CN103291584A - 低温泵、低温泵的再生方法及低温泵的控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种低温泵、低温泵的再生方法及低温泵的控制装置，其具备以有助于升温时间的缩短化的方式配置的少量温度传感器。低温泵（10）具备：1级板（20），其通过制冷机（16）的1级冷却台（22）冷却；2级板（18），其通过制冷机的2级冷却台（24）冷却；板温度传感器（94、96），其设置于1级板及2级板中的至少一方；冷却台温度传感器（90、92），其设置于1级冷却台及2级冷却台中的至少一方；及控制部（100），其控制基于冷却台温度传感器的测定温度的真空排气。控制部控制包含低温板的升温工序的再生，且专门在再生中使用板温度传感器的测定温度。控制部基于板温度传感器的测定温度来完成升温工序。

Description

低温泵、低温泵的再生方法及低温泵的控制装置

技术领域

本发明涉及一种低温泵、低温泵的再生方法及低温泵的控制装置。

背景技术

低温泵是通过冷凝或吸附将气体分子捕捉于冷却成超低温的低温板上进行排气的真空泵。一般为了实现半导体电路制造工艺等所要求的清洁的真空环境而广泛地利用低温泵。因此，为了向外部排出蓄积于低温板的气体而定期地进行低温泵的再生。

低温泵通常设置有温度传感器。温度传感器例如直接安装于低温板。或者，温度传感器安装于用于冷却低温板的制冷机。

专利文献1：日本实开昭63-4380号公报

专利文献2：日本特开平8-68380号公报

专利文献3：日本特开2004-27866号公报

低温泵的运行中低温板的温度在相当广的范围内变动。低温板在真空排气中冷却成超低温，另一方面在再生中加热至室温或比其稍微高的温度。在为了中断真空排气进行再生而对低温板进行升温时，有可能在该低温板的部分间过渡性地产生较大温度差。

在升温上费一点时间为一种简单获得均匀升温的低温板的有效方法。在升温时，大体通过热源加热低温板，并且向低温泵的室内导入吹扫气体。例如在此时可考虑如下的均匀化的方法：在低温板的热源附近部位达到目标温度之后，也使吹扫气体在室内持续滞留一定时间。经吹扫气体的热传导有助于低温板温度分布向目标温度的均匀化。也有可能存在通过使放气的持续时间变得相当长来保证均匀化的实际业务对策。但是，这种对策不一定符合所谓再生时间的短缩化这种对低温泵的最重要的要求之一。

在低温板上设置有多个温度传感器时，也许能够实现在短时间对该低温板进行均匀升温的控制。但是，从尽量减小低温泵的制造成本的观点出发，在低温板上设置多个温度传感器可能不现实。

发明内容

本发明中的某一方式的例示性目的之一在于，提供一种具备以有助于升温时间的短缩化的方式配置的少量温度传感器的低温泵、适合这种低温泵的再生方法及控制装置。

本发明的某一方式的低温泵，具备：制冷机，其具备1级冷却台和冷却成低于1级冷却台的温度的2级冷却台；低温板，其具备通过1级冷却台来冷却的1级板和通过2级冷却台来冷却的2级板；板温度传感器，其设置于1级板及2级板中的至少一方；冷却台温度传感器，其设置于1级冷却台及2级冷却台中的至少一方；及控制部，其构成为对基于冷却台温度传感器的测定温度的真空排气和包含低温板的升温工序的再生进行控制，且专门在再生中使用板温度传感器的测定温度。控制部基于板温度传感器的测定温度来完成升温工序。

在像升温工序这样的出现比较大的温度差的过渡性状况下，冷却台温度传感器不一定正确反映低温板温度。基于板温度传感器的测定温度来决定升温工序的完成，由此能够使升温工序适当停止而无需长久持续到不必要的程度。

而且，板温度传感器的测定温度专门用于再生中。即，板温度传感器的测定温度并不用于真空排气的控制中。基于冷却台温度传感器的测定温度来控制真空排气。这基于低温板测定温度不一定适于真空排气中的低温板温度控制这一本发明人的经验性见解。通过将板温度传感器专门用于再生，将冷却台温度传感器主要用于真空排气这样的作用分担，能够以少量温度传感器有效率地管理低温泵。

控制部可为了低温板的升温而控制制冷机的升温运行，在该升温运行中，监视冷却台温度传感器的测定温度。控制部也可在冷却台温度传感器的测定温度达到警告温度时，中止制冷机的升温运行。

此时，低温板通过以制冷机为热源的所谓反转升温而被加热。存在低温泵除具备制冷机以外无需具备加热器的优点。而且，能够通过在警告温度下中止反转升温来保护制冷机。例如能够防止制冷机内部的可动要件的烧粘。

板温度传感器可具有包含升温工序中的升温目标温度的可测定温度区域。该可测定温度区域可为高于真空排气中的低温板的冷却目标温度的温度范围。

板温度传感器的可测定温度区域不包含真空排气中的低温板的冷却目标温度。通过从测定范围除去这种超低温，变得易采用通用的温度传感器。升温目标温度通常接近室温，因此能够使用例如热电偶等一般的传感器来作为板温度传感器。通用品的采用有助于降低制造成本。

