CN1836106B - 自动低温泵安全清洗集成 - Google Patents

Abstract

与低温泵一体化的电子控制器和提供脱机解决方案用于在不安全的状况下清洗低温泵和排气导管。电子控制器负责控制清洗，排气清洗和与低温泵相连接的闸阀的打开和关闭。电子控制器能够在不安全状态期间优先于来自其它系统的任何尝试以控制这些阀。不安全的状况可以是低温泵中电源的故障，低温泵中危险的温度或者温度感应二极管不是在合适的操作。当不安全的状况被测定时，排气清洗阀被打开并且闸阀关闭，这时清洗阀的打开可能会经历一段安全时段的延迟。如果在安全时段已经过去而不安全的状况仍然存在，则清洗阀被允许打开。自动防故障装置的清洗阀释放并且时间延迟机械装置可以被用来以确保在这段时间过后打开清洗阀。电解质电容器可能被用来存储一些能量以保持常开清洗阀在安全时段内关闭。当这些能量被释放掉并且不安全的状况仍然存在，则安全清洗能够自动地打开。

Description

自动低温泵安全清洗集成

关于申请

本申请是申请于2003年6月27日美国申请号10/608,779，申请于2003年6月27日美国申请号10/608,851，和申请于2003年6月27日美国申请号10/608,770的继续申请。

上述申请的全部内容作为引证并入本文。

技术背景

在离子注入期间，气体排出物的危险的和活泼的特性给安全装置和操作带来挑战。每一种工具都以持续的或是断断续续的方式放出不同类型和浓度的易挥发的和危险的气体。举例来说，氢气，可以是注入的副产品。虽然单独的氢气是没有危险的，但是却有燃烧的潜在的危险。多种因素可以导致燃烧的发生。这样的因素包括氧化剂的存在，压力和温度特定的结合，氢气和氧气的某种比例或者是燃烧源。

低温的真空泵(低温泵)属于抽吸泵的类型，它被经常的使用以抽空操作室中的气体，因为它们允许较高的氢气抽吸速度。基于氢气的挥发性，则在注入应用中，在正常使用和低温泵的维护期间必须特别注意确保维持安全的状况。举例来说，只要抽吸装置维持在低温时，低温泵的气体就会保留在抽吸泵中。当低温泵气温变暖时，这些气体就会被释放。在这个过程中，在抽吸泵中的气体的混合物就会可能燃烧。当氢气从抽吸泵放出时，它将会在与低温抽气泵相结合的排气导管/流形系统中导致潜在的爆炸性的与氧的混合物。

为了控制低温泵内的安全功能的一般的方案涉及分布式的系统。在典型的配置中，低温泵是网状的并从网络终端控制，这个网络终端提供了与主控制系统的标准的通信线路。低温泵的本机电子设备的控制被完全的与主控制系统结合起来。在这种方式下，主控制系统控制低温泵的安全功能并更新和清洗低温泵以响应危险状况。这种特征使抽吸泵进入安全的模式以便减少燃烧的风险。清洗抽吸泵可以稀释存在于抽吸泵中的氢气，因为氢气在清洗中被释放并进入排气系统。

发明内容

上面所描述的方案会正常的工作直到通信或装置发生故障。这样的故障会妨碍主系统有效的使用与低温泵所具有的安全特征。举例来说，在断电期间，可能在低温泵与主系统之间的通信线路中出现问题。在断电期间无法打开清洗阀可能会使存在于抽吸泵中的任何氢气遭受点燃的可能性。通常，这些系统并不对可能出现在抽吸泵中的潜在的危险状况提供全面的安全解决方案。

进一步，一些低温泵有常开清洗阀，它在断电后会自动的打开。通常，清洗阀可能被来自终端的改变低温泵运行模式的用户指令而关闭。清洗阀也可以依靠使用复位或过负荷控制开关而被关闭。因此，这样的清洗阀可以依靠用户或主控制器在潜在的危险或不安全的状况下(例如，当氢气存在于低温泵中并且基于它的挥发性可能导致点燃时)被关闭。

本发明的多方面提供了全面的自动防故障装置的特征，以便预防由于低温泵中的不安全的状况而引起的安全风险。不安全的状况可以是低温泵中的电源故障，低温泵中的发生故障的温度感应二极管，或者低温泵中的温度超过了极限温度值。本发明能够在不安全的状态期间控制一个或多个清洗阀，并且能够依靠使用与低温泵一体化的本机电子设备而超驰来自诸如主控制器的其它系统的任何控制低温泵的操作尝试。

