專(zhuān)利名稱(chēng)：沒(méi)有壓力爆發(fā)的高容量低溫泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)案主張2007年1月17日提出申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)案序號(hào)第60/880， 859號(hào)的優(yōu)先權(quán)，此臨時(shí)申請(qǐng)案以參考的方式整體加入本文。本申請(qǐng)案亦主張2007年1月26日提出申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)案序號(hào)第60/897， 666號(hào)的優(yōu)先權(quán)，此臨時(shí)申請(qǐng)案以參考的方式整體加入本文。
本發(fā)明大體上相關(guān)于高容量的低溫泵、特別是沒(méi)有壓力爆發(fā)的低溫泵。
背景技術(shù)：
目前可獲得的低溫泵，無(wú)論是借著開(kāi)放式或是封閉式致冷循環(huán)而被冷卻的，大體上是遵照相同的設(shè)計(jì)觀(guān)念。通常在4K到25K(Kelvin，即開(kāi)爾文，簡(jiǎn)寫(xiě)為"K")絕對(duì)溫度的范圍內(nèi)運(yùn)作的低溫第二階段陣列為主要的抽吸表面。這個(gè)表面被通常是在50K到139K絕對(duì)溫度的范圍內(nèi)運(yùn)作的高溫汽缸所環(huán)繞，而提供了對(duì)于較低溫陣列的輻射保護(hù)罩作用。所述輻射護(hù)罩大體上包含有一個(gè)殼體。除了在接近前面陣列的位置外，殼體是閉合的。輻射護(hù)罩是介于主要抽吸表面與要被抽空的容室間。此較高溫度、第一階段、前面的陣列當(dāng)做用于像是水蒸氣的較高沸點(diǎn)氣體的抽吸場(chǎng)來(lái)使用。
在操作時(shí)，像是水蒸氣的高淬點(diǎn)氣體凝結(jié)在前面陣列上。沸點(diǎn)較低的氣體則通過(guò)前面陣列，且通過(guò)進(jìn)入在輻射護(hù)罩內(nèi)的體積，且凝結(jié)在第二階段陣列上。用一種在或低于第二階段陣列的溫度下運(yùn)作的吸附劑(像是木炭或是分子篩)涂層的表面也可以設(shè)在此體積內(nèi)。所述吸附劑移除或俘獲沸點(diǎn)非常低的氣體。借著氣體凝結(jié)或被吸收在抽吸表面上，在工作容室中
只會(huì)繼續(xù)保持真空。
在封閉式循環(huán)冷卻器所冷卻的系統(tǒng)中，冷卻器一般來(lái)說(shuō)是二階段式冷凍機(jī)，所述冷凍機(jī)具有冷的指狀物，其延伸通過(guò)輻射護(hù)罩。冷凍機(jī)的第二、最冷階段的冷端部在冷的指狀物的頂端處。主要抽吸表面、或是低溫面板、被連接到在第二階段的冷指狀物的最冷端部處的散熱裝置。這個(gè)低溫面板可以是簡(jiǎn)單的金屬板件、杯狀物或是圓柱形陣列的金屬擋板，其配置在第二階段散熱裝置的周?chē)冶贿B接到所述第二階段散熱裝置。這個(gè)第二階段的低溫面板也可以支撐低溫吸附劑。
輻射護(hù)罩被連接到在第一階段冷凍機(jī)最冷端部處的散熱裝置或是熱站
臺(tái)。所述護(hù)罩包圍第一階段的低溫面板，而能夠保護(hù)面板不受輻射熱的影響。

發(fā)明內(nèi)容
凝結(jié)的殘余氣體可以形成在低溫泵的主要凝結(jié)表面或非主要凝結(jié)表面其中任一者上。抽吸作用是要發(fā)生在主要抽吸表面上。主要抽吸表面包括有第二階段陣列組的外部，類(lèi)型II的氣體在從主要開(kāi)口進(jìn)入到第二階^R時(shí)首先在所述外部處撞擊到陣列(亦即，輻射護(hù)罩的口部且通過(guò)前面的陣列)。這并不包括有陣列板件不受到來(lái)自于主要開(kāi)口的氣體首次撞擊的保護(hù)表面。這也不包括有陣列板件的底側(cè)、陣列板件具有其他面對(duì)著它們的板件的頂部、被用來(lái)將所述板件接附在一起、或是接附到第二階段熱站臺(tái)的支架。這些表面被認(rèn)為是非主要表面。非主要表面也可能包括有、但是不限制于用于二極管的電線(xiàn)或是其他以熱的方式連接到第二階段的電氣元件、加熱器盒及第二階段的汽缸護(hù)罩。氣體可以直接通過(guò)前面的陣列或通過(guò)輔助開(kāi)口而進(jìn)入第二階段的抽吸區(qū)域，所述輔助開(kāi)口包括有、但是不限定于排出洞孔、電線(xiàn)/饋通洞孔、清除洞孔、加熱器以及其他裝置。
氣體種類(lèi)在輔助抽吸表面上的沉積速率顯著低于在主要抽吸表面上的速率。這樣容許受到應(yīng)力的或是平面的薄膜形成在輔助陣列表面上。所述薄膜的整體結(jié)構(gòu)為平面的或是類(lèi)似薄板。即使是對(duì)于由二種抽吸氣體所構(gòu)成的簡(jiǎn)單混合物來(lái)說(shuō)，霜的微結(jié)構(gòu)是很復(fù)雜的，廣泛使用在半導(dǎo)體工業(yè)中最容易起反應(yīng)的'踐鍍應(yīng)用中。此外，根據(jù)是哪一種特定的材料從容室^^抽吸出，通常霜是以分層的配置從數(shù)種不同類(lèi)型的氣體形成。各種不同的氣體可以從一個(gè)容室處被抽吸出，且本發(fā)明涵蓋了許多不同的氣體，本發(fā)明并不被限制于任何特定氣體。
在低溫泵的非主要凝結(jié)表面上的凝結(jié)物可能會(huì)遭受到內(nèi)部的抗張應(yīng)力或遭受到壓縮應(yīng)力。此應(yīng)力可能是從薄膜生成的條件而產(chǎn)生的，此等條件例如是氣體壓力(氣體的抵達(dá)速率)、氣體溫度、或是氣體所沉積的表面的溫度以及薄膜的結(jié)構(gòu)瑕瘋。在主要凝結(jié)表面上，霜大體上形成了厚的圓柱形薄膜(更多的氣體分子)，所述薄膜分布在低溫陣列的主要抽吸表面上。
很明顯的，形成在低溫泵的非主要凝結(jié)表面上的凝結(jié)物或是平面薄膜具有 一種隨著時(shí)間經(jīng)過(guò)且隨著更多薄膜被沉積而累積的內(nèi)部應(yīng)力。隨著凝結(jié)物變得較厚，在薄膜中的應(yīng)力會(huì)變得如此的大，而使得平面薄膜將會(huì)破裂或破壞，且造成薄片或是凝結(jié)氣體的固體部分。這些薄片是不利的。
一旦破裂，薄片可能接著自發(fā)性地從非主要凝結(jié)表面處排出，且朝向低溫泵的一個(gè)相對(duì)較溫暖的表面，像是第一階段溫度表面落下。 一旦薄片與相對(duì)較溫暖的表面進(jìn)行熱的接觸，薄片可能會(huì)暖化且遭受到相的改變，或是從固相升華到氣相。根據(jù)薄片的尺寸，起源于升華的薄片的氣體因此可以再次進(jìn)入被吸抽的容室，且造成壓力脫羈。這些壓力脫羈可能會(huì)不利地影響在該被吸抽的容室內(nèi)的真空。壓力脫羈可能會(huì)中斷制造的操作，或是甚至可能會(huì)造成為了要進(jìn)行再生操作來(lái)將所有的凝結(jié)氣體從低溫泵處移除的工具停工。
一種低溫泵包括有具有至少第一以及第二階段以及一個(gè)輻射護(hù)罩的冷凍機(jī)。輻射護(hù)罩圍繞著第二階段，且處于與該第一階段的熱接觸中。輻射護(hù)罩可以包括有一個(gè)排出洞孔，用以允許致冷流體在再生期間^黃過(guò)排出洞孑L低溫泵也包括有第二階段陣列，其支撐著與該第二階段以熱相接觸的
吸附劑。第二階段陣列包括有主要凝結(jié)表面、具有吸附劑的受保護(hù)表面、及并不會(huì)接受進(jìn)入泵的氣體的首次撞擊的非主要凝結(jié)表面。 一個(gè)擋板配置在排出洞孔上方。橫過(guò)排出洞孔的氣體被再次引導(dǎo)離開(kāi)輻射護(hù)罩的內(nèi)部容積、不然就是沿著護(hù)罩的內(nèi)部表面，用以防止氣體凝結(jié)在非主要凝結(jié)表面上。擋板引導(dǎo)氣體以凝結(jié)在主要凝結(jié)表面上。在另一個(gè)實(shí)施例中，閉塞作用可能會(huì)堵塞住清除洞孔或是饋電穿孔，用以再次引導(dǎo)氣體以及防止氣體凝結(jié)在非主要凝結(jié)表面上。
在另一實(shí)施例中，低溫泵具有連同至少第一以及第二階段的冷凍機(jī)。第二階段包括有一個(gè)汽缸。低溫泵亦包括有一個(gè)輻射護(hù)罩，該輻射護(hù)罩圍繞著第二階段且與第一階段以熱相接觸。第二階段汽缸護(hù)罩與第二階段最冷的區(qū)段以熱相接觸，且圍繞著汽缸。具有均一溫度差的通道形成在汽缸護(hù)罩與延長(zhǎng)部件間，所述延長(zhǎng)部件與第一階段以熱相接觸或是與輻射護(hù)罩
相接觸。分子與汽缸護(hù)罩的冷表面的碰撞、以及在汽缸護(hù)罩的冷表面上的凝結(jié)物可以確定能將氣體分子緊密地結(jié)合到汽缸護(hù)罩以及可以防止在第二階段冷凍機(jī)汽缸上的凝結(jié)物。
該汽缸護(hù)罩包括有一端部。所述端部坐落成與延長(zhǎng)部分相鄰，且所述端部包括有一個(gè)展開(kāi)部位。展開(kāi)部位提供了介于該延長(zhǎng)部分與該汽缸護(hù)罩間的空隙。所述空隙適用于防止在端部處的霜接觸到延長(zhǎng)部分，且防止霜累積在延長(zhǎng)部分上。聚積在延長(zhǎng)部分上的霜可能會(huì)破裂、形成薄片并且造成壓力脫羈。
根據(jù)本揭示內(nèi)容另 一個(gè)觀(guān)點(diǎn)，低溫泵具有帶有至少第 一以及第二階段的冷凍才幾。低溫泵亦具有一個(gè)圍繞第二階段且與第一階段以熱相接觸的輻射護(hù)罩。低溫泵亦具有第二階段陣列，其支撐著與第二階段以熱相接觸的吸附劑。第二階段陣列包括有一個(gè)主要凝結(jié)表面、具有吸附劑的受到保護(hù)的表面、以及非主要凝結(jié)表面。非主要凝結(jié)表面包括有形成在一個(gè)表面上的表面突出物，而凝結(jié)的霜聚積在該表面上。當(dāng)氣體被沉積在非主要凝結(jié)表面上時(shí)，所述突出物減少了在凝結(jié)的沉積中形成破裂的應(yīng)力。
在另一實(shí)施例中，所述表面突出物會(huì)產(chǎn)生"低應(yīng)力，，的沉積薄膜。表面突出物較佳地限制了連續(xù)沉積薄膜的形成。在一個(gè)實(shí)施例中，表面突出物可以包括有在非主要凝結(jié)表面上的一個(gè)圖案。非主要凝結(jié)表面可以包括有具有粗糙表面紋理的平面表面。這可能是從制造的操作產(chǎn)生的，所述制造操作像是制做在平面表面上的壓印操作。在用以將抽吸到非主要表面的氣體減少到最小程度或是加以消除的努力中，可以在低溫泵中控制 一 些氣體流動(dòng)路徑。
