(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クライオポンプシステムであって、
クライオポンプと、
前記クライオポンプから凝縮物を排出する排出処理であって、前記クライオポンプ内の圧力に基づく排出完了条件が満たされるまで続行される排出処理を含む再生シーケンスに従って前記クライオポンプを制御する再生制御部と、を備え、
前記再生制御部は、
前記排出完了条件が満たされるか否かを繰り返し判定する第１判定部と、
前記排出完了条件の判定回数または前記排出処理の継続時間が第１しきい値以上であるか否かを判定する第２判定部と、
前記排出完了条件の判定回数または前記排出処理の継続時間が第１しきい値以上である場合に前記クライオポンプの予備冷却を実行する温度制御部と、を備え、
前記第１判定部は、前記予備冷却中に前記排出完了条件が満たされるか否かを再び判定することを特徴とするクライオポンプシステム。
【請求項２】
前記第２判定部は、前記予備冷却中に前記排出完了条件の判定回数または前記排出処理の継続時間が第２しきい値以上であるか否かを判定し、
前記再生制御部は、前記排出完了条件の判定回数または前記排出処理の継続時間が第２しきい値以上である場合に前記クライオポンプのリークを検出するリーク検出部を備えることを特徴とする請求項１に記載のクライオポンプシステム。
【請求項３】
前記再生シーケンスは、前記クライオポンプを極低温度から第１凝縮物の融点またはそれより高い第１再生温度に加熱する昇温処理と、前記排出完了条件が満たされる場合に前記クライオポンプを前記極低温度に再冷却するクールダウン処理と、を含み、
前記温度制御部は、前記排出完了条件の判定回数または前記排出処理の継続時間が第１しきい値以上である場合に、前記クライオポンプを前記第１凝縮物の融点より低く前記極低温度より高い第２再生温度に予備的に冷却することを特徴とする請求項１または２に記載のクライオポンプシステム。
【請求項４】
前記第１しきい値は、前記再生シーケンスにおいて前記クライオポンプから前記第１凝縮物を除去するために必要とされる前記排出完了条件の標準判定回数または前記排出処理の標準継続時間より大きいことを特徴とする請求項３に記載のクライオポンプシステム。
【請求項５】
前記第１凝縮物は、水であることを特徴とする請求項３または４に記載のクライオポンプシステム。
【請求項６】
前記再生制御部は、前記予備冷却中に前記排出完了条件が満たされる場合に前記第１凝縮物と異なる第２凝縮物の残存を検出する凝縮物検出部を備えることを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載のクライオポンプシステム。
【請求項７】
前記第２凝縮物は、有機凝縮物であることを特徴とする請求項６に記載のクライオポンプシステム。
【請求項８】
前記クライオポンプは、クライオパネルと、前記クライオパネルを収容するクライオポンプ容器と、前記クライオポンプ容器の圧力を測定する圧力センサと、を備え、
前記第１判定部は、前記クライオポンプ容器の測定圧力が前記クライオポンプの動作開始圧力またはそれより低圧に所定時間保持されるか否かを繰り返し判定することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のクライオポンプシステム。
【請求項９】
クライオポンプ制御装置であって、
クライオポンプから凝縮物を排出する排出処理であって、前記クライオポンプ内の圧力に基づく排出完了条件が満たされるまで続行される排出処理を含む再生シーケンスに従って前記クライオポンプを制御する再生制御部を備え、
前記再生制御部は、
前記排出完了条件が満たされるか否かを繰り返し判定する第１判定部と、
前記排出完了条件の判定回数または前記排出処理の継続時間が第１しきい値以上であるか否かを判定する第２判定部と、
前記排出完了条件の判定回数または前記排出処理の継続時間が第１しきい値以上である場合に前記クライオポンプの予備冷却を実行する温度制御部と、を備え、
前記第１判定部は、前記予備冷却中に前記排出完了条件が満たされるか否かを再び判定することを特徴とするクライオポンプ制御装置。
【請求項１０】
クライオポンプ再生方法であって、
クライオポンプから凝縮物を排出する排出処理であって、前記クライオポンプ内の圧力に基づく排出完了条件が満たされるまで続行される排出処理を含む再生シーケンスに従って前記クライオポンプを制御することを備え、
前記制御することは、
前記排出完了条件が満たされるか否かを繰り返し判定することと、
前記排出完了条件の判定回数または前記排出処理の継続時間が第１しきい値以上であるか否かを判定することと、
前記排出完了条件の判定回数または前記排出処理の継続時間が第１しきい値以上である場合に前記クライオポンプの予備冷却を実行することと、
前記予備冷却中に前記排出完了条件が満たされるか否かを再び判定することと、を備えることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クライオポンプシステム、クライオポンプ制御装置、及びクライオポンプ再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
クライオポンプは、極低温に冷却されたクライオパネルに気体分子を凝縮または吸着により捕捉して排気する真空ポンプである。クライオポンプは半導体回路製造プロセス等に要求される清浄な真空環境を実現するために一般に利用される。クライオポンプはいわゆる気体溜め込み式の真空ポンプであるから、捕捉した気体を外部に定期的に排出する再生を要する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００１−５１５１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明のある態様の例示的な目的のひとつは、クライオポンプの再生時間を短縮することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のある態様によると、クライオポンプと、前記クライオポンプから凝縮物を排出する排出処理であって、前記クライオポンプ内の圧力に基づく排出完了条件が満たされるまで続行される排出処理を含む再生シーケンスに従って前記クライオポンプを制御する再生制御部と、を備えるクライオポンプシステムが提供される。前記再生制御部は、前記排出完了条件が満たされるか否かを繰り返し判定する第１判定部と、前記排出完了条件の判定回数または前記排出処理の継続時間が第１しきい値以上であるか否かを判定する第２判定部と、前記排出完了条件の判定回数または前記排出処理の継続時間が第１しきい値以上である場合に前記クライオポンプの予備冷却を実行する温度制御部と、を備える。前記第１判定部は、前記予備冷却中に前記排出完了条件が満たされるか否かを再び判定する。
