(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体製造装置のチャンバ内を、前記半導体製造装置の制御装置によって開閉が制御される電磁弁が設けられた排気経路を介して排気する真空ポンプにおいて、
前記制御装置から前記電磁弁を閉にする制御に応じて出力される信号を受信した場合、生成物対策運転を制御する運転制御部を備えることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項２】
前記運転制御部は、前記真空ポンプの運転状態を検出し、当該真空ポンプの運転状態により前記生成物対策運転時期を判定し、当該生成物対策運転時期に前記制御装置から前記信号を受信した場合に前記生成物対策運転を制御することを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。
【請求項３】
前記運転制御部は、前記生成物対策運転として前記真空ポンプの運転／停止を繰り返す運転シーケンスを実行することを特徴とする請求項１又は２に記載の真空ポンプ。
【請求項４】
前記運転制御部は、前記生成物対策運転として前記真空ポンプの停止シーケンスを実行することを特徴とする請求項１又は２に記載の真空ポンプ。
【請求項５】
前記運転制御部は、前記生成物対策運転として前記真空ポンプの起動シーケンスを実行することを特徴とする請求項１又は２に記載の真空ポンプ。
【請求項６】
前記運転制御部は、前記生成物対策運転として前記真空ポンプの停止シーケンス及び起動シーケンスを実行することを特徴とする請求項１又は２に記載の真空ポンプ。
【請求項７】
半導体製造装置のチャンバ内を、前記半導体製造装置の制御装置によって開閉が制御される電磁弁が設けられた排気経路を介して排気する真空ポンプの運転状態を制御する真空ポンプの運転制御装置において、
前記制御装置から前記電磁弁を閉にする制御に応じて出力される信号を受信した場合、前記真空ポンプの生成物対策運転を制御する運転制御部を備えることを特徴とする真空ポンプの運転制御装置。
【請求項８】
半導体製造装置のチャンバ内を、前記半導体製造装置の制御装置によって開閉が制御される電磁弁が設けられた排気経路を介して排気する真空ポンプの運転状態を制御する真空ポンプの運転制御方法において、
前記制御装置から前記電磁弁を閉にする制御に応じて出力される信号を受信した場合、生成物対策運転シーケンスに従って前記真空ポンプの生成物対策運転を制御することを特徴とする真空ポンプの運転制御方法。
【請求項９】
半導体製造装置のチャンバ内を、前記半導体製造装置の制御装置によって開閉が制御される電磁弁が設けられた排気経路を介して排気する真空ポンプの運転状態を制御する真空ポンプの運転制御方法において、
前記真空ポンプの運転状態を検出し、
前記真空ポンプの運転状態により前記真空ポンプの生成物対策運転時期を判定し、
前記制御装置から前記電磁弁を閉にする制御に応じて出力される信号を受信した場合に、生成物対策運転シーケンスに従って前記真空ポンプの生成物対策運転を制御することを特徴とする真空ポンプの運転制御方法。
【請求項１０】
前記生成物対策運転シーケンスは、前記真空ポンプの運転／停止を繰り返すことを特徴とする請求項８又は９に記載の真空ポンプの運転制御方法。
【請求項１１】
前記生成物対策運転シーケンスは、前記真空ポンプの停止シーケンスを実行することを特徴とする請求項８又は９に記載の真空ポンプの運転制御方法。
【請求項１２】
前記生成物対策運転シーケンスは、前記真空ポンプの起動シーケンスを実行することを特徴とする請求項８又は９に記載の真空ポンプの運転制御方法。
【請求項１３】
前記生成物対策運転シーケンスは、前記真空ポンプの停止シーケンス及び起動シーケンスを実行することを特徴とする請求項８又は９に記載の真空ポンプの運転制御方法。
【請求項１４】
前記真空ポンプの生成物対策運転に移行する前に、前記電磁弁を閉じることを特徴とする請求項８乃至１３のいずれか一項に記載の真空ポンプの運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空ポンプ制御装置に係り、特に、半導体製造装置等のチャンバを真空に排気するために用いられる真空ポンプを運転制御する真空ポンプ、その運転制御装置及び運転制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置では、半導体製造工程で使用されるガスをチャンバから排気し、チャンバ内に真空環境を作り出すために真空ポンプが使用されている。このような真空ポンプとしては、ルーツ型やスクリュー型のポンプロータを備えた容積式タイプの真空ポンプが知られている。
【０００３】
一般に、容積式の真空ポンプは、ケーシング内に配置された一対のポンプロータと、このポンプロータを回転駆動するためのモータとを備えている。一対のポンプロータ間及びポンプロータとケーシングの内面との間には微小なクリアランスが形成されており、ポンプロータはケーシングに非接触で回転するように構成されている。そして、一対のポンプロータが同期しつつ互いに反対方向に回転することにより、ケーシング内の気体が吸入側から吐出側に移送され、吸入口に接続されるチャンバ等から気体が排気される。
【０００４】
半導体製造工程に使用されるガスには、ガスの温度が低下すると固形化あるいは液状化する成分が含まれているものがある。通常、上述した真空ポンプは、ガスを移送する過程で圧縮熱が発生するため、運転中の真空ポンプはある程度高温となっている。従って、真空ポンプが高温を維持している間は、上記真空ポンプを用いて上述した成分を含むガスを排気した場合でもガスの成分が固形化または液状化せず、良好な真空排気が行われる。
【０００５】
