KR100706818B1 - cryo pump - Google Patents

cryo pump Download PDF

Info

Publication number
KR100706818B1
KR100706818B1 KR1020050105938A KR20050105938A KR100706818B1 KR 100706818 B1 KR100706818 B1 KR 100706818B1 KR 1020050105938 A KR1020050105938 A KR 1020050105938A KR 20050105938 A KR20050105938 A KR 20050105938A KR 100706818 B1 KR100706818 B1 KR 100706818B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
stage
transfer member
heat transfer
cryopump
heat
Prior art date
Application number
KR1020050105938A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20060013344A (en
Inventor
박병직
Original Assignee
박병직
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 박병직 filed Critical 박병직
Priority to KR1020050105938A priority Critical patent/KR100706818B1/en
Publication of KR20060013344A publication Critical patent/KR20060013344A/en
Priority to PCT/KR2006/000483 priority patent/WO2007066852A1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100706818B1 publication Critical patent/KR100706818B1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B37/00Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00
    • F04B37/06Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for evacuating by thermal means
    • F04B37/08Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for evacuating by thermal means by condensing or freezing, e.g. cryogenic pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/14Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the cycle used, e.g. Stirling cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00Function
    • F05B2260/20Heat transfer, e.g. cooling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2280/00Materials; Properties thereof
    • F05B2280/10Inorganic materials, e.g. metals
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2280/00Materials; Properties thereof
    • F05B2280/10Inorganic materials, e.g. metals
    • F05B2280/103Heavy metals
    • F05B2280/10304Titanium
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2280/00Materials; Properties thereof
    • F05B2280/10Inorganic materials, e.g. metals
    • F05B2280/104Noble metals
    • F05B2280/1041Silver
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2280/00Materials; Properties thereof
    • F05B2280/20Inorganic materials, e.g. non-metallic materials
    • F05B2280/201Sapphire
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S417/00Pumps
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S62/00Refrigeration
    • Y10S62/02Refrigerant pumps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 크라이오 펌프에 관한 것이다.The present invention relates to a cryo pump.

본 발명은, 2단 구성으로 되어 있으며, 수증기를 포착하는 제1스테이지와, 아르곤 가스나 질소 가스 등을 응축 및 흡착토록 흡착성 목탄이 구비되는 냉각패널과, 상기 냉각패널이 장착되는 제2스테이지와, 2단 극저온 냉동기가 내장된 하우징을 포함하여 이루어진 크라이오 펌프에 있어서, 상기 제2스테이지와 이에 장착되는 냉각패널 사이에 열전달 부재가 개입되어 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention has a two-stage configuration, comprising: a first stage for capturing water vapor; a cooling panel provided with adsorbent charcoal to condense and adsorb argon gas and nitrogen gas; and a second stage for mounting the cooling panel; In the cryopump comprising a housing having a two-stage cryogenic freezer, the heat transfer member is interposed between the second stage and the cooling panel mounted thereto.

이와 같은 본 발명에 의하면, 펌프 재생과정에서 열손실 없이 챔버 내의 온도범위를 330K 이상으로 상승시킬 수 있어 재생과정 중 챔버 내 증발열이 높은 물질과 가스들을 330K 이상의 고온 환경에서 짧은 시간 내에 완벽하게 정화하여 배출하며, 이로 인하여 챔버 내 가스 제거를 위한 흡착성 목탄의 수명을 일층 연장시킬 수 있게 되므로 재생 후 냉각패널의 성능이 완벽히 복귀되어 펌프 내부의 온도 상승에 따른 펌프의 유지보수 기간을 늘일 수 있게 된다.According to the present invention, it is possible to raise the temperature range in the chamber to 330K or more without heat loss during the pump regeneration process, so that the material and gases with high evaporation heat in the chamber during the regeneration process are completely purified in a short time in a high temperature environment of 330K or more. Since this can extend the life of the adsorptive charcoal for the removal of gas in the chamber, the performance of the cooling panel is completely restored after regeneration, thereby extending the maintenance period of the pump according to the temperature rise inside the pump.

크라이오 펌프, 제1스테이지, 제2스테이지, 냉각패널, 사파이어 Cryopump, Stage 1, Stage 2, Cooling Panel, Sapphire

Description

크라이오 펌프{cryo pump}Cryo pump

도 1은 종래 기술에 따른 크라이오 펌프의 전체적인 구성을 개략적으로 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view schematically showing the overall configuration of a cryopump according to the prior art.

도 2는 본 발명에 따른 크라이오 펌프의 전체적인 구성을 개략적으로 나타낸 단면도.2 is a cross-sectional view schematically showing the overall configuration of the cryopump according to the present invention.

도 3은 무산소동과 사파이어의 열전도율을 저온에서 고온에 따른 차이점을 도시한 그래프.Figure 3 is a graph showing the difference between the thermal conductivity of oxygen-free copper and sapphire at low temperature to high temperature.

<도면의 주요부위에 대한 부호 설명><Description of Signs of Major Parts of Drawings>

2: 제1스테이지 3: 제2스테이지2: first stage 3: second stage

4: 2단 냉동기 5: 하우징4: two stage freezer 5: housing

7: 공급라인 8: 배출라인7: supply line 8: discharge line

9: 릴리프 밸브 11: 열전달 부재9: relief valve 11: heat transfer member

12: 바이메탈 30: 냉각패널12: bimetal 30: cooling panel

32: 흡착성 목탄 34: 제2스테이지 히터32: adsorptive charcoal 34: second stage heater

본 발명은 반도체소자 제조를 위한 이온주입 공정에 사용되는 크라이오 펌프(cryo pump)에 관한 것으로, 제2스테이지와 이에 장착되는 냉각패널사이에 열전도성이 저온과 고온에서의 열전도성의 차이가 크게 나타나는 열전달부재를 개입시켜 펌프 재생(regeneration) 시 펌프의 챔버가 고온 환경을 유지하면서 제2스테이지내에 증발열이 높은 물질과 가스들을 정화하여 외부로 완벽하게 배출할 수 있도록 함으로써 장치의 재생효율 및 수명을 연장시킬 수 있도록 한 크라이오 펌프에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cryo pump used in an ion implantation process for manufacturing a semiconductor device, and shows a large difference in thermal conductivity between low temperature and high temperature between a second stage and a cooling panel mounted thereto. When the pump is regenerated by the heat transfer member, the chamber of the pump maintains a high temperature environment while purifying materials and gases with high evaporative heat in the second stage to completely discharge them to the outside to extend the regeneration efficiency and life of the device. It's about a cryopump.