【０００６】
本発明のある態様によると、クライオポンプから凝縮物を排出する排出処理であって、前記クライオポンプ内の圧力に基づく排出完了条件が満たされるまで続行される排出処理を含む再生シーケンスに従って前記クライオポンプを制御する再生制御部を備えるクライオポンプ制御装置が提供される。前記再生制御部は、前記排出完了条件が満たされるか否かを繰り返し判定する第１判定部と、前記排出完了条件の判定回数または前記排出処理の継続時間が第１しきい値以上であるか否かを判定する第２判定部と、前記排出完了条件の判定回数または前記排出処理の継続時間が第１しきい値以上である場合に前記クライオポンプの予備冷却を実行する温度制御部と、を備える。前記第１判定部は、前記予備冷却中に前記排出完了条件が満たされるか否かを再び判定する。
【０００７】
本発明のある態様によると、クライオポンプ再生方法が提供される。方法は、クライオポンプから凝縮物を排出する排出処理であって、前記クライオポンプ内の圧力に基づく排出完了条件が満たされるまで続行される排出処理を含む再生シーケンスに従って前記クライオポンプを制御することを備える。前記制御することは、前記排出完了条件が満たされるか否かを繰り返し判定することと、前記排出完了条件の判定回数または前記排出処理の継続時間が第１しきい値以上であるか否かを判定することと、前記排出完了条件の判定回数または前記排出処理の継続時間が第１しきい値以上である場合に前記クライオポンプの予備冷却を実行することと、前記予備冷却中に前記排出完了条件が満たされるか否かを再び判定することと、を備える。
【０００８】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を装置、方法、システム、コンピュータプログラム、コンピュータプログラムを格納した記録媒体などの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、クライオポンプの再生時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のある実施形態に係るクライオポンプシステムを模式的に示す図である。
【図２】本発明のある実施形態に係るクライオポンプ制御部の構成を概略的に示す図である。
【図３】本発明のある実施形態に係るクライオポンプ再生方法の要部を示すフローチャートである。
【図４】本発明のある実施形態に係るクライオポンプ再生方法の要部を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、以下に述べる構成は例示であり、本発明の範囲を何ら限定するものではない。
【００１２】
図１は、本発明のある実施形態に係るクライオポンプシステムを模式的に示す図である。クライオポンプシステムは、クライオポンプ１０と、クライオポンプ１０の真空排気運転及び再生運転を制御するクライオポンプ制御部１００と、を備える。クライオポンプ１０は、例えばイオン注入装置やスパッタリング装置等の真空チャンバに取り付けられて、真空チャンバ内部の真空度を所望のプロセスに要求されるレベルまで高めるために使用される。クライオポンプ制御部１００は、クライオポンプ１０に一体に設けられていてもよいし、クライオポンプ１０とは別体の制御装置として構成されていてもよい。
【００１３】
クライオポンプ１０は、気体を受け入れるための吸気口１２を有する。吸気口１２はクライオポンプ１０の内部空間１４への入口である。クライオポンプ１０が取り付けられた真空チャンバから吸気口１２を通じて、排気されるべき気体がクライオポンプ１０の内部空間１４に進入する。
【００１４】
なお以下では、クライオポンプ１０の構成要素の位置関係をわかりやすく表すために、「軸方向」、「径方向」との用語を使用することがある。軸方向は吸気口１２を通る方向を表し、径方向は吸気口１２に沿う方向を表す。便宜上、軸方向に関して吸気口１２に相対的に近いことを「上」、相対的に遠いことを「下」と呼ぶことがある。つまり、クライオポンプ１０の底部から相対的に遠いことを「上」、相対的に近いことを「下」と呼ぶことがある。径方向に関しては、吸気口１２の中心に近いことを「内」、吸気口１２の周縁に近いことを「外」と呼ぶことがある。なお、こうした表現はクライオポンプ１０が真空チャンバに取り付けられたときの配置とは関係しない。例えば、クライオポンプ１０は鉛直方向に吸気口１２を下向きにして真空チャンバに取り付けられてもよい。
【００１５】
クライオポンプ１０は、低温クライオパネル１８と、高温クライオパネル１９と、を備える。また、クライオポンプ１０は、高温クライオパネル１９及び低温クライオパネル１８を冷却する冷却システムを備える。この冷却システムは、冷凍機１６と、圧縮機３６と、を備える。
【００１６】
冷凍機１６は、例えばギフォード・マクマホン式冷凍機（いわゆるＧＭ冷凍機）などの極低温冷凍機である。冷凍機１６は、第１ステージ２０、第２ステージ２１、第１シリンダ２２、第２シリンダ２３、第１ディスプレーサ２４、及び第２ディスプレーサ２５を備える二段式の冷凍機である。よって、冷凍機１６の高温段は、第１ステージ２０、第１シリンダ２２、及び第１ディスプレーサ２４を備える。冷凍機１６の低温段は、第２ステージ２１、第２シリンダ２３、及び第２ディスプレーサ２５を備える。
【００１７】
第１シリンダ２２と第２シリンダ２３は直列に接続されている。第１ステージ２０は、第１シリンダ２２と第２シリンダ２３との結合部に設置されている。第２シリンダ２３は第１ステージ２０と第２ステージ２１とを連結する。第２ステージ２１は、第２シリンダ２３の末端に設置されている。第１シリンダ２２及び第２シリンダ２３それぞれの内部には第１ディスプレーサ２４及び第２ディスプレーサ２５が冷凍機１６の長手方向（図１において左右方向）に移動可能に配設されている。第１ディスプレーサ２４と第２ディスプレーサ２５とは一体に移動可能に連結されている。第１ディスプレーサ２４及び第２ディスプレーサ２５にはそれぞれ第１蓄冷器及び第２蓄冷器（図示せず）が組み込まれている。
