KR20100111641A - 헬륨 관리 제어 시스템 - Google Patents

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게리 에스. 아쉬
알렌 제이. 바트레트
브루스 알. 앤딘
와이. 로베르토 단
조세프 주니어 초피
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헬릭스 테크놀로지 코포레이션
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Abstract

공통 분기관으로부터의 헬륨 냉각제 공급을 제어하기 위한 헬륨 관리 제어 시스템은 다수의 극저온 냉각장치에 적절한 헬륨 공급을 제공한다. 시스템은, 모든 극저온 냉각장치의 연산된 총 냉각 요구량에 따라 극저온 냉각장치 각각에 적절한 냉각제 공급을 전달하기 위하여, 총 냉각제 공급을 모니터링하고 조절하는 다수의 센서를 사용한다. 헬륨의 적절한 공급은 과잉 및 여분의 헬륨 냉각제를 감지하고 적절하게 냉각제를 재분배함에 의하여 각 극저온 펌프에 분배된다. 총 냉각 공급량이 총 냉각 요구량을 초과하는 경우에, 과잉 냉각제는 현재 냉각 기능을 빠르게 완결하기 위하여 과잉 헬륨을 사용할 수 있는 극저온 냉각장치로 보내진다. 유사하게, 총 냉각 요구량이 총 냉각 공급량을 초과하는 경우에, 극저온 냉각장치의 일부 또는 모두로의 냉각제 공급은 적절하게 감소되어, 현재 냉각 기능에 기초하여 불리거나 늦추는 효과를 최소화한다.

Description

헬륨 관리 제어 시스템 {HELIUM MANAGEMENT CONTROL SYSTEM}
본 발명은 다수의 극저온 냉각장치를 포함하는 시스템 제어 방법에 관한 것이다.
진공 처리 용기는 반도체 웨이퍼 제작, 전자 현미경 검사, 가스 크로마토그래피 등과 같은 작업을 위한 진공 환경을 제공하기 위하여 제조시 자주 적용된다. 통상적으로 이러한 용기는 밀폐된 장치 안에서 진공 처리 용기에 진공 펌프를 부착함에 의해서 제작된다. 진공 펌프는 작동되어 진공 처리 용기로부터 모든 분자를 충분히 제거하여서 진공 환경을 야기한다.
진공 펌프의 한가지 형태는 극저온 펌프로, 이는 미국 특허 제 5,862,671호 (1999년 1월 26일에 등록)에서 공개되었고, 본 출원의 양수인에게 양도되었고 전체가 참고문헌으로 본원에 통합된다. 극저온 펌프는 표면을 냉각시켜서 절대온도 0에 도달함에 의해서 진공 처리 용기로부터 분자를 제거한다. 상기 온도에서, 대부분의 모든 기체는 극저온 어레이 (array)라고 불리는 냉각된 표면에서 응축되고, 이에 의하여 진공 처리 용기로부터 실질적으로 모든 분자를 제거한다.
극저온 펌프는 필요한 절대온도 0에 근접하게 도달하기 위하여 헬륨-구동 냉각장치를 사용한다. 압축기는 헬륨 냉각제를 압축하고 극저온 펌프에 의해 냉각장치로 펌핑(pumping)하고 , 극저온 냉각장치내의 냉각 핑거라고 불리는 원통모양 용기가 헬륨을 수용한다. 극저온 어레이는 냉각핑거에 부착되고, 이와 열적으로 연통하고, 이것과 함께 냉각된다. 여과기는 헬륨이 팽창함에 따라 냉각 핑거 내부에서 왕복운동하고, 여과기 구동모터에 의하여 구동되고, 이 여과기 구동 모터는 여과기를 왕복운동시키고 사용되는 헬륨양을 조절한다. 헬륨이 냉각 핑거내에서 팽창함에 따라, 극저온 어레이로부터 열을 빼앗아, 극저온 어레이에서 기체를 응축시키는데 필요한 절대 온도 0에 근접한 온도를 발생시킨다.
극저온 냉각장치에 유효한 헬륨 냉각제의 양은 냉각되는 속도를 결정한다. 헬륨의 공급이 증가할수록 냉각에 소요되는 시간은 감소하고, 이 냉각에 소요되는 시간은 극저온 펌핑 (pumping) 온도에 도달하기 위하여 필요한 시간이다. 또한, 헬륨 소비율은 극저온 냉각장치의 온도에 따라 다양하다. 극저온 냉각장치가 냉각될수록 냉각 처리를 지속하기 위하여 헬륨의 공급이 증가될 필요가 있다. 극저온 펌핑된 진공 처리 용기에서, 중단 시간은 제조 시간을 손실시키므로 실질적인 경제적 결점이 된다. 따라서, 극저온 펌핑 온도에 빠르게 도달하고 이를 유지할 수 있는 성능은 유용하다.
헬륨 분배에 관한 종래 기술 유형중 하나가 미국특허 제 5,775,109 (1997년 1월 2일에 출원)에 "공통 압축기에 의해 공급되는 복합 극저온 냉각장치의 향상된 냉각"이란 명칭으로 기술되어 있고, 본 발명의 양수인에게 양도되었고, 전체가 참고문헌으로 본원에 통합된다. 상기 특허는 극저온 펌프가 유인 온도 (triggering temperature)에 도달하는 경우에, 각 여과기 구동 모터의 속도를 조절하기 위하여 다수의 극저온 펌프 각각의 온도를 개별적으로 모니터링하는 것을 제안한다. 극저온 펌프가 현재 수행되는 작동에 따라 다양한 양의 헬륨을 요구하기 때문에, 구동 모터 속도를 조절하여 헬륨 공급을 적절하게 감소시키거나 증가시킬 수 있다. 이러한 시스템에서, 각 극저온 펌프는 온도를 모니터링하고, 이에 알맞게 구동 모터속도를 조절한다.
그러나, 다수의 극저온 펌프를 공급하는 공통 헬륨 공급 분기관은 자주 극저온 펌프 모두에 의해서 요구되는 것보다 많은 헬륨을 공급할 수 있다. 확인되지 않은 과잉 헬륨이 자주 활용되지 않아서 냉각에 요구되는 시간을 증가시키고 이는 극저온 냉각장치가 필요한 것보다 더 냉각되고 동력 및 헬륨 냉각장치 공급을 유지하는 데 필요한 다른 공급원을 낭비하게 한다.
요약
냉각장치와 같은 다수의 소비자 사이에 냉각제 같은 공급원의 분배를 조절하는 방법을 냉각제의 입수가능한 양을 연산하고 다수의 냉각장치 각각에 의한 냉각제의 요구량을 연산함에 의하여 제공한다. 사용장치의 요구량을 합하고, 합한 요구량에 기초한 냉각제의 할당을 냉각장치 각각을 위해 결정한다. 주기적으로, 규칙적인 간격으로, 냉각제의 할당을 냉각장치 각각에 대한 현재 필요량을 재평가하여 사용자 각각의 요구를 재연산하여 재분배한다.
극저온 냉각 시스템과 같은 시스템에서, 제어 방법은 하나 이상의 압축기, 및 압축기 저장고로부터 냉각제를 공급받는 다수의 극저온 냉각장치를 구비한 압축기 저장고를 포함한다. 압축기로부터 극저온 냉각장치 각각으로의 냉각제 공급의 관리는 냉각장치 각각의 냉각 요구정도를 결정하고, 진공 네트워크 제어기로부터 결정된 요구정도에 따라 냉각장치로의 냉각제의 공급을 할당함에 의해 수행된다.
공통 분기관으로부터 헬륨 냉각제 공급을 조절하기 위한 헬륨 관리 제어 시스템의 구체예는 다수의 극저온 냉각장치에 적절한 헬륨 공급량을 공급한다. 상기 시스템은 모든 극저온 냉각장치의 총 냉각 부하에 따라 극저온 냉각장치 각각에 냉각제 공급을 수행하기 위하여 전체 냉각제 공급을 모니터링하고 조절하는 다수의 센서를 사용한다. 극저온 냉각장치 각각에 대한 냉각제 요구량은 대응하는 극저온 펌프에 의해 연산된다. 헬륨 공급의 총 냉각 용량은 냉각제 전달을 최적화하기 위하여 극저온 냉각장치 각각에 할당된다. 헬륨의 적절한 공급은 헬륨 냉각제의 과잉 및 부족을 감지하고 이에 알맞게 냉각제를 분배함에 의해 각 극저온 펌프에 분배된다. 총 냉각제 공급량이 총 냉각제 요구량을 초과하는 경우에, 과잉 냉각제는 극저온 냉각장치로 이동되어 극저온 냉각장치가 과잉 헬륨을 사용한다. 유사하게, 총 냉각 요구량이 총 냉각 공급량을 초과하는 경우에, 이에 알맞게 극저온 냉각장치의 일부 또는 모두로의 냉각제 공급을 감소시켜서 불리하거나 늦추는 효과를 최소화한다.
냉각제 공급은 하나 이상의 압축기 또는 공통 압축기 저장고로부터, 헬륨 공급 분기관을 통해 다수의 극저온 냉각장치로 이루어진다. 공통 압축기 저장고를 포함하는 각 압축기로부터의 냉각제 공급은 냉각제 공급량을 결정하는데 사용된다. 또한, 극저온 냉각장치를 포함하는 극저온 펌프 각각에 부착된 센서로부터의 데이타에 기초하여 연산된 총 냉각제 요구량은, 극저온 냉각장치가 수행하는 특정 작동에 따라 연산된다. 특정 작업이 다른 작업보다 많은 냉각제를 소비하기 때문에 냉각제 공급은 극저온 냉각장치 각각에 대해 연산된다. 냉각 기능은 가장 많은 헬륨을 필요로 하고, 따라서 다른 극저온 냉각장치에 분배하지 않고 운반되는 최대의 냉각제 공급을 제공받을 수 있다. 재생 기능은 거의 냉각제를 필요로 하지 않거나 전혀 필요로 하지 않으므로, 다른 극저온 냉각장치를 위해 냉각제를 유리시킨다. 하나 이상의 극저온 냉각장치의 정상 작동동안, 헬륨은 극저온 냉각장치를 평형 상태로 유지하기 위하여 이동된다. 과잉 헬륨을 냉각상태의 극저온 냉각장치로 이동시키거나, 과잉 헬륨에 대한 요구가 없는 경우에는 총 냉각제 공급량을 감소시킨다.
시스템은 각 극저온 냉각장치를 위한 적절한 냉각제 공급량을 연산하기 위하여 다양한 매개변수를 모니터링한다. 상기 매개 변수는 연산된 극저온 냉각장치를 통과하는 냉각제 유속, 구동 모터의 속도, 냉각제의 압력, 및 극저온 냉각장치의 온도를 포함한다. 상기 방식으로, 총 냉각제 부하 및 개별 극저온 냉각장치의 현재 냉각 기능에 따라, 적절한 냉각제 공급이 공통 압축기 저장고로부터 다수의 극저온 냉각장치로 운반될 수 있다. 따라서, 헬륨 관리 제어 시스템은 냉각제 공급의 부족으로부터 나타나는 불리하거나 늦추는 효과를 최소화하고 냉각제 공급이 과잉한 경우에 성능을 증가시킨다.
본 발명의 전술한 목적 및 다른 목적, 특성 및 이점은 다른 관점에서 본 동일한 부분에 관한 특성에 대한 도면에 기술된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 구체예의 하기의 보다 상세한 설명으로부터 명백하다. 도면은 반드시 일정한 비례로 된 것은 아니며, 본 발명의 원칙을 기술한다.
도 1a는 통상적인 종래 극저온 냉각장치의 개략도이고;
도 1b는 도 1의 극저온 냉각장치를 포함하는 통상적인 종래 극저온 펌프의 단면도를 도시하고,
도 2는 다수의 극저온 펌프 및 압축기에 연결된 극저온 냉각장치 시스템 주 장치 제어기의 블록도를 도시하고,
도 3은 시간에 대한 헬륨 냉각제 유속의 예를 도시하고,
도 4는 극저온 냉각장치가 소비하는 헬륨의 양을 결정하는데 사용되는 헬륨 소비 모델의 도표를 도시하고,
도 5는 데이타 및 조절 흐름의 블록도를 도시하고,
도 6은 시스템 주 장치 제어기의 상부 흐름도를 도시하고,
도 7은 주 장치 제어기, 압축기 및 극저온 펌프사이의 데이타 흐름의 블록도를 도시하고,
도 8은 주 장치 제어기의 상태도를 도시하고,
도 9는 요구에 대한 분배 상태의 작동 흐름도를 도시하고,
도 10은 미달압력 검사 루틴의 흐름도를 도시하고,
도 11은 분배 루틴의 흐름도를 도시하고,
도 12는 극저온 펌프의 종속 장치 제어기의 흐름도를 도시하고,
도 13은 냉각 루틴의 흐름도를 도시하고,
도 14는 압축기 검사 루틴의 흐름도를 도시하고,
도 15는 3가지 제어 상태를 사용하는 추가의 특정 구체예의 헬륨 관리 제어의 흐름도를 도시하고,
도 16a-16c는 4가지 제어 상태 또는 모드를 사용하는 특정 구체예의 헬륨 관리 제어의 흐름도를 도시하고,
도 17a-17b는 도 16a-16c의 제어기에 연결된 극저온 펌프의 헬륨 관리 제어의 흐름도를 도시한다.