일반적으로 크라이오 펌프는, 극저온에 의해 기체 분자를 응축, 흡착함으로써 진공 인출을 행하는 냉동 저장식 진공 펌프를 말하는 것으로, 반도체 제조장치의 처리 챔버 등을 초고진공상태로 만들기 위한 수단으로서 널리 사용되고 있다.The cryo pump generally refers to a freeze storage vacuum pump which performs vacuum extraction by condensing and adsorbing gas molecules at cryogenic temperatures, and is widely used as a means for making a processing chamber of a semiconductor manufacturing apparatus or the like into an ultra-high vacuum state.

도 1은 종래 기술에 따른 일반적인 크라이오 펌프(1)의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a typical cryopump 1 according to the prior art.

도 1에 도시하는 바와 같이, 일반적인 크라이오 펌프(1)는, 2단 구성으로 되어 있으며, 주로 수증기를 포착하는 제1스테이지(2)와, 아르곤 가스나 질소 가스 등을 응축 및 흡착하는 제2스테이지(3)와, 2단(段) 극저온 냉동기(4)가 내장된 하우징(5)을 포함하고 있다. As shown in FIG. 1, the general cryopump 1 has a two-stage configuration, mainly comprising a first stage 2 that traps water vapor, and a second stage that condenses and adsorbs argon gas, nitrogen gas, and the like. The stage 3 and the housing | casing 5 in which the two stage cryogenic freezer 4 was built are included.

제1스테이지(2)는 제2스테이지(3)와 배출될 챔버 사이에 위치한 배플(6) 이외에는 이를 둘러싸는 하우징(5)으로 이루어진다. The first stage 2 consists of a housing 5 surrounding it except for the baffle 6 located between the second stage 3 and the chamber to be discharged.

이와 같은 제1스테이지(2)는 냉동기(4)에 의해 60K 내지 130K 범위의 온도까 지 냉각된다. 작업 챔버로부터 들어오는 수증기와 같은 고비점 가스는 배플(6) 상에 응축되는 한편, 제1스테이지(2)의 나머지는 복사열로부터 제2스테이지(3)를 차단하는 기능을 주로 한다.This first stage 2 is cooled to a temperature in the range of 60K to 130K by the freezer (4). High boiling gas, such as water vapor coming from the working chamber, condenses on the baffle 6, while the remainder of the first stage 2 functions primarily to block the second stage 3 from radiant heat.

제2스테이지(3)는 냉동기(4)에 의해 4K 내지 25K로 유지되어, 배플(6)을 통과하는 저비점 가스를 응축하는데 이용된다. The second stage 3 is maintained at 4K to 25K by the refrigerator 4 and used to condense the low boiling gas passing through the baffle 6.

제2스테이지(3)의 냉각패널(cold panner;30) 상에는 수소와 같이, 특히 낮은 비점을 가지는 가스를 제거할 수 있는 흡착성 목탄이 접착되어 있다. 예컨대, 다른 패널은 그 기저부 표면상에 목탄(32)이 있는 적층판을 포함할 수도 있다.On the cold panner 30 of the second stage 3, an adsorbent charcoal capable of removing a gas having a particularly low boiling point, such as hydrogen, is bonded. For example, another panel may include a laminate with charcoal 32 on its base surface.

이와 같은 크라이오 펌프에 적용되는 상기 극저온 냉동기(4)는 지포드-맥마혼(Gifford-McMahon) 냉각 사이클을 통하여 냉각을 달성하는 2단 냉동기이고, 압축 헬륨가스를 팽창시키면서, 제1,2 스테이지(2,3)로부터 열을 빼앗는다. 이 냉동기(4)는 모터에 의해 구동되며, 공급라인을 통하여 정화 질소가스가 공급된다.The cryogenic freezer 4 applied to the cryo pump is a two-stage freezer which achieves cooling through a Gifford-McMahon cooling cycle, and expands the compressed helium gas, the first and second stages. Take heat from (2,3) The refrigerator 4 is driven by a motor and purged nitrogen gas is supplied through a supply line.

상기와 같은 구성으로 이루어진 크라이오 펌프는, 대기 중의 가스분자를 응결시킴으로써 제1,2 스테이지(2,3)는 본질적으로 진공 챔버 내의 진공을 달성한다. 즉, 자유부유 가스분자가 극저온 스테이지에 부딪힐 때, 스테이지는 가스분자로부터 열에너지를 빼앗는다. 가스분자가 열에너지를 충분히 빼앗기면, 그 상(phase)은 제1,2 스테이지(2,3) 상에 증기에서 고체 응축물로 변환된다. 따라서, 제1,2스테이지(2,3) 상에 가스가 응축 및/또는 흡착되면서, 두 진공 챔버와 작업 챔버 내에 높은 진공이 만들어지게 되는 것이다.In the cryopump having the above configuration, the first and second stages 2 and 3 essentially achieve a vacuum in the vacuum chamber by condensing gas molecules in the atmosphere. That is, when free floating gas molecules collide with the cryogenic stage, the stage takes heat energy from the gas molecules. When the gas molecules are sufficiently deprived of thermal energy, their phases are converted from vapor to solid condensate on the first and second stages 2 and 3. Thus, as the gas is condensed and / or adsorbed on the first and second stages 2 and 3, a high vacuum is created in both the vacuum chamber and the working chamber.

위와 같이 높은 진공이 달성되면, 부분적으로 진공된 로드락(load lock; 미 도시)을 통하여 작업 챔버 내부 및 외부로 공정제품이 이동될 수 있다. 로드락과 연결된 작업 챔버의 각 개구부를 통하여 부가적 가스가 작업 챔버로 들어간다. 그 후, 챔버를 다시 진공으로 하고 공정을 위해 필요한 저압력을 제공하기 위해 이 가스는 스테이지상에 응축되는데, 시간이 오버되어 스테이지 상에 축적된 응축물의 양이 증가함에 따라 크라이오 펌프의 효율성과 펌프능력은 떨어지게 된다. 또한, 위험한 화학성을 포함할 수도 있는 응축가스의 승화를 야기하는 전력 공급 중단의 가능성 또는 급속하게 데우는 다른 원인으로 인해, 잠재적 상태 및 안전성 위험뿐만 아니라 작업 챔버 내의 공정제품에 손상의 위험이 있다.When such a high vacuum is achieved, the process product can be moved into and out of the working chamber through a partially vacuumed load lock (not shown). Additional gas enters the work chamber through each opening of the work chamber connected with the load lock. The gas is then condensed on the stage to evacuate the chamber again and provide the necessary low pressure for the process, which increases the efficiency of the cryo pump as the amount of condensate accumulated on the stage increases over time. The pump capacity will fall. In addition, there is a risk of damage to the process product in the working chamber, as well as to potential conditions and safety risks, due to the possibility of power supply interruption or other causes of rapid warming, which may result in sublimation of the condensate gas, which may include dangerous chemicals.

