CN103291585B - 低温泵及其再生方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种低温泵及其再生方法，其课题在于提高低温泵再生所涉及的安全性。低温泵的再生方法包括如下步骤：使用于低温泵的压力传感器停止；开始用于吸附气体分子的超低温面的升温；在使压力传感器停止的状态下，开始低温泵的粗抽；及在使压力传感器停止的状态下，结束粗抽。该方法也可包括在粗抽结束后启动压力传感器的步骤。

Description

低温泵及其再生方法

技术领域

本申请主张基于2012年3月1日申请的日本专利申请第2012-045268号的优先权。该申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

本发明涉及低温泵及其再生方法。

背景技术

低温泵是通过冷凝或吸附将气体分子捕捉到冷却成超低温的低温板上而进行排气的真空泵。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。低温泵是所谓的气体捕集式真空泵，因此需要进行向外部定期排出捕捉的气体的再生。

众所周知，在再生中当低温泵的泵壳内的压力较低时使第1真空计动作，压力较高时使第2真空计动作。第1真空计具有灯丝，第2真空计不具有灯丝。在再生中从低温板放出可燃性气体或助燃性气体。压力较高时，通过断开第1真空计来消除点火源（例如，参考专利文献1）。

专利文献1：日本特开平11-324916号公报

但是，在上述结构中，断开第1真空计之前气体已开始从低温板放出。点火源与可燃性气体并存时，具有产生偶发性点火的风险。例如，为了再生而开始加热低温板，所吸附的可燃性气体被快速放出，有可能在低温泵产生能够燃烧的气体成分。此时未必能保证第1真空计切换为断开。

发明内容

本发明的一种形态的例示性的目的之一在于提高低温泵的再生所涉及的安全性。

本发明的一种形态的低温泵，具备：低温板，具备用于吸附气体分子的吸附区域；低温泵容器，包围所述低温板；粗抽阀，用于将所述低温泵容器连接于粗抽泵；压力传感器，用于测定所述低温泵容器的内压；及控制部，用于控制所述压力传感器的停止期间和所述低温板的再生。所述控制部将所述停止期间设定于所述再生的初始阶段，且为了在该停止期间进行至少一次所述低温泵容器的粗抽而打开所述粗抽阀。

被吸附的气体在开始再生当初从低温板放出。通过使压力传感器停止，能够在再生的初始阶段消除该传感器成为点火源的风险。被吸附的气体常常含有可燃性气体。在压力传感器停止的期间，能够通过粗抽将这种气体从低温泵排出。如此，能够避免点火源和可燃性气体这样的多个危险因素并存。因此，能够提高低温泵的安全性。

所述控制部也可在已经过了所述停止期间时启动所述压力传感器。所述控制部也可在容许所述低温泵容器的内压超过100Pa的所述再生的第2阶段使用所述压力传感器。

如此一来，能够将在再生当初从低温板放出的可燃性气体排出的状态下启动压力传感器。由此，能够在与真空排气运行中相比低温泵内有可能成为相当高的压力的再生中间阶段以后的工序中安全地使用压力传感器。

低温泵也可具备用于测定所述低温板的温度的温度传感器。所述控制部也可在所述初始阶段执行升温控制，在该升温控制中向比被吸附的气体分子从所述吸附区域放出的温度更高的目标温度加热所述低温板。所述控制部也可在所述升温控制中，当所述温度传感器的测定温度超过所述放出温度时执行所述粗抽。所述停止期间也可包括从即将开始所述再生之前到关闭所述粗抽阀为止的期间。

如此一来，低温板被加热，所吸附的气体被放出，执行粗抽。因此，能够排出这种吸附气体的大半。由于压力传感器停止直至关闭粗抽阀为止，因此能够在粗抽结束后启动压力传感器。

低温泵也可具备用于将所述低温泵容器连接于吹扫气体源的放气阀。所述控制部也可在所述初始阶段，为了进行所述低温泵容器的放气而打开所述放气阀，在所述粗抽阀被打开期间关闭所述放气阀来中断所述放气。所述控制部也可在所述停止期间进行多次所述放气和所述粗抽。

通过吹扫气体的升温作用促进气体从低温泵放出。所放出的气体由吹扫气体稀释。被稀释的低浓度的气体通过粗抽而被排出。因此，能够进一步降低气体在低温泵内燃烧的可能性。并且，通过进行多次放气和粗抽，能够在工序上充分保证气体为低浓度。

