CN113446191A - 低温泵系统、低温泵系统的控制装置及再生方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够缩短低温泵系统的再生时间的低温泵系统、低温泵系统的控制装置及再生方法。所述低温泵系统(100)具备：多个低温泵(10)；以及控制器(20)，针对各个低温泵，根据由该低温泵的压力传感器(22)测定的测定压力来控制该低温泵的粗抽阀(24)，以使共用的粗抽泵(32)将该低温泵减压至第1基准压力并将其真空保持，接着将该低温泵进一步减压至比第1基准压力更低的第2基准压力。控制器(20)构成为，根据多个低温泵中的某一个低温泵的压力传感器(22)的测定压力来使另一个低温泵的粗抽阀(24)打开，以便在将某一个低温泵真空保持的期间使另一个低温泵减压至第1基准压力。

Description

低温泵系统、低温泵系统的控制装置及再生方法

本申请主张基于2020年3月26申请的日本专利申请第2020-056300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系统、低温泵系统的控制装置及再生方法。

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至超低温的低温板上并进行排出的真空泵。低温泵通常用于实现半导体电路制造工艺等中要求的清洁的真空环境。低温泵为所谓的气体捕集式真空泵，因此需要定期进行将捕捉到的气体向外部排出的再生。

专利文献1：日本特开2013-60853号公报

发明内容

本发明的一种实施方式的示例性目的之一在于缩短低温泵系统的再生时间。

根据本发明的一种实施方式，低温泵系统具备：多个低温泵，其各个低温泵具备将该低温泵连接于共用的粗抽泵的粗抽阀和测定该低温泵内的压力的压力传感器；以及控制器，针对各个低温泵，根据由该低温泵的压力传感器测定的测定压力来控制该低温泵的粗抽阀，以使粗抽泵将该低温泵减压至第1基准压力并将其真空保持，接着将该低温泵进一步减压至比第1基准压力更低的第2基准压力。控制器构成为，根据多个低温泵中的某一个低温泵的压力传感器的测定压力来使另一个低温泵的粗抽阀打开，以便在将某一个低温泵真空保持的期间使另一个低温泵减压至第1基准压力。

根据本发明的一种实施方式，提供一种低温泵系统的控制装置。低温泵系统具备连接于共用的粗抽泵的多个低温泵。控制装置具备控制器，该控制器构成为，使粗抽泵将多个低温泵依次减压至第1基准压力，并使减压至第1基准压力的低温泵真空保持，接着使粗抽泵将多个低温泵进一步减压至比第1基准压力更低的第2基准压力。控制器构成为，在将多个低温泵中的某一个低温泵真空保持的期间，使另一个低温泵减压至第1基准压力。

根据本发明的一种实施方式，提供一种低温泵系统的再生方法。低温泵系统具备连接于粗抽泵的多个低温泵。再生方法具备如下步骤：利用粗抽泵将多个低温泵依次减压至第1基准压力；将减压至第1基准压力的低温泵真空保持；以及使用粗抽泵将多个低温泵进一步减压至比第1基准压力更低的第2基准压力。减压至第1基准压力包括在将多个低温泵中的某一个低温泵真空保持的期间使另一个低温泵减压至第1基准压力。

另外，以上构成要件的任意组合或将本发明的构成要件或表述在方法、装置、系统等之间彼此替换的方式也作为本发明的实施方式而有效。

根据本发明，能够缩短低温泵系统的再生时间。

附图说明

图1是概略地表示实施方式所涉及的低温泵系统的图。

图2是概略地表示图1所示的低温泵系统的低温泵的图。

图3是用于说明实施方式所涉及的低温泵系统的再生方法的流程图。

图4是表示实施方式所涉及的等待顺序列表的一例的图。

图5是表示图3所示的第1减压工序的一例的流程图。

图6是表示图3所示的第2减压工序的一例的流程图。

图7中(a)至(d)是表示用粗抽泵对低温泵进行减压时的压力的经时变化的曲线图。

图8中(a)至(c)是表示用粗抽泵对低温泵进行减压时的压力的经时变化的曲线图。

图中：10-低温泵，20-控制器，22-压力传感器，23-温度传感器，24-粗抽阀，32-粗抽泵，41-第1等待顺序列表，42-第2等待顺序列表，100-低温泵系统。

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。在以下说明及附图中，对相同或等同的构成要件、部件及处理标注同一符号，并适当省略重复说明。为了便于说明，在各附图中，适当设定各部分的比例或形状，除非另有说明，其并不作限定性地解释。实施方式为示例，其对本发明的范围并不作任何限定。实施方式中记载的所有特征或其组合并非一定是发明的本质。

图1是概略地表示实施方式所涉及的低温泵系统的图。图2是概略地表示图1所示的低温泵系统的低温泵的图。

低温泵系统100具备多个低温泵10和控制这些低温泵10的控制器20。低温泵10例如安装于离子注入装置、溅射装置、蒸镀装置或其他真空处理装置的真空腔室，并且用于将真空腔室内部的真空度提高至所期望的真空工艺中要求的水平。例如，在真空腔室中实现10^-5Pa至10^-8Pa程度的高真空度。控制器20构成为与多个低温泵10分体的控制装置。或者，可以在各个低温泵10上一体地设置控制器并且这些多个控制器组合而构成控制器20。

在图1所示例子中，低温泵系统100由四台低温泵10构成，但是，低温泵10的数量并不受特别限定。这些多个低温泵可以分别设置于单独的真空腔室上，也可设置于同一个真空腔室上。

如图2所示，低温泵10具备压缩机12、制冷机14、低温泵容器16及低温板18。并且，低温泵10还具备压力传感器22、粗抽阀24、吹扫阀26及通气阀28，这些阀设置于低温泵容器16上。