【００１８】
冷凍機１６は、第１シリンダ２２の高温端に設けられている駆動機構１７を備える。駆動機構１７は、第１ディスプレーサ２４及び第２ディスプレーサ２５がそれぞれ第１シリンダ２２及び第２シリンダ２３の内部を往復動可能であるように第１ディスプレーサ２４及び第２ディスプレーサ２５に接続されている。また駆動機構１７は、作動気体の供給と排出を周期的に繰り返すよう作動気体の流路を切り替える流路切替機構を含む。流路切替機構は例えばバルブ部とバルブ部を駆動する駆動部とを含む。バルブ部は例えばロータリーバルブを含み、駆動部はロータリーバルブを回転させるためのモータを含む。モータは、例えばＡＣモータまたはＤＣモータであってもよい。また流路切替機構はリニアモータにより駆動される直動式の機構であってもよい。
【００１９】
冷凍機１６は高圧導管３４及び低圧導管３５を介して圧縮機３６に接続される。冷凍機１６は、圧縮機３６から供給される高圧の作動気体（例えばヘリウム）を内部で膨張させて第１ステージ２０及び第２ステージ２１に寒冷を発生させる。圧縮機３６は、冷凍機１６で膨張した作動気体を回収し再び加圧して冷凍機１６に供給する。
【００２０】
具体的には、まず駆動機構１７が高圧導管３４と冷凍機１６の内部空間とを連通させる。圧縮機３６から高圧導管３４を通じて冷凍機１６に高圧の作動気体が供給される。冷凍機１６の内部空間が高圧の作動気体で満たされると、駆動機構１７は冷凍機１６の内部空間を低圧導管３５に連通させるよう流路を切り替える。これにより作動気体は膨張する。膨張した作動気体は圧縮機３６へと回収される。こうした作動気体の給排に同期して、第１ディスプレーサ２４及び第２ディスプレーサ２５がそれぞれ第１シリンダ２２及び第２シリンダ２３の内部を往復動する。このような熱サイクルを繰り返すことで冷凍機１６は第１ステージ２０及び第２ステージ２１に寒冷を発生させる。
【００２１】
冷凍機１６は、第１ステージ２０を第１温度レベルに冷却し、第２ステージ２１を第２温度レベルに冷却するよう構成されている。第２温度レベルは第１温度レベルよりも低温である。例えば、第１ステージ２０は６５Ｋ〜１２０Ｋ程度、好ましくは８０Ｋ〜１００Ｋに冷却され、第２ステージ２１は１０Ｋ〜２０Ｋ程度に冷却される。
【００２２】
図１は、クライオポンプ１０の内部空間１４の中心軸と、冷凍機１６の中心軸とを含む断面を示す。図１に示されるクライオポンプ１０は、いわゆる横型のクライオポンプである。横型のクライオポンプとは一般に、冷凍機１６がクライオポンプ１０の内部空間１４の中心軸に交差する（通常は直交する）よう配設されているクライオポンプである。本発明はいわゆる縦型のクライオポンプにも同様に適用することができる。縦型のクライオポンプとは、冷凍機がクライオポンプの軸方向に沿って配設されているクライオポンプである。
【００２３】
低温クライオパネル１８は、クライオポンプ１０の内部空間１４の中心部に設けられている。低温クライオパネル１８は例えば、複数のパネル部材２６を含む。パネル部材２６は例えば、それぞれが円すい台の側面の形状、いわば傘状の形状を有する。各パネル部材２６には通常活性炭等の吸着剤２７が設けられている。吸着剤２７は例えばパネル部材２６の裏面に接着されている。このようにして、低温クライオパネル１８は、気体分子を吸着するための吸着領域を備える。
【００２４】
パネル部材２６はパネル取付部材２８に取り付けられている。パネル取付部材２８は第２ステージ２１に取り付けられている。このようにして、低温クライオパネル１８は、第２ステージ２１に熱的に接続されている。よって、低温クライオパネル１８は第２温度レベルに冷却される。
【００２５】
高温クライオパネル１９は、放射シールド３０と入口クライオパネル３２とを備える。高温クライオパネル１９は、低温クライオパネル１８を包囲するよう低温クライオパネル１８の外側に設けられている。高温クライオパネル１９は第１ステージ２０に熱的に接続されており、高温クライオパネル１９は第１温度レベルに冷却される。
【００２６】
放射シールド３０は主として、クライオポンプ１０のハウジング３８からの輻射熱から低温クライオパネル１８を保護するために設けられている。放射シールド３０は、ハウジング３８と低温クライオパネル１８との間にあり、低温クライオパネル１８を囲む。放射シールド３０は、吸気口１２に向けて軸方向上端が開放されている。放射シールド３０は、軸方向下端が閉塞された筒形（例えば円筒）の形状を有し、カップ状に形成されている。放射シールド３０の側面には冷凍機１６の取付のための孔があり、そこから第２ステージ２１が放射シールド３０の中に挿入されている。その取付孔の外周部にて放射シールド３０の外面に第１ステージ２０が固定されている。こうして放射シールド３０は第１ステージ２０に熱的に接続されている。
【００２７】
入口クライオパネル３２は、吸気口１２において径方向に沿って配置されている。入口クライオパネル３２は、シールド開口端３１に配設されている。入口クライオパネル３２はその外周部がシールド開口端３１に固定されて、放射シールド３０に熱的に接続されている。入口クライオパネル３２は、低温クライオパネル１８から軸方向上方に離れて設けられている。入口クライオパネル３２は、例えば、ルーバ構造やシェブロン構造に形成される。入口クライオパネル３２は、放射シールド３０の中心軸を中心とする同心円状に形成されていてもよいし、あるいは格子状等他の形状に形成されていてもよい。
【００２８】
入口クライオパネル３２は、吸気口１２に入る気体を排気するために設けられている。入口クライオパネル３２の温度で凝縮する気体（例えば水分）がその表面に捕捉される。また、入口クライオパネル３２は、クライオポンプ１０の外部の熱源（例えば、クライオポンプ１０が取り付けられる真空チャンバ内の熱源）からの輻射熱から低温クライオパネル１８を保護するために設けられている。輻射熱だけではなく気体分子の進入も制限される。入口クライオパネル３２は、吸気口１２を通じた内部空間１４への気体流入を所望量に制限するように吸気口１２の開口面積の一部を占有する。
【００２９】
クライオポンプ１０は、ハウジング３８を備える。ハウジング３８は、クライオポンプ１０の内部と外部とを隔てるための真空容器である。ハウジング３８は、クライオポンプ１０の内部空間１４を気密に保持するよう構成されている。ハウジング３８は、高温クライオパネル１９の外側に設けられており、高温クライオパネル１９を囲む。また、ハウジング３８は冷凍機１６を収容する。つまり、ハウジング３８は、高温クライオパネル１９及び低温クライオパネル１８を収容するクライオポンプ容器である。
