專利名稱：低溫泵及真空排氣方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種低溫泵及真空排氣方法。
背景技術(shù)：
低溫泵為通過(guò)冷凝或吸附將氣體分子捕捉到冷卻至超低溫的低溫板來(lái)排氣的真空泵。低溫泵一般為了實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體電路制造エ藝等所需的清潔的真空環(huán)境而被利用。例如專利文獻(xiàn)I中記載有如下低溫泵，其在低溫泵的除擋板以外應(yīng)容納于泵殼體內(nèi)的部件外面形成除氟系樹(shù)脂以外的樹(shù)脂的薄膜。以往技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開(kāi)昭60-8481號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的技術(shù)課題在真空エ藝中，有反復(fù)進(jìn)行エ藝氣體向真空腔室的供給和停止供給的情況。例如在濺射中典型地以設(shè)定流量供給設(shè)定時(shí)間的エ藝氣體而在基板上形成薄膜。而且，濺射處理結(jié)束后停止エ藝氣體的供給，進(jìn)行更換完成處理的基板和新的被處理基板等附帯作業(yè)。需要真空腔室內(nèi)還原到所希望的真空度以備開(kāi)始下ー個(gè)濺射處理。從提高生產(chǎn)率的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選盡可能縮短還原所需時(shí)間。本發(fā)明的目的在于提供一種能夠在短時(shí)間內(nèi)使排氣對(duì)象容積恢復(fù)到所希望的真空度的低溫泵及真空排氣方法。用于解決技術(shù)課題的手段本發(fā)明的ー個(gè)方式的低溫泵具備 第I低溫板，具備具有開(kāi)ロ部的放射屏蔽件和配置于開(kāi)ロ部的擋板；第2低溫板，被第I低溫板包圍；及制冷機(jī)，將第I低溫板冷卻至第I冷卻溫度，并將第2低溫板冷卻至低于第I冷卻溫度的第2冷卻溫度，擋板上形成有粗糙面。根據(jù)該方式，通過(guò)在擋板上具有粗糙面，能夠提高與冷凝的冰層的粘附性。由此，能夠抑制冰層的剝離。抑制由剝離區(qū)域的冷卻不良引起的該區(qū)域的局部升溫，進(jìn)而抑制通過(guò)低溫捕獲現(xiàn)象吸附于該剝離區(qū)域的冰層上的氣體分子的再放出。由此，能夠抑制恢復(fù)到所希望的真空度所需的時(shí)間的増大。本發(fā)明的其他方式為真空排氣方法。該方法在反復(fù)進(jìn)行エ藝氣體向真空腔室的供給和停止供給的真空エ藝中，通過(guò)低溫泵對(duì)包含該エ藝氣體和水分的氣體進(jìn)行排氣，通過(guò)冷卻設(shè)置于低溫泵的吸氣ロ且表面被粗糙化的擋板來(lái)形成粘附于該表面的冰層，抑制停止供給エ藝氣體時(shí)再放出在供給エ藝氣體時(shí)通過(guò)低溫捕獲現(xiàn)象捕捉于冰層上的エ藝分子。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明能夠在短時(shí)間內(nèi)使排氣對(duì)象容積恢復(fù)到所希望的真空度。


圖I是用于原理性說(shuō)明冰層在低溫板表面上的剝離及其影響的圖。圖2是示意地表示本發(fā)明的ー實(shí)施方式所涉及的低溫泵的一部分的圖。圖3是示意地表示本發(fā)明的ー實(shí)施方式所涉及的排氣運(yùn)行中的百葉窗的截面的放大圖。圖4是示意地表示本發(fā)明的其他的實(shí)施例所涉及的排氣運(yùn)行中的百葉窗的截面的放大圖。符號(hào)的說(shuō)明10-低溫泵，12-泵容器，14-制冷機(jī)，16-低溫板結(jié)構(gòu)體，18-放射屏蔽件，20-屏蔽件開(kāi)ロ，21-第I冷卻臺(tái)，22-第2冷卻臺(tái)，23-百葉窗，24-低溫板，26-連接部件，40-百葉窗安裝部，41-百葉窗板，42-粗糙面，43-基材，44-無(wú)光澤鍍層。