低溫泵可以包括有輻射護(hù)罩，輻射護(hù)罩包括有密封的二極管洞孔、或是大體上坐落成用以填充的閉塞部，而在所述閉塞部處， 一個(gè)清除洞孔坐落在輻射護(hù)罩上。輻射護(hù)罩可以包括有坐落在排出洞孔上方的擋板，用以將氣體從非主要凝結(jié)表面重新引導(dǎo)到主要凝結(jié)表面，以俘獲氣體以及防止壓力脫羈。低溫泵可以包括有一個(gè)表面，當(dāng)氣體被沉積在非主要凝結(jié)表面上時(shí)，所述表面形成了一個(gè)非連續(xù)的凝結(jié)材料薄膜。主要凝結(jié)表面包括有一個(gè)凹口，用以防止凝結(jié)物以熱接觸處于與輻射護(hù)罩接觸中的表面。所述
表面可能是絕對(duì)溫度大約IOOK。所述表面可能會(huì)形成厚度不均勻的沉積的氣體薄膜。厚度不均勻的薄膜防止了沉積薄膜破裂。
根據(jù)另一實(shí)施例，低溫泵包括有具有至少第一以及第二階段的冷凍機(jī)以及圍繞著該第二階段的輻射護(hù)罩，第二階段與第一階段以熱相接觸。低溫泵包括有第二階段陣列，其支撐著與該第二階段熱接觸的吸附劑。第二階段陣列包括有主要凝結(jié)表面、具有吸附劑的受保護(hù)表面以及非主要凝結(jié)表面。主要抽吸表面包括有分段成第一區(qū)段以及第二區(qū)段的頂部板件。第一區(qū)段以及第二區(qū)段借著一個(gè)剛性連接部而結(jié)合，所述連接部防止了形成在第 一 區(qū)段以及第二區(qū)段上的沉積凝結(jié)物的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
在一實(shí)施例中，第一區(qū)段及第二區(qū)段借著一個(gè)支架而結(jié)合。在另一實(shí)施例中，第一區(qū)段以及第二區(qū)段借著一個(gè)互鎖接合部而結(jié)合。第一區(qū)段以及第二區(qū)段也可以借著熔接而結(jié)合。頂部板件建構(gòu)成用以容許霜均勻地分布在頂部板件的一個(gè)頂部平面表面上。
頂部板件也可以包括有在頂部板件徑向側(cè)邊中的一個(gè)凹口 。凹口建構(gòu)成用以防止凝結(jié)物接觸延長(zhǎng)部分，所述延長(zhǎng)部分大約是絕對(duì)溫度100K并且與輻射護(hù)罩以熱相接觸。凹口可以是大體上以直交的方式造型。頂部板件也可以包括有第 一 區(qū)段與第二區(qū)段部分重疊或是第二區(qū)段與第一區(qū)段部分重疊?；蛘?，頂部板件從三個(gè)或更多個(gè)區(qū)段制造成的，且所述三個(gè)或更多個(gè)區(qū)段以機(jī)械的方式耦接于彼此，用以阻止相對(duì)的動(dòng)作。
在另一實(shí)施例中，所提供的是一種控制在主要抽吸表面上的凝結(jié)物增長(zhǎng)的方法，主要抽吸表面/人一個(gè)頂部板件的第一區(qū)^殳以及第二區(qū)段形成。所述方法包括有阻礙來(lái)自一個(gè)環(huán)形空間的流動(dòng)，所述環(huán)形空間界定在真空器皿與輻射護(hù)罩間。所述方法亦具有以下步驟將流動(dòng)再次引導(dǎo)到主要抽吸表面、以及將氣體凝結(jié)在主要抽吸表面處來(lái)形成厚的霜。所述方法也具有以剛硬地將第一區(qū)段以及第二區(qū)段機(jī)械地耦接于彼此的步驟。剛硬連接防止了在泵的操作期間沉積在第一區(qū)段上的凝結(jié)物移動(dòng)以及接觸沉積在第二區(qū)段上的凝結(jié)物。
在另 一 實(shí)施例中，該低溫泵包括具有至少第 一 以及第二階的段冷凍機(jī)以及輻射護(hù)罩，輻射護(hù)罩圍繞著第二階段且與第一階段以熱相接觸。低溫泵也包括有一個(gè)支撐著吸附劑的主要抽吸表面，所述表面與第二階段以熱相接觸。主要抽吸表面包括有主要凝結(jié)表面、具有吸附劑的受保護(hù)表面以
及非主要凝結(jié)表面。低溫泵包括有以下至少其中一個(gè)(i)用以將非主要凝結(jié)表面上的凝結(jié)物減少到最低程度的結(jié)構(gòu)(亦即，擋板、展開(kāi)部分或是閉塞部分)以及(ii )用以當(dāng)氣體被沉積在非主要凝結(jié)表面上時(shí)，將凝結(jié)沉積中的形成破裂的應(yīng)力減少到最低程度的第二結(jié)構(gòu)(亦即，突出物或特點(diǎn))。


從以下顯示于隨附圖式中本發(fā)明示范性實(shí)施例的更詳細(xì)描述，上文的說(shuō)明將會(huì)變得明顯，在隨附圖式中，在所有的不同視圖中，相同的元件符號(hào)表示相同的元件。圖式并不需要依照比例繪示，而是可以在所說(shuō)明的本發(fā)明實(shí)施例上進(jìn)行強(qiáng)調(diào)。
圖1說(shuō)明了在低溫泵非主要凝結(jié)表面上的一種純凝結(jié)氣體的薄的薄膜沉積，且已凝結(jié)的材料顯示出一些使薄膜變成薄片的破裂。
圖2說(shuō)明了在低溫泵非主要凝結(jié)表面上的一種凝結(jié)氣體混合物的薄的薄膜沉積，且已凝結(jié)的材料顯示出嚴(yán)重的薄膜破裂以及可能會(huì)產(chǎn)生壓力脫羈的薄片的形成。
圖3A到圖3C說(shuō)明了沉積在低溫泵表面上的薄膜，且所述薄膜具有內(nèi)部的應(yīng)力。
圖3D到圖3F說(shuō)明了一些針對(duì)薄膜在正常情況下所觀(guān)察到的破裂圖案。
圖4A說(shuō)明了第一實(shí)施例的壓力圖，其顯示出凈皮抽吸的容室具有固定的1 x 10 —7托爾的恢復(fù)真空壓力。
圖4B說(shuō)明了抽吸容室的壓力圖，所述容室具有l(wèi)xio"托爾的真空壓力及數(shù)個(gè)歸因于薄片破裂及升華的壓力脫羈。
圖5A說(shuō)明了根據(jù)第一實(shí)施例低溫泵的側(cè)視圖，所述低溫泵包括有用以防止氣體流過(guò)排出洞孔的擋板。
圖5B說(shuō)明了連同真空器皿低溫泵的切開(kāi)視圖，且賊鍍的板件被移除來(lái)
顯示出用于從環(huán)形空間處流動(dòng)的氣體的不利路徑，所述環(huán)形空間介于真空器皿與向上通過(guò)在輻射護(hù)罩中的排出洞孔間。
圖5C說(shuō)明了圖5B排出洞孔的放大視圖。
圖5D說(shuō)明了在由輻射護(hù)罩以及真空器皿所界定出的環(huán)形空間中的不利氣體流動(dòng)^各徑。
圖6說(shuō)明了包括有擋板輻射護(hù)罩的立體圖，所述擋板配置在具有最佳化尺寸的排出洞孔，用以防止氣體流動(dòng)到低溫泵的非主要凝結(jié)表面。
圖7A說(shuō)明了在主要凝結(jié)表面上圓柱狀霜的形成的早期階段立體圖。圖7B說(shuō)明了主要凝結(jié)表面上最大容積圓柱狀霜的立體圖。圖7C說(shuō)明了延伸通過(guò)濺鍍護(hù)罩圓柱形的霜的視圖。圖8A說(shuō)明了現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)主要凝結(jié)表面，該表面包括有具有頂部板件的陣列，所述頂部板件具有介于第一以及第二半圓形板件間的間隔。圖8B說(shuō)明了具有單元式頂部板件以及凹口的陣列。圖9說(shuō)明了形成第二階段通道現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)護(hù)罩的視圖。圖IO說(shuō)明了圖9通道的側(cè)—見(jiàn)圖。圖ll說(shuō)明了圖8A護(hù)罩另一實(shí)施例的側(cè)視圖。
圖12A說(shuō)明了包4奮有護(hù)罩的陣列的切開(kāi)一見(jiàn)圖，所述護(hù)罩具有展開(kāi)的端部。
圖12B說(shuō)明了具有展開(kāi)端部的護(hù)罩的剖面視圖。
圖13說(shuō)明了第二階段陣列組件的切開(kāi)視圖，第二階段陣列組件包括有第二階段護(hù)罩及第一階段延長(zhǎng)部分。
圖14A說(shuō)明了根據(jù)本揭示內(nèi)容實(shí)施例低溫泵的俯視圖，其中濺鍍護(hù)罩被移除，且所述低溫泵包括有輻射護(hù)罩，其中一個(gè)清除洞孔被移除且一個(gè)二極管電線(xiàn)洞孔#1密封而關(guān)閉。
圖HB說(shuō)明了一種不利構(gòu)造，其具有從第二階段陣列處延伸的第一以及第二螺旋狀的霜。
圖15A說(shuō)明了通過(guò)抽吸循環(huán)而經(jīng)歷數(shù)次晶圓操作容室恢復(fù)壓力的繪圖，其中有造成恢復(fù)時(shí)間不足的壓力脫羈。
圖15B以及圖15(H兌明了在圖15A發(fā)生壓力脫羈處壓力對(duì)于時(shí)間的纟會(huì)圖。
圖16以及圖17說(shuō)明了用于降低形成破裂的應(yīng)力的一個(gè)表面的俯視圖以及側(cè);〖見(jiàn)圖。
圖18以及圖19說(shuō)明了根據(jù)另一實(shí)施例用于降低形成破裂應(yīng)力的一個(gè)表面的俯一見(jiàn)圖以及側(cè)4見(jiàn)圖。
圖20A到圖201說(shuō)明了一些表面突出物的數(shù)種不同構(gòu)造，所述突出物用于降低沉積在表面上平面薄膜的形成破裂的應(yīng)力。
圖20J說(shuō)明了配置在一表面上的突出物的構(gòu)造，其中有介于一個(gè)橫向邊緣與該等突出物間的邊緣空間。
圖21A到圖21D說(shuō)明了用于陣列的頂部板件的數(shù)種構(gòu)造，其將壓力脫羈減少到最小的程度并且保護(hù)霜不受到震動(dòng)的影響。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明示范性實(shí)施例的說(shuō)明如下。
形成在低溫泵IO表面上的凝結(jié)霜薄膜有二種類(lèi)型厚圓柱造型的霜薄膜以及薄的平面薄膜?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖5B以及圖5C,厚圓柱造型的霜薄膜(其在圖5B以及圖5C中省略)可以形成在陣列20的主要凝結(jié)表面15上，而平面薄膜可以形成在低溫泵10其他非主要凝結(jié)部位上(圖5B)。在一實(shí)施例中，平面薄膜可以形成在定位于陣列10頂部板件20 (圖5B)下方的支架25上。這個(gè)支架25是非主要凝結(jié)表面25 (圖5B)。轉(zhuǎn)向圖5D,氣體可以進(jìn)入坐落在真空器皿30與輻射護(hù)罩35間的環(huán)形空間40中。如圖5D所示，氣體將會(huì)在箭頭A、 B及C的方向中通過(guò)而進(jìn)入環(huán)形空間40,而不是流動(dòng)到陣列的頂部板件15。氣體接著將會(huì)在參考箭頭D的方向中通過(guò)定位在輻射護(hù)罩35中的排出洞孔45。