【００３０】
ハウジング３８は、高温クライオパネル１９及び冷凍機１６の低温部に非接触であるように、外部環境温度の部位（例えば冷凍機１６の高温部）に固定されている。ハウジング３８の外面は外部環境にさらされており、冷却されている高温クライオパネル１９よりも温度が高い（例えば室温程度）。
【００３１】
また、ハウジング３８はその開口端から径方向外側に向けて延びる吸気口フランジ５６を備える。吸気口フランジ５６は、クライオポンプ１０を真空チャンバに取り付けるためのフランジである。真空チャンバの開口にはゲートバルブが設けられており（図示せず）、吸気口フランジ５６はそのゲートバルブに取り付けられる。そのようにして入口クライオパネル３２の軸方向上方にゲートバルブが位置する。例えばクライオポンプ１０を再生するときにゲートバルブは閉とされ、クライオポンプ１０が真空チャンバを排気するときに開とされる。
【００３２】
ハウジング３８には、ベントバルブ７０、粗引きバルブ７２、及びパージバルブ７４が取り付けられている。
【００３３】
ベントバルブ７０は、クライオポンプ１０の内部から外部環境へと流体を排出するための排出ライン８０の例えば末端に設けられている。ベントバルブ７０を開くことにより排出ライン８０の流れが許容され、ベントバルブ７０を閉じることにより排出ライン８０の流れが遮断される。排出される流体は基本的にはガスであるが、液体または気液の混合物であってもよい。例えばクライオポンプ１０に凝縮されたガスの液化物が排出流体に混在していてもよい。ベントバルブ７０が開弁されることにより、ハウジング３８の内部に生じた陽圧を外部に解放することができる。
【００３４】
粗引きバルブ７２は、粗引きポンプ７３に接続される。粗引きバルブ７２の開閉により、粗引きポンプ７３とクライオポンプ１０とが連通または遮断される。粗引きバルブ７２を開くことにより粗引きポンプ７３とハウジング３８とが連通され、粗引きバルブ７２を閉じることにより粗引きポンプ７３とハウジング３８とが遮断される。粗引きバルブ７２を開きかつ粗引きポンプ７３を動作させることにより、クライオポンプ１０の内部を減圧することができる。
【００３５】
粗引きポンプ７３は、クライオポンプ１０の真空引きをするための真空ポンプである。粗引きポンプ７３は、クライオポンプ１０の動作圧力範囲の低真空領域、言い替えればクライオポンプ１０の動作開始圧力であるベース圧レベルをクライオポンプ１０に提供するための真空ポンプである。粗引きポンプ７３は、大気圧からベース圧レベルまでハウジング３８を減圧することができる。ベース圧レベルは、粗引きポンプ７３の高真空領域にあたり、粗引きポンプ７３とクライオポンプ１０の動作圧力範囲の重なり部分に含まれる。ベース圧レベルは、例えば１Ｐａ以上５０Ｐａ以下（例えば１０Ｐａ程度）の範囲である。
【００３６】
粗引きポンプ７３は典型的にはクライオポンプ１０とは別の真空装置として設けられ、例えばクライオポンプ１０が接続される真空チャンバを含む真空システムの一部を構成する。クライオポンプ１０は真空チャンバのための主ポンプであり、粗引きポンプ７３は補助ポンプである。
【００３７】
パージバルブ７４はパージガス源７５を含むパージガス供給装置に接続される。パージバルブ７４の開閉によりパージガス源７５とクライオポンプ１０とが連通または遮断され、パージガスのクライオポンプ１０への供給が制御される。パージバルブ７４を開くことにより、パージガス源７５からハウジング３８へのパージガス流れが許容される。パージバルブ７４を閉じることにより、パージガス源７５からハウジング３８へのパージガス流れが遮断される。パージバルブ７４を開きパージガス源７５からパージガスをハウジング３８に導入することにより、クライオポンプ１０の内部を昇圧することができる。供給されたパージガスは、ベントバルブ７０または粗引きバルブ７２を通じてクライオポンプ１０から排出される。
【００３８】
パージガスの温度は、本実施形態では室温に調整されているが、ある実施形態においてはパージガスは、室温より高温に加熱されたガス、または、室温よりいくらか低温のガスであってもよい。本書において室温は、１０℃〜３０℃の範囲または１５℃〜２５℃の範囲から選択される温度であり、例えば約２０℃である。パージガスは例えば窒素ガスである。パージガスは、乾燥したガスであってもよい。
【００３９】
クライオポンプ１０は、第１ステージ２０の温度を測定するための第１温度センサ９０と、第２ステージ２１の温度を測定するための第２温度センサ９２と、を備える。第１温度センサ９０は、第１ステージ２０に取り付けられている。第２温度センサ９２は、第２ステージ２１に取り付けられている。第１温度センサ９０は、第１ステージ２０の温度を定期的に測定し、測定温度を示す信号をクライオポンプ制御部１００に出力する。第１温度センサ９０はその出力を通信可能にクライオポンプ制御部１００に接続されている。第２温度センサ９２についても同様に構成されている。第１温度センサ９０及び第２温度センサ９２の測定温度がそれぞれ高温クライオパネル１９及び低温クライオパネル１８の温度としてクライオポンプ制御部１００において用いられてもよい。
【００４０】
また、ハウジング３８の内部に圧力センサ９４が設けられている。圧力センサ９４は例えば、高温クライオパネル１９の外側で冷凍機１６の近傍に設けられている。圧力センサ９４は、ハウジング３８の圧力を定期的に測定し、測定圧力を示す信号をクライオポンプ制御部１００に出力する。圧力センサ９４はその出力を通信可能にクライオポンプ制御部１００に接続されている。
【００４１】
クライオポンプ制御部１００は、クライオポンプ１０の真空排気運転及び再生運転のために冷凍機１６を制御するよう構成されている。クライオポンプ制御部１００には、第１温度センサ９０、第２温度センサ９２、及び圧力センサ９４を含む各種センサの測定結果を受信するよう構成されている。クライオポンプ制御部１００は、そうした測定結果に基づいて、冷凍機１６及び各種バルブに与える制御指令を演算する。
【００４２】
例えば、真空排気運転においては、クライオポンプ制御部１００は、ステージ温度（例えば第１ステージ温度）が目標の冷却温度に追従するように冷凍機１６を制御する。第１ステージ２０の目標温度は通常、一定値に設定される。第１ステージ２０の目標温度は例えば、クライオポンプ１０が取り付けられる真空チャンバで行われるプロセスに応じて仕様として定められる。また、クライオポンプ制御部１００は、クライオポンプ１０の再生のためにハウジング３８からの排気とハウジング３８へのパージガスの供給とを制御するよう構成されている。クライオポンプ制御部１００は、ベントバルブ７０、粗引きバルブ７２、及びパージバルブ７４の開閉を再生中に制御する。
