專利名稱：低溫泵及低溫泵的監(jiān)控方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低溫泵及其監(jiān)控方法。
背景技術(shù)：
低溫泵為通過(guò)在冷卻至超低溫的低溫板凝結(jié)或吸附氣體分子來(lái)捕捉并排放的真 空泵。低溫泵通常為了實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體電路制造工藝等中所需求的清潔的真空環(huán)境而利用。例如在專利文獻(xiàn)1中，記載有濺射裝置等多個(gè)生產(chǎn)裝置通過(guò)LAN連接在中央處理 計(jì)算機(jī)的生產(chǎn)管理系統(tǒng)。各生產(chǎn)裝置中設(shè)有低溫泵。而且，將與生產(chǎn)裝置的網(wǎng)絡(luò)另外獨(dú)立 的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)筑于多個(gè)低溫泵和保養(yǎng)管理用計(jì)算機(jī)之間。由此，統(tǒng)一進(jìn)行多個(gè)低溫泵的保養(yǎng)或 管理。專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)平6-301617號(hào)公報(bào)然而，上述的生產(chǎn)管理系統(tǒng)需要重新設(shè)置保養(yǎng)管理用計(jì)算機(jī)的同時(shí)，重新構(gòu)筑另 外的網(wǎng)絡(luò)，所以導(dǎo)致系統(tǒng)的成本增加。并且，因?yàn)槭桥c生產(chǎn)裝置的網(wǎng)絡(luò)的分開(kāi)的網(wǎng)絡(luò)，所以 結(jié)果，只能與生產(chǎn)裝置獨(dú)立地記錄并管理低溫泵的運(yùn)行狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的在于，提供一種例如利用已有的低溫泵控制裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)適合于 安裝低溫泵的真空裝置的低溫泵運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視的低溫泵及其監(jiān)控方法。本發(fā)明的一種形態(tài)的低溫泵為從進(jìn)行真空處理的真空裝置的真空腔排放氣體的 低溫泵，具備1級(jí)低溫板、將1級(jí)低溫板控制在目標(biāo)溫度的控制單元、與1級(jí)低溫板的溫度 聯(lián)動(dòng)而冷卻至比1級(jí)低溫板更低溫的2級(jí)低溫板。所述控制單元在對(duì)所述目標(biāo)溫度的控制 中進(jìn)行第1判定和第2判定，所述第1判定判定2級(jí)低溫板是否升溫至警戒溫度以上，所述 警戒溫度被設(shè)定為比在所述真空裝置中設(shè)定的2級(jí)低溫板上限溫度低的溫度；所述第2判 定判定2級(jí)低溫板是否在將所述警戒溫度作為上限設(shè)定的溫度范圍持續(xù)設(shè)定時(shí)間以上地 被升溫。根據(jù)該形態(tài)，實(shí)際的低溫板溫度到達(dá)真空裝置中的低溫板上限溫度設(shè)定值之前， 就能夠在低溫泵中預(yù)先察覺(jué)。通過(guò)在適合真空裝置的設(shè)定的監(jiān)控條件下監(jiān)控低溫泵，能夠 將真空裝置的突發(fā)性故障時(shí)間的發(fā)生抑制在最小限度。并且，能夠?qū)⒌蜏乇脤?duì)真空工藝帶 來(lái)惡劣影響的可能性抑制在最小限度。所述溫度范圍的下限也可以被設(shè)定為比保證所述真空處理正常進(jìn)行的溫度帶高 的溫度。所述控制單元也可以在對(duì)所述目標(biāo)溫度的控制中進(jìn)行第3判定判定排氣運(yùn)行中 的2級(jí)低溫板溫度從在所述低溫泵的啟動(dòng)最初測(cè)量的2級(jí)低溫板的最低到達(dá)溫度偏離的狀 態(tài)是否持續(xù)比所述設(shè)定時(shí)間更長(zhǎng)地設(shè)定的持續(xù)時(shí)間以上。判定排氣運(yùn)行中的2級(jí)低溫板溫度是否從所述最低到達(dá)溫度偏離的基準(zhǔn)溫度，也 可以被設(shè)定為比所述溫度范圍的下限低的溫度。
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所述持續(xù)時(shí)間也可以比所述真空裝置的烘烤處理所需的時(shí)間更長(zhǎng)地設(shè)定。還可以具備冷凍機(jī)，所述冷凍機(jī)反復(fù)熱循環(huán)而產(chǎn)生冷凍，冷卻1級(jí)低溫板及2級(jí)低 溫板。所述控制單元也可以利用2級(jí)低溫板溫度來(lái)進(jìn)行第3判定，所述2級(jí)低溫板溫度是 在以比所述真空裝置的烘烤處理中設(shè)想的冷凍機(jī)的運(yùn)行頻率更低的頻率運(yùn)行冷凍機(jī)時(shí)測(cè)
量的溫度。本發(fā)明的另一形態(tài)是低溫泵的監(jiān)控方法。該方法是對(duì)進(jìn)行真空處理的真空裝置進(jìn) 行排氣的低溫泵的監(jiān)控方法，判定在將高溫低溫板控制在目標(biāo)溫度的調(diào)溫控制中，與該高 溫低溫板聯(lián)動(dòng)而冷卻的低溫低溫板的溫度是否接近在所述真空裝置中設(shè)定的低溫低溫板 上限溫度，當(dāng)在判定為所述調(diào)溫控制中所述低溫低溫板的溫度未接近所述上限溫度時(shí)，判 定所述低溫低溫板的溫度是否從保證所述真空處理正常進(jìn)行的溫度帶持續(xù)地脫離。也可以判定低溫低溫板溫度從所述低溫泵的低溫低溫板最低到達(dá)溫度偏離的狀 態(tài)是否超過(guò)低溫低溫板溫度的從所述溫度帶的持續(xù)性脫離的判定基準(zhǔn)時(shí)間而長(zhǎng)期地持續(xù)。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，可以實(shí)現(xiàn)適合于安裝低溫泵的真空裝置的低溫泵運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視。


圖1是示意地表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的低溫泵的剖視圖。圖2是有關(guān)本實(shí)施方式所涉及的低溫泵的控制方塊圖。圖3是用于說(shuō)明本實(shí)施方式所涉及的監(jiān)控處理的一例的流程圖。 圖中10-低溫泵，12-冷凍機(jī)，14-板結(jié)構(gòu)體，16-熱護(hù)罩，22-第1冷卻臺(tái)，23-第1 溫度傳感器，24-第2冷卻臺(tái)，25-第2溫度傳感器，26-冷凍機(jī)用電動(dòng)機(jī)，28-閉塞部，31-開(kāi) 口部，32-擋板，40-壓縮機(jī)，43-第1壓力傳感器，45-第2壓力傳感器，60-壓縮機(jī)用電動(dòng) 機(jī)，100-CP控制器。
