CN102428275B - 减压系统及真空处理装置 - Google Patents

Abstract

一种减压系统，包括多个包括冷却部的减压装置及压缩装置(42)。压缩装置包括带有AC电机(43)的压缩部并且以与AC电机的转速对应的流速向各冷却单元供给压缩冷却剂。当压缩冷却剂绝热膨胀时，各冷却单元补充气体。减压系统还包括检测各冷却单元的温度的温度检测器(50)、能改变供给至AC电机的AC电源频率的换流装置(52)及控制换流装置之输出频率的频率控制器(51)。当多个减压装置的至少一个的冷却单元的温度大于或等于第一阈值时，所述频率控制器(51)相对升高换流装置的输出频率，并且当多个减压装置之全部的冷却单元的温度小于第一阈值时，频率控制器(51)相对降低换流装置的输出频率。

Description

减压系统及真空处理装置

技术领域

本发明涉及减压系统，其包括多个低温冷阱和低温泵之类的减压装置以及向所述所述减压装置供给压缩冷却剂的压缩装置，本发明还涉及使用该减压系统的真空处理装置。

背景技术

现有技术中，作为形成超高真空的装置，进行冷凝并且收集低温表面上气体的减压装置是公知的。例如，专利文献1描述了低温泵，而专利文献2描述了低温冷阱。在冷却剂膨胀时吸热而形成低温表面的这种减压装置中，将压缩冷却剂供给至减压装置的压缩装置是必不可少的。减压装置与此种压缩装置合作，以获得超高真空。

制造液晶显示器之类显示设备、CPU或存储器之类半导体器件等的制造装置使用包括上述减压装置和压缩装置的排出单元，作为其真空室的排出系统。对于由多个真空室形成一个制造装置的集群制造装置，所需的减压装置的数量与真空室的数量相同。为了减小制造装置的体积，形成了多个减压装置共享单个压缩装置的减压系统。

现有技术

专利文献1：第2002-70737号日本专利公开

专利文献2：第2009-19500号日本专利公开

发明内容

现今，考虑到全球环境保护，非常希望上述制造装置的功耗降低。通过单个压缩装置获得多个减压装置的排出能力的减压系统中，制造装置的占用空间得以减小。然而，相同量的由压缩装置压缩的冷却剂被供给至多个减压装置中的各减压装置。在包括以不同状态工作的多个真空室的集群制造装置中，多个减压装置中的各减压装置通常要求不同的排出能力。由此，当向多个减压装置中的各减压装置供给相同量的冷却剂时，则向减压装置供给了不必要的冷却剂。在多个减压装置的排出能力从单个压缩装置获得的减压系统中，不必要的冷却剂在压力状态下从压缩装置输送。这一机制极大地抑制了压缩装置的功耗降低。这还抑制了减压系统的能耗降低。

因此，本发明旨在提供一种减压系统和真空处理装置，其中通过单个压缩装置获得多个减压装置的排出能力，以使减压系统和真空处理装置可降低功耗。

本发明的一个方面为一种减压系统。所述减压系统包括多个减压装置，各所述减压装置包括冷却单元，所述冷却单元接收压缩冷却剂并且在所述压缩冷却剂绝热膨胀时能够补充气体。压缩装置包括带有AC电机的压缩单元。所述压缩装置以与所述AC电机的转速相对应的流速从所述压缩单元向各所述多个减压装置的所述冷却单元供给所述压缩冷却剂。温度检测单元检测所述各减压装置的冷却单元的温度。换流装置能够改变供给至所述AC电机的AC电源的频率。频率控制器控制所述换流装置的输出频率。当有至少一个所述减压装置的冷却单元的温度大于或等于第一阈值时，所述频率控制器相对升高所述换流装置的输出频率，并且当多个减压装置之全部的所述冷却单元的温度小于所述第一阈值时，所述频率控制器相对降低所述换流装置的输出频率。

