JP2004116328A - 真空ポンプ - Google Patents
真空ポンプ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004116328A JP2004116328A JP2002278307A JP2002278307A JP2004116328A JP 2004116328 A JP2004116328 A JP 2004116328A JP 2002278307 A JP2002278307 A JP 2002278307A JP 2002278307 A JP2002278307 A JP 2002278307A JP 2004116328 A JP2004116328 A JP 2004116328A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vacuum pump
- pump body
- time
- multiplication
- control device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 74
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 66
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 33
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 abstract description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 43
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 18
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 15
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 12
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 10
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 8
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 6
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910003902 SiCl 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)
Abstract
【課題】機能低下や故障・破損等を未然に防ぎ、稼動環境や稼動状況に応じてメンテナンス時期や使用抑制時期を精度よく判断可能な真空ポンプを提供する。
【解決手段】プロセスガスの吐出元である外部装置側よりプロセスガスの吐出状況を示すプロセス信号を制御装置の入力信号ポートに入力する。一方、ユーザは、堆積物の量を過去の経験則や実験データ等から予め推測し、制御装置上でターボ分子ポンプ100のメンテナンスを行う時間であるメンテナンス時刻や、ターボ分子ポンプ100の使用を抑制する使用抑制時刻を設定する。制御装置は、プロセス信号を基に、その信号がONしている時間を定期的に更新・記憶する。そして、更新された時間がメンテナンス時刻を超えた場合には、制御装置の液晶パネルへその旨を表示する。
【選択図】 図1
【解決手段】プロセスガスの吐出元である外部装置側よりプロセスガスの吐出状況を示すプロセス信号を制御装置の入力信号ポートに入力する。一方、ユーザは、堆積物の量を過去の経験則や実験データ等から予め推測し、制御装置上でターボ分子ポンプ100のメンテナンスを行う時間であるメンテナンス時刻や、ターボ分子ポンプ100の使用を抑制する使用抑制時刻を設定する。制御装置は、プロセス信号を基に、その信号がONしている時間を定期的に更新・記憶する。そして、更新された時間がメンテナンス時刻を超えた場合には、制御装置の液晶パネルへその旨を表示する。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は真空ポンプに係わり、特に機能低下や故障・破損等を未然に防ぎ、稼動環境や稼動状況に応じてメンテナンス時期や使用抑制時期を精度よく判断可能な真空ポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年のエレクトロニクスの発展に伴い、メモリや集積回路といった半導体の需要が急激に増大している。
これらの半導体は、きわめて純度の高い半導体基板に不純物をドープして電気的性質を与えたり、エッチングにより半導体基板上に微細な回路を形成したりなどして製造される。
【0003】
そして、これらの作業は空気中の塵等による影響を避けるため高真空状態のチャンバ内で行われる必要がある。このチャンバの排気には、一般に真空ポンプが用いられているが、特に残留ガスが少なく、保守が容易等の点から真空ポンプの中の一つであるターボ分子ポンプが多用されている。
【0004】
また、半導体の製造工程では、さまざまなプロセスガスを半導体の基板に作用させる工程が数多くあり、ターボ分子ポンプはチャンバ内を真空にするのみならず、これらのプロセスガスをチャンバ内から排気するのにも使用される。このターボ分子ポンプの縦断面図を図4に示す。
【0005】
図4において、ターボ分子ポンプ100は、円筒状の外筒127の上端に吸気口101が形成されている。外筒127の内方には、ガスを吸引排気するためのタービンブレードによる複数の回転翼102a、102b、102c・・・を周部に放射状かつ多段に形成した回転体103を備える。
【0006】
この回転体103の中心にはロータ軸113が取り付けられており、このロータ軸113は、例えば、いわゆる5軸制御の磁気軸受により空中に浮上支持かつ位置制御されている。
【0007】
上側径方向電磁石104は、4個の電磁石がX軸とY軸とに対をなして配置されている。この上側径方向電磁石104に近接かつ対応されて4個の電磁石からなる上側径方向センサ107が備えられている。この上側径方向センサ107は回転体103の径方向変位を検出し、図示せぬ制御装置に送るように構成されている。
【0008】
制御装置においては、上側径方向センサ107が検出した変位信号に基づき、PID調節機能を有する補償回路を介して上側径方向電磁石104の励磁を制御し、ロータ軸113の上側の径方向位置を調整する。
【0009】
ロータ軸113は、高透磁率材(鉄など)などにより形成され、上側径方向電磁石104の磁力により吸引されるようになっている。かかる調整は、X軸方向とY軸方向とにそれぞれ独立して行われる。
【0010】
また、下側径方向電磁石105及び下側径方向センサ108が、上側径方向電磁石104及び上側径方向センサ107と同様に配置され、ロータ軸113の下側の径方向位置を上側の径方向位置と同様に調整している。
【0011】
更に、軸方向電磁石106A、106Bが、ロータ軸113の下部に備えた円板状の金属ディスク111を上下に挟んで配置されている。金属ディスク111は、鉄などの高透磁率材で構成されている。ロータ軸113の軸方向変位を検出するために軸方向センサ109が備えられ、その軸方向変位信号が制御装置に送られるように構成されている。
【0012】
そして、軸方向電磁石106A、106Bは、この軸方向変位信号に基づき制御装置のPID調節機能を有する補償回路を介して励磁制御されるようになっている。軸方向電磁石106Aは、磁力により金属ディスク111を上方に吸引し、軸方向電磁石106Bは、金属ディスク111を下方に吸引する。
【0013】
このように、制御装置は、この軸方向電磁石106A、106Bが金属ディスク111に及ぼす磁力を適当に調節し、ロータ軸113を軸方向に磁気浮上させ、空間に非接触で保持するようになっている。
【0014】
モータ121は、ロータ軸113を取り囲むように周状に配置された複数の磁極を備えている。各磁極は、ロータ軸113との間に作用する電磁力を介してロータ軸113を回転駆動するように、制御装置によって制御されている。
【0015】
また、モータ121には図示しない回転数センサが組み込まれており、この回転数センサの検出信号によりロータ軸113の回転数が検出されるようになっている。
【0016】
更に、例えば下側径方向センサ108近傍に、図示しない位相センサが取り付けてあり、ロータ軸113の回転の位相を検出するようになっている。制御装置では、この位相センサと回転数センサの検出信号を共に用いて磁極の位置を検出するようになっている。
【0017】
回転翼102a、102b、102c・・・とわずかの空隙を隔てて複数枚の固定翼123a、123b、123c・・・が配設されている。回転翼102a、102b、102c・・・は、それぞれ排気ガスの分子を衝突により下方向に移送するため、ロータ軸113の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜して形成されている。
【0018】
また、固定翼123も、同様にロータ軸113の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜して形成され、かつ外筒127の内方に向けて回転翼102の段と互い違いに配設されている。
