JPH0893643A - クライオポンプ - Google Patents
クライオポンプInfo
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- JPH0893643A JPH0893643A JP25867094A JP25867094A JPH0893643A JP H0893643 A JPH0893643 A JP H0893643A JP 25867094 A JP25867094 A JP 25867094A JP 25867094 A JP25867094 A JP 25867094A JP H0893643 A JPH0893643 A JP H0893643A
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- expander
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B37/00—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00
- F04B37/06—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for evacuating by thermal means
- F04B37/08—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for evacuating by thermal means by condensing or freezing, e.g. cryogenic pumps
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Compressor (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単な構成で排気速度を一定に保つことがで
きるクライオポンプを提供すること。 【構成】 ポンプ運転中にガスを凝縮及び／又は吸着す
る第１段及び第２段のクライオパネル１３，１７、該第
１及び第２のクライオパネル１３，１７を冷却する冷凍
機部１０を具備し、該冷凍機部１０はエキスパンダモー
タ４０により駆動されるエキスパンダ１８により圧縮機
からの常温高圧の作動ガスを断熱膨張させて極低温を発
生させる冷却部であるクライオポンプにおいて、第１段
のクライオパネル１３の表面温度を検出する温度センサ
３５を設けると共に、該温度センサ３５の出力により該
第１段のクライオパネル１３の表面温度を所定の範囲内
に維持するようにエキスパンダモータ４０の回転数を所
定の範囲内で制御する制御部５０を設けた。
きるクライオポンプを提供すること。 【構成】 ポンプ運転中にガスを凝縮及び／又は吸着す
る第１段及び第２段のクライオパネル１３，１７、該第
１及び第２のクライオパネル１３，１７を冷却する冷凍
機部１０を具備し、該冷凍機部１０はエキスパンダモー
タ４０により駆動されるエキスパンダ１８により圧縮機
からの常温高圧の作動ガスを断熱膨張させて極低温を発
生させる冷却部であるクライオポンプにおいて、第１段
のクライオパネル１３の表面温度を検出する温度センサ
３５を設けると共に、該温度センサ３５の出力により該
第１段のクライオパネル１３の表面温度を所定の範囲内
に維持するようにエキスパンダモータ４０の回転数を所
定の範囲内で制御する制御部５０を設けた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はヘリウムガスの膨張によ
り寒冷状態を発生させるヘリウム冷凍機を用いたクライ
オポンプに関し、特に排気速度を一定に保つのに好適な
クライオポンプに関するものである。
り寒冷状態を発生させるヘリウム冷凍機を用いたクライ
オポンプに関し、特に排気速度を一定に保つのに好適な
クライオポンプに関するものである。
【０００２】
【従来技術】ヘリウムガスの膨張により寒冷状態を発生
させるヘリウム冷凍機を用いたクライオポンプは、通常
２段のクライオパネル面を有している。該クライオポン
プにおいて、１段目のクライオパネルはヘリウム冷凍機
の１段目の膨張部で発生した寒冷により５０〜８０Ｋに
冷却され、２段目のクライオパネルはヘリウム冷凍機の
２段目の膨張部で発生した寒冷により１０〜２０Ｋに冷
却される。
させるヘリウム冷凍機を用いたクライオポンプは、通常
２段のクライオパネル面を有している。該クライオポン
プにおいて、１段目のクライオパネルはヘリウム冷凍機
の１段目の膨張部で発生した寒冷により５０〜８０Ｋに
冷却され、２段目のクライオパネルはヘリウム冷凍機の
