JP6659930B2 - クライオポンプ・ハイブリッド前面アレイ - Google Patents

Description

関連出願

本出願は、２０１４年３月２１日に出願された米国仮出願第６１／９６９，０２９号及び、２０１４年３月２８日に出願された米国仮出願第６１／９７１，９７３号に基づいて得られる優先権または利益を主張する。前記出願による教示は、援用することにより全て本明細書に組み入れられるものとする。

本発明は、クライオポンプ用のハイブリッド前面アレイに関する。

現在利用可能なクライオポンプは、低温開サイクルによって冷却されても、低温閉サイクルによって冷却されても、一般的には同じ設計概念に従っている。第二段の低温クライオパネルアレイは、通常４K乃至２５Kの範囲で作動しており、主ポンプ動作面である。この面は、通常４０K乃至１３０Kの温度範囲で作動する高温放射シールド（または高温放射熱シールド）で取り囲まれているが、このシールドは、前記クライオパネルアレイのような温度がより低いアレイに対して放射シールドを施す。一般に、放射シールドには筐体が備わるが、それは、主ポンプ動作面と真空にされるチャンバーとの間に位置する前面クライオパネルアレイを除いて、密閉されている。この第一段の、温度がより高い前面アレイは、水蒸気のような、タイプIガスとして知られる高沸点ガスのためのポンプ動作の場としての役割を果たす。

作動状態では、水蒸気のような高沸点ガスは、前面アレイで凝固する。沸点が比較して低いガスは、前面アレイを通り過ぎて放射シールド内の空間に入る。窒素のようなタイプIIガスは、第二段アレイで凝固する。水素、ヘリウム及びネオンのようなタイプIIIガスは、４Kで相当な蒸気圧を有する。タイプIIIガスを捕獲するために、第二段アレイの内面は、活性炭素、ゼオライト又は分子篩のような吸着剤で被覆されてもよい。この吸着材による吸着は、低温に保たれる物質によって、ガスが物理的に捕獲され、それによって環境から取り除かれるための処理である。このようにポンプ動作する各面でガスが凝固され、または吸着されると、作業チャンバー内は、真空状態のみとなってしまう。

閉サイクル冷却器によって冷却されるクライオポンプシステムにおいては、冷却器は、典型的には二段構成の冷凍機であって、放射シールドを通って延びるコールドフィンガー（冷却器）を有する。冷凍機の、最も冷たい第二段の冷端（cold end）は、コールドフィンガーの先端にある。主ポンプ動作面、すなわちクライオパネルは、コールドフィンガーの前記第二段の最も冷たい端でヒートシンクに接続される。このクライオパネルは、単純な金属板、カップ、又は金属整流板（baffle）のアレイであってもよく、前記第二段のヒートシンクの周りに配置されてそれに接続されており、例えば、米国特許第４，５５５，９０７号及び第４，４９４，３８１号に記載されているようなものである（これらの文献は、援用することによってここに組み入れられる）。この第二段クライオパネルもまた、前述したとおり、活性炭やゼオライトのような低温凝固ガス吸着剤を保持しても良い。

冷凍機のコールドフィンガーは、カップ状の放射シールドの基部を通って延びてもよく、そのシールドと同心であってもよい。他のシステムにおいては、コールドフィンガーは、放射シールドの側面を通って延びる。そのような構成の方が、時として、クライオポンプを配置するのに利用可能な空間により良く適合する。

放射シールドは、冷凍機の第一段の最も冷たい端で、ヒートシンク又はヒートステーションに接続される。このシールドは、第二段クライオパネルを放射熱から保護するようにして取り囲む。放射シールドを閉じる前面アレイは、シールドを通して、又は（援用することによってここに組み込まれる）米国特許第４，３５６，７０１号に開示されているように熱的支柱を通して、第一段ヒートシンクによって冷却される。

初期の前面アレイには、放射シールドに結合された熱的棒材に載置される円形のルーバー（羽板のよろい戸状部材）が備わっていた。ある種のルーバーは、放射に対してより不伝導的であるようにシェブロン（雁木飾り）の形をしている。

その他のポンプの設計は、例えば、（援用することによってここに組み入れられる）米国特許第４，４４９，３７３号、第４，６１１，４６７号及び第５，２１１，０２２号に記述されるポンプのように、複数のオリフィスを有する板で第一段のルーバーを置き換えている。オリフィスは、シェブロンまたはルーバーに比べて、第二段アレイへのガス流を制限している。スパッタリング処理のようなある種の応用例においては、内部の第二段ポンプ動作領域への流れを制御することによって、作業空間における不活性ガスの割合をそのままにして、不活性ガスの圧力を適正とすることで（典型的には、１０ ^−３ トル以上）、処理を最適なものとすることが可能である。しかしながら、水蒸気のような、凝固点がより高いガスは、前面オリフィス板上で凝固することで、環境から素早く取り除かれてしまう。

前面アレイは、放射熱を低減して第二段アレイを放射熱に曝されることから保護し、タイプIIガス及びタイプIIIガスの第二段アレイへの流速を制御し、かつ沸点がより高いタイプIガスが、内部のより冷たい面や吸着層で凝固しないようにする。放射レートや流速の低下により、第二段クライオパネルの表面の温度及び、この表面並びに吸着材上で凝固したガスの温度が下がる。温度が下がると、結果的にガス捕獲能力が高まって、再生サイクルの度数が低下する。放射熱を一直線に第二段クライオパネル面に向けてしまうオリフィスを含んだオリフィス板と比べると、ルーバーでは、非常に良好な放射シールドが施される。しかしながら、オリフィス板によると、ルーバーに比べて、第二段クライオパネルに対してタイプII及びタイプIIIガスが厳しく制限され、その結果、これらのガスについてのポンプ動作速度が低下する。応用例によっては、このようにポンプ動作速度を厳しく制限することが好ましい。というのも、処理チャンバーの作業空間において、不活性ガスの割合をそのままにすることで、不活性ガスの圧力を適正にし、スパッタリングその他の処理を最適としているからである。

修正が加わえられたオリフィス（スパッター）板が、米国出願公開公報２０１３／０３１２４３１号に開示されている。なお、この文献は援用することによりその全体がここに組み入れられる。その前面オリフィス板は、複数のオリフィスを有しており、各オリフィスは、そのオリフィスの端で前面プレートに取り付けられ、そこから曲がっているフラップを有し、かつ各フラップは、前面板を通る経路に配置されている。オリフィスは、長方形、正方形、台形、円形、三角形その他の形状であって良い。フラップは、好ましくは、前面整流板の表面に対して１０°から６０°の角度で曲げられており、もっとも好ましくは、２５°から３５°の角度で曲げられている。第二段アレイへの熱負荷は高まるが速度をより大きくするには、３５°乃至４５°の角度が好ましい。フラップは整流器（baffle）として働き、それゆえ、板は整流板（baffle plate）とも称される。