压缩机12构成为从制冷机14回收制冷剂气体，并将回收的制冷剂气体进行升压后再次将制冷剂气体供给到制冷机14。制冷机14还被称为膨胀机或冷头，其与压缩机12一同构成超低温制冷机。压缩机12与制冷机14之间的制冷剂气体的循环伴随制冷机14内的制冷剂气体的适当的压力变动和容积变动，由此构成产生寒冷的热力学循环，制冷机14的冷却台被冷却至所期望的超低温。由此，能够将与制冷机14的冷却台热连接的低温板18冷却至目标冷却温度(例如10K～20K)。制冷剂气体通常为氦气，但也可使用其他适当的气体。为了便于理解，图2中用箭头来表示制冷剂气体的流动方向。作为一例，超低温制冷机为二级式的吉福特-麦克马洪(Gifford-McMahon；GM)制冷机，但也可以为脉冲管制冷机、斯特林制冷机或其他类型的超低温制冷机。

低温泵容器16是被设计成在低温泵10的真空排气运行中保持真空并且能够承受周围环境的压力(例如大气压)的真空容器。低温泵容器16具备具有吸气口17的低温板容纳部16a和制冷机容纳部16b。低温板容纳部16a具有吸气口17被开放且其相反侧侧被封闭的圆顶状的形状，低温板18与制冷机14的冷却台一同容纳于其内部。制冷机容纳部16b具有圆筒状的形状，其一端固定于制冷机14的室温部，另一端连接于低温板容纳部16a，并在其内部插入有制冷机14。吸气口17经由闸阀(未图示)连接于真空处理装置的真空腔室。从低温泵10的吸气口17进入的气体通过冷凝或吸附被捕捉到低温板18。由于低温泵10的结构(例如，低温板18的配置及形状等)可以适当地采用各种公知的结构，因此在此不作详述。

在低温泵10的真空排气运行中，控制器20可以根据低温板18的冷却温度来控制制冷机14。在低温泵容器16内可以设置有测定低温板18的温度的温度传感器23，控制器20可以与温度传感器23连接，从而接收表示低温板18的测定温度的温度传感器输出信号。

并且，在低温泵10的再生运行中，控制器20可以根据低温泵容器16内的压力(或者，根据需要，根据低温板18的温度及低温泵容器16内的压力)来控制制冷机14、粗抽阀24、吹扫阀26及通气阀28。控制器20也可以与压力传感器22连接，从而接收表示低温泵容器16内的测定压力的压力传感器输出信号。粗抽阀24、吹扫阀26及通气阀28分别按照从控制器20输入过来的指令信号而开闭。

详细内容将进行后述，控制器20构成为，针对各个低温泵10，根据由该低温泵10的压力传感器22测定的测定压力来控制该低温泵10的粗抽阀24，以使粗抽泵32将该低温泵10减压至第1基准压力并将其真空保持，接着将该低温泵10进一步减压至比第1基准压力低的第2基准压力。控制器20构成为，根据多个低温泵10中的某一个低温泵10的压力传感器22的测定压力来使另一个低温泵10的粗抽阀24打开，以便在某一个低温泵10真空保持的期间使另一个低温泵10减压至第1基准压力。控制器20构成为，将某一个低温泵10的压力传感器22的测定压力与第1基准压力进行比较，并在测定压力低于第1基准压力时，使另一个低温泵10的粗抽阀24打开。

关于控制器20的内部结构，在硬件方面可以通过以计算机的CPU或存储器为代表的元件或电路来实现，在软件方面可以通过计算机程序等来实现，但是在图中适当地描绘成通过它们的协作来实现的功能框。本领域技术人员应当可以理解，这些功能框可以通过硬件及软件的组合以各种形式实现。

例如，控制器20可以通过CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)或微型计算机等处理器(硬件)与处理器(硬件)所执行的软件程序的组合来实现。这种硬件处理器例如可以由FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)等可编程逻辑设备构成，也可以为可编程逻辑控制器(PLC)等控制电路。软件程序可以为用于使控制器20执行低温泵10的再生的计算机程序。

压力传感器22测定低温泵容器16内的压力，并生成压力传感器输出信号。压力传感器22安装于低温泵容器16(例如，制冷机容纳部16b)上。压力传感器22具有包括真空(例如，低温泵10的动作开始压力1～10Pa)和大气压这两者的宽的测量范围。优选地，测量范围至少包括再生处理中可能会产生的压力范围。在该实施方式中，作为压力传感器22，使用大气压皮拉尼真空计(可以测定大气压的皮拉尼真空计)。或者，压力传感器22例如也可以为晶体压力计或根据气体与传感器之间的相互作用来间接测定压力的其他压力传感器。

参考图1及图2，粗抽阀24安装于低温泵容器16(例如，制冷机容纳部16b)上。并且，低温泵系统100具备粗抽排气管路30。粗抽排气管路30具备多个低温泵共用的粗抽泵32和从各个低温泵10的粗抽阀24汇集到共用的粗抽泵32的粗抽配管34。粗抽阀24经由粗抽配管34连接于粗抽泵32。粗抽泵32是用于将低温泵10真空抽气至其动作开始压力的真空泵。在粗抽阀24通过控制器20的控制而被开放的情况下，低温泵容器16与粗抽泵32连通，在粗抽阀24被关闭的情况下，低温泵容器16与粗抽泵32被切断。若打开粗抽阀24并使粗抽泵32进行动作，则能够对低温泵10进行减压。

吹扫阀26安装于低温泵容器16(例如，低温板容纳部16a)上。吹扫阀26与设置在低温泵10的外部的吹扫气体供给装置(未图示)连结。在吹扫阀26通过控制器20的控制而被开放的情况下，吹扫气体供给到低温泵容器16，在吹扫阀26被关闭的情况下，对低温泵容器16的吹扫气体的供给被切断。吹扫气体例如可以是氮气或其他干燥气体，吹扫气体的温度例如可以被调整为室温或者可以被加热为比室温更高的温度。通过使吹扫阀26打开从而使吹扫气体导入到低温泵容器16，能够使低温泵10升压。并且，能够使低温泵10从超低温升温至室温或比其更高的温度。