本发明可能包括用于控制低温泵的系统和方法。低温泵中的不安全的状态可以被测定并且清洗气体可以直接进入低温泵。另外，闸阀被保持在关闭状态。低温泵可以依靠指令一个或多个清洗阀(低温清洗阀或排气清洗阀)打开以被清洗。举例来说，低温泵可以依靠打开清洗阀而被清洗。排气系统可以依靠打开排气清洗阀而被清洗。清洗阀和排气清洗阀可以是常开阀，并且它们可以在释放时保持打开的状态。清洗阀和排气清洗阀可以是循环地打开和关闭。依靠清洗低温泵，存在于抽吸泵内和排气导管内的任何氢气可能被冲淡并且燃烧的可能性也降低了。

与低温泵连接的电子控制器依靠启动安全清洗(在其中一个或多个清洗阀被指令打开)可以被使用以响应不安全的状况。控制器可以在执行安全清洗的时超驰任何其它的系统。清洗阀可以依靠控制器被自动地控制，并且依靠禁止任何用户或主控制器关闭清洗阀的互锁功能从而保持打开状态。

在安全清洗期间依靠释放清洗阀，清洗气体可以被传递到低温泵和排气导管中。清洗气体可以从清洗阀引导至低温泵的第二个阶段阵列。依靠超过其它系统的任何指令，并禁止安全清洗被异常中断，本发明可以确保阀门在足够的时段内保持打开。本机电子设备可以被连接到抽吸泵上以确保清洗阀可以得到控制，即使在低温泵脱机时。在安全清洗结束后，用户或是主系统可以测定全部的更新程序是否有必要。然而，当低温泵的闸阀打开时，更新被禁止。

时间延迟功能也可能被包含。这个功能会在预先确定的时间内延迟清洗阀的打开。在实际中，当低温清洗阀保持关闭时，排气清洗阀是打开的。在延迟时间已经过去前如果不安全的状况还没有被除去，这时低温清洗阀被自动地打开，并且低温泵由清洗气体清洗。

与低温泵一体化连接的电子控制器依靠启动响应于电源故障的安全清洗被用来响应不安全的状况。使用与低温泵相连接的本机电子设备，清洗阀可以在预先确定的时间内被维持在关闭的状态。在预期确定的时间过去后，清洗阀可以被打开以放出清洗气体进入到低温泵中。不间断的供电电源特征也可能被并入控制器中，这样控制器可以自动地保持清洗阀关闭而在安全时段已经过去后打开清洗阀。依靠使用与泵相连接的本机电子设备，一个或更多的清洗阀可以得到控制即使低温泵在脱机时。举例来说，控制器可以允许排气清洗阀打开并且可以保持清洗阀关闭。

完整的控制器可能独立于主系统而启动安全清洗。控制器可以超驰来自系统的任何输入直到安全清洗已经被完成。清洗阀可以自动地被控制器控制并且依靠互锁保持在打开的状态，这个互锁是指禁止任何用户或主系统关闭清洗阀。

本发明可以监控低温泵以测定是否它的温度低于操作设定点。举例来说，如果低温泵冷却下来使温度低于操作设定点，那么诸如指示器一样的标示符将被置位。操作设定点可能是18k。

当标示符已经被置位并且已经测定温度已经升高高于升温设定点，这时一个或多个清洗阀将被指令打开。举例来说，如果标示符置位并且低温泵升温使温度超过了升温设定点，这时依靠指令打开清洗阀和/或排气清洗阀以起动安全清洗。升温设定点可能是34K。

安全清洗允许抽吸泵在使用最少量的资源，在最可能少的时间内从危险的状态中恢复。清洗气体可以被直接地被传递进入低温泵的第二阶段阵列。清洗阀和排气清洗阀可以被循环地打开和关闭以放出清洗气体连续喷发。安全清洗可以不用进入完整的更新程序而被执行。

本发明可能包括响应于电源故障的控制器。将被提供至少一个电容器电池。至少一个电容器电池所产生的延迟依靠指令清洗阀保持关闭的状态以响应电源的故障。电容器电池能存储许多的能量，这些能量在放电时间内被释放掉。放电时间是安全期间，在其中清洗阀必须是打开的。这个延迟将控制与低温泵连接的清洗阀并且当放电时间已经过时释放清洗阀。存储在电池中的能量将被作为自动防故障装置的定时机械装置来使用。电容器电池可能仅存储足够使清洗阀保持关闭两分钟的能量。当存储在电池中的能量被释放时，清洗阀将自动地打开。电容器电池可能是电解质电容器。

为机械装置供给能量的系统和方法可能被包括。在至少一个电容器电池中，许多的能量可能被存储，并在放电时间内被释放。这个放电时间是安全期间，在其间机械装置必须不能被供给能量。利用所存储的能量，依靠用这些能量为机械装置供给能量，系统可以响应于电源故障。机械装置可以包括第一阶段和第二阶段。第一阶段是不被供给能量的阶段，用于潜在危险情况。第二阶段是供给能量阶段，用于正常操作。举例来说，机械装置可能是常开阀，在那里第一个阶段是正常的打开(没有电源)并且第二个阶段关闭(带有电源)。

