KR20190109411A - 크라이오펌프 - Google Patents

크라이오펌프 Download PDF

Info

Publication number
KR20190109411A
KR20190109411A KR1020197021086A KR20197021086A KR20190109411A KR 20190109411 A KR20190109411 A KR 20190109411A KR 1020197021086 A KR1020197021086 A KR 1020197021086A KR 20197021086 A KR20197021086 A KR 20197021086A KR 20190109411 A KR20190109411 A KR 20190109411A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cryopanel
cryopump
inlet
cooling stage
stage
Prior art date
Application number
KR1020197021086A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102342229B1 (ko
Inventor
카케루 타카하시
Original Assignee
스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
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 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 filed Critical 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
Publication of KR20190109411A publication Critical patent/KR20190109411A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102342229B1 publication Critical patent/KR102342229B1/ko

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
    • 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
    • F04B37/02Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for evacuating by absorption or adsorption
    • 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
    • F04B37/10Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for special use
    • F04B37/14Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for special use to obtain high vacuum
    • F04B37/16Means for nullifying unswept space
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/06Cooling; Heating; Prevention of freezing
    • 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
    • F04B37/085Regeneration of cryo-pumps
    • 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
    • F05B2210/00Working fluid
    • F05B2210/10Kind or type
    • F05B2210/12Kind or type gaseous, i.e. compressible

Landscapes

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

Abstract

크라이오펌프(10)는, 고온냉각스테이지 및 저온냉각스테이지를 구비하는 냉동기(16)와, 고온냉각스테이지에 열적으로 결합되어, 크라이오펌프흡기구로부터 축방향으로 통상으로 뻗어 있는 방사실드(30)와, 저온냉각스테이지에 열적으로 결합되어 방사실드(30)에 둘러싸인 저온크라이오패널부로서, 크라이오펌프흡기구에 가장 근접하여 배치된 탑크라이오패널(60a)을 포함하는 축방향으로 배열된 복수의 크라이오패널(60)을 구비하는 저온크라이오패널부와, 고온냉각스테이지에 열적으로 결합되어, 크라이오펌프흡기구에 배치되고 탑크라이오패널 수용구획(74)을 형성하는 입구크라이오패널(32)을 구비한다.