通气阀28安装于低温泵容器16(例如，制冷机容纳部16b)上。通气阀28可以基于控制而被开闭并且也可以基于低温泵容器16内外的压差而被机械性地打开。通气阀28例如为常闭型的控制阀，其构成为还作为所谓的安全阀而发挥功能。由于低温泵10的外部环境通常为大气压，因此在低温泵容器16内的压力达到了大气压或比其稍微高的压力时，通气阀28基于控制而被打开或者被机械性地打开，从而从低温泵10的内部向外部排出流体，能够释放内部的压力。

图3是用于说明实施方式所涉及的低温泵系统的再生方法的流程图。再生方法包括升温工序(S10)、排出工序(S20)及冷却工序(S30)，在控制器20的控制下，在多个低温泵10中同时进行再生。另外，无需低温泵系统100的所有低温泵10一定要同时进行再生，控制器20也可以构成为，使一部分低温泵10继续进行真空排气运行的同时使其余的低温泵10进行再生。

在升温工序(S10)中，通过经由吹扫阀26供给到低温泵容器16的吹扫气体或其他加热机构，低温泵10从超低温升温至室温或比其更高的再生温度(例如，约290K至约300K)。同时，由于被捕捉到低温泵10的气体再次被气化并且供给吹扫气体，因此低温泵容器16内的压力朝向大气压或比其稍微高的压力增加。在升温工序中，基于供给过来的吹扫气体及加热而再次被气化的气体从低温泵容器16通过通气阀28排出到外部。在升温工序中，粗抽阀24通常被关闭。

在升温工序中，针对各个低温泵10，控制器20将由该低温泵10的温度传感器23测定的测定温度与再生温度进行比较，并在测定温度超过了再生温度时，判定为对该低温泵10完成升温。在测定温度低于再生温度时，控制器20继续执行升温工序。控制器20可以在测定温度超过了再生温度时立即结束升温工序并开始排出工序。取而代之，控制器20也可以在经过了所谓的延长吹扫(即，测定温度超过了再生温度之后还继续供给一定时间的吹扫气体)之后从升温工序转移到排出工序。在升温工序结束时，低温泵容器16内的压力变为大气压或比其稍微高的压力。

在排出工序(S20)中，各个低温泵10通过多个阶段的减压工序而逐级减压。排出工序例如包括第1减压工序(S21)、第2减压工序(S22)及第3减压工序(S23)，这些减压工序通过控制器20的控制针对每个低温泵10依次执行。粗抽泵32经由粗抽阀24进行减压。在排出工序中，除了供给吹扫气体时以外，通气阀28通常被关闭。

在第1减压工序中，低温泵容器16从大气压减压至第1基准压力，并在第1基准压力下执行第1升压率测试。在第1减压工序中，可以进行所谓的粗抽及吹扫(即，交替进行一次以上通过粗抽阀24对低温泵容器16进行真空抽气和通过吹扫阀26供给吹扫气体)。直至在第1升压率测试中判定合格为止继续进行第1减压工序。若在第1升压率测试中判定为合格，则低温泵10转移到第2减压工序。

在第2减压工序中，低温泵容器16从第1基准压力减压至第2基准压力，并在第2基准压力下执行第2升压率测试。直至在第2升压率测试中判定为合格为止继续进行第2减压工序。若在第2升压率测试中判定为合格，则低温泵10转移到第3减压工序。同样地，在第3减压工序中，低温泵容器16从第2基准压力减压至第3基准压力，并在第3基准压力下执行第3升压率测试。直至在第3升压率测试中判定为合格为止继续进行第3减压工序。若在第3升压率测试中判定为合格，则低温泵10转移到冷却工序。在第2减压工序及第3减压工序中，也可以将吹扫阀26关闭从而不供给吹扫气体。

另外，众所周知，在升压率(Rate of Rise；RoR)测试中，检测将低温泵容器16真空保持并经过了规定时间时的压力从基准压力上升的大小，并在该压力上升的大小小于阈值时判定为合格，若为阈值以上，则判定为不合格。为了将低温泵容器16真空保持，设置于低温泵10的阀全部被关闭。

第1基准压力、第2基准压力、第3基准压力均预先设定。第2基准压力是比第1基准压力低的压力值，第3基准压力是比第2基准压力低的压力值。第1基准压力例如可以选自600～50Pa的范围。第2基准压力例如可以选自100～10Pa的范围。第3基准压力例如可以选自10～1Pa的范围。

在冷却工序(S30)中，低温泵10从再生温度再次冷却至超低温。如此，完成再生，低温泵10能够再次开始真空排气运行。

图4是表示实施方式所涉及的等待顺序列表的一例的图。控制器20具备确定多个低温泵10使用粗抽泵32的顺序的第1等待顺序列表41。在低温泵系统100具有N台(N为自然数)低温泵10的情况下，第1等待顺序列表41为将各个低温泵10的识别信息(例如，识别编号1～N)与顺序建立了对应关联的数据。

在该实施方式中，控制器20构成为，根据多个低温泵10的升温结束顺序来确定第1等待顺序列表41。因此，第1等待顺序列表41在再生中(即，在升温工序中)生成。第1等待顺序列表41在排出工序的前半部分(至少在第1减压工序)中使用。

图4中例示了四台低温泵(1)～(4)的升温工序结束顺序为低温泵(3)、(2)、(1)、(4)的情况。按照升温工序更早结束的顺序(按照升温工序所需时间的升序)，在第1等待顺序列表41中排序为低温泵(3)、(2)、(1)、(4)。因此，排出工序(即，第1减压工序)按照第1等待顺序列表41以低温泵(3)、(2)、(1)、(4)的顺序依次开始。