２段目の膨張部で発生した寒冷により１０〜２０Ｋに冷
却される。
【０００３】クライオポンプは、５０〜８０Ｋに冷却さ
れた１段目のクライオパネルにおいて、水等を凝縮し、
１０〜２０Ｋに冷却された２段目のクライオパネルにお
いて、窒素ガス（Ｎ2）やアルゴンガス（Ａｒ）等を凝
縮し、更に１０Ｋでは凝縮しない水素ガス（Ｈ2）等を
２段目のクライオパネルに装着した活性炭により低温吸
着するもので、スパッタ装置やインプラ装置の真空チャ
ンバー内を高真空状態にするのに用いられている。
れた１段目のクライオパネルにおいて、水等を凝縮し、
１０〜２０Ｋに冷却された２段目のクライオパネルにお
いて、窒素ガス（Ｎ2）やアルゴンガス（Ａｒ）等を凝
縮し、更に１０Ｋでは凝縮しない水素ガス（Ｈ2）等を
２段目のクライオパネルに装着した活性炭により低温吸
着するもので、スパッタ装置やインプラ装置の真空チャ
ンバー内を高真空状態にするのに用いられている。
【０００４】クライオポンプを用いるこれらの装置にお
いて、例えばスパッタ装置では、スパッタ膜質を均一に
一定に保つことが重要であり、そのためには、クライオ
ポンプの排気速度を一定に保つことが必要である。
いて、例えばスパッタ装置では、スパッタ膜質を均一に
一定に保つことが重要であり、そのためには、クライオ
ポンプの排気速度を一定に保つことが必要である。
【０００５】従来、この種のクライオポンプにおいて、
クライオパネルの温度を調節可能にする温度調節手段を
設け、排気速度を可変にするもの（例えば、特開昭６０
−２０４９８１号公報）、あるいはエキスパンダモータ
の回転数を制御して、排気量を制御するものがあった。
クライオパネルの温度を調節可能にする温度調節手段を
設け、排気速度を可変にするもの（例えば、特開昭６０
−２０４９８１号公報）、あるいはエキスパンダモータ
の回転数を制御して、排気量を制御するものがあった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術において、前者はクライオパネル全体の温度を均
一に調整できないので、温度むらができ、結果として排
気速度が安定しないという欠点を有している。また、後
者は制御装置の構成が複雑であり、条件によっては（例
えば、高負荷で高回転数が続いた場合）、エキスパンダ
に使用されているシールの寿命を極端に短くする欠点を
有している。さら排気速度を一定にするために、１段目
のクライオパネルが冷え過ぎ、例えば５０Ｋ以下となっ
て、本来水（Ｈ2Ｏ）を凝縮すべき１段目のクライオパ
ネルで窒素ガス（Ｎ2）やアルゴン（Ａｒ）が一時的に
凝縮し、その後にゆっくりと２段目のクライオパネルに
移行していく、ハングアップ現象を起こす欠点も有して
いる。
来技術において、前者はクライオパネル全体の温度を均
一に調整できないので、温度むらができ、結果として排
気速度が安定しないという欠点を有している。また、後
者は制御装置の構成が複雑であり、条件によっては（例
えば、高負荷で高回転数が続いた場合）、エキスパンダ
に使用されているシールの寿命を極端に短くする欠点を
有している。さら排気速度を一定にするために、１段目
のクライオパネルが冷え過ぎ、例えば５０Ｋ以下となっ
て、本来水（Ｈ2Ｏ）を凝縮すべき１段目のクライオパ
ネルで窒素ガス（Ｎ2）やアルゴン（Ａｒ）が一時的に
凝縮し、その後にゆっくりと２段目のクライオパネルに
移行していく、ハングアップ現象を起こす欠点も有して
いる。
【０００７】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、簡単な構成で排気速度を一定に保つことができるク
ライオポンプを提供することを目的とする。
で、簡単な構成で排気速度を一定に保つことができるク
ライオポンプを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、ポンプ運転中にガスを凝縮及び／又は吸着す
る第１段及び第２段のクライオパネル面、該第１段及び
第２段のクライオパネル面を冷却する冷却手段を具備
し、該冷却手段はヘリウムガスの膨張により寒冷状態を
発生させるヘリウム冷凍機であるクライオポンプにおい
て、第１段のクライオパネル面の温度を検出する温度セ
ンサを設けると共に、該温度センサの出力により該クラ
イオパネル面の温度を所定の範囲内に維持するように時
間あたりのヘリウムガスの膨張回数を所定の範囲内で制
御する制御手段を設けたことを特徴とする。
本発明は、ポンプ運転中にガスを凝縮及び／又は吸着す
る第１段及び第２段のクライオパネル面、該第１段及び
第２段のクライオパネル面を冷却する冷却手段を具備
し、該冷却手段はヘリウムガスの膨張により寒冷状態を
発生させるヘリウム冷凍機であるクライオポンプにおい
