TW202223237A - Cryopump system and monitoring method for cryopump - Google Patents
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Abstract
Description
本發明有關一種低溫泵系統及其監視方法。 本申請案係主張基於2020年11月25日申請之日本專利申請第2020-194876號的優先權。該日本申請案的全部內容係藉由參閱而援用於本說明書中。 The present invention relates to a cryopump system and a monitoring method thereof. This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2020-194876 filed on November 25, 2020. The entire contents of the Japanese application are incorporated in this specification by reference.
低溫泵係真空泵,其藉由凝結或吸附將氣體分子捕集到冷卻至極低溫之低溫板上並排出。低溫泵搭載於真空程序裝置,以用於實現半導體電路製造程序等中所要求之潔淨的真空環境。 [先前技術文獻] [專利文獻] A cryopump is a vacuum pump that traps gas molecules on a cryoplate cooled to an extremely low temperature by condensation or adsorption and discharges them. The cryopump is mounted on a vacuum sequencer to realize a clean vacuum environment required in a semiconductor circuit manufacturing process or the like. [Prior Art Literature] [Patent Literature]
[專利文獻1] 日本特開2008-2333號公報[Patent Document 1] Japanese Patent Laid-Open No. 2008-2333
[發明所欲解決之問題][Problems to be Solved by Invention]
本發明人等對搭載於真空程序裝置之低溫泵系統進行探討之結果,發現了以下的問題。若能夠在真空程序裝置的運轉中查看與低溫泵相關之資訊則會非常方便。如此般資訊特別有利於在發生任何異常時,確定異常的原因或恢復到正常狀態。因此,考慮將顯示資訊的顯示部與低溫泵一體組裝之方案。然而,即便如此,事實上在運轉中很多時候無法查看資訊。這是因為,低溫泵安裝在真空程序裝置內,因此即使設置有顯示部,大部分情況下,其被隱藏在看不見的地方。而且,出於避免與真空程序裝置中所使用之高電壓或高能束等危險接觸之安全上的理由考慮,要求在真空程序裝置的運轉中,人不能物理訪問低溫泵等真空程序裝置的內部構成要素。若停止真空程序裝置的運轉,則可以靠近低溫泵查看顯示部,但裝置的運轉停止會帶來生產率的下降,因此不優。The inventors of the present invention have found the following problems as a result of examining a cryopump system mounted on a vacuum sequencer. It would be very convenient to be able to view information related to the cryopump while the vacuum sequencer is in operation. Such information is particularly useful in determining the cause of an anomaly or returning to a normal state in the event of any anomaly. Therefore, a solution is considered in which a display unit for displaying information and a cryopump are integrally assembled. However, even so, in fact, many times during operation the information cannot be viewed. This is because the cryopump is installed in the vacuum sequencer, so even if the display unit is provided, it is often hidden from view. Furthermore, for safety reasons to avoid dangerous contact with high voltages or high-energy beams used in the vacuum sequencer, it is required that a person cannot physically access the internal structure of the vacuum sequencer such as a cryopump while the vacuum sequencer is in operation. elements. When the operation of the vacuum sequencer is stopped, the display unit can be viewed close to the cryopump, but the stoppage of the operation of the device causes a drop in productivity, which is not preferable.
本發明的一種實施形態的例示性目的之一在於提供一種能夠在真空程序裝置的運轉中輕易地確認與低溫泵相關之資訊的低溫泵系統。 [解決問題之技術手段] One of the exemplary objects of an embodiment of the present invention is to provide a cryopump system that can easily confirm information related to the cryopump during the operation of the vacuum sequencer. [Technical means to solve problems]
根據本發明的一種實施形態,提供一種搭載於真空程序裝置的低溫泵系統。低溫泵系統具備:至少1個低溫泵;低溫泵控制器,控制低溫泵;網路,連接低溫泵與低溫泵控制器,並在低溫泵與低溫泵控制器之間傳輸與低溫泵相關之資訊;及低溫泵監視器,與網路連接,顯示透過網路傳輸之與低溫泵相關之資訊。低溫泵控制器配置於真空程序裝置的殼體內,低溫泵監視器配置於真空程序裝置的殼體外。According to one embodiment of the present invention, there is provided a cryopump system mounted on a vacuum sequencer. The cryopump system has: at least one cryopump; a cryopump controller, which controls the cryopump; a network that connects the cryopump and the cryopump controller, and transmits cryopump-related information between the cryopump and the cryopump controller ; and a cryopump monitor, connected to a network, to display information about cryopumps transmitted over the network. The cryopump controller is arranged in the housing of the vacuum sequencer, and the cryopump monitor is arranged outside the housing of the vacuum sequencer.
根據本發明的一種實施形態,提供一種監視搭載於真空程序裝置的低溫泵系統之方法。低溫泵系統具備:至少1個低溫泵;低溫泵控制器,配置於真空程序裝置的殼體內,控制低溫泵;及網路,連接低溫泵與低溫泵控制器,並在低溫泵與低溫泵控制器之間傳輸與低溫泵相關之資訊。方法包括:將低溫泵監視器與網路連接並將其配置於真空程序裝置的殼體外之步驟;及在低溫泵監視器上顯示透過網路傳輸之與低溫泵相關之資訊之步驟。According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of monitoring a cryopump system mounted on a vacuum sequencer. The cryopump system includes: at least one cryopump; a cryopump controller, which is arranged in the housing of the vacuum sequencer to control the cryopump; and a network that connects the cryopump and the cryopump controller, and controls the cryopump and the cryopump. The information related to the cryopump is transmitted between the devices. The method includes the steps of connecting the cryopump monitor to the network and disposing it outside the housing of the vacuum procedure device; and displaying the cryopump related information transmitted through the network on the cryopump monitor.
