JP2008298006A - 真空ポンプの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ポンプ運転時の排気効率を低下させること無く、且つ、ポンプ運転停止時の排気側からポンプ内への大気の急激な逆流を抑制することのできる真空ポンプの制御方法を提供する。
【解決手段】スクリューロータ３、１０がハウジング４、１１内に回転可能に収容され、前記スクリューロータ３、１０を回転させるモータ２６、２８と該モータ２６、２８の動作制御を行なう制御手段３６とが設けられた真空ポンプ１の制御方法であって、前記制御手段３６は、ポンプ運転の停止命令を示す信号を受け取ると、前記スクリューロータ３、１０の回転動作が停止するまでの間に、前記モータ２６、２８の回転数を段階的又は連続的に減少させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、真空ポンプの制御方法に関し、特に半導体製造工程等の反応生成ガスを流す工程で使用するスクリューロータを備える真空ポンプであって、ポンプ運転停止時に排気側からの大気の急激な逆流を抑制する真空ポンプの制御方法に関する。

従来、スクリュー式の真空ポンプにあっては、排気停止時において、スクリューロータの回転を停止させるために、ロータ回転を駆動するモータが停止される。
しかしながら、モータの駆動を停止しスクリューロータの回転を停止させると、ポンプ内は大気圧に対して負圧状態であり、排気口からポンプ内へ急激に大気が逆流し、ポンプ内の排気室と、排気室とシールされた軸受部との間に差圧が生じ、軸受部に反応生成ガスが流入することにより、軸受に反応生成物が付着するという問題があった。

また、スクリューロータを用いた真空ポンプにあっては、ロータ回転を駆動するモータへの電源供給が停止されると、スクリューロータの回転はフリー状態、即ちブレーキが効かない状態となる。このため、ポンプ運転停止時に排気口からの大気の逆流が生じると、スクリューロータが逆回転し、排気側に付着している反応生成物等がポンプ内に流入しやすくなるという課題があった。
このような課題に対し特許文献１には、大気の逆流を防止するための騒音防止用逆止弁を応用して、排気口からの大気の逆流を防止する真空ポンプが開示されている。
特開平８−３１２５６１号公報

しかしながら、特許文献１に開示の真空ポンプのように、排気口に逆止弁を設けた構成の場合、ポンプ運転時に排気されるプロセスガスが常に逆止弁に当たるため、これが排気抵抗となり、ポンプ運転時の排気効率が低下するという課題があった。

本発明は、前記したような事情の下になされたものであり、ポンプ運転時の排気効率を低下させること無く、且つ、ポンプ運転停止時の排気側からポンプ内への大気の急激な逆流を抑制することのできる真空ポンプの制御方法を提供することを目的とする。

前記した課題を解決するために、本発明に係る真空ポンプの制御方法は、スクリューロータがハウジング内に回転可能に収容され、前記スクリューロータを回転させるモータと該モータの動作制御を行なう制御手段とが設けられた真空ポンプの制御方法であって、前記制御手段は、ポンプ運転の停止命令を示す信号を受け取ると、前記スクリューロータの回転動作が停止するまでの間に、前記モータの回転数を段階的又は連続的に減少させることに特徴を有する。
また、前記制御手段は、ポンプ運転の停止命令を示す信号を受け取ると、前記スクリューロータの回転数が所定の回転数に達するまで、前記モータの回転数を段階的又は連続的に減少させることが望ましい。
尚、ここで段階的とは、モータの回転数をステップ状に徐々に変化させることであり、連続的とは、モータの回転数を絶え間なく徐々に変化させることである。
また、モータの回転数の検出は、エンコーダ等を用いて直接検出してもよいし、モータの電流値または消費電力で換算してもよい。

このような制御方法によれば、真空ポンプのスクリューロータの回転数が段階的又は連続的に減少させられるため、ポンプ内の気圧は緩やかに上昇し、ポンプ運転停止時における排気側からの大気の急激な逆流は発生しない。また、スクリューロータが逆回転することもない。
したがって、従来のようにポンプ内の排気室と、排気室とシールされた軸受部との間に差圧が生じ、軸受部に反応生成ガスが流入することにより、軸受に反応生成物が付着することや、排気口側に付着している反応生成物がポンプ内に流入することなく、ポンプ運転を停止させることができる。
また、真空ポンプの排気側に逆止弁を設ける構成ではないため、ポンプ運転時における排気抵抗がなく、排気効率を低下させずにポンプ運転を行なうことができる。