本发明的另一方面包括用于监控温度传感器的系统和方法，例如，与低温泵相连接的温度感应二极管。如果温度感应二极管的一个或更多不是在合适地运行，那么清洗阀可以被打开以适应清洗气体进入低温泵。

本发明可能包括电源故障恢复系统和方法。当在低温泵中的电源发生故障时，系统可能依靠指令清洗阀打开以做出反应。特别地，在每一个电源发生故障后，系统依靠测定是否低温泵已经升温高于恢复温度设定点来响应存储的电能。恢复温度设定点可能是34K。如果低温泵已经升温高于恢复温度设定点，则安全清洗将被启动。本发明可以确保安全清洗不被异常中断。在本发明的某一实施例中，电源故障恢复程序不能被关闭。

在电源失效时低温泵的操作状态可以被测定。如果操作状态指示当电源故障时低温泵处于更新进程中，则更新被启动。

附图说明

结合下面的在附图中所示的(其中相似的参考特征指向贯穿不同的示图的相同部分)本发明优选实施例的更具体的描述，本发明前面所述的和其它的客体，特点和优点将会很明显。示图不是必须依比例决定的，取代其的重点在于示出本发明的原理。

图1是根据本发明实施例的低温真空系统图。

图2是根据图1的低温泵。

图3是低温泵的剖面图。

图4A-B是低温泵控制系统的方框图。

图5是电源故障恢复程序的流程图。

图6是测定低温泵温度超过极限温度过程的流程图。

具体实施方式

本发明的优选实施例的描述如下。

低温真空系统：

图1是根据本发明的实施例的低温真空系统100.低温真空系统100被连接到离子注入加工室102上，用来排泄来自离子注入加工室102的气体。低温真空系统100包括至少一个低温真空抽吸泵(低温泵)104和通常至少一个用于提供进入低温泵104的压缩气体的压气机(没有示出)。低温真空系统100也可能包括低真空泵122，水泵，涡轮泵，深冷泵，阀112，114，116和量具。这些部件一起操作把低温冷却提供给更宽的系统，例如用于半导体加工的工具。

工具可能包括提供工具内系统(例如低温真空系统100)的某种水平的控制的工具主控制系统106。这个工具可以使用加工室102以便执行各种各样的半导体制作加工，例如，离子注入，薄膜侵蚀，化学制品或等离子体气化沉淀，氧化，热压和热处理。这些加工经常在分开的室内被执行，在其中每一个都包括低温真空系统100的低温泵104.

图2是根据图1的低温泵示图。低温泵104包括延着轮缘110装配到加工室102壁上的低温泵室108。低温泵室108与在美国专利号4,555,907中所描述的相近似。低温泵104依靠在其里面的低温冷温板上产生高真空和冻结气体分子，能够移走来自加工室102的气体。

低温泵104可能包括一个或更多的阶段。举例来说，两阶段抽吸泵包括用低温制冷器冷却的第一阶段阵列和第二阶段阵列。如图3所示，第一阶段阵列122a有从辐射屏蔽138上延伸出来的用于在其上凝结诸如水汽的高沸点气体的低温板。第二阶段122b的低温板用于在其上凝结低沸点气体。第二阶段阵列的低温板可能包括诸如木炭的吸收剂，用来吸收像氢气之类非常低的低沸点气体。温度感应二极管146a，146b被用来测定低温泵106的第一阶段和第二阶段122a，122b的温度。低温泵中的二阶段置换器被包含在低温泵104壳内的电动机124驱动。

在使用几天或几个星期后，已经凝结在低温板上的气体，具体的说是已经被吸收的气体开始浸透低温泵。只要作为结果的气体混合物在低温板上保持冰冻的状态，那么气体混合物就不会具有必然的危险。然而，产生于电源故障，低温泵104的放气孔或是真空的意外事故的阵列的升温，可能会在低温泵104或者与低温泵104相连接的排气导管118上存在潜在的不安全的状况。在升温期间，在低温泵中104中的任何氢气被迅速地释放并且被排放进入排气导管118，如果存在某种气体混合物和点火源，则存在氢气迅速燃烧的潜在性。为了冲淡在低温泵104和排气导管118中的气体，低温泵104被清洗气体清洗，如图2所示。

在更新期间，低温泵104被清洗气体清洗。清洗气体加速低温泵的升温并且切断流水和其它的来自低温泵的水汽。它可以被用来冲淡在低温泵104中任何被释放的氢气。氮是常用的清洗气体，因为它具有相对的不活泼性并且在没有水汽时也是可用的。依靠指令氮气进入低温泵104接近第二阶段阵列122b，流进低温泵104的氮气将从第一阵列122a回到第二阶段阵列122b的水汽的运动减少到最小。在低温泵被清洗后，依靠低真空泵122使低温泵被大致地抽空以在低温泵的表面和指形冷冻器的周围产生真空。这个过程依靠气体传导减少了热量传递并且使低温泵冷却到正常的操作温度。清洗气体经过与低温泵104相连接的清洗阀112被应用到低温泵室108中。清洗气体经过排气清洗阀114也被应用到排气导管118中。