따라서, 응축가스를 제1,2스테이지(2,3)에서 방출시키기 위한 제어 계획 하에서 제1,2스테이지(2,3)를 데우는 재생(regeneration)과정이 한 달에 2회 정도 주기적으로 필요하다.Therefore, a regeneration process for warming the first and second stages 2 and 3 under the control plan for discharging the condensed gas from the first and second stages 2 and 3 is necessary periodically about twice a month. .

재생(regeneration)과정은 크라이오 펌프의 온도를 상승시켜 목탄에 흡착되었던 가스들을 자연적으로 다시 해방하며 시스템으로부터 이 가스를 배출하는 과정을 일컫는다. Regeneration refers to the process of raising the temperature of the cryopump, releasing the gases that were adsorbed on charcoal and recharging them from the system.

이와 같은 재생과정은 공급라인(미도시)를 통해 펌프내에 뜨거운 질소 가스를 투입함과 동시에 제1스테이지와 제2스테이지 사이에 설치되어 있는 전기히터를 이용하여 펌프내 온도를 330K 부근까지 가열하여 응축과정에서 생성된 이물질 및 물과 수증기, 그리고 기타 증기들을 펌프로부터 정화/배출함으로써 펌프의 수명연장 및 효율을 높을 수 있도록 한 것이다. In this regeneration process, hot nitrogen gas is introduced into the pump through a supply line (not shown) and condensed by heating the temperature in the pump to around 330K using an electric heater installed between the first and second stages. It is possible to increase the life and efficiency of the pump by purifying / discharging foreign substances, water, water vapor and other vapors generated in the process from the pump.

그러나 종래에는 상기 크라이오 펌프를 구성하는 구성요소의 물리적인 요인 과 관련하여 냉각패널을 포함한 제2스테이지의 온도가 330K 을 넘을 수 없었던 기술적인 한계점을 지니고 있었다. However, in the related art, there was a technical limitation that the temperature of the second stage including the cooling panel could not exceed 330K in relation to the physical factors of the components constituting the cryopump.

즉, 제2스테이지(3)에는 궁극적으로 디스플레이서(displacer;미도시)가 수직운동을 하면서 결과적으로 열을 흡수하여 온도를 낮추게 되는데 이러한 디스플레이서는 20K 이하의 낮은 온도를 유지하기 위해서 매우 작은 납볼로 구성되어 있기 때문에 납의 녹는점(330K에서 구형화가 진행됨)이 낮다는 점을 감안하면 330K이상으로 올렸을 때 장치 결함을 유발할 수도 있다는 한계점이 있다는 것이다.That is, in the second stage 3, the displacer (not shown) ultimately moves vertically, thereby absorbing heat and lowering the temperature. The displacer is made of very small lead balls to maintain a low temperature of 20K or less. Because of the low melting point of the lead (which spheronizes at 330K), there is a limitation that it may cause device defects when raised above 330K.

따라서, 종래에는 재생 과정 즉, 질소 가스와 같은 불활성 가스를 펌프 내부에 도입하고, 저온의 제1및 제2스테이지(2,3)를 상온 부근까지 온도를 상승시켜, 내부에 모인 기체 분자를 재생용 가스와 함께 외부로 배출하는 과정 중에 제1스테이지(2)에 냉각되어진 상태로 부착되어 있던 물과 같은 증발온도(증발온도 373K)가 높은 물질과 가스들은 낮은 재생온도로 인하여 펌프 내에서 완전 증발되지 못하고 수분형태로 흘러내려 챔버를 오염시키거나 흡착성 목탄에 그대로 부착되어 있어 장치의 수명 및 유지보수 시간을 단축시키는 문제점이 있다.Therefore, conventionally, a regeneration process, that is, an inert gas such as nitrogen gas is introduced into the pump, and the low temperature temperature of the first and second stages 2 and 3 is raised to about room temperature, thereby regenerating the gas molecules collected therein. Substances and gases with high evaporation temperature (evaporation temperature 373K), such as water, attached to the first stage 2 while being cooled to the first stage 2 during the process of being discharged to the outside together with the solvent gas, are completely evaporated in the pump due to the low regeneration temperature. It does not flow in the form of moisture to contaminate the chamber or adhere to the adsorptive charcoal as it has a problem of shortening the life and maintenance time of the device.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 안출한 것으로, 제2스테이지와 이에 장착되는 냉각패널(cold pannel)사이에 사파이어와 같은 저온과 고온 환경에서 상대적으로 차이가 큰 열전도성을 나타내며, 극저온에서 초고온까지 상태 변화 없이 매우 안정하고 매우 우수한 기계적 성질을 갖는 열전달 부재를 개입시켜 펌프 재생과정에서 열손실 없이 챔버 내의 온도범위를 330K 이상으로 상승시킬 수 있게 하는 것이다.The present invention has been made in view of the problems of the prior art as described above, and the thermal conductivity between the second stage and the cold panel (cold pannel) mounted thereon relatively different in the low temperature and high temperature environment, such as sapphire It is possible to raise the temperature range in the chamber to more than 330K without heat loss during the pump regeneration process through the heat transfer member having a very stable and very good mechanical properties without changing the state from cryogenic to ultra-high temperature.

따라서, 재생과정 중 챔버 내 증발열이 높은 물질과 가스들을 330K 이상의 고온 환경에서 정화하여 완벽하게 배출하며, 이로 인하여 챔버 내 가스 제거를 위한 흡착성 목탄의 수명을 일층 연장시키고, 재생 후 냉각패널의 성능은 완벽히 복귀되어 펌프의 수명을 획기적으로 향상시킬 수 있는 크라이오 펌프를 제공하는 데에 그 목적이 있다.Therefore, during the regeneration process, materials and gases with high evaporation heat in the chamber are purified and discharged completely in a high temperature environment of 330K or more, thereby extending the life of the adsorptive charcoal for gas removal in the chamber, and the performance of the cooling panel after regeneration is Its purpose is to provide a cryopump that can be completely returned to significantly improve the life of the pump.

