特許 7455040 クライオポンプおよびクライオポンプの再生方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-14

(45)【発行日】2024-03-25

(54)【発明の名称】クライオポンプおよびクライオポンプの再生方法

(51)【国際特許分類】

   F04B 37/08 20060101AFI20240315BHJP

   F04B 37/16 20060101ALI20240315BHJP

【ＦＩ】

F04B37/08

F04B37/16 A

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2020168195

(22)【出願日】2020-10-05

(65)【公開番号】P2022060637

(43)【公開日】2022-04-15

【審査請求日】2023-09-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000002107

【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(74)【代理人】

【識別番号】100116274

【弁理士】

【氏名又は名称】富所 輝観夫

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼橋 走

【審査官】山崎 孔徳

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／２０８３３６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－１６０８８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１５３６１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｂ ３７／０８

Ｆ０４Ｂ ３７／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

冷凍機と、
前記冷凍機によって冷却されるクライオパネルと、
前記冷凍機を支持し、前記クライオパネルを収容するクライオポンプ容器と、
前記クライオパネルの温度を測定し、該温度を示す測定温度信号を出力する温度センサと、
前記クライオポンプ容器の内圧を測定し、該内圧を示す測定圧力信号を出力する圧力センサと、
前記測定温度信号と前記測定圧力信号に基づいて、前記クライオパネルの温度が第１温度帯にあり前記クライオポンプ容器の内圧が第１圧力領域にあるとき前記クライオポンプ容器の圧力上昇率を第１圧力上昇率しきい値と比較する圧力上昇率比較部と、
前記クライオポンプ容器の圧力上昇率が前記第１圧力上昇率しきい値を下回る場合に、前記クライオパネルを前記第１温度帯からそれより低い第２温度帯に降温するように前記冷凍機を制御する冷凍機コントローラと、を備え、
前記圧力上昇率比較部は、前記測定温度信号と前記測定圧力信号に基づいて、前記クライオパネルの温度が前記第２温度帯にあり前記クライオポンプ容器の内圧が第２圧力領域にあるとき前記クライオポンプ容器の圧力上昇率を第２圧力上昇率しきい値と比較し、
前記第２圧力領域は、前記第１圧力領域より低く、前記第２圧力上昇率しきい値は、前記第１圧力上昇率しきい値より小さいことを特徴とするクライオポンプ。

【請求項2】

前記第１圧力領域は、１０Ｐａから１００Ｐａの範囲から選択され、
前記第１圧力上昇率しきい値は、毎分１Ｐａから毎分５０Ｐａの範囲から選択され、
前記第２圧力領域は、０．０１Ｐａから１Ｐａの範囲から選択され、
前記第２圧力上昇率しきい値は、毎分０．０５Ｐａから毎分０．５Ｐａの範囲から選択されることを特徴とする請求項１に記載のクライオポンプ。

【請求項3】

前記第１圧力領域は、２０Ｐａから３０Ｐａの範囲から選択され、
前記第１圧力上昇率しきい値は、毎分５Ｐａから毎分２０Ｐａの範囲から選択され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。

【請求項4】

前記第２温度帯は、５０Ｋ以上１００Ｋ以下の範囲から選択されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のクライオポンプ。

【請求項5】

前記第１温度帯は、０℃より高いことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のクライオポンプ。

【請求項6】

前記クライオポンプ容器に取り付けられ、前記クライオポンプ容器をラフポンプに接続するラフバルブと、
前記クライオパネルを前記第１温度帯から前記第２温度帯に降温する間に、前記測定圧力信号に基づいて、前記クライオポンプ容器の内圧が所定圧力領域に維持されるように前記ラフバルブを制御するバルブコントローラと、をさらに備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のクライオポンプ。

【請求項7】

前記所定圧力領域は、１０Ｐａから１００Ｐａの範囲から選択されることを特徴とする請求項６に記載のクライオポンプ。

【請求項8】

前記所定圧力領域は、２０Ｐａから３０Ｐａの範囲から選択されることを特徴とする請求項６または７に記載のクライオポンプ。

【請求項9】

前記冷凍機コントローラは、前記クライオポンプ容器の圧力上昇率が前記第２圧力上昇率しきい値を下回る場合に、前記クライオパネルを前記第２温度帯からそれより低い第３温度帯に降温するように前記冷凍機を制御することを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のクライオポンプ。

【請求項10】

前記圧力上昇率比較部は、
前記第１圧力上昇率しきい値と比較するために、第１測定時間における前記クライオポンプ容器の圧力上昇量から前記圧力上昇率を取得し、
前記第２圧力上昇率しきい値と比較するために、前記第１測定時間より長い第２測定時間における前記クライオポンプ容器の圧力上昇量から前記圧力上昇率を取得することを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載のクライオポンプ。

【請求項11】

クライオポンプ再生方法であって、
クライオパネルの温度を測定することと、
クライオポンプ容器の内圧を測定することと、
前記クライオパネルの温度が第１温度帯にあり前記クライオポンプ容器の内圧が第１圧力領域にあるとき前記クライオポンプ容器の圧力上昇率を第１圧力上昇率しきい値と比較することと、
前記クライオポンプ容器の圧力上昇率が前記第１圧力上昇率しきい値を下回る場合に、前記クライオパネルを前記第１温度帯からそれより低い第２温度帯に冷却することと、
前記クライオパネルの温度が前記第２温度帯にあり前記クライオポンプ容器の内圧が第２圧力領域にあるとき前記クライオポンプ容器の圧力上昇率を第２圧力上昇率しきい値と比較することと、を備え、
前記第２圧力領域は、前記第１圧力領域より低く、前記第２圧力上昇率しきい値は、前記第１圧力上昇率しきい値より小さい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、クライオポンプおよびクライオポンプの再生方法に関する。