そして、固定翼123の一端は、複数の段積みされた固定翼スペーサ125a、125b、125c・・・の間に嵌挿された状態で支持されている。
【0019】
固定翼スペーサ125はリング状の部材であり、例えばアルミニウム、鉄、ステンレス、銅などの金属、又はこれらの金属を成分として含む合金などの金属によって構成されている。
【0020】
固定翼スペーサ125の外周には、わずかの空隙を隔てて外筒127が固定されている。外筒127の底部にはベース部129が配設され、固定翼スペーサ125の下部とベース部129の間にはネジ付きスペーサ131が配設されている。そして、ベース部129中のネジ付きスペーサ131の下部には排気口133が形成され、外部に連通されている。
【0021】
ネジ付きスペーサ131は、アルミニウム、銅、ステンレス、鉄、又はこれらの金属を成分とする合金などの金属によって構成された円筒状の部材であり、その内周面に螺旋状のネジ溝131aが複数条刻設されている。
ネジ溝131aの螺旋の方向は、回転体103の回転方向に排気ガスの分子が移動したときに、この分子が排気口133の方へ移送される方向である。
【0022】
回転体103の回転翼102a、102b、102c・・・に続く最下部には回転翼102dが垂下されている。この回転翼102dの外周面は、円筒状で、かつネジ付きスペーサ131の内周面に向かって張り出されており、このネジ付きスペーサ131の内周面と所定の隙間を隔てて近接されている。
【0023】
ベース部129は、ターボ分子ポンプ100の基底部を構成する円盤状の部材であり、一般には鉄、アルミニウム、ステンレスなどの金属によって構成されている。
ベース部129はターボ分子ポンプ100を物理的に保持すると共に、熱の伝導路の機能も兼ね備えているので、鉄、アルミニウムや銅などの剛性があり、熱伝導率も高い金属が使用されるのが望ましい。
【0024】
かかる構成において、回転翼102がモータ121により駆動されてロータ軸113と共に回転すると、回転翼102と固定翼123の作用により、吸気口101を通じてチャンバからの排気ガスが吸気される。
【0025】
吸気口101から吸気された排気ガスは、回転翼102と固定翼123の間を通り、ベース部129へ移送される。このとき、排気ガスが回転翼102に接触する際に生ずる摩擦熱や、モータ121で発生した熱の伝導などにより、回転翼102の温度は上昇するが、この熱は、輻射又は排気ガスの気体分子などによる伝導により固定翼123側に伝達される。
【0026】
固定翼スペーサ125は、外周部で互いに接合しており、固定翼123が回転翼102から受け取った熱や排気ガスが固定翼123に接触する際に生ずる摩擦熱などを外部へと伝達する。
ベース部129に移送されてきた排気ガスは、ネジ付きスペーサ131のネジ溝131aに案内されつつ排気口133へと送られる。
【0027】
なお、上記では、ネジ付きスペーサ131は回転翼102dの外周に配設し、ネジ付きスペーサ131の内周面にネジ溝131aが刻設されているとして説明した。しかしながら、これとは逆に回転翼102dの外周面にネジ溝が刻設され、その周囲に円筒状の内周面を有するスペーサが配置される場合もある。
【0028】
また、吸気口101から吸引されたガスがモータ121、下側径方向電磁石105、下側径方向センサ108、上側径方向電磁石104、上側径方向センサ107などで構成される電装部側に侵入することのないよう、電装部は周囲をステータコラム122で覆われ、この電装部内はパージガスにて所定圧に保たれている。
【0029】
このため、ベース部129には図示しない配管が配設され、この配管を通じてパージガスが導入される。導入されたパージガスは、保護ベアリング120とロータ軸113間、モータ121のロータとステータ間、ステータコラム122と回転翼102間の隙間を通じて排気口133へ送出される。
【0030】
ここに、ターボ分子ポンプ100は、個々に調整された固有のパラメータ(例えば、機種の特定、機種に対応する諸特性)に基づいた制御を要する。この制御パラメータを格納するために、上記ターボ分子ポンプ100は、その本体内に電子回路部141を備えている。電子回路部141は、EEP−ROM等の半導体メモリ及びそのアクセスのための半導体素子等の電子部品、その実装用の基板143等から構成される。
【0031】
この電子回路部141は、ターボ分子ポンプ100の下部を構成するベース部129の中央付近の図示しない回転数センサの下部に収容され、気密性の底蓋145によって閉じられている。
【0032】
ところで、プロセスガスは、反応性を高めるため高温の状態でチャンバに導入されることがある。そして、これらのプロセスガスは、排気される際に冷却されてある温度になると固体となり排気系に生成物を析出する場合がある。
そして、この種のプロセスガスがターボ分子ポンプ100内で低温となって固体状となり、ターボ分子ポンプ100内部に付着して堆積する。
【0033】
例えば、Alエッチング装置にプロセスガスとしてSiCl4が使用された場合、低真空(760[torr]〜10−2[torr])かつ、低温(約20
[℃])のとき、固体生成物(例えばAlCl3)が析出し、ターボ分子ポンプ100内部に付着堆積することが蒸気圧曲線からわかる。
ターボ分子ポンプ100内部にプロセスガスの析出物が堆積すると、この堆積物がポンプ流路を狭め、ターボ分子ポンプ100の性能を低下させる原因となる。
【0034】
ここに、前述した生成物は排気口付近の温度が低い部分、特に回転翼102及びネジ付きスペーサ131付近で凝固、付着し易い状況にあった。この問題を解決するために、従来はベース部129等の外周に図示しないヒータや環状の水冷管149を巻着させ、かつ例えばベース部129に図示しない温度センサ(例えばサーミスタ)を埋め込み、この温度センサの信号に基づきベース部129の温度を一定の高い温度(設定温度)に保つようにヒータの加熱や水冷管149による冷却の制御(以下TMSという。TMS;Temperature Management System)が行われている。
【0035】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、制御装置内部には、ターボ分子ポンプ100や制御装置の稼動を記録する記憶部を有している。そして、その記録内容は、操作者により制御装置に附帯された液晶パネルで随時参照可能である。
【0036】
そして、ターボ分子ポンプ100や制御装置の稼動状況に応じて、操作者が記録内容を定期的に参照することで、ターボ分子ポンプ100や制御装置のメンテナンス時期又は使用抑制時期、若しくはそれら両方の時期を判断していた。
このため、操作者が記録内容の参照を怠った場合には、ターボ分子ポンプ100や制御装置の機能が著しく低下したり、故障・破損したりするおそれがあった。
【0037】
一方、ターボ分子ポンプ100や制御装置の稼動環境や稼動状況により、メンテナンス時期や使用抑制時期は異なり一意に定まらないため、メンテナンス時期等を設定するに際しては、経験上の余裕を比較的大きく設定する必要があり、また、慎重を期する意味からメンテナンス間隔は短く取らざるを得なかった。
【0038】
更に、操作者の介在が前提となっており、ターボ分子ポンプ100が接続され、吸引対象となる外部装置との連携を考慮した形でのメンテナンス時期や使用抑制時期等の判断の自動化は行われていない。
【0039】
本発明はこのような従来の課題に鑑みてなされたもので、機能低下や故障・破損等を未然に防ぎ、稼動環境や稼動状況に応じてメンテナンス時期や使用抑制時期を精度よく判断可能な真空ポンプを提供することを目的とする。
【0040】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、外部装置よりプロセスガスを吸引する真空ポンプ本体と、該真空ポンプ本体を制御する制御装置と、前記外部装置側より該制御装置に入力される前記プロセスガスの吐出状況を示すプロセス信号と、該プロセス信号が継続している時間を計測する計測手段と、前記真空ポンプ本体の寿命時間を予め設定する寿命時間設定手段と、該寿命時間設定手段で設定された寿命時間と前記計測手段で計測されたプロセス信号の継続時間とを比較する比較手段と、該比較手段で比較された結果を通知する通知手段とを備えて構成した。
【0041】
真空ポンプ内部を流れるプロセスガスにより析出される堆積物の量を推測するために、プロセスガスの吐出元である外部装置側よりプロセスガスの吐出状況を示すプロセス信号を制御装置に入力する。このプロセス信号は、例えば現在外部装置側より真空ポンプに対しプロセスガスを吐出中であるか否かを示すものである。
【0042】
一方、ユーザ等は、堆積物の量を過去の経験則や実験データ等から予め推測し、制御装置上で真空ポンプ本体の寿命時間を予め設定可能である。そして、プロセス信号の継続時間が設定された真空ポンプ本体の寿命時間を超えた場合には結果を通知する。通知には警報も含む。
【0043】
以上により、真空ポンプの機能低下や故障・破損を未然に防ぐことができる。また、稼動環境・状況に応じて寿命時間設定値を定めることが可能である。更に、寿命時間の判断等は高精度に行え、その分メンテナンス間隔等は長くなる。
【0044】