平面的 霜薄膜可以借著通過(guò)真空器皿30與輻射護(hù)罩35間的氣體而形成(圖5B)。氣體在參考箭頭D的方向中通過(guò)到形成在器皿30與空間40間的環(huán)形空間40中。此氣體可以因此移動(dòng)離開(kāi)排出洞孔45且凝結(jié)在支架25(圖5C)上或在除了圖5B所示主要凝結(jié)表面15外的其他區(qū)域中。所述氣體雖然成功地凝結(jié)在這些表面(像是支架25或其他位置)上，但是卻不是所希望有的，這是因?yàn)槟Y(jié)的材料會(huì)形成高應(yīng)力的平面薄膜。這種類(lèi)型的凝結(jié)氣體可能會(huì)形成一種可能會(huì)影響低溫泵10的運(yùn)作超過(guò)時(shí)間且在真空容室
中造成壓力脫羈的結(jié)構(gòu)。
可以觀(guān)察到圓柱狀的霜沉積F(如圖7B所示)是如同形成在陣列20主要凝結(jié)表面15上的厚的結(jié)構(gòu)，而這是有利的(圖5B)。雖然平面的霜薄膜形成在例如支架25 (圖5C)上，所述薄膜可能會(huì)因?yàn)樵谳^溫暖表面上的后續(xù)升華作用遭受到破裂、剝層以及逐出。這種升華作用可能會(huì)導(dǎo)致氣體再.
次進(jìn)入像是處理模組或轉(zhuǎn)移容室的真空容室中，并且影響在容室中的真空狀況，而這是不希望發(fā)生的。這些霜的薄片與低溫泵的溫暖表面的接觸可能會(huì)造成壓力脫羈，而壓力脫羈則可能會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)移容室或處理容室制造運(yùn)作的中斷，或可能會(huì)在后續(xù)的再生運(yùn)作中導(dǎo)致制造者因?yàn)楸玫呐兄共僮?。因?yàn)橹圃煺邥?huì)希望能夠完全避免壓力脫羈，二者都是不利的。
這種有應(yīng)力的平面霜薄膜的形成可能會(huì)在抽吸一種純氣體或氣體混合物時(shí)發(fā)生。在一種氣體在冷的表面上期間，可能形成一些不同的結(jié)構(gòu)或位相，例如像是六角形封閉包裝、且面向中心的立方體。舉例來(lái)說(shuō)，在絕對(duì)溫度10K,大約百分七十的氬及百分三十的氮的混合物將會(huì)形成面向中心的立方體結(jié)構(gòu)，而在相同溫度下的大約百分六十的氬及百分四十的氮的混合物將會(huì)形成六角形封閉包裝的位相。薄的平面霜薄膜可以借著內(nèi)部應(yīng)力形成，并且，隨著凝結(jié)的薄膜在表面上沉積且變得較厚，薄膜可能會(huì)遭受到破裂作用過(guò)長(zhǎng)的時(shí)間。這種破裂作用及后續(xù)的碎裂作用(或是碎片從接觸 點(diǎn)處脫落的特點(diǎn))歸因于形成在積層的平面薄膜上的殘余抗張或壓縮應(yīng)力。 在金屬涂層中的微細(xì)構(gòu)造發(fā)展上有基材溫度及氣體壓力的影響，這種
情況可以比擬于在低溫泵10主要凝結(jié)表面15以及非主要凝結(jié)表面25上的 霜的發(fā)展(圖5B到圖5D)。霜的微細(xì)構(gòu)造取決于數(shù)個(gè)變數(shù)，此等變數(shù)包括 有(i)氣體溫度，(ii)沉積表面的溫度(基材溫度)，及(iii)氣體引 到沉積表面上的速率(壓力)。
已經(jīng)觀(guān)察到的是，由于在非主要凝結(jié)表面25處的氣體壓力或氣體溫度， 將會(huì)形成平面薄膜(在圖5C的支架25上)， 一種不是由柱狀物所組成的結(jié) 構(gòu)，且其中柱狀物間具有部份結(jié)合作用，這可類(lèi)比于形成在主要凝結(jié)表面 15上的霜F(圖5B)。由于在沉積表面上的氣體從排出洞孔45處到支架25 處的導(dǎo)入速率更加緩慢且在較小壓力下發(fā)生，在支架25處將不會(huì)形成柱狀 造型的霜F (柱狀造型的霜是有利的)。反而是，平面的霜薄膜將會(huì)形成且 將會(huì)被沉積在支架25上。內(nèi)部應(yīng)力將會(huì)隨著時(shí)間增加且破壞薄膜。薄片可 以接著被逐出，且接著接觸低溫泵IO相對(duì)較溫暖的表面。薄片因此將會(huì)升 華，用以在真空容室中產(chǎn)生壓力脫羈。相反地，所需要的是在圖5C中所示 的主要凝結(jié)表面15上形成如圖7A所示具有柱狀物以及厚的構(gòu)造的霜。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖1以及圖2，其中顯示在二種不同條件下沉積在低溫泵10 的非主要凝結(jié)區(qū)域上的平面的薄膜。在圖1中，平面的薄膜從純的單一氣 體形成，而在圖2中，平面薄膜以一種氣體混合物形成。不同氣體的交4普 的凝結(jié)薄膜層可以在薄膜層間造成增加的應(yīng)力。在圖2中，在不同的氣體 薄膜層間的應(yīng)力差會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的破裂，并且使得薄膜結(jié)構(gòu)剝層。如可以看 出的，圖1及圖2的平面薄膜二者都是形成為具有非常長(zhǎng)范圍的可能會(huì)破 裂且形成薄片的規(guī)則圖案，所述薄片將會(huì)被逐出、是溫暖的、且從一種固 體升華成將會(huì)影響在容室中真空壓力的氣體。此外，這種逐出作用并不會(huì) 以可以預(yù)期的方式發(fā)生，反而是會(huì)以 一種自發(fā)性且無(wú)法預(yù)期的方式發(fā)生。 隨機(jī)地逐出薄片可能會(huì)以一種自發(fā)性且不受到控制的方式影響真空容室的 真空壓力。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖3A到圖3E，所示的是平面薄膜所會(huì)發(fā)生的一些不同的圖案。 首先，如圖3A所示，氣體50將會(huì)凝結(jié)在陣列20的一個(gè)支架25上，如圖 5B以及圖5C所示的。由于支架25的溫度、氣體的溫度及從排出洞孔45進(jìn) 來(lái)的氣體的壓力，霜55將會(huì)以?xún)?nèi)部應(yīng)力形成。這個(gè)應(yīng)力可以是抗張的(圖 3B)或是壓縮的(圖3C),且經(jīng)過(guò)一段時(shí)間凝結(jié)的材料將會(huì)變得較厚并且可 能具有改變的組成，而此可能會(huì)導(dǎo)致表面的破裂的形成(圖3D)，或可能導(dǎo) 致孔道(圖3E)或可能導(dǎo)致平面薄膜層的脫裂、或分離(圖3F)。圖3D到 圖3F中所示的任何霜的結(jié)構(gòu)都可能會(huì)產(chǎn)生不利的壓力脫羈。本發(fā)明的低溫泵包括有一種防止高應(yīng)力平面薄膜形成達(dá)到導(dǎo)致^^裂薄 片被逐出、升華且因此導(dǎo)致壓力脫羈的量的構(gòu)造(此可能會(huì)影響在相關(guān)容 室中的真空壓力)。本發(fā)明的低溫泵10亦具有一種防止薄片形成且與低溫 泵10相對(duì)較溫暖的部位進(jìn)行熱接觸的構(gòu)造。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖5A，所示的致冷泵100可以與本揭示內(nèi)容一起4吏用。致冷 泵IOO詳細(xì)地描述于授予Bartlett等人的美國(guó)專(zhuān)利第5, 782， 096號(hào)，此專(zhuān) 利整體以參考的方式加入本文中。致冷泵100包括有被連接到一個(gè)凸緣110 的一個(gè)真空器皿105，凸緣110用于將真空器皿105支撐在一個(gè)用于處理晶 圓的容室中。
致冷泵100包括有一個(gè)前方開(kāi)口 115，其與像是轉(zhuǎn)移容室或處理容室的 一個(gè)容室相連通。致冷泵100被連接到二階段式冷凍機(jī)。二階段式冷凍機(jī) 包括有一個(gè)指部120，指部通過(guò)圓柱形部位125而突伸到真空器皿105中。 在一實(shí)施例中，冷凍才幾可以是GIFFORD-MACMAHON冷凍才幾；然而，其他冷凍 機(jī)可以與此低溫泵100 —起使用。低溫泵100亦被連接到馬達(dá)130。馬達(dá) 130則驅(qū)動(dòng)在冷的指部120中的二階段式置換器。隨著每個(gè)循環(huán)，氦氣在壓 力影響下被導(dǎo)入冷的指部120，且被膨脹、冷卻、且然后被排出。第一階段 散熱裝置135裝設(shè)在第一階段的冷端部。第二散熱裝置140亦被裝設(shè)于第 二階段的冷端部。
低溫泵100的主要抽吸表面150包括有裝設(shè)于第二階段熱站臺(tái)140的 一個(gè)陣列的擋板155。這個(gè)陣列的擋板155被保持在或是低于絕對(duì)溫度20K。 這樣提供了凝結(jié)的氣體，且較佳地這個(gè)主要抽吸表面150(裝設(shè)于第二階段 熱站臺(tái)140的擋板155)是用于凝結(jié)低凝結(jié)溫度的氣體，且用以在主要凝結(jié) 表面150上以一種偏厚的柱狀圖案形成霜。低溫泵100更包括有杯形輻射 護(hù)罩160。輻射護(hù)罩160裝設(shè)于第一階段熱站臺(tái)135。包括有冷的指部120 的第二階段140延伸通過(guò)輻射護(hù)罩160的開(kāi)口 165。輻射護(hù)罩160圍繞第二 階段陣列的檔板155,用以將借著輻射的陣列155的加熱作用減少到最少。 較佳地，輻射護(hù)罩160的溫度小于大約130K絕對(duì)溫度。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖6，其中顯示出陣列的擋板155以及第二階段熱站臺(tái)140被 移除輻射護(hù)罩160的視圖。配置在輻射護(hù)罩160的底部表面170上的是一 個(gè)排出洞孔175。排出洞孔175在低溫泵100的再生期間使用，在所述期間， 低溫泵100被取離操作且^i。以暖化，用以將已凝結(jié)的材料從陣列155移 除。排出洞孔175大體上是圓形造型且被坐落成通過(guò)底部表面170,用以允 許液體材料在再生的處理期間流出。
