專利名稱：低溫泵及低溫泵的修理方法
技術領域：
本發明涉及一種低溫泵及低溫泵的修理方法。
背景技術：
低溫泵為通過冷凝或吸附將氣體分子捕捉于冷卻成超低溫的低溫板上而進行排氣的真空泵(例如，參考專利文獻I)。低溫泵為了實現半導體電路制造工藝等所要求的清潔的真空環境而被廣泛地利用。低溫泵為所謂的氣體捕集式真空泵，因此需要定期地向外部排出捕捉氣體的再生。專利文獻1:國際公開第05/052369號小冊子由于啟動半導體電路制造工藝花費成本和時間，因此應避免由裝置的不良狀態等引起的制造工藝的無法預測的停止。因此，為了實現制造工藝所要求的真空環境而使用多個低溫泵的情況較多。一個低溫泵發生故障而處于修理中的期間，由其他低溫泵來維持真空環境。這時若考慮其他低溫泵發生故障的可能性隨時間增大，則優選盡早修復發生故障的低溫泵。
發明內容
本發明是鑒于這種情況而完成的，其目的在于提供一種能夠更輕松地進行修理的低溫栗O本發明的一種形態涉及低溫泵。該低溫泵具備:低溫泵的殼體；電氣安裝控制部，控制低溫泵；抽氣閥，設于外部的凈化用氣源與殼體內部之間的流路上；粗抽閥，設于外部的泵與殼體內部之間的流路上； 通氣閥，設于殼體的內部與外部之間的流路上；及壓力計，用于測定殼體內部的壓力。電氣安裝控制部通過配線與抽氣閥、粗抽閥、通氣閥及壓力計中的至少一個部件連接，配線上設有部件側的連接器和電氣安裝控制部側的連接器，部件側的連接器構成為能夠與電氣安裝控制部側的連接器進行裝卸。本發明的另一種形態為低溫泵。該低溫泵具備:控制低溫泵的電氣安裝控制部；及由配線與電氣安裝控制部連接的部件。配線上設有部件側的連接器和電氣安裝控制部側的連接器，部件側的連接器構成為能夠與電氣安裝控制部側的連接器進行裝卸，當解除部件側的連接器和電氣安裝控制部側的連接器的結合時，能夠在部件側的連接器附帶于部件的狀態下拆卸部件。本發明的另一其他形態為上述低溫泵的修理方法。該修理方法包括:診斷低溫泵的故障的步驟；當發現部件的故障時，解除部件側的連接器與電氣安裝控制部側的連接器的結合的步驟；將附帶有部件側的連接器的部件從低溫泵拆卸的步驟；將與部件對應的新的部件安裝于低溫泵的步驟；及連接新的部件側的連接器和電氣安裝控制部側的連接器的步驟。另外，本發明提供一種低溫泵，其具備:控制低溫泵的電氣安裝控制部；及通過配線與所述電氣安裝控制部連接的部件，所述配線上設有所述部件側的連接器和所述電氣安裝控制部側的連接器，所述部件側的連接器構成為能夠與所述電氣安裝控制部側的連接器進行裝卸，當解除所述部件側的連接器和所述電氣安裝控制部側的連接器的結合時，能夠在所述部件側的連接器附帶于所述部件的狀態下拆卸所述部件。另外，將以上構成要件的任意組合、或本發明的構成要件或表現在裝置、方法、系統等之間相互置換的內容也都作為本發明的形態而有效。發明效果根據本發明，能夠提供一種能夠更輕松地進行修理的低溫泵。
圖1是本發明的實施方式所涉及的低溫泵的主視圖。圖2是本發明的實施方式所涉及的低溫泵的側視圖。圖3是本發明的實施方式所涉及的低溫泵的后視圖。圖4是表示從低溫泵拆下的狀態的抽氣閥的外觀圖。圖5是表示從低溫泵拆下的狀態的粗抽閥的外觀圖。圖6是表示抽氣閥發生故障時低溫泵的修理方法的一連串的步驟的流程圖。圖中:100-低溫泵，102-殼體，104-抽氣閥，106-粗抽閥，108-通氣閥，110-皮拉尼壓力計，112-電氣安裝控制部，122-制冷機。
具體實施方式
