CN104047831A - 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，本发明的课题在于，在低温泵的再生中促进水的排出。本发明的低温泵的再生方法具备：第1排出工序（S12），包括在第1压力范围内交替进行低温泵容器的排气和吹扫气体的供给；第2排出工序（S18），包括使低温泵容器排气直至低于第1压力范围的低压区域。第2排出工序包括如下步骤：在低压区域至少判定一次是否结束第2排出工序；及在首次判定是否结束第2排出工序之前，向低温泵容器供给吹扫气体。

Description

低温泵及其再生方法

本申请主张基于2013年3月12日申请的日本专利申请第2013-049483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。

技术领域

本发明涉及一种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于冷却成超低温的低温板上而进行排气的真空泵。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，通常利用低温泵。低温泵是所谓气体捕集式真空泵，因此需要定期向外部排出已捕捉的气体进行再生。水的排出是低温泵的再生中的问题之一。

专利文献1：国际公开第2005/052369号

专利文献2：日本特开平9-14133号公报

专利文献3：日本特开2009-156220号公报

专利文献4：日本特开2002-249876号公报

发明内容

本发明的某一方式的例示性目的之一为在低温泵的再生中促进水的排出。

根据本发明的某一方式，提供一种低温泵，其中，具备：低温板；低温泵容器，容纳所述低温板；及控制部，构成为为了所述低温板的再生而控制所述低温泵容器的排气和向所述低温泵容器的吹扫气体的供给，所述控制部执行如下工序：第1排出工序，包括在第1压力范围内交替进行所述低温泵容器的排气和所述吹扫气体的供给；及第2排出工序，包括使所述低温泵容器排气直至低于所述第1压力范围的低压区域，所述第2排出工序包括如下步骤：在所述低压区域至少判定一次是否结束所述第2排出工序；及在首次判定是否结束所述第2排出工序之前，向所述低温泵容器供给吹扫气体。

根据本发明的某一方式，提供一种低温泵的再生方法，其中，具备：第1排出工序，包括在第1压力范围内交替进行低温泵容器的排气和吹扫气体的供给；及第2排出工序，包括使所述低温泵容器排气直至低于所述第1压力范围的低压区域，所述第2排出工序包括如下步骤：在所述低压区域至少判定一次是否结束所述第2排出工序；及在首次判定是否结束所述第2排出工序之前，向所述低温泵容器供给吹扫气体。

根据本发明，能够在低温泵的再生中促进水的排出。

附图说明

图1是示意地表示本发明的某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某一实施方式所涉及的再生方法的流程图。

图3是例示本发明的某一实施方式所涉及的再生顺序的图。

图中：10-低温泵，18-低温低温板，19-高温低温板，38-壳体，72-粗抽阀，73-粗抽泵，74-放气阀，75-吹扫气体源，100-控制部。

具体实施方式

图1是示意地表示本发明的某一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所要求的水平。

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。

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也可在铅垂方向上使吸气口12朝下安装于真空腔室。

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。

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1冷却台20、第2冷却台21、第1缸体22、第2缸体23、第1置换器24及第2置换器25的2级式制冷机。因此，制冷机16的高温段具备第1冷却台20、第1缸体22及第1置换器24。制冷机16的低温段具备第2冷却台21、第2缸体23及第2置换器25。

第1缸体22与第2缸体23串联连接。第1冷却台20设置于第1缸体22与第2缸体23的结合部。第2缸体23连结第1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1缸体22及第2缸体23的各自的内部以沿制冷机16的长边方向（图1中为左右方向）能够移动的方式配置有第1置换器24及第2置换器25。第1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1置换器24及第2置换器25上分别组装有第1蓄冷器及第2蓄冷器（未图示）。

