KR100954302B1 - Cryopanel and cryopump using the cryopanel - Google Patents
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Abstract
[과제] 배기 속도와 응고·흡착 효율을 향상시킨 크라이오패널 및 이를 이용한 크라이오펌프를 제공하는 것을 과제로 한다.
[해결수단] 크라이오패널(10)은, 원판(圓板) 형상 패널(10A)과 8개의 판 형상 패널(10B)을 포함한다. 원판 형상 패널(10A)은, 냉동기(3)의 제2 단(段) 냉동스테이지(8B)에 의하여 지지된다. 각 판 형상 패널(10B)은, 원판 형상 패널(10A)의 외주부에 등각도(等角度) 간격으로 장착되고, 가스의 유입방향에 있어서 원판 형상 패널(10A)의 상류 측 및 하류 측으로 연신(延伸)함과 함께, 원판 형상 패널(10A)의 외주(의 직경방향 위치)보다도 외측까지 뻗어 나오도록 장착된다. 여기서, 각 판 형상 패널(10B)은, 원판 형상 패널(10A)의 직경방향에 있어서의 중심부에 있어서 서로 이격되어 있다.
크라이오패널, 크라이오펌프, 원판 형상 패널, 판 형상 패널, 냉동스테이지
[PROBLEMS] To provide a cryopanel having improved exhaust speed and solidification and adsorption efficiency and a cryopump using the same.
[Solution] The cryopanel 10 includes a disk-shaped panel 10A and eight plate-shaped panels 10B. The disk-shaped panel 10A is supported by the second stage freezing stage 8B of the refrigerator 3. Each plate-shaped panel 10B is attached to the outer peripheral part of 10 A of disk-shaped panels at equal angle intervals, and is extended to the upstream and downstream of 10 A of disk-shaped panels in the inflow direction of gas. In addition, it is mounted so as to extend outward from the outer periphery (the radial position of) of the disk-shaped panel 10A. Here, each plate-shaped panel 10B is spaced apart from each other in the center part in the radial direction of the disk-shaped panel 10A.
Cryopanel, cryopump, disc panel, plate panel, refrigeration stage
Description
본 발명은, 크라이오펌프에 이용되는 크라이오패널 및 이를 이용한 크라이오펌프에 관한 것이다. The present invention relates to a cryopanel used for a cryopump and a cryopump using the same.
반도체 제조장치에서는, 고(高)진공을 실현하기 위하여 크라이오펌프가 이용되고 있다. 크라이오펌프는, 진공용기 내의 크라이오패널을 냉각하여, 분자를 응고 또는 흡착시킴으로써 고진공을 실현한다. In a semiconductor manufacturing apparatus, a cryopump is used to realize high vacuum. The cryopump cools the cryopanel in the vacuum vessel and solidifies or adsorbs the molecules to realize high vacuum.
종래의 크라이오패널은, 냉각기의 스테이지에 결합되며, 표면이 가스 유입방향으로 향하여(수평으로) 설치되는 원판 형상 패널과, 이 원판 형상 패널의 이면(裏面) 측에 설치되어 가스 유입방향의 하류의 방향으로 연신(延伸; 늘여 펴짐)하는 복수의 세장(細長; 가늘고 김)판 형상 패널을 구비한다. The conventional cryopanel is connected to a stage of a cooler and has a disk-shaped panel whose surface is installed in the gas inflow direction (horizontally), and downstream of the disk-shaped panel and downstream of the gas inflow direction. A plurality of elongate plate-shaped panels extending in the direction of the cross section are provided.
처리 챔버 내의 기체는, 진공용기의 상부 개구로부터 유입되며, 물 분자(水分子)는 주로 크라이오패널의 상방에 설치되는 루버(louver)에서 응고되고, 물 분 자 이외의 아르곤이나 질소는 주로 원판 형상 패널에서 응고되며, 극저온에서 동결되지 않는 수소나 헬륨 등은, 세장판 형상 패널의 양면에 형성되는 흡착층에 흡착된다(예컨대, 특허문헌 1 참조). The gas in the processing chamber flows in from the upper opening of the vacuum chamber, and water molecules solidify in a louver installed above the cryopanel, and argon or nitrogen other than the water molecules is mainly a disc. Hydrogen, helium, and the like, which are solidified in the panel and do not freeze at cryogenic temperatures, are adsorbed by an adsorption layer formed on both sides of the elongated panel panel (see, for example, Patent Document 1).
또한, 흡착성능을 더욱 향상시키기 위하여, 크라이오패널을 복사열로부터 보호하기 위한 실드의 내면과, 이 실드의 상부에 장착되는 루버의 하향 면에 흑색 크롬 도금을 실시한 크라이오펌프가 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 2 참조). In addition, in order to further improve the adsorption performance, a cryopump with black chromium plating on the inner surface of the shield for protecting the cryopanel from radiant heat and the lower surface of the louver mounted on the upper portion of the shield has been proposed (for example, , Patent Document 2).
[특허문헌 1] 일본국 특허공개 평02-308985호 공보 [Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 02-308985
[특허문헌 2] 일본국 특허공개 평05-172054호 공보 [Patent Document 2] Japanese Patent Application Laid-Open No. 05-172054
그런데, 크라이오펌프의 주요 성능인 수소 배기 속도를 향상시키기 위하여서는, 수소분자가 흡착층에 흡착되는 확률을 향상시키지 않으면 안 된다. However, in order to improve the hydrogen exhaust rate, which is the main performance of the cryopump, the probability of hydrogen molecules adsorbed to the adsorption layer must be improved.