以下，設為對各附圖中所示的相同或等同的構成要件、部件、處理附加相同的符號，并適宜省略重復的說明。并且，各附圖中的部件的尺寸為了方便理解適當擴大、縮小而表示。并且，在說明實施方式的基礎上，在各附圖中對不重要的部件的一部分省略表示。本實施方式所涉及的低溫泵中，通過將閥或壓力計等安裝在殼體上的電氣安裝部件模塊化，而使這些電氣安裝部件的裝卸更輕松。通過這種模塊化，尤其由于故障等導致的電氣安裝部件的更換變得更輕松。圖1是本實施方式所涉及的低溫泵100的主視圖。圖2是低溫泵100的側視圖。圖3是低溫泵100的后視圖。圖2及圖3中省略配線的圖示。低溫泵100用于在真空環境中對物體進行處理的真空處理裝置的真空腔室(未圖示)的真空排氣。真空處理裝置例如為離子注入裝置或濺射裝置等在半導體制造工序中使用的裝置。低溫泵100安裝于真空腔室，并且用于將真空腔室內部的真空度提高至所希望的工藝所要求的水平。例如在真空腔室實現10_5Pa至10_8Pa左右的較高真空度。低溫泵100具備:低溫泵100的殼體102,容納低溫板(未圖不)；制冷機122,用于冷卻低溫板；抽氣閥104，設于外部的凈化用氣源(未圖示)與殼體102內部之間的流路上；粗抽閥106，設于外部的粗抽泵(未圖示)與殼體102內部之間的流路上；通氣閥108，設于殼體102的內部與外部之間的流路上；壓力計即皮拉尼壓力計110，用于測定殼體102的內部的壓力；及電氣安裝控制部112，由配線114、116、117、118分別與抽氣閥104、粗抽閥106、通氣閥108及皮拉尼壓力計110連接。另外，包含低溫板的殼體102內部的結構可采用廣泛公知的結構，例如在專利文獻I中記載有其一例，因此在這里不進行詳述。
電氣安裝控制部112控制低溫泵100。尤其，電氣安裝控制部112控制抽氣閥104、粗抽閥106及通氣閥108的開閉，并由皮拉尼壓力計110獲取殼體102內部壓力的測定值。電氣安裝控制部112包括金屬制箱體和安裝于箱體內的多張電路基板。電氣安裝控制部112具備:執行各種運算處理的CPU (Central ProcessingUnit)、儲存各種控制程序的ROM (Read Only Memory)、作為用于數據儲存或程序執行的作業區而利用的RAM(Random Access Memory)、輸入輸出界面及存儲器等。并且，電氣安裝控制部112構成為還能夠與用于控制真空處理裝置的主控制器(未圖示)進行通信。電氣安裝控制部112安裝于制冷機122的閥驅動馬達122a。制冷機122例如為吉福德-麥克馬洪式制冷機(所謂GM制冷機)等制冷機。制冷機122經制冷劑管120連接于壓縮機(未圖示)。壓縮機壓縮例如氦等制冷劑氣體即工作氣體，并經制冷劑管120供給到制冷機122。工作氣體從壓縮機朝向制冷機122，或從制冷機122朝向壓縮機的流動通過制冷機122內的旋轉閥(未圖示)切換。閥驅動馬達122a從外部電源接收電力供給來使旋轉閥旋轉。電氣安裝控制部112根據低溫板的溫度來控制制冷機122。因此，低溫板上設有溫度傳感器(未圖不)。溫度傳感器經設于殼體102上的氣密型溫度傳感器連接器126與電氣安裝控制部112連接。電氣安裝控制部112可通過控制閥驅動馬達122a的運行頻率來控制冷卻溫度。殼體102具有形成為一端具有開口且另一端閉塞的圓筒狀形狀的部位(以下，稱為“主體部”)102a。該開口作為用于接收應從連接低溫泵100的濺射裝置等真空腔室排氣的氣體的泵口 102b而設置。泵口 102b通過主體部102a的一端部內表面來劃分。并且主體部102a上，除作為泵口 102b的開口，另外形成有用于插穿制冷機122的開口(未圖示)。該開口上安裝有圓筒狀制冷機容納部102c的一端，制冷機容納部102c的另一端安裝于制冷機122的箱體。制冷機容納部102c為殼 體102的一部分，容納制冷機122的缸體(未圖示)。