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的ー實(shí)施方式所涉及的低溫泵在放射屏蔽件的開(kāi)ロ部具備形成有粗糙面的低溫板。低溫板例如為擋板。粗糙面例如通過(guò)對(duì)擋板的基材實(shí)施無(wú)光澤鍍來(lái)形成。并且，也可以與無(wú)光澤鍍一同或代替無(wú)光澤鍍對(duì)擋板表面進(jìn)行粗糙化來(lái)形成粗糙面。粗糙化處理例如可以為噴砂處理。本申請(qǐng)發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，典型的低溫泵中，停止供給エ藝氣體時(shí)恢復(fù)到所希望的真空度所需的復(fù)原時(shí)間隨著増加向泵的氣體存儲(chǔ)量而變長(zhǎng)。并且發(fā)現(xiàn)，每當(dāng)冰層在擋板表面局部剝離時(shí)，復(fù)原時(shí)間階段性地増加。可認(rèn)為冰層的剝離原因在于典型的低溫泵的擋板表面的平坦度變高。沉積的冰層在擋板表面的粘附性較低，因此由于隨著冰層變厚而變大的內(nèi)部應(yīng)力，冰層容易從擋板剝落。冰層與擋板的接觸面積因剝離變小，冰層的溫度升高。其結(jié)果，通過(guò)低溫捕獲現(xiàn)象而吸附到冰層的エ藝氣體分子變得容易再放出。在典型的低溫泵中，對(duì)擋板表面實(shí)施光澤鍍鎳。因此，擋板表面的平坦度較高。在擋板上實(shí)施光澤鍍是為了降低欲進(jìn)入低溫泵的放射屏蔽件內(nèi)部的輻射熱。與該技術(shù)思想不同，本申請(qǐng)發(fā)明人提供一種通過(guò)在第I級(jí)低溫板的表面形成粗糙面來(lái)抑制増加向所希望的真空度復(fù)原的時(shí)間的低溫泵。通過(guò)對(duì)板表面進(jìn)行粗糙化，能夠提高與冰層的粘附性。冰層通過(guò)所謂錨定效果粘附到板表面。因此，冰層變得不易剝離，且抑制エ藝氣體分子的再放出。由此，能夠抑制向所希望的真空度的復(fù)原時(shí)間的増大。圖I是用于原理性說(shuō)明冰層在低溫板表面上的剝離及其影響的圖。參考圖1，對(duì)作為冰層剝離的結(jié)果的向所希望的真空度復(fù)原的時(shí)間變長(zhǎng)的現(xiàn)象進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖I中，示意地表示有反復(fù)エ藝氣體的供給和停止供給時(shí)的氣體分子112、114對(duì)冰層116的作用。圖中用附加斜線的白圓表示水分子112，用白圓表示エ藝氣體分子114。水分子112為氣氛中所包含的水蒸氣。通常エ藝氣體114為在低于水分的溫度中冷凝的氣體。第I段低溫板110冷卻至水分的冷凝溫度與エ藝氣體的冷凝溫度之間的溫度。由此，主要由水分子112冷凝到低溫板110上形成冰層116。低溫泵通過(guò)圖示的狀態(tài)100至108工作。狀態(tài)100、102表示エ藝氣體供給時(shí)，狀態(tài)104、106表示停止供給時(shí)。狀態(tài)108表示下一個(gè)エ藝氣體供給時(shí)。在真空腔室中，在エ藝氣體的供給期間進(jìn)行エ藝。エ藝氣體的停止供給期間進(jìn)行將真空腔室排氣成下一個(gè)エ藝開(kāi)始時(shí)所需的所希望的真空度的復(fù)原處理。由此，エ藝狀態(tài)100、102成為比較高壓的真空狀態(tài)，復(fù)原狀態(tài)104、106成為低壓的真空狀態(tài)。真空エ藝?yán)鐬闉R射處理，但也可為使用エ藝氣體的其他成膜處理。另外濺射處理一般為如下處理，即放電用エ藝氣體導(dǎo)入至真空氣氛的腔室內(nèi)，并在電極間外加電壓來(lái)產(chǎn)生基于輝光放電的等離子體，使等離子體中的正離子與陰極上的靶表面碰撞，在陽(yáng)極上加熱成預(yù)定溫度的基板表面形成薄膜。