具體實(shí)施例方式首先，說(shuō)明在以下說(shuō)明的本發(fā)明所涉及的實(shí)施方式的概要。在本發(fā)明所涉及的一 實(shí)施方式中，低溫泵的控制單元以具有互不相同的時(shí)間幅度的多個(gè)監(jiān)控條件為基礎(chǔ)監(jiān)控低 溫泵的運(yùn)行狀態(tài)。控制單元例如也可以并用以短期性時(shí)間幅度監(jiān)控運(yùn)行狀態(tài)的第1監(jiān)控條 件、以中期性時(shí)間幅度監(jiān)控運(yùn)行狀態(tài)的第2監(jiān)控條件以及以長(zhǎng)期性時(shí)間幅度監(jiān)控運(yùn)行狀態(tài) 的第3監(jiān)控條件監(jiān)控低溫泵。在此，監(jiān)控條件例如是指低溫板溫度超過(guò)基準(zhǔn)而升溫的狀態(tài) 持續(xù)預(yù)定時(shí)間以上。在短期性監(jiān)控條件中，也可以判定為監(jiān)控條件在到達(dá)該基準(zhǔn)的時(shí)刻成 立。也可以隨著監(jiān)控條件的時(shí)間幅度變長(zhǎng)而嚴(yán)加對(duì)運(yùn)行狀態(tài)的制約(例如溫度基準(zhǔn))。例 如，也可以將第2監(jiān)控條件中的判定基準(zhǔn)溫度設(shè)定為比第1監(jiān)控條件中的判定基準(zhǔn)溫度低 的溫度，并將第3監(jiān)控條件中的判定基準(zhǔn)溫度比第2監(jiān)控條件設(shè)定為進(jìn)一步更低溫。通過(guò) 這樣階段性地設(shè)定監(jiān)控條件，可以精度良好地察覺(jué)低溫泵運(yùn)行狀態(tài)從標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的偏離。低溫泵可以具備分別冷卻至不同溫度的多個(gè)低溫板，例如也可以具備低溫低溫板 和高溫低溫板?？刂茊卧獙⒌蜏氐蜏匕寮案邷氐蜏匕逯械囊环娇刂圃谀繕?biāo)溫度的同時(shí)，還 可以用上述的監(jiān)控條件監(jiān)控另一方的低溫板的狀態(tài)。代替直接測(cè)量低溫板溫度，例如調(diào)整低溫板溫度的加熱器附設(shè)在低溫板時(shí)，也可以將對(duì)加熱器的控制指令值(例如電流)小于基準(zhǔn)的狀態(tài)的持續(xù)設(shè)為監(jiān)控條件?；蛘?，代 替低溫板溫度，也可以將冷凍機(jī)的運(yùn)行頻率超過(guò)基準(zhǔn)的狀態(tài)的持續(xù)設(shè)為監(jiān)控條件。控制單元可以預(yù)先存儲(chǔ)多個(gè)監(jiān)控條件的至少1個(gè)為成立，也可以在成立時(shí)刻輸出 警告。這是因?yàn)楸O(jiān)控條件成立時(shí)，存在低溫泵的性能劣化的憂慮。由此，控制單元也可以設(shè) 為在多個(gè)監(jiān)控條件的至少1個(gè)成立時(shí)，判斷為低溫泵的性能劣化，推薦低溫泵的維修。在一實(shí)施方式中，低溫泵的控制單元控制低溫板的溫度，以使將真空腔等的排放 對(duì)象容量排放至目標(biāo)真空度。該控制單元向熱連接在低溫板的冷凍機(jī)賦予運(yùn)行指令，以使 低溫板的實(shí)際溫度追隨目標(biāo)溫度。冷凍機(jī)通過(guò)吸入工作氣體在內(nèi)部膨脹而排出的熱循環(huán)來(lái) 產(chǎn)生冷凍?？刂茊卧鐚⒗鋬鰴C(jī)的熱循環(huán)的頻率設(shè)為運(yùn)行指令。此時(shí)，控制單元決定熱循 環(huán)的頻率的指令值供給給冷凍機(jī)，以使低溫板的實(shí)際溫度追隨目標(biāo)溫度。由此，在正常時(shí)， 冷凍機(jī)根據(jù)該頻率指令值運(yùn)行。冷凍機(jī)包含為了周期性地反復(fù)工作氣體的吸入和排出而周期性地切換工作氣體 的通道的通道切換機(jī)構(gòu)。通道切換機(jī)構(gòu)例如包含閥部和驅(qū)動(dòng)閥部的驅(qū)動(dòng)部。閥部例如為旋 轉(zhuǎn)閥，驅(qū)動(dòng)部為用于使旋轉(zhuǎn)閥旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)例如可以為AC電動(dòng)機(jī)或DC電動(dòng)機(jī)。并 且，通道切換機(jī)構(gòu)也可以為由直線電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的直動(dòng)式機(jī)構(gòu)?？刂茊卧鏇Q定熱循環(huán)頻率的指令值，也可以決定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的指令值。在將 電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)輸出直接傳遞給閥部的所謂直接傳動(dòng)方式時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和熱循環(huán)頻率相一 致。在電動(dòng)機(jī)通過(guò)包括減速機(jī)等動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)連結(jié)在閥部時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和熱循環(huán)頻率具 有一定的關(guān)系。此時(shí)，控制單元將對(duì)應(yīng)于為使低溫板溫度追隨目標(biāo)溫度而所需的熱循環(huán)頻 率的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速作為指令值決定并供給給冷凍機(jī)。并且，當(dāng)冷凍機(jī)具備包括直線電動(dòng)機(jī)的 直動(dòng)式通道切換機(jī)構(gòu)時(shí)，控制單元將對(duì)應(yīng)于為使低溫板溫度追隨目標(biāo)溫度而所需的熱循環(huán) 頻率的直線電動(dòng)機(jī)的往復(fù)移動(dòng)的頻率作為指令值決定并供給給冷凍機(jī)。另外，以下為了方 便說(shuō)明，有時(shí)將旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速及直線電動(dòng)機(jī)的往復(fù)移動(dòng)頻率統(tǒng)稱為電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行頻 率。在一實(shí)施方式中，低溫泵安裝在真空裝置的真空腔，并從真空腔排放氣體。真空裝 置為進(jìn)行所希望的真空處理的裝置，例如包括濺射裝置，CVD裝置，真空蒸鍍裝置等的成膜 裝置，或需要真空環(huán)境的其他半導(dǎo)體制造裝置。在包含真空裝置的設(shè)備制造系統(tǒng)中，真空裝 置通常為上一級(jí)的裝置，低溫泵被看作為比該裝置下一級(jí)的裝置。與低溫泵的控制單元不同，在真空裝置通常設(shè)有用于執(zhí)行并管理所希望的真空工 藝的控制器。真空裝置的控制器和低溫泵的控制單元也可以通過(guò)適當(dāng)?shù)慕涌诨蚓W(wǎng)絡(luò)可通信 地連接。但是，為了使真空裝置的控制器直接控制低溫泵的運(yùn)行，通常不這樣構(gòu)成。然而，為了在低溫泵的低溫板溫度異常地升溫時(shí)顯示警告，或?yàn)榱酥兄拐婵展に嚕?也可以在真空裝置的控制器設(shè)定低溫板溫度的極限值。在真空裝置中設(shè)定的板極限溫度例 如為設(shè)想為在低溫泵產(chǎn)生異常的情況很明顯的溫度。由此，只要未達(dá)到該板極限溫度，真空 裝置就可以認(rèn)為是低溫泵正常運(yùn)行。