低温泵可具备：1级板温度传感器，其设置于1级板中的传热路径的末端部；及2级板温度传感器，其设置于2级板中的传热路径的末端部。控制部可在1级板温度传感器的测定温度达到1级板目标温度并且2级板温度传感器的测定温度达到2级板目标温度时，完成升温工序。

由于传热路径的末端部远离热源，因此在升温工序中，温度低于其他部位。因此，在其测定温度达到目标温度时，能够评价为其他部位已经达到目标温度。

低温板可构成为，在升温工序中1级板比2级板晚达到升温目标温度。板温度传感器可至少设置于1级板。控制部可基于1级板的测定温度来完成升温工序。

例如，与相对于用于2级板的升温能力的2级板质量相比，相对于用于1级板的升温能力的1级板质量较大时，有1级板的升温比2级板更耗费时间的倾向。这种情况下，估计2级板的升温首先结束，因此能够基于1级板的测定温度来决定升温工序的完成。

低温板可构成为，在升温工序中2级板比1级板晚达到升温目标温度。板温度传感器可至少设置于2级板。控制部可基于2级板的测定温度来完成升温工序。

例如，与相对于用于1级板的升温能力的1级板质量相比，相对于用于2级板的升温能力的2级板质量较大时，有2级板的升温比1级板更耗费时间的倾向。这种情况下，估计1级板的升温首先结束，因此能够基于2级板的测定温度来决定升温工序的完成。

本发明的另一方式为低温泵的再生方法。该方法包括如下步骤：基于冷却台温度传感器的测定温度来控制真空排气；及控制包含低温板的升温工序的再生。升温工序包含基于板温度传感器的测定温度来完成升温工序的步骤。板温度传感器的测定温度专门用于再生中。

本发明的另一方式为低温泵的控制装置。该装置共用于包含口径互不相同的第1机种和第2机种的多个机种的低温泵，该第1机种为以1级板晚升温的方式构成的小口径低温泵，该第2机种为以2级板晚升温的方式构成的大口径低温泵。该低温泵的控制装置构成为，用于升温工序完成判定的温度测定部位的设定能够选择所述1级板与所述2级板中的任一方。

依据该方式，可提供共用于多个机种的低温泵的控制装置。能够按机种设定用于升温工序完成判定的温度测定部位。通过适当的设定，能够按机种实现被短缩的升温工序。

本发明的另一方式为低温泵的控制装置。该装置构成为升温工序完成判定中使用的温度传感器能够按低温泵的机种进行选择。

另外，对于将以上构成要件的任意组合或本发明的构成要件或表现在方法、装置、系统及程序等之间相互替换而得到的方式，作为本发明的方式也是有效的。发明效果

依据本发明，能够提供具备以有助于升温时间的短缩化的方式配置的少量温度传感器的低温泵、适合于这种低温泵的再生方法及控制装置。

附图说明

图1是示意性地表示本发明的一实施方式所涉及的低温泵的图。

图2是用于说明本发明的一实施方式所涉及的再生方法的流程图。

图3是用于说明本发明的一实施方式所涉及的升温工序的流程图。

图4是示意性地表示本发明的另一实施方式所涉及的低温泵的图。

图5是示意性地表示本发明的另一实施方式所涉及的低温泵的图。

图中：10：低温泵，16：制冷机，18：2级板，20：1级板，22：1级冷却台，24：2级冷却台，90：1级冷却台温度传感器，92：2级冷却台温度传感器，94：1级板温度传感器，96：2级板温度传感器，100：控制部。

具体实施方式

图1是示意性地表示本发明的一实施方式所涉及的低温泵10的图。低温泵10例如被安装于离子注入装置或溅射装置等的真空腔而用于将真空腔内部的真空度提高至所期望的工艺中所要求的水平。

低温泵10具有用于接受气体的吸气口12。吸气口12是朝向低温泵10的内部空间14的入口。应被排出的气体从安装有低温泵10的真空腔通过吸气口12进入低温泵10的内部空间14。

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”这样的用语。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，关于轴向，有时将相对靠近吸气口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被安装于真空腔时的配置没有关系。例如，低温泵10也可在铅直方向使吸气口12朝下地安装于真空腔。

图1是表示包括低温泵10的内部空间14的中心轴和制冷机16的截面。低温泵10具备制冷机16、2级板18及1级板20。

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1级冷却台22及2级冷却台24的2级式制冷机。

制冷机16经制冷剂管34连接于压缩机36。压缩机36将高压的工作气体供给至制冷机16。高压的工作气体在制冷机16内的膨胀室绝热膨胀，产生寒冷。压缩机36对从制冷机16回收的低压的工作气体进行压缩。工作气体例如为氦。从压缩机36到制冷机16以及从制冷机16到压缩机36的工作气体的流动基于制冷机16内的旋转阀（未图示）进行切换。制冷机16具备阀驱动马达40。阀驱动马达40从外部电源接受电力供给来使旋转阀进行旋转。