附图说明

图1为示出根据本发明的作为真空处理装置的半导体器件制造装置10的示意图；

图2(a)为示出图1所示真空处理装置的真空排出单元结构的示意图，

图2(b)为示出图1所示真空处理装置的高真空排出单元结构的示意图；

图3为示出图1所示第一处理部的减压系统中冷却剂流动的布管图；

图4为示出与图1所示第一处理部的减压系统的压缩装置相关的电气结构的示意方块图；

图5为示出由图4所示频率控制器执行的换流装置输出频率控制的流程图；

图6为示出图1所示第一处理部各室的冷却单元的温度变化和换流装置输出频率的时间关系图。

具体实施方式

现参考图1～6描述本发明减压系统及其真空处理装置的实施例。图1为示出作为真空处理装置的半导体器件制造装置10的示意图。图2(a)为示出真空排出单元结构的示意图，图2(b)为示出高真空排出单元结构的示意图。

如图1所示，半导体器件制造装置10形成由基底W上的预定金属制成的膜。制造装置10包括第一处理部11、第二处理部12、及连接第一处理部11和第二处理部12的缓冲室13，第一处理部11括多个例如用于进行溅镀处理的室，第二处理部12包括多个例如用于进行基底W的加热处理的室。

第一处理部11包括多边形截面的传送室15。加载互锁室16a和16b、四个腔室17、18、19、20、及一个缓冲室13各通过闸阀21连接至传送室15。各所述室在相应的闸阀21打开时与传送室15连通，并且所述室在相应闸阀21闭合时与传送室15断开。基底W经由加载互锁室16a传送入制造装置10，并且基底W经由锁定室16b传送出制造装置10。四个腔室17、18、19、20在真空环境下对基底W进行多种处理。例如，室17和20通过进行溅镀而在基底W上形成铝金属膜，并且室18和19通过进行长抛溅镀而在基底W上形成铝金属膜。用于传送基底W的传送自动机构22设在传送室15中。传送自动机构22将基底W从传送室15传送至加载互锁室16a和16b、四个腔室17、18、19、20、及缓冲室13(也进行反向传送)。

以与第一处理室11相同的方式，第二处理部12包括多边形截面的传送室25。缓冲室13以连通状态与传送室25相连。腔室26、27、28、29、30、及31各自通过闸阀21连接至传送室25。各所述室在相应的闸阀21打开时与传送室25连通，并且所述室在相应闸阀21闭合时与传送室25断开。第二处理部12的腔室26中，对在经过多种处理之后其温度已变高的基底W进行冷却处理。腔室27、30、及31三个室中的各个室在真空环境下对基底W进行多种处理。例如，各个室进行膜形成处理：在向基底W施加偏置电压的同时在基底W上淀积溅镀颗粒以形成金属膜或金属氮化物膜。腔室28和29中的各室亦在真空环境下对基底W进行多种处理。例如，腔室28在氢气等还原性气体环境下对基底W进行热处理，室29进行脱气处理以从基底W表面去除气体颗粒。传送自动机构32亦设在传送室25中以传送基底W。传送自动机构32将基底W从传送室25传送至缓冲室13，以及腔室26、27、28、29、30、及31(也进行反向传送)。

上述半导体器件制造装置10即所谓的集群制造装置，其中有多个室安装至各传送室15和传送室25，而传送室15和传送室25与设在它们之间的缓冲室13相连接。基底W经由缓冲室13在俱为真空室的传送室15和传送室25之间移动。传送进加载互锁室16a的基底W，经由传送自动机构22和32的传送操作，依次传送入各作为真空室的所述腔室，并且在基底W被传送入的所述腔室中经受真空环境下的多种处理。

在真空环境下在室中进行各处理，诸如在基底W上进行的溅镀处理。因此，各室连接至在室中形成真空状态的真空排出单元34，或者连接至高真空排出单元35，其形成的真空状态的真空度高于腔室中的真空状态。更具体地，在制造装置10的室中，真空排出单元34连接至无需高度真空的室，而高真空排出单元35连接至需要高度真空的室。如图1所示，例如，真空排出单元34连接至第一处理部的11的加载互锁室16a和16b，和第二处理部12的腔室26、28、及29。高真空排出单元35连接至第一处理部11的传送室15和腔室17、18、19、及20，和第二处理部的传送室25和腔室27、30、及31。