しかしながら、真空ポンプの運転を停止し、真空ポンプの温度が徐々に低下すると、ガス中に含まれる成分が固形化あるいは液状化し、ポンプロータやケーシングの間の隙間等に堆積してしまう（以下、この固形化、液状化した成分を生成物という）。このため、生成物がポンプロータの回転を妨げ、モータの起動トルクではポンプロータを回転させることができずに真空ポンプの再起動に失敗するという問題が生じていた。また、このような状態では、真空ポンプの再起動ができないだけでなく、モータに過剰な負荷が掛かってモータが加熱するおそれがあり、真空ポンプの運転が阻害されるという問題も生じさせていた。
【０００６】
上述した真空ポンプ内の生成物の堆積により真空ポンプの運転が阻害される問題に対応するものとして、例えば、特許文献１の真空ポンプが提案されている。この真空ポンプでは、所定のパターンに沿って回転するポンプロータによって生成物を除去して、正常に起動することを可能にしている。また、特許文献２の真空ポンプでは、運転停止時に所定タイミングパターンに沿ってポンプロータを回転させた後に停止して生成物を除去して、正常に起動することを可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１３８０４７号公報
【特許文献２】特開２００９−９７３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述したターボ真空ポンプでは、生成物をかき落とす運転をポンプ側が単体で行っており、半導体製造装置の半導体製造工程は考慮されていない。このため、真空ポンプの生成物をかき落とす運転が半導体製造装置の半導体製造工程を妨げるおそれがある。真空ポンプ側の生成物をかき落とす運転を実行するタイミングは、半導体製造装置側の半導体製造工程との間で調整することが望ましい。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、半導体製造装置からの指示に応じて真空ポンプ内に堆積した生成物を排除して、真空ポンプのメンテナンス期間を延長し、真空ポンプの寿命を延長する真空ポンプ、その運転制御装置及び運転制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施形態に係る真空ポンプは、半導体製造装置のチャンバ内を、前記半導体製造装置の制御装置によって開閉が制御される電磁弁が設けられた排気経路を介して排気する真空ポンプにおいて、前記制御装置から前記電磁弁を閉にする制御に応じて出力される信号を受信した場合、生成物対策運転を制御する運転制御部を備えることを特徴とする。この真空ポンプによれば、半導体製造装置の半導体製造工程を妨げることなく真空ポンプ内に堆積した生成物を排除して、真空ポンプのメンテナンス期間を延長し、真空ポンプの寿命を延長することができる。
【００１１】
また、本発明の一実施形態に係る真空ポンプは、前記運転制御部は、前記真空ポンプの運転状態を検出し、当該真空ポンプの運転状態により前記生成物対策運転時期を判定し、当該生成物対策運転時期に前記制御装置から前記信号を受信した場合に前記生成物対策運転を制御してもよい。この真空ポンプによれば、半導体製造装置の半導体製造工程を妨げることなく真空ポンプ内に堆積した生成物を効果的に排除して、真空ポンプのメンテナンス期間を延長し、真空ポンプの寿命を延長することができる。
【００１２】
また、本発明の一実施形態に係る真空ポンプは、前記運転制御部は、前記生成物対策運転として前記真空ポンプの運転／停止を繰り返す運転シーケンスを実行してもよい。この真空ポンプによれば、半導体製造装置の半導体製造工程を妨げることなく真空ポンプ内に堆積した生成物を効果的に排除して、真空ポンプのメンテナンス期間を延長し、真空ポンプの寿命を延長することができる。
【００１３】
また、本発明の一実施形態に係る真空ポンプは、前記運転制御部は、前記生成物対策運転として前記真空ポンプの停止シーケンスを実行してもよい。この真空ポンプによれば、半導体製造装置の半導体製造工程を妨げることなく真空ポンプ内に堆積した生成物を効果的に排除して、真空ポンプのメンテナンス期間を延長し、真空ポンプの寿命を延長することができる。
【００１４】
また、本発明の一実施形態に係る真空ポンプは、前記運転制御部は、前記生成物対策運転として前記真空ポンプの起動シーケンスを実行してもよい。この真空ポンプによれば、半導体製造装置の半導体製造工程を妨げることなく真空ポンプ内に堆積した生成物を効果的に排除して、真空ポンプのメンテナンス期間を延長し、真空ポンプの寿命を延長することができる。
【００１５】
また、本発明の一実施形態に係る真空ポンプは、前記運転制御部は、前記生成物対策運転として前記真空ポンプの停止シーケンス及び起動シーケンスを実行してもよい。この真空ポンプの運転制御装置によれば、半導体製造装置の半導体製造工程を妨げることなく真空ポンプ内に堆積した生成物を効果的に排除して、真空ポンプのメンテナンス期間を延長し、真空ポンプの寿命を延長することができる。
【００１６】
本発明の一実施形態に係る真空ポンプの運転制御装置は、半導体製造装置のチャンバ内を、前記半導体製造装置の制御装置によって開閉が制御される電磁弁が設けられた排気経路を介して排気する真空ポンプの運転状態を制御する真空ポンプの運転制御装置において、前記制御装置から前記電磁弁を閉にする制御に応じて出力される信号を受信した場合、前記真空ポンプの生成物対策運転を制御する運転制御部を備えることを特徴とする。この真空ポンプの運転制御装置によれば、半導体製造装置の半導体製造工程を妨げることなく真空ポンプ内に堆積した生成物を排除して、真空ポンプのメンテナンス期間を延長し、真空ポンプの寿命を延長することができる。
【００１７】
本発明の一実施形態に係る真空ポンプの運転制御方法は、半導体製造装置のチャンバ内を、前記半導体製造装置の制御装置によって開閉が制御される電磁弁が設けられた排気経路を介して排気する真空ポンプの運転状態を制御する真空ポンプの運転制御方法において、前記制御装置から前記電磁弁を閉にする制御に応じて出力される信号を受信した場合、生成物対策運転シーケンスに従って前記真空ポンプの生成物対策運転を制御することを特徴とする。この真空ポンプの運転制御方法によれば、半導体製造装置の半導体製造工程を妨げることなく真空ポンプ内に堆積した生成物を排除して、真空ポンプのメンテナンス期間を延長し、真空ポンプの寿命を延長することができる。