然而，在操作致冷泵時(shí)，現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)排出洞孔具有會(huì)影響在容室中 真空壓力的有害影響。排出洞孔容許氣體可以接近致冷泵的非主要凝結(jié)表 面25。在操作時(shí)，現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)的排出洞孔允許氣體以一種向上方式從介于真空器皿105與輻射護(hù)罩160間橫過(guò)排出洞孔175而到達(dá)陣列155。這樣 導(dǎo)致氣體凝結(jié)在陣列155的非主要凝結(jié)區(qū)域25上。在這個(gè)實(shí)施例中，輻射 護(hù)罩160包括有"U"形造型的擋板200,所述擋板被連接到排出洞孔175 上方。排出洞孔175亦具有最佳的開(kāi)孔尺寸。"U"形造型的擋板200是一 個(gè)放置于排出洞孔175上方的彈性薄金屬構(gòu)件。"U"形造型的擋板200較 佳地在低溫泵100的操作期間阻塞住排出洞孔175，且同時(shí)在再生期間允許 流體可以從排出洞孔175流出。應(yīng)該察知的是，"U"形并非限制性的，且 可以將另一種閉塞構(gòu)件放置在排出洞孔175上方。
由于包括有擋板155的低溫泵元件的暖化及冷卻，而所述擋4反包括有 用以俘獲氫氣的木炭，木炭可能在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后變成被清除掉且中斷作 用。木炭可能會(huì)塞住排出洞孔175。在此處，擋板200包括有另一個(gè)益處， 因?yàn)閾醢?55也會(huì)借著阻礙木炭而防止木炭塞住排出洞孔175。在這方面， "U"形造型擋板200具有用以防止木炭片塞住排出洞孔175的適當(dāng)高度。
在低溫泵100的操作期間，擋板200防止大量的氣體通過(guò)排出洞孔175 進(jìn)入真空器亞，并且確保氣體在輻射護(hù)罩160周?chē)羞M(jìn)而被俘獲且凝結(jié)在 主要凝結(jié)表面150上。檔板200具有"U，，形造型部位200c，所述部位在排 出洞孔175上方提供了大約0. 090英吋的空隙。擋板200也包括有熔接于 底部表面170的第一以及第二臂部200a， 200b。在一實(shí)施例中，擋板200 包括有從頂端到臂部200a, 200b頂端的1. 5英吋的長(zhǎng)度并且具有0. 02英 吋的金屬厚度。該排出洞孔175較佳地也被最佳化及窄化，用以容許流體 可以被排出，但是因?yàn)闅怏w將會(huì)接觸區(qū)段200c且被再次引導(dǎo)到如圖5A所 示的主要凝結(jié)表面150，也用以防止氣體進(jìn)入輻射護(hù)罩160中。在另一實(shí)施 例中，擋板200可以;改置成在排出洞孔175上方而在輻射護(hù)罩160外側(cè)， 而不是如圖所示的在輻射護(hù)罩160內(nèi)側(cè)。
在操作期間，可以防止大部分的氣體進(jìn)入排出洞孔175 (圖5A),而不 是被俘獲在主要凝結(jié)表面150處。除此之外，嘗試著前進(jìn)通過(guò)洞孔175的 氣體被擋板200擋住，且接著被再次引導(dǎo)到輻射護(hù)罩160的內(nèi)部表面而不 是非主要抽吸表面25。此外，如圖4A所示，所示的容室的真空壓力為相對(duì) 于穩(wěn)定被抽吸的7>升的壓力，且處于1 x 10-7托爾的所需真空壓力。在圖4A 中，大約有596公升被抽吸出來(lái)。
對(duì)照不具有"U"形造型擋板200的低溫泵的操作，圖4B顯示出在沒(méi) 有圖4B中蓋住排出洞孔175的擋板200的情況下，吸抽出公升的壓力的繪 圖。在此處，只有抽吸出288公升。很明顯的，針對(duì)此構(gòu)造壓力相對(duì)于被 抽吸的公升說(shuō)明于圖4B中。與具有擋板200的圖4A相較下，在圖4B中， 有數(shù)個(gè)壓力峰值300a， 300b， 300c及300d。這些峰值的位置在于壓力從所 需的1 x l(T托爾的真空壓力增加到大約1 x 10—6托爾或更高處，而可能會(huì)影響到真空容室以及在其中的半導(dǎo)體制造處理操作。如可以察知的，"IT形
造型擋板200防止氣體不適當(dāng)?shù)赝ㄟ^(guò)排出洞孔175而進(jìn)入低溫泵100，且并 不會(huì)防止如圖4B所示壓力峰值將氣體引導(dǎo)到主要凝結(jié)表面150,反而是在 同時(shí)亦允許可以進(jìn)行再生作用或是將暖化的凝結(jié)液體排出輻射護(hù)罩160。此 夕卜，擋板200亦防止可能會(huì)從陣列155掉落出的零星木炭片塊堵住排出洞 孔175。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖8A及圖8B，其中顯示出與不同的先前低溫泵400'相比較 的本揭示內(nèi)容另一個(gè)以元件符號(hào)400表示的低溫泵實(shí)施例。轉(zhuǎn)向圖8A，這 個(gè)現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)實(shí)施例的低溫泵400，包括有具有一些擋板410'的第二階 4殳405'。在這個(gè)現(xiàn)有習(xí)知:^支術(shù)的實(shí)施例中，擋板410'的頂部板件415'祐: 分段成多個(gè)半圓形擋板區(qū)段或是第一擋板區(qū)段415a，及第二擋板區(qū)段 415b，。每個(gè)擋板區(qū)段415a，， 415b，都^皮連接到支架420 (圖11)。支架 420如圖11所示地縱向地延伸，且連接到一個(gè)描述于授予Bartlett等人的 美國(guó)專(zhuān)利第4，555,907號(hào)中的熱站臺(tái)(未顯示于圖中)，此專(zhuān)利整體地以參 考的方式加入本文中。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖8A， 一個(gè)會(huì)合部分定位在第一擋板區(qū)段415a，與第二擋板 區(qū)段415b，間，而形成了空間430，或是介于其間的通道?？梢杂^(guān)察到的 是，這個(gè)通道430'是位在介于第一擋板區(qū)段415a，與第二擋板區(qū)段415b， 間的會(huì)合部分處。在低溫泵400，的操作期間，通道430'降低了可能會(huì)停 留在低溫泵400'區(qū)段415a，以及415b，上的凝結(jié)材料的整體容積。此外， 這個(gè)通道430'會(huì)影響凝結(jié)在第一以及第二半圓形擋板區(qū)段415a， ， 415b， 頂部表面上的霜的形狀。如上文所描述的，通道430'可能會(huì)造成霜的凝結(jié)， 而形成延伸及聚集在第一以及第二半圓形擋板區(qū)段415a， ， 415b，上方的凝 結(jié)材料的二個(gè)個(gè)別半圓形圓柱形塊件。這些塊件很明顯地在它們累積時(shí)并 不會(huì)與彼此摻和。這個(gè)通道430'減少了低溫泵400，的容積，這是因?yàn)槭?去了介于區(qū)段415a，， 415b，間的空間。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖8B,這個(gè)實(shí)施例的低溫泵400包括有一個(gè)大體上平面的單 一圓形造型擋板415,而不是如圖8A所示的第一以及第二半圓形造型擋板 415a，， 415b，。在圖8B所示的實(shí)施例中，平面的單一圓形造型擋板415并 不包4舌有通道430，，而是包4舌有一個(gè)在圖8A中通道430'所坐落的平坦表 面430。這個(gè)額外的表面430增加了可能凝結(jié)在平面圓形造型擋板415上的 霜的容積。此外，與圖8A的實(shí)施例相較，此亦增加了致冷泵400的容積， 同時(shí)保有相同的尺寸以及小的占地面積。
此外，《壬何凝結(jié)在平面造型擋^反415上的任何的霜可以在圖8A中通道 430'所坐落的位置中形成相當(dāng)較大的圓柱形造型塊的柱狀的霜。在除了前 文提及的其他因素中，這個(gè)圓柱形造型剖面的凝結(jié)的霜大體上是歸因于凝結(jié)在平面圓形造型擋板415表面430上的霜的均勻分布。
轉(zhuǎn)向圖7A到圖7C，其中顯示出包括有圖8B圓形造型擋板415主要凝 結(jié)表面15Q的立體圖。如可以從圖中看出的，霜F形成緊密包裝且實(shí)心的 圓柱形形狀。此外，相對(duì)于相似尺寸具有如圖8A所示通道430，的主要凝 結(jié)表面，這個(gè)形狀增加了可能形成凝結(jié)的霜F的容積量。已經(jīng)觀(guān)察到的是， 借著將主要凝結(jié)表面150形成為具有平坦的圓形造型擋板415 (圖8B)，連 同其他所討論的因素， 一個(gè)測(cè)試的低溫泵可以增加低溫泵的整體容積多于 百分五十。在一實(shí)施例中，被抽吸的氣體的量可從大約650公升以增加到 超過(guò)l,OOO公升。各種泵的構(gòu)造是可能的且落入本揭示內(nèi)容的范圍內(nèi)，且 所說(shuō)明的增加僅僅是說(shuō)明性的，且并不會(huì)限制本揭示內(nèi)容。
再次轉(zhuǎn)向圖8B，該大體上平面的單一圓形造型擋板415較佳地亦包括 有凹口 450。凹口 450可以是擋板415直交造型的切除部分。該凹口 450較 佳地提供介于擋板415與低溫泵400的較溫暖表面間的一個(gè)空隙距離，較 溫暖表面例如是連接到在大約絕對(duì)溫度50到120K下輻射護(hù)罩(未顯示于 圖中)的一個(gè)護(hù)罩455。擋板415'形成了主要抽吸表面150。護(hù)罩455比 低溫泵400的主要抽吸表面150要溫暖許多。凹口 450提供了在正常操作 期間以及在低溫泵400的循環(huán)期間可能形成在擋板415上的霜，而不需要 接觸護(hù)罩455較為溫暖的區(qū)段。較佳地，凹口 450提供一個(gè)距離護(hù)罩455 的大約0.25英吋的空隙。在本揭示內(nèi)容的范圍內(nèi)，各種凹口的尺寸構(gòu)造都 是可能的。
轉(zhuǎn)向圖9，在另一實(shí)施例中，低溫泵900包括有延長(zhǎng)部分910。延長(zhǎng)部 分910以及一個(gè)連接到該延長(zhǎng)部分910的護(hù)罩920形成一個(gè)通道915,且如 圖所示的，延長(zhǎng)部分910是在其頂部表面上或圍繞該護(hù)罩920。延長(zhǎng)部分 910與輻射護(hù)罩930以熱接觸，且在大約絕對(duì)溫度100K下。護(hù)罩920覆蓋 住散熱裝置925的冷汽缸922?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向如圖IO所示通道的側(cè)視圖，通道 915被形成為通道915寬度相對(duì)于通道915長(zhǎng)度的比率為大于或等于5。 冷凍機(jī)第一階段的護(hù)罩920 (圍繞散熱裝置925 (圖9 ))以及汽缸922與描 述于授予Bartlett等人美國(guó)專(zhuān)利第5， 156， 007號(hào)中的相同，該專(zhuān)利案整體 以參考的方式加入本文中。