如图2(a)所示，真空排出单元34包括粗略地从室排出空气的低真空泵36、对已经粗略空气排出的室进行进一步排出空气的涡轮分子泵37、从涡轮分子泵37的背压侧粗略地排出空气以保证涡轮分子泵37的排出能力的低真空泵38、及多个打开和关闭这些组件和所述室之间通路的阀39。当要在室中形成真空状态时，首先驱动低真空泵36和低真空泵38以粗略地从室和涡轮分子泵37的背压侧抽出空气。然后，低真空泵36和室之间的阀39闭合，并且涡轮分子泵37和室之间的阀37打开，以利用涡轮分子泵37从室中抽出空气。

如图2(b)所示，高真空排出单元35包括除上述用以在连接的室中形成高真空状态的高真空单元34的结构之外的低温冷阱40，其用作在涡轮分子泵37的吸入侧的形成减压系统的减压装置。低温冷阱40包括冷却单元41(见图3)，其由冷却机和由该冷却机冷却的冷却板形成。冷却单元41向冷却机供给压缩氦气(冷却剂)，并且冷却单元41连接至形成减压系统的压缩装置42(见图3)。

低温冷阱40系这样的装置，即，其在冷却板的低温表面上冷凝和收集未被高真空排出单元35的低真空泵36和涡轮分子泵37排出而留在室中的如水蒸气之类的气体。经由压缩装置42压缩的高压氦气供给至冷却单元41的冷却机，并且冷却板因高压氦气绝热膨胀时的热吸收而冷却至123K。这在冷却板上形成低温表面。冷却板包括温度传感器50(见图4)，其用作检测冷却板温度的温度检测单元。后文中，冷却单元41的温度是指冷却板的温度。

现参考图3～6描述应用于半导体器件制造装置10的减压系统。半导体器件制造装置10包括与第一处理部11的高真空排出单元35相对应的减压系统，和与第二处理部12的高真空排出单元35相对应的减压相同。减压系统的基本结构大致相同，不同之处在于冷却单元41的数量不同，由此仅描述第一处理部11的减压系统而省略第二处理部12的减压系统。图3为示出第一处理部11的减压系统中冷却剂流动的布管系统图，图4为示出与配置第一处理部11的减压系统的压缩装置42相关的电气示意结构的方块图。

如图3所示，形成减压系统的压缩装置42包括压缩单元44，其接收AC电机43的驱动力以对用作冷却剂的氦气进行压缩。由压缩单元44压缩至高压的氦气临时集聚在贮气箱45中，然后供给至各冷却单元41的冷却机。由此，单个压缩装置42可向第一处理部11中的五个高真空排出单元35的各冷却单元41供给压缩的高压氦气。供给至各冷却单元41的高压氦气在各冷却单元41的冷却机中绝热膨胀至低压，临时集聚在低压气体集聚单元46中，然后再次返回压缩装置42的压缩单元44中。

如图4所示，压缩装置42包括频率控制器51、换流装置52、及AC电机43。设在第一处理部11的各冷却单元41中的温度传感器50电连接至频率控制器51并且向频率控制器51输出表示冷却单元41的当前温度的检测信号。频率控制器51生成或者事先存储多种类型的基准电压，诸如与冷却单元41的温度目标值相对应的电压电平、与冷却单元41的温度第一阈值相对应的电压电平、及与冷却单元41的温度第二阈值(为高于第一阈值的温度)相对应的电压电平。然后，频率控制器51将与各温度传感器50的检测结果相对应的电压电平与基准电压进行比较。

冷却单元41的温度目标值为冷却板能充分获得稳定的冷却能力时冷却单元41的温度，并且设为，例如，123K。第一阈值为冷却板(即，冷却目标)需要进一步有效冷却的温度，并且设为，例如，128K。第二阈值为冷却板(即，冷却目标)进行强制和快速冷却的温度，并且设为，例如，138K。

压缩装置42开始工作之后，频率控制器51立即以预定的检测周期(本实施例中为五分钟)从各温度传感器50获取检测信号。然后，频率控制器51向换流装置52输出控制命令值，该控制命令值具有从换流装置52供给至AC电机43的AC电源的频率。预定检测周期为各冷却单元41足以被换流装置52的输出频率变化影响的时间。

