用于减少噪音及振动的超低温冷冻机及具有其的低温泵的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及为了营造高真空甚至超高真空环境而使用的用于减少噪音及振动的 超低温冷冻机及具有其的低温累（Cryocoolerforreducingnoiseandvibrationand cryopumphavingthesame)〇
【背景技术】
[0002] 低温累（化yopump)是在包括半导体生产领域的各种工业领域中为了营造高真 空甚至超高真空的环境而使用的装备。低温累通过将累内部的温度降低至例如绝对温度 8K(约-265C)水平，降低气体分子的运动量，W冷凝或捕集方式使其无法运动，进而营造 真空。
[0003] 低温累的运行原理的特征在于，虽利用一般冷冻循环，但使用氨化）或氮化e)作 为冷媒。低温累如一般的空调的冷冻系统，基本结构要素有起到室内机作用的累本体和起 到室外机作用的压缩机（compressor)。并且，补充使用可确认温度的显示器。
[0004] 图1为表示现有的低温累的结构的示意图。
[0005] 低温累包括累主体10和借助凸缘与该种累主体10相连接的超低温冷冻机20。超 低温冷冻机20通过软管30与压缩机40相连接。
[0006] 超低温冷冻机20与腔形态的一档阵列22相连接，在一档阵列22的上部配置有挡 板化affle) 23。在一档阵列22的内部设置有与超低温冷冻机20的上端相连接的二档阵列 24。
[0007] 累主体10通过闽口阀2与需要真空的制程腔体1相连接。在闽口阀2开放状态 下，借助低温累可将制程腔体1内部变成高真空甚至超高真空。
[000引一档阵列22的温度大致维持为30至80K，二档阵列24的温度下降至10K，冷凝及 吸附氣（Ar)、氮饰）、氧（02)等类型II气体。并且，如同氨化）、氛（Ne)等类型III气体 由被附着于阵列24的活性炭吸附。
[0009] 在压缩机40中被压缩的冷媒气体（例如，氮）通过软管30移动至超低温冷冻机 20后，在超低温冷冻机20内部一边膨胀，一边下降温度。称此为G-M冷冻原理，通过该种原 理，冷冻机的各档的温度下降至超低温，下降至低压的冷媒再次根据G-M冷冻原理，在内部 往复机中经过热交换过程后，通过软管30被回收至压缩机。
[0010] 借助位于超低温冷冻机20的内部的阀、往复机等的运作，在超低温冷冻机20中周 期性地发生高压和低压的反复，因此，会产生恒定频率的噪音的振动。该种噪音和振动经过 超低温冷冻机20的凸缘部21、累主体10的凸缘部11被传递至累主体10。由于累主体10 借助闽口阀2与制程腔体1相连接，因此，从超低温冷冻机20向累主体10传递的振动能够 轻易地传递到制程腔体1。
[0011] 该种噪音和振动在要求精确度并且对噪音及振动成分敏感的工作环境的制造领 域中会产生不良影响，因此，需要可减少低温累产生的噪音和振动的方法。
[0012] 现有技术文献
[001引专利文献
[0014] 韩国专利申请第10-2012-0110362号
【发明内容】
[0015] 因此，本发明是鉴于上述情况而发明的，目的在于提供一种通过减少在低温累中 冷媒气体借助冷冻循环而进行循环的过程中，高压和低压周期性反复而产生的噪音和振动 的用于减少噪音及振动的超低温冷冻机及具有该超低温冷冻机的低温累。
[0016] 根据用于实现上述目的的本发明的一方面，提供一种超低温冷冻机，通过使冷媒 气体膨胀来形成超低温，该超低温冷冻机包括；冷冻机本体，具有收容空间；气缸本体，与 上述冷冻机本体相连接，并具有收容空间；马达，收容于上述冷冻机本体内；往复机，收容 于上述气缸本体内，与上述马达动力连接，借助上述马达的旋转运动来进行直线运动；流 入阀，收容于上述冷冻机本体内，与压缩机相连接，用于使冷媒气体流入上述气缸本体内； 流出阀，收容于上述冷冻机本体内，与压缩机相连接，用于使上述气缸本体内的冷媒气体流 出；流入扩散器，配置于上述流入阀的前端或后端，并具有多个开口，且随着上述流入阀的 开放，冷媒气体通过上述流入扩散器，流入上述气缸本体内。
[0017] 上述流入扩散器的上述开口的大小为直径1mmW下。
[0018] 并且，上述超低温冷冻机还包括流出扩散器，配置于上述流出阀的前端或后端，并 具有多个开口，且随着上述流出阀的开放，冷媒气体通过上述流出扩散器而流出。
[0019] 并且，上述流入扩散器由80至250目的筛网形成。
[0020] 并且，上述超低温冷冻机还包括阀板，配置于上述流入扩散器的上部，形成有能够 使冷媒气体向上述气缸本体内流动的多个开口，且上述阀板的上述开口的大小为上述流入 扩散器的上述开口的大小的5至30倍。
[0021] 并且，上述流入扩散器安置于在上述阀板上形成的槽。
[0022] 根据用于实现上述目的的本发明的再一方面，低温累包括上述超低温冷冻机；累 主体，具有预定的收容空间，并与上述超低温冷冻机相连接；压缩机，向上述超低温冷冻机 侧供给冷媒气体，并对从上述超低温冷冻机返回的冷媒气体进行再压缩。
[0023] 根据本发明能够提供一种通过减少随着在低温累中借助冷冻循环高压和低压周 期性反复，从而产生的噪音和振动，适用于要求敏感的作业环境的制造领域的用于减少噪 音及振动的超低温冷冻机及具有该超低温冷冻机的低温累。
【附图说明】
[0024] 图1为表示现有的低温累的结构的示意图。
[0025] 图2为表示根据本发明的实施例的低温累的构成的图。
[0026] 图3为表示本发明的实施例的超低温冷冻机的结构示意图。
[0027] 图4为表示用于说明在图3的超低温冷冻机中冷媒气体通过流入阀而流入的状态 的示意图。
[002引图5为表示用于说明在图3的超低温冷冻机中冷媒气体通过流出阀而流出的状态 的示意图。
[0029] 图6为从现有与本发明的超低温冷冻机中所产生的噪音中表示声音的强度与频 率的关系的不意图表。
[0030] 图7为从现有与本发明的低温累中实施的振动测试中表示传感器位置的示意图。 图8为表示根据本发明的实施例的流入扩散器的结构示意图。
[0031] 附图标记的说明
[0032] 100;超低温冷冻机 110;冷冻机本体
[0033] 115;马达 117;磁辆
[0034] 120;流入阀 125、126 ;流入扩散器
[0035] 130;流出阀 135、136 ;流出扩散器
[0036] 140;阀板 150 ;气缸本体
[0037] 160 ;往复机 170 ;-档台
[003引 180 ;二档台 210 ;累主体
[0039] 230 ;软管 240 ;压缩机
【具体实施方式】
[0040] W下将参照附图对本发明的优选实施例的构成及作用进行详细说明。其中，应注 意的是，对各附图的结构要素赋予附图标记时，对于相同的结构要素，即便在不同的附图 上，也尽可能使用相同的附图标记进行标记。
[0041] 图2为表示本发明的实施例的低温累的构成的图。图3为表示本发明的实施例的 超低温冷冻机的构成的图。图4为用于说明在图3的超低温冷冻机中冷媒气体通过流入阀 而流入的状态的图。图5为用于说明在图3的超低温冷冻机中冷媒气体通过流出阀而流出 的状态的图。图6为表示从现有与本发明的超低温冷冻机中产生的噪音中声音的强度与频 率的关系的图。图7为从现有与本发明的低温累中实施的振动测试中表示传感器位置的 图。图8为表示本发明的实施例的流入扩散器的构成的图。
[0042] 参照图2及图3,本发明的低温累200可借助与图1所示的现有的低温累相同或类 似的冷却循环来运行。低温累用于在包括半导体生产领域的各种工业领域中营造高真空甚 至超高真空的环境。低温累通过将累内部的温度降低至例如绝对温度8K(约-265°C)水 平，降低气体分子的运动量，W冷凝或捕集方式使其无法运动，进而营造真空。
[00创低温累，例如利用斯特林循环、索尔维循环、吉福德-麦克马洪 佑ifTord-Macmahon)冷冻循环，可将累内部冷却至超低温，可使用氨化2)或氮化e)作为冷 媒。
[0044] 本发明的低温累包括累主体210,具有预定的收容空间；W及超低温冷冻机100， 与上述累主体210相连接，通过使冷媒气体膨胀来形成超低温。超低温冷冻机100通过软 管230与压缩机240相连接。压缩机240向超低温冷冻机侧100供给高压的冷媒气体，并 对从超低温冷冻机100返回的低压的冷媒气体进行再压缩。
[0045] 超低温冷冻机100与腔形态的一档阵列222相连接，在一档阵列222的上部可配 置挡板化affle)223。在一档阵列222的内部可设置与超低温冷冻机100的上端相连接的 二档阵列224。通过反复执行冷媒气体的膨胀过程，一档阵列222保持大致30至100K的 温度，二档阵列224下降至10至30K，可冷凝及吸附氣（Ar)、氮饰）、氧（〇2)等类型Typell 气体。
[0046] 累主体210可通过闽口阀20与需要真空的制程腔体10相连接。在闽口阀20开 放的状态下，可借助低温累使制程腔体10内部设置成高真空甚至超高真空。
[0047] 参照图2及图3,超低温冷冻机100包括冷冻机本体110、气缸本体150、马达 115、往复机160、流入阀120、流出阀130、流入扩散器（difTuser)125、126、流出扩散器 (diffuser) 135、136、阀板 140。
[0048] 冷冻机本体110具有可收容各种部件的收容空间。冷冻机本体110收容有马达 115、流出阀130、流出阀130等。
[0049] 气缸本体150与冷冻机本体110相连接，并具有可收容各种部件的收容空间。在 本实施例中，冷冻机本体110和气缸本体150W独立构件的形式构成，但冷冻机本体110和 气缸本体150能够W-体化形式构成。
[0化0] 马达115收容于冷冻机本体110内，传递动力，使得往复机160可进行直线运动。 [0化1] 往复机160收容于气缸本体150内，与马达115动力连接，借助马达115的旋转运 动来进行直线