JP2010516939A - 圧力バーストが生じない大容量クライオポンプ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のクライオポンプ10は、少なくとも第1ステージおよび第2ステージを有する冷凍機と、前記第2ステージを囲み前記第1ステージと熱的に接触し、再生処理時に液体が通過できるようにする排出孔45を有する輻射シールド35と、主要な凝縮面15、吸着剤を有する保護面、および主要でない凝縮面25を含む第2ステージアレイ155を備え、吸着剤を担持し、前記第2ステージと熱的に接触する主要な排気面150と、排出孔45を覆うように配置され、排出孔45を通過しないように気体を再案内することにより当該気体が主要でない凝縮面25に凝縮することを防ぎ、主要な凝縮面15に凝縮するように気体を再案内する邪魔部材200とを備える。
【選択図】図5A
Description
チャンバ内のロボットや2段式冷凍機などの一部の構成品により、微振動または連続的な振動にさらされ得る。この構成では、第1の柱状の氷結体と第2の柱状の氷結体とが断続的に互いに接触することがある。この接触により、フレークが第1の柱状の氷結体または第2の柱状の氷結体から放出される場合があり、このフレークがその後で昇華することにより、前述した圧力急上昇を引き起こす可能性がある。
15,150 主要な凝縮面
15,415,2100 最上位のプレート
25,1600 主要でない凝縮面
30,105,570 真空容器
35,160,560,930 輻射シールド
40 環状空間
45,175 排出孔
55,F 氷結物(凝縮膜)
150,550 主要な排気面
155,1400 第2ステージアレイ
200 邪魔部材
455,920 円筒状のシールド
910,950 延設部
915 通路
922 第2ステージの円筒
955 シールドのフレア端部
2110 最上位のプレートの第1の部位
2115 最上位のプレートの第2の部位
Claims (58)
- 真空容器と輻射シールドとの間における流れを案内することにより、凝縮膜が成長する位置を制御する方法であって、
前記真空容器と前記輻射シールドとの間に形成された環状空間から前記流れを遮断すること、
前記流れを主要な排気面に再案内すること、および
前記主要な排気面において前記気体を凝縮させて氷結物を形成すること、
を含む、凝縮膜成長位置制御方法。 - 請求項1において、さらに、前記輻射シールドの下からの流れを遮断することを含む、凝縮膜成長位置制御方法。
- 請求項1において、さらに、前記輻射シールドの側方からの流れを遮断することを含む、凝縮膜成長位置制御方法。
- 少なくとも第1ステージおよび第2ステージを有する冷凍機と、
前記第2ステージを囲み前記第1ステージと熱的に接触し、再生処理時に液体が通過できるようにする排出孔を有する輻射シールドと、
主要な凝縮面、吸着剤を有する保護面、および主要でない凝縮面を含む第2ステージアレイを備え、吸着剤を担持し、前記第2ステージと熱的に接触する主要な排気面と、
前記排出孔を覆うように配置され、当該排出孔を通過しないように気体を再案内することにより当該気体が前記主要でない凝縮面に凝縮することを防ぎ、前記主要な凝縮面に凝縮するように気体を再案内する邪魔部材と、
を備えるクライオポンプ。 - 請求項4において、前記邪魔部材がU字形状であるクライオポンプ。
- 請求項4において、前記邪魔部材が、前記輻射シールドの底面に接続された第1のアーム部と、当該底面に接続された第2のアーム部と、前記第1のアーム部および前記第2のアーム部に接続された中間部とを有するクライオポンプ。
- 請求項4において、当該クライオポンプの再生処理時に極低温の液体が前記排出孔を通過できるように、前記邪魔部材が湾曲しているクライオポンプ。
- 請求項4において、さらに、前記輻射シールドの側壁に孔を備えており、当該孔を介した電気接続が可能なように構成され、かつ当該孔は閉塞されているクライオポンプ。