换流装置52将由外部电源53(本实施例中为AC 200V，50Hz)临时转换为直流，然后将直流转换回交流以改变供给至AC电机43的AC电源的频率。换流装置52能够在下限值30Hz和上限值50Hz之间改变来自外部电源53的AC电源的频率。还有，换流装置52从频率控制器51接收控制命令值，并且向AC电机43供给其频率基于所述控制命令值的AC电源。换流装置52输出频率的上限值是将各冷却单元41的温度强制冷却至小于等于123K的目标值的频率。

AC电机43从换流装置52接收AC电源，并且以与AC电源频率相对应的转速产生旋转，且以与所述转速相对应的量向各冷却单元41供给氦气。更具体地，当供给至换流装置52的AC电源的频率升高时，AC电机43的转速加快，且供给至各冷却单元41的氦气量增加。当以此方式增加氦气的供给量时，经由贮气箱45相互连接的所有冷却单元41的冷却能力都增大。相反，当供给至换流装置52的AC电源的频率降低时，AC电机43的转速减慢，且供给至各冷却等于41的氦气量减小。以此方式减小氦气的供给量时，经由贮气箱45相互连接的所有冷却单元41的冷却能力都降低。这样，在上述减压系统中，由换流装置52供给至AC电机43的AC电源的频率由频率控制器51进行控制，并且根据AC电源的频率控制各冷却单元41的温度。

现参考图5描述由频率控制器51执行的换流装置52的输出频率控制。图5为示出由频率控制器51执行的换流装置52的输出频率控制的流程图。这一系列的过程以预定检测周期执行，即每当频率控制器51获取冷却单元41的温度时执行，并且以设在频率控制器51中的专用逻辑电路实现。然而，不必以此方式实现这一系列的过程，而是可由载入通用计算机的程序等来实现。

如图5所示，频率控制器51基于来自各温度传感器50的检测信号获取各冷却单元41的温度(步骤S101)。然后，频率控制器51判定是否有至少一个冷却单元41的温度大于或等于第二阈值138K，即，是否有需要强制冷却的冷却单元41(步骤S102)。当频率控制器51判定有至少一个冷却单元41的温度大于或等于第二阈值(步骤S102：是)时，频率控制器51向换流装置52输出控制命令值，指令将换流装置52的输出频率设为上限值50Hz(步骤S103)。频率控制器51利用AC电机43对所有的冷却单元41进行强制冷却，并且结束这一系列的过程。

这样，当频率控制器51向换流装置输出强制冷却命令时，供给至AC电机43的AC电源的输出频率设为输出频率上限值50Hz。当AC电源以输出频率上限值供给时，转速达到AC电机43的最大值，并且供给至各冷却单元41的氦气量达到压缩装置42的最大值。换言之，当至少一个冷却单元41的温度变得大于或等于第二阈值时，温度大于或等于第二阈值的冷却单元41具有冷却的优先级，并且快速冷却。

当频率控制器51判定各冷却单元41的温度小于第二阈值，即，不必对冷却单元41进行强制冷却时(步骤S102：否)，频率控制器51判定是否有至少一个冷却单元41的温度大于或等于第一阈值128K(步骤S104)。若频率控制器51判定有至少一个冷却单元41的温度单元或等于第一阈值(步骤S104：是)，频率控制器51则判定AC电源的当前频率是否为上限值50Hz，即，是否可进一步增大AC电源的频率(步骤S105)。若AC电源的当前频率为上限值50Hz(步骤S105：是)，频率控制器51则判定无法增高AC电源的频率，并且向换流装置52输出将AC电源的频率保持在50Hz上限值的控制命令值，并且结束这一系列的过程。若AC电源的当前频率并非50Hz或上限值(步骤S105：否)，向换流装置52输出将AC电源的频率从当前值上升5Hz的控制命令值(步骤S106)。这样结束这一系列步骤。