如圖10所示，該通道915包括有一個(gè)長(zhǎng)的窄特點(diǎn)，其確保了將不會(huì)有 氣體分子橫過(guò)通道915 (圖9)。氣體分子將會(huì)沿著延長(zhǎng)部分910的溫暖表 面彈回。氣體分子也會(huì)沿著圍繞著熱站臺(tái)925的護(hù)罩920彈回，且將會(huì)發(fā) 生凝結(jié)作用。長(zhǎng)度對(duì)寬度的比率為大于5確保了將不會(huì)有氣體分子進(jìn)入第 二階^史的冷凍汽缸922的區(qū)域。由于消除了從汽缸922處發(fā)出的氣體，可 以防止在汽缸922上以及壓力變動(dòng)上的凝結(jié)作用。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖13，如圖9所示與第一階段以熱相接觸的延長(zhǎng)部分910并不需要是圓柱形的形狀，而是可以是如在圖13中所示延長(zhǎng)部分950的箱型 形狀。延長(zhǎng)部分950也可以如所需要地具有其他形狀。在這個(gè)實(shí)施例中， 延長(zhǎng)部分950大體上是直交的造型。
延長(zhǎng)部分950借著支架960接觸與第一階段以熱接觸的輻射護(hù)罩(未 顯示于圖中)，因此延長(zhǎng)部分950的溫度大約與第一階段熱站臺(tái)的溫度相同。 此外，在這個(gè)實(shí)施例中，如圖9所示的延長(zhǎng)部分910并不需要如圖9所示 地放置在護(hù)罩920外側(cè)。圖13說(shuō)明這些元件的定向可以是相反的，并且延 長(zhǎng)部分950可以;故置在圖9護(hù)罩920的內(nèi)側(cè)。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖12A，在這個(gè)實(shí)施例中，護(hù)罩920大體上也是矩形的形狀。 圖13的延長(zhǎng)部分950裝配于護(hù)罩920中，護(hù)罩920在此處為了說(shuō)明目的而 被移除。現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖12B,其說(shuō)明了護(hù)罩920以及延長(zhǎng)部分950的側(cè)視圖， 延長(zhǎng)部分950通過(guò)輻射護(hù)罩930以熱接觸第一階段(圖9 )。
在這個(gè)實(shí)施例中，護(hù)罩920的外部末端包括有展開(kāi)端部955。展開(kāi)端部 955與頂部擋板415的凹口 450 (圖8B)相鄰。展開(kāi)端部955較佳地允許可 以在擋板415以及護(hù)罩920上形成凝結(jié)物。展開(kāi)端部955亦提供一個(gè)增加 的空隙距離，且此距離是/人護(hù)罩920的展開(kāi)端部955到延長(zhǎng)部分950測(cè)量 出來(lái)的。
這個(gè)空隙增加了可以形成在擋板415以及護(hù)罩920上的霜的量，而不 需要容許凝結(jié)物接近、不然就是接觸、或是以熱的方式接觸延長(zhǎng)部分950 (其可能會(huì)形成排出的薄片)。延長(zhǎng)部分950借著輻射護(hù)罩930以及支架460 (圖12B)而與第一階段以熱相接觸并且是溫暖的，并且很可能會(huì)造成壓力 脫羈。所示的展開(kāi)端部955具有在圖12A中的一個(gè)轉(zhuǎn)向表面；然而，展開(kāi) 端部955并不需要是被轉(zhuǎn)向的，而是應(yīng)該被形成為具有一個(gè)空隙距離，用 以將沉積的霜從相當(dāng)較為溫暖的延長(zhǎng)部分950處分開(kāi)。應(yīng)該察知的是，由 于制造公差以及元件在安裝期間的運(yùn)動(dòng)；應(yīng)該小心來(lái)確保在每個(gè)低溫泵的 安裝期間維持空隙。
轉(zhuǎn)向圖12A，其中所示的護(hù)罩920具有展開(kāi)端部955，且借著輻射護(hù)罩 930而接觸第一階段的延長(zhǎng)部分950為了說(shuō)明目的而移除。展開(kāi)端部955以 角度A轉(zhuǎn)向離開(kāi)該延長(zhǎng)部分950 (圖12B)。這樣提供了一個(gè)分隔作用，用 以防止霜接觸到借著輻射護(hù)罩930與第一階段以熱接觸的延長(zhǎng)部分950(圖 12B)。各種角度轉(zhuǎn)向構(gòu)造都是可能的，且落入本揭示內(nèi)容的范圍內(nèi)。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖14A,其中顯示出根據(jù)另一實(shí)施例低溫泵500的俯視圖。在 這個(gè)實(shí)施例中，賊鍍的護(hù)罩被移除，且顯示出陣列主要抽吸表面550的切 開(kāi)視圖。在這個(gè)實(shí)施例中，輻射護(hù)罩560被形成為具有沒(méi)有清除洞孔的閉 合表面565。輻射護(hù)罩560的這個(gè)閉合表面565防止氣體從一個(gè)介于輻射護(hù) 罩560與一個(gè)真空器皿570間的位置處進(jìn)入低溫泵500中。此外，當(dāng)泵500已達(dá)負(fù)載上限時(shí)，沒(méi)有霜會(huì)聚積且延伸離開(kāi)任何清除洞孔，而霜在接觸較
溫暖的表面(圖14B)時(shí)可能會(huì)變溫暖及升華。如圖14B所示，凝結(jié)材料的 螺圈1410可能會(huì)從如此的清除洞孔處延伸出來(lái)?？梢越柚苯訉怏w導(dǎo)入 輻射護(hù)罩560與器皿570間而產(chǎn)生清除作用。應(yīng)該察知的是，除了到達(dá)容 室的主要開(kāi)口外在輻射護(hù)罩內(nèi)部容積中的其他穿透的控制并不需要用與清 除洞孔相同的方式受到控制。這可以借著用以防止凝結(jié)材料的螺圈1410延 伸離開(kāi)開(kāi)孔來(lái)避免壓力脫羈的適當(dāng)閉塞而達(dá)成。
在圖14A的實(shí)施例中，輻射護(hù)罩560也是閉合表面575，在所述表面處 的第三洞孔580用一種密封劑來(lái)填充。第三洞孔580是二極管洞孔。第三 洞孔580可以是用于通過(guò)輻射護(hù)罩560電氣耦接的通道。通道580可以是 用于耦接到低溫泵的電子元件，像是一個(gè)感測(cè)器或類(lèi)似物。在安裝期間， 第三洞孔580以一種適當(dāng)材料填充，用以提供閉合表面或是防止氣體從不 想要的方向進(jìn)入低溫泵及防止霜在操作期間聚積通過(guò)該洞孔的閉塞部575, 用以避免壓力脫羈?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖14B,其中顯示出從第二階段陣列1400處 延伸出來(lái)的第一以及第二凝結(jié)材料螺圈1405, 1410的3見(jiàn)圖。當(dāng)氣體的流動(dòng) 路徑未受到控制、或是當(dāng)這些其他流動(dòng)路徑并未被閉塞時(shí)，這種霜將會(huì)聚 積或是增加。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖15A，其中說(shuō)明了現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)低溫泵關(guān)于所抽吸出的公升 的恢復(fù)壓力的繪圖。如圖所示，容室的恢復(fù)壓力較佳地是如所需要的為大 約lxi0—7托爾。已經(jīng)觀(guān)察到的是，先前技術(shù)的低溫泵的操作經(jīng)驗(yàn)顯示出， 壓力脫羈將會(huì)以接近每50， OOO次半導(dǎo)體晶圓處理循環(huán)一次的頻率發(fā)生。然 而，這些壓力脫羈(其中壓力從所需的真空壓力增加到大約lxlO—s托爾) 可能會(huì)有不利的結(jié)果。如可以在圖15B及圖15C壓力相對(duì)于時(shí)間的放大一見(jiàn) 圖中看出的，可以觀(guān)察到的是容室壓力將會(huì)需要時(shí)間來(lái)恢復(fù)到大約lxl(T 托爾的所需真空壓力。如所示的，恢復(fù)的時(shí)間可能是可能會(huì)中斷容室運(yùn)作 的大約IO分鐘到大約6分鐘。本揭示內(nèi)容的低溫泵提供了沒(méi)有害的壓力脫 羈且擴(kuò)張了低溫泵的整體容積。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖16到圖19,其中顯示出本揭示內(nèi)容的另一實(shí)施例，其說(shuō)明 了本發(fā)明低溫泵IO用以消除壓力脫羈的另一特點(diǎn)。在這實(shí)施例中，低溫泵 10包括有具有一個(gè)特點(diǎn)的表面，所述特點(diǎn)用以減小凝結(jié)在非主要凝結(jié)表面 上沉積物的"形成破裂"的應(yīng)力。低溫泵10的非主要凝結(jié)表面25包括有 先前在上文中描述的那些，像是形成在第二階段陣列或其他表面上的支架 25 (圖5C)。在這方面，并不允許平面薄膜聚集成為一個(gè)臨界厚度，在該厚 度處，形成破裂的應(yīng)力足以承受碎裂作用。此高應(yīng)力可能會(huì)打破平面薄膜 以形成薄片。在這方面，現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖16及圖17，表面1600可以包括有一 些凸出的突出物1605，且每個(gè)突出物1605都具有從表面1600處開(kāi)始延伸的高度1615。該等突出物1605包括有如圖所示對(duì)中地坐落的開(kāi)孔1610， 且可以配置成預(yù)定的圖案或是一些偏移彼此的行列。每個(gè)突出物1605大體 上都是圓柱形形狀且具有 一平坦基部。