エ藝氣體分子可僅物理性作用于靶分子，也可通過(guò)與靶分子進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)來(lái)在基板表面形成其反應(yīng)物的薄膜。エ藝氣體例如包含氬氣。并且，エ藝氣體也可進(jìn)ー步包含氮?dú)饣蜓鯕狻?圖I中狀態(tài)100中，氣氛中的水分子112及エ藝氣體分子114從真空腔室向低溫板110上的冰層116飛來(lái)。氣氛中所含的水分子112例如來(lái)自上一次復(fù)原處理或真空腔室的維護(hù)處理。為了更換基板或維護(hù)而打開(kāi)真空腔室，從而腔室周圍的外氣進(jìn)入。該外氣未完全干燥，有可能含有濕氣。并且，也可認(rèn)為吸附于搬入的基板表面的水分向真空腔室內(nèi)放出。如狀態(tài)102所示，飛來(lái)的水分子112沉積到冰層116上，逐漸增加冰層116的厚度。與此并行，エ藝氣體分子114通過(guò)低溫捕獲現(xiàn)象吸附到冰層116的表面。低溫捕獲現(xiàn)象是指在冷凝到低溫板上的氣體分子層上通過(guò)吸附來(lái)捕捉在低于該氣體的溫度中冷凝的其他氣體分子的現(xiàn)象。作為低溫捕獲現(xiàn)象，已知有對(duì)氬和氫的混合氣體，在氬冷凝層上捕捉氫分子的現(xiàn)象?？梢哉J(rèn)為對(duì)水分與エ藝氣體(例如氬氣)的混合氣體也同樣產(chǎn)生低溫捕獲現(xiàn)象。由此，低溫板110的冷卻溫度下，本不會(huì)冷凝到其表面的エ藝氣體114通過(guò)低溫捕獲現(xiàn)象吸附于低溫板110上的冰層116上而被捕捉。エ藝結(jié)束后過(guò)渡到復(fù)原狀態(tài)104。通過(guò)低溫捕獲現(xiàn)象吸附的エ藝氣體分子114被捕捉于冰層116上。若冰層116的厚度變大，則在冰層116上局部產(chǎn)生龜裂118及剝離120?？烧J(rèn)為這是由冰層116的內(nèi)部應(yīng)カ增加引起的。另外，在此為了便于說(shuō)明，設(shè)為在復(fù)原狀態(tài)104中產(chǎn)生龜裂118及剝離120，但希望理解為通過(guò)冰層116的厚度増大，在エ藝中也可引起龜裂118及剝離120。若在冰層116上產(chǎn)生剝離120，則在剝離區(qū)域中冰層116遠(yuǎn)離低溫板110而在冰層116與低溫板110之間產(chǎn)生間隙。即，冰層116和低溫板110成非接觸。因此，冰層116的剝離區(qū)域中基于低溫板110的冷卻變得不充分而溫度升高。并且，在復(fù)原狀態(tài)104、106與エ藝中不同，未供給エ藝氣體114，因此氣氛氣壓變低。其結(jié)果，如狀態(tài)106所示，導(dǎo)致吸附到冰層116的エ藝氣體114被再度放出。再放出エ藝氣體114的冰層116中形成多個(gè)空孔122。即，因復(fù)原時(shí)的エ藝氣體114的再放出，在冰層116的剝離區(qū)域上形成多個(gè)空孔122。真空度因再放出的エ藝氣體114而惡化。向所希望的真空度的還原，需要エ藝氣體114向冰層116的未剝離區(qū)域的再吸附，或エ藝氣體114向溫度低于低溫板110的第2段低溫板(未圖示)的冷凝。因此，若在低溫板110的表面產(chǎn)生冰層116的剝離，則導(dǎo)致向所希望的真空度的復(fù)原時(shí)間變長(zhǎng)。如狀態(tài)108所示，若達(dá)到容許開(kāi)始エ藝的真空度則開(kāi)始下ー個(gè)エ藝。與狀態(tài)100、102相同，飛來(lái)的水分112沉積在冰層116上，エ藝氣體分子114通過(guò)低溫捕獲現(xiàn)象逐漸吸附到冰層116的空孔122及其周圍的表面。并且，在隨后的復(fù)原狀態(tài)中，エ藝氣體114同樣從冰層116的剝離區(qū)域被再放出。這樣，反復(fù)エ藝氣體在基于低溫捕獲現(xiàn)象的エ藝中的吸附和エ藝氣體在復(fù)原中的再放出?？