另外,將以上構成要素的任意組合、本發明的構成要素或表述方式於方法、裝置、系統等之間彼此替換,亦作為本發明的實施態樣係有效的。 [發明之效果] In addition, any combination of the above constituent elements, constituent elements or expressions of the present invention are replaced with each other among methods, apparatuses, systems, and the like, which are also effective as embodiments of the present invention. [Effect of invention]
根據本發明能夠提供一種能夠在真空程序裝置的運轉中輕易地確認與低溫泵相關之資訊的低溫泵系統。According to the present invention, it is possible to provide a cryopump system capable of easily confirming information related to the cryopump during the operation of the vacuum sequencer.
以下,參照圖式,對用於實施本發明的形態進行詳細說明。在說明及圖面中,對相同或同等之構成要素、構件及處理標註同一符號,並適當地省略重複說明。為了便於說明而適當地設定圖示之各部分的比例或形狀,除非另有說明,否則不會被限定性地解釋。實施形態為例示,對本發明的範圍不作任何限定。實施形態中記載之所有特徵及其組合未必為發明的本質性部分。Hereinafter, the form for implementing this invention is demonstrated in detail, referring drawings. In the description and drawings, the same or equivalent components, members, and processes are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are appropriately omitted. The proportions or shapes of the respective parts of the drawings are appropriately set for convenience of description, and are not to be limitedly construed unless otherwise specified. The embodiments are illustrative, and do not limit the scope of the present invention at all. All the features and combinations described in the embodiments are not necessarily essential parts of the invention.
圖1係表示實施形態之低溫泵系統100的示意圖。低溫泵系統100搭載於真空程序裝置200,用於將真空程序裝置200的真空容器202真空排氣成所期望的真空度。真空程序裝置200構成為在真空容器202內的真空環境下,例如以所期望的真空程序對晶片等被處理物進行處理。真空程序裝置200例如可以為離子植入裝置、濺鍍裝置、氣相沉積裝置或其他真空程序裝置。FIG. 1 is a schematic diagram showing a
真空程序裝置200除了真空容器202之外,還具備主控制器204和殼體206。主控制器204構成為控制真空程序裝置200與低溫泵系統100的通訊。主控制器204構成為控制真空程序裝置200的控制裝置,或亦可以構成此類控制裝置的一部分。殼體206形成真空程序裝置200的外殼,收納真空程序裝置200的各種構成要素。真空容器202和主控制器204配置於殼體206內。The
殼體206可以為覆蓋真空程序裝置200的整個面的外箱。殼體206可以具備:框架構造,配設有真空程序裝置200的構成要素並支撐它們;面板部件,將真空程序裝置200的內部與外部隔開;及可打開或關閉之門扇,用於從外部訪問真空程序裝置200的內部。面板部件和門扇可以裝設於框架構造上。殼體206例如可以具有鉛等放射線遮蔽材料,以防止在真空程序裝置200中可能發生的放射線洩漏到外部。The
或者,殼體206亦可以不覆蓋真空程序裝置200的整個面。亦可以開放殼體206的一部分,從而可以從外部查看真空程序裝置200的一部分。Alternatively, the
低溫泵系統100具備:至少1個低溫泵10;至少1個壓縮機12;低溫泵控制器110;網路120;及低溫泵監視器130。The
低溫泵10安裝於真空容器202,以對真空程序裝置200的真空容器202進行真空排氣。藉此,低溫泵10與真空容器202一同配置於真空程序裝置200的殼體206內。對於可以在實施形態之低溫泵系統100中使用之低溫泵10的例示性構造,將參照圖2待留後述。The