真空裝置的控制裝置從低溫泵接收板溫度的輸入，判定輸入溫度是否超過(guò)了極限 溫度。超過(guò)極限溫度時(shí)，或輸出警告，或者中止執(zhí)行中的真空工藝。向板極限溫度的升溫的 同時(shí)中止真空工藝時(shí)，突發(fā)性地發(fā)生真空裝置的故障時(shí)間。這種故障時(shí)間的突發(fā)性發(fā)生妨 礙預(yù)定的工藝執(zhí)行進(jìn)程，所以不優(yōu)選。因此，優(yōu)選在低溫泵搭載監(jiān)控功能或自我判斷功能來(lái)監(jiān)控低溫泵運(yùn)行狀態(tài)。在一實(shí)施方式中，低溫泵的控制單元也可以在將高溫低溫板控制在目標(biāo)溫度的調(diào) 溫控制中，判定與該高溫低溫板聯(lián)動(dòng)而被冷卻的低溫低溫板的溫度是否接近在真空裝置中 設(shè)定的低溫低溫板上限溫度。具體而言，例如可以判定低溫板是否升溫至比在真空裝置中 設(shè)定的低溫板的上限溫度設(shè)定為更低溫的警戒溫度以上?？刂茊卧梢栽诘蜏匕迳郎刂辆?戒溫度以上時(shí)輸出警告并將警告顯示在附帶的顯示部上。這樣就可以在低溫泵中事先察覺(jué)低溫板實(shí)際溫度有可能到達(dá)真空裝置中的低溫 板上限溫度設(shè)定值。這樣，例如在下次維修中就能夠恰當(dāng)?shù)靥幚怼Ｒ赃@樣適合真空裝置的設(shè) 定的監(jiān)控條件監(jiān)控低溫泵，由此可將真空裝置的故障時(shí)間的突發(fā)性發(fā)生抑制在最小限度。并且，低溫泵的控制單元可以在高溫低溫板的調(diào)溫控制中判定低溫低溫板的溫度 是否從保證真空處理正常進(jìn)行的溫度帶(以下也稱為“真空工藝保證溫度帶”)持續(xù)地脫 離。例如，也可以在將上述的警戒溫度作為上限設(shè)定的溫度范圍持續(xù)設(shè)定時(shí)間以上而判定 低溫低溫板是否升溫。由此，警戒溫度比真空工藝保證溫度帶設(shè)定為更高溫。真空工藝是否正常進(jìn)行并非僅依賴于低溫板溫度，例如依賴于腔內(nèi)壓力、腔內(nèi)溫 度、工藝氣體流量、放電電流、成膜材料等多種多樣的參數(shù)。低溫板溫度與其他主要因素相 比，反而還有可能不會(huì)對(duì)工藝帶來(lái)主要的影響。因此，即使低溫板溫度從工藝保證溫度帶脫 離也未必直接在工藝上產(chǎn)生異常。然而，低溫板溫度從工藝保證溫度帶持續(xù)地脫離時(shí)，也無(wú) 法否定產(chǎn)生某種程度的影響的可能性。通過(guò)在適合低溫泵進(jìn)行排氣運(yùn)行的真空工藝的監(jiān)控 條件下監(jiān)控低溫泵，可將低溫泵對(duì)真空工藝帶來(lái)不好影響的可能性抑制在最小限度。并且，低溫泵的控制單元也可以在高溫低溫板的調(diào)溫控制中判定低溫低溫板溫度 從低溫低溫板最低到達(dá)溫度偏離的狀態(tài)是否長(zhǎng)期持續(xù)。例如，控制單元也可以判定排氣運(yùn) 行中的低溫低溫板溫度從在低溫泵的啟動(dòng)最初測(cè)量的低溫低溫板的最低到達(dá)溫度偏離的 狀態(tài)是否持續(xù)預(yù)定的持續(xù)時(shí)間以上。判定排氣運(yùn)行中的低溫低溫板溫度是否從啟動(dòng)最初的 最低到達(dá)溫度偏離的基準(zhǔn)溫度也可以在真空工藝保證溫度帶設(shè)定。低溫低溫板溫度容納在真空工藝保證溫度帶是正常的狀態(tài)。然而，低溫板的最低 到達(dá)溫度因低溫泵的個(gè)體差異存在某種程度的偏差。隨著低溫泵的累積運(yùn)行時(shí)間變長(zhǎng)，最 低到達(dá)溫度與啟動(dòng)最初相比有緩慢上升的傾向。當(dāng)啟動(dòng)最初的最低到達(dá)溫度為低溫時(shí)，可 以期待低溫板溫度長(zhǎng)期停留在真空工藝保證溫度帶，所以優(yōu)選。但是，即使低溫低溫板溫度 處于正常范圍內(nèi)，從最初的最低到達(dá)溫度的偏離擴(kuò)大時(shí)，低溫泵的經(jīng)年劣化也有可能正在 進(jìn)行。因經(jīng)年劣化的進(jìn)行，故障發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)也變大。通過(guò)監(jiān)控低溫低溫板溫度的從啟動(dòng)最初 最低到達(dá)溫度的偏離，能夠在對(duì)真空工藝的惡劣影響明顯化之前促使確認(rèn)低溫泵的狀態(tài)。以下，參照附圖，對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的優(yōu)選方式進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。圖1是示意地 表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的低溫泵10的剖視圖。低溫泵10例如安裝在離子注入裝置或?yàn)R射裝置等真空腔80，為了將真空腔80內(nèi) 部的真空度提高到所希望的工藝所需求的水平而使用。例如，實(shí)現(xiàn)10_5Pa至10_8Pa左右的 高的真空度。 低溫泵10具備冷卻至第1冷卻溫度水平的第1低溫板和冷卻至比第1冷卻溫度水 平低溫的第2冷卻溫度水平的第2低溫板。第1低溫板中，在第1冷卻溫度水平下蒸汽壓力 低的氣體通過(guò)凝結(jié)而被捕捉后排放。例如，排放蒸汽壓力低于基準(zhǔn)蒸汽壓力(例如I(T8Pa)的氣體。第2低溫板中，在第2冷卻溫度水平下蒸汽壓力低的氣體通過(guò)凝結(jié)而被捕捉后排 放。在第2低溫板中，因蒸汽壓力高，所以為了捕捉即使在第2冷卻溫度水平下也不凝結(jié)的 非凝結(jié)性氣體，在表面形成吸附區(qū)域。吸附區(qū)域例如通過(guò)在板表面設(shè)置吸附劑來(lái)形成。非 凝結(jié)性氣體吸附在冷卻至第2冷卻溫度水平的吸附區(qū)域而排放。圖1所示的低溫泵10具備冷凍機(jī)12、板結(jié)構(gòu)體14、熱護(hù)罩16。板結(jié)構(gòu)體14包括 多個(gè)低溫板，這些板通過(guò)冷凍機(jī)12冷卻。在板表面形成用于將氣體通過(guò)凝結(jié)或吸附來(lái)捕捉 并排放的超低溫面。在低溫板的表面(例如背面)通常設(shè)有用于吸附氣體的活性炭等的吸 附劑。低溫泵10是所謂縱型低溫泵?？v型低溫泵是指沿著熱護(hù)罩16的軸向插入冷凍機(jī) 12而配置的低溫泵。另外，本發(fā)明同樣可以應(yīng)用于所謂的臥式低溫泵。臥式低溫泵是指在 與熱護(hù)罩16的軸向交叉的方向(通常為正交方向)插入冷凍機(jī)的第2級(jí)冷卻臺(tái)而配置的