并且，控制器20还具备确定多个低温泵10使用粗抽泵32的顺序的第2等待顺序列表42。第2等待顺序列表42不同于第1等待顺序列表41。第2等待顺序列表42也是将各个低温泵10的识别信息(例如识别编号)与顺序建立了对应关联的数据。

在该实施方式中，控制器20构成为，根据多个低温泵10的上一次再生的结束顺序来确定第2等待顺序列表42。因此，第2等待顺序列表42在再生之前预先生成。第2等待顺序列表42在排出工序的后半部分中(至少在第3减压工序，例如第2减压工序之后)使用。在第2等待顺序列表42中，多个低温泵10被分成多个组，并按照组确定有顺序。换句话说，在第2等待顺序列表42中，能够将一个以上的低温泵10设定为相同的顺序。优先对第1组的低温泵10进行处理，在对第1组的低温泵10进行了处理之后对第2组的低温泵10进行处理。取而代之，也可以对一各组内的低温泵10附加顺序。

图4中例示了上一次再生的结束顺序为低温泵(3)、(2)、(1)、(4)的情况。并且，关于低温泵(3)和(2)，视为在相同程度的时间内完成了冷却，而关于低温泵(1)和(4)，视为比低温泵(3)和(2)慢但这两个低温泵在相同程度的时间内完成了冷却。在第2等待顺序列表42中，按照再生(即，冷却工序)结束更慢的顺序(冷却工序所需时间的降序)将低温泵(1)和(4)排序为第1组，将低温泵(3)和(2)排序为第2组。因此，按照第2等待顺序列表42首先对第1组的低温泵(1)和(4)执行第2减压工序(或第3减压工序)，然后对第2组的低温泵(3)和(2)执行第2减压工序(或第3减压工序)。

图5是表示图3所示的第1减压工序的一例的流程图。第1减压工序从第1等待顺序列表41中的第1个低温泵10开始执行。如图5所示，控制器20关闭吹扫阀26并打开粗抽阀24(S40)。如此进行低温泵10的第1减压。第1减压进行第1减压时间(例如几十秒到一分钟程度)。控制器20具有计时器，在打开粗抽阀24之后经过了第1减压时间时关闭粗抽阀24(S41、S42)。

控制器20将低温泵10的测定压力P与第1基准压力P1进行比较(S44)。测定压力P由压力传感器22测定并输入到控制器20。第1基准压力P1例如为300Pa。若测定压力P为第1基准压力P1以上(S44中的“否”)，则控制器20打开吹扫阀26(S46)。此时，低温泵10以供给吹扫气体的状态待机，直至再次执行第1减压工序。控制器20也可以在测定压力P恢复到了大气压时或经过了规定时间之后关闭吹扫阀26。然后，再次进行第1减压工序，由此进行粗抽及吹扫。

另一方面，若测定压力P低于第1基准压力P1(S44中的“是”)，则控制器20参考第1等待顺序列表41并按照第1等待顺序列表41选择下一个顺序的低温泵10(先进行第1减压工序的低温泵10为第1个低温泵10的情况下，第1等待顺序列表41中的第2个低温泵10)，并对该选择的低温泵10开始进行第1减压工序(S48)。即，控制器20关闭第1等待顺序列表41中的下一个低温泵10的吹扫阀26并打开粗抽阀24(S40)。如此，对低温泵10进行第1减压(即，减压到第1基准压力P1)。

并且，控制器20对先进行了第1减压工序的低温泵10执行第1升压率测试(S50)。如上所述，在第1升压率测试中，检测关闭粗抽阀24将低温泵10真空保持后经过了第1规定时间时的压力从第1基准压力P1上升的大小，若该压力上升的大小小于第1阈值，则判定为合格，若为第1阈值以上，则判定为不合格。若在第1升压率测试中判定为合格，则控制器20将第1合格旗标(flag)变更为开启(S52)。低温泵10继续保持真空状态。若在第1升压率测试中判定为不合格，则控制器20打开吹扫阀26(S46)。另外，若第1合格旗标的初始值为关闭，则在第1升压率测试中判定为不合格时，第1合格旗标保持关闭状态。

如此，控制器20对多个低温泵10依次执行第1减压工序。第1等待顺序列表41中的最后一个(第N个)低温泵10的第1减压工序之后，再次返回到第1个低温泵10。

若第一个低温泵10的第1合格旗标为关闭，则控制器20再次对第一个低温泵10执行第1减压工序。若第一个低温泵10的第1合格旗标为开启，则控制器20跳过第一个低温泵10的第1减压工序而转移到第2个低温泵10。同样地，关于第2个低温泵10及之后的低温泵10，若第1合格旗标为关闭，则依次再次进行第1减压工序，若第1合格旗标为开启，则跳过第1减压工序转移到下一个低温泵10。若所有低温泵10的第1合格旗标均成为了开启，则控制器20结束第1减压工序，并开始第2减压工序。

图6是表示图3所示的第2减压工序的一例的流程图。第2减压工序从第2等待顺序列表42中的第1组的低温泵10开始执行。在第1组中包括两个以上的低温泵10的情况下，任意选择其中一个低温泵10(或者，在第1组中确定有顺序的情况下，按照该顺序来选择低温泵10)。如图6所示，控制器20关闭吹扫阀26并打开粗抽阀24(S60)。如此进行低温泵10的第2减压。第2减压进行第2减压时间(例如几十分钟程度)。即，在打开粗抽阀24之后经过了第2减压时间时，控制器20关闭粗抽阀24(S61、S62)。

控制器20将低温泵10的测定压力P与第2基准压力P2进行比较(S64)。第2基准压力P2例如为50Pa。若测定压力P为第2基准压力P2以上(S64中的“否”)，则控制器20检查其他低温泵10的粗抽阀24是否关闭(S66)。若其他任一个低温泵10的粗抽阀24处于打开状态(S66中的“否”)，则控制器20再次检查粗抽阀24(S66)。若其他所有低温泵10的粗抽阀24均处于关闭状态(S66中的“是”)，则再次执行第2减压工序。