壓縮機12設置成用於向設置於低溫泵10的膨脹機(後述)供給及排出冷媒氣體。壓縮機12藉由氣體管路13與低溫泵10的膨脹機連接,並配置於真空程序裝置200的殼體206外。氣體管路13具備:高壓管路13a,將壓縮機12與膨脹機連接,以將冷媒氣體從壓縮機12向膨脹機供給;及低壓管路13b,將壓縮機12與膨脹機連接,以將冷媒氣體從膨脹機向壓縮機12回收。對於在實施形態之低溫泵系統100中使用之壓縮機12的例示性構造,將參照圖3待留後述。The
另外,在低溫泵系統100中,可以設置多台低溫泵10、例如數台至數十台、或更多台的低溫泵10。並且,為了向該等低溫泵10供給及排出冷媒氣體,可以將多台壓縮機12設置於低溫泵系統100。In addition, in the
低溫泵控制器110構成為根據從主控制器204接收到之指令集中控制低溫泵系統100。並且,低溫泵控制器110構成為將與低溫泵系統100相關之資訊發送到主控制器204。藉此,低溫泵控制器110能夠根據來自主控制器204的指令來控制低溫泵10和壓縮機12,並且能夠將與低溫泵10相關之資訊和與壓縮機12相關之資訊發送到主控制器204。The
低溫泵控制器110藉由第1通訊線208與主控制器204能夠通訊地連接。第1通訊線208例如可以為RS-232C等通訊電纜。與主控制器204同樣地,低溫泵控制器110配置於真空程序裝置200的殼體206內。The
低溫泵控制器110的內部構造中,作為硬體構造可藉由以電腦的CPU或記憶體為代表之元件或電路來實現,作為軟體構造可藉由電腦程式等來實現,但是在圖中適當地繪製成藉由該等合作而實現的功能方塊。本領域技術人員當然可以理解,該等功能方塊係藉由硬體、軟體的組合以各種形式來實現的。例如,低溫泵控制器110能夠藉由CPU(Central Processing Unit:中央處理單元)、微型電腦等的處理器(硬體)、處理器(硬體)執行之軟體程式的組合來實現。In the internal structure of the
網路120以能夠進行通訊的方式連接低溫泵10與低溫泵控制器110。低溫泵系統100透過網路120,在低溫泵10與低溫泵控制器110之間傳輸與低溫泵10相關之資訊。低溫泵10藉由第2通訊線122與低溫泵控制器110連接。第2通訊線122例如可以為RS-485等通訊電纜。The
網路120還能以進行通訊的方式連接壓縮機12與低溫泵控制器110。低溫泵系統100透過網路120,在壓縮機12與低溫泵控制器110之間傳輸與壓縮機12相關之資訊。壓縮機12藉由第3通訊線123與低溫泵控制器110連接。第3通訊線123例如可以為RS-485等通訊電纜。The
低溫泵監視器130構成為與網路120連接,顯示透過網路120傳輸之與低溫泵10相關之資訊。除此之外或取而代之,低溫泵監視器130亦可以構成為顯示透過網路120傳輸之與壓縮機12相關之資訊。The cryopump monitor 130 is configured to be connected to the
低溫泵監視器130不透過主控制器204而與網路120連接。即,低溫泵監視器130構成為不與真空程序裝置200的主控制器204進行通訊。在該實施形態中,低溫泵監視器130藉由第4通訊線124與低溫泵控制器110連接。第4通訊線124例如可以為RS-485等通訊電纜。The cryopump monitor 130 is not connected to the
低溫泵監視器130配置於真空程序裝置200的殼體206外。低溫泵監視器130配置於遠離殼體206的位置。在該實施形態中,低溫泵監視器130配置於壓縮機12或其附近。低溫泵監視器130可以以能夠卸下的方式裝設於壓縮機12。或者,低溫泵監視器130亦可以設置於設置在壓縮機12附近之監視器設置面。監視器設置面例如可以為壓縮機12附近的壁面、或在壓縮機12附近的機器的表面。低溫泵監視器130亦可以構成為作業者能夠攜帶的機器。The cryopump monitor 130 is disposed outside the
對於可以在實施形態之低溫泵系統100中使用之低溫泵監視器130的例示性構造,將參照圖4待留後述。An exemplary configuration of the cryopump monitor 130 that can be used in the
圖2係表示可以在實施形態之低溫泵系統100中使用之低溫泵10的一例的示意圖。低溫泵10具備:膨脹機14;低溫泵容器16;放射屏蔽件18;及低溫板20。並且,低溫泵10具備壓力感測器21、粗抽閥24、清洗閥26、通氣閥28,該等設置於低溫泵容器16。FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the
壓縮機12構成為從膨脹機14回收冷媒氣體,將所回收之冷媒氣體進行升壓,並再度將冷媒氣體供給到膨脹機14。膨脹機14亦被稱為冷頭,與壓縮機12一同構成極低溫冷凍機。有時膨脹機14亦被稱為“冷凍機”。壓縮機12與膨脹機14之間的冷媒氣體的循環藉由膨脹機14內的冷媒氣體的適當的壓力變動和容積變動的組合來進行,藉此構成發生寒冷之熱力學循環,膨脹機14能夠提供極低溫冷卻。冷凍劑氣體通常係氦氣,但是亦可使用適合之其他氣體。為了便於理解,圖1中用箭頭來表示冷凍劑氣體的流動方向。作為一例,極低溫冷凍機係二段式吉福特-麥克馬洪(Gifford-McMahon;GM)冷凍機,但是亦可以係脈衝管冷凍機、斯特林冷凍機或其他類型的極低溫冷凍機。The
