(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クライオポンプまたはコールドトラップの如く、極低温に冷却されたパネルに真空チャンバ内のガスを凍結捕集することによって上記真空チャンバ内を真空排気する複数台の真空ポンプ(２５,２６,２７)と、
上記夫々の真空ポンプ(２５,２６,２７)に圧縮冷媒を供給する圧縮機本体(３１)が搭載された圧縮機ユニット(２８)に設けられて、上記夫々の真空ポンプ(２５,２６,２７)と上記圧縮機本体(３１)との動作を制御する唯１つの制御部(３０)と
を備え、
上記制御部(３０)は、上記夫々の真空ポンプ(２５,２６,２７)の真空排気処理動作および再生処理動作を含む動作と、上記圧縮機本体(３１)の起動停止動作および保護動作を含む動作とを、集中制御するようになっている
ことを特徴とする真空ポンプの制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の真空ポンプの制御装置において、
上記夫々の真空ポンプ(２５,２６,２７)に設けられたセンサと、
上記各センサからの検出信号を上記制御部(３０)に伝送するケーブル(４２,４３,４４)に介設された増幅器(４５,４６,４７)
を備えたことを特徴とする真空ポンプの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数台のクライオポンプ等の真空ポンプの再生処理等を制御する真空ポンプの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、クライオポンプは、６０Ｋ〜８０Ｋに冷却された１段目のクライオパネルによって水等を凝縮して凍結捕集し、１０Ｋ〜２０Ｋに冷却された２段目のクライオパネルによって窒素ガスやアルゴンガス等を凝縮して凍結捕集する。さらに、１０Ｋ〜２０Ｋでは凝縮しない水素ガス等を上記２段目のクライオパネルに取り付けられた活性炭によって吸着する。このようなクライオポンプは、スパッタ装置等の半導体製造装置における真空チャンバに取り付けられて、真空チャンバ内を高真空状態にする。
【０００３】
上記半導体製造装置には、通常、複数の真空チャンバが設けられており、その夫々に上記クライオポンプが設置されている。このように、半導体製造装置に設置された複数台のクライオポンプの再生処理動作を制御するクライオポンプの制御装置として、図３に示すようなものがある(特表平４−５０１７５１号公報)。
【０００４】
半導体製造装置１の各真空チャンバ２,３,４内で発生した水蒸気やプロセスガスは、対応するクライオポンプ５,６,７によって凍結捕集および吸着されて、夫々のクライオポンプ５,６,７内の１,２段目のクライオパネルや活性炭(何れも図示せず)に溜め込まれる。こうして、真空チャンバ２,３,４内が真空状態に保たれるのである。尚、上述のように、クライオポンプ５,６,７は溜め込み型のポンプであるために、溜め込まれたガスを定期的にポンプ外に排出する再生処理が必要である。このような再生処理は、制御装置８,９,１０による制御に基づいて行われる。
【０００５】
上記制御装置８,９,１０は、１台のクライオポンプ５,６,７に付き１台ずつ設置されている。そして、再生処理時には、夫々の制御装置８,９,１０によって、各クライオポンプ５,６,７内に設けられた温度センサ,真空計およびヒータ(何れも図示せず)等を制御して、溜め込まれたガスに熱を加えて気化排気する。そうした後、圧縮機ユニット１１を駆動して、各クライオポンプ５,６,７を真空排気可能な温度まで低下させるのである。尚、図３においては、圧縮機ユニット１１から各クライオポンプ５,６,７への冷媒供給配管は省略している。
【０００６】
上記制御装置８,９,１０は、上述のような再生処理制御の他に、ゲートバルブ１２,１３,１４や粗引きポンプ(図示せず)の制御を含む各クライオポンプ５,６,７の真空排気制御、パネル温度や真空度のモニタリング等を、半導体製造装置１側のホストコンピュータ１５との通信内容に従って行うようになっている。そして、夫々の制御装置８,９,１０が上記各制御を滞りなく実行できるように、メインとなる１台の制御装置１０とホストコンピュータ１５とは通信線１６で接続され、更に各制御装置８,９,１０同志も通信線１７,１８で接続されている。こうして、お互いの制御状態を監視可能になっている。
【０００７】