安裝凸緣102d從泵口 102b朝向半徑方向外側延伸。低溫泵100利用安裝凸緣102d安裝于真空腔室。為了抑制來自真空腔室等的輻射熱的流入，在泵口 102b設有擋板128。擋板128形成為例如百葉窗結構或人字形結構。擋板128可形成為同心圓狀，或者也可形成為格子狀等其他形狀。通過制冷機122冷卻擋板128。抽氣閥104為連接或遮斷低溫泵100和凈化用氣源的電磁閥。抽氣閥104的電磁部經抽氣閥用配線114與電氣安裝控制部112連接。凈化用氣源可為供給氮氣等凈化氣體的裝置。抽氣閥104通過VCR (注冊商標)或Swagelok (注冊商標)等聯軸器分別安裝于凈化用氣源側的配管124及殼體102的主體部102a。抽氣閥104經過抽氣閥用配線114通電時成為開啟狀態，反之則成為關閉狀態。即，電氣安裝控制部112通過向抽氣閥用配線114供給/不供給電力來控制抽氣閥104的開閉。在低溫泵100的通常動作期間即真空排氣運行期間抽氣閥104設為關閉狀態。低溫泵100的再生期間需要向殼體102的內部導入凈化氣體時，抽氣閥104設為開啟狀態。能夠通過使抽氣閥104在預定的期間成為開啟狀態，從而將預定量的凈化氣體導入殼體102的內部。抽氣閥用配線114的中途設有一對連接器。抽氣閥用配線114具有抽氣閥側配線114a、抽氣閥側連接器114b、第I電氣安裝側連接器114c及第I電氣安裝側配線114d。抽氣閥側配線114a的一端直接即不經連接器與抽氣閥104的電磁部連接，另一端與抽氣閥側連接器114b連接。第I電氣安裝側配線114d的一端與第I電氣安裝側連接器114c連接，另一端存在于電氣安裝控制部112的內部。尤其，第I電氣安裝側配線114d經過設于電氣安裝控制部112的箱體的開口導入于電氣安裝控制部112的內部。抽氣閥側連接器114b構成為能夠與第I電氣安裝側連接器114c進行裝卸。尤其，抽氣閥側連接器114b及第I電氣安裝側連接器114c構成為對應的一對連接器，例如可采用ATX連接器的陽型和陰型。粗抽閥106為連接或遮斷低溫泵100和粗抽泵的電磁閥。粗抽閥106的電磁部經粗抽閥用配線116與電氣安裝控制部112連接。粗抽閥106經快速聯接器(也稱為NW型、KF型，遵照IS02861-1的聯接器)分別安裝于粗抽泵側的配管及殼體102的制冷機容納部102c。另外，作為聯接器可采用其他裝卸輕松的彈性體密封件規格的真空聯接器，例如遵照ISO1609的聯接器或VF/VG凸緣。粗抽閥106經過粗抽閥用配線116通電時成為開啟狀態，反之則成為關閉狀態。即，電氣安裝控制部112通過向粗抽閥用配線116供給/不供給電力來控制粗抽閥106的開閉。低溫泵100的真空排氣運行期間粗抽閥106設為關閉狀態。低溫泵100開始工作時或再生期間，粗抽閥106設為開啟狀態。能夠通過將粗抽閥106設為開啟狀態且使粗抽泵動作，使殼體102的內部朝向低溫泵100的動作壓力范圍的低真空區域，換言之作為低溫泵100的動作開始壓力即基壓水平進行減壓。基壓水平相當于粗抽泵的高真空區域，包含于粗抽泵和低溫泵100的動 作壓力范圍的重合部分。基壓水平例如為IPa以上IOPa以下的范圍。粗抽閥用配線116具有粗抽閥側配線116a、粗抽閥側連接器116b、第2電氣安裝側連接器116c及第2電氣安裝側配線116d。粗抽閥用配線116與抽氣閥用配線114相同地構成。通氣閥108為連接或遮斷低溫泵100和外部環境的電磁閥。通氣閥108的電磁部經通氣閥用配線117與電氣安裝控制部112連接。通氣閥108經快速聯接器安裝于殼體102的制冷機容納部102c。