TW201829915A - 低溫泵 - Google Patents

Abstract

本發明可減少低溫低溫板的熱負載並且提高基於低溫低溫板之排氣速度。低溫泵(10)具備：冷凍機(16)，其具備高溫冷卻台及低溫冷卻台；放射屏蔽件(30)，其熱耦合於高溫冷卻台，且從低溫泵進氣口沿軸向延伸為筒狀；低溫低溫板部，熱耦合於低溫冷卻台且被放射屏蔽件(30)包圍，該低溫低溫板部具備包括最靠近低溫泵進氣口配置之頂部低溫板(60a)之沿軸向排列之複數個低溫板(60)；及入口低溫板(32)，熱耦合於高溫冷卻台，並且配置於低溫泵進氣口且形成頂部低溫板收容分區(74)。

Description

低溫泵

本申請主張基於2017年2月7日申請之日本專利申請第2017-020092號的優先權。該申請的所有內容藉由參閱援用於本說明書中。 　　本發明係有關一種低溫泵。

低溫泵為藉由冷凝或吸附在被冷卻成極低溫之低溫板捕捉氣體分子以進行排氣之真空泵。低溫泵通常為實現半導體電路製造製程等所要求之潔淨的真空環境而使用。作為低溫泵的應用之一，例如如離子植入製程那樣，有時例如氫氣等非冷凝性氣體佔據應排出氣體的大半部分。非冷凝性氣體在冷卻為極低溫之吸附區域被吸附，藉此能夠首次被排出。 (先前技術文獻) (專利文獻) 　　專利文獻1：日本特開2012-237262號公報 　　專利文獻2：日本特表2008-514849號公報

(本發明所欲解決之課題) 　　通常，在低溫泵的進氣口配置有冷卻為第1冷卻溫度之高溫低溫板。高溫低溫板的1個作用在於，抑制冷卻為比第1冷卻溫度低的第2冷卻溫度之低溫低溫板的熱輸入。作為以排出非冷凝性氣體的排氣為主要用途之低溫泵採用比較小型的高溫低溫板。該情況下，被高溫低溫板覆蓋之進氣口面積比較小，藉此，通過進氣口而入射至低溫低溫板之非冷凝性氣體的流量增加，能夠提高非冷凝性氣體的排氣速度。其反面，高溫低溫板的小型化能夠增加對低溫低溫板的熱輸入。作為高溫低溫板典型地使用百葉窗，但亦無法忽視通過百葉窗板之間的間隙而對低溫低溫板的熱輸入。 　　本發明的一態樣的例示性的目的之一為，減少低溫低溫板的熱負載並且提高基於低溫低溫板之排氣速度。 (用以解決課題之手段) 　　依本發明的一態樣，低溫泵具備：冷凍機，其具備高溫冷卻台及低溫冷卻台；放射屏蔽件，熱耦合於前述高溫冷卻台，且從低溫泵進氣口沿軸向延伸為筒狀；低溫低溫板部，熱耦合於前述低溫冷卻台且被前述放射屏蔽件包圍，該低溫低溫板部具備包括最靠近前述低溫泵進氣口配置之頂部低溫板之沿軸向排列之複數個低溫板；及頂部低溫板收容低溫板，熱耦合於前述高溫冷卻台，並且配置於前述低溫泵進氣口且形成頂部低溫板收容分區。 　　另外，在方法、裝置、系統等之間相互置換本發明的構成要素和表現形式亦作為本發明的態樣同樣有效。 (發明之效果) 　　依本發明，能夠減少低溫低溫板的熱負載並且提高基於低溫低溫板之排氣速度。

以下，參閱附圖對用於實施本發明的形態進行詳細說明。說明及附圖中對相同或等同的構成要素、構件、處理標註相同符號，並適當省略重複說明。所描繪之各部的比例尺和形狀為便於說明而簡易設定，除非特別指明，則為非限制性解釋。實施形態為示例，對本發明的範圍不做任何限定。實施形態中所描述之所有特徵及其組合，未必為發明的本質。 　　圖1係概略地表示實施形態之低溫泵10之頂視圖。圖2概略地表示圖1所示之低溫泵10的A-A線截面。圖3係表示實施形態之低溫板排列的一部分之概略立體圖。 　　低溫泵10為了提高例如安裝於離子植入裝置、濺射裝置、蒸鍍裝置或其他真空處理裝置的真空腔室且將真空腔室內部的真空度提高至所希望的真空處理所要求之級別而使用。低溫泵10具有用於從真空腔室接收應排出之氣體的低溫泵進氣口(以下亦簡稱為“進氣口”)12。氣體通過進氣口12而進入到低溫泵10的內部空間14。 　　另外，以下為簡單明了地表示低溫泵10的構成要素的位置關係，有時使用“軸向”、“徑向”這樣的術語。低溫泵10的軸向表示通過進氣口12之方向(亦即，圖中沿中心軸C之方向)，徑向表示沿進氣口12之方向(與中心軸C垂直的方向)。為方便起見，有時關於軸向，相對靠近進氣口12則稱為“上”，相對較遠則稱為“下”。亦即，有時相對遠離低溫泵10的底部則稱為“上”，相對靠近則稱為“下”。關於徑向，靠近進氣口12的中心(圖中為中心軸C)則稱為“內”，靠近進氣口12的周緣則稱為“外”。另外，這種表現形式無關於低溫泵10安裝於真空腔室時的配置。例如，低溫泵10可以以使進氣口12沿鉛垂方向朝下的方式安裝於真空腔室。 　　又，有時將包圍軸向之方向稱為“周方向”。周方向為沿進氣口12之第2方向，且為與徑向正交之切線方向。 　　低溫泵10具備冷凍機16、第1段低溫板18、第2段低溫板總成20及低溫泵殼體70。第1段低溫板18亦可稱為高溫低溫板部或100K部。第2段低溫板總成20亦可稱為低溫低溫板部或10K部。 　　冷凍機16例如為吉福德-麥克馬洪式冷凍機(所謂GM冷凍機)等極低溫冷凍機。冷凍機16為二段式冷凍機。因此，冷凍機16具備第1冷卻台22及第2冷卻台24。冷凍機16構成為將第1冷卻台22冷卻為第1冷卻溫度，並將第2冷卻台24冷卻為第2冷卻溫度。第2冷卻溫度低於第1冷卻溫度。例如第1冷卻台22為65K～120K左右，80K～100K為較佳，第2冷卻台24被冷卻為10K～20K左右。 　　又，冷凍機16具備結構上由第1冷卻台22支撐第2冷卻台24，同時結構上由冷凍機16的室溫部26支撐第1冷卻台22之冷凍機結構部21。因此，冷凍機結構部21具備沿徑向同軸延伸之第1缸體23及第2缸體25。第1缸體23將冷凍機16的室溫部26連接於第1冷卻台22。第2缸體25將第1冷卻台22連接於第2冷卻台24。室溫部26、第1缸體23、第1冷卻台22、第2缸體25及第2冷卻台24依次排成一條直線。 　　第1缸體23及第2缸體25各自的內部配設有能夠往復移動的第1置換器及第2置換器(未圖示)。在第1置換器及第2置換器分別組裝有第1蓄冷器及第2蓄冷器(未圖示)。又，室溫部26具有用於使第1置換器及第2置換器往復移動的驅動機構(未圖示)。驅動機構包括以週期性地反覆向冷凍機16的內部供給與排出工作氣體(例如氦氣)的方式切換工作氣體的流路之流路切換機構。 　　冷凍機16與工作氣體的壓縮機(未圖示)連接。冷凍機16使藉由壓縮機加壓之工作氣體在內部膨脹以冷卻第1冷卻台22及第2冷卻台24。膨脹之工作氣體被壓縮機回收且再次被加壓。冷凍機16藉由包括工作氣體的供排及與其同步之第1置換器及第2置換器的往復移動之熱循環的反覆而產生寒冷。 　　圖示之低溫泵10為所謂的臥式低溫泵。臥式低溫泵通常指冷凍機16以與低溫泵10的中心軸C交叉(通常為正交)的方式配設之低溫泵。 　　第1段低溫板18具備放射屏蔽件30和頂部低溫板收容低溫板(以下，亦稱為“入口低溫板”)32，並包圍第2段低溫板總成20。第1段低溫板18提供用於保護第2段低溫板總成20免受來自低溫泵10的外部或低溫泵殼體70的輻射熱的極低溫表面。第1段低溫板18熱耦合於第1冷卻台22。藉此，第1段低溫板18被冷卻為第1冷卻溫度。第1段低溫板18與第2段低溫板總成20之間具有間隙，第1段低溫板18不與第2段低溫板總成20接觸。第1段低溫板18亦不與低溫泵殼體70接觸。 　　放射屏蔽件30為保護第2段低溫板總成20免受來自低溫泵殼體70的輻射熱而設置。放射屏蔽件30從進氣口12沿軸向延伸為筒狀(例如圓筒狀)。放射屏蔽件30位於低溫泵殼體70與第2段低溫板總成20之間且包圍第2段低溫板總成20。放射屏蔽件30具有用於從低溫泵10的外部向內部空間14接收氣體的屏蔽件主開口34。屏蔽件主開口34位於進氣口12。 　　放射屏蔽件30具備：屏蔽件前端36，確定屏蔽件主開口34；屏蔽件底部38，位於與屏蔽件主開口34相反的一側；及屏蔽件側部40，將屏蔽件前端36連接於屏蔽件底部38。屏蔽件側部40沿軸向從屏蔽件前端36向與屏蔽件主開口34相反的一側延伸，且以沿周方向包圍第2冷卻台24的方式延伸。 　　屏蔽件側部40具有供冷凍機結構部21插入之屏蔽件側部開口44。第2冷卻台24及第2缸體25通過屏蔽件側部開口44而從放射屏蔽件30的外部插入到放射屏蔽件30中。屏蔽件側部開口44為形成於屏蔽件側部40之安裝孔，例如為圓形。第1冷卻台22配置於放射屏蔽件30的外部。 　　屏蔽件側部40具備冷凍機16的安裝座46。安裝座46為用於將第1冷卻台22安裝於放射屏蔽件30的平坦部分，從放射屏蔽件30的外部觀察時稍微凹陷。安裝座46形成屏蔽件側部開口44的外周。第1冷卻台22安裝於安裝座46，藉此放射屏蔽件30熱耦合於第1冷卻台22。 　　如此代替將放射屏蔽件30直接安裝於第1冷卻台22，在一實施形態中，放射屏蔽件30可以經由額外的導熱構件而熱耦合於第1冷卻台22。導熱構件例如可以為兩端具有凸緣之中空的短筒。導熱構件可以為藉由其一端的凸緣固定於安裝座46，且藉由另一端的凸緣固定於第1冷卻台22。導熱構件可以包圍冷凍機結構部21而從第1冷卻台22向放射屏蔽件30延伸。屏蔽件側部40可以包括這種導熱構件。 　　圖示之實施形態中，放射屏蔽件30構成為一體的筒狀。取而代之，放射屏蔽件30可以以藉由複數個零件而整體呈筒狀的形狀的方式構成。該等複數個零件可以以彼此具有間隙的方式配設。例如，放射屏蔽件30可以沿軸向分割為2個部分。該情況下，放射屏蔽件30的上部為兩端被開放之筒，並具備屏蔽件前端36和屏蔽件側部40的第1部分。放射屏蔽件30的下部亦為兩端被開放之筒，並具備屏蔽件側部40的第2部分和屏蔽件底部38。屏蔽件側部40的第1部分與第2部分之間形成有沿周方向延伸之狹縫。該狹縫可以形成屏蔽件側部開口44的至少一部分。或者，屏蔽件側部開口44可以為其上半部分形成於屏蔽件側部40的第1部分，下半部分形成於屏蔽件側部40的第2部分。 　　放射屏蔽件30將包圍第2段低溫板總成20之氣體接收空間50形成於進氣口12與屏蔽件底部38之間。氣體接收空間50為低溫泵10的內部空間14的一部分，且為與第2段低溫板總成20沿徑向相鄰之區域。 　　入口低溫板32為了保護第2段低溫板總成20免受來自低溫泵10的外部的熱源(例如，安裝有低溫泵10的真空腔室內的熱源)的輻射熱而設置於進氣口12(或屏蔽件主開口34，下同)。又，以入口低溫板32的冷卻溫度冷凝之氣體(例如水分)被捕捉到其表面。 　　入口低溫板32在進氣口12處配置於與第2段低溫板總成20對應之部位。入口低溫板32佔據進氣口12的開口面積的中心部分，且在與放射屏蔽件30之間形成環狀的開放區域51。入口低溫板32可以佔據進氣口12的開口面積的至多1/3或至多1/4。如此一來，開放區域51可以佔據進氣口12的開口面積的至少2/3或至少3/4。開放區域51在進氣口12處位於與氣體接收空間50對應之部位。開放區域51為氣體接收空間50的入口，低溫泵10通過開放區域51將氣體接收至氣體接收空間50。 　　入口低溫板32經由入口低溫板安裝構件33安裝於屏蔽件前端36。入口低溫板安裝構件33為沿屏蔽件主開口34的直徑架設於屏蔽件前端36之棒狀的構件。如此，入口低溫板32固定於放射屏蔽件30，並熱耦合於放射屏蔽件30。入口低溫板32靠近第2段低溫板總成20，但不與其接觸。 　　第2段低溫板總成20設置於低溫泵10的內部空間14的中心部。第2段低溫板總成20具備沿軸向排列之複數個低溫板60及第2段板安裝構件62。第2段板安裝構件62從第2冷卻台24沿軸向朝上方及下方延伸。第2段低溫板總成20經由第2段板安裝構件62安裝於第2冷卻台24。如此一來，第2段低溫板總成20熱耦合於第2冷卻台24。藉此，第2段低溫板總成20被冷卻為第2冷卻溫度。 　　複數個低溫板60沿從屏蔽件主開口34朝向屏蔽件底部38之方向排列於(亦即沿中心軸C)第2段板安裝構件62上。複數個低溫板60沿軸向彼此隔著間隔而排列。 　　為便於說明，有時將複數個低溫板60中沿軸向最靠近進氣口12的稱為頂部低溫板60a，將複數個低溫板60中最靠近屏蔽件底部38的稱為底部低溫板60b。又，有時將第二靠近進氣口12的低溫板60亦即在頂部低溫板60a的軸向下方相鄰配置之低溫板60稱為相鄰低溫板60c。相鄰低溫板60c沿軸向配置於頂部低溫板60a的正下方。頂部低溫板60a被夾在入口低溫板32與相鄰低溫板60c之間。 　　頂部低溫板60a為平板，且與軸向垂直配置。向軸向觀察時的頂部低溫板60a的形狀例如為圓盤狀。頂部低溫板60a的中心位於低溫泵10的中心軸C上，且外周為圓形狀。頂部低溫板60a在複數個低溫板60中具有最小的直徑。 　　相鄰低溫板60c為倒圓錐台狀，以向軸向觀察時成為圓形狀的方式配置。相鄰低溫板60c的中心位於中心軸C上。相鄰低溫板60c的直徑大於頂部低溫板60a。另外，相鄰低溫板60c與頂部低溫板60a同樣為平板，例如可以為圓盤狀。 　　如圖2所示，在相鄰低溫板60c的軸向下方相鄰配置之至少1個低溫板60可以具有與相鄰低溫板60c相同的形狀。 　　底部低溫板60b與頂部低溫板60a同樣為平板，例如為圓盤狀。或者，底部低溫板60b可以與相鄰低溫板60c同樣為倒圓錐台狀。底部低溫板60b及其他低溫板60的中心亦同樣位於中心軸C上。底部低溫板60b的直徑大於頂部低溫板60a。底部低溫板60b的直徑可以大於相鄰低溫板60c。在底部低溫板60b的軸向上方相鄰配置之至少1個低溫板60可以具有與底部低溫板60b相同的形狀。 　　頂部低溫板60a及相鄰低溫板60c在軸向上配置於入口低溫板32與第2冷卻台24之間。底部低溫板60b在軸向上配置於第2冷卻台24與屏蔽件底部38之間。 　　第2段低溫板總成20中，在至少一部分表面形成有吸附區域64。吸附區域64為了藉由吸附來捕捉非冷凝性氣體(例如氫氣)而設置。吸附區域64例如藉由將吸附材(例如活性碳)黏著於低溫板表面而形成。吸附區域64可以形成於與上方相鄰之低溫板60的成為陰影之部位，避免從進氣口12看到。例如，吸附區域64形成於頂部低溫板60a的整個下表面(背面)。吸附區域64未設置於頂部低溫板60a的上表面(正面)。吸附區域64可以設置於底部低溫板60b及相鄰低溫板60c等其他低溫板60的整個上表面中心部及/或下表面。 　　又，在第2段低溫板總成20的至少一部分表面形成有藉由冷凝來捕捉冷凝性氣體的冷凝區域。冷凝區域例如為在低溫板表面上吸附材所空缺之區域，低溫板基材表面例如有金屬面露出。例如，底部低溫板60b的上表面外周部可以為冷凝區域。 　　低溫泵殼體70為收容第1段低溫板18、第2段低溫板總成20及冷凍機16之低溫泵10的筐體，其為以保持內部空間14的真空氣密的方式構成之真空容器。低溫泵殼體70以非接觸方式包含第1段低溫板18及冷凍機結構部21。低溫泵殼體70安裝於冷凍機16的室溫部26。 　　藉由低溫泵殼體70的前端，進氣口12被分隔。低溫泵殼體70具備從其前端朝向徑向外側延伸之進氣口凸緣72。進氣口凸緣72遍及低溫泵殼體70的整周而設置。低溫泵10使用進氣口凸緣72而安裝於真空排氣對象的真空腔室。 　　以下說明上述結構的低溫泵10的動作。低溫泵10在工作時，首先在該工作之前用其他適當的粗抽泵將真空腔室內部粗抽至1Pa左右。之後，使低溫泵10工作。藉由冷凍機16的驅動，第1冷卻台22及第2冷卻台24分別被冷卻為第1冷卻溫度及第2冷卻溫度。藉此，熱耦合於該等之第1段低溫板18、第2段低溫板總成20亦分別被冷卻為第1冷卻溫度及第2冷卻溫度。 　　入口低溫板32將從真空腔室朝向低溫泵10飛來之氣體冷卻。藉由第1冷卻溫度而蒸氣壓充分變低的(例如10^-8 Pa以下的)氣體在入口低溫板32的表面冷凝。該氣體可以稱為第1種氣體。第1種氣體例如為水蒸氣。如此，入口低溫板32能夠將第1種氣體排出。藉由第1冷卻溫度而蒸氣壓未充分變低的氣體的一部分從進氣口12進入內部空間14。或者，氣體的其他部分被入口低溫板32反射，而未進入到內部空間14。 　　進入到內部空間14之氣體藉由第2段低溫板總成20被冷卻。藉由第2冷卻溫度而蒸氣壓充分變低的(例如10^-8 Pa以下的)氣體在第2段低溫板總成20的表面冷凝。該氣體可以稱為第2種氣體。第2種氣體例如為氬氣。如此，第2段低溫板總成20能夠排出第2種氣體。 　　藉由第2冷卻溫度而蒸氣壓未充分變低的氣體被第2段低溫板總成20的吸附材吸附。該氣體可以稱為第3種氣體。第3種氣體例如為氫氣。如此，第2段低溫板總成20能夠排出第3種氣體。因此，低溫泵10能夠藉由冷凝或吸附排出各種氣體，且將真空腔室的真空度提升至所希望的級別。 　　接著，對實施形態之入口低溫板32及其周邊結構進行更詳細的說明。為便於理解，圖2中概略地示出有關入口低溫板32及相鄰低溫板60c的截面。圖3中概略地示出入口低溫板32、頂部低溫板60a及相鄰低溫板60c的位置關係。 　　入口低溫板32形成頂部低溫板收容分區74。頂部低溫板收容分區74形成於入口低溫板32的軸向下方。頂部低溫板60a收容於頂部低溫板收容分區74。如此，頂部低溫板60a被入口低溫板32覆蓋。 　　入口低溫板32以完全阻斷從低溫泵10的外部向頂部低溫板60a的氣體分子的直接入射的方式靠近頂部低溫板60a配置。在此，氣體分子向頂部低溫板60a的直接入射是指，氣體分子在頂部低溫板60a以外的其他低溫板(例如，放射屏蔽件30、入口低溫板32及低溫板60)連一次都未被反射而從低溫泵10的外部通過進氣口12入射至頂部低溫板60a。換言之，入口低溫板32以僅使至少有一次被頂部低溫板60a以外的其他低溫板反射之氣體分子入射至頂部低溫板60a的方式配置。來自低溫泵10的外部之輻射熱亦與氣體分子同樣地經過直線路徑，因此入口低溫板32能夠完全阻斷從低溫泵10的外部向頂部低溫板60a的輻射熱的直接入射。為了阻斷氣體分子及輻射熱，較佳為入口低溫板32不具有狹縫或孔等開口部。 　　第2段低溫板總成20的複數個低溫板60中，只有頂部低溫板60a收容於頂部低溫板收容分區74。頂部低溫板60a整體收容於頂部低溫板收容分區74。相鄰低溫板60c及其他低溫板60可以不在頂部低溫板收容分區74內。 　　入口低溫板32的中心位於中心軸C上。入口低溫板32的直徑大於頂部低溫板60a且小於底部低溫板60b。入口低溫板32的直徑與相鄰低溫板60c的直徑大致相等，例如可以為入口低溫板32的直徑的90%至110%。 　　入口低溫板32具備中心平板76及下方傾斜部78。中心平板76與頂部低溫板60a的上表面對置。中心平板76與頂部低溫板60a平行配置。中心平板76與軸向垂直配置，且沿徑向延伸。向軸向觀察時的中心平板76的形狀例如為圓盤狀。中心平板76的中心位於低溫泵10的中心軸C上，且外周為圓形狀。中心平板76的直徑與頂部低溫板60a的直徑大致相等，例如可以為入口低溫板32的直徑的90%至110%。入口低溫板32的中心平板76至頂部低溫板60a的距離比入口低溫板32的軸向高度(亦即自中心平板76至下方傾斜部78的最外周位置的軸向距離)小。入口低溫板安裝構件33固定於中心平板76的上表面。 　　又，入口低溫板32的下方傾斜部78以相對於中心平板76軸向朝下並且徑向朝外地傾斜的方式從中心平板76的外周延伸。下方傾斜部78設置於中心平板76的整周。下方傾斜部78的外周與中心平板76為同心圓。如此，下方傾斜部78包圍頂部低溫板60a的整個外周。下方傾斜部78可以相對於中心平板76傾斜30度至60度，例如大致45度。下方傾斜部78亦能夠稱之為裙部。如此，入口低溫板32具有圓錐台狀的形狀。 　　頂部低溫板收容分區74為藉由入口低溫板32的中心平板76和下方傾斜部78確定之圓錐台狀的空間。中心平板76相當於頂部低溫板收容分區74的所謂頂棚，下方傾斜部78相當於頂部低溫板收容分區74的側壁。 　　相鄰低溫板60c具備低溫板中心部80及上方傾斜部82。低溫板中心部80與頂部低溫板60a的下表面對置。亦即，低溫板中心部80與頂部低溫板60a上的吸附區域64對置。低溫板中心部80為平板，且與頂部低溫板60a平行配置。低溫板中心部80與軸向垂直配置，且沿徑向延伸。向軸向觀察時的低溫板中心部80的形狀例如為圓盤狀。低溫板中心部80的中心位於低溫泵10的中心軸C上，且外周為圓形狀。低溫板中心部80的直徑可以與中心平板76不同，亦可以相同。圖示例中，低溫板中心部80的直徑小於中心平板76。 　　又，相鄰低溫板60c的上方傾斜部82以相對於低溫板中心部80軸向朝上並且徑向朝外地傾斜的方式從低溫板中心部80的外周延伸。上方傾斜部82設置於低溫板中心部80的整周。上方傾斜部82的外周與低溫板中心部80為同心圓。如此，上方傾斜部82包圍頂部低溫板60a的整個外周。上方傾斜部82可以相對於低溫板中心部80傾斜例如30度至60度。上方傾斜部82的傾斜角度可以與下方傾斜部78的傾斜角度不同，亦可以相同。圖示例中，上方傾斜部82的傾斜角度可以小於下方傾斜部78的傾斜角度。如此，相鄰低溫板60c具有倒圓錐台狀的形狀。 　　相鄰低溫板60c的上方傾斜部82沿入口低溫板32的下方傾斜部78朝周方向延伸。如此，至頂部低溫板收容分區74的環狀入口84形成於上方傾斜部82與下方傾斜部78之間。 　　如上所述，相鄰低溫板60c為第2段低溫板總成20的一部分，入口低溫板32為第1段低溫板18的一部分。兩者被冷卻為不同的溫度，因此相鄰低溫板60c的上方傾斜部82與入口低溫板32的下方傾斜部78以非接觸方式配置。如此，環狀入口84遍及周方向而形成。又，環狀入口84的軸向高度(亦即下方傾斜部78的外周與上方傾斜部82的外周的軸向距離)比頂部低溫板60a與相鄰低溫板60c的軸向距離小。 　　環狀入口84為通往頂部低溫板收容分區74之唯一的氣體通道。從低溫泵10的外部通過開放區域51進入氣體接收空間50之氣體分子若不通過環狀入口84則無法進入頂部低溫板收容分區74。氣體分子在氣體接收空間50例如被放射屏蔽件30反射，且能夠通過環狀入口84進入到頂部低溫板收容分區74。 　　圖4係用於說明圖3所示之低溫板排列的一部分之氣體分子的運動情況的概略圖。為非冷凝性氣體時，進入到頂部低溫板60a與相鄰低溫板60c之間的區域(亦即頂部低溫板收容分區74的下半部分74b)之氣體分子86被相鄰低溫板60c的上表面反射，且能夠入射於頂部低溫板60a的下表面。藉此，氣體分子86被吸附於吸附區域64。 　　另一方面，進入到頂部低溫板60a與入口低溫板32之間的區域(亦即頂部低溫板收容分區74的上半部分74a)之氣體分子88在入口低溫板32的下表面或頂部低溫板60a的上表面被反射一次或複數次，而能夠再次入射到頂部低溫板收容分區74的下半部分74b。一部分氣體分子可能從環狀入口84被再次釋放，但環狀入口84狹窄，因此如此從頂部低溫板收容分區74脫離之氣體分子很少。如此一來，進入到頂部低溫板收容分區74之絕大部分的氣體分子被吸附於吸附區域64。 　　從上方朝向入口低溫板32之氣體分子90被入口低溫板32阻斷，而到達不到頂部低溫板60a。 　　假設沒有入口低溫板32，則來自低溫泵10的外部之氣體分子及輻射熱等熱負載其大部分作用於位於第2段低溫板總成20的最上部之頂部低溫板60a。但是，依實施形態之低溫泵10，入口低溫板32形成頂部低溫板收容分區74。如此，頂部低溫板60a收容於頂部低溫板收容分區74且被入口低溫板32覆蓋。因此，能夠減少第2段低溫板總成20的熱負載。 　　入口低溫板32比較小，能夠將進氣口12的開放區域51設定得比較大。因此，入口低溫板32不會顯著地妨礙非冷凝性氣體進入至低溫泵10的內部空間14。因此，低溫泵10能夠以很高的排氣速度排出非冷凝性氣體。 　　又，入口低溫板32以完全阻斷至頂部低溫板60a的氣體分子的直接入射的方式靠近頂部低溫板60a配置。因此，能夠顯著減少第2段低溫板總成20的熱負載。 　　頂部低溫板60a的上表面被入口低溫板32的中心平板76覆蓋，並且頂部低溫板60a的整周被入口低溫板32的下方傾斜部78包圍。入口低溫板32亦即頂部低溫板收容分區74為圓錐台狀。如此一來，不僅是對頂部低溫板60a的來自上方的熱入射，還能夠完全抑制來自側面的熱負載的進入。又，能夠增加進氣口12的開放區域51之非冷凝性氣體的流量。例如與入口低溫板32為圓筒狀之情況相比，非冷凝性氣體的流量增加。 　　在入口低溫板32的下方傾斜部78與相鄰低溫板60c的上方傾斜部82之間形成有至頂部低溫板收容分區74的環狀入口84。環狀入口84能夠沿周方向從整周在頂部低溫板收容分區74中接收非冷凝性氣體。通過環狀入口84進入到頂部低溫板收容分區74之非冷凝性氣體能夠在頂部低溫板60a的吸附區域64被捕捉。 　　只有頂部低溫板60a收容於頂部低溫板收容分區74。依本發明人的研究，該情況下，能夠最均衡地實現第2段低溫板總成20的熱負載減少和非冷凝性氣體的排氣速度的提高。 　　頂部低溫板60a為平板，因此軸向高度小。藉此，亦能夠將入口低溫板32的軸向高度設定得小。 　　以上，依據實施例對本發明進行了說明。本領域技術人員當然能夠理解，本發明並不限定於上述實施形態，其能夠進行各種設計變更且存在各種變形例，並且這種變形例亦屬於本發明的範圍。 　　上述實施形態中，頂部低溫板收容低溫板以完全阻斷從低溫泵的外部至頂部低溫板的氣體分子的直接入射的方式靠近頂部低溫板配置。但是，頂部低溫板收容低溫板亦可以局部阻斷從低溫泵的外部至頂部低溫板的氣體分子的直接入射的方式靠近頂部低溫板配置。 　　頂部低溫板收容低溫板並不限定於圓錐狀，例如可以為圓筒狀。頂部低溫板收容低溫板可以具備：中心平板，與頂部低溫板的上表面對置；及外周部，相對於中心平板軸向朝下而垂直地從前述中心平板的外周延伸且包圍頂部低溫板的整個外周。頂部低溫板收容分區可以為由中心平板和外周部確定之圓筒狀的空間。 　　相鄰低溫板並不限定於倒圓錐台狀，例如可以為圓筒狀。相鄰低溫板可以具備：低溫板中心部，與頂部低溫板的下表面對置；及外周部，相對於低溫板中心部軸向朝上而垂直地從低溫板中心部的外周延伸。相鄰低溫板的外周部可以沿頂部低溫板收容低溫板的外周部向周方向延伸。至頂部低溫板收容分區的環狀入口可以形成於相鄰低溫板的外周部與頂部低溫板收容低溫板的外周部之間。 　　頂部低溫板收容低溫板可以收容複數個低溫板。例如，頂部低溫板收容低溫板可以收容頂部低溫板、及沿軸向在頂部低溫板的正下方相鄰配置之低溫板。 　　頂部低溫板可以具有與平板不同的形狀。頂部低溫板可以具有與圓盤不同的形狀。

10‧‧‧低溫泵

12‧‧‧進氣口

16‧‧‧冷凍機

20‧‧‧第2段低溫板總成

30‧‧‧放射屏蔽件

32‧‧‧入口低溫板

60‧‧‧低溫板

60a‧‧‧頂部低溫板

60c‧‧‧相鄰低溫板

74‧‧‧頂部低溫板收容分區

76‧‧‧中心平板

78‧‧‧下方傾斜部

80‧‧‧低溫板中心部

82‧‧‧上方傾斜部

84‧‧‧環狀入口

圖1係概略地表示實施形態之低溫泵之頂視圖。 　　圖2概略地表示圖1所示之低溫泵的A-A線截面。 　　圖3係表示實施形態之低溫板排列的一部分之概略立體圖。 　　圖4係用於說明圖3所示之低溫板排列的一部分之氣體分子的運動情況的概略圖。

Claims (6)

1. 一種低溫泵，其特徵為，具備： 　　冷凍機，其具備高溫冷卻台及低溫冷卻台； 　　放射屏蔽件，其熱耦合於前述高溫冷卻台，且從低溫泵進氣口沿軸向延伸為筒狀； 　　低溫低溫板部，其熱耦合於前述低溫冷卻台且被前述放射屏蔽件包圍，該低溫低溫板部具備包括最靠近前述低溫泵進氣口配置之頂部低溫板之沿軸向排列之複數個低溫板；及 　　頂部低溫板收容低溫板，其熱耦合於前述高溫冷卻台，並且配置於前述低溫泵進氣口且形成頂部低溫板收容分區。
2. 如申請專利範圍第1項所述之低溫泵，其中 　　前述頂部低溫板收容低溫板以完全阻斷從前述低溫泵的外部至前述頂部低溫板的氣體分子的直接入射的方式靠近前述頂部低溫板配置。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之低溫泵，其中 　　前述頂部低溫板收容低溫板具備：中心平板，與前述頂部低溫板的上表面對置；及下方傾斜部，以相對於前述中心平板軸向朝下並且徑向朝外地傾斜的方式從前述中心平板的外周延伸，且包圍前述頂部低溫板的整個外周， 　　前述頂部低溫板收容分區為由前述中心平板和前述下方傾斜部確定之圓錐台狀的空間。
4. 如申請專利範圍第1或2項所述之低溫泵，其中 　　前述低溫低溫板部的前述複數個低溫板包括在前述頂部低溫板的軸向下方相鄰配置之相鄰低溫板，前述相鄰低溫板具備：低溫板中心部，與前述頂部低溫板的下表面對置；及上方傾斜部，以相對於前述低溫板中心部軸向朝上並且徑向朝外地傾斜的方式從前述低溫板中心部的外周延伸， 　　前述相鄰低溫板的前述上方傾斜部沿前述頂部低溫板收容低溫板的下方傾斜部而向周方向延伸， 　　至前述頂部低溫板收容分區的環狀入口形成於前述上方傾斜部與前述下方傾斜部之間。
5. 如申請專利範圍第1或2項所述之低溫泵，其中 　　前述低溫低溫板部的前述複數個低溫板中，只有前述頂部低溫板收容於前述頂部低溫板收容分區。
6. 如申請專利範圍第1或2項所述之低溫泵，其中 　　前述頂部低溫板為平板。