清洗气体源126经过导管128，连接器130，导管132，清洗阀112和导管136被连接到低温泵室108上。当清洗阀112打开时，低温泵被来自清洗气体源126的清洗气体清洗。清洗阀112可能是螺线管阀，它是电操作的并且有两种状态，完全的开和完全的关。阀112可能使用线卷，它在被电流供给能量时打开或关闭阀。如果电流停止，则阀112自动恢复到没有被供给能量的状态。阀112可能即是常开或常关螺线管。正如下面所详细描述的，在本发明的某一例子中，常开阀是优选。当被供给能量时，阀112将是被关闭的，但是在监测到报警状况时，进入里面的电流被与低温泵104相连接的控制器120切断，并且常开阀将打开以提供清洗气体进入低温泵104。举例来说，阀112在一段时间内保持关闭以响应电源故障，并在这段时间过后打开。

清洗阀112也可能包括硬件和/或软件连锁装置。硬件连锁装置是典型地电子或机械驱动的，在操作中是自动防故障装置的。软件连锁装置经常被用来在运行硬件连锁装置前中断进程。

清洗气体供给126也被连接到与低温泵104相连接的排气导管118上。排气导管118经过导管134和排气清洗阀114被连接到清洗气体供给126上。排气导管114可能在壳内包括经过导管142和导管144与低温泵相连接的排气阀140。正如美国专利号5,906,102所描述的，排气阀140经过导管128，连接器130，导管134，排气清洗阀114和传送导管148被连接到清洗气体源126上。通常情况下，排气阀140放出或排出从低温泵室108释放的气体进入排气导管118.从排气导管118，气体被驱使进入排气多用途的主集合管，在那里它们可能借助被用来处理和移走用不完的气体的消除系统被处理，这个消除系统可能包括湿的或干燥的除尘器，干燥泵和过滤器。

排气清洗阀114可能是螺线管阀，它打开用来传递来自清洗气体源126的气体进入排气导管118中。在不安全的状况期间，排气清洗导管114传递清洗气体进入排气导管118。如果排气清洗阀114是螺线管阀，那么它与上面关于低温清洗阀112的描述相类似。排气清洗阀114也可能包括连锁装置。然而，不同于低温清洗阀112，优选地，它没有延时启动来影响排气清洗阀114的打开以响应不安全的状况。

低温泵控制系统

低温泵控制系统120在图4A-4B中示出。控制系统120成网状的连接到主控制器106上。网状控制器152可能提供与主控制系统106通信接口。在这种方式下，主控制系统106在正常操作期间控制低温泵104。然而，在不安全的状况下，控制系统120依靠超过来自任何系统的任何指令来限制这些系统的控制。另外，控制系统120可以阻止任何用户手动控制清洗阀112，114，和闸阀116。

控制系统120包括处理器154，它驱动低温泵104的操作。处理器154存储系统参数，例如温度，压力，更新次数，阀的位置和低温泵104的操作状态。处理器154测定低温泵104的状况是安全的或是不安全的。优选地，控制系统120和美国专利号4,918,930中描述的低温泵相结合在此以它的整体参考。

控制器120的体系可能是以部分框架为基础的，它包括一个或多个模块。在图4A-4B所示的具体的实施例中，举例说明了两个模块，低温泵控制模块180和自动清洗控制模块150。尽管控制器120可能仅作为一个模块被实施，但是它却理想的把控制系统分成能够与多种不同的应用相结合的部件180和150。依靠使用组成的模块来设计控制系统120，每个模块180，150从而不依赖特定的产品，而是可能适用于多种产品。这样允许每一个部件能够单独地与任何后来的模块或其它类型系统的任何控制器相结合。

控制系统120负责在不安全的状况被监测到时监控和控制清洗阀112，114和闸阀116。举例来说，当控制系统120测定在低温泵中存在不安全的状况时，控制系统120将确保清洗阀112，114和闸阀116或是打开或是关闭。控制系统120适用自动清洗控制模块150来执行这个任务。闸阀控制与在美国专利号6,327,863中所描述的相似，其全部内容作为引证并入本文。

控制模块180包括被连接到电压调节器156上的交流电源输出182。电压调节器156输出24V交流电进入包括有集成自动清洗控制模块150，阀112，114，116和辅助系统部件的低温泵104中。电压调节器156被连接到电源起动控制器184上，用来为集成自动清洗控制模块150提供电能。

自动清洗控制模块150包括被连接到24V电源184上的隔离电压调节器186。电压调节器186把来自电源184的24V电压转换成12V直流电。12V直流电可以经过控制输出节点190，194，196被提供为阀112，114，116供以电能。