低溫栗ο冷凍機(jī)12是吉福德-麥克馬洪式冷凍機(jī)(所謂GM冷凍機(jī))。并且，冷凍機(jī)12為 2級(jí)式冷凍機(jī)，具有第1級(jí)缸18、第2級(jí)缸20、第1冷卻臺(tái)22、第2冷卻臺(tái)24以及冷凍機(jī)用 電動(dòng)機(jī)26。第1級(jí)缸18和第2級(jí)缸20串聯(lián)連接，分別內(nèi)置有相互連結(jié)的第1級(jí)置換器及 第2級(jí)置換器(未圖示)。第1級(jí)置換器及第2級(jí)置換器的內(nèi)部組裝有蓄冷材料。另外，冷 凍機(jī)12可以是除2級(jí)GM冷凍機(jī)以外的冷凍機(jī)，例如可以使用單級(jí)GM冷凍機(jī)，也可以使用 脈沖管冷凍機(jī)。第1級(jí)缸18的一端設(shè)有冷凍機(jī)用電動(dòng)機(jī)26。冷凍機(jī)用電動(dòng)機(jī)26設(shè)在形成于第1 級(jí)缸18的端部的電動(dòng)機(jī)用殼體27的內(nèi)部。冷凍機(jī)用電動(dòng)機(jī)26連接在第1級(jí)置換器及第2 級(jí)置換器，以使第1級(jí)置換器及第2級(jí)置換器各自能夠在第1級(jí)缸18及第2級(jí)缸20的內(nèi) 部往復(fù)移動(dòng)。并且，冷凍機(jī)用電動(dòng)機(jī)26為了使設(shè)在電動(dòng)機(jī)用殼體27的內(nèi)部的可動(dòng)閥(未 圖示)能夠正反旋轉(zhuǎn)而連接在該閥。第1冷卻臺(tái)22設(shè)在第1級(jí)缸18的第2級(jí)缸20側(cè)的端部即第1級(jí)缸18和第2級(jí) 缸20的連結(jié)部。并且，第2冷卻臺(tái)24設(shè)在第2級(jí)缸20的末端。第1冷卻臺(tái)22及第2冷 卻臺(tái)24例如以釬焊分別固定在第1級(jí)缸18及第2級(jí)缸20。壓縮機(jī)40通過(guò)高壓配管42及低壓配管44連接在冷凍機(jī)12。在高壓配管42及低 壓配管44分別設(shè)有用于測(cè)量工作氣體的壓力的第1壓力傳感器43及第2壓力傳感器45。 另外，代替在高壓配管42及低壓配管44分別設(shè)置壓力傳感器，也可以設(shè)置連通高壓配管42 和低壓配管44的通道，并將測(cè)量高壓配管42和低壓配管44的壓差的壓差傳感器設(shè)置在其 連通通道。冷凍機(jī)12使由壓縮機(jī)40供給的高壓的工作氣體(例如氦等)在內(nèi)部膨脹并在第 1冷卻臺(tái)22及第2冷卻臺(tái)24產(chǎn)生冷凍。壓縮機(jī)40回收由冷凍機(jī)12膨脹的工作氣體，且再 次加壓而供給給冷凍機(jī)12。具體而言，首先從壓縮機(jī)40通過(guò)高壓配管42向冷凍機(jī)12供給高壓的工作氣體。 此時(shí)，冷凍機(jī)用電動(dòng)機(jī)26在連通高壓配管42和冷凍機(jī)12的內(nèi)部空間的狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī) 用殼體27內(nèi)部的可動(dòng)閥。若冷凍機(jī)12的內(nèi)部空間由高壓的工作氣體填滿，則通過(guò)冷凍機(jī) 用電動(dòng)機(jī)26切換可動(dòng)閥而冷凍機(jī)12的內(nèi)部空間連通至低壓配管44。由此，工作氣體膨脹 而回收至壓縮機(jī)40。與可動(dòng)閥的動(dòng)作同步，第1級(jí)置換器及第2級(jí)置換器各自在第1級(jí)缸18及第2級(jí)缸20的內(nèi)部往復(fù)移動(dòng)。通過(guò)反復(fù)這種熱循環(huán)，冷凍機(jī)12在第1冷卻臺(tái)22及第 2冷卻臺(tái)24產(chǎn)生冷凍。并且，在壓縮機(jī)40中反復(fù)將從冷凍機(jī)12排出的工作氣體壓縮為高 壓而送出至冷凍機(jī)12的壓縮循環(huán)。第2冷卻臺(tái)24比第1冷卻臺(tái)22冷卻至更低溫。第2冷卻臺(tái)24例如冷卻至IOK 至20K左右，第1冷卻臺(tái)22例如冷卻至80K至100K左右。在第1冷卻臺(tái)22安裝有用于測(cè) 量第1冷卻臺(tái)22的溫度的第1溫度傳感器23，在第2冷卻臺(tái)24安裝有用于測(cè)量第2冷卻 臺(tái)24的溫度的第2溫度傳感器25。在冷凍機(jī)12的第1冷卻臺(tái)22以熱連接的狀態(tài)固定熱護(hù)罩16，在冷凍機(jī)12的第2 冷卻臺(tái)24以熱連接的狀態(tài)固定有板結(jié)構(gòu)體14。因此，熱護(hù)罩16冷卻至與第1冷卻臺(tái)22同 程度的溫度，板結(jié)構(gòu)體14冷卻至與第2冷卻臺(tái)24同程度的溫度。熱護(hù)罩16為了從周圍的輻射熱保護(hù)板結(jié)構(gòu)體14及第2冷卻臺(tái)24而設(shè)置。熱護(hù) 罩16形成為在一端具有開(kāi)口部31的圓筒狀的形狀。開(kāi)口部31由熱護(hù)罩16的筒狀側(cè)面的 端部?jī)?nèi)面劃分。另一方面，與熱護(hù)罩16的開(kāi)口部31相反的一側(cè)即泵底部側(cè)的另一端形成有閉塞 部28。閉塞部28由在熱護(hù)罩16的圓筒狀側(cè)面的泵底部側(cè)端部中朝向徑向內(nèi)側(cè)延伸的法蘭 部形成。圖1所示的低溫泵10為縱型低溫泵，所以該法蘭部安裝在冷凍機(jī)12的第1冷卻 臺(tái)22。由此，在熱護(hù)罩16內(nèi)部形成圓柱狀的內(nèi)部空間30。冷凍機(jī)12沿著熱護(hù)罩16的中 心軸向內(nèi)部空間30突出，第2冷卻臺(tái)24成為插入在內(nèi)部空間30的狀態(tài)。另外，在臥式低溫泵時(shí)，閉塞部28通常完全閉塞。冷凍機(jī)12從形成于熱護(hù)罩16 的側(cè)面的冷凍機(jī)安裝用的開(kāi)口部沿著與熱護(hù)罩16的中心軸正交的方向向內(nèi)部空間30突出 而配置。冷凍機(jī)12的第1冷卻臺(tái)22安裝在熱護(hù)罩16的冷凍機(jī)安裝用開(kāi)口部，冷凍機(jī)12 的第2冷卻臺(tái)24配置在內(nèi)部空間30。在第2冷卻臺(tái)24安裝板結(jié)構(gòu)體14。由此，板結(jié)構(gòu)體 14配置在熱護(hù)罩16的內(nèi)部空間30。板結(jié)構(gòu)體14也可以通過(guò)適當(dāng)形狀的板安裝部件安裝 在第2冷卻臺(tái)24。另外，熱護(hù)罩16的形狀不限于圓筒形狀，也可以是角筒形或橢圓形等任何剖面的 筒形。典型的熱護(hù)罩16的形狀成為類似泵殼34的內(nèi)面形狀的形狀。并且，熱護(hù)罩16也可 以無(wú)需構(gòu)成為如圖示的一體的筒狀，可以構(gòu)成為由多個(gè)部件作為整體而形成筒狀的形狀。 這些多個(gè)部分也可以相互具有間隔而配置。并且，熱護(hù)罩16的開(kāi)口部31設(shè)有擋板32。擋板32與板結(jié)構(gòu)體14向熱護(hù)罩16的 中心軸方向隔著間隔而設(shè)置。擋板32安裝在熱護(hù)罩16的開(kāi)口部31側(cè)的端部，冷卻至與熱 護(hù)罩16同程度的溫度。擋板32從真空腔80側(cè)觀察時(shí)例如可以形成為同心圓狀，或者也可 以形成為格子狀等其他形狀。另外，擋板32和真空腔80之間設(shè)有閘閥(未圖示)。該閘閥 例如在再生低溫泵10時(shí)被關(guān)閉，通過(guò)低溫泵10對(duì)真空腔80排氣時(shí)被打開(kāi)。熱護(hù)罩16、擋板32、板結(jié)構(gòu)體14、以及冷凍機(jī)12的第1冷卻臺(tái)22及第2冷卻臺(tái) 24容納在泵殼34的內(nèi)部。泵殼34串聯(lián)連接直徑不同的2個(gè)圓筒而形成。泵殼34的大直 徑的圓筒側(cè)端部被打開(kāi)，與真空腔80的連接用的法蘭部36向徑向外側(cè)延伸而形成。并且， 泵殼34的小直徑的圓筒側(cè)端部固定在冷凍機(jī)12的電動(dòng)機(jī)用殼體27。低溫泵10通過(guò)泵殼 34的法蘭部36氣密固定在真空腔80的排放用開(kāi)口，形成與真空腔80的內(nèi)部空間一體的氣 密空間。
