低温泵制造技术

一种低温泵，其具有：泵入口；两级制冷机；第一级阵列，所述第一级阵列被布置成热耦合到所述两级制冷机的第一级；以及低温面板结构，所述低温面板结构耦合到所述两级制冷机的第二级。所述低温面板结构的表面具有涂覆有吸附剂材料的经涂覆部分和未涂覆吸附剂材料的其他部分。他部分。他部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】低温泵


[0001]本专利技术的领域涉及低温泵，并且特别是涉及两级低温泵，所述两级低温泵具有在一温度下用于捕获诸如水蒸汽的I类气体的第一级，以及在更低温度下用于捕获诸如氮气的II类气体、并且在一些实施例中低温吸附诸如氢气的III类气体的第二级。

技术介绍

[0002]两级低温泵由低温第二级低温面板阵列形成。其可以在4
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25K的范围内操作，并且可以涂覆有诸如生物炭(charcoal)的捕获材料。此低温面板阵列充当主泵送表面并由第一级辐射屏障环绕，所述第一级辐射屏障在诸如40
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130K的较高温度范围内操作，并且向更低的温度阵列提供辐射屏蔽并通过在诸如水蒸汽的I类气体的气体分子接触所述阵列的地方捕获这些气体分子来屏蔽(保护，shield)所述阵列使其免受所述气体的影响。
[0003]在操作中，当气体通过入口进入泵容器时，至少一些I类气体(诸如水蒸汽)凝结在形成第一级辐射屏障的一部分的正面阵列上。较低沸点的气体通过正面阵列并且进入辐射屏障内的容积中。II类气体(诸如氮气)凝结在第二级阵列上，而在4K下具有可观的蒸汽压力的III类气体(诸如氢气、氦气和氖气)被涂覆第二级低温面板的吸附剂(诸如活性碳、沸石或分子筛)吸附。
[0004]以此方式，从腔室进入泵的气体被捕获，并且在泵容器内产生真空。低温泵的一个问题在于，在操作期间，随着捕获表面中的气体分子变得达到饱和，其捕获气体分子的能力降低。因此，定期再生低温泵以释放所捕获的气体分子。
[0005]将期望提供一种在再生之间具有增加的操作时间的两级低温泵。