さらに、上記夫々の制御装置８,９,１０からの圧縮機ユニット１１の制御、および、圧縮機ユニット１１からの各制御装置８,９,１０への電源供給のために、各制御装置８,９,１０と圧縮機ユニット１１とはケーブルで接続されている。また、上記再生処理制御および真空排気処理制御を行うために、各クライオポンプ５,６,７の上記ヒータや温度センサや電動弁や真空計等と各制御装置８,９,１０とはケーブルで接続されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の複数台のクライオポンプの再生処理を制御するクライオポンプの制御装置には、以下のような問題がある。すなわち、１つの真空排気システムに複数の制御装置８,９,１０とホストコンピュータ１５とが設けられて(換言すれば、複数のＣＰＵ(中央演算処理装置)が設けられて)、互いに運転状態を監視するようになっているために、全体の制御プログラムが複雑になるという問題がある。また、各制御装置８,９,１０の間の通信線１７,１８の断線や周囲からのノイズ等に起因して、信頼性が低くなるという問題もある。そのため、通信線１７,１８が断線しないような接続構造をとったり、周囲からのノイズに対する対策を講ずる必要が生じ、構造の複雑化やコストアップの要因となる。
【０００９】
更には、上述のごとく、１台のクライオポンプ５,６,７に付き１台ずつ制御装置８,９,１０が設置されて、制御装置８,９,１０とクライオポンプ５,６,７とを一体化しいている。したがって、クライオポンプ５,６,７自体が大型化し、接続される半導体製造装置１のスペースを圧迫するという問題もある。また、クライオポンプ５,６,７に制御装置８,９,１０が直接設けられているために、クライオポンプ５,６,７から漏れた反応性ガスが制御装置８,９,１０内に進入する場合があり、内部の電気部品に対して不具合が生ずるという問題もある。
【００１０】
そこで、この発明の目的は、複数の真空ポンプの制御を簡単な構造で高い信頼性で行うことができる真空ポンプの制御装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明の真空ポンプの制御装置は、
クライオポンプまたはコールドトラップの如く、極低温に冷却されたパネルに真空チャンバ内のガスを凍結捕集することによって上記真空チャンバ内を真空排気する複数台の真空ポンプと、
上記夫々の真空ポンプに圧縮冷媒を供給する圧縮機本体が搭載された圧縮機ユニットに設けられて、上記夫々の真空ポンプと上記圧縮機本体との動作を制御する唯１つの制御部と
を備え、
上記制御部は、上記夫々の真空ポンプの真空排気処理動作および再生処理動作を含む動作と、上記圧縮機本体の起動停止動作および保護動作を含む動作とを、集中制御するようになっている
ことを特徴としている。
【００１２】
上記構成によれば、複数の真空ポンプの動作を制御する唯一つの制御部は、圧縮機ユニットに設けられて圧縮機本体の起動停止動作および保護動作を含む動作をも制御するようになっている。こうして、１つの制御部によって複数の真空ポンプと圧縮機との動作が制御されることによって、上記各真空ポンプおよび圧縮機本体の制御プログラムが簡素化される。さらに、各真空ポンプの状態を互いに監視するための通信線が不要になり、ノイズに起因する誤動作が少なくなる。さらに、各真空ポンプの大型化が防止される。
【００１３】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の真空ポンプの制御装置において、上記夫々の真空ポンプに設けられたセンサと、上記各センサからの検出信号を上記制御部に伝送するケーブルに介設された増幅器を備えたことを特徴としている。
【００１４】
上記構成によれば、複数の真空ポンプの動作を制御する制御部が上記圧縮機ユニットに設けられたために、上記各真空ポンプと制御部との距離が遠くなる。その場合でも、上記各真空ポンプのセンサからの微小な出力がケーブルに介設された増幅器によって増幅されるために、上記各センサからの微小な出力が伝送によって減衰したりＳＮ比が悪化することが防止される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。図１は、本実施の形態の真空ポンプの制御装置における一例を示す構成図である。本実施の形態における真空ポンプの制御装置は、図３に示すクライオポンプの制御装置の場合と同様に、半導体製造装置２１に設けられた各真空チャンバ２２,２３,２４に接続された複数のクライオポンプ２５,２６,２７の真空排気処理や再生処理の制御を行うものである。
【００１６】
本実施の形態における真空ポンプの制御装置は、圧縮機ユニット２８に一体に設けられている。すなわち、上記圧縮機ユニット２８は、圧縮機部２９と制御部３０とで構成されている。圧縮機部２９は、圧縮機本体３１,電磁弁,アドソーバ,リレー,タイマ,圧力/温度センサ等を有して、冷媒としてのヘリウムガスを圧縮して各クライオポンプ２５,２６,２７に供給する。また、制御部３０は以下に詳述するようにして、圧縮機部２９と各クライオポンプ２５,２６,２７の動作を制御する。尚、図１においては、圧縮機部２９から各クライオポンプ２５,２６,２７への冷媒供給配管は省略している。