制冷机16构成为将1级冷却台22冷却至第1温度水平，且将2级冷却台24冷却成第2温度水平。第2温度水平比第1温度水平更低温。例如，1级冷却台22冷却成65K～120K左右、优选冷却成80K～100K，2级冷却台24冷却成10K～20K左右。

如图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以与低温泵10的内部空间14的中心轴交叉（通常为正交）的方式配设的低温泵。本发明也同样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。

2级板18设置于低温泵10的内部空间14的中心部。2级板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中通常设置有活性炭等吸附剂（未图示）。吸附剂例如粘结于板部件26的背面。板部件26安装于板安装部件28。板安装部件28安装于2级冷却台24。如此，2级板18热连接于2级冷却台24。因此，2级板18冷却成第2温度水平。

1级板20设置于2级板18的外侧。1级板20具备放射屏蔽件30和入口低温板32，且1级板20包围2级板18。1级板20热连接于1级冷却台22，1级板20被冷却成第1温度水平。

设置放射屏蔽件30是主要为了保护2级板18不受来自低温泵10的泵壳38的辐射热的影响。放射屏蔽件30位于泵壳38与2级板18之间，且包围2级板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具有轴向下端被闭塞的筒形（例如圆筒）形状，形成为杯状。放射屏蔽件30的侧面具有用于安装制冷机16的孔，2级冷却台24从该孔插入于放射屏蔽件30中。1级冷却台22在该安装孔的外周部被固定于放射屏蔽件30的外表面。如此放射屏蔽件30被热连接于1级冷却台22。

放射屏蔽件30可如图1所示构成为一体的筒状，而且可构成为由多个零件整体上形成为筒状形状。这些多个零件可相互保持间隙地配设。例如，放射屏蔽件30可分割为安装于1级冷却台22的轴向上侧的上部屏蔽件和安装于1级冷却台22的轴向下侧的下部屏蔽件。此时，上部屏蔽件为上端及下端开放的筒型板，下部屏蔽件为上端开放且下端闭塞的筒型板。

入口低温板32设置于2级板18的轴向上方，且在吸气口12中沿着径向配置。入口低温板32的外周部被固定于放射屏蔽件30的开口端，从而入口低温板32热连接于放射屏蔽件30。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，或者也可形成为格子状等其他形状。

设置入口低温板32是为了进行进入吸气口12的气体的排出。以入口低温板32的温度冷凝的气体（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2级板18不受来自低温泵10的外部热源（例如，安装低温泵10的真空腔内的热源）的辐射热的影响。不仅是辐射热，也限制了气体分子的进入。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流入内部空间14的气体限制在所期望的量。

低温泵10具备泵壳38。泵壳38是用于隔开低温泵10的内部与外部的真空容器。泵壳38构成为气密地保持低温泵10的内部空间14的压力。泵壳38中容纳有1级板20和制冷机16。泵壳38被设置于1级板20的外侧，且包围1级板20。并且，泵壳38容纳制冷机16。

泵壳38以不接触于1级板20及制冷机16的低温部的方式固定于外部环境温度的部位（例如制冷机16的高温部）。泵壳38的外表面暴露于外部环境，温度比被冷却的1级板20高（例如室温程度）。

并且，泵壳38具备从其开口端朝向径向外侧延伸的吸气口凸缘56。吸气口凸缘56是用于在安装处的真空腔安装低温泵10的凸缘。在真空腔的开口设置有闸阀（未图示），吸气口凸缘56安装于该闸阀。由此，闸阀位于入口低温板32的轴向上方。例如在低温泵10再生时闸阀设为关，在低温泵10对真空腔进行排气时闸阀设为开。

在泵壳38连接有通气阀70、粗抽阀72及放气阀74。

通气阀70设置于用于将流体从低温泵10的内部空间向外部环境排出的排出管路80的例如末端。通过通气阀70的开阀来容许排出管路80的流动，通过通气阀70的闭阀来截断排出管路80的流动。被排出的流体基本上为气体，但也可为液体或气液混合物。例如，被低温泵10冷凝的气体的液化物可以混在排出流体中。通过通气阀70的开阀，能够将产生于泵壳38的内部的正压向外部释放。

粗抽阀72连接于粗抽泵73。基于粗抽阀72的开闭，粗抽泵73和低温泵10被连通或截断。典型地，粗抽泵73作为与低温泵10分开的真空装置而被设置，例如构成包括与低温泵10连接的真空腔的真空系统的一部分。

放气阀74连接于未图示的吹扫气体供给装置。吹扫气体例如为氮气。根据放气阀74的开闭来控制吹扫气体向低温泵10的供给。

低温泵10具备：用于测定1级冷却台22的温度的1级冷却台温度传感器90；和用于测定2级冷却台24的温度的2级冷却台温度传感器92。1级冷却台温度传感器90被安装于1级冷却台22。2级冷却台温度传感器92被安装于2级冷却台24。以下为了便于说明，有时将1级冷却台温度传感器90及2级冷却台温度传感器92总称为“冷却台温度传感器”。

在低温泵10的真空排气运行及再生运行双方中，冷却台温度传感器用于监视各冷却台温度。为此，冷却台温度传感器具有包含真空排气中的冷却台温度和再生中的冷却台温度双方的可测定温度区域。即，冷却台温度传感器是以不仅测定室温，还测定例如20K以下的超低温的方式构成的温度传感器。冷却台温度传感器为例如铂电阻温度计或氢蒸气压温度计。