制冷机16具备设置于第1缸体22的高温端的驱动机构17。驱动机构17以使第1置换器24及第2置换器25分别在第1缸体22及第2缸体23的内部能够往复移动的方式连接于第1置换器24及第2置换器25。而且，驱动机构17包括以周期性重复进行工作气体的吸入和吐出的方式切换工作气体的流路的流路切换机构。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。马达也可以是例如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。

制冷机16经由高压导管34及低压导管35连接于压缩机36。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1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膨胀的工作气体并再次进行加压而供给制冷机16。

具体而言，首先驱动机构17连通高压导管34和制冷机16的内部空间。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同步，第1置换器24及第2置换器25分别在第1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1冷却台20及第2冷却台21产生寒冷。

制冷机16构成为使第1冷却台20冷却至第1温度水平，且使第2冷却台21冷却至第2温度水平。第2温度水平比第1温度水平更低。例如，第1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10K～20K左右。

图1表示包括低温泵10的内部空间14的中心轴及制冷机16的中心轴的截面。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。

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中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。

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热连接于第2冷却台21。由此，低温低温板18冷却至第2温度水平。

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热连接于第1冷却台20，高温低温板19冷却至第1温度水平。

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的侧面具有用于安装制冷机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将第1冷却台20固定于放射屏蔽件30的外表面。如此放射屏蔽件30热连接于第1冷却台20。

入口低温板32在吸气口12处沿径向配置。入口低温板32的外周部被固定于放射屏蔽件30的开口端，从而热连接于放射屏蔽件30。入口低温板32设置成从低温低温板18向轴向上方远离。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流入内部空间14的气体限制在所期望的量。

低温泵10具备壳体38。壳体38是用于隔开低温泵10的内部与外部的真空容器。壳体38构成为气密地保持低温泵10的内部空间14。壳体38设置于高温低温板19的外侧，且包围高温低温板19。并且，壳体38容纳制冷机16。即，壳体38为容纳高温低温板19及低温低温板18的低温泵容器。

壳体38以不接触高温低温板19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）。壳体38的外表面暴露于外部环境，其温度比被冷却的高温低温板19高（例如大致室温）。

并且，壳体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是用于在真空腔室安装低温泵10的凸缘。在真空腔室的开口设置有闸阀（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。例如使低温泵10再生时闸阀设为关，在低温泵10使真空腔室进行排气时闸阀设为开。

在壳体38上安装有通气阀70、粗抽阀72及放气阀74。

通气阀70例如设置于用于将流体从低温泵10的内部向外部环境排出的排出管路80的末端。通过通气阀70的开阀来允许排出管路80的流动，通过通气阀70的闭阀来切断排出管路80的流动。排出的流体基本上为气体，但也可为液体或气液的混合物。例如，被低温泵10冷凝的气体的液化物也可以混在排出流体中。通过通气阀70的开阀，能够将产生于壳体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，连通或切断粗抽泵73与低温泵10。通过打开粗抽阀72，粗抽泵73与壳体38连通。通过关闭粗抽阀72，粗抽泵73与壳体38切断。通过打开粗抽阀72且使粗抽泵73工作，能够对低温泵10的内部进行减压。

粗抽泵73为用于对低温泵10进行真空抽气的真空泵。粗抽泵73为用于向低温泵10提供低温泵10的工作压力范围的低真空区域，换言之，提供作为低温泵10的工作开始压力的基础压力水平的真空泵。粗抽泵73能够将壳体38从大气压减压到基础压力水平。基础压力水平相当于粗抽泵73的高真空区域，包含在粗抽泵73与低温泵10的工作压力范围重叠的部分。基础压力水平例如在1Pa以上且50Pa以下（例如10Pa左右）的范围内。

典型情况下，粗抽泵73作为与低温泵10分开的真空装置而设置，例如构成包括与低温泵10连接的真空腔室的真空系统的一部分。低温泵10为真空腔室的主泵，粗抽泵73为辅助泵。