また、本発明は、外部装置よりプロセスガスを吸引する真空ポンプ本体と、該真空ポンプ本体を制御する制御装置と、前記外部装置側より該制御装置に入力される前記プロセスガスが吐出された合計時間や吐出量等を点数化した点数データと、該点数データを積算する点数データ積算手段と、前記真空ポンプ本体の寿命を点数として予め設定する寿命点数設定手段と、該寿命点数設定手段で設定された寿命点数と前記点数データ積算手段で積算された点数データとを比較する比較手段と、該比較手段で比較された結果を通知する通知手段とを備えて構成した。
【0045】
外部装置側よりプロセスガスが吐出された合計時間や吐出量等を点数化したデータとして入力することで寿命予測を行う。点数化は外部装置側で演算される。制御装置では、この点数データを積算する。
【0046】
一方、ユーザ等は、堆積物の量を過去の経験則や実験データ等から予め推測し、制御装置上で真空ポンプ本体の寿命点数を予め設定可能である。そして、積算された点数データが設定された真空ポンプ本体の寿命点数を超えた場合には結果を通知する。
以上により、真空ポンプの機能低下や故障・破損を未然に防ぐことができる。
【0047】
更に、本発明は、外部装置よりプロセスガスを吸引する真空ポンプ本体と、該真空ポンプ本体を制御する制御装置と、前記真空ポンプ本体の運転時間を計測する運転時間計測手段と、前記運転時間に対する所定の掛け率が定義されたテーブルと、該テーブルを基に前記運転時間計測手段で計測された運転時間から前記掛け率を求める掛け率算出手段と、該掛け率算出手段で求められた掛け率を前記プロセス信号の継続時間又は前記点数データに対し乗算する乗算手段とを備えて構成した。
【0048】
運転時間に対する所定の掛け率を求めテーブル化しておく。この掛け率をプロセス信号の継続時間又は点数データに対し乗算する。
以上により、真空ポンプの経年変化を考慮した形で寿命予測できる。
【0049】
更に、本発明は、外部装置よりプロセスガスを吸引する真空ポンプ本体と、該真空ポンプ本体を制御する制御装置と、前記真空ポンプ本体の回転数を計測する回転数計測手段と、前記回転数に対する所定の掛け率が定義されたテーブルと、該テーブルを基に前記回転数計測手段で計測された回転数から前記掛け率を求める掛け率算出手段と、該掛け率算出手段で求められた掛け率を前記プロセス信号の継続時間又は前記点数データに対し乗算する乗算手段とを備えて構成した。
【0050】
回転数に対する所定の掛け率を求めテーブル化しておく。この掛け率をプロセス信号の継続時間又は点数データに対し乗算する。
以上により、真空ポンプの運転状況を考慮した形で寿命予測できる。
【0051】
更に、本発明は、外部装置よりプロセスガスを吸引する真空ポンプ本体と、該真空ポンプ本体を制御する制御装置と、前記真空ポンプ本体の負荷の大きさを計測する負荷計測手段と、前記負荷の大きさに対する所定の掛け率が定義されたテーブルと、該テーブルを基に前記負荷計測手段で計測された負荷の大きさから前記掛け率を求める掛け率算出手段と、該掛け率算出手段で求められた掛け率を前記プロセス信号の継続時間又は前記点数データに対し乗算する乗算手段とを備えて構成した。
【0052】
負荷の大きさに対する所定の掛け率を求めテーブル化しておく。この掛け率をプロセス信号の継続時間又は点数データに対し乗算する。
以上により、真空ポンプの運転状況を考慮した形で寿命予測できる。
【0053】
更に、本発明は、外部装置よりプロセスガスを吸引する真空ポンプ本体と、該真空ポンプ本体を制御する制御装置と、前記真空ポンプ本体のエラー情報を検出するエラー情報検出手段と、前記エラー情報に対する所定の掛け率が定義されたテーブルと、該テーブルを基に前記エラー情報検出手段で検出されたエラー情報から前記掛け率を求める掛け率算出手段と、該掛け率算出手段で求められた掛け率を前記プロセス信号の継続時間又は前記点数データに対し乗算する乗算手段とを備えて構成した。
【0054】
エラー情報に対する所定の掛け率を求めテーブル化しておく。この掛け率をプロセス信号の継続時間又は点数データに対し乗算する。
以上により、真空ポンプの故障状況を考慮した形で寿命予測できる。
【0055】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1の実施形態について説明する。図1に、本発明の第1実施形態のブロック図を示す。図1において、制御装置では、ステップ1(図中S1と略す。以下、同旨)及びステップ2で、まずターボ分子ポンプ100の稼動状態や故障情報等を記録し、定期的にデータ更新する。データ更新は制御装置に内蔵のメモリに対し行われると同時に、バックアップのためターボ分子ポンプ100側に内蔵のメモリに対しても行われる。
【0056】
ターボ分子ポンプ100の稼動状態は、例えばターボ分子ポンプ100の稼動時間や外部装置側から入力信号ポートを介して受信された信号等である。ターボ分子ポンプ100の稼動時間は、ターボ分子ポンプ100のモータ121に対し通電された時間で計測される。
【0057】
一方、ユーザは、ステップ3において、メンテナンス時刻や使用抑制時刻を制御装置に対し設定可能である。設定されたメンテナンス時刻等はステップ4で制御装置及びターボ分子ポンプ100に内蔵のメモリに記憶される。
【0058】
ステップ1及びステップ2で更新されたデータは、随時、ステップ5でメンテナンス時刻や使用抑制時刻等と比較される。そして、比較の結果、メンテナンス時刻を超えている場合には、ステップ6で通知部を介して制御装置の液晶パネル等で表示される。
【0059】
また、比較の結果、使用抑制時刻を超えている場合には、ステップ6で通知すると共に、ステップ7で使用抑制部を介してターボ分子ポンプ100の使用を抑制する。使用抑制は、例えばポンプの停止である。この使用抑制情報はステップ8でメモリにも記憶される。
なお、稼動状態を示す一部の信号は、ステップ9に示すように、外部装置より制御装置の入力信号ポートに入力される。
【0060】
次に、寿命予測の具体的な方法について説明する。
メンテナンス時刻や使用抑制時刻は、ターボ分子ポンプ100内部を流れるプロセスガスにより析出される堆積物の量と深い関係がある。そして、この堆積物の量を推測するためには、例えばターボ分子ポンプ100の稼動時間を計測しても十分ではない。
【0061】
そこで、プロセスガスの吐出元である外部装置側よりプロセスガスの吐出状況を示すプロセス信号を制御装置の入力信号ポートに入力する。このプロセス信号は、例えば現在外部装置側よりターボ分子ポンプ100に対しプロセスガスを吐出中(吐出中はON信号を送信)であるか否かを示すものである。
【0062】
一方、ユーザは、堆積物の量を過去の経験則や実験データ等から予め推測し、制御装置上でターボ分子ポンプ100のメンテナンスを行う時間であるメンテナンス時刻や、ターボ分子ポンプ100の使用を抑制する使用抑制時刻を設定する。
【0063】
制御装置は、プロセス信号を基に、その信号がONしている時間を定期的に更新・記憶する。そして、更新された時間がメンテナンス時刻を超えた場合には、制御装置の液晶パネルへその旨を表示する。また、使用抑制時刻に到達した場合には、同様に液晶パネル・外部出力信号へ通知すると共にターボ分子ポンプ100の使用を抑制する。
以上により、ターボ分子ポンプ100の機能低下や、ターボ分子ポンプ100の故障・破損を未然に防ぐことができる。
【0064】
また、稼動環境・状況に応じてメンテナンス時期設定値、使用抑制時期設定値を定めることが可能である。更に、メンテナンス時期等は、定期的に自動判断されるため、従来と比較してメンテナンス時期等は時間的余裕を小さく設定できる。メンテナンス時期の判断等は高精度に行え、その分メンテナンス間隔は長くなる。
【0065】
更に、入力信号ポートを介して他装置から寿命予測に必要な情報を入手可能としたことで、ターボ分子ポンプ100の寿命予測の判断がより正確に行えると共に、他装置との間の連携の自動化が容易にできる。
なお、入力信号ポートは外部装置側に合わせるような形で、パラレル通信又はシリアル通信が適用可能である。
【0066】
次に、本発明の第2実施形態について説明する。本発明の第2実施形態では、寿命予測の別方法について説明するものである。
本発明の第1実施形態では、プロセスガスの吐出中を示す信号を基に寿命予測を行った。しかしながら、本発明の第2実施形態ではプロセスガスの吐出中を示す信号に代えて、外部装置側よりプロセスガスが吐出された合計時間や吐出量等を点数化したデータとして入力することで寿命予測を行う。
【0067】
点数化は外部装置側で演算される。かかる点数化を行えば、例えば入力信号ポートが他のデータに専有され、1時間に1回しか入力信号ポートにプロセスガスの吐出状況を示す信号データが送信されないような場合でも、この1時間中に何分、プロセスガスを吐出したのかを外部装置側より制御装置に対し定量的に通知することができる。
【0068】
例えば外部装置側で1時間中に30分プロセスガスを吐出した場合には、30分に相当する点数である30点を外部装置側で演算し、外部装置側より制御装置に対し送信する。制御装置では、この30点を加算(若しくは減算)・記憶する。そして、加算された累積点数がメンテナンス点数を超えた場合には、制御装置の液晶パネルへその旨を表示する。また、使用抑制点数に到達した場合には、同様に液晶パネル・外部出力信号へ通知すると共にターボ分子ポンプ100の使用を抑制する。
【0069】
