JP2000009036A

JP2000009036A - 真空ポンプの制御装置

Info

Publication number: JP2000009036A
Application number: JP10180572A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Kita; 雄一喜多
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1998-06-26
Filing date: 1998-06-26
Publication date: 2000-01-11
Anticipated expiration: 2018-06-26
Also published as: JP4006101B2

Abstract

(57)【要約】【課題】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。【解決手段】圧縮機ユニット２８は、圧縮機本体３１
を含む圧縮機部２９と、複数台のクライオポンプ２５,
２６,２７の真空排気処理制御や再生処理制御および圧
縮機本体３１の動作制御を行う制御部３０とで一体に構
成されている。こうして、１つのＣＰＵ３６で各クライ
オポンプ２５〜２７の動作と圧縮機本体３１の動作とを
集中制御することによって、各クライオポンプ２５〜２
７および圧縮機の制御プログラムを簡素化する。さら
に、各クライオポンプ２５〜２７の状態を互いに監視す
るための通信線が不要になって、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。
さらに、各クライオポンプ２５〜２７の大型化を防止し
て、半導体製造装置２１のスペースを圧迫しないように
する。

Description

【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〜８
０Ｋ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１
７,１８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１
７,１８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
作を制御する制御部を備えた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
作を制御する制御部は、圧縮機ユニットに設けられて圧
縮機本体の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３２,３
４、クライオポンプ駆動部３３、圧縮機駆動部３５、Ｃ
ＰＵ３６、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４
１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５
１,…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
プを制御する制御部を圧縮機ユニットに設けて、圧縮機
本体の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…ＣＰ
Ｕ、３７…通信ポート、３８,
３９,４０…ゲートバルブ、５１…コールドトラ
ップ。

Claims

【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(２５,２
６,２７)と上記圧縮機本体(３１)との動作を制御する制
御部(３０)を備えた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(４
５,４６,４７)を備えたことを特徴とする真空ポンプの
制御装置。