低溫泵容器16係真空容器,其被設計成在低溫泵10的真空排氣運轉中保持真空,並可承受周圍環境的壓力(例如大氣壓)。低溫泵容器16具備具有吸氣口17之低溫板收納部16a和冷凍機收納部16b。低溫板收納部16a具有吸氣口17開放且與其相反的一側封閉的圓頂狀的形狀,在其內部收納放射屏蔽件18和低溫板20。冷凍機收納部16b具有圓筒狀形狀,其一端固定於膨脹機14的室溫部,另一端連接於低溫板收納部16a,在內部插入有膨脹機14。並且,壓力感測器21測量低溫泵容器16內的壓力。
放射屏蔽件18與膨脹機14的第1冷卻台熱連接,並冷卻至第1冷卻溫度(例如80K~120K)。低溫板20與膨脹機14的第2冷卻台熱連接,並冷卻至低於第1冷卻溫度的第2冷卻溫度(例如10K~20K)。放射屏蔽件18以圍繞低溫板20的方式配置於低溫泵容器16內,並遮蔽從低溫泵容器16及周圍環境向低溫板20的熱輸入。從低溫泵10的吸氣口17進入之氣體藉由凝結或吸附被捕集到低溫板20。並且,在低溫泵容器16內設置有測量放射屏蔽件18的溫度的第1溫度感測器22和測量低溫板20的溫度的第2溫度感測器23。放射屏蔽件18與低溫板20的配置或形狀等低溫泵10的構造能夠適當地採用各種公知的構造,因此在此不做詳述。The
粗抽閥24安裝於低溫泵容器16,例如冷凍機收納部16b。粗抽閥24連接於在低溫泵10的外部設置之粗抽泵(未圖示)。粗抽泵係用於將低溫泵10真空抽氣至其動作開始壓力之真空泵。當粗抽閥24藉由低溫泵控制器110的控制而開放時,低溫泵容器16連通於粗抽泵,當粗抽閥24關閉時,低溫泵容器16與粗抽泵被阻斷。打開粗抽閥24並使粗抽泵進行動作,藉此能夠對低溫泵10進行減壓。The roughing
清洗閥26安裝於低溫泵容器16,例如低溫板收納部16a。清洗閥26連接於設置在低溫泵10的外部之淨化氣體供給裝置(未圖示)。當清洗閥26藉由低溫泵控制器110的控制而開放時,淨化氣體供給到低溫泵容器16,當清洗閥26關閉時,對低溫泵容器16的淨化氣體的供給被阻斷。淨化氣體可以係例如氮氣或其他乾燥的氣體,淨化氣體的溫度例如被調整為室溫,或者可以被加熱至比室溫更高的溫度。藉由打開清洗閥26並將淨化氣體導入到低溫泵容器16,就能夠將低溫泵10進行升壓。並且,能夠將低溫泵10從極低溫升溫至室溫或比其更高的溫度。The
通氣閥28安裝於低溫泵容器16,例如冷凍機收納部16b。通氣閥28係為了將流體從低溫泵10的內部排出到外部而設置。從通氣閥28排出之流體基本上係氣體,但是亦可以係液體或氣液的混合物。通氣閥28能夠藉由低溫泵控制器110的控制進行打開或關閉。並且,通氣閥28能夠藉由低溫泵容器16的內外的壓差來機械地打開。通氣閥28構成為亦能夠作為當在低溫泵容器16內發生過剩的壓力時用於將該壓力釋放到外部的安全閥發揮作用。The
並且,在膨脹機14中,設置有驅動膨脹機14的變速膨脹機馬達30。膨脹機馬達30具有逆變器,能夠藉由低溫泵控制器110的控制來改變馬達運轉頻率。In addition, the
低溫泵控制器110在低溫泵10的真空排氣運轉中,可以根據放射屏蔽件18(或低溫板20)的冷卻溫度來控制膨脹機馬達30。例如,低溫泵控制器110可以以將放射屏蔽件18的冷卻溫度保持為恆定的方式,控制膨脹機馬達30的運轉頻率。The
並且,在低溫泵10的再生運轉中,低溫泵控制器110可以根據低溫泵容器16內的壓力(或者,根據需要,根據低溫板20的溫度及低溫泵容器16內的壓力)來控制粗抽閥24、清洗閥26、通氣閥28、膨脹機馬達30。In addition, during the regeneration operation of the
低溫泵10具備輸入輸出電路32,其彙集低溫泵10和低溫泵控制器110的發送和接收。輸入輸出電路32例如可以為I/O模組、或遠端(remote)I/O單元。輸入輸出電路32與低溫泵10的各機器例如與壓力感測器21、第1溫度感測器22、第2溫度感測器23、粗閥24、抽氣閥26、通氣閥28、膨脹機馬達30等各機器電連接,以發送和接收訊號。並且,輸入輸出電路32藉由第2通訊線122與低溫泵控制器110能夠通訊地連接。The
因此,低溫泵10將表示基於壓力感測器21的低溫泵容器16內的測定壓力的測定壓力訊號透過輸入輸出電路32(及第2通訊線122)發送到低溫泵控制器110。低溫泵10將表示第1溫度感測器22及第2溫度感測器23各自的測定溫度的測定溫度訊號透過輸入輸出電路32發送到低溫泵控制器110。並且,低溫泵10將表示各閥(即,粗閥24、抽氣閥26、通氣閥28)的打開或關閉狀態的閥狀態訊號透過輸入輸出電路32發送到低溫泵控制器110。低溫泵10將表示膨脹機馬達30的導通或斷開狀態和運轉頻率的馬達狀態訊號透過輸入輸出電路32發送到低溫泵控制器110。Therefore, the
並且,低溫泵10藉由輸入輸出電路32接收來自表示對各閥的動作指令之低溫泵控制器110的閥控制訊號,輸入輸出電路32將該閥控制訊號發送到對應的閥。接收閥控制訊號的閥根據閥控制訊號打開或關閉。同樣地,低溫泵10藉由輸入輸出電路32接收來自表示向膨脹機馬達30的動作指令之低溫泵控制器110的馬達控制訊號,輸入輸出電路32將該馬達控制訊號發送到膨脹機馬達30。膨脹機馬達30根據馬達控制訊號被導通或斷開或控制運轉頻率。In addition, the