泵殼34及熱護(hù)罩16均形成為圓筒狀，且在同軸配設(shè)。泵殼34的內(nèi)徑稍微超過(guò)熱 護(hù)罩16的外徑，所以熱護(hù)罩16在與泵殼34的內(nèi)面之間具有若干間隔而配置。圖2是有關(guān)本實(shí)施方式所涉及的低溫泵10的控制方塊圖。附隨低溫泵10設(shè)有用 于控制低溫泵10及壓縮機(jī)40的低溫泵控制器(以下也稱為CP控制器)100。CP控制器100 具備執(zhí)行各種運(yùn)算處理的CPU、存儲(chǔ)各種控制程序的ROM、作為用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)或程序執(zhí)行的 工作區(qū)利用的RAM、輸入輸出接口、存儲(chǔ)器等。CP控制器100可以與低溫泵10 —體構(gòu)成，也 可以與低溫泵10另外構(gòu)成而連接為可相互通信。另外，圖1及圖2中示出分別具備1臺(tái)低溫泵10及壓縮機(jī)40的真空排放系統(tǒng)，但 本實(shí)施方式中也可以構(gòu)成分別具備多臺(tái)低溫泵10及壓縮機(jī)40的真空排放系統(tǒng)。因此，CP 控制器100也可以構(gòu)成為可連接多個(gè)低溫泵10及壓縮機(jī)40。在CP控制器100連接有測(cè)量冷凍機(jī)12的第1冷卻臺(tái)22的溫度的第1溫度傳感 器23及測(cè)量冷凍機(jī)12的第2冷卻臺(tái)24的溫度的第2溫度傳感器25。第1溫度傳感器23 周期性地測(cè)量第1冷卻臺(tái)22的溫度，將表示測(cè)量溫度的信號(hào)輸出至CP控制器100。第2溫 度傳感器25周期性地測(cè)量第2冷卻臺(tái)24的溫度，將表示測(cè)量溫度的信號(hào)輸出至CP控制器 100。第1溫度傳感器23及第2溫度傳感器25的測(cè)量值以預(yù)定時(shí)間間隔輸入到CP控制器 100，存儲(chǔ)保持在CP控制器100的預(yù)定的存儲(chǔ)區(qū)域。并且，在CP控制器100連接有測(cè)量壓縮機(jī)40的排出側(cè)即高壓側(cè)的工作氣體壓力 的第1壓力傳感器43及測(cè)量壓縮機(jī)40的吸入側(cè)即低壓側(cè)的工作氣體壓力的第2壓力傳感 器45。第1壓力傳感器43例如周期性地測(cè)量高壓配管42中的壓力，將表示測(cè)量壓力的信 號(hào)輸出至CP控制器100。第2壓力傳感器45例如周期性地測(cè)量低壓配管44的壓力，將表 示測(cè)量壓力的信號(hào)輸出至CP控制器100。第1壓力傳感器43及第2壓力傳感器45的測(cè)量 值以預(yù)定時(shí)間間隔輸入到CP控制器100，存儲(chǔ)保持在CP控制器100的預(yù)定的存儲(chǔ)區(qū)域。CP控制器100可通信地連接在冷凍機(jī)用頻率轉(zhuǎn)換器50。并且，冷凍機(jī)用頻率轉(zhuǎn)換 器50和冷凍機(jī)用電動(dòng)機(jī)26可通信地連接。CP控制器100向冷凍機(jī)用頻率轉(zhuǎn)換器50發(fā)送 控制指令。冷凍機(jī)用頻率轉(zhuǎn)換器50包括冷凍機(jī)用變頻器52而構(gòu)成。冷凍機(jī)用頻率轉(zhuǎn)換器 50從冷凍機(jī)用電源54接收規(guī)定的電壓及頻率的電力的供給，根據(jù)從CP控制器100發(fā)送的 控制指令調(diào)整電壓及頻率并供給到冷凍機(jī)用電動(dòng)機(jī)26。并且，CP控制器100可通信地連接在壓縮機(jī)用頻率轉(zhuǎn)換器56。并且，壓縮機(jī)用頻 率轉(zhuǎn)換器56和壓縮機(jī)用電動(dòng)機(jī)60可通信地連接。CP控制器100向壓縮機(jī)用頻率轉(zhuǎn)換器 56發(fā)送控制指令。壓縮機(jī)用頻率轉(zhuǎn)換器56包括壓縮機(jī)用變頻器58而構(gòu)成。壓縮機(jī)用頻率 轉(zhuǎn)換器56從壓縮機(jī)用電源62接收規(guī)定的電壓及頻率的電力的供給，根據(jù)從CP控制器100 發(fā)送的控制指令調(diào)整電壓及頻率并供給到壓縮機(jī)用電動(dòng)機(jī)60。另外，在圖2所示的實(shí)施方 式中，冷凍機(jī)用電源54及壓縮機(jī)用電源62分別地設(shè)在冷凍機(jī)12及壓縮機(jī)40的各個(gè)，但也 可以在冷凍機(jī)12及壓縮機(jī)40設(shè)置共同的電源。CP控制器100根據(jù)低溫板的溫度控制冷凍機(jī)12。CP控制器100向冷凍機(jī)12賦 予運(yùn)行指令，以使低溫板的實(shí)際溫度追隨目標(biāo)溫度。例如，CP控制器100通過(guò)反饋控制對(duì) 冷凍機(jī)用電動(dòng)機(jī)26的運(yùn)行頻率進(jìn)行控制，以使第1級(jí)低溫板的目標(biāo)溫度和第1溫度傳感器 23的測(cè)量溫度的偏差最小化。第1級(jí)低溫板的目標(biāo)溫度例如根據(jù)在真空腔80中進(jìn)行的工 藝作為規(guī)格而規(guī)定。此時(shí)，冷凍機(jī)12的第2冷卻臺(tái)24及板結(jié)構(gòu)體14冷卻至根據(jù)冷凍機(jī)12的規(guī)格及來(lái)自外部的熱負(fù)載規(guī)定的溫度。CP控制器100例如決定冷凍機(jī)用電動(dòng)機(jī)26的運(yùn) 行頻率(例如電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速)，以使第1級(jí)低溫板的實(shí)際溫度與目標(biāo)溫度一致，并向冷凍機(jī) 用變頻器52輸出電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率的指令值。另外，CP控制器100也能夠控制冷凍機(jī)用電 動(dòng)機(jī)26的運(yùn)行頻率，以使第2級(jí)低溫板的實(shí)際溫度與目標(biāo)溫度一致。由此，第1溫度傳感器23的測(cè)量溫度比目標(biāo)溫度高溫時(shí)，CP控制器100向冷凍機(jī) 用頻率轉(zhuǎn)換器50輸出指令值，以使增加冷凍機(jī)用電動(dòng)機(jī)26的運(yùn)行頻率。與電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻 率的增加聯(lián)動(dòng)，冷凍機(jī)12的熱循環(huán)的頻率也增加，冷凍機(jī)12的第1冷卻臺(tái)22朝向目標(biāo)溫 度冷卻。相反，第1溫度傳感器23的測(cè)量溫度比目標(biāo)溫度低溫時(shí)，冷凍機(jī)用電動(dòng)機(jī)26的運(yùn) 行頻率減少，冷凍機(jī)12的第1冷卻臺(tái)22朝向目標(biāo)溫度升溫。通常，第1冷卻臺(tái)22的目標(biāo)溫度設(shè)定為一定值。由此，CP控制器100在對(duì)低溫泵 10的熱負(fù)載增加時(shí)輸出指令值，以使增加冷凍機(jī)用電動(dòng)機(jī)26的運(yùn)行頻率，在對(duì)低溫泵10的 熱負(fù)載減少時(shí)輸出指令值，以使減少冷凍機(jī)用電動(dòng)機(jī)26的運(yùn)行頻率。另外，可以使目標(biāo)溫 度適當(dāng)?shù)刈儎?dòng)，例如可以依次設(shè)定低溫板的目標(biāo)溫度，以使設(shè)為目標(biāo)的氣氛壓力實(shí)現(xiàn)為排