而且，低温泵10具备：用于测定1级板20的温度的1级板温度传感器94；和用于测定2级板18的温度的2级板温度传感器96。1级板温度传感器94设置于1级板20中的传热路径的末端部。2级板温度传感器96设置于2级板18中的传热路径的末端部。

在此，传热路径的末端部是指在低温板的升温中远离热源的部位。例如，根据从热源至板上的某一点为止的传热路径的长度，能够将1级板20划分为靠近热源（传热路径较短）的区域和远离热源（传热路径较长）的区域。或者，能够以相同方法，将1级板20划分为靠近热源的区域、中间区域、远离热源的区域这3个区域。关于2级板18也相同。此时，可将远离热源的区域看作传热路径的末端部。在进行制冷机16的升温运行时，能够将1级冷却台22、2级冷却台24分别看作1级板20、2级板18的热源。在1级板20、2级板18上设置有加热用的加热器时，该加热器为热源。

在图1中，1级板温度传感器94设置于入口低温板32。具体而言，1级板温度传感器94设置于入口低温板32的中心部。作为代替方案，1级板温度传感器94可设置于放射屏蔽件30的开口端或闭塞端。2级板温度传感器96设置于在2级板18中最远离2级冷却台24的板部件26的端部。以下为了便于说明，有时将1级板温度传感器94及2级板温度传感器96总称为“板温度传感器”。

板温度传感器用于监视再生中的各板温度。板温度传感器具有包含升温工序中的升温目标温度的可测定温度区域。在本实施例中，板温度传感器并不用于真空排气中，因此在板温度传感器的可测定温度区域可以不包含超低温。总之，板温度传感器只要能够测定室温水平即可。因此，作为板温度传感器例如能够使用廉价的热电偶。

而且，低温泵10具备控制部100。控制部100可一体地设置于低温泵10，也可作为与低温泵10分体的控制装置而构成。

构成为控制部100为了低温泵10的真空排气运行及再生运行而控制制冷机16。并且，控制部100专门在再生中根据需要来控制通气阀70、粗抽阀72及放气阀74的开闭。控制部100构成为接收1级冷却台温度传感器90、2级冷却台温度传感器92、1级板温度传感器94、2级板温度传感器96及压力传感器（未图示）等各种传感器的测定结果。控制部100基于这样的测定结果来运算出给予制冷机16及各种阀的控制指令。

在真空排气运行中，控制部100以使冷却台温度追随目标冷却温度的方式控制制冷机16。1级冷却台22的目标温度通常设定为恒定值。1级冷却台22的目标温度例如按照在安装低温泵10的真空腔中进行的工艺而作为规格被决定。

例如，控制部100通过反馈控制来控制制冷机16的运行频率，以使1级冷却台22的目标温度和1级冷却台温度传感器90的测定温度的偏差最小化。即，控制部100通过控制阀驱动马达40的转速，来控制制冷机16中的热循环的频率。

在对低温泵10的热负荷增加时，1级冷却台22的温度有可能升高。在1级冷却台温度传感器90的测定温度高于目标温度的情况下，控制部100使制冷机16的运行频率增加。其结果是，制冷机16中的热循环的频率也增加，1级冷却台22向目标温度冷却。相反，在1级冷却台温度传感器90的测定温度低于目标温度时，制冷机16的运行频率减少，1级冷却台22向目标温度升温。

在典型的低温泵中，热循环的频率设为始终恒定。设定为以较大的频率运行以便能够进行从常温向泵动作温度的急冷却，在来自外部的热负荷较小时，通过加热器进行加热，由此调整低温板的温度。因此，耗电量变大。与此相对，在本实施方式中，按照对低温泵10的热负荷来控制热循环频率，因此能够实现节能性优异的低温泵。并且，无需一定设置加热器，这也有助于降低耗电量。

以下，有时将以使1级冷却台22的温度成为目标温度的方式控制制冷机16的步骤称为“1级温度控制”。在低温泵10进行真空排气运行时，通常执行1级温度控制。1级温度控制的结果是，2级冷却台24及2级板18冷却成根据制冷机16的规格及来自外部的热负荷而确定的温度。

同样，控制部100还能够执行所谓“2级温度控制”，即以使2级冷却台24的温度成为目标温度的方式控制制冷机16。控制部100例如可在用于开始低温泵10的真空排气的前处理即降温工序中进行2级温度控制。在降温工序中，优选快速冷却低温板。因此，控制部100可在降温工序中执行2级温度控制，在2级板18冷却至目标温度附近时，切换为1级温度控制。

如上述在本实施例中，冷却台温度用于真空排气运行中的低温板的温度控制。这是基于直接测定低温板而获得的温度不一定适于低温板的温度控制这样的本发明人的经验性见解。

看起来像是因为板温度传感器直接设置于低温板，所以能够通过基于板温度传感器的测定值来控制低温板温度而获得良好结果。但是，实际上并不一定如此。与冷却台温度传感器相比，板温度传感器的测定值有时会变动。这是因为板温度受来自外部的辐射热或气体的冰层堆积等影响而比较敏感地变动。优选真空排气中的低温板温度稳定，因此低温板温度控制适宜基于冷却台温度传感器的测定值而进行。因此，在本实施例中，板温度传感器的测定温度并不用于真空排气运行的控制。板温度传感器的测定温度专门用于再生中，尤其用于升温工序中。