て、第１段のクライオパネル面の温度を検出する温度セ
ンサを設けると共に、該温度センサの出力により該クラ
イオパネル面の温度を所定の範囲内に維持するように時
間あたりのヘリウムガスの膨張回数を所定の範囲内で制
御する制御手段を設けたことを特徴とする。
【０００９】また、時間あたりのヘリウムガスの膨張回
数が所定範囲以上になった場合、警報を出すか又は／ポ
ンプを停止することを特徴とする。
数が所定範囲以上になった場合、警報を出すか又は／ポ
ンプを停止することを特徴とする。
【００１０】また、クライオポンプはヘリウム冷凍機に
エキスパンダと該エキスパンダを駆動するエキスパンダ
モータを具備する冷凍機を用いると共に、第１段のクラ
イオパネル面を昇温させるヒータを具備し、エキスパン
ダモータの回転数が所定範囲以下になった場合、該ヒー
タに加熱電流を通電することを特徴とする。
エキスパンダと該エキスパンダを駆動するエキスパンダ
モータを具備する冷凍機を用いると共に、第１段のクラ
イオパネル面を昇温させるヒータを具備し、エキスパン
ダモータの回転数が所定範囲以下になった場合、該ヒー
タに加熱電流を通電することを特徴とする。
【００１１】
【作用】本発明によれば、第１段のクライオパネル面の
温度を検出する温度センサを設けると共に、該温度セン
サの出力により該クライオパネル面の温度を所定の範囲
内に維持するようにヘリウム冷凍機の時間当たりのヘリ
ウムガスの膨張回数を所定の範囲内で制御する制御手段
を設けたので、制御装置の構成が簡単であり、例えばア
ルゴンＡｒガスを排気する場合、図２に示すようにガス
流量が１５０、２５０、５００ＳＣＣＭと変化させても
排気速度（アルゴン流量を圧力で割った値）が一定であ
ることを実験的に確認した。
温度を検出する温度センサを設けると共に、該温度セン
サの出力により該クライオパネル面の温度を所定の範囲
内に維持するようにヘリウム冷凍機の時間当たりのヘリ
ウムガスの膨張回数を所定の範囲内で制御する制御手段
を設けたので、制御装置の構成が簡単であり、例えばア
ルゴンＡｒガスを排気する場合、図２に示すようにガス
流量が１５０、２５０、５００ＳＣＣＭと変化させても
排気速度（アルゴン流量を圧力で割った値）が一定であ
ることを実験的に確認した。
【００１２】また、第１段のクライオパネル面の温度を
５５Ｋ以上で維持するように制御できるので、ハングア
ップ現象を起こす心配もない。更に、ヘリウム冷凍機の
時間当たりのヘリウムガスの膨張回数を４０〜９０回／
分で制御すれば、ヘリウム冷凍機としてＧＭ型冷凍機を
利用している場合に、ヘリウムガスの膨張と同周期で往
復運動をするエキスパンダのシールの高寿命が維持でき
る（寿命は心配ない）。
５５Ｋ以上で維持するように制御できるので、ハングア
ップ現象を起こす心配もない。更に、ヘリウム冷凍機の
時間当たりのヘリウムガスの膨張回数を４０〜９０回／
分で制御すれば、ヘリウム冷凍機としてＧＭ型冷凍機を
利用している場合に、ヘリウムガスの膨張と同周期で往
復運動をするエキスパンダのシールの高寿命が維持でき
る（寿命は心配ない）。
【００１３】エキスパンダを駆動するエキスパンダモー
タの回転数が上記所定の範囲（９０ｒｐｍ）を超えれ
ば、エキスパンダはシール部が短時間で摩耗し、クライ
オポンプが使用不可能となるので、警報を発し、又はク
ライオポンプの運転を停止することにより、このような
不具合の発生を防止する。
タの回転数が上記所定の範囲（９０ｒｐｍ）を超えれ
ば、エキスパンダはシール部が短時間で摩耗し、クライ
オポンプが使用不可能となるので、警報を発し、又はク
ライオポンプの運転を停止することにより、このような
不具合の発生を防止する。
【００１４】また、一般にクライオポンプにおいては、
冷却手段の作動ガスはエキスパンダモータの冷却流体と
して使用している。従って、第１段のクライオパネルの
温度を所定の範囲内に維持するために、エキスパンダモ
ータの回転数が上記所定の範囲（４０〜９０ｒｐｍ）以
下となる場合は、エキスパンダモータの冷却が正常に行
なえなくなるので、第１段目のクライオパネルに設けた
昇温用のヒータに加熱電流を通電することにより、エキ
スパンダモータの回転数を４０ｒｐｍ以上となるように
し、エキスパンダモータの冷却を正常に行なう。
冷却手段の作動ガスはエキスパンダモータの冷却流体と
して使用している。従って、第１段のクライオパネルの
温度を所定の範囲内に維持するために、エキスパンダモ
ータの回転数が上記所定の範囲（４０〜９０ｒｐｍ）以
下となる場合は、エキスパンダモータの冷却が正常に行
なえなくなるので、第１段目のクライオパネルに設けた
昇温用のヒータに加熱電流を通電することにより、エキ
スパンダモータの回転数を４０ｒｐｍ以上となるように