放气阀74连接于未图示的吹扫气体源75。吹扫气体例如为氮气。吹扫气体可以是干燥的气体，也可以是加热（例如高于室温的温度）的气体。通过放气阀74的开闭来连通或切断吹扫气体源75与低温泵10，从而控制吹扫气体向低温泵10的供给。通过打开放气阀74来允许吹扫气体从吹扫气体源75向壳体38流动。通过关闭放气阀74来切断吹扫气体从吹扫气体源75向壳体38流动。通过打开放气阀74将吹扫气体从吹扫气体源75导入至壳体38，从而能够对低温泵10的内部进行升压。

低温泵10具备用于测定第1冷却台20的温度的第1温度传感器90、及用于测定第2冷却台21的温度的第2温度传感器92。第1温度传感器90安装于第1冷却台20。第2温度传感器92安装于第2冷却台21。另外，第1温度传感器90也可以安装于高温低温板19。第2温度传感器92也可以安装于低温低温板18。

并且，在壳体38的内部设置有压力传感器94。压力传感器94例如在高温低温板19的外侧设置于制冷机16的近旁。压力传感器94周期性地测定壳体38的压力，并将表示测定压力的信号向控制部100输出。压力传感器94以其输出能够进行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实现的较高的真空水平和大气压水平这两者的较广的测量范围。优选测量范围内至少包括再生处理中有可能产生的压力范围。由此，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。另外，用于测定真空水平的压力传感器和用于测定大气压水平的压力传感器可以分别设置于低温泵10。

压力传感器54也可以是例如晶体压力计。晶体压力计是利用晶体振子的振动阻力通过压力变化的现象来测定压力的传感器。或者压力传感器54也可以是皮拉尼真空计等热传导真空计或热阴极电离真空计。

并且，低温泵10具备用于控制低温泵10的控制部100。控制部100可一体设置于低温泵10，也可以构成为与低温泵10分体设置的控制装置。

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。控制部100构成为为了低温板的再生而控制低温泵容器的排气和吹扫气体向低温泵容器的供给。控制部100主要在再生过程中根据需要控制通气阀70、粗抽阀72及放气阀74的开闭。控制部100构成为接收包括第1温度传感器90、第2温度传感器92及压力传感器94的各种传感器的测定结果。控制部100根据这种测定结果运算赋予制冷机16及各种阀的控制指令。

例如，在真空排气运行中，控制部100以使冷却台温度（例如第1冷却台温度）达到目标冷却温度的方式控制制冷机16。第1冷却台20的目标温度通常设定为恒定值。第1冷却台20的目标温度例如按照安装有低温泵10的真空腔室中进行的工艺规定为规格参数。

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用粗抽泵73对低温泵10的内部进行粗抽使其达到工作开始压力（例如1Pa至10Pa左右）。之后使低温泵10工作。根据控制部100的控制，第1冷却台20及第2冷却台21通过制冷机16的驱动而被冷却，与它们热连接的高温低温板19、低温低温板18也被冷却。

入口低温板32对从真空腔室向低温泵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，在低温低温板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。在该冷却温度下蒸汽压也未充分变低的气体（例如氢等）通过粘结于低温低温板18的表面并被冷却的吸附剂27吸附而被排气。如此，能够使安装有低温泵10的真空腔室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，在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以包括在排气运行开始之后经过了预定时间。再生处理包括升温工序、排出工序及冷却工序。排出工序包括第1排出工序及第2排出工序。

通过控制部100控制低温泵10的再生处理。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。当未满足该条件时，控制部100不开始进行再生，继续进行真空排气运行。

图2是用于说明本发明的某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再生温度的升温工序（S10）。图2所示的再生处理是所谓完全再生。完全再生对包括高温低温板19及低温低温板18的所有低温板进行再生。低温板18、19从用于真空排气运行的冷却温度加热至例如接近室温的再生温度（例如约300K）。

