CN104929897A - 低温泵及低温泵的再生方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种低温泵及低温泵的再生方法，本发明的课题在于，在低温泵的再生中使低温泵有效地升温。本发明的低温泵的再生方法具备如下工序：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1温度域；当低温板温度处于第1温度域时，停止向低温泵供给吹扫气体；将低温板从第1温度域加热至高于吹扫气体温度的第2温度域。

Description

低温泵及低温泵的再生方法

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

本发明涉及一种低温泵及低温泵的再生方法。

背景技术

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。

专利文献1：日本特开2001-123951号公报

专利文献2：日本特开平2-252982号公报

发明内容

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。

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1温度域；当低温板温度处于所述第1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1温度域加热至高于吹扫气体温度的第2温度域。

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1温度域；当低温板温度处于所述第1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1温度域加热至高于吹扫气体温度的第2温度域。

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

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。

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。

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。

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。

图中：10-低温泵，16-制冷机，18-低温低温板，19-高温低温板，20-第1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1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

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。

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。

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。

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的高温级具备：第1冷却台20、第1缸体22及第1置换器24。制冷机16的低温级具备：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与第1置换器24及第2置换器25连接，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。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。

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中膨胀的工作气体并再次进行加压而供给到制冷机16。

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，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。

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。

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。

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1冷却台20热连接，因而高温低温板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1冷却台20。如此，放射屏蔽件30与第1冷却台20热连接。

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。

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流入到内部空间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内容纳制冷机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是用于将低温泵10安装于真空腔室的凸缘。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对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及排气阀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。通过打开通气阀70来允许排出管路80中的流体的流动，通过关闭通气阀70来切断排出管路80中的流体的流动。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。通过打开通气阀70，能够将产生于壳体38的内部的正压向外部释放。

粗抽阀72与粗抽泵73连接。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，使粗抽泵73与壳体38连通。通过关闭粗抽阀72，使粗抽泵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能够对壳体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分体的真空装置而设置，从而构成例如包括与低温泵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。

排气阀74连接于包括吹扫气体源75的吹扫气体供给装置。通过排气阀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。通过打开排气阀74来允许吹扫气体从吹扫气体源75向壳体38流动。通过关闭排气阀74来切断吹扫气体从吹扫气体源75向壳体38流动。通过打开排气阀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。被供给的吹扫气体通过通气阀70或粗抽阀72从低温泵10排出。

本实施方式中，吹扫气体的温度被调整为室温，但在一种实施方式中，吹扫气体也可以是被加热至高于室温的气体或者低于室温的气体。在本说明书中，室温为选自10℃～30℃范围或15℃～25℃范围的温度，例如为大约20℃。吹扫气体例如为氮气。吹扫气体也可以是干燥的气体。

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、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。第1温度传感器90定期测定第1冷却台20的温度，并将表示测定温度的信号向控制部100输出。第1温度传感器90以能够在第1温度传感器90与控制部100之间对其输出进行通信的方式连接于控制部100。第2温度传感器92也是同样地构成。在控制部100中，第1温度传感器90及第2温度传感器92的测定温度可以分别用作高温低温板19及低温低温板18的温度。

并且，在壳体38的内部设置有压力传感器94。压力传感器94例如设置在高温低温板19的外侧且制冷机16的附近。压力传感器94定期测定壳体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以能够在压力传感器94与控制部100之间对其输出进行通信的方式连接于控制部100。

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可以是一体设置于低温泵10的控制装置，也可以是与低温泵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在内的各种传感器的测定结果。控制部100根据这些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控制制冷机16以使冷却台温度(例如第1冷却台温度)达到目标冷却温度。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。并且，控制部100构成为为了低温泵10的再生而控制壳体38的排气及向壳体38的吹扫气体的供给。再生过程中，控制部100控制通气阀70、粗抽阀72及排气阀74的开闭。

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，进行低温泵10的再生。再生处理包括升温工序、排出工序及冷却工序。

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不进行再生，而持续进行真空排气运行。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。

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。再生处理包括使低温泵10升温至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在内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再生温度。再生温度例如为室温或比室温稍高的温度。