在另一實(shí)施例中，表面1600可以被形成為具有蜂巢圖案、或是為實(shí)心 且不包括有任何開(kāi)孔的突出物。形成在非主要凝結(jié)表面1600上的沉積氣體 將會(huì)聚積、不然就是被沉積而具有減小的厚度及/或不連續(xù)表面。這些中空 突出物1605排列在所述表面上，且包括有具有圖案的配置。因?yàn)樗浅练e 在突出物1605以及在表面1600上，圖案顯示于圖16中且控制了平面薄膜 的一個(gè)厚度。所述圖案并不容許霜聚積成會(huì)形成平面薄膜或產(chǎn)生形成破裂 應(yīng)力的足夠大的厚度。在另一實(shí)施例中，表面1600可以包括有用以減小形 成破裂應(yīng)力的表面?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖18及圖19，其中說(shuō)明了另一表面特點(diǎn)，所述 特點(diǎn)減小了在沉積的平面薄膜上以及聚集在表面1600上形成破裂的應(yīng)力。
在這個(gè)實(shí)施例中， 一些"L，，形形狀的支架1800可以定位在表面1600 上。在制造期間，支架1800可以借著熔接操作或是借著壓印操作而形成在 表面1600上。在另一實(shí)施例中，支架1800可以;故翻新成現(xiàn)有的^f氐溫泵。
各種將形成破裂的應(yīng)力減小到最小程度的構(gòu)造都是可能的且落入本揭示內(nèi) 容的范圍內(nèi)。支架1800可以定位成在表面1600上的一些圖案或是行列， 或是替代地可以像是如圖16所示的是交錯(cuò)排列的。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖19,所述支架1800的剖面視圖顯示出每個(gè)支架1800都可 以包括有矩形頭部1805，所述頭部被連接到主體1810, -使得頭部1805可 以延伸于表面1600上方。頭部1805大體上是矩形的形狀，且大體上比主 體1810的剖面更厚。因?yàn)槟Y(jié)的霜聚積在表面1600上，這個(gè)特點(diǎn)控制了 平面薄膜的厚度。在另一實(shí)施例中，頭部1805以及主體1810可以^皮形成 為如同被連接到表面1600 —體的單元式構(gòu)件。在另一實(shí)施例中，頭部1805、 主體1810以及表面1600也可以?xún)羝ぶ圃斐扇缤惑w的構(gòu)件。
在 一 實(shí)施例中，非主要凝結(jié)表面可以形成為具有 一個(gè)被連接到表面 1600的金屬線(xiàn)柵格。在另一實(shí)施例中，所述非主要凝結(jié)表面1600可以被壓 印有形成在非主要凝結(jié)表面1600上的圖案。在另一實(shí)施例中，非主要凝結(jié) 表面1600可以被壓印有一個(gè)形成在非主要凝結(jié)表面1600上的蜂巢圖案。 或者，所述圖案可以包括有不規(guī)則形狀的圖案、 一些三角形、或是一個(gè)粗 糙表面的圖案。應(yīng)該察知的是當(dāng)凝結(jié)的物質(zhì)聚積時(shí)借著減小沉積平面薄膜 的厚度來(lái)減小在平面薄膜中形成破裂的應(yīng)力的任何圖案都可以與本揭示內(nèi) 容一起使用。各種表面構(gòu)造都是可能的，且落入本揭示內(nèi)容的范圍內(nèi)。在 另一實(shí)施例中，圖18及圖、19實(shí)施例的支架1800可以是彎折的、曲線(xiàn)狀的 或是在朝向表面1600的方向中傾斜，用以進(jìn)一步防止平面薄膜聚積。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖20A到圖201，其中顯示出用于降低形成破裂應(yīng)力的一些不同表面圖案。在圖20A及圖20B中，所述圖案可以包括有突出物2000,所 述突出物2000被連接到大體上圓柱形形狀且為堅(jiān)實(shí)的表面1600且可以被 建構(gòu)成筆直的行列(圖20B)或是交錯(cuò)排列的構(gòu)造(圖20A)?；蛘?，所述 突出物2000可以被形成為大體上方形的(圖20C)、或是一些配置成交錯(cuò)排 列的行列(圖20D)或是定位于筆直行列中(圖20E)矩形的突出物2000。 在又另一替代實(shí)施例中，所述突出物200可以^^皮形成為一些六個(gè)側(cè)邊的多 邊形形狀突出物2000 (六角形形狀)。如圖20F所示，所述突出物2000整 體地形成一個(gè)蜂巢圖案。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖20G及圖20H,應(yīng)該察知的是二個(gè)或更多個(gè)不同尺寸以及形 狀的突出物可被放置在表面1600或是第一突出物2000a及第二突出物 2000b。如圖所示，第一突出物2000a可以是八角形形狀的突出物，而第二 突出物2000b可以是圓形的。這些突出物被簡(jiǎn)單地顯示，且可以使用用以 減少形成破裂的應(yīng)力的任何形狀或是尺寸，且落入本揭示內(nèi)容的范圍內(nèi)。 在另一實(shí)施例中，第一以及第二突出物2000a， 2000b可以是相同形狀的突 出物，然而包4舌有不同的尺寸?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖201，突出物2000c可以包4舌有 各種形狀，像是橢圓形形狀，或是在所屬技術(shù)領(lǐng)域中已知的任何其他多邊 形形狀，或甚至是不規(guī)則形狀。轉(zhuǎn)向圖20J，其中說(shuō)明了定位在表面1600 上突出物2000的構(gòu)造。在這個(gè)實(shí)施例中，所示的每個(gè)突出物都是大體上圓 柱形的形狀。然而，每個(gè)突出物2000可以用垂直方式從另一個(gè)突出物處分 開(kāi)一個(gè)固定距離，而從相鄰的"個(gè)行列處分開(kāi)另一個(gè)距離。此外，突出物 2000可以:故建構(gòu)成從一個(gè)^黃向邊緣2010處分隔開(kāi)在表面1600上的一個(gè)預(yù) 定量。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2U到圖21D,其中說(shuō)明了用于防止霜的薄片排出以及升華 來(lái)防止壓力脫羈低溫泵的另一實(shí)施例。在這個(gè)實(shí)施例中，低溫泵包括有具 有頂部板件2100的陣列，為了說(shuō)明的目的，所示的頂部板件2100從圖12 的其余陣列處分隔開(kāi)。在這個(gè)實(shí)施例中，頂部板件2100如同前文所描述地 以一種堅(jiān)實(shí)的方式形成。這是有利的，因?yàn)槿菰S霜可以聚積在其一個(gè)頂部 側(cè)邊2105而沒(méi)有任何的接合，此增加了頂部板件2100的容積，或是可以 凝結(jié)在該頂部板件上的霜的量。
轉(zhuǎn)向圖21B,頂部板件2100凈皮形成為具有一個(gè)第一半圓形區(qū)段2110以 及一個(gè)第二半圓形區(qū)段2115。當(dāng)霜沉積在該頂部板件2100上時(shí)(借著第一 以及第二半圓形區(qū)段2110， 2115形成)，霜將會(huì)大體上形成并不會(huì)隨著時(shí) 間經(jīng)過(guò)而摻和的第一圓柱霜構(gòu)造以及分開(kāi)的第二圓柱霜構(gòu)造。當(dāng)?shù)蜏乇谜?在運(yùn)作時(shí)，由于像是在容室中的機(jī)器人裝置、或是二個(gè)階段冷凍機(jī)的數(shù)個(gè) 元件的緣故，低溫泵可能會(huì)遭受到稍微的或是不變的震動(dòng)作用。在這個(gè)方 面，第一圓柱霜構(gòu)造以及第二圓柱霜構(gòu)造可以用間歇性的方式接觸。這種接觸可能會(huì)導(dǎo)致薄片從第 一或是第二霜構(gòu)造處被排出，薄片可以在稍后升 華并且導(dǎo)致前文所討論的壓力脫羈。
現(xiàn)在再次轉(zhuǎn)向圖21B到圖21D，本揭示內(nèi)容的低溫泵補(bǔ)救了這個(gè)問(wèn)題， 因?yàn)轫敳堪寮?100包括有連接構(gòu)件2120,其將第一半圓形區(qū)^殳2110連接 到第二半圓形區(qū)段2115。連接構(gòu)件2120以機(jī)械方式耦接第一以及第二半圓 形區(qū)段2110， 2115來(lái)禁止介于第一與第二半圓形區(qū)段2110， 2115間的相 對(duì)動(dòng)作，用以防止第一霜構(gòu)造以及第二霜構(gòu)造在震動(dòng)期間;波此相接觸而在 接觸時(shí)形成薄片。在圖21B的實(shí)施例中，連接構(gòu)件2120包括有第一區(qū)段2110 在第二區(qū)段2115上方的重疊部分?；蛘撸B接構(gòu)件2120可以包括有第二 區(qū)4殳2115在第一區(qū)^爻2110上方的重疊部分。
在一實(shí)施例中，連接構(gòu)件2120可以是一個(gè)支架2125 (圖21C)。支架 2125配置在介于第一與第二半圓形區(qū)段2110， 2115間的4妄合部分處。在低 溫泵的其他元件、或其他機(jī)械裝置的震動(dòng)期間，支架2125較佳地禁止了第 一以及第二半圓形區(qū)段2110, 2115的相對(duì)動(dòng)作。在圖21D所示本揭示內(nèi)容 的另一實(shí)施例中，第一及第二半圓形區(qū)段2110, 2115可以連接于彼此，使 得第二半圓形區(qū)段2115是配置在第一半圓形區(qū)段2110下方?；蛘?，第一 半圓形區(qū)段2110可以配置在第二半圓形區(qū)段2115 (未顯示于圖中)下方。 各種構(gòu)造可能的且落入本揭示內(nèi)容的范圍內(nèi)。
在又另一實(shí)施例中，主要抽吸表面可以被制做成具有以剛硬方式連接 到適當(dāng)表面的支撐結(jié)構(gòu)(未顯示于圖中)。該支撐結(jié)構(gòu)可以使得霜不容易受 到震動(dòng)或來(lái)自其他元件的動(dòng)作的影響，并且使用一個(gè)濕潤(rùn)裝置(未顯示于 圖中)或相似元件而被隔絕，用以防止沉積在主要抽吸表面上的霜接觸到 低溫泵的其他表面、不然就是頂?shù)种蜏乇玫钠渌砻嬲饎?dòng)，或是接觸到 其他的霜。在又另一實(shí)施例中，第一半圓形區(qū)段2110以及第二半圓形區(qū)段 2115可以用其他方式被連接，用以防止沉積的霜的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。第一半圓形 區(qū)段2110可以借著熔接操作、或是不同的互相鎖定界面而被連接到第二半 圓形區(qū)段2115,如圖21C所示的。在另一實(shí)施例中，頂部板件2110可以被 制做成多于二個(gè)的區(qū)段，且選擇地可以包括有連接第二區(qū)段的第一區(qū)段， 所述第二區(qū)段被連接到第三區(qū)段。每個(gè)區(qū)段都可以被連接于彼此，用以防 止或抑制形成在第一到第三區(qū)段上的圓柱形霜(未顯示于圖中)的相對(duì)動(dòng) 作。各種構(gòu)造是可能的且落入本揭示內(nèi)容的范圍中。
雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的示范性實(shí)施例特別顯示及描述本發(fā)明，那些所 屬領(lǐng)域具有通常知識(shí)者將會(huì)了解的是，可以在不偏離由隨附申請(qǐng)專(zhuān)利范圍 所涵蓋本發(fā)明范圍的情況下進(jìn)行各種形式以及細(xì)節(jié)的修改。
權(quán)利要求
1.一種在一真空器皿與一輻射護(hù)罩間引導(dǎo)流動(dòng)、以控制凝結(jié)物的薄膜生成位置的方法，其特征在于所述方法包含有阻礙來(lái)自于界定于真空器皿與輻射護(hù)罩間的環(huán)形空間的流動(dòng)；再次將流動(dòng)引導(dǎo)到一主要抽吸表面；以及將氣體凝結(jié)在主要抽吸表面處來(lái)形成霜。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于其還包含有阻礙來(lái)自于一 輻射護(hù)罩下方的流動(dòng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于其還包含有阻礙來(lái)自于一 輻射護(hù)罩一側(cè)的流動(dòng)。
4. 一種低溫泵，其特征在于其包含有 一冷凍機(jī)，其具有至少第一階段以及第二階段；一輻射護(hù)罩，其圍繞著所述第二階段且以熱與第一階段相接觸，所述 輻射護(hù)罩包括有一排出洞孔，用以在再生期間允許流體橫過(guò)該排出洞孔；一主要抽吸表面，其支撐著與第二階段以熱相接觸的吸附劑并且具有 一第二階段陣列，所述第二階段陣列包括有一主要凝結(jié)表面、具有吸附劑的受到保護(hù)的表面以及非主要凝結(jié)表面；以及一配置在排出洞孔上方的擋板，所述擋板再次引導(dǎo)氣體離開(kāi)橫過(guò)排出 洞孔，用以防止氣體凝結(jié)在一非主要凝結(jié)表面上，所述擋板引導(dǎo)氣體以凝 結(jié)在主要凝結(jié)表面上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的低溫泵，其特征在于其中所述擋板大致上為 "U，,形造型。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的低溫泵，其特征在于其中所述擋板包括有一 被連接到該輻射護(hù)罩的一底部表面的第一臂部及一被連接到該底部表面的 第二臂部、以及一被連接到所述第一臂部以及第二臂部的中間區(qū)段。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的低溫泵，其特征在于其中所述擋板是彎曲的， 用以允許致冷的液體可以在低溫泵的再生期間橫過(guò)排出洞孔。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的低溫泵，其特征在于其還包含有一在所述輻 射護(hù)罩的一橫側(cè)壁部中的洞孔，所述洞孔被建構(gòu)成用以允許有通過(guò)洞孔的 電氣連接，所述洞孔被閉塞住。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的低溫泵，其特征在于其中所述排出洞孔大體 上是圓形的，并且具有一尺寸，所述尺寸被最佳化以防止氣體通過(guò)所述洞 孔而凝結(jié)在所述非主要凝結(jié)表面上。
10. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的低溫泵，其特征在于其中所述輻射護(hù)罩包 括有一面對(duì)著主要抽吸表面的內(nèi)部表面、及一外部表面，其中擋板被連接到內(nèi)部表面或是外部表面。
11. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的低溫泵，其特征在于其中所述擋板借著結(jié) 合作用而^皮連接。
12. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的低溫泵，其特征在于其中所述輻射護(hù)罩包括有一面對(duì)著主要抽吸表面的圓柱形表面，并且其中圓柱形表面對(duì)于氣體 流動(dòng)是不能滲透的。
13. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的低溫泵，其特征在于其中所述輻射護(hù)罩包 含有一開(kāi)口、以及一不具有開(kāi)孔的堅(jiān)實(shí)側(cè)壁，用以防止氣體在一除了用于 抽吸開(kāi)口外的方向中進(jìn)入輻射護(hù)罩。
14. 一種被建構(gòu)成用于與低溫泵一起使用的輻射護(hù)罩，其特征在于該輻 射護(hù)罩包含有一個(gè)殼體，其包括有一底部、以及一被連接到所述底部的橫側(cè)壁部， 所述殼體具有一足以保持低溫泵一主要抽吸表面的容積；一坐落在所述底部上的排出洞孔，用以允許致冷液體以及氣體可以在 一再生操作期間橫過(guò)排出洞孔；以及一擋板，其覆蓋排出洞孔且被建構(gòu)成用以將氣體轉(zhuǎn)向離開(kāi)而不會(huì)通過(guò) 排出洞孔進(jìn)入輻射護(hù)罩，且所述擋板借著將氣體引導(dǎo)到低溫泵的一主要抽 吸表面而被抽吸在一非主要表面上。
15. —種低溫泵，其特征在于其包含有一具有至少第一階段以及第二階段的冷凍機(jī)，所述第二階段包括有一 汽缸；一輻射護(hù)罩，其圍繞著第二階段并且與第一階段以熱相接觸； 一第二階段汽缸護(hù)罩，其與第二階段的最冷區(qū)段以熱相接觸并且圍繞 著汽缸；一通道，其在汽缸護(hù)罩與一延長(zhǎng)部分間具有大致上均勻的溫度差異， 所述延長(zhǎng)部分借著輻射護(hù)罩與第一階段以熱相接觸，使得可以確保分子與 汽缸護(hù)罩的冷表面的碰撞以及在冷表面上的凝結(jié)物，用以緊密地將所述氣體分子結(jié)合到汽缸護(hù)罩以及防止在第二階段冷凍機(jī)汽缸上的凝結(jié)物；以及 所述汽缸護(hù)罩包括有一端部，其坐落成與所述延長(zhǎng)部分相鄰，所述端 部包括有一展開(kāi)部分，展開(kāi)部分提供一介于延長(zhǎng)部分與汽缸護(hù)罩間的空隙， 所述空隙適用于防止在所述端部處的霜接觸所述延長(zhǎng)部分。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的低溫泵，其特征在于其中所述空隙為大約 0. 25英吋。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的低溫泵，其特征在于其中所述汽缸護(hù)罩圍 繞著所述延長(zhǎng)部分。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的低溫泵，其特征在于其中所述延長(zhǎng)部分包括有至少兩表面，且所述兩表面大體上垂直于彼此。
19. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的低溫泵，其特征在于其還包含有一與第二階段以熱相接觸的主要抽吸表面，所述主要抽吸表面包括有一具有一頂部 擋板的擋板陣列，所述頂部擋板是一單元式構(gòu)件，所述單元式構(gòu)件被建構(gòu) 成容許霜的均勻分布。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的低溫泵，其特征在于其中所述頂部擋板包 括有一凹口，所述凹口提供了一個(gè)空隙，用于霜可以聚積而不會(huì)接觸圍繞 的表面。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的低溫泵，其特征在于其中所述凹口大體上 是直交的并且坐落成與所述延長(zhǎng)部分相鄰。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的低溫泵，其特征在于其中所述凹口提供了 一介于延長(zhǎng)部分與頂部擋板間大約0. 25英吋的空隙距離。
23. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的低溫泵，其特征在于其中通道長(zhǎng)度相對(duì)于 通道寬度的比率大于或大約等于5。
24. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的低溫泵，其特征在于其中延長(zhǎng)部分包括有 一支架，所述支架將延長(zhǎng)部分連接到輻射護(hù)罩，并且與第一階段以熱相接 觸。
25. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的低溫泵，其特征在于其還包含有被支撐在 至少其中 一擋板上的 一種吸附劑。
26. —種低溫泵，其特征在于其包含有 一冷凍機(jī)，其具有至少第一階段以及第二階段； 一輻射護(hù)罩，其圍繞著第二階,殳且以熱與第一階段相接觸； 一主要抽吸表面，其支撐著與第二階段以熱相接觸的吸附劑，所述主要抽吸表面包括有一主要凝結(jié)表面、具有吸附劑的受到保護(hù)的表面、以及 非主要凝結(jié)表面；以及所述非主要凝結(jié)表面包括有一表面，所述表面被建構(gòu)成當(dāng)氣體被沉積 在非主要凝結(jié)表面上時(shí)，降低在所述凝結(jié)的沉積物中形成破裂的應(yīng)力。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的低溫泵，其特征在于其中所述表面產(chǎn)生了 一低應(yīng)力的沉積薄膜。
28. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的低溫泵，其特征在于其中所i^面抑制了 一連續(xù)的沉積薄膜的形成。
29. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的低溫泵，其特征在于其中所述表面包括有 在非主要凝結(jié)表面上的一圖案。
30. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的低溫泵，其特征在于其中所述表面包括有 多個(gè)具有一特點(diǎn)的突出物，所述特點(diǎn)從由一洞孔或一彎折部所組成的群組 中所選擇出來(lái)的。
31.根據(jù)權(quán)利要求26所述的低溫泵，其特征在于其中所述低溫泵的非 主要凝結(jié)表面包括有一具有一突出物的平面表面。
32.根據(jù)權(quán)利要求26所述的低溫泵，其特征在于其中所述輻射護(hù)罩包 括有一個(gè)密封的電氣饋送穿孔。
33. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的低溫泵，其特征在于其中所述輻射護(hù)罩包 括有一閉塞部， 一清除洞孔在閉塞部處坐落在所述輻射護(hù)罩上。
34. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的低溫泵，其特征在于其中所述輻射護(hù)罩包 括有一坐落在排出洞孔上方的擋板，用以將氣體從非主要凝結(jié)表面再次引 導(dǎo)到主要凝結(jié)表面。
35. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的低溫泵，其特征在于其中當(dāng)氣體被沉積在 非主要凝結(jié)表面上時(shí)，所述表面形成了非連續(xù)的薄膜。
36. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的低溫泵，其特征在于其中所述主要凝結(jié)表 面包括有一凹口 ，用以防止凝結(jié)物以熱接觸正處于與輻射護(hù)罩接觸的表面， 其中所述表面為大約絕對(duì)溫度IOOK。
37. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的低溫泵，其特征在于其中所述表面形成了 一具有不均勻厚度的沉積薄膜，其中不均勻的薄膜厚度防止了薄膜的破裂。
38. —種低溫泵，其特征在于其包含有 一冷凍機(jī)，其具有至少第一階段以及第二階段； 一輻射護(hù)罩，其圍繞著第二階段且以熱與第一階段相接觸； 一第二階段陣列，其支撐著與第二階段以熱相接觸的吸附劑；以及 所述主要抽吸表面包括有一頂部板件，所述頂部板件被分段成至少一第一區(qū)段以及一個(gè)第二區(qū)段，第一區(qū)段以及第二區(qū)段借著一剛硬連接部而 結(jié)合，所述剛硬連接部防止了形成在第一區(qū)段以及第二區(qū)段上的沉積凝結(jié) 物的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
39. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的低溫泵，其特征在于其中第一區(qū)段以及第 二區(qū)段借著一支架、 一互鎖界面的至少其中一而結(jié)合、或是借著一熔接部 而結(jié)合。
40. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的低溫泵，其特征在于其中所述頂部板件被 建構(gòu)成用以容許霜均勻地分布在頂部板件的一頂部平面表面上。
41. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的低溫泵，其特征在于其中所述頂部板件包 括有一在頂部板件一徑向側(cè)邊中的凹口 ，所述凹口凈皮建構(gòu)成用以防止凝結(jié) 物接觸一個(gè)處于與所述輻射護(hù)罩以熱相接觸的延長(zhǎng)部分。
42. 根據(jù)權(quán)利要求41所述的低溫泵，其特征在于其中所述凹口大體上 為直交的造型。 ，
43. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的低溫泵，其特征在于其中所述頂部板件包 括有與第二區(qū)段部分重疊的第一區(qū)段。
44. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的低溫泵，其特征在于其中第二區(qū)段部分重 疊第一區(qū)段。
45. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的低溫泵，其特征在于其中所述頂部板件從 至少三或更多區(qū)段制做成，且所述至少三或更多區(qū)段以機(jī)械的方式耦接于 彼此，用以抑制相對(duì)的動(dòng)作。
46. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的低溫泵，其特征在于其中所述頂部板件包 含有比二更多的部件，所述部件:故連接以防止形成在所述部件上的沉積凝 結(jié)物的運(yùn)動(dòng)。
47. —種控制在一主要抽吸表面上凝結(jié)物的增長(zhǎng)的方法，所述主要抽吸 表面由 一第一 區(qū)段以及一第二區(qū)段所形成的，其特征在于所述方法包含有阻礙來(lái)自 一環(huán)形空間的流動(dòng)，所述環(huán)形空間被界定在真空器皿與輻射 護(hù)罩間；再次將流動(dòng)引導(dǎo)到從第一區(qū)段以及第二區(qū)段所形成的主要抽吸表面；將氣體凝結(jié)在主要抽吸表面處來(lái)形成厚的霜；以及以 一種剛硬方式將第 一 區(qū)段以及第二區(qū)段機(jī)械地耦接于彼此，用以在 #:作期間防止沉積在第 一 區(qū)段上的凝結(jié)物移動(dòng)以及接觸沉積在第二區(qū)段上 的凝結(jié)物。
48. —種低溫泵，其特征在于其包含有 一冷凍機(jī)，其具有至少第一階段以及第二階段； 一輻射護(hù)罩，其圍繞著第二階段且以熱與第一階段相接觸；一第二階段陣列，其支撐著與第二階段以熱相接觸的吸附劑，第二階 段陣列包括有一主要凝結(jié)表面、具有吸附劑的受保護(hù)表面、以及非主要凝 結(jié)表面；以及至少一用以將在所述非主要凝結(jié)表面上的凝結(jié)物減少到最小程度的第 一結(jié)構(gòu)、或是一用以當(dāng)氣體被沉積在所述非主要凝結(jié)表面上時(shí)將凝結(jié)物的 沉積中的形成破裂的應(yīng)力減小到最小程度的第二結(jié)構(gòu)。
49. 根據(jù)權(quán)利要求48所述的低溫泵，其特征在于其中所述第二結(jié)構(gòu)是 一具有一特點(diǎn)的表面，所述特點(diǎn)從由一突出物、 一中空突出物、 一彎折突 出物、或是以上突出物的一組合所構(gòu)成的群組中選擇出來(lái)的。
50. 根據(jù)權(quán)利要求48所述的低溫泵，其特征在于其中所述第一結(jié)構(gòu)包 括有至少一與一洞孔相連結(jié)的閉塞部，所述洞孔被形成為通過(guò)一輻射護(hù)罩， 所述閉塞部在操作期間再次引導(dǎo)氣體且允許流體可以在再生期間橫過(guò)閉塞 部。
51. 根據(jù)權(quán)利要求48所述的低溫泵，其特征在于其中所述主要抽吸表 面包括有一單元式構(gòu)件的頂部板件。
52. 根據(jù)權(quán)利要求48所述的低溫泵，其特征在于其中該主要抽吸表面包括有一具有一第一區(qū)段以及一第二區(qū)段的頂部板件，第一區(qū)段及第二區(qū) 段以 一種剛硬方式連接，用以防止沉積在第 一 區(qū)段上的凝結(jié)物移動(dòng)以及接 觸到沉積在第二區(qū)段上的凝結(jié)物。
53. 根據(jù)權(quán)利要求48所述的低溫泵，其特征在于其中介于凝結(jié)物沉積 與處于與 一 第 一 階段表面相接觸的表面間的接觸被減少到最低的程度。
54. —種低溫泵，其特征在于其包含有 一冷凍機(jī)，其具有至少第一階段以及第二階段； 一輻射護(hù)罩，其圍繞著第二階段且以熱與該第 一階段相接觸；一第二階段陣列包含有主要凝結(jié)表面、具有吸附劑的受到保護(hù)的表面、 以及非主要凝結(jié)表面，主要凝結(jié)表面包含有一平面表面，所述平面表面被 建構(gòu)成用于整體均勻地分布已經(jīng)凝結(jié)的材料。
55. 根據(jù)權(quán)利要求54所述的低溫泵，其特征在于其中所述表面是一大體上是水平的平坦頂部板件。
56. 根據(jù)權(quán)利要求55所述的低溫泵，其特征在于其中所述頂部板件包 4舌有一個(gè)在該頂部板件一個(gè)徑向側(cè)邊中的凹口 。
57. 根據(jù)權(quán)利要求54所述的低溫泵，其特征在于其中該頂部板件允許 霜可以用 一種大體上圓柱形的方式分布在頂部板件上。
58. —種防止在一容室中的壓力脫羈的方法，其特征在于所述方法包含有從容室抽吸氣體來(lái)形成凝結(jié)氣體；以及防止凝結(jié)氣體形成有一內(nèi)部應(yīng)力構(gòu)造，所述構(gòu)造會(huì)產(chǎn)生薄片，并且#皮 排出的薄片的自發(fā)性溫暖作用導(dǎo)致壓力脫羈。
全文摘要
一種低溫泵包括具有至少第一階段及第二階段的冷凍機(jī)。一個(gè)輻射護(hù)罩圍繞第二階段并且與第一階段以熱相接觸。輻射護(hù)罩包括有一個(gè)排出洞孔，以允許致冷流體可以在再生期間橫過(guò)排出洞孔。低溫泵還包括有一個(gè)主要抽吸表面，其支撐著與第二階段以熱相接觸的吸附劑。該第二階段陣列組件包括有一個(gè)主要凝結(jié)表面、具有吸附劑的受到保護(hù)的表面、以及非主要凝結(jié)表面。一個(gè)擋板配置在排出洞孔上方。擋板再次引導(dǎo)氣體離開(kāi)一個(gè)配置在輻射護(hù)罩與真空器皿間的環(huán)形空間，所述氣體嘗試著橫過(guò)該排出洞孔，用以防止氣體凝結(jié)在一個(gè)非主要凝結(jié)表面上。所述擋板引導(dǎo)氣體凝結(jié)在主要凝結(jié)表面上。
文檔編號(hào)F04B37/08GK101595305SQ200880001460
公開(kāi)日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2008年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月17日
發(fā)明者威廉·L·強(qiáng)森, 瑟杰·賽索夫, 約翰·J·卡賽羅, 羅勃·P·蘇利文, 艾倫·J·巴特雷, 馬克·A·史提拉, 麥可·A·卓斯考, 麥可·J·小以克巴契 申請(qǐng)人:布魯克機(jī)械公司