그러나, 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같은 종래의 크라이오패널에서는, 흡착층이 형성되는 세장판 형상 패널은, 원판 형상 패널의 이면 측(가스 유입방향에 있어서 원판 형상 패널보다도 하류 측)에만 설치되어 있으며, 또한, 평면에서 본 경우에 있어서, 진공용기 내에서 원판 형상 패널이 차지하는 면적비율이 크기 때문에, 구조상, 배기 속도가 제한되어 있었다. 또한, 세장판 형상 패널은, 원판 형상 패널의 음지가 되는 바로 이면에서는, 특히 응고·흡착 효율이 낮았다. However, in the conventional cryopanel as described in
또한, 특허문헌 2에 기재된 크라이오펌프에 있어서도, 크라이오패널 자체의 구조는 특허문헌 1의 것과 마찬가지이며, 흡착층이 형성되는 세장판 형상 패널은, 원판 형상 패널의 이면 측(가스 유입방향에 있어서 원판 형상 패널보다도 하류 측)에만 설치되어 있기 때문에, 구조상, 배기 속도가 제한되어, 원판 형상 패널의 음지가 되는 바로 이면에서는, 특히 응고·흡착 효율이 저하된다는 과제가 있었다. Moreover, also in the cryopump of
그래서, 본 발명은, 배기 속도와 응고·흡착 효율을 향상시킨 크라이오패널 및 이를 이용한 크라이오펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다. Then, an object of this invention is to provide the cryopanel which improved the exhaust speed, coagulation | suction and adsorption efficiency, and the cryopump using the same.
본 발명의 하나의 국면의 크라이오패널은, 가스 유입구를 가지는 진공용기 와, 상기 진공용기 내에 설치되는 스테이지를 가지며, 이 스테이지를 냉각하는 냉동기를 구비하고, 상기 가스 유입구로부터 상기 진공용기 내에 유입되는 분자를 응고 또는 흡착시키는 크라이오펌프에 이용하는 크라이오패널로서, 상기 스테이지에 의하여 지지되어 냉각되며, 한쪽 면이 상기 가스 유입구의 개구면으로 향하여 배치되는 제1 패널과, 상기 제1 패널에 지지되고, 가스 유입방향에 있어서 상기 제1 패널의 상류방향으로 연신하며, 적어도 한쪽 면에 흡착재 층이 설치되는 제2 패널을 포함한다. According to one aspect of the present invention, a cryopanel includes a vacuum container having a gas inlet, a stage installed in the vacuum container, and a refrigerator for cooling the stage, and is introduced into the vacuum container from the gas inlet. A cryopanel for use in a cryopump for solidifying or adsorbing molecules, the cryopanel being supported by the stage and cooled, and supported by the first panel and having one side facing the opening face of the gas inlet; And a second panel extending in an upstream direction of the first panel in a gas inflow direction and having an adsorbent layer provided on at least one side thereof.
또한, 상기 제1 패널은, 원판 형상의 패널이고, 또한, 상기 제2 패널은, 상기 원판 형상의 제1 패널의 외주방향에 있어서 등각도(等角度) 간격으로 방사상(放射狀)으로 배치되는 면을 가지는 복수의 세판(細板; 가는 판) 형상의 패널이더라도 좋다. The first panel is a disk-shaped panel, and the second panel is disposed radially at equal angle intervals in an outer circumferential direction of the first panel-shaped panel. The panel may be a plurality of thin plate-shaped panels having a surface.
또한, 상기 제2 패널의 외측 가장자리는, 상기 원판 형상의 제1 패널의 직경방향에 있어서, 상기 제1 패널의 외측 가장자리보다도 외측에 있어도 좋다. The outer edge of the second panel may be outside the outer edge of the first panel in the radial direction of the disc-shaped first panel.
또한, 상기 제2 패널은, 상기 원판 형상의 제1 패널의 직경방향에 있어서의 중심부에 있어서, 서로 이격되어도 좋다. The second panels may be spaced apart from each other at the center portion in the radial direction of the disk-shaped first panel.
또한, 상기 제2 패널은, 가스 유입방향에 있어서 상기 제1 패널의 하류방향으로도 연신되어도 좋다. The second panel may also be stretched in the downstream direction of the first panel in the gas inflow direction.
또한, 상기 제2 패널은, 상기 제1 패널에 지지되는 지지부로부터 멀어질수록 폭이 좁아져도 좋다. In addition, the width of the second panel may be narrower as it moves away from the support portion supported by the first panel.
또한, 상기 제1 패널은, 이 제1 패널을 두께방향으로 관통하는 구멍부를 가 져도 좋다. Moreover, the said 1st panel may have a hole part which penetrates this 1st panel in the thickness direction.
또한, 상기 크라이오패널은, 이온주입장치용의 크라이오펌프에 이용되어도 좋다. The cryopanel may be used for a cryopump for an ion implantation apparatus.
본 발명의 하나의 국면의 크라이오펌프는, 상기 어느 하나에 기재된 크라이오패널과, 개구부를 가지며, 상기 크라이오패널을 내부에 수용하고, 상기 개구부가 상기 진공용기의 가스 유입구로 향하도록 상기 냉동기에 접속되며, 상기 크라이오패널을 상기 진공용기의 복사열로부터 보호하는 실드와, 상기 실드의 상기 개구부에 장착되는 루버를 포함하며, 상기 루버의 상기 가스 유입방향에 있어서의 하류 측의 면에는 흑색처리가 실시된다.The cryopump according to one aspect of the present invention includes the cryopanel according to any one of the above, and an opening, the cryopanel is accommodated therein, and the opening is directed to the gas inlet of the vacuum container. And a louver attached to the opening of the shield, the shield being connected to the cryopanel to protect the cryopanel from the radiant heat of the vacuum vessel, and having a black treatment on the downstream side of the louver in the gas inflow direction. Is carried out.
본 발명에 의하면, 배기 속도와 응고·흡착 효율을 향상시킨 크라이오패널 및 이를 이용한 크라이오펌프를 제공할 수 있다는 특유의 효과가 얻어진다. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the peculiar effect that the cryopanel which improved the exhaust velocity, coagulation | suction and adsorption efficiency, and the cryopump using the same can be provided is obtained.