【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】

【文献】特許第６３５１５２５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、クライオポンプは、冷凍機と、冷凍機によって冷却されるクライオパネルと、冷凍機を支持し、クライオパネルを収容するクライオポンプ容器と、クライオパネルの温度を測定し、該温度を示す測定温度信号を出力する温度センサと、クライオポンプ容器の内圧を測定し、該内圧を示す測定圧力信号を出力する圧力センサと、測定温度信号と測定圧力信号に基づいて、クライオパネルの温度が第１温度帯にありクライオポンプ容器の内圧が第１圧力領域にあるときクライオポンプ容器の圧力上昇率を第１圧力上昇率しきい値と比較する圧力上昇率比較部と、クライオポンプ容器の圧力上昇率が第１圧力上昇率しきい値を下回る場合に、クライオパネルを第１温度帯からそれより低い第２温度帯に降温するように冷凍機を制御する冷凍機コントローラと、を備える。圧力上昇率比較部は、測定温度信号と測定圧力信号に基づいて、クライオパネルの温度が第２温度帯にありクライオポンプ容器の内圧が第２圧力領域にあるときクライオポンプ容器の圧力上昇率を第２圧力上昇率しきい値と比較する。第２圧力領域は、第１圧力領域より低く、第２圧力上昇率しきい値は、第１圧力上昇率しきい値より小さい。

【0006】

本発明のある態様によると、クライオポンプ再生方法は、クライオパネルの温度を測定することと、クライオポンプ容器の内圧を測定することと、クライオパネルの温度が第１温度帯にありクライオポンプ容器の内圧が第１圧力領域にあるときクライオポンプ容器の圧力上昇率を第１圧力上昇率しきい値と比較することと、クライオポンプ容器の圧力上昇率が第１圧力上昇率しきい値を下回る場合に、クライオパネルを第１温度帯からそれより低い第２温度帯に冷却することと、クライオパネルの温度が第２温度帯にありクライオポンプ容器の内圧が第２圧力領域にあるときクライオポンプ容器の圧力上昇率を第２圧力上昇率しきい値と比較することと、を備える。第２圧力領域は、第１圧力領域より低く、第２圧力上昇率しきい値は、第１圧力上昇率しきい値より小さい。

【0007】

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、方法、装置、システム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】

【0008】

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】

【0009】

【図1】実施の形態に係るクライオポンプを模式的に示す。

【図2】実施の形態に係るクライオポンプの再生方法を示すフローチャートである。

【図3】図２に示される再生方法の一部をより詳細に示すフローチャートである。

【図4】図２に示される再生方法の一部をより詳細に示すフローチャートである。

【図5】図２に示される再生方法の一部をより詳細に示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

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。説明および図面において同一または同等の構成要素、部材、処理には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。図示される各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。実施の形態は例示であり、本発明の範囲を何ら限定するものではない。実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

【0011】

図１は、実施の形態に係るクライオポンプ１０を模式的に示す。クライオポンプ１０は、例えばイオン注入装置、スパッタリング装置、蒸着装置、またはその他の真空プロセス装置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真空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。例えば１０^－５Ｐａ乃至１０^－８Ｐａ程度の高い真空度が真空チャンバに実現される。

【0012】

クライオポンプ１０は、圧縮機１２と、冷凍機１４と、クライオポンプ容器１６と、クライオパネル１８と、クライオポンプコントローラ１００とを備える。また、クライオポンプ１０は、ラフバルブ２０と、パージバルブ２２と、ベントバルブ２４とを備え、これらはクライオポンプ容器１６に設置されている。

【0013】

圧縮機１２は、冷媒ガスを冷凍機１４から回収し、回収した冷媒ガスを昇圧して、再び冷媒ガスを冷凍機１４に供給するよう構成されている。冷凍機１４は、膨張機またはコールドヘッドとも称され、圧縮機１２とともに極低温冷凍機を構成する。圧縮機１２と冷凍機１４との間の冷媒ガスの循環が冷凍機１４内での冷媒ガスの適切な圧力変動と容積変動の組み合わせをもって行われることにより、寒冷を発生する熱力学的サイクルが構成され、冷凍機１４の冷却ステージが所望の極低温に冷却される。それにより、冷凍機１４の冷却ステージに熱的に結合されたクライオパネル１８を目標冷却温度（例えば１０Ｋ～２０Ｋ）に冷却することができる。冷媒ガスは、通例はヘリウムガスであるが、適切な他のガスが用いられてもよい。理解のために、冷媒ガスの流れる方向を図１に矢印で示す。極低温冷凍機は、一例として、二段式のギフォード・マクマホン（Gifford-McMahon；ＧＭ）冷凍機であるが、パルス管冷凍機、スターリング冷凍機、またはそのほかのタイプの極低温冷凍機であってもよい。

【0014】

クライオポンプ容器１６は、クライオポンプ１０の真空排気運転中に真空を保持し、周囲環境の圧力（例えば大気圧）に耐えるように設計された真空容器である。クライオポンプ容器１６は、吸気口１７を有するクライオパネル収容部１６ａと、冷凍機収容部１６ｂとを有する。クライオパネル収容部１６ａは、吸気口１７が開放され、その反対側が閉塞されたドーム状の形状を有し、この内部にクライオパネル１８が冷凍機１４の冷却ステージとともに収容される。冷凍機収容部１６ｂは、円筒状の形状を有し、その一端が冷凍機１４の室温部に固定され、他端がクライオパネル収容部１６ａに接続され、内部に冷凍機１４が挿入されている。こうして冷凍機１４がクライオポンプ容器１６によって支持される。クライオポンプ１０の吸気口１７から進入する気体はクライオパネル１８に凝縮または吸着により捕捉される。クライオパネル１８の配置や形状などクライオポンプ１０の構成は、種々の公知の構成を適宜採用することができるので、ここでは詳述しない。

【0015】

ラフバルブ２０は、クライオポンプ容器１６、例えば冷凍機収容部１６ｂに取り付けられている。ラフバルブ２０は、クライオポンプ１０の外部に設置されたラフポンプ３０に接続される。ラフポンプ３０は、クライオポンプ１０をその動作開始圧力まで真空引きをするための真空ポンプである。クライオポンプコントローラ１００の制御によりラフバルブ２０が開放されるときクライオポンプ容器１６がラフポンプ３０に連通され、ラフバルブ２０が閉鎖されるときクライオポンプ容器１６がラフポンプ３０から遮断される。ラフバルブ２０を開きかつラフポンプ３０を動作させることにより、クライオポンプ１０を減圧することができる。