这样，当从频率控制器51将当前输出频率提高5Hz的控制命令值输出至换流装置52时，供给至AC电机43的AC电源的频率变得比当前值高5Hz，并且AC电机43的升高的频率使得转速加快。当AC电机43的转速变快时，从压缩装置42供给至各冷却单元41的氦气量也增加，由此可对冷却单元41进行进一步的冷却。

若频率控制器51判定所有冷却单元41的温度低于128K或第一阈值(步骤S104：否)，频率控制器51则判定AC电源的当前频率是否是30Hz或换流装置52的下限值，即，是否可进一步减小AC电源的频率(步骤S107)。若AC电源的当前频率为下限值30Hz(步骤S107：是)，频率控制器51则判定无法降低AC电源的频率，并且向换流装置52输出将AC电源的频率保持在30Hz的控制命令值。这一系列的操作由此结束。若AC电源的当前频率并非下限值30Hz(步骤S107：否)，则向换流装置52输出将AC电源的频率从当前值降低5Hz的控制命令。这样结束一系列的步骤。

这样，当将当前输出频率降低5Hz的控制命令值从频率控制器51输出至换流装置52时，供给至AC电机43的AC电源的频率变得比当前值低5Hz，并且AC电机43的降低的频率使得转速减慢。当AC电机43的转速变慢时，从压缩装置42供给至各冷却单元41的氦气量也减小。由此，若冷却单元41无需进一步的冷却，能降低压缩装置42的功耗。

上述减压系统中，当至少有一个冷却单元41需要进一步的冷却时，频率控制器51将换流装置52的输出频率升高5Hz。于是，供给至所有冷却单元41的氦气的增大量与+5Hz相应，并且所有冷却单元41的冷却能力相应增强。若所有的冷却单元41都不必进一步的冷却，频率控制器51则将换流装置52的输出频率降低5Hz。于是，供给至所有冷却单元41的氦气的减小量与5Hz相应，并且所有冷却单元41的冷却能力相应减弱。由此，所有的冷却单元41中，可在根据当前温度进行有效冷却的同时降低压缩装置42的功耗。

现参考时间关系图描述频率控制器51对换流装置52进行的输出频率控制的一个示例。图6为示出第一处理部11的各室的冷却单元41的温度变化的时间图。本时间图还示出了换流装置52的基于所述温度变化而设定输出频率。图6中的定时t1～t10表示对各冷却单元41的温度进行检测的各检测周期的定时，并且示出了从所有室都等待进行处理的空闲状态(定时t0)到各室连续进行处理之状态(定时t10)的定时。空闲状态下(定时t0)各室不特别需要大排出能力，频率控制器51通常将供给至AC电机43的AC电源的频率设为30Hz的下限值。

如图6所示，定时t0的空闲状态下以及检测周期从定时t0到定时t1时，所有冷却单元41中的温度小于第二阈值(138K)，也小于第一阈值(128K)。在各室不特别需要大排出能力的定时t0和t1，供给至AC电机43的AC电源频率为下限值30Hz。因此，在定时t0和t1，换流装置52的输出频率继续保持为下限值30Hz。

随后，室17需要大排出能力，并且与室17相对应的冷却单元41的温度变得大于或等于低于阈值。从而，频率控制器51判定在定时t2有至少一个冷却单元41的温度大于或等于第一阈值。此外，频率控制器51判定换流装置52的当前输出频率为下限值30Hz。由此，将输出频率从当前频率(30Hz)升高5Hz的控制命令值从频率控制器51输入至换流装置52。从而，供给至AC电机43的AC电源频率为35Hz，并且输出频率升高5Hz。由此，AC电机43的转速加快，供给至各冷却单元41的氦气量增大，并且所有冷却单元41的冷却能力增强。

接着，室17继续需要大排出能力，并且在连续的检测周期，室17的冷却单元41的温度保持为大于或等于第一阈值。从而，在定时t3，频率控制器51判定有至少一个冷却单元41的温度继续大于或等于第一阈值。此外，频率控制器51判定换流装置52的当前输出频率(35Hz)小于上限值50Hz，并且将输出频率从当前频率(35Hz)升高5Hz的控制命令值从频率控制器51输入至换流装置52。从而，供给至AC电机43的AC电源频率为40Hz。由此，AC电机43的转速加快，供给至各冷却单元41的氦气量增大，并且所有冷却单元41的冷却能力增强。

