冷阱及冷阱的控制方法
【专利说明】冷阱及冷阱的控制方法
[0001 ] 本申请主张基于2014年12月17日申请的日本专利申请第2014-255029号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
技术领域
[0002]本发明涉及一种冷阱及冷阱的控制方法。
【背景技术】
[0003]冷阱为用于对真空容器进行排气的设备，具有冷板和冷却冷板的制冷机。水蒸气等高沸点的气体冷凝在冷板表面而从真空容器中排出。冷板被冷却至要排出的气体的蒸汽压充分降低的温度。其他气体则通过设置在真空容器的涡轮分子栗等主真空栗进行排气。
[0004]专利文献I:日本特开2009 — 262083号公报
[0005]由于冷板的形状、配置或者周围环境的不同，在冷板的某一部位与其他部位之间会产生不希望的比较大的温度差。例如，在用于将冷板连接于制冷机的连接结构的导热率较小的情况下，或者从真空容器向冷板的热输入较大的情况下，远离冷板与制冷机的连接点的冷板末端的温度明显比连接点的温度高。
【发明内容】
[0006]本发明的一种实施方式的示例性目的之一在于提供一种能够适当地冷却冷板的冷阱及其控制方法。
[0007]根据本发明的一种实施方式，提供一种用于对具有主真空栗的真空容器进行排气的冷阱。冷阱具备:冷板，配置于将所述真空容器连接于所述主真空栗的排气导管内部，或者配置于所述真空容器内部;单级制冷机，具备结构上与所述冷板连接且与所述冷板热连接的制冷机冷却台；冷却台温度控制部，确定对所述单级制冷机的控制输入，以使所述制冷机冷却台冷却至目标温度;热输入推断部，从通过所述冷却台温度控制部确定的对所述单级制冷机的控制输入推断出向所述冷板的热输入增加；以及目标温度调整部，根据所述热输入推断部所推断出的热输入増加，降低所述目标温度。
[0008]根据本发明的一种实施方式，提供一种用于对具有主真空栗的真空容器进行排气的冷阱的控制方法。所述冷阱具备:冷板，配置于将所述真空容器连接于所述主真空栗的排气导管内部，或者配置于所述真空容器内部；以及单级制冷机，具备结构上与所述冷板连接从而与所述冷板热连接的制冷机冷却台。所述方法具备如下步骤:确定对所述单级制冷机的控制输入，以使所述制冷机冷却台冷却至目标温度;从所确定的对所述单级制冷机的控制输入推断出向所述冷板的热输入增加；以及根据所推断出的热输入増加，降低所述目标温度。
[0009]另外，以上构成要件的任意组合、本发明的构成要件或表现在装置、方法、系统、计算机程序以及存储计算机程序的记录介质等之间的相互替换也作为本发明的方式有效。
[0010]根据本发明，提供能够适当地冷却冷板的冷阱及其控制方法。
【附图说明】
[0011]图1是概略地表示本发明的一种实施方式所涉及的真空排气装置的剖视图。
[0012]图2是概略地表示本发明的一种实施方式所涉及的冷阱的控制装置的结构的图。
[0013]图3是表示本发明的一种实施方式所涉及的冷阱的控制方法的流程图。
[0014]图4是表示本发明的一种实施方式所涉及的冷阱的动作的图。
[0015]图5是概略地表示本发明的其他实施方式所涉及的真空排气装置的剖视图。
[0016]图6是概略地表示本发明的其他实施方式所涉及的真空排气装置的剖视图。
[0017]图中:12-真空容器，14-冷阱，16-主真空栗，18-排气导管，22-冷板，24-制冷机，26-制冷机冷却台，28-第I板部分，30-第2板部分，32-传热部件，38-制冷机马达，42-冷却台温度传感器，48-加热器，100-控制装置，102-制冷机控制部，104-存储部，110-冷却台温度控制部，112-热输入推断部，114-目标温度调整部，116-制冷机频率确定部，118-制冷机变频器。
【具体实施方式】
[0018]以下，参考附图对本发明的实施方式进行详细说明。另外，在说明中，对相同要件标注相同符号，并适当省略重复说明。并且，以下叙述的结构为示例，并不限定本发明的范围。
[0019]图1是概略地表示本发明的一种实施方式所涉及的真空排气装置10的剖视图。真空排气装置10构成为对真空容器12进行排气。真空容器12为真空处理装置的真空处理室。真空处理装置构成为在真空处理室中对被处理物(例如半导体晶圆)的表面进行所希望的处理。