【００４３】
上記の構成のクライオポンプ１０による動作を以下に説明する。クライオポンプ１０の作動に際しては、まずその作動前に粗引きバルブ７２を通じて粗引きポンプ７３でクライオポンプ１０の内部を動作開始圧力（例えば１Ｐａないし１０Ｐａ程度）まで粗引きする。その後クライオポンプ１０を作動させる。クライオポンプ制御部１００による制御のもとで、冷凍機１６の駆動により第１ステージ２０及び第２ステージ２１が冷却され、これらに熱的に接続されている高温クライオパネル１９、低温クライオパネル１８も冷却される。
【００４４】
入口クライオパネル３２は、真空チャンバからクライオポンプ１０内部へ向かって飛来する気体分子を冷却し、その冷却温度で蒸気圧が充分に低くなる気体（例えば水分など）を表面に凝縮させて排気する。入口クライオパネル３２の冷却温度では蒸気圧が充分に低くならない気体は入口クライオパネル３２を通過して放射シールド３０内部へと進入する。進入した気体分子のうち低温クライオパネル１８の冷却温度で蒸気圧が充分に低くなる気体は、その表面に凝縮されて排気される。その冷却温度でも蒸気圧が充分に低くならない気体（例えば水素など）は、低温クライオパネル１８の表面に接着され冷却されている吸着剤２７により吸着されて排気される。このようにしてクライオポンプ１０が取り付けられている真空チャンバの真空度を所望のレベルに到達させることができる。
【００４５】
排気運転が継続されることによりクライオポンプ１０には気体が蓄積されていく。蓄積した気体を外部に排出するために、クライオポンプ１０の再生が行われる。クライオポンプ制御部１００は、所定の再生開始条件が満たされたか否かを判定し、当該条件が満たされた場合には再生を開始する。当該条件が満たされていない場合には、クライオポンプ制御部１００は再生を開始せず、真空排気運転を継続する。再生開始条件は例えば、真空排気運転が開始されてから所定時間が経過したことを含んでもよい。
【００４６】
図２は、本発明のある実施形態に係るクライオポンプ制御部１００の構成を概略的に示す図である。こうした制御装置は、ハードウエア、ソフトウエア、またはそれらの組合せによって実現される。また、図２においては、関連するクライオポンプ１０の一部の構成を概略的に示す。
【００４７】
クライオポンプ制御部１００は、再生制御部１０２、記憶部１０４、入力部１０６、及び出力部１０８を備える。
【００４８】
再生制御部１０２は、昇温処理、排出処理、及びクールダウン処理を含む再生シーケンスに従ってクライオポンプ１０を制御するよう構成されている。再生シーケンスは例えば、クライオポンプ１０のフル再生を提供する。フル再生においては、高温クライオパネル１９及び低温クライオパネル１８を含むすべてのクライオパネルが再生される。なお、再生制御部１０２は、部分再生を表す再生シーケンスに従ってクライオポンプ１０を制御してもよい。
【００４９】
記憶部１０４は、クライオポンプ１０の制御に関連する情報を記憶するよう構成されている。入力部１０６は、ユーザまたは他の装置からの入力を受け付けるよう構成されている。入力部１０６は例えば、ユーザからの入力を受け付けるためのマウスやキーボード等の入力手段、及び／または、他の装置との通信をするための通信手段を含む。出力部１０８は、クライオポンプ１０の制御に関連する情報を出力するよう構成され、ディスプレイやプリンタ等の出力手段を含む。記憶部１０４、入力部１０６、及び出力部１０８はそれぞれ再生制御部１０２と通信可能に接続されている。
【００５０】
再生制御部１０２は、温度制御部１１０、第１判定部１１２、第２判定部１１４、リーク検出部１１６、及び凝縮物検出部１１８を備える。温度制御部１１０は、再生シーケンスにおいて定められた目標温度に低温クライオパネル１８及び／または高温クライオパネル１９の温度を制御するようにクライオポンプ１０を制御するよう構成されている。温度制御部１１０は、低温クライオパネル１８及び／または高温クライオパネル１９の温度として第１温度センサ９０及び／または第２温度センサ９２の測定温度を使用する。また、再生制御部１０２は、ベントバルブ７０、粗引きバルブ７２、及び／または、パージバルブ７４を再生シーケンスに従って開閉するよう構成されている。第１判定部１１２、第２判定部１１４、リーク検出部１１６、及び凝縮物検出部１１８については後述する。
【００５１】
昇温処理は、クライオポンプ１０の低温クライオパネル１８及び／または高温クライオパネル１９を極低温度Ｔｂから第１再生温度Ｔ０に加熱する再生の第１工程である。極低温度Ｔｂは、クライオポンプ１０の標準運転温度であり、高温クライオパネル１９の運転温度Ｔｂ１と低温クライオパネル１８の運転温度Ｔｂ２を含む。上述のように高温クライオパネル１９の運転温度Ｔｂ１は例えば６５Ｋ〜１２０Ｋの範囲から選択され、低温クライオパネル１８の運転温度Ｔｂ２は例えば１０Ｋ〜２０Ｋの範囲から選択される。
【００５２】
第１再生温度Ｔ０は、昇温処理におけるクライオパネル目標温度であり、第１凝縮物の融点またはそれより高い温度である。第１凝縮物はクライオポンプ１０に蓄積された凝縮物の主成分またはある１つの成分である。第１凝縮物は例えば水であり、その場合第１再生温度Ｔ０は２７３Ｋ以上である。第１再生温度Ｔ０は、室温またはそれより高い温度であってもよい。第１再生温度Ｔ０は、クライオポンプ１０の耐熱温度またはそれより低い温度であってもよい。クライオポンプ１０の耐熱温度は例えば３２０Ｋ〜３４０Ｋ程度（例えば約３３０Ｋ）であってもよい。
【００５３】
温度制御部１１０は、低温クライオパネル１８及び／または高温クライオパネル１９の温度を目標温度に制御するようクライオポンプ１０に設けられた少なくとも１つの熱源を制御する。例えば、温度制御部１１０は、昇温処理においてハウジング３８にパージガスを供給するようパージバルブ７４を開放してもよい。また、温度制御部１１０は、ハウジング３８へのパージガスの供給を停止するようパージバルブ７４を閉鎖してもよい。このようにして、昇温処理において低温クライオパネル１８及び／または高温クライオパネル１９を加熱するための第１の熱源としてパージガスが使用されてもよい。
【００５４】
