangen und Immobilmachen auf kryogenisch gekühlten Oberflächen. Da Gasmoleküle die Oberflächen der Anordnung berühren, werden sie gekühlt und an diesen Oberflächen gefroren. Eine typische Wahrscheinlichkeit für eine Einfachberührung beträgt 0,9 oder mehr. Daher entfernen drei Berührungen auf einer kalten Oberfläche der Anordnung 99,9% der Gase. Innerhalb der Anordnung existiert ein Bereich, in dem alle Gase mehrere Berührungen durchführen müssen, um den Bereich zu erreichen. Daher ist der Druck innerhalb des Bereichs wesentlich geringer als der Druck außerhalb der Anordnung, welcher wiederum aufgrund der Blendscheibe 33 wesentlich geringer ist als der in der Prozeßkammer. Experimente haben gezeigt, daß der Druck innerhalb dieses Bereiches zwei bis sechs Größenordnungen geringer ist als der Druck in der Prozeßkammer.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung erstreckt sich ein zylindrisches Bauteil 38 in die Anordnung 34, um Zugang zu dem Niederdruckbereich zu erhalten. Genauer, das Bauteil 38 erstreckt sich durch die Strahlungsabschirmung 36 in den Niederdruckbereich 39, der sich innerhalb der Anordnung zwischen den Trägern 52 und 54 befindet. Ein Flansch 40 bildet eine Dichtung zwischen dem Bauteil 38 und dem Kryopumpengehäuse 12. Wie auch immer, keine physische Dichtung (physical seal) existiert in dem Bereich 44, um den Niederdruckbereich 39 von dem Bereich höheren Drucks außerhalb der Anordnung zu isolieren. Gasmoleküle, die in den Bereich 44 eintreten, werden entweder von dem warmen Bauteil 38 abgelenkt und auf einer kalten Oberfläche der Anordnung eingefangen oder werden auf einem der Träger 52 oder 54 eingefangen. Daher wird in dem Bereich 44 keine physische Dichtung benötigt.
Eine Kryodichtung vielmehr erhält die Druckdifferenz von mindestens zwei Größenordnungen und bis zu sechs Größenordnungen. Das Bauteil 38 erstreckt sich durch die Öffnung 80 in der Anordnung aus Leitblechen, in einer im wesentlichen senkrechten Richtung zu den Leitblechen. An dem distalen Ende des Bauteils ist eine Öffnung 41 vorgesehen, um Zugang zu dem Niederdruckbereich 39 zu schaffen, daher eine differenziell pumpende Quelle zu schaffen, die in der Lage ist, Drücke zu erreichen, die wesentlich geringer sind als der Prozeßdruck oder der Druck außerhalb der Anordnung.
Zurück zu Figur 2, der RGA 7 ist an die Prozeßkammer 8 gekoppelt, um die Zusammensetzung der Prozeßatmosphäre zu überwachen und ist weiterhin an das Bauteil 38 über die Leitung 11 gekoppelt, als Zugang zu dem Niederdruckbereich 39. Das Bauteil bietet differenzielles Pumpen zum RGA, zum Betrieb bei dem niedrigen Druck, der typischerweise zwei bis sechs Größenordnungen geringer ist als der Prozeßkammerdruck. Als solches ist die Kryopumpe 5 in der Lage, die Prozeßkammer auf einen Prozeßdruck zu pumpen und unabhängig den RGA auf einen wesentlich geringeren Druck zu pumpen.
Das differenzielle Pumpen aus einem interen Bereich innerhalb der Anordnung der zweiten Stufe vermeidet die Notwendigkeit für eine getrennte Pumpe nur für den RGA. Weiterhin wird im Gegensatz zu einer turbomolekularen Pumpe ein erhöhtes Signalzu -Rauschverhältnis erreicht, durch geringeren partiellen Druck und weniger Verschmutzung.
Während die Erfindung in Einzelheiten gezeigt und beschrieben wurde, unter Bezug auf deren bevorzugte Ausführungsform, wird es für den Fachmann verständlich sein, daß verschiedene Änderungen in Form und Detail durchgeführt werden können, ohne die Idee und den Bereich der Erfindung zu verlassen, wie er durch die angefügten Ansprüche definiert ist. Zum Beispiel, obwohl eine flache Pumpe gezeigt ist, kann die Erfindung ebenso mit einer Kryopumpe genutzt werden, in der der Kühlfinger des Kühlgeräts koaxial mit der Anordnung ist. Der Vorteil des gezeigten Systems liegt darin, daß die Ausgestaltung der Anordnung des Patents No. 4,555,907 von Bartlett ein offenes Volumen zwischen den Trägern 52 und 54 läßt. Die einzige Änderung zu der Kryopumpe ist das Zylinderbauteil 38, das sich durch die Basis des Gehäuses 12 und der Strahlungsabschirmung 36 erstreckt.
Das differenzielle Pumpen ist nicht beschränkt auf RGAs, sondem besitzt Anwendung, wo immer zwei Drücke von hohem Druckunterschied benötigt werden.