Description

크라이오펌프
본 발명은, 크라이오펌프에 관한 것이다.
크라이오펌프는, 극저온으로 냉각된 크라이오패널에 기체분자를 응축 또는 흡착에 의하여 포착하여 배기하는 진공펌프이다. 크라이오펌프는 반도체회로 제조프로세스 등에 요구되는 청정한 진공환경을 실현하기 위하여 일반적으로 이용된다. 크라이오펌프의 애플리케이션의 하나에, 예를 들면 이온주입공정과 같이, 배기해야 하는 기체의 대부분을 예를 들면 수소 등의 비응축성 기체가 차지하는 경우가 있다. 비응축성 기체는 극저온으로 냉각된 흡착영역에 흡착시킴으로써 비로소 배기할 수 있다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2012-237262호 특허문헌 2: 일본 공표특허공보 2008-514849호
일반적으로 크라이오펌프의 흡기구에는 제1 냉각온도로 냉각되는 고온크라이오패널이 배치되어 있다. 고온크라이오패널의 하나의 역할은, 제1 냉각온도보다 낮은 제2 냉각온도로 냉각되는 저온크라이오패널로의 입열(入熱)을 억제하는 것에 있다. 비응축성 기체의 배기를 주된 용도로 하는 크라이오펌프에는, 비교적 소형의 고온크라이오패널이 채용된다. 그 경우, 고온크라이오패널에 덮인 흡기구 면적이 비교적 작고, 이로써, 흡기구를 통하여 저온크라이오패널로 입사하는 비응축성 기체의 유량이 증가되어, 비응축성 기체의 배기속도를 높일 수 있다. 그 반면, 고온크라이오패널의 소형화는, 저온크라이오패널로의 입열을 증가시킬 수 있다. 고온크라이오패널에는 전형적으로 루버가 이용되지만, 날개판 간의 간극을 통한 저온크라이오패널로의 입열도 무시할 수 없다.
본 발명의 일 양태의 예시적인 목적의 하나는, 저온크라이오패널의 열부하를 저감시키면서 저온크라이오패널에 의한 배기속도를 향상시키는 것에 있다.
본 발명의 일 양태에 의하면, 크라이오펌프는, 고온냉각스테이지 및 저온냉각스테이지를 구비하는 냉동기와, 상기 고온냉각스테이지에 열적으로 결합되어, 크라이오펌프흡기구로부터 축방향으로 통상으로 뻗어 있는 방사실드와, 상기 저온냉각스테이지에 열적으로 결합되어 상기 방사실드에 둘러싸인 저온크라이오패널부로서, 상기 크라이오펌프흡기구에 가장 근접하여 배치된 탑크라이오패널을 포함하는 축방향으로 배열된 복수의 크라이오패널을 구비하는 저온크라이오패널부와, 상기 고온냉각스테이지에 열적으로 결합되어, 상기 크라이오펌프흡기구에 배치되고 탑크라이오패널 수용구획을 형성하는 탑크라이오패널 수용 크라이오패널을 구비한다.
다만, 본 발명의 구성요소나 표현을, 방법, 장치, 시스템 등의 사이에서 상호 치환한 것도 또한, 본 발명의 양태로서 유효하다.
본 발명에 의하면, 저온크라이오패널의 열부하를 저감시키면서 저온크라이오패널에 의한 배기속도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 실시형태에 관한 크라이오펌프를 개략적으로 나타내는 상면도이다.
도 2는 도 1에 나타나는 크라이오펌프의 A-A선 단면을 개략적으로 나타낸다.
도 3은 실시형태에 관한 크라이오패널배열의 일부를 나타내는 개략 사시도이다.
도 4는 도 3에 나타내는 크라이오패널배열의 일부에 있어서의 가스분자의 거동을 설명하기 위한 개략도이다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 상세하게 설명한다. 설명 및 도면에 있어서 동일 또는 동등한 구성요소, 부재, 처리에는 동일한 부호를 붙여, 중복되는 설명은 적절히 생략한다. 도시되는 각부의 축척이나 형상은, 설명을 용이하게 하기 위하여 편의적으로 설정되어 있으며, 특별히 언급이 없는 한 한정적으로 해석되는 것은 아니다. 실시형태는 예시이며, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 실시형태에 기술되는 모든 특징이나 그 조합은, 반드시 발명의 본질적인 것이라고는 할 수 없다.
도 1은, 실시형태에 관한 크라이오펌프(10)를 개략적으로 나타내는 상면도이다. 도 2는, 도 1에 나타나는 크라이오펌프(10)의 A-A선 단면을 개략적으로 나타낸다. 도 3은, 실시형태에 관한 크라이오패널배열의 일부를 나타내는 개략 사시도이다.
크라이오펌프(10)는, 예를 들면 이온주입장치, 스퍼터링장치, 증착장치, 또는 그 외의 진공프로세스장치의 진공챔버에 장착되어, 진공챔버 내부의 진공도를 원하는 진공프로세스에 요구되는 레벨까지 높이기 위하여 사용된다. 크라이오펌프(10)는, 배기되어야 하는 기체를 진공챔버로부터 수용하기 위한 크라이오펌프흡기구(이하에서는 간단히 "흡기구"라고도 함)(12)를 갖는다. 흡기구(12)를 통하여 기체가 크라이오펌프(10)의 내부공간(14)으로 진입한다.
다만 이하에서는, 크라이오펌프(10)의 구성요소의 위치관계를 알기 쉽게 나타내기 위하여, "축방향", "직경방향"이라는 용어를 사용하는 경우가 있다. 크라이오펌프(10)의 축방향은 흡기구(12)를 통과하는 방향(즉, 도면에 있어서 중심축(C)을 따르는 방향)을 나타내고, 직경방향은 흡기구(12)를 따르는 방향(중심축(C)에 수직인 방향)을 나타낸다. 편의상, 축방향에 관하여 흡기구(12)에 상대적으로 가까운 것을 "상", 상대적으로 먼 것을 "하"라고 부르는 경우가 있다. 즉, 크라이오펌프(10)의 바닥부로부터 상대적으로 먼 것을 "상", 상대적으로 가까운 것을 "하"라고 부르는 경우가 있다. 직경방향에 관해서는, 흡기구(12)의 중심(도면에 있어서 중심축(C))에 가까운 것을 "내", 흡기구(12)의 둘레가장자리에 가까운 것을 "외"라고 부르는 경우가 있다. 다만, 이러한 표현은 크라이오펌프(10)가 진공챔버에 장착되었을 때의 배치와는 관계되지 않는다. 예를 들면, 크라이오펌프(10)는 연직방향으로 흡기구(12)를 하향으로 하여 진공챔버에 장착되어도 된다.
또, 축방향을 둘러싸는 방향을 "둘레방향"이라고 부르는 경우가 있다. 둘레방향은, 흡기구(12)를 따르는 제2 방향이며, 직경방향에 직교하는 접선방향이다.
크라이오펌프(10)는, 냉동기(16), 제1단 크라이오패널(18), 제2단 크라이오패널어셈블리(20), 및 크라이오펌프하우징(70)을 구비한다. 제1단 크라이오패널(18)은, 고온크라이오패널부 또는 100K부라고도 칭해질 수 있다. 제2단 크라이오패널어셈블리(20)는, 저온크라이오패널부 또는 10K부라고도 칭해질 수 있다.
냉동기(16)는, 예를 들면 기포드·맥마흔식 냉동기(이른바 GM냉동기) 등의 극저온냉동기이다. 냉동기(16)는, 2단식의 냉동기이다. 이로 인하여, 냉동기(16)는, 제1 냉각스테이지(22) 및 제2 냉각스테이지(24)를 구비한다. 냉동기(16)는, 제1 냉각스테이지(22)를 제1 냉각온도로 냉각하고, 제2 냉각스테이지(24)를 제2 냉각온도로 냉각하도록 구성되어 있다. 제2 냉각온도는 제1 냉각온도보다 저온이다. 예를 들면, 제1 냉각스테이지(22)는 65K~120K 정도, 바람직하게는 80K~100K로 냉각되고, 제2 냉각스테이지(24)는 10K~20K 정도로 냉각된다.
또, 냉동기(16)는, 제2 냉각스테이지(24)를 제1 냉각스테이지(22)에 구조적으로 지지함과 함께 제1 냉각스테이지(22)를 냉동기(16)의 실온부(26)에 구조적으로 지지하는 냉동기구조부(21)를 구비한다. 이로 인하여 냉동기구조부(21)는, 직경방향을 따라 동축으로 뻗어 있는 제1 실린더(23) 및 제2 실린더(25)를 구비한다. 제1 실린더(23)는, 냉동기(16)의 실온부(26)를 제1 냉각스테이지(22)에 접속한다. 제2 실린더(25)는, 제1 냉각스테이지(22)를 제2 냉각스테이지(24)에 접속한다. 실온부(26), 제1 실린더(23), 제1 냉각스테이지(22), 제2 실린더(25), 및 제2 냉각스테이지(24)는, 이 순서로 직선상으로 일렬로 나열된다.