从这一状态，尽管保证了室17具有足够的排出能力，若室20独立地需要大排出能力，室17中的冷却单元41的温度则变得小于第一阈值，但另一室20中的冷却单元41的温度则变得大于或等于第一阈值，如图6所示。由此，在定时t4，频率控制器51继续作出相同的判定，即，连续检测周期中有至少一个冷却单元41的温度大于或等于第一阈值。此外，频率控制器51判定换流装置52的当前输出频率(40Hz)小于上限值50Hz，并且将输出频率从当前频率(40Hz)升高5Hz的控制命令值从频率控制器51输入至换流装置52。从而，供给至AC电机43的AC电源频率为45Hz。由此，AC电机43的转速根据室20的处理内容进一步加快，各冷却单元41的冷却能力显著增强。

此后，室20继续需要大排出能力，并且连续检测周期中室20的冷却单元41的温度保持为大于或等于第一阈值。从而，在定时t5，频率控制器51判定有至少一个冷却单元41的温度继续大于或等于第一阈值。此外，频率控制器51判定换流装置52的当前输出频率(45Hz)小于上限值50Hz，并且将输出频率从当前频率(45Hz)升高5Hz的控制命令值从频率控制器51输入至换流装置52。从而，供给至AC电机43的AC电源频率为上限值50Hz，并且所有冷却单元41的冷却能力达到最大值。

以此方式，在定时t2～t5，判定有至少一个冷却单元41的温度大于或等于第一阈值。由此，在各定时t2～t5，连续向换流装置52输入将输出频率升高5Hz的控制命令值。在使用压缩氦气冷却的冷却单元41中，氦气的供给量增大或减小时，温度并不立即发生变化。

例如，当冷却剂的绝热膨胀周期需要较长时间时，或者当绝热膨胀周期的热传导需要较长时间时，冷却剂供给量的增大或减小需要相当长的时间反映于冷却单元的温度。由此，当冷却单元41的温度快速升高时，最好大幅增加冷却剂的供给量。当冷却单元41的温度逐渐升高时，最好稍稍增大或不增大冷却剂的供给量。

如前所述，本实施例中，当有至少一个冷却单元41的温度继续大于或等于第一阈值，即，当其中一个冷却单元41需要进一步冷却时，以步进的方式增大供给至AC电机43的AC电源的频率。因此，考虑因先前的输出频率升高而导致的各冷却单元41的温度变化，进一步升高输出频率。以此控制方式，可避免换流装置52的输出频率过度升高，并且由于避免了频率的过度升高，则可降低压缩装置42的功耗。

随后，在定时t6，各室确保有充足的排出能力，并且所有冷却单元41的温度变得小于第一阈值128K。由此，在定时t6，频率控制器51判定没有一个冷却单元41的温度大于或等于第一阈值。此外，频率控制器51判定换流装置52的当前输出频率(50Hz)大于下限值30Hz。于是将输出频率从当前频率(50Hz)降低5Hz的控制命令值从频率控制器51输入至换流装置52。从而，AC电机43的转速变慢，不太可能在所有冷却单元41获得多余的冷却能力。

接着，以相同的方式，在各室确保具有足够排出能力且连续检测周期中所有冷却单元41的温度小于第一阈值128K的定时t7～t9中，将输出频率从当前频率降低5Hz的控制命令值从频率控制器51输入至换流装置52。当换流装置52输出的AC电源频率在定时t9达到下限值(30Hz)时，在定时t10之后，供给至AC电机43的AC电源的频率保持为30Hz的下限值。

以此方式，在定时t6～t10，连续判定各冷却单元41的温度小于第一阈值。由此，在各定时t6～t10，将当前频率降低5Hz的控制命令值输入换流装置52。如前所述，在使用压缩氦气冷却的冷却单元41中，氦气的供给量增大或减小时，温度并不立即发生变化。由此，当各冷却单元41的温度继续小于第一阈值时，即，当无需对冷却单元41进行进一步冷却时，以步进的方式减小供给至AC电机43的AC电源的频率。因此，考虑因先前的输出频率降低而导致的各冷却单元41的温度变化，进一步降低输出频率。因此可根据冷却单元41的当前温度降低换流装置52的输出频率，并且可通过输出频率的降低而减小压缩装置42的功耗。在包括此种减压系统的制造装置10中，可通过减小减压系统的功耗量而减小制造装置10的功耗。