清洗阀112，114是常开阀，在低温泵的正常操作期间，继电器158和168被供给电能以确保清洗阀112，114保持关闭。清洗阀驱动器(功率放大器)198被经常地使用以确保在低温泵104正常操作期间保持清洗阀112关闭。

闸阀116是常闭阀。自动清洗控制模块150确保闸阀116关闭以使低温泵104与加工室102相隔离。继电器164被供给电能以控制闸阀116的状态。位置传感器可以安置在闸阀116内以监测闸阀116的位置是打开的还是关闭的位置。闸阀116的位置依靠传动装置206(例如，气体传动装置或螺线管)被调节。闸阀116位置反馈202，204在输入节点208被输入处理器154。

变暖警报指示器166被包含在自动清洗控制模块150中。变暖警报指示器可能是状态发光二极管，它显示低温泵升温是否已经超过了极限温度。变暖警报继电器162依靠控制输出192控制警报指示器166。

来自电压调节器186的电流流经有效功率状态指示器188，有效功率状态指示器是状态发光二极管，它可以显示是否正在提供来自电压调节器186的功率。在电源故障期间，状态指示器188经常显示没有提供来自电压调节器186的功率。根据本发明的一个方面，在电源故障期间，使用电解质电容器170的备份电源为自动清洗控制模块150提供电能。充电电路172被用来在电源可用时为电解质电容器170充电。充电电路172依靠将一连串的电流脉冲应用于电容器170来为电容器170充电的。

低温清洗迟延

在电源故障期间，常开排气清洗阀114打开以清洗泵，而低温清洗阀112在一段安全时段内保持关闭。较理想的是延迟打开低温清洗阀112，因为发动低温泵104的安全清洗而没有一个迟延能够导致有价值的时间和资源的不必要的浪费。清洗低温泵104破坏了低温泵的真空并导致气体的释放，这时可能需要更新，而这时有可能避免的。在一段期间内的清洗阀的打开迟延，为依靠控制器120使功率的保持的可能性和恢复的可能性提供了条件，而没有因清洗中断了低温泵的操作。

电容器170依靠给继电器158和清洗阀驱动器198供给电能被用来在安全时段为清洗阀112关闭提供功率。时间延迟控制电路168被用来确定电源故障后什么时候安全期间已经过去了。在这个例子中，时间延迟电路168以5V电压操作，并且因此，它被连接到接收来自隔离12V直流电压调节器186的功率的5V直流电压调节器200上。电压调节器200可能是稳压二极管。

自动清洗控制模块150在安全时段内延迟低温泵104的清洗。如果在这个安全时段过后电源没有恢复原状，则清洗阀112被允许打开。然而，如果不安全的状况在安全时段内及时转变成安全状况，则控制模块120开始电源故障恢复程序并恢复到正常操作，就像什么没有发生一样。举例来说，当电源被恢复到系统时，安全状况被测定，或是如果测定诸如主控制器106的另一个系统适当地响应不安全的状况。依靠使用清洗阀112延迟和在不安全的状况被纠正时依靠中断对不安全状况的响应，自动清洗控制模块150能够阻止清洗和恢复时间和资源的不必要的浪费。如果安全时段中止并且不安全的状况仍然存在，这时安全清洗被起动，清洗阀112被允许打开并且清洗气体立即进入抽吸泵104中。根据本发明的一个方面，即使在安全清洗期间电源被恢复，那么清洗仍将持续像5分钟的清洗时间，而不顾来自用户或者主控制处理器任何相反的输入。

现在的系统已经能够依靠起动更新程序响应电源故障。然而，当电源被恢复时，清洗可能已经停止。这样一来，危险的气体可能已经被释放，很可能以易燃的状态置于抽吸泵中。正如上面所讨论的，本系统即使在电源被恢复时也持续安全清洗，因此，减少燃烧的可能性。

自动防故障装置的阀释放和时间控制机械装置

根据本发明的一个方面，自动防故障装置的阀释放与时间控制机械装置被结合在一起。控制系统120结合备用时间控制机械装置作为保险装置，它确保在预先确定的时间已经过去时清洗阀112是打开的。举例来说，如果定时电路168不允许清洗阀112在预先确定的时间过后打开，则诸如电解质电容器170的备用能源被用来提供自动防故障清洗阀释放机械装置。

存储在电解质电容器170内的能量在电源故障时以可预计的速率(RC时间常数)被耗尽。有限的能量被存储在电容器170内以在安全时段内保持清洗阀112关闭。举例来说，如果清洗阀112是常开阀，这时存储在电容器170的能量可以起动清洗阀电子驱动器198并且为继电器158供给能量以保持清洗阀112在电源故障时关闭。当存储在电容器170内的能量被耗尽时，驱动器198失效并且阀112自动地打开。因此，依靠这个技术，即使定时电路168发生故障时，低温泵能够被清洗并且不安全情形的后果能够被减轻。依靠例子，时间延迟电路168可能允许在两分钟后打开清洗阀，来自电解质电容器170的能量可能不足以在三分钟之后保持清洗阀打开。

