TWI540255B - Low - temperature pump and non - condensable gas vacuum exhaust method - Google Patents

Description

低溫泵及非冷凝性氣體之真空排氣方法

本申請主張基於2013年3月19日申請之日本專利申請第2013-057050號之優先權。其申請之全部內容藉由參閱援用於本說明書中。

本發明係有關一種低溫泵及非冷凝性氣體之真空排氣方法。

低溫泵為藉由冷凝或吸附將氣體分子捕捉到被冷卻成超低溫之低溫板上以進行排氣之真空泵。低溫泵一般用於實現半導體電路製造程序等所要求之清淨的真空環境。作為低溫泵的應用之一，例如於離子植入製程中，例如氫等非冷凝性氣體佔應排出氣體的大部分。非冷凝性氣體只有吸附在被冷卻成超低溫之吸附區域才能夠排出。

(先前技術文獻) (專利文獻)

專利文獻1：日本特開2009-57957號公報

專利文獻2：日本特開2009-62891號公報

本發明的一態樣的例示性目的之一是為了提供一種適用於非冷凝性氣體排出之低溫泵及真空排氣方法。

依本發明的一態樣提供一種低溫泵，係具備：放射屏蔽件，具備界定屏蔽件開口之屏蔽件前端、屏蔽件底部及在前述屏蔽件前端與前述屏蔽件底部之間延伸之屏蔽件側部；以及低溫板組件，具備：具有複數個第1吸附板之第1板排列及分別具有複數個第2吸附板之複數個第2板排列，且被冷卻成比前述放射屏蔽件更低溫，前述第1板排列與前述複數個第2板排列配合來將分別於前述屏蔽件側部露出之複數個吸附區段形成為格子狀。

依本發明的一態樣提供一種非冷凝性氣體之真空排氣方法，係在低溫泵的放射屏蔽件與被冷卻成比前述放射屏蔽件更低溫之低溫板組件之間接收非冷凝性氣體分子，在前述低溫板組件的格子狀吸附板排列上吸附非冷凝性氣體分子，前述格子狀吸附板排列具備分別於前述放射屏蔽件的側部露出之複數個吸附區段。

依本發明的一態樣提供一種低溫泵，係具備：放射屏蔽件，具備界定屏蔽件開口之屏蔽件前端、屏蔽件底部及在前述屏蔽件前端與前述屏蔽件底部之間延伸之屏蔽件側 部；以及低溫板組件，具備在前述屏蔽件開口與前述屏蔽件底部之間重疊配置之複數個吸附區段列，且被冷卻成比前述放射屏蔽件更低溫，前述複數個吸附區段列分別具備複數個吸附區段，前述複數個吸附區段分別具備覆蓋該吸附區段之頂部及於前述屏蔽件側部露出之開口部。

此外，將以上構成要件的任意組合、本發明的構成要件或表現形式在方法、裝置及系統等之間相互替換之技術，作為本發明的形態也是有效的。

依本發明，提供一種適用於非冷凝性氣體的排出之低溫泵及真空排氣方法。

10‧‧‧低溫泵

20‧‧‧低溫板組件

26‧‧‧屏蔽件開口

28‧‧‧屏蔽件前端

30‧‧‧放射屏蔽件

34‧‧‧屏蔽件底部

36‧‧‧屏蔽件側部

44‧‧‧吸附區段

48‧‧‧吸附區域

50‧‧‧氣體接收空間

60‧‧‧平板型板

61‧‧‧第1板排列

62‧‧‧縱板型板

63‧‧‧第2板排列

第1圖係示意表示本發明的一實施形態之低溫泵的主要部份之剖面圖。

第2圖係示意表示本發明的一實施形態之低溫板組件之側剖面圖。

第3圖係示意表示本發明的一實施形態之低溫板組件的最上部的低溫板單元之俯視圖。

第4圖係示意表示本發明的一實施形態之低溫板組件的最上部的低溫板單元之側視圖。

第5圖係用於說明本發明的一實施形態之非冷凝性氣體的真空排氣方法之圖。

第1圖係示意表示本發明的一實施形態之低溫泵10的主要部份之剖面圖。低溫泵10例如安裝在離子植入裝置或濺鍍裝置等的真空腔室，用於將真空腔室內部的真空度提高至所希望的程序所要求之水準。低溫泵10具有用於接收氣體的吸氣口12。應被排出之氣體從安裝有低溫泵10之真空腔室通過吸氣口12進入低溫泵10的內部空間14。第1圖示出包含低溫泵10的內部空間14的中心軸A之剖面。

此外，以下為了便於理解地示出低溫泵10的構成要件的位置關係，會使用“軸向”、“放射方向”等用語。軸向表示通過吸氣口12之方向(第1圖中沿一點鏈線A的方向)，放射方向表示沿吸氣口12之方向(與一點鏈線A垂直的方向)。為方便起見，在軸向上，會將相對靠近吸氣口12的一側稱作“上”，相對遠離的一側稱作“下”。亦即，會將相對遠離低溫泵10的底部的一側稱作“上”，相對靠近的一側稱作“下”。在放射方向上，有時將靠近吸氣口12的中心(第1圖中為中心軸A)的一側稱作“內”，將靠近吸氣口12的周緣的一側稱作“外”。放射方向亦可以稱為徑向。又這種表現形式與低溫泵10安裝在真空腔室時的配置無關。例如，低溫泵10可以在沿垂直方向上使吸氣口12朝下來安裝在真空腔室。

此外，會將圍繞軸向之方向稱作“周方向”。周方向為沿吸氣口12之第2方向，且為與徑向正交之切線方向。

低溫泵10具備冷凍機16。冷凍機16例如為吉福德-麥克馬洪式冷凍機(所謂的GM冷凍機)等超低溫冷凍機。冷凍機16為具備第1冷卻台22及第2冷卻台24之二段式冷凍機。冷凍機16構成為將第1冷卻台22冷卻成第1溫度水準，將第2冷卻台24冷卻成第2溫度水準。第2溫度水準的溫度低於第1溫度水準。例如，第1冷卻台22被冷卻成65K~120K左右，較佳為被冷卻成80K~100K，第2冷卻台24被冷卻成10K~20K左右。

第1圖所示之低溫泵10為所謂的臥式低溫泵。臥式低溫泵一般係指冷凍機16配設成與低溫泵10的內部空間14的中心軸A交叉(通常為正交)之低溫泵。本發明同樣能夠適用於所謂的立式低溫泵。立式低溫泵係指冷凍機沿著低溫泵的軸向配設之低溫泵。

低溫泵10具備高溫低溫板18、以及被冷卻成溫度低於高溫低溫板18之低溫板組件20。高溫低溫板18係作為保護低溫板組件20避免受來自低溫泵10的外部或低溫泵容器38的輻射熱的影響之低溫板而設置。高溫低溫板18在與低溫板組件20之間具有間隙，高溫低溫板18並不與低溫板組件20接觸。高溫低溫板18具備放射屏蔽件30及入口低溫板32，且包圍低溫板組件20。高溫低溫板18與第1冷卻台22熱連接。因此，高溫低溫板18被冷 卻成第1溫度水準。

放射屏蔽件30係為了保護低溫板組件20避免受來自低溫泵容器38的輻射熱的影響而設置的。放射屏蔽件30位於低溫泵容器38與低溫板組件20之間，且包圍低溫板組件20。放射屏蔽件30具備界定屏蔽件開口26之屏蔽件前端28、與屏蔽件開口26對置之屏蔽件底部34、以及從屏蔽件前端28向屏蔽件底部34延伸之屏蔽件側部36。屏蔽件開口26位於吸氣口12上。放射屏蔽件30具有封閉屏蔽件底部34之筒形(例如圓筒)的形狀，而形成為杯狀。

在屏蔽件側部36設有冷凍機16的安裝孔37，冷凍機16的第2冷卻台24從該安裝孔37插入到放射屏蔽件30中。在該安裝孔37的外周，第1冷卻台22固定於放射屏蔽件30的外表面。如此，使放射屏蔽件30與第1冷卻台22熱連接。此外，也可以設置有用於將放射屏蔽件30連接於第1冷卻台22的傳熱構件。該傳熱構件的一端固定於冷凍機安裝孔的外周部，另一端固定於第1冷卻台22。傳熱構件例如為中空的短筒，其沿著冷凍機16的中心軸在放射屏蔽件30與第1冷卻台22之間延伸。

放射屏蔽件30形成包圍低溫板組件20之氣體接收空間50。氣體接收空間50為低溫泵10的內部空間14的外側部份，且為與放射屏蔽件30在放射方向內側相鄰之區域。氣體接收空間50以在軸向上遍及從屏蔽件開口26至屏蔽件底部34的方式包圍低溫板組件20的外周。

在本實施形態中，放射屏蔽件30構成為如圖所示之一體的筒狀。代替此，放射屏蔽件30亦可以構成為使用複數個零件而使整體呈筒狀形狀。該等複數個零件亦可以相互保有間隙而配設。例如，放射屏蔽件30亦可在軸向上被分割成2個部份。此時，放射屏蔽件30的上部為兩端開放之筒，其具備屏蔽件前端28和屏蔽件側部36的第1部份。放射屏蔽件30的下部為上端開放且下端封閉，其具備屏蔽件側部36的第2部份和屏蔽件底部34。在屏蔽件側部36的第1部份與第2部份之間形成有沿周方向延伸之間隙。冷凍機16的安裝孔37其上半部形成於屏蔽件側部36的第1部份，其下半部形成於屏蔽件側部36的第1部份。

入口低溫板32為了保護低溫板組件20避免受來自低溫泵10的外部熱源(例如，安裝低溫泵10之真空腔室內的熱源)的輻射熱影響而設置於吸氣口12(或屏蔽件開口26，以下相同)。此外，將要在入口低溫板32的冷卻溫度下冷凝之氣體(例如水分)於其表面捕捉。

入口低溫板32配置於吸氣口12之與低溫板組件20對應之場所。入口低溫板32佔據吸氣口12的開口面積的中心部份，在與放射屏蔽件30之間形成環狀的開放區域51。開放區域51位於吸氣口12之與氣體接收空間50對應之場所。氣體接收空間50以包圍低溫板組件20之方式設於內部空間14的外周部，因此開放區域51位於吸氣口12的外周部。開放區域51為氣體接收空間50的入口， 低溫泵10通過開放區域51將氣體收納在氣體接收空間50。

入口低溫板32經由安裝構件(未圖示)而安裝在屏蔽件前端28。如此，入口低溫板32固定於放射屏蔽件30，且與放射屏蔽件30熱連接。入口低溫板32雖然靠近低溫板組件20，但並不接觸。

入口低溫板32具備配設於吸氣口12之平面結構。入口低溫板32例如可以具備平板(例如圓板)型的板，亦可以具備形成為同心圓狀或格子狀之百葉窗或人字形構造。入口低溫板32可以配設成橫越吸氣口12的整體。此時，開放區域51可以藉由去除板的一部份、或去除百葉窗或人字形構造的一部份百葉板來形成。

低溫板組件20設置於低溫泵10的內部空間14的中心部。在第1圖中，用虛線示出設置低溫板組件20之大致的區域。例如，低溫板組件20以包圍放射屏蔽件30的中心軸A之佈局配置。低溫板組件20的上部、側部及下部分別與入口低溫板32、屏蔽件側部36及屏蔽件底部34對置。

詳細內容將後述，在低溫板組件20中，在至少一部份表面形成有吸附區域48(參閱第2圖)。吸附區域48係為了將非冷凝性氣體(例如氫)藉由吸附來捕捉而設置。吸附區域48例如藉由將吸附劑(例如活性碳)黏著在低溫板表面來形成。並且，在低溫板組件20的至少一部份表面上形成有用於將冷凝性氣體藉由冷凝來捕捉之冷 凝區域。冷凝區域例如為低溫板基材表面(例如金屬面)上呈露出之區域，換言之，為在低溫板表面上吸附劑缺漏之區域。因此，冷凝區域還稱作非吸附區域。因此，低溫板組件20具備在其一部份具有冷凝區域(或稱為非吸附區域)之吸附板或低溫吸附板。

第2圖係示意表示本發明的一實施形態之低溫板組件20之側剖面圖。在第2圖中，冷凍機16(參閱第1圖)係從紙面深處朝眼前配置。並且，第3圖及第4圖分別係示意表示低溫板組件20的最上部的低溫板單元58之俯視圖及側視圖。

低溫板組件20具備複數個吸附板以及用於將該等吸附板安裝在第2冷卻台24的板安裝構件42。低溫板組件20經由板安裝構件42而安裝在第2冷卻台24。如此，低溫板組件20與第2冷卻台24熱連接。藉此，低溫板組件20被冷卻成第2溫度水準。

板安裝構件42係按照所設計之板佈局固定排列吸附板，是構成從第2冷卻台24往吸附板的傳熱路徑之要件。板安裝構件42具備：朝向吸氣口12側之上表面、以及從上表面向下方延伸且安裝在第2冷卻台24之側面。

低溫板組件20具備兩種吸附板，亦即平板型板60和縱板型板62。因此，也能夠將平板型板60及縱板型板62分別稱作第1吸附板及第2吸附板。

低溫板組件20具備複數個低溫板單元58，各低溫板單元58是組合該兩種吸附板來構成的。複數個低溫板單 元58沿軸向排列。該等複數個低溫板單元58以使相鄰之2個低溫板單元58接近或接觸之方式排列。如此，低溫板組件20具備低溫板單元58的積層結構。

低溫板組件20具備形成第1板排列61之複數個平板型板60。該等複數個平板型板60沿低溫泵10的軸向排列。平板型板60分別配設成橫越內部空間14的中心部，例如為圓形的平板。平板型板60具備作為主表面之前面和背面。平板型板60的前面朝向屏蔽件開口26，平板型板60的背面朝向屏蔽件底部34。

平板型板60從中心軸A朝向放射方向外側延伸。平板型板60的中心在中心軸A上，因此平板型板60與放射屏蔽件30同軸配設。平板型板60的外周部朝向放射方向外側突出，且與屏蔽件側部36對置。

複數個平板型板60與由屏蔽件開口26界定之開口面平行地排列。亦即，相鄰之2個平板型板60中靠近吸氣口12的平板型板60的背面與遠離吸氣口12的平板型板60的前面平行且對置。本說明書中，為了方便說明，會將複數個平板型板60中最靠近吸氣口12的稱作頂板64，將複數個平板型板60中最靠近屏蔽件底部34的稱作底板65。頂板64的前面朝向入口低溫板32。另一方面，底板65的背面朝向屏蔽件底部34。

頂板64也可以靠近入口低溫板32。例如，頂板64與入口低溫板32之間的距離也可以小於頂板64與在其軸向下側相鄰之平板型板60之間的距離。如此，藉由將頂 板64配置於軸向上方，能夠從屏蔽件開口26朝向屏蔽件底部34排列作為第1板排列61的複數個平板型板60。這有助於擴大低溫板組件20的吸附區域的面積。

各平板型板60在其中心部安裝於板安裝構件42。頂板64固定於板安裝構件42的上表面，其他平板型板60固定於板安裝構件42的側面。在頂板64以外的平板型板60上形成有用於將板安裝構件42插入到各平板型板60的中心部的開口或缺口。此外，在位於與冷凍機16在軸向上相同高度之平板型板60上，形成有用於避免與冷凍機16干擾的開口或缺口。

如圖所示，複數個平板型板60的外周部具有相同尺寸(例如相同直徑)。但是，複數個平板型板60也可以分別具有不同形狀和/或尺寸(例如不同直徑)。複數個平板型板60中，有的平板型板60可以具有與在其上方相鄰之平板型板60相同形狀或者更大的形狀。其結果，底板65也可以大於頂板64。

並且，如圖所示，一組相鄰之平板型板60的間隔與另一組相鄰之平板型板60的間隔不同。在軸向上方之平板型板間隔小於在軸向下方之平板型板間隔。該等間隔係依據設置於2個平板型板60間之縱板型板62的軸向長度來決定。但是，複數個平板型板60的間隔亦可以係一定的。

相鄰之2個平板型板60的間隔是形成與氣體接收空間50連續之開放部份。亦即，2個平板型板60的間隙朝 氣體接收空間50開放。在平板型板60的外端與屏蔽件側部36之間未設置妨礙氣體流通之遮蔽物。

吸附區域48形成於各平板型板60的整個背面。此外，吸附區域48形成於各平板型板60的前面的中心部。但是，在頂板64的前面並未形成吸附區域48。因此，在頂板64的前面及其他平板型板60的前面外周部形成有冷凝區域。

吸附區域與冷凝區域的邊界，係由投射到平板型板60之視線70的軌跡來決定。該視線70為從屏蔽件前端28向在該平板型板60正上方相鄰之平板型板60的外周端拉出之直線。若從該外周端向正下方的平板型板60將視線70延長，則視線70與該平板型板的前面交叉。根據使視線70沿著屏蔽件前端28移動時的交點的軌跡，能夠決定吸附區域48與冷凝區域的邊界。在邊界的內側的至少一部份形成吸附區域48，使吸附區域48佔據邊界的整個內側為較佳。如此，各平板型板60的吸附區域48被正上方相鄰之平板型板60覆蓋。各平板型板60的吸附區域48被設定成實質上無法從屏蔽件開口26目視。

然而，蓄積在低溫泵中之氣體通常藉由再生處理實質上被完全排出，在再生結束時低溫泵回復到標準規格上的排氣性能。但是，所蓄積之氣體中的一部份成份，即使經過再生處理殘留在吸附劑中之比例仍舊較高。

例如，在離子植入裝置中以真空排氣用途設置之低溫泵中，觀察到黏著性物質附著在作為吸附劑的活性碳上之 現象。該黏著性物質即使經過再生處理亦難以完全去除。 該黏著性物質係起因於從被覆在處理對象基板上之光阻劑排出之有機系的釋氣。或者，亦有可能起因於離子植入處理中用作摻雜氣體、亦即原料氣體之毒性氣體。起因於離子植入處理中的其他伴生氣體也是可能的。還有可能係因該等氣體的綜合關係而生成黏著性物質。

在離子植入處理，低溫泵排出之氣體的大部份可能係氫氣。氫氣藉由再生實質上被完全排出至外部。如果難再生氣體為微量的話，則在1次低溫抽取處理中難再生氣體對低溫泵的排氣性能影響輕微。但是，在反覆進行低溫抽取處理和再生處理之過程中，難再生氣體逐漸蓄積在吸附劑上，有可能使排氣性能降低。在排氣性能低於容許範圍時，需要進行維修作業，該作業包括：例如吸附劑的更換或吸附劑與低溫板的更換、或對吸附劑進行化學上的難再生氣體去除處理。

難再生氣體幾乎毫無例外係冷凝性氣體。從外部朝向低溫泵10飛來之冷凝性氣體的分子，經由開放區域51及氣體接收空間50被捕捉到平板型板60的冷凝區域或放射屏蔽件30上。藉由避免使吸附區域48向吸氣口12露出，來保護吸附區域48免受進入到低溫泵10中之氣體所含之難再生氣體的影響。難再生氣體堆積在冷凝區域。如此，能夠同時兼顧非冷凝性氣體的高速排氣以及保護吸附區域48免受難再生氣體的影響。避免吸附區域48的露出，還有助於保護吸附區域免受水分的影響。

在本實施形態中，吸附區域48無法從吸氣口12目視。換言之，低溫板組件20的吸附劑總面積中能夠目視的吸附劑面積的比率亦即“吸附劑可見率”為零%。但是，本發明不限於吸附劑可見率為零%之構成。當吸附劑可見率小於7%時，可以評價為吸附劑實質上無法從開口目視。在一實施形態中，吸附劑可見率為小於7%、小於5%或小於3%為較佳。但是，例如當估計難再生氣體的含量十分低時，或者容許犧牲露出之吸附劑時，可從開口觀察到之吸附劑亦可以超出7%。

本申請人先前提出之低溫泵亦具備適用於非冷凝性氣體的高速排氣之低溫板組件或複數個低溫吸附板的排列。也可以使用這種低溫板組件作為本實施形態之低溫泵10的第1板排列61。本申請人先前提出之低溫泵例如揭示於日本特開2012-237262號公報、美國專利公開第2013/0008189號。該等全部藉由參閱援用於本申請說明書中。

另外，低溫板組件20具備形成第2板排列63之複數個縱板型板62。第2板排列63設置於每個平板型板60。因此，低溫板組件20具備與平板型板60的數量相等的複數個第2板排列63。

複數個縱板型板62排列在對應之平板型板60的下側。因此，複數個第2板排列63分別位在相鄰之2個平板型板60之間。其中，對應底板65之複數個縱板型板62位在底板65與屏蔽件底部34之間。

複數個縱板型板62沿低溫泵10的周方向排列。縱板型板62例如為多邊形的板，例如為三角形(或正方形、長方形或如梯形等四邊形)的板。縱板型板62以使其主表面朝向周方向之方式配設。因此，複數個縱板型板62排列成使相鄰之2個縱板型板62在周方向上對置。縱板型板62沿著軸向及放射方向延伸。縱板型板62例如以等角度間隔排列。

縱板型板62的外緣部朝向放射方向外側突出，且與屏蔽件側部36對置。縱板型板62配設成與由屏蔽件開口26所界定之開口面垂直。縱板型板62從中心軸A呈放射狀排列。縱板型板62配設於板安裝構件42的外側。

複數個第2板排列63分別具有相同縱板型板62的排列。因此，某一第2板排列63在和相鄰之第2板排列63共同的角度位置上具有縱板型板62。因此，在某一平板型板60之上相鄰之縱板型板62和在該平板型板60之下相鄰之縱板型板62也可以形成軸向連續之單一縱板型板。此外，複數個第2板排列63彼此亦可以具有不同的排列。例如，某一第2板排列63的縱板型板62和相鄰之第2板排列63的縱板型板62可以在周方向上交錯地排列。