【0016】

パージバルブ２２は、クライオポンプ容器１６、例えばクライオパネル収容部１６ａに取り付けられている。パージバルブ２２は、クライオポンプ１０の外部に設置されたパージガス供給装置（図示せず）に接続される。クライオポンプコントローラ１００の制御によりパージバルブ２２が開放されるときパージガスがクライオポンプ容器１６に供給され、パージバルブ２２が閉鎖されるときクライオポンプ容器１６へのパージガス供給が遮断される。パージガスは例えば窒素ガス、またはその他の乾燥したガスであってもよく、パージガスの温度は、たとえば室温に調整され、または室温より高温に加熱されていてもよい。パージバルブ２２を開きパージガスをクライオポンプ容器１６に導入することにより、クライオポンプ１０を昇圧することができる。また、クライオポンプ１０を極低温から室温またはそれより高い温度に昇温することができる。

【0017】

ベントバルブ２４は、クライオポンプ容器１６、例えば冷凍機収容部１６ｂに取り付けられている。ベントバルブ２４は、クライオポンプ１０の内部から外部に流体を排出するために設けられている。ベントバルブ２４は、排出される流体をクライオポンプ１０の外部の貯留タンク（図示せず）へと導流する排出ライン３２に接続される。あるいは、排出される流体が無害である場合には、ベントバルブ２４は、排出される流体を周囲環境に放出するよう構成されてもよい。ベントバルブ２４から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。ベントバルブ２４は、制御により開閉可能であるとともに、クライオポンプ容器１６の内外の差圧によって機械的に開きうる。ベントバルブ２４は、例えば常閉型の制御弁であり、いわゆる安全弁としても機能するよう構成されている。

【0018】

クライオポンプ１０には、クライオパネル１８の温度を測定し、測定された温度を示す測定温度信号を出力する温度センサ２６が設けられている。温度センサ２６は、例えば、冷凍機１４の冷却ステージに、またはクライオパネル１８に取り付けられている。クライオポンプコントローラ１００は、この測定温度信号を受信するよう温度センサ２６と接続されている。

【0019】

また、クライオポンプ１０には、クライオポンプ容器１６の内圧を測定し、測定された内圧を示す測定圧力信号を出力する圧力センサ２８が設けられている。圧力センサ２８は、クライオポンプ容器１６、例えば冷凍機収容部１６ｂに取り付けられている。クライオポンプコントローラ１００は、この測定圧力信号を受信するよう圧力センサ２８と接続されている。

【0020】

クライオポンプコントローラ１００は、クライオポンプ１０を制御するよう構成されている。例えば、クライオポンプコントローラ１００は、クライオポンプ１０の真空排気運転においては、温度センサ２６によるクライオパネル１８の測定温度に基づいて、冷凍機１４を制御してもよい。また、クライオポンプコントローラ１００は、クライオポンプ１０の再生運転においては、圧力センサ２８によるクライオポンプ容器１６内の測定圧力に基づいて（または、必要に応じて、クライオポンプ容器１６内の測定圧力およびクライオパネル１８の測定温度に基づいて）、冷凍機１４、ラフバルブ２０、パージバルブ２２、ベントバルブ２４を制御してもよい。クライオポンプコントローラ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。

【0021】

図１に示されるように、例示的な制御構成として、クライオポンプコントローラ１００は、圧力上昇率比較部１１０と、冷凍機コントローラ１２０と、バルブコントローラ１３０とを備える。

【0022】

圧力上昇率比較部１１０は、圧力センサ２８によって測定されるクライオポンプ容器１６の内圧に基づいて、いわゆる圧力上昇率テストを実行するように構成されている。クライオポンプ再生における圧力上昇率テストは、クライオポンプ容器１６内の圧力上昇率が圧力上昇率しきい値を超えない場合に、クライオポンプ１０から凝縮物が十分に排出されたと判定する処理である。圧力上昇率テストは、主として水分がクライオポンプ１０から十分に排出されたことを確認するために使用される。クライオポンプ容器１６内の圧力上昇率は、クライオポンプ容器１６に設けられた各バルブを閉鎖してクライオポンプ容器１６の内圧を周囲環境から隔離した状態で、圧力センサ２８によって測定される。圧力上昇率テストは、ＲｏＲ（Rate-of-Rise）テストとも呼ばれる。

【0023】

既存のクライオポンプでは通例、１段階のＲｏＲテストのみを行い、これに合格した場合にクライオポンプを室温から極低温に再冷却して再生を完了している。これに対して、実施の形態に係るクライオポンプ１０では、圧力上昇率比較部１１０は、異なる温度および圧力条件下で２段階のＲｏＲテストを実行するように構成される。

【0024】

第１ＲｏＲテストとして、圧力上昇率比較部１１０は、温度センサ２６の測定温度信号と圧力センサ２８の測定圧力信号に基づいて、クライオパネル１８の温度が第１温度帯にありクライオポンプ容器１６の内圧が第１圧力領域にあるときクライオポンプ容器１６の圧力上昇率を第１圧力上昇率しきい値と比較する。第２ＲｏＲテストとして、圧力上昇率比較部１１０は、温度センサ２６の測定温度信号と圧力センサ２８の測定圧力信号に基づいて、クライオパネル１８の温度が第２温度帯にありクライオポンプ容器１６の内圧が第２圧力領域にあるときクライオポンプ容器１６の圧力上昇率を第２圧力上昇率しきい値と比較する。第２温度帯は、第１温度帯より低い。第２圧力領域は、第１圧力領域より低く、第２圧力上昇率しきい値は、第１圧力上昇率しきい値より小さい。

【0025】

このようにして、第１ＲｏＲテストが高温低真空下で実行され、第２ＲｏＲテストが第１ＲｏＲテストに比べて低温高真空下で実行される。

【0026】

冷凍機コントローラ１２０は、クライオポンプ１０の再生中、温度センサ２６によって測定されるクライオパネル１８の温度及び／または圧力センサ２８によって測定されるクライオポンプ容器１６の内圧に基づいて、冷凍機１４を制御するように構成されている。例えば、冷凍機コントローラ１２０は、第１ＲｏＲテストに合格した場合（すなわち、クライオポンプ容器１６の圧力上昇率が第１圧力上昇率しきい値を下回る場合）に、クライオパネル１８を第１温度帯からそれより低い第２温度帯に降温するように冷凍機１４を制御してもよい。冷凍機コントローラ１２０は、第２ＲｏＲテストに合格した場合（すなわち、クライオポンプ容器１６の圧力上昇率が第２圧力上昇率しきい値を下回る場合）に、クライオパネル１８を第２温度帯からそれより低い第３温度帯に降温するように冷凍機１４を制御してもよい。