제1 실린더(23) 및 제2 실린더(25) 각각의 내부에는 제1 디스플레이서 및 제2 디스플레이서(도시하지 않음)가 왕복이동 가능하게 배치되어 있다. 제1 디스플레이서 및 제2 디스플레이서에는 각각 제1 축랭기 및 제2 축랭기(도시하지 않음)가 장착되어 있다. 또, 실온부(26)는, 제1 디스플레이서 및 제2 디스플레이서를 왕복이동시키기 위한 구동기구(도시하지 않음)를 갖는다. 구동기구는, 냉동기(16)의 내부로의 작동기체(예를 들면 헬륨)의 공급과 배출을 주기적으로 반복하도록 작동기체의 유로를 전환하는 유로전환기구를 포함한다.
냉동기(16)는, 작동기체의 압축기(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 냉동기(16)는, 압축기에 의하여 가압된 작동기체를 내부에서 팽창시켜 제1 냉각스테이지(22) 및 제2 냉각스테이지(24)를 냉각한다. 팽창한 작동기체는 압축기에 회수되고 다시 가압된다. 냉동기(16)는, 작동기체의 급배(給排)와 이에 동기(同期)한 제1 디스플레이서 및 제2 디스플레이서의 왕복이동을 포함하는 열사이클을 반복함으로써 한랭을 발생시킨다.
도시되는 크라이오펌프(10)는, 이른바 가로형의 크라이오펌프이다. 가로형의 크라이오펌프는 일반적으로, 냉동기(16)가 크라이오펌프(10)의 중심축(C)에 교차하도록(통상은 직교하도록) 배치되어 있는 크라이오펌프이다.
제1단 크라이오패널(18)은, 방사실드(30)와 탑크라이오패널 수용 크라이오패널(이하에서는, "입구크라이오패널"이라고도 함)(32)을 구비하고, 제2단 크라이오패널어셈블리(20)를 포위한다. 제1단 크라이오패널(18)은, 크라이오펌프(10)의 외부 또는 크라이오펌프하우징(70)으로부터의 복사열로부터 제2단 크라이오패널어셈블리(20)를 보호하기 위한 극저온표면을 제공한다. 제1단 크라이오패널(18)은 제1 냉각스테이지(22)에 열적으로 결합되어 있다. 따라서 제1단 크라이오패널(18)은 제1 냉각온도로 냉각된다. 제1단 크라이오패널(18)은 제2단 크라이오패널어셈블리(20)와의 사이에 간극을 갖고 있으며, 제1단 크라이오패널(18)은 제2단 크라이오패널어셈블리(20)와 접촉하고 있지 않다. 제1단 크라이오패널(18)은 크라이오펌프하우징(70)과도 접촉하고 있지 않다.
방사실드(30)는, 크라이오펌프하우징(70)의 복사열로부터 제2단 크라이오패널어셈블리(20)를 보호하기 위하여 마련되어 있다. 방사실드(30)는, 흡기구(12)로부터 축방향으로 통상(예를 들면 원통상)으로 뻗어 있다. 방사실드(30)는, 크라이오펌프하우징(70)과 제2단 크라이오패널어셈블리(20)의 사이에 있으며, 제2단 크라이오패널어셈블리(20)를 둘러싼다. 방사실드(30)는, 크라이오펌프(10)의 외부로부터 내부공간(14)으로 기체를 수용하기 위한 실드 주개구(34)를 갖는다. 실드 주개구(34)는, 흡기구(12)에 위치한다.
방사실드(30)는, 실드 주개구(34)를 결정하는 실드전단(36)과, 실드 주개구(34)와 반대측에 위치하는 실드바닥부(38)와, 실드전단(36)을 실드바닥부(38)에 접속하는 실드측부(40)를 구비한다. 실드측부(40)는, 축방향으로 실드전단(36)으로부터 실드 주개구(34)와 반대측으로 뻗어 있고, 둘레방향으로 제2 냉각스테이지(24)를 포위하도록 뻗어 있다.
실드측부(40)는, 냉동기구조부(21)가 삽입되는 실드측부 개구(44)를 갖는다. 실드측부 개구(44)를 통하여 방사실드(30)의 밖으로부터 제2 냉각스테이지(24) 및 제2 실린더(25)가 방사실드(30) 안으로 삽입된다. 실드측부 개구(44)는, 실드측부(40)에 형성된 장착구멍이며, 예를 들면 원형이다. 제1 냉각스테이지(22)는 방사실드(30)의 밖에 배치되어 있다.
실드측부(40)는, 냉동기(16)의 장착시트(46)를 구비한다. 장착시트(46)는, 제1 냉각스테이지(22)를 방사실드(30)에 장착하기 위한 평탄부분이며, 방사실드(30)의 밖으로부터 보아 약간 파여 있다. 장착시트(46)는, 실드측부 개구(44)의 외주를 형성한다. 제1 냉각스테이지(22)가 장착시트(46)에 장착됨으로써, 방사실드(30)가 제1 냉각스테이지(22)에 열적으로 결합되어 있다.
이와 같이 방사실드(30)를 제1 냉각스테이지(22)에 직접 장착하는 대신에, 일 실시형태에 있어서는, 방사실드(30)는, 추가의 전열부재를 통하여 제1 냉각스테이지(22)에 열적으로 결합되어 있어도 된다. 전열부재는, 예를 들면 양단에 플랜지를 갖는 중공(中空)의 단통(短筒)이어도 된다. 전열부재는, 그 일단의 플랜지에 의하여 장착시트(46)에 고정되고, 타단의 플랜지에 의하여 제1 냉각스테이지(22)에 고정되어도 된다. 전열부재는, 냉동기구조부(21)를 둘러싸고 제1 냉각스테이지(22)로부터 방사실드(30)에 뻗어 있어도 된다. 실드측부(40)는, 이러한 전열부재를 포함해도 된다.
도시되는 실시형태에 있어서는, 방사실드(30)는 일체의 통상으로 구성되어 있다. 이 대신에, 방사실드(30)는, 복수의 부품에 의하여 전체적으로 통상의 형상을 이루도록 구성되어 있어도 된다. 이들 복수의 부품은 서로 간극을 갖고 배치되어 있어도 된다. 예를 들면, 방사실드(30)는 축방향으로 2개의 부분으로 분할되어 있어도 된다. 이 경우, 방사실드(30)의 상부는, 양단이 개방된 통이며, 실드전단(36)과 실드측부(40)의 제1 부분을 구비한다. 방사실드(30)의 하부도 양단이 개방된 통이며, 실드측부(40)의 제2 부분과 실드바닥부(38)를 구비한다. 실드측부(40)의 제1 부분과 제2 부분의 사이에는 둘레방향으로 뻗는 슬릿이 형성되어 있다. 이 슬릿이, 실드측부 개구(44)의 적어도 일부를 형성해도 된다. 혹은, 실드측부 개구(44)는, 그 상측 절반이 실드측부(40)의 제1 부분에 형성되고, 하측 절반이 실드측부(40)의 제2 부분에 형성되어도 된다.
방사실드(30)는, 제2단 크라이오패널어셈블리(20)를 둘러싸는 가스수용공간(50)을, 흡기구(12)와 실드바닥부(38)의 사이에 형성한다. 가스수용공간(50)은, 크라이오펌프(10)의 내부공간(14)의 일부이며, 제2단 크라이오패널어셈블리(20)에 직경방향으로 인접하는 영역이다.
입구크라이오패널(32)은, 크라이오펌프(10)의 외부의 열원(예를 들면, 크라이오펌프(10)가 장착되는 진공챔버 내의 열원)으로부터의 복사열로부터 제2단 크라이오패널어셈블리(20)를 보호하기 위하여, 흡기구(12)(또는 실드 주개구(34), 이하 동일)에 마련되어 있다. 또, 입구크라이오패널(32)의 냉각온도로 응축되는 기체(예를 들면 수분)가 그 표면에 포착된다.
입구크라이오패널(32)은, 흡기구(12)에 있어서 제2단 크라이오패널어셈블리(20)에 대응하는 장소에 배치되어 있다. 입구크라이오패널(32)은, 흡기구(12)의 개구면적의 중심부분을 점유하고, 방사실드(30)와의 사이에 환상의 개방영역(51)을 형성한다. 입구크라이오패널(32)은, 흡기구(12)의 개구면적의 많아도 1/3, 또는 많아도 1/4을 차지해도 된다. 이와 같이 하여, 개방영역(51)은, 흡기구(12)의 개구면적의 적어도 2/3, 또는 적어도 3/4을 차지해도 된다. 개방영역(51)은, 흡기구(12)에 있어서 가스수용공간(50)에 대응하는 장소에 있다. 개방영역(51)은 가스수용공간(50)의 입구이며, 크라이오펌프(10)는, 개방영역(51)을 통하여 가스수용공간(50)에 가스를 수용한다.