Claims

1. Ein Kryopumpensystem, aufweisend:

Ein Gehäuse, das eine Hauptöffnung besitzt;

eine Anordnung von Leitblechen, gekoppelt an eine und in engem thermischen Kontakt mit einer Wärmesenke auf einem Kühlgerät, um ein Vakuum durch die Hauptöffnung zu ziehen;

eine Leitung, die sich durch das Gehäuse und gegen dieses abgedichtet in einen Niederdruckbereich innerhalb der Anordnung erstreckt, jedoch ohne physikalische Verbindung zu der Anordnung; und

eine Einheit, die derart an die Leitung gekoppelt ist, daß der Niederdruckbereich innerhalb der Anordnung ein Vakuum in die Einheit zieht, bei einem niedrigeren Druck als das Vakuum durch die Hauptöffnung.

2. Ein Kryopumpensystem nach Anspruch 1, bei dem das Kühlgerät erste und zweite Stufen aufweist;

eine Kryoplatte der ersten Stufe in thermischem Kontakt mit einer Wärmesenke auf der ersten Stufe steht und auf einer höheren Temperatur als die zweite Stufe gehalten wird, um Gase zu kondensieren, die bei höheren Temperaturen kondensieren;

eine Kryoplatte der zweiten Stufe die von einer Strahlungsabschirmung umgeben ist und eine Anordnung von Leitblechen aufweist, die an eine Wärmesenke auf der zweiten Stufe gekoppelt und in engem thermischen Kontakt mit dieser sind, um Gase zu kondensieren, die bei niedrigen Temperaturen kondensieren; und

die Leitung sich durch die Strahlungsabschirmung in einen Bereich, der von der Anordnung der zweiten Stufe umgeben ist, erstreckt.

3. Ein Kryopumpensystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Bereich der von der Anordnung der zweiten Stufe umgeben ist, einen Druck aufweist, der um mindestens zwei Größenordnungen geringer ist als der einer Prozeßkammer.

4. Ein Kryopumpensystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem sich die ersten und zweiten Stufen durch eine Seite der Strahlungsabschirmung erstrecken, im wesentlichen parallel zu der Kryoplatte der ersten Stufe.

5. Ein Kryopumpensystem nach Anspruch 4, bei dem sich die Leitung durch eine Öffnung in der Anordnung aus Leitblechen erstreckt, in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zu der Anordnung.

6. Ein Kryopumpensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend einen Restgasanalysator, der angekoppelt ist, um Gasrückstände aus einem Volumen außerhalb der Anordnung zu erhalten und der an die Leitung angekoppelt ist, um den Restgasanalysator mit einem niedrigeren Druck zu versorgen.

7. Ein Verfahren zur Analyse von Gasrückständen in einer Vakuumkammer, aufweisend:

Evakuieren der Vakuumkammer unter Verwendung einer Kryopumpe, die eine kryogenisch gekühlte Anordnung aus Leitblechen aufweist;

koppeln eines Restgasanalysators an die Vakuumkammer und an einen Niederdruckbereich innerhalb der Anordnung aus Leitblechen, derart, daß der Restgasanalysator differenziell von dem Niederdruckbereich innerhalb der Leitblechanordnung gepumpt wird;

analysieren der Gase, die den Restgasanalysator von der Vakuumkammer zu dem Niederdruckbereich innerhalb der Anordnung aus Leitblechen passieren.