이하, 본 발명의 크라이오패널 및 이를 이용한 크라이오펌프를 적용한 실시예에 대하여 설명한다. Hereinafter, an embodiment to which the cryopanel of the present invention and a cryopump using the same are applied will be described.
도 1은, 본 실시예의 크라이오패널이 이용되는 크라이오펌프의 구조를 나타내는 도면이다. 크라이오펌프(1)는, 진공용기(2), 냉동기(3), 실드(4), 및 크라이오패널(10)을 포함한다. Fig. 1 is a diagram showing the structure of a cryopump in which the cryopanel of this embodiment is used. The
진공용기(2)는, 상부 개구(2A)를 통하여, 예컨대, 스퍼터장치나 이온주입장치 등의 반도체 제조장치의 프로세스 챔버(미도시)에 접속된다. 진공용기(2)의 내부에는, 냉동기(3)의 실린더(부호 6 및 7), 실드(4), 및 크라이오패널(10)이 설치된다. The
여기서, 진공용기(2)에는, 러핑(roughing)용의 펌프 및 퍼지가스(purge gas) 도입용의 배관(모두 미도시)이 접속되며, 또한, 진공용기(2)와 프로세스 챔버 사이에는 게이트 밸브(미도시)가 설치된다. Here, the
냉동기(3)에는, 압축기(5)가 접속된다. The
압축기(5)는, 헬륨가스 등의 냉매가스를 승압(昇壓)하여 냉동기(3)로 보내고, 또한 냉동기(3)에서 단열팽창된 냉매가스를 회수하여 다시 승압한다. The
냉동기(3)는, 2단식의 GM(Gifford-McMahon)형 냉동기이며, 제1 단 실린더(6), 제2 단 실린더(7), 및 모터(미도시)를 포함한다. 제1 단 실린더(6)와 제2 단 실린더(7)에는, 서로 연결되는 제1 단 디스플레이서(displacer)(6A) 및 제2 단 디스플레이서(7A)가 각각 내장되어 있으며, 모터에 의하여 도면 중 좌우 방향으로 왕복동됨으로써, 단열팽창에 의한 한랭(寒冷)이 발생된다. The freezer 3 is a two-stage GM (Gifford-McMahon) type freezer and includes a first stage cylinder 6, a
제1 단 실린더(6)의 외주에는, 제1 단 냉동스테이지(8A)가 납땜된다. 실드(4)는, 이 제1 단 냉동스테이지(8A)에 의하여 지지된다. The first
이 실드(4)는, 진공용기(2)의 복사열로부터 크라이오패널(10)을 보호하기 위한 컵 형상의 동제(銅製) 또는 알루미늄제의 부재이며, 외측의 면에는 니켈 도금처리가 실시되고, 내측의 면에는 흑색 크롬 도금처리가 실시되어 있다. 이는, 실 드(4)의 외측에서는 진공용기로부터의 복사열을 반사시키기 위하여 니켈 도금처리가 적합하며, 또한, 내측에서는, 크라이오패널(10)로의 열침입을 막기 위하여, 열을 흡수할 필요가 있기 때문이다. The shield 4 is a cup-shaped copper or aluminum member for protecting the
이 실드(4)의 상부 개구에는 루버(9)가 설치된다. 이 루버(9)는 동제의 둥근 링 형상의 루버 편(片)이 동심원 형상으로 배열된 것이며, 그 표면에는 니켈 도금처리가 실시되어 있다. 또한, 이 루버(9)는, 진공용기(2)의 상부 개구(2A)에 근접하여 설치되고, 실드(4)의 내측에 걸쳐진 스테이(9A)에 의하여 지지되어 있다. 실드(4) 및 루버(9)는, 제1 단 냉동스테이지(8A)에 의하여 30∼100K로 냉각된다. The
또한, 제2 단 실린더(7)의 외주에는, 제2 단 냉동스테이지(8B)가 납땜된다. 크라이오패널(10)은, 이 제2 단 냉동스테이지(8B)에 의하여 지지되며, 4∼20K로 냉각된다. The second
여기서는, 프로세스 챔버 내에, 물 분자, 아르곤, 질소, 수소, 네온, 및 헬륨이 존재하는 것으로 하여 설명한다. 실드(4) 및 루버(9)를 30∼100K로 냉각함과 함께, 크라이오패널(10)을 4∼20K로 냉각하면, 물 분자는 주로 실드(4) 및 루버(9)에서 응고되며, 물 분자 이외의 아르곤이나 질소는 주로 크라이오패널(10)에서 응고된다. 또한, 수소, 네온, 헬륨 등은 주로 크라이오패널(10)의 표면에 형성되는 활성층(층상의 활성탄, 이하 동일)에 흡착된다. 이에 의하여, 프로세스 챔버는 배기되어 고진공으로 유지된다. Here, it is assumed that water molecules, argon, nitrogen, hydrogen, neon, and helium are present in the process chamber. When the shield 4 and the
여기서, 프로세스 챔버 내의 가스는, 상부 개구(2A)를 통하여 진공용기(2) 안으로 유입된다. 여기서는, 가스의 유입방향이란, 진공용기의 상부 개구(2A)로부 터 아래로 향하는 방향으로 하며, 이는, 모든 도면에 있어서 공통이다. Here, the gas in the process chamber flows into the
도 2는, 본 실시예의 크라이오패널의 구성을 나타내는 도면으로, (a)는 정면도, (b)는 평면도이다. 도 2(a)에 있어서, 크라이오패널(10)의 상방에 루버(9)(도 1 참조)가 설치되며, 하방에 실드(4)(도 1 참조)의 바닥부가 위치한다. 2 is a diagram showing the configuration of the cryopanel according to the present embodiment, where (a) is a front view and (b) is a plan view. In FIG. 2A, the louver 9 (see FIG. 1) is provided above the