前面整流板を有するクライオポンプの利点に挙げられるのは、製造が簡単であることと、クライオポンプが取り付けられる処理チャンバーからの放射をより良く遮断することである。前面整流板を有するクライオポンプのもう一つの利点は、タイプIIガス及びタイプIIIガスが、クライオポンプの第二段アレイでより良く分布することである。

ここに開示されるのは、ルーバー前面アレイとオリフィス板前面アレイの双方の利点を有するハイブリッド前面アレイである。特に、クライオポンプ用の前面アレイは、それがなければ（otherwise）実質的に何も設けられていない（open）中央領域を横切るまたは該中央領域に渡る（亘る）ルーバーと、そのルーバーを囲む板とを備える。その板は、オリフィスまたはその他の流路を有していても良い。

クライオポンプは、冷凍機と、その冷凍機によって冷却される凝固アレイと、その凝固アレイを取り囲んで冷凍機によって冷却される放射シールドであって、前面開口を有する放射シールドと、その放射シールドの前面開口を横切る前面アレイとを備える。その前面アレイは、冷凍機によって冷却され、かつ前記前面開口の中央領域を横切るまたは該中央領域に渡るルーバーと、その前面開口の外側領域を横切るまたは該外側領域に渡る板とを備える。前記中央領域は、前記ルーバーが無い場合には、実質的に何も設けられていない領域となっている。なお、一つ以上のルーバーは、シェブロンの形をなしていても良い。その板は、オリフィスまたはその他の流路を有していても良い。

ハイブリッド前面アレイでは、ルーバーアレイのようなものに近似するポンプ動作速度が可能であるが、オリフィス板が流れを制御しうる。ルーバーアレイと同様に、ハイブリッド設計でも、処理汚染物または処理混交物になり得るタイプIIガス及びタイプIIIガスについて、前面アレイを通るガス粒子の伝搬の、処理空間に戻るガス粒子の偏向（または偏り）（deflection）に対する割合が大きくなる。ハイブリッドアレイでも、第二段アレイへの放射エネルギーが比較的低く保たれる。

オリフィスは、従来のスパッター板における場合のように、設けられていても良く、及び／またはオリフィス板は、複数のオリフィスの各々が、オリフィス板に取り付けられるフラップを有する整流板であっても良い。フラップは、従来の設計におけるようにオリフィス板に直接取り付けられ、そこから曲げられても良く、またはオリフィスのプラグを通してオリフィス板に取り付けられても良い。オリフィス板の少なくとも一つのオリフィスは、取り外し可能なプラグで閉じられても良い。ポンプ速度は、フラップで栓をすることで、閉じられるか部分的に遮蔽される孔の数で調整可能である。

様々な応用例において、組み合わされたルーバーとオリフィス板とは、実質的に前面開口全体を、少なくとも前面開口の半径の９０％に渡って延びている。その代わりに、実質的に何も設けられていない空間がオリフィス板を取り囲むか、またはルーバーとオリフィス板との間に設けられていても良い。

複数のオリフィス板がルーバーを取り囲んでいても良い。そのようなルーバーと複数の板は、実質的に前面開口全体に広がっていても良く、あるいは空間が設けられていても良く、それにはオリフィス板の間の空間を含む。

クライオポンプを従来通り円筒形に配置すると、ルーバーは円形で、オリフィス板がルーバーを取り囲み、その中に円形に配置されたオリフィスのアレイを有する。大きさが異なるオリフィスである、複数の円形の、オリフィスアレイが設けられても良い。一つの実施形態においては、内部の円形のオリフィスアレイには、各オリフィスの端部においてオリフィス板に取り付けられてそこから曲げられるフラップが備えられ、かつ外部の円形アレイは、フラップの無い開いたオリフィスである。

ルーバーを取り囲む板は中実であるが、ほとんどの実施形態において、その中に少なくとも一つのオリフィスを有してもよい。そのオリフィスは、板に囲まれる貫通孔であるか、板の端部の切欠き（切り取り部）であってもよい。その切り取り部は、板の外側端か内側端かその双方かでありうる。その代わりにあるいはそれに加えて、端部を波状にして、板を通る流路が定められても良い。波状とされるのは、板の外側端か内側端かその双方かであってもよい。

以上の記載は、以下の、本発明の実施形態の例示のより詳細な説明から明らかであって、添付した図面に例示されるとおりであるが、それらの図面においては、参照記号が同様であれば、図が異なっても同じ部分を指示している。これらの図面は、必ずしも縮尺が正しくはなく、本発明の実施形態をわかりやすく示すことが強調されている。

従来技術によるクライオポンプの断面側面図である。 従来技術による別のクライオポンプの断面側面図である。 前面整流板の例を有するクライオポンプの断面側面図である。 円形オリフィスを有する前面整流板の例の上面図である。 図３Aに示される前面整流板の例の断面側面図である。 長方形のオリフィスを有する前面整流板の例の上面図である。 オリフィス板が、放射シールドから間隔を開けられて、ルーバーを取り囲んでいるクライオポンプのハイブリッド前面アレイの平面図である。 図４のハイブリッド前面アレイをある方向から示す図である。 図４のハイブリッド前面アレイを別の方向から示す図である。 図４のハイブリッド前面アレイをさらに別の方向から示す図である。 図４のハイブリッド前面アレイをなお別の方向から示す図である。 図４のハイブリッド前面アレイをまた別の方向から示す図である。 図４のハイブリッド前面アレイをさらに別の方向から示す図である。 図４に類似するハイブリッド前面アレイを有するクライオポンプの断面図である。 図６に例示されているものであって、オリフィス板の孔に栓がされているハイブリッド前面アレイを有するクライオポンプの断面図である。 ハイブリッド前面アレイを含むいくつかの前面アレイの設計を比較する表である。 全てのオリフィスに栓をしていない場合と栓をしている場合とで、図４の前面アレイのポンプ動作速度を比較する図である。 オリフィス板に栓をしていない場合と栓をしている場合とで、アルゴンのポンプ速度についての試験データを示す図である。 従来の霧吹き板またはスパッター板、シェブロン前面アレイ及びハイブリッド前面アレイについてアルゴンのポンプ動作速度を比較する図である。 ルーバーとオリフィス板との間に間隔が空けられた別のハイブリッド前面アレイを例示する図である。 間隔を空けた２枚のオリフィス板を有する別のハイブリッドアレイを例示する図である。 ルーバーを取り囲んで最小の何も設けられていない空間を有する２枚のオリフィス板を有する別の実施形態を例示する図である。 オリフィス板が整流板であるハイブリッドアレイの実施形態を例示する図である。 オリフィス板が円形のオリフィスを有する整流板であるハイブリッドアレイの実施形態を示す図である。 図１６のオリフィス板を実施するクライオポンプの断面図である。 円形のオリフィスにおけるフラップがプラグに形成されているハイブリッドアレイの実施形態を示す図である。 整流器がプラグに形成されている整流オリフィス板を有するクライオポンプの断面図である。 整流オリフィスと開放オリフィスの双方を備えるオリフィス板を有するハイブリッドアレイの実施形態を示す図である。 図１９に類似するが整流器がプラグに形成されているハイブリッドアレイの実施形態を示す図である。 オリフィスが板の端部における切り取り部として形成されるハイブリッドアレイの実施形態を例示する図である。 板を通る流路が板の端部を波状にして提供されるハイブリッドアレイの実施形態を例示する図である。 中実板がルーバーを取り囲むハイブリッドアレイの実施形態を示す図である。