升温工序包括所谓反转升温。制冷机16以使工作气体中产生绝热压缩的方式进行运行，以如此得到的压缩热对低温板18、19及吸附剂27进行加热。升温工序也可以包括通过设置于低温泵10及/或制冷机16的加热器（未图示）对低温板18、19及吸附剂27进行加热。

升温工序可以包括通过吹扫气体对低温板18、19及吸附剂27进行加热。由此，升温工序也可以包括开始向低温泵10供给吹扫气体。控制部100打开放气阀74而将吹扫气体导入低温泵10的内部空间14。被供给的吹扫气体通过通气阀70从低温泵10排出。

在升温工序中，控制部100判定低温板温度的测定值是否达到再生温度。控制部100在达到再生温度之前持续升温工序，在达到再生温度时结束升温工序。在进行制冷机16的反转升温时，控制部100可以结束升温工序且停止制冷机16的运行。控制部100也可以停止制冷机16的运行且结束吹扫，也可以在停止制冷机16的运行后继续预定时间的吹扫气体的供给（所谓延长吹扫）。

继升温工序结束之后，控制部100按顺序执行第1排出工序（S12）及第2排出工序（S18）。这些排出工序中，从低温板表面重新气化的气体向低温泵10的外部排出。重新气化的气体例如通过排出管路80或使用粗抽泵73向外部排出。重新气化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。在排出工序中可以继续进行制冷机16的升温运行，也可以停止制冷机16的运行。

第1排出工序主要是用于对冷凝于低温板18、19的水进行气化而排出的处理。第1排出工序包括第1粗抽及吹扫（S14）及第1压力上升判定（S16）。换言之，第1粗抽及吹扫及第1压力上升判定设定成将冷凝于低温板18、19的水从低温泵10排出。

粗抽及吹扫是交替进行壳体38的粗抽和吹扫气体的供给的工序。在粗抽及吹扫中，执行1次或多次粗抽和吹扫的组合。通常，在粗抽及吹扫中控制部100选择性地执行粗抽和吹扫。即，进行粗抽（或吹扫）时停止吹扫（或粗抽）。作为代替方案，在粗抽及吹扫中，可以在粗抽及吹扫中的一方连续进行的期间，间断地进行粗抽及吹扫中的另一方。这也可视为交替进行粗抽和吹扫气体的供给。粗抽及吹扫的开始及结束可以根据如后述的壳体38的压力进行，或也可以根据经过时间进行。

若升温工序结束，则控制部100开始第1粗抽及吹扫。此时控制部100首先开始壳体38的粗抽。控制部100关闭放气阀74，打开粗抽阀72。通过粗抽，壳体38的内部被减压。以下，为了方便说明有时将第1粗抽及吹扫的粗抽及吹扫分别称为第1粗抽及第1吹扫。

在第1粗抽中设定有结束压力。第1粗抽的结束压力是比基础压力水平更高的压力，例如选自50Pa至500Pa，优选选自100Pa至200Pa的范围。以下，有时将该压力区域称为准基础压力水平。并且，在第1粗抽中设定有开始压力。第1粗抽的开始压力例如为大气压。

当压力传感器94的测定压力达到第1粗抽的结束压力时，控制部100关闭粗抽阀72并结束第1粗抽。接着，控制部100打开放气阀74并开始第1吹扫。通过第1吹扫，壳体38的内部升压。

当压力传感器94的测定压力达到第1粗抽的开始压力时，控制部100关闭放气阀74并结束第1粗抽。如此，结束首次的第1粗抽及第1吹扫。接着，控制部100打开粗抽阀72并开始第2次的第1粗抽。

在第1吹扫结束后、第1粗抽开始之前，控制部100判定是否满足第1粗抽及吹扫的结束条件。第1粗抽及吹扫的结束条件包括例如执行规定次数（1次或多次，在图3中为4次）的第1吹扫（或第1粗抽）。满足结束条件时，控制部100结束第1粗抽及吹扫并执行第1压力上升判定（S16）。不满足结束条件时，控制部100继续进行第1粗抽及吹扫（即，开始第1粗抽）。

如此，第1粗抽及吹扫中，控制部100将壳体38的压力控制在第1压力范围内。第1压力范围是根据第1粗抽的开始压力和结束压力来规定的范围。第1粗抽及吹扫中，低温泵内压以振动的方式在第1压力范围内进行往返。

若第1粗抽及吹扫结束，则控制部100开始第1压力上升判定。在自初始压力的压力上升梯度不超过判定阈值时，低温泵再生中的压力上升判定是判定为气体从低温泵10充分地被排出的处理。

控制部100打开粗抽阀72对壳体38进行粗抽直至其达到用于第1压力上升判定的初始压力。初始压力选自准基础压力水平的压力，例如等于或低于第1粗抽的结束压力。控制部100在压力传感器94的测定压力达到初始压力时停止粗抽。控制部100关闭包括粗抽阀72的各阀，将壳体38保持成气密状态。同时，控制部100开始判定时间的计时，且监视压力传感器94的测定压力。控制部100将经过了判定时间时的升压量（自初始压力的增量）视为壳体38的压力上升梯度。

当第1压力上升判定合格时，即壳体38的压力上升梯度不超过阈值时，控制部100结束第1排出工序并开始第2排出工序（S18）。另一方面，第1压力上升判定不合格时，即壳体38的压力上升梯度超过阈值时，控制部100继续进行第1排出工序。此时，控制部100再次粗抽至初始压力而重新监视压力上升梯度，或在再次实施第1粗抽及吹扫的基础上进行第1压力上升判定。

第1排出工序结束时，从低温板18、19的表面充分地（优选完全）排出冰及液态的水。残留在低温泵10的气体是水蒸气。水蒸气吸附在吸附剂27、低温板18、19及其他构造物的表面。

第2排出工序主要是用于对吸附在吸附剂27的水进行气化而排出的处理。第2排出工序包括第2粗抽及吹扫（S20）及第2压力上升判定（S22）。以下，为了方便说明有时将第2粗抽及吹扫的粗抽及吹扫分别称为第2粗抽及第2吹扫。第2粗抽及吹扫除了第2粗抽的结束压力低于第1粗抽的结束压力之外，与第1粗抽及吹扫相同。

若第1排出工序结束（即，第1压力上升判定合格），则控制部100开始第2粗抽及吹扫。控制部100紧接着第1排出工序进行第2粗抽及吹扫。

第2粗抽及吹扫中，控制部100首先打开粗抽阀72进行第2粗抽。首次的第2粗抽中，壳体38被减压到低于第1压力上升判定结束时刻的准基础压力水平的压力的第2粗抽结束压力。第2粗抽结束压力选自基础压力水平，例如为约10Pa。控制部100在压力传感器94的测定压力达到第2粗抽结束压力时结束该第2粗抽并开始首次的第2吹扫。第2吹扫将壳体38升压到使吸附在吸附剂27的水不冻结的压力。压力传感器94的测定压力达到第2粗抽的开始压力时，控制部100结束第2吹扫并开始第2粗抽。第2粗抽的开始压力例如为大气压。

在第2吹扫结束后、第2粗抽开始之前，控制部100判定是否满足第2粗抽及吹扫的结束条件。第2粗抽及吹扫的结束条件例如包括执行规定次数（1次或多次，在图3中为3次）的第2吹扫（或第2粗抽）。满足结束条件时，控制部100结束第2粗抽及吹扫并执行第2压力上升判定（S22）。不满足结束条件时，控制部100继续进行第2粗抽及吹扫（即，开始第2粗抽）。

如此，在第2粗抽及吹扫中，控制部100将壳体38的压力控制在第2压力范围内。粗抽及吹扫工序中的低温泵内压在第2压力范围内以振动的方式进行往返。第2压力范围是根据第2粗抽的开始压力和结束压力规定的范围。第2压力范围扩张至低于第1压力范围的低压区域。即，该低压区域低于准基础压力水平。第2排出工序包括交替进行如下步骤：使低温泵容器排气直至低压区域；及向低温泵容器供给吹扫气体。