입구크라이오패널(32)은, 입구크라이오패널 장착부재(33)를 통하여 실드전단(36)에 장착된다. 입구크라이오패널 장착부재(33)는, 실드 주개구(34)의 직경을 따라 실드전단(36)에 걸쳐진 봉상의 부재이다. 이렇게 하여 입구크라이오패널(32)은 방사실드(30)에 고정되고, 방사실드(30)에 열적으로 접속되어 있다. 입구크라이오패널(32)은 제2단 크라이오패널어셈블리(20)에 근접하고 있지만, 접촉은 하고 있지 않다.
제2단 크라이오패널어셈블리(20)는, 크라이오펌프(10)의 내부공간(14)의 중심부에 마련되어 있다. 제2단 크라이오패널어셈블리(20)는, 축방향으로 배열된 복수의 크라이오패널(60)과, 제2단 패널장착부재(62)를 구비한다. 제2단 패널장착부재(62)는, 제2 냉각스테이지(24)로부터 축방향으로 상방 및 하방을 향하여 뻗어 있다. 제2단 크라이오패널어셈블리(20)는, 제2단 패널장착부재(62)를 통하여 제2 냉각스테이지(24)에 장착되어 있다. 이와 같이 하여, 제2단 크라이오패널어셈블리(20)는, 제2 냉각스테이지(24)에 열적으로 접속되어 있다. 따라서, 제2단 크라이오패널어셈블리(20)는 제2 냉각온도로 냉각된다.
복수의 크라이오패널(60)이, 실드 주개구(34)로부터 실드바닥부(38)를 향하는 방향을 따라(즉 중심축(C)를 따라) 제2단 패널장착부재(62) 상에 배열되어 있다. 복수의 크라이오패널(60)은 축방향으로 서로 간격을 두고 배열되어 있다.
설명의 편의상, 복수의 크라이오패널(60) 중 축방향으로 가장 흡기구(12)에 가까운 것을 탑크라이오패널(60a)이라고 부르고, 복수의 크라이오패널(60) 중 가장 실드바닥부(38)에 가까운 것을 보텀크라이오패널(60b)이라고 부르는 경우가 있다. 또, 2번째로 흡기구(12)에 가까운 크라이오패널(60), 즉 탑크라이오패널(60a)의 축방향 하방에 인접배치된 크라이오패널(60)을, 인접크라이오패널(60c)이라고 부르는 경우가 있다. 인접크라이오패널(60c)은, 축방향으로 탑크라이오패널(60a)의 바로 아래에 배치되어 있다. 탑크라이오패널(60a)은, 입구크라이오패널(32)과 인접크라이오패널(60c) 사이에 끼워져 있다.
탑크라이오패널(60a)은, 평판이고, 축방향에 수직으로 배치되어 있다. 축방향에서 보았을 때의 탑크라이오패널(60a)의 형상은, 예를 들면 원반상이다. 탑크라이오패널(60a)의 중심은, 크라이오펌프(10)의 중심축(C) 상에 위치하고, 외주는 원형상이다. 탑크라이오패널(60a)은, 복수의 크라이오패널(60) 중에서 최소의 직경을 갖는다.
인접크라이오패널(60c)은, 역원뿔대상이며, 축방향에서 보았을 때 원형상이 되도록 배치되어 있다. 인접크라이오패널(60c)의 중심은 중심축(C) 상에 위치한다. 인접크라이오패널(60c)은, 탑크라이오패널(60a)보다 대경이다. 다만, 인접크라이오패널(60c)은, 탑크라이오패널(60a)과 마찬가지로, 평판이고, 예를 들면 원반상이어도 된다.
도 2에 나타나는 바와 같이, 인접크라이오패널(60c)의 축방향 하방에 인접배치된 적어도 하나의 크라이오패널(60)은, 인접크라이오패널(60c)과 동일한 형상을 가져도 된다.
보텀크라이오패널(60b)은, 탑크라이오패널(60a)과 마찬가지로, 평판이고, 예를 들면 원반상이다. 혹은, 보텀크라이오패널(60b)은, 인접크라이오패널(60c)과 마찬가지로, 역원뿔대상이어도 된다. 보텀크라이오패널(60b) 및 그 외의 크라이오패널(60)의 중심도 또한 중심축(C) 상에 위치한다. 보텀크라이오패널(60b)은, 탑크라이오패널(60a)보다 대경이다. 보텀크라이오패널(60b)은, 인접크라이오패널(60c)보다 대경이어도 된다. 보텀크라이오패널(60b)의 축방향 상방에 인접배치된 적어도 하나의 크라이오패널(60)은, 보텀크라이오패널(60b)과 동일한 형상을 가져도 된다.
탑크라이오패널(60a) 및 인접크라이오패널(60c)은, 축방향에 있어서 입구크라이오패널(32)과 제2 냉각스테이지(24)의 사이에 배치되어 있다. 보텀크라이오패널(60b)은, 축방향에 있어서 제2 냉각스테이지(24)와 실드바닥부(38)의 사이에 배치되어 있다.
제2단 크라이오패널어셈블리(20)에 있어서는, 적어도 일부의 표면에 흡착영역(64)이 형성되어 있다. 흡착영역(64)은 비응축성 기체(예를 들면 수소)를 흡착에 의하여 포착하기 위하여 마련되어 있다. 흡착영역(64)은 예를 들면 흡착재(예를 들면 활성탄)를 크라이오패널표면에 접착함으로써 형성된다. 흡착영역(64)은, 흡기구(12)로부터 보이지 않도록, 상방에 인접하는 크라이오패널(60)이 가려지는 장소에 형성되어 있다. 예를 들면, 흡착영역(64)은 탑크라이오패널(60a)의 하면(배면)의 전역에 형성되어 있다. 탑크라이오패널(60a)의 상면(전면)에는 흡착영역(64)이 마련되어 있지 않다. 흡착영역(64)은, 보텀크라이오패널(60b) 및 인접크라이오패널(60c) 등 그 외의 크라이오패널(60)의 상면 중심부 및/또는 하면 전역에 형성되어 있어도 된다.
또, 제2단 크라이오패널어셈블리(20)의 적어도 일부의 표면에는 응축성 기체를 응축에 의하여 포착하기 위한 응축영역이 형성되어 있다. 응축영역은 예를 들면, 크라이오패널표면 상에서 흡착재의 떨어져 나간 구역이며, 크라이오패널 기재표면 예를 들면 금속면이 노출되어 있다. 예를 들면, 보텀크라이오패널(60b)의 상면 외주부는 응축영역이어도 된다.
크라이오펌프하우징(70)은, 제1단 크라이오패널(18), 제2단 크라이오패널어셈블리(20), 및 냉동기(16)를 수용하는 크라이오펌프(10)의 케이스이며, 내부공간(14)의 진공기밀을 유지하도록 구성되어 있는 진공용기이다. 크라이오펌프하우징(70)은, 제1단 크라이오패널(18) 및 냉동기구조부(21)를 비접촉으로 포함한다. 크라이오펌프하우징(70)은, 냉동기(16)의 실온부(26)에 장착되어 있다.
크라이오펌프하우징(70)의 전단에 의하여, 흡기구(12)가 획정(劃定)되어 있다. 크라이오펌프하우징(70)은, 그 전단으로부터 직경방향 외측을 향하여 뻗어 있는 흡기구플랜지(72)를 구비한다. 흡기구플랜지(72)는, 크라이오펌프하우징(70)의 전체둘레에 걸쳐 마련되어 있다. 크라이오펌프(10)는, 흡기구플랜지(72)를 이용하여 진공배기대상의 진공챔버에 장착된다.
상기의 구성의 크라이오펌프(10)의 동작을 이하에 설명한다. 크라이오펌프(10)의 작동 시에는, 먼저 그 작동 전에 다른 적당한 러핑펌프로 진공챔버 내부를 1Pa 정도로까지 러핑펌핑한다. 그 후, 크라이오펌프(10)를 작동시킨다. 냉동기(16)의 구동에 의하여 제1 냉각스테이지(22) 및 제2 냉각스테이지(24)가 각각 제1 냉각온도 및 제2 냉각온도로 냉각된다. 따라서, 이들에 열적으로 결합되어 있는 제1단 크라이오패널(18), 제2단 크라이오패널어셈블리(20)도 각각 제1 냉각온도 및 제2 냉각온도로 냉각된다.
입구크라이오패널(32)은, 진공챔버로부터 크라이오펌프(10)를 향하여 비래(飛來)하는 기체를 냉각한다. 입구크라이오패널(32)의 표면에는, 제1 냉각온도에서 증기압이 충분히 낮은(예를 들면 10-8Pa 이하의) 기체가 응축된다. 이 기체는, 제1종 기체라고 칭해져도 된다. 제1종 기체는 예를 들면 수증기이다. 이렇게 하여, 입구크라이오패널(32)은, 제1종 기체를 배기할 수 있다. 제1 냉각온도에서 증기압이 충분히 낮지 않은 기체의 일부는, 흡기구(12)로부터 내부공간(14)으로 진입한다. 혹은, 기체의 다른 일부는, 입구크라이오패널(32)에서 반사되어, 내부공간(14)으로 진입하지 않는다.
내부공간(14)으로 진입한 기체는, 제2단 크라이오패널어셈블리(20)에 의하여 냉각된다. 제2단 크라이오패널어셈블리(20)의 표면에는, 제2 냉각온도에서 증기압이 충분히 낮은(예를 들면 10-8Pa 이하의) 기체가 응축된다. 이 기체는, 제2종 기체라고 칭해져도 된다. 제2종 기체는 예를 들면 아르곤이다. 이렇게 하여, 제2단 크라이오패널어셈블리(20)는, 제2종 기체를 배기할 수 있다.