低温泵也可具备用于将所述低温泵容器的内压向外部放出的通气阀。所述控制部也可在所述再生的第2阶段基于所述压力传感器的测定结果来决定是否打开所述通气阀。

通过打开通气阀，能够将低温泵容器的内压向外部放出。能够避免在低温泵内产生过度的高压。起到提高低温泵的安全性的作用。

所述控制部也可在所述再生的第2阶段执行依次进行所述低温泵容器的粗抽和向所述低温泵容器供给吹扫气体的粗抽和放气。所述停止期间也可设定为在所述粗抽和放气开始之前完成所述压力传感器的启动。

这种粗抽和放气，促进积蓄于低温泵的冰的溶解，起到有效地进行水的再生的作用。能够边通过压力传感器监控压力，边执行粗抽和放气。

本发明的另一形态为低温泵的再生方法。该方法包括如下步骤：使用于低温泵的压力传感器停止；开始用于吸附气体分子的超低温面的升温；在使所述压力传感器停止的状态下，开始低温泵的粗抽；及在使所述压力传感器停止的状态下，结束所述粗抽。

通过升温，所吸附的气体从超低温面放出。通过使压力传感器停止，能够消除该传感器成为气体的点火源的风险。被放出的气体通过粗抽而在压力传感器停止期间从低温泵排出。如此，能够避免多个危险因素的并存，能够提高低温泵的安全性。

该方法也可包括在结束所述粗抽之后启动所述压力传感器之步骤。该方法也可包括边由所述压力传感器监控捕集于低温泵的气体边将其向外部排出。

发明效果

根据本发明能够提高低温泵的再生所涉及的安全性。

附图说明

图1是示意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再生的初始阶段的流程图。

图4是表示本发明的一实施方式所涉及的再生顺序的图。

图中：10：低温泵，12：吸气口，14：内部空间，16：制冷机，18：2级板，20：1级板，22：1级冷却台，24：2级冷却台，38：泵壳，70：通气阀，72：粗抽阀，73：粗抽泵，74：放气阀，80：排出管路，90：1级冷却台温度传感器，92：2级冷却台温度传感器，94：压力传感器，100：控制部。

具体实施方式

图1是模式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尤其适合用于以氢气为主进行排气的低温泵。

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。应被排气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的周缘的方向称为“外”。另外，这种表达与将低温泵10安装于真空腔时的配置没有关系。例如，低温泵10也可在铅直方向上使吸气口12朝下来安装于真空腔。

图1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向制冷机16高压的工作气体供给。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向制冷机16及从制冷机16向压缩机36的工作气体的流动由制冷机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冷却成第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。

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例如分别具有圆台侧面的形状，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。如此，2级板18具备用于吸附气体分子的吸附区域。

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被冷却成第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。

放射屏蔽件30主要是为了保护2级板18不受来自低温泵10的泵壳38的辐射热影响而设置的。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具有将轴向下端封闭的筒形（例如圆筒）形状，形成为杯状。在放射屏蔽件30的侧面上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。在该安装孔的外周部在放射屏蔽件30的外表面上固定有1级冷却台22。如此放射屏蔽件30被热力学连接于1级冷却台22。

入口低温板32设置于2级板18的轴向上方，且在吸气口12中沿着径向而配置。入口低温板32将其外周部固定于放射屏蔽件30的开口端而热力学连接于放射屏蔽件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。

入口低温板32是为了进行进入吸气口12的气体的排气而设置的。以入口低温板32的温度冷凝的气体（例如水分）被其表面捕集。并且，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，安装有低温泵10的真空腔内的热源）的辐射热影响而设置的。不仅限制辐射热也限制气体分子的进入。入口低温板32占有吸气口12的开口面积的一部分，以便将通过吸气口12而流入内部空间14的气体限制为所期望的量。

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。在泵壳38中容纳有1级板20和制冷机16。泵壳38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。即，泵壳38是包围1级板20及2级板18的低温泵容器。

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，温度高于被冷却的1级板20（例如室温左右）。

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是用于在安装目的地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。例如在使低温泵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上连接有通气阀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，在排出流体中也可以混有由低温泵10冷凝的气体的液化物。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。通过粗抽阀72的开闭，将粗抽泵73和低温泵10连通或截断。典型地，粗抽泵73作为与低温泵10不同的真空装置而设置，例如构成包括连接有低温泵10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源或吹扫气体供给装置。吹扫气体例如为氮气。通过放气阀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。