附加的自动防故障装置的技术能够与这个技术相一致被实施。举例来说，定时器168也能够包含迅速耗尽来自电容器170的能量的电路。这样的电路能够帮助确保电容器170不能为清洗阀112供给能量超于安全时段，比如说三分钟。

状态光亮指示器174可被包含在自动清洗控制模块150中。状态光亮指示器174可能是状态发光二极管，它指示电解质电容器170的能量和再充电状态。

电容器的可控制充电

充电电路172被用来在电源可用的时候为电解质电容器170充电。在某个环境下，它可以用来故意地阻止充电电路172迅速为电容器170充电，即使电容器170有能力在大约几秒的时间内被充满。举例来说，如果电容器170被允许正常的充电并且存在电源故障和恢复的迅速的和间歇的循环，则很可能发生即使在低温泵被升温到了不安全的状况时清洗阀也不会被允许打开。明确地，每一次电源被恢复，电容器170都将会允许被完全的充满。为了避免这种情况，充电电路172依靠为电容器170应用一系列可控制的电流脉冲能够非常缓慢地为电容器170充电。

电源故障恢复

现有的电源恢复方案能够被用户或主系统切断，并且它们经常需要大量的资源和停机时间用于抽吸泵。当功率被存储在真空系统中，用户能够选择中断电源故障恢复程序。然而，如果存在点火源，切断电源故障恢复程序能够在抽吸泵容器和排气系统中导致潜在的危险状态。

恢复典型地包括三个不同的可能的系统以响应存储的能量。这样的现有的电源故障恢复系统在美国专利号6,510,697中被描述。这个现有的系统包括电源故障恢复程序，它是可选择的并且能够因此在任何时候被切断。这三个中的第一个响应是没有响应。因为电源故障恢复程序是可选择的，用户能够完全地切断电源故障恢复，并且系统将简单地不响应于存储的能量。如果正处于电源故障恢复模式并且抽吸泵的温度低于某一极限值，则第二个响应包括起动抽吸泵的冷却。如果抽吸泵低于被设定的极限值(比如35K)时，这个典型发生。在冷却过程中，致冷器被打开并且抽吸泵被自动地冷却下来。如果抽吸泵没有在30分钟内被冷却低于20K，则警报或信号发生器被置位。第三个可能的响应典型包括如果抽吸泵太热(例如，如果温度升高高于35K)时进入完整的更新循环。

这样的更新循环包括几个阶段，例如清洗，加热和初步抽空。通常，诸如清洗，压力和空测试的几个测试也会被执行。这些测试帮助测定系统是否必须重复更新循环的上述阶段。依赖低温板上的被凝结的或被吸收的气体的数量，在抽吸泵被确定为安全或更新前，系统典型地能够重复一个阶段或者甚至整个循环一到六次。

因为半导体-制造工艺被典型地执行在分开的室内(它们中的每一个可能包括低温真空系统的低温泵)，在这些抽吸泵的一个或更多必须经历一个或更多的更新循环期间的中断时间可以导致长的，复杂的和昂贵的步骤。在当今的动力学全球环境里，对于半导体工业的精确度和速度的临界本质可以意味着对于一项新的产品甚至是一家企业的成功与失败的不同。对于许多半导体制造商，在制造阶段之前哪里是典型的最多的产品成本是要被确定下来的，这个中断时间所导致的产品生产时间上的浪费可以另企业高价的花费。

本系统的电源故障恢复程序能够在最可能少的的时间内同时使用最少的资源减少安全危险的风险。任何不安全的状态都可以依靠起动安全清洗被访问，因此禁止在电源故障，更新或低温泵出错后能够导致的腐蚀的或危险的气体或流体的积聚。根据本发明的一个方面，本发明的电源故障恢复程序的安全清洗使用最少量的资源和置抽吸泵104在最可能短的时间内于正常操作外，用来阻止气体的易燃混合物在抽吸泵104和排气系统118中产生。为了达到这个目的，清洗阀112，114仅在一个时段被给予脉冲，例如5分钟，以便确保抽吸泵104和排气系统118是安全的。在另一个实施例中，清洗气体被直接应用到第二阶段的低温板上，进入到第二阶段阵列和排气导管的气体的进发能够被循环。在安全清洗被完成后，电源故障恢复程序不是必须跟随在完整的更新程序之后。这部分被留给主系统或用户来决定。安全清洗将抽吸泵104置于安全操作状态并允许抽吸泵回转到正常操作以减少中断时间。正如下面更详细的描述，为了安全的原因，本发明电源故障恢复程序的安全清洗不能被异常中断也不能被切断。安全清洗可以作为固有的，自动防故障装置的系统120的响应被实施。