【0027】

バルブコントローラ１３０は、クライオポンプ１０の再生中、温度センサ２６によって測定されるクライオパネル１８の温度及び／または圧力センサ２８によって測定されるクライオポンプ容器１６の内圧に基づいて、ラフバルブ２０、パージバルブ２２、およびベントバルブ２４を制御するように構成されている。例えば、バルブコントローラ１３０は、クライオパネル１８を第１温度帯から第２温度帯に降温する間に、圧力センサ２８の測定圧力信号に基づいて、クライオポンプ容器１６の内圧が所定圧力領域に維持されるようにラフバルブ２０を制御してもよい。

【0028】

クライオポンプコントローラ１００は、クライオポンプ１０の再生シーケンスを定義するための様々なパラメータを記憶するように構成されていてもよい。こうしたパラメータによって、再生シーケンスの各工程で許容される温度及び／または圧力の範囲が定められる。例えばＲｏＲテストについて言えば、ＲｏＲテストを実行することが許容される温度および圧力条件、圧力上昇率しきい値などがパラメータとして挙げられる。このようなパラメータは、クライオポンプ１０の設計者の経験的知見または設計者による実験やシミュレーション等に基づき適宜設定され、クライオポンプコントローラ１００に予め記憶されてもよい。

【0029】

また、クライオポンプコントローラ１００は、例えば温度センサ２６の測定温度、圧力センサ２８の測定圧力、各バルブの開閉状態、ＲｏＲテストの結果など、クライオポンプ１０の再生またはその他の制御に関連する情報を記憶するように構成されていてもよい。クライオポンプコントローラ１００は、こうした情報を視覚的またはその他の形式でユーザーに通知するように構成されてもよい。クライオポンプコントローラ１００は、こうした情報を他の機器に送信するように構成されてもよく、例えばインターネットなどネットワークを介して遠隔の機器に情報を送信してもよい。

【0030】

クライオポンプコントローラ１００の内部構成は、ハードウェア構成としてはコンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や回路で実現され、ソフトウェア構成としてはコンピュータプログラム等によって実現されるが、図では適宜、それらの連携によって実現される機能ブロックとして描いている。これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。

【0031】

たとえば、クライオポンプコントローラ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、マイコンなどのプロセッサ（ハードウェア）と、プロセッサ（ハードウェア）が実行するソフトウェアプログラムの組み合わせで実装することができる。そうしたハードウェアプロセッサは、たとえば、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのプログラマブルロジックデバイスで構成してもよいし、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）のような制御回路であってもよい。ソフトウェアプログラムは、クライオポンプ１０の再生をクライオポンプコントローラ１００に実行させるためのコンピュータプログラムであってもよい。

【0032】

図２は、実施の形態に係るクライオポンプ１０の再生方法を示すフローチャートである。クライオポンプ１０の再生シーケンスは、昇温工程（Ｓ１０）、排出工程（Ｓ２０）、及びクールダウン工程（Ｓ６０）を含む。クライオポンプ１０の再生中、温度センサ２６によってクライオパネル１８の温度が定期的に測定され、圧力センサ２８によってクライオポンプ容器１６の内圧が定期的に測定される。

【0033】

昇温工程（Ｓ１０）においては、パージバルブ２２を通じてクライオポンプ容器１６に供給されるパージガス、またはその他の加熱手段によって、クライオポンプ１０は、極低温から室温またはそれより高い再生温度に昇温される（例えば約２９０Ｋないし約３００Ｋ）。クライオポンプ１０の昇温は、例えば冷凍機１４による逆転昇温を利用してもよいし、クライオポンプ１０に電気ヒータが設置されている場合にはこれを利用してもよい。こうして、クライオパネル１８に捕捉されている気体が再び気化される。

【0034】

排出工程（Ｓ２０）においては、クライオポンプ容器１６からベントバルブ２４と排出ライン３２を通じて、またはラフバルブ２０とラフポンプ３０を通じて、外部に気体が排出される。排出工程では、いわゆるラフアンドパージが行われてもよい。ラフアンドパージとは、ラフバルブ２０を通じたクライオポンプ容器１６の粗引きとパージバルブ２２を通じたクライオポンプ容器１６へのパージガスの供給を交互に繰り返すことによって、クライオポンプ容器１６に残留する気体（例えばクライオパネル１８上の例えば活性炭などの吸着材に吸着されている例えば水蒸気などの気体）をクライオポンプ容器１６から排出することをいう。

【0035】

この実施の形態では、排出すべき気体（主として水分）がクライオポンプ１０から十分に排出されたことをチェックするために、クライオポンプ容器１６の内圧が第１圧力領域（例えば、１０Ｐａから１００Ｐａの範囲、または２０Ｐａから３０Ｐａの範囲から選択される圧力値または圧力範囲）まで減圧されると、異なる温度および圧力条件下で２段階のＲｏＲテストが実行される。

【0036】

まず、第１ＲｏＲテスト（Ｓ３０）として、クライオパネル１８の温度が第１温度帯にありクライオポンプ容器１６の内圧が第１圧力領域にあるとき、クライオポンプ容器１６の圧力上昇率が第１圧力上昇率しきい値と比較される。第１温度帯は、例えば、０℃より高くてもよく、クライオポンプ１０の耐熱温度より低くてもよい。クライオポンプ１０の耐熱温度は、例えば５０℃から８０℃の範囲から選択されてもよい。第１温度帯は、例えば室温であってもよく、１５℃から２５℃の範囲から選択される温度値または温度範囲であってもよい。第１圧力上昇率しきい値は、例えば、毎分１Ｐａから毎分５０Ｐａの範囲、または毎分５Ｐａから毎分２０Ｐａの範囲から選択される圧力上昇率の値であってもよい。

【0037】

第１ＲｏＲテスト（Ｓ３０）に合格した場合、予備冷却（Ｓ４０）として、冷凍機１４によってクライオパネル１８が第１温度帯からそれより低い第２温度帯に冷却される。第２温度帯は、例えば、５０Ｋ以上１００Ｋ以下の範囲から選択される温度値または温度範囲であってもよい。予備冷却の結果、クライオポンプ容器１６内の残留気体のうち第２温度帯で十分に蒸気圧が低くなるもの（例えば水蒸気など）は、クライオパネル１８に再び凝縮され、それによりクライオポンプ容器１６の内圧は第１圧力領域からそれより低い第２圧力領域まで減圧される。第２圧力領域は、例えば、０．０１Ｐａから１Ｐａの範囲から選択される圧力値または圧力範囲であってもよく、例えば０．１Ｐａ未満であってもよい。