도 2(a) 및 (b)에 나타내는 바와 같이, 크라이오패널(10)은, 원판 형상 패널(10A)과 8개의 판 형상 패널(10B)을 포함한다. 원판 형상 패널(10A)은, 제2 단 냉동스테이지(8B)에 의하여 지지된다. 각 판 형상 패널(10B)은, 원판 형상 패널(10A)의 외주부에 등각도 간격으로 장착되며, 가스의 유입방향에 있어서 원판 형상 패널(10A)의 상류 측 및 하류 측으로 연신함과 함께, 원판 형상 패널(10A)의 외주(의 직경방향 위치)보다도 외측까지 뻗어 나오도록 장착되어 있다. 여기서, 각 판 형상 패널(10B)은, 원판 형상 패널(10A)의 직경방향에 있어서의 중심부에 있어서 서로 이격되어 있으며, 또한, 판 형상 패널(10B)의 상류방향의 길이와 하류방향의 길이는 동일하게 설정되어 있다. As shown to Fig.2 (a) and (b), the
원판 형상 패널(10A) 및 8개의 판 형상 패널(10B)은, 모두 동제이며, 도금처리가 이루어진다. 또한, 각 판 형상 패널(10B)의 양면에는, 수소, 네온, 헬륨 등을 흡착하기 위한 활성층(미도시)이 접착된다. 여기서, 원판 형상 패널(10A) 및 판 형상 패널(10B)은, 납땜 또는 나사 고정 등에 의하여 접합되어 있어도 좋고, 일체(一體)로 성형되어 있어도 좋다. The disk-shaped
이와 같이, 본 실시예의 크라이오패널(10)은, 가스의 유입방향에 있어서 원판 형상 패널(10A)의 상류 측 및 하류 측으로 연신함과 함께, 원판 형상 패널(10A) 의 외주(의 직경방향 위치)보다도 외측까지 뻗어 나오는 판 형상 패널(10B)을 가진다. 이로 인하여, 종래와 같이 원판 형상 패널의 하류 측에만 판 형상 패널을 가지는 크라이오패널에 비하여, 충분한 표면적을 확보할 수 있다. In this way, the
이에 의하여, 배기 속도를 향상시킬 수 있다. 특히, 활성층이 형성되는 판 형상 패널(10B)의 표면적이 증대하기 때문에, 냉각하여도 응고되지 않는 수소, 네온, 헬륨 등의 흡착률을 향상시킬 수 있다. Thereby, exhaust speed can be improved. In particular, since the surface area of the plate-shaped
또한, 활성층이 형성되는 판 형상 패널(10B)이 원판 형상 패널(10A)의 상류 측에도 존재함으로써, 종래와 같이 원판 형상 패널의 하류 측에서 음지가 됨으로써 저하되고 있던 응고·흡착 효율을 개선할 수 있다. In addition, since the plate-shaped
또한, 판 형상 패널(10B)이 가스의 유입방향에 있어서 원판 형상 패널(10A)로부터 상류 측 및 하류 측으로 동일한 길이를 가지도록 하면, 제2 단 냉동스테이지(8B)(도 1 참조)에 의하여 냉각될 때에, 상류방향과 하류방향에 있어서의 온도분포를 억제할 수 있어서, 응고시킬 수 없는 수소, 네온, 헬륨 등을 균등하게 흡착시킬 수 있다. In addition, when the plate-shaped
또한, 판 형상 패널(10B)이 원판 형상 패널(10A)의 외주(의 직경방향 위치)보다도 외측까지 뻗어 나와 있으므로, 가스 유입방향을 따라서 충분한 유로를 확보할 수 있다. 이에 의하여, 배기 속도의 향상을 도모한 크라이오패널(10)을 제공할 수 있다. Moreover, since the plate-shaped
또한, 각 판 형상 패널(10B)은, 원판 형상 패널(10A)의 직경방향에 있어서의 중심부에 있어서 서로 이격되어 있으므로, 각 판 형상 패널(10B)의 중심부에 있어 서 충분한 유로를 확보할 수 있다. Moreover, since each plate-shaped
또한, 원판 형상 패널(10A)의 상류 측과 하류 측에서, 흡착률이 다른 활성층을 판 형상 패널(10B)에 형성하여도 좋다. 활성층에 흡착되는 수소, 네온, 헬륨 등의 비율은, 하류 측보다도 상류 측 쪽이 높으므로, 하류 측보다도 상류 측의 활성층의 흡착률을 높게 설정함으로써, 보다 효율적으로 수소를 흡착할 수 있다. In addition, on the upstream side and the downstream side of 10 A of disk-shaped panels, you may form the active layer from which the adsorption rate differs in plate-shaped
여기서, 판 형상 패널(10B)도 4∼20K까지 냉각되기 때문에, 판 형상 패널(10B)이 원판 형상 패널(10A)의 상류 측 및 하류 측으로 연신되어 표면적이 확대됨으로써, 수소, 네온, 헬륨 등뿐만 아니라, 아르곤이나 질소의 응고율도 향상된다. 이 때문에, 원판 형상 패널(10A)의 직경을 다소 작게 하여도, 종래의 크라이오패널보다도 아르곤 및 질소의 응고율을 높게 유지할 수 있다. 이와 같이 원판 형상 패널(10A)의 직경을 소형화할 수 있는 경우는, 상류 측으로부터 하류 측에 걸쳐서의 가스의 유입 효율을 향상시킬 수 있다. Here, since the plate-shaped
또한, 도 1에는, 냉동기(3)의 제1 단 냉동스테이지(8A) 및 제2 단 냉동스테이지(8B)가 진공용기(2)의 횡방향으로부터 삽입되는, 소위 가로형의 크라이오펌프를 나타낸다. 이와 같은 가로형의 크라이오펌프에서는, 복수 개 있는 판 형상 패널(10B) 중, 일부의 판 형상 패널(10B)을 상류 측으로만 연신시켜서, 제2 단 냉동스테이지(8B)를 피하게 할 필요가 생기는 경우가 있다. 이와 같은 경우에는, 본 실시예의 크라이오패널(10)에 있어서의 판 형상 패널(10B)의 길이를 적당히 변경하면 된다. 다만, 본 실시예의 크라이오패널(10)은, 냉동기(3)의 스테이지가 진공용기의 상방향 또는 하방향으로부터 삽입되는, 소위 세로형의 크라이오펌프에 이용할 수도 있다. 1 shows a so-called horizontal cryopump in which the first
「변형예 1」 `` Modification 1 ''
도 3은, 본 실시예의 변형예 1의 크라이오패널을 나타내는 도면으로, (a)는 정면도, (b)는 평면도이다. 3 is a view showing a cryopanel of Modification Example 1 of the present embodiment, (a) is a front view, and (b) is a plan view.
