低温泵的制作方法_3

文档序号:9724400阅读:来源:国知局
侧的气体的流入量根据间隙的大小而发生变化。气体的流入量与低温栗10的排气速度直接相关。无论间隙过大或过小,都会导致实际的排气速度偏离设计上的性能。利用裙部33覆盖屏蔽件前端28与板部件32之间的间隙,由此能够限制通过间隙的气体流动,降低个体差。其结果,还能够减小低温栗排气速度相对于设计性能的个体差。
[0051]屏蔽件前端28及板部件32越过低温栗容器38的吸气口凸缘40而配置于轴向上方。屏蔽件前端28及板部件32位于低温栗容器38的外部。如此,放射屏蔽件30朝向安装有低温栗10的真空腔室延伸。通过使放射屏蔽件30向上方延伸,能够沿轴向扩大冷凝层72的主容纳空间21。但是,该延伸部分的轴向长度设定成不与真空腔室(或真空腔室与低温栗10之间的闸阀)发生干扰。
[0052]低温栗容器38为容纳第1低温板18及第2低温板20的低温栗10的框体,而且是将内部空间14保持为真空气密的真空容器。并且,制冷机16的第1冷却台22及第2冷却台24容纳于低温栗容器38。
[0053]通过低温栗容器38的前端39来划定吸气口 12。低温栗容器38具备从前端39向径向外侧延伸的吸气口凸缘40。吸气口凸缘40遍及低温栗容器38的整周而设置。利用吸气口凸缘40将低温栗10安装于真空腔室。在径向上,在低温栗容器38的前端39与板部件32之间具有间隙,板部件32并未与低温栗容器38接触。
[0054]图3是示意地表示本发明的一种实施方式所涉及的板部件32的俯视图。在图3中用虚线来表示位于板部件32的下方的代表性构成要件。板部件32为横切屏蔽件开口 26的一张平板(例如圆板)。板部件32的前表面朝向低温栗10的外部空间,板部件32的背面朝向顶板60。主容纳空间21的高度通过板部件32与顶板60的轴向距离而被确定。
[0055]板部件32的尺寸(例如直径)与屏蔽件开口 26的尺寸几乎相等。板部件32具有板中心部50和板外周部52。板中心部50为板部件32的径向内侧部分,板外周部52为包围板中心部50的板部件32的径向外侧部分。
[0056]板外周部52安装于屏蔽件前端28的板安装部29。板安装部29为从屏蔽件前端28向径向内侧突出的凸部,其在周向上等间隔(例如每隔90° )形成。板部件32通过适当的方法固定于板安装部29。例如,板安装部29及板外周部52分别具有螺栓孔(未图示),板外周部52通过螺栓紧固于板安装部29。
[0057]在板部件32上形成有允许气体流动的多个小孔54。小孔54为形成于板中心部50的贯穿孔。因此,能够使应冷凝于第2低温板20上的气体通过小孔54进入到板部件32与第2低温板20之间的主容纳空间21中。在板外周部52未形成有小孔54。
[0058]小孔54有规则地排列。在本实施方式中,小孔54分别沿彼此正交的两条直线方向等间隔设置,从而形成小孔54的格子。作为代替方案,小孔54也可以分别沿径向及周向等间隔设置。
[0059]小孔54的形状例如为圆形,但并不限定于此,小孔54也可以是矩形等其他形状的开口、直线状或曲线状延伸的狭缝或者形成于板部件32的外周的缺口。小孔54的大小明显小于屏蔽件开口 26。
[0060]小孔54以使小孔54的总面积与吸气口 12的开口面积的比例(也可以称为吸气口 12的开口率)成为1%以上且6%以下(优选4%以上且6%以下)的方式形成于板部件32。由此,小孔54以板部件32的气传导率与吸气口 12的开口气传导率的比例成为1%以上且6%以下(优选4%以上且6%以下)的方式形成于板部件32。
[0061]在板部件32的背面及放射屏蔽件30的内表面可以实施提高辐射率的表面处理例如黑体处理。由此,板部件32的背面及放射屏蔽件30的内表面的辐射率几乎等于1。在板部件32中的确定小孔54的板部件侧面也可以实施同样的表面处理。板部件32的黑色表面例如可以通过在铜基体材料的表面镀黑色铬而形成,也可以通过黑色涂装而形成。这种黑色表面有助于吸收进入到低温栗10的热量。
[0062]另一方面,为了反射来自外部的辐射热,也可以在板部件32的前表面实施降低辐射率的表面处理。这种低辐射率的表面例如可以通过在铜基体材料的表面镀镍而形成。
[0063]以下,对上述结构的低温栗10的动作进行说明。在使低温栗10工作时,首先,在其工作前用其他适当的粗抽栗将真空腔室内部粗抽至例如IPa左右。之后,使低温栗10工作。第1冷却台22及第2冷却台24通过制冷机16的驱动而被冷却,与它们热连接的第1低温板18、第2低温板20也被冷却。第1低温板18及第2低温板20分别被冷却至第1温度以及低于第1温度的第2温度。
[0064]板部件32冷却从真空腔室朝向低温栗10的内部飞来的气体分子,并使在该冷却温度下蒸气压充分降低的气体(例如水分等)在板部件32的表面冷凝并排出。在板部件32的冷却温度下蒸气压未充分降低的气体通过多个小孔54进入主容纳空间21。入射于低温栗10的一部分气体被板部件32反射,不会进入到主容纳空间21。
[0065]在进入的气体分子中,在第2低温板20的冷却温度下蒸气圧充分降低的气体(例如氩等)在第2低温板20的表面(主要是顶板前表面61)被冷凝并排出。在该冷却温度下蒸气圧也未充分降低的气体(例如氢等)被粘接于第2低温板20的表面且已被冷却的吸附剂68吸附并排出。如此,低温栗10能够使真空腔室的真空度达到所希望的水平。
[0066]图4为示意地表示排气运行中的低温栗10的图。如图4所示,在低温栗10的顶板60上堆积有由冷凝的气体构成的冰或霜。如图4所示,圆顶型或蘑菇型的冷凝层72在顶板60上成长。该冷凝层72的主成分例如为氩。该冰层随着排气运行时间的经过而成长,从而厚度逐渐增加。此外,在图4中,为了简化说明,省略图示了堆积在常规板67及制冷机罩70上的冷凝层。
[0067]随着冷凝层72的成长,在冷凝层72的深度方向上产生温度梯度。其结果,与顶板60的表面温度相比,冷凝层72的表面温度变高。这意味着在再生间隔的初期,气体直接冷凝于低温的顶板前表面61,与此相对,在再生间隔的后期,气体则冷凝于温度高于所述温度的冷凝层72的表面。因此,在持续低温栗10的真空排气运行时,低温栗10的排气速度逐渐降低。随着排气速度的降低,再生时间也变长。
[0068]因此,可以将再生时间用作确定是否需要低温栗10的再生的一个指标。这种情况下,在再生时间比规定值短的期间允许低温栗10继续运行。但是,在再生时间变成比规定值长时,停止低温栗10的真空排气运行,进行低温栗10的再生。该规定值也可以作为真空处理装置中的真空工艺的规格而被确定。
[0069]低温栗10的再生对真空处理装置而言处于停机时间。因此,为了提高真空处理装置的生产率,希望抑制再生时间的增加,从而延长低温栗10的再生间隔。
[0070]通常认为加大低温栗10的排气速度即可缩短再生时间。作为其一种方法,加大板部件32的气传导率与低温栗10的吸气口 12的开口气传导率的比例。简而言之,通过提高吸气口 12的开口率,能够加大低温栗10的排气速度,从而能够缩短再生时间。
[0071]这在再生间隔的初期是正确的。但是在再生间隔的后期,若考虑到冷凝层72的成长则未必正确。这是因为若开口率较大,则进入到低温栗10的热负载变高,由此冷凝层72的温度梯度扩大。并且,若开口率较大,则进入到低温栗10的气体量也增多。这也具有扩大冷凝层72的温度梯度的效果。如上所述,冷凝层72中的温度梯度的扩大会带来冷凝层72的表面温度的上升和再生时间的增加。在再生间隔的后期,如图4所示,由于冷凝层72的成长为较大,因此再生时间会显著增加。
[0072]对此,本实施方式的目的在于通过抑制冷凝层72的温度梯度的扩大从而抑制再生时间的增加。通过减小冷凝层72与顶板60的温度差来缓和伴随冷凝层72的成长的低温栗10的排气速度的降低。因此,在本实施方式中,从实用性方面考虑,气传导率的比例
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