し、エキスパンダモータの冷却を正常に行なう。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明に係るクライオポンプの概略構成を
示す図である。同図に示したクライオホンプのヘリウム
冷凍機としてはＧＭ冷凍機を示した。同図に示すよう
に、クライオポンプは、冷凍機部１０に圧縮機ユニット
２０が配管２１を介して接続されている。冷凍機部１０
は内部にエキスパンダモータ（同期電動機）によって上
下動するエキスパンダ１８を具備し、このエキスパンダ
１８の上下動により、第１段膨張部１１と第２段膨張部
１５で圧縮機ユニット２０からの常温高圧の作動ガス
（ヘリウムＨｅガス）を断熱膨張させて極低温を発生さ
せる。１９−１，１９−２はそれぞれエキスパンダ１８
の第１段シール部、第２段シール部である。
する。図１は本発明に係るクライオポンプの概略構成を
示す図である。同図に示したクライオホンプのヘリウム
冷凍機としてはＧＭ冷凍機を示した。同図に示すよう
に、クライオポンプは、冷凍機部１０に圧縮機ユニット
２０が配管２１を介して接続されている。冷凍機部１０
は内部にエキスパンダモータ（同期電動機）によって上
下動するエキスパンダ１８を具備し、このエキスパンダ
１８の上下動により、第１段膨張部１１と第２段膨張部
１５で圧縮機ユニット２０からの常温高圧の作動ガス
（ヘリウムＨｅガス）を断熱膨張させて極低温を発生さ
せる。１９−１，１９−２はそれぞれエキスパンダ１８
の第１段シール部、第２段シール部である。
【００１６】また、第１段膨張部１１には熱伝導エレメ
ント１２を介してその上端に第１段クライオパネル１３
が取り付けられ、第２段膨張部１５には直接第２段クラ
イオパネル１７が取り付けられている。
ント１２を介してその上端に第１段クライオパネル１３
が取り付けられ、第２段膨張部１５には直接第２段クラ
イオパネル１７が取り付けられている。
【００１７】これら冷凍機部１０の第１段膨張部１１と
第２段膨張部１５の周囲はケーシング３０によって囲ま
れており、該ケーシング３０の上端に真空チャンバー１
００が接続されている。
第２段膨張部１５の周囲はケーシング３０によって囲ま
れており、該ケーシング３０の上端に真空チャンバー１
００が接続されている。
【００１８】上記構成のクライオポンプにおいて、圧縮
機ユニット２０からの高圧作動ガスは冷凍機部１０に供
給され、該作動ガスはエキスパンダ１８の上下動と連動
して開閉するバルブ（図示せず）を通して供給され、第
１段膨張部１１と第２段膨張部１５において断熱膨張さ
れ、低温を発生する。膨張した作動ガスは、図示しない
流路を通ってエキスパンダモータ４０に送られ、エキス
パンダモータ４０を冷却した後、再び圧縮機ユニット２
０に送られ、圧縮された後油分離等の処理が施され、高
圧作動ガスとして再び冷凍機部１０に供給される。第１
段膨張部１１及び第２段膨張部１５で発生した低温は、
第１段クライオパネル１３及び第２段クライオパネル１
７を冷却する。
機ユニット２０からの高圧作動ガスは冷凍機部１０に供
給され、該作動ガスはエキスパンダ１８の上下動と連動
して開閉するバルブ（図示せず）を通して供給され、第
１段膨張部１１と第２段膨張部１５において断熱膨張さ
れ、低温を発生する。膨張した作動ガスは、図示しない
流路を通ってエキスパンダモータ４０に送られ、エキス
パンダモータ４０を冷却した後、再び圧縮機ユニット２
０に送られ、圧縮された後油分離等の処理が施され、高
圧作動ガスとして再び冷凍機部１０に供給される。第１
段膨張部１１及び第２段膨張部１５で発生した低温は、
第１段クライオパネル１３及び第２段クライオパネル１
７を冷却する。
【００１９】上記のように第１段クライオパネル１３及
び第２段クライオパネル１７を冷却することによって、
第１段クライオパネル１３の面に真空チャンバー１００
内の主に水分を凝縮し、第２段クライオパネル１７の面
に主にアルゴンガス（Ａｒ）や窒素ガス（Ｎ2）を凝縮
し、また、第２段クライオパネル１７の裏面に形成した
活性炭層等に水素ガス（Ｈ2）を低温吸着させる。これ
によって真空チャンバー１００内の気体を排気する。
び第２段クライオパネル１７を冷却することによって、
第１段クライオパネル１３の面に真空チャンバー１００
内の主に水分を凝縮し、第２段クライオパネル１７の面
に主にアルゴンガス（Ａｒ）や窒素ガス（Ｎ2）を凝縮
し、また、第２段クライオパネル１７の裏面に形成した
活性炭層等に水素ガス（Ｈ2）を低温吸着させる。これ
によって真空チャンバー１００内の気体を排気する。
【００２０】３５は第１段クライオパネル１３の表面温
度を検出する温度センサであり、その検出出力は制御部