이 크라이오패널(20)은, 도 2에 나타내는 크라이오패널(10)과는 달리, 판 형상 패널(20B)의 직경방향의 단부(端部)는, 원판 형상 패널(20A)의 외주(의 직경방향 위치)와 동일 위치로 설정되어 있다. 원판 형상 패널(20A)의 직경은, 도 2에 나타내는 원판 형상 패널(10A)과 동일하며, 또한, 판 형상 패널(20B)은, 가스의 유입방향에 있어서 원판 형상 패널(20A)로부터 상류 측 및 하류 측으로 동일한 길이를 가진다. Unlike the
이와 같은 크라이오패널(20)에 의하여서도, 배기 속도를 향상시킬 수 있으며, 특히, 활성층이 형성되는 판 형상 패널(20B)의 표면적이 증대하기 때문에, 냉각하여도 응고되지 않는 수소, 네온, 헬륨 등의 흡착률을 향상시킬 수 있다. Such a
또한, 활성층이 형성되는 판 형상 패널(20B)이 원판 형상 패널(20A)의 상류 측에도 존재함으로써, 종래와 같이 원판 형상 패널의 하류 측에서 음지가 됨으로써 저하되고 있던 응고·흡착 효율을 개선할 수 있다. In addition, since the plate-shaped
「변형예 2」 `` Modification 2 ''
도 4는, 본 실시예의 변형예 2의 크라이오패널을 나타내는 도면으로, (a)는 정면도, (b)는 평면도이다. 4 is a diagram showing a cryopanel according to a
이 크라이오패널(30)은, 도 2에 나타내는 크라이오패널(10)과는 달리, 판 형상 패널(30B)의 직경방향의 단부는, 원판 형상 패널(30A)의 외주(의 직경방향 위치)와 동일 위치로 설정되어 있다. 또한, 각 판 형상 패널(30B)은, 직경방향의 중심에서 접합되어 있다. Unlike the
또한, 원판 형상 패널(30A)의 직경은, 도 2에 나타내는 원판 형상 패널(10A)과 동일하며, 또한, 판 형상 패널(30B)은, 가스의 유입방향에 있어서 원판 형상 패널(30A)로부터 상류 측으로만 연신되어 있다. The diameter of the disk-shaped
이와 같은 크라이오패널(30)에 의하여서도, 활성층이 형성되는 판 형상 패널(30B)이 원판 형상 패널(30A)의 상류 측에 존재함으로써, 종래와 같이 원판 형상 패널의 하류 측에서 음지가 됨으로써 저하되고 있던 응고·흡착 효율을 개선할 수 있다. Even in such a
또한, 각 판 형상 패널(30B)은, 원판 형상 패널(30A)의 상류 측에만 설치되지만, 직경방향의 중심에서 접합되어 있어서, 이에 의하여 활성층이 형성되는 면적이 증대하기 때문에, 응고·흡착 효율을 개선할 수 있다. Moreover, although each plate-shaped
「변형예 3」 `` Modification 3 ''
도 5는, 본 실시예의 변형예 3의 크라이오패널을 나타내는 도면으로, (a)는 정면도, (b)는 평면도이다. 5 is a diagram showing a cryopanel according to a modification 3 of the present embodiment, in which (a) is a front view and (b) is a plan view.
이 크라이오패널(40)의 판 형상 패널(40B)은, 크라이오패널(30)의 판 형상 패널(30B)과는 달리, 직경방향 중심 부근에는 설치되어 있지 않다. 크라이오패널(40)은, 원판 형상 패널(40A)의 한쪽 면에 8개의 판 형상 패널(40B)을 접합한 것을 2개 접합함으로써 제작된다. 이 결과, 도 3에 나타내는 크라이오패널(20)과 거의 동일한 형상의 크라이오패널(40)이 얻어진다. Unlike the plate-shaped
이와 같은 크라이오패널(40)에 의하여서도, 배기 속도를 향상시킬 수 있으며, 특히, 활성층이 형성되는 판 형상 패널(40B)의 표면적이 증대하기 때문에, 냉각하여도 응고되지 않는 수소, 네온, 헬륨 등의 흡착률을 향상시킬 수 있다. Such a
또한, 활성층이 형성되는 판 형상 패널(40B)이 원판 형상 패널(40A)의 상류 측에도 존재함으로써, 종래와 같이 원판 형상 패널의 하류 측에서 음지가 됨으로써 저하되고 있던 응고·흡착 효율을 개선할 수 있다. In addition, since the plate-shaped
또한, 도 4에 나타내는 크라이오패널(30)이 2개 접합된 것과 같은 형상을 가지기 때문에, 용이하게 작성할 수 있다. In addition, since the
「변형예 4」 `` Modification 4 ''
도 6은, 본 실시예의 변형예 4의 크라이오패널을 나타내는 도면으로, (a)는 정면도, (b)는 평면도이다. FIG. 6: is a figure which shows the cryopanel of the modification 4 of this Example, (a) is a front view, (b) is a top view.