【0038】

予備冷却（Ｓ４０）の最中に、クライオパネル１８を第１温度帯から第２温度帯に降温する間に、クライオポンプ容器１６の内圧が所定圧力領域に維持されるように、ラフバルブ２０が制御されてもよい。所定圧力領域は、第１ＲｏＲテストが実行される第１圧力領域と同じであってもよく、例えば、１０Ｐａから１００Ｐａの範囲、または２０Ｐａから３０Ｐａの範囲から選択される圧力値または圧力範囲であってもよい。

【0039】

そして、第２ＲｏＲテスト（Ｓ５０）として、クライオパネル１８の温度が第２温度帯にありクライオポンプ容器１６の内圧が第２圧力領域にあるとき、クライオポンプ容器１６の圧力上昇率が第２圧力上昇率しきい値と比較される。第２圧力上昇率しきい値は、第１圧力上昇率しきい値より小さい。第２圧力上昇率しきい値は、例えば、毎分０．０５Ｐａから毎分０．５Ｐａの範囲から選択される圧力上昇率の値（例えば０．１Ｐａ／分程度）であってもよい。

【0040】

第２ＲｏＲテスト（Ｓ５０）に合格した場合、排出工程（Ｓ２０）は終了されクールダウン工程（Ｓ６０）が開始される。冷凍機１４によってクライオパネル１８が第２温度帯からそれより低い第３温度帯に冷却される。第３温度帯はクライオポンプ１０の真空排気運転を可能にする極低温であり、例えば１０Ｋから２０Ｋの範囲から選択される温度値または温度範囲であってもよい。このようにして、再生は完了し、クライオポンプ１０は、再び真空排気運転を始めることができる。

【0041】

図３から図５はそれぞれ、図２に示される再生方法の一部をより詳細に示すフローチャートである。図３には第１ＲｏＲテスト（Ｓ３０）が示され、図４には予備冷却（Ｓ４０）が示され、図５には第２ＲｏＲテスト（Ｓ５０）が示される。図３から図５を参照して、第１ＲｏＲテスト（Ｓ３０）、予備冷却（Ｓ４０）、第２ＲｏＲテスト（Ｓ５０）の一例を説明する。

【0042】

図３に示されるように、第１ＲｏＲテストを実行するための準備として、ラフバルブ２０が開かれる（Ｓ３１）。バルブコントローラ１３０によってラフバルブ２０が開かれると、ラフポンプ３０によってクライオポンプ容器１６は粗引きされ減圧される。この粗引きは上述のラフアンドパージの一部として行われてもよい。

【0043】

粗引き中に、温度センサ２６によってクライオパネル１８の温度が測定され、圧力センサ２８によってクライオポンプ容器１６の内圧が測定される（Ｓ３２）。温度センサ２６の測定温度信号と圧力センサ２８の測定圧力信号はクライオポンプコントローラ１００に与えられる。

【0044】

第１ＲｏＲテストの開始条件が満たされるか否かが判定される（Ｓ３３）。第１ＲｏＲテストの開始条件は、クライオパネル１８の温度が第１温度帯にありかつクライオポンプ容器１６の内圧が第１圧力領域にあることである。上述のように、第１温度帯は例えば室温（例えば１５℃から２５℃の範囲から選択される温度値または温度範囲）であり、第１圧力領域は例えば２０Ｐａから３０Ｐａの範囲から選択される圧力値または圧力範囲である。

【0045】

そこで、圧力上昇率比較部１１０は、温度センサ２６の測定温度信号と圧力センサ２８の測定圧力信号に基づいて、クライオパネル１８の温度が第１温度帯にありかつクライオポンプ容器１６の内圧が第１圧力領域にあるか否かを判定する。圧力上昇率比較部１１０は、測定温度信号と測定圧力信号に基づいて、クライオパネル１８の測定温度を第１温度帯と比較し、クライオポンプ容器１６の測定内圧を第１圧力領域と比較する。圧力上昇率比較部１１０は、測定温度が第１温度帯にあり、かつ測定圧力が第１圧力領域にある場合に、第１ＲｏＲテストの開始条件が満たされると判定してもよい。または、圧力上昇率比較部１１０は、測定温度が第１温度帯またはそれより高い温度であり、かつ測定圧力が第１圧力領域またはそれより低い圧力である場合に、第１ＲｏＲテストの開始条件が満たされると判定してもよい。

【0046】

第１ＲｏＲテストの開始条件が満たされない場合には（Ｓ３３のＮ）、温度センサ２６によってクライオパネル１８の温度が再び測定され、圧力センサ２８によってクライオポンプ容器１６の内圧が再び測定され（Ｓ３２）、第１ＲｏＲテストの開始条件が満たされるか否かが再び判定される（Ｓ３３）。クライオパネル１８の測定温度が第１温度帯から外れている（例えば第１温度帯よりも低い）場合、温度を再び測定する前に、クライオポンプコントローラ１００は、クライオポンプ１０の昇温手段（例えばパージバルブ２２、冷凍機１４、及び／または電気ヒータ）を制御しクライオパネル１８の温度を調整してもよい。クライオポンプ容器１６の測定圧力が第１圧力領域から外れている（例えば第１圧力領域よりも高い）場合、圧力を再び測定する前に、バルブコントローラ１３０は、ラフバルブ２０を閉じパージバルブ２２を開き、その後パージバルブ２２を閉じラフバルブ２０を再び開いてもよい。こうしてクライオポンプ容器１６にパージガスを供給してからクライオポンプ容器１６が再び粗引きされてもよい。

【0047】

第１ＲｏＲテストの開始条件が満たされる場合には（Ｓ３３のＹ）、ラフバルブ２０が閉鎖される（Ｓ３４）。このとき、バルブコントローラ１３０は、ラフバルブ２０だけでなく、パージバルブ２２とベントバルブ２４も閉鎖する。それにより、クライオポンプ容器１６は周囲環境から隔離される。こうして第１ＲｏＲテストが開始される。