图5是根据本发明的一个方面描述电源故障恢复程序500的流程图。当电源被恢复时，低温泵控制系统依靠检测来自低温泵104的温度感应二极管的温度测定低温泵104的温度(步骤510)。如果温度二极管的一个或多个不是在合适的操作(步骤520)，这时系统120起动安全清洗(步骤600)。

如果二极管正在操作，这时系统120测定低温泵104的温度是否低于预先确定的极限值(步骤530)，诸如35K。如果抽吸泵的温度没有低于这个限制，这时安全清洗被起动(步骤600)。在安全清洗完成后，主系统或用户被允许控制低温泵104(步骤580)。

如果低温泵104的温度低于35K，这时系统120测定在电源失效时低温泵104的操作状态。举例来说，在步骤540，系统120测定是否低温泵104处在电源故障的时候。如果抽吸泵104没有处在电源故障时，这时在步骤580，主控制系统106或用户被允许控制低温泵104。

如果低温泵104处在电源故障时，这时在步骤550的进程测定在电源故障的时候泵是否处在更新的过程中。如果电源故障防碍了在低温泵104中的更新进程，这时在步骤590，系统120测定是否在低温泵104停止的场合完成更新进程。在步骤580，主系统或用户被允许控制低温泵104。如果低温泵104没有在更新中，这时在步骤560，系统120检查以测定是否低温泵104的温度低于25K。如果温度高于25K，在步骤600安全清洗被起动。在安全清洗完成后，在步骤580，主系统或用户被允许控制低温泵104。

如果低温泵104的温度低于25K并且抽吸泵104能够使温度冷却下来低于18K(步骤570)，这时抽吸泵104有足够的低温以打开。在步骤580，主系统或用户被允许控制低温泵104。

如果抽吸泵104不能够冷却下来使温度低于18K，这时它没有足够的低温以打开。在步骤580，主系统或用户被允许控制低温泵104在步骤440。系统104可能置位，它指示泵需要被检验并且这个信息能够被发送到主系统106上。

不安全的状况

根据本发明的一个方面，不安全的状况是能够造成低温泵104潜在危险的任何情况。举例来说，当在低温真空系统100中存在电源故障时，当低温泵的温度超过极限温度值时，或者低温泵中的温度二极管发生故障时，不安全的状况被确定。通常，当不安全的状况被系统120确定时，闸阀116被关闭并且低温泵104和排气导管118在某一时段被清洗，诸如5分钟。在这期间，清洗阀112，114能够被循环地打开和关闭。同样，阀112，114，114不能被主控制器106控制。在安全清洗被完成并且不安全状况被纠正后，主控制器106能够控制低温泵104。

超过极限温度

图6是描述了测定低温泵的温度超过极限温度的过程的流程图。根据本发明的这一方面，系统120测定(在步骤630)低温泵温度低于操作的设定点，如18K。在步骤640，系统120置位，它指示低温泵已经低于操作的设定点。在步骤640，系统120测定低温泵的温度已经升高至升温设定点，如35K。如果低温泵104升温达到的值高于这个参量，则清洗阀112，114被允许打开(680)，并且闸阀114被关闭，正如在步骤660所描述的。在这个期间，在步骤670，主控制器106不能控制阀112，114，116。这个安全清洗持续某一时段，诸如5分钟，在步骤680。5分钟过后，在步骤690，主控制器106重新得以控制112，114，116。

故障温度二极管

正如图3所示，低温泵104包括一个或更多温度感应二极管146a，146b。如果温度感应二极管146a，146b中的一个发生故障，那么就存在低温泵104操作在不是可发觉的不安全的温度下的潜在可能，因此，事故可能会发生。本发明系统使用本机电子设备120以测定二极管是否正在合适地运行。

现有的解决方案集中于主系统是否已经收到关于低温泵的温度的信息。当主控制器不能够测定泵的温度时，主控制器典型地起动完全的更新循环。然而，基于起动低温泵完全的更新循环的这个方法能够导致有价值的时间和资源的不必要的浪费，因为不能收到温度的读数可能是由于许多其它的故障导致的，比如说与故障二极管不相关的通信错误或仪器故障。通常，主系统没有用于检测温度感应二极管的操作状态的技术。取代的是，主系统简单地起动完全的低温泵的更新以响应无法接收关于低温泵的温度信息的故障。

根据本发明的实施例，不安全的状况存在于当温度感应二极管146a，146b中的一个没有合适的操作时。本发明使用本机电子设备120检测二极管的操作状态，并且本机电子设备120能够相应地响应。在这种方式下，脱机的解决方案能够被实施，其特定地实施能够测定故障温度感应二极管。能够测定当温度感应二极管不是在合适地操作时的能力可以导致稳定性的增强，并且避免了不必要的更新，时间的浪费和资源的损失。