【００１７】
上記制御部３０は、Ｉ/Ｏポート３２,３４、クライオポンプ駆動部３３、圧縮機駆動部３５、ＣＰＵ３６、および、通信ポート３７で概略構成される。上記クライオポンプ駆動部３３は、クライオポンプ制御時に使用されるメモリやリレーやタイマ等で構成される。また、圧縮機駆動部３５は、圧縮機制御時に使用されるメモリやリレーやタイマ等で構成される。そして、ＣＰＵ３６は、Ｉ/Ｏポート３２を介して各クライオポンプ２５,２６,２７の温度センサや真空計(共に図示せず)からのデータを収集し、これらのデータに基づいてクライオポンプ駆動部３３を使用して、各クライオポンプ２５,２６,２７毎に真空排気処理手順および再生処理手順を設定する。そして、設定した手順に従って、Ｉ/Ｏポート３２を介して各クライオポンプ２５,２６,２７やゲートバルブ３８,３９,４０およびヒータや電動弁(共に図示せず)に制御信号を送出する。こうして、各クライオポンプ２５,２６,２７の真空排気処理動作と再生処理動作とを制御するのである。
【００１８】
また、上記ＣＰＵ３６は、上記設定した真空排気処理手順および再生処理手順に従って、Ｉ/Ｏポート３４を介して圧縮機部２９に制御信号を送出する。こうして、圧縮機部２９を構成する圧縮機本体３１の発/停動作や保護動作を制御する。すなわち、本実施の形態においては、圧縮機本体３１の制御とクライオポンプ２５,２６,２７の制御とを、圧縮機ユニット２８に設けられた制御部３０の１つのＣＰＵ３６によって行うのである。
【００１９】
また、上記ＣＰＵ３６は、通信ポート３７を介して、半導体製造装置２１のホストコンピュータ４１と通信線４８で接続され、クライオポンプシステム全体の制御命令や状態報告の送受を行うようになっている。
【００２０】
上述のごとく、本実施の形態においては、複数台のクライオポンプ２５,２６,２７の真空排気処理や再生処理の制御を行う制御部３０を圧縮機本体３１を搭載した圧縮機部２９に一体に設けて、圧縮機ユニット２８を構成している。したがって、制御部３０の１つのＣＰＵ３６で、各クライオポンプ２５,２６,２７の動作と圧縮機本体３１の動作とを集中制御することができ、各クライオポンプ２５,２６,２７の真空排気処理や再生処理の制御プログラムおよび圧縮機本体３１の制御プログラムを簡素化できる。また、上記プログラムが簡単になることによって、より木目細かな制御を可能にできる。
【００２１】
また、１つのＣＰＵ３６で、各クライオポンプ２５,２６,２７の動作と上記圧縮機の動作とを集中制御するために、各クライオポンプ２５,２６,２７の状態を互いに監視するための通信線が不要になる。したがって、ＣＰＵ等を１つにすることと相俟ってコストを削減でき、ノイズに起因する誤動作等を少なくして高信頼性を得ることができる。また、そのためにノイズ対策用の費用を削減できる。
【００２２】
さらに、上記各クライオポンプ２５,２６,２７に制御装置を搭載する必要が無く、各クライオポンプ２５,２６,２７の大型化を防止できる。したがって、各クライオポンプ２５,２６,２７が接続される半導体製造装置２１のスペースを圧迫することはない。
【００２３】
尚、上記構成においては、各クライオポンプ２５,２６,２７とこのクライオポンプ２５,２６,２７の制御手段との距離が、図３に示す従来のクライオポンプの制御装置の場合よりも長くなる。したがって、各クライオポンプ２５,２６,２７に取り付けられている温度センサとして、温度が０Ｋ〜３００Ｋの場合の出力が−５３０９μＶ〜＋５９９μＶと非常に微小な金鉄クロメル温度センサを使用した場合には、伝送による信号減衰やノイズによって実温度とはかけ離れた検出温度になる。そこで、本実施の形態においては、圧縮機ユニット２８のＩ/Ｏポート３２と各クライオポンプ２５,２６,２７とを接続するケーブル４２,４３,４４に、増幅回路４５,４６,４７を設けるのである。こうして、例えば、上記温度センサの検出信号を１００倍程度に増幅することによって、検出誤差を大幅に減少できるのである。
【００２４】
上記真空チャンバ内のガスを極低温のパネルに凝縮して凍結捕集する真空ポンプとして、上述のクライオポンプの他に、図２に示すような水蒸気を排気するコールドトラップがある。コールドトラップ５１は、冷凍機５２と、この冷凍機５２の先端に取り付けられた円筒状のエンクロージャ５３と、冷凍機５２のヒートステーション５４に取り付けられてエンクロージャ５３内に収納された円筒状のパネル５５で概略構成される。エンクロージャ５３の上端に設けられたフランジには真空排気の対象となる真空チャンバが取り付けられる。