低温クライオパネル１８及び／または高温クライオパネル１９を加熱するために、パージガスとは異なる第２の熱源が使用されてもよい。例えば、温度制御部１１０は、冷凍機１６の昇温運転を制御してもよい。冷凍機１６は、駆動機構１７が冷却運転とは逆方向に動作するとき作動気体に断熱圧縮が生じるよう構成されている。こうして得られる圧縮熱で冷凍機１６は第１ステージ２０及び第２ステージ２１を加熱する。このような加熱は冷凍機１６の逆転昇温とも呼ばれる。高温クライオパネル１９及び低温クライオパネル１８はそれぞれ第１ステージ２０及び第２ステージ２１を熱源として加熱される。あるいは、冷凍機１６に設置されたヒータが熱源として使用されてもよい。この場合、温度制御部１１０は、冷凍機１６の運転から独立してヒータを制御することができる。
【００５５】
昇温処理において、第１及び第２の熱源の一方が単独で使用され、または両方が同時に使用されてもよい。排出工程においても同様に、第１及び第２の熱源の一方が単独で使用され、または両方が同時に使用されてもよい。温度制御部１１０は、第１の熱源と第２の熱源とを切り替えて、または、第１の熱源と第２の熱源とを併用して、低温クライオパネル１８及び／または高温クライオパネル１９の温度を目標温度に制御してもよい。
【００５６】
温度制御部１１０は、クライオパネル温度の測定値が目標温度に達したか否かを判定する。温度制御部１１０は、目標温度に達するまでは昇温を継続し、目標温度に達した場合には昇温処理を終了する。昇温処理が終了すると、再生制御部１０２は、排出処理を開始する。
【００５７】
昇温処理において、低温クライオパネル１８及び／または高温クライオパネル１９上の凝縮物及び／または吸着物が、例えば、第１凝縮物の蒸気圧より高い蒸気圧を有する他の凝縮物成分が、クライオポンプ１０から排出されてもよい。再生制御部１０２は、ハウジング３８から凝縮物及び／または吸着物を排出するために、ベントバルブ７０及び／または粗引きバルブ７２を開放し、その後適時に閉鎖してもよい。
【００５８】
排出処理は、クライオポンプ１０から凝縮物及び／または吸着物を排出する再生の第２工程である。極低温度Ｔｂにおいて凝縮物及び／または吸着物は低温クライオパネル１８及び／または高温クライオパネル１９上にある。極低温度Ｔｂから第１再生温度Ｔ０に加熱される過程において凝縮物及び／または吸着物は再び気化される。温度制御部１１０は、第１再生温度Ｔ０または他の目標温度への低温クライオパネル１８及び／または高温クライオパネル１９の温調を排出工程において継続する。
【００５９】
クライオパネル表面から再気化した気体はクライオポンプ１０の外部へ排出される。再気化した気体は例えば排出ライン８０を通じて、または粗引きポンプ７３を使用して、外部に排出される。再気化した気体は、必要に応じて導入されるパージガスとともにクライオポンプ１０から排出される。
【００６０】
再生制御部１０２は、排出完了条件が満たされるまで排出処理を続行する。排出完了条件は、クライオポンプ１０内の圧力、例えば圧力センサ９４の測定圧力に基づく。例えば、再生制御部１０２は、ハウジング３８内の測定圧力が所定のしきい値を超えている間は、凝縮物がクライオポンプ１０に残存すると判定する。よって、クライオポンプ１０は排出処理を継続する。再生制御部１０２は、ハウジング３８内の測定圧力がしきい値を下回る場合に、凝縮物の排出が完了したと判定する。この場合、再生制御部１０２は、排出処理を終了しクールダウン処理を開始する。
【００６１】
再生制御部１０２は、いわゆるビルドアップテストを実行してもよい。クライオポンプ再生におけるビルドアップテストは、判定開始時点の圧力からの圧力上昇勾配がしきい値を超えない場合に、クライオポンプ１０から凝縮物が排出されたと判定する処理である。これは、ＲｏＲ（Rate-of-Rise）法とも呼ばれる。よって、再生制御部１０２は、ベース圧レベルにおける単位時間あたりの圧力上昇量がしきい値を下回る場合に排出処理を終了してもよい。
【００６２】
再生制御部１０２の第１判定部１１２は、排出完了条件が満たされるか否かを繰り返し判定するよう構成されている。第１判定部１１２は、ビルドアップテストが合格である場合に、排出完了条件が満たされると判定してもよい。つまり、第１判定部１１２は、圧力センサ９４によって測定されるハウジング３８の圧力がクライオポンプ１０の動作開始圧力またはそれより低圧に所定時間保持される場合に、排出完了条件が満たされると判定してもよい。
【００６３】
第２判定部１１４は、排出完了条件の判定回数が第１しきい値Ａ以上であるか否かを判定するよう構成されている。第１しきい値Ａは、排出完了条件の標準判定回数ａより大きい。標準判定回数ａは、再生シーケンスにおいてクライオポンプ１０から第１凝縮物が除去されるまでに標準的に必要とされる判定回数である。例えば、あるクライオポンプがその仕様上、所与の再生シーケンスにおいて排出完了条件がａ回判定される間にその凝縮物の排出が完了すると仮定する。この場合、第１しきい値Ａは標準回数ａより大きい値（例えば、Ａ＝ａ＋１）に設定される。標準判定回数ａは、経験的にまたは実験により適宜取得することができる。
【００６４】
温度制御部１１０は、排出完了条件の判定回数が第１しきい値Ａ以上である場合に、クライオポンプ１０の予備冷却を実行するよう構成されている。クライオポンプ１０の予備冷却は、低温クライオパネル１８及び／または高温クライオパネル１９を第２再生温度Ｔａに予備的に冷却する処理である。第２再生温度Ｔａは、予備冷却処理におけるクライオパネル目標温度であり、クライオポンプ１０の標準運転温度より高く、第１凝縮物の融点より低い。第２再生温度Ｔａは、約２００Ｋより高く約２７３Ｋより低くてもよい。
【００６５】
第１判定部１１２は排出完了条件が満たされるか否かを繰り返し判定するから、クライオポンプ１０の予備冷却中に第１判定部１１２は排出完了条件が満たされるか否かを再び判定する。凝縮物検出部１１８は、クライオポンプ１０の予備冷却中に排出完了条件が満たされる場合に第２凝縮物の残存を検出するよう構成されている。第２凝縮物は、第１凝縮物と異なる物質であり、第１凝縮物の蒸気圧より低い蒸気圧を有する。第２凝縮物は例えば、有機凝縮物である。凝縮物検出部１１８は、検出結果を出力部１０８に出力してもよい。
【００６６】