상기한 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로서 본 발명인 크라이오 펌프는, 하우징, 상기 하우징 내에 설치되며 2단으로 구성된 냉동기, 상기 냉동기의 첫째 단에 접촉되어 냉각되는 제1스테이지, 상기 냉동기의 둘째 단에 접촉되어 냉각되는 제2스테이지, 상기 제2스테이지와 접촉하여 열을 전달하는 열전달 부재, 상기 열전달 부재와 연결되며 냉각시 가스를 응축 흡착시킬 수 있는 냉각패널 및, 상기 열전달 부재와 상기 냉각패널 사이에는 재생시 열을 가해주기 위하여 전기히터가 포함될 수 있다. As a technical means for achieving the above object, the present invention cryo pump is a housing, a refrigerator installed in the housing and consisting of two stages, the first stage is cooled in contact with the first stage of the freezer, the second stage of the freezer A second stage to be cooled in contact with the second stage, a heat transfer member for transferring heat by contacting the second stage, a cooling panel connected to the heat transfer member and capable of condensing and adsorbing gas during cooling, and between the heat transfer member and the cooling panel. An electric heater may be included in order to heat the regeneration.

본 발명에서 있어서, 상기 열전달 부재는 저온과 고온에서의 열전도성의 차이가 크며 넓은 온도 범위 내에서도 변형되지 않는 기계적 성질이 우수한 사파이어일 수 있다. In the present invention, the heat transfer member may be a sapphire excellent in mechanical properties that have a large difference in thermal conductivity at low and high temperatures and do not deform even within a wide temperature range.

또한, 상기 열전달 부재와 상기 전기히터 사이에는 상기 히터로부터 전달된 열이 과도하게 상승되었을 때 히터의 전력공급을 중단할 수 있도록, 안전장치가 더 설치될 수 있으며, 상기 안전장치는 온도 상승에 따라 절선되는 바이메탈일 수 있다. In addition, a safety device may be further installed between the heat transfer member and the electric heater to stop the power supply of the heater when the heat transferred from the heater is excessively increased, and the safety device may be increased in accordance with a temperature increase. It may be a bimetal cut off.

본 발명에 있어서, 상기 열전달 부재와 상기 제2스테이지 사이에는 넓은 온도 범위에 따라 금속들간에 열팽창율로 생길 수 있는 이격으로 인한 열손실을 방지할 수 있도록 열전도율이 좋은 재질로 구성된 가스켓이 더 포함될 수 있으며, 상기 가스켓의 재질은 열전도율이 좋은 인듐(In) 또는 은(Silver)으로 구성되며, 상기 열전달 부재와 상기 제2스테이지 및 히터가 장착되는 히터블럭의 결합구는 열전도율이 작은 스테인레스(Stainless) 또는 티타늄(Titanium)으로 형성될 수 있다. In the present invention, between the heat transfer member and the second stage may further include a gasket made of a material having a good thermal conductivity to prevent heat loss due to the separation that may occur due to the thermal expansion coefficient between the metals according to a wide temperature range. The material of the gasket is made of indium (In) or silver (Silver) having a good thermal conductivity, and the coupling hole of the heater block to which the heat transfer member, the second stage and the heater are mounted is stainless or titanium having a low thermal conductivity. (Titanium) can be formed.

본 발명에서, 상기 열전달 부재는 상기 제2스테이지에 구비된 상기 전기히터가 펌프 작동 중에만 전력이 공급되도록 헤륨 압축기(He-Compressure) 또는 크라이오펌프 조절기(Cryopump controller)로 제어될 수 있다. In the present invention, the heat transfer member may be controlled by a helium compressor (He-Compressure) or a cryopump controller (Cryopump controller) so that the electric heater provided in the second stage is supplied only during the pump operation.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 실시예를 설명하기에 앞서 본 실시예에서는 앞서 도시된 종래의 구성과 동일한 부분에 대해 동일한 도면참조부호 및 명칭을 사용하기로 한다.Prior to describing the present embodiment, in the present embodiment, the same reference numerals and names will be used for the same parts as the above-described conventional configurations.

도 2는 본 발명에 의한 크라이오 펌프의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view schematically showing the overall configuration of the cryopump according to the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 크라이오 펌프(1)는, 제1스테이지(2)와, 제2스테이지(3)가 방열막에 의해 분리 구획된 2단 구조를 이루며, 2단(段) 극저온 냉동기(4)가 내장된 하우징(5)을 포함하여 구성된다. As shown in FIG. 2, the cryopump 1 has a two-stage structure in which the first stage 2 and the second stage 3 are divided and partitioned by a heat dissipation film, and the second stage cryogenic temperature. It comprises a housing (5) in which the refrigerator (4) is built.

구체적으로 살펴보면, 하우징(5) 상부는 가스가 이동할 수 있게 개구되어 있으며, 개구된 개구부를 기준으로 하우징 선단 외측단에는 작업챔버를 한정하는 용기 상의 포트에 이를 장착하기 위한 플랜지(50)가 형성된다.Specifically, the upper portion of the housing 5 is opened to allow gas to move, and a flange 50 for mounting it to a port on a container defining a working chamber is formed at the outer end of the housing based on the opened opening. .

그리고, 하우징(5)의 하단에는 작동기체(냉매)로서 헬륨가스가 챔버 내에 공급되거나 배출되는 공급라인(7)과 배출라인(8)이 설치된다. 이와 같은 공급라인(7)과 배출라인(8)은 릴리프 밸브(9)에 의해 개폐가 제어된다.In addition, a supply line 7 and a discharge line 8 are installed at the lower end of the housing 5 to supply or discharge helium gas into the chamber as an operating gas (refrigerant). The opening and closing of the supply line 7 and the discharge line 8 are controlled by the relief valve 9.

상기한 하우징(5)내에는 냉동기(4)와 이 냉동기(4) 상부에 가스가 응축되어 35K 내지 130K 범위의 온도까지 냉각되는 방열막(22)을 포함한 제1스테이지(2)가 설치되며, 방열막(22)을 사이에 두고 상기 제1스테이지(2) 상부에는 제2스테이지(3)가 설치된다.In the housing 5, a first stage 2 including a refrigerator 4 and a heat radiation film 22 for condensing gas and cooling to a temperature in the range of 35K to 130K is installed on the refrigerator 4, The second stage 3 is installed above the first stage 2 with the heat dissipation film 22 interposed therebetween.

상기 제2스테이지(3) 상에는 수소와 같이 낮은 비점을 가지는 가스를 제거할 목적으로 흡착성 목탄(32)이 그 기저부 표면상에 설치된 냉각패널(30)이 설치된다. 이러한 냉각패널(30)은 챔버 내에서 상·하 방향으로 다단구조를 이루고 있다. On the second stage 3, a cooling panel 30 in which an adsorptive charcoal 32 is provided on its base surface is provided for the purpose of removing a gas having a low boiling point such as hydrogen. The cooling panel 30 has a multistage structure in the vertical direction in the chamber.

상기 제2스테이지(3)는 2단 구조를 지닌 극저온 냉동기(4)와 연결되어 있으며, 이러한 냉동기(4)에 의해 냉각패널(30)이 4K 내지 25K로 유지된다.The second stage 3 is connected to the cryogenic freezer 4 having a two-stage structure, and the cooling panel 30 is maintained at 4K to 25K by the freezer 4.