본 발명의 바람직한 구체예는 하기와 같다.
헬륨 관리 제어를 논의하기 전에, 극저온 펌프 (펌프) 작동을 논의하는 것이 유익하다. 극저온 펌프 및 물 펌프와 같은 진공 펌프는 진공 처리 용기를 약 0기압으로 하는데 사용된다. 10-6 내지 10-9 토르의 차수로 약 0기압, 또는 그 이하는 진공 처리 용기로부터 모든 분자를 실질적으로 제거함에 의해서 달성된다. 분자는 극저온 펌프의 극저온 냉각장치를 통해 진공 처리 용기로부터 제거된다. 극저온 냉각장치의 일부가 약 절대온도 0, 일반적으로 10 내지 20K로 냉각되고, 이는 처리용기의 모든 분자를 극저온 냉각장치에 의해 냉각된 극저온 어레이로 응결시킨다. 극저온 어레이는 일반적으로 조밀한 부피에 표면적을 제공하는 한 벌의 루버 및 배플이다. 따라서, 응축된 기체는 낮은 증기압을 가진 고체상태로 변하여 거의 진공상태가 된다. 또한, 극저온 어레이는 숯과 같은 흡수 물질을 포함하는데, 이는 응축되지 않는 분자, 예를 들어, 수소, 헬륨 및 네온을 흡수한다. 극저온 냉각장치는, 절대 온도 0에 가까운 온도에 이를 수 있는, 헬륨 가스와 같은 냉각 작업유체에 의해 동력이 공급된다.
극저온 펌프는 이들의 현재 작동 및 온도에 따라 다양한 헬륨의 양을 소비한다. 일련의 펌프를 하나 이상의 압축기의 공통 압축기 저장고에 연결하여 유효한 헬륨 공급을 최대화한다. 펌프에 의한 헬륨 소비는 제어기에 의해 모니터링되고 조절된다. 각 펌프의 다양한 작동 매개변수를 모니터링하여 헬륨의 적절한 공급량이 각 펌프에 공급된다. 과잉 헬륨은 이를 사용하는 펌프에 이용되도록 다시 이동된다. 부족 헬륨은 작동을 유지하고 해로운 효과를 최소화하기 위하여 공급이 제한된다.
일반적인 극저온 펌프의 냉각장치에서, 작업유체는 압축되고; 압축기의 열은 공기-냉각 열 교환기에 의해 제거되고; 다시 유체는 재생 열 교환 기판에서 냉각되고; 다음, 기체는 팽창되어 주변 온도 이하로 냉각된다. 극저온 펌프는 진공 처리 용기로부터 기체 분자를 제거하기 위하여 20K미만으로 효과적으로 작동되어야 한다. 상기 저온에 도달하기 위해서는 매우 효율적인 열 교환기 및 절대 온도 0에 접근하는 온도에서 기체상태로 남아 있는 헬륨 가스와 같은 작업유체를 사용하여야 한다.
펌프의 극저온 냉각장치에서 압축된 기체 냉각제의 흐름은 순환적이다. 극저온 냉각장치의 가장 기본적인 형태에서, 압축된 가스의 공급원, 예를 들어, 압축기는 유입구 밸브를 통해 실린더의 제 1단부로 연결된다. 배출 라인의 배출 밸브는 제 1단부로부터 압축기의 저압 유입구로 연결된다. 여과기는 실린더의 제 2, 냉각 단부에 위치한 냉각장치를 포함하고, 배출 밸브는 닫히고 유입 밸브가 열리는 경우에 실린더는 압축된 기체로 채워진다. 유입 밸브가 열려 있는 경우에, 여과기가 제 1단부로 이동하여 압축된 기체를 냉각장치를 통하여 제 2단부로 이동시키는데, 이때 기체는 냉각장치를 통과하면서 냉각된다. 유입 밸브가 닫히고 배출 밸브가 열리는 경우에, 기체는 저압 배출 라인으로 팽창되어 추가로 냉각된다. 이에 의한 제 2단부의 실린더 벽의 온도 구배는 열이 로드로부터 실린더 내의 기체로 흐르도록 한다. 배출 밸브가 열리고 유입 밸브가 닫히면, 여과기는 제 2단부로 이동하여, 열을 냉각 기체로 돌아가게 하는 축냉기(regenerator)를 통해 기체를 다시 교환하여, 축냉기를 냉각시키고, 순환이 완성된다. 일반적인 펌프에서, 실린더를 냉각 핑거라고 칭하며 제 1단계 및 제 2단계를 포함한다.
극저온 펌프 작동을 위해 필요한 저온을 만들기 위하여, 유입되는 기체는 팽창전에 냉각되어야 한다. 축냉기는 유입되는 기체로부터 열을 얻고, 이를 저장하여 이를 배출 흐름에 방출한다. 축냉기는 역-흐름 열 교환기이고, 이를 통해 헬륨은 어느 한쪽 방향으로 선택적으로 이동한다. 축냉기는 높은 표면적, 높은 비열 및 낮은 열 전도성의 물질을 포함한다. 이와 같이, 축냉기는 헬륨의 온도가 더 높은 경우에는 헬륨으로부터 열을 수용할 것이다. 헬륨의 온도가 더 낮은 경우에는 축냉기는 열을 헬륨에 방출시킬 것이다.
도 1a는 극저온 냉각장치(10)의 블록도를 도시한다. 도 1a의 장치에서, 헬륨은 고압 밸브(46)를 통해 냉각장치의 냉각 핑거로 유입되고, 저압 밸브(48)을 통해 유출된다. 여과기 구동 모터(216)는 각각 극저온 냉각장치의 제 1단계 및 제 2단계에서 여과기(207) 및 (209)를 구동한다. 제 1단계 여과기(207)는 제 1 축냉기(211)을 포함하고, 제 2단계 여과기(209)는 제 2 축냉기(213)를 포함한다. 열은 제 1단계 열 로드(203), 예를 들어, 극저온 펌프 방사 차폐 및 정면 어레이, 및 제 2단계 로드(205), 예를 들어, 10K-20K 극저온 패널로부터 획득된다.
도 1b는 극저온 냉각장치를 포함하는 극저온 펌프의 단면도를 도시한다. 도 1b에서, 펌프 하우징을 제거하여 여과기 구동장치(40) 및 크로스헤드 어셈블리(42)를 노출시킨다. 클로스헤드는 모터(40)의 회전 움직임을 2-단계 냉각 핑거(44)내의 여과기를 구동하는 왕복운동으로 전환시킨다. 각 순환내에서, 라인(46)을 통해 가압하에서 냉각 핑거로 도입되는 헬륨 기체는 팽창되고, 따라서 냉각되어 냉각핑거를 극저온으로 유지한다. 다음, 여과기에서 열 교환 기판에 의해 가온된 헬륨은 라인(48)을 통해 배출된다.
제 1단계 열 스테이션(50)은 냉각장치의 제 1단계(52)의 냉각 단부에 장착된다. 유사하게, 열 스테이션(54)은 제 2단계(56)의 냉각 단부에 장착된다. 적절한 온도 센서 구성 요소 (58) 및 (60)은 열 스테이션 (50) 및 (54)의 뒷면에 장착된다.
제 1 펌핑 표면은 열 싱크(54)에 장착된 극저온 어레이(62)이다. 상기 어레이는 미국특허 제 4,555,907호에 공개된 다수의 디스크를 포함하고, 이는 참고문헌으로 전체가 본원에 통합된다. 저온 흡수제는 압축될 수 없는 기체를 흡수하기 위하여 어레이(62)의 보호된 표면에 장착된다.
컵-모양 방사 차폐(64)는 제 1단계 열 스테이션(50)에 장착된다. 냉각 핑거의 제 2단계는 방사 차폐의 개구부를 통해 연장된다. 상기 방사 차폐(64)는 제 1극저온 패널 어레이를 뒷면 및 옆면에서 둘러싸서 방사에 의한 제 1극저온 패널 어레이의 열 발생을 최소화한다. 방사 차폐의 온도는 열 싱크(50)의 40K와 같이 낮은 온도로부터 배출된 용기의 개구부(68)에 인접한 130K와 같은 높은 온도의 범위이다.
정면 극저온 패널 어레이(70)은 제 1 극저온 패널 어레이를 위한 방사 차폐 및 수증기와 같은 높은 끓는점 기체를 위한 극저온 펌핑 표면으로서 역할한다. 상기 패널은 스포크-모양 플레이트(74)에 의해 결합된 중심이 같은 루버 및 쉐브론(72)의 원형 어레이를 포함한다. 상기 극저온 패널(70)의 형상은 원형, 중심이 같은 구성 요소에 한정될 필요는 없으나; 방사 열 차폐 및 고온 극저온 펌핑 패널로서 기능하도록 배열되어 제 1 극저온 패널로의 낮은 끓는점 기체를 위한 통로를 제공한다.
도 2는 일련의 펌프에 헬륨 냉각제를 공급하는데 사용되는 압축기의 저장고를 도시한다. 도 2와 관련하여, 공통 압축기 저장고(16)은 분기관(18)에 헬륨 냉각제를 공급하는 압축기(16a 내지 16n)를 포함한다. 분기관(18)은 종속기관 제어기(215a 내지 215n)와 결합되어 일련의 펌프(10a 내지 10n)에 연결된다. 종속기관 제어기는 각각 여과기 구동 모터(216)를 제어하고, 이는 헬륨 가스가 팽창됨에 따라 냉각 핑거에서 왕복운동하는 여과기를 구동한다. 여과기 구동 모터는 공급된 헬륨의 양에 의해 펌프의 냉각 속도를 조절하는 데 사용된다. 진공 네트워크 주 장치 제어기(12) (제어기) 또는 VNC는 여과기 구동 모터(216)을 제어하는 종속 장치 제어기 각각에 연결되고, 펌프(10)에 공급된 헬륨 냉각제의 양을 증가시키거나 감소시키는데 사용된다. 펌프(10) 각각은 하나 이상의 센서(14a-14n)을 구비하고, 이는 제어기(12)에 피드백을 제공한다. 따라서, 제어기(12)는, 하기에 보다 더 상세하게 기술된 바와 같이 센서(14)가 보낸 신호를 받아 센서(14)로부터 받은 신호 및 분기관으로부터 유효한 총 헬륨량에 기초하여 각 펌프(10)를 위한 헬륨양을 연산하여 이에 연결된 모든 펌프(10)를 조절한다.
헬륨 관리 제어 시스템이 극저온 펌프에서 전형적인 극저온 냉각장치와 결합하여 기술된 것을 주지하여야 한다. 헬륨 관리 제어 시스템은 다양한 극저온 냉각장치를 구동하는 헬륨 공급과 관련하여 사용될 수 있다. 본원에서 기술된 극저온 펌프는, 예를 들어, 한 단계 극저온 냉각장치에 의해 냉각되는 물 펌프이고, "라인 극저온 물 펌프의 박형"이라는 명칭의 미국 특허 제 5,887,438호에 공개되어 있고, 전체가 참고문헌으로 분원에 통합되고, 본원의 양수인에게 양도되었고, 또는 다른 헬륨 구동 극저온 장치이다.
펌프의 냉각 작동에 따라, 헬륨 소비 속도는 다양하다. 냉각 작동은 펌프의 온도를 주변온도로부터 극저온에 이르게 하고, 대부분의 헬륨을 필요로 한다. 극저온이 달성되면, 정상 작동 모드는 온도를 유지하고 헬륨의 일반적으로 안정한 흐름을 필요로 한다. 재생 작동은 펌프를 가온시켜서 축적되고 응축된 기체를 방출하고, 헬륨을 거의 요구하지 않거나 전혀 요구하지 않는다. 다른 요인이 헬륨 소비 속도에 영향을 줄 수 있다. 냉각 기간동안, 펌프는 냉각될수록 점차로 더 많은 헬륨을 소비하여 정상 작동 온도에 도달한다. 정상 작동 온도에서, 부착된 진공 처리 용기에서 발생하는 진공 처리 활성은 열을 발생하여, 냉각 부하를 증가시키고 이는 헬륨 소비 속도를 증가시킨다.