以下对基于上述结构的低温泵10的动作进行说明。低温泵10工作时，首先在其工作之前通过粗抽阀72利用粗抽泵73将低温泵10的内部粗抽至例如1Pa左右。之后使低温泵10工作。在基于控制部100的控制下，1级冷却台22及2级冷却台24通过制冷机16的驱动而被冷却，热连接于它们的1级板20、2级板18也被冷却。

入口低温板32对从真空腔向低温泵10内部飞来的气体分子进行冷却，使在该冷却温度下蒸汽压充分变低的气体（例如水分等）冷凝于表面而被排气。在入口低温板32的冷却温度下蒸汽压未充分变低的气体通过入口低温板32进入放射屏蔽件30内部。进入的气体分子中，在2级板18的冷却温度下蒸汽压充分变低的气体冷凝于其表面而被排气。即使在该冷却温度下蒸汽压也未充分变低的气体（例如氢等）通过粘结于2级板18的表面并已被冷却的吸附剂吸附而被排气。如此，低温泵10能够使安装处的真空腔的真空度达到所期望的水平。

通过持续进行排气运行，低温泵10中逐渐蓄积气体。为了将蓄积的气体向外部排出，在排气运行开始之后经过预定时间时或在满足预定的再生开始条件时，进行低温泵10的再生。再生处理包含升温工序、排出工序及冷却工序。

低温泵10的再生处理例如通过控制部100而控制。控制部100判定是否满足了预定的再生开始条件，当满足了该条件时开始进行再生。此时，控制部100中止制冷机16的低温板冷却运行，开始制冷机16的升温运行。当未满足该条件时，控制部100不开始进行再生，例如继续进行真空排气运行。

图2是用于说明本发明的一实施方式所涉及的再生方法的流程图。再生处理包括将低温泵10升温成比排气运行中的低温板温度更高的高温即再生温度的升温工序（S10）。图2所示的再生处理的一例是所谓完全再生。完全再生是对包括低温泵10的1级板20及2级板18的所有低温板进行再生。低温板从用于真空排气运行的冷却温度加热至再生温度。再生温度为例如室温或比其稍微高的温度（例如约290K至约300K）。

升温工序包含反转升温。一实施例中，反转升温运行通过将制冷机16内的旋转阀向与冷却运行相反的方向旋转来错开工作气体的吸排气时机以使工作气体产生绝热压缩。制冷机16以如此得到的压缩热对1级冷却台22及2级冷却台24进行加热。1级板20以1级冷却台22为热源而被加热，2级板18以2级冷却台24为热源而被加热。

控制部100判定低温板温度的测定值是否达到目标温度。控制部100在达到目标温度前持续升温，在达到目标温度时结束升温工序。关于升温工序的详细内容参考图3在后文中进行叙述。

若完成升温工序，则控制部100开始排出工序（S12）。排出工序中，从低温板表面将再气化后的气体向低温泵10的外部排出。再气化后的气体例如通过排出管路80或使用粗抽泵73向外部排出。再气化后的气体与根据需要而被导入的吹扫气体一同从低温泵10排出。在排出工序中停止制冷机16的运行。

控制部100例如基于低温泵10的内部的压力测定值来判定是否已完成气体排出。例如，控制部100在低温泵10内的压力超出预定的阈值的期间持续进行排出工序，在压力低于该阈值时结束排气工序并开始冷却工序。

冷却工序中，为了重新开始真空排气运行而再次冷却低温板（S14）。开始制冷机16的冷却运行。控制部100判定冷却台温度的测定值是否达到用于真空排气运行的目标冷却温度。控制部100持续进行冷却工序直至达到目标冷却温度，当达到该冷却温度时结束冷却工序。该冷却工序可与上述的降温工序相同。如此完成再生处理。重新开始低温泵10的真空排气运行。

图3是用于说明本发明的一实施方式所涉及的升温工序（S10）的流程图。如图3所示，升温工序包含板温度判定（S26）与冷却台温度判定（S22）这2个判定处理。其中，板温度判定（S26）为决定是否可以结束升温工序的升温工序完成判定。冷却台温度判定（S22）为用于保护制冷机16的判定处理。冷却台温度判定（S22）在本实施例的升温工序中不是必须的。

在升温工序中，控制部100首先进行升温开始处理（S20）。升温开始处理例如包括如下步骤：开始制冷机16的升温运行（所谓反转升温）；及开始向低温泵10供给吹扫气体。为了使低温板高速升温，控制部100在反转升温中例如以最大的运行频率控制制冷机16。而且，控制部100打开放气阀74，将吹扫气体导入低温泵10的内部空间14。