升温工序中，作为用于加热低温板18、19的第1热源使用吹扫气体。控制部100判定是否满足了吹扫开始条件。如果满足了吹扫开始条件，控制部100打开排气阀74，以使吹扫气体供给至壳体38。吹扫开始条件也可以是例如再生开始条件。即，与再生开始一同开始吹扫气体的供给。并且，控制部100判定是否满足了吹扫中断条件。如果满足了吹扫中断条件，控制部100关闭排气阀74，停止向壳体38供给吹扫气体。

为了加热低温板18、19，也可以使用与吹扫气体不同的第2热源。例如，可以进行制冷机16的升温运行(所谓反转升温)。制冷机16构成为当驱动机构17向与冷却运行时相反的方向运转时，在工作气体中产生绝热压缩。制冷机16利用如此得到的压缩热对第1冷却台20及第2冷却台21进行加热。高温低温板19及低温低温板18分别作为热源对第1冷却台20及第2冷却台21进行加热。或者，也可以将设置于制冷机16的加热器用作热源。此时，控制部100能够与制冷机16的运行独立地控制加热器。

升温工序中，可单独使用第1热源及第2热源中的一个，或者同时使用两个。在排出工序中也同样地，可单独使用第1热源及第2热源中的一个，或者同时使用两个。控制部100通过切换第1热源及第2热源或者共同使用第1热源及第2热源来控制低温板18、19的温度。

如图2所示，升温工序包括第1升温工序(S11)及第2升温工序(S12)。控制部100构成为为了将低温板18、19从用于真空排气的冷却温度加热至高于室温的加热目标温度，依次执行第1升温工序和第2升温工序。加热目标温度为例如选自30℃～60℃范围或40℃～50℃范围的温度。

低温板18、19首先在第1升温工序中被加热至第1温度域。接着，低温板18、19在第2升温工序中被加热至高于第1温度域的第2温度域。

第1温度域为包括吹扫气体温度(如上所述例如室温)的温度范围。第1温度域为堆积在低温板18、19上的冰能够融化成水的温度。第1温度域的下限例如为水的融点(即大约0℃)，上限例如为吹扫气体的温度。第1温度域例如为10℃～30℃范围或15℃～25℃范围。

第2温度域为包括加热目标温度的温度范围。第2温度域的下限例如为吹扫气体温度，上限例如为加热目标温度。第2温度域例如为30℃～60℃范围或40℃～50℃范围。第2温度域低于热源(例如，制冷机16的升温运行中的第1冷却台20或第2冷却台21)的温度。

第1升温工序包括为了将低温板18、19从用于真空排气运行的冷却温度加热至第1温度域而向低温泵供给吹扫气体的工序。并且，第1升温工序包括基于制冷机16的反转升温。如此，在第1升温工序中，为了使低温板18、19高速升温，共同使用吹扫气体和制冷机16作为热源。低温板18、19通过来自第1冷却台20及第2冷却台21的热传导以及因吹扫气体的对流而产生的热传递而被加热。

在第1升温工序中，控制部100定期判定是否满足了吹扫中断条件。如果未满足吹扫中断条件，控制部100持续进行第1升温工序。如果满足了吹扫中断条件，控制部100结束第1升温工序，开始第2升温工序。

第1升温工序中的吹扫中断条件例如为低温板温度(例如，第1温度传感器90和/或第2温度传感器92的测定温度)处于第1温度域。此时，控制部100判定低温板温度是否处于第1温度域，如果低温板温度处于第1温度域，则关闭排气阀74，停止向壳体38供给吹扫气体，并且从第1升温工序转移至第2升温工序。

控制部100在判定第1温度传感器90和/或第2温度传感器92的测定温度处于第1温度域时，可使吹扫气体的供给持续规定时间(所谓延长吹扫)。如此，当低温板18、19的表面温度分布在第1温度域变得均匀时，可以停止向壳体38供给吹扫气体。

因此，第1升温工序中的吹扫中断条件也可以是从开始第1升温工序起经过规定时间。规定时间为低温板18、19被加热至第1温度域所需的大致时间，该规定时间可以事先根据实验或经验而适当设定。