５０の制御手段５１に入力される。制御手段５１は第１
段クライオパネル１３の表面温度が所定の設定温度に保
たれるように、エキスパンダモータ４０の回転数を制御
する指令をエキスパンダ駆動手段５２に出力し、該エキ
スパンダ駆動手段５２はこの指令に基づいてエキスパン
ダモータ４０の回転数を制御する。
度を検出する温度センサであり、その検出出力は制御部
５０の制御手段５１に入力される。制御手段５１は第１
段クライオパネル１３の表面温度が所定の設定温度に保
たれるように、エキスパンダモータ４０の回転数を制御
する指令をエキスパンダ駆動手段５２に出力し、該エキ
スパンダ駆動手段５２はこの指令に基づいてエキスパン
ダモータ４０の回転数を制御する。
【００２１】上記構成のクライオポンプにおいて、真空
チャンバー内のガスの状態に変化がある場合、例えば半
導体製造において、成膜条件が異なった場合、クライオ
ポンプの排気速度が変化するという問題があった。本願
発明者は、第１段クライオパネル１３の表面温度を一定
に保つことにより、排気速度を一定に維持できることを
実験的に確認した。図２はアルゴンガス（Ａｒ）の流量
を変えてクライオポンプの内圧Ｐ、第１段クライオパネ
ル１３の表面温度Ｔ１、第２段クライオパネル１７の表
面温度Ｔ２及び経過時間（分）の関係を示す図である。
チャンバー内のガスの状態に変化がある場合、例えば半
導体製造において、成膜条件が異なった場合、クライオ
ポンプの排気速度が変化するという問題があった。本願
発明者は、第１段クライオパネル１３の表面温度を一定
に保つことにより、排気速度を一定に維持できることを
実験的に確認した。図２はアルゴンガス（Ａｒ）の流量
を変えてクライオポンプの内圧Ｐ、第１段クライオパネ
ル１３の表面温度Ｔ１、第２段クライオパネル１７の表
面温度Ｔ２及び経過時間（分）の関係を示す図である。
【００２２】図２に示すように、アルゴンＡｒガスの流
量を１５０、２５０、５００ＳＣＣＭに変えてもエキス
パンダモータ４０の回転数を制御して、第１段クライオ
パネル１３の表面温度Ｔ１を６０Ｋに維持することによ
り、短時間にクライオポンプの内圧Ｐを所定圧力値に維
持でき安定していることがわかる。
量を１５０、２５０、５００ＳＣＣＭに変えてもエキス
パンダモータ４０の回転数を制御して、第１段クライオ
パネル１３の表面温度Ｔ１を６０Ｋに維持することによ
り、短時間にクライオポンプの内圧Ｐを所定圧力値に維
持でき安定していることがわかる。
【００２３】なお、図２はアルゴンＡｒガスの流量を変
えた場合であるが、これはアルゴンＡｒガスに限定され
るものではなく、真空プロセス側の運転条件が変化して
真空チャンバー１００内の排気すべき対象ガス一般につ
いて同様のことがいえる。
えた場合であるが、これはアルゴンＡｒガスに限定され
るものではなく、真空プロセス側の運転条件が変化して
真空チャンバー１００内の排気すべき対象ガス一般につ
いて同様のことがいえる。
【００２４】エキスパンダモータ４０の回転数を変化さ
せる範囲は４０ｒｐｍ〜９０ｒｐｍとする。一般にクラ
イオポンプは溜め込み式の真空ポンプなので、凝縮且つ
／低温吸着されたガスはクライオポンプ内にどんどん溜
るので、ある一定時間毎にガスの放出再生過程が必要で
ある。この再生過程の直前でのクライオポンプでは、凝
縮・吸着されたガスのために、熱負荷が大きくなり、第
１段のクライオパネル１３の温度を一定に保つために、
本発明でのエキスパンダモータの回転数は早くなる。
せる範囲は４０ｒｐｍ〜９０ｒｐｍとする。一般にクラ
イオポンプは溜め込み式の真空ポンプなので、凝縮且つ
／低温吸着されたガスはクライオポンプ内にどんどん溜
るので、ある一定時間毎にガスの放出再生過程が必要で
ある。この再生過程の直前でのクライオポンプでは、凝
縮・吸着されたガスのために、熱負荷が大きくなり、第
１段のクライオパネル１３の温度を一定に保つために、
本発明でのエキスパンダモータの回転数は早くなる。
【００２５】ここで回転数を９０ｒｐｍ以上とすれば、
排気速度を一定に保つことはできるが、エキスパンダ１
８の第１段シール部１９−１、第２段シール部１９−２
の摩耗が激しく、ポンプ寿命を縮めること及び同期電動
機であるエキスパンダモータ４０の脱調を防ぐため、エ
キスパンダモータ４０の回転数は９０ｒｐｍを上限と
し、９０ｒｐｍの運転が続いた場合に警報信号を出した
り、クライオポンプを停止する。この警報信号は再生が
必要な場合やメンテナンスが必要な場合（冷凍機の冷凍
能力が落ちてきた場合）等の自己診断機能としても利用
できる。
排気速度を一定に保つことはできるが、エキスパンダ１
８の第１段シール部１９−１、第２段シール部１９−２
の摩耗が激しく、ポンプ寿命を縮めること及び同期電動
