JP5090200B2 - クライオパネル及びこれを用いたクライオポンプ - Google Patents

Description

本発明は、クライオポンプに用いられるクライオパネル及びこれを用いたクライオポンプに関する。

半導体製造装置では、高真空を実現するためにクライオポンプが用いられている。クライオポンプは、真空容器内のクライオパネルを冷却し、分子を凝固又は吸着させることによって高真空を実現する。

従来のクライオパネルは、冷却機のステージに結合され、表面がガス流入方向に向けて（水平に）配設される円板状パネルと、この円板状パネルの裏面側に配設されてガス流入方向の下流の方向に延伸する複数の細長板状パネルとを備える。

処理チャンバ内の気体は、真空容器の上部開口より流入し、水分子は主にクライオパネルの上方に配設されるルーバで凝固され、水分子以外のアルゴンや窒素は主に円板状パネルで凝固され、極低温で凍結しない水素やヘリウム等は、細長板状パネルの両面に形成される吸着層に吸着される（例えば、特許文献１参照）。

また、さらに吸着性能を向上させるために、クライオパネルを輻射熱から保護するためのシールドの内面と、このシールドの上部に取り付けられるルーバの下向きの面とに黒色クロムメッキを施したクライオポンプが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平２−３０８９８５号公報 特開平５−１７２０５４号公報

ところで、クライオポンプの主要性能である水素排気速度を向上させるためには、水素分子が吸着層に吸着される確率を向上させなければならない。

しかしながら、特許文献１に記載されているような従来のクライオパネルでは、吸着層が形成される細長板状パネルは、円板状パネルの裏面側（ガス流入方向において円板状パネルよりも下流側）だけに設けられており、また、平面視において、真空容器内で円板状パネルが占める面積比率が大きいため、構造上、排気速度が制限されていた。また、細長板状パネルは、円板状パネルの陰となる真裏では、特に凝固・吸着効率が低かった。

また、特許文献２に記載のクライオポンプにおいても、クライオパネル自体の構造は特許文献１のものと同様であり、吸着層が形成される細長板状パネルは、円板状パネルの裏面側（ガス流入方向において円板状パネルよりも下流側）だけに設けられているため、構造上、排気速度が制限され、円板状パネルの陰となる真裏では、特に凝固・吸着効率が低下するという課題があった。

そこで、本発明は、排気速度と凝固・吸着効率を向上させたクライオパネル及びこれを用いたクライオポンプを提供することを目的とする。

本発明の一局面のクライオパネルは、ガス流入口を有する真空容器と、前記真空容器内に配設されるステージを有し、当該ステージを冷却する冷凍機とを備え、前記ガス流入口から前記真空容器内に流入する分子を凝固又は吸着させるクライオポンプに用いるクライオパネルであって、前記ステージにより保持されて冷却され、一方の面が前記ガス流入口の開口面に向けて配置される第１パネルと、前記第１パネルに支持され、ガス流入方向において前記第１パネルの上流方向に延伸し、少なくとも一方の面に吸着材層が配設される第２パネルとを含み、前記第１パネルは、円板状のパネルであり、かつ、前記第２パネルは、前記円板状の第１パネルの外周方向において放射状に配置される面を有する複数の細板状のパネルであることを特徴とする。

また、前記第２パネルは、前記円板状の第１パネルの外周方向において等角度間隔で放射状に配置されることとしてもよい。

また、前記第２パネルの外縁は、前記円板状の第１パネルの径方向において、前記第１パネルの外縁よりも外側にあってもよい。

また、前記第２パネルは、前記円板状の第１パネルの径方向における中心部において、互いに離間されてもよい。

また、前記第２パネルは、ガス流入方向において前記第１パネルの下流方向にも延伸されてもよい。

また、前記第２パネルは、前記第１パネルに支持される支持部から離れるほど幅が狭くなってもよい。

また、前記第１パネルは、当該第１パネルを厚さ方向に貫通する孔部を有してもよい。

また、イオン注入装置用のクライオポンプに用いられる、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のクライオパネル。