另外，第1升温工序可包括停止吹扫气体的供给的工序。将低温板18、19从超低温加热至第1温度域的过程中，也可以暂时有不供给吹扫气体的期间。例如，壳体38的内压因在低温板18、19上结冰的气体的重新气化而显著提高时，为了安全可以暂时停止吹扫气体的供给。

第2升温工序包括利用与吹扫气体不同的热源将低温板18、19从第1温度域加热至第2温度域的工序。例如，第2升温工序包括从第1升温工序持续进行基于制冷机16的反转升温的工序。如此，在第2升温工序中，低温板18、19通过来自第1冷却台20及第2冷却台21的热传导而被加热。

在低温泵的典型的再生方法中，持续进行吹扫气体的供给直到低温板被升温至加热目标温度为止。在此应关注的是，本实施方式中，加热目标温度高于吹扫气体温度。因此，在加热目标温度中，吹扫气体的对流所产生的热传递具有从低温板夺取热量的效果。即，低温板通过第2热源被加热至高于吹扫气体温度时，低温泵通过吹扫气体而被冷却。因此，加热至目标温度所需的时间变长。最坏的情况下，无法加热至目标温度。

在本实施方式所涉及的第2升温工序中，吹扫气体的供给被中断。因此，根据本实施方式，与上述典型的方法相比，吹扫气体的供给所引起的冷却效果得到减轻。因此，能够在短时间内将低温泵10加热至目标温度。

优选可以在将低温板18、19从第1温度域加热至第2温度域的过程中进行低温泵10的粗抽。在第2升温工序中，控制部100也可以至少暂时打开粗抽阀72，以便对壳体38进行粗抽。如此，吹扫气体从低温泵10中排出，防止吹扫气体的对流所产生的热传递。因此，能够使低温板18、19更有效率地升温。

升温工序中的粗抽的目的之一是防止吹扫气体的对流所引起的热传递。因此，该粗抽只要在壳体38得到一定程度的负压即可。即，升温工序中的粗抽不需要太高的真空度。因此，升温工序中的粗抽压力可以高于排出工序中的粗抽压力。在此，粗抽压力是指结束粗抽的压力。基于相同的理由，升温工序中的粗抽阀72的打开时间可以短于排出工序中的粗抽阀72的打开时间。

通过真空排气运行，在低温泵10上捕集有水及其他的气体。在低温泵10的一般用途中，水的融点最高，因此也是最难以排出的气体。除了水以外的结冰的气体的融点明显低于水的融点，因此容易从低温泵10排出。并且，来源于真空润滑脂或抗蚀剂等的低温板18、19的附着物在高温低压环境被气化。

因此，通过升温工序中的粗抽，也能够将水以外的所有气体基本上从低温泵10排出。此时，为了提高低温泵10内清洁度，可以在第2升温工序中重新开始吹扫气体的供给。因此，在将低温板18、19从第1温度域加热至第2温度域的过程中，控制部也可以执行所谓粗抽及吹扫。在本说明书中，有时将升温工序中的粗抽及吹扫称为“升温粗抽及吹扫”。

粗抽及吹扫是交替进行通过粗抽阀72进行的壳体38的粗抽及吹扫气体的供给的处理。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)。粗抽及吹扫的开始及结束可以根据壳体38的压力而进行，或者也可以根据经过时间而进行。

另外，粗抽及吹扫中，可以在连续进行粗抽及吹扫中的任一个的期间，间歇地进行粗抽及吹扫中的另一个。这也可以视为交替进行粗抽及吹扫气体的供给。并且，粗抽及吹扫也可以包括既不进行粗抽也不进行吹扫的期间。

在第2升温工序中，控制部100定期判定是否满足了升温结束条件。如果未满足升温结束条件，控制部100持续进行第2升温工序。如果满足了升温结束条件，控制部100结束第2升温工序，并开始排出工序。

升温结束条件例如为低温板温度(例如，第1温度传感器90和/或第2温度传感器92的测定温度)处于第2温度域。此时，控制部100判定低温板温度是否处于第2温度域，当低温板温度处于第2温度域时，从升温工序转移至排出工序。并且，控制部100判定低温板温度是否超过加热目标温度，如果低温板温度超过加热目标温度，则可以从升温工序转移至排出工序。