并且，在泵壳38的内部设置有压力传感器94。压力传感器94例如在1级板20的外侧设置于制冷机16的附近。压力传感器94周期性地测定泵壳38的压力，且将表示测定压力的信号向控制部100输出。压力传感器94以能够进行该输出的通信的方式连接于控制部100。

压力传感器94具有包括通过低温泵10实现的较高真空水平和大气压水平双方的较宽测量范围。优选测量范围中至少包括再生处理中有可能产生的压力范围。因此，压力传感器94的测量范围的下限为例如1Pa（或10Pa）量级，上限为10⁵Pa量级。

压力传感器94是例如热导真空计。在热导真空计中包括皮拉尼真空计、热电偶真空计（TC真空计）。压力传感器94也可以是热阴极电离真空计。热阴极电离真空计包括三极管式真空计、BA真空计。这种真空计具有露出到测定环境的较细导线（灯丝）。若真空计启动则向灯丝通电，若真空计停止则通电也停止。

并且，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，也可以作为与低温泵10分体的控制装置而构成。

控制部100构成为为了低温泵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主要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构成为能够接收包括1级冷却台温度传感器90、2级冷却台温度传感器92及压力传感器94在内的各种传感器的测定结果。控制部100基于这种测定结果来运算给予制冷机16及各种阀的控制指令。

例如，在真空排气运行中，控制部100以冷却台温度（例如1级冷却台温度）追随目标的冷却温度的方式控制制冷机16。1级冷却台22的目标温度通常被设定为一定值。1级冷却台22的目标温度例如按照在安装有低温泵10的真空腔进行的工艺来决定规格。

以下说明由上述结构的低温泵10进行的动作。在低温泵10工作时，首先在该工作之前通过粗抽阀72由粗抽泵73将低温泵10的内部粗抽至动作开始压力（例如1Pa左右）。之后，使低温泵10工作。在由控制部100进行的控制下，通过制冷机16的驱动而冷却1级冷却台22及2级冷却台24，与它们热力学连接的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排气。在该冷却温度下蒸汽压也不会充分变低的气体（例如氢等）由粘结于2级板18的表面并已被冷却的吸附剂吸附而排气。如此，低温泵10能够使安装目的地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，在低温泵10中逐渐蓄积气体。为了将蓄积的气体向外部排出，当满足预定的再生开始条件时，进行低温泵10的再生。再生开始条件例如可包括从排气运行开始经过了预定时间。再生处理包括升温工序、排出工序及冷却工序。因此再生的初始阶段主要包括升温工序。再生的第2阶段（中间阶段）主要包括排出工序。再生的最终阶段主要包括冷却工序。

低温泵10的再生处理例如由控制部100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。未满足该条件时控制部100不开始进行再生，而是持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温的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全部再生。全部再生将低温泵10包括的1级板20及2级板18的所有低温板再生。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）。

在本实施方式中，升温工序通过制冷机16的升温运行即所谓反转升温而进行。反转升温通过使制冷机16内的旋转阀向与制冷运行相反的方向旋转来错开工作气体的吸排气定时，使在工作气体产生绝热压缩。制冷机16通过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将1级冷却台22作为热源而被加热，2级板18将2级冷却台24作为热源而被加热。另外，升温工序也可使用设置于制冷机16的加热器来进行。

如图2所示，在升温工序中，控制部100执行升温开始处理（S11）、温度判定（S12）及升温结束处理（S13）。控制部100以升温开始许可（图3的S22）作为条件而执行升温开始处理（S11）。如后述，在开始升温工序时，压力传感器94停止（图3的S20）。

升温开始处理例如包括开始制冷机16的升温运行的步骤。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。并且，升温开始处理根据需要包括开始向低温泵10供给吹扫气体的步骤。控制部100打开放气阀74将吹扫气体导入到低温泵10的内部空间14。所供给的吹扫气体通过通气阀70从低温泵10排出。

控制部100执行温度判定（S12）。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90、92的测定温度进行监控的处理。控制部100判定冷却台温度传感器90、92的测定温度是否达到目标温度。目标温度选自上述的再生温度（例如约290K至约300K）。1级目标温度可以与2级目标温度相同，也可不同。