通氣閥108經過通氣閥用配線117通電時成為開啟狀態，反之則成為關閉狀態。即，電氣安裝控制部112通過向通氣閥用配線117供給/不供給電力來控制通氣閥108的開閉。通氣閥108構成為還能夠作為所謂安全閥而發揮作用。通氣閥108預先設定有閉閥力，以使預定差壓作用時機械地開閥。該設定差壓例如能夠考慮可作用于殼體102的內壓或殼體102的構造上的耐久性等而適當地進行設定。低溫泵100的外部環境通常為大氣壓，因此設定差壓以大氣壓為基準設定為預定值。低溫泵100的真空排氣運行期間通氣閥108設為關閉狀態。如低溫泵100的再生期間等從低溫泵100放出流體時，通氣閥108設為開啟狀態。另一方面，當將殼體102的內部側設為高壓的設定差壓發生作用時，通氣閥108機械地開閥。因此，殼體102的內部因某種原因而成為高壓時無需控制就使通氣閥108機械地開閥。由此能夠放出殼體102的內部的高壓。這樣，通氣閥108作為安全閥發揮作用。通氣閥用配線117具有通氣閥側配線117a、通氣閥側連接器117b、第3電氣安裝側連接器117c及第3電氣安裝側配線117d。通氣閥用配線117與抽氣閥用配線114相同地構成。皮拉尼壓力計110周期性地測定制冷機容納部102c內部的壓力即殼體102內部的壓力，并將表示已測定的壓力的電信號經壓力計用配線118輸出到電氣安裝控制部112。皮拉尼壓力計110經快速聯接器安裝于殼體102的制冷機容納部102c。另外，皮拉尼壓力計110可女裝于王體部102a。壓力計用配線118具有第4電氣安裝側連接器118a、第4電氣安裝側配線118b、及壓力計側連接器118c。第4電氣安裝側配線118b的一端與第4電氣安裝側連接器118a連接，另一端存在于電氣安裝控制部112的內部。第4電氣安裝側連接器118a構成為能夠與壓力計側連接器118c進行裝卸，壓力計側連接器118c設于皮拉尼壓力計110的箱體。作為第4電氣安裝側連接器118a及壓力計側連接器118c例如可采用D_sub連接器的陽型和陰型。圖4是表示從低溫泵100拆下的狀態的抽氣閥104的外觀圖。解除抽氣閥側連接器114b和第I電氣安裝側連接器114c的結合時，能夠在抽氣閥側連接器114b附帶于抽氣閥104的狀態下將抽氣閥104拆下。即，將抽氣閥104從低溫泵100拆卸時，從第I電氣安裝側連接器114c分離抽氣閥側連接器114b，并松動配管的聯軸器。分離后的抽氣閥側連接器114b附帶于被拆下的抽氣閥104。圖5是表示從低溫泵100 拆下的狀態的粗抽閥106的外觀圖。與第2電氣安裝側連接器116c分離后的粗抽閥側連接器116b附帶于粗抽閥106這一點與圖4所示的抽氣閥104相同。對基于以上結構的低溫泵100的動作進行說明。當低溫泵100工作時，首先在其工作前經過粗抽閥106由粗抽泵將殼體102的內部粗抽至動作開始壓力程度。壓力通過皮拉尼壓力計110測定。之后使低溫泵100工作。在電氣安裝控制部112的控制下，通過制冷機122的驅動來使冷卻臺(未圖示)冷卻，且熱連接于冷卻臺的擋板128或低溫板也被冷卻。被冷卻的擋板128對從真空腔室朝向低溫泵100內部飛來的氣體分子進行冷卻，使在該冷卻溫度下蒸氣壓充分變低的氣體(例如水分)冷凝于表面而被排氣。使在擋板128的冷卻溫度下蒸氣壓無法充分變低的氣體穿過擋板128進入主體部102a的內部。進入的氣體分子中，在低溫板的冷卻溫度下蒸氣壓充分變低的氣體冷凝于低溫板表面而被排氣。在其冷卻溫度下蒸氣壓也不會充分變低的氣體(例如氫等)由粘結于冷卻板的表面并已被冷卻的吸附劑(未圖示)吸附而被排氣。這樣，低溫泵100能夠使安裝端的真空腔室的真空度達到所希望的水平。