本発明の実施形態の例を以下に記述する。

処理チャンバー１３に取り付けられる従来技術の円形クライオポンプ６A及び６Bの断面側面図が、図１A及び図１Bにそれぞれ示されている。各クライオポンプ６A及び６Bには、クライオポンプ筐体１２が含まれており、フランジ１４に沿って処理チャンバーに直接載置されているか、または、それと処理チャンバー１３に接続される処理導管１５との間の中間ゲートバルブ１７に直接載置されていてもよい。導管１５にはゲートバルブ１７が含まれており、クライオポンプ６を処理チャンバー１３から隔離するのに用いられうる。クライオポンプ６A及び６Bは、処理チャンバー１３に対して、ポンプ動作を行うことが可能である。クライオポンプ６A及び６Bには、導管１５にボルトで留められたクライオポンプ筐体１２が含まれており、処理チャンバー１３に結合されている。クライオポンプ筐体１２の前面開口１６は、処理チャンバー１３の円形の開口に通じている。冷凍機の第二段のコールドフィンガー１８が、容器または導管（vessel）の円筒状部分２０を通ってクライオポンプ筐体１２中に突出している。その冷凍機は、チェリスらによる米国特許第３，２１８，８１５号に開示されるようなギフォード・マクマホン冷凍機であってもよい。コールドフィンガー１８の二段変位器は、モーター２２によって駆動される。各サイクルにおいて、加圧下のコールドフィンガーに導入されるヘリウムガスが膨張されて冷却され、そしてラインを通じて排出される。第一段ヒートシンク又はヒートステーション２８が、冷凍機の第一段２９の冷端に載置されている。同様に、ヒートシンク３０が冷凍機の第二段３２の冷端に載置されている。

主ポンプ動作面は、第二段ヒートステーション３０に載置された第二段アレイ３４である。このアレイは、好ましくは２０Kより低い温度に保たれて、低凝固点ガスを凝固させる。カップの形をした放射シールド３６が第一段ヒートステーション２８に接続される。コールドフィンガーの第二段３２は、放射シールドの開口を通って延びる。このシールドは、第二段アレイ３４を、当該アレイの後ろ、及び両側面まで取り囲んで、放射によるアレイの加熱を最小限にしている。好ましくは、この放射シールドの温度は約１３０K未満である。

図１Aには、第二段アレイ３４に対して放射シールドとして働き、かつ水蒸気のような、沸点がより高いガスに対してクライオポンプ動作面としても働く、前面クライオパネルアレイ３８が示されている。このアレイは、放射状の支持棒４１によって結合されたルーバー３９を備える。支持棒４１は放射シールド３６に載置される。放射シールド３６は、前面クライオパネルアレイ３８を支持し、かつ、ヒートシンク２８から前面クライオパネルアレイ３８への熱経路としても働く。ルーバーは、図示されるような中央のシェブロン３１であっても良い。

図１Bには、別の前面クライオパネルの図案が示されており、それには、放射シールド３６と熱的に接触して、第二段ポンプ動作領域に対する放射シールドとしても働く上、水蒸気のような、沸点がより高いガスに対してクライオポンプ動作面としても働く、前面整流板またはスパッター板３３が含まれている。前面整流板３３は、ブラケット３７によって放射シールド３６に取り付けられている。前面整流板３３は、複数のオリフィス３５を有しているが、それによって、沸点のより低いガスの、第二段アレイへの流れが制限される。

前面整流板は選択的に動作するが、それは、それが第一段ヒートシンクの温度（５０Kと１３０Kの間）に近い温度に維持されるからである。凝固点がより高いガスが、整流板上で凍結する一方で、オリフィス３５によって、これらの凝固点がより低いガスの、第二段の領域への移動が制限される。前述のとおり、内側第二段ポンプ動作領域への流れを制限することによって、ある割合の不活性ガスが作業空間に留まって、スパッタリングを最適とするよう不活性ガスの圧力（典型的には、１０^−３トル以上）を適切なものとすることが可能となる。要するに、クライオポンプポート１６に到達するガスの内、沸点がより高いガスが、前面整流板上で凝固することによって、環境から取り除かれ、その一方、沸点のより低いガスの、第二段のポンプ動作面への流れが制限される。その流れの制限の結果、作業用チャンバーの圧力がより高くなる。流れの制限のレベルは、オリフィスの数とサイズの設計により制御でき、また米国特許第４，６１１，４６７号に開示されるように、個々のオリフィスに栓をすることで調整できる。

図２には、ある例による前面整流板４０を有する円形クライオポンプ７が示されており、図３A及び図３Bには、クライオポンプから隔離される前面整流板４０が示されている。前面整流板４０は、複数のオリフィス４２を有しており、各オリフィス４２は、それと連なるフラップ４４を有する。図３Aには、前面整流板４０の上面図が示されている。前面整流板４０は、複数のオリフィス３５を有する。前面整流板４０はまた、複数の孔４６が開けられていて、前面整流板４０をブラケット３７に取り付けるためのリベット、ネジその他の締め具（図示されていない）を受けることが出来る。図示される例において、複数のオリフィス３５が、前面整流板４０にあるパターンで配置されるが、そこには、オフィス３５を有さない領域４８が備えられる。これらの領域４８によって、前面整流板４０の中心５０と、孔４６及び前面整流板４０の周辺４７との間で熱伝導をより高く出来る。一般に、前面整流板４０は、孔４６を介してブラケット３７で、放射シールドに熱的に結合され、かつまた前面整流板４０が、放射シールド３６と接触する前に周辺４７でも結合されている。図２には、放射シールド３６内に丁度よく収まった前面整流板４０が示されている。あるいは、前面整流板４０は、放射シールド３６の頂部に配置できる。図３Bには、図３Aの断面３B−３Bに沿った前面整流板４０の断面側面図が示されている。前面整流板４０における各オリフィス３５は、フラップ４４を有する。各フラップ４４は、それぞれのオリフィス３５の端部４８で前面整流板４０に取り付けられている。