本实施方式中，控制部100依次执行如下步骤：结束第1排出工序；使壳体38进行排气，以使其从第1压力范围达到该低压区域；及向壳体38供给吹扫气体。通过这种依次处理，能够在第2排出工序的初期将吹扫气体自动地导入低温泵10。

若第2粗抽及吹扫结束，则控制部100开始第2压力上升判定。控制部100对壳体38进行粗抽直至其达到第2压力上升判定的初始压力。初始压力选自基础压力水平的压力，例如等于或低于第2粗抽的结束压力。由此，与第1压力上升判定相比，第2压力上升判定在高真空区域执行。控制部100在压力传感器94的测定压力达到初始压力时停止粗抽。控制部100关闭包括粗抽阀72的各阀，将壳体38保持成气密状态。同时，控制部100开始判定时间的计时，且监视压力传感器94的测定压力。控制部100将经过了判定时间时的升压量视为壳体38的压力上升梯度。

当第2压力上升判定合格时，即壳体38的压力上升梯度不超过阈值时，控制部100结束第2排出工序并开始降温工序（S24）。因此，第2压力上升判定为判定降温开始与否的降温开始判定。另一方面，当第2压力上升判定不合格时，即壳体38的压力上升梯度超过阈值时，控制部100继续进行第2排出工序。此时，控制部100再次粗抽至初始压力并重新监视压力上升梯度，或在再次实施第2粗抽及吹扫的基础上进行第2压力上升判定。

在升温工序及排出工序中，控制部100根据压力传感器94的测定值判定相对于壳体38的外部在其内部是否产生正压，当判定为产生正压时可以开放通气阀70。由此通过排出管路80能够将低温泵10内部的高压向外部释放。当判定为未产生正压时，控制部100关闭通气阀70。如此，壳体38内正在减压时能够密封向容器内的泄漏。

若第2排出工序结束，则控制部100开始降温工序（S24）。降温工序是为了重新开始真空排气运行而对低温板18、19及吸附剂27进行再冷却的处理。开始制冷机16的冷却运行。在该冷却工序的至少一部分，可以进行粗抽，例如可以从冷却开始直至达到粗抽结束压力或粗抽结束温度为止持续进行粗抽。控制部100判定低温板温度的测定值是否达到用于真空排气运行的低温板冷却温度。控制部100持续进行降温工序直至到达低温板冷却温度为止，且在达到该冷却温度时结束降温工序。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是表示本发明的某一实施方式所涉及的再生顺序的图。该再生顺序如同上述通过控制部100来控制。图3示意地表示低温泵10的再生过程中的温度及压力随时间变化的一例。图3所示的温度为第2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。

图3所示的再生顺序从其开始到结束的整个期间区分为期间a至期间f这6个期间。上述升温工序相当于期间a，第1排出工序相当于期间b及期间c，第2排出工序相当于期间d及期间e，降温工序相当于期间f。在期间b及期间c分别进行第1粗抽及吹扫及第1压力上升判定。在期间d及期间e分别进行第2粗抽及吹扫及第2压力上升判定。

在期间a进行制冷机16的反转升温。第2冷却台21通过制冷机16的反转升温和氮气吹扫逐渐向目标温度（例如300K）升温。通过氮气吹扫，低温泵内的压力迅速达到大气压。水以外的大部分气体在升温过程中从低温板18、19放出。

期间b主要用于对水分进行气化并排出。期间b的第1粗抽及吹扫中，由粗抽引起的低温泵内的减压限于水不冻结的压力范围。最低压力为例如100Pa左右。期间b的前半部分主要是用于溶解堆积在低温板18、19的冰的期间。期间b的后半部分主要是用于使水气化的期间。