通過繼續進行排氣運行，氣體逐漸蓄積于低溫泵100。為了將蓄積的氣體排出到外部，從開始排氣運行后經過預定時間時或滿足預定再生開始條件時，進行低溫泵100的再生。再生處理包括升溫工序、排出工序及冷卻工序。升溫工序中，通過未圖示的加熱器等使擋板128及低溫板的溫度上升。低溫板從用于真空排氣運行的冷卻溫度被加熱至例如常溫附近的再生溫度(例如約300K)。排出工序中，從低溫板表面再氣化后的氣體向低溫泵100的外部排出。再氣化后的氣體例如經過粗抽閥106或通氣閥108排出到外部。再氣化后的氣體與按照需要經過抽氣閥104導入的凈化氣體一同從低溫泵100排出。冷卻工序中，為了重新開始真空排氣運行，低溫板被再冷卻。開始制冷機122的冷卻運行。可在冷卻工序的至少一部分中進行經過粗抽閥106的粗抽。由此完成再生處理。基于本實施方式所涉及的低溫泵100，由于分別連接抽氣閥104、粗抽閥106、通氣閥108及皮拉尼壓力計110與電氣安裝控制部112的配線被連接器化，因此這些部件的裝卸變得更輕松。與這些部件和電氣安裝控制部不經連接器而直接由配線連接的情況相比，本實施方式中更換這些部件時的配線操作變得更簡單。閥或壓力計未被模塊化的以往的低溫泵中，即使閥或壓力計發生故障，也很難由用戶自己更換。這是因為，為了更換這種閥或壓力計，典型的有需要打開電氣安裝控制部的箱體并拆掉配線的處置，而這需要關于電氣安裝控制部的內部的充分的知識和用于不破壞電氣安裝控制部而分解并重新組裝的充分的技術。因此，在以往，即使用戶發現了故障部位，也多將低溫泵整體送去修理或聘請服務工程師。這存在成本上不利，修復時間變長的可能性。因此若采用本實施方式所涉及的被模塊化的低溫泵100，則用戶能夠通過從低溫泵100的制造商得到與發生故障的部件對應的新的部件而更換，從而更輕松且迅速進行低溫泵100的修理。因此，包括維護輕松這一點的低溫泵100的商品價值提升，能夠在低溫泵市場更具有優勢。 圖6是表示抽氣閥104發生故障時低溫泵100的修理方法的一連串的步驟的流程圖。用戶通過達到真空度的惡化或異音等懷疑低溫泵100的故障時，根據低溫泵100的使用說明書中記載的預定的步驟來診斷低溫泵100的故障(S202)。診斷的結果，假設在抽氣閥104上發現了故障。用戶通過向低溫泵100的制造商咨詢，得到與發生故障的抽氣閥104對應的新的抽氣閥(S204)。用戶將抽氣閥側連接器114b和第I電氣安裝側連接器114c分離(S206)。用戶從低溫泵100拆下附帶有分離的抽氣閥側連接器114b的發生了故障的抽氣閥104 (S208)。用戶將在步驟S204中得到的新的抽氣閥安裝到低溫泵100上(S210)。用戶連接新的抽氣閥的抽氣閥側連接器和第I電氣安裝側連接器114c (S212)。基本上通過以上步驟來完成低溫泵100的抽氣閥104的更換。如此用戶能夠更迅速且以低成本修復低溫泵100。另外，低溫泵100的制造商的維護工程師可在用戶站點執行上述修理方法。本實施方式所涉及的低溫泵100中，采用皮拉尼壓力計110作為壓力計。以往采用熱電偶真空計(也稱為TC壓力計)作為壓力計的情況較多。原理上，與熱電偶真空計相t匕，皮拉尼壓力計110對異物的耐性更高，因此更適于低溫泵中的使用。并且，凝集真空腔室內的氣體分子，在再生時放出到外部之類的低溫泵100的性質上，用于測定殼體102內的壓力的壓力計中易混入異物，所以會較頻繁地發生壓力計的更換。因此，本實施方式中壓力計通過快速聯接器等輕松裝卸的機構安裝于殼體102。由此，能夠更順利地進行壓力計的更換。以上對實施方式所涉及的低溫泵100的結構及動作進行了說明。