另一方面，若测定压力P低于第2基准压力P2(S64中的“是”)，则控制器20参考第2等待顺序列表42并按照第2等待顺序列表42选择下一个顺序的低温泵10(对第1组的低温泵10进行第2减压工序的情况下，第1组中包括的另一个低温泵10)，并对该选择的低温泵10开始进行第2减压工序(S68)。控制器20也可以从第1组中随机选择另一个低温泵10，或者也可以按照第1组中的顺序进行选择，或者也可根据优先度进行选择(例如，可以从关闭粗抽阀24之后的经过时间更长的低温泵开始选择)。然而，在第1组所包括的低温泵10仅为一个的情况下，控制器20跳过该步骤(S68)。

并且，控制器20对先进行了第2减压工序的低温泵10执行第2升压率测试(S70)。在第2升压率测试中，检测关闭粗抽阀24将低温泵10真空保持后经过了第2规定时间时的压力从第2基准压力P2上升的大小，若该压力上升的大小小于第2阈值，则判定为合格，若为第2阈值以上，则判定为不合格。若在第2升压率测试中判定为合格，则控制器20将第2合格旗标变更为开启(S72)。低温泵10继续保持真空状态。若在第2升压率测试中判定为不合格，则控制器20检查其他低温泵10的粗抽阀24是否关闭(S66)。若第2合格旗标的初始值为关闭，则在第2升压率测试中判定为不合格时，第2合格旗标保持关闭状态。

如此，控制器20对第1组的低温泵10依次执行第2减压工序。若第1组的所有低温泵10的第2合格旗标均成为了开启，则控制器20对第1组的低温泵10结束第2减压工序，并开始第3减压工序。

第3减压工序与第2减压工序相同。然而，使用第3减压工序的参数，以代替在第2减压工序中使用的参数。即，使用第3减压时间及第3基准压力，以代替第2减压时间及第2基准压力。第3基准压力例如为10Pa。并且，执行第3升压率测试，以代替第2升压率测试。若在第3升压率测试中判定为合格，则控制器20将该低温泵10的第3合格旗标变更为开启，并开始冷却工序。

控制器20对第1组的低温泵10依次执行第3减压工序，若第1组的所有低温泵10的第3合格旗标均成为了开启，则控制器20对第2组的低温泵10执行第2减压工序、第3减压工序及冷却工序。所有组的冷却工序结束时，完成低温泵系统100的再生。

以上，对实施方式所涉及的低温泵系统100的结构进行了描述。接着，对其动作进行说明。

通过持续进行真空排气运行，气体会蓄积于低温泵10中。为了将所蓄积的气体排出到外部，需要进行低温泵10的再生。在开始再生时，关闭设置于吸气口17的闸阀，从真空处理装置的真空腔室切断低温泵10。

对多个低温泵10同时开始再生，多个低温泵10同时进行升温。捕捉到的气体的量可能在每个低温泵10中不同。捕捉到大量气体的低温泵10的升温需要耗费更长的时间。并且，低温泵系统100有时包括不同尺寸的低温泵10，例如，一部分低温泵10的直径为8英寸，另一部分的低温泵的直径为12英寸。大型低温泵10的升温比小型低温泵的升温需要更长时间。即使是相同尺寸的低温泵10，由于各体的差异，在每个低温泵10中也可能存在微小差异。基于这些情况，即使同时开始多个低温泵10的再生，这些低温泵10完成升温的时间也会有所不同，而且，再生的各工序也不会完全同步，完成再生的时间在每个低温泵10中也会不同。

在排出工序中，各个低温泵10被粗抽泵32排气。粗抽泵32的数量在大多数情况下比低温泵10的数量少，通常仅有一台。由于多个低温泵10的再生彼此不同步，因此，在排出工序的某一时刻，各个低温泵10所具有的压力也有可能彼此不同。即，不同的低温泵10之间可能会存在压力差。假设同时打开多个低温泵10的粗抽阀24以使这些低温泵10同时连接于粗抽泵32，则基于低温泵10之间的压力差，可能会产生从相对高压的低温泵10通过粗抽排气管路30而流向相对低压的低温泵10的逆流。这种气体的逆流可能会成为再生时间的增加或低温泵10污染的原因，因此是不优选的。因此，粗抽泵32同时仅连接于一台低温泵10。因此，控制器20构成为，在某一个低温泵10的粗抽阀24打开的期间，使除此以外的所有低温泵10的粗抽阀24处于关闭状态。

从先完成升温工序的低温泵10开始依次进行排出工序。因此，在排出工序开始时，只有先完成升温的一台或少数台的低温泵10记录在第1等待顺序列表41中，并从这些低温泵开始进行第1减压工序。随着完成升温工序的低温泵10增加，这些低温泵10也记录到第1等待顺序列表41中，参加第1减压工序的低温泵10的数量也增加。

按照第1等待顺序列表41，在第1减压工序中，同时进行某一个低温泵10的真空保持(及第1升压率测试)和另一个低温泵10的第1减压。在第1减压工序的某一时刻，在一台低温泵10进行第1减压时，其余的低温泵10减压至第1基准压力之后真空保持，或者被导入吹扫气体而保持大气压。在真空保持的低温泵10中，由于吸附在该低温泵10内的表面上的气体分子的脱离，压力可能从第1基准压力稍微提高。若所有低温泵10在第1升压率测试中判定为合格，则开始第2减压工序。

按照第2等待顺序列表42，优先从冷却工序所需时间更长的低温泵10开始进行第2减压工序和第3减压工序。在第2减压工序中，也同时进行某一个低温泵10的真空保持(及第2升压率测试)和另一个低温泵10的第2减压。在第2减压工序的某一个时刻，在一台低温泵10进行第2减压时，其余的低温泵10中的尚未开始第2减压工序的低温泵10以第1基准压力或比其稍微高的压力真空保持，除此以外的低温泵10则以第2基准压力或比其稍微高的压力真空保持。