図３Cには、別の例による、長方形のオフィス５１を有する円形クライオポンプのための前面整流板４９の斜視図が示されている。図３Cには、処理チャンバー１３に面する側から見た、前面整流板４９が示されている。各長方形のオリフィス５１には、それに連なるフラップ５３が折り線５５において取り付けられている。各オリフィス５１の折り線５５は、そのオリフィスの前面整流板４９の中心に最も近い端部にあって、処理チャンバー１３から第二段アレイ３４へ向けて遮断されていない経路が、オリフィス５１を通って前面整流板の中心から放射状に外方を向いている。この放射状に外方を向く経路は、処理チャンバーから流れてくる比較的熱いガスを、まず第二段アレイ３４に衝突しないように遠ざけ、整流板４９のアレイへの熱負荷を低減する。その放射状の外向きの経路はまた、第二段アレイ３４への放射負荷を低減するが、それは、放射もまた第二段アレイ３４から遠ざけられているからである。

一般に、前面整流板４０のオリフィス３５の数を増やして、前面整流板４０のオリフィス３５を均等に配置すると、結果として、オリフィス３５を通過したタイプIIガスが、クライオポンプの第二段アレイ３４に、より均等に衝突することになる。しかしながら、所定のサイズのオリフィス３５の数を増やし、そのオリフィス３５の間隔を均等にすると、オリフィス３５の無い領域４８のサイズが低減され、前面整流板４０の熱伝導が低減されることとなって、動作するクライオポンプにおける前面整流板４０の温度が上昇しうる。また、オリフィス３５の数を増やすには、オリフィス３５を小さくする必要がおこりうるが、オリフィス３５が小さくなると、凝固ガスによってより詰まりやすくなる。

図４は、本発明を実施するクライオポンプのハイブリッド前面アレイの平面図である。そのクライオポンプは、例えば、図１及び図２に示されるようなものであるが、これらの図の各前面アレイが本実施形態の前面アレイに置き換えられうる。図１乃至図３の前面アレイに対して、このハイブリッド前面アレイは、何も設けられていない（open）空間（部分または領域）４０９のために、タイプIIガス及びタイプIIIガスのポンプ動作速度が上昇しているが、オリフィスの数が低減しているため、ポンプ動作速度が調整しにくくなっている。特に、フランジ１４を有する真空容器１２内に、円筒形の放射シールド３６が備わっている。従来の前面アレイと同様に、前面アレイは熱的棒材４１を通して放射シールドに載置されても良い。ルーバー４０１は、放射シールドの前面開口の中央領域に備えられ、熱的棒材上に載置される。ルーバーの中心は円板４０７で塞がれている。ルーバー４０１を取り囲むのは、この場合、オリフィス４０５を１２箇所有するオリフィス板４０３である。オリフィスの数、形及びサイズは、ポンプ速度を適当なものとしつつ、板を通って第二段アレイに至る放射を最小限にするよう設計されている。オリフィス４０５は、どのような形でもどのような大きさでもあり得る。オリフィス４０５は、円形、多角形、不規則形、対称形、非対称形、またはそれらの組み合わせのいずれかであり得る。全てのオリフィスは、同じ形で、及び／または同じ大きさであり得、またはオリフィスは、種々の形及び／または大きさを有し得る。図に例示されるクライオポンプ及び前面アレイは、概して円筒形であるが、いかなる形のクライオポンプや前面アレイを用いても発明を実施することができ、それには、断面が円形や多角形（例えば、正方形または長方形）のものも含まれるが、それらに限定されるものではない。実施形態によっては、一つ以上のアレイが処理空間へと延びるといった、処理空間へと延びるクライオポンプの構成を用いることもできる。

ルーバーやオリフィス板が、実質的に前面開口の全体を横切るように、または全体に渡るように、オリフィス板は、放射シールドの近くまで延びてもよい。例えば、オリフィス板は、最大の大きさ（例えば、直径）が、前面開口の最大の大きさ（例えば、直径）の少なくとも約９０％であっても良い。しかしながら、図４に示される実施形態においては、実質的に何も設けられていない空間４０９が、オリフィス板と放射シールドとの間に設けられている。例えば、オリフィス板は、前面開口の最大の大きさの約７０％乃至８０％だけに延びていても良い。前記何も設けられていない空間は、ガスが自由にそこを通って流れることを可能とするが、第二段アレイに至る放射を実質的に増大させることはない。第二段アレイは、ポンプの中央軸に平行な軸に沿っての放射を相当量遮蔽するルーバーとオリフィス板の後ろに隠れている。中央軸に平行に、前記何も設けられていない空間へと入射する放射は、第二段の領域を迂回して放射シールドの基部に至る。中央に向かってある角度で前記何も設けられていない空間に入射する放射は、前記何も設けられていない空間のずっと小さな領域に投射される。実施形態によっては、実質的に何も設けられていない空間４０９の幅（すなわち、オリフィス板と放射シールドとの間の半径距離）が、少なくとも、隣接するルーバー間の距離とほぼ同じくらいの広さか、または少なくとも、隣接するルーバー間の距離の約２倍の広さかである。特定の実施形態においては、実質的に何も設けられていない空間４０９の幅は、前面開口の最大の大きさ（例えば、直径）の少なくとも約５％、１０％、１５％または少なくとも約２０％である。

図５A乃至図５Fは、熱的棒材４１上に載置された図４の前面アレイを示す様々な角度から見た図である。しかしながら、これらの図において、熱的棒材４１は、梁４１６で置き換えられ、ルーバー４０１は二つのみが備わっている。

図５Aは、アレイを示す上方からの斜視図である。図５Bは、アレイを示す下方からの斜視図である。図５Cは、アレイを示す異なる角度の上方からの斜視図である。図５Dは、アレイを示す上面図であって、上方から見たときに、中央の円板４０７とルーバー４０１とがアレイの中央領域を完全に閉じることが示されている。図５Eは、アレイを示す下方の斜視図である。図５Fはアレイを示す底面図である。

図６は、図５A乃至図５Fのハイブリッド前面アレイを有するクライオポンプの断面図である。図１及び図２のクライオポンプと違って、冷凍機が、真空容器と放射シールドの底を通るように載置されているが、冷凍機を載置する構成は本発明にとって本質的なものではなく、（その他の周知の構成と共に）図１及び図２の側面に載置される冷凍機も本発明を実施する上でこの床の場合の載置と同等に有用である。二段構成の冷凍機のコールドフィンガーには、モーター６０５で駆動される第一段６０１と第二段６０３が含まれる。第二段６０３は、第二段アレイ６１３を冷却する。第二段アレイ６１３は破線で描かれていて、図１及び図２のものを含んで、いかなる形であっても良いことが示されている。第一段６０１は、真空容器６０７を通って延び、放射シールドの基部６０９を支持して冷却する。基部６０９は、放射シールド３６の円筒の側面と前面アレイを冷却する。再掲するが、前面アレイには、中央の円板４０７、ルーバー４０１及びオリフィス４０５を有するオリフィス板４０３を支える支持梁４１６が含まれている。図７も、同様の断面図であるが、プラグ７０１が、オリフィス板４０３のオリフィスのうち二つを閉じている。