本領域技術人員可理解該實施方式為例示，這些各構成要件的組合上能夠存在各種變形例，并且那樣的變形例也屬于本發明的范圍內。本發明的實施方式中，對抽氣閥104安裝于殼體102的情況進行了說明，但不限于此，抽氣閥104可設于殼體102的內部與凈化用氣源之間的流路上，例如也可經預定長度的配管連接殼體102和抽氣閥104。關于粗抽閥106、通氣閥108及皮拉尼壓力計110也相同。本發明的實施方式中，對電氣安裝控制部112安裝于制冷機122的情況進行了說明，但不限于此，這些也可單獨存在。本申請主張基于2012年01月31日申請的日本專利申請第2012-018834號的優先權。該申請的全部內 容通過參考援用于本說明書中。
權利要求
1.一種低溫泵，其特征在于， 具備:低溫泵的殼體； 電氣安裝控制部，控制低溫泵； 抽氣閥，設于外部的凈化用氣源與所述殼體內部之間的流路上； 粗抽閥，設于外部的泵與所述殼體內部之間的流路上； 通氣閥，設于所述殼體的內部和外部之間的流路上 '及 壓力計，用于測定所述殼體內部的壓力， 所述電氣安裝控制部通過配線與所述抽氣閥、所述粗抽閥、所述通氣閥及所述壓力計中的至少一個部件連接， 所述配線上設有所述部件側的連接器和所述電氣安裝控制部側的連接器， 所述部件側的連接器構成為能夠與所述電氣安裝控制部側的連接器進行裝卸。
2.如權利要求1所述的低溫泵，其特征在于， 當解除所述部件側的連接器和所述電氣安裝控制部側的連接器的結合時，能夠在所述部件側的連接器附帶于所述部件的狀態下拆卸所述部件。
3.如權利要求1或2所述的低溫泵，其特征在于， 所述壓力計為皮拉尼壓力計， 所述電氣安裝控制部通過所述配線與所述皮拉尼壓力計連接。
4.一種低溫泵的修理方法，其特征在于，包括: 診斷權利要求1至3中任一項所述的低溫泵的故障的步驟； 當發現所述部件的故障時，解除所述部件側的連接器與所述電氣安裝控制部側的連接器的結合的步驟； 將附帶所述部件側的連接器的所述部件從所述低溫泵拆卸的步驟； 將與所述部件對應的新的部件安裝于所述低溫泵上的步驟；及 連接新的所述部件側的連接器和所述電氣安裝控制部側的連接器的步驟。
5.—種低溫泵,其特征在于， 具備:控制低溫泵的電氣安裝控制部 '及 通過配線與所述電氣安裝控制部連接的部件， 所述配線上設有所述部件側的連接器和所述電氣安裝控制部側的連接器， 所述部件側的連接器構成為能夠與所述電氣安裝控制部側的連接器進行裝卸， 當解除所述部件側的連接器和所述電氣安裝控制部側的連接器的結合時，能夠在所述部件側的連接器附帶于所述部件的狀態下拆卸所述部件。
全文摘要
本發明提供一種低溫泵及低溫泵的修理方法，其能夠更輕松地進行修理。本發明的低溫泵(100)具備殼體(102)；電氣安裝控制部(112)，控制低溫泵(100)；抽氣閥(104)，設于外部的凈化用氣源與殼體(102)內部之間的流路上；粗抽閥(106)，設于外部的泵與殼體(102)內部之間的流路上；通氣閥(108)，設于殼體(102)的內部與外部之間的流路上；及皮拉尼壓力計(110)，用于測定殼體(102)內部的壓力。電氣安裝控制部(112)通過配線分別與抽氣閥(104)、粗抽閥(106)、通氣閥(108)及皮拉尼壓力計(110)連接。各配線上設有部件側的連接器和電氣安裝控制部側的連接器。部件側的連接器構成為能夠與電氣安裝控制部側的連接器進行裝卸。
文檔編號F04B37/08GK103225594SQ20131003007
公開日2013年7月31日 申請日期2013年1月25日 優先權日2012年1月31日
發明者田中秀和 申請人:住友重機械工業株式會社