第２判定部１１４は、クライオポンプ１０の予備冷却中に排出完了条件の判定回数が第２しきい値Ａ’以上であるか否かを判定する。第２しきい値Ａ’は、第１しきい値Ａと同じであってもよいし、異なっていてもよい。リーク検出部１１６は、排出完了条件の判定回数が第２しきい値Ａ’以上である場合にクライオポンプ１０のリークを検出するよう構成されている。リーク検出部１１６は、検出結果を出力部１０８に出力してもよい。
【００６７】
記憶部１０４は、再生シーケンスを定義するための再生パラメータを記憶する。再生パラメータは、実験的にまたは経験的に予め定められ、入力部１０６から入力される。再生パラメータは、クライオパネル目標温度、排出完了条件、第１しきい値、及び第２しきい値を含む。クライオパネル目標温度は、第１再生温度Ｔ０、第２再生温度Ｔａ、極低温度Ｔｂを含む。第１再生温度Ｔ０、第２再生温度Ｔａ、及び極低温度Ｔｂはそれぞれ、ある単一の温度として設定されてもよいし、ある温度帯として設定されてもよい。
【００６８】
クールダウン処理は、クライオポンプ１０を極低温度Ｔｂに再冷却する再生の最終工程である。極低温度Ｔｂはクールダウン処理におけるクライオパネル目標温度である。排出完了条件が満たされる場合に、排出処理が完了されクールダウン処理が開始される。冷凍機１６の冷却運転が開始される。温度制御部１１０は、目標温度に到達するまではクールダウン処理を継続し、目標温度に達した場合にはクールダウン処理を終了する。こうして再生処理は完了する。クライオポンプ１０の真空排気運転が再開される。温度制御部１１０は、真空排気運転において低温クライオパネル１８または高温クライオパネル１９の温度を目標温度に維持する冷凍機１６の温調運転を実行するよう構成されていてもよい。
【００６９】
図３及び図４は、本発明のある実施形態に係るクライオポンプ再生方法の要部を示すフローチャートである。図３及び図４にはフル再生における排出処理が示されている。上述のように、温度制御部１１０は、低温クライオパネル１８及び／または高温クライオパネル１９の目標温度を第１再生温度Ｔ０に設定する（Ｓ１０）。また、再生制御部１０２は、粗引きバルブ７２を開放するとともにパージバルブ７４を閉じる（Ｓ１１）。こうしてハウジング３８の粗引きが行われる。なおベントバルブ７０は以降の処理において閉じられている。
【００７０】
第１判定部１１２は、ベース圧判定を実行する（Ｓ１２）。すなわち、第１判定部１１２は、所定時間内にベース圧レベルまでハウジング３８が減圧されるか否かを判定する。例えば、第１判定部１１２は、粗引き開始から時間Ｘ［ｍｉｎ］が経過したとき圧力センサ９４の測定圧力がＹ［Ｐａ］以下である場合に、ベース圧判定に合格と判定する。そうでない場合には、第１判定部１１２は、ベース圧判定に不合格と判定する。しきい値のＹ［Ｐａ］はベース圧レベルの圧力である。
【００７１】
ベース圧判定が不合格となる理由、つまりクライオポンプ１０内の圧力が充分に低下しない理由は、ハウジング３８の中に凝縮物がまだ多量にあり、減圧下でこれが気化するためと考えられる。よって、ベース圧判定が不合格である場合には（Ｓ１２のＮ）、ハウジング３８の粗引き（Ｓ１１）及びベース圧判定（Ｓ１２）がもう一度行われる。粗引きによって凝縮物が更に排出される。なお、粗引きの前に、及び／または、粗引きとともに、ハウジング３８にパージガスが供給されてもよい。
【００７２】
ベース圧判定が合格である場合には（Ｓ１２のＹ）、再生制御部１０２は、粗引きバルブ７２を閉じる（Ｓ１４）。こうしてハウジング３８は外部との接続が遮断され、ハウジング３８の内部は真空に封じられる。なお、再生制御部１０２は、ベース圧判定の結果にかかわらずベース圧判定の実行後に粗引きバルブ７２を閉じてもよい。
【００７３】
ハウジング３８の内部が真空に保持された状態で、第１判定部１１２は、排出完了条件が満たされているか否かを判定するために、ＲｏＲ判定を実行する（Ｓ１６）。例えば、第１判定部１１２は、判定開始時点から時間Ｘ’［ｍｉｎ］が経過したとき圧力センサ９４の測定圧力がＺ［Ｐａ］以下である場合に、ＲｏＲ判定に合格と判定する。そうでない場合には、第１判定部１１２は、ＲｏＲ判定に不合格と判定する。しきい値のＺ［Ｐａ］はベース圧判定のしきい値Ｙ［Ｐａ］より大きい。ただし、Ｚ［Ｐａ］もベース圧レベルの圧力である。判定時間Ｘ’［ｍｉｎ］は、ベース圧判定の時間Ｘ［ｍｉｎ］より短くてもよい。
【００７４】
ＲｏＲ判定が不合格である場合には（Ｓ１６のＮ）、第２判定部１１４は、ＲｏＲ判定回数を更新する（Ｓ２０）。すなわち、第２判定部１１４は、既存のＲｏＲ判定回数に１を加算する。更新されたＲｏＲ判定回数は記憶部１０４に保存されてもよい。
【００７５】
第２判定部１１４は、ＲｏＲ判定回数が第１しきい値Ａ以上であるか否かを判定する（Ｓ２２）。ＲｏＲ判定回数がＡ回より少ない場合には（Ｓ２２のＮ）、ベース圧判定が不合格である場合（Ｓ１２のＮ）と同様に、ハウジング３８の粗引き（Ｓ１１）及びベース圧判定（Ｓ１２）がもう一度行われる。
【００７６】
ＲｏＲ判定回数がＡ回以上である場合には（Ｓ２２のＹ）、温度制御部１１０は、クライオパネル目標温度を第１再生温度Ｔ０から第２再生温度Ｔａに変更する（Ｓ２４）。こうして、低温クライオパネル１８及び／または高温クライオパネル１９の予備冷却処理が開始される。第２判定部１１４は、クライオパネル目標温度が変更されるときに、ＲｏＲ判定回数をリセットしてもよい。
【００７７】
また、ＲｏＲ判定が合格である場合には（Ｓ１６のＹ）、温度制御部１１０は、クライオパネル目標温度を第１再生温度Ｔ０から極低温度Ｔｂに変更する（Ｓ１８）。こうして、再生制御部１０２は、排出処理を終了しクールダウン処理を開始する。
【００７８】
図４には、図３のＳ２４に続くクライオポンプ１０の予備冷却処理が示されている。予備冷却処理におけるいくつかの処理は図３を参照して説明したものと同様であり、それらについては同様の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
【００７９】
上述のように、温度制御部１１０は、低温クライオパネル１８及び／または高温クライオパネル１９の目標温度を第２再生温度Ｔａに設定する（Ｓ１０’）。また、再生制御部１０２は、粗引きバルブ７２を開放するとともにパージバルブ７４を閉じる（Ｓ１１）。
【００８０】
第１判定部１１２は、ベース圧判定を再び実行する（Ｓ１２）。予備冷却中のベース圧判定で使用されるしきい値は、予備冷却前のそれらと同じである。ただし、異なるしきい値が使用されてもよい。再生制御部１０２は、ベース圧判定の実行後に粗引きバルブ７２を閉じる（Ｓ１４）。ベース圧判定が不合格である場合には（Ｓ１２のＮ）、ハウジング３８の粗引き（Ｓ１１）及びベース圧判定（Ｓ１２）がもう一度行われる。