对在第2升压率测试中判定为合格的低温泵10开始进行第3减压工序。同样地，在第3减压工序中，也同时进行某一个低温泵10的真空保持(及第3升压率测试)和另一个低温泵10的第3减压。在第3减压工序的某一时刻，在一台低温泵10进行第3减压时，其余的低温泵10分别以与减压工序的阶段相对应的压力真空保持。

对在第3升压率测试中判定为合格的低温泵10开始进行冷却工序。由于第2减压工序和第3减压工序是优先从冷却工序所需时间更长的低温泵10开始进行的，因此冷却工序也从所需时间更长的低温泵10开始进行。如此，若所有低温泵10的冷却工序结束，则低温泵系统100完成再生，重新开始真空排气运行。

在此，比较对一台低温泵10从大气压一口气减压至目标压力的情况和减压过程中在中间压力下中断一次减压并待机一段时间(暂时的真空保持)后重新开始减压从而最终减压至目标压力的情况。由于中途中断并进行待机，因此自然会预料后者的减压至目标压力所需时间更长。然而，本发明人通过实验发现，前者和后者的所需时间有时几乎没有差异。本发明人基于该新发现提出了，使某一个低温泵10在中间压力下待机，并在该期间使其他低温泵10使用粗抽泵32。由此，可期待缩短多个低温泵10的再生所需总时间。

图7中(a)至(d)是表示用粗抽泵对低温泵进行减压时的压力的经时变化的曲线图。各图表示本发明人进行的实验结果。图7中(a)表示从大气压(10⁵Pa)一口气减压至目标压力(10Pa)时的压力变化。图7中(b)表示从大气压开始减压的中途在中间压力(50Pa)下中断减压并待机1分钟后重新开始减压从而减压至目标压力时的压力变化。图7中(c)及(d)分别表示将待机时间设为3分钟及5分钟时的压力变化。

如图7中(a)所示，在从大气压一口气减压至目标压力时，需要约7分钟。如图7中(b)所示，在50Pa的中间压力下待机1分钟时，减压至目标压力所需时间也为约7分钟。令人惊讶的是，尽管中途待机，与一口气减压时相比，减压至目标压力所需时间未变。若从所需时间减去待机时间，则成为低温泵占用粗抽泵的时间。在图7中(a)中，占用时间为7分钟，相对于此，在图7中(b)中，占用时间缩短为6分钟。同样地，如图7中(c)所示，在中间压力下待机3分钟时，减压至目标压力所需时间约为7分半钟，粗抽泵占用时间缩短为4分半钟。如图7中(d)所示，在中间压力下待机5分钟时，减压至目标压力所需时间约为9分钟，粗抽泵占用时间缩短为4分钟。

通过将待机时间利用于其他低温泵的减压中，粗抽泵的时间利用效率得到提高。在从大气压一口气减压至目标压力时只能减压一台低温泵的时间内，能够减压另一台(或者更多的)低温泵。作为示例，在具有四台低温泵的低温泵系统中，若使这些四台低温泵依次一口气减压至目标压力，则减压所需总时间成为约28分钟。相对于此，在50Pa的中间压力下待机5分钟的情况下，由于各个低温泵的粗抽泵占用时间为4分钟，因此减压所需总时间最高可以缩短至16分钟。

由于在待机时间内低温泵保持真空，因此，低温泵内的压力基于吸附于低温泵内的表面上的气体分子的脱离而稍微提高。在图7中(b)中，通过真空保持1分钟，压力上升至约100Pa。在图7中(c)中，通过真空保持3分钟，压力上升至约105Pa。在图7中(d)中，通过真空保持5分钟，压力上升至约105Pa。

根据图7中(b)至(d)可知，与刚真空保持之前相比，在真空保持之后刚重新开始减压之后，减压速度变大。可以认为，这是由真空保持中的气体分子脱离所致。脱离的气体可能会再次吸附到低温泵内的表面。然而，在这种再吸附中，气体分子吸附在从表面到深度方向上的浅区域。因此，在重新开始了减压时，其容易再次脱离，容易从低温泵排出。在将低温泵保持于大气压下的情况下(并非真空保持)，重新开始减压时无法获得这种减压速度的提高。

图8中(a)至(c)是表示用粗抽泵对低温泵进行减压时的压力的经时变化的曲线图。图8中(a)(c)中示出了将中间压力设为20Pa且将待机时间分别设为1分钟、3分钟、5分钟时的压力变化。如图8中(a)所示，在20Pa的中间压力下待机1分钟时，减压至目标压力所需时间约为7分钟，粗抽泵占用时间成为6分钟。在图8中(b)中，在中间压力下待机3分钟时，减压至目标压力所需时间约为8分半钟，粗抽泵占用时间成为5分半钟。在图8中(c)中，在中间压力下待机5分钟时，减压至目标压力所需时间约为10分半钟，粗抽泵占用时间成为5分半钟。因此，将中间压力设定为不同的值，也同样能够期待缩短时间。

如以上说明，根据本实施方式，控制器20构成为，使用粗抽泵32将多个低温泵10依次减压至第1基准压力，并将减压至第1基准压力的低温泵10真空保持，接着使用粗抽泵32将多个低温泵10进一步减压至比第1基准压力低的第2基准压力。此外，控制器20构成为，在将多个低温泵10中的某一个低温泵10真空保持的期间，使另一个低温泵10减压至第1基准压力。