放對(duì)象容量。典型的低溫泵中，熱循環(huán)的頻率始終為一定。設(shè)定為以比較大的頻率運(yùn)行，以使能 夠從常溫急劇冷卻至泵動(dòng)作溫度，來(lái)自外部的熱負(fù)載較小時(shí)通過(guò)加熱器加熱來(lái)調(diào)整低溫板 的溫度。由此，導(dǎo)致消耗電力變大。與此相反，在本實(shí)施方式中，根據(jù)對(duì)低溫泵10的熱負(fù)載 控制熱循環(huán)頻率，所以能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能性優(yōu)異的低溫泵。并且，無(wú)需設(shè)置加熱器也有助于消耗 電力的降低。并且，CP控制器100控制由壓縮機(jī)40執(zhí)行的壓縮循環(huán)的頻率，以使壓縮機(jī)40的出 入口間的壓差(以下有時(shí)也稱為壓縮機(jī)壓差)維持在目標(biāo)壓力。例如，CP控制器100通過(guò) 反饋控制對(duì)壓縮循環(huán)頻率進(jìn)行控制，以使壓縮機(jī)40的出入口間的壓差設(shè)為一定值。具體而 言，CP控制器100從第1壓力傳感器43及第2壓力傳感器45的測(cè)量值求出壓縮機(jī)壓差。 CP控制器100決定壓縮機(jī)用電動(dòng)機(jī)60的運(yùn)行頻率(例如電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速)且向壓縮機(jī)用頻 率轉(zhuǎn)換器56輸出電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率的指令值，以使壓縮機(jī)壓差與目標(biāo)值一致。通過(guò)這種壓差一定控制實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的消耗電力的降低。對(duì)低溫泵10及冷凍機(jī)12 的熱負(fù)載較小時(shí)，通過(guò)上述的低溫板溫度控制冷凍機(jī)12中的熱循環(huán)頻率變小。若這樣，冷 凍機(jī)12中所需的工作氣體流量變小，所以壓縮機(jī)40的出入口間壓差將要擴(kuò)大。但是，在本 實(shí)施方式中控制壓縮機(jī)用電動(dòng)機(jī)60的運(yùn)行頻率且調(diào)整壓縮循環(huán)頻率，以使壓縮機(jī)壓差設(shè) 為一定。由此，此時(shí)壓縮機(jī)用電動(dòng)機(jī)60的運(yùn)行頻率變小。從而，如典型的低溫泵，與將壓縮 循環(huán)始終設(shè)為一定時(shí)相比能夠降低消耗電力。另一方面，對(duì)低溫泵10的熱負(fù)載變大時(shí)，壓縮機(jī)用電動(dòng)機(jī)60的運(yùn)行頻率及壓縮循 環(huán)頻率也增加，以使壓縮機(jī)壓差設(shè)為一定。因此，能夠充分確保對(duì)冷凍機(jī)12的工作氣體流 量，所以能夠?qū)钠鹨蛴跓嶝?fù)載的增加的低溫板溫度的目標(biāo)溫度的偏離抑制在最小限度。以下說(shuō)明根據(jù)以上結(jié)構(gòu)的低溫泵10的動(dòng)作。低溫泵10工作時(shí)，首先在其工作之 前利用其他適當(dāng)?shù)牡驼婵毡脤⒄婵涨?0內(nèi)部低真空至IPa左右。之后使低溫泵10工作。 通過(guò)冷凍機(jī)12的驅(qū)動(dòng)冷卻第1冷卻臺(tái)22及第2冷卻臺(tái)24，熱連接于它們的熱護(hù)罩16、擋 板32、板結(jié)構(gòu)體14也被冷卻。冷卻的擋板32冷卻從真空腔80向低溫泵10內(nèi)部飛來(lái)的氣體分子，使在其冷卻溫
10度下蒸汽壓力充分變低的氣體(例如水分等)凝結(jié)在表面而排放。在擋板32的冷卻溫度 下蒸汽壓力未充分變低的氣體通過(guò)擋板32進(jìn)入熱護(hù)罩16內(nèi)部。進(jìn)入的氣體分子中在板結(jié) 構(gòu)體14的冷卻溫度下蒸汽壓力充分變低的氣體(例如氬等)，凝結(jié)在板結(jié)構(gòu)體14的表面而 排放。在其冷卻溫度下蒸汽壓力也未充分變低的氣體(例如氫等)通過(guò)粘結(jié)并冷卻在板結(jié) 構(gòu)體14的表面的吸附劑吸附而排放。這樣，低溫泵10能夠使真空腔80內(nèi)部的真空度到達(dá) 所希望的水平。圖3是用于說(shuō)明本實(shí)施方式所涉及的監(jiān)控處理的一例的流程圖。圖3所示的處理 在低溫泵10的運(yùn)行中以預(yù)定的周期通過(guò)CP控制器100反復(fù)執(zhí)行?？偠灾?，CP控制器100 在監(jiān)控開(kāi)始條件成立期間、第1至第3的監(jiān)控條件中任意一個(gè)成立時(shí)輸出警告。在圖3所 示的處理中，串行依次判定第1至第3監(jiān)控條件，但可以任意更換判定的順序，也可以并行 判定各監(jiān)控條件。并且，也可以省略第1至第3監(jiān)控條件的任意一個(gè)。例如，也可以省略第 3監(jiān)控條件且CP控制器100判定第1及第2監(jiān)控條件。相反，也可以省略第1及第2監(jiān)控 條件且CP控制器100僅判定第3監(jiān)控條件。CP控制器100首先判定監(jiān)控開(kāi)始條件是否成立(SlO)。在此，監(jiān)控開(kāi)始條件就是 低溫泵10的動(dòng)作模式為Tl溫度控制中。當(dāng)?shù)蜏乇?0進(jìn)行真空腔80的排氣運(yùn)行時(shí)，通常 成為Tl溫度控制模式。Tl溫度控制是指如上述控制冷凍機(jī)12，以使第1級(jí)低溫板(即熱 護(hù)罩16)的溫度Tl控制在第1級(jí)目標(biāo)溫度。當(dāng)判定為監(jiān)控開(kāi)始條件不成立時(shí)(S10的N)， CP控制器100不進(jìn)行低溫泵運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視而結(jié)束處理。由此，例如當(dāng)?shù)蜏乇?0處于停止 狀態(tài)時(shí)、低溫泵10為再生運(yùn)行中時(shí)，CP控制器100不進(jìn)行低溫泵10的監(jiān)控處理。低溫泵10的工作開(kāi)始時(shí)，首先在降溫工序中運(yùn)行，并從降溫工序轉(zhuǎn)移到排氣運(yùn) 行。優(yōu)選在降溫工序中急速冷卻低溫板。因此，CP控制器100也可以設(shè)為在降溫工序中執(zhí) 行T2溫度控制，當(dāng)?shù)?級(jí)低溫板冷卻至第2級(jí)目標(biāo)溫度附近時(shí)切換到Tl溫度控制。T2溫 度控制是指將第2級(jí)低溫板(即板結(jié)構(gòu)體14)冷卻至第2級(jí)目標(biāo)溫度的控制。此時(shí)，在向 Tl溫度控制的切換時(shí)，有時(shí)第1級(jí)低溫板比第1級(jí)目標(biāo)溫度冷卻至更低溫。由此，CP控制 器100也可以將監(jiān)控開(kāi)始條件設(shè)為Tl溫度控制中且從向Tl溫度控制的切換經(jīng)過(guò)預(yù)定的等 待時(shí)間。該等待時(shí)間例如設(shè)定為第1級(jí)低溫板溫度向第1級(jí)目標(biāo)溫度附近穩(wěn)定化為止所需 的時(shí)間即可。另外，以下有時(shí)將該等待時(shí)間經(jīng)過(guò)且作為Tl溫度控制中的狀態(tài)稱為“Tl穩(wěn)定 狀態(tài)”。