즉, 상기 극저온 냉동기(4)는, 2단 구조로 이루어져 1차 냉동기는 제1스테이지의 방열막(22)과 접촉되어 방열막(22)을 냉동시키고 2차 냉동기는 제2차 스테이 지(3)와 접촉되어 냉각패널(30)을 냉동시키게 되는 것이다.That is, the cryogenic freezer 4 has a two-stage structure, and the first freezer comes into contact with the heat dissipation film 22 of the first stage to freeze the heat dissipation film 22, and the second freezer has a second stage 3. ) To freeze the cooling panel (30).

한편, 제2스테이지(3)의 냉각패널(30) 상에 구비된 흡착성 목탄(32)에는 펌프 구동 시 챔버 내에서 흡착된 여러 가스들이 포화되어 진공도가 높아지거나 제2스테이지의 온도가 상승하게 되는데, 이와 같은 챔버 내 온도상승을 방지하기 위해서는 주기적으로 재생(regeneration)과정이 필요하며, 효과적인 재생을 위해서는 펌프 내 온도를 330K 이상의 고온으로 유지하여야 하는 바, 이를 위해 본 발명에서는 제2스테이지(3)와 이에 장착되는 냉각패널(cold pannel;30)사이에 저온과 고온 환경에서 상대적으로 차이가 큰 열전도성을 나타내는 열전달 부재(11)를 개입시켰다.Meanwhile, the adsorptive charcoal 32 provided on the cooling panel 30 of the second stage 3 saturates various gases adsorbed in the chamber when the pump is driven, thereby increasing the degree of vacuum or the temperature of the second stage. In order to prevent such a temperature increase in the chamber, a regeneration process is required periodically, and in order to effectively regenerate, the temperature in the pump must be maintained at a high temperature of 330 K or more. And a heat transfer member 11 exhibiting a relatively large thermal conductivity in a low temperature and a high temperature environment between the cold pannel 30 mounted thereon.

상기 열전달 부재(11)로는 금속과 맞먹는 열전도도를 가지면서도 극저온에서 초고온까지 상태 변화 없이 매우 안정하고 매우 우수한 기계적 성질을 갖는 사파이어가 적용된다. As the heat transfer member 11, sapphire having a very stable and excellent mechanical properties is applied without changing the state from cryogenic to ultra-high temperature while having thermal conductivity comparable to metal.

이와 같은 열전달 부재(11)는 특정온도에서 작동하여 이에 공급되는 전력을 차단하는 공지된 바이메탈(12)을 매개로 제2스테이지(3)에 구비된 히터와 연결되어 안전장치를 이룬다.
한편, 상기 히터는 히터블럭(13) 내부에 내설되므로, 도면에는 미표시되어 있다.
The heat transfer member 11 is connected to a heater provided in the second stage 3 to form a safety device through a known bimetal 12 that operates at a specific temperature to block power supplied thereto.
On the other hand, since the heater is built in the heater block 13, it is not shown in the drawing.

즉, 상기 바이메탈(12)은 재생과정 시 히터로부터 전달된 열이 필요이상으로 상승되었을 때 절선되어 히터의 전력공급을 중단함으로써 제2스테이지(3)가 과열되는 것을 방지하는 역할을 하는 것이다.That is, the bimetal 12 serves to prevent overheating of the second stage 3 by cutting off the power supply of the heater when the heat transferred from the heater rises more than necessary during the regeneration process.

이와 같이 구성된 본 발명의 크라이오 펌프의 작용,효과를 설명한다. The operation and effects of the cryopump of the present invention configured as described above will be described.

냉동기(4)의 구동으로 대기 중 가스분자를 응결시킴으로써 제1,2 스테이지 (2,3)는 본질적으로 진공 챔버 내의 진공을 달성하게 된다. 즉, 자유부유 가스분자가 극저온 스테이지에 부딪힐 때, 스테이지는 가스분자로부터 열에너지를 빼앗는다. By condensing the gas molecules in the atmosphere with the drive of the refrigerator 4, the first and second stages 2, 3 essentially achieve a vacuum in the vacuum chamber. That is, when free floating gas molecules collide with the cryogenic stage, the stage takes heat energy from the gas molecules.

가스분자가 열에너지를 충분히 빼앗기면, 그 상(phase)은 제1,2 스테이지(2,3) 상에 증기에서 고체 응축물로 변환된다. 따라서, 제1,2스테이지(2,3) 상에 가스가 응축 및/또는 흡착되면서 두 진공 챔버와 작업 챔버 내에 높은 진공이 만들어지게 되는 것이다. When the gas molecules are sufficiently deprived of thermal energy, their phases are converted from vapor to solid condensate on the first and second stages 2 and 3. Therefore, as the gas is condensed and / or adsorbed on the first and second stages 2 and 3, a high vacuum is created in both the vacuum chamber and the working chamber.

이와 같은 과정이 반복되다 보면 제2스테이지(3)의 냉각패널(30) 상에 구비된 흡착성 목탄(32)에는 챔버 내에서 흡착된 여러 가스들이 축척되어 포화됨으로써 진공도가 높아지거나 제2스테이지(3)의 온도가 상승하게 되는데, 이와 같은 챔버내 온도상승을 방지하기 위해서는 주기적으로 재생(regeneration) 과정이 필요하다.When this process is repeated, the adsorptive charcoal 32 provided on the cooling panel 30 of the second stage 3 accumulates and saturates various gases adsorbed in the chamber, thereby increasing the degree of vacuum or the second stage 3. The temperature of) increases, and a periodic regeneration process is necessary to prevent such a temperature increase in the chamber.

재생 과정에서는 상온 또는 가열된 N2가스를 펌프내에 흘려주면서 제1스테이지(2) 및 제2스테이지(3)에 구비된 히터와 온도센서(36)를 이용하여 냉각패널(30)의 온도를 373K(100??)로 상승시켜 크라이오 펌프내 정화작업을 수행하게 된다. In the regeneration process, the temperature of the cooling panel 30 is 373K using the heater and the temperature sensor 36 provided in the first stage 2 and the second stage 3 while flowing N 2 gas at room temperature or heated. It will be raised to (100 °) to perform the purification in the cryo pump.