[0020]真空排气装置10具备冷阱14和主真空栗16。冷阱14是为了将水蒸气等高沸点气体从真空容器12中排出而设置于真空容器12上的。冷阱14为配置在真空容器12与主真空栗16之间的直线型冷阱。主真空栗16是为了从真空容器12中排出氩气或氮气等其他气体而设置于真空容器12上的。
[0021]主真空栗16为用于将真空容器12排气至高真空区域的高真空栗。例如，主真空栗16为涡轮分子栗。
[0022]主真空栗16经由排气导管18连接于真空容器12。排气导管18为使气体从真空容器12流向主真空栗16的排气流路。排气导管18将真空容器12的排气口连接于主真空栗16的进气口。
[0023]真空排气装置10具备辅助栗20，该辅助栗20将真空容器12排气至主真空栗16的工作压力。辅助栗20为对真空容器12进行粗抽的粗抽栗。辅助栗20连接于主真空栗16的排气
□ O
[0024]冷阱14具备配置于真空容器12及排气导管18内部的冷板22、用于冷却冷板22的制冷机24。冷板22的整体暴露于排气导管18或者真空容器12。
[0025]制冷机24为单级制冷机，具备单一的制冷机冷却台26。制冷机冷却台26配置于制冷机24的低温端。制冷机冷却台26在结构上与冷板22连接从而与冷板22热连接。制冷机24容纳于制冷机外壳34。
[0026]制冷机24构成为随着某一热循环使工作气体的圧力及容积以分别不同的相位周期性地变动。热循环例如为吉福德-麦克马洪循环。工作气体例如为氦气。制冷机24连接于向制冷机24供给高圧工作气体的压缩机(未图示)。供给至制冷机24的工作气体通过绝热膨胀被减压，由此冷却制冷机冷却台26。低圧工作气体回收至压缩机并进行压缩，再次供给至制冷机24。
[0027]制冷机24具备驱动制冷机24的制冷机马达38以及通过制冷机马达38而被驱动的驱动机构40。制冷机马达38配置在制冷机24的高温端。
[0028]如图2所示，驱动机构40具备压力切换部44，所述压力切换部44构成为切换向制冷机24供给高圧工作气体和从制冷机24排出低圧工作气体。压力切换部44具备通过制冷机马达38而旋转的回转阀。并且，驱动机构40还具备置换器驱动部46，所述置换器驱动部46构成为使所述制冷机24的置换器(未图示)在制冷机24的低温端与高温端之间进行往复移动。通过置换器的移动，制冷机24的低温端的工作气体膨張室(未图示)的容积随着热循环而变化。驱动机构40构成为使压力切换部44与置换器驱动部46联动，以使工作气体膨張室的圧力变化与容积变化具有所给予的相位差。
[0029]如图1及图2所示，制冷机24具备测定制冷机冷却台26的温度的冷却台温度传感器42。冷却台温度传感器42安装在制冷机冷却台26。
[0030]冷板22具备第I板部分28和第2板部分30。第I板部分28配置在排气导管18的内部。第I板部分28经由传热部件32固定在制冷机冷却台26。第I板部分28也可以直接固定在制冷机冷却台26。第2板部分30从第I板部分28延伸且配置在真空容器12的内部。第2板部分30经由第I板部分28与制冷机冷却台26热连接。冷板22以包围排气导管18的中心轴的方式形成为筒状。
[0031]传热部件32为一端安装在制冷机冷却台26而另一端安装在冷板22的第I板部分28的棒状部材。传热部件32插通并容纳于排气导管18的开口部36。开口部36为沿着与排气导管18的中心轴垂直的径向而形成于排气导管18的贯穿孔。排气导管18通过开口部36气密地连接于制冷机外壳34。
[0032]冷阱14可以具备安装凸缘部，该安装凸缘部形成排气导管18的至少一部分且包围冷板22。安装凸缘部可以具备用于将冷阱14安装于真空容器12的第I真空凸缘和/或用于将冷阱14安装于主真空栗16的第2真空凸缘。安装凸缘部可以与制冷机外壳34相邻设置。安装凸缘部上可以形成开口部36。
[0033]图2是概略地表示本发明的一种实施方式所涉及的冷阱14的控制装置100的结构的图。这种控制装置通过硬件、软件或这些的组合来得以实现。并且，图2中概略地表示与控制装置100相关的制冷机24的一部分结构。
[0034]控制装置100具备制冷机控制部102、存储部104、输入部106及输出部108。关于制冷机控制部102的详细内容将在后面叙述，其构成为根据向冷板22的热输入变化调整制冷机24的制冷能力。
[0035]存储部104构成为存储与冷阱14的控制有关的信息。输入部106构成为接