具体而言，控制部100判定2级冷却台温度传感器92的测定温度是否达到2级目标温度。在2级冷却台温度传感器92的测定温度达到目标温度时，控制部100判定为低温泵10升温成目标温度。作为代替方案，控制部100也可在1级冷却台温度传感器90及2级冷却台温度传感器92的测定温度分别达到目标温度时判定为低温泵10升温成目标温度。

当判定为低温泵10未达到目标温度时（S12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。预定时间后（例如在下次的控制周期），控制部100再次进行冷却台温度判定（S12）。

当判定为低温泵10达到目标温度时（S12的OK），控制部100执行升温结束处理（S13）。控制部100将制冷机16的运行停止。控制部100可将吹扫气体的供给持续进行预定时间（所谓延长放气），也可在制冷机16的运行停止的同时排气也结束。

若完成升温工序，则控制部100开始排出工序（S14）。排出工序中，从低温板表面将再气化的气体向低温泵10的外部排出。再气化的气体例如通过排出管路80或使用粗抽泵73而向外部排出。再气化的气体根据需要与被导入的吹扫气体一同从低温泵10排出。在排出工序中制冷机16的运行被停止。

如后述，在排出工序中压力传感器94工作。因此，控制部100基于压力传感器94的测定值判定是否相对于泵壳38的外部而在内部有正压产生，当判定为有正压产生时开放通气阀70。由此，能够通过排出管路80将低温泵10内部的高压向外部释放。控制部100在判定为未产生正压时关闭通气阀70。如此，在泵壳38内已被减压时密封向容器内的泄漏。

并且，在排出工序中，控制部100例如基于压力传感器94的测定值判定是否已完成气体排出。例如，控制部100在低温泵10内的压力超过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（S15）。制冷机16的冷却运行开始。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。如此再生处理完成。重新开始低温泵10的真空排气运行。

但是，例如因低温泵10的长期运行、压力传感器94的灯丝断线时，可能产生火花。假设灯丝的周围存在可燃性气体，则灯丝的断线有可能成为点火源。为了降低事故的可能性，避免多个危险因素的并存是非常重要的。

本实施方式基于这样的安全上的考虑。例如，存在灯丝断线的可能性时以可燃性气体不与灯丝接触的方式设计低温泵10的运行工艺。并且，当可燃性气体与灯丝接触时，以灯丝不可能断线的方式设计低温泵10的运行工艺。

典型的可燃性气体为氢。氢气在真空排气运行中被吸附于冷却成超低温的2级板18的吸附剂。因此，压力传感器94的周围几乎不存在氢气。但是在再生中，在开始最初2级板18稍微升温的阶段，被吸附的气体的大半从2级板18向泵壳38内放出。例如2级冷却台温度达到30K时，被吸附的气体几乎都被放出。在某一标准低温泵中开始再生时，2级冷却台温度升温至30K所需时间为数分钟。

因此，本实施方式所涉及的再生方法包括再生开始时使压力传感器94预先停止的步骤。具体而言，在2级板18的升温开始时，压力传感器94被停止。压力传感器94停止时灯丝中无电流流过。因此，即使通过2级板18的升温而在泵壳38的内部充满了氢气，压力传感器94也不会成为点火源。

并且，本实施方式所涉及的再生方法包括在使压力传感器94停止的状态下进行低温泵10的粗抽的步骤。通过粗抽从压力传感器94的周围去除氢气。进而，本实施方式所涉及的再生方法包括在粗抽结束后启动压力传感器94的步骤和边通过压力传感器94监控边将捕集于低温泵10的气体向外部排出的步骤。因为氢气被去除，所以能够安全地使用压力传感器94。

图3是用于说明本发明的一实施方式所涉及的再生的初始阶段的流程图。图3所示的处理包括压力传感器94的停止/重新启动处理和粗抽/放气处理。并且，图3所示的处理主要与升温工序（图2的S10）并行执行，在排出工序（图2的S14）开始之前结束。

如图3所示，若处理开始，则控制部100使压力传感器94停止（S20）。此后，压力传感器94被停止到重新启动为止。控制部100在压力传感器94的停止完成之后，生成升温开始许可（S22）。例如，控制部100立起升温开始许可标记。如上述，控制部100以有升温开始许可为条件开始升温工序（S10）。