當(dāng)判定為監(jiān)控開(kāi)始條件成立時(shí)(S10的Y)，CP控制器100判定第1監(jiān)控條件是否 成立(S12)。第1監(jiān)控條件是第2級(jí)低溫板溫度上升至警戒溫度。警戒溫度與設(shè)定在安裝 有低溫泵10的真空裝置的異常判定溫度聯(lián)動(dòng)而決定。警戒溫度設(shè)定為低溫，以使真空裝置 中的異常判定溫度取適當(dāng)?shù)慕缦?。例如，真空裝置中的異常判定溫度為20K時(shí)，警戒溫度設(shè) 定為18K。當(dāng)判定為第1監(jiān)控條件成立時(shí)(S12的Y)，CP控制器100輸出警告(S18)。若這 樣，CP控制器100在低溫板溫度上升至真空裝置中的低溫板上限溫度之前就能夠察覺(jué)向上 限溫度的接近。當(dāng)判定為第1監(jiān)控條件不成立時(shí)(S12的N)，CP控制器100判定第2監(jiān)控條件是 否成立(S14)。當(dāng)判定為第2監(jiān)控條件成立時(shí)(S14的Y)，CP控制器100輸出警告(S18)。第2監(jiān)控條件是第2級(jí)低溫板溫度在需要注意溫度范圍持續(xù)設(shè)定時(shí)間以上而升 溫。CP控制器100當(dāng)在此次監(jiān)控處理中第2級(jí)低溫板溫度重新升溫至需要注意溫度范圍時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)。CP控制器100在下次以后的監(jiān)控處理中判定第2級(jí)低溫板溫度是否停留在需要 注意溫度范圍，當(dāng)停留時(shí)判定經(jīng)過(guò)時(shí)間是否超過(guò)了設(shè)定時(shí)間。在超過(guò)了設(shè)定時(shí)間時(shí)，CP控 制器100判定為第2監(jiān)控條件成立。在下次以后的監(jiān)控處理中第2級(jí)低溫板溫度比需要注 意溫度范圍恢復(fù)至更低溫時(shí)，重新設(shè)定經(jīng)過(guò)時(shí)間的計(jì)數(shù)，判定為第2監(jiān)控條件不成立。設(shè)定時(shí)間設(shè)定為例如數(shù)十分至數(shù)小時(shí)左右。需要注意溫度范圍是將警戒溫度設(shè)為 上限并將注意溫度設(shè)為下限的溫度范圍。注意溫度例如設(shè)定為保證真空工藝正常進(jìn)行的工 藝保證溫度帶的上限值以上。注意溫度例如為12K至15K。另外，若低溫板溫度比工藝保證 溫度帶更高溫，則未必一定馬上產(chǎn)生異常。在此，注意溫度也可以包含在保證低溫泵10的排放性能的性能保證溫度范圍。 即，低溫泵10即使在第2級(jí)低溫板的溫度升溫至注意溫度的狀態(tài)下也能夠提供規(guī)格中規(guī)定 的排放性能。通過(guò)將注意溫度如上述適合真空工藝而設(shè)定，在低溫泵10本身為正常運(yùn)行狀 態(tài)時(shí)也能夠促使恰當(dāng)?shù)木S修。其結(jié)果能夠?qū)⒌蜏乇脤?duì)真空工藝帶來(lái)惡劣影響的可能性抑制 在最小限度。當(dāng)判定為第2監(jiān)控條件不成立時(shí)(S14的N)，CP控制器100判定第3監(jiān)控條件是 否成立(S16)。第3監(jiān)控條件是相對(duì)低溫泵10的啟動(dòng)最初的第2級(jí)低溫板最低到達(dá)溫度的 最近的第2級(jí)低溫板最低到達(dá)溫度的增量超過(guò)經(jīng)時(shí)劣化判定閾值的狀態(tài)長(zhǎng)期持續(xù)。當(dāng)判定 為第3監(jiān)控條件成立時(shí)(S16的Y)，CP控制器100輸出警告(S18)。當(dāng)判定為第3監(jiān)控條 件不成立時(shí)(S16的N)，CP控制器100無(wú)需輸出警告而結(jié)束監(jiān)控處理。CP控制器100預(yù)先存儲(chǔ)好啟動(dòng)最初的最低到達(dá)溫度(以下也稱為“初始最低到達(dá) 溫度” )。CP控制器100在低溫泵10的啟動(dòng)最初的Tl穩(wěn)定狀態(tài)下，當(dāng)冷凍機(jī)12的運(yùn)行頻 率小于基準(zhǔn)值時(shí)多次測(cè)量第2級(jí)低溫板溫度，將最低溫度作為最低到達(dá)溫度存儲(chǔ)。另外，也 可以將低溫泵10設(shè)置在真空裝置而開(kāi)始啟動(dòng)之后(例如1周左右)設(shè)為不測(cè)量最低到達(dá) 溫度的期間，并且之后測(cè)量一定期間(例如1周左右)。冷凍機(jī)12的運(yùn)行頻率大時(shí)，存在來(lái)自外部的熱負(fù)載為較大的狀態(tài)的憂慮，所以能 夠預(yù)想低溫板溫度不會(huì)變低至那種程度。由此，為了獲得真正的最低到達(dá)溫度，優(yōu)選在冷凍 機(jī)12的運(yùn)行頻率小于基準(zhǔn)值時(shí)測(cè)量。該運(yùn)行頻率基準(zhǔn)值可以設(shè)為在真空工藝中的排氣運(yùn) 行時(shí)(或者無(wú)負(fù)載運(yùn)行時(shí))設(shè)想的最大運(yùn)行頻率，也可以設(shè)為在該最大運(yùn)行頻率加上適當(dāng) 邊緣的值。換而言之，宗旨是在真空裝置中執(zhí)行烘烤處理時(shí)不測(cè)量最低到達(dá)溫度。由于在 烘烤處理中真空裝置被加熱，所以存在冷凍機(jī)的運(yùn)行頻率變大的傾向。另外，此處的烘烤處 理不僅為加熱真空腔而排放吸留的氣體等的處理，也可以包括將真空裝置保持在溫暖狀態(tài) 的所謂怠速烘烤。并且，CP控制器100在與初始最低到達(dá)溫度的測(cè)量條件同樣的條件下測(cè)量排氣運(yùn) 行中的最低到達(dá)溫度。即，在Tl穩(wěn)定狀態(tài)下冷凍機(jī)12的運(yùn)行頻率小于基準(zhǔn)值時(shí)，測(cè)量并存 儲(chǔ)第2級(jí)低溫板溫度。CP控制器100在此次的監(jiān)控處理中，對(duì)初始最低到達(dá)溫度的測(cè)量最 低到達(dá)溫度的增加量超過(guò)經(jīng)時(shí)劣化判定閾值時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)。CP控制器100在下次以后的監(jiān) 控處理中判定最近的測(cè)量最低到達(dá)溫度的增加量是否繼續(xù)超過(guò)經(jīng)時(shí)劣化判定閾值，超過(guò)時(shí) 判定經(jīng)過(guò)時(shí)間是否超過(guò)經(jīng)時(shí)劣化判定時(shí)間。在超過(guò)判定時(shí)間時(shí)，CP控制器100判定為第3 監(jiān)控條件成立。在下次以后的監(jiān)控處理中測(cè)量最低到達(dá)溫度的增加量恢復(fù)到不足判定閾值 時(shí)，重新設(shè)定經(jīng)過(guò)時(shí)間的計(jì)數(shù)，判定為第3監(jiān)控條件不成立。