另外,在該實施形態中,在各個低溫泵10中未設置有顯示測定壓力、測定溫度、各閥或膨脹機馬達30的動作狀態等與低溫泵10相關之資訊的液晶面板或監視器等顯示部。In addition, in this embodiment, each
圖3係表示可以在實施形態之低溫泵系統100中使用之壓縮機12的一例的示意圖。壓縮機12具備:高壓氣體出口50、低壓氣體入口51、高壓流路52、低壓流路53、第1壓力感測器54、第2壓力感測器55、旁通管路56、壓縮機本體57及壓縮機殼體58。FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of the
高壓氣體出口50作為壓縮機12的工作氣體吐出埠而設置於壓縮機殼體58,低壓氣體入口51作為壓縮機12的工作氣體吸入埠而設置於壓縮機殼體58。高壓管路13a連接到高壓氣體出口50,低壓管路13b連接到低壓氣體入口51。高壓流路52將壓縮機本體57的吐出口與高壓氣體出口50連接,低壓流路53將低壓氣體入口51與壓縮機本體57的吸入口連接。壓縮機殼體58收納高壓流路52、低壓流路53、第1壓力感測器54、第2壓力感測器55、旁通管路56及壓縮機本體57。壓縮機12還被稱為壓縮機單元。The high-
壓縮機本體57構成為在內部壓縮從其吸入口吸入的工作氣體,並將其從吐出口吐出。壓縮機本體57例如可以為渦卷方式、旋轉式或使工作氣體升壓的其他泵。壓縮機本體57可以具備變速壓縮機馬達57a。壓縮機馬達57a具有逆變器,能夠藉由低溫泵控制器110的控制來改變馬達運轉頻率。如此,壓縮機本體57可以構成為改變吐出的工作氣體流量。或者,壓縮機本體57可以構成為吐出固定的恆定的工作氣體流量。壓縮機本體57還被稱為壓縮倉。The compressor
第1壓力感測器54配置於高壓流路52,以測量流過高壓流路52的工作氣體的壓力。第2壓力感測器55配置於低壓流路53,以測量流過低壓流路53的工作氣體的壓力。因此,第1壓力感測器54、第2壓力感測器55還能夠分別稱為高壓感測器、低壓感測器。The
旁通管路56以使工作氣體迂回膨脹機14而從高壓流路52向低壓流路53回流的方式,將高壓流路52與低壓流路53連接。在旁通管路56中設置有溢流閥60,其用於打開或關閉旁通管路56、或者控制流過旁通管路56的工作氣體的流量。溢流閥60構成為當設定壓力以上的壓差作用於其出入口之間時打開。溢流閥60可以為開閉閥或者流量控制閥,例如可以為電磁閥。設定壓力可以根據設計者的經驗見解、或者由設計者進行之實驗和模擬試驗等適當地設定。藉此,能夠防止高壓管路13a與低壓管路13b的壓差超過該設定壓力而變得過大。The
作為一例,溢流閥60可以藉由基於低溫泵控制器110的控制進行打開或關閉。低溫泵控制器110可以以如下方式控制溢流閥60:將測量之高壓管路13a和低壓管路13b的壓差與設定壓力進行比較,當測量壓差為設定壓力以上的情況下,打開溢流閥60,當測量壓差小於設定壓差的情況下,關閉溢流閥60。低溫泵控制器110可以從第1壓力感測器54和第2壓力感測器55的測定壓力獲取高壓管路13a和低壓管路13b的測量壓差。作為另一例,溢流閥60可以構成為作為所謂的安全閥進行工作,即,當設定壓力以上的壓差作用於出入口之間時機械地開放。As an example, the
並且,在該實施形態中,壓縮機12具備用於操作壓縮機12的操作面板62。操作面板62設置於壓縮機殼體58。在操作面板62上設置有操作部63、控制部64、顯示部65。操作部63具有用於接收操作者對壓縮機12的操作之例如操作按鈕等輸入機構。控制部64安裝在操作面板62的內部,且根據對操作部63的操作來控制壓縮機12的各機器例如壓縮機本體57(壓縮機馬達57a)、溢流閥60。顯示部65由控制部64控制,顯示與壓縮機12相關之資訊。In addition, in this embodiment, the
壓縮機12的控制部64能夠作為彙集壓縮機12和低溫泵控制器110的發送和接收之輸入輸出電路(例如I/O模組、或遠端I/O單元)進行動作。因此,控制部64與壓縮機12的各機器例如第1壓力感測器54、第2壓力感測器55、壓縮機本體57(壓縮機馬達57a)、溢流閥60等各機器電連接,以發送和接收訊號。並且,控制部64藉由第3通訊線123與低溫泵控制器110能夠通訊地連接。The
因此,壓縮機12透過控制部64將表示第1壓力感測器54及第2壓力感測器55各自的測定壓力的測定壓力訊號發送到低溫泵控制器110。並且,壓縮機12透過控制部64將表示壓縮機馬達57a的導通或斷開狀態和運轉頻率的馬達狀態訊號與表示溢流閥60的打開或關閉狀態或開度的閥狀態訊號發送到低溫泵控制器110。Therefore, the
並且,壓縮機12藉由控制部64接收來自表示對壓縮機馬達57a的動作指令之低溫泵控制器110的馬達控制訊號,控制部64將該馬達控制訊號發送到壓縮機馬達57a。壓縮機馬達57a根據馬達控制訊號被導通或斷開、或控制運轉頻率。同樣地,壓縮機12藉由控制部64接收來自表示對溢流閥60的動作指令之低溫泵控制器110的閥控制訊號,控制部64將該閥控制訊號發送到溢流閥60。溢流閥60根據閥控制訊號被打開或關閉。Then, the