烧J(rèn)為エ藝氣體114的再放出對(duì)迅速恢復(fù)到高真空帯來(lái)不良影響。冰層116的厚度隨著低溫泵排氣的氣體存儲(chǔ)量增加而增加，局部分散的剝離區(qū)域逐漸向擋板表面整個(gè)區(qū)域擴(kuò)大。這樣，被再放出的エ藝氣體也増加，最壞的情況下有可能很難在容許時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到所希望的真空度。圖2是示意地表示本發(fā)明的ー實(shí)施方式所涉及的低溫泵10的一部分的圖。低溫泵10例如安裝于離子注入裝置或?yàn)R射裝置等真空腔室，為了將真空腔室內(nèi)部的真空度提高到所希望的エ藝所需的水平而使用。低溫泵10包含泵容器12、制冷機(jī)14、低溫板結(jié)構(gòu)體16及放射屏蔽件18而構(gòu)成。圖2所示的低溫泵10為所謂臥式低溫泵。臥式低溫泵10 —般為如下低溫泵10 :沿著與筒狀的放射屏蔽件18的中心軸方向交叉的方向(通常為正交方向)在放射屏蔽件18的內(nèi)部插 入配置有制冷機(jī)14的第2冷卻臺(tái)22。另外，本發(fā)明同樣也可應(yīng)用于所謂立式低溫泵。立式低溫泵是指沿著放射屏蔽件18的中心軸方向插入配置有制冷機(jī)14的低溫泵。低溫泵10具備第I低溫板，冷卻至第I冷卻溫度水平；及第2低溫板，冷卻至溫度低于第I冷卻溫度水平的第2冷卻溫度水平。在第I低溫板上，在第I冷卻溫度水平中通過(guò)冷凝來(lái)捕捉蒸汽壓較低的氣體并排氣。例如，蒸汽壓低于基準(zhǔn)蒸汽壓(例如I(T8Pa)的氣體被排氣。在第2低溫板上，在第2冷卻溫度水平中通過(guò)冷凝來(lái)捕捉蒸汽壓較低的氣體并排氣。為了捕捉因蒸汽壓較高而即使在第2溫度水平中也不冷凝的非冷凝性氣體，在第2低溫板表面形成吸附區(qū)域。吸附區(qū)域例如通過(guò)在板表面設(shè)置吸附劑而形成。非冷凝性氣體吸附于冷卻至第2溫度水平的吸附區(qū)域而被排氣。第I低溫板例如包含放射屏蔽件18及百葉窗23，第2低溫板例如包含低溫板結(jié)構(gòu)體16。圖2示意地表示基于包含泵容器12及放射屏蔽件18的中心軸A及制冷機(jī)14的中心軸的平面的截面。在圖2中，以箭頭E表示氣體從泵外部的排氣對(duì)象容積即真空腔室進(jìn)入低溫泵內(nèi)部的方向。另外，氣體進(jìn)入方向E應(yīng)理解為從低溫泵外部朝向內(nèi)部的方向。圖中設(shè)為氣體進(jìn)入方向E與放射屏蔽件18的中心軸A平行，只不過(guò)是為了便于說(shuō)明。在低溫泵處理中，進(jìn)入低溫泵內(nèi)部的氣體分子的實(shí)際進(jìn)入方向當(dāng)然不與圖示的氣體進(jìn)入方向E嚴(yán)密一致，反而一般為與氣體進(jìn)入方向E交叉的方向。泵容器12具有如下部位，其形成為一端具有開(kāi)ロ且另一端閉塞的圓筒狀的形狀。泵容器12的內(nèi)部配設(shè)有低溫板結(jié)構(gòu)體16及放射屏蔽件18。泵容器12的開(kāi)ロ作為應(yīng)被排氣的氣體所進(jìn)入的吸氣ロ而設(shè)置，并由泵容器12的筒狀側(cè)面的上端部?jī)?nèi)面劃定。在泵容器12的上端部朝向徑向外側(cè)延伸有安裝法蘭30。低溫泵10使用安裝法蘭30而安裝于排氣對(duì)象容積即離子注入裝置等真空腔室。另外，垂直于泵容器12的中心軸A的截面并非局限于圓形狀，也可以是其他的形狀例如橢圓形狀或多邊形形狀。制冷機(jī)14例如為吉福德-麥克馬洪式制冷機(jī)(所謂GM制冷機(jī))。另外，制冷機(jī)14為2段式制冷機(jī)，具有第I冷卻臺(tái)21及第2冷卻臺(tái)22。第2冷卻臺(tái)22被泵容器12及放射屏蔽件18包圍，配置于泵容器12及放射屏蔽件18的內(nèi)部空間的中心部。第I冷卻臺(tái)21被冷卻至第I冷卻溫度水平，第2冷卻臺(tái)22被冷卻至溫度低于第I冷卻溫度水平的第2冷卻溫度水平。第2冷卻臺(tái)22例如被冷卻至IOK至20K左右，第I冷卻臺(tái)21例如被冷卻至80K至IOOK左右。低溫板結(jié)構(gòu)體16以熱連接于制冷機(jī)14的第2冷卻臺(tái)22的狀態(tài)固定，被冷卻至和第2冷卻臺(tái)22同程度的溫度。低溫板結(jié)構(gòu)體16具備多個(gè)低溫板24和連接部件26。多個(gè)低溫板24例如分別具有圓錐臺(tái)側(cè)面的形狀，譬如具有傘狀的形狀。低溫板24也可以是其他的任意形狀。各板24上通常設(shè)置有活性炭等吸附劑(未圖示)。吸附劑例如粘接于板24的里面。連接部件26作為用于將低溫板結(jié)構(gòu)體16熱連接于第2冷卻臺(tái)22且機(jī)械性支承的連結(jié)部件而設(shè)置。制冷機(jī)14的第2冷卻臺(tái)22上安裝連接部件26，連接部件26上安裝多個(gè)低溫板24。低溫板24及連接部件26均由例如銅等材質(zhì)形成?？梢允褂靡糟~作為基材而表面鍍鎳的物品。并且，也可以代替銅以鋁形成低溫板24等。重視導(dǎo)熱率時(shí)使用銅即可，重視輕量化進(jìn)而重視再生時(shí)間的縮短時(shí)也可使用鋁。放射屏蔽件18以熱連接于制冷機(jī)14的第I冷卻臺(tái)21的狀態(tài)固定，被冷卻至和第I冷卻臺(tái)21同程度的溫度。放射屏蔽件18作為從周圍的輻射熱保護(hù)低溫板結(jié)構(gòu)體16及第2冷卻臺(tái)22的輻射屏蔽件而設(shè)置。放射屏蔽件18也和泵容器12相同地形成為一端具 有屏蔽件開(kāi)ロ 20且另一端閉塞的圓筒狀的形狀。放射屏蔽件18形成為杯狀的形狀。泵容器12及放射屏蔽件18均大致形成為圓筒狀，并在同軸上配設(shè)。泵容器12的內(nèi)徑少許超出放射屏蔽件18的外徑，放射屏蔽件18在與泵容器12的內(nèi)面之間保持稍微間隔而以與泵容器12為非接觸的狀態(tài)配置。并且，在圖I所示的實(shí)施例中，放射屏蔽件18的閉塞部以越接近中心軸A越遠(yuǎn)離屏蔽件開(kāi)ロ 20的方式彎曲形成為圓頂狀。泵容器12的閉塞部也同樣彎曲形成為圓頂狀。放射屏蔽件18的內(nèi)部空間的中心部配置有制冷機(jī)14的第2冷卻臺(tái)22。制冷機(jī)14從放射屏蔽件18的側(cè)面開(kāi)ロ插入，在其開(kāi)ロ部安裝第I冷卻臺(tái)21。這樣，制冷機(jī)14的第2冷卻臺(tái)22在放射屏蔽件18的中心軸上配置于屏蔽件開(kāi)ロ 20與最深部的中間。另外，放射屏蔽件18的形狀并非局限于圓筒形狀，也可以是棱柱形狀或橢圓筒形狀等任何截面的筒形狀。典型的放射屏蔽件18的形狀通常成為與泵容器12的內(nèi)面形狀相似的形狀。并且，放射屏蔽件18可以不構(gòu)成為圖示般的一體的筒狀，也可以以通過(guò)多個(gè)零件整體上呈筒狀形狀的方式構(gòu)成。這些多個(gè)零件也可以相互保持間隙而配設(shè)。并且，在放射屏蔽件18的開(kāi)ロ 20上配置有百葉窗23。百葉窗23作為擋板發(fā)揮作用。即，百葉窗23捕捉在比較高溫下冷凝的水分等氣體來(lái)抑制進(jìn)入放射屏蔽件內(nèi)部，并且也抑制輻射熱的入射。百葉窗23與放射屏蔽件18在同軸上配置。百葉窗23和低溫板結(jié)構(gòu)體16在放射屏蔽件18的中心軸方向上隔開(kāi)間隔而設(shè)置。百葉窗23遍及整個(gè)屏蔽件開(kāi)ロ 20而設(shè)置。另夕卜，百葉窗23也可以實(shí)際上從放射屏蔽件18的開(kāi)ロ 20具有偏移(例如在從屏蔽件開(kāi)ロ 20進(jìn)入屏蔽件內(nèi)部的位置)而配置。即使在這種情況下，也以占據(jù)垂直于放射屏蔽件18的中心軸A的截面的方式設(shè)置。另外，也可以在百葉窗23和真空腔室之間設(shè)置有閘閥(未圖示)。該閘閥例如在再生低溫泵10時(shí)設(shè)為閉，通過(guò)低溫泵10對(duì)真空腔室進(jìn)行排氣時(shí)設(shè)為開(kāi)。百葉窗23通過(guò)百葉窗安裝部40安裝于放射屏蔽件18上。百葉窗安裝部40從中心軸A的方向觀察，具有向放射方向延伸的多個(gè)臂部，例如具有4個(gè)臂部時(shí)，從中心軸方向觀察時(shí)為十字狀的形狀。向百葉窗安裝部40的放射方向延伸的臂部的末端安裝于放射屏蔽件18的開(kāi)ロ附近的內(nèi)面。百葉窗安裝部40為十字形狀時(shí)，例如在以每隔90度的4處安裝于放射屏蔽件18上。百葉窗安裝部40將百葉窗23機(jī)械地固定于放射屏蔽件18上的同時(shí)，熱連接放射屏蔽件18和百葉窗23。由此，百葉窗安裝部40還作為從放射屏蔽件18向百葉窗23的傳熱路徑發(fā)揮作用，百葉窗23被冷卻至和放射屏蔽件18同程度的溫度。百葉窗23由多個(gè)百葉窗板41形成，各百葉窗板41分別形成為不同直徑的圓錐臺(tái)側(cè)面形狀并排列成同心圓狀。另外，百葉窗23也可形成為格子狀等其他形狀。各百葉窗板41對(duì)開(kāi)ロ面20傾斜相同角度(例如45度)而安裝于百葉窗安裝部40上。調(diào)整各百葉窗板41的間隙，以使從泵外部向中心軸方向觀察時(shí)，鄰接的百葉窗板41相互重疊而從各百葉窗板41之間看不到泵內(nèi)部(例如低溫板24)。S卩，以鄰接的2個(gè)百葉窗板41中內(nèi)側(cè)的百葉窗板41的外周端比外側(cè)的百葉窗板41的內(nèi)周端更靠近放射方向內(nèi)側(cè)的方式調(diào)整各百葉窗板41的間隙。由此，向中心軸方向觀察時(shí)，百葉窗23沒(méi)有開(kāi)放區(qū)域，譬如說(shuō)光學(xué)地閉塞放射屏蔽件18的內(nèi)部空間。另外，可以以光學(xué)地開(kāi)放放射屏蔽件18的內(nèi)部空間的方式構(gòu)成百葉窗23。例如，可以在百葉窗23的周緣部的各百葉窗板41之間形成環(huán)狀的開(kāi)放區(qū)域?；蛘呖赏ㄟ^(guò)不在接近放射屏蔽件18側(cè)壁的周緣部設(shè)置百葉窗板41而形成環(huán)狀的開(kāi)放區(qū)域。此時(shí)，以低溫泵10的排氣速度(例如エ藝氣體的排氣速度)實(shí)現(xiàn)要求規(guī)格的方式設(shè)定開(kāi)放區(qū)域的面積及位置。百葉窗23的表面中朝向放射屏蔽件18外側(cè)的面上形成有粗糙面42。粗糙面例如指形成有肉眼無(wú)法識(shí)別的微小凹凸的面。各百葉窗板41的表側(cè)的面上具有預(yù)定的表面粗糙度。粗糙面42的表面粗糙度可以考慮對(duì)冰層的粘附性而根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)性地適當(dāng)設(shè)定。通過(guò)無(wú)光澤鎳鍍形成有該粗糙面42。通過(guò)在無(wú)光澤鍍エ序中的晶體生長(zhǎng)而形成有微小的凹凸。另外，也可以在百葉窗23的表面中冰層沉積相對(duì)厚的部位形成粗糙面，冰層沉積相對(duì)薄的部位不形成粗糙面而設(shè)為平滑面。例如，可以在百葉窗23的中心區(qū)域的百葉窗板表面形成粗糙面，將百葉窗23的周緣區(qū)域的百葉窗板表面設(shè)為平滑面。并且，可以在百葉窗23的表面中朝向放射屏蔽件18內(nèi)側(cè)的里面也形成有粗糙面42。也可以在放射屏蔽件18的內(nèi)面及外面的至少一方形成有粗糙面。用于形成粗糙面42的粗糙化處理并非局限于對(duì)擋板基材的無(wú)光澤鍍處理。粗糙化處理例如可以是對(duì)擋板基材的噴砂處理(例如玻璃珠噴砂處理，所謂GBB處理)或蝕刻處理等促進(jìn)擋板表面中的錨定效果的任意種處理。并且，粗糙化處理可以對(duì)擋板基材進(jìn)行鍍處理后的表面(即鍍層的表面)進(jìn)行來(lái)代替對(duì)擋板基材的表面進(jìn)行。例如可以在對(duì)擋板基材實(shí)施光澤鍍之后，將去除光澤鍍層的光澤的消光處理作為粗糙化處理來(lái)進(jìn)行。這樣，粗糙面 42具有按照所采用的粗糙化處理來(lái)規(guī)定的預(yù)定范圍的表面粗糙度。以下說(shuō)明基于上述結(jié)構(gòu)的低溫泵10的動(dòng)作。當(dāng)?shù)蜏乇?0工作時(shí)，首先在其工作前使用其他適當(dāng)?shù)拇殖楸脤⒄婵涨皇覂?nèi)部粗抽至IPa左右。之后使低溫泵10工作。通過(guò)制冷機(jī)14的驅(qū)動(dòng)冷卻第I冷卻臺(tái)21及第2冷卻臺(tái)22，也冷卻熱連接于它們的放射屏蔽件18、百葉窗23及低溫板24。被冷卻的百葉窗23冷卻從真空腔室朝向低溫泵10內(nèi)部飛來(lái)的氣體分子，使在其冷卻溫度下蒸汽壓充分變低的氣體(例如水分等)通過(guò)在表面冷凝來(lái)排氣。在百葉窗23的冷卻溫度下蒸汽壓無(wú)法充分變低的氣體通過(guò)百葉窗23進(jìn)入放射屏蔽件18內(nèi)部。進(jìn)入的氣體分子中在低溫板24的冷卻溫度下蒸汽壓充分變低的氣體冷凝在低溫板24的表面而被排氣。蒸汽壓在其冷卻溫度下也無(wú)法充分變低的氣體(例如氫等)通過(guò)粘接于低溫板24的表面并被冷卻的吸附劑吸附并被排氣。這樣，低溫泵10能夠使真空腔室的真空度到達(dá)所希望的水平。圖3是示意地表示排氣運(yùn)行中的百葉窗23的截面的放大圖。如上所述,一實(shí)施例所涉及的百葉窗23的百葉窗板41在基材43的表面具有無(wú)光澤鍍層44?；?3的材質(zhì)例如為銅，無(wú)光澤鍍層44例如為鎳。無(wú)光澤鍍層44的表面具有細(xì)微凹凸的粗糙面42。形成粗糙面42的細(xì)微凹凸具有按照所選擇的無(wú)光澤鍍處理來(lái)規(guī)定的預(yù)定范圍的表面粗糙度。因此，冰層116通過(guò)粗糙面42的錨定效果粘附于百葉窗板41上。由此，抑制エ藝氣體分子114的再放出，能夠抑制增加向所希望的真空度復(fù)原的時(shí)間。在本實(shí)施方式中，與典型的低溫泵不同，敢于將擋板表面粗糙化。由此，冰層變得難以剝離，能夠抑制通過(guò)低溫捕獲現(xiàn)象吸附的エ藝氣體分子的再放出。由此，能夠在短時(shí)間內(nèi)將真空腔室恢復(fù)到所希望的真空度。并且，擋板表面的反射率通過(guò)形成粘附于百葉窗板 41表面的冰層來(lái)變高，還能獲得降低吸收所入射的輻射熱之類的派生效果。由此，能夠緩和由對(duì)擋板表面進(jìn)行粗糙化弓I起的輻射熱的影響。在優(yōu)選的一實(shí)施例中，粗糙面42可以具有分形雙重結(jié)構(gòu)。S卩，粗糙面42可以在具有相對(duì)較大的表面粗糙度的第I粗糙面上形成有具有較小的表面粗糙度的第2粗糙面。宏觀地觀察低溫板表面時(shí)的每単位面積的表面積因第2粗糙面的微小凹凸而變大。能夠更加促進(jìn)板表面中的錨定效果，井能夠使冰層強(qiáng)有力地粘附于板表面上。圖4是示意地表示其他實(shí)施例所涉及的排氣運(yùn)行中的百葉窗23的截面的放大圖。在百葉窗23的百葉窗板41的表面形成有第I凹凸結(jié)構(gòu)45。在第I凹凸結(jié)構(gòu)45的表面形成有比第I凹凸結(jié)構(gòu)45更細(xì)微的第2凹凸結(jié)構(gòu)46。在第I凹凸結(jié)構(gòu)45的各凹凸表面形成有第2凹凸結(jié)構(gòu)46的多個(gè)凹凸。即，粗糙面42具有如下表面結(jié)構(gòu)在以低倍率測(cè)定表面粗糙度時(shí)可得到第I表面粗糙度，而在以高倍率測(cè)定時(shí)可得到比第I表面粗糙度更細(xì)微的第2表面粗糙度。另外，圖中為了便利以規(guī)則地排列凹凸的方式圖示，但并非局限于此。也可以不規(guī)則地排列凹凸。優(yōu)選第I凹凸結(jié)構(gòu)45的中心線平均粗糙度Ra為數(shù)μ m至數(shù)十μ m，第2凹凸結(jié)構(gòu)46的中心線平均粗糙度Ra為數(shù)nm至數(shù)十nm。具體而言，優(yōu)選第I凹凸結(jié)構(gòu)45的中心線平均粗糙度Ra為O. 5 μ m至100 μ m，第2凹凸結(jié)構(gòu)46的中心線平均粗糙度Ra為Inm至400nm。更優(yōu)選第I凹凸結(jié)構(gòu)45的中心線平均粗糙度Ra為O. 5 μ m至20 μ m,第2凹凸結(jié)構(gòu)46的中心線平均粗糙度Ra為IOnm至lOOnm。優(yōu)選通過(guò)在擋板基材上進(jìn)行第I粗糙化處理形成第I凹凸結(jié)構(gòu)45，并通過(guò)在第I粗糙化處理后進(jìn)行第2粗糙化處理形成第2凹凸結(jié)構(gòu)46。第I粗糙化處理可以是機(jī)械加工處理。第2粗糙化處理可以是化學(xué)處理?；跈C(jī)械加工的粗糙化處理例如可以是上述噴砂處理?；诨瘜W(xué)處理的粗糙化處理例如可以是上述無(wú)光澤鍍處理。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明可在低溫泵及真空排氣方法領(lǐng)域上利用。
權(quán)利要求
1.ー種低溫泵，其特征在于，具備 第I低溫板，具備具有開(kāi)ロ部的放射屏蔽件和配置于所述開(kāi)ロ部的擋板； 第2低溫板，被所述第I低溫板包圍 '及 制冷機(jī)，將所述第I低溫板冷卻至第I冷卻溫度，并將所述第2低溫板冷卻至低于第I冷卻溫度的第2冷卻溫度， 在所述擋板上形成有粗糙面。
2.如權(quán)利要求I所述的低溫泵，其特征在干， 通過(guò)對(duì)所述擋板的基材進(jìn)行無(wú)光澤鍍來(lái)形成所述粗糙面。
3.如權(quán)利要求I或2所述的低溫泵，其特征在干， 通過(guò)粗糙化所述擋板的表面來(lái)形成所述粗糙面。
4.如權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的低溫泵，其特征在干， 在所述檔板的表面中朝向所述放射屏蔽件外側(cè)的面上形成有所述粗糙面。
5.如權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的低溫泵，其特征在干， 所述粗糙面在具有第I表面粗糙度的面上形成有小于該第I表面粗糙度的第2表面粗糙度。
6.如權(quán)利要求5所述的低溫泵，其特征在干， 通過(guò)機(jī)械加工形成所述第I表面粗糙度，通過(guò)化學(xué)處理形成所述第2表面粗糙度。
7.ー種真空排氣方法，在反復(fù)進(jìn)行向真空腔室供給エ藝氣體和停止供給エ藝氣體的真空エ藝中，通過(guò)低溫泵排出含有該エ藝氣體和水分的氣體，其特征在于， 冷卻設(shè)置于低溫泵的吸氣ロ且表面被粗糙化的擋板來(lái)形成粘附于該表面的冰層，從而抑制在停止供給エ藝氣體時(shí)再放出在供給エ藝氣體時(shí)通過(guò)低溫捕獲現(xiàn)象捕捉于所述冰層上的エ藝氣體分子。
全文摘要
本發(fā)明提供一種低溫泵及真空排氣方法。本發(fā)明的低溫泵(10)具備第1低溫板，具備具有屏蔽件開(kāi)口(20)的放射屏蔽件(18)和配置于屏蔽件開(kāi)口(20)的百葉窗(23)；第2低溫板(24)，被第1低溫板包圍；及制冷機(jī)(14)，將第1低溫板冷卻至第1冷卻溫度，并將第2低溫板冷卻至低于第1冷卻溫度的第2冷卻溫度。百葉窗(23)上形成有粗糙面(42)。
文檔編號(hào)F04B37/16GK102686880SQ20108005059
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2010年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月9日
發(fā)明者田中秀和 申請(qǐng)人:住友重機(jī)械工業(yè)株式會(huì)社