상기와 같은 330K이상의 높은 온도는 제2스테이지(3)와 냉각패널(30) 사이에 개입된 사파이어(11)에 의해 가능하게 된다. 이는 냉각패널(30)과 제2스테이지(3)가 고온영역에서 사파이어(11)보다 높은 열전도율을 지닌 무산소동으로 이루어져 있어서 히터로부터 전도되는 열은 사파이어(11)보다는 냉각패널(30)을 통하여 보다 많은 열이 전도되기 때문이다.Such a high temperature of 330 K or more is enabled by the sapphire 11 interposed between the second stage 3 and the cooling panel 30. This is because the cooling panel 30 and the second stage 3 is made of oxygen-free copper having a higher thermal conductivity than the sapphire 11 in the high temperature region, so that the heat conducted from the heater is more through the cooling panel 30 than the sapphire 11. Because much heat is conducted.

즉, 무산소동과 사파이어의 열전도율을 저온에서 고온에 따른 차이점을 도시한 도 3을 통해 알 수 있는 바와 같이, 사파이어(11)의 경우 저온에서는 높은 열전도율을 지니나 고온에서는 무산소동에 비해 낮은 열전도율을 지니고 있으므로, 고온영역으로 올라갈수록 히터로부터 발생한 열이 처음에는 사파이어를 통해 챔버 내부로 전도되어지다가 고온영역에 도달하면 무산소동으로 이루어진 냉각패널을 통해 더 많은 열이 챔버에 전달되기 때문이다.That is, as can be seen in Figure 3 showing the difference between the thermal conductivity of oxygen-free copper and sapphire according to the high temperature at low temperature, the sapphire 11 has a high thermal conductivity at low temperature, but has a low thermal conductivity compared to the oxygen-free copper at high temperature Therefore, as the temperature rises to the high temperature region, heat generated from the heater is first conducted into the chamber through sapphire, and when the high temperature region is reached, more heat is transferred to the chamber through the cooling panel made of oxygen-free copper.

따라서, 이에 근거한 사파이어 개입으로 인하여 냉각패널(30)은 고온(373K)을 유지하면서 제2스테이지(3)는 300K내외로 유지시킬 수 있어서 펌프내부의 냉각패널(30)을 효과적으로 정화시킬 수 있게 된다. Therefore, due to the sapphire intervention based on this, the cooling panel 30 can maintain the high temperature 373K while the second stage 3 can be maintained at about 300K, thereby effectively purifying the cooling panel 30 inside the pump. .

이를 도 2와 연계하여 부연설명하면, 도 2에서 냉각패널(30)은 사파이어(11)의 상부면에 연결되어 있고 사파이어(11)의 상부면과 냉각패널(30)사이에는 히터 및 온도센서(36)를 설치할 히터블럭(13)이 무산소동으로 이루어져 있으며, 사파이어(11) 하부면은 냉동기의 무산소동으로 구성된 제2스테이지(3)와 연결되어 있다. 2, the cooling panel 30 is connected to the upper surface of the sapphire 11 and the heater and the temperature sensor (between the upper surface of the sapphire 11 and the cooling panel 30). The heater block 13 to be installed 36 is made of oxygen-free copper, and the lower surface of the sapphire 11 is connected to the second stage 3 made of oxygen-free copper of the refrigerator.

사파이어(11)와 히터블럭(13)과 제2스테이지(3)와의 사이에는 열전도율이 좋은 인듐(In) 또는 은(Silver)으로 구성된 가스켓(미도시)이 설치되어 열전도를 높이고 넓은 온도 범위에 따라 금속들 간에 열 팽창율로 생길 수 있는 이격으로 인한 열손실을 방지할 수 있다. Between the sapphire 11, the heater block 13 and the second stage 3, a gasket (not shown) made of indium (In) or silver (Silver) having a high thermal conductivity is installed to increase the thermal conductivity and according to a wide temperature range. It is possible to prevent heat loss due to the separation that can occur due to the thermal expansion rate between the metals.

사파이어(11)는 히터블럭(13)과 제2스테이지(3) 사이에서 볼트(미도시)로서 고정되고 볼트는 열전도율이 좋지 않은 Stainless 또는 Titanium의 재질이 바람직하다. The sapphire 11 is fixed as a bolt (not shown) between the heater block 13 and the second stage (3), the bolt is preferably made of a material of Stainless or Titanium which is not good thermal conductivity.

이와 같은 구성으로 인하여 본 발명은 펌프 재생 시 히터블럭(13) 및 냉각패널(30)이 고온으로 형성되면서 히터블럭(13)과 접촉되어 있는 사파이어(11)의 상부면의 온도가 상승하면서 사파이어(11)의 열전도율이 저하되며, 냉동기의 냉동능력에 따라서 주어진 온도 조건과 도 3에서와 같은 사파이어의 열전도율이 변화에 따라 사파이어(11)의 하부면과 접촉되어 있는 제2스테이지(3)의 온도는 상승하게 되고 냉각패널(30)과 일정한 온도의 차이를 두며 유지하게 된다. Due to such a configuration, the present invention provides a high temperature of the upper surface of the sapphire 11 which is in contact with the heater block 13 while the heater block 13 and the cooling panel 30 are formed at a high temperature during sapphire ( 11) is lowered, the temperature of the second stage (3) in contact with the lower surface of the sapphire 11 in accordance with the given temperature conditions and the thermal conductivity of the sapphire as shown in Figure 3 changes depending on the freezing capacity of the refrigerator As it rises, the cooling panel 30 is maintained at a predetermined temperature difference.

결과적으로, 본 발명은 사파이어(11)의 개입으로 인하여 냉각패널(30)은 고온(373K)으로 유지시키면서도 제2스테이지(3)는 300K내외로 유지시킬 수 있어서 펌프내부의 냉각패널(30)은 효과적으로 정화되어 질 수 있는 것이다. 따라서 이와 같은 온도상태를 유지하면 300K에서 1시간 동안 정화하던 종래 정화율에 비해 시간은 현저히 단축되면서도 정화효과는 일층 상승시킬 수 있다.As a result, according to the present invention, while the cooling panel 30 is maintained at a high temperature (373K) due to the intervention of the sapphire 11, the second stage 3 can be maintained at about 300K, so that the cooling panel 30 inside the pump is It can be effectively purified. Therefore, if the temperature is maintained at this time, the purification effect can be further increased while the time is significantly reduced compared to the conventional purification rate, which was purified for 1 hour at 300K.

즉, 저온 상태에서는 크라이오 펌프의 본 기능인 냉각 진공 상태를 유지하기 위하여 저온의 열전도율은 현저히 높으므로, 본 기능 수행시 효과적으로 냉각을 시킬 수 있다.That is, in the low temperature state, in order to maintain the cooling vacuum state, which is the main function of the cryopump, the low temperature thermal conductivity is remarkably high, so that cooling can be effectively performed when the present function is performed.