機であるエキスパンダモータ４０の脱調を防ぐため、エ
キスパンダモータ４０の回転数は９０ｒｐｍを上限と
し、９０ｒｐｍの運転が続いた場合に警報信号を出した
り、クライオポンプを停止する。この警報信号は再生が
必要な場合やメンテナンスが必要な場合（冷凍機の冷凍
能力が落ちてきた場合）等の自己診断機能としても利用
できる。
【００２６】また、第１段膨張部１１と第２段膨張部１
５において膨張した作動ガスは、エキスパンダモータ４
０に送られ、エキスパンダモータ４０を冷却している。
熱負荷の小さい場合、エキスパンダモータ４０の回転数
を４０ｒｐｍ以下にする必要があるが、４０ｒｐｍ以下
にするとエキスパンダモータの冷却作用が落ちるので、
第１段クライオパネル１３の表面温度を調節するためヒ
ータを設け、該ヒータに電流を流すことにより、エキス
パンダモータは４０ｒｐｍ以上に維持される。
５において膨張した作動ガスは、エキスパンダモータ４
０に送られ、エキスパンダモータ４０を冷却している。
熱負荷の小さい場合、エキスパンダモータ４０の回転数
を４０ｒｐｍ以下にする必要があるが、４０ｒｐｍ以下
にするとエキスパンダモータの冷却作用が落ちるので、
第１段クライオパネル１３の表面温度を調節するためヒ
ータを設け、該ヒータに電流を流すことにより、エキス
パンダモータは４０ｒｐｍ以上に維持される。
【００２７】上記実施例では、ヘリウム冷凍機の種類と
してＧＭ型冷凍機を使用する場合について述べたが、そ
の他の種類、例えばパルスチューブ型冷凍機、スターリ
ング型冷凍機、ソルベイ型冷凍機、その他改良型冷凍機
でヘリウムガスの膨張により寒冷状態を発生させるもの
であれば、いずれの場合についても同じ効果が得られる
ことは明らかである。
してＧＭ型冷凍機を使用する場合について述べたが、そ
の他の種類、例えばパルスチューブ型冷凍機、スターリ
ング型冷凍機、ソルベイ型冷凍機、その他改良型冷凍機
でヘリウムガスの膨張により寒冷状態を発生させるもの
であれば、いずれの場合についても同じ効果が得られる
ことは明らかである。
【００２８】ＧＭ型冷凍機やスターリング型冷凍機等の
場合のように、エキスパンダを有するものは、エキスパ
ンダのシールの寿命やモータの脱調によりエキスパンダ
の回転数（つまりヘリウムガスの時間当たりの膨張回
数）の上限は９０ｒｐｍであるが、パルスチューブ型冷
凍機等の場合のようにエキスパンダを有しないものは、
ヘリウムガスの膨張に関与するバルブの寿命により、時
間当たりの膨張回数の上限が決まるので、上記の上限よ
り多いのは無論である。
場合のように、エキスパンダを有するものは、エキスパ
ンダのシールの寿命やモータの脱調によりエキスパンダ
の回転数（つまりヘリウムガスの時間当たりの膨張回
数）の上限は９０ｒｐｍであるが、パルスチューブ型冷
凍機等の場合のようにエキスパンダを有しないものは、
ヘリウムガスの膨張に関与するバルブの寿命により、時
間当たりの膨張回数の上限が決まるので、上記の上限よ
り多いのは無論である。
【００２９】また、本実施例は、排気速度を一定にして
いるために、第１段のクライオパネルの温度を一定に保
つようにエキスパンダモータの回転数を制御している
が、凝縮したガスにより熱負荷が増大するので、第１段
のクライオパネルの温度を徐々に下げるようにエキスパ
ンダモータの回転数を制御しても良い。
いるために、第１段のクライオパネルの温度を一定に保
つようにエキスパンダモータの回転数を制御している
が、凝縮したガスにより熱負荷が増大するので、第１段
のクライオパネルの温度を徐々に下げるようにエキスパ
ンダモータの回転数を制御しても良い。
【００３０】以上の説明は２段のヘリウム冷凍機を冷却
源としたクライオポンプに関するものであるが、ターボ
分子ポンプの上流側に水の排気速度を向上させるための
単段のヘリウム冷凍機を冷却源としたクライオポンプで
あっても同様な作用効果を奏する。
源としたクライオポンプに関するものであるが、ターボ
分子ポンプの上流側に水の排気速度を向上させるための
単段のヘリウム冷凍機を冷却源としたクライオポンプで
あっても同様な作用効果を奏する。
【００３１】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
下記のような優れた効果が得られる。 （１）第１段のクライオパネル面の温度を検出する温度
センサを設けると共に、該温度センサの出力により該ク
ライオパネル面の温度を所定の範囲内に維持するように
時間あたりのヘリウムガスの膨張回数を所定の範囲内で
制御する制御手段を設けたことにより、簡単な構成で、
真空プロセス側の運転操作条件が変化して排気すべき対
象ガス量が増減した場合にも短時間にポンプ内圧を所定
圧力に維持できる。また、一定の排気速度が得られる。