【００１８】
本発明の一実施形態に係る真空ポンプの運転制御方法は、半導体製造装置のチャンバ内を、前記半導体製造装置の制御装置によって開閉が制御される電磁弁が設けられた排気経路を介して排気する真空ポンプの運転状態を制御する真空ポンプの運転制御方法において、前記真空ポンプの運転状態を検出し、前記真空ポンプの運転状態により前記真空ポンプの生成物対策運転時期を判定し、前記制御装置から前記電磁弁を閉にする制御に応じて出力される信号を受信した場合に、生成物対策運転シーケンスに従って前記真空ポンプの生成物対策運転を制御することを特徴とする。この真空ポンプの運転制御方法によれば、半導体製造装置の半導体製造工程を妨げることなく真空ポンプ内に堆積した生成物を効果的に排除して、真空ポンプのメンテナンス期間を延長し、真空ポンプの寿命を延長することができる。
【００１９】
また、本発明の一実施形態に係る真空ポンプの運転制御方法は、前記生成物対策運転シーケンスは、前記真空ポンプの運転／停止を繰り返してもよい。この真空ポンプの運転制御方法によれば、半導体製造装置の半導体製造工程を妨げることなく真空ポンプ内に堆積した生成物を効果的に排除して、真空ポンプのメンテナンス期間を延長し、真空ポンプの寿命を延長することができる。
【００２０】
また、本発明の一実施形態に係る真空ポンプの運転制御方法は、前記生成物対策運転シーケンスは、前記真空ポンプの停止シーケンスを実行してもよい。この真空ポンプの運転制御方法によれば、半導体製造装置の半導体製造工程を妨げることなく真空ポンプ内に堆積した生成物を効果的に排除して、真空ポンプのメンテナンス期間を延長し、真空ポンプの寿命を延長することができる。
【００２１】
また、本発明の一実施形態に係る真空ポンプの運転制御方法は、前記生成物対策運転シーケンスは、前記真空ポンプの起動シーケンスを実行してもよい。この真空ポンプの運転制御方法によれば、半導体製造装置の半導体製造工程を妨げることなく真空ポンプ内に堆積した生成物を効果的に排除して、真空ポンプのメンテナンス期間を延長し、真空ポンプの寿命を延長することができる。
【００２２】
また、本発明の一実施形態に係る真空ポンプの運転制御方法は、前記生成物対策運転シーケンスは、前記真空ポンプの停止シーケンス及び起動シーケンスを実行してもよい。この真空ポンプの運転制御方法によれば、半導体製造装置の半導体製造工程を妨げることなく真空ポンプ内に堆積した生成物を効果的に排除して、真空ポンプのメンテナンス期間を延長し、真空ポンプの寿命を延長することができる。
【００２３】
また、本発明の一実施形態に係る真空ポンプの運転制御方法は、前記真空ポンプの生成物対策運転に移行する前に、前記電磁弁を閉じることが望ましい。この真空ポンプの運転制御方法によれば、真空ポンプの生成物対策運転中に半導体製造装置の半導体製造工程を妨げることを防止することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、半導体製造装置からの指示に応じて真空ポンプ内に堆積した生成物を排除する生成物対策運転を実行し、半導体製造装置の半導体製造工程を妨げることなく真空ポンプ内に堆積した生成物を排除して、真空ポンプのメンテナンス期間を延長し、真空ポンプの寿命を延長することを可能にする真空ポンプ、その運転制御装置及び運転制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る運転制御装置を用いる半導体製造装置と真空ポンプとを含む概略構成を示す図である。
【図２】図１の真空ポンプとして用いるルーツ型真空ポンプの構成を示す断面図である。
【図３】図２のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図４】図１の真空ポンプとして用いるスクリュー型真空ポンプの構成を示す断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る真空ポンプのモータを駆動するモータ駆動回路の構成例を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る真空ポンプのモータを駆動するモータ駆動回路の構成例を示す図である。
【図７】図１の半導体製造装置及び運転制御装置において実行される生成物対策運転に関わる動作概要を示すタイミングチャートである。
【図８】図１の半導体製造装置内の制御装置において実行される真空ポンプに対する制御処理の具体例を示すフローチャートである。
【図９】図１の運転制御装置内の運転制御部において実行される生成物対策運転に対する制御処理の具体例を示すフローチャートである。
【図１０】図９の生成物対策運転において実行される停止シーケンスの具体例を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る半導体製造装置内の制御装置において実行される真空ポンプに対する制御処理の具体例を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る運転制御装置内の運転制御部において実行される生成物対策運転に対する制御処理の具体例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】
【００２６】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、本実施形態では、半導体製造装置のチャンバ内のガスを排気するために使用される容積式の真空ポンプの運転制御装置及び運転制御方法について説明するが、本発明に係る運転制御装置及び運転制御方法を適用する真空ポンプはこれに限定されない。また、真空ポンプにより真空排気される半導体製造装置は、エッチング装置やＣＶＤ装置等である。