【0048】

まず、圧力センサ２８によってクライオポンプ容器１６の内圧が測定される（Ｓ３５）。圧力上昇率比較部１１０は、この測定圧力を、第１ＲｏＲテストのための基準圧として使用する。圧力上昇率比較部１１０は、この基準圧の取得から第１測定時間が経過したか否かを判定する（Ｓ３６）。第１測定時間は、例えば数十秒から数分（例えば３０秒から２分程度、または例えば１分間）であってもよい。圧力上昇率比較部１１０は、第１測定時間が経過するまで待機する（Ｓ３６のＮ）。第１測定時間が経過したら（Ｓ３６のＹ）、圧力センサ２８によってクライオポンプ容器１６の内圧が再び測定される（Ｓ３７）。

【0049】

第１ＲｏＲテストとして、圧力上昇率比較部１１０は、クライオポンプ容器１６の圧力上昇率を第１圧力上昇率しきい値と比較する（Ｓ３８）。第１圧力上昇率しきい値と比較するために、圧力上昇率比較部１１０は、第１測定時間におけるクライオポンプ容器１６の圧力上昇量から圧力上昇率を取得する。具体的には、圧力上昇率比較部１１０は、第１測定時間経過後の測定圧力（Ｓ３７）から基準圧（Ｓ３５）を減算し、第１測定時間におけるクライオポンプ容器１６の圧力上昇量を取得する。圧力上昇率比較部１１０は、この圧力上昇量を第１測定時間で除算し、クライオポンプ容器１６の圧力上昇率を取得し、これを第１圧力上昇率しきい値と比較する。第１圧力上昇率しきい値は、例えば５Ｐａ／分から２０Ｐａ／分の範囲から選択される圧力上昇率の値である。

【0050】

第１ＲｏＲテストに不合格の場合、すなわちクライオポンプ容器１６の圧力上昇率が第１圧力上昇率しきい値を超える場合には（Ｓ３８のＮ）、図３に示される処理（Ｓ３０）が再び実行される。この場合、Ｓ３１でラフバルブ２０を再び開く前に、バルブコントローラ１３０は、パージバルブ２２を一度開き、クライオポンプ容器１６にパージガスを供給してもよい。クライオポンプコントローラ１００は、第１ＲｏＲテストに不合格であることを示す情報を記憶し、またはユーザーに通知する等、この情報を出力してもよい。クライオポンプコントローラ１００は、第１ＲｏＲテストの不合格の回数をカウントし、その回数が所定回数に達した場合に、この情報を記憶しまたは出力してもよく、またはクライオポンプ１０の運転を停止してもよい。

【0051】

第１ＲｏＲテストに合格した場合、すなわちクライオポンプ容器１６の圧力上昇率が第１圧力上昇率しきい値を下回る場合には（Ｓ３８のＹ）、図４に示されるクライオポンプ１０の予備冷却（Ｓ４０）が開始される。

【0052】

クライオポンプ１０の予備冷却（Ｓ４０）として、図４に示されるように、冷凍機１４の冷却運転が冷凍機コントローラ１２０によって開始され（Ｓ４１）、クライオポンプ１０が冷却される。第１温度帯から第２温度帯へとクライオパネル１８を冷却しながら、温度センサ２６によってクライオパネル１８の温度が測定され、圧力センサ２８によってクライオポンプ容器１６の内圧が測定される（Ｓ４２）。

【0053】

クライオパネル１８を第１温度帯から第２温度帯に降温する間に、クライオポンプ容器１６の内圧が所定圧力領域に維持されるように、バルブコントローラ１３０によってラフバルブ２０が制御される。所定圧力領域は、例えば、上限値を３０Ｐａとし、下限値を２０Ｐａとする圧力範囲に設定される。

【0054】

そこで、バルブコントローラ１３０は、圧力センサ２８からの測定圧力信号に基づいて、クライオポンプ容器１６の測定圧力を所定圧力領域と比較する（Ｓ４３）。測定圧力が所定圧力領域の上限値を超える場合には（Ｓ４３のＡ）、バルブコントローラ１３０は、ラフバルブ２０を開く（Ｓ４４）。こうしてクライオポンプ容器１６の内圧が上限値を下回るようにクライオポンプ容器１６は減圧される。測定圧力が所定圧力領域の下限値を下回る場合には（Ｓ４３のＢ）、バルブコントローラ１３０は、ラフバルブ２０を閉じる（Ｓ４５）。また、測定圧力が所定圧力領域にある（上限値と下限値の間にある）場合には（Ｓ４３のＣ）、バルブコントローラ１３０は、ラフバルブ２０の現在の開閉状態を保つ。こうしてクライオポンプ容器１６の内圧は所定圧力領域に維持される。

【0055】

次に、予備冷却が完了したか否かが判定される（Ｓ４６）。冷凍機コントローラ１２０は、温度センサ２６の測定温度信号に基づいて、クライオパネル１８の温度が第２温度帯にあるか否かを判定する。上述のように、第２温度帯は例えば５０Ｋ以上１００Ｋ以下の範囲から選択され、例えば８０Ｋから１００Ｋの温度範囲であってもよい。クライオパネル１８の測定温度が第２温度帯から外れている（例えば第２温度帯よりも高い）場合には（Ｓ４６のＮ）、図４に示される処理（Ｓ４０）が再び実行される。

【0056】

クライオパネル１８の測定温度が第２温度帯にある（例えば第２温度帯にあるか、または第２温度帯を下回る）場合には（Ｓ４６のＹ）、ラフバルブ２０（およびその他のバルブ）がバルブコントローラ１３０によって閉じられ（Ｓ４７）、図５に示される第２ＲｏＲテスト（Ｓ５０）が開始される。この場合、冷凍機コントローラ１２０は、温度センサ２６からの測定温度信号に基づいて、第２ＲｏＲテストの間、クライオパネル１８の温度が第２温度帯に維持されるように、冷凍機１４を制御してもよい。

【0057】

図５に示されるように、第２ＲｏＲテストを実行するための準備として、温度センサ２６によってクライオパネル１８の温度が測定され、圧力センサ２８によってクライオポンプ容器１６の内圧が測定され（Ｓ５１）、第２ＲｏＲテストの開始条件が満たされるか否かが判定される（Ｓ５２）。第２ＲｏＲテストの開始条件は、クライオパネル１８の温度が第２温度帯にありかつクライオポンプ容器１６の内圧が第２圧力領域にあることである。上述のように、第２圧力領域は、第１圧力領域よりも低く、例えば０．１Ｐａ未満に設定される。