処理において所望されるいかなるガスに関しても、ポンプ動作の速度を調整しかつ、また前面アレイを通って第二段アレイに至りうる熱放射のレベルも調整するために、栓をする孔の数は幾つでも良い。中央ルーバーでは、前面アレイを通って第二段アレイに至るガス伝搬率は、全ての孔が空いていると、従来のルーバーアレイの伝播率に非常に近く、実質的には標準スパッター板の伝播率よりずっと高い。従来のルーバーアレイと違って、処理ガスのポンプ速度は、孔に栓をすることで調整でき、または特定の応用に応じて適切なオリフィス板を設計することで制御できる。とりわけ、タイプIIガス及びタイプIIIガスのポンプ速度は、このプラグで簡単に調整できる。

図８では、表の最後の行に示されるハイブリッド前面アレイを、従来のルーバーアレイ（第１行）と、オリフィスが開いたスパッター板（第２行）と、長方形のオリフィスと曲がったフラップを有する整流板（第３行）に対して比較している。第１列に示されるように、従来のルーバーとハイブリッドアレイの双方とも、タイプIIガス及びタイプIIIガスのポンプ速度が高くなっている。以下に述べられる通り、ハイブリッドアレイのポンプ速度はルーバーアレイのものに非常に近い。

図８の第２列に示されるように、スパッター板のみにおいて、第二段アレイへの熱負荷が大きく増大してしまう。スパッター板では、その負荷は、何よりもまず第二段アレイの真上に開いている孔から生じる。対照的に、ルーバーアレイとハイブリッドアレイの双方は、熱負荷を吸収できる放射シールドの壁に向けて放射を反射させるルーバーを有する。図示されている整流板は、第二段アレイの上に大きな閉じた領域を有し、かつ各オリフィスに反射整流器を有する。スパッター板とハイブリッドアレイの双方とも、放射を通過させる外側オリフィスを有するが、その放射は、放射シールドの裏面に向かって、そのシステムの軸に平行に通過するか、または角度をなすことで、オリフィスの小さな領域に投射される。

ガス容量、すなわち、第二段アレイに保持できる、凝固し、吸収されたガスの量は、第二段アレイの温度と反対の関係にあるが、それは、前面アレイを通って直接第二段アレイに至る放射の量と反対の関係にある。その結果、整流オリフィス板が最も高い容量を有するということが表の第３列に示されている。それは、アレイにより、閉じた中央領域と各オリフィスの整流器によって、第二段アレイへと真っ直ぐ向かう線がほとんど全く無いためである。しかしながら、ハイブリッドアレイの容量は、ポンプ速度を犠牲にして、閉止プラグまたは整流プラグでオリフィスに栓をすることによって増やすことができる。再掲するが、中央ルーバーとオリフィス板を備えるハイブリッドアレイは、熱負荷がかなり低くて従来のルーバーのものに近いことを可能とするが、プラグを用いて熱負荷と速度の調整を可能としている。このように調整可能であることが、表の第４列に例示されている。

クライオポンプにおいて、水蒸気が、いずれの表面でもポンプ動作されるタイプIガスである。タイプIIガスは、第二段アレイにおいてどこででもポンプ動作され、酸素、窒素及びアルゴンのようなガスを含む。タイプIIIガスは、第二段アレイのチャコール上でのみポンプ動作され、水素、ネオン及びヘリウムのようなガスを含む。典型的な処理ガスには、例えば、アルゴンやクリプトンが含まれうる。処理ガスのポンプ速度を制限して、処理に供給されなければならない量を最小限とし、そのシステムにおけるこれらのガスの望ましい分圧をより良く維持し、及び／またはポンプの再生が必要となるまでの時間を低減することが望ましい。他方、処理ガスは、高いポンプ動作速度が望ましい酸素や、窒素や水素のような処理汚染物と同じポンプ動作表面を共有しうる。従って、前面アレイの設計と調整によって、処理ガスの受け入れ可能なポンプ動作速度を得つつ、汚染物の高いポンプ動作速度を得るという釣り合いを取ることができる。例えば、ここに記述されるように、前面アレイを調整することで、処理ガスと処理汚染物ガスとの双方のポンプ速度を最初に可能な限り最大限に高くし、そして前面アレイを調整して、処理空間において望ましい処理ガス分圧が達成されるまで処理ガスのポンプ速度を低減することができる。

図９には、全てのオリフィスを開けたときと全てのオリフィスに栓をしたときとのハイブリッドアレイの水蒸気、窒素及びアルゴンについて、コンピューターでシミュレートしたポンプ動作速度が示される。オリフィスが開いていると各ガスについてのポンプ動作速度は、従来のルーバー前面アレイのそれに非常に近い（図示されていない）。他方、オリフィスを選択的に閉じることで、窒素やアルゴンのポンプ動作速度が調整可能であることが分かる。とりわけ一つの実施形態のシミュレーションにおいて、オリフィスの栓をしないルーバー前面アレイでは、アルゴンでの速度は秒速約２７００リットルとなる。アルゴンは典型的な処理ガスであるので、アルゴンについて調整可能であることは重要である。

図１０に、一つのハイブリッドアレイについて、全てのオリフィスを開けたときと、全てのオリフィスを閉じたときの、異なる圧力に対するアルゴンのポンプ速度を示す。速度は、サイズと設計によって異なる。低圧でのコンピューター・シミュレーション結果を示す図９との比較によって、図９のモデルは、図１０の実際のデータの指標（predictor）として用いることができるということが見て取れる。そうすると、ハイブリッドアレイにすることで、大規模に試験を行う必要の無いコンピューター・シミュレーションに基づいた、特定のアレイの設計を迅速にモデル化することが可能となる。

図１１では、標準スパッター板の性能が、シェブロンルーバーのアレイ及びハイブリッドアレイの性能と比較される。アルゴンのポンプ動作速度は、シェブロンアレイが最も高くなることが分かる。従来のスパッター板は、広範囲で調整が可能であるが、最大のポンプ動作速度が、ルーバーアレイのそれよりずっと小さく、秒速２７００リットルに対して秒速約１５００リットルである。ハイブリッドアレイのアルゴンポンプ動作速度は、シェブロンアレイのそれよりも少し小さいが、非常に近いものとなっている。さらには、それは、調整可能であって、秒速約２３００リットルまで下げられる。そうすると、ハイブリッドアレイの場合には、調整可能性に制限があって、最大ポンプ動作速度はシェブロンアレイとほぼ同じである。ポンプ速度が最高であれば汚染物のポンプ動作も最大である。他方、ポンプ速度が低いと、汚染物の急速なポンプ動作を行わないことの代償として、処理ガスの節約（conservation）が可能となる。図示されていないが、整流アレイは、熱負荷が低くなる見返りにポンプ動作速度がずっと低くなる。