이 크라이오패널(50)은, 도 2에 나타내는 크라이오패널(10)과는 달리, 판 형상 패널(50B)은, 가스의 유입방향에 있어서, 원판 형상 패널(50A)의 상류 및 하류에 있어서의 선단 측으로 이동함에 따라서, 직경방향의 폭이 좁아지는 형상을 가진다. 그 외는, 도 2에 나타내는 크라이오패널(10)과 동일하다. Unlike the
이와 같은 크라이오패널(50)에서는, 배기 속도의 향상(특히, 수소, 네온, 헬륨 등의 흡착률의 향상)을 도모할 수 있음과 함께, 원판 형상 패널(50A)에 의하여 지지되는 지지부로부터 멀어짐에 따라 판 형상 패널(50B)의 폭을 좁게 함으로써, 상류 측으로부터 하류 측에 걸쳐서의 판 형상 패널(50B)의 온도분포를 더욱 개선할 수 있다. In such a
「변형예 5」 `` Modification 5 ''
도 7은, 본 실시예의 변형예 5의 크라이오패널을 나타내는 도면으로, (a)는 정면도, (b)는 평면도이다. FIG. 7: is a figure which shows the cryopanel of the
이 크라이오패널(60)은, 도 3에 나타내는 크라이오패널(20)과는 달리, 판 형상 패널(60B)은, 가스의 유입방향에 있어서, 원판 형상 패널(60A)의 상류 및 하류에 있어서의 선단 측으로 이동함에 따라서, 직경방향의 폭이 좁아지는 형상을 가진다. 그 외는, 도 3에 나타내는 크라이오패널(20)과 동일하다. Unlike the
이와 같은 크라이오패널(60)에서는, 배기 속도의 향상(특히, 수소, 네온, 헬륨 등의 흡착률의 향상)을 도모할 수 있음과 함께, 원판 형상 패널(60A)로부터 멀어짐에 따라 판 형상 패널(60B)의 직경방향 폭을 좁게 함으로써, 상류 측으로부터 하류 측에 걸쳐서의 판 형상 패널(60B)의 온도분포를 더욱 개선할 수 있다. In such a
「변형예 6」 `` Modification 6 ''
도 8은, 본 실시예의 변형예 6의 크라이오패널을 나타내는 도면으로, (a)는 정면도, (b)는 평면도이다. Fig. 8 is a diagram showing a cryopanel of Modification Example 6 of the present embodiment, wherein (a) is a front view and (b) is a plan view.
이 크라이오패널(70)은, 도 3에 나타내는 크라이오패널(20)과는 달리, 원판 형상 패널(70A)은, 두께방향으로 관통하는 구멍부(70C)를 가진다. 그 외는, 도 3에 나타내는 크라이오패널(20)과 동일하다. Unlike the
이와 같은 크라이오패널(70)에서는, 도 3에 나타내는 크라이오패널(20)과 마찬가지로 배기 속도의 향상(특히, 수소, 네온, 헬륨 등의 흡착률의 향상)을 도모할 수 있음과 함께, 원판 형상 패널(70A)에 형성되는 구멍부(70C)에 의하여, 가스 유입방향을 따라서 도 3에 나타내는 크라이오패널(20)보다도 충분한 유로를 확보할 수 있다. In the
또한, 이 구멍부(70C)에 의하여, 종래와 같이 원판 형상 패널의 하류 측에서 음지가 됨으로써 저하되고 있던 응고·흡착 효율을 개선할 수 있다. Moreover, by this
도 9는, 본 실시예의 크라이오패널에 포함되는 판 형상 패널의 변형예를 나타내는 정면도이다. 본 실시예의 크라이오패널은, 도 9(a)에 나타내는 역사다리꼴 형상, 동 도면(b)에 나타내는 직사각형 형상, 또는, 동 도면(c)에 나타내는 사다리꼴 형상 중 어느 하나의 형상을 임의로 조합시킬 수 있다. 예컨대, 도 9(a)에 나타내는 역사다리꼴 형상의 판 형상 패널(80B)을 원판 형상 패널의 상류 측에 설치함과 함께, 도 9(b)에 나타내는 직사각형 형상의 판 형상 패널(80B)을 원판 형상 패널의 하류 측에 설치하여도 좋다. 9 is a front view showing a modification of the plate-shaped panel included in the cryopanel of the present embodiment. The cryopanel according to the present embodiment can arbitrarily combine any of the inverted trapezoidal shape shown in FIG. 9 (a), the rectangular shape shown in the same drawing (b), or the trapezoidal shape shown in the drawing (c). have. For example, while the inverted
「변형예 7」 `` Modification 7 ''
이하, 본 실시예의 변형예 7로서, 변형예 1의 크라이오패널(20)을 이용한 크라이오펌프에 대하여 설명한다. 이 변형예 7의 크라이오펌프는, 변형예 1의 크라이오패널(20)을 이용한 크라이오펌프에 있어서, 루버(9)의 이면 측의 면(가스 유입방향에 있어서의 하류 측의 면)에 흑색처리를 실시한 것이다. Hereinafter, as a modified example 7 of the present embodiment, a cryopump using the
도 10 및 도 11은, 본 실시예의 변형예 7의 크라이오펌프를 나타내는 평면도 및 사시도이다. 이들 도면에 나타내는 바와 같이, 실드(4)는 진공용기(2)의 내면(2a)과 일정한 간격을 두고서 동심(同心) 형상으로 설치되어 있고, 루버(9)는 실드(4)의 내면(4a)에 나사 고정된 스테이(9A)에 탑재되어 있다. 스테이(9A)는 2개 있으며, 평면에서 본 경우에 있어서 서로 직교하도록 설치되어 있다. 도 1에는 스테이(9A)의 하측(하류 측)에도 루버(9)가 설치되어 있는 형태를 나타내지만, 이 변형예 7에서는, 루버(9)는 스테이(9A)의 상측(상류 측)에만 설치되어 있다. 10 and 11 are a plan view and a perspective view of a cryopump according to a modification example 7 of the present embodiment. As shown in these figures, the shield 4 is provided concentrically at regular intervals from the
루버(9)는, 표면 측의 면(가스 유입방향에 있어서의 상류 측의 면)에는 니켈 도금처리가 실시되고, 이면 측의 면에는, 초미립자인 그래파이트를 주성분으로 하는 불소 수지계의 흑색 스프레이에 의하여 도장(塗裝) 처리가 실시되어 있다. 여기서, 스테이(9A)에 대하여서도 마찬가지로, 표면 측의 면(가스 유입방향에 있어서의 상류 측의 면)에는 니켈 도금처리가 실시되고, 이면 측의 면(가스 유입방향에 있어서의 하류 측의 면)에는 흑색처리가 실시되는 것이 바람직하다. The
여기서, 상술한 바와 같이, 실드(4)의 외측의 면에는 니켈 도금처리가 실시되고, 내측의 면에는 흑색 크롬 도금처리가 실시되어 있다. Here, as mentioned above, the nickel plating process is given to the outer surface of the shield 4, and the black chromium plating process is given to the inner surface.