제2 냉각온도에서 증기압이 충분히 낮지 않은 기체는, 제2단 크라이오패널어셈블리(20)의 흡착재에 흡착된다. 이 기체는, 제3종 기체라고 칭해져도 된다. 제3종 기체는 예를 들면 수소이다. 이렇게 하여, 제2단 크라이오패널어셈블리(20)는, 제3종 기체를 배기할 수 있다. 따라서, 크라이오펌프(10)는, 다양한 기체를 응축 또는 흡착에 의하여 배기하여, 진공챔버의 진공도를 원하는 레벨에 도달시킬 수 있다.
다음으로, 실시형태에 관한 입구크라이오패널(32) 및 그 주변 구조에 대하여 보다 상세하게 설명한다. 이해의 용이를 위하여, 도 2에 있어서 입구크라이오패널(32) 및 인접크라이오패널(60c)에 대하여 단면을 개략적으로 나타낸다. 도 3에는, 입구크라이오패널(32), 탑크라이오패널(60a), 및 인접크라이오패널(60c)의 위치관계를 개략적으로 나타낸다.
입구크라이오패널(32)은, 탑크라이오패널 수용구획(74)을 형성한다. 탑크라이오패널 수용구획(74)은, 입구크라이오패널(32)의 축방향 하방에 형성된다. 탑크라이오패널(60a)이 탑크라이오패널 수용구획(74)에 수용되어 있다. 이렇게 하여, 탑크라이오패널(60a)이 입구크라이오패널(32)에 의하여 덮여 있다.
입구크라이오패널(32)은, 크라이오펌프(10)의 밖으로부터 탑크라이오패널(60a)로의 가스분자의 직접적인 입사를 완전히 차폐하도록 탑크라이오패널(60a)에 근접배치되어 있다. 여기에서, 탑크라이오패널(60a)로의 가스분자의 직접적인 입사란, 가스분자가 탑크라이오패널(60a) 이외의 다른 크라이오패널(예를 들면, 방사실드(30), 입구크라이오패널(32), 및 크라이오패널(60))에서 한번도 반사되는 일 없이 크라이오펌프(10)의 밖으로부터 흡기구(12)를 통하여 탑크라이오패널(60a)에 입사하는 것을 말한다. 환언하면, 입구크라이오패널(32)은, 탑크라이오패널(60a) 이외의 다른 크라이오패널에서 적어도 1회 반사된 가스분자만이 탑크라이오패널(60a)에 입사하도록 배치되어 있다. 크라이오펌프(10)의 밖으로부터 오는 복사열도 가스분자와 마찬가지로 직선적 경로를 취하기 때문에, 입구크라이오패널(32)은, 크라이오펌프(10)의 밖으로부터 탑크라이오패널(60a)로의 복사열의 직접적인 입사를 완전히 차폐할 수도 있다. 가스분자 및 복사열의 차폐를 위하여, 바람직하게는, 입구크라이오패널(32)은, 슬릿이나 구멍 등 개구부를 갖지 않는다.
제2단 크라이오패널어셈블리(20)의 복수의 크라이오패널(60) 중 탑크라이오패널(60a)만이, 탑크라이오패널 수용구획(74)에 수용되어 있다. 탑크라이오패널(60a)의 전체가 탑크라이오패널 수용구획(74)에 수용되어 있다. 인접크라이오패널(60c) 및 그 외의 크라이오패널(60)은, 탑크라이오패널 수용구획(74)에 들어가 있지 않다.
입구크라이오패널(32)의 중심은 중심축(C) 상에 위치한다. 입구크라이오패널(32)은, 탑크라이오패널(60a)보다 대경이며, 보텀크라이오패널(60b)보다 소경이다. 입구크라이오패널(32)의 직경은, 인접크라이오패널(60c)의 직경에 대략 동일하고, 예를 들면 입구크라이오패널(32)의 직경의 90% 내지 110%여도 된다.
입구크라이오패널(32)은, 중심평판(76) 및 하방경사부(78)를 구비한다. 중심평판(76)은, 탑크라이오패널(60a)의 상면에 대향한다. 중심평판(76)은, 탑크라이오패널(60a)과 평행하게 배치되어 있다. 중심평판(76)은, 축방향에 수직으로 배치되며, 직경방향으로 뻗어 있다. 축방향에서 보았을 때의 중심평판(76)의 형상은, 예를 들면 원반상이다. 중심평판(76)의 중심은, 크라이오펌프(10)의 중심축(C) 상에 위치하고, 외주는 원형상이다. 중심평판(76)의 직경은, 탑크라이오패널(60a)의 직경에 대략 동일하고, 예를 들면 입구크라이오패널(32)의 직경의 90% 내지 110%여도 된다. 입구크라이오패널(32)의 중심평판(76)으로부터 탑크라이오패널(60a)로의 거리는, 입구크라이오패널(32)의 축방향 높이(즉 중심평판(76)으로부터 하방경사부(78)의 최외주까지의 축방향 거리)보다 작다. 입구크라이오패널 장착부재(33)는, 중심평판(76)의 상면에 고정되어 있다.
또, 입구크라이오패널(32)의 하방경사부(78)는, 중심평판(76)에 대하여 축방향 하향 또한 직경방향 외측을 향하여 경사져 중심평판(76)의 외주로부터 뻗어 있다. 하방경사부(78)는, 중심평판(76)의 전체둘레에 마련되어 있다. 하방경사부(78)의 외주는, 중심평판(76)과 동심원이다. 이렇게 하여, 하방경사부(78)는, 탑크라이오패널(60a)의 외주를 전체둘레에 걸쳐 둘러싼다. 하방경사부(78)는, 중심평판(76)에 대하여 30도 내지 60도, 예를 들면 약 45도 경사져 있어도 된다. 하방경사부(78)는, 스커트부라고 부를 수도 있다. 이와 같이, 입구크라이오패널(32)은, 원뿔대상의 형상을 갖는다.
탑크라이오패널 수용구획(74)은, 입구크라이오패널(32)의 중심평판(76)과 하방경사부(78)에 의하여 결정되는 원뿔대상의 공간이다. 중심평판(76)이 탑크라이오패널 수용구획(74)의 이른바 천장에 상당하고, 하방경사부(78)가 탑크라이오패널 수용구획(74)의 측벽에 상당한다.
인접크라이오패널(60c)은, 크라이오패널중심부(80) 및 상방경사부(82)를 구비한다. 크라이오패널중심부(80)는, 탑크라이오패널(60a)의 하면에 대향한다. 즉, 크라이오패널중심부(80)는, 탑크라이오패널(60a) 상의 흡착영역(64)에 대향한다. 크라이오패널중심부(80)는, 평판이고, 탑크라이오패널(60a)과 평행하게 배치되어 있다. 크라이오패널중심부(80)는, 축방향에 수직으로 배치되며, 직경방향으로 뻗어 있다. 축방향에서 보았을 때의 크라이오패널중심부(80)의 형상은, 예를 들면 원반상이다. 크라이오패널중심부(80)의 중심은, 크라이오펌프(10)의 중심축(C) 상에 위치하고, 외주는 원형상이다. 크라이오패널중심부(80)는, 중심평판(76)의 직경과 달라도 되고, 동일해도 된다. 도시의 예에 있어서는, 크라이오패널중심부(80)가 중심평판(76)보다 소경이다.
또, 인접크라이오패널(60c)의 상방경사부(82)는, 크라이오패널중심부(80)에 대하여 축방향 상향 또한 직경방향 외측을 향하여 경사져 크라이오패널중심부(80)의 외주로부터 뻗어 있다. 상방경사부(82)는, 크라이오패널중심부(80)의 전체둘레에 마련되어 있다. 상방경사부(82)의 외주는, 크라이오패널중심부(80)와 동심원이다. 이렇게 하여, 상방경사부(82)는, 탑크라이오패널(60a)의 외주를 전체둘레에 걸쳐 둘러싼다. 상방경사부(82)는, 크라이오패널중심부(80)에 대하여 예를 들면 30도 내지 60도 경사져 있어도 된다. 상방경사부(82)의 경사각도는, 하방경사부(78)의 경사각도와 달라도 되고, 동일해도 된다. 도시의 예에 있어서는, 상방경사부(82)의 경사각도는, 하방경사부(78)의 경사각도보다 작다. 이와 같이, 인접크라이오패널(60c)은, 역원뿔대상의 형상을 갖는다.
인접크라이오패널(60c)의 상방경사부(82)는, 입구크라이오패널(32)의 하방경사부(78)를 따라 둘레방향으로 뻗어 있다. 이렇게 하여, 탑크라이오패널 수용구획(74)으로의 링상입구(84)가, 상방경사부(82)와 하방경사부(78)의 사이에 형성되어 있다.