- 請求項4において、前記排出孔が円状であり、且つその寸法が、気体が通過して前記主要でない凝縮面に凝縮しないように最適化されているクライオポンプ。
- 請求項4において、前記輻射シールドが、前記主要な排気面に面する内面、および外面を有しており、前記邪魔部材が前記内面または前記外面のいずれかに接続されているクライオポンプ。
- 請求項4において、前記邪魔部材が接着によって接続されているクライオポンプ。
- 請求項4において、前記輻射シールドが、前記主要な排気面に面する円筒面を有しており、当該円筒面は気体流を通過させないクライオポンプ。
- 請求項4において、前記輻射シールドが、開口部と、孔を含まない中実な側壁とを有しており、これにより、当該開口部以外の方向から気体が進入して排気されることのないようにしたクライオポンプ。
- クライオポンプ用の輻射シールドであって、
底部、および当該底部に接続された側壁を有し、前記クライオポンプの主要な排気面を収容するのに十分な体積空間を有するハウジングと、
再生処理動作時に極低温の液体および気体が通過できるように前記ハウジングの底部に設けられた排出孔と、
前記排出孔を覆い、気体が前記排出孔を通って前記輻射シールドに進入して主要でない面で排気されることのないように当該気体の向きを変え、気体を前記クライオポンプの主要な排気面に再案内する邪魔部材と、
を備える輻射シールド。 - 少なくとも第1ステージ、および円筒を含む第2ステージを有する冷凍機と、
前記第2ステージを囲み、前記第1ステージと熱的に接触する輻射シールドと、
前記第2ステージの最も低温の部位と熱的に接触し、前記第2ステージの円筒を囲む第2ステージの円筒状のシールドと、
前記円筒状のシールドと、前記輻射シールドによって前記第1ステージと熱的に接触する延設部との間に形成された、均一な温度差を有する通路と、
を備えるクライオポンプであって、
前記通路は、気体分子を前記円筒状のシールドの低温面に確実に衝突させて凝縮させることにより、前記気体分子を前記円筒状のシールドに緊密に密着させ、前記第2ステージの冷凍機円筒に凝縮することを防ぎ、
前記円筒状のシールドは、前記延設部の近傍に位置するフレア端部を有しており、このフレア部により、前記延設部と前記円筒状のシールドとの間に、当該端部における氷結物が前記延設部に接触することを防ぐのに適切なクリアランスが形成されている、クライオポンプ。 - 請求項15において、前記クリアランスが0.25インチ(6.35ミリメートル)であるクライオポンプ。
- 請求項15において、前記円筒状のシールドが、前記延設部を囲んでいるクライオポンプ。
- 請求項15において、前記延設部が、少なくとも2つの面を有しており、当該少なくとも2つの面が、互いに直交しているクライオポンプ。
- 請求項15において、さらに、前記第2ステージと熱的に接触する主要な排気面を備えており、当該主要な排気面は、一体品である最上位のバッフルを有する複数のバッフルのアレイを含み、前記一体品は氷結物の一様な分布が可能なように構成されているクライオポンプ。
- 請求項19において、前記最上位のバッフルが切欠部を有しており、当該切欠部は、周囲の面に接触することなく氷結物が成長できるためのクリアランスを形成しているクライオポンプ。
- 請求項20において、前記切欠部が、2つの面が直交する形状であり、前記延設部の近傍に設けられているクライオポンプ。
- 請求項20において、前記切欠部が、前記延設部と前記最上位のバッフルとの間に0.25インチ(6.35ミリメートル)のクリアランス距離を形成しているクライオポンプ。
- 請求項15において、前記通路の幅に対する長さの比が5以上であるクライオポンプ。
- 請求項15において、前記延設部が、当該延設部と前記輻射シールドとを接続するブラケットを備えており、このブラケットが前記第1ステージと熱的に接触するクライオポンプ。
- 請求項19において、さらに、
前記複数のバッフルの少なくとも1つに担持された吸着剤を備えているクライオポンプ。 - 少なくとも第1ステージおよび第2ステージを有する冷凍機と、
前記第2ステージを囲み、前記第1ステージと熱的に接触する輻射シールドと、
吸着剤を担持し、前記第2ステージと熱的に接触し、主要な凝縮面、吸着剤を有する保護面、および主要でない凝縮面を含む主要な排気面と、
を備えるクライオポンプであって、
前記主要でない凝縮面が、気体が堆積して凝縮した際の堆積物における亀裂形成応力を軽減するように構成された面を含む、クライオポンプ。 - 請求項26において、前記亀裂形成応力を軽減するように構成された面により、低応力の堆積膜が形成されるクライオポンプ。
- 請求項26において、前記亀裂形成応力を軽減するように構成された面が、連続的な堆積膜が形成することを妨げるクライオポンプ。
- 請求項26において、前記亀裂形成応力を軽減するように構成された面が、前記主要でない凝縮面に設けられたパターンを含むクライオポンプ。
- 請求項26において、前記亀裂形成応力を軽減するように構成された面が、孔または曲げ部で構成されるグループから選択された構造を有する複数の突起部を含むクライオポンプ。
- 請求項26において、当該クライオポンプの前記主要でない凝縮面が、突起部を有する平面を含むクライオポンプ。
- 請求項26において、前記輻射シールドが、給電に用いられる密封された貫通孔を有するクライオポンプ。
- 請求項26において、前記輻射シールドが、パージ孔が位置する箇所に閉塞部材を備えているクライオポンプ。
- 請求項26において、前記輻射シールドが、排出孔を覆うようにして設けられた邪魔部材を備えており、これにより、前記主要でない凝縮面から前記主要な凝縮面に気体を再案内するクライオポンプ。
- 請求項26において、前記主要でない凝縮面に気体が堆積すると、前記亀裂形成応力を軽減するように構成された面に非連続的な膜が形成されるクライオポンプ。
- 請求項26において、前記主要な凝縮面が切欠部を有しており、この切欠部が、前記輻射シールドと接触している100°K(ケルビン)の面に氷結物が熱的に接触することを防ぐクライオポンプ。
- 請求項24において、前記亀裂形成応力を軽減するように構成された面によって、不均一な膜厚を有する堆積膜が形成され、この不均一な膜厚により、当該堆積膜の亀裂が防止されるクライオポンプ。
- 少なくとも第1ステージおよび第2ステージを有する冷凍機と、
前記第2ステージを囲み、前記第1ステージと熱的に接触する輻射シールドと、
吸着剤を担持し、前記第2ステージと熱的に接触する第2ステージアレイと、
少なくとも第1の部位および第2の部位に区切られた最上位のプレートを含む主要な排気面と、
を備えるクライオポンプであって、
前記第1の部位と前記第2の部位とが強固に接続されており、これにより、当該第1の部位および第2の部位に形成され堆積する凝縮物の相対運動を防止することができるクライオポンプ。 - 請求項38において、前記第1の部位と前記第2の部位とが、ブラケットおよび連結式のインターフェースのうち少なくとも1つによって接続されているか、または半田付けによって接続されているクライオポンプ。
- 請求項38において、前記最上位のプレートが、その最上位の平面において氷結物が一様に分布できるように構成されているクライオポンプ。
- 請求項38において、前記最上位のプレートが、その径方向面に切欠部を有しており、この切欠部が、前記輻射シールドと熱的に接触する延設部に氷結物が接触することを防ぐクライオポンプ。
- 請求項41において、前記切欠部が2つの面が直交する形状であるクライオポンプ。
- 請求項38において、前記最上位のプレートの前記第1の部位が、前記第2の部位に上方から一部重なり合っているクライオポンプ。
- 請求項38において、前記第2の部位が、前記第1の部位の上方から一部重なり合っているクライオポンプ。