도 12는, 본 실시예의 변형예 7의 크라이오펌프의 냉각성능을 나타내는 특성 도이며, 횡축은 복사열(W), 종축은 크라이오패널(20)의 온도(K)를 나타낸다. 이 특성도에서는, 루버(9)의 이면 측에 흑색도장이 실시되어 있는 크라이오펌프와, 루버(9)의 이면 측에 흑색도장이 실시되어 있지 않은 크라이오펌프를 비교하여 나타낸다. 다만, 이 특성을 얻음에 있어서, 루버(9)의 상방에 히터를 설치하여, 이 히터의 출력을 복사열의 에너지로서 측정을 행하였다. 12 is a characteristic diagram showing the cooling performance of the cryopump according to the seventh modification example of the present embodiment, the horizontal axis represents radiant heat (W), and the vertical axis represents temperature (K) of the
도 12에 나타내는 바와 같이, 루버(9)의 이면 측에 흑색도장이 실시되어 있지 않은 크라이오펌프에 있어서의 크라이오패널(20)의 온도는, 복사열이 0(W)일 때는 약 12(K)이지만, 복사열의 에너지의 증대에 수반하여 상승하여, 복사열이 약 13(W)일 때에 14(K)를 초과하며, 복사열이 30(W)이 되면 약 15(K)까지 상승하고 있다. As shown in FIG. 12, when the radiant heat is 0 (W), the temperature of the
이에 대하여, 루버(9)의 이면 측에 흑색도장이 실시되어 있는 크라이오펌프에 있어서의 크라이오패널(20)의 온도는, 복사열이 0(W)일 때는, 약 11.5(K)이고, 복사열이 8(W)일 때에 12(K)가 되며, 복사열이 30(W)으로 상승하여도 약 13(K)으로 상승하는 것에 불과하여, 흑색도장이 실시되어 있지 않은 루버(9)를 구비하는 크라이오펌프보다도 온도상승이 억제되어 있다. On the other hand, the temperature of the
이와 같이 크라이오패널(20)의 냉각 특성이 개선된 이유는 다음과 같이 생각된다. 루버(9)는, 진공용기(2) 내에 있어서 크라이오패널(20)을 복사열로부터 보호함과 함께, 크라이오패널(20)로 가스를 안내할 필요가 있으므로, 평면에서 본 경우에는 도 10에 나타내는 바와 같이 크라이오패널(20)을 덮지만, 비스듬하게 상방으로부터 보면 도 11에 나타내는 바와 같이, 크라이오패널(20)을 완전히는 덮고 있지 않다. 이 때문에, 크라이오패널(20)로의 복사열의 전달을 완전히 차단할 수는 없다. The reason why the cooling characteristics of the
그런데, 루버(9)의 이면에 흑색도장을 실시함으로써, 루버(9)를 통과한 복사열은 루버(9)의 이면 측의 흑색도장 부분에서 흡수되어, 그 만큼, 크라이오패널(20)에 전달되는 복사열이 감소한다. 이에 의하여, 크라이오패널(20)의 냉각 특성이 개선되었다고 생각된다. By applying black coating on the rear surface of the
이와 같이, 변형예 7의 크라이오펌프에 의하면, 크라이오패널(20)의 온도를 14(K) 이하로 억제할 수 있으므로, 냉각하여도 응고되지 않는 수소, 네온, 헬륨 등의 흡착률을 향상시킬 수 있다. 특히, 복사열이 약한(약 8(W) 이하의) 영역에서는, 크라이오패널(20)을 12(K) 이하로 냉각할 수 있으므로, 극히 양호한 흡착성능을 얻을 수 있다. Thus, according to the cryopump of the
이상과 같이, 본 실시예의 변형예 7의 크라이오펌프에 의하면, 가스의 유입방향에 있어서 원판 형상 패널(20A)의 상류 측 및 하류 측으로 연신하는 판 형상 패널(20B)을 가지는 크라이오패널(20)을 이용함으로써, 종래와 같이 원판 형상 패널의 하류 측에만 판 형상 패널을 가지는 크라이오패널에 비하여, 충분한 표면적을 확보하면서, 이에 더하여, 루버(9)의 이면 측의 면에 흑색처리를 실시함으로써, 더욱 배기 속도를 향상시킬 수 있다. 이에 의하여, 크라이오패널(20)의 냉각 온도를 더욱 저하시킬 수 있어, 흡착량을 더욱 향상시킨 크라이오펌프를 제공할 수 있다. As described above, according to the cryopump of the
다만, 이상에서는, 루버(9)(및 스테이(9A))에 실시하는 흑색처리로서, 초미립자인 그래파이트를 주성분으로 하는 불소 수지계의 흑색 스프레이에 의하여 도장 처리를 행하는 형태에 대하여 설명하였지만, 불소 수지계 이외의 도료를 도포하여도 좋고, 흑색 크롬 도금을 실시하여도 좋다. However, in the above, as a black process performed on the louver 9 (and the
또한, 도 1에 나타내는 바와 같이, 루버(9)가 스테이(9A)의 하측(하류 측)에도 설치되는 경우는, 스테이(9A)의 하측에 설치되는 루버(9)의 상측(상류 측)의 면에 니켈 도금처리를 실시하고, 하측(하류 측)의 면에 흑색 크롬 도금처리를 실시하여도 좋다. In addition, as shown in FIG. 1, when the
또한, 이상에서는, 실드(4)의 내측의 면에 흑색 크롬 도금처리를 실시하는 형태에 대하여 설명하였지만, 루버(9)의 이면과 마찬가지로, 흑색도장을 실시하여도 좋다. In addition, although the form which performs black chrome-plating process on the inner surface of the shield 4 was demonstrated above, you may apply black painting similarly to the back surface of the
이상, 본 발명의 예시적인 실시예의 크라이오패널 및 이를 이용한 크라이오펌프에 대하여 설명하였는데, 본 발명은, 구체적으로 개시된 실시예에 한정되는 것이 아니라, 특허청구의 범위로부터 일탈하지 않고서, 다양한 변형이나 변경이 가능하다. In the above, the cryopanel and the cryopump using the same according to the exemplary embodiment of the present invention have been described, but the present invention is not limited to the specifically disclosed embodiment, and various modifications without departing from the scope of the claims You can change it.