控制部100执行粗抽开始判定（S24）。控制部100例如判定2级板18的测定温度是否超过吸藏的氢被充分放出的判定温度（例如30K）。2级板18的测定温度为例如2级冷却台温度传感器92的测定值。作为代替方案，控制部100也可判定是否达到从升温开始的设定时间。设定时间例如基于2级板18的测定温度达到上述的判定温度所需要的时间而设定。

控制部100在测定温度未达到判定温度时（S24的“否”），在预定时间之后（例如在下次的控制周期）再次执行粗抽开始判定（S24）。另一方面，控制部100在测定温度达到判定温度时（S24的“是”），进行粗抽（S26）。控制部100关闭放气阀74并打开粗抽阀72。由此低温泵10从大气压减压成例如0.01atm左右。

控制部100将粗抽阀72的开放持续预先设定的粗抽时间（例如数十秒至数分钟），结束粗抽（S28）。控制部100关闭粗抽阀72。控制部100打开放气阀74，重新开始放气。这是第2次放气。

控制部100判定是否处于启动压力传感器94的定时（S30）。控制部100例如判定是否经过了预先设定的压力传感器94的停止期间。当未经过停止期间时（S30的“否”），控制部100在预定时间之后（例如在下次的控制周期）再次执行本判定（S30）。在经过了停止期间时（S30的“是”），控制部100启动压力传感器94（S32）。如此图3所示的处理结束。

压力传感器94的停止期间设定为在再生中使用压力传感器94的工序开始之前完成压力传感器94的启动。停止期间设定为包括从即将开始再生之前到关闭粗抽阀72为止的期间。例如，停止期间为从再生开始条件成立的时刻到关闭粗抽阀72的时刻（或与粗抽阀72的关闭相关地打开放气阀74的时刻）。此时，在再生开始条件成立的同时停止压力传感器94，通过关闭粗抽阀72（或开放放气阀74）而开始压力传感器94的启动。

如此，压力传感器94被重新启动以赶上作为再生的中间阶段（所谓继初始阶段即升温的第2阶段）的排出工序。这种第2阶段中，如图4所例示，低温泵10中容许至少超过100Pa的内压（典型地为大气压）。以在图4例示的粗抽和放气开始前完成压力传感器94的启动的方式，设定压力传感器94的停止期间。

另外，可在第1次粗抽结束（S28）和停止期间判定（S30）之间附加第2次粗抽及第3次放气。根据需要也可进一步附加粗抽及放气。假设通过1次粗抽能够将泵壳38内减压成例如1/k（atm），则通过反复进行n次，能够保证吹扫气体的比率为1-（1/K）ⁿ以上。通过以可燃性气体的存在比率低于其爆炸界限的方式设定参数k、n，与仅粗抽1次的情况相比，在工艺设计上易于保证可燃性气体的存在比率处于无爆炸危险的微小水平。其结果能够在安全的状态下使用压力传感器94。

另外，在粗抽（S26）及粗抽结束（S28）中，粗抽阀72的开闭与放气阀74的开闭未必一定要同时进行。并且，粗抽中亦可持续进行放气。

图4是表示本发明的一实施方式所涉及的再生顺序的图。图4模拟表示低温泵10的再生中的温度及压力的时间变化的一例。图4所示的温度为2级冷却台温度传感器92的测定温度，压力为压力传感器94的测定压力。并且，在图4的下部示出压力传感器94的开关。

图4所示的再生顺序中，从其开始到结束的整个期间划分为期间a至期间f这6个期间。上述升温工序相当于期间a及期间b，排出工序相当于期间c至期间e，冷却工序相当于期间f。期间a为制冷机16的反转升温，期间b为延长放气。期间c为粗抽和放气，期间d及期间e为用于判定气体排出完成的压力上升梯度判定。期间f为制冷机16的冷却运行。

在期间a从一开始压力传感器94被设为关。2级冷却台24通过制冷机16的反转升温和氮放气而逐渐向目标温度（例如300K）升温。低温泵内的压力通过氮放气而迅速达到大气压。此时，被吸附于2级板18的吸附剂的氢气被放出至低温泵内。

当2级冷却台24达到上述的判定温度（图3的S24）时，将粗抽阀72打开一定期间（例如1分钟）。判定温度为例如90K。在该粗抽期间，氮放气被停止，低温泵内被减压。被放出至低温泵内的氢气与氮气一同由粗抽泵73排出。

粗抽阀72被关闭之后，重新开始氮放气，低温泵内的压力恢复至大气压。重新开始氮放气时压力传感器94切换为开。在图4的下部以虚线表示压力传感器94的启动时间。若2级冷却台24达到目标温度，则制冷机16的运行被停止。低温泵内的氢气浓度极小或低温泵内实际上不存在氢气。

在期间b持续进行氮放气。在该氮放气期间，也可进行用于氢气排出的粗抽。期间b持续至1级板20及2级板18的温度超过冰的熔点。

期间c至期间e主要是为了排出水分。在期间c从一开始压力传感器94就设为开。在期间c进行依次反复进行粗抽和氮放气的粗抽和放气。由粗抽进行的低温泵内的减压停留在水不结冰的压力范围。最低压力为例如100Pa左右。期间c的前半期间主要是用于解冻的时间。期间c的后半期间主要是用于将水气化而排出的期间。

期间d为用于通过粗抽排出水蒸气的第1粗抽期间。此时停止氮放气。在期间d重复进行粗抽和压力上升梯度的判定。判定中停止粗抽。当压力上升梯度变得小于阈值时（即，从停止粗抽过判定时间后的压力小于阈值时），期间d结束。期间e为用于排出在再生中吸附于吸附剂的成分的第2粗抽期间。期间e在比期间d低压下重复进行粗抽和压力上升梯度的判定。当压力上升梯度变得小于阈值时，期间e结束。期间d的压力范围为例如100Pa～200Pa，期间e的压力范围为例如10Pa～15Pa。

在期间f开始制冷机16的冷却运行。此时还进行粗抽。在达到目标冷却温度时粗抽结束。如此再生完成，开始真空排气运行。

该再生顺序将水的状态阶段性地改变为冰、液态的水、水蒸气来从低温泵10排出。首先，冰提高冰自身的温度而溶解。溶解的水通过粗抽至不结冰之压力，其压力降低而被蒸发。分散于低温泵10的构造物表面的水蒸气在更低的压力下被完全排气。在冰的溶解、水的蒸发、水蒸气的排气这3个阶段分别使用适合的再生条件（压力、温度）。因此该再生顺序有利于有效地排出水且缩短再生时间。

在本实施方式中，所谓预备排出工序设定于主排出工序之前。预备排出为了排出氢气而在升温工序中进行。从再生开始至预备排出完成为止，压力传感器94是停止的。在预备排出中不使用压力传感器94，在主排出工序中使用压力传感器94。如此，以在压力传感器94的动作中氢气不与压力传感器94接触的方式设计再生处理。因此能够提高低温泵10的安全性。

并且，压力传感器94在预备排出之后被重新启动，为了监控低温泵内压而使用。通过通气阀70对低温泵内压进行降压，以免低温泵内压相对于外部过度升高。这也起到提高低温泵10的安全性的作用。

以上，基于实施例对本发明进行了说明。但本发明并不限于上述实施方式，能够进行各种设计变更，能够实施各种变形例，并且这样的变形例也属于本发明的范围内，这是本领域技术人员都理解的。

升温工序中的预备排出优选尽早进行。预备排出例如在2级板18（或2级冷却台24）的测定温度处于30K至90K的范围时进行。如此一来，便能够富余地完成压力传感器94的启动。

总的来说，被吸附的气体比被冷凝的气体先从低温板放出。如已经叙述般，被吸附的气体常常包含可燃性气体。另一方面，冷凝于低温板的气体常常包含助燃性气体。通过再生的初始阶段中的预备排出，能够优先进行可燃性气体的排出。由此，能够避免再生最初时可放出的可燃性气体和比其较晚可放出的助燃性气体的混合。如此，能够避免可燃性气体和助燃性气体这种多个危险因素的并存。因此，能够提高低温泵的安全性。

从尽量降低事故风险的观点考虑，优选无论压力传感器94的种类，都避免可燃性气体和助燃性气体的并存。因此，压力传感器94可以是任意种类的压力传感器。压力传感器94也可以为不具有灯丝的类型。例如，压力传感器94也可以是例如晶体压力计。晶体压力计是利用水晶振子的振动阻力随压力变化的现象测定压力的传感器。另外，真空水平测定用的压力传感器和大气压水平测定用的压力传感器也可个别地设置于低温泵10。

预备排出的对象不只限定于氢。再生的中间阶段以后排出的，主要为水分，其他成分在初始阶段已放出至泵壳38内。通过优先于主排出工序而进行的预备排出，对于氢以外的可燃性气体也能够得到避免多个危险因素的并存这样相同的效果。