或者，升温结束条件也可以是从开始第1升温工序或第2升温工序起经过规定时间。规定时间为低温板18、19被加热至第2温度域(例如，加热目标温度)所需的大致时间，该规定时间可以事先根据实验或经验而适当设定。

升温结束条件也可以基于壳体38的压力。例如，控制部100也可以判定升温粗抽及吹扫中的粗抽时的压力下降率是否超过阈值。控制部100可以在压力下降率超过阈值时从升温工序转移至排出工序，在压力下降率小于阈值时持续进行升温粗抽及吹扫。

若升温工序结束，则控制部100开始排出工序(S13)。在排出工序中，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道80或被粗抽阀73排出。重新气化的气体与根据需要而导入的吹扫气体一同从低温泵10排出。例如，水从低温板18、19蒸发，从而从壳体38排出水。

控制部100也可以控制制冷机16的升温运行或其他热源，以使低温板温度在排出工序中维持在第2温度域。此时，为了避免过度加热，控制部100也可以至少暂时停止热源。

在排出工序中，也可以进行所谓粗抽及吹扫。在本说明书中，有时将排出工序中的粗抽及吹扫称为“排出粗抽及吹扫”。当低温板温度处于第2温度域时，控制部100可以执行交替进行壳体38的粗抽及吹扫气体的供给的排出粗抽及吹扫。因此，如图4所示，如果满足了升温结束条件，控制部100可以从升温粗抽及吹扫转移至排出粗抽及吹扫。

排出粗抽及吹扫中的粗抽压力高于基础压力水平，例如选自50Pa至500Pa的范围，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。排出粗抽及吹扫中的粗抽压力例如在排出工序中恒定。但是，在一种实施方式中，排出粗抽及吹扫中的粗抽压力也可以逐步降低。

进行排出粗抽及吹扫的目的在于将水从低温泵10有效地排出，而如上所述，升温粗抽及吹扫的主要目的在于低温泵10的有效地升温及除了水以外的气体的排出。为了有效地升温，优选限制吹扫气体的供给。因此，优选升温粗抽及吹扫中的吹扫间隔长于排出粗抽及吹扫中的吹扫间隔。基于同样的理由，优选升温粗抽及吹扫中的吹扫时间短于排出粗抽及吹扫中的吹扫时间。在此，吹扫间隔为从前一次吹扫结束至本次吹扫开始为止的时间。吹扫时间为本次吹扫的持续时间。

并且，由于除了水以外的气体比较容易被排出，因此升温粗抽及吹扫中的粗抽时间可以短于排出粗抽及吹扫中的粗抽时间。并且，升温粗抽及吹扫中的粗抽间隔可以长于排出粗抽及吹扫中的粗抽间隔。粗抽间隔为从前一次粗抽结束至本次粗抽开始为止的时间。粗抽时间为本次粗抽的持续时间。

在排出工序中，控制部100根据例如压力传感器94的测定值来判定气体(即水蒸气)的排出是否已结束。例如，控制部100在低温泵10内的压力超过规定阈值的期间持续进行排出工序，如果压力小于该阈值，则结束排气工序而开始冷却工序。

控制部100可以进行所谓压力上升判定。低温泵再生中的压力上升判定是自判定初始压力的压力上升梯度不超过判定阈值时判定为气体从低温泵10充分地被排出的处理。

冷却工序(S14)是为了重新开始真空排气运行而对低温板18、19进行再冷却的处理。开始制冷机16的冷却运行。在该冷却工序中的至少一部分中可以进行粗抽，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判定低温板是否被冷却至用于真空排气运行的冷却温度。控制部100持续进行冷却工序直至达到目标冷却温度为止，且在达到该目标温度时结束冷却工序。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。在一种实施方式中，为了直接测定低温板的温度，可以在低温板设置温度传感器。例如，如图3所示，板温度传感器96可以设置于入口低温板32的中心部。板温度传感器96定期测定入口低温板32的温度，并将表示测定温度的信号输出至控制部100。板温度传感器96以能够在板温度传感器96与控制部100之间对其输出进行通信的方式连接于控制部100。

