低温泵及低温泵的再生方法
【专利说明】低温泵及低温泵的再生方法
[0001]本申请主张基于2014年3月18日申请的日本专利申请第2014-054441号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
技术领域
[0002]本发明涉及一种低温泵及低温泵的再生方法。
【背景技术】
[0003]低温泵是将气体分子通过冷凝或吸附捕捉于冷却成超低温的低温板上而进行排气的真空泵。低温泵通常用于实现半导体电路制造工艺等中所要求的清洁的真空环境。低温泵是所谓气体捕集式真空泵，因此需要定期进行向外部排出已捕捉的气体的再生。
[0004]专利文献1:日本特开2001-123951号公报
[0005]专利文献2:日本特开平2-252982号公报
【发明内容】
[0006]本发明的一种实施方式的例示性目的之一为在低温泵的再生中使低温泵有效地升温。
[0007]根据本发明的一种实施方式，提供一种低温泵，其具备:低温板；低温泵容器，容纳所述低温板；排气阀，设置于所述低温泵容器内且用于向所述低温泵容器供给吹扫气体；与上述吹扫气体不同的热源，用于加热所述低温板；控制部，控制低温泵的再生。所述控制部构成为执行以下工序:打开所述排气阀，使吹扫气体供给所述低温泵容器，以使所述低温板加热至高于水的融点的第I温度域；当低温板温度处于所述第I温度域时，关闭所述排气阀，停止向所述低温泵容器供给所述吹扫气体；及控制所述热源，使所述低温板从所述第I温度域加热至高于吹扫气体温度的第2温度域。
[0008]根据本发明的一种方式，提供一种低温泵的再生方法。本方法具备如下工序:向低温泵供给吹扫气体以使低温板加热至高于水的融点的第I温度域；当低温板温度处于所述第I温度域时，停止向低温泵供给吹扫气体；将所述低温板从所述第I温度域加热至高于吹扫气体温度的第2温度域。
[0009]根据本发明，能够在低温泵的再生中使低温泵有效地升温。
【附图说明】
[0010]图1是示意地表示本发明的一种实施方式所涉及的低温泵的图。
[0011]图2是用于说明本发明的一种实施方式所涉及的再生方法的流程图。
[0012]图3是示意地表示本发明的一种实施方式所涉及的低温泵的图。
[0013]图4是示意地表示本发明的一种实施方式所涉及的再生顺序的图。
[0014]图中:10-低温泵，16-制冷机，18-低温低温板，19-高温低温板，20-第I冷却台，21-第2冷却台，30-放射屏蔽件，31-屏蔽件开口端，32-入口低温板，38-壳体，72-粗抽阀，74-排气阀，90-第I温度传感器，92-第2温度传感器，94-压力传感器，96-板温度传感器，100-控制部。
【具体实施方式】
[0015]以下参考附图对本发明的实施方式进行详细说明。另外，在说明中对相同元素标注相同符号，并适当省略重复说明。并且，以下所述结构为示例，并不限定本发明的范围。
[0016]图1是示意地表示本发明的一种实施方式所涉及的低温泵10的图。低温泵10例如安装于离子注入装置或溅射装置等的真空腔室以用于将真空腔室内部的真空度提高至所期望的工艺中要求的水平。
[0017]低温泵10具有用于接收气体的吸气口 12。吸气口 12是朝向低温泵10的内部空间14的入口。应排出的气体从安装有低温泵10的真空腔室通过吸气口 12进入低温泵10的内部空间14。
[0018]另外，以下为了通俗易懂地表示低温泵10的构成要件的位置关系，有时使用“轴向”、“径向”这样的术语。轴向表示通过吸气口 12的方向，径向表示沿吸气口 12的方向。为方便起见，有时将在轴向上相对靠近吸气口 12的方向称为“上”，相对远离吸气口 12的方向称为“下”。即，有时将相对远离低温泵10的底部的方向称为“上”，相对靠近低温泵10的底部的方向称为“下”。关于径向，有时将靠近吸气口 12的中心的方向称为“内”，靠近吸气口 12的周边的方向称为“外”。另外，这种表达与低温泵10安装于真空腔室时的配置没有关系。例如，低温泵10可以以吸气口 12沿铅垂方向朝下的方式安装于真空腔室。
[0019]低温泵10具备低温低温板18及高温低温板19。而且，低温泵10具备冷却高温低温板19及低温低温板18的冷却系统。该冷却系统具备制冷机16及压缩机36。
[0020]制冷机16是例如吉福德-麦克马洪式制冷机(所谓GM制冷机)等超低温制冷机。制冷机16是具备第I冷却台20、第2冷却台21、第I缸体22、第2缸体23、第I置换器24及第2置换器25的2级式制冷机。因此，制冷机16的高温级具备:第I冷却台20、第I缸体22及第I置换器24。制冷机16的低温级具备:第2冷却台21、第2缸体23及第2置换器25。