【００２７】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態では、本発明に係る運転制御装置を用いる容積式の真空ポンプとして、ルーツ型真空ポンプとスクリュー型真空ポンプの構成を例示する。
【００２８】
＜全体構成＞
図１は、本発明に係る運転制御装置を用いる半導体製造装置と真空ポンプとを含む概略構成を示す図である。図１において、半導体製造装置１００は、例えば、エッチング装置、ＣＶＤ装置等の上述したガスを用いて半導体製造工程を行う装置であり、この装置は特に限定されない。半導体製造装置１００は、チャンバ（図示せず）内のガスが真空ポンプ１２０により排気される。半導体製造装置１００と真空ポンプ１２０との間の排気経路１１１には電磁弁１１０が設けられている。この電磁弁１１０は、半導体製造装置１００内の制御装置１０５から出力される開／閉信号Ｓ１により開閉動作が制御される。半導体製造装置１００内の制御装置１０５は、自身の半導体製造装置１００の半導体製造工程に係る各種動作を制御し、この半導体製造工程に関わる真空ポンプ１２０の各種運転状態を要求する信号Ｓ２を運転制御装置１４０に出力して真空ポンプ１２０の運転状態を制御させるとともに、開／閉信号Ｓ１を電磁弁１１０に出力して電磁弁１１０の開閉動作を制御する。
【００２９】
モータ１３０は、運転制御装置１４０から出力される運転制御信号Ｓ４により真空ポンプ１２０の回転軸（図示せず）を回転駆動して、その回転軸の起動、停止、回転数及び回転方向等の動作を実行する。
【００３０】
運転制御装置１４０は、半導体製造装置１００内の制御装置１０５から出力される真空ポンプ１２０の運転に関わる各種運転信号に応じた運転制御信号Ｓ４をモータ１３０に出力して真空ポンプ１２０の運転状態を制御する運転制御部１５０を備える。本発明に係る第１の実施形態では、運転制御装置１４０の運転制御部１５０は、半導体製造装置１００内の制御装置１０５から出力される生成物対策運転要求信号Ｓ２に応じて生成物対策運転を実施する運転制御信号Ｓ４をモータ１３０に出力して、後述する生成物対策運転を真空ポンプ１２０に実行させることに特徴がある。運転制御装置１４０の運転制御部１５０は、真空ポンプ１２０の生成物対策運転中に生成物対策状態信号Ｓ３を半導体製造装置１００内の制御装置１０５に出力する。また、運転制御装置１４０の運転制御部１５０は、真空ポンプ１２０の温度、モータ１３０の電流、回転数、電力等を検出する運転状態検出信号Ｓ５を入力し、この運転状態検出信号Ｓ５と所定の基準値（例えば、温度、電流、回転数、電力に各々対応する基準値等）とを比較して、真空ポンプ１２０における生成物対策運転の運転状態等を制御する。さらに、運転制御部１５０は、真空ポンプ１２０の通常運転、生成物対策運転等に対応する各種運転シーケンスを記憶する記憶部（図示せず）を有してもよい。
【００３１】
＜真空ポンプの構成＞
次に、真空ポンプ１２０としてルーツ型真空ポンプを用いた場合の構成例を図２及び図３に示す。図２は、ルーツ型真空ポンプ１２０の構成を示す断面図である。図３は、図２のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【００３２】
図２及び図３において、ケーシング１内に一対のポンプロータを構成するルーツロータ２、２が配設されている。各ルーツロータ２は両端部近傍で軸受３、３によって支持されている。ルーツロータ２、２は２軸ブラシレス直流モータＭ（図１のモータ１３０に対応）によって回転駆動されるようになっている。なお、直流モータロータは、どちらかのルーツロータ軸２に取り付けられていてもよい。また、直流モータは、誘導電動機でもよい。
【００３３】
図２において、ルーツロータ２の軸端２ａには、モータロータ５Ａが固定されている。モータロータ５Ａの外周側には樹脂キャン７を介して１個のモータステータ６が配設されている。モータステータ６はモータフレーム９に収容されている。モータフレーム９にはモータドライバ１０が固定されている。なお、図２では、２つのルーツロータ２、２のうち一方のルーツロータ２の構成を示しているが、他方のルーツロータ２も同様の構成を有する。一対のルーツロータ２、２間及びケーシング１の内面との間には微小な隙間が形成されており、各ルーツロータ２、２は僅かなクリアランスＣを保って非接触で回転するようになっている。
【００３４】
上記構成のルーツ型真空ポンプ１２０において、モータＭを駆動して一対のルーツロータ２、２を回転することにより、吸気口（図示せず）から吸入されたガスが各ルーツロータ２、２に従って排気側に移送され、排気口（図示せず）から排気される。
【００３５】
図２において、ルーツ型真空ポンプ１２０のモータＭとケーシング１は、配線Ｌ１，Ｌ２を介して運転制御装置１４０と接続される。配線Ｌ１はモータＭの電流、回転数、電力等を検出するための配線であり、配線Ｌ２はケーシング１の温度等を検出するための配線である。
【００３６】
次に、真空ポンプ１２０としてスクリュー型真空ポンプを用いた場合の構成例を図４に示す。図４は、スクリュー型真空ポンプ１２０の構成を示す断面図である。
【００３７】
図４において、スクリュー型真空ポンプ１２０は、モータ部２０とポンプ部２１で構成され、モータ部２０はＤＣブラシレスモータであり、ポンプ部２１は一対のスクリューロータを同期反転させ、気体を移送する真空ポンプであり、容積移送式の２軸スクリューポンプである。
【００３８】
図４において、ポンプケーシング３０の内部には、２本の回転軸３１ａ、３１ｂが平行に配置され、それぞれの回転軸３１ａ、３１ｂは軸受３３により支持されている。回転軸３１ａには右ねじのスクリューロータ３２ａが、また回転軸３１ｂには左ねじのスクリューロータ３２ｂが各々固定されている。スクリューロータ３２ａ、３２ｂとケーシング３０の内面との間には流体流路３６が形成され、この流体流路３６の上流側端部に吸気口２１ａが設けられている。スクリューロータ３２ａ、３２ｂは僅かなクリアランスＣを保って非接触で相互に反転し、吸気口２１ａから吸込まれた気体を排気口２１ｂに移送するようになっている。なお、スクリューロータ３２ａ、３２ｂとして、ピッチ線上でのみ接触する軸断面形状を有する一対のスクリューロータを用いてもよい。