若在定时t6判定有至少一个冷却单元41的温度大于或等于第一阈值，供给至AC电机43的AC电源的频率则继续保持为上限值50Hz。例如，若在定时t8判定有至少一个冷却单元41的温度大于或等于第一阈值，将当前频率(40Hz)升高5Hz的控制命令值则从频率控制器51输入至换流装置52。此外，例如，在定时t0～t10中的任何一个定时，若判定有至少一个冷却单元41的温度大于或等于138K的第二阈值，则将输出频率强制设定为50Hz上限值的控制命令值从频率控制器51输入至换流装置52。

如前所述，根据本实施例的减压系统及使用该系统的制造装置10具有如下优点。

(1)当至少一个冷却单元41的温度大于或等于第一阈值时，频率控制器51升高换流装置52的输出频率，并且当各冷却单元41的温度小于第一阈值时，频率控制器51降低换流装置52的输出频率。这样的输出频率控制方法中，若冷却单元41需要进一步的冷却，则增大供给至各冷却单元41的氦气量。这增强了各冷却单元41的冷却能力。当不必对冷却单元41减小进一步冷却时，减小供给至各冷却单元41的氦气量。这减弱了各冷却单元41的冷却能力。由此，降低输出频率时可降低压缩装置42的功耗，同时可根据当前温度有效冷却各冷却单元41。

(2)频率控制器51以各预定检测周期获取各冷却单元41的温度，并且当至少有一个冷却单元41的温度大于或等于第一阈值时，以步进方式在各检测周期朝向上限值升高换流装置52的输出频率。换言之，考虑因先前的输出频率升高而导致的各冷却单元41的温度变化，进一步升高输出频率。此结构中，可避免换流装置52的输出频率过度升高，并且由于避免了频率的过度升高，则可降低压缩装置42的功耗。

(3)频率控制器51在各预定检测周期获取各冷却单元41的温度，并且当各冷却单元41的温度小于第一阈值时，在各检测周期以步进的方式朝向下限值降低换流装置52的输出频率。由此，考虑因先前的输出频率降低而导致的各冷却单元41的温度变化，进一步降低输出频率。从而，根据冷却单元41的当前温度降低换流装置52的输出频率，并且通过输出频率的降低而降低压缩装置42的功耗。

(4)当至少一个冷却单元41的温度大于或等于第二阈值时，频率控制器51将换流装置52的输出频率设定为上限值50Hz。此结构中，当需要以最高优先级执行冷却单元41的冷却时，冷却机的冷却能力达到最大值并且冷却单元41迅速冷却。

可对上述实施例作如下修改。

上述实施例中，减压系统应用于用作真空处理装置的半导体器件制造装置10，但不限于此方式，并且本发明可应用于其它装置，只要该装置使用减压装置和压缩装置。

当至少一个冷却单元41的温度大于或等于第二阈值时，上述实施例的频率控制器51将换流装置52的输出频率设定为换流装置能够输出的上限值。然而，可取消基于第二阈值的控制。上述实施例中，当至少一个冷却单元41的温度大于或等于第一阈值时，可对冷却单元41中进行进一步的冷却。因此，即使取消基于第二阈值的控制，本发明可至少获得优点(1)～(3)。

当所有冷却单元41的温度基于各冷却单元41的温度降低至小于第一阈值时，上述实施例的频率控制器51对输出频率进行控制，从而在各检测周期以步进的方式朝向下限值降低换流装置52的输出频率。作为这种控制方法的代替，当所有冷却单元41的温度降低至小于第一阈值时，频率控制器51可将换流装置52的输出频率设定为下限值。以此结构，本发明至少可获得优点1)～(2)。