技术实现思路

[0006]第一方面提供一种低温泵，其包括：泵入口；两级制冷机；第一级阵列，所述第一级阵列热耦合到所述两级制冷机的第一级；以及低温面板结构，所述低温面板结构耦合到所述两级制冷机的第二级并且包括多个低温面板；其中所述多个低温面板各自包括两个表面，所述两个表面包括涂覆有吸附剂材料的经涂覆的表面和未涂覆所述吸附剂材料的另一个表面；所述第一级阵列包括对应于所述多个低温面板的多个元件；所述多个元件被配置成安装在所述泵入口与所述多个低温面板之间；其中所述多个元件中的每一者从对应低温面板与所述泵入口之间的位置朝向邻近低温面板延伸并且朝向所述入口倾斜，使得所述多个元件中的每一者至少部分屏蔽所述邻近低温面板的经涂覆的表面使其免受通过所述泵入口的气体分子的直接冲击。
[0007]本专利技术的专利技术人认识到，低温泵中的涂覆吸附剂的表面的问题在于，随着时间的推移，其可能变得不太有效，因为气体分子吸附在其上。提供吸附剂材料来捕获III类气体，并且重要的是，这些气体接触这些表面并且被捕获。然而，为了增加再生循环之间的时间，将期望抑制任何其他气体被可能凝结在其他表面上的吸附剂捕获。光致抗蚀剂例如是在低温泵用于抽空半导体加工腔室时可能存在的气体，并且其在冲击时被吸附剂表面吸附，从
而减少吸附剂表面在再生之间的寿命。
[0008]本专利技术的专利技术人认识到，如果第二级低温面板的一些表面未被涂覆，并且如果诸如光致抗蚀剂的气体首先冲击这些表面，则所述气体将在其到达涂覆吸附剂的表面之前凝结在未涂覆的表面上，并且因此，涂覆吸附剂的表面的寿命将增加。通常，泵的设计者将争取涂覆低温面板的所有表面，因为这增加吸附剂覆盖的面积并增加了泵送速度以及在再生之间的时间。然而，泵的设计需要考虑涂覆有吸附剂的表面积，因为这反映可以被吸附的氢气的量，并且具有安全特征意义。
[0009]因此，通过为泵提供一些未涂覆表面，非III类气体在其冲击这些未涂覆吸附剂的表面时可能凝结，而III类气体将从未涂覆的表面反弹，并且在其冲击涂覆吸附剂的表面时被吸附。以此方式，吸附剂表面将主要吸附III类气体，并且这将增加其效力以及在再生之间的寿命。实际上，通过允许至少一些气体冲击未涂覆的表面，一些气体(诸如光致抗蚀剂)将永远不会到达经涂覆的表面，并且经涂覆的表面将被保护免受这些气体的影响，并且可以几乎专门用于泵送将从未涂覆的表面反弹的III类气体，从而增加再生之间的时间，并且提供其泵送速度并不随时间推移而过度降级的泵。
[0010]此外，通过用吸附剂涂覆面板的一侧上的表面并使另一侧保持未涂覆，提供易于制造的装置。另外，所述装置非常适于提供可能被进入入口的分子击中的一个表面和被正面阵列屏蔽的另一表面。在这方面，通过将第一级阵列的元件布置成使得其在低温面板与入口之间而至少部分屏蔽经涂覆的表面使其免受进入入口的分子的影响。第一级元件的最靠近于相应低温面板的部分(侧面或边缘)可以与低温面板处于大致相同纵向平面中，并且可以成角度成使得其在径向方向上朝向邻近低温面板的径向位置延伸。以此方式，所述元件在低温面板的一侧(经涂覆侧)上在低温面板与入口之间延伸，从而保护所述侧面免受通过入口进入的气体分子的影响。
[0011]由于与所有低温面板表面都被涂覆的泵相比，所述泵具有减小的经涂覆的表面积，因此可以被所述表面吸附的理论最大氢气量相应地减少。泵具有与其可能吸附的最大氢气量相关的安全特征，因此减小此最大值使得这些所设计的安全特征不那么费力。虽然可以被吸附的理论最大氢气量已经减少，但是由于至少一些非III类气体(诸如光致抗蚀剂)将凝结在裸露表面、而非吸附剂表面上，并且因此泵在操作期间吸附的实际氢气量可以类似于具有经完全涂覆的表面的泵的所吸附的实际氢气量。
[0012]因此，如果仅涂覆表面的子集，则可以提供泵送速度并不随时间推移而过度降低的经改进泵。
[0013]虽然第一级阵列可以与第二级阵列处于相同的温度，但是在一些实施例中，第一级阵列处于比第二级阵列更暖和(更高)的温度，并且被配置成用于泵送诸如水蒸汽的气体，第二级阵列泵送诸如氮气的在更低温度下凝结的气体。
[0014]在一些实施例中，所述低温面板结构被配置和安装成使得所述低温面板结构的进入所述低温泵的分子最有可能首先冲击的表面是所述低温面板结构表面的所述其他部分。
[0015]在低温面板结构被布置成使得未涂覆吸附剂的表面最可能首先被进入泵的分子击中的情况下，则在此结构上凝结的分子(诸如光致抗蚀剂分子)将永远不会到达吸收剂表面，而III类气体将从裸露表面反弹，并且如果其稍后冲击经涂覆的表面，则将被吸收剂表面捕获。以此方式，吸收剂表面可以几乎专门用于捕获在这些温度下并不凝结的分子，并且
吸附剂表面的有效寿命将增加。
[0016]在一些实施例中，所述第一级阵列和所述低温面板结构被配置成使得在所述泵入口与所述低温面板的所述表面的所述经涂覆部分之间不存在视线路径
[0017]有利地，低温面板结构可以被布置成使得在泵入口与表面的经涂覆部分之间不存在视线路径，从而使得进入泵的分子将冲击的第一表面非常不太可能是低温面板的经涂覆的结构。因此，经涂覆的结构通常将仅接收已经冲击未涂覆表面的分子，并且以此方式时，其将被保护免受诸如光致抗蚀剂的在未涂覆表面上凝结的气体的影响。
[0018]在一些实施例中，所述多个低温面板包括多个平面型低温面板(平坦的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种低温泵，其包括：泵入口；两级制冷机；第一级阵列，所述第一级阵列热耦合到所述两级制冷机的第一级；以及低温面板结构，所述低温面板结构耦合到所述两级制冷机的第二级并且包括多个低温面板；其中所述多个低温面板各自包括两个表面，所述两个表面包括涂覆有吸附剂材料的经涂覆的表面和未涂覆所述吸附剂材料的另一个表面；所述第一级阵列包括对应于所述多个低温面板的多个元件；所述多个元件被配置成安装在所述泵入口与所述多个低温面板之间；其中所述多个元件中的每一者从对应低温面板与所述泵入口之间的位置朝向邻近低温面板延伸并且朝向所述入口倾斜，使得所述多个元件中的每一者至少部分地屏蔽所述邻近低温面板的经涂覆的表面使其免受通过所述泵入口的气体分子的直接冲击。2.根据任一前述权利要求所述的低温泵，其中所述低温面板结构被配置和安装成使得进入所述低温泵的分子最有可能首先冲击的所述低温面板结构的表面是所述低温面板结构表面的所述其他部分。3.根据任一前述权利要求所述的低温泵，其中所述第一级阵列和所述低温面板结构被配置成使得在所述泵入口与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：爱德华兹真空泵有限责任公司，
类型：发明
国别省市：