残りの図には、ハイブリッドアレイのいくつかの代替案が示されている。

図１２の実施形態には、図４のように、中央円板４０７と中央ルーバー４０１とが含まれる。しかしながら、この実施形態において、オリフィス板１２０１がより大きくて、外径が放射シールドのそれに近く、内径がルーバーよりも大きくて、真ん中が何も設けられていない（open）空間１２０３となっている。本実施形態及びその他の実施形態では、外側のオリフィス板は、図２に示されるように、放射シールドまで延び、または図１３に示されるように、そこから間隔が置かれていても良い。オリフィス板の直径がより大きくなれば、オリフィス１２０５の数を増やして、調整可能性をより大きくすることが可能となるが、ここでは、前記何も設けられていない空間が中央により近くなるので、より多くの放射が第二段アレイに到達できてしまう。また、前記何も設けられていない空間がより小さいと、タイプIIガス及びタイプIIIガスのポンプ速度が低減してしまう。

図１３の実施形態には、何も設けられていない空間１３０５で分離される２枚のオリフィス板１３０１及び１３０３が含まれている。小さい方のオリフィス板１３０１には、小さいオリフィスが含まれる。外側の板１３０３の大きなオリフィスでは、プラグで荒い調整が行われ、一方、内側の板１３０１の小さなオリフィスでは、プラグで微調整が行われる。大体においてアレイは類似しているが、図では傾いているので長円形に見える。しかしながら、それらは、面において長円形であってもその他の形をしていても良い。

図１４には、２枚のオリフィス板１４０３及び１４０１が含まれており、各々がサイズの異なるオリフィスを備え、放射シールドの前面開口を実質的に横切るルーバーを備える。

図１５には、ルーバー４０１を取り囲む整流オリフィス板１５０１と、その整流オリフィス板を取り囲む何も設けられていない空間１５０７とが示されている。各オリフィス１５０３には、オリフィス板から曲げられている整流器（フラップまたは羽根）１５０５が含まれていて、放射を外方向に、放射シールドの方に向ける。この設計によって、設計上の自由度は大きくなるが、栓をすることのできる開口した孔に適した（in-place）調整ができなくなってしまう。

図１６には、放射を外方向に、放射シールドの方に向けるフラップ（整流器）１６０５を備える円形のオリフィス１６０３を有するオリフィス板１６０１で、ルーバー４０１が囲まれた実施形態が示されている。図１５の実施形態において、何も設けられていない空間１６０７がオリフィス板の外側に設けられている。同様に、この設計によってもポンプ速度が制御されるように設計されているが、その場での（on site）調整可能性に限界がある。

図１６のクライオポンプの断面が図１７に示されている。

図１８は、整流器を形成するプラグを使用して、その場での調整可能性が大きくなっていることを除いて、図１６に類似する実施形態を例示する。オリフィス板１８０１は、何も設けられていない空間１８０３に取り囲まれている。オリフィス１８０５は、円形に開いた孔であって、プラグで閉じられるか、または図示の通り、放射を外方向に、放射シールドに向ける整流器が備わるようフラップ１８０７を有する部分的に開いたプラグで栓をされうる。図１８のクライオポンプは、図１９に断面が示される。図から分かるように、プラグ１８０９は、開いたオリフィスにはめ込まれ、プラグを介してオリフィス板に取り付けられるフラップ１８０７を有する。

図２０は、放射シールドの全直径に近いルーバー４０１を取り囲む単一のオリフィス板２００１を有する実施形態を例示する。しかしながら、このオリフィス板には、選択的に栓をすることのできるオリフィス２００３の、外側の円形アレイを有している。より大きなオリフィス２００５の、内側のアレイも配置されている。オリフィス２００５には、整流器として働くフラップ２００７が含まれている。オリフィス２００３は内側のオリフィス２００５より大きくても小さくても良く、及び／またはオリフィスの大きさが様々であっても良い。あるいは、全てのオリフィスが同じサイズであっても良い。

図２１の実施形態は、内側のオリフィスアレイが円形に開いた孔であることを除いて、図２０のそれに類似している。プラグ２１０５に形成されるフラップ２１０３が整流器に備わっている。整流プラグに代わるものとして、孔を完全に閉じるプラグで、選択的にいくつかの孔が閉じられても良い。先に示したように、より小さなオリフィス２１０７の外側アレイもまた配置されている。これらのオリフィスもまた、選択的に閉じられるか整流器とされても良い。

図２２は、板２２０３の端部の切り取り部２２０１によってオリフィスが定められている実施形態を例示する。この実施形態において、切り取り部は外側の端部においてであるが、それに代えてまたはそれに加えて板２２０３の内側の端部において含み得る。先に示したように、板２２０３は、中央円板４０７とルーバー４０１とを取り囲む。ルーバーと板２２０３との間には、何も設けられていない空間２２０５が備わっていても備わっていなくても良い。

図２３において、やはりオリフィス２３０１が板２３０３の外側の端部に沿って形が定められている。この場合において、オリフィスは波状端部によって形成されている。波状は外側の端部に示されているが、板の内側の端部に備えられても良い。やはり、板は、中央円板４０７とルーバー４０１とを取り囲んでいる。ルーバーと板との間には、何も設けられていない空間２３０５が備わっていても備わっていなくても良い。

オリフィスはまた、円形の放射シールド内の多角形板によっても定められ得る。オリフィスが端部で形づけられる各実施形態において、板内においてオリフィスが形づけられても良い。

図２４は、中実板２４０１が、中央円板４０７とルーバー４０１とを取り囲む実施形態を例示する。その中実円板は、全てのオリフィスに栓がされているオリフィス板と同じように機能する。第二段アレイにおける熱負荷の低減と処理圧の上昇がポンプ速度を超えて好ましいものであるとき、中実板２４０１は適切なものとなる。しかしながら、ポンプ速度を追加することが好ましいならば、その板を直ちにオリフィス板で置き換えることができる。