以上により、本発明の第1実施形態と同様、ターボ分子ポンプ100の機能低下や、ターボ分子ポンプ100の故障・破損を未然に防ぐことができる。また、シリアル伝送である等の入力信号ポートによる制約や信号の伝送速度による制約を受け難い。
【0070】
次に、本発明の第3実施形態について説明する。本発明の第3実施形態では、寿命予測の別方法について説明するものである。
ターボ分子ポンプ100は運転時間が長く経過すればする程、径年変化により故障し易くなることが想定される。このため、運転時間と故障のし易さの度合いの関係をまずグラフ化する。その後、このグラフを基に運転時間に対する所定の掛け率を求めテーブル化しておく。
【0071】
この掛け率は、本発明の第1実施形態による送信データや本発明の第2実施形態による送信された点数に対し掛け算される定数データである。掛け率は、運転時間に対し段階的に決められてもよいし、連続的に変化するように決められてもよい。
【0072】
段階的に決められる場合には、例えば図2のようにテーブル化する。図2において、ターボ分子ポンプ100の運転時間がメーカー推奨のメンテナンス時刻(例えば10,000時間)以下の場合には100パーセントの掛け率、メーカー推奨のメンテナンス時刻の2倍の時間を経過した場合には200パーセントの掛け率を予めテーブル化しておく。なお、メーカー推奨のメンテナンス時刻(例えば回転翼102の寿命や制御装置使用の空冷ファンの寿命等からメーカーにて判断)は、ターボ分子ポンプ100出荷の際に予めメモリに保存されている。
【0073】
制御装置では、ターボ分子ポンプ100の運転時間を基にこの運転時間に対応した掛け率をテーブルより読み取る。その後、送信されたデータや点数に対し、この掛け率を掛け算した後、その結果のデータや点数を加算(若しくは減算)・記憶する。
【0074】
そして、加算されたデータや点数がメンテナンス点数等を超えた場合には、制御装置の液晶パネルへその旨を表示する。また、使用抑制点数等に到達した場合には、同様に液晶パネル・外部出力信号へ通知すると共にターボ分子ポンプ100の使用を抑制する。
以上により、ターボ分子ポンプ100の経年変化を考慮した形で寿命予測できる。
【0075】
なお、掛け率の適用は、本発明の第1実施形態による送信データや本発明の第2実施形態による送信された点数に限るものではなく、例えば、ターボ分子ポンプ100の運転時間や制御装置の通電時間を寿命予測判断に利用する場合等にも適用可能である。
【0076】
次に、本発明の第4実施形態について説明する。本発明の第4実施形態では、寿命予測の別方法について説明するものである。
ターボ分子ポンプ100は回転数が大きくなればなる程、故障し易くなることが想定される。このため、回転数と故障のし易さの度合いの関係をまずグラフ化する。その後、このグラフを基に回転数に対する所定の掛け率を求めテーブル化しておく。
【0077】
この掛け率は、本発明の第1実施形態による送信データや本発明の第2実施形態による送信された点数に対し掛け算される定数データである。掛け率は、回転数に対し段階的に決められてもよいし、連続的に変化するように決められてもよい。
段階的に決められる場合には、例えば図3のようにテーブル化する。図3において、ターボ分子ポンプ100の回転数が定格回転を超えた場合には100パーセントの掛け率、定格回転の50パーセントで回転されている場合には75パーセントの掛け率を予めテーブル化しておく。
【0078】
制御装置では、ターボ分子ポンプ100の回転数を基にこの回転数に対応した掛け率をテーブルより読み取る。その後、送信されたデータや点数に対し、この掛け率を掛け算した後、その結果のデータや点数を加算(若しくは減算)・記憶する。
【0079】
そして、加算されたデータや点数がメンテナンス点数等を超えた場合には、制御装置の液晶パネルへその旨を表示する。また、使用抑制点数等に到達した場合には、同様に液晶パネル・外部出力信号へ通知すると共にターボ分子ポンプ100の使用を抑制する。
以上により、ターボ分子ポンプ100の運転状況を考慮した形で寿命予測できる。
【0080】
次に、本発明の第5実施形態について説明する。本発明の第5実施形態では、寿命予測の別方法について説明するものである。
ターボ分子ポンプ100は負荷が大きくなればなる程、故障し易くなることが想定される。
【0081】
このため、負荷の大きさをモータ121に流す電流値から推測し、この電流値を基に掛け率を判断する。掛け率の適用方法等は本発明の第3実施形態及び第4実施形態と同様である。
以上により、ターボ分子ポンプ100の運転状況を考慮した形で寿命予測できる。
【0082】
次に、本発明の第6実施形態について説明する。本発明の第6実施形態では、寿命予測の別方法について説明するものである。
ターボ分子ポンプ100はエラー情報の内容如何により、運転を停止する場合と、警報のみに止め運転は継続する場合がある。
【0083】
従って、掛け率をこのエラー情報毎にその重大性を基に定める。掛け率の適用方法等は本発明の第3実施形態及び第4実施形態と同様である。
以上により、ターボ分子ポンプ100の故障情報を考慮した形で寿命予測できる。
【0084】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、寿命時間設定値と計測されたプロセス信号の継続時間とを比較し結果を通知するように構成したので、真空ポンプの機能低下や故障・破損を未然に防ぐことができる。
また、稼動環境・状況に応じて寿命時間設定値を定めることが可能である。更に、寿命時間の判断等は高精度に行え、その分メンテナンス間隔等は長くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態のブロック図
【図2】運転時間に対する掛け率の例
【図3】回転速度に対する掛け率の例
【図4】ターボ分子ポンプの縦断面図
【符号の説明】
100 ターボ分子ポンプ
103 回転体
104 上側径方向電磁石
105 下側径方向電磁石
106A、106B 軸方向電磁石
107 上側径方向センサ
108 下側径方向センサ
109 軸方向センサ
113 ロータ軸
121 モータ
129 ベース部
【発明の属する技術分野】
本発明は真空ポンプに係わり、特に機能低下や故障・破損等を未然に防ぎ、稼動環境や稼動状況に応じてメンテナンス時期や使用抑制時期を精度よく判断可能な真空ポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年のエレクトロニクスの発展に伴い、メモリや集積回路といった半導体の需要が急激に増大している。
これらの半導体は、きわめて純度の高い半導体基板に不純物をドープして電気的性質を与えたり、エッチングにより半導体基板上に微細な回路を形成したりなどして製造される。
【0003】
そして、これらの作業は空気中の塵等による影響を避けるため高真空状態のチャンバ内で行われる必要がある。このチャンバの排気には、一般に真空ポンプが用いられているが、特に残留ガスが少なく、保守が容易等の点から真空ポンプの中の一つであるターボ分子ポンプが多用されている。
【0004】
また、半導体の製造工程では、さまざまなプロセスガスを半導体の基板に作用させる工程が数多くあり、ターボ分子ポンプはチャンバ内を真空にするのみならず、これらのプロセスガスをチャンバ内から排気するのにも使用される。このターボ分子ポンプの縦断面図を図4に示す。
【0005】
図4において、ターボ分子ポンプ100は、円筒状の外筒127の上端に吸気口101が形成されている。外筒127の内方には、ガスを吸引排気するためのタービンブレードによる複数の回転翼102a、102b、102c・・・を周部に放射状かつ多段に形成した回転体103を備える。
【0006】
この回転体103の中心にはロータ軸113が取り付けられており、このロータ軸113は、例えば、いわゆる5軸制御の磁気軸受により空中に浮上支持かつ位置制御されている。
【0007】
上側径方向電磁石104は、4個の電磁石がX軸とY軸とに対をなして配置されている。この上側径方向電磁石104に近接かつ対応されて4個の電磁石からなる上側径方向センサ107が備えられている。この上側径方向センサ107は回転体103の径方向変位を検出し、図示せぬ制御装置に送るように構成されている。
【0008】
制御装置においては、上側径方向センサ107が検出した変位信号に基づき、PID調節機能を有する補償回路を介して上側径方向電磁石104の励磁を制御し、ロータ軸113の上側の径方向位置を調整する。
【0009】
ロータ軸113は、高透磁率材(鉄など)などにより形成され、上側径方向電磁石104の磁力により吸引されるようになっている。かかる調整は、X軸方向とY軸方向とにそれぞれ独立して行われる。
【0010】
また、下側径方向電磁石105及び下側径方向センサ108が、上側径方向電磁石104及び上側径方向センサ107と同様に配置され、ロータ軸113の下側の径方向位置を上側の径方向位置と同様に調整している。
【0011】
更に、軸方向電磁石106A、106Bが、ロータ軸113の下部に備えた円板状の金属ディスク111を上下に挟んで配置されている。金属ディスク111は、鉄などの高透磁率材で構成されている。ロータ軸113の軸方向変位を検出するために軸方向センサ109が備えられ、その軸方向変位信号が制御装置に送られるように構成されている。
【0012】