상술과 같이, 인접크라이오패널(60c)은 제2단 크라이오패널어셈블리(20)의 일부이며, 입구크라이오패널(32)은 제1단 크라이오패널(18)의 일부이다. 양자는 다른 온도로 냉각되기 때문에, 인접크라이오패널(60c)의 상방경사부(82)는, 입구크라이오패널(32)의 하방경사부(78)와 비접촉으로 배치되어 있다. 이렇게 하여, 링상입구(84)는, 둘레방향으로 전체둘레에 걸쳐 형성되어 있다. 또, 링상입구(84)의 축방향 높이(즉 하방경사부(78)의 외주와 상방경사부(82)의 외주와의 축방향 거리)는, 탑크라이오패널(60a)과 인접크라이오패널(60c)과의 축방향 거리보다 작다.
링상입구(84)는, 탑크라이오패널 수용구획(74)에 통하는 유일한 가스통로이다. 크라이오펌프(10)의 밖으로부터 개방영역(51)을 통하여 가스수용공간(50)으로 진입한 가스분자는, 링상입구(84)를 통해서밖에 탑크라이오패널 수용구획(74)에 들어갈 수 없다. 가스분자는 가스수용공간(50)에 있어서 예를 들면 방사실드(30)에서 반사되어, 링상입구(84)를 통하여 탑크라이오패널 수용구획(74)으로 진입할 수 있다.
도 4는, 도 3에 나타내는 크라이오패널배열의 일부에 있어서의 가스분자의 거동을 설명하기 위한 개략도이다. 비응축성 기체의 경우, 탑크라이오패널(60a)과 인접크라이오패널(60c)의 사이의 영역(즉 탑크라이오패널 수용구획(74)의 하측절반(74b))으로 진입한 가스분자(86)는 인접크라이오패널(60c)의 상면에서 반사되어, 탑크라이오패널(60a)의 하면에 입사할 수 있다. 따라서 가스분자(86)는 흡착영역(64)에 흡착된다.
한편, 탑크라이오패널(60a)과 입구크라이오패널(32)의 사이의 영역(즉 탑크라이오패널 수용구획(74)의 상측절반(74a))으로 진입한 가스분자(88)는, 입구크라이오패널(32)의 하면 또는 탑크라이오패널(60a)의 상면에서 1회 또는 복수 회 반사되어, 탑크라이오패널 수용구획(74)의 하측절반(74b)으로 다시 입사할 수 있다. 일부의 가스분자는 링상입구(84)로부터 재방출될 수 있지만, 링상입구(84)는 좁기 때문에, 그와 같이 탑크라이오패널 수용구획(74)으로부터 탈출하는 가스분자는 적다. 이와 같이 하여, 탑크라이오패널 수용구획(74)으로 진입한 대부분의 가스분자가 흡착영역(64)에 흡착된다.
상방으로부터 입구크라이오패널(32)을 향하는 가스분자(90)는, 입구크라이오패널(32)에 의하여 차폐되어, 탑크라이오패널(60a)에 도달하지 않는다.
만일 입구크라이오패널(32)이 없었다고 하면, 크라이오펌프(10)의 밖으로부터 오는 가스분자 및 복사열과 같은 열부하는, 그 대부분이 제2단 크라이오패널어셈블리(20)의 최상부에 위치하는 탑크라이오패널(60a)에 작용한다. 그런데, 실시형태에 관한 크라이오펌프(10)에 의하면, 입구크라이오패널(32)이 탑크라이오패널 수용구획(74)을 형성한다. 이렇게 하여, 탑크라이오패널(60a)이 탑크라이오패널 수용구획(74)에 수용되고 입구크라이오패널(32)에 의하여 덮여 있다. 따라서, 제2단 크라이오패널어셈블리(20)의 열부하를 저감시킬 수 있다.
입구크라이오패널(32)은 비교적 소형이고, 흡기구(12)의 개방영역(51)을 비교적 크게 취할 수 있다. 이로 인하여, 입구크라이오패널(32)은, 크라이오펌프(10)의 내부공간(14)으로의 비응축성 기체의 진입을 현저히는 방해하지 않는다. 따라서, 크라이오펌프(10)는, 높은 배기속도로 비응축성 기체를 배기하는 것이 가능해진다.
또, 입구크라이오패널(32)은, 탑크라이오패널(60a)로의 가스분자의 직접 입사를 완전히 차폐하도록 탑크라이오패널(60a)에 근접배치되어 있다. 따라서, 제2단 크라이오패널어셈블리(20)의 열부하를 현저히 저감시킬 수 있다.
탑크라이오패널(60a)의 상면이 입구크라이오패널(32)의 중심평판(76)으로 덮임과 함께, 탑크라이오패널(60a)의 전체둘레가 입구크라이오패널(32)의 하방경사부(78)로 둘러싸여 있다. 입구크라이오패널(32) 즉 탑크라이오패널 수용구획(74)이 원뿔대상이다. 이와 같이 하여, 탑크라이오패널(60a)로의 상방으로부터의 열입사뿐만 아니라, 측방으로부터의 열부하의 침입도 완전히 억제할 수 있다. 또, 흡기구(12)의 개방영역(51)에 있어서의 비응축성 기체의 유량을 증가시킬 수 있다. 예를 들면 입구크라이오패널(32)이 원통상인 경우에 비하여, 비응축성 기체의 유량이 증가된다.
입구크라이오패널(32)의 하방경사부(78)와 인접크라이오패널(60c)의 상방경사부(82)의 사이에 탑크라이오패널 수용구획(74)으로의 링상입구(84)가 형성되어 있다. 링상입구(84)는, 둘레방향으로 전체둘레로부터 탑크라이오패널 수용구획(74)에 비응축성 기체를 수용할 수 있다. 링상입구(84)를 통하여 탑크라이오패널 수용구획(74)으로 진입한 비응축성 기체는, 탑크라이오패널(60a)의 흡착영역(64)에서 포착할 수 있다.
탑크라이오패널(60a)만이 탑크라이오패널 수용구획(74)에 수용되어 있다. 본 발명자의 검토에 의하면, 이 경우에, 제2단 크라이오패널어셈블리(20)의 열부하 저감과 비응축성 기체의 배기속도의 향상을 가장 양호한 밸런스로 실현할 수 있다.
탑크라이오패널(60a)은 평판이므로, 축방향 높이가 작다. 따라서, 입구크라이오패널(32)의 축방향 높이도 작게 할 수 있다.
이상, 본 발명을 실시예에 근거하여 설명했다. 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 다양한 설계 변경이 가능하며, 다양한 변형예가 가능한 것, 또 그러한 변형예도 본 발명의 범위에 있는 것은, 당업자에게 이해되는 바이다.
상술의 실시형태에 있어서는, 탑크라이오패널 수용 크라이오패널은, 크라이오펌프의 밖으로부터 탑크라이오패널로의 가스분자의 직접적인 입사를 완전히 차폐하도록 탑크라이오패널에 근접배치되어 있다. 그러나, 탑크라이오패널 수용 크라이오패널은, 크라이오펌프의 밖으로부터 탑크라이오패널로의 가스분자의 직접적인 입사를 부분적으로 차폐하도록 탑크라이오패널에 근접배치되어 있어도 된다.
탑크라이오패널 수용 크라이오패널은, 원뿔상에 한정되지 않고, 예를 들면 원통상이어도 된다. 탑크라이오패널 수용 크라이오패널은, 탑크라이오패널의 상면에 대향하는 중심평판과, 중심평판에 대하여 축방향 하향에 수직으로 상기 중심평판의 외주로부터 뻗어 있고, 탑크라이오패널의 외주를 전체둘레에 걸쳐 둘러싸는 외주부를 구비해도 된다. 탑크라이오패널 수용구획은, 중심평판과 외주부에 의하여 결정되는 원통상의 공간이어도 된다.
인접크라이오패널은, 역원뿔대상에 한정되지 않고, 예를 들면 원통상이어도 된다. 인접크라이오패널은, 탑크라이오패널의 하면에 대향하는 크라이오패널중심부와, 크라이오패널중심부에 대하여 축방향 상향에 수직으로 크라이오패널중심부의 외주로부터 뻗어 있는 외주부를 구비해도 된다. 인접크라이오패널의 외주부는, 탑크라이오패널 수용 크라이오패널의 외주부를 따라 둘레방향으로 뻗어 있어도 된다. 탑크라이오패널 수용구획으로의 링상입구가, 인접크라이오패널의 외주부와 탑크라이오패널 수용 크라이오패널의 외주부의 사이에 형성되어 있어도 된다.
탑크라이오패널 수용 크라이오패널은, 복수의 크라이오패널을 수용해도 된다. 예를 들면, 탑크라이오패널 수용 크라이오패널은, 탑크라이오패널과 축방향으로 탑크라이오패널의 바로 아래에 인접배치된 크라이오패널을 수용해도 된다.
탑크라이오패널은, 평판과는 다른 형상을 가져도 된다. 탑크라이오패널은, 원반과는 다른 형상을 가져도 된다.
10 크라이오펌프
12 흡기구
16 냉동기
20 제2단 크라이오패널어셈블리
30 방사실드
32 입구크라이오패널
60 크라이오패널
60a 탑크라이오패널
60c 인접크라이오패널
74 탑크라이오패널 수용구획
76 중심평판
78 하방경사부
80 크라이오패널중심부
82 상방경사부
84 링상입구
산업상 이용가능성
본 발명은, 크라이오펌프의 분야에 있어서의 이용이 가능하다.

Claims (6)

  1. 고온냉각스테이지 및 저온냉각스테이지를 구비하는 냉동기와,
    상기 고온냉각스테이지에 열적으로 결합되어, 크라이오펌프흡기구로부터 축방향으로 통상으로 뻗어 있는 방사실드와,
    상기 저온냉각스테이지에 열적으로 결합되어 상기 방사실드에 둘러싸인 저온크라이오패널부로서, 상기 크라이오펌프흡기구에 가장 근접하여 배치된 탑크라이오패널을 포함하는 축방향으로 배열된 복수의 크라이오패널을 구비하는 저온크라이오패널부와,
    상기 고온냉각스테이지에 열적으로 결합되어, 상기 크라이오펌프흡기구에 배치되고 탑크라이오패널 수용구획을 형성하는 탑크라이오패널 수용 크라이오패널을 구비하는 것을 특징으로 하는 크라이오펌프.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탑크라이오패널 수용 크라이오패널은, 상기 크라이오펌프의 밖으로부터 상기 탑크라이오패널로의 가스분자의 직접적인 입사를 완전히 차폐하도록 상기 탑크라이오패널에 근접배치되어 있는 것을 특징으로 하는 크라이오펌프.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 탑크라이오패널 수용 크라이오패널은, 상기 탑크라이오패널의 상면에 대향하는 중심평판과, 상기 중심평판에 대하여 축방향 하향 또한 직경방향 외측을 향하여 경사져 상기 중심평판의 외주로부터 뻗어 있고, 상기 탑크라이오패널의 외주를 전체둘레에 걸쳐 둘러싸는 하방경사부를 구비하며,
    상기 탑크라이오패널 수용구획은, 상기 중심평판과 상기 하방경사부에 의하여 결정되는 원뿔대상의 공간인 것을 특징으로 하는 크라이오펌프.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 저온크라이오패널부의 상기 복수의 크라이오패널은, 상기 탑크라이오패널의 축방향 하방에 인접배치된 인접크라이오패널을 포함하며, 상기 인접크라이오패널은, 상기 탑크라이오패널의 하면에 대향하는 크라이오패널중심부와, 상기 크라이오패널중심부에 대하여 축방향 상향 또한 직경방향 외측을 향하여 경사져 상기 크라이오패널중심부의 외주로부터 뻗어 있는 상방경사부를 구비하고,
    상기 인접크라이오패널의 상기 상방경사부는, 상기 탑크라이오패널 수용 크라이오패널의 하방경사부를 따라 둘레방향으로 뻗어 있으며,
    상기 탑크라이오패널 수용구획으로의 링상입구가, 상기 상방경사부와 상기 하방경사부의 사이에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 크라이오펌프.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 저온크라이오패널부의 상기 복수의 크라이오패널 중 상기 탑크라이오패널만이, 상기 탑크라이오패널 수용구획에 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 크라이오펌프.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탑크라이오패널은, 평판인 것을 특징으로 하는 크라이오펌프.
KR1020197021086A 2017-02-07 2018-02-02 크라이오펌프 KR102342229B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017020092A JP6806583B2 (ja) 2017-02-07 2017-02-07 クライオポンプ
JPJP-P-2017-020092 2017-02-07
PCT/JP2018/003573 WO2018147181A1 (ja) 2017-02-07 2018-02-02 クライオポンプ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190109411A true KR20190109411A (ko) 2019-09-25
KR102342229B1 KR102342229B1 (ko) 2021-12-21