그러나, 고온 상태에서는 열전도율이 무산소동으로 형성된 냉각패널과 제2스테이지보다 낮으므로, 결과적으로 냉각 패널 등 가열될 부분 이외의 기구가 급속히 가열되는 것을 방지할 수 있게 된다. , However, in the high temperature state, the thermal conductivity is lower than that of the cooling panel and the second stage formed of oxygen-free copper, so that it is possible to prevent rapid heating of the mechanism other than the portion to be heated such as the cooling panel. ,

이상에서 살펴 본 바와 같이 본 발명인 크라이오 펌프에 의하면, 제2스테이지와 이에 장착되는 냉각패널(cold pannel)사이에 사파이어와 같은 저온과 고온에서의 온도차이가 큰 열전달 부재가 개입됨으로써, 펌프 재생 과정에서 열손실 없이 챔버내의 온도범위를 330K 이상으로 상승시킬 수 있어 재생 과정 중 챔버내 증발열이 높은 물질과 가스들을 330K 이상의 고온 환경에서 짧은 시간내에 완벽하게 정화하여 배출할 수 있으며, 이로 인하여 챔버내 가스 제거를 위한 흡착성 목탄의 수명을 일층 연장시킬 수 있게 되므로 재생 후 냉각패널의 성능은 완벽히 복귀되어 펌프 내부의 온도 상승에 따른 장치의 유지보수 기간을 늘일 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, the cryo pump includes a heat transfer member having a large temperature difference between low temperature and high temperature such as sapphire between the second stage and a cold pannel mounted thereon, thereby regenerating the pump. The temperature range in the chamber can be raised to more than 330K without heat loss. Therefore, during the regeneration process, materials and gases with high evaporation heat in the chamber can be completely purified and discharged in a short time in a high temperature environment of more than 330K. By further extending the life of the adsorptive charcoal for removal, the performance of the cooling panel after regeneration is fully restored, extending the maintenance period of the device as the temperature rises inside the pump.

또한, 이메탈과 같은 안전장치를 구성함으로써, 의도하지 않고 히터로서 과도하게 열이 전달되어 과도하게 온도가 상승되는 것을 방지할 수 있게 된다. In addition, by constructing a safety device such as an immetal, it is possible to prevent excessive heat transfer by unintentionally excessive heating as a heater and an excessive increase in temperature.

또한, 인듐(In) 또는 은(Silver) 등의 열전도율이 좋은 재질로 구성된 가스켓을 포함함으로써, 열전달 부재와 제2스테이지 사이에는 넓은 온도 범위에 따라 금속들간에 열팽창율로 생길 수 있는 이격으로 인한 열손실을 방지할 수 있게 된다. In addition, by including a gasket made of a material having a high thermal conductivity such as indium (In) or silver (Silver), the heat due to the separation between the heat transfer member and the second stage due to the thermal expansion coefficient between the metal according to a wide temperature range The loss can be prevented.

또한, 열전달 부재와 제2스테이지 및 히터가 장착되는 히터블럭의 볼트 등은 열전도율이 작은 스테인레스(Stainless) 또는 티타늄(Titanium)으로 형성됨으로서, 온도 변화에 따른 변형이 방지되어 장치가 안정적으로 구성된다.In addition, since the heat transfer member, the second stage, and the bolt of the heater block on which the heater is mounted are formed of stainless steel or titanium with low thermal conductivity, deformation due to temperature change is prevented and the apparatus is stably configured.

또한, 상기 열전달 부재는 상기 제2스테이지에 구비된 상기 전기히터가 펌프 작동 중에만 전력이 공급되도록 헤륨 압축기(He-Compressure) 또는 크라이오펌프 조절기(Cryopump controller)로 제어되므로, 안전기와 함께 이중으로 크라이오펌프 의 작동을 제어할 수 있게 된다.In addition, the heat transfer member is controlled by a helium compressor (He-Compressure) or a cryopump controller (Cryopump controller) so that the electric heater provided in the second stage is supplied only during pump operation, it is double with a safety device The operation of the cryopumps can be controlled.

Claims (7)

하우징;housing; 상기 하우징 내에 설치되며 2단으로 구성된 냉동기;A refrigerator provided in the housing and configured in two stages; 상기 냉동기의 첫째 단에 접촉되어 냉각되는 제1스테이지;A first stage that is cooled in contact with the first stage of the freezer; 상기 냉동기의 둘째 단에 접촉되어 냉각되는 제2스테이지;A second stage which is cooled in contact with the second stage of the refrigerator; 상기 제2스테이지와 접촉하여 열을 전달하는 열전달 부재; A heat transfer member in contact with the second stage to transfer heat; 상기 열전달 부재와 연결되며 냉각시 가스를 응축 흡착시킬 수 있는 냉각패널; 및A cooling panel connected to the heat transfer member and capable of condensing and adsorbing gas upon cooling; And 상기 열전달 부재와 상기 냉각패널 사이에는 재생시 열을 가해주기 위하여 전기히터가 포함된 것을 특징으로 하는, 크라이오 펌프. The cryopump, characterized in that an electric heater is included between the heat transfer member and the cooling panel to apply heat during regeneration. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 열전달 부재는 저온과 고온에서의 열전도성의 차이가 크며 넓은 온도 범위 내에서도 변형되지 않는 기계적 성질이 우수한 사파이어인 것을 특징으로 하는, 크라이오 펌프.The heat transfer member is a cryopump, characterized in that the difference in thermal conductivity at low and high temperatures is sapphire excellent mechanical properties that do not deform even within a wide temperature range. 제 1 항에 있어서, 상기 열전달 부재와 상기 전기히터 사이에는 상기 히터로부터 전달된 열이 과도하게 상승되었을 때 히터의 전력공급을 중단할 수 있도록, 안전장치가 더 설치되는 것을 특징으로 하는, 크라이오 펌프. The cryo according to claim 1, further comprising a safety device between the heat transfer member and the electric heater to stop the power supply of the heater when the heat transferred from the heater is excessively raised. Pump. 제 3 항에 있어서, 상기 안전장치는 온도 상승에 따라 절선되는 바이메탈인 것을 특징으로 하는, 크라이오 펌프.The cryopump according to claim 3, wherein the safety device is a bimetal that is cut off as the temperature rises. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 열전달 부재와 상기 제2스테이지 사이에는 넓은 온도 범위에 따라 금속들간에 열팽창율로 생길 수 있는 이격으로 인한 열손실을 방지할 수 있도록 열전도율이 좋은 재질로 구성된 가스켓이 더 포함되되,According to claim 1, Between the heat transfer member and the second stage further comprises a gasket made of a material having a good thermal conductivity to prevent heat loss due to the separation that may occur due to the thermal expansion coefficient between the metals according to a wide temperature range But 상기 가스켓의 재질은 열전도율이 좋은 인듐(In) 또는 은(Silver)으로 구성되며, 상기 열전달 부재와 상기 제2스테이지 및 히터가 장착되는 히터블럭의 결합구는 열전도율이 작은 스테인레스(Stainless) 또는 티타늄(Titanium)으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 크라이오 펌프. The gasket is made of indium (In) or silver (Silver) having a high thermal conductivity, and the coupling hole of the heater block to which the heat transfer member, the second stage and the heater are mounted is stainless or titanium having low thermal conductivity. Cryopump, characterized in that formed by). 제 1 항 내지 제 4 항, 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열전달 부재는 상기 제2스테이지에 구비된 상기 전기히터가 펌프 작동 중에만 전력이 공급되도록 헤륨 압축기(He-Compressure) 또는 크라이오펌프 조절기(Cryopump controller)로 제어되는 것을 특징으로 하는, 크라이오 펌프. The heat transfer member according to any one of claims 1 to 4 and 6, wherein the heat transfer member is provided with a he-compressure or a cryo compressor such that the electric heater provided in the second stage is supplied only during a pump operation. A cryopump, characterized in that it is controlled by a cryopump controller.
KR1020050105938A 2005-11-07 2005-11-07 cryo pump KR100706818B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050105938A KR100706818B1 (en) 2005-11-07 2005-11-07 cryo pump
PCT/KR2006/000483 WO2007066852A1 (en) 2005-11-07 2006-02-10 Cryo pump