入口低温板32的中心部是再生中距离用于加热低温泵10的热源最远的低温板的部分。因此，与其他的部分相比，入口低温板32的中心部升温时花费时间。换言之，当入口低温板32的中心部被加热至目标温度时，低温板的其他的部分已经充分升温。因此，再生的升温工序中，能够用入口低温板32的中心部的温度代表低温板整体的温度。

板温度传感器96也可以设置于低温低温板18或高温低温板19中的导热路径的末端部。在此，导热路径的末端部是指在低温板的升温过程中远离热源的位置。例如，通过从热源至板上的某一点的导热路径的长度，能够将高温低温板19划分为靠近热源(导热路径较短)的区域与远离热源(导热路径较长)的区域。或者，同样地，也能够将高温低温板19划分为3个区域即靠近热源的区域、中间区域及远离热源的区域。低温低温板18也相同。此时，可以将远离热源的区域视为导热路径的末端部。

因此，板温度传感器96也可以设置于屏蔽件开口端31或放射屏蔽件30的封闭端。或者，板温度传感器96也可以设置于在低温低温板18中的距离第2冷却台21最远的板部件26的端部。

板温度传感器96用于监视再生中的低温板温度。板温度传感器96具有包括在升温工序中的加热目标温度在内的可测定的温度区域。本实施方式中，在真空排气中不使用板温度传感器96，因此板温度传感器96的可测定的温度区域可以不包括超低温。总而言之，板温度传感器96只要能够测定室温水平(例如0℃～60℃)即可。因此，例如能够使用廉价的热电偶作为板温度传感器96。

图4是表示本发明的一种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4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4所示的温度为第1温度传感器90及板温度传感器96的测定温度，压力为压力传感器94的测定压力。

图4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d这4个期间。上述第1升温工序相当于期间a，第2升温工序相当于期间b，排出工序相当于期间c，冷却工序相当于期间d。

在期间a中，排气阀74被打开，进行制冷机16的反转升温。低温泵10通过制冷机16的反转升温和氮气的吹扫被加热至第1温度域T₁。氮气的温度为约20℃。在第1升温工序的前半阶段，冷却台温度Ts及低温板温度Tc以相同的梯度上升。在第1升温工序的后半阶段，与冷却台温度Ts相比，低温板温度Tc的梯度变缓。在此，冷却台温度Ts为第1冷却台20的温度，低温板温度Tc为入口低温板32的中心部的温度。

通过氮气吹扫，低温泵内的压力迅速达到大气压Pa。除了水以外的大部分气体在升温过程中从低温板18、19向壳体38内排出。在该例中，当冷却台温度Ts达到目标值时，结束第1升温工序开始第2升温工序。

在期间b的开始时刻，关闭排气阀74而停止氮气的吹扫，但制冷机16的反转升温持续进行，以使冷却台温度Ts维持目标值。由此，低温板温度Tc从第1温度域T₁被加热至第2温度域T₂。

在期间b的开始时刻，关闭排气阀74的同时暂时打开粗抽阀72。由此，排出氮气及从低温板18、19放出的气体。当经过粗抽时间Tr时，关闭粗抽阀72。低温泵10的内压被减压至粗抽压力Pb。由此，促进低温板18、19的升温。为了进行比较，在图4中以虚线表示期间b中持续进行氮气吹扫时的低温板温度Tc’。通过氮气的冷却作用，低温板温度Tc’不会有太大的上升。

在第2升温工序中进行升温粗抽及吹扫。为了进行氮气吹扫，暂时打开排气阀74。当经过吹扫时间Tp时，关闭排气阀74。压力返回到大气压Pa。关闭排气阀74的同时打开粗抽阀72，重新减压至粗抽压力Pb。在粗抽中判定压力下降率。如图示，在该例中，交替进行3次氮气吹扫和粗抽，在第3次氮气吹扫之后的粗抽中，压力下降率超过阈值，从升温粗抽及吹扫转移至排出粗抽及吹扫。