도 1은, 본 실시예의 크라이오패널이 이용되는 크라이오펌프의 구조를 나타내는 도면이다. Fig. 1 is a diagram showing the structure of a cryopump in which the cryopanel of this embodiment is used.
도 2는, 본 실시예의 크라이오패널의 구성을 나타내는 도면으로, (a)는 정면도, (b)는 평면도이다. 2 is a diagram showing the configuration of the cryopanel according to the present embodiment, where (a) is a front view and (b) is a plan view.
도 3은, 본 실시예의 변형예 1의 크라이오패널을 나타내는 도면으로, (a)는 정면도, (b)는 평면도이다. 3 is a view showing a cryopanel of Modification Example 1 of the present embodiment, (a) is a front view, and (b) is a plan view.
도 4는, 본 실시예의 변형예 2의 크라이오패널을 나타내는 도면으로, (a)는 정면도, (b)는 평면도이다. 4 is a diagram showing a cryopanel according to a
도 5는, 본 실시예의 변형예 3의 크라이오패널을 나타내는 도면으로, (a)는 정면도, (b)는 평면도이다. 5 is a diagram showing a cryopanel according to a modification 3 of the present embodiment, in which (a) is a front view and (b) is a plan view.
도 6은, 본 실시예의 변형예 4의 크라이오패널을 나타내는 도면으로, (a)는 정면도, (b)는 평면도이다. FIG. 6: is a figure which shows the cryopanel of the modification 4 of this Example, (a) is a front view, (b) is a top view.
도 7은, 본 실시예의 변형예 5의 크라이오패널을 나타내는 도면으로, (a)는 정면도, (b)는 평면도이다. FIG. 7: is a figure which shows the cryopanel of the
도 8은, 본 실시예의 변형예 6의 크라이오패널을 나타내는 도면으로, (a)는 정면도, (b)는 평면도이다. Fig. 8 is a diagram showing a cryopanel of Modification Example 6 of the present embodiment, wherein (a) is a front view and (b) is a plan view.
도 9는, 본 실시예의 크라이오패널에 포함되는 판 형상 패널의 변형예를 나타내는 정면도이다. 9 is a front view showing a modification of the plate-shaped panel included in the cryopanel of the present embodiment.
도 10은, 본 실시예의 변형예 7의 크라이오펌프를 나타내는 평면도이다. 10 is a plan view showing a cryopump according to a modification example 7 of the present embodiment.
도 11은, 본 실시예의 변형예 7의 크라이오펌프를 나타내는 사시도이다. 11 is a perspective view showing a cryopump according to a modification example 7 of the present embodiment.
도 12는, 본 실시예의 변형예 7의 크라이오펌프의 냉각성능을 나타내는 특성도이다. 12 is a characteristic diagram showing the cooling performance of the cryopump according to the seventh modification example of the present embodiment.
*부호의 설명* * Description of the sign *
1 : 크라이오펌프 1: cryopump
2 : 진공용기 2: vacuum container
2a : 내면 2a: inside
3 : 냉동기 3: freezer
4 : 실드 4 shield
4a : 내면 4a: inside
5 : 압축기 5: compressor
6 : 제1 단 실린더 6: first stage cylinder
6A : 제1 단 디스플레이서(displacer) 6A: first stage displacer
7 : 제2 단 실린더 7: second stage cylinder
7A : 제2 단 디스플레이서 7A: 2nd stage displayer
8A : 제1 단 냉동스테이지 8A: 1st stage freezing stage
8B : 제2 단 냉동스테이지 8B: 2nd stage freezing stage
9 : 루버(louver) 9 louver
9A : 스테이(stay) 9A: Stay
10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 : 크라이오패널 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70: cryopanel
10A, 20A, 30A, 40A, 50A, 60A, 70A : 원판 형상 패널 Disc shaped panel: 10A, 20A, 30A, 40A, 50A, 60A, 70A
10B, 20B, 30B, 40B, 50B, 60B, 70B, 80B : 판 형상 패널 10B, 20B, 30B, 40B, 50B, 60B, 70B, 80B: plate-shaped panel
70C : 구멍부 70C: hole
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