そして、軸方向電磁石106A、106Bは、この軸方向変位信号に基づき制御装置のPID調節機能を有する補償回路を介して励磁制御されるようになっている。軸方向電磁石106Aは、磁力により金属ディスク111を上方に吸引し、軸方向電磁石106Bは、金属ディスク111を下方に吸引する。
【0013】
このように、制御装置は、この軸方向電磁石106A、106Bが金属ディスク111に及ぼす磁力を適当に調節し、ロータ軸113を軸方向に磁気浮上させ、空間に非接触で保持するようになっている。
【0014】
モータ121は、ロータ軸113を取り囲むように周状に配置された複数の磁極を備えている。各磁極は、ロータ軸113との間に作用する電磁力を介してロータ軸113を回転駆動するように、制御装置によって制御されている。
【0015】
また、モータ121には図示しない回転数センサが組み込まれており、この回転数センサの検出信号によりロータ軸113の回転数が検出されるようになっている。
【0016】
更に、例えば下側径方向センサ108近傍に、図示しない位相センサが取り付けてあり、ロータ軸113の回転の位相を検出するようになっている。制御装置では、この位相センサと回転数センサの検出信号を共に用いて磁極の位置を検出するようになっている。
【0017】
回転翼102a、102b、102c・・・とわずかの空隙を隔てて複数枚の固定翼123a、123b、123c・・・が配設されている。回転翼102a、102b、102c・・・は、それぞれ排気ガスの分子を衝突により下方向に移送するため、ロータ軸113の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜して形成されている。
【0018】
また、固定翼123も、同様にロータ軸113の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜して形成され、かつ外筒127の内方に向けて回転翼102の段と互い違いに配設されている。
そして、固定翼123の一端は、複数の段積みされた固定翼スペーサ125a、125b、125c・・・の間に嵌挿された状態で支持されている。
【0019】
固定翼スペーサ125はリング状の部材であり、例えばアルミニウム、鉄、ステンレス、銅などの金属、又はこれらの金属を成分として含む合金などの金属によって構成されている。
【0020】
固定翼スペーサ125の外周には、わずかの空隙を隔てて外筒127が固定されている。外筒127の底部にはベース部129が配設され、固定翼スペーサ125の下部とベース部129の間にはネジ付きスペーサ131が配設されている。そして、ベース部129中のネジ付きスペーサ131の下部には排気口133が形成され、外部に連通されている。
【0021】
ネジ付きスペーサ131は、アルミニウム、銅、ステンレス、鉄、又はこれらの金属を成分とする合金などの金属によって構成された円筒状の部材であり、その内周面に螺旋状のネジ溝131aが複数条刻設されている。
ネジ溝131aの螺旋の方向は、回転体103の回転方向に排気ガスの分子が移動したときに、この分子が排気口133の方へ移送される方向である。
【0022】
回転体103の回転翼102a、102b、102c・・・に続く最下部には回転翼102dが垂下されている。この回転翼102dの外周面は、円筒状で、かつネジ付きスペーサ131の内周面に向かって張り出されており、このネジ付きスペーサ131の内周面と所定の隙間を隔てて近接されている。
【0023】
ベース部129は、ターボ分子ポンプ100の基底部を構成する円盤状の部材であり、一般には鉄、アルミニウム、ステンレスなどの金属によって構成されている。
ベース部129はターボ分子ポンプ100を物理的に保持すると共に、熱の伝導路の機能も兼ね備えているので、鉄、アルミニウムや銅などの剛性があり、熱伝導率も高い金属が使用されるのが望ましい。
【0024】
かかる構成において、回転翼102がモータ121により駆動されてロータ軸113と共に回転すると、回転翼102と固定翼123の作用により、吸気口101を通じてチャンバからの排気ガスが吸気される。
【0025】
吸気口101から吸気された排気ガスは、回転翼102と固定翼123の間を通り、ベース部129へ移送される。このとき、排気ガスが回転翼102に接触する際に生ずる摩擦熱や、モータ121で発生した熱の伝導などにより、回転翼102の温度は上昇するが、この熱は、輻射又は排気ガスの気体分子などによる伝導により固定翼123側に伝達される。
【0026】
固定翼スペーサ125は、外周部で互いに接合しており、固定翼123が回転翼102から受け取った熱や排気ガスが固定翼123に接触する際に生ずる摩擦熱などを外部へと伝達する。
ベース部129に移送されてきた排気ガスは、ネジ付きスペーサ131のネジ溝131aに案内されつつ排気口133へと送られる。
【0027】
なお、上記では、ネジ付きスペーサ131は回転翼102dの外周に配設し、ネジ付きスペーサ131の内周面にネジ溝131aが刻設されているとして説明した。しかしながら、これとは逆に回転翼102dの外周面にネジ溝が刻設され、その周囲に円筒状の内周面を有するスペーサが配置される場合もある。
【0028】
また、吸気口101から吸引されたガスがモータ121、下側径方向電磁石105、下側径方向センサ108、上側径方向電磁石104、上側径方向センサ107などで構成される電装部側に侵入することのないよう、電装部は周囲をステータコラム122で覆われ、この電装部内はパージガスにて所定圧に保たれている。
【0029】
このため、ベース部129には図示しない配管が配設され、この配管を通じてパージガスが導入される。導入されたパージガスは、保護ベアリング120とロータ軸113間、モータ121のロータとステータ間、ステータコラム122と回転翼102間の隙間を通じて排気口133へ送出される。
【0030】
ここに、ターボ分子ポンプ100は、個々に調整された固有のパラメータ(例えば、機種の特定、機種に対応する諸特性)に基づいた制御を要する。この制御パラメータを格納するために、上記ターボ分子ポンプ100は、その本体内に電子回路部141を備えている。電子回路部141は、EEP−ROM等の半導体メモリ及びそのアクセスのための半導体素子等の電子部品、その実装用の基板143等から構成される。
【0031】
この電子回路部141は、ターボ分子ポンプ100の下部を構成するベース部129の中央付近の図示しない回転数センサの下部に収容され、気密性の底蓋145によって閉じられている。
【0032】
ところで、プロセスガスは、反応性を高めるため高温の状態でチャンバに導入されることがある。そして、これらのプロセスガスは、排気される際に冷却されてある温度になると固体となり排気系に生成物を析出する場合がある。
そして、この種のプロセスガスがターボ分子ポンプ100内で低温となって固体状となり、ターボ分子ポンプ100内部に付着して堆積する。
【0033】
例えば、Alエッチング装置にプロセスガスとしてSiCl4が使用された場合、低真空(760[torr]〜10−2[torr])かつ、低温(約20
[℃])のとき、固体生成物(例えばAlCl3)が析出し、ターボ分子ポンプ100内部に付着堆積することが蒸気圧曲線からわかる。
ターボ分子ポンプ100内部にプロセスガスの析出物が堆積すると、この堆積物がポンプ流路を狭め、ターボ分子ポンプ100の性能を低下させる原因となる。
【0034】
ここに、前述した生成物は排気口付近の温度が低い部分、特に回転翼102及びネジ付きスペーサ131付近で凝固、付着し易い状況にあった。この問題を解決するために、従来はベース部129等の外周に図示しないヒータや環状の水冷管149を巻着させ、かつ例えばベース部129に図示しない温度センサ(例えばサーミスタ)を埋め込み、この温度センサの信号に基づきベース部129の温度を一定の高い温度(設定温度)に保つようにヒータの加熱や水冷管149による冷却の制御(以下TMSという。TMS;Temperature Management System)が行われている。
【0035】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、制御装置内部には、ターボ分子ポンプ100や制御装置の稼動を記録する記憶部を有している。そして、その記録内容は、操作者により制御装置に附帯された液晶パネルで随時参照可能である。
【0036】
そして、ターボ分子ポンプ100や制御装置の稼動状況に応じて、操作者が記録内容を定期的に参照することで、ターボ分子ポンプ100や制御装置のメンテナンス時期又は使用抑制時期、若しくはそれら両方の時期を判断していた。
このため、操作者が記録内容の参照を怠った場合には、ターボ分子ポンプ100や制御装置の機能が著しく低下したり、故障・破損したりするおそれがあった。
【0037】
一方、ターボ分子ポンプ100や制御装置の稼動環境や稼動状況により、メンテナンス時期や使用抑制時期は異なり一意に定まらないため、メンテナンス時期等を設定するに際しては、経験上の余裕を比較的大きく設定する必要があり、また、慎重を期する意味からメンテナンス間隔は短く取らざるを得なかった。
【0038】
更に、操作者の介在が前提となっており、ターボ分子ポンプ100が接続され、吸引対象となる外部装置との連携を考慮した形でのメンテナンス時期や使用抑制時期等の判断の自動化は行われていない。
【0039】
本発明はこのような従来の課題に鑑みてなされたもので、機能低下や故障・破損等を未然に防ぎ、稼動環境や稼動状況に応じてメンテナンス時期や使用抑制時期を精度よく判断可能な真空ポンプを提供することを目的とする。