在期间c中，水通过排出粗抽及吹扫从低温泵10排出。在排出粗抽及吹扫期间，低温板温度Tc在第2温度域T₂中以极小的幅度逐渐上升。

排出粗抽及吹扫中的吹扫时间Tp’及粗抽时间Tr’分别长于升温粗抽及吹扫中的吹扫时间Tp及粗抽时间Tr。排出粗抽及吹扫中的粗抽压力Pc为基础压力水平或准基础压力水平，且低于升温粗抽及吹扫中的粗抽压力Pb。该例中，在排出粗抽及吹扫的前半阶段中的粗抽压力Pc为准基础压力水平，排出粗抽及吹扫的后半阶段中的粗抽压力为基础压力水平。

在排出粗抽及吹扫的至少后半阶段，在粗抽后进行压力上升判定。判定过程中停止粗抽。压力上升判定合格时(即，压力上升梯度变得小于阈值时)，结束排出工序。

在期间d中，开始制冷机16的冷却运行。此时同时进行粗抽。当达到目标冷却温度时结束粗抽。如此完成再生，开始真空排气运行。

如以上说明，根据本实施方式，在低温泵再生的升温工序中，当低温泵温度达到室温附近时，停止氮气吹扫，低温泵内部被真空抽气。由此，能够使低温板有效地升温。并且，能够使低温板升温至更高温度。如此，能够缩短低温泵的再生时间。

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。

例如，上述实施方式中，在排出工序中进行粗抽及吹扫，但本发明并不限定于此。一种实施方式中，在排出工序中也可以不供给吹扫气体。此时，控制部100可以在升温工序结束后控制粗抽阀72及粗抽泵73，以使低温泵10粗抽至规定的粗抽压力(例如基础压力水平)。接着，控制部100可以根据例如压力传感器94的测定值，判定气体的排出是否已完成(例如压力上升判定)。

Claims (10)

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；

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，其用于加热所述低温板；及

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1温度域；

当低温板温度处于所述第1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1温度域加热至高于吹扫气体温度的第2温度域。

2.根据权利要求1所述的低温泵，其特征在于，

所述低温泵还具备设置于所述低温泵容器内且用于对所述低温泵容器进行粗抽的粗抽阀，

所述控制部在将所述低温板从所述第1温度域加热至所述第2温度域的过程中，打开所述粗抽阀，对所述低温泵容器进行粗抽。

3.根据权利要求2所述的低温泵，其特征在于，

所述控制部在将所述低温板从所述第1温度域加热至所述第2温度域的过程中，执行交替进行所述低温泵容器的粗抽及所述吹扫气体的供给的升温粗抽及吹扫，

所述控制部在低温板温度处于所述第2温度域时，执行交替进行所述低温泵容器的粗抽及所述吹扫气体的供给的排出粗抽及吹扫。

4.根据权利要求3所述的低温泵，其特征在于，

所述升温粗抽及吹扫中的吹扫间隔比所述排出粗抽及吹扫中的吹扫间隔长，和/或，所述升温粗抽及吹扫中的吹扫时间比所述排出粗抽及吹扫中的吹扫时间短。

5.根据权利要求3或4所述的低温泵，其特征在于，

所述升温粗抽及吹扫中的粗抽压力高于所述排出粗抽及吹扫中的粗抽压力。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的低温泵，其特征在于，

所述低温泵还具备：制冷机，该制冷机具备第1冷却台及被冷却至比所述第1冷却台更低温度的第2冷却台；及

温度传感器，用于测定所述低温板的温度，

所述低温板具备：高温低温板，通过所述第1冷却台被冷却；及低温低温板，通过所述第2冷却台被冷却，

所述高温低温板具备：放射屏蔽件，该放射屏蔽件包围所述低温低温板且具有屏蔽件开口端；及入口低温板，配设于所述屏蔽件开口端，

所述温度传感器设置于所述入口低温板的中心部。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的低温泵，其特征在于，

所述吹扫气体温度为室温。

8.一种低温泵的再生方法，其特征在于，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1温度域；

当低温板温度处于第1温度域时，停止向低温泵供给吹扫气体；及

将所述低温板从所述第1温度域加热至高于吹扫气体温度的第2温度域。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，

所述方法还具备如下工序：在将所述低温板从所述第1温度域加热至所述第2温度域的过程中，对所述低温泵进行粗抽。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，

所述方法还具备如下工序：当低温板温度处于所述第2温度域时，从低温泵排出水。