下記のような優れた効果が得られる。 （１）第１段のクライオパネル面の温度を検出する温度
センサを設けると共に、該温度センサの出力により該ク
ライオパネル面の温度を所定の範囲内に維持するように
時間あたりのヘリウムガスの膨張回数を所定の範囲内で
制御する制御手段を設けたことにより、簡単な構成で、
真空プロセス側の運転操作条件が変化して排気すべき対
象ガス量が増減した場合にも短時間にポンプ内圧を所定
圧力に維持できる。また、一定の排気速度が得られる。
【００３２】（２）第１段のクライオパネルの温度を６
０Ｋ以上に保ことができるので、冷え過ぎによるハング
アップ現象を防ぐことができ、安定した排気性能が得ら
れる。
０Ｋ以上に保ことができるので、冷え過ぎによるハング
アップ現象を防ぐことができ、安定した排気性能が得ら
れる。
【００３３】（３）第１段のクライオパネル面温度を検
出する温度センサの出力のみで制御するので構成が極め
て簡単である。
出する温度センサの出力のみで制御するので構成が極め
て簡単である。
【００３４】（４）また、エキスパンダモータの回転数
が上記所定の範囲（４０〜９０ｒｐｍ）を超えれば、エ
キスパンダはシール部が短時間で摩耗し、クライオポン
プが使用不可能となるので、警報を発し、又はクライオ
ポンプの運転を停止することにより、このような不具合
の発生を防止する。
が上記所定の範囲（４０〜９０ｒｐｍ）を超えれば、エ
キスパンダはシール部が短時間で摩耗し、クライオポン
プが使用不可能となるので、警報を発し、又はクライオ
ポンプの運転を停止することにより、このような不具合
の発生を防止する。
【００３５】（５）また、一般にクライオポンプにおい
ては、冷却手段の作動ガスはエキスパンダモータの冷却
流体として使用している。従って、エキスパンダモータ
の回転数が上記所定の範囲（４０〜９０ｒｐｍ）以下と
なれば、冷却作用が低減するので、ヒータに加熱電流を
通電することにより、回転数を４０ｒｐｍ以上に保ち冷
却作用の低減を防止する。
ては、冷却手段の作動ガスはエキスパンダモータの冷却
流体として使用している。従って、エキスパンダモータ
の回転数が上記所定の範囲（４０〜９０ｒｐｍ）以下と
なれば、冷却作用が低減するので、ヒータに加熱電流を
通電することにより、回転数を４０ｒｐｍ以上に保ち冷
却作用の低減を防止する。
【図１】本発明に係るクライオポンプの概略構成を示す
図である。
図である。
【図２】排気対象ガスの流量を変えた場合のクライオポ
ンプの内圧、第１段クライオパネルの表面温度及び経過
時間（分）の関係を示す図である。
ンプの内圧、第１段クライオパネルの表面温度及び経過
時間（分）の関係を示す図である。
１０ 冷凍機部 １１ 第１段膨張部 １２ 伝熱エレメント １３ 第１段クライオパネル １５ 第２段膨張部 １７ 第２段クライオパネル １８ エキスパンダ ２０ 圧縮機ユニット ３０ ケーシング ３５ 温度センサ ４０ エキスパンダモータ ５０ 制御部 １００ 真空チャンバー
Claims (3)
- 【請求項１】 ポンプ運転中にガスを凝縮及び／又は吸
着する第１段及び第２段のクライオパネル面、該第１段
及び第２段のクライオパネル面を冷却する冷却手段を具
備し、該冷却手段はヘリウムガスの膨張により寒冷状態
を発生させるヘリウム冷凍機であるクライオポンプにお
いて、 前記第１段のクライオパネル面の温度を検出する温度セ
ンサを設けると共に、該温度センサの出力により該クラ
イオパネル面の温度を所定の範囲内に維持するように前
記時間あたりのヘリウムガスの膨張回数を所定の範囲内
で制御する制御手段を設けたことを特徴とするクライオ
ポンプ。 - 【請求項２】 前記ヘリウムガスの膨張回数が前記所定
範囲以上になった場合、警報を出すか又は／ポンプを停
止することを特徴とする請求項１記載のクライオポン
プ。 - 【請求項３】 前記クライオポンプはヘリウム冷凍機に
エキスパンダと該エキスパンダを駆動するエキスパンダ
モータを具備する冷凍機を用いると共に、第１段のクラ
イオパネル面を昇温させるヒータを具備し、前記エキス
パンダモータの回転数が所定範囲以下になった場合、該
ヒータに加熱電流を通電することを特徴とする請求項１
記載のクライオポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25867094A JPH0893643A (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | クライオポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25867094A JPH0893643A (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | クライオポンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0893643A true JPH0893643A (ja) | 1996-04-09 |