压力传感器94的重新启动也可以不在升温工序中开始。例如，在通气阀70的开闭中不使用压力传感器94时（例如通气阀70机械性开闭时），压力传感器94也可以以赶上排出工序的后半期间的压力上升梯度判定的方式启动。此时，压力传感器94也可在排出工序开始后启动。

Claims (10)

1.一种低温泵，其特征在于，具备：

低温板，具备用于吸附气体分子的吸附区域；

低温泵容器，包围所述低温板；

粗抽阀，用于将所述低温泵容器连接于粗抽泵；

压力传感器，用于测定所述低温泵容器的内压；及

控制部，用于控制所述压力传感器的停止期间和所述低温板的再生；

所述控制部将所述停止期间设定于所述再生的初始阶段，且为了在该停止期间进行至少一次所述低温泵容器的粗抽而打开所述粗抽阀；

所述控制部在经过了所述停止期间时启动所述压力传感器；

所述控制部在容许所述低温泵容器的内压超过100Pa的所述再生的第2阶段使用所述压力传感器。

2.如权利要求1所述的低温泵，其特征在于，

该低温泵进一步具备用于测定所述低温板的温度的温度传感器，

所述控制部在所述初始阶段执行升温控制，在该升温控制中向比被吸附的气体分子从所述吸附区域放出的温度更高的目标温度加热所述低温板，

在所述升温控制中，当所述温度传感器的测定温度超过所述被放出的温度时所述控制部执行所述粗抽，

所述停止期间包括从即将开始所述再生之前到关闭所述粗抽阀为止的期间。

3.如权利要求1或2所述的低温泵，其特征在于，

该低温泵进一步具备用于将所述低温泵容器连接于吹扫气体源的放气阀，

在所述初始阶段，所述控制部为了进行所述低温泵容器的放气而打开所述放气阀，在所述粗抽阀被打开期间关闭所述放气阀来中断所述放气，

所述控制部在所述停止期间进行多次所述放气和所述粗抽。

4.如权利要求1或2所述的低温泵，其特征在于，

该低温泵进一步具备用于将所述低温泵容器的内压向外部放出的通气阀，

所述控制部在所述再生的第2阶段基于所述压力传感器的测定结果来决定是否打开所述通气阀。

5.如权利要求3所述的低温泵，其特征在于，

该低温泵进一步具备用于将所述低温泵容器的内压向外部放出的通气阀，

所述控制部在所述再生的第2阶段基于所述压力传感器的测定结果来决定是否打开所述通气阀。

6.如权利要求1或2所述的低温泵，其特征在于，

所述控制部在所述再生的第2阶段执行粗抽及放气，所述粗抽及放气为依次进行所述低温泵容器的粗抽和向所述低温泵容器放出吹扫气体，

所述停止期间设定为在所述粗抽及放气开始之前完成所述压力传感器的启动。

7.如权利要求3所述的低温泵，其特征在于，

所述控制部在所述再生的第2阶段执行粗抽及放气，所述粗抽及放气为依次进行所述低温泵容器的粗抽和向所述低温泵容器放出吹扫气体，

所述停止期间设定为在所述粗抽及放气开始之前完成所述压力传感器的启动。

8.如权利要求4所述的低温泵，其特征在于，

所述控制部在所述再生的第2阶段执行粗抽及放气，所述粗抽及放气为依次进行所述低温泵容器的粗抽和向所述低温泵容器放出吹扫气体，

所述停止期间设定为在所述粗抽及放气开始之前完成所述压力传感器的启动。

9.如权利要求5所述的低温泵，其特征在于，

所述控制部在所述再生的第2阶段执行粗抽及放气，所述粗抽及放气为依次进行所述低温泵容器的粗抽和向所述低温泵容器放出吹扫气体，

所述停止期间设定为在所述粗抽及放气开始之前完成所述压力传感器的启动。

10.一种低温泵的再生方法，包括如下步骤：

停止用于低温泵的压力传感器，

开始用于吸附气体分子的超低温面的升温，

在使所述压力传感器停止的状态下，开始低温泵的粗抽，及

在使所述压力传感器停止的状态下，结束所述粗抽，

该方法进一步包括如下步骤：

在结束所述粗抽之后启动所述压力传感器，及

将捕集于低温泵的气体边由所述压力传感器监控，边向外部排出。