控制部100进行冷却台温度判定（S22）。冷却台温度判定是在制冷机16的升温运行中对冷却台温度传感器的测定温度进行监视的处理。控制部100判定冷却台温度传感器的测定温度是否已达到警告温度。具体而言，在1级冷却台温度传感器90的测定温度达到第1警告温度及2级冷却台温度传感器92的测定温度达到第2警告温度中的至少一方成立时，控制部100判定为冷却台温度传感器的测定温度已达到警告温度（S22的NG）。

第1警告温度设定为高于1级板20的目标温度的温度，第2警告温度设定为高于2级板18的目标温度的温度。而且，第1警告温度及第2警告温度例如基于制冷机16的耐热温度而设定。即，第1警告温度及第2警告温度设定在低温板的目标温度与制冷机16的耐热温度之间。本实施例中，第1警告温度及第2警告温度设定为从制冷机16的耐热温度留有一定余地的值。第1警告温度及第2警告温度可相等。

当判定为冷却台温度传感器的测定温度已达到警告温度时（S22的NG），控制部100中止制冷机16的升温运行（S24）。停止制冷机16的运行。停止供给吹扫气体。同时，控制部100可输出表示制冷机16接近耐热温度的警告。如此一来，能够保护制冷机16。例如能够防止制冷机16内部的可动要件（例如置换器）的烧粘。

另一方面，当判定为冷却台温度传感器的测定温度未达到警告温度时（S22的OK），控制部100进行板温度判定（S26）。控制部100判定板温度传感器的测定温度是否已达到目标温度。目标温度选自上述的再生温度（例如约290K至约300K）。1级板20的目标温度和2级板18的目标温度可相等，也可不同。

具体而言，控制部100判定1级板温度传感器94的测定温度是否已达到1级板20的目标温度。而且，控制部100判定2级板温度传感器96的测定温度是否达到2级板18的目标温度。如此，在1级板温度传感器94及2级板温度传感器96的测定温度分别达到目标温度时，控制部100判定为板温度传感器的测定温度已达到目标温度（S26的OK）。

当判定为板温度传感器的测定温度已达到目标温度时（S26的OK），控制部100结束升温工序（S28）。停止制冷机16的运行，停止供给吹扫气体。之后，如上述，控制部100开始进行排出工序（图2的S12）。

当判定为板温度传感器的测定温度未达到目标温度时（S26的NG），控制部100继续进行升温工序。继续进行制冷机16的升温运行及吹扫气体的供给。预定时间之后（例如在下次的控制周期），控制部100再次进行板温度判定（S26）及冷却台温度判定（S22）。

另外，在制冷机16的升温运行被中止时（S24），控制部100可待机预定期间，并重新开始升温运行。通过待机，热自然从制冷机16放出，从而制冷机16被冷却。待机中，可继续进行吹扫气体的供给。控制部100在待机中可以冷却至待机温度作为条件重新开始升温运行。即，控制部100可在冷却台温度传感器的测定温度低于待机温度时，重新开始升温运行。待机温度例如设定为从警告温度留有一定余地的值。

另外，真空排气中，1级板20及2级板18各自的温度分布比较均匀化，因此冷却台温度良好地代表板温度。但是，升温中并一定如此。升温中，冷却台温度传感器测定热源的温度。因此，冷却台温度传感器的测定温度往往表示高于低温板的实际温度的温度。

若基于冷却台温度传感器的测定温度而完成升温工序，则实际上有可能在低温板上残留低温部位，未充分升温就结束。为了避免该情况，可考虑在冷却台温度达到目标温度之后，仍暂时继续进行制冷机16的升温运行的方法。或者，可考虑结束制冷机16的升温运行，仅继续进行放气的方法。但是，基于冷却台温度传感器的测定温度来决定停止这样持续的升温工序是并不容易的。

依据本实施例，1级板温度传感器94及2级板温度传感器96分别设置于1级板20及2级板18中远离热源（即1级冷却台22及2级冷却台24）的部位。这样的部位在升温工序中温度低于其他部位。因此，1级板温度传感器94及2级板温度传感器96能够分别测定1级板20及2级板18的低温部位的温度。

在1级板温度传感器94的测定温度达到1级板目标温度并且2级板温度传感器96的测定温度达到2级板目标温度时，控制部100完成升温工序。即，在低温板的低温部位的测定温度达到目标温度时，控制部100完成升温工序。因此，能够使升温工序适当停止而无需长久持续到不必要的程度。因此，依据本实施例，能够缩短升温时间进而缩短再生时间。

图4是示意性地表示本发明的另一实施方式所涉及的低温泵10的图。图4所示的低温泵10中，板温度传感器仅设置于1级板20，这一点上与图1所示的低温泵10不同。图4所示的低温泵10具备1级板温度传感器94，但不具备2级板温度传感器96。关于其余点，图4及图1所示的低温泵10具备共同的结构。为了避免冗长，对相同的部分适当省略说明。

控制部100基于1级板温度传感器94的测定温度来完成升温工序。具体而言，控制部100判定1级板温度传感器94的测定温度是否已达到1级板20的目标温度。控制部100在判定为1级板温度传感器94的测定温度已达到目标温度时结束升温工序。