【００３９】
回転軸３１ａ、３１ｂの吸気側の軸端には、それぞれ同一の構成を有する一対のマグネットロータ３４、３４が配置され、ブラシレスＤＣモータとして回転軸３１ａ、３１ｂを反転駆動するとともに、回転軸３１ａ、３１ｂの同期反転を確保している。
【００４０】
図４において、スクリュー型真空ポンプ１２０のモータ部２０とケーシング３０は、配線Ｌ１，Ｌ２を介して運転制御装置１４０と接続される。配線Ｌ１はモータ部２０の電流、回転数、電力等を検出するための配線であり、配線Ｌ２はケーシング３０の温度等を検出するための配線である。
【００４１】
図１の半導体製造装置１００と排気経路１１１及び電磁弁１１０を介して図２に示したルーツ型真空ポンプ１２０の吸気口、又は、図４に示したスクリュー型真空ポンプ１２０の吸気口を接続し、吸入側から排気側にガスが連続して移送されることにより、吸気口に接続された半導体製造装置１００のチャンバ（図示せず）内のガスが真空排気される。
【００４２】
なお、本発明に係る第１の実施形態では、真空ポンプ１２０として、上述したルーツ型真空ポンプとスクリュー型真空ポンプを用いる例を示したが、これらの真空ポンプに限定するものではなく、例えば、他の形式のドライ真空ポンプ、又は、ロータリーポンプ等に対しても本発明の運転制御装置を用いることは可能である。
【００４３】
＜モータ駆動回路の構成＞
次に、図１の運転制御装置１４０により制御されるモータ駆動回路の構成例について図５及び図６を参照して説明する。
【００４４】
まず、図５に示すモータ駆動回路の構成例を参照して説明する。図５において、モータ駆動回路２００は、３相電源２０１と、漏電遮断器（ＥＬＢ）２０２と、電磁接触器２０３と、サーマルプロテクタ２０４とを備えている。３相電源２０１は漏電遮断器（ＥＬＢ）２０２を介して電磁接触器２０３に接続され、電磁接触器２０３はサーマルプロテクタ２０４を介してモータ１３０に接続されている。また、電磁接触器２０３には、ポンプロータ２１１（図２のルーツロータ２のうちの一つ、又は、図４のスクリューロータ３２ａ、３２ｂのうちの一つ）の回転及び停止動作を制御する運転制御装置１４０が接続されている。なお、漏電遮断器（ＥＬＢ）２０２に代えて、サーキットブレーカ（ＣＢ）を用いてもよい。
【００４５】
運転制御装置１４０には真空ポンプ１２０の運転停止スイッチ（図示せず）が接続されており、運転中にこの運転停止スイッチが操作されると、運転制御装置１４０から電磁接触器２０３に停止命令が送信されるようになっている。電磁接触器２０３は停止命令を受けて動作し、３相電源２０１からモータ１３０に供給されている３相電力を遮断する。こりによりモータ１３０は停止し、真空ポンプ１２０が停止する。なお、サーマルプロテクタ２０４は、モータ１３０に過負荷が掛かった場合に動作し、３相電源２０１からモータ１３０に供給されている３相電力を遮断して真空ポンプ１２０の運転を停止させるようになっている。これにより、モータ１３０の過負荷や過熱が防止される。
【００４６】
次に、図６に示すモータ駆動回路の構成例を参照して説明する。なお、図６に示すモータ駆動回路２２０おいて、図５に示した構成と同一の構成部分には同一符号を付している。図６において、モータ駆動回路２２０は、３相電源２０１と、漏電遮断器（ＥＬＢ）２０２と、周波数変換器２２１とを備えている。３相電源２０１は漏電遮断器（ＥＬＢ）２０２を介して周波数変換器２２１に接続され、周波数変換器２２１はモータ１３０に接続されている。周波数変換器２２１は、整流器２２２と、モータ１３０を回転させる電流波形を生成するパワートランジスタ部２２３と、周波数変換器２２１を制御する周波数変換制御部２２４とを備えている。また、周波数変換器２２１には、ポンプロータ２１１（図２のルーツロータ２のうちの一つ、又は、図４のスクリューロータ３２ａ、３２ｂのうちの一つ）の回転及び停止動作を制御する運転制御装置１４０が接続されている。
【００４７】
なお、本発明に係る第１の実施形態では、モータ駆動回路の構成として図５及び図６に示す構成例を示したが、これらの回路構成に限定されるものではなく、他の回路構成を用いてもよい。
【００４８】
＜半導体製造装置及び運転制御装置の動作例＞
次に、図１に示した半導体製造装置１００及び運転制御装置１４０において実行される上述の生成物対策運転に関わる動作について図７〜図９を参照して説明する。
【００４９】
まず、半導体製造装置１００及び運転制御装置１４０において実行される生成物対策運転を含む動作概要について図７に示すタイミングチャートを参照して説明する。
【００５０】
図７において、「半導体製造装置運転状態」は図１の半導体製造装置１００の運転状態を示し、「排気を伴うプロセス中」は真空ポンプ１２０によるチャンバ内のガスの真空排気を伴う半導体製造工程を示し、「排気を伴わないプロセス中」は真空ポンプ１２０によるチャンバ内のガスの真空排気を伴わない半導体製造工程を示す。図７において、「電磁弁状態」は図１の電磁弁１１０の開閉状態を示し、「真空ポンプ運転中／停止中」は図１の真空ポンプ１２０が運転中か停止中（なお、低回転数で真空ポンプ１２０を運転するアイドリング運転を含めてもよい）か、を示す。また、図７において、「生成物対策指令」は図１の半導体製造装置１００内の制御装置１０５から運転制御装置１４０に対して出力される上述の生成物対策運転要求信号Ｓ２の出力の有無を示し、「生成物対策状態」は図１の真空ポンプ１２０において実行中の運転状態に応じて運転制御装置１４０から半導体製造装置１００内の制御装置１０５に出力される上述の生成物対策状態信号Ｓ３の有無を示す。
【００５１】