공통 냉각제 공급기에 연결된 모든 펌프의 총 헬륨 운반 속도는 총 냉각 수요량을 결정하는데 사용된다. 유사하게, 공통 냉각제 공급에 기여하는 압축기 또는 압축기들의 냉각제 용량은 시스템의 냉각제 용량을 결정하는데 사용된다. 상기에서 지적한 바와 같이, 각 펌프의 실제 소비율은 다양한 요인에 따라 다양하다. 특정 경우에는, 시스템의 냉각제 용량은 총 냉각 부하를 초과하고, 이는 시스템에 과잉 헬륨이 있음을 의미한다. 유사하게, 많은 펌프가 고 헬륨 소비 기간을 거치는 경우에, 총 냉각 부하는 냉각 용량을 초과하고 이는 헬륨 부족을 의미한다.
모든 펌프의 현재 작동 및 총 냉각제 용량을 모니터링함에 의해, 과잉 헬륨을 확인하고 이를 사용할 수 있는 펌프로 전환된다. 유사하게, 부족 헬륨은 정상 작동을 유지하기 위하여 적절하게 할당되거나, 극한 상황에 해로운 효과를 완화시킨다. 예를 들어, 냉각 작동은 가장 많은 헬륨을 소비하고, 따라서, 과잉헬륨을 냉각중인 펌프에 전환시킴에 의해서 냉각에 요구되는 시간을 감소시킨다. 재생 작동의 펌프는 거의 헬륨을 필요로 하지 않거나 전혀 필요로 하지 않고, 따라서 과잉 헬륨이 존재하게 된다. 또한, 정상 작동의 펌프는 온도가 올라가기 시작한다. 극저온 펌핑 온도를 유지하기 위하여, 헬륨을 냉각중인 펌프로부터 전환시켜서, 냉각시간을 증가시키지만 가온되기 시작한 펌프에서 극저온 펌핑온도를 보전하여 계속적인 정상 작동을 하도록 한다.
도 3은 시간이 경과함에 따른 헬륨 분배 유속의 예를 도시한다. 4개의 펌프(301 내지 304)의 각각이 수평축에 의해 도시된 시간에 따라 도시된다. 초기에는 모든 펌프가 동일하게 소비한다. 점선(310)에 의해 도시된 시간에서, 펌프(303)은 재생 상태에 들어가고 가온된다. 따라서, 추가 헬륨이 펌프 (301), (302) 및 (304)에 제공된다. 선택적으로, 증가된 헬륨이 비효율적인 경우에, 펌프 (301), (302) 및 (304)의 구동 모터 속도는 공통 압축기 저장고로부터 모든 헬륨을 모으는 것을 감소시키기 위하여 감소된다. 점선(312)에 의해 도시된 시간에서 펌프(303)은 재생 가온을 완료하고 냉각상태에 들어간다. 따라서, 과잉 헬륨은 펌프(301), (302) 및 (304)로부터 전환되어 펌프(303)의 냉각을 가속화시킨다. 점선(314)에 의해 도시된 시간에서, 극저온 펌프(303)은 냉각을 완료하고, 모든 펌프는 점선(316)에 의해 도시된 시간에서 동일한 소비 속도로 돌아간다.
일반적으로 극저온 펌프에 의해 소비된 헬륨은 질량 유속의 단위로 표현되는데, 예를 들어, 특정 온도 및 압력에서 표준 분당 3제곱 피트 (SCFM)이다. 또한, 다른 단위, 예를 들어, 그램/초가 질량 유속을 나타내기 위하여 사용된다. 소비된 헬륨은 여과기가 순환모드로 왕복운동하는 경우에, 냉각 핑거에 존재하는 최대 및 최소 헬륨 질량으로부터 결정된다. 도 4는 극저온 펌프의 극저온 냉각장치를 위한 헬륨 소비 속도를 연산할 때 냉각 핑거내의 최대 및 최소 헬륨 질량에 대한 여과기 위치를 도시한다. 제 1단계 및 제 2단계 (207 및 209)를 가지는 여과기는 냉각 핑거(44)의 내부를 통해 각각 왕복운동한다. 여과기가 구동 모터(215)에 의해 왕복운동할 때, 헬륨이 팽창되어 냉각 핑거를 냉각시킨다. 또한, 각 교환기 순환은 고압(46) (공급) 및 저압(48) (배출) 라인을 열어 팽창되지 않은 헬륨을 모으고 팽창된 헬륨을 소비한다. 소비된 헬륨의 양은 하기의 식에 의해 주어진다:
유속 = (최대 유량 - 최소유량)*구동모터속도
따라서, 구동 모터의 속도가 증가함에 따라, 소비된 헬륨은 증가된 교환기 순환때문에 증가하고, 이에 의하여 로드로부터 추가의 열을 모은다.
예를 들어, 공통 압축기 저장고가 헬륨 84 SCFM을 이동시키는 경우에, 압축기 저장고는 헬륨 14 SCFM을 6개의 냉각장치에 공급한다: 84/6=14. 상기에서 지적한 바와 같이, 펌프에 의하여 소비된 헬륨은 다양하다. 냉각장치 4개가 단지 헬륨 12.5 SCFM을 소비하는 경우에, 상기 4개의 냉각장치로부터의 냉각장치 부하는 12.5*4, 즉 50 SCFM이다. 압축기가 84 SCFM를 공급하기 때문에, 나머지 2개의 냉각장치에 대해서는 84-50, 즉 34 SCFM이다. 나머지 2개의 냉각장치가 냉각 상태에 있는 경우에, 이들에 각각 시스템내의 과잉량으로 인해 34/2, 즉 헬륨 17 SCFM이 공급된다. 선택적인 구체예에서, 냉각된 냉각장치에 과잉 헬륨이 동일한 양으로 할당될 필요는 없다.
도 5는 헬륨 관리 제어 시스템의 구체예의 데이타 흐름의 블록도를 나타낸다. 도 5에 관하여, 공통 압축기 저장고(16)의 압축기 각각은 각 압축기로부터 유효한 최대 헬륨의 표시를 제어기(12)에 송출하고, 이는 총 헬륨 공급의 연산을 가능하게 한다. 펌프(10)의 각각은 하기의 매개변수를 제어기에 보낸다: 최소 헬륨 양, 현재 연산된 헬륨 소비 속도, 작동 모드 및 헬륨 부족을 나타내는 헬륨 소비 상태. 제어기(12)는 할당된 헬륨 매개변수 또는 값을 펌프가 소비할 수 있는 최대 헬륨 속도를 나타내는 펌프에 보낸다. 최대 헬륨 소비 신호는 특정 극저온 냉각장치에 연결된 종속 장치 제어기(215)를 통해 교환기 구동 모터를 조절하는데 사용된다. 상기에서 지적한 바와 같이, 여과기 구동 모터의 속도는 펌프의 헬륨 소비를 조절한다.
도 6은 헬륨 관리 제어 시스템의 제어 흐름의 상부 흐름도를 도시한다. 시스템은 규칙적인 간격으로 폴링하여 임의의 극저온 펌프로의 헬륨 공급이 조절될 필요가 있는지를 결정한다. 선택적으로 시스템은 인터럽트 또는 사건 구동방식이다. 단계(100)에서 도시한 바와 같이 폴링 간격이 종료되는 경우에, 단계(102)에서 기술한 바와 같이 모든 극저온 펌프가 정상적으로 작동하는지를 검사한다. 모든 펌프가 정상적으로 작동하는 경우에, 단계(104)에서 기술한 바와 같이, 시스템은 다음 폴링 간격을 기다린다. 임의의 펌프 또는 시스템이 정상적으로 작동되지 않는 경우에, 즉, 하나 이상의 펌프가 허용된 소비의 한계에 도달한 경우, 또는 시스템 차압 (DP)이 임계값 미만으로 감소된 경우에, 단계(106)에 도시한 바와 같이, 헬륨 관리 제어가 수행되고 이는 하기에 추가로 기술된다. 헬륨 관리 제어의 2개의 구체예가 하기에 기술된다.
도 7은 펌프(10a-10b)의 진공 네트워크 제어기 (VNC(12)) 또는 주 장치 제어기, 압축기(16) 및 종속 장치 제어기(215a-215d)사이의 데이타 흐름의 블록도를 도시한다. 압축기는 VNC(12)에 공급 압력 및 회귀 압력을 송출한다. 또한, 압축기는 표준 분 당 3제곱 피트 (SCFM)으로 공급하는 헬륨의 초기 값을 송출한다. 도 10에 관하여 하기에 추가로 기술된 VNC의 미달압력 검사 루틴(110)은 유효 헬륨 수정 값(112)을 연산한다. 유효 헬륨 수정값은 주기적으로 재연산되어 현재 소비량에 기초한 할당을 위해 유효한 헬륨의 양에 근사하게 된다. 이 값은 펌프(10) 및 압축기(16)의 소모 및 분열 및 효율과 같은 요인으로 인해 압축기 치환 및 속도에 기초한 정격 공급값 주위에서 다소 다양하다. 유효 헬륨 수정(112)값은 분배 루틴(114)에서 사용되고, 도 11에 관하여 하기에 추가로 기술된다.
연산되고, 할당된 헬륨 값은, 화살표(116)에 의해 도시된 바와 같이 각 펌프(10a-10d)를 제어하는 종속 장치 제어기(215a-215d)에 송출된다. 종속 장치 제어기는 여과기 모터가 할당된 헬륨 값을 초과하지 않고 가동하는 최대 여과기 모터 속도를 결정한다. 또한, 종속 장치 제어기의 펌프 속도 제어 루프는 극저온 펌프 온도의 작용으로 교환기 모터 속도를 제어하고 모터를 낮은 속도로 가동시키나, 할당된 헬륨 값에 해당하는 속도를 초과하지 못한다. 또한, 펌프 속도 제어 루프는 온도에 따라 VNC(12)에 의해 구동되지 않는 독립형 모드로 펌프가 디폴트 할당 값에 이르는 헬륨을 자유롭게 소비하도록 한다. 다음, 종속 장치 제어기(215)는 하기에 추가로 기술된 바와 같이, 실제 헬륨 소비를 나타내는 헬륨 소비 값을 연산한다. 총 유효 헬륨 값과 마찬가지로, 헬륨 소비 값은 현재 작동 조건 및 소모 및 분열과 같은 요인에 따라 펌프에 대한 정격 치환 값과 다르다. 헬륨 소비값은 화살표(118)에 의해 도시된 바와 같이, 연속적인 헬륨 할당값 연산 용도로 VNC(12)에 다시 송출된다.
도 8은 VNC(12)의 상태 도표이다. 도 6,7 및 8에 관하여, 상태 전환은 각 폴링 간격(100)에서 시스템의 작동에 따라 일어난다. 유휴 (idle) 상태(120)는 시스템의 준비 및 맵핑 (mapping)시에 일어나고, 펌프(10) 및 압축기(16)을 시작하기 전에 초기 기록 및 디폴트 값을 수행한다. 또한, 초기 크기 검사는 압축기가 분기관에 연결된 펌프(10)에 적절하게 맞추어졌는지를 확인하기 위하여 수행된다. 하나 이상의 펌프(10) 및 한 개의 압축기(16)가 시작된 경우에, VNC(12)는 모니터 상태(122)로 변환된다.
모니터 상태(122)에서, 펌프(10)는 임의의 펌프(10)가 한계 상태에서 작동하는지를 결정하기 위하여 각 폴링 간격(100)에서 VNC에 의해 폴링되고 이는 하기에 추가로 기술된다. 한계 상태에서 작동하는 펌프(10)는 이의 최대 허용 소비량에서 또는 이에 근접하여 소비하고, 가온되는 것을 피하기 위하여 보다 많은 헬륨을 필요로 한다. 요구에 대한 분배 상태(124)로의 전환은 하나 이상의 펌프(10)가 한계상태를 보고하는 경우, 또는 DP가 임계값이하로 떨어지는 경우에 발생한다. 요구에 대한 분배(124)는 한계에서 펌프(10)에 보다 많은 헬륨을 제공하기 위하여 시스템의 과잉 헬륨을 재할당하려는 것이고, 이는 하기에 도 9에서 추가로 기술된다. 요구에 대한 분배(124)는 펌프(10)가 DP가 여전히 낮은 한계 상태에서 벗어나도록 하는 충분한 헬륨을 재할당할 수 없는 경우에, 시스템은 과부하 상태(126) 또는 계층에 대한 분배(128)상태로 전환된다.