Family
ID=17323474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25867094A Pending JPH0893643A (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | クライオポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0893643A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001032789A (ja) * | 1999-07-23 | 2001-02-06 | Anelva Corp | 分子ポンプ |
| JP2008292103A (ja) * | 2007-05-28 | 2008-12-04 | Canon Anelva Corp | クライオポンプ及びその制御方法 |
| WO2010097888A1 (ja) * | 2009-02-24 | 2010-09-02 | キヤノンアネルバテクニクス株式会社 | 二段式冷凍機の運転制御方法、二段式冷凍機を有するクライオポンプの運転制御方法、二段式冷凍機、クライオポンプ及び真空基板処理装置 |
| US7788942B2 (en) | 2001-07-20 | 2010-09-07 | Brooks Automation, Inc. | Helium management control system |
| CN105715510A (zh) * | 2014-12-17 | 2016-06-29 | 住友重机械工业株式会社 | 低温泵、低温泵的控制方法以及制冷机 |
-
1994
- 1994-09-27 JP JP25867094A patent/JPH0893643A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001032789A (ja) * | 1999-07-23 | 2001-02-06 | Anelva Corp | 分子ポンプ |
| JP4504476B2 (ja) * | 1999-07-23 | 2010-07-14 | キヤノンアネルバ株式会社 | 分子ポンプ |
| US7788942B2 (en) | 2001-07-20 | 2010-09-07 | Brooks Automation, Inc. | Helium management control system |
| US8261562B2 (en) | 2001-07-20 | 2012-09-11 | Brooks Automation, Inc. | Helium management control system |
| US8869552B2 (en) | 2001-07-20 | 2014-10-28 | Brooks Automation, Inc. | Helium management control system |
| US9334859B2 (en) | 2001-07-20 | 2016-05-10 | Brooks Automation, Inc. | Helium management control system |
| US10288052B2 (en) | 2001-07-20 | 2019-05-14 | Brooks Automation, Inc. | Helium management control system |
| JP2008292103A (ja) * | 2007-05-28 | 2008-12-04 | Canon Anelva Corp | クライオポンプ及びその制御方法 |
| WO2010097888A1 (ja) * | 2009-02-24 | 2010-09-02 | キヤノンアネルバテクニクス株式会社 | 二段式冷凍機の運転制御方法、二段式冷凍機を有するクライオポンプの運転制御方法、二段式冷凍機、クライオポンプ及び真空基板処理装置 |
| CN105715510A (zh) * | 2014-12-17 | 2016-06-29 | 住友重机械工业株式会社 | 低温泵、低温泵的控制方法以及制冷机 |
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