ここで引用される全ての特許、公開公報および参考文献の教示は、援用することによって、その全体がここに組み入れられる。

本発明は、その実施形態の例示を参照して、詳細に示され記述されているが、添付の特許請求の範囲に包含される発明の範囲から逸脱すること無く、形状及び細部に様々な変更を加えても良いことが当業者には理解される。
なお、本発明は、実施の態様として以下の内容を含む。
［態様１］
冷凍機と、
その冷凍機によって冷却される凝固アレイと、
その凝固アレイを取り囲み前記冷凍機によって冷却される放射シールドであって、前面開口を有する放射シールドと、
その放射シールドの前記前面開口を横切り、前記冷凍機によって冷却される前面アレイであって、
前記前面開口の中央領域を横切るルーバーと、
前記前面開口の外側領域を横切るオリフィスを有するオリフィス板と
を有する前面アレイと
を備え、
前記中央領域は、前記ルーバーが無い場合には、実質的に何も設けられていない、クライオポンプ。
［態様２］
前記オリフィス板の複数のオリフィスの各々が、そのオリフィス板に取り付けられるフラップを有する態様１に記載のクライオポンプ。
［態様３］
前記フラップが、前記オリフィスに挿入されるプラグによって取り付けられる態様２に記載のクライオポンプ。
［態様４］
前記オリフィス板の少なくとも一つのオリフィスが、取り外し可能なプラグで閉じられている態様１に記載のクライオポンプ。
［態様５］
前記ルーバー及びオリフィス板が、前記前面開口の少なくとも９０％に渡って延びている態様１に記載のクライオポンプ。
［態様６］
実質的に何も設けられていない空間が前記オリフィス板を取り囲んでいる態様１に記載のクライオポンプ。
［態様７］
前記ルーバーと前記オリフィス板との間に実質的に何も設けられていない空間が備わっている態様１に記載のクライオポンプ。
［態様８］
前記ルーバーを取り囲む複数のオリフィス板を備える態様１に記載のクライオポンプ。
［態様９］
前記複数のオリフィス板の間に実質的に何も設けられていない空間が備わっている態様８に記載のクライオポンプ。
［態様１０］
前記ルーバーが円形で、かつ前記オリフィス板がそれらルーバーを取り囲み、そのオリフィス板において、円形に配置されたオリフィスアレイを有している態様１に記載のクライオポンプ。
［態様１１］
サイズの異なるオリフィスを有する複数通りのオリフィスアレイを更に備えている態様１に記載のクライオポンプ。
［態様１２］
各オリフィスの端部で前記オリフィス板に取り付けられるフラップを備える内側のオリフィスアレイを備え、フラップの無い開いた外側のオリフィスアレイを備える態様１に記載のクライオポンプ。
［態様１３］
前記ルーバーにシェブロンが含まれる態様１に記載のクライオポンプ。
［態様１４］
クライオポンプ用の前面アレイであって、
中央領域を横切るルーバーと、
オリフィスを有し、前記ルーバーを取り囲むオリフィス板と
を備え、
前記中央領域は、前記ルーバーが無い場合には、実質的に何も設けられていない、前面アレイ。
［態様１５］
前記オリフィス板の複数のオリフィスの各々が、そのオリフィス板に取り付けられるフラップを有する態様１４に記載の前面アレイ。
［態様１６］
前記フラップが、前記オリフィスに挿入されるプラグによって取り付けられる態様１５に記載の前面アレイ。
［態様１７］
前記オリフィス板の少なくとも一つのオリフィスが、取り外し可能なプラグで閉じられている態様１４に記載の前面アレイ。
［態様１８］
前記ルーバー及びオリフィス板が、前記前面開口の少なくとも９０％に渡って延びている態様１４に記載の前面アレイ。
［態様１９］
実質的に何も設けられていない空間が前記オリフィス板を取り囲んでいる態様１４に記載の前面アレイ。
［態様２０］
前記ルーバーと前記オリフィス板との間に実質的に何も設けられていない空間が備わっている態様１４に記載の前面アレイ。
［態様２１］
前記ルーバーを取り囲む複数のオリフィス板を備える態様１４に記載の前面アレイ。
［態様２２］
前記複数のオリフィス板の間に実質的に何も設けられていない空間が備わっている態様２１に記載の前面アレイ。
［態様２３］
前記ルーバーが円形で、かつ前記オリフィス板がそれらルーバーを取り囲み、そのオリフィス板において、円形に配置されたオリフィスアレイを有している態様１４に記載の前面アレイ。
［態様２４］
サイズの異なるオリフィスを有する複数通りのオリフィスアレイを更に備えている態様１４に記載の前面アレイ。
［態様２５］
各オリフィスの端部で前記オリフィス板に取り付けられるフラップを備える内側のオリフィスアレイを備え、フラップのない開いた外側のオリフィスアレイを備える態様１４に記載の前面アレイ。
［態様２６］
前記ルーバーにシェブロンが含まれる態様１４に記載の前面アレイ。
［態様２７］
冷凍機と、
その冷凍機によって冷却される凝固アレイと、
その凝固アレイを取り囲み前記冷凍機によって冷却される放射シールドであって、前面開口を有する放射シールドと、
その放射シールドの前記前面開口を横切り、前記冷凍機によって冷却される前面アレイであって、
前記前面開口の中央領域を横切るルーバーと、
前記前面開口の外側領域を横切る板と
を有する前面アレイと
を備えるクライオポンプ。
［態様２８］
前記板が平板である態様２７に記載のクライオポンプ。
［態様２９］
前記板が中実である態様２７に記載のクライオポンプ。
［態様３０］
前記板が少なくとも一つのオリフィスを有する態様２７に記載のクライオポンプ。
［態様３１］
少なくとも一つのオリフィスが前記板に取り囲まれる貫通孔である態様３０に記載のクライオポンプ。
［態様３２］
少なくとも一つのオリフィスが前記板の端部の切り取り部である態様３０に記載のクライオポンプ。
［態様３３］
前記板が波状端部を含む態様２７に記載のクライオポンプ。
［態様３４］
前記板の少なくとも一つのオリフィスが取り外し可能なプラグで閉じられている態様２７に記載のクライオポンプ。
［態様３５］
前記板が輪形である態様２７に記載のクライオポンプ。
［態様３６］
クライオポンプ用の前面アレイであって、
少なくとも一つの、中心に置かれたルーバーと、
その少なくとも一つのルーバーを取り囲む板と
を備える前面アレイ。
［態様３７］
前記板が平板である態様３６に記載の前面アレイ。
［態様３８］
前記板が中実である態様３６に記載の前面アレイ。
［態様３９］
前記板が少なくとも一つのオリフィスを有する態様３６に記載の前面アレイ。
［態様４０］
少なくとも一つのオリフィスが前記板に取り囲まれる貫通孔である態様３９に記載の前面アレイ。
［態様４１］
少なくとも一つのオリフィスが前記板の端部の切り取り部である態様３９に記載の前面アレイ。
［態様４２］
前記板が波状端部を含む態様３６に記載の前面アレイ。
［態様４３］
前記板の少なくとも一つのオリフィスが取り外し可能なプラグで閉じられている態様３６に記載の前面アレイ。
［態様４４］
前記板が輪形である態様３６に記載のクライオポンプ。