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050105938A KR100706818B1 (en) 2005-11-07 2005-11-07 cryo pump

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060013344A KR20060013344A (en) 2006-02-09
KR100706818B1 true KR100706818B1 (en) 2007-04-12

Family

ID=37122769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050105938A KR100706818B1 (en) 2005-11-07 2005-11-07 cryo pump

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR100706818B1 (en)
WO (1) WO2007066852A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101057321B1 (en) 2008-07-17 2011-08-17 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 Cryopump with louver extension

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100778383B1 (en) * 2006-06-16 2007-11-22 한국표준과학연구원 Apparatus for measurement of gas absorption characteristic of cryogenic pump absorption panel and method thereof
JP5660979B2 (en) 2011-06-08 2015-01-28 住友重機械工業株式会社 Cryo pump and cryogenic refrigerator
JP2015098844A (en) * 2013-11-20 2015-05-28 住友重機械工業株式会社 Cryopump system, and operation method of cryopump system
JP6351525B2 (en) * 2015-03-04 2018-07-04 住友重機械工業株式会社 Cryopump system, cryopump control device, and cryopump regeneration method
JP6871751B2 (en) * 2017-02-07 2021-05-12 住友重機械工業株式会社 Cryopump
KR102502990B1 (en) * 2022-06-24 2023-02-23 (주)엠에프에스 Driving control apparatus and method of cryo pump system
KR102661608B1 (en) * 2023-09-25 2024-05-02 크라이오에이치앤아이(주) Cryopump with improved regeneration speed

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01277687A (en) * 1988-04-28 1989-11-08 Sumitomo Precision Prod Co Ltd Cryopump
JPH03160166A (en) * 1989-11-17 1991-07-10 Japan Steel Works Ltd:The Cryopump
JPH0565874A (en) * 1991-03-28 1993-03-19 Daikin Ind Ltd Vacuum cryopump
KR20040070605A (en) * 2003-02-04 2004-08-11 아남반도체 주식회사 Cryo pump

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4297975B2 (en) * 1996-03-20 2009-07-15 ブルックス オートメーション インコーポレイテッド Regeneration method by purging cryopump and reducing vacuum, cryopump and control device
KR100501476B1 (en) * 2003-02-04 2005-07-18 동부아남반도체 주식회사 Cryo pump
KR20050017148A (en) * 2003-08-08 2005-02-22 삼성전자주식회사 Cryo Pump

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01277687A (en) * 1988-04-28 1989-11-08 Sumitomo Precision Prod Co Ltd Cryopump
JPH03160166A (en) * 1989-11-17 1991-07-10 Japan Steel Works Ltd:The Cryopump
JPH0565874A (en) * 1991-03-28 1993-03-19 Daikin Ind Ltd Vacuum cryopump
KR20040070605A (en) * 2003-02-04 2004-08-11 아남반도체 주식회사 Cryo pump

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101057321B1 (en) 2008-07-17 2011-08-17 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 Cryopump with louver extension

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007066852A1 (en) 2007-06-14
KR20060013344A (en) 2006-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100706818B1 (en) cryo pump
US6122921A (en) Shield to prevent cryopump charcoal array from shedding during cryo-regeneration
JP2574586B2 (en) Method for regenerating a cryopump and a cryopump suitable for performing the method
US4438632A (en) Means for periodic desorption of a cryopump
KR101279184B1 (en) Vacuum evacuation system, method for operating vacuum evacuation system, refrigerating machine, vacuum evacuation pump, method for operating refrigerating machine, method for controlling operation of two-stage refrigerating machine, method for controlling operation of cryopump, two-stage refrigerating machine, cryopump, substrate processing apparatus, and method for manufacturing electronic device
KR100239605B1 (en) Cryogenic pump
KR101143800B1 (en) Vacuum evacuation system, substrate processing apparatus, method for manufacturing electronic device, and method for operating vacuum evacuation system
JP6124626B2 (en) Cryopump and regeneration method thereof
CN101568727B (en) Cryotrap and vacuum processing device with cryotrap
KR20150108756A (en) Cryo-pump and Regeneration Method of Cryo-pump
KR102638778B1 (en) Cryopump, cryopump system, cryopump regeneration method
KR101045488B1 (en) Cryotrap and vacuum processing apparatus having cryotrap
US6122920A (en) High specific surface area aerogel cryoadsorber for vacuum pumping applications
WO1992014057A1 (en) Cryopump with improved second stage passageway
US4485631A (en) Method and apparatus for rapidly regenerating a self-contained cryopump
WO2005052369A1 (en) Method and apparatus for regenerating water
KR101456598B1 (en) Cryo pump system
JP4301532B2 (en) Cryopump regeneration method
JP4304450B2 (en) Vacuum exhaust device
TWI655365B (en) Cryopump
JP2009019501A (en) Cryotrap
EP0349577B1 (en) An optimally staged cryopump
KR101177306B1 (en) Cryo pump and spattering device and semiconductor manufacturing device
KR20040070604A (en) Cryo pump
JPH06213154A (en) Control device for vacuum cryo-pump

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
G15R Request for early opening
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
J201 Request for trial against refusal decision
E90F Notification of reason for final refusal
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee