專利名稱：低溫泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及低溫泵，尤其涉及適用于噴鍍裝置或半導(dǎo)體制造裝置的、在讓生產(chǎn)氣體流入的處理腔內(nèi)使用并帶擋熱板的低溫泵。
背景技術(shù)：
在真空容器即處理腔內(nèi)進(jìn)行的噴鍍作業(yè)首先用機(jī)械旋轉(zhuǎn)泵抽成1Pa的低真空，接著使日本特開平5-321832號(hào)公報(bào)中記載的低溫泵運(yùn)轉(zhuǎn)，使處理腔內(nèi)為10-7Pa左右的高真空。然后，為了進(jìn)行噴鍍作業(yè)，導(dǎo)入Ar、N2等生產(chǎn)氣體，多余的生產(chǎn)氣體隨著運(yùn)轉(zhuǎn)冷凝到低溫泵中，使低溫泵的性能下降。
即，以往用低溫泵冷凝多余的生產(chǎn)氣體，但由于低溫泵結(jié)構(gòu)的原因，生產(chǎn)氣體進(jìn)入泵容器與擋熱板之間。這樣一來，常溫狀態(tài)下的低溫泵容器與擋熱板之間的生產(chǎn)氣體的氣體分子從常溫傳遞熱量，使擋熱板的溫度上升，引起制冷能力下降，降低了冷凝性能。
下面參照圖1詳細(xì)說明使用了臥式制冷機(jī)的現(xiàn)有技術(shù)的一例。
作為處理腔的真空容器10與作為機(jī)械旋轉(zhuǎn)泵的低真空泵12、低溫泵20和生產(chǎn)氣體導(dǎo)入口14相連，形成氣密性，為了進(jìn)行噴鍍等處理，在內(nèi)部設(shè)置了目標(biāo)物16和晶片18，進(jìn)行噴鍍加工。
加工次序如下(1)用低真空泵12抽成1Pa的低真空。
如果真空到達(dá)一定程度以上的話，由于氣體分子的熱傳導(dǎo)，低溫泵20從常溫吸入大量的熱量，不能進(jìn)行冷卻?；蛘哂捎诟街诉^多的氣體分子(尤其是H2O)等不能很好地工作，因此必須要用機(jī)械泵抽成真空。而且，如果只用機(jī)械旋轉(zhuǎn)泵實(shí)現(xiàn)高真空的話，則必須高速旋轉(zhuǎn)等，泵的負(fù)荷過大，或者從長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性這一點(diǎn)來講，高真空長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)低溫泵20不可或缺。
(2)接著使低溫泵20運(yùn)轉(zhuǎn)，將處理腔10內(nèi)抽至10-7Pa左右的高真空。
低溫泵20將百葉窗26和低溫板(由于與第2(冷卻)級(jí)22相連，因此也稱為第2級(jí)板)28等冷卻到氣體分子固化溫度以下，通過使氣體分子冷凝固化或使活性炭冷卻將氣體分子吸附到這里，實(shí)現(xiàn)高真空。由于構(gòu)成該低溫泵20的臥式制冷機(jī)30的運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷比機(jī)械式泵的小，因此適于高可靠性地進(jìn)行長時(shí)間高真空度的運(yùn)轉(zhuǎn)。
(3)為了進(jìn)行噴鍍作業(yè)，從生產(chǎn)氣體導(dǎo)入口14導(dǎo)入Ar、N2等生產(chǎn)氣體。
低溫泵20一般使用第2級(jí)式GM(Gifford-McMahon，吉福特-麥克馬洪式)制冷機(jī)30，在溫度高的第1(冷卻)級(jí)21上設(shè)置擋熱板24，被覆第2(冷卻)級(jí)22。擋熱板24是為了阻擋從常溫來的輻射熱而設(shè)置的，抑制熱量進(jìn)入第2級(jí)22，提高制冷能力。而且，在擋熱板24的頂端設(shè)置百葉窗26等，設(shè)置氣體分子的入口。并且，由于百葉窗26被擋熱板24冷卻，因此使固化溫度比較高的氣體分子(尤其是H2O)等冷凝。而由于第2級(jí)22被冷卻到10K左右的溫度，因此使氫、氧、氮等冷凝?；蛘呃鋮s低溫板28中包含的作為吸附材料的活性炭，使氣體吸附到該活性炭的細(xì)微孔穴中。
但是，此時(shí)Ar、N2等生產(chǎn)氣體如箭頭A所示那樣進(jìn)入真空容器10與擋熱板24之間的密封容器空間25中，該生產(chǎn)氣體的氣體分子從常溫將熱量傳遞給擋熱板24，使擋熱板24的溫度上升，使第2級(jí)22的制冷能力下降，降低了冷凝性能。
另外，日本特開昭60-228779號(hào)公報(bào)中記載了為了防止氣體流入真空容器與擋熱板之間而設(shè)置加強(qiáng)筋或凸緣而使間隙變窄、或者用隔熱板堵塞入口的發(fā)明。
但是，存在結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜或者在低溫板與擋熱板接觸時(shí)很難防止熱的傳遞，而且?guī)沓杀驹黾拥膯栴}。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是通過下述低溫泵來解決上述問題的，該低溫泵具備極低溫制冷機(jī)；由該極低溫制冷機(jī)的第1級(jí)冷卻的第1級(jí)板和擋熱板；以及內(nèi)包在該擋熱板內(nèi)、由上述極低溫制冷機(jī)的第2級(jí)冷卻、具有吸附材料的第2級(jí)板，該低溫泵還具備設(shè)置在上述擋熱板上、用于使氣體分子可以流入的缺口；以及用于防止熱量因輻射從常溫下的低溫泵容器進(jìn)入上述第2級(jí)板的附加密封件。
并且使上述缺口和附加密封件的位置在包圍上述第2極板的擋熱板上。
并且使上述附加密封件為通過附加密封件支持構(gòu)件而被支持在上述擋熱板上的部件。
并且，上述制冷機(jī)為臥式，使上述附加密封件為切去該制冷機(jī)部分后截面C字形狀的部件。
并且使上述附加密封件的截面C字形的部分的長度為覆蓋第2級(jí)板的長度。
或者上述制冷機(jī)為臥式或立式，使上述追加密封件為筒狀。
并且使上述追加密封件為設(shè)置在上述擋熱板上的凹部或凸部，在其側(cè)面設(shè)置使用于氣體分子可以流入的開口。
本發(fā)明提供具備上述低溫泵的噴鍍裝置或半導(dǎo)體制造裝置。
如果采用本發(fā)明，由于進(jìn)入處理腔與擋熱板之間的生產(chǎn)氣體僅進(jìn)入擋熱板的內(nèi)側(cè)，被第2級(jí)板冷凝固化，或者被活性炭等吸附劑吸附，生產(chǎn)氣體的氣體分子不會(huì)引起從常溫到擋熱板的熱傳導(dǎo)，因此不會(huì)使擋熱板的溫度上升，不會(huì)降低制冷機(jī)的制冷能力，不會(huì)影響冷凝性能。并且，輻射熱不會(huì)進(jìn)入低溫泵容器內(nèi)尤其是第2級(jí)板內(nèi)。


圖1是表示現(xiàn)有技術(shù)的配設(shè)在處理腔內(nèi)的低溫泵的一例的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖2是表示本發(fā)明的低溫泵的第1實(shí)施形態(tài)配設(shè)在處理腔內(nèi)的狀態(tài)的剖視圖。
圖3是表示第1實(shí)施形態(tài)所使用的擋熱板的形狀的立體圖。
圖4是表示擋熱板部分的結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖5是沿圖4的V-V線的橫截面圖。
圖6是表示本發(fā)明的低溫泵的第2實(shí)施形態(tài)的主要部分的主視圖。
圖7是表示本發(fā)明的低溫泵的第2實(shí)施形態(tài)的主要部分的立體圖。
圖8是表示本發(fā)明的低溫泵的第3實(shí)施形態(tài)的主要部分的主視圖。
圖9是表示本發(fā)明的低溫泵的第4實(shí)施形態(tài)的主要部分的主視圖。
圖10是表示本發(fā)明的低溫泵的第4實(shí)施形態(tài)的主要部分的立體圖。
圖11是表示本發(fā)明的低溫泵的第4實(shí)施形態(tài)的附加密封部分的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)。
本發(fā)明的第1實(shí)施形態(tài)在與圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)例相同的低溫泵中如圖2所示那樣在擋熱板24上設(shè)置使氣體分子可以流入的缺口，并且在其內(nèi)側(cè)設(shè)置由例如塊狀附加密封件支持部件32支持的附加密封件34，擋熱板24為防止從常溫下的低溫泵容器輻射來的熱量、并且使氣體分子可以像箭頭B所示那樣流入該擋熱板24的內(nèi)部的部件。
上述擋熱板24、附加密封件34、和低溫板28的位置關(guān)系恰好與防止直射光射入第2級(jí)板28的位置相同。
即，如圖3詳細(xì)表示的那樣，切去擋熱板24的中央部分僅留下與臥式制冷機(jī)30的第1級(jí)21相連接的部分(圖的右側(cè))。此時(shí)，切去與相連在第2級(jí)22上的第2級(jí)板28相對應(yīng)的高度(圖2的虛線C)正下面的部分，使吸入氣體分子變得容易。
接著，以比擋熱板24稍微小一點(diǎn)的外徑形成附加密封件34，像圖4所示那樣通過例如4根附加密封件支持構(gòu)件32設(shè)置在擋熱板24的內(nèi)部。附加密封件34如圖5所示截面為C字形，形成切去了臥式制冷機(jī)30的部分的缺口。上述附加密封件34和附加密封件支持部件32的材質(zhì)為銅，通過焊接等彼此熱傳導(dǎo)良好地緊密結(jié)合。并且，使擋熱板24和附加密封件34在上下方向上稍微重疊，成為防止直射光射入的位置關(guān)系，防止輻射熱的進(jìn)入。
在現(xiàn)有技術(shù)的低溫泵中，在生產(chǎn)氣體進(jìn)入之前擋熱板24一般能夠被冷卻到80K左右，但當(dāng)生產(chǎn)氣體進(jìn)入后，因熱傳導(dǎo)而溫度上升到120K左右。而在本發(fā)明的第1實(shí)施形態(tài)設(shè)置了擋熱板24和附加密封件34的情況下，能夠冷卻到?jīng)]有生產(chǎn)氣體狀態(tài)的80K左右。
在本實(shí)施形態(tài)中，由于沿?fù)鯚岚?4的整個(gè)周設(shè)置有缺口，因此能夠?qū)⒋罅康臍怏w分子導(dǎo)入擋熱板的內(nèi)部。
另外，擋熱板的結(jié)構(gòu)并不局限于此，也可以像圖6(整體圖)和圖7(表示蓋部分的立體圖)所示的第2實(shí)施形態(tài)那樣，在擋熱板24的整個(gè)周上的1個(gè)或者多個(gè)地方設(shè)置開口40，通過支持構(gòu)件42在該開口40的外側(cè)或內(nèi)側(cè)設(shè)置覆蓋該開口40的蓋44，作為防止直射光射入的位置關(guān)系防止輻射熱進(jìn)入，使氣體分子像箭頭D所示那樣從其側(cè)面的開口46流入。
或者，也可以像圖8所示的第3實(shí)施形態(tài)那樣使用截面為U字形的蓋50，在其側(cè)面設(shè)置開口52，使氣體分子像箭頭E所示那樣從該開口52流入。
雖然上述實(shí)施形態(tài)的本發(fā)明都適用于具備臥式制冷機(jī)的低溫泵，但也可以適用于如圖9(低溫泵的局部剖視圖)和圖10(該低溫泵的立體圖)所示的第4實(shí)施形態(tài)那樣的具備立式制冷機(jī)31的低溫泵。此時(shí)，附加密封件34的截面不需要采用C字型，也可以是圖11所示的筒狀。
另外，雖然在上述所有的實(shí)施形態(tài)中開口都設(shè)置在擋熱板24的側(cè)面上，但開口的設(shè)置位置并不局限于此，也可以設(shè)置在擋熱板24的底面上。并且，低溫板28具備的吸附材料也不局限于活性炭。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明不僅適用于噴鍍裝置或半導(dǎo)體制造裝置，而且可以用于所有用氣體方法使低溫泵動(dòng)作的設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種低溫泵，具備極低溫制冷機(jī)；由該極低溫制冷機(jī)的第1級(jí)冷卻的第1級(jí)板和擋熱板；以及內(nèi)包在該擋熱板內(nèi)、由上述極低溫制冷機(jī)的第2級(jí)冷卻、具有吸附材料的第2級(jí)板，其特征在于還具備設(shè)置在上述擋熱板上、用于使氣體分子可以流入的缺口；以及用于防止熱量因輻射從常溫下的低溫泵容器進(jìn)入上述第2級(jí)板的附加密封件。
2.如權(quán)利要求1所述的低溫泵，其特征在于上述缺口和附加密封件的位置在包圍上述第2級(jí)板的擋熱板上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的低溫泵，其特征在于上述附加密封件通過附加密封件支持構(gòu)件而被支持在上述擋熱板上。
4.如權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的低溫泵，其特征在于上述制冷機(jī)為臥式，上述附加密封件為切去該制冷機(jī)部分后截面C字的形狀。
5.如權(quán)利要求4所述的低溫泵，其特征在于上述附加密封件的截面C字形的部分的長度為覆蓋第2級(jí)板的長度。
6.如權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的低溫泵，其特征在于上述制冷機(jī)為臥式或立式，上述追加密封件為筒狀。
7.如權(quán)利要求1或2所述的低溫泵，其特征在于上述追加密封件為設(shè)置在上述擋熱板上的凹部或凸部，在其側(cè)面設(shè)置有用于使氣體分子可以流入的開口。
8.一種噴鍍裝置，其特征在于，具備權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的低溫泵。
9.一種半導(dǎo)體制造裝置，其特征在于，具備權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的低溫泵。
全文摘要
本發(fā)明提供一種低溫泵(20)，其在使生產(chǎn)氣體流入的處理腔(10)內(nèi)被使用，具備第1級(jí)板、擋熱板(24)和第2級(jí)板(28)，在上述擋熱板(24)上設(shè)置用于使氣體分子可流入的缺口、和防止熱量因輻射從常溫下的低溫泵容器進(jìn)入的附加密封件(34)，防止進(jìn)入低溫泵容器與擋熱板之間的生產(chǎn)氣體引起低溫泵的性能下降。
文檔編號(hào)F04B37/00GK1882779SQ200480034380
公開日2006年12月20日 申請日期2004年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月20日
發(fā)明者田中秀和 申請人:住友重機(jī)械工業(yè)株式會(huì)社