Family

ID=63108165

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197021086A KR102342229B1 (ko) 2017-02-07 2018-02-02 크라이오펌프

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11512687B2 (ko)
JP (1) JP6806583B2 (ko)
KR (1) KR102342229B1 (ko)
CN (1) CN110234878B (ko)
TW (1) TWI682101B (ko)
WO (1) WO2018147181A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008514849A (ja) 2004-09-24 2008-05-08 ブルックス オートメーション インコーポレイテッド 第3種の気体の排気用高コンダクタンス・クライオポンプ
KR20100009498A (ko) * 2008-07-17 2010-01-27 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 루버가 연장되는 크라이오펌프
JP2012237262A (ja) 2011-05-12 2012-12-06 Sumitomo Heavy Ind Ltd クライオポンプ及びその製造方法
KR20140109251A (ko) * 2013-03-05 2014-09-15 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 크라이오펌프
JP2014227989A (ja) * 2013-05-27 2014-12-08 住友重機械工業株式会社 クライオポンプ、及び真空排気方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4718241A (en) * 1985-10-31 1988-01-12 Helix Technology Corporation Cryopump with quicker adsorption
US5001903A (en) * 1987-01-27 1991-03-26 Helix Technology Corporation Optimally staged cryopump
US4791791A (en) * 1988-01-20 1988-12-20 Varian Associates, Inc. Cryosorption surface for a cryopump
US4815303A (en) * 1988-03-21 1989-03-28 Duza Peter J Vacuum cryopump with improved first stage
US5211022A (en) * 1991-05-17 1993-05-18 Helix Technology Corporation Cryopump with differential pumping capability
JP3309229B2 (ja) * 1992-07-16 2002-07-29 アルバック・クライオ株式会社 ターボ分子ポンプ付クライオポンプ装置
JPH10213065A (ja) * 1997-01-30 1998-08-11 Nec Kyushu Ltd 可変バッフル型クライオポンプ
JPH11343972A (ja) * 1998-06-01 1999-12-14 Daikin Ind Ltd クライオポンプ、クライオポンプの再生装置および再生方法、並びに、クライオポンプの制御方法
JP4430042B2 (ja) * 2006-06-07 2010-03-10 住友重機械工業株式会社 クライオポンプおよび半導体製造装置
US20090038319A1 (en) * 2007-08-08 2009-02-12 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Cryopanel and Cryopump Using the Cryopanel
JP5527110B2 (ja) * 2010-08-27 2014-06-18 アイシン精機株式会社 クライオポンプ
JP6013886B2 (ja) * 2012-11-13 2016-10-25 住友重機械工業株式会社 クライオポンプ
KR102438453B1 (ko) * 2014-03-21 2022-08-30 에드워즈 배큠 엘엘시 극저온펌프 하이브리드 정면 어레이

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008514849A (ja) 2004-09-24 2008-05-08 ブルックス オートメーション インコーポレイテッド 第3種の気体の排気用高コンダクタンス・クライオポンプ
KR20100009498A (ko) * 2008-07-17 2010-01-27 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 루버가 연장되는 크라이오펌프
JP2012237262A (ja) 2011-05-12 2012-12-06 Sumitomo Heavy Ind Ltd クライオポンプ及びその製造方法
KR20140109251A (ko) * 2013-03-05 2014-09-15 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 크라이오펌프
JP2014227989A (ja) * 2013-05-27 2014-12-08 住友重機械工業株式会社 クライオポンプ、及び真空排気方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20190360478A1 (en) 2019-11-28
JP6806583B2 (ja) 2021-01-06
KR102342229B1 (ko) 2021-12-21
CN110234878A (zh) 2019-09-13
TWI682101B (zh) 2020-01-11
CN110234878B (zh) 2020-09-22
US11512687B2 (en) 2022-11-29
TW201829915A (zh) 2018-08-16
JP2018127914A (ja) 2018-08-16
WO2018147181A1 (ja) 2018-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6710604B2 (ja) クライオポンプ
JP2013160105A (ja) クライオポンプ
JP2014173424A (ja) クライオポンプ
CN110291291B (zh) 低温泵
US11828521B2 (en) Cryopump
KR102663120B1 (ko) 크라이오펌프
KR102483239B1 (ko) 크라이오펌프
JPWO2017141777A1 (ja) クライオポンプ及びゲートバルブ
KR20190109411A (ko) 크라이오펌프
TWI666382B (zh) Cryopump
US20240369052A1 (en) Cryopump
WO2023145296A1 (ja) クライオポンプ

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant