(57)【要約】【課題】水素ガスなどの非凝縮性気体の高速排気に適するクライオポンプを提供する。【解決手段】クライオポンプ１０は、吸着領域４８を両面に有する複数のクライオパネルを備えるクライオパネルアセンブリ２０と、クライオパネルアセンブリ２０を囲むガス受入空間５０を形成する放射シールド３０と、吸気口１２に配設されている放射カバー３２と、を備える。放射カバー３２は、吸気口１２においてクライオパネルアセンブリ２０に対応する場所に配置されている主プレート５２と、吸気口１２においてガス受入空間５０に対応する場所に配置されているルーバー部５４と、を備える。放射カバー３２は、ルーバー部５４を備えなくてもよい。【選択図】図１
2014173424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸着領域を両面に有する複数のクライオパネルを備えるクライオパネルアセンブリと、
前記クライオパネルアセンブリを囲むガス受入空間を形成する放射シールドと、
クライオポンプ吸気口に配設されている放射カバーであって、前記クライオポンプ吸気口において前記クライオパネルアセンブリに対応する場所に配置されている主プレートと、前記クライオポンプ吸気口において前記ガス受入空間に対応する場所に配置されているルーバー部と、を備える放射カバーと、を備えることを特徴とするクライオポンプ。
【請求項２】
前記ルーバー部は、前記クライオポンプ吸気口の横断方向に垂直な高さ方向に第１高さを有するように前記横断方向に交差して配設される複数の羽板を備え、
前記主プレートは、前記高さ方向に前記第１高さより小さい第２高さを有することを特徴とする請求項１に記載のクライオポンプ。
【請求項３】
前記クライオパネルアセンブリは、前記主プレートに対向するトップパネルを備え、
前記主プレートは、前記トップパネルの投影面積の少なくとも８０％を覆い、かつ前記クライオポンプ吸気口の開口面積の多くとも１／３を占めることを特徴とする請求項１または２に記載のクライオポンプ。
【請求項４】
前記主プレートは、前記クライオポンプ吸気口の横断方向に沿って延在する平板であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のクライオポンプ。
【請求項５】
前記クライオパネルアセンブリと前記主プレートとの距離が５ｃｍ以内であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のクライオポンプ。
【請求項６】
吸着領域を両面に有する複数のクライオパネルを備えるクライオパネルアセンブリと、
クライオポンプ吸気口に配設されている放射カバーと、を備え、
前記クライオパネルアセンブリは、前記放射カバーに対向するトップパネルを備え、
前記放射カバーは、前記トップパネルの投影面積の少なくとも８０％を覆い、かつ前記クライオポンプ吸気口の開口面積の多くとも１／３を占める主プレートを備えることを特徴とするクライオポンプ。
【請求項７】
前記クライオパネルアセンブリを囲むガス受入空間を形成する放射シールドをさらに備え、
前記ガス受入空間を前記クライオポンプの外に接続するように前記主プレートの外側領域が開放されていることを特徴とする請求項６に記載のクライオポンプ。
【請求項８】
前記主プレートは、前記クライオポンプ吸気口の横断方向に沿って延在する平板であることを特徴とする請求項６または７に記載のクライオポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クライオポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のクライオポンプは、第１ステージコールドヘッドとこれに接続されている第１ステージシールド及び第１ステージバッフル、第２ステージコールドヘッドとこれに接続されている第２ステージクライオパネル、この第２ステージクライオパネル裏面に取り付けられた吸着体から構成されている。このクライオポンプは、Ｈｅ冷凍機により冷却された第１ステージシールド、第１ステージバッフル、第２ステージクライオパネルに気体を凝縮させて真空排気を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２１３０６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明のある態様の例示的な目的のひとつは、水素ガスなどの非凝縮性気体の高速排気に適するクライオポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のある態様によると、吸着領域を両面に有する複数のクライオパネルを備えるクライオパネルアセンブリと、前記クライオパネルアセンブリを囲むガス受入空間を形成する放射シールドと、クライオポンプ吸気口に配設されている放射カバーであって、前記クライオポンプ吸気口において前記クライオパネルアセンブリに対応する場所に配置されている主プレートと、前記クライオポンプ吸気口において前記ガス受入空間に対応する場所に配置されているルーバー部と、を備える放射カバーと、を備えることを特徴とするクライオポンプが提供される。
【０００６】
本発明のある態様によると、吸着領域を両面に有する複数のクライオパネルを備えるクライオパネルアセンブリと、クライオポンプ吸気口に配設されている放射カバーと、を備え、前記クライオパネルアセンブリは、前記放射カバーに対向するトップパネルを備え、前記放射カバーは、前記トップパネルの投影面積の少なくとも８０％を覆い、かつ前記クライオポンプ吸気口の開口面積の多くとも１／３を占める主プレートを備えることを特徴とするクライオポンプが提供される。
【０００７】
なお、本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、水素ガスなどの非凝縮性気体の高速排気に適するクライオポンプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のある実施の形態に係るクライオポンプの主要部を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の他の実施の形態に係るクライオポンプの主要部を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本発明のある実施の形態に係るクライオポンプ１０の主要部を模式的に示す断面図である。クライオポンプ１０は、例えばイオン注入装置やスパッタリング装置等の真空チャンバに取り付けられて、真空チャンバ内部の真空度を所望のプロセスに要求されるレベルまで高めるために使用される。クライオポンプ１０は、気体を受け入れるための吸気口１２を有する。クライオポンプ１０が取り付けられた真空チャンバから吸気口１２を通じて、排気されるべき気体がクライオポンプ１０の内部空間１４に進入する。図１は、クライオポンプ１０の内部空間１４の中心軸Ａを含む断面を示している。
【００１１】
なお以下では、クライオポンプ１０の構成要素の位置関係をわかりやすく表すために、「軸方向」、「放射方向」との用語を使用することがある。軸方向は吸気口１２を通る方向（図１において一点鎖線Ａに沿う方向）を表し、放射方向は吸気口１２に沿う方向（一点鎖線Ａに垂直な方向）を表す。便宜上、軸方向に関して吸気口１２に相対的に近いことを「上」、相対的に遠いことを「下」と呼ぶことがある。つまり、クライオポンプ１０の底部から相対的に遠いことを「上」、相対的に近いことを「下」と呼ぶことがある。放射方向に関しては、吸気口１２の中心（図１において中心軸Ａ）に近いことを「内」、吸気口１２の周縁に近いことを「外」と呼ぶことがある。放射方向は径方向とも言える。なお、こうした表現はクライオポンプ１０が真空チャンバに取り付けられたときの配置とは関係しない。例えば、クライオポンプ１０は鉛直方向に吸気口１２を下向きにして真空チャンバに取り付けられてもよい。
【００１２】
クライオポンプ１０は、冷凍機１６を備える。冷凍機１６は、例えばギフォード・マクマホン式冷凍機（いわゆるＧＭ冷凍機）などの極低温冷凍機である。冷凍機１６は、第１ステージ２２及び第２ステージ２４を備える二段式の冷凍機である。冷凍機１６は、第１ステージ２２を第１温度レベルに冷却し、第２ステージ２４を第２温度レベルに冷却するよう構成されている。第２温度レベルは第１温度レベルよりも低温である。例えば、第１ステージ２２は６５Ｋ〜１２０Ｋ程度、好ましくは８０Ｋ〜１００Ｋに冷却され、第２ステージ２４は１０Ｋ〜２０Ｋ程度に冷却される。
【００１３】
図１に示されるクライオポンプ１０は、いわゆる横型のクライオポンプである。横型のクライオポンプとは一般に、冷凍機１６がクライオポンプ１０の内部空間１４の中心軸Ａに交差する（通常は直交する）よう配設されているクライオポンプである。本発明はいわゆる縦型のクライオポンプにも同様に適用することができる。縦型のクライオポンプとは、冷凍機がクライオポンプの軸方向に沿って配設されているクライオポンプである。
【００１４】
クライオポンプ１０は、第１クライオパネル１８と、クライオパネルアセンブリ２０と、を備える。第１クライオパネル１８は、クライオポンプ１０の外部またはクライオポンプ容器３８からの輻射熱からクライオパネルアセンブリ２０を保護するために設けられているクライオパネルである。第１クライオパネル１８は、放射シールド３０と放射カバー３２とを備え、クライオパネルアセンブリ２０を包囲する。第１クライオパネル１８は第１ステージ２２に熱的に接続されている。よって第１クライオパネル１８は第１温度レベルに冷却される。
【００１５】
クライオパネルアセンブリ２０は、クライオポンプ１０の内部空間１４の中心部に設けられている。クライオパネルアセンブリ２０は、複数のクライオパネルと、パネル取付部材４２と、を備える。クライオパネルアセンブリ２０は、パネル取付部材４２を介して第２ステージ２４に取り付けられている。このようにして、クライオパネルアセンブリ２０は、第２ステージ２４に熱的に接続されている。よって、クライオパネルアセンブリ２０は第２温度レベルに冷却される。
【００１６】
クライオパネルアセンブリ２０においては、少なくとも一部の表面に吸着領域４８が形成されている。吸着領域４８は非凝縮性気体（例えば水素）を吸着により捕捉するために設けられている。吸着領域４８は例えば吸着剤（例えば活性炭）をクライオパネル表面に接着することにより形成される。また、クライオパネルアセンブリ２０の少なくとも一部の表面には凝縮性気体を凝縮により捕捉するための凝縮領域が形成されている。凝縮領域は例えば、クライオパネル表面上で吸着剤の欠落した区域であり、クライオパネル基材表面例えば金属面が露出されている。よって凝縮領域は非吸着領域と呼ぶこともできる。したがって、クライオパネルアセンブリ２０は、その一部に凝縮領域（または非吸着領域ともいう）を有する吸着パネルまたはクライオソープションパネル４４を備える。
【００１７】
複数のクライオソープションパネル４４が、シールド開口２６からシールド底部３４へと向かう方向に沿って（即ち中心軸Ａに沿って）配列されている。複数のクライオソープションパネル４４はそれぞれ中心軸Ａに垂直に延在する平板（例えば円板）であり、互いに平行にパネル取付部材４２に取り付けられている。以下では説明の便宜上、複数のクライオソープションパネル４４のうち最も吸気口１２に近いものをトップパネル４６と呼び、複数のクライオソープションパネル４４のうち最もシールド底部３４に近いものをボトムパネル４７と呼ぶことがある。
【００１８】
クライオパネルアセンブリ２０は、吸気口１２とシールド底部３４との間で軸方向に沿って細長く延びている。クライオパネルアセンブリ２０の軸方向の垂直投影の外形寸法よりも、軸方向におけるクライオパネルアセンブリ２０の上端から下端までの距離は長い。例えば、クライオソープションパネル４４の幅または直径よりも、トップパネル４６とボトムパネル４７との間隔が大きい。
【００１９】
クライオパネルアセンブリ２０の上端と放射カバー３２（具体的には例えばトップパネル４６と後述の主プレート５２）との軸方向距離は、５ｃｍ以内、好ましくは３ｃｍ以内、より好ましくは１ｃｍ以内である。この軸方向距離は、クライオソープションパネル４４間距離の約０．５〜１．５倍であってもよい。このようにクライオパネルアセンブリ２０と放射カバー３２とは狭い間隔を隔てて対向する。クライオパネルアセンブリ２０を放射カバー３２に接近させることにより、シールド底部３４に向けて多数のクライオソープションパネル４４を配列することができる。こうしてクライオポンプ１０の吸着領域面積を大きくすることができるので、クライオポンプ１０は非凝縮性気体の高速排気に好適である。
【００２０】
クライオパネルアセンブリ２０の上端と放射カバー３２との軸方向距離は、クライオポンプ１０の組立作業を容易にするために、ある程度の間隔例えば０．５ｃｍより大きいことが好ましい。
【００２１】
クライオソープションパネル４４は、中心軸Ａに垂直に延在する平板（例えば円板）であり、その両面に吸着領域４８が形成されている。吸着領域４８は、吸気口１２から見えないように、上方に隣接するクライオソープションパネル４４の陰となる場所に形成されている。つまり、吸着領域４８は各クライオソープションパネル４４の上面中心部と下面全域に形成されている。ただし、トップパネル４６の上面に吸着領域４８は設けられていない。
【００２２】
複数のクライオソープションパネル４４は図示されるようにそれぞれ同一形状を有してもよいし、異なる形状（例えば異なる径）を有してもよい。複数のクライオソープションパネル４４のうちあるクライオソープションパネル４４は、その上方に隣接するクライオソープションパネル４４と同一形状を有するか、または大型であってもよい。その結果、ボトムパネル４７はトップパネル４６より大きくてもよい。ボトムパネル４７の面積は、トップパネル４６の面積の約１．５倍〜約５倍であってもよい。
【００２３】
また、複数のクライオソープションパネル４４の間隔は図示されるように一定であってもよいし、互いに異なっていてもよい。
【００２４】
本出願人が先に提案したクライオポンプもまた、非凝縮性気体の排気に適するクライオパネルアセンブリ、または複数のクライオソープションパネルの配列を備える。こうしたクライオポンプは、例えば、特開２０１２−２３７２６２号公報、米国特許出願公開第２０１３／０００８１８９号、特願２０１２−２４９００１号に開示されている。これらの全体が本願明細書に参照により援用される。
【００２５】
放射シールド３０は、クライオポンプ容器３８の輻射熱からクライオパネルアセンブリ２０を保護するために設けられている。放射シールド３０は、クライオポンプ容器３８とクライオパネルアセンブリ２０との間にあり、クライオパネルアセンブリ２０を囲む。放射シールド３０は、シールド開口２６を画定するシールド前端２８と、シールド開口２６に対向するシールド底部３４と、シールド前端２８からシールド底部３４へと延在するシールド側部３６と、を備える。シールド開口２６は吸気口１２に位置する。放射シールド３０は、シールド底部３４が閉塞された筒形（例えば円筒）の形状を有し、カップ状に形成されている。
【００２６】
シールド側部３６には冷凍機１６の取付のための孔があり、その孔から冷凍機１６の第２ステージ２４が放射シールド３０の中に挿入されている。その取付孔の外周部にて放射シールド３０の外面に第１ステージ２２が固定されている。こうして放射シールド３０は第１ステージ２２に熱的に接続されている。
【００２７】
なお放射シールド３０は図示されるような一体の筒状に構成されていなくてもよく、複数のパーツにより全体として筒状の形状をなすように構成されていてもよい。これら複数のパーツは互いに間隙を有して配設されていてもよい。例えば、放射シールド３０は軸方向に２つの部分に分割されていてもよい。この場合、放射シールド３０の上部は両端が開放された筒であり、放射シールド３０の下部は上端が開放され下端にシールド底部３４を有する。
【００２８】
放射シールド３０は、クライオパネルアセンブリ２０を囲むガス受入空間５０を、吸気口１２とシールド底部３４との間に形成する。ガス受入空間５０は、クライオポンプ１０の内部空間１４の一部であり、クライオパネルアセンブリ２０に放射方向に隣接する領域である。ガス受入空間５０は、軸方向に吸気口１２からシールド底部３４にわたって各クライオソープションパネル４４の外周を囲む。
【００２９】
放射カバー３２は、クライオポンプ１０の外部の熱源（例えば、クライオポンプ１０が取り付けられる真空チャンバ内の熱源）からの輻射熱からクライオパネルアセンブリ２０を保護するために、吸気口１２に設けられている。放射カバー３２はカバー取付部材（図示せず）を介してシールド前端２８に取り付けられる。こうして放射カバー３２は放射シールド３０に固定され、放射シールド３０に熱的に接続されている。
【００３０】
放射カバー３２は、主プレート５２と、ルーバー部５４と、を備える。主プレート５２は、吸気口１２においてクライオパネルアセンブリ２０に対応する場所に配置されている。クライオパネルアセンブリ２０が内部空間１４の中心部にあるので、主プレート５２は、吸気口１２の中心部に位置する。ルーバー部５４は、吸気口１２においてガス受入空間５０に対応する場所に配置されている。ガス受入空間５０がクライオパネルアセンブリ２０を囲むように内部空間１４の外周部にあるので、ルーバー部５４は、吸気口１２の外周部に位置する。
【００３１】
主プレート５２は、クライオパネルアセンブリ２０の軸方向上方に位置し、クライオパネルアセンブリ２０を覆う。主プレート５２は、トップパネル４６に対向する。主プレート５２は、トップパネル４６の軸方向垂直投影面積の少なくとも８０％、または少なくとも９０％を覆う。主プレート５２は、トップパネル４６の軸方向垂直投影面積の全体を覆っていてもよい。このようにして、主プレート５２は、吸気口１２に遮蔽部分を形成する。したがって、主プレート５２によってクライオパネルアセンブリ２０のトップパネル４６への熱輻射を遮蔽することができる。
【００３２】
主プレート５２は、クライオパネルアセンブリ２０（例えば、ボトムパネル４７）の軸方向垂直投影面積の一部を覆っていてもよい。主プレート５２は、クライオパネルアセンブリ２０（例えば、ボトムパネル４７）の軸方向垂直投影面積の少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、または少なくとも５０％を覆っていてもよい。例えば、ボトムパネル４７の面積がトップパネル４６の面積の約３．５倍である場合、トップパネル４６の軸方向垂直投影面積の８０％は、ボトムパネル４７の軸方向垂直投影面積の約２３％に相当する。
【００３３】
また、主プレート５２は、吸気口１２の開口面積の多くとも１／３、または多くとも１／４を占める。このようにして、吸気口１２の開口面積の少なくとも２／３、または少なくとも３／４を占める開放領域５６が主プレート５２の外側に形成される。開放領域５６は、主プレート５２と放射シールド３０のシールド前端２８との間に環状に形成されている。開放領域５６によってクライオポンプ１０の外部空間が内部空間１４に接続される。開放領域５６はガス受入空間５０に連続する。よって、開放領域５６を通じてガス受入空間５０にガスを受け入れることができる。
【００３４】
主プレート５２は、吸気口１２の横断方向、すなわち放射方向に沿って延在する平板である。主プレート５２は例えば円板である。典型的なクライオポンプのルーバーは多数の羽板を備えるので、それらの加工及び組付に相当の費用がかかる。しかし、本実施形態によると、放射カバー３２の主要部分を平板で構成することにより、放射カバー３２を低コストに製作することができるという利点がある。
【００３５】
開放領域５６にルーバー部５４が配置されている。ルーバー部５４は、吸気口１２の横断方向に垂直な高さ方向（すなわち軸方向）に第１高さＨ１を有するように横断方向に交差して配設される複数の羽板５８を備える。各羽板５８はそれぞれ径の異なる円すい台の側面の形状に形成されて同心円状に配列されているリング状の部材である。各羽板５８は、放射方向外向きに斜め下方に向けられている。つまり羽板５８間の隙間はシールド側部３６に向けられている。各羽板５８は、同じ角度（例えば４５度）だけ傾斜している。なお各羽板５８は吸気口１２の横断方向に垂直に交差して配設されていてもよい。ルーバー部５４は格子状等他の形状に形成されていてもよい。
【００３６】
主プレート５２は、吸気口１２の横断方向に垂直な高さ方向（すなわち軸方向）に第２高さＨ２を有する。第２高さＨ２は第１高さＨ１より小さい。本実施形態では、第２高さＨ２は、主プレート５２の厚さである。主プレート５２はルーバー部５４の中に収められている。主プレート５２はいわば、吸気口１２の横断方向に沿って横たえられた幅広の羽板である。よって放射カバー３２は、高さ方向に第１高さＨ１を有するように横断方向に交差して配設される幅狭羽板と、高さ方向に第２高さＨ２を有するように配設される幅広羽板と、を備える。このように大型の羽板を部分的に用いることによって、少数の部品で効率的に吸気口１２に遮蔽部分を形成することができる。
【００３７】
放射カバー３２の高さはルーバー部５４の高さにより決定され、主プレート５２は放射カバー３２の高さ増加をもたらさない。したがって、クライオパネルアセンブリ２０など周辺の構成要素と干渉することなく、典型的なルーバー構造を放射カバー３２に置き換えることができる。
【００３８】
クライオポンプ容器３８は、第１クライオパネル１８及びクライオパネルアセンブリ２０を収容するクライオポンプ１０の筐体である。吸気口１２は、クライオポンプ容器３８の前端４０によって画定されている。クライオポンプ容器３８は、内部空間１４の真空気密を保持するよう構成されている真空容器である。
【００３９】
クライオポンプ１０が運転されるとき、上述のように第１クライオパネル１８（放射シールド３０及び放射カバー３２）は第１温度レベルに冷却され、クライオパネルアセンブリ２０はそれより低温である第２温度レベルに冷却される。図１においては、クライオポンプ１０の外から吸気口１２に向かう輻射熱及び水素分子をそれぞれ実線及び破線の矢印で例示する。
【００４０】
放射カバー３２は、吸気口１２で輻射熱を遮蔽する。主プレート５２は上述のようにクライオパネルアセンブリ２０を実質的に覆うよう配設されているので、クライオパネルアセンブリ２０への輻射熱が遮蔽される。ルーバー部５４の羽板５８も熱を遮蔽する。輻射熱の一部はルーバー部５４の羽板５８間の隙間から内部空間１４に進入する。羽板５８間の隙間が放射シールド３０に向けられているので、進入した輻射熱は放射シールド３０に吸収される。
【００４１】
また、放射カバー３２は、吸気口１２に進入する気体分子（例えば水素分子などの非凝縮性気体）の一部の通過を許容する。ルーバー部５４の羽板５８間の隙間から気体分子はガス受入空間５０に進入する。進入した気体分子は放射シールド３０で反射され、クライオパネルアセンブリ２０に向けられる。そうして、気体分子はクライオパネルアセンブリ２０の吸着領域に吸着される。
【００４２】
クライオポンプ１０は上述のように、吸着領域４８を吸気口１２に露出しない設計を有する。例えば、トップパネル４６の上面に吸着領域４８が設けられていない。トップパネル４６の上面及びその他の露出された部分は凝縮領域であり、非凝縮性気体の吸着能力を有しない。
【００４３】
本実施形態に係る放射カバー３２は、こうした非露出型のクライオパネルアセンブリ２０に特に好適である。仮に、典型的なクライオポンプのルーバー構造をクライオポンプ１０に適用したとすると、羽板間の隙間を通じて非吸着領域（例えばトップパネル４６の上面）に気体分子が入射する。気体分子は反射され、クライオポンプ１０の外部に戻されるかクライオポンプ１０内の他の場所に向かう。気体分子と同様に輻射熱もまた直線的に非吸着領域に入射する。つまり、露出された非吸着領域は気体の吸着に役立っていないにもかかわらず輻射熱にさらされる。輻射熱による熱負荷は冷凍機１６の冷凍能力を無駄に消費する。
【００４４】
本実施形態によると、典型的なルーバー構造に代えて、吸気口１２においてクライオパネルアセンブリ２０に対応する場所が主プレート５２で覆われている。したがって、クライオパネルアセンブリ２０への無駄な熱負荷が効果的に抑制される。また、主プレート５２は非吸着領域に入射するであろう気体分子を妨げているに過ぎないので、非凝縮性気体の排気速度に影響を与えない。よって、非凝縮性気体の排気速度を減らすことなく熱負荷を軽減することができる。
【００４５】
こうした利点は、吸着領域４８を露出させる設計のクライオポンプにおいても得ることができる。よって、クライオポンプ１０は、トップパネル４６及びその他の露出部分に吸着領域４８を備えてもよい。
【００４６】
非凝縮性気体の高速排気に適するクライオパネルアセンブリ２０は軸方向に長くなる傾向にある。それは、多数のクライオソープションパネル４４を内部空間１４に配列して大面積の吸着領域を形成するためである。クライオパネルアセンブリ２０が軸方向に長くなると、クライオパネルアセンブリ２０の上部が吸気口１２に近接して配置されるのでクライオパネルアセンブリ２０への熱負荷が大きくなる。クライオパネルアセンブリ２０を主プレート５２で覆うとき、気体分子はクライオパネルアセンブリ２０上部に直接入射しにくくなる。しかし、ガス受入空間５０を経由して（例えば放射シールド３０で反射して）、大半の気体分子はクライオパネルアセンブリ２０の吸着領域４８に到達する。つまり主プレート５２による排気速度の減少は多くの場合、受忍し得る範囲にある。したがって、主プレート５２を使用して熱負荷を軽減することは、吸着領域４８を露出させる設計のクライオポンプにおいても有意義であると考えられる。
【００４７】
充分な大きさのガス受入空間５０を確保するために、クライオパネルアセンブリ２０の少なくとも上部（例えば、トップパネル４６）は、軸方向に見て比較的小型である。例えば、トップパネル４６の軸方向垂直投影面積の８０％、９０％、または全部が、吸気口１２の開口面積の１／３より小さい。あるいは、トップパネル４６の軸方向垂直投影面積の８０％、９０％、または全部が、吸気口１２の開口面積の１／４より小さくてもよい。このようにして、ガス受入空間５０に充分に気体分子を受け入れるようにガス受入空間５０の放射方向の幅（例えば、クライオソープションパネル４４と放射シールド３０との距離）を定めることができる。
【００４８】
図２は、本発明の他の実施の形態に係るクライオポンプ１０を模式的に示す断面図である。図２に示すクライオポンプ１０は、図１に示すクライオポンプ１０とは異なり、クライオポンプ１０の放射カバー３２がルーバー部５４を備えていない。クライオポンプ１０のその他の構成については同様である。
【００４９】
主プレート５２の外側にある吸気口１２の領域は、ガス受入空間５０をクライオポンプ１０の外に接続するよう開放されている開放領域５６である。放射カバー３２は、主プレート５２とそれを放射シールド３０に取り付けるためのカバー取付部材（図示せず）からなる。開放領域５６は、放射カバー３２によって覆われていない吸気口１２の開口面積の非被覆部分であり、実質的に完全に開放されている。ルーバー部５４を開放領域５６に有しないことにより、吸気口１２のコンダクタンスが大きくなる。これは非凝縮性気体の排気速度の増加をもたらす。
【００５０】
ルーバー部５４が取り外されていることにより、開放領域５６を通じた熱負荷が増加するかもしれない。しかし、図２に示すクライオポンプ１０は主プレート５２を備えるので、開放領域５６からクライオパネルアセンブリ２０への熱負荷の増加を主プレート５２によって軽減し又は相殺することができる。よって、この実施形態によると、典型的なルーバー構造を使用する場合に比べて、クライオパネルアセンブリ２０への熱負荷を増やすことなく非凝縮性気体の排気速度を増加させることも可能である。
【００５１】
以上、本発明を実施例にもとづいて説明した。本発明は上記実施形態に限定されず、種々の設計変更が可能であり、様々な変形例が可能であること、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは、当業者に理解されるところである。
【００５２】
上述の実施形態では、トップパネル４６やボトムパネル４７などのクライオソープションパネル４４は、平板状の構造を有する。しかし、クライオソープションパネル４４は、立体的な構造を有してもよい。例えば、トップパネル４６は、吸気口１２または主プレート５２に向けて突き出して延びる部分を有してもよい。同様に、ボトムパネル４７は、シールド底部３４に向けて突き出して延びる部分を有してもよい。こうした延出部分の表面に吸着領域が形成されていてもよい。
【００５３】
上述の実施形態では、主プレート５２は平板状の構造を有する。しかし、主プレート５２は、立体的な構造を有してもよい。例えば、主プレート５２は吸気口１２の横断方向に交差する傾斜面を有してもよい。例えば、主プレート５２の外周に羽板５８が取り付けられていてもよい。
【００５４】
また、主プレート５２は、単一の平板部材でなくてもよい。主プレート５２は、複数のプレート部分に分割されていてもよい。あるいは、主プレート５２は、開口またはスリットを有してもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１０  クライオポンプ、  １２  吸気口、  ２０  クライオパネルアセンブリ、  ３０  放射シールド、  ３２  放射カバー、  ４４  クライオソープションパネル、  ４８  吸着領域、  ５０  ガス受入空間、  ５２  主プレート、  ５４  ルーバー部、  ５６  開放領域、  ５８  羽板。
【図１】
2014173424.tif 000003
【図２】
2014173424.tif 000004