【0058】

そこで、圧力上昇率比較部１１０は、温度センサ２６の測定温度信号と圧力センサ２８の測定圧力信号に基づいて、クライオパネル１８の温度が第２温度帯にありかつクライオポンプ容器１６の内圧が第２圧力領域にあるか否かを判定する。圧力上昇率比較部１１０は、測定温度信号と測定圧力信号に基づいて、クライオパネル１８の測定温度を第２温度帯と比較し、クライオポンプ容器１６の測定内圧を第２圧力領域と比較する。圧力上昇率比較部１１０は、測定温度が第２温度帯にあり、かつ測定圧力が第２圧力領域にある場合に、第２ＲｏＲテストの開始条件が満たされると判定する。

【0059】

第２ＲｏＲテストの開始条件が満たされない場合には（Ｓ５２のＮ）、温度センサ２６によってクライオパネル１８の温度が再び測定され、圧力センサ２８によってクライオポンプ容器１６の内圧が再び測定され（Ｓ５１）、第２ＲｏＲテストの開始条件が満たされるか否かが再び判定される（Ｓ５２）。第２ＲｏＲテストの開始条件が満たされる場合には（Ｓ５２のＹ）、第２ＲｏＲテストが開始される。

【0060】

まず、圧力センサ２８によってクライオポンプ容器１６の内圧が測定される（Ｓ５３）。圧力上昇率比較部１１０は、この測定圧力を、第２ＲｏＲテストのための基準圧として使用する。圧力上昇率比較部１１０は、この基準圧の取得から第２測定時間が経過したか否かを判定する（Ｓ５４）。第２測定時間は、第１測定時間より長く、例えば数分から数十分（例えば５分から２０分程度、または例えば１０分間）であってもよい。圧力上昇率比較部１１０は、第２測定時間が経過するまで待機する（Ｓ５４のＮ）。第２測定時間が経過したら（Ｓ５４のＹ）、圧力センサ２８によってクライオポンプ容器１６の内圧が再び測定される（Ｓ５５）。

【0061】

第２ＲｏＲテストとして、圧力上昇率比較部１１０は、クライオポンプ容器１６の圧力上昇率を第２圧力上昇率しきい値と比較する（Ｓ５６）。第２圧力上昇率しきい値と比較するために、圧力上昇率比較部１１０は、第２測定時間におけるクライオポンプ容器１６の圧力上昇量から圧力上昇率を取得する。第１ＲｏＲテストと同様に、第２ＲｏＲテストに使用される圧力上昇率は、第２測定時間経過後の測定圧力（Ｓ５５）、基準圧（Ｓ５３）および第２測定時間から求められる。第２圧力上昇率しきい値は、例えば０．０５Ｐａ／分から０．５Ｐａ／分の範囲から選択される圧力上昇率の値であり、例えば０．１Ｐａ／分（すなわち１０分間で１Ｐａの圧力上昇量）である。

【0062】

第２ＲｏＲテストに合格した場合、すなわちクライオポンプ容器１６の圧力上昇率が第２圧力上昇率しきい値を下回る場合には（Ｓ５６のＹ）、クライオポンプ１０のクールダウン（図２のＳ６０）が開始される。冷凍機コントローラ１２０は、クライオパネル１８を第２温度帯からそれより低い第３温度帯に降温するように冷凍機１４を制御する。

【0063】

第２ＲｏＲテストに不合格の場合、すなわちクライオポンプ容器１６の圧力上昇率が第２圧力上昇率しきい値を超える場合には（Ｓ５６のＮ）、図５に示される処理（Ｓ５０）が再び実行されてもよい。あるいは、第２ＲｏＲテストに不合格の場合にも、合格の場合と同様に、クライオポンプ１０のクールダウン（図２のＳ６０）が開始されてもよい。この場合、クライオポンプコントローラ１００は、第２ＲｏＲテストに不合格であることを示す情報を記憶し、またはユーザーに通知する等、この情報を出力してもよい。クライオポンプコントローラ１００は、第２ＲｏＲテストの不合格の回数をカウントし、その回数が所定回数に達した場合に、この情報を記憶しまたは出力してもよく、またはクライオポンプ１０の運転を停止してもよい。

【0064】

なお、クライオポンプコントローラ１００は、第２ＲｏＲテストでの圧力上昇率（または圧力上昇量）を監視してもよい。クライオポンプコントローラ１００は、第２ＲｏＲテストでの圧力上昇率の監視結果に基づいて、クライオポンプ容器１６のリークチェックを実行してもよい。例えば、クライオポンプコントローラ１００は、今回の再生における第２ＲｏＲテストでの圧力上昇率を、以前の再生（例えば、前回、前々回、またはそれ以前の再生）における第２ＲｏＲテストでの圧力上昇率と比較し、圧力上昇率の変化量がしきい値を超える場合に、クライオポンプ容器１６のリークを検知してもよい。このようにして、クライオポンプ１０の長期的な運転のなかで、第２ＲｏＲテストでの圧力上昇率が定期的に監視されてもよい。

【0065】

ところで、既存のクライオポンプでは通例、１段階のみのＲｏＲテストが行われ、テストに合格した場合にクライオポンプのクールダウンが開始され再生を完了させている。この１段階のＲｏＲテストでは、まずクライオポンプが例えば１０Ｐａまたはそれより低い基準圧まで粗引きされ、この基準圧でＲｏＲテストが行われる。ＲｏＲテストのための圧力上昇率しきい値は例えば５Ｐａ／分である。

【0066】

ＲｏＲテストの主目的は、クライオポンプ内に残留する気体（例えばクライオパネル１８上の例えば活性炭などの吸着材に吸着されている例えば水蒸気などの気体）がクライオポンプから十分に排出されたことをチェックすることにある。別の目的として、ラフバルブをはじめクライオポンプの各バルブでのリークをチェックすることがある。更なる目的として、ＲｏＲテストの基準圧を上述のように１０Ｐａ未満という低圧とすることによって、クライオポンプ容器の真空断熱効果を高め、それにより、クールダウン中の周囲からクライオポンプ内への入熱を抑制しクールダウン時間を短縮するとともに、クライオポンプ容器自体の冷却と結露を抑制することも挙げられる。