図７に示すタイミングチャートでは、図１の半導体製造装置１００と、電磁弁１１０と、真空ポンプ１２０と、運転制御装置１４０における各動作が図中に示す期間Ｔ１→Ｔ２→Ｔ３の順に推移する例を示している。まず、期間Ｔ１において、半導体製造装置１００は排気を伴うプロセス中であり、電磁弁１１０は開状態である。この時、半導体製造装置１００内の制御装置１０５から運転制御装置１４０に対して通常運転指令信号Ｓ２が出力されていて、運転制御装置１４０は真空ポンプ１２０を通常運転状態になるように制御している。そして、運転制御装置１４０から半導体製造装置１００内の制御装置１０５に対して真空ポンプ１２０が通常運転中であることを示すポンプ通常運転中信号Ｓ３が出力される。
【００５２】
次いで、半導体製造装置１００は、排気を伴うプロセスが終了し、排気を伴わないプロセスに移行すると（期間Ｔ１から期間Ｔ２に移行）、半導体製造装置１００は電磁弁１１０を閉状態とする。この時、半導体製造装置１００内の制御装置１０５から運転制御装置１４０に対して生成物対策指令信号Ｓ２が出力される。運転制御装置１４０は真空ポンプ１２０を通常運転状態から生成物対策運転状態に移行するように制御する。そして、運転制御装置１４０から半導体製造装置１００内の制御装置１０５に対して真空ポンプ１２０が生成物対策運転中であることを示す生成物対策状態信号Ｓ３が出力される。
【００５３】
次いで、運転制御装置１４０は真空ポンプ１２０の生成物対策運転が終了したことを確認すると、真空ポンプ１２０を生成物対策運転状態から通常運転状態に移行するように制御し、生成物対策状態信号Ｓ３の出力を停止して、ポンプ通常運転中（生成物対策終了）信号Ｓ３を半導体製造装置１００内の制御装置１０５に対して出力する。半導体製造装置１００内の制御装置１０５は、ポンプ通常運転中（生成物対策終了）信号Ｓ３の入力を確認すると、電磁弁１１０を開状態として、排気を伴うプロセスに移行する（期間Ｔ２から期間Ｔ３に移行）。
【００５４】
以上のように、本発明の第１の実施形態に係る運転制御装置１４０では、半導体製造装置１００から排気を伴わないプロセス中に出力される生成物対策指令信号Ｓ２に応じて真空ポンプ１２０を生成物対策運転状態に移行する運転制御が行われる。
【００５５】
次に、上述の図７を用いて説明した概要動作において、半導体製造装置１００内の制御装置１０５において実行される真空ポンプ１２０に対する制御処理の具体例について図８に示すフローチャートを参照して説明する。
【００５６】
図８において、制御装置１０５は、自身の半導体製造工程が排気プロセスを伴うプロセス中であるかを確認する（ステップＳ１０１）。自身の半導体製造工程が排気プロセスを伴うプロセス中でない場合、すなわち、排気プロセスを伴わないプロセス中である場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、制御装置１０５は、閉信号Ｓ１を電磁弁１１０に出力して電磁弁１１０を閉じ（ステップＳ１０２）、続いて、生成物対策指令信号Ｓ２を運転制御装置１４０に出力する（ステップＳ１０３）。この生成物対策指令信号Ｓ２の出力により運転制御装置１４０側で行われる制御動作については、後述する図９の説明において補足する。
【００５７】
次いで、制御装置１０５は、次の半導体製造工程の準備開始中か否かを確認し（ステップＳ１０４）、次の半導体製造工程の準備開始中である場合は（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、生成物対策指令停止信号Ｓ２を運転制御装置１４０に対して出力する（ステップＳ１０５）。また、次の半導体製造工程の準備開始中でない場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、制御装置１０５はステップＳ１０６に移行して、運転制御装置１４０から生成物対策状態信号Ｓ３を受信しているかを確認する。運転制御装置１４０から生成物対策状態信号Ｓ３を受信している場合は（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、ステップＳ１０４に戻る。
【００５８】
また、運転制御装置１４０から生成物対策状態信号Ｓ３を受信していない場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）、制御装置１０５はステップＳ１０７に移行して、運転制御装置１４０からポンププロセス可能状態信号Ｓ３を受信しているかを確認する。運転制御装置１４０からポンププロセス可能状態信号Ｓ３を受信している場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、制御装置１０５は開信号を電磁弁１０に出力して電磁弁１１０を開状態として（ステップＳ１０８）、ステップＳ１０１に戻る。
【００５９】
次に、上述の図７を用いて説明した概要動作において、運転制御装置１４０内の運転制御部１５０において実行される真空ポンプ１２０の生成物対策運転に対する制御処理の具体例について図９に示すフローチャートを参照して説明する。
【００６０】
図９において、運転制御部１５０は、半導体製造装置１００内の制御装置１０５から生成物対策指令信号Ｓ２を受信しているかを確認する（ステップＳ２０１）。制御装置１０５から生成物対策指令信号Ｓ２を受信している場合（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、運転制御部１５０は記憶部（図示せず）に記憶する生成物対策運転の運転シーケンス等に従って真空ポンプ１２０の停止シーケンスを実行し（ステップＳ２０２）、続いて、真空ポンプ１２０の起動シーケンスを実行する（ステップＳ２０３）。
【００６１】
ここで、真空ポンプ１２０の停止シーケンスの具体例について、図１０を参照して説明する。図１０は運転制御部１５０において実行される停止制御パターンの一例を示す図である。
【００６２】