另外,壓縮機12還可以具有其他各種構成要素。例如,在高壓流路52中可以設置有油分離器、吸附器等。在低壓流路53中可以設置有儲罐及其他構成要素。並且,在壓縮機12上可以設置有用油冷卻壓縮機本體57的油循環系統或用冷卻水冷卻油的冷卻系統等。In addition, the
圖4係表示可以在實施形態之低溫泵系統100中使用之低溫泵監視器130的一例的示意圖。低溫泵監視器130具備操作部132、輸入輸出電路134及顯示部136。FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a
操作部132具有用於接收操作者對低溫泵系統100(例如,低溫泵10、壓縮機12)的操作之各種操作按鈕等輸入機構。操作部132與輸入輸出電路134電連接,以將表示對操作部132的操作之操作訊號發送到輸入輸出電路134。低溫泵控制器110透過輸入輸出電路134(及第4通訊線124)接收該操作訊號,並根據操作訊號控制低溫泵10(或壓縮機12)。在該例中,操作部132設置於低溫泵監視器130的下部。The
輸入輸出電路134安裝在低溫泵監視器130的內部,藉由第4通訊線124與低溫泵控制器110能夠通訊地連接。輸入輸出電路134例如可以為I/O模組、或遠端I/O單元。第4通訊線124與設置於低溫泵監視器130的連接器連接,亦可以透過該連接器與輸入輸出電路134連接。The input/
顯示部136與輸入輸出電路134電連接,以從輸入輸出電路134接收表示與低溫泵10相關之資訊和/或與壓縮機12相關之資訊之訊號。顯示部136根據輸入輸出電路134從低溫泵控制器110接收到之訊號,顯示與低溫泵10和/或壓縮機12相關之資訊。作為一例,顯示部136具有顯示面板部136a和顯示燈部136b。顯示面板部136a可以為能夠顯示表示與低溫泵10和/或壓縮機12相關之資訊之數字或文字、記號等之例如液晶面板或其他顯示器件。顯示燈部136b亦可以為例如LED燈或其他指示器,點燈或熄燈以表示與低溫泵10和/或壓縮機12相關之資訊。在該例中,顯示部136設置於低溫泵監視器130的上部。The
作為與能夠顯示於顯示部136的低溫泵10相關之資訊,例如例示出以下舉出的例子,但並不限定於此。
·基於搭載於低溫泵10的感測器的當前的測定值(例如,壓力感測器21的測定壓力、第1溫度感測器22的測定溫度、第2溫度感測器23的測定溫度等)
·搭載於低溫泵10的機器的當前的動作狀態(例如,粗閥24的打開或關閉狀態、抽氣閥26的打開或關閉狀態、通氣閥28的打開或關閉狀態、膨脹機馬達30的導通或斷開狀態(即低溫泵10的導通或斷開狀態等)、膨脹機馬達30的運轉頻率等)
·低溫泵10的運轉歷史(例如,低溫泵10的運轉持續時間、自低溫泵10的再生開始的經過時間、低溫泵10的再生完成次數、在低溫泵10的運轉中發生的與低溫泵10相關之警報、低溫泵10與低溫泵控制器110的通訊時間、基於搭載於低溫泵10的感測器的過去的測定值、搭載於低溫泵10的機器的過去的動作狀態等)
·低溫泵10的內部參數(例如,用於執行低溫泵10的真空排氣運轉的放射屏蔽件18及低溫板20的設定冷卻溫度、用於調節放射屏蔽件18(或低溫板20)的溫度的控制參數(例如用於控制PID的控制增益等)、定義用於執行低溫泵10的再生的溫度、壓力、各閥的打開或關閉時刻等諸條件的各種再生參數等)
·與低溫泵10相關之其他參數(例如,低溫泵10的序號等)
·用於操作低溫泵10的各種命令
As the information related to the
並且,作為能夠顯示於顯示部136的與壓縮機12相關之資訊,例如例示出以下舉出的例子,但並不限定於此。
·基於搭載於壓縮機12的感測器的當前的測定值(例如,第1壓力感測器54的測定壓力、第2壓力感測器55的測定壓力、第1壓力感測器54和第2壓力感測器55的測定壓力的壓差等)
·搭載於壓縮機12的機器的當前的動作狀態(高壓流路52和低壓流路53的壓差的設定值、壓縮機馬達57a的導通或斷開狀態(即壓縮機12的導通或斷開狀態)、壓縮機馬達57a的運轉頻率、溢流閥60的打開或關閉狀態或者開度、冷卻壓縮機本體57的冷卻水的流量等)
·壓縮機12的運轉歷史(壓縮機12的運轉持續時間、吸附器的使用時間、在壓縮機12的運轉中發生的與壓縮機12相關之警報、基於搭載於壓縮機12的感測器的過去的測定值、搭載於壓縮機12的機器的過去的動作狀態等)
·壓縮機12的內部參數
·與壓縮機12相關之其他參數
·用於操作壓縮機12的各種命令
In addition, as the information related to the
另外,低溫泵監視器130可以具備大量存放區等記憶部、或能夠與外部記憶裝置連接。低溫泵系統100的過去的測定值或動作狀態、或者其他能夠顯示的資訊儲存於該記憶部或記憶裝置中,並能夠根據需要從低溫泵監視器130訪問而顯示於低溫泵監視器130。In addition, the
並且,低溫泵監視器130直觀地提示資訊,並且亦可以藉由聽覺或其他方法提示。In addition, the cryopump monitor 130 prompts information intuitively, and can also prompt by auditory or other methods.