[0021]第I缸体22与第2缸体23串联连接。第I冷却台20设置于第I缸体22与第2缸体23的结合部。第2缸体23连结第I冷却台20与第2冷却台21。第2冷却台21设置于第2缸体23的末端。在第I缸体22及第2缸体23各自的内部以沿制冷机16的长度方向(图1中为左右方向)能够移动的方式配置有第I置换器24及第2置换器25。第I置换器24与第2置换器25以能够一体移动的方式连结在一起。在第I置换器24及第2置换器25上分别组装有第I蓄冷器及第2蓄冷器(未图示)。
[0022]制冷机16具备设置于第I缸体22的高温端的驱动机构17。驱动机构17与第I置换器24及第2置换器25连接，以使第I置换器24及第2置换器25分别在第I缸体22及第2缸体23的内部能够往复移动。并且，驱动机构17包括流路切换机构，该流路切换机构切换工作气体的流路，以便周期性地重复工作气体的供给和排出。流路切换机构例如包括阀部和驱动阀部的驱动部。阀部例如包括旋转阀，驱动部包括用于使旋转阀旋转的马达。马达可以是例如AC马达或DC马达。并且，流路切换机构也可以是通过线性马达而被驱动的直动式机构。
[0023]制冷机16经由高压导管34及低压导管35与压缩机36连接。制冷机16在内部使由压缩机36供给的高压工作气体(例如氦)膨胀而在第I冷却台20及第2冷却台21产生寒冷。压缩机36回收在制冷机16中膨胀的工作气体并再次进行加压而供给到制冷机16。
[0024]具体而言，首先驱动机构17使高压导管34和制冷机16的内部空间连通。高压的工作气体从压缩机36通过高压导管34供给到制冷机16。若制冷机16的内部空间被高压的工作气体填满，则驱动机构17切换流路以使制冷机16的内部空间与低压导管35连通。由此使工作气体膨胀。膨胀的工作气体回收到压缩机36。与这种工作气体的供排气同步，第I置换器24及第2置换器25分别在第I缸体22及第2缸体23的内部往复移动。通过重复进行这种热循环，制冷机16在第I冷却台20及第2冷却台21产生寒冷。
[0025]制冷机16构成为使第I冷却台20冷却至第I温度水平，使第2冷却台21冷却至第2温度水平。第2温度水平比第I温度水平更低。例如，第I冷却台20冷却至65K?120K左右、优选冷却至80K?100K，第2冷却台21冷却至1K?20K左右。
[0026]图1表示低温泵10的包括内部空间14的中心轴及制冷机16的中心轴的剖面。图1所示的低温泵10为所谓卧式低温泵。卧式低温泵一般为制冷机16配设成与低温泵10的内部空间14的中心轴交叉(通常为正交)的低温泵。本发明也同样能够适用于所谓立式低温泵。立式低温泵是制冷机沿低温泵的轴向配设的低温泵。
[0027]低温低温板18设置于低温泵10的内部空间14的中心部。低温低温板18例如包括多个板部件26。板部件26例如分别具有圆锥台侧面的形状，即所谓伞状的形状。各板部件26上通常设置有活性炭等吸附剂27。吸附剂27例如粘结于板部件26的背面。如此，低温低温板18具备用于吸附气体分子的吸附区域。
[0028]板部件26安装于板安装部件28。板安装部件28安装于第2冷却台21。如此，低温低温板18与第2冷却台21热连接。由此，低温低温板18冷却至第2温度水平。
[0029]高温低温板19具备放射屏蔽件30及入口低温板32。高温低温板19以包围低温低温板18的方式设置于低温低温板18的外侧。高温低温板19与第I冷却台20热连接，因而高温低温板19冷却至第I温度水平。
[0030]设置放射屏蔽件30主要是为了保护低温低温板18不受来自低温泵10的壳体38的辐射热的影响。放射屏蔽件30位于壳体38与低温低温板18之间，且包围低温低温板18。放射屏蔽件30的轴向上端朝向吸气口 12开放。放射屏蔽件30具有轴向下端封闭的筒形(例如圆筒)形状，形成为杯状。放射屏蔽件30的侧面设置有用于安装制冷机16的孔，第2冷却台21从该孔插入到放射屏蔽件30中。在该安装孔的外周部且在放射屏蔽件30的外表面固定有第I冷却台20。如此，放射屏蔽件30与第I冷却台20热连接。
[0031]入口低温板32在吸气口 12处沿径向配置。入口低温板32配设于屏蔽件开口端31。入口低温板32的外周部被固定于屏蔽件开口端31，从而与放射屏蔽件30热连接。入口低温板32设置成向轴向上方与低温低温板18分开。入口低温板32例如形成为百叶窗结构或人字形结构。入口低温板32可形成为以放射屏蔽件30的中心轴为中心的同心圆状，或者也可形成为格栅状等其他形状。
[0032]入口低温板32是为了对进入吸气口 12的气体进行排气而设置的。在入口低温板32的温度下冷凝的气体(例如水分)捕集于其表面。并且，设置入口低温板32是为了保护低温低温板18不受来自低温泵10的外部热源(例如，安装有低温泵10的真空腔室内的热源)的辐射热的影响。除了辐射热，入口低温板32还限制气体分子的进入。入口低温板32占据吸气口 12的开口面积的一部分，以便将通过吸气口 12流入