更具体而言，针对各个低温泵10，控制器20根据由该低温泵10的压力传感器22测定的测定压力来控制该低温泵10的粗抽阀24，以使粗抽泵32将该低温泵10减压至第1基准压力并将其真空保持，接着将该低温泵进一步减压至比第1基准压力更低的第2基准压力。控制器20构成为，根据多个低温泵10中的某一个低温泵10的压力传感器22的测定压力来使另一个低温泵10的粗抽阀24打开，以便在将某一个低温泵10真空保持的期间使另一个低温泵10减压至第1基准压力。例如，控制器20构成为，将某一个低温泵10的压力传感器22的测定压力与第1基准压力进行比较，并在测定压力低于第1基准压力时，使另一个低温泵10的粗抽阀24打开。

如此，通过组合某一个低温泵10在中间压力下的待机(真空保持)和另一个低温泵10的朝向中间压力的减压，能够提高粗抽泵32的时间利用效率，从而能够缩短再生时间。

控制器20具备确定多个低温泵10使用粗抽泵32的顺序的第1等待顺序列表41。控制器20构成为，按照第1等待顺序列表41选择某一个低温泵10，并且选择第1等待顺序列表41中的某一个低温泵10的下一个低温泵10作为另一个低温泵10。由于打开按照第1等待顺序列表41选择的低温泵10的粗抽阀24，因此可以避免同时打开多个粗抽阀24(即，将多个低温泵10同时连接于粗抽泵32)。

控制器20构成为，根据多个低温泵10的升温完成顺序来确定第1等待顺序列表41。各低温泵10具备测定该低温泵10内的温度的温度传感器23。控制器20构成为，将由该低温泵10的温度传感器23测定的测定温度与再生温度进行比较，并在测定温度超过了再生温度时，判定为该低温泵10完成了升温。

由此，能够将多个低温泵10按照更早完成升温的低温泵10的顺序排列在第1等待顺序列表41中。由于能够按照完成升温的低温泵10的顺序迅速开始排出工序，因此能够缩短再生时间。

控制器20具备确定多个低温泵10使用粗抽泵32的顺序的不同于第1等待顺序列表41的第2等待顺序列表42。控制器20按照第2等待顺序列表42选择多个低温泵10中的一个低温泵10，并根据由所选择的低温泵10的压力传感器22测定的测定压力来控制所选择的低温泵10的粗抽阀24，以便将所选择的低温泵10减压至第2基准压力并将其真空保持，接着将所选择的低温泵10进一步减压至比第2基准压力低的第3基准压力。与此同时，控制器20构成为，根据所选择的低温泵10的压力传感器22的测定压力来使第2等待顺序列表42中的所选择的低温泵10的下一个低温泵10的粗抽阀24打开，以便在所选择的低温泵10真空保持的期间，使下一个低温泵10减压至第2基准压力。由此，在第2减压工序中，也通过组合真空保持和减压，能够提高粗抽泵32的时间利用效率，从而能够缩短再生时间。

控制器20构成为，根据多个低温泵10的上一次再生完成顺序来确定第2等待顺序列表42。由此，能够将多个低温泵10从完成再生或完成冷却所需时间更长的低温泵10开始依次排列在第2等待顺序列表42中。由于优先对完成再生所需时间更长的低温泵10开始进行再冷却，因此能够缩短再生时间。

控制器20构成为，针对各个低温泵10，在将该低温泵10真空保持的期间，根据该低温泵10的压力传感器22的测定压力对该低温泵10执行基于第1基准压力的第1升压率测试。由此，同时进行某一个低温泵10的第1升压率测试和另一个低温泵10的减压。这也有助于缩短再生时间。

在现有的再生顺序中，针对每个低温泵，从大气压连续减压至最终目标压力(例如，低温泵的动作开始压力)。此时，根据本发明人的经验可知，根据低温泵的尺寸、个体差等各种原因，可能会出现时常无法争夺粗抽泵的低温泵。与其他低温泵相比，该低温泵的再生完成显著延迟，由此，低温泵系统的总再生时间可能会大幅延长。

相对于此，在本实施方式中，控制器20构成为，在多个低温泵10在第1升压率测试中均判定为合格的情况下，依次将多个低温泵10进一步减压至第2基准压力。通过使所有低温泵10完成第1减压工序之后进入第2减压工序，能够避免出现时常无法争夺粗抽泵32的低温泵10，能够缩短再生时间。

在本实施方式中，第1基准压力选自600～50Pa的范围，第2基准压力选自100～10Pa的范围。由此，可以期待提高粗抽泵的利用效率和由此带来的缩短再生时间的有益效果。并且，由于第1基准压力比水的三相点压力(611Pa)低，因此能够避免在第1减压工序中水蒸气液化。低温泵10通常具有活性碳作为吸附材料，但是，要想通过再生使活性碳有效地脱水，第1基准压力优选为300Pa以下。

以上，根据实施例对本发明进行了说明。本发明并不只限于上述实施方式，本领域技术人员应当可以理解，本发明可以进行各种设计变更，可以存在各种变形例，并且这些变形例也属于本发明的范围内。在一个实施方式中进行说明的各种特征也能够适用于其他实施方式。通过组合而产生的新的实施方式兼具所组合的各个实施方式的效果。

在上述实施方式中，再生的排出工序包括三个阶段的减压工序，但在一种实施方式中，排出工序也可以通过两个阶段的减压工序而进行。此时，第1基准压力可以选自600～10Pa的范围，优选为选自300～20Pa的范围。第2基准压力可以选自低温泵10的动作开始压力的10～1Pa的范围。

在上述实施方式中，第1等待顺序列表41按照再生中的升温完成顺序来生成，但是在一种实施方式中，第1等待顺序列表41也可以在再生之前预先生成。例如，第1等待顺序列表41可以根据多个低温泵的上一次再生完成顺序或者上一次再生时冷却所需时间的顺序来确定。可以认为整个再生或冷却所需时间与升温工序所需时间相关联。即，可以预料升温更快的低温泵冷却也更快。因此，第1等待顺序列表41也可以按照整个再生或冷却所需时间的升序来确定。并且，在第1等待顺序列表41中，多个低温泵10也可以像第2等待顺序列表42那样分成多个组。