實施形態之低溫泵系統100的監視方法包括:將低溫泵監視器130與網路120連接,並配置於真空程序裝置200的殼體206外之步驟。例如,低溫泵監視器130利用第4通訊線124與低溫泵控制器110連接。藉此,低溫泵監視器130與網路120連接,並配置於真空程序裝置200的殼體206外。低溫泵控制器110配置於真空程序裝置200的殼體206內,因此難以在低溫泵系統100的運轉中(即真空程序裝置200的運轉中)進行低溫泵監視器130與低溫泵控制器110的連接。藉此,低溫泵監視器130的連接作業優選在低溫泵系統100的運轉前進行。The monitoring method of the
低溫泵系統100的監視方法還包括:將透過網路120傳輸之與低溫泵10相關之資訊顯示於低溫泵監視器130之步驟。並且,該方法亦可以包括:將透過網路120傳輸之與壓縮機12相關之資訊顯示於低溫泵監視器130之步驟。該等顯示可以在低溫泵系統100的運轉中進行,或亦可以在低溫泵系統100的運轉停止中進行。The monitoring method of the
如上所述,在低溫泵系統100中,與低溫泵10相關之資訊和與壓縮機12相關之資訊全部彙集在低溫泵控制器110。低溫泵系統100內的通訊中所使用之網路120例如構成為如RS-485那樣,向所有的節點廣播通訊資料(包括與低溫泵10(或壓縮機12)相關之資訊)。因此,藉由將低溫泵監視器130與網路120(例如低溫泵控制器110)連接,低溫泵監視器130能夠獲取(也可稱為截取)在低溫泵控制器110與低溫泵10(或壓縮機12)之間透過網路120傳輸之通訊資料。如此,低溫泵監視器130能夠根據所獲取到的通訊資料,顯示與低溫泵10(或壓縮機12)相關之資訊。As described above, in the
低溫泵系統100的監視方法還可以包括:根據對低溫泵監視器130的操作,控制低溫泵系統100之步驟。如上所述,低溫泵控制器110能夠透過輸入輸出電路134(及第4通訊線124)接收操作者操作操作部132而生成的操作訊號,並根據操作訊號控制低溫泵10(或壓縮機12)。例如,作為操作者使用低溫泵監視器130進行的低溫泵系統100的操作,例如例示出以下舉出的例子,但並不限定於此。
·低溫泵10的導通或斷開
·低溫泵10的再生開始、再生模式的選擇
·搭載於低溫泵10的機器的動作(例如,粗閥24、抽氣閥26、通氣閥28的打開或關閉動作、膨脹機馬達30的運轉頻率的變更等)
·搭載於低溫泵10的感測器、例如壓力感測器21的校準(例如,大氣壓調節、零點調節)
·壓縮機12的導通或斷開
The monitoring method of the
如在本說明書的開頭所述那樣,若能夠在真空程序裝置200的運轉中查看與低溫泵10相關之資訊,則會非常方便。如此般資訊特別有利於在低溫泵系統100中發生任何異常時,確定異常的原因或恢復到正常狀態。As mentioned at the beginning of this specification, it would be very convenient to be able to check the information related to the
然而,在現有之低溫泵產品中,大部分情況下,未裝配有如此般資訊顯示工具,因此分析異常和恢復正常時需要很長時間。在這種情況下,低溫泵系統100與真空程序裝置200連接,因此可以從真空程序裝置200入手與低溫泵系統100相關之資訊。但是,在實際上,真空程序裝置200通常沒有被設計成能夠訪問與低溫泵系統100相關之所謂的資訊。因此,該方法並不一定保證能夠入手分析異常和恢復正常時所需的資訊。並且,作為異常的原因之一,亦可能懷疑真空程序裝置200的主控制器204與低溫泵系統100之間的通訊異常。However, most of the existing cryopump products are not equipped with such an information display tool, so it takes a long time to analyze the abnormality and return to normal. In this case, the
因此,考慮將顯示資訊的顯示部與低溫泵10一體組裝之方案。然而,即便如此,事實上在運轉中很多時候無法查看資訊。這是因為,低溫泵10安裝在真空程序裝置200內,因此即使設置有顯示部,大部分情況下,其被隱藏在看不到的地方。而且,出於避免與真空程序裝置200中所使用之高電壓或高能束等危險接觸之安全上的理由考慮,要求在真空程序裝置200的運轉中,人不能物理訪問低溫泵10等真空程序裝置200的內部構成要素。若停止真空程序裝置200的運轉,則可以靠近低溫泵10查看顯示部,但裝置的運轉停止會帶來生產率的下降,因此不優。Therefore, a solution of integrating the display unit for displaying information and the
相對於此,根據實施形態,低溫泵監視器130配置在真空程序裝置200的殼體206外,且在低溫泵監視器130上顯示與低溫泵10(和/或壓縮機12)相關之資訊,因此操作者能夠在真空程序裝置200的運轉中輕易地確認手頭中所顯示的與低溫泵10(和/或壓縮機12)相關之資訊。操作者藉由查看低溫泵監視器130,能夠在安全的地方隨時入手所需的資訊。當在低溫泵系統100中發生任何異常時,操作者能夠利用從低溫泵監視器130入手的資訊,迅速進行異常原因的確定或恢復到正常狀態。On the other hand, according to the embodiment, the
並且,根據實施形態,低溫泵監視器130無須透過主控制器204而與網路120連接。例如,低溫泵監視器130藉由與低溫泵控制器110直接連接而與網路120連接。藉此,即使懷疑主控制器204的異常、或低溫泵控制器110與主控制器204之間的通訊異常的情況下,低溫泵監視器130亦能夠從低溫泵控制器110獲取資訊並進行顯示。並且,低溫泵監視器130亦能夠從低溫泵控制器110獲取無法透過主控制器204獲取的資訊(主控制器204設為監視器物件外的低溫泵的資訊)並進行顯示。Furthermore, according to the embodiment, the
再者,根據實施形態,低溫泵監視器130具備用於操作低溫泵系統100的操作部132。因此,除了透過真空程序裝置200的主控制器204使低溫泵系統100工作之外,還能夠從低溫泵監視器130對低溫泵系統100進行必要的操作。Furthermore, according to the embodiment, the
以上,根據實施例對本發明進行了說明。本發明並不限定於上述實施形態而可以進行各種設計變更,對本領域技術人員而言,可以理解能夠進行各種變形例,並且此類變形例亦包括於本發明的範圍內。The present invention has been described above based on the embodiments. The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various design changes are possible, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made, and such modifications are also included in the scope of the present invention.