縱板型板62安裝在對應的平板型板60的背面，且從平板型板60朝下突出。縱板型板62經由平板型板60而與板安裝構件42熱連接。縱板型板62未安裝在相鄰之下方的平板型板60上。如此，由第2板排列63和其正上方 的平板型板60構成低溫板單元58。在位於與冷凍機16在軸向上相同高度上之低溫板單元58，為了避免與冷凍機16的干擾，可以去掉一部份縱板型板62。

縱板型板62的形狀也可以藉由投射在平板型板60之視線70的軌跡來決定。根據使視線70沿著屏蔽件前端28移動時的視線70的軌跡，能夠決定縱板型板62的形狀。當屏蔽件前端28及平板型板60為圓形時，該視線70的軌跡形成圓錐側面。例如，將縱板型板62的形狀設定成使縱板型板62的至少一部份容納在視線70的軌跡所形成之區域的內側。將縱板型板62的形狀設定成使縱板型板62的整體容納在視線70的軌跡所形成之區域的內側為較佳。如此，使縱板型板62被正上方相鄰之平板型板60覆蓋。縱板型板62具有設定成實質上無法從屏蔽件開口26目視之形狀。

縱板型板62的形狀按照距屏蔽件開口26的距離而不同。在圖示之實施形態中，頂板64之下的縱板型板62為直角三角形。該三角形縱板型板之斜邊朝向放射方向外側。其他兩邊的其中一邊藉由頂板64的背面支撐，另一邊朝向放射方向內側並靠近板安裝構件42。縱板型板62也可以安裝在板安裝構件42上。並且，頂板64以外的平板型板60之下的縱板型板62為直角梯形。該梯形板亦與三角形板同樣地，使斜邊朝向放射方向外側。梯形板的長邊(上底)藉由平板型板60的背面支撐，短邊(下底)朝向軸向下方。

複數個第2板排列63也可以具備具有共同的形狀之縱板型板62。例如，各第2板排列63也可以具備矩形或直角梯形的縱板型板62。此時，縱板型板62的形狀及配置可以設定成使朝向放射方向外側之縱板型板62的邊與視線70交叉。藉此，能夠藉由平板型板60覆蓋縱板型板62的大半部份。

吸附區域48形成於各縱板型板62的整個兩面。各縱板型板62的吸附區域48實質上無法從屏蔽件開口26目視。此外，當縱板型板62的一部份可從屏蔽件開口26目視時，與平板型板60同樣地，可以利用視線70來決定吸附區域與冷凝區域的邊界。

如此，在低溫板組件20中複數個吸附板排列成格子狀。複數個平板型板60與複數個第2板排列63交錯排列。縱板型板62配置成與平板型板60形成角度。如此，第1板排列61與複數個第2板排列63配合來形成複數個吸附區段44(參閱第3圖及第4圖)。複數個吸附區段44排列成格子狀。

將複數個吸附區段44二維排列成使各吸附區段44於屏蔽件側部36露出。複數個吸附區段44形成複數個吸附區段列，該等複數個吸附區段列在屏蔽件開口26與屏蔽件底部34之間重疊配置。如此，低溫板組件20具備在縱向及橫向上排列之矩陣狀的吸附區段44的排列。

複數個平板型板60分別與對應之第2板排列63在軸向上方相鄰。如此，各平板型板60成為覆蓋對應之第2 板排列63之蓋構件。第2板排列63的複數個縱板型板62成為將平板型板60之間分隔的分隔構件。各縱板型板62在軸向上方及下方相鄰之2個平板型板60之間沿軸向延伸，以將該2個平板型板60之間以長條狀分隔成複數個吸附區段44。該等複數個吸附區段44沿周方向排列而形成1個吸附區段列。

各吸附區段44具備：覆蓋該吸附區段44之頂部、位在相鄰的吸附區段44之間的側壁部、以及於屏蔽件側部36露出之開口部。頂部由平板型板60提供，側壁部由縱板型板62提供。開口部為從氣體接收空間50往吸附區段44的氣體入口。開口部從屏蔽件側部36觀察時為矩形。開口部向氣體接收空間50開放，在吸附區段44與屏蔽件側部36之間未設置妨礙氣體流通之遮蔽物。

此外，每個平板型板60也可以被分割成複數個板片。此時，可以由每個板片提供對應之吸附區段44的頂部。此外，吸附區段44的開口部亦可以具有矩形以外的形狀。例如，吸附區段44的開口部可以為六邊形，低溫板組件20可以具備蜂巢狀的吸附板格子體。此時，吸附區段44的側壁部可以相對於頂部呈傾斜。

第5圖係用於說明本發明的一實施形態之非冷凝性氣體的真空排氣方法的圖。如上所述，低溫泵10具備面對屏蔽件側部36之格子狀吸附板排列。吸附板的格子狀排列具備於屏蔽件側部36露出之複數個吸附區段44。該真空排氣方法，係在低溫泵10的放射屏蔽件30與低溫板組 件20之間接收非冷凝性氣體分子，在格子狀吸附板排列上吸附非冷凝性氣體分子。該方法亦可以使在放射屏蔽件30與低溫板組件20之間接收的非冷凝性氣體分子在屏蔽件側部36反射。反射後之非冷凝性氣體分子被吸附在複數個吸附區段44中的任意一個上。

在屏蔽件側部36反射之非冷凝性氣體分子往低溫板組件20的進入角度接近水平。假使未設置縱板型板62的情況，如第5圖中虛線箭頭P所示，非冷凝性氣體分子有可能通過平板型板60之間而穿過低溫板組件20。但是，依據本實施形態，如第5圖中實線箭頭Q所示，能夠用縱板型板62捕捉以較小角度進入低溫板組件20之非冷凝性氣體分子。

依本實施形態，吸附板排列成格子狀。因此，某一吸附板(例如平板型板60)與另一吸附板(例如縱板型板62)具有交叉之角度。因此，在沿著某一吸附板(例如平板型板60)通過其附近之氣體分子的路徑上有可能存在另一吸附板(例如縱板型板62)。因此，能夠提高非冷凝性氣體分子與吸附板的接觸機率。藉此，能夠加大非冷凝性氣體分子的排氣速度。

與本申請人先前提出之低溫泵相比，本實施形態之具有格子狀吸附板排列之低溫泵的氫氣排氣速度提昇約20%，其經由依蒙地卡羅法之模擬實驗得到了確認。

此外，有時會在真空系統中設置複數個低溫泵。藉由使用本實施形態之低溫泵，能夠減少低溫泵的設置台數。 亦即，能夠以較少台數的低溫泵來實現相等的排氣速度。例如，當用3台低溫泵代替4台低溫泵時，低溫泵系統所需之成本降低至約3/4。因此，能夠大幅降低用於構成真空系統的總成本。

並且，依據本實施形態，藉由追加複數個縱板型板62，能夠將大面積的吸附區域48形成於低溫板組件20。藉此，能夠增加非冷凝性氣體分子的吸藏量。

以上，依據實施例對本發明進行了說明。但本發明不限於上述實施形態，本發明所屬技術領域具有通常知識者可以理解能夠實施各種設計變更，且能夠實施各種變形例，並且該種變形例亦包含在本發明的範圍內。

上述實施形態中，頂板64在其前面不具有吸附區域48。但是，亦可以在頂板64的前面形成吸附區域48。例如，頂板46也可以具有朝向吸氣口12或入口低溫板32突出延伸之部份。可以在該延出部份的表面形成吸附區域。此外，對於頂板64以外的平板型板60亦同樣的，可以在例如外周部具有朝向軸向上方或下方突出延伸之部份。

本發明的實施形態還能夠如下表現。

1.一種低溫泵，係具備：放射屏蔽件，具備：界定屏蔽件開口之屏蔽件前端、屏蔽件底部及在前述屏蔽件前端與前述屏蔽件底部之間延伸之屏蔽件側部；以及低溫板組件，具備：具有複數個第1吸附板之第1板 排列及分別具有複數個第2吸附板之複數個第2板排列，且被冷卻成比前述放射屏蔽件更低溫，前述第1板排列與前述複數個第2板排列配合來將分別於前述屏蔽件側部露出之複數個吸附區段形成為格子狀。

2.如實施形態1所述的低溫泵，其中，前述複數個第1吸附板及前述複數個第2吸附板分別具備吸附區域，前述吸附區域設定成實質上無法從前述屏蔽件開口目視。

3.如實施形態1或2所述的低溫泵，其中，前述複數個第2吸附板分別具有實質上無法從前述屏蔽件開口目視之形狀。

4.如實施形態1至3中任一形態所述的低溫泵，其中，前述複數個第1吸附板與前述複數個第2板排列交錯排列，前述複數個第2吸附板配置成與前述複數個第1吸附板形成角度。

5.如實施形態1至4中任一形態所述的低溫泵，其中，前述複數個第1吸附板以各第1吸附板的前面朝向前述屏蔽件開口之方式沿前述低溫泵的軸向排列，前述複數個第2吸附板以相鄰之2個第2吸附板對置之方式沿包圍前述軸向之周方向排列。

6.如實施形態1至5中任一形態所述的低溫泵，其 中，前述複數個第2吸附板以從屏蔽件開口側相鄰之第1吸附板向屏蔽件底部側突出之方式安裝在該第1吸附板上。

10‧‧‧低溫泵

12‧‧‧吸氣口

14‧‧‧內部空間

16‧‧‧冷凍機

18‧‧‧高溫低溫板

20‧‧‧低溫板組件

24‧‧‧第2冷卻台

26‧‧‧屏蔽件開口

28‧‧‧屏蔽件前端

30‧‧‧放射屏蔽件

32‧‧‧入口低溫板

34‧‧‧屏蔽件底部

36‧‧‧屏蔽件側部

38‧‧‧低溫泵容器

42‧‧‧板安裝構件

48‧‧‧吸附區域

50‧‧‧氣體接收空間

51‧‧‧開放區域

58‧‧‧低溫板單元

60‧‧‧平板型板(第1吸附板)

61‧‧‧第1板排列

62‧‧‧縱板型板(第2吸附板)

63‧‧‧第2板排列

64‧‧‧頂板

65‧‧‧底板

70‧‧‧視線

A‧‧‧中心軸

Claims (7)

1. 一種低溫泵，其特徵為，係具備：放射屏蔽件，具備：界定屏蔽件開口之屏蔽件前端、屏蔽件底部及在前述屏蔽件前端與前述屏蔽件底部之間延伸之屏蔽件側部；入口低溫板，佔據前述屏蔽件開口的開口面積的中心部份，在與前述屏蔽件前端之間形成環狀的開放區域；以及低溫板組件，具備：具有複數個第1吸附板之第1板排列及分別具有複數個第2吸附板之複數個第2板排列，且被冷卻成比前述放射屏蔽件更低溫，前述第1板排列與前述複數個第2板排列配合來將分別於前述屏蔽件側部露出之複數個吸附區段形成為格子狀；前述複數個第1吸附板及前述複數個第2吸附板分別具備吸附區域，前述吸附區域設定成實質上無法從前述屏蔽件開口目視。
2. 如申請專利範圍第1項所述的低溫泵，其中，前述複數個第2吸附板分別具有實質上無法從前述屏蔽件開口目視之形狀。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述的低溫泵，其中，前述複數個第1吸附板與前述複數個第2板排列交錯排列，前述複數個第2吸附板配置成與前述複數個第1吸 附板形成角度。
4. 如申請專利範圍第1或2項所述的低溫泵，其中，前述複數個第1吸附板以各第1吸附板的前面朝向前述屏蔽件開口之方式沿前述低溫泵的軸向排列，前述複數個第2吸附板以相鄰之2個第2吸附板對置之方式沿包圍前述軸向之周方向排列。
5. 如申請專利範圍第1或2項所述的低溫泵，其中，前述複數個第2吸附板以從在屏蔽件開口側相鄰之第1吸附板向屏蔽件底部側突出之方式安裝在該第1吸附板上。
6. 一種非冷凝性氣體之真空排氣方法，其特徵為，係在低溫泵的放射屏蔽件與被冷卻成比前述放射屏蔽件更低溫之低溫板組件之間從屏蔽件開口接收非冷凝性氣體分子，在前述低溫板組件的格子狀吸附板排列上吸附非冷凝性氣體分子，前述格子狀吸附板排列具備分別於前述放射屏蔽件的側部露出之複數個吸附區段；具備入口低溫板，該入口低溫板，佔據前述屏蔽件開口的開口面積的中心部份，在與前述屏蔽件前端之間形成環狀的開放區域；前述複數個吸附區段分別具備吸附區域，前述吸附區 域設定成實質上無法從前述屏蔽件開口目視。
7. 一種低溫泵，其特徵為，係具備：放射屏蔽件，具備界定屏蔽件開口之屏蔽件前端、屏蔽件底部及在前述屏蔽件前端與前述屏蔽件底部之間延伸之屏蔽件側部；入口低溫板，佔據前述屏蔽件開口的開口面積的中心部份，在與前述屏蔽件前端之間形成環狀的開放區域；以及低溫板組件，具備在前述屏蔽件開口與前述屏蔽件底部之間重疊配置之複數個吸附區段列，且被冷卻成比前述放射屏蔽件更低溫，前述複數個吸附區段列分別具備複數個吸附區段，前述複數個吸附區段分別具備覆蓋該吸附區段之頂部及於前述屏蔽件側部露出之開口部；且前述吸附區段設定成實質上無法從前述屏蔽件開口目視。