本発明の一局面のクライオポンプは、前記いずれかに記載のクライオパネルと、開口部を有し、前記クライオパネルを内部に収容し、前記開口部が前記真空容器のガス流入口に向くように前記冷凍機に接続され、前記クライオパネルを前記真空容器の輻射熱から保護するシールドと、前記シールドの前記開口部に取り付けられるルーバとを含み、前記ルーバの前記ガス流入方向における下流側の面には黒色処理が施される。

本発明によれば、排気速度と凝固・吸着効率を向上させたクライオパネル及びこれを用いたクライオポンプを提供できるという特有の効果が得られる。

以下、本発明のクライオパネル及びこれを用いたクライオポンプを適用した実施の形態について説明する。

図１は、本実施の形態のクライオパネルが用いられるクライオポンプの構造を示す図である。クライオポンプ１は、真空容器２、冷凍機３、シールド４、及びクライオパネル１０を含む。

真空容器２は、上部開口２Ａを介して、例えば、スパッタ装置やイオン注入装置等の半導体製造装置のプロセスチャンバ（図示せず）に接続される。真空容器２の内部には、冷凍機３のシリンダ（符号６及び７）、シールド４、及びクライオパネル１０が配設される。

なお、真空容器２には、粗引き用のポンプ及びパージガス導入用の配管（共に図示せず）が接続され、また、真空容器２とプロセスチャンバとの間にはゲートバルブ（図示せず）が配設される。

冷凍機３には、圧縮機５が接続される。

圧縮機５は、ヘリウムガス等の冷媒ガスを昇圧して冷凍機３に送り、また冷凍機３で断熱膨張した冷媒ガスを回収して再び昇圧する。

冷凍機３は、２段式のＧＭ（Gifford-McMahon）型冷凍機であり、第１段シリンダ６、第２段シリンダ７、及びモータ（図示せず）を含む。第１段シリンダ６と第２段シリンダ７には、互いに連結される第１段ディスプレーサ６Ａ及び第２段ディスプレーサ７Ａがそれぞれ内蔵されており、モータによって図中左右方向に往復動されることにより、断熱膨張による寒冷が発生される。

第１段シリンダ６の外周には、第１段冷凍ステージ８Ａがろう付される。シールド４は、この第１段冷凍ステージ８Ａによって保持される。

このシールド４は、真空容器２の輻射熱からクライオパネル１０を保護するためのカップ形状の銅製又はアルミニウム製の部材であり、外側の面にはニッケルメッキ処理が施され、内側の面には黒色クロムメッキ処理が施されている。これは、シールド４の外側では真空容器からの輻射熱を反射させるためにニッケルメッキ処理が適しており、また、内側では、クライオパネル１０への熱侵入を防ぐために、熱を吸収する必要があるためである。

このシールド４の上部開口にはルーバ９が配設される。このルーバ９は銅製の円環状のルーバ片が同心円状に配列されたものであり、その表面にはニッケルメッキ処理が施されている。また、このルーバ９は、真空容器２の上部開口２Ａに近接して配設され、シールド４の内側に渡されたステー９Ａによって支持されている。シールド４及びルーバ９は、第１段冷凍ステージ８Ａによって３０〜１００Ｋに冷却される。

また、第２段シリンダ７の外周には、第２段冷凍ステージ８Ｂがろう付けされる。クライオパネル１０は、この第２段冷凍ステージ８Ｂによって保持され、４〜２０Ｋに冷却される。

ここでは、プロセスチャンバ内に、水分子、アルゴン、窒素、水素、ネオン、及びヘリウムが存在するものとして説明する。シールド４及びルーバ９を３０〜１００Ｋに冷却すると共に、クライオパネル１０を４〜２０Ｋに冷却すると、水分子は主にシールド４及びルーバ９で凝固され、水分子以外のアルゴンや窒素は主にクライオパネル１０で凝固される。また、水素、ネオン、ヘリウム等は主にクライオパネル１０の表面に形成される活性層（層状の活性炭、以下同様）に吸着される。これにより、プロセスチャンバは排気されて高真空に保持される。

なお、プロセスチャンバ内のガスは、上部開口２Ａを介して真空容器２内に流入する。ここでは、ガスの流入方向とは、真空容器の上部開口２Ａから下に向かう方向とし、これは、すべての図面において共通である。

図２は、本実施の形態のクライオパネルの構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。図２（ａ）において、クライオパネル１０の上方にルーバ９（図１参照）が配設され、下方にシールド４（図１参照）の底部が位置する。

図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、クライオパネル１０は、円板状パネル１０Ａと８枚の板状パネル１０Ｂとを含む。円板状パネル１０Ａは、第１段冷凍ステージ８Ａによって保持される。各板状パネル１０Ｂは、円板状パネル１０Ａの外周部に等角度間隔で取り付けられ、ガスの流入方向において円板状パネル１０Ａの上流側及び下流側に延伸するとともに、円板状パネル１０Ａの外周（の径方向位置）よりも外側まで延出するように取り付けられている。なお、各板状パネル１０Ｂは、円板状パネル１０Ａの径方向における中心部において互いに離間されており、また、板状パネル１０Ｂの上流方向の長さと下流方向の長さは同一に設定されている。

円板状パネル１０Ａ及び８枚の板状パネル１０Ｂは、共に銅製で、めっき仕上げがなされる。また、各板状パネル１０Ｂの両面には、水素、ネオン、ヘリウム等を吸着するための活性層（図示せず）が接着される。なお、円板状パネル１０Ａ及び板状パネル１０Ｂは、半田付け又はネジ止め等により接合されていてもよいし、一体成形されていてもよい。

このように、本実施の形態のクライオパネル１０は、ガスの流入方向において円板状パネル１０Ａの上流側及び下流側に延伸するとともに、円板状パネル１０Ａの外周（の径方向位置）よりも外側まで延出する板状パネル１０Ｂを有する。このため、従来のように円板状パネルの下流側にしか板状パネルを有しないクライオパネルに比べて、十分な表面積を確保することができる。

これにより、排気速度を向上させることができる。特に、活性層が形成される板状パネル１０Ｂの表面積が増大するため、冷却しても凝固しない水素、ネオン、ヘリウム等の吸着率を向上させることができる。

また、活性層が形成される板状パネル１０Ｂが円板状パネル１０Ａの上流側にも存在することにより、従来のように円板状パネルの下流側で陰になることにより低下していた凝固・吸着効率を改善することができる。

また、板状パネル１０Ｂがガスの流入方向において円板状パネル１０Ａから上流側及び下流側に同一の長さを有するようにすれば、第２段冷凍ステージ８Ｂ（図１参照）によって冷却される際に、上流方向と下流方向における温度分布を抑制することができ、凝固させることのできない水素、ネオン、ヘリウム等を均等に吸着させることができる。

また、板状パネル１０Ｂが円板状パネル１０Ａの外周（の径方向位置）よりも外側まで延出しているので、ガス流入方向に沿って十分な流路を確保することができる。これにより、排気速度の向上を図ったクライオパネル１０を提供することができる。

また、各板状パネル１０Ｂは、円板状パネル１０Ａの径方向における中心部において互いに離間されているので、各板状パネル１０Ｂの中心部において十分な流路を確保することができる。

また、円板状パネル１０Ａの上流側と下流側とで、吸着率の異なる活性層を板状パネル１０Ｂに形成してもよい。活性層に吸着される水素、ネオン、ヘリウム等の割合は、下流側よりも上流側の方が高いので、下流側よりも上流側の活性層の吸着率を高く設定することにより、より効率よく水素を吸着することができる。

なお、板状パネル１０Ｂも４〜２０Ｋまで冷却されるため、板状パネル１０Ｂが円板状パネル１０Ａの上流側及び下流側に延伸されて表面積が拡大することにより、水素、ネオン、ヘリウム等だけでなく、アルゴンや窒素の凝固率も向上する。このため、円板状パネル１０Ａの直径を多少小さくしても、従来のクライオパネルよりもアルゴン及び窒素の凝固率を高く保持できる。このように円板状パネル１０Ａの直径を小型化できる場合は、上流側から下流側にかけてのガスの流入効率を向上させることができる。

また、図２には、冷凍機３の第１段冷凍ステージ８Ａ及び第２段冷凍ステージ８Ｂが真空容器２の横方向から挿入される、いわゆる横型のクライオポンプを示す。このような横型のクライオポンプでは、複数ある板状パネル１０Ｂのうち、一部の板状パネル１０Ｂを上流側のみに延伸させて、第２段冷凍ステージ８Ｂを避ける必要が生じる場合がある。このような場合には、本実施の形態のクライオパネル１０における板状パネル１０Ｂの長さを適宜変更すればよい。なお、本実施の形態のクライオパネル１０は、冷凍機３のステージが真空容器の上方向又は下方向から挿入される、いわゆる縦型のクライオポンプに用いることもできる。

「変形例１」
図３は、本実施の形態の変形例１のクライオパネルを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。

このクライオパネル２０は、図２に示すクライオパネル１０とは異なり、板状パネル２０Ｂの径方向の端部は、円板状パネル２０Ａの外周（の径方向位置）と同じ位置に設定されている。円板状パネル２０Ａの直径は、図２に示す円板状パネル１０Ａと同一であり、また、板状パネル１０Ｂは、ガスの流入方向において円板状パネル１０Ａから上流側及び下流側に同一の長さを有する。

このようなクライオパネル２０によっても、排気速度を向上させることができ、特に、活性層が形成される板状パネル１０Ｂの表面積が増大するため、冷却しても凝固しない水素、ネオン、ヘリウム等の吸着率を向上させることができる。

また、活性層が形成される板状パネル１０Ｂが円板状パネル１０Ａの上流側にも存在することにより、従来のように円板状パネルの下流側で陰になることにより低下していた凝固・吸着効率を改善することができる。

「変形例２」
図４は、本実施の形態の変形例２のクライオパネルを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。

このクライオパネル３０は、図２に示すクライオパネル１０とは異なり、板状パネル３０Ｂの径方向の端部は、円板状パネル３０Ａの外周（の径方向位置）と同じ位置に設定されている。また、各板状パネル３０Ｂは、径方向の中心で接合されている。

また、円板状パネル３０Ａの直径は、図２に示す円板状パネル１０Ａと同一であり、また、板状パネル１０Ｂは、ガスの流入方向において円板状パネル１０Ａから上流側のみに延伸している。

このようなクライオパネル３０によっても、活性層が形成される板状パネル３０Ｂが円板状パネル１０Ａの上流側に存在することにより、従来のように円板状パネルの下流側で陰になることにより低下していた凝固・吸着効率を改善することができる。

また、各板状パネル３０Ｂは、円板状パネル３０Ａの上流側のみに配設されるが、径方向の中心で接合されており、これにより活性層が形成される面積が増大するため、凝固・吸着効率を改善することができる。

「変形例３」
図５は、本実施の形態の変形例３のクライオパネルを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。

このクライオパネル４０の板状パネル４０Ｂは、クライオパネル３０の板状パネル３０Ｂとは異なり、径方向中心付近には設けられていない。クライオパネル４０は、円板状パネル４０Ａの一方の面に８枚の板状パネル４０Ｂを接合したものを２つ接合することによって作製される。この結果、図３に示すクライオパネル２０と略同一の形状のクライオパネル４０が得られる。

このようなクライオパネル４０によっても、排気速度を向上させることができ、特に、活性層が形成される板状パネル４０Ｂの表面積が増大するため、冷却しても凝固しない水素、ネオン、ヘリウム等の吸着率を向上させることができる。

また、活性層が形成される板状パネル４０Ｂが円板状パネル４０Ａの上流側にも存在することにより、従来のように円板状パネルの下流側で陰になることにより低下していた凝固・吸着効率を改善することができる。

さらに、図４に示すクライオパネル３０が２つ接合されたような形状を有するため、容易に作成することができる。

「変形例４」
図６は、本実施の形態の変形例４のクライオパネルを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。

このクライオパネル５０は、図２に示すクライオパネル１０とは異なり、板状パネル５０Ｂは、ガスの流入方向において、円板状パネル５０Ａの上流及び下流における先端側に行くに従って、径方向の幅が狭くなる形状を有する。その他は、図２に示すクライオパネル１０と同一である。

このようなクライオパネル５０では、排気速度の向上（特に、水素、ネオン、ヘリウム等の吸着率の向上）を図ることができるとともに、円板状パネル５０Ａによって支持される支持部から離れるに従って板状パネル５０Ｂの幅を狭くすることにより、上流側から下流側にかけての板状パネル５０Ｂの温度分布をさらに改善することができる。

「変形例５」
図７は、本実施の形態の変形例５のクライオパネルを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。

このクライオパネル６０は、図３に示すクライオパネル２０とは異なり、板状パネル６０Ｂは、ガスの流入方向において、円板状パネル６０Ａの上流及び下流における先端側に行くに従って、径方向の幅が狭くなる形状を有する。その他は、図３に示すクライオパネル２０と同一である。

このようなクライオパネル６０では、排気速度の向上（特に、水素、ネオン、ヘリウム等の吸着率の向上）を図ることができるとともに、円板状パネル６０Ａから離れるに従って板状パネル６０Ｂの径方向幅を狭くすることにより、上流側から下流側にかけての板状パネル６０Ｂの温度分布をさらに改善することができる。

「変形例６」
図８は、本実施の形態の変形例６のクライオパネルを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。

このクライオパネル７０は、図３に示すクライオパネル２０とは異なり、円板状パネル７０Ａは、厚さ方向に貫通する孔部７０Ｃを有する。その他は、図３に示すクライオパネル２０と同一である。

このようなクライオパネル７０では、図３に示すクライオパネル２０と同様に排気速度の向上（特に、水素、ネオン、ヘリウム等の吸着率の向上）を図ることができるとともに、円板状パネル７０Ａに形成される孔部７０Ｃにより、ガス流入方向に沿って図３に示すクライオパネル２０よりも十分な流路を確保することができる。

また、この孔部７０Ｃにより、従来のように円板状パネルの下流側で陰になることにより低下していた凝固・吸着効率を改善することができる。

図９は、本実施の形態のクライオパネルに含まれる板状パネルの変形例を示す正面図である。本実施の形態のクライオパネルは、図９（ａ）に示す逆台形状、同図（ｂ）に示す長方形状、又は、同図（ｃ）に示す台形状のいずれの形状を任意に組み合わせることができる。例えば、図９（ａ）に示す逆台形状の板状パネル９０Ｂを円板状パネルの上流側に配設するとともに、図９（ｂ）に示す台形状の板状パネル９０Ｂを円板状パネルの下流側に配設してもよい。

「変形例７」
以下、本実施の形態の変形例７として、変形例１のクライオパネル２０を用いたクライオポンプについて説明する。この変形例７のクライオポンプは、変形例１のクライオパネル２０を用いたクライオポンプにおいて、ルーバ９の裏側の面（ガス流入方向における下流側の面）に黒色処理を施したものである。

図１０及び図１１は、本実施の形態の変形例７のクライオポンプを示す平面図及び斜視図である。これらの図に示すように、シールド４は真空容器２の内面２ａと一定の間隔を隔てて同心状に配設されており、ルーバ９はシールド４の内面４ａにネジ止めされたステー９Ａに搭載されている。ステー９Ａは２本あり、平面視において互いに直交するように配設されている。図１にはステー９Ａの下側（下流側）にもルーバ９が配設されている形態を示すが、この変形例７では、ルーバ９はステー９Ａの上側（上流側）にのみ配設されている。

ルーバ９は、表側の面（ガス流入方向における上流側の面）にはニッケルメッキ処理が施され、裏側の面には、超微粒子のグラファイトを主成分とするフッ素樹脂系の黒色スプレーによって塗装処理が施されている。なお、ステー９Ａについても同様に、表側の面（ガス流入方向における上流側の面）にはニッケルメッキ処理が施され、裏側の面（ガス流入方向における下流側の面）には黒色処理が施されることが望ましい。

なお、既述のように、シールド４の外側の面にはニッケルメッキ処理が施され、内側の面には黒色クロムメッキ処理が施されている。

図１２は、本実施の形態の変形例７のクライオポンプの冷却性能を示す特性図であり、横軸は輻射熱（Ｗ）、縦軸はクライオパネル２０の温度（Ｋ）を示す。この特性図では、ルーバ９の裏面側に黒色塗装が施されているクライオポンプと、ルーバ９の裏面側に黒色塗装が施されていないクライオポンプとを比較して示す。なお、この特性を得るにあたり、ルーバ９の上方にヒータを設置し、このヒータの出力を輻射熱のエネルギとして測定を行った。

図１２に示すように、ルーバ９の裏側に黒色塗装が施されていないクライオポンプにおけるクライオパネル２０の温度は、輻射熱が０（Ｗ）のときは約１２（Ｋ）であるが、輻射熱のエネルギの増大に伴って上昇し、輻射熱が約１３（Ｗ）のときに１４（Ｋ）を超え、輻射熱が３０（Ｗ）になると約１５（Ｋ）にまで上昇している。

これに対して、ルーバ９の裏面側に黒色塗装が施されているクライオポンプにおけるクライオパネル２０の温度は、輻射熱が０（Ｗ）のときは、約１１．５（Ｋ）であり、輻射熱が８（Ｗ）のときに１２（Ｋ）となり、輻射熱が３０（Ｗ）に上昇しても約１３（Ｋ）に上昇するに過ぎず、黒色塗装が施されていないルーバ９を備えるクライオポンプよりも温度上昇が抑制されている。

このようにクライオパネル２０の冷却特性が改善された理由は次のように考えられる。ルーバ９は、真空容器２内においてクライオパネル２０を輻射熱から保護するとともに、クライオパネル２０にガスを導く必要があるので、平面視では図１０に示すようにクライオパネル２０を覆うが、斜め上方から見ると図１１に示すように、クライオパネル２０を完全には覆っていない。このため、クライオパネル２０への輻射熱の伝達を完全に遮断することはできない。

ところが、ルーバ９の裏面に黒色塗装を施すことにより、ルーバ９を通過した輻射熱はルーバ９の裏面側の黒色塗装部分で吸収され、その分、クライオパネル２０に伝達される輻射熱が減少する。これにより、クライオパネル２０の冷却特性が改善されたと考えられる。

このように、変形例７のクライオポンプによれば、クライオパネル２０の温度を１４（Ｋ）以下に抑えることができるので、冷却しても凝固しない水素、ネオン、ヘリウム等の吸着率を向上させることができる。特に、輻射熱が弱い（約８（Ｗ）以下の領域）では、クライオパネル２０を１２（Ｋ）以下に冷却することができるので、非常に良好な吸着性能を得ることができる。

以上のように、本実施の形態の変形例７のクライオポンプによれば、ガスの流入方向において円板状パネル２０Ａの上流側及び下流側に延伸する板状パネル２０Ｂを有するクライオパネル２０を用いることにより、従来のように円板状パネルの下流側にしか板状パネルを有しないクライオパネルに比べて、十分な表面積を確保しつつ、これに加えて、ルーバ９の裏側の面に黒色処理を施すことにより、さらに排気速度を向上させることができる。これにより、クライオパネル２０の冷却温度をさらに低下させることができ、吸着量をさらに向上させたクライオポンプを提供することができる。

なお、以上では、ルーバ９（及びステー９Ａ）に施す黒色処理として、超微粒子のグラファイトを主成分とするフッ素樹脂系の黒色スプレーによって塗装処理を行う形態について説明したが、フッ素樹脂系以外の塗料を塗布してもよく、黒色クロムメッキを施してもよい。