【0067】

実際のところ、既存のクライオポンプは、これら複数の目的を１段階のＲｏＲテストで実現するように設計されている。そのような設計は、再生時間の短縮にもつながり有利であると考えられる。しかし、本発明者の検討によると、とくに、クライオポンプが多量の吸着材を搭載した場合には、粗引き中に吸着材が気体の放出源として働く度合いが高まることから、粗引きに要する時間が長くなりがちである。クライオポンプを例えば１０Ｐａ未満という低圧の基準圧まで粗引きする場合には特に、吸着材からの気体放出と粗引きによる気体排出が拮抗し、粗引きの所要時間が顕著に増加しうる。一例として、２０Ｐａから１０Ｐａの粗引きが数十分以上かかるケースもありうる。あるいは、クライオポンプとともに使用されるラフポンプの排気能力が低い場合にも、粗引きの所要時間が増加しうる。粗引きの時間が延びれば再生時間も長くなり、これは望ましくない。

【0068】

これに対して、実施の形態に係るクライオポンプ１０は、第１ＲｏＲテストを高温低真空下で実行し、第２ＲｏＲテストを第１ＲｏＲテストに比べて低温高真空下で実行するように構成される。既存の１段階のみのＲｏＲテストを、条件を異ならせた２段階のＲｏＲテストに分けることによって、それぞれのＲｏＲテストの条件を個々の目的に最適化することができるだけでなく、再生時間も短縮することができる。

【0069】

より具体的には、実施の形態に係るクライオポンプ１０では、第１ＲｏＲテストの基準圧である第１圧力領域が、第２ＲｏＲテストの基準圧である第２圧力領域より高い。そのため、第１ＲｏＲテストを開始するための第１圧力領域への粗引きを、より低圧まで粗引きをする場合に比べて、短い時間で完了することができる。これは、再生時間の短縮にもつながる。加えて、このような第１ＲｏＲテストによって、クライオポンプ容器１６に深刻なリークが生じているか否かをチェックすることもできる。こうした深刻なリークは、たいていの場合、ラフバルブ２０などクライオポンプ１０の各バルブを通じたリークに起因すると考えられる。

【0070】

第１圧力領域は、好ましくは１０Ｐａから１００Ｐａの範囲から選択され、より好ましくは２０Ｐａから３０Ｐａの範囲から選択される。このようにすれば、既存のクライオポンプでのＲｏＲテストのように１０Ｐａ未満の基準圧とする場合に比べて、第１ＲｏＲテストを開始するための第１圧力領域への粗引きをかなり短時間で完了することができる。

【0071】

また、実施の形態に係るクライオポンプ１０では、第２ＲｏＲテストを実行する第２温度帯が、第１ＲｏＲテストを実行する第２温度帯よりも低い。第２ＲｏＲテストを実行するにあたって、粗引きによってではなく、このような第１温度帯から第２温度帯への冷却によってクライオポンプ容器１６の内圧が第２圧力領域へと減圧される。これも粗引き時間ひいては再生時間の短縮に役立つ。

【0072】

さらに、第２ＲｏＲテストの第２圧力上昇率しきい値は、第１ＲｏＲテストの第１圧力上昇率しきい値よりも小さい。これにより、第２ＲｏＲテストを通じて、精度のよいバルブリークチェックを実現することができる。例えばバルブの腐食の進行による長期的な経時劣化に起因するわずかなバルブリークまたはそうしたリークの兆候を検知することができる。このようにして、バルブの微小なリークを監視することにより、バルブに深刻なリークが発生する前にバルブの修理や交換をするなど計画的なメンテナンスをすることができ、クライオポンプ１０およびこれを搭載した真空プロセス装置の稼働への影響を最小にするように対処することが可能となる。

【0073】

第２温度帯は、５０Ｋ以上１００Ｋ以下の範囲から選択される。このようにすれば、クライオポンプ容器１６内の残留気体のうち第２温度帯で十分に蒸気圧が低くなるもの（例えば水蒸気など）は、クライオパネル１８に再び凝縮され、それによりクライオポンプ容器１６の内圧を第２圧力領域まで減圧することができる。こうして、第２圧力領域は、０．０１Ｐａから１Ｐａの範囲から選択され、第２圧力上昇率しきい値は、毎分０．０５Ｐａから毎分０．５Ｐａの範囲から選択されることができる。第２圧力領域を典型的なラフポンプ３０では実現が困難な低圧とし、第２圧力上昇率しきい値を第１圧力上昇率しきい値よりも一桁以上小さくすることにより、第２ＲｏＲテストを通じたバルブの微小なリークのチェックを精度よく行うことができる。なお、第２温度帯を５０Ｋよりも低温とした場合には、例えば窒素などリークチェックに使用されうる気体もクライオパネル１８に凝縮しうるため、リークチェックには不向きである。

【0074】

また、この実施形態では、第１温度帯から第２温度帯への予備冷却中にクライオポンプ容器１６の内圧が所定圧力領域（例えば２０Ｐａから３０Ｐａの範囲）に維持されるようにラフバルブ２０が制御される。このようにすれば、予備冷却中に活性炭など吸着材から気体（例えば水蒸気）が脱離することによるクライオポンプ内圧の上昇を粗引きを利用して抑制することができる。

【0075】

なお、クライオポンプ１０の設計と動作によっては、クライオポンプ内圧が所定圧力領域に維持されることによって、クライオポンプ内圧が過剰に低い場合（例えば１０Ｐａ未満）に比べて、クライオポンプ１０の冷却時間が短縮されうる。例えば、クライオパネル１８が目標の極低温を維持するように冷凍機１４が温調制御される場合には、クライオポンプ内圧が上記の所定圧力領域のようにある程度の大きさをとることによって、周囲からクライオポンプ１０への入熱が冷凍機１４の冷凍能力を増加させる効果をもたらし、それによりクライオポンプ１０の冷却時間が短縮されうる。

【0076】

また、第２ＲｏＲテストでは、第１測定時間より長い第２測定時間におけるクライオポンプ容器１６の圧力上昇量から圧力上昇率が取得される。第２測定時間を長くすることにより、第２圧力上昇率しきい値が小さくても、第２ＲｏＲテストをより大きい圧力上昇量に基づいて判定することができる。微小なバルブリークを精度よく検知することができる。

【0077】

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。

【符号の説明】

【0078】

１０ クライオポンプ、 １４ 冷凍機、 １６ クライオポンプ容器、 １８ クライオパネル、 ２０ ラフバルブ、 ２６ 温度センサ、 ２８ 圧力センサ、 ３０ ラフポンプ、 １１０ 圧力上昇率比較部、 １２０ 冷凍機コントローラ、 １３０ バルブコントローラ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】