【００２５】
上記構成において、上記冷凍機５２によってパネル５５が１２０Ｋ〜１５０Ｋの温度に冷却され、上記真空チャンバ内における水蒸気が凍結捕集されて、上記真空チャンバ内の水蒸気が排気される。そして、パネル５５の全面に水蒸気が凍結捕集されて真空度が低下すると、ヒータ５６等によってパネル５５を加熱し、凍結水分子を気化させて再生を行う。
【００２６】
上述のようなコールドトラップ５１は、上記クライオポンプ２５,２６,２７と同様に、半導体製造装置に設けられた複数の真空チャンバの夫々に設置されて用いられ、各真空チャンバ内の水蒸気を排気する場合がある。その場合における複数のコールドトラップに対する排気処理制御や再生処理制御にもこの発明は適用可能である。
【００２７】
上記複数のコールドトラップ５１,…を用いたマルチシステムの場合にも、図１に示す複数のクライオポンプ２５,２６,２７を用いたマルチシステムの場合と同様に、圧縮機ユニットを圧縮機部と制御部とで構成する。そして、上記圧縮機部は、圧縮機本体,電磁弁,アドソーバ,リレー,タイマ,圧力/温度センサ等を有して、冷媒としてのヘリウムガスを圧縮して各コールドトラップ５１,…に供給する。また、上記制御部は上記圧縮部と各コールドトラップ５１,…の動作を制御する。
【００２８】
このように、上記複数のコールドトラップ５１,…を用いたマルチシステムにおいても、上記制御部に搭載された１つのＣＰＵで各コールドトラップ５１,…の動作と上記圧縮機の動作とを集中制御することができ、各コールドトラップ５１,…の排気処理制御や再生処理制御および上記圧縮機の動作制御のプログラムを簡素化して、より木目細かな制御を可能にできる。さらに、各コールドトラップ５１,…の状態を互いに監視するための通信線が不要になる。したがって、コストを削減でき、ノイズに起因する誤動作を少なくして高信頼性を得ることができる。
【００２９】
さらに、上記各コールドトラップ５１,…に制御装置を搭載する必要が無く、各コールドトラップ５１,…の大型化を防止できる。したがって、各コールドトラップ５１,…が接続される上記半導体製造装置のスペースを圧迫することはない。
【００３０】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１にかかる発明の真空ポンプの制御装置は、複数台の真空ポンプを制御する唯１つの制御部を圧縮機ユニットに設けて、圧縮機本体の起動停止動作および保護動作を含む動作をも制御するようにしたので、上記１つの制御部によって複数の真空ポンプおよび圧縮機の動作を制御することができる。したがって、上記各真空ポンプおよび上記圧縮機本体の制御プログラムを簡素化でき、簡素化された分だけ木目細かな制御を行うことができる。さらに、各真空ポンプの状態を互いに監視するための通信線を不要にでき、ノイズに起因する誤動作を無くし、ノイズ対策の必要性を無くしてコストダウンを図ることができる。さらに、各真空ポンプの大型化を防止できる。
【００３１】
つまり、本実施の形態によれば、信頼性を向上し、構造を簡略化できる真空ポンプの制御装置を提供できるのである。
【００３２】
また、請求項２に係る発明の真空ポンプの制御装置は、夫々の真空ポンプに設けられた各センサからの検出信号を上記制御部に伝送するケーブルに増幅器を介設したので、上記各センサからの微小な出力を上記増幅器によって増幅でき、伝送によって減衰したりＳＮ比が悪化することを防止できる。したがって、この発明によれば、上記各真空ポンプと制御部との距離が遠くなっても、上記各真空ポンプの温度や真空度を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の真空ポンプの制御装置における一例を示す構成図である。
【図２】  真空ポンプの他の一例としてのコールドトラップの概略図である。
【図３】  従来のクライオポンプの制御装置の構成図である。
【符号の説明】
２１…半導体製造装置、              ２２,２３,２４…真空チャンバ、
２５,２６,２７…クライオポンプ、    ２８…圧縮機ユニット、
２９…圧縮機部、                    ３０…制御部、
３１…圧縮機本体、                  ３２,３４…Ｉ/Ｏポート、
３３…クライオポンプ駆動部、        ３５…圧縮機駆動部、
３６…ＣＰＵ、                      ３７…通信ポート、
３８,３９,４０…ゲートバルブ、      ５１…コールドトラップ。
【図１】
0004006101.tif 000002
【図２】
0004006101.tif 000003
【図３】
0004006101.tif 000004