【0040】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、外部装置よりプロセスガスを吸引する真空ポンプ本体と、該真空ポンプ本体を制御する制御装置と、前記外部装置側より該制御装置に入力される前記プロセスガスの吐出状況を示すプロセス信号と、該プロセス信号が継続している時間を計測する計測手段と、前記真空ポンプ本体の寿命時間を予め設定する寿命時間設定手段と、該寿命時間設定手段で設定された寿命時間と前記計測手段で計測されたプロセス信号の継続時間とを比較する比較手段と、該比較手段で比較された結果を通知する通知手段とを備えて構成した。
【0041】
真空ポンプ内部を流れるプロセスガスにより析出される堆積物の量を推測するために、プロセスガスの吐出元である外部装置側よりプロセスガスの吐出状況を示すプロセス信号を制御装置に入力する。このプロセス信号は、例えば現在外部装置側より真空ポンプに対しプロセスガスを吐出中であるか否かを示すものである。
【0042】
一方、ユーザ等は、堆積物の量を過去の経験則や実験データ等から予め推測し、制御装置上で真空ポンプ本体の寿命時間を予め設定可能である。そして、プロセス信号の継続時間が設定された真空ポンプ本体の寿命時間を超えた場合には結果を通知する。通知には警報も含む。
【0043】
以上により、真空ポンプの機能低下や故障・破損を未然に防ぐことができる。また、稼動環境・状況に応じて寿命時間設定値を定めることが可能である。更に、寿命時間の判断等は高精度に行え、その分メンテナンス間隔等は長くなる。
【0044】
また、本発明は、外部装置よりプロセスガスを吸引する真空ポンプ本体と、該真空ポンプ本体を制御する制御装置と、前記外部装置側より該制御装置に入力される前記プロセスガスが吐出された合計時間や吐出量等を点数化した点数データと、該点数データを積算する点数データ積算手段と、前記真空ポンプ本体の寿命を点数として予め設定する寿命点数設定手段と、該寿命点数設定手段で設定された寿命点数と前記点数データ積算手段で積算された点数データとを比較する比較手段と、該比較手段で比較された結果を通知する通知手段とを備えて構成した。
【0045】
外部装置側よりプロセスガスが吐出された合計時間や吐出量等を点数化したデータとして入力することで寿命予測を行う。点数化は外部装置側で演算される。制御装置では、この点数データを積算する。
【0046】
一方、ユーザ等は、堆積物の量を過去の経験則や実験データ等から予め推測し、制御装置上で真空ポンプ本体の寿命点数を予め設定可能である。そして、積算された点数データが設定された真空ポンプ本体の寿命点数を超えた場合には結果を通知する。
以上により、真空ポンプの機能低下や故障・破損を未然に防ぐことができる。
【0047】
更に、本発明は、外部装置よりプロセスガスを吸引する真空ポンプ本体と、該真空ポンプ本体を制御する制御装置と、前記真空ポンプ本体の運転時間を計測する運転時間計測手段と、前記運転時間に対する所定の掛け率が定義されたテーブルと、該テーブルを基に前記運転時間計測手段で計測された運転時間から前記掛け率を求める掛け率算出手段と、該掛け率算出手段で求められた掛け率を前記プロセス信号の継続時間又は前記点数データに対し乗算する乗算手段とを備えて構成した。
【0048】
運転時間に対する所定の掛け率を求めテーブル化しておく。この掛け率をプロセス信号の継続時間又は点数データに対し乗算する。
以上により、真空ポンプの経年変化を考慮した形で寿命予測できる。
【0049】
更に、本発明は、外部装置よりプロセスガスを吸引する真空ポンプ本体と、該真空ポンプ本体を制御する制御装置と、前記真空ポンプ本体の回転数を計測する回転数計測手段と、前記回転数に対する所定の掛け率が定義されたテーブルと、該テーブルを基に前記回転数計測手段で計測された回転数から前記掛け率を求める掛け率算出手段と、該掛け率算出手段で求められた掛け率を前記プロセス信号の継続時間又は前記点数データに対し乗算する乗算手段とを備えて構成した。
【0050】
回転数に対する所定の掛け率を求めテーブル化しておく。この掛け率をプロセス信号の継続時間又は点数データに対し乗算する。
以上により、真空ポンプの運転状況を考慮した形で寿命予測できる。
【0051】
更に、本発明は、外部装置よりプロセスガスを吸引する真空ポンプ本体と、該真空ポンプ本体を制御する制御装置と、前記真空ポンプ本体の負荷の大きさを計測する負荷計測手段と、前記負荷の大きさに対する所定の掛け率が定義されたテーブルと、該テーブルを基に前記負荷計測手段で計測された負荷の大きさから前記掛け率を求める掛け率算出手段と、該掛け率算出手段で求められた掛け率を前記プロセス信号の継続時間又は前記点数データに対し乗算する乗算手段とを備えて構成した。
【0052】
負荷の大きさに対する所定の掛け率を求めテーブル化しておく。この掛け率をプロセス信号の継続時間又は点数データに対し乗算する。
以上により、真空ポンプの運転状況を考慮した形で寿命予測できる。
【0053】
更に、本発明は、外部装置よりプロセスガスを吸引する真空ポンプ本体と、該真空ポンプ本体を制御する制御装置と、前記真空ポンプ本体のエラー情報を検出するエラー情報検出手段と、前記エラー情報に対する所定の掛け率が定義されたテーブルと、該テーブルを基に前記エラー情報検出手段で検出されたエラー情報から前記掛け率を求める掛け率算出手段と、該掛け率算出手段で求められた掛け率を前記プロセス信号の継続時間又は前記点数データに対し乗算する乗算手段とを備えて構成した。
【0054】
エラー情報に対する所定の掛け率を求めテーブル化しておく。この掛け率をプロセス信号の継続時間又は点数データに対し乗算する。
以上により、真空ポンプの故障状況を考慮した形で寿命予測できる。
【0055】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1の実施形態について説明する。図1に、本発明の第1実施形態のブロック図を示す。図1において、制御装置では、ステップ1(図中S1と略す。以下、同旨)及びステップ2で、まずターボ分子ポンプ100の稼動状態や故障情報等を記録し、定期的にデータ更新する。データ更新は制御装置に内蔵のメモリに対し行われると同時に、バックアップのためターボ分子ポンプ100側に内蔵のメモリに対しても行われる。
【0056】
ターボ分子ポンプ100の稼動状態は、例えばターボ分子ポンプ100の稼動時間や外部装置側から入力信号ポートを介して受信された信号等である。ターボ分子ポンプ100の稼動時間は、ターボ分子ポンプ100のモータ121に対し通電された時間で計測される。
【0057】
一方、ユーザは、ステップ3において、メンテナンス時刻や使用抑制時刻を制御装置に対し設定可能である。設定されたメンテナンス時刻等はステップ4で制御装置及びターボ分子ポンプ100に内蔵のメモリに記憶される。
【0058】
ステップ1及びステップ2で更新されたデータは、随時、ステップ5でメンテナンス時刻や使用抑制時刻等と比較される。そして、比較の結果、メンテナンス時刻を超えている場合には、ステップ6で通知部を介して制御装置の液晶パネル等で表示される。
【0059】
また、比較の結果、使用抑制時刻を超えている場合には、ステップ6で通知すると共に、ステップ7で使用抑制部を介してターボ分子ポンプ100の使用を抑制する。使用抑制は、例えばポンプの停止である。この使用抑制情報はステップ8でメモリにも記憶される。
なお、稼動状態を示す一部の信号は、ステップ9に示すように、外部装置より制御装置の入力信号ポートに入力される。
【0060】
次に、寿命予測の具体的な方法について説明する。
メンテナンス時刻や使用抑制時刻は、ターボ分子ポンプ100内部を流れるプロセスガスにより析出される堆積物の量と深い関係がある。そして、この堆積物の量を推測するためには、例えばターボ分子ポンプ100の稼動時間を計測しても十分ではない。
【0061】
そこで、プロセスガスの吐出元である外部装置側よりプロセスガスの吐出状況を示すプロセス信号を制御装置の入力信号ポートに入力する。このプロセス信号は、例えば現在外部装置側よりターボ分子ポンプ100に対しプロセスガスを吐出中(吐出中はON信号を送信)であるか否かを示すものである。
【0062】
一方、ユーザは、堆積物の量を過去の経験則や実験データ等から予め推測し、制御装置上でターボ分子ポンプ100のメンテナンスを行う時間であるメンテナンス時刻や、ターボ分子ポンプ100の使用を抑制する使用抑制時刻を設定する。
【0063】
制御装置は、プロセス信号を基に、その信号がONしている時間を定期的に更新・記憶する。そして、更新された時間がメンテナンス時刻を超えた場合には、制御装置の液晶パネルへその旨を表示する。また、使用抑制時刻に到達した場合には、同様に液晶パネル・外部出力信号へ通知すると共にターボ分子ポンプ100の使用を抑制する。
以上により、ターボ分子ポンプ100の機能低下や、ターボ分子ポンプ100の故障・破損を未然に防ぐことができる。
【0064】
また、稼動環境・状況に応じてメンテナンス時期設定値、使用抑制時期設定値を定めることが可能である。更に、メンテナンス時期等は、定期的に自動判断されるため、従来と比較してメンテナンス時期等は時間的余裕を小さく設定できる。メンテナンス時期の判断等は高精度に行え、その分メンテナンス間隔は長くなる。
【0065】