과부하 상태(126)에서, 과도하게 소비하는 펌프에 가능한한 많은 헬륨이 이미 재할당되었기 때문에 VNC(12)는 각 펌프에 대한 현재 할당을 유지한다. 예를 들어, 6개의 펌프 중에서 5개가 적절하게 작동하지만, 여섯번째 펌프가 결함 있는 보조 밸브로 인해 과도하게 소비하는 경우에, 결함 있는 펌프에 더 많은 헬륨을 할당하는 것은 단지 다른 5개의 펌프에서 빼앗는 것이다. 계층에 대한 분배 상태(128)는, 반면에, 보다 공격적인 접근을 시도하고, 선택적으로 사용자-지정 계층에 따라 펌프(10)를 차단한다. 예를 들어, 펌프가 냉각상태인 경우에, 웨이퍼 페이로드(payload)로 현재 활성화된 다른 펌프를 절충하는 것을 피하기 위하여 냉각 작동을 종결시키고 페이로드를 절약하는 비가동시간으로 바꾸는 것이 이익이다. 그러나, 계층에 대한 분배는 VNC가 실제로 작동을 종결하도록 하기 때문에 사용자는 이러한 특성이 허용되는 것을 원하지 않는다.
도 9는 요구에 대한 분배 상태(124)에서 수행되는 연산의 흐름도이다. 도 9와 관련하여, 단계(130)에서 도시한 바와 같이, 요구에 대한 분배 상태가 시작된다. 펌프(10) 및 압축기(16) 각각은 단계(132)에 도시된 바와 같이, 폴링하여 현재 작동 매개변수를 결정한다. 공급 압력 및 회귀 압력이 수용되고, 공통 분기관에 연결된 모든 압축기에 동일하다. 펌프 작동 매개변수는 현재 연산된 헬륨 소비 값, 현재 헬륨 할당 값, 소비 상태 (위치), OK 또는 한계, 현재 냉각 모드, "온 (on)" (냉각장치 가동, 온도 제어 기능 온 또는 온도 제어 보조적 수동장치 운전됨), "냉각 (cooldown)" (목표 온도를 달성하기 위해 냉각장치 가동 상태), 또는 "오프 (off)" (냉각장치 가동, 헬륨을 소비하지 않음), 및 펌프가 작동되는데 필요한 최소 헬륨을 포함한다. 냉각 모드는 펌프에 의해 수행되는 현재 냉각 작동을 의미하고, 냉각되는 동안 냉각으로, 펌프가 VNC에 의해 제어되고 있는 때에 온도 제어로, 및 재생 작동과 같이 헬륨이 필요하지 않는 때에는 "넌 (none)"으로 지정된다.
단계(134)에서 기술한 바와 같이, 안정화 기간이 마지막 재분배이후로 종료되었는지를 검사한다. 안정화 타이머는 전 재분배가 유효한지를 결정하는데 걸리는 시간을 의미하며, 일반적으로 1분이다. 안정화 타이머가 종결되지 않은 경우에, 제어는 다음 폴링 간격을 기다리기 위하여 단계(130)으로 전환된다. 안정화 타이머가 종결되거나 안정화 타이머가 지정되지 않은 경우에, 단계(136)에 기술된 바와 같이 과부하 또는 계층에 대한 분배 (DPH) 상태가 시작되어야 하는지를 검사한다. 미달압력 상태가 존재하고, 시스템이 계속 과도하게 소비하고, 냉각중인 보든 펌프가 최소헬륨 분배 값에서 작동되고 있는 경우에, 과부하 또는 DPH가 시작된다. 단계(132)에서 획득된 DP가 특정 목표 임계값미만인 경우, 일반적으로 190lbs/in2미만인 경우에 미달압력 조건이 존재한다. 상기에 기술된 바와 같이, 일반적인 작동 DP는 약 200lbs/in2이고, 이는 공급 및 회귀 압력 각각 400 및 200lbs/in2에 대응한다.
시스템은 모든 펌프로부터 연산된 헬륨 소비의 합이 현재 또는 가장 최근에 연산된 수정된 유효 헬륨(112) (도 7) 값보다 큰 경우에 과도하게 소비한다. 특정 구체예에서, 펌프는 연산된 헬륨 소비 합이 수정된 유효 헬륨(112)를 5% 초과하는 경우에 과도하게 소비한다.
제 3 조건은 냉각 모드를 보고하는 모든 펌프가 이미 단계(132)에서 보고한 바와 같이 최소 헬륨 할당에 있는 것이다. 시스템은, 최소 헬륨 할당량에 도달할 때까지 온도 제어중인 펌프를 위해 더 많은 헬륨을 허용하기 위하여 냉각중인 펌프를 위한 할당된 헬륨 매개변수를 낮추고자 한다. 모든 펌프가 최소 헬륨 할당량에 도달하는 경우에, 다른 펌프에 할당하기 위한 과잉 헬륨이 없게 된다.
냉각중인 펌프가 모두 최소 헬륨 상태이고, 미달압력 및 과도소비 검사가 양성인 경우에, 단계(138)에서 도시한 바와 같이, DPH가 시작되고 허가되는지를 검사한다. DPH가 시작되고 허가된 경우에 DPH 상태(128)에 들어가고 그렇지 않으면 과부하 상태(126)에 들어간다.
시스템이 아직 과부하(126) 또는 DPH(128)로 전환될 필요가 없는 경우에, 압력 불충분 검사 루틴(140)은 수정된 유효 헬륨에 대한 신규 값을 연산하기 시작하고, 이는 도 10과 관련하여 하기에 기술된다. 다음, 하기에 추가로 기술된 분배 루틴이 단계(142)에 기술된 바와 같이 시작된다. 분배 루틴은 또한, 펌프(10) 각각에 대한 신규의 할당된 헬륨 값을 재연산한다. 시스템이 단계(144)에 도시된 바와 같이, 상태가 모니터(122)로 전환되는 것을 허용하기에 충분하게 헬륨을 재분배하는지 여부를 검사한다. 안정화 타이머가 경과하고 펌프가 한계 조건을 보고하지 않는 경우에, 펌프의 어느 것도 충분한 헬륨을 빼앗기지 않았기 때문에 VCN은 모니터 상태(122)로 전환된다. 다음, 단계(146)에 기술된 바와 같이, 모든 압축기 또는 모든 펌프가 폐쇄되었는지 여부를 검사한다. 압축기 또는 펌프가 어느 것도 켜지지 않은 경우에 시스템은 유휴 상태(120)로 전환된다. 마지막으로, 단계(148)에 기술된 바와 같이, 헬륨 할당을 위해 새롭게 연산된 값을 펌프(10)에 송출한다.
도 10은 단계(140)의 미달압력 검사 루틴을 보다 상세하게 도시한다. 도 10와 관련하여, 단계(150)에 도시된 바와 같이 미달압력 검사 루틴(140)이 시작된다. 시스템이 단계(152)에 기술된 바와 같이 미달압력으로 작동되는지를 검사한다. 검사는 상기 단계(136)에서 플래그 세트를 읽는 것을 포함하거나, 이는 DP를 재연산하고 이를 DP 목표값과 비교한다. 시스템이 여전히 미달압력 상태에서 작동되고 있는 경우에, 단계(154)에 기술된 바와 같이 흐름 정정 인자는 사전에 결정된 값, 예를 들어 0.01에 의해 감소된다. 다음, 단계(158)에 도시한 바와 같이, 흐름 정정 인자는 수정된 현재 유효 헬륨값(112)으로 곱해져서, 새로운 수정 유효 헬륨 값(112)을 평가하고, 단계(162)에 도시한 바와 같이 제어는 요구에 대한 분배 흐름도로 전환한다. 상기 방식으로, 연산된 유효 헬륨은 하기에 추가로 기술된 바와 같이, 분배 루틴을 허용하기 위해 감소되고, 보다 적은 공급으로부터 헬륨 할당을 연산한다. 따라서, 연속적인 반복은 시스템이 안정되거나 과부하(126) 또는 DPH(128)로 전환될 때까지 연산된 유효 헬륨을 낮추는 효과를 가진다.
미달압력 상태가 존재하지 않는 경우에, 단계(156)에 도시된 바와 같이, 모든 펌프에 대한 총 연산된 헬륨 소비량이 수정된 유효 헬륨값(112)의 임의의 임계값을 초과하거나 그 이내인지를 검사한다. 단계(160)에 도시된 바와 같이, 총 연산된 헬륨 소비량이 임의의 임계값내인 경우에 헬륨 흐름은 충분하고, 흐름 수정 인자는 사전에 결정된 값, 예를 들어 0.01까지 증가되고, 연산된 유효 헬륨을 증가시킨다. 다음, 단계(158)에 도시된 바와 같이 수정된 유효 헬륨 값이 다시 연산되고 제어가 단계(162)에 기술된 바와 같이 DPD 루틴으로 전환된다.
도 11은 단계(142)의 분배 루틴 (도 9)을 보다 상세하게 도시한다. 도 11과 관련하여, 단계(164)에 도시된 바와 같이 분배 루틴이 시작된다. 온도 제어 모드에서 펌프에 대한 새로운 할당 헬륨 값이 단계(166)에 도시된 바와 같이 연산된다. 각 펌프에 의해 보고된 연산된 헬륨 소비값은 상기 단계(156)의 델타 헬륨인자와 곱해져서 온도 제어중인 펌프에 보다 많은 헬륨을 제공한다. 특정 구체예에서, 델타 헬륨 인자는 1.08이다. 다음, 단계(168)에 도시된 바와 같이 냉각중인 냉각시에 펌프에 할당하기에 유효한 헬륨을 연산한다. 단계(166)에서 연산된 헬륨 소비값은 온도 제어 중인 모든 펌프를 위하여 합산되고, 수정된 유효 헬륨의 현재 값에서 이를 빼서 냉각을 위해 유효한 헬륨을 평가한다. 따라서, 온도 제어중인 모든 펌프가 먼저 고려되고, 나머지가 냉각중인 펌프사이에 할당된다. 단계(170)에서 기술한 바와 같이 냉각을 위해 유효한 헬륨을 냉각중인 펌프의 수로 나누고, 크기가 다르게 분기관에 현재 부착된 경우에 가중치를 주어 펌프의 상대적인 크기에 맞춘다. 또한, 연산된 헬륨 할당량이 특정 펌프에 대한 최소 헬륨 할당량보다 보다 적은 경우에, 최소 헬륨 할당량이 사용된다. 따라서, 시스템은 온도 제어에 있어서 펌프에 추가의 헬륨을 재분배하고자 하는데, 이는 상기 상태를 보고하는 하나 이상의 펌프의 한계 상태를 완화하기 위함이다. 다음, 제어는 단계(172)에 도시한 바와 같이, 분배 루틴으로 전환된다.
도 12는 펌프 제어 흐름의 상부 도표를 도시한다. 상기에 지적된 바와 같이, 펌프는 3개의 모드중 하나로 작동된다: 온도 제어, 냉각 및 넌, 및 두가지 상태: OK 및 한계. 또한, 펌프는 VNC에 보고하기 위하여 헬륨 소비값을 연산한다. 펌프 종속 장치 제어기는 VNC에 의해 요구되는 경우에 주기적으로 상기 정보를 송출하고, VNC로부터 할당된 헬륨 값을 받는다. 다음, 펌프 속도 제어 루프 흐름은 그에 알맞게 최대 여과기 속도 (RPMs)을 맞춘다. 펌프 속도 조절 루프가 작동되고 동시에 여과기 모터 속도를 펌프 제어 흐름에 의해 연산된 RPM 범위내에서 제 1상태 온도에 따라 조절한다. 특정 구체예에서, 펌프 속도 조절 루프는 폐쇄 루프 비례-적분-미분 (PID) 루프이다.
도 12와 관련하여, 단계(174)에 도시된 바와 같이, 펌프 종속 장치 제어기의 펌프 제어 흐름 루프가 시작된다. 시작은 VNC(12)에 의해서 시작되나, 또한, 인터럽트 구동 메카니즘과 같은 비동시성 수단으로부터 시작된다. 단계(176)에 기술된 바와 같이 DP를 연산하는데 사용되는 압축기 공급 및 회귀 압력의 현재값이 유효한지를 검사한다. 유효하지 않은 압축기 값의 원인은 펌프, 압축기, 및 VNC간의 연락 고장, 변환기 고장, 또는 압축기의 꺼짐을 포함한다. 단계(178)에 기술된 바와 같이, 압축기 값이 가능한 문제점을 나타내는 경우에, 압축기 검사 루틴이 시작되고 이는 하기에 추가로 기술된다. 압축기 값이 유효하게 나타내는 경우에, 펌프가 단계(180)에 기술된 바와 같이 압축기 검사 루틴에 의해 폐쇄되었는지 여부를 검사한다. 펌프가 사전에 압축기 검사 루틴에 의하여 폐쇄된 경우에, 단계(182)에서 도시된 바와 같이, 동력 고장 회복이 수행되어 초기화되고, 단계(194)에 도시된 바와 같이 펌프 제어 루프를 나간다. 펌프가 사전에 폐쇄되지 않은 경우에, 단계(184)에 기술된 바와 같이 현재 작동 매개변수가 펌프에 대하여 연산된다.