期间c是通过粗抽排出水蒸气的第1粗抽期间。此时氮气吹扫被停止。期间c中，反复进行粗抽和压力上升梯度的判定。判定过程中停止粗抽。压力上升梯度变得小于阈值时（即，第1压力上升判定合格时），期间c结束。

期间d的第2粗抽及吹扫中，低温泵10被粗抽至基础压力水平。最低压力低于第1粗抽及吹扫，为例如10Pa左右。蒸发速度一般与压力成反比。因此，粗抽至低压具有增加水从吸附剂27蒸发的速度的效果。

但是，此时残留在吸附剂27的水有可能通过过剩的汽化热再次结冰。基于吹扫气体的升压具有抑制水的蒸发速度的效果。而且，吹扫气体还具有加热吸附剂27的效果。这些均有助于抑制在吸附剂27的结冰或促进在吸附剂27的解冻。

期间e中，与期间c相比，在高真空区域重复进行粗抽和压力上升梯度的判定。在判定过程中停止粗抽。压力上升梯度变得小于阈值时（即，第2压力上升判定合格时），期间e结束。

期间f中，开始制冷机16的冷却运行。此时也进行粗抽。达到目标冷却温度时结束粗抽。如此完成再生，并开始真空排气运行。

如以上说明，根据本实施方式，在吸附剂27的再生阶段中首次的降温开始判定之前供给吹扫气体。如此通过在吸附剂再生阶段的初期供给吹扫气体，从而促进吸附剂27中的解冻或抑制吸附剂27中的结冰。另外通过朝向基础压力水平的低压的粗抽来促进水从吸附剂27的蒸发。如此，能够从吸附剂27有效地排出水。由此，能够缩短吸附剂再生的所需时间。

本实施方式所涉及的低温泵10有助于大量排出水分的用途（例如，高电流离子注入装置）。

以上，根据实施例对本发明进行了说明。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。

上述实施方式中，第2排出工序的粗抽压力是恒定的。但是，第2排出工序中的多次的粗抽结束压力可以在低于第1压力范围的低压区域中逐步降低。或者，第2排出工序中的粗抽结束压力也可以在低于第1压力范围的低压区域中随机设定。

Claims (4)

1.一种低温泵，其特征在于，具备：

低温板；

低温泵容器，容纳所述低温板；及

控制部，构成为为了所述低温板的再生而控制所述低温泵容器的排气和向所述低温泵容器的吹扫气体的供给，

所述控制部执行如下工序：第1排出工序，包括在第1压力范围内交替进行所述低温泵容器的排气和所述吹扫气体的供给；及第2排出工序，包括使所述低温泵容器排气直至低于所述第1压力范围的低压区域，

所述第2排出工序包括如下步骤：在所述低压区域至少判定一次是否结束所述第2排出工序；及在首次判定是否结束所述第2排出工序之前，向所述低温泵容器供给吹扫气体。

2.根据权利要求1所述的低温泵，其特征在于，

所述控制部依次执行如下步骤：结束所述第1排出工序；使所述低温泵容器排气，以使其从所述第1压力范围达到所述低压区域；及向所述低温泵容器供给吹扫气体。

3.根据权利要求1或2所述的低温泵，其特征在于，

所述第2排出工序包括交替进行如下步骤：使所述低温泵容器排气直至所述低压区域；及向所述低温泵容器供给吹扫气体。

4.一种低温泵的再生方法，其特征在于，具备：

第1排出工序，包括在第1压力范围内交替进行低温泵容器的排气和吹扫气体的供给；及

第2排出工序，包括使所述低温泵容器排气直至低于所述第1压力范围的低压区域，

所述第2排出工序包括如下步骤：在所述低压区域至少判定一次是否结束所述第2排出工序；及在首次判定是否结束所述第2排出工序之前，向所述低温泵容器供给吹扫气体。