また、図１に示すように、ルーバ９がステー９Ａの下側（下流側）にも配設される場合は、ステー９Ａの下側に配設されるルーバ９の上側（上流側）の面にニッケルメッキ処理を施し、下側（下流がｗ）の面に黒色クロムメッキ処理を施してもよい。

また、以上では、シールド４の内側の面に黒色クロムメッキ処理を施す形態について説明したが、ルーバ９の裏面と同様に、黒色塗装を施してもよい。

以上、本発明の例示的な実施の形態のクライオパネル及びこれを用いたクライオポンプについて説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

本実施の形態のクライオパネルが用いられるクライオポンプの構造を示す図である。 本実施の形態のクライオパネルの構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。 本実施の形態の変形例１のクライオパネルを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。 本実施の形態の変形例２のクライオパネルを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。 本実施の形態の変形例３のクライオパネルを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。 本実施の形態の変形例４のクライオパネルを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。 本実施の形態の変形例５のクライオパネルを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。 本実施の形態の変形例６のクライオパネルを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。 本実施の形態のクライオパネルに含まれる板状パネルの変形例を示す正面図である。 本実施の形態の変形例７のクライオポンプを示す平面図である。 本実施の形態の変形例７のクライオポンプを示す斜視図である。 本実施の形態の変形例７のクライオポンプの冷却性能を示す特性図である。

符号の説明

１ クライオポンプ
２ 真空容器
２ａ 内面
３ 冷凍機
４ シールド
４ａ 内面
５ 圧縮機
６ 第１段シリンダ
６Ａ 第１段ディスプレーサ
７ 第２段シリンダ
７Ａ 第２段ディスプレーサ
８Ａ 第１段冷凍ステージ
８Ｂ 第２段冷凍ステージ
９ ルーバ
９Ａ ステー
１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０ クライオパネル
１０Ａ、２０Ａ、３０Ａ、４０Ａ、５０Ａ、６０Ａ、７０Ａ 円板状パネル
１０Ｂ、２０Ｂ、３０Ｂ、４０Ｂ、５０Ｂ、６０Ｂ、７０Ｂ、８０Ｂ 板状パネル
７０Ｃ 孔部

Claims (8)

1. ガス流入口を有する真空容器と、前記真空容器内に配設されるステージを有し、当該ステージを冷却する冷凍機とを備え、前記ガス流入口から前記真空容器内に流入する分子を凝固又は吸着させるクライオポンプに用いるクライオパネルであって、
   前記ステージにより保持されて冷却され、一方の面が前記ガス流入口の開口面に向けて配置される第１パネルと、
   前記第１パネルに支持され、ガス流入方向において前記第１パネルの上流方向に延伸し、少なくとも一方の面に吸着材層が配設される第２パネルと、を含み、
   前記第１パネルは、円板状のパネルであり、かつ、前記第２パネルは、前記円板状の第１パネルの外周方向において放射状に配置される面を有する複数の細板状のパネルである、クライオパネル。
2. 前記第２パネルの外縁は、前記円板状の第１パネルの径方向において、前記第１パネルの外縁よりも外側にある、請求項１に記載のクライオパネル。
3. 前記第２パネルは、前記円板状の第１パネルの径方向における中心部において、互いに離間される、請求項１又は２に記載のクライオパネル。
4. 前記第２パネルは、ガス流入方向において前記第１パネルの下流方向にも延伸される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のクライオパネル。
5. 前記第２パネルは、前記第１パネルに支持される支持部から離れるほど幅が狭くなる、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のクライオパネル。
6. 前記第１パネルは、当該第１パネルを厚さ方向に貫通する孔部を有する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のクライオパネル。
7. イオン注入装置用のクライオポンプに用いられる、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のクライオパネル。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載のクライオパネルと、
   開口部を有し、前記クライオパネルを内部に収容し、前記開口部が前記真空容器のガス流入口に向くように前記冷凍機に接続され、前記クライオパネルを前記真空容器の輻射熱から保護するシールドと、
   前記シールドの前記開口部に取り付けられるルーバと
   を含み、
   前記ルーバの前記ガス流入方向における下流側の面には黒色処理が施される、クライオポンプ。

Images