图5是示意性地表示本发明的另一实施方式所涉及的低温泵10的图。图5所示的低温泵10中，板温度传感器仅设置于2级板18，这一点上与图1所示的低温泵10不同。图5所示的低温泵10具备2级板温度传感器96，但不具备1级板温度传感器94。关于其余点，图5及图1所示的低温泵10具备共同的结构。为了避免冗长，对相同的部分适当省略说明。

控制部100基于2级板温度传感器96的测定温度来完成升温工序。具体而言，控制部100判定2级板温度传感器96的测定温度是否已达到2级板18的目标温度。控制部100在判定为2级板温度传感器96的测定温度已达到目标温度时结束升温工序。

以在升温工序中1级板20比2级板18较晚达到升温目标温度的方式构成低温泵10时，能够采用图4所示的结构。另一方面，以在升温工序中2级板18比1级板20较晚达到升温目标温度的方式构成低温泵10时，能够采用图5所示的结构。图4及图5所示的结构在板温度传感器为1个也可这一点上具有比图1所示的结构简单的优点。

在设计标准低温泵时，不能一概决定采用图4及图5的结构中的哪一个更好。作为低温泵行业的实情，具有标准规格的低温泵在市场上存在吸气口12的口径不同的多个机种。该多个机种是在共同的设计思想的基础上改变口径而设计出的。按照低温泵10的例如用途或安装部位，选择应使用的低温泵10的口径。

在这样的标准品中1级板20与2级板18的升温所需时间通常是不同的。即使1级板20与2级板18同时开始升温，完成时间也不同。决定升温时间的主要参数之一为低温板的质量。低温板的材质相同时，较重的板比较轻的板在升温上更耗费时间。因此，1级板20和2级板18的质量关系决定升温完成顺序。有较重的板的升温完成变得较慢的倾向。

更准确而言，与用于低温板的升温能力相对的该低温板的质量（换言之，每单位升温能力的低温板质量）影响升温时间。在此，升温能力是指每单位时间给予低温板的热量。通过加热器进行升温时，升温能力是指每单位时间从加热器给予低温板的热量。反转升温时，升温能力是指每单位时间从制冷机冷却台给予低温板的热量。反转升温的升温能力为与例如制冷机的冷却台的制冷能力对应的大小。

例如，与相对于1级冷却台22的升温能力（或制冷能力）的1级板20的质量相比，相对于2级冷却台24的升温能力（或制冷能力）的2级板18的质量较大时，2级板18的升温比1级板20更耗费时间。相反，1级冷却台22的每单位升温能力的板质量大于2级冷却台24的每单位升温能力的板质量时，1级板20的升温耗费更长的时间。

多个机种以共同的设计思想为基础时，在这多个机种之间，1级板20与2级板18的升温完成顺序看似也共同。若多个机种中例如1级板20的升温完成都较晚，则能够以1级板20的测定温度来决定升温完成。但是，实际上，口径互不相同的多个机种中某一机种的1级板20较晚升温时，不一定其他机种的1级板20也较晚升温。

低温泵10的口径也有可能影响1级板20与2级板18的质量关系。在设计某一标准的低温泵10时，泵口径变得较大时，有2级板18的质量比1级板20更容易增加的倾向。这基于一种尺寸效果。1级板20呈沿泵壳38的筒形状，2级板18占据其中心部。因此，口径变大时，有1级板20的质量按照泵内部空间14的表面积而增加、且2级板18的质量按照内部空间14的体积而增加的倾向。因此，2级板18的质量的增加程度往往更大。若如此，小口径低温泵中，2级板/1级板的质量比小，大口径低温泵中，2级板/1级板的质量比大。

此时，小口径低温泵中，2级板/1级板的质量比小，1级板20较晚升温。例如，8英寸的低温泵中，1级板20的升温更耗费时间。大口径低温泵中，2级板/1级板的质量比大，2级板18较晚升温。例如，12英寸的低温泵中，2级板18的升温更耗费时间。升温完成顺序在质量比的某一边界值发生转变。

对于在一般的低温泵中用于再生的控制处理，按照机种分别设计最佳处理，或者直接（或微调后）应用其他机种中的最佳处理。分别进行的最佳设计比较耗费工夫。即使沿用其他机种的最佳处理，也无法保证合适。尤其，2个机种中2级板/1级板的升温完成顺序不同时，不能沿用。

因此，在图4及图5所示的低温泵10的控制部100，构成为用于升温工序完成判定的温度测定部位的设定能够按低温泵的机种进行选择。具体而言，构成为对将温度测定部位设定在1级板20与2级板中的哪一方（在升温工序完成判定中使用1级板温度传感器94和2级板温度传感器96中的哪一方）进行选择。通过适当的设定，能够按机种实现被短缩的升温工序。

控制部100将机种名与用于升温完成判定的温度传感器设定建立关联来存储。机种名（在每个口径的机种为1个时、或者即使为多个但升温顺序相同时）可为口径。这样的设定在低温泵10的制造阶段（或设计阶段、或向使用场所进行安装的安装阶段）进行。在低温泵10的使用中不改变设定。