在上述的實施形態中,壓縮機12與低溫泵監視器130分別藉由各自的通訊電纜(第3通訊線123與第4通訊線124)與低溫泵控制器110連接。在某一實施形態中,第3通訊線123和第4通訊線124可以被匯總到在端部分支出的1根通訊電纜中,使用該1根通訊電纜將壓縮機12和低溫泵監視器130與低溫泵控制器110連接。In the above-described embodiment, the
代替將低溫泵監視器130與低溫泵控制器110直接連接,亦可以將低溫泵監視器130藉由與壓縮機12有線連接而與網路120連接,並配置在真空程序裝置200的殼體206外。此時,低溫泵監視器130的連接作業可以在低溫泵系統100的運轉前進行,或在低溫泵系統100的運轉中進行。並且,低溫泵監視器130可以藉由與網路120上的其他節點(例如低溫泵10)連接而與網路120連接,並配置在真空程序裝置200的殼體206外。Instead of directly connecting the
低溫泵監視器130可以與壓縮機12一體搭載。例如,可以構成為設置於壓縮機12上的操作面板62作為低溫泵監視器130進行動作。The cryopump monitor 130 may be mounted integrally with the
低溫泵監視器130可以設為能夠切換至少一部分的顯示功能(和/或操作功能)的有效和無效。例如可以藉由密碼等鎖定,以使例如低溫泵10的內部參數的顯示等一部分的顯示功能在低溫泵監視器130的初期狀態下無法使用。低溫泵監視器130亦可以設為藉由解除該鎖定而能夠使用該顯示功能。The cryopump monitor 130 can be set to be able to switch between valid and invalid of at least a part of the display function (and/or operation function). For example, it can be locked by a password or the like so that some display functions such as the display of the internal parameters of the
對低溫泵監視器130的網路120的連接亦可以是無線的。例如,壓縮機12可以與低溫泵控制器110有線連接,低溫泵監視器130與壓縮機12可以無線連接。低溫泵監視器130和壓縮機12一同配置在真空程序裝置200的外,並且彼此靠近配置,因此用於無線通訊的搬送波容易彼此良好地傳輸。或者,可能的情況下,低溫泵控制器110與低溫泵監視器130可以無線連接。The connection to the
在上述的實施形態中,低溫泵監視器130具有操作部132,藉此具有低溫泵系統100的操作功能。但是,在某一實施形態中,低溫泵監視器130可以不具有操作功能而僅具有顯示功能。In the above-described embodiment, the
設置於低溫泵系統100的至少1個低溫泵10可以為冷阱。典型地,冷阱由單段式的極低溫冷凍機冷卻,例如配置於渦輪分子泵等高真空泵的入口,主要將水蒸氣凝結在冷阱表面並進行排氣。低溫泵監視器130可以顯示與冷阱相關之資訊。At least one
10:低溫泵 12:壓縮機 100:低溫泵系統 110:低溫泵控制器 120:網路 130:低溫泵監視器 132:操作部 136:顯示部 200:真空程序裝置 204:主控制器 206:殼體 10: Cryopump 12: Compressor 100: Cryopump System 110: Cryopump Controller 120: Internet 130: Cryopump Monitor 132: Operation Department 136: Display part 200: Vacuum program device 204: Main Controller 206: Shell
[圖1]係表示實施形態之低溫泵系統的示意圖。 [圖2]係表示可以在實施形態之低溫泵系統中使用之低溫泵的一例的示意圖。 [圖3]係表示可以在實施形態之低溫泵系統中使用之壓縮機的一例的示意圖。 [圖4]係表示可以在實施形態之低溫泵系統中使用之低溫泵監視器的一例的示意圖。 Fig. 1 is a schematic diagram showing a cryopump system according to an embodiment. Fig. 2 is a schematic diagram showing an example of a cryopump that can be used in the cryopump system of the embodiment. 3 is a schematic diagram showing an example of a compressor that can be used in the cryopump system of the embodiment. 4 is a schematic diagram showing an example of a cryopump monitor that can be used in the cryopump system of the embodiment.
10:低溫泵 10: Cryopump
12:壓縮機 12: Compressor
13:氣體管路 13: Gas pipeline
13a:高壓管路 13a: High pressure pipeline
13b:低壓管路 13b: low pressure line
100:低溫泵系統 100: Cryopump System
110:低溫泵控制器 110: Cryopump Controller
120:網路 120: Internet
122:第2通訊線 122: 2nd communication line
123:第3通訊線 123: 3rd communication line
124:第4通訊線 124: 4th communication line
130:低溫泵監視器 130: Cryopump Monitor
200:真空程序裝置 200: Vacuum program device
202:真空容器 202: Vacuum container
204:主控制器 204: Main Controller
206:殼體 206: Shell
208:第1通訊線 208: 1st Communication Line
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