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在此，在初始最低到達(dá)溫度加上經(jīng)時(shí)劣化判定閾值而獲得的經(jīng)時(shí)劣化判定溫度可 以包含于真空工藝保證溫度帶，也可以包含于保證低溫泵10的排放性能的性能保證溫度 范圍。即，即使第2級(jí)低溫板的最近的最低到達(dá)溫度增加到經(jīng)時(shí)劣化判定溫度，在該時(shí)刻真 空工藝通過(guò)低溫泵10也不受任何影響，并且低溫泵10能夠提供規(guī)格上的排放性能。經(jīng)時(shí) 劣化判定閾值經(jīng)驗(yàn)性或?qū)嶒?yàn)性地適當(dāng)設(shè)定即可，例如可以設(shè)為2K至5K。初始最低到達(dá)溫度反映每一個(gè)低溫泵10的個(gè)體差。這是因?yàn)槊總€(gè)低溫泵10在對(duì) 真空裝置的設(shè)置及啟動(dòng)開(kāi)始后進(jìn)行測(cè)量。其低溫泵10的性能越良好初始最低到達(dá)溫度越 成為低溫。隨著低溫泵的累積運(yùn)行時(shí)間變長(zhǎng)，存在最低到達(dá)溫度緩慢上升的傾向。因此，越 是良好的低溫泵，最低到達(dá)溫度從初始最低到達(dá)溫度的偏離增加而升溫至上述的需要注意 溫度范圍為止，越是長(zhǎng)期運(yùn)行。若從初始最低到達(dá)溫度的偏離變大，則可認(rèn)為低溫泵10的經(jīng)時(shí)劣化正在進(jìn)行。這 種情況下還存在如下憂慮因經(jīng)時(shí)劣化的蓄積，最壞時(shí)無(wú)法從基于真空裝置的控制器的真 空工藝的監(jiān)視得到任何前兆而在低溫泵10上突發(fā)性地發(fā)生異常。若在低溫泵10上發(fā)生異 常，則導(dǎo)致真空裝置的故障時(shí)間，所以不優(yōu)選。然而，通過(guò)使用上述的第3監(jiān)控條件監(jiān)控低 溫泵10，能夠檢測(cè)從初始最低到達(dá)溫度的偏離擴(kuò)大。由此，在對(duì)真空工藝的惡劣影響明顯化 之前、或者在真空裝置發(fā)生突發(fā)性故障時(shí)間之前，就能夠促使低溫泵的維修，所以優(yōu)選。并且，經(jīng)時(shí)劣化判定時(shí)間例如優(yōu)選為長(zhǎng)于第2監(jiān)控條件的設(shè)定時(shí)間，更優(yōu)選為長(zhǎng) 于真空裝置的烘烤處理所需的時(shí)間。通過(guò)將經(jīng)時(shí)劣化判定時(shí)間設(shè)為長(zhǎng)于烘烤處理所需的時(shí) 間，能夠避免將烘烤處理中的基于熱量輸入的升溫錯(cuò)誤判定為基于經(jīng)時(shí)劣化的溫度上升。 另外，將經(jīng)時(shí)劣化判定時(shí)間設(shè)為短于烘烤處理所需的時(shí)間時(shí)，CP控制器100也可以在第3監(jiān) 控條件連續(xù)并多次成立時(shí)設(shè)為真正產(chǎn)生經(jīng)時(shí)劣化而輸出警告。
權(quán)利要求
一種低溫泵，從進(jìn)行真空處理的真空裝置的真空腔排放氣體，其特征在于，具備1級(jí)低溫板；控制單元，將1級(jí)低溫板控制在目標(biāo)溫度；2級(jí)低溫板，與1級(jí)低溫板的溫度聯(lián)動(dòng)而比1級(jí)低溫板被冷卻至更低溫，所述控制單元在對(duì)所述目標(biāo)溫度的控制中進(jìn)行第1判定和第2判定，所述第1判定判定2級(jí)低溫板是否被升溫至警戒溫度以上，所述警戒溫度被設(shè)定為比在所述真空裝置中設(shè)定的2級(jí)低溫板上限溫度低的溫度，所述第2判定判定2級(jí)低溫板是否在將所述警戒溫度作為上限而設(shè)定的溫度范圍持續(xù)設(shè)定時(shí)間以上地被升溫。
2.如權(quán)利要求1所述的低溫泵，其特征在于，所述溫度范圍的下限被設(shè)定為比保證所述真空處理正常進(jìn)行的溫度帶高的溫度。
3.如權(quán)利要求1所述的低溫泵，其特征在于，所述控制單元在對(duì)所述目標(biāo)溫度的控制中進(jìn)行第3判定判定排氣運(yùn)行中的2級(jí)低溫 板溫度從在所述低溫泵的啟動(dòng)最初測(cè)量的2級(jí)低溫板的最低到達(dá)溫度偏離的狀態(tài)是否持 續(xù)比所述設(shè)定時(shí)間更長(zhǎng)地設(shè)定的持續(xù)時(shí)間以上。
4.如權(quán)利要求3所述的低溫泵，其特征在于，判定排氣運(yùn)行中的2級(jí)低溫板溫度是否從所述最低到達(dá)溫度偏離的基準(zhǔn)溫度，被設(shè)定 為比所述溫度范圍的下限低的溫度。
5.如權(quán)利要求3所述的低溫泵，其特征在于，所述持續(xù)時(shí)間被設(shè)定為比所述真空裝置的烘烤處理所需的時(shí)間長(zhǎng)。
6.如權(quán)利要求3所述的低溫泵，其特征在于，還具備冷凍機(jī)，所述冷凍機(jī)反復(fù)熱循環(huán)而產(chǎn)生冷凍，冷卻1級(jí)低溫板及2級(jí)低溫板，所述控制單元利用2級(jí)低溫板溫度來(lái)進(jìn)行第3判定，所述2級(jí)低溫板溫度是在以比所 述真空裝置的烘烤處理中設(shè)想的冷凍機(jī)的運(yùn)行頻率更低的頻率運(yùn)行冷凍機(jī)時(shí)測(cè)量的溫度。
7.—種低溫泵的監(jiān)控方法，所述低溫泵對(duì)進(jìn)行真空處理的真空裝置進(jìn)行排氣，其特征 在于，判定在將高溫低溫板控制在目標(biāo)溫度的調(diào)溫控制中，與該高溫低溫板聯(lián)動(dòng)而被冷卻的 低溫低溫板的溫度是否接近在所述真空裝置中設(shè)定的低溫低溫板上限溫度，當(dāng)判定為在所述調(diào)溫控制中所述低溫低溫板的溫度未接近所述上限溫度時(shí)，判定所述 低溫低溫板的溫度是否從保證所述真空處理正常進(jìn)行的溫度帶持續(xù)地脫離。
8.如權(quán)利要求7所述的低溫泵的監(jiān)控方法，其特征在于，判定低溫低溫板溫度從所述低溫泵的低溫低溫板最低到達(dá)溫度偏離的狀態(tài)，是否超過(guò) 低溫低溫板溫度從所述溫度帶持續(xù)性脫離的判定基準(zhǔn)時(shí)間而長(zhǎng)期地持續(xù)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種低溫泵及低溫泵的監(jiān)控方法，其實(shí)現(xiàn)適合于安裝低溫泵的真空裝置中的真空處理的運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視?？刂茊卧趯?duì)1級(jí)低溫板的目標(biāo)溫度的控制中進(jìn)行第1判定和第2判定，所述第1判定判定2級(jí)低溫板是否升溫至比在真空裝置中設(shè)定的2級(jí)低溫板上限溫度設(shè)定為低的溫度的警戒溫度以上，所述第2判定判定2級(jí)低溫板是否在將警戒溫度作為上限設(shè)定的溫度范圍持續(xù)設(shè)定時(shí)間以上地被升溫?？刂茊卧部梢栽趯?duì)目標(biāo)溫度的控制中進(jìn)行第3判定判定排氣運(yùn)行中的2級(jí)低溫板溫度從在低溫泵的啟動(dòng)最初測(cè)量的2級(jí)低溫板的最低到達(dá)溫度偏離的狀態(tài)是否持續(xù)比設(shè)定時(shí)間更長(zhǎng)地設(shè)定的持續(xù)時(shí)間以上。
文檔編號(hào)F04B49/00GK101956690SQ20101022972
公開(kāi)日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月16日
發(fā)明者木村敏之 申請(qǐng)人:住友重機(jī)械工業(yè)株式會(huì)社