更に、入力信号ポートを介して他装置から寿命予測に必要な情報を入手可能としたことで、ターボ分子ポンプ100の寿命予測の判断がより正確に行えると共に、他装置との間の連携の自動化が容易にできる。
なお、入力信号ポートは外部装置側に合わせるような形で、パラレル通信又はシリアル通信が適用可能である。
【0066】
次に、本発明の第2実施形態について説明する。本発明の第2実施形態では、寿命予測の別方法について説明するものである。
本発明の第1実施形態では、プロセスガスの吐出中を示す信号を基に寿命予測を行った。しかしながら、本発明の第2実施形態ではプロセスガスの吐出中を示す信号に代えて、外部装置側よりプロセスガスが吐出された合計時間や吐出量等を点数化したデータとして入力することで寿命予測を行う。
【0067】
点数化は外部装置側で演算される。かかる点数化を行えば、例えば入力信号ポートが他のデータに専有され、1時間に1回しか入力信号ポートにプロセスガスの吐出状況を示す信号データが送信されないような場合でも、この1時間中に何分、プロセスガスを吐出したのかを外部装置側より制御装置に対し定量的に通知することができる。
【0068】
例えば外部装置側で1時間中に30分プロセスガスを吐出した場合には、30分に相当する点数である30点を外部装置側で演算し、外部装置側より制御装置に対し送信する。制御装置では、この30点を加算(若しくは減算)・記憶する。そして、加算された累積点数がメンテナンス点数を超えた場合には、制御装置の液晶パネルへその旨を表示する。また、使用抑制点数に到達した場合には、同様に液晶パネル・外部出力信号へ通知すると共にターボ分子ポンプ100の使用を抑制する。
【0069】
以上により、本発明の第1実施形態と同様、ターボ分子ポンプ100の機能低下や、ターボ分子ポンプ100の故障・破損を未然に防ぐことができる。また、シリアル伝送である等の入力信号ポートによる制約や信号の伝送速度による制約を受け難い。
【0070】
次に、本発明の第3実施形態について説明する。本発明の第3実施形態では、寿命予測の別方法について説明するものである。
ターボ分子ポンプ100は運転時間が長く経過すればする程、径年変化により故障し易くなることが想定される。このため、運転時間と故障のし易さの度合いの関係をまずグラフ化する。その後、このグラフを基に運転時間に対する所定の掛け率を求めテーブル化しておく。
【0071】
この掛け率は、本発明の第1実施形態による送信データや本発明の第2実施形態による送信された点数に対し掛け算される定数データである。掛け率は、運転時間に対し段階的に決められてもよいし、連続的に変化するように決められてもよい。
【0072】
段階的に決められる場合には、例えば図2のようにテーブル化する。図2において、ターボ分子ポンプ100の運転時間がメーカー推奨のメンテナンス時刻(例えば10,000時間)以下の場合には100パーセントの掛け率、メーカー推奨のメンテナンス時刻の2倍の時間を経過した場合には200パーセントの掛け率を予めテーブル化しておく。なお、メーカー推奨のメンテナンス時刻(例えば回転翼102の寿命や制御装置使用の空冷ファンの寿命等からメーカーにて判断)は、ターボ分子ポンプ100出荷の際に予めメモリに保存されている。
【0073】
制御装置では、ターボ分子ポンプ100の運転時間を基にこの運転時間に対応した掛け率をテーブルより読み取る。その後、送信されたデータや点数に対し、この掛け率を掛け算した後、その結果のデータや点数を加算(若しくは減算)・記憶する。
【0074】
そして、加算されたデータや点数がメンテナンス点数等を超えた場合には、制御装置の液晶パネルへその旨を表示する。また、使用抑制点数等に到達した場合には、同様に液晶パネル・外部出力信号へ通知すると共にターボ分子ポンプ100の使用を抑制する。
以上により、ターボ分子ポンプ100の経年変化を考慮した形で寿命予測できる。
【0075】
なお、掛け率の適用は、本発明の第1実施形態による送信データや本発明の第2実施形態による送信された点数に限るものではなく、例えば、ターボ分子ポンプ100の運転時間や制御装置の通電時間を寿命予測判断に利用する場合等にも適用可能である。
【0076】
次に、本発明の第4実施形態について説明する。本発明の第4実施形態では、寿命予測の別方法について説明するものである。
ターボ分子ポンプ100は回転数が大きくなればなる程、故障し易くなることが想定される。このため、回転数と故障のし易さの度合いの関係をまずグラフ化する。その後、このグラフを基に回転数に対する所定の掛け率を求めテーブル化しておく。
【0077】
この掛け率は、本発明の第1実施形態による送信データや本発明の第2実施形態による送信された点数に対し掛け算される定数データである。掛け率は、回転数に対し段階的に決められてもよいし、連続的に変化するように決められてもよい。
段階的に決められる場合には、例えば図3のようにテーブル化する。図3において、ターボ分子ポンプ100の回転数が定格回転を超えた場合には100パーセントの掛け率、定格回転の50パーセントで回転されている場合には75パーセントの掛け率を予めテーブル化しておく。
【0078】
制御装置では、ターボ分子ポンプ100の回転数を基にこの回転数に対応した掛け率をテーブルより読み取る。その後、送信されたデータや点数に対し、この掛け率を掛け算した後、その結果のデータや点数を加算(若しくは減算)・記憶する。
【0079】
そして、加算されたデータや点数がメンテナンス点数等を超えた場合には、制御装置の液晶パネルへその旨を表示する。また、使用抑制点数等に到達した場合には、同様に液晶パネル・外部出力信号へ通知すると共にターボ分子ポンプ100の使用を抑制する。
以上により、ターボ分子ポンプ100の運転状況を考慮した形で寿命予測できる。
【0080】
次に、本発明の第5実施形態について説明する。本発明の第5実施形態では、寿命予測の別方法について説明するものである。
ターボ分子ポンプ100は負荷が大きくなればなる程、故障し易くなることが想定される。
【0081】
このため、負荷の大きさをモータ121に流す電流値から推測し、この電流値を基に掛け率を判断する。掛け率の適用方法等は本発明の第3実施形態及び第4実施形態と同様である。
以上により、ターボ分子ポンプ100の運転状況を考慮した形で寿命予測できる。
【0082】
次に、本発明の第6実施形態について説明する。本発明の第6実施形態では、寿命予測の別方法について説明するものである。
ターボ分子ポンプ100はエラー情報の内容如何により、運転を停止する場合と、警報のみに止め運転は継続する場合がある。
【0083】
従って、掛け率をこのエラー情報毎にその重大性を基に定める。掛け率の適用方法等は本発明の第3実施形態及び第4実施形態と同様である。
以上により、ターボ分子ポンプ100の故障情報を考慮した形で寿命予測できる。
【0084】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、寿命時間設定値と計測されたプロセス信号の継続時間とを比較し結果を通知するように構成したので、真空ポンプの機能低下や故障・破損を未然に防ぐことができる。
また、稼動環境・状況に応じて寿命時間設定値を定めることが可能である。更に、寿命時間の判断等は高精度に行え、その分メンテナンス間隔等は長くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態のブロック図
【図2】運転時間に対する掛け率の例
【図3】回転速度に対する掛け率の例
【図4】ターボ分子ポンプの縦断面図
【符号の説明】
100 ターボ分子ポンプ
103 回転体
104 上側径方向電磁石
105 下側径方向電磁石
106A、106B 軸方向電磁石
107 上側径方向センサ
108 下側径方向センサ
109 軸方向センサ
113 ロータ軸
121 モータ
129 ベース部
Claims (7)
- 外部装置よりプロセスガスを吸引する真空ポンプ本体と、
該真空ポンプ本体を制御する制御装置と、
前記外部装置側より該制御装置に入力される前記プロセスガスの吐出状況を示すプロセス信号と、
該プロセス信号が継続している時間を計測する計測手段と、
前記真空ポンプ本体の寿命時間を予め設定する寿命時間設定手段と、
該寿命時間設定手段で設定された寿命時間と前記計測手段で計測されたプロセス信号の継続時間とを比較する比較手段と、
該比較手段で比較された結果を通知する通知手段とを備えたことを特徴とする真空ポンプ。 - 外部装置よりプロセスガスを吸引する真空ポンプ本体と、
該真空ポンプ本体を制御する制御装置と、
前記外部装置側より該制御装置に入力される前記プロセスガスが吐出された合計時間や吐出量等を点数化した点数データと、
該点数データを積算する点数データ積算手段と、
前記真空ポンプ本体の寿命を点数として予め設定する寿命点数設定手段と、
該寿命点数設定手段で設定された寿命点数と前記点数データ積算手段で積算された点数データとを比較する比較手段と、
該比較手段で比較された結果を通知する通知手段とを備えたことを特徴とする真空ポンプ。 - 外部装置よりプロセスガスを吸引する真空ポンプ本体と、
該真空ポンプ本体を制御する制御装置と、
前記真空ポンプ本体の運転時間を計測する運転時間計測手段と、
前記運転時間に対する所定の掛け率が定義されたテーブルと、
該テーブルを基に前記運転時間計測手段で計測された運転時間から前記掛け率を求める掛け率算出手段と、