- 請求項38において、前記最上位のプレートが少なくとも3つ以上の部位で形成されており、前記少なくとも3つ以上の部位は、互いに機械的に接続され、相対運動が妨げられているクライオポンプ。
- 請求項38において、前記最上位のプレートが、互いに接続された3つ以上の部位を含んでおり、これにより、当該3つ以上の部位に形成され堆積する凝縮物の運動が妨げられるクライオポンプ。
- 第1の部位および第2の部位で構成される主要な排気面における凝縮物の成長を管理する方法であって、
前記真空容器と前記輻射シールドとの間に形成された環状空間から気体の流れを遮断すること、
前記第1の部位および前記第2の部位で構成される前記主要な排気面に前記流れを再案内すること、
前記主要な排気面において前記気体を凝縮させて厚い氷結物を形成すること、および
前記第1の部位と前記第2の部位とを互いに強固に機械的に接続することにより、動作時において、前記第1の部位に堆積する凝縮物が、前記第2の部位に堆積する凝縮物を移動させたりこれに接触したりするのを防止すること、
を含む、凝縮物成長管理方法。 - 少なくとも第1ステージおよび第2ステージを有する冷凍機と、
前記第2ステージを囲み、前記第1ステージと熱的に接触する輻射シールドと、
吸着剤を担持し、前記第2ステージと熱的に接触し、主要な凝縮面、吸着剤を有する保護面、および主要でない凝縮面を含む第2ステージアレイと、
を備え、さらに、
前記主要でない凝縮面における凝縮物を最小限に抑える第1の構造体、または前記主要でない凝縮面に気体が堆積した際の凝縮物における亀裂形成応力を最小限に抑える第2の構造体を少なくとも備えるクライオポンプ。 - 請求項48において、前記第2の構造体が、突起部、中空の突起部、曲がった突起部またはこれらの組合せで構成されるグループから選択された構造を有する面であるクライオポンプ。
- 請求項48において、前記第1の構造体が、前記輻射シールドを貫通して形成された孔に対する少なくとも1つの邪魔部材を含み、当該少なくとも1つの邪魔部材は、動作時は気体を再案内し、再生処理時には液体が当該邪魔部材を介して通過できるようにするクライオポンプ。
- 請求項48において、前記主要な排気面が、一体品である最上位のプレートを含むクライオポンプ。
- 請求項48において、前記主要な排気面が、互いに強固に接続された第1の部位および第2の部位を有する最上位のプレートを含み、これにより、前記第1の部位に堆積する凝縮物が、前記第2の部位に堆積する凝縮物を移動させたりこれに接触したりすることが防止されるクライオポンプ。
- 請求項48において、前記凝縮物と、前記第1ステージの面に接する面との間の接触が最小限にされているクライオポンプ。
- 少なくとも第1ステージおよび第2ステージを有する冷凍機と、
前記第2ステージを囲み、前記第1ステージと熱的に接触する輻射シールドと、
主要な凝縮面、吸着剤を有する保護面、および主要でない凝縮面を含む第2ステージアレイと、
を備えるクライオポンプであって、
前記主要な凝縮面が、凝縮物の一様な分布にするように構成された平面を含むクライオポンプ。 - 請求項54において、前記平面が、水平かつ平坦な最上位のプレートである極低温ポンプ。
- 請求項55において、前記最上位のプレートが、その径方向の面に切欠部を有する極低温ポンプ。
- 請求項54において、前記最上位のプレートは、当該プレートにおける氷結物が円筒状に分布できるようにしている極低温ポンプ。
- チャンバにおける圧力急上昇を防止する方法であって、
前記チャンバから気体を排気して凝縮気体を形成する工程と、
内部応力を有する形態で前記凝縮気体が形成しないようにすることにより、当該凝縮気体がフレークを形成し放出されたフレークの温度が自然と上昇することで圧力急上昇を生じることのないようにする工程と、
を含む、圧力急上昇防止方法。
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