運転制御部１５０の記憶部（図示せず）には、図１０に示すような停止制御パターン（真空ポンプ１２０を停止制御するためのタイミングパターン）が記憶されているものとする。運転制御部１５０は、生成物対策指令信号Ｓ２を受信して停止シーケンスを起動すると、運転制御部１５０に内蔵されるタイマー（図示せず）を利用して、図１０に示す停止制御パターンに従って真空ポンプ１２０のＯＮ、ＯＦＦ、すなわち、ポンプ停止開始から時間ｔ１が経過するまで真空ポンプ１２０をＯＦＦ、時間ｔ１が経過したら時間ｔ２が経過するまで真空ポンプ１２０をＯＮにする動作を繰り返すポンプ停止制御パターンを実行する。これにより真空ポンプ１２０のポンプロータ（図２のルーツロータ２、２、又は、図４のスクリューロータ３２ａ、３２ｂ）の回転と停止を繰り返し実行させる。この場合、例えば、停止、正転の順にポンプロータが駆動されるようにタイマーのパターンが設定されている。一対のポンプロータが正方向へ回転すると、一対のポンプロータのうち一方はある方向（例えば、右回り）に回転し、他方は反対方向（例えば、左回り）に回転する。
【００６３】
上記のように、真空ポンプ１２０の停止シーケンスにより、ポンプロータを停止させた後、一旦運転して再度ポンプロータを回転させることにより、ポンプロータ（図２のルーツロータ２、２、又は、図４のスクリューロータ３２ａ、３２ｂ）とケーシング（図２のケーシング１、又は、図４のケーシング３０）との間等に真空ポンプ１２０の温度低下とともに析出する生成物に対し、ポンプロータの力を加えることができる。その結果、収縮に伴う生成物の噛み込みを防止することができるとともに、生成物を除去するので、真空ポンプ１２０の起動をスムーズに行うことが可能になる。
【００６４】
次いで、真空ポンプ１２０の起動シーケンスの具体例について説明する。
【００６５】
運転制御部１５０の記憶部（図示せず）には、起動制御パターン（真空ポンプ１２０を起動制御するためのタイミングパターン）が記憶されているものとする。運転制御部１５０は、上記停止シーケンスが終了すると、運転制御部１５０に内蔵されるタイマー（図示せず）を利用して、正転、停止、正転の順にポンプロータ（図２のルーツロータ２、２、又は、図４のスクリューロータ３２ａ、３２ｂ）を駆動するように制御する。一対のポンプロータが正方向へ回転すると、一対のポンプロータのうち一方はある方向（例えば、右回り）に回転し、他方は反対方向（例えば、左回り）に回転する。
【００６６】
このように、真空ポンプ１２０の起動シーケンスにより、ポンプロータを回転させた後、一旦停止し、再度ポンプロータを回転させることにより、ポンプロータ（図２のルーツロータ２、２、又は、図４のスクリューロータ３２ａ、３２ｂ）とケーシング（図２のケーシング１、又は、図４のケーシング３０）との間等に堆積した生成物にポンプロータの力を加えることができる。その結果、例えば、固形化した生成物を脆くすることができ、真空ポンプ１２０を起動させることが可能になる。
【００６７】
ステップＳ２０２の停止シーケンス及びステップＳ２０３の起動シーケンスが終了すると、運転制御部１５０は、半導体製造装置１００の制御装置１０５から生成物対策停止指令信号Ｓ２を受信しているかを確認する（ステップＳ２０４）。生成物対策停止指令信号Ｓ２を受信していない場合（ステップＳ２０４：ＮＯ）、運転制御部１５０はステップＳ２０５に移行して、生成物対策運転の継続を判定する。運転制御部１５０は、生成物対策運転を継続すると判定した場合は（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、ステップＳ２０２に戻り、生成物対策運転を継続しないと判定した場合は（ステップＳ２０５：ＮＯ）、真空ポンプ１２０の生成物対策運転を停止してステップＳ２０６に移行する。なお、生成物対策運転の継続の判定基準は、例えば、予めプログラムされた回数分の生成物対策運転を実施しているか、もしくは半導体製造装置１００の制御装置１０５から生成物対策停止指令信号Ｓ２を受信しているか等としてもよい。
【００６８】
また、ステップＳ２０４において、生成物対策停止指令信号Ｓ２を受信している場合（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、運転制御部１５０は真空ポンプ１２０の生成物対策運転を停止してステップＳ２０６に移行する。ステップＳ２０６において、運転制御部１５０は真空ポンプ１２０がポンププロセス可能状態（通常運転可能状態）であるかを判定する。ポンププロセス可能状態（通常運転可能状態）であると判定した場合（ステップＳ２０６：ＹＥＳ）、運転制御部１５０はステップＳ２０７に移行して、ポンププロセス可能状態信号Ｓ３を半導体製造装置１００の制御装置１０５に出力し、生成物対策運転に対する制御処理を終了する。なお、ポンププロセス可能状態の判定基準は、例えば、真空ポンプ１２０の回転数が定格回転数に上昇したこと等としてもよい。
【００６９】
以上のように、本発明の第１の実施形態に係る運転制御装置１４０では、半導体製造装置１００からの生成物対策指令に応じて真空ポンプ１２０の生成物対策運転（停止シーケンス及び起動シーケンス等）を実行するようにした。また、半導体製造装置１００は、真空ポンプ１２０の生成物対策運転中は真空ポンプ１２０との間に配置された電磁弁１０を閉じるようにした。したがって、半導体製造装置において排気プロセスを伴わない半導体製造工程を実行中、真空ポンプ１２０内に生成物が堆積していたとき、または、定期的に、運転期間中でも真空ポンプ１２０のケーシングとポンプロータとの間等に堆積した生成物を吐き出す運転を実行することができ、半導体製造工程中の真空ポンプ１２０の無駄な運転を減少させることができるとともに、真空ポンプ１２０のオーバーホール期間を延長させることが可能になる。また、真空ポンプ１２０の生成物対策運転中は、電磁弁１１０が閉じられているため、生成物対策運転が半導体製造装置１００の半導体製造工程を妨げることを防止するこが可能になる。さらに、第１の実施形態に係る運転制御装置１４０は、自身のポンププロセス可能状態（通常運転可能状態）信号Ｓ３を半導体製造装置１００内の制御装置１０５に出力し、半導体製造装置１００内の制御装置１０５はポンププロセス可能状態信号Ｓ３の受信を確認してから電磁弁１１０を開けるため、生成物対策運転終了前に電磁弁１１０を開けてしまうといったことを確実に防止することができ、真空ポンプ１２０の信頼性を向上させることができる。さらに、半導体製造装置１００内の制御装置１０５は、次工程プロセス準備を開始する場合は、直ちに生成物対策停止指令信号Ｓ２を運転制御装置１４０に対して出力し、上述のポンププロセス可能状態（通常運転可能状態）信号Ｓ３の受信を確認してから、次工程プロセスへ移行する動作（電磁弁１１０を開ける動作）を実行するため、半導体製造工程の信頼性も向上させることができる。