작동 매개변수는 하기와 같이 연산된다: 헬륨 소비 매개변수를 연산하여 제 1단계 온도, 제 2단계 온도, 현재 제어기 속도 (RPM), 공급 압력, 회귀 압력, 및 펌프의 교환에 기초한 펌프 상수 (Cpumpconst)에 기초하여 현재 헬륨 소비 속도를 결정한다:
헬륨 소비 = F(T1, T2, RPM, P공급, P회귀, C펌프상수).
헬륨 소비 값에 대응하는 새로운 할당 RPM 값을 VNC로부터 받은 현재 할당 헬륨 값을 사용하여 연산한다:
할당 RPM = (할당 헬륨*RPM)/헬륨 소비량.
헬륨 소비 값은 또한 상기 기술된 바와 같이 VNC에 다시 송출되어 할당 헬륨 값에 대한 새로운 값을 연산하는 것을 주목하여야 한다. OK 또는 한계의 펌프 상태, 및 냉각시의 펌프 작동 모드, 온도 제어 및 넌이 또한 연산되고 VNC로 송출된다.
펌프 작동 매개변수를 연산한 후에, 단계(186)에 도시한 바와 같이, 펌프가 냉각 모드인지 여부를 검사한다. 펌프가 냉각모드인 경우에 냉각 루틴이 단계(188)에 도시된 바와 같이 시작되고 이는 하기에 추가로 기술된다. 펌프가 냉각모드가 아닌 경우에, 단계(190)에 기술된 바와 같이, (온도 제어에 있어) 켜지거나 꺼져야 하고, 최대 RPM이 할당 RPM, 본 펌프에 대한 최대 RPM 또는 전체 최대 RPM 상수중 작은 것, 일반적으로 100rpm에 맞추어지며 최소 RPM 이상이고, 단계(194)에 도시된 바와 같이 펌프 제어 루프를 나간다.
도 13은 펌프 냉각 루틴을 도시한다. 도 12 및 13과 관련하여, 펌프가 냉각 모드인 경우에, 단계(188)에 도시된 바와 같이, 제어는 냉각 루틴으로 넘어간다. 단계(400)에서 도시한 바와 같이, 냉각 루틴을 시작하여, 제 2단계 온도가 17K미만인지 여부를 검사한다. 온도가 17K미만인 경우에, 제 1단계 온도가 T1목표값인 0.5K이내, 일반적으로 100K인지를 검사한다. T1 (제 1단계)이 목표 정상 작동 온도에 지정된다. T1 (제 1단계)이 충분하게 냉각된 경우에, 단계(406)에 기술된 바와 같이 냉각이 완료되고, 단계(422)에 도시된 바와 같이 냉각 루틴을 나간다.
제 2단계 온도가 17K이상인 경우에 제 2 단계 온도가 40K미만인지 여부를 검사한다. 제 2단계가 40이하인 경우, 또는 제 1단계가 단계(404)의 목표값내의 0.5K이상인 경우에, 단계(408)에 도시된 바와 같이 할당 RPM이 72rpm을 초과하는지 여부를 검사한다. 할당 RPM이 72를 초과하는 경우에, 단계(410)에 도시된 바와 같이 이를 72rpm으로 맞춘다. 따라서, 제 2단계가 40K미만인 경우 또는 제 2단계가 17K미만인 경우에 할당 RPM이 72에 한정되나, 제 1 단계는 T1 목표값 +0.5K로 떨어져서는 안된다.
단계(412)에 도시된 바와 같이 연산된 할당 RPM이 최대 RPM을 초과하는지를 검사한다. 초과하는 경우에, 단계(414)에 기술된 바와 같이 현재 RPM이 최대 RPM에 지정되고 단계(422)에 도시된 바와 같이 냉각루틴을 나간다. 할당 RPM이 최대 RPM 이하인 경우에, 단계(416)에 도시된 바와 같이 이것이 최소 RPM 미만인지를 검사한다. 단계(420)에 도시된 바와 같이 최소 RPM 미만인 경우, RPM을 최소 RPM에 맞추고, 그렇지 않으면 단계(418)에 도시된 바와 같이 할당 RPM에 맞춘다. 다음, 단계(422)에 도시한 바와 같이, 냉각 루틴을 나간다.
도 12로 돌아와서, 단계(178)은 압축기 검사 루틴이다. 도 14는 압축기 검사 루틴을 보다 더 상세하게 도시한다. 도 12 및 도 14와 관련하여, 단계(430)에서 도시한 바와 같이 압축기 검사 루틴을 시작한다. 압축기 검사 루틴의 주요 목적은 압축기가 기능을 하는지를 결정하여 이들이 작동하지 않는다면 펌프를 폐쇄하는 것이다. 공급 압력, 회귀 압력 및 헬륨 할당에 대한 디폴트 값이 단계(432)에서 도시된 바와 같이 지정된다. 일반적으로, 펌프가 냉각중인 경우에 이들 값은 공급압력=400psi, 회귀 압력=200psi, 및 헬륨 할당=최소 헬륨인 디폴트이고, 온도 제어중인 경우에 헬륨 할당에 대한 사전 값이다.
단계(434)에 기술된 바와 같이, 펌프 제어 흐름 루프를 통해 사전 반복기간동안 압축기 검사 루틴을 시작되었는지 여부를 검사한다. 압축기 검사는 펌프 제어 루틴으로부터 동시에 가동되는 시험 타이머를 시작하게 한다. 따라서, 압축기 검사 루틴을 통한 다중 반복은 일반적으로 펌프가 시험 간격에 걸쳐 모니터링되는 경우에 일어난다. 압축기 검사 루틴이 사전에 수행되지 않는 경우에, 단계(436)에 도시된 바와 같이 펌프 모터가 켜져있는지 여부를 검사한다. 켜져 있지 않다면 단계(454)에 기술된 바와 같이 압축기 검사 루틴을 나간다. 펌프 모터가 켜져 있다면, 단계(438)에 도시된 바와 같이 펌프가 재생 모드에 있는지를 검사한다. 재생모드에 있다면 단계(454)에 기술된 바와 같이 압축기 검사 루틴을 나간다.
펌프가 재생 모드에 있지 않은 경우에, 현재 작동 모드, 냉각 또는 온 (온도 제어상의)을 기록하고, 시험 타이머가 단계(440)에 도시된 바와 같이 지정된다. 단계(434)에 도시된 바와 같이, 압축기 검사 루틴을 통한 하기의 반복은 압축기 검사 루틴이 가동되고 있음을 나타내고, 테스트 타이머가 종결되었는지 여부를 단계(422)에 도시된 바와 같이 검사한다. 테스트 타이머는 정상적인 작동을 위한 시스템을 모니터링하는데 걸리는 사전에 결정된 휴지 간격 시간을 허용한다. 시험 타이머가 아직 종결되지 않은 경우에, 단계(454)에 기술된 바와 같이 압축기 검사 루틴을 나가서, 다음 반복을 기다린다. 시험 타이머가 종결된 경우에, 단계(444)에 기술된 바와 같이 냉각 모드를 위한 검사가 수행된다. 펌프가 냉각 모드에 있지 않은 경우에, 단계(448)에 도시된 바와 같이 제 2단계 온도가 사전에 결정된 임계값을 초과하는지를 결정한다. 특정 구체예에서, 입계값은 25K이다. 펌프가 사전에 결정된 임계값을 지나 가온되지 않은 경우에, 단계(450)에 기술된 바와 같이 압축기가 켜지고, 펌프는 계속하여 작동된다. 다음, 펌프가 냉각상태가 아닌 경우에, 단계(446)에 기술된 바와 같이 시험 타이머 간격에 걸쳐 냉각속도가 사전에 결정된 속도, 예를 들어 분당 1K를 초과하는지 여부를 결정한다. 냉각 속도가 1K/min을 초과하지 않는 경우, 또는 제 2단계 온도가 25K를 초과하는 경우에, 단계(452)에 도시된 바와 같이 압축기는 꺼지고, 펌프는 폐쇄된다. 다음, 제어는 단계(454)를 거쳐 다음 반복까지 압축기 검사 루틴을 나간다.
도 8과 관련하여, 계층에 대한 분배 (DPH) 상태(128)는 또한 정상적인 작동 상태를 넘어선 상태를 다루는데 사용된다. 이는 진공 시스템내의 과잉 열부하 또는 펌프 또는 압축기의 손상에 의해 야기된다. 계층에 대한 분배의 주된 목적은 헬륨을 시스템에서 상부 펌프에 할당하고 덜 중요한 펌프에는 이를 할당하지 않는 것이다. 상기 경우에, 펌프는 완전히 차단되어 헬륨을 다른 곳에서 사용되는 것을 허용하여야 한다.
시스템 사용자는 계층에 대한 분배 (DPH) 기능을 가능하게 하고 각 펌프의 상대적인 중요도를 규정하여야 한다. 예를 들어, 특정 구체예의 경우에, 스퍼터 시스템은 두개의 부하-잠금 용기, 버퍼 용기, 전달 용기, 및 전달 용기에 연결된 4개 이상의 처리 용기로 구성된다. 처리 용기 펌프는 우선 순위 3을 받고, 전달 용기 펌프는 순위 2이고, 버퍼 용기 펌프는 순위 1이다. 웨이퍼를 내부에 포함하지 않은 처리 용기에는 우선 순위 4가 할당된다. 헬륨 소비가 요구량을 초과하게 하는 시스템의 결함의 경우에 장치 제어기는 임의의 처리 용기가 그 안에 웨이퍼를 갖지 않는지 여부를 결정하여 이들에게 순위 3 또는 4를 할당한다. 웨이퍼가 없는 처리 용기는 할당된 헬륨을 감소되게 하거나, 펌프를 꺼서 다른 용기가 작동을 계속하도록 한다. 계층 시스템의 부분은 시스템이 "가벼운 고장"을 일으키도록 하는 것이다. 다시 말해서, 손상 시스템에서, 웨이퍼는 처리를 끝내고, 처리 용기로부터 전달 용기를 통하여 버퍼 용기로, 다시 펌프가 이들 뒤에서 꺼지는 부하 잠금으로 이동되는 시간을 가진다. 상기 처리를 위한 전달 시간은 1 내지 3분이다. DPH 상태(128)은 먼저 동시에 순위 4펌프를 끄고, 다음 순위 3순으로 끈다. 결함 상태가 끝나면 펌프는 다시 켜진다.
DPH 상태(128)이 시작되기 전에 가정은 시스템에 유효한 과잉 헬륨 흐름이 존재하지 않아서 시스템이 요구에 대한 분배(124) 상태 이상이라는 것이다. 일부 펌프는 헬륨의 할당량에 적절하게 작동되나, 하나 이상의 펌프가 보다 많은 헬륨을 요구하는 경우에 어느 것도 유효하지 않다. 계속된 작동은 하나 이상의 펌프를 가온시킨다. DPH에 의해 부과된 사전 결정된 계층의 사용은, VNC가 상부 펌프가 냉각되고 다른 펌프는 희생하도록하는 "선별"을 수행하도록 한다. 3 내지 5의 우선 순위는 특정 구체예에 일반적이고, DPH 상태(128)은 사용자가 분기관의 각 펌프에 대한 순위를 포함하여 우선순위를 규정하는 것을 허용한다.
도구 호스트 제어기는 동력학적으로 웨이퍼의 유무와 같은 결과에 기초하여 우선 순위를 할당한다. 또한 사용자는 매우 뜨거운 설치물을 냉각시키는 것과 같이, 일정 상태가 될 때까지 특정 용기내부에 진공을 유지하기를 바란다. 사용자는 펌프가 완전히 차단되는 것이 허용되거나 헬륨의 약 최소량을 할당받아야 하는지를 미리 프로그래밍 하여야 한다. 펌프가 동일한 우선 순위를 가지는 경우에, VNC는 독단적으로 이 순위에 있는 하나의 펌프를 선택하여 헬륨을 차단하거나 재할당한다. 동일하거나 보다 높은 순위에 있는 다른 펌프에 대한 동작은 시스템 안정화가 달성될 때까지 요구된다.
또한, VNC는 펌프 냉각 동안 DPH 상태를 시작한다. 어떤 도구에서, 하나 이상의 펌프가 먼저 온도를 작동하는지를 확인하는 것이 바람직하다. 우선 순위는, 지도에 있는 다른 펌프에 비해 냉각동안 이들 펌프에 보다 높게 할당하는 논리를 사용하여 이들 펌프에 주어진다.