当至少一个冷却单元41的温度基于各冷却单元41的温度大于等于第一阈值时，上述实施例的频率控制器51对输出频率进行控制，以在检测周期以步进的方式朝向上限值升高换流装置52的输出频率。作为这种控制方法的代替，作为对冷却单元41进行进一步冷却的另一种方法，频率控制器51可用两种值(下限值和上限值)对换流装置52的输出频率进行控制。这样，当至少一个冷却单元41的温度大于或等于第一阈值时，频率控制器51通过将换流装置52的输出频率设定为上限值而改进了冷却效果。

上述实施例的频率控制器51获取各预定检测周期的各冷却单元41的温度，并且基于所获取的温度对换流装置52的输出频率进行控制。然而，本发明不限于此方式，并且频率控制器51可连续获取冷却单元41的温度以控制换流装置52的输出频率。

当至少有一个冷却单元41的温度基于各冷却单元41的温度大于或等于第一阈值时，上述实施例的频率控制器将换流装置52的输出频率设定为与冷却单元41的温度相对应的频率，以代替以步进方式升高换流装置52的输出频率。这样，若有多个冷却单元41的温度大于或等于第一阈值，频率控制器51可将换流装置52的输出频率设定为与这些冷却单元41的最高温度相对应的频率。

上述实施例中，冷却单元41或压缩装置42的供给目标的数量未具体限定，只要其根据压缩装置42的抽吸能力为两个或两个以上。

上述实施例的减压系统中，低温冷阱40用作减压装置。然而，可用低温泵作为减压装置。当使用低温泵作为减压装置时，最好相应地改变第一阈值和第二阈值。

图5中，可取消步骤S105(与上限值50Hz的比较)和步骤S107(与下限值30Hz的比较)。换言之，一旦至少一个冷却单元41的温度变得大于或等于第一阈值(128K)，则相对升高输出频率(例如，5Hz)，并且一旦所有冷却单元41的温度变得小于第一阈值(128K)，则相对降低输出频率(例如，5Hz)。

Claims (4)

1.一种减压系统，包括：

多个减压装置，各减压装置包括冷却单元，所述冷却单元接收压缩冷却剂，并且所述冷却单元在使所述压缩冷却剂绝热膨胀时能够补充气体；

单个压缩装置，其包括带有AC电机的压缩单元，其中所述压缩装置以与所述AC电机的转速相对应的流速将所述压缩冷却剂从所述压缩单元供给至所述各减压装置的冷却单元；

温度检测单元，其检测所述各减压装置的冷却单元的温度；

换流装置，其能够改变供给至所述AC电机的AC电源的频率；及

频率控制器，其控制所述换流装置的输出频率，

其中，所述频率控制器配置成：

以各预定检测周期获取所述各减压装置的冷却单元的温度；

以各预定检测周期判定是否有至少一个所述减压装置的冷却单元的温度大于或等于第一阈值；

当在连续的检测周期中有至少一个所述减压装置的冷却单元的温度大于或等于所述第一阈值时，以步进方式在各检测周期升高所述换流装置的输出频率；

当有至少一个所述减压装置的冷却单元的温度大于或等于第二阈值时，将所述换流装置的输出频率设定为上限值，所述第二阈值大于所述第一阈值，

在各预定检测周期判定是否所有的减压装置的冷却单元的温度都小于所述第一阈值；

当在连续的检测周期中所有的减压装置的冷却单元的温度降低至小于所述第一阈值时，所述频率控制器以步进方式在各检测周期降低所述换流装置的输出频率。

2.如权利要求1所述的减压系统，其中当有至少一个所述减压装置的冷却单元的温度大于或等于所述第一阈值时，所述频率控制器进一步判定所述换流装置的输出频率是否已升高至所述上限值，如果判定还未升高至上限值则升高所述输出频率。

3.如权利要求1或2所述的减压系统，其中当所有的减压装置的冷却单元的温度小于所述第一阈值时，所述频率控制器进一步判定所述换流装置的输出频率是否已降低至下限值，如果判定还未降低至下限值则降低所述输出频率。

4.一种真空处理装置，包括：

多个真空室；及

如权利要求1～3中任一项所述的减压系统，其中各真空室与其中一个所述减压装置相连。