該掛け率算出手段で求められた掛け率を前記プロセス信号の継続時間又は前記点数データに対し乗算する乗算手段とを備えたことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の真空ポンプ。 - 外部装置よりプロセスガスを吸引する真空ポンプ本体と、
該真空ポンプ本体を制御する制御装置と、
前記真空ポンプ本体の回転数を計測する回転数計測手段と、
前記回転数に対する所定の掛け率が定義されたテーブルと、
該テーブルを基に前記回転数計測手段で計測された回転数から前記掛け率を求める掛け率算出手段と、
該掛け率算出手段で求められた掛け率を前記プロセス信号の継続時間又は前記点数データに対し乗算する乗算手段とを備えたことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の真空ポンプ。 - 外部装置よりプロセスガスを吸引する真空ポンプ本体と、
該真空ポンプ本体を制御する制御装置と、
前記真空ポンプ本体の負荷の大きさを計測する負荷計測手段と、
前記負荷の大きさに対する所定の掛け率が定義されたテーブルと、
該テーブルを基に前記負荷計測手段で計測された負荷の大きさから前記掛け率を求める掛け率算出手段と、
該掛け率算出手段で求められた掛け率を前記プロセス信号の継続時間又は前記点数データに対し乗算する乗算手段とを備えたことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の真空ポンプ。 - 外部装置よりプロセスガスを吸引する真空ポンプ本体と、
該真空ポンプ本体を制御する制御装置と、
前記真空ポンプ本体のエラー情報を検出するエラー情報検出手段と、
前記エラー情報に対する所定の掛け率が定義されたテーブルと、
該テーブルを基に前記エラー情報検出手段で検出されたエラー情報から前記掛け率を求める掛け率算出手段と、
該掛け率算出手段で求められた掛け率を前記プロセス信号の継続時間又は前記点数データに対し乗算する乗算手段とを備えたことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の真空ポンプ。 - 前記比較手段で比較された結果に基づき前記真空ポンプ本体を停止することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の真空ポンプ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002278307A JP2004116328A (ja) | 2002-09-25 | 2002-09-25 | 真空ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002278307A JP2004116328A (ja) | 2002-09-25 | 2002-09-25 | 真空ポンプ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004116328A true JP2004116328A (ja) | 2004-04-15 |
Family
ID=32273607
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002278307A Pending JP2004116328A (ja) | 2002-09-25 | 2002-09-25 | 真空ポンプ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004116328A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009297287A (ja) * | 2008-06-13 | 2009-12-24 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | クッション |
WO2014050195A1 (ja) * | 2012-09-26 | 2014-04-03 | ダイキン工業株式会社 | 制御装置 |
JP2020012423A (ja) * | 2018-07-19 | 2020-01-23 | エドワーズ株式会社 | 真空ポンプ |
CN114623066A (zh) * | 2020-12-10 | 2022-06-14 | 株式会社岛津制作所 | 真空泵的分析装置、真空泵及存储介质 |
-
2002
- 2002-09-25 JP JP2002278307A patent/JP2004116328A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009297287A (ja) * | 2008-06-13 | 2009-12-24 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | クッション |
WO2014050195A1 (ja) * | 2012-09-26 | 2014-04-03 | ダイキン工業株式会社 | 制御装置 |
JP2014066454A (ja) * | 2012-09-26 | 2014-04-17 | Daikin Ind Ltd | 制御装置 |
JP2020012423A (ja) * | 2018-07-19 | 2020-01-23 | エドワーズ株式会社 | 真空ポンプ |
CN110735805A (zh) * | 2018-07-19 | 2020-01-31 | 埃地沃兹日本有限公司 | 真空泵 |
JP7164981B2 (ja) | 2018-07-19 | 2022-11-02 | エドワーズ株式会社 | 真空ポンプ |
CN114623066A (zh) * | 2020-12-10 | 2022-06-14 | 株式会社岛津制作所 | 真空泵的分析装置、真空泵及存储介质 |
US20220186739A1 (en) * | 2020-12-10 | 2022-06-16 | Shimadzu Corporation | Analysis device of vacuum pump, vacuum pump, storage medium recording analysis program, and analysis method |
US11603850B2 (en) * | 2020-12-10 | 2023-03-14 | Shimadzu Corporation | Analysis device of vacuum pump, vacuum pump, storage medium recording analysis program, and analysis method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7245097B2 (en) | Motor control system and vacuum pump equipped with the motor control system | |
CN112219034B (zh) | 真空泵及温度控制装置 | |
JP4673011B2 (ja) | ターボ分子ポンプの温度制御装置 | |
JP2004116328A (ja) | 真空ポンプ | |
US20230151826A1 (en) | Vacuum pump and controller | |
JP2003278692A (ja) | 真空ポンプ | |
WO2020158658A1 (ja) | 真空ポンプ及び真空ポンプの制御装置 | |
JP2003232292A (ja) | 真空ポンプ | |
JP3874993B2 (ja) | ターボ分子ポンプ | |
JP7408618B2 (ja) | 真空ポンプ及び制御装置 | |
WO2023095851A1 (ja) | 真空ポンプ及び制御装置 | |
US20240117816A1 (en) | Vacuum pump | |
US20240167484A1 (en) | Vacuum pump, vacuum pump controller, and remote controller | |
WO2022255202A1 (ja) | 真空ポンプ、スペーサ及びケーシング | |
US20230250826A1 (en) | Vacuum pump and vacuum pump rotor blade | |
EP4108929A1 (en) | Vacuum pump and controller | |
EP4166790A1 (en) | Vacuum pump | |
WO2022124240A1 (ja) | 真空ポンプ | |
CN117337362A (zh) | 真空泵 | |
KR20230116781A (ko) | 진공 펌프 | |
CN117043469A (zh) | 涡轮分子泵 | |
JP2004100624A (ja) | 真空ポンプシステム | |
JP2024055254A (ja) | 真空ポンプ | |
CN116783391A (zh) | 真空泵 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20040108 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040301 |