６Ａ、６Ｂ クライオポンプ
１６ 前面開口
２９、３２、６０１、６０３ 冷凍機
３４ 凝固アレイ
４０５、１５０３、１６０３ オリフィス
１８０５、２００３、２００５ オリフィス
２０１７、２３０１ オリフィス
４０３、１３０１、１３０３ オリフィス板
１４０１、１４０３、１５０１ オリフィス板
１６０１、１８０１ オリフィス板
３６ 放射シールド
４０１ ルーバー
４０９、１３０５、１５０７ 何も設けられていない空間
１６０７、１８０３ 何も設けられていない空間
１８０９、２１０５ プラグ
２２０１ 切り取り部

Claims (40)

1. 冷凍機と、
   その冷凍機によって冷却される凝固アレイと、
   その凝固アレイを取り囲み前記冷凍機によって冷却される放射シールドであって、前面開口を有する放射シールドと、
   その放射シールドの前記前面開口を横切り、前記冷凍機によって冷却される前面アレイであって、
   前記前面開口の中央領域を横切るルーバーと、
   前記前面開口の外側領域を横切るオリフィスを有するオリフィス板と
   を有する前面アレイと
   を備え、
   前記中央領域は、前記ルーバー以外には、実質的に何も設けられていない、クライオポンプ。
2. 前記オリフィス板の複数のオリフィスの各々が、そのオリフィス板に取り付けられるフラップを有する請求項１に記載のクライオポンプ。
3. 前記フラップが、前記オリフィスに挿入されるプラグによって取り付けられる請求項２に記載のクライオポンプ。
4. 前記オリフィス板の少なくとも一つのオリフィスが、取り外し可能なプラグで閉じられている請求項１に記載のクライオポンプ。
5. 前記ルーバー及びオリフィス板が、前記前面開口の少なくとも９０％に渡って延びている請求項１に記載のクライオポンプ。
6. 実質的に何も設けられていない空間が前記オリフィス板を取り囲んでいる請求項１に記載のクライオポンプ。
7. 前記ルーバーと前記オリフィス板との間に実質的に何も設けられていない空間が備わっている請求項１に記載のクライオポンプ。
8. 前記ルーバーを取り囲む複数のオリフィス板を備える請求項１に記載のクライオポンプ。
9. 前記複数のオリフィス板の間に実質的に何も設けられていない空間が備わっている請求項８に記載のクライオポンプ。
10. 前記ルーバーが円形で、かつ前記オリフィス板がそれらルーバーを取り囲み、そのオリフィス板において、円形に配置されたオリフィスアレイを有している請求項１に記載のクライオポンプ。
11. サイズの異なるオリフィスを有する複数通りのオリフィスアレイを更に備えている請求項１に記載のクライオポンプ。
12. 各オリフィスの端部で前記オリフィス板に取り付けられるフラップを備える内側のオリフィスアレイを備え、フラップの無い開いた外側のオリフィスアレイを備える請求項１に記載のクライオポンプ。
13. 前記ルーバーにシェブロンが含まれる請求項１に記載のクライオポンプ。
14. クライオポンプ用の前面アレイであって、
    中央領域を横切るルーバーと、
    オリフィスを有し、前記ルーバーを取り囲むオリフィス板と
    を備え、
    前記中央領域は、前記ルーバー以外には、実質的に何も設けられていない、前面アレイ。
15. 前記オリフィス板の複数のオリフィスの各々が、そのオリフィス板に取り付けられるフラップを有する請求項１４に記載の前面アレイ。
16. 前記フラップが、前記オリフィスに挿入されるプラグによって取り付けられる請求項１５に記載の前面アレイ。
17. 前記オリフィス板の少なくとも一つのオリフィスが、取り外し可能なプラグで閉じられている請求項１４に記載の前面アレイ。
18. 前記ルーバー及びオリフィス板が、前記前面開口の少なくとも９０％に渡って延びている請求項１４に記載の前面アレイ。
19. 実質的に何も設けられていない空間が前記オリフィス板を取り囲んでいる請求項１４に記載の前面アレイ。
20. 前記ルーバーと前記オリフィス板との間に実質的に何も設けられていない空間が備わっている請求項１４に記載の前面アレイ。
21. 前記ルーバーを取り囲む複数のオリフィス板を備える請求項１４に記載の前面アレイ。
22. 前記複数のオリフィス板の間に実質的に何も設けられていない空間が備わっている請求項２１に記載の前面アレイ。
23. 前記ルーバーが円形で、かつ前記オリフィス板がそれらルーバーを取り囲み、そのオリフィス板において、円形に配置されたオリフィスアレイを有している請求項１４に記載の前面アレイ。
24. サイズの異なるオリフィスを有する複数通りのオリフィスアレイを更に備えている請求項１４に記載の前面アレイ。
25. 各オリフィスの端部で前記オリフィス板に取り付けられるフラップを備える内側のオリフィスアレイを備え、フラップのない開いた外側のオリフィスアレイを備える請求項１４に記載の前面アレイ。
26. 前記ルーバーにシェブロンが含まれる請求項１４に記載の前面アレイ。
27. 冷凍機と、
    その冷凍機によって冷却される凝固アレイと、
    その凝固アレイを取り囲み前記冷凍機によって冷却される放射シールドであって、前面開口を有する放射シールドと、
    その放射シールドの前記前面開口を横切り、前記冷凍機によって冷却される前面アレイであって、
    前記前面開口の中央領域を横切るルーバーと、
    前記前面開口の外側領域を横切る板と
    を有する前面アレイと
    を備え、
    前記板が少なくとも一つのオリフィスを有するクライオポンプ。
28. 前記板が平板である請求項２７に記載のクライオポンプ。
29. 少なくとも一つのオリフィスが前記板に取り囲まれる貫通孔である請求項２７に記載のクライオポンプ。
30. 少なくとも一つのオリフィスが前記板の端部の切り取り部である請求項２７に記載のクライオポンプ。
31. 前記板が波状端部を含む請求項２７に記載のクライオポンプ。
32. 前記板の少なくとも一つのオリフィスが取り外し可能なプラグで閉じられている請求項２７に記載のクライオポンプ。
33. 前記板が輪形である請求項２７に記載のクライオポンプ。
34. クライオポンプ用の前面アレイであって、
    少なくとも一つの、中心に置かれたルーバーと、
    その少なくとも一つのルーバーを取り囲む板と
    を備え、
    前記板が少なくとも一つのオリフィスを有する前面アレイ。
35. 前記板が平板である請求項３４に記載の前面アレイ。
36. 少なくとも一つのオリフィスが前記板に取り囲まれる貫通孔である請求項３４に記載の前面アレイ。
37. 少なくとも一つのオリフィスが前記板の端部の切り取り部である請求項３４に記載の前面アレイ。
38. 前記板が波状端部を含む請求項３４に記載の前面アレイ。
39. 前記板の少なくとも一つのオリフィスが取り外し可能なプラグで閉じられている請求項３４に記載の前面アレイ。
40. 前記板が輪形である請求項３４に記載のクライオポンプ。

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