【００８１】
ベース圧判定が合格である場合には（Ｓ１２のＹ）、第１判定部１１２は、ＲｏＲ判定を再び実行する（Ｓ１６）。予備冷却中のＲｏＲ判定で使用されるしきい値は、予備冷却前のそれらと同じである。ただし、異なるしきい値が使用されてもよい。
【００８２】
ＲｏＲ判定が不合格である場合には（Ｓ１６のＮ）、第２判定部１１４は、ＲｏＲ判定回数を更新する（Ｓ２０）。第２判定部１１４は、ＲｏＲ判定回数が第２しきい値Ａ’以上であるか否かを判定する（Ｓ２６）。ＲｏＲ判定回数がＡ’回より少ない場合には（Ｓ２６のＮ）、ベース圧判定が不合格である場合（Ｓ１２のＮ）と同様に、ハウジング３８の粗引き（Ｓ１１）及びベース圧判定（Ｓ１２）がもう一度行われる。
【００８３】
一方、ＲｏＲ判定回数がＡ’回以上である場合には（Ｓ２６のＹ）、リーク検出部１１６は、クライオポンプ１０に微小リークが発生していることを検出する（Ｓ２８）。リーク検出部１１６は、検出結果を記憶部１０４に保存し及び／または出力部１０８に出力してもよい。再生制御部１０２は、微小リークの発生をユーザに警告し、及び／または、再生シーケンスを中止してもよい。
【００８４】
ＲｏＲ判定が合格である場合には（Ｓ１６のＹ）、温度制御部１１０は、クライオパネル目標温度を第２再生温度Ｔａから極低温度Ｔｂに変更する（Ｓ１８）。この場合、凝縮物検出部１１８は、微量の凝縮物が残存することを検出し（Ｓ１９）、これを記憶部１０４に保存し及び／または出力部１０８に出力してもよい。こうして、再生制御部１０２は、排出処理を終了しクールダウン処理を開始する。
【００８５】
図３においてＲｏＲ判定が不合格となる理由、つまりクライオポンプ１０内の圧力がベース圧レベルに保持されない理由は、減圧下で気化しうる少量の物質がハウジング３８の中に残存するためと考えられる。水素、アルゴン、またはその他の高蒸気圧の凝縮物は既に排出されているはずであるから、残存する物質は水またはその他の低蒸気圧の凝縮物であろう。残存する物質は、クライオポンプ１０が取り付けられる真空チャンバにおける真空プロセスに起因する有機物かもしれない。
【００８６】
そもそもフル再生の再生シーケンスは、水をクライオポンプ１０から効率的に排出するよう設計されている。したがって、水についてはＲｏＲ判定の不合格を何回か繰り返すうちにクライオポンプ１０から除去されるはずである。その結果、次回のＲｏＲ判定は合格となり、排出処理からクールダウン処理に移行することができる。
【００８７】
ところが、水よりも低い蒸気圧をもつ未知の凝縮物がもしクライオポンプ１０に残存するとしたら、その凝縮物は、ＲｏＲ判定のためにハウジング３８を減圧するたびに蒸発しうる。その結果、ＲｏＲ判定に合格するまでに繰り返されるＲｏＲ判定回数は、そうした凝縮物を想定しない標準の判定回数を大幅に超えるかもしれない。そうすると、再生シーケンスは、標準の所要時間では完了せずに大幅に延長されるかもしれない。再生時間はクライオポンプ１０のダウンタイムであるので、再生時間の延長は望まれない。
【００８８】
そこで、本実施形態においては、ＲｏＲ判定を一定回数繰り返したうえで、クライオポンプ１０の予備冷却が行われる。ＲｏＲ判定を反復する間に、水の排出を完了することができる。そのうえで、水の融点よりも低温にクライオポンプ１０を冷却し、残存する凝縮物の蒸発を抑制することができる。こうしてＲｏＲ判定の不必要な反復を防ぎ、再生時間の過剰な延長を防止することができる。
【００８９】
本実施形態に係る再生シーケンスは、予備冷却からクールダウン処理に移行する。その後、クライオポンプ１０の真空排気運転が行われる。次回の再生までクライオポンプ１０は冷却されることになる。こうした極低温環境において残存凝縮物はクライオポンプ１０内に安定的に保持される。したがって、残存凝縮物は真空排気運転に何ら悪影響を及ぼさないか、または少なくとも顕著な悪影響は及ぼさない。
【００９０】
また、クライオポンプ１０内の圧力を監視するだけでは、凝縮物の残存と微小リークの発生とを判別することは不可能であるか、困難である。しかしながら、本実施形態によると、上述のようにこれら２つの異なる現象を判別することができる。リークがある場合にクライオポンプ１０の運転をそのまま継続することは望まれないから、これについて適切に警告することができる。
【００９１】
以上、本発明を実施例にもとづいて説明した。本発明は上記実施形態に限定されず、種々の設計変更が可能であり、様々な変形例が可能であること、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは、当業者に理解されるところである。
【００９２】
排出完了条件の判定回数は、排出処理の継続時間を表している。そこで、ある実施形態においては、再生制御部１０２は、排出完了条件の判定回数に代えて、排出処理の継続時間を用いてもよい。このようにしても、排出完了条件の判定回数を用いる場合と同様に、再生時間を短縮することができる。
【００９３】
第２判定部１１４は、排出処理の継続時間が第１しきい値以上であるか否かを判定してもよい。第１しきい値は、再生シーケンスにおいてクライオポンプ１０から第１凝縮物を除去するために必要とされる排出処理の標準継続時間より大きくてもよい。温度制御部１１０は、排出処理の継続時間が第１しきい値以上である場合にクライオポンプ１０の予備冷却を実行してもよい。
【００９４】
第２判定部１１４は、クライオポンプ１０の予備冷却中に排出処理の継続時間が第２しきい値以上であるか否かを判定してもよい。リーク検出部１１６は、排出処理の継続時間が第２しきい値以上である場合にクライオポンプ１０のリークを検出してもよい。
【符号の説明】
【００９５】
１０  クライオポンプ、  １８  低温クライオパネル、  １９  高温クライオパネル、  ７０  ベントバルブ、  ７２  粗引きバルブ、  ７４  パージバルブ、  ９０  第１温度センサ、  ９２  第２温度センサ、  ９４  圧力センサ、  １００  クライオポンプ制御部、  １０２  再生制御部、  １１０  温度制御部、  １１２  第１判定部、  １１４  第２判定部、  １１６  リーク検出部、  １１８  凝縮物検出部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0006351525.tif 000005