VNC는 도구 호스트 컴퓨터로부터 계층 할당을 수용하고 이들을 저장한다. DPH가 유효하게 되는 경우에, VNC는 현재 할당된 우선 순위를 사용하여 펌프를 제어한다. 도구 호스트에 의한 우선 순위의 반복은 VNC에 의해 받아들여져야 하고 DPH는 빠르게 변화하는 상황을 다루며 작동된다.
다른 특정예에서, 헬륨 관리 제어 시스템은 도 15에 기술된 바와 같이 3가지 제어 모드를 적용한다. 상기 시스템은 제어 모드를 결정하기 위하여 압력차 DP를 사용한다. 도 1b 및 15와 관련하여, 압력차는 고압 공급(46) 라인 및 저압 배출(48) 라인간의 압력 차이이다. 일반적인 극저온 펌프에서, 고압 공급(46) 라인은 약 400psi이고, 저압 배출(48) 라인은 약 200psi이다. 압력차는 두 라인 간의 차이이고 일반적으로 약 200psi이다. 극단적인 경우에, 많은 극저온 펌프가 높은 속도로 헬륨을 소비하는 경우에, 압력차는 임계값 (critical threshold) 미만으로 떨어지고 이에 의하여 냉각 용량은 급격하게 감소하기 시작한다. 본 시스템의 한가지 목적은 압력차가 임계값으로 떨어지는 것을 방지하는 것이다.
도 15에 기술된 시스템에서, 제어 모드는 하기와 같이 결정된다: 정상 모드는 압력차가 190 내지 205psi인 경우에 발생하고; 미달 압력은 압력차가 190psi미만인 경우에 발생하고; 초과 압력 모드는 압력차가 205psi 초과인 경우에 발생한다. 상기 범위는 대략적인 것이고, 실제 시스템에서 조정되어 제어 모드에 대응한 압력차의 선택적인 범위를 제공한다.
도 15와 계속하여 관련하여, 흐름도는 세 가지 제어모드인 정상, 초과압력, 미달 압력을 사용하여 헬륨 관리 제어 시스템의 작동을 도시한다. 압력차가 190psi 내지 205psi의 범위 밖이거나 정상모드가 아닌 경우에, 여과기 구동 모터의 속도를 제어하여 시스템을 다시 정상 모드로 회복시킨다. 극저온 펌프의 각각은 온도 목표값을 가진다. 극저온 펌프의 목표값은 여과기 구동 모터가 정상 극저온 펌핑 온도 동안 달성하려는 온도이다. 목표값을 감소시키는 것은 여과기 구동 모터의 온도를 증가시키는 효과를 가져서 보다 많은 헬륨을 소비하고 극저온 펌프의 온도를 낮추는 경향을 가진다. 유사하게, 목표값을 증가시키는 것은 극저온 냉각장치가 가온되는 것을 허용하여, 여과기 구동 모터의 속도를 낮추고, 따라서 헬륨을 보다 덜 소비하도록 하는 경향을 가진다. 목표값은 극저온 펌프에 의하여 내부적으로 사용되어, 여과기 구동 모터의 속도를 다양하게 하여 극저온 펌프에 폐쇄 루프 제어 또는 다른 전자 제어 메카니즘을 사용하여 냉각 핑거의 제 1 단계의 온도를 목표값에 일치시킨다. 추가로, 목표값 및 여과기 구동 모터 속도는 둘 다 작동 범위를 가지고, 이를 초과하여 모터 속도 및 목표값을 추가로 수정하지 않는다.
보다 더 상세하게는, 폴링 간격이 단계(300)에 기술된 바와 같이 종결되고 시스템이 또 다른 검사 순환을 시작한다. 단계(302)에 도시된 바와 같이, 시스템이 현재 초과 압력 모드인지를 검사한다. 시스템이 초과 압력 모드가 아닌 경우에는 단계(304)에 기술된 바와 같이, 시스템이 미달 압력 모드인지를 검사한다. 시스템이 미달 압력 모드에 있지 않은 경우에, 단계(306)에 기술된 바와 같이, 압력차가 205psi를 초과하는 경우인지를 검사한다. 압력차가 205psi를 초과하지 않는 경우에, 단계(308)에 도시된 바와 같이, 압력차가 190psi미만인지를 검사한다. 압력차가 190psi이상인 경우에, 제어는 다음 폴링 간격이 종결될 때까지 단계(310)으로 다시 전환된다. 점선(312)는 기술된 바와 같이 정상 모드 작동을 기술하는 단계의 순서를 약술한다. 이러한 반복은 압력차가 190 내지 205psi의 범위 밖이 될 때까지 반복되고 하기에 추가로 기술된다.
도 15의 시스템은, 압력차가 205psi를 초과하는 경우에 하기의 단계(314)에서 온도 목표값을 낮추고 모터 속도를 증가시키는 역할을 한다. 압력차가 190psi 미만의 경우에, 하기의 단계(322)에서 온도 목표값은 증가되고 모터 속도는 감소된다. 변화 후에, 시스템은 한동안 초과 압력 또는 미달 압력 모드에 놓여지고, 이러한 동안 시스템을 안정화시키기 위하여 추가의 변화는 허가되지 않는다.
단계(306)에서, 압력차가 205를 초과하는 경우에 잠재적인 초과 압력 상태가 발생한다. 초과 압력 상태는 시스템에 헬륨이 과도하게 존재함을 의미한다. 점선(314)는 일반적으로 초과 압력 수정 동작을 기술한다. 과잉 헬륨을 이용하기 위하여, 모든 냉각되지 않고 가동되는 극저온 펌프의 목표값은 단계(316)에 기술된 바와 같이 2K가 감소된다. 냉각중인 임의의 극저온 펌프의 구동 모터 속도는 단계(318)에 기술된 바와 같이 15rpm이 증가된다. 시스템 모드는 단계(320)에 기술된 바와 같이 초과 압력 모드가 되고, 이는 이용될 수 있는 과잉 헬륨 냉각제 용량이 있음을 의미한다. 하기에 추가로 기술된 최소 및 최대 구동 속도 임계값이 있고, 이는 구동 모터 속도를 사전에 결정된 작동 범위 내에 유지시킨다는 것을 주목하여야 한다.
상기로부터 계속하여 단계(308)에서, 압력차가 190미만인 경우에, 잠재적인 미달 압력 상태가 발생한다. 미달 압력 상태는 시스템내에 헬륨이 부족함을 의미한다. 점선(322)는 일반적으로 미달 압력 상태를 수정하는 단계를 기술한다. 헬륨을 보전하기 위하여, 단계(324)에 기술된 바와 같이, 냉각되지 않은 모든 극저온 펌프의 목표값은 2K가 낮아진다. 단계(326)에 기술된 바와 같이, 냉각중인 극저온 펌프의 구동 모터 속도는 15rpm까지 감소한다. 냉각 상태의 극저온 펌프의 속도를 감소시키는 것은 냉각 시간은 연장되나 과잉 헬륨을 유리시켜 미달 압력 상태를 수정하고, 정상 극저온 펌핑 온도에서 작동되는 펌프가 작동을 계속하도록 하려는 것이다. 다음, 단계(328)에 기술된 바와 같이, 시스템 모드가 미달압력으로 되는데, 이것은 미달 압력 상태가 존재함을 의미한다.
상기 단계(304)로부터 계속하여, 미달 압력 상태가 이미 존재하는 경우에, 단계(330)에 기술된 바와 같이, 미달 압력 모드가 1분을 초과하여 계속되는지를 검사하여야 한다. 현재 미달 압력 모드가 1분을 초과하여 존재하지 않는 경우에 제어는 단계(310)으로 전환되어 시스템 스레싱 (thrashing)을 피하기 위하여 다음 폴링 간격을 기다린다. 현재 미달 압력 모드가 1분을 초과하여 계속되는 경우에, 현재 압력 차 DP가 단계(332)에 기술된 바와 같이 미달 압력 모드가 시작되도록 하는 압력 차 미만인지를 검사한다. 미달 압력 모드가 사전에 시작된 경우에, 시스템은 압력차를 올리기 시작하고, 그렇지 않으면 보다 더 공격적인 헬륨 관리가 필요하다. 압력차 DP가 미달 압력 모드가 시작하도록 하는 값 이상인 경우에, 단계(334)에 기술된 바와 같이, 현재 미달 압력 모드가 10분 동안 지속되는지를 검사한다. 그렇지 않다면, 제어는 단계(310)으로 전환하여 다음 폴링 간격을 기다린다. 따라서, 시스템은 시스템이 보다 공격적인 헬륨 관리를 따르기 전에 정상적인 압력차 범위로 돌아가도록 10 분의 시간을 준다.
압력차가 계속하여 떨어지는 경우, 또는 미달 압력 모드가 시작되고 10분이 경과된 경우에, 단계(336)에 기술된 바와 같이, 시스템은 미달 압력 모드를 종결한다. 미달 압력 모드를 종결하여 추가의 수정 작동이 다음 폴링 간격을 시작하고 이는 하기에 추가로 기술된다. 제어가 단계(310)으로 전환되고, 단계(300)에 도시된 바와 같이, 다음 폴링 간격에서 단계(304)의 검사는 시스템이 미달 압력 모드에 있지 않음을 의미한다. 따라서, 단계(308)의 압력차 검사는 압력차가 여전히 190 미만이고, 미달 압력 작용 (324), (326) 및 (328)이 상기에 기술된 바와 같이 반복된다.
상기 단계(302)로부터 계속하여, 초과 압력 상태가 이미 존재하는 경우에, 단계(338)에 기술된 바와 같이, 현재 초과 압력 모드가 10분을 초과하여 계속되는지를 검사한다. 그렇지 않다면, 제어는 적은 압력차 검사를 위하여 단계(308)로 전환된다. 현재 초과 압력 모드가 10분을 초과하여 지속되는 경우에, 단계(340)에 기술된 바와 같이 시스템은 초과 압력 모드를 종결하고 제어는 단계(300)으로 전환되어 다음 폴링 간격을 기다린다. 시스템이 초과 압력 모드를 종결하고 초과 압력 수정 검사를 시작한다. 단계(300)에 도시된 바와 같이, 다음 폴링 간격에서, 초과 압력 모드가 더 이상 지정되지 않기 때문에, 단계(302)의 초과 압력 모드 검사제어를 단계(306)으로 진행시킨다. 압력차가 여전히 205를 초과하는 경우에, 단계(316), (318) 및 (320)의 초과 압력 동작은 상기에 기술된 바와 같이 반복된다.
또 다른 특정 구체예에서, 하기에 추가로 기술되는 제어기에서 헬륨 관리의 4개의 제어 상태 및 3개의 모드가 있다. 간단히 말해서, 모드는 준비, 정상 및 냉각이다. 준비는 초기 시스템 준비기간동안 어느 압축기 및 극저온 펌프가 시스템에 연결되는지를 결정하기 위한 것이다. 냉각 모드는 하나 이상의 극저온 펌프가 냉각 작동을 수행하고 있음을 의미한다. 정상 모드는 시스템이 시작되고 모든 극저온 펌프가 초기 냉각을 완료한 경우이다.
또한, 시스템에 부착된 극저온 펌프의 각각은 제어기에 보고되는 3개의 헬륨 관리 작동 모드를 가진다. 온도 제어 (TC) 모드는 극저온 펌프가 제어기에 의하여 제어되고 있음을 의미한다. 냉각 (CD) 모드는 극저온 펌프가 냉각 작동을 수행하고 있음을 의미한다. 넌 (NONE) 모드는 펌프가 헬륨을 자유롭게 소비할 수 있어 구동 모터가 최대 속도로 가동될 수 있음을 의미한다.
헬륨 관리 제어 시스템의 4개 제어 상태는 각각 일반적으로 보다 공격적인 헬륨 관리를 필요로 함을 의미한다. 작동 상태는 상기 구체예에서 기술한 제어 모드와 유사하다. 정상 상태는 시스템에서 모든 극저온 펌프(10)에 의한 헬륨 소비가 조절되지 않도록 한다. 한계 검사 상태는 펌프가 제어기에 의해서 연산된 최대 소비값과 동일하게 소비하는 경우이다. 요구에 대한 분배 상태는 최소 공급을 보고하는 펌프가 사전에 결정된 임계 시간 후에 계속하여 부족한 경우에 발생한다. 요구에 대한 분배는 시스템의 과잉 헬륨을 재분배하도록 하거나, 과잉 헬륨이 없는 경우에 각 극저온 펌프에 대한 최대 헬륨 공급 매개변수가 감소되도록 한다. 모든 펌프가 헬륨 부족을 보고하는 경우에, 계층에 대한 분배상태는, 가온되어도 되는 보다 덜 중요한 펌프로의 헬륨을 감소시켜서 사전에 결정된 계층에 따라 중요한 극저온 펌프에 헬륨을 할당한다.