自动的低温泵安全清洗与排气导管安全清洗的一体化所包含的方法体现在包含计算机可用媒体的计算机程序产品中，这对于那些在本领域内的普通技术人员来说是很显然的。举例来说，这样的计算机可用媒体可以包含存储在其上面带有计算机可读的程序编码段的驱动器。计算机可读媒体也包含通信和传输媒体，比如母线或通信线路，光导的，使用金属线的，带有在其上作为数字或模拟数字信号实施的程序编码段。

对于在本领域内具有普通技能的人进一步明显的是：如在其中使用的，低温泵可以被广泛的理解成任何低温捕获抽吸泵，或者在其上直接的或间接的以公知的或以后发展出来的方式连接到离子注入系统的部件。

尽管本发明结合某些实例被具体的展示和描述，对于在本领域内的技术人员将会理解，在本发明所附权利要求所要求保护的范围内，可以在本发明的形式和细节上作出多种变化。

Claims (21)

1.一种控制低温泵的方法，方法包括：

使用与低温泵相连接的本机电子设备，响应低温泵中潜在的不安全状况：

保持常开清洗阀关闭一段预先确定的时间；以及

在一段预先确定的时间过去以后，允许清洗阀打开以放射清洗气体进入到低温泵中。

2.根据权利要求1的控制低温泵的方法，其中清洗阀是低温清洗阀或者排气清洗阀。

3.根据权利要求1的控制低温泵的方法，进一步包括，在清洗阀已经被允许打开后，阻止其它的系统关闭清洗阀，直到潜在的不安全状况转变成安全的状况。

4.根据权利要求1的控制低温泵的方法，进一步包括，在清洗阀已经被允许打开后，超驰主控制器对于关闭清洗阀的尝试。

5.根据权利要求1的控制低温泵的方法，进一步包括，在清洗阀已经被允许打开后，防止安全清洗被异常中断。

6.根据权利要求1的控制低温泵的方法，其中潜在的不安全状况包括下面任何一种情况：

低温泵的电源故障；

低温泵的温度高于或等于预先确定的极限温度；或者

不能够测定低温泵的温度。

7.根据权利要求1的控制低温泵的方法，其中允许清洗阀打开放射清洗气体进入低温泵中，以将潜在的不安全状况转变成安全状况。

8.与低温泵相连的电子控制器，该电子控制器被配置以响应在所述的低温泵内的潜在的不安全状况，其特征在于：

保证常开清洗阀关闭一段安全时间；以及

当一段安全时间过去后，通过释放清洗阀引导清洗气体进入到低温泵中。

9.根据权利要求8的电子控制器，其中引导清洗气体进入到低温泵中进一步包括：

打开与低温泵连接的低温清洗阀以放射清洗气体；或者

打开与低温泵的排气系统连接的排气清洗阀以在排气系统中放射清洗气体。

10.根据权利要求8的电子控制器，其中响应不安全的状况进一步包括阻止任何其它的系统的任何尝试控制清洗阀。

11.根据权利要求8的电子控制器，其中响应不安全的状况进一步包括超驰主控制器对于控制清洗阀的尝试。

12.根据权利要求8的电子控制器，其中响应不安全的状况进一步包括防止安全清洗被异常中断。

13.根据权利要求8的电子控制器，其中潜在的不安全状况包括下面任何一种情况：

低温泵中电源的失效；

低温泵的温度高于或等于预先确定的极限温度；或者

不能够测定低温泵的温度。

14.根据权利要求8的电子控制器，其中当一段安全时间过去后引导清洗气体进入低温泵将潜在的不安全状况转变成安全的状况。

15.一种低温泵，包括：

带有抽吸接口的低温泵室；

与低温泵连接的常开清洗阀；以及

与低温泵相连的一体化的电子控制器，其特征在于：

电子控制器通过保持清洗阀关闭一段安全时段响应低温泵中不安全状况，以及如果在一段安全时段过去后，不安全状况仍然存在，则控制器通过引导清洗阀打开递送清洗气体来进一步响应。

16.根据权利要求15的低温泵，其中清洗气体阀是连接到低温泵上放射清洗气体的低温清洗阀，或者连接到低温泵的排气系统上以在排气系统中放射清洗气体的排气清洗阀。

17.根据权利要求15的低温泵，其中控制器通过在清洗气体被传递给低温泵时阻止任何其它系统的任何尝试控制清洗阀以进一步的响应不安全状况。

18.根据权利要求15的低温泵，其中控制器通过在清洗气体被传递给低温泵时超驰主控制器对于控制清洗阀的任何尝试以进一步响应不安全状况。

19.根据权利要求15的低温泵，其中控制器通过防止安全清洗被异常中断来进一步响应不安全状况。

20.根据权利要求15的低温泵，其中不安全状态存在于下面任何一种情况：

低温泵的电源故障；

低温泵的温度高于或者等于极限温度；或者

不能接收来自低温泵的温度读数。

21.根据权利要求15的低温泵，其中被传递的清洗气体将不安全状态转变成安全状态。

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