【００７０】
なお、上記第１の実施形態では、真空ポンプ１２０の生成物対策運転として、真空ポンプ１２０の停止と運転を繰り返す停止シーケンスと起動シーケンスを実行する場合を説明したが、これらの運転シーケンスに限るものではなく、例えば、真空ポンプ１２０の回転数を低回転に落とすアイドリング運転シーケンスを実行するようにしてもよい。このアイドリング運転シーケンスでは、例えば、半導体製造装置１００から生成物対策指令信号Ｓ２を受信した後、真空ポンプ１２０の回転数を徐々に落として所望のアイドリング状態に移行し、所定期間アイドリング運転を継続した後、徐々に通常の回転数に上昇させるといった運転シーケンス等を実行するようにしてもよい。このようなアイドリング運転シーケンスを実行することにより、半導体製造装置１００が排気を伴うプロセスに移行する際に、真空ポンプ１２０を直ちに通常運転状態に復帰させることが可能になる。
【００７１】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る運転制御装置では、真空ポンプのケーシングの温度、モータの電流、回転数、電力等を検出し、真空ポンプのメンテナンス条件を判定した後、上記第１の実施形態の図９及び図１０において示した各制御処理を実行することに特徴がある。なお、第２の実施形態に係る運転制御装置、半導体製造装置、真空ポンプの各構成は、上記第１の実施形態において説明した構成と同様であるため、その図示及び構成説明は省略する。このため、第２の実施形態では、半導体製造装置１００の制御装置１０５において実行される真空ポンプ１２０に対する制御処理の具体例と、運転制御装置１４０内の運転制御部１５０において実行される真空ポンプ１２０の生成物対策運転に対する制御処理の具体例について図１１及び図１２に示すフローチャートを参照して説明する。
する。
【００７２】
図１１は第２の実施形態に係る半導体製造装置１００の制御装置１０５において実行される真空ポンプ１２０に対する制御処理の具体例を示すフローチャートである。なお、図１１において、上述の図８に示したフローチャート内のステップと同一のステップには同一のステップ番号を付しており、その動作説明は省略する。
【００７３】
図１１において、半導体製造装置１００の制御装置１０５は、運転制御装置１４０からメンテ信号Ｓ３を受信しているかを確認する（ステップＳ３０１）。運転制御装置１４０からメンテ信号Ｓ３を受信している場合（ステップＳ３０１：ＹＥＳ）、制御装置１０５はステップＳ１０１以降の処理を実行する。
【００７４】
図１２は第２の実施形態に係る運転制御装置１４０内の運転制御部１５０において実行される真空ポンプ１２０の生成物対策運転に対する制御処理の具体例を示すフローチャートである。なお、図１２において、上述の図９に示したフローチャート内のステップと同一のステップには同一のステップ番号を付しており、その動作説明は省略する。
【００７５】
図１２において、運転制御装置１４０内の運転制御部１５０は、真空ポンプ１２０のケーシング（図２のケーシング１、又は、図４のケーシング３０）の温度、モータ（図２のモータＭ、又は、図４のモータ部２０）の電流、回転数、電力等を検出し、これらの検出値と運転制御部１５０に予め記憶されたメンテナンス条件の基準値とを比較し、当該真空ポンプ１２０がメンテナンス時期にあるかを判定する（ステップＳ４０１）。真空ポンプ１２０がメンテナンス時期にあると判定した場合はメンテナンス信号Ｓ３を半導体製造装置１００の制御装置１０５に出力して（ステップＳ４０１：ＹＥＳ）、運転制御部１５０はステップＳ２０１以降の処理を実行する。
【００７６】
以上のように、本発明の第２の実施形態に係る運転制御装置１４０では、真空ポンプのメンテナンス時期を判定してから、生成物対策運転を実行するようにしたため、真空ポンプの生成物対策運転を更に効率良く行うことができ、真空ポンプのオーバーホール期間を更に延長させることが可能になる。なお、真空ポンプ１２０のメンテナンス時期の判定は、上述したケーシングの温度、モータの電流、回転数、電力等の検出値に限定するものではない。例えば、真空ポンプ１２０のケーシング内に生成物の堆積状態を検出するセンサを設け、このセンサの検出信号によりメンテナンス時期を判定するようにしてもよい。また、真空ポンプ１２０の運転状態により経時的に変化する振動モードを検出してメンテナンス時期の判定基準としてもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１００…半導体製造装置、１１０…電磁弁、１２０…真空ポンプ、１３０…モータ、１４０…運転制御装置、１５０…運転制御部。
【図１】
0005562144.tif 000002
【図５】
0005562144.tif 000003
【図７】
0005562144.tif 000004
【図８】
0005562144.tif 000005
【図９】
0005562144.tif 000006
【図１０】
0005562144.tif 000007
【図１１】
0005562144.tif 000008
【図１２】
0005562144.tif 000009
【図２】
0005562144.tif 000010
【図３】
0005562144.tif 000011
【図４】
0005562144.tif 000012
【図６】
0005562144.tif 000013