并且，在上述实施方式中，第2等待顺序列表42在再生之前预先生成，但是在一种实施方式中，也可以在再生中生成。例如，第2等待顺序列表42可以根据第1等待顺序列表41来生成。如上所述，可以预料升温更快的低温泵冷却也更快。因此，第2等待顺序列表42也可以按照升温工序所需时间的降序来确定。例如，第2等待顺序列表42也可以为与第1等待顺序列表41相反的顺序。并且，在第2等待顺序列表42中，也可以像第1等待顺序列表41那样不分组而只是简单地将多个低温泵10进行排序。

在上述实施方式中，第1等待顺序列表41与第2等待顺序列表42不同，但这不是必须的，也可以在整个排出工序中使用一个相同的等待顺序列表。

以上，根据实施方式并使用具体术语对本发明进行了说明，但是实施方式仅示出了本发明的原理、应用的一方面，在实施方式中，在不脱离技术方案中规定的本发明的思想的范围内，允许存在多个变形例或配置的变更。

Claims (11)

1.一种低温泵系统，其特征在于，具备：

多个低温泵，其各个低温泵具备将该低温泵连接于共用的粗抽泵的粗抽阀和测定该低温泵内的压力的压力传感器；以及

控制器，针对所述各个低温泵，根据由该低温泵的压力传感器测定的测定压力来控制该低温泵的粗抽阀，以使所述粗抽泵将该低温泵减压至第1基准压力并将其真空保持，接着将该低温泵进一步减压至比所述第1基准压力更低的第2基准压力，

所述控制器构成为，根据所述多个低温泵中的某一个低温泵的压力传感器的测定压力来使另一个低温泵的粗抽阀打开，以便在将所述某一个低温泵真空保持的期间使所述另一个低温泵减压至所述第1基准压力。

2.根据权利要求1所述的低温泵系统，其特征在于，

所述控制器构成为，将所述某一个低温泵的压力传感器的测定压力与所述第1基准压力进行比较，并在所述测定压力低于所述第1基准压力时，使所述另一个低温泵的粗抽阀打开。

3.根据权利要求1或2所述的低温泵系统，其特征在于，

所述控制器具备确定所述多个低温泵使用所述粗抽泵的顺序的第1等待顺序列表，并且所述控制器构成为，按照所述第1等待顺序列表选择所述某一个低温泵，并且选择所述第1等待顺序列表中的所述某一个低温泵的下一个低温泵作为所述另一个低温泵。

4.根据权利要求3所述的低温泵系统，其特征在于，

所述控制器构成为，根据所述多个低温泵的升温完成顺序来确定所述第1等待顺序列表，

并且，各个低温泵具备测定所述低温泵内的温度的温度传感器，所述控制器构成为，将由该低温泵的温度传感器测定的测定温度与再生温度进行比较，并在所述测定温度超过了所述再生温度时，判定为对该低温泵完成了升温。

5.根据权利要求3或4所述的低温泵系统，其特征在于，

所述控制器具备确定所述多个低温泵使用所述粗抽泵的顺序的不同于所述第1等待顺序列表的第2等待顺序列表，

所述控制器按照所述第2等待顺序列表来选择所述多个低温泵中的一个低温泵，并根据由所选择的低温泵的压力传感器测定的测定压力来控制所选择的低温泵的粗抽阀，以便将所选择的低温泵减压至所述第2基准压力并将其真空保持，接着将所选择的低温泵10进一步减压至比所述第2基准压力低的第3基准压力，

并且所述控制器构成为，根据所选择的低温泵的压力传感器的测定压力来使所述第2等待顺序列表中的所选择的低温泵的下一个低温泵的粗抽阀打开，以便在将所选择的低温泵真空保持的期间，使所述下一个低温泵减压至所述第2基准压力。

6.根据权利要求5所述的低温泵系统，其特征在于，

所述控制器根据所述多个低温泵的上一次再生完成顺序来确定所述第2等待顺序列表。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的低温泵系统，其特征在于，

所述控制器构成为，针对所述各个低温泵，在将所述低温泵真空保持的期间，根据该低温泵的压力传感器的测定压力对该低温泵执行基于所述第1基准压力的第1升压率测试。

8.根据权利要求7所述的低温泵系统，其特征在于，

所述控制器构成为，在所述多个低温泵在所述第1升压率测试中均判定为合格的情况下，依次将所述多个低温泵进一步减压至所述第2基准压力。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的低温泵系统，其特征在于，

所述第1基准压力选自600～50Pa的范围，所述第2基准压力选自100～10Pa的范围。

10.一种控制装置，其为低温泵系统的控制装置，所述低温泵系统具备连接于共用的粗抽泵的多个低温泵，所述控制装置的特征在于，

具备控制器，所述控制器构成为，使所述粗抽泵将所述多个低温泵依次减压至第1基准压力，并使减压至所述第1基准压力的低温泵真空保持，接着使所述粗抽泵将所述多个低温泵进一步减压至比所述第1基准压力更低的第2基准压力，

所述控制器构成为，在将所述多个低温泵中的某一个低温泵真空保持的期间，使另一个低温泵减压至所述第1基准压力。

11.一种再生方法，其为低温泵系统的再生方法，所述低温泵系统具备连接于共用的粗抽泵的多个低温泵，所述再生方法的特征在于，具备如下步骤：

利用所述粗抽泵将所述多个低温泵依次减压至第1基准压力；

将减压至所述第1基准压力的低温泵真空保持；以及

利用所述粗抽泵将所述多个低温泵进一步减压至比所述第1基准压力更低的第2基准压力，

减压至所述第1基准压力包括在将所述多个低温泵中的某一个低温泵真空保持的期间使另一个低温泵减压至所述第1基准压力。

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