또한, 극저온 펌프는 헬륨 소비 상태를 가진다. OK 상태는 극저온 펌프가 최대 헬륨 공급 매개변수의 95% 미만을 소비하는 것을 의미한다. APPROCHING 상태는 극저온 펌프가 최대 헬륨 공급 매개변수의 95%를 초과하여 소비하는 것을 의미한다. LIMIT 상태는 극저온 펌프가 최대 헬륨 소비 매개변수와 동일한 헬륨을 소비하는 것을 의미한다. 헬륨 소비 상태는 극저온펌프가 극저온 펌핑 온도를 유지하는데 필요한 헬륨의 최대양을 소비하여, 가온의 임계값에 있는지를 결정하는데 이용된다. 어프로칭 상태는 헬륨 관리 제어를 결정하는데 사용되지 않으나, 오퍼레이터에 의하여 정보 항목으로서 질문될 수 있다.
도 16a 내지 16c는 도 2에 기술된 제어기(12)의 헬륨 관리 제어의 흐름도를 보다 상세하게 도시한다. 도 16a와 관련하여, 초기 준비 및 맵핑 (mapping)은 단계(610)에 기술된 바와 같이 시작된다. 초기 준비 및 맵핑은 공통 분기관(18)에 연결된 모든 압축기(16) 및 극저온 펌프(10)를 결정한다. 상기 단계(610)에 기술된 바와 같이, 각 극저온 펌프는 극저온 냉각장치 크기, 최소 헬륨 공급, 헬륨 소비 속도 및 냉각 완료 시간을 송출하여 제어기에 저장한다. 또한, 제어기는 각 압축기(16)으로부터 유효한 헬륨 공급을 받는다. 각 펌프에 최소한 최소 헬륨 공급을 지지하기에 불충분한 유효 헬륨이 있는 경우에, 작동은 종료된다. 초기 헬륨 분배가 극저온 펌프 크기에 따라 비례 분배에 기초하여 연산되고, 최대 헬륨 소비 시그날을 각 극저온 펌프에 송출한다. 또한, 제어기는 하기에 추가로 기술된 분배 계층, 다른 작동 매개변수 및 디폴트를 표시하는 초기 준비 매개변수를 판독한다.
다음, 제어기는 제어 루프를 시작하여, 각 극저온 펌프로부터 주기적인 입력 (input)을 받는다. 작동 매개변수 데이타를 표시하는 매개변수 신호를 센서(14) 각각으로부터 받아 단계(612)에 도시된 바와 같이, 유효한지를 결정하기 위하여 받은 데이타를 검사한다. 제어는 유효한 판독이 획득될 때까지 단계(612)로 전환된다. 단계(614)에 기술된 바와 같이, 요구에 대한 분배상태가 활성화되는지를 보기 위하여 검사한다. 도 16c에 관하여 하기에 기술된 바와 같이, 요구에 대한 분배 상태가 전 요구에 대한 분배 상태가 시작된 경우에 활성화된다.
요구에 대한 분배 상태가 활성화되지 않는 경우에, 단계(616)에 도시된 바와 같이 한계 검사 상태가 활성화되었는지를 검사한다. 한계 검사 상태는 전 한계 검사가 양성인 경우에 활성화된다. 한계 검사 상태가 활성화된 경우에, 도 16b와 관련하여 하기에 추가로 기술된 제어가 단계(620)로 전환된다. 한계 검사 상태가 활성화되지 않은 경우에, 각 극저온 펌프에 대한 현재 소비 상태가 단계(618)에 기술된 바와 같이 검사된다. 냉각 상태에 있지 않은 임의의 펌프에 대하여, 한계에 도달했는지를 결정하기 위하여 극저온 펌프를 위한 최대 헬륨 소비에 대한 현재 소비 속도를 검사한다. 선택적으로, 시스템을 보다 보전적인 방식으로 가동시키기 위하여, 한계는 최대 헬륨 소비의 백분율, 예를 들어 95%이다. 하나 이상의 극저온 펌프가 한계에 도달하는 경우에 제어는 단계(620)으로 전환되고, 이는 도 16b와 관련하여 하기에 추가로 기술된다.
한계에 도달하지 않은 경우에, 단계(622)에 기술된 바와 같이 임의의 극저온 펌프가 냉각상태에 있는지 여부를 검사한다. 극저온 펌프의 어느 것도 냉각 상태에 있지 않은 경우에, 단계(626)에 도시된 바와 같이, 시스템 상태는 정상으로 지정되고 제어는 다음 제어 루프 반복을 위한 단계(612)로 전환된다.
임의의 극저온 펌프가 냉각상태에 있는 경우에, 시스템 모드는 단계(624)에 도시된 바와 같이 냉각에 지정된다. 냉각 작동은 재생 또는 초기 시스템 준비시에 시작되고, 극저온 냉각장치가 가온된 후에, 이를 정상 작동 온도로 다시 감소시킨다. 냉각 상태는 정상 상태보다 많은 헬륨을 소비한다. 따라서, 시스템을 헬륨 재분배 상태에서처럼 과잉 헬륨에 대해서 검사한다. 냉각 모드가 아닌 모든 펌프에 대한 헬륨 여분을 연산하고 합하여 단계(686)에 기술된 바와 같이 과잉 헬륨 값을 결정한다. 임시 최대 헬륨 소비값은 단계(688)에 기술된 바와 같이, 냉각중인 극저온 펌프에서 연산된다. 다중 극저온 펌프가 냉각 상태에 있는 경우에, 임시 최대 헬륨 소비값은 도 17b와 관련하여 하기에 추가로 기술된 식에 따라, 각 극저온 냉각장치의 크기에 비례하여 분배된다. 다음, 제어는 다음 제어 루프 반복을 위한 단계(612)로 전환된다.
상기로부터 계속하여 단계(620)에서, 한계 검사 상태를 시작한다. 도 16b와 관련하여, 단계(630)에 도시한 바와 같이, 한계 검사 상태가 현재 활성화되었는지를 검사한다. 전에 활성화되지 않았다면, 시간은 단계(632)에 도시된 바와 같이, 현재 한계 검사의 초기 시간으로서 기록되고, 단계(634)에 기술된 바와 같이 시스템 상태가 한계 검사에 지정된다. 시스템이 이미 한계 검사 상태에 있었음을 나타내는, 한계 검사 상태가 이미 수행되고 있는 경우에, 타임스탬프는 단계(636)에 기술된 바와 같이 계속되는 한계 검사 상태로서 기록된다. 도 16a로 돌아가서, 현재 한계 검사가 미리 결정된 한계 검사 임계값을 초과하여 지속되는지를 검사한다. 특정 구체예에서, 단계(638)에 도시된 바와 같이, 현재 한계 검사 임계값이 4분을 초과하여 지속되는 지를 검사한다. 시스템이 4분을 초과하여 한계 검사 상태에 있지 않은 경우에, 단계(638)에 도시된 바와 같이 한계 검사 상태를 나가서 제어는 단계(622)에 기술된 바와 같이 냉각 검사로 진행된다. 시스템이 4분을 초과하여 한계 검사 상태에 있는 경우에, 단계(650)에 기술된 바와 같이, 제어는 하기에 추가로 기술된 헬륨 재분배 루틴으로 진행된다. 상기 방식으로, 시스템은 한계 검사 조건에 대한 4 분 임계값이 보다 더 공격적인 헬륨 관리를 수행하기 전에 수정되게 한다.
상기, 도 16a 단계(614) 및 (638)로부터 계속하여, 헬륨 재분배가 단계(650)에 도시된 바와 같이 표시된 경우, 제어가 도 16c에 도시된 헬륨 재분배상태 루틴으로 이전된다. 도 16a 및 16c에 관하여, 단계(652)에 도시한 바와 같이, 헬륨 재분배 상태가 시작된 이유를 검사한다. 헬륨 재분배 상태가 아직 활성화되지 않은 경우에, 전 한계 검사 상태가 4분내에 그 자신을 수정하지 않기 때문에 새로운 헬륨 재분배 연산이 수행되어야 한다. 임의의 펌프가 단계(662)에 기술된 바와 같이 OK의 헬륨 소비 상태를 보고하는지를 검사한다. 하나 이상의 펌프가 OK를 보고하고 LIMIT가 아님을 보고하는 경우에, 보다 덜 공격적인 요구에 대한 분배 연산을 사용하여 헬륨 재분배를 수행한다. 이러한 관계에 있어서, 극저온 펌프중 하나는 최대 헬륨 소비값과 동일한 헬륨을 소비하고, 조치가 취해지지 않는다면 가온된다. 시스템 상태가 단계(664)에 도시된 바와 같이 요구에 대한 분배에 지정되고, 제어기는 각 극저온 펌프에 대한 일련의 작동 매개 변수를 검사한다. 작동 매개변수는 현재 헬륨 소비, 최대 헬륨 소비, 헬륨 소비 상태 (OK, APPROACHING, 또는 LIMIT), 및 극저온 작동 모드 TC (온도 제어), CD (냉각 또는 넌), 및 작동 모드가 CD인 경우의 냉각 완료 시간을 포함한다.
평균 헬륨 여분은 단계(666)에 기술된 바와 같이 헬륨의 현재 소비량 및 각 펌프에 대해 허용되는 최대 소비량간의 차이를 의미하는, 각 펌프에 대한 작동 매개변수로부터 연산된다. 시스템내의 과잉 헬륨을 표시하는 평균 헬륨 여분은 단계(668)에 기술된 바와 같이 하기 식에 따라 각 펌프에 대한 새로운 최대 추정값을 연산하는데 사용된다:
각 극저온 펌프에 대하여:
헬륨 여분 = 최대 소비량 - 현재 소비량
평균 여분 계산:
평균 여분 = 합 (헬륨 여분) / 극저온 펌프의 #
각 극저온 펌프에 대하여:
최대 헬륨 = 현재 소비량 + 평균 여분
새로운 시스템 총 헬륨 최대 소비량 계산:
총 시스템 최대값 = 합 (헬륨 최대값)
각 극저온 펌프에 대하여:
새로운 최대 소비량 = 최대 소비량 + (총 시스템 유효 헬륨 - 총 시스템 최대값)/극저온 펌프의 #.
따라서, 과잉 헬륨은 공통 분기관으로부터의 총 유효 헬륨 및 모든 극저온 펌프에 대한 최대 총 현재 소비량에 기초하여 각 극저온 펌프에 대한 새로운 최대 소비량을 지정함에 의하여 분배된다. 재할당 시간을 표시하는 타임 스탬프가 단계(670)에 도시된 바와 같이 기재된다. 다음, 제어는 단계(658)에 도시된 바와 같이, 도 16a의 단계(622)의 냉각 검사로 전환된다.
요구에 대한 분배 상태가 이미 활성화 된 경우에, 타임 스탬프는 단계(654)에 기술된 바와 같이, 계속되는 헬륨 재분배 작동으로서 기록된다. 현재 요구에 대한 분배 상태가 시작된 이후로 미리 결정된 재분배 임계값을 초과하여 경과되는지를 결정하여야 한다. 특정 구체예에서, 미리 결정된 재분배 임계값은 10분이다. 10분 이상 요구에 대한 분배 상태가 효력이 없는 경우에, 제어는 단계(658)에서 도시된 바와 같이, 냉각 검사(622) (도 16a)의 주요 제어 루프로 다시 전환된다. 헬륨 재분배 모드가 10분 이상 효력이 유지되는 경우에, 재분배는 헬륨을 효과적으로 재분배하는 것으로 추정되고, 단계(660)에서 기술된 바와 같이, 시스템 상태는 정상으로 지정되어서, 도 16a의 주요 루프는 규칙적인 간격으로 계속하여 모니터링한다. 이러한 방식으로, 헬륨 재분배 루틴을 통한 각 반복은 재분배가 시스템에 효력을 나타내기 위한 10분을 제공한다. 재분배가 충분히 공격적이지 않은 경우에, 헬륨 재분배 상태가 다시 시작되고, 재계산되어 시스템이 평형 상태에 도달할 때까지 보다 공격적인 헬륨 관리를 제공한다.
어느 펌프도 단계(662)의 OK의 헬륨 소비 상태를 보고하지 않는 경우에, 모든 펌프는 이들의 최대 헬륨 소비 한계에 도달하고, 보다 공격적인 계층에 대한 분배 연산을 사용하여 헬륨 재분배를 수행한다. 이러한 관계에 있어서, 어느 펌프도 OK 상태를 보고하지 않고, 따라서 모든 펌프가 시스템에 과잉 헬륨이 없음을 나타내는 LIMIT 상태에 있다. 상기 열거된 작동 매개변수를 각 극저온 펌프로부터 읽고, 새로운 최대 헬륨 소비량을 결정하는데 사용되고, 하나 이상의 극저온 펌프를 폐쇄시킬 수 있다.