控制部100中，关于用于升温完成判定的温度传感器设定以外的其他设定，可以不基于机种而被共同化。例如，用于真空排气运行的温度传感器被共同化。例如用于1级温度控制的温度传感器固定于1级冷却台温度传感器90。如此一来，可提供共用于多个机种的低温泵的控制装置。

以上，基于实施例说明了本发明。但本发明不限于上述实施方式，能够进行各种设计变更，能够实现各种变形例，并且这样的变形例也属于本发明的范围内，这对本领域技术人员来讲是可以理解的。

例如，1级板温度传感器94可安装于1级板20的任意部位，2级板温度传感器96可安装于2级板18的任意部位。例如，在能够推断板的低温部位的温度时，板温度传感器并不一定要设置于传热路径的末端部。

并不是如图4及图5所示的实施例那样预先决定用于决定升温完成的温度传感器，如图1所示的实施例，在具有多个板温度传感器的结构中，可在升温中决定用于决定升温完成的温度传感器。控制部100可在升温中监视多个板温度传感器，基于选择的板温度传感器来进行升温工序完成判定。

升温开始最初，1级板温度传感器94的测定温度高于2级板温度传感器96的测定温度（即1级＞2级）。因此，若该大小关系在升温中反转（即1级＜2级），则很明显1级板20的升温速度慢。因此，能够使用1级板温度传感器94进行升温工序完成判定。另一方面，若未检测出这样的反转，则能够使用2级板温度传感器96进行升温工序完成判定。

在某一实施例中，升温工序可包含快速升温和慢速升温。快速升温是比较高速地将低温板从冷却运行中的低温板冷却温度（即升温开始最初）加热至升温速度切换温度。慢速升温是比快速升温低速地将低温板从该升温速度切换温度加热至再生温度。升温速度切换温度为选自例如200K到250K的温度范围的温度。控制部100可基于板温度传感器的测定温度来进行快速升温完成判定（即从快速升温向慢速升温的切换）。

本申请主张基于2012年2月23日申请的日本专利申请第2012-037239号的优先权。其申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

Claims (9)

1.一种低温泵，其特征在于，具备：

制冷机，其具备1级冷却台和冷却成低于1级冷却台的温度的2级冷却台；

低温板，其具备通过所述1级冷却台来冷却的1级板和通过所述2级冷却台来冷却的2级板；

板温度传感器，其设置于所述1级板及所述2级板的至少其中之一；

冷却台温度传感器，其设置于所述1级冷却台及所述2级冷却台的至少其中之一；及

控制部，其构成为对基于所述冷却台温度传感器的测定温度的真空排气和包含所述低温板的升温工序的再生进行控制，且专门在所述再生中使用所述板温度传感器的测定温度，

所述控制部基于所述板温度传感器的测定温度来完成所述升温工序。

2.如权利要求1所述的低温泵，其特征在于，

所述控制部为了所述低温板的升温而控制所述制冷机的升温运行，在该升温运行中，监视所述冷却台温度传感器的测定温度，

在所述冷却台温度传感器的测定温度达到警告温度时，所述控制部中止所述制冷机的升温运行。

3.如权利要求1或2所述的低温泵，其特征在于，

所述板温度传感器具有包含所述升温工序中的升温目标温度的可测定温度区域，该可测定温度区域为高于所述真空排气中的所述低温板的冷却目标温度的温度范围。

4.如权利要求1至3中任一项所述的低温泵，其特征在于，具备：

1级板温度传感器，其设置于所述1级板中的传热路径的末端部；及

2级板温度传感器，其设置于所述2级板中的传热路径的末端部，

在1级板温度传感器的测定温度达到1级板目标温度并且2级板温度传感器的测定温度达到2级板目标温度时，所述控制部完成所述升温工序。

5.如权利要求1至3中任一项所述的低温泵，其特征在于，

所述低温板构成为，在所述升温工序中所述1级板比所述2级板晚达到升温目标温度，

所述板温度传感器至少设置于所述1级板，

所述控制部基于所述1级板的测定温度来完成所述升温工序。

6.如权利要求1至3中任一项所述的低温泵，其特征在于，

所述低温板构成为，在所述升温工序中所述2级板比所述1级板晚达到升温目标温度，

所述板温度传感器至少设置于所述2级板，

所述控制部基于所述2级板的测定温度来完成所述升温工序。

7.一种低温泵的再生方法，其特征在于，包括如下步骤：

基于冷却台温度传感器的测定温度来控制真空排气；及

控制包含低温板的升温工序的再生，

所述升温工序包含基于板温度传感器的测定温度来完成所述升温工序的步骤，所述板温度传感器的测定温度专门用于所述再生。

8.一种低温泵的控制装置，其特征在于，

该控制装置共用于包含口径互不相同的第1机种和第2机种的多个机种的低温泵，

该第1机种为以1级板晚升温的方式构成的小口径低温泵，该第2机种为以2级板晚升温的方式构成的大口径低温泵，

该低温泵的控制装置构成为，用于升温工序完成判定的温度测定部位的设定能够选择所述1级板与所述2级板中的任一方。

9.一种低温泵的控制装置，其特征在于，

该低温泵的控制装置构成为，升温工序完成判定中使用的温度传感器能够按低温泵的机种进行选择。

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