시스템 상태는 단계(672)에 기술된 바와 같이, 계층에 대한 분배에 지정된다. 각 펌프의 현재 작동 모드를 단계(674)에 도시된 바와 같이 검사한다. 단계(676)에 기술된 바와 같이, 임의의 펌프가 온도 제어 또는 냉각상태에 있지 않음을 발견했는지를 검사한다. 임의의 펌프가 TC (온도 제어) 또는 CD (냉각)상태에 있지 않은 경우에, 단계(678)에 기술된 바와 같이 이들 상태 중의 하나에 놓여지고, 도 16a의 단계 612로 전환되어 단계(680)에 도시된 바와 같이 다음 제어 간격을 기다린다.
모든 펌프가 온도 제어 또는 냉각상태에 있는 경우에, 극저온 펌프는 가온시키거나 이들의 냉각속도를 감소시키는 것으로 선택되어야 한다. 극저온 펌프 계층을 단계(682)에 도시한 바와 같이 읽어서, 어느 극저온 펌프가 가장 중요하고, 따라서 헬륨의 공급을 계속하여 받는지를 결정한다. 극저온 펌프 게층은 극저온 펌프 온도를 유지해야 하는 우선적인 극저온 펌프의 부위-특이적인 조직이다. 계층은 극저온 펌프의 각각에 연결된 진공 처리 용기에서 발생하는 활성에 기초하여 역학적으로 수정된다. 중요 처리, 예를 들어 비싼 반도체 페이로드와 관련된 극저온 펌프에는 일반적으로 헬륨이 계속하여 공급된다. 계층에서 지정된 보다 덜 중요한 극저온 펌프는 가온되거나 이들의 냉각 속도를 감소시키게 된다. 계층에 기초하여, 단계(684)에 도시된 바와 같이, 새로운 최대 헬륨 소비값은 각 극저온 펌프에 대해서 연산된다. 다음, 단계(658)에 도시된 바와 같이, 제어는 냉각 검사를 위한 단계(622)로 전환된다.
도 17a 내지 17b는 극저온 펌프 작동의 흐름도를 도시한다. 도 17a와 관련하여, 극저온 펌프 제어 루프는 단계(500)에서 시작된다. 단계(500)에서 도시된 바와 같이, 압축기로부터 송출된 정보가 정당성을 확인하기 위하여 검사된다. 압축기로부터 송출된 정보는 정상 값의 범위에 필적한다. 송출된 정보가 정상 값의 범위 밖인 경우에, 단계(502)에 도시된 바와 같이, 압축기 검사 상태를 시작하고 압축기 진단을 수행한다. 압축기가 이것이 공급하는 헬륨에 의해 냉각되기 때문에, 과잉 판독은 잠재적으로 손상된 상태, 예를 들어 헬륨의 부족을 의미한다. 압축기 검사 루틴은 극저온 펌프가 폐쇄될 필요가 있는지를 결정한다. 극저온 펌프는 사전에 압축기 검사 루틴에 의해 폐쇄되는 경우에, 단계(504)에 기술된 바와 같이 시스템이 극저온 펌프가 작동을 재개하는지를 표시할 때까지 제어는 단계(500)으로 전환된다. 압축기로부터 송출된 정보가 정당한 경우에, 극저온 펌프는 단계(506)에 도시된 바와 같이 압축기 검사 루틴에 의해 폐쇄되는 것으로 표시되지 않았음을 검증한다. 압축기 검사 루틴이 압축기가 헬륨 없이 가동되는 작동의 손상을 막기 위해서 사용되나, 또한 보다 더 양호한 문제, 예를 들어 결함 있는 센서와 같은 문제에 기인하여 펌프를 폐쇄하는 것을 막는데 사용된다. 펌프가 전에 압축기 검사 루틴에 의하여 폐쇄된 경우에, 단계(508)에 도시된 바와 같이, 동력 부족 회복 루틴이 펌프를 재시작하도록 한다.
극저온 펌프는 현재 소비 속도 및 제어기로부터 송출된 최대 헬륨 소비량 사이의 차이를 결정함에 의해 헬륨 여분을 계산한다. 다음, 극저온 펌프는 여분에 기초하여 헬륨 소비 상태를 결정하고, 또한, 단계(510)에서 기술한 바와 같이, 현재 극저온 작동 모드를 결정한다. 다음, 극저온 펌프는 단계(512)에 도시된 바와 같이 냉각상태에 놓여졌는지를 검사한다. 극저온 펌프가 냉각상태에 있지 않은 경우에, 단계(516)에 도시된 바와 같이 펌프 작동 상태가 LIMIT인지를 검사한다. LIMIT 작동 상태는 펌프가 제어기로부터 송출된 최대 헬륨 소비 매개변수와 동일한 헬륨을 소비하는 경우에 발생한다. 펌프 작동 상태가 LIMIT인 경우에, 새로운 최대 헬륨 소비 매개변수가 연산되고, 상기 기술된 바와 같이 제어기로부터 송출된다. 극저온 펌프는 단계(518)에 기술된 바와 같이 최대 헬륨 소비 매개변수에 해당하는 구동 모터 속도를 연산하고 지정한다. 선택적으로, 각 극저온 펌프는 최소 및 최대 작동 범위를 가지고, 이는 연산된 구동 모터 속도가 범위 밖인 경우에 우선한다.
단계(512)에 도시된 바와 같이 펌프가 냉각 모드에 있는 경우에, 단계(514)에 기술된 바와 같이 펌프 냉각 루틴이 유발된다. 도 17b는 냉각 작동의 흐름도를 도시한다. 도 17b와 관련하여, 단계(520)에 기술된 바와 같이, 제 2단계 온도가 17k 미만이지를 결정한다. 미만이라면, 단계(522)에 기술된 바와 같이 제 1단계 온도가 목표값인 0.5K 이내 인지를 결정한다. 제 1 단계 온도가 목표값인 0.5K이내라면, 단계(524)에 도시된 바와 같이 냉각은 완결되고 제어는 다음 폴링 간격까지 단계(500)으로 전환된다.
제 2단계 온도가 17K를 초과하는 경우 또는 제 1단계 온도가 목표값의 0.5K 이내가 아닌 경우에, 냉각은 계속되고 극저온 펌프는 과잉 헬륨으로부터 이득을 얻는다. 임시 헬륨 최대값은 하기 식에 따라 과잉 헬륨을 할당하기 위하여 연산된다.
시스템 과잉 = 합 (모든 극저온 펌프의 여분)
온도 최대값 = 현재 최대 소비량 + 시스템 과잉량*(극저온 펌프 크기/합(극저온 펌프 크기)
따라서, 상기에서 연산된 총 과잉량은 극저온 펌프간에 이들의 크기에 기초하여 나누어지고, 단계(526)에 기술된 바와 같이 현재 최대 헬륨 소비 매개변수에 첨가된다. 모든 극저온 펌프가 과잉량의 일부를 할당 받는 동안에 선택적인 구체예는 예를 들어, 냉각중인 극저온 펌프에만 과잉 헬륨을 할당하는 것과 같이 선택적인 식에 따라 헬륨을 할당한다. 임시 구동 모터 속도는 단계(526)에서 또한 도시된 바와 같이, 새로운 임시의 최대 헬륨 소비 매개변수에 일치하도록 연산된다.
다음, 새롭게 연산된 구동 모터 속도는 상기 단계(518)과 유사하게 최소 및 최대구동 모터 속도에 필적한다. 단계(530)에 기술된 바와 같이, 제 2단계 온도가 40K를 초과하는지를 검사한다. 제 2단계가 40K이상인 경우에, 단계(530)에 도시된 바와 같이 새로운 임시 구동 모터 속도가 최대 rpm, 일반적으로 144rpm을 초과하는 지를 검사한다. 임시 구동 모터 속도가 최대 rpm을 초과하는 경우에, 구동 모터 속도는 단계(532)에 기술된 바와 같이 최대 rpm으로 지정된다. 단계(536)에서 검사된 바와 같이 임시 구동 모터 속도가 최대 rpm을 초과하지 않는 경우에, 구동 모터 속도는 단계(538)에 기술된 바와 같이 임시의 구동 모터 속도에 지정된다. 임시 구동 모터 속도가 최소 rpm 미만인 경우에, 구동 모터 속도가 단계(540)에 기술된 바와 같이 최소 구동 모터 속도에 지정된다.
제 2단계 온도가 40K 미만인 경우에, 단계(534)에 기술된 바와 같이 임시 구동 모터 속도가 72rpm을 초과하는지를 검사한다. 임시 구동 모터 속도가 72rpm 이하인 경우에 단계(536)에 기술된 바와 같이, 임시 구동 모터 속도 또는 최소 rpm중 낮은 것에 지정된다. 임시 구동 모터 속도가 72K를 초과하는 경우에, 구동 모터 속도는 단계(542)에 도시된 바와 같이, 72rpm에 지정된다. 이러한 방식으로, 구동 모터는 제 2단계가 40K로 냉각될 때까지 임시 구동 모터 속도 또는 최대 속도로 가동되려는 경향이 있고, 냉각이 완료될 때까지 임시 구동 모터 속도 또는 72로 가동되려는 경향이 있다.
당업자들은 작동을 규정하는 프로그램 및 본원에서 규정된 방법이 여러 방식으로 헬륨 관리 제어 시스템에 적용될 수 있고, 이는 a) ROM 장치와 같은 기록불가능 저장 매체에 영구적으로 저장되는 정보, b) 플로피 디스크, 자기 테이프, CD, RAM 장치, 및 다른 자기 및 광학 매체와 같은 기록가능 저장 매체에 변경가능하게 저장되는 정보, 또는 c) 인터넷 또는 전화 모뎀 라인과 같은 전자 네트워크통신 매체, 예를 들어, 기저대 신호 또는 광대역 신호 기술을 통하여 컴퓨터에 전달되는 정보를 포함하고 이에 한정되지 않는다는 것을 용이하게 인정해야 한다. 작동 및 방법은 처리기에 의해 메모리가 없는 소프트웨어 실행가능 객체에서 수행되거나 반송파에 포함된 한 벌의 명령으로서 수행된다. 선택적으로, 작동 및 방법은 전체 또는 부분으로서 하드웨어 구성 요소, 예를 들어 응용 규격 집적회로 (ASICs), 상태 기계, 제어기 또는 다른 하드웨어 구성요소 또는 장치, 또는 하드웨어 및 소프트웨어 구성요소의 조합을 사용하여 구체화된다.
헬륨 분배를 제어하는 시스템 및 방법은 특히 이들의 구체예를 참조하여 도시되고 기술되어, 형태 및 세목에 대한 다양한 변화가 하기의 청구범위에 포함되는 발명의 범위를 벗어남 없이 가능하다는 것이 당업자에 의해 이해될 것이다. 따라서, 본 발명은 하기의 청구 범위에 의해 제한되지 않는다.
공통 분기관으로부터의 헬륨 냉각제 공급을 제어하기 위한 헬륨 관리 제어 시스템은 센서를 통하여 다양한 매개변수를 모니터링함으로서, 과잉 및 여분의 헬륨 냉각제를 감지하고 적절하게 재분배함으로서 각 극저온 펌프에 분배된다. 이렇게 과잉 헬륨이 존재하는 경우에 이를 요구하는 다른 극저온 냉각장치로 전환되고, 총 냉각 요구량이 총 냉각 공급량을 초과하는 경우에 극저온 냉각장치로의 냉각제 공급은 적절하게 감소됨으로서, 냉각제 공급의 부족으로 나타나는 불리하거나 늦추는 효과를 최소화하고 냉각제 활용을 최대화한다.

Claims (1)

  1. 다수의 냉각장치에 냉각제의 공급을 제어하기 위한 시스템으로서,
    고압 공급 라인 및 저압 배출 라인을 구비한 하나 이상의 압축기를 가지며, 냉각제를 공급할 수 있는, 압축기 저장고;
    고압 공급 라인 및 저압 배출 라인간의 압력차를 결정하기 위하여 고압 공급 라인 및 저압 배출 라인에 부착된, 하나 이상의 센서;
    압축기 저장고에 연결되고, 냉각제를 소비하도록 설계된, 다수의 냉각장치를 포함하며;
    상기 냉각장치는 압력차가 압력차 설정치에 도달하는 것에 대응하여, 냉각제 소비량을 변경할 수 있는 시스템.
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