また、前記制御手段は、前記スクリューロータの回転数が所定の回転数に達した後、前記真空ポンプのプロセスガス流路に設けられた圧力検出手段が検出した気圧が所定の気圧値に達するまでの間、前記スクリューロータを前記所定の回転数以下で回転駆動させることが望ましい。
また、前記制御手段は、前記圧力検出手段が検出した気圧が所定の気圧値に達した後、前記モータの駆動を停止させることが望ましい。
このような制御によれば、ポンプ吸気側の気圧が所定値になるまでスクリューロータを低速運転できるため、ポンプ内（チャンバ内）における気圧の大気圧への復帰を緩やかにし、急激な気圧変化を防止することができる。
また、前記制御手段は、前記圧力検出手段が検出した気圧が大気圧となるまで、前記モータの回転数を０ｒｐｍに維持する制御を行なうことが望ましい。
このような制御、即ちモータの回転にブレーキを掛けることにより、スクリューロータの逆回転を確実に防止することができる。

或いは、前記制御手段は、前記スクリューロータの回転数が所定の回転数に達した後、前記ポンプ運転の停止命令を示す信号を受け取ってからの経過時間が所定時間に達するまでの間、前記スクリューロータを前記所定の回転数以下で回転駆動させてもよい。
また、その際、前記制御手段は、前記ポンプ運転の停止命令を示す信号を受け取ってからの経過時間が所定時間に達した後、さらに所定時間の間、前記モータの回転数を０ｒｐｍに維持する制御を行ない、前記モータの駆動を停止させてもよい。
このように制御することによっても、ポンプ運転の停止処理か開始されてから所定の経過時間の間、スクリューロータを低速運転できるため、ポンプ内（チャンバ内）における気圧の大気圧への復帰を緩やかにし、急激な気圧変化を防止することができる。

本発明によれば、ポンプ運転時の排気効率を低下させること無く、且つ、ポンプ運転停止時の排気側からポンプ内への大気の急激な逆流を抑制することのできる真空ポンプの制御方法を得ることができる。

以下、本発明に係る真空ポンプの制御方法の実施の形態について図面に基づき説明する。図１は本発明に係る制御方法を実施することのできる真空ポンプ１の構成を模式的に示す断面図である。
図示するように、この真空ポンプ１は２段ポンプで構成される。真空ポンプ１は、筐体２内に収容された上流側の真空ポンプＢＰと下流側の真空ポンプＭＰとからなる。
真空ポンプＢＰは、一対のスクリューロータ３を備え、この一対のスクリューロータ３はハウジング４の内部に収納されている。そして、前記ハウジング４の上端面及び下端面は、上端板５及び下端板６によって封止されている。尚、図１にあっては、スクリューロータ３の一方側のみを図示している。
また、前記一対のスクリューロータ３とハウジング４によって作動室７が形成される。この作動室７には吸気口８からプロセスガス（反応生成ガス）が導入され、前記一対のスクリューロータ３の回転に伴い、前記作動室７内のプロセスガスは、必要に応じて移送と圧縮工程を経て、排気口９から排気されるようになされている。

一方、真空ポンプＭＰは、一対のスクリューロータ１０を備え、このスクリューロータ１０はハウジング１１の内部に収納されている。ハウジング１１の上端面及び下端面は、上端板１２及び下端板１３によって封止されている。尚、図１にあっては、スクリューロータ１０の一方側のみを図示している。
また、前記一対のスクリューロータ１０とハウジング１１によって作動室１４が形成される。この作動室１４には真空ポンプＢＰの排気口９から排気されたプロセスガスが吸気口１５から導入される。そして、前記一対のスクリューロータ１０の回転に伴い、前記作動室１４内のプロセスガスは、移送と必要に応じて圧縮がなされ、排気口１６から排気されるように構成されている。

前記真空ポンプＢＰにおける一対のスクリューロータ３は、上端板５及び下端板６に設けられた軸受１７、１８によって、ハウジング４に対して回転可能に支持されている。同様に、前記真空ポンプＭＰにおける一対のスクリューロータ１０は、上端板１２及び下端板１３に設けられた軸受１９、２０によって、ハウジング１１に対して回転可能に支持されている。

また、前記真空ポンプＢＰにおいて軸受１７、１８の近傍に設けられた軸シール２１、２２は、軸受１７、１８とハウジング４内の作動室７を隔離し、軸受１７、１８の潤滑油がハウジング４内に漏洩するのを防止すると共に、ハウジング４の作動室７から軸受１７、１８に、プロセスガスや反応生成物等の異物が侵入することを防止している。
同様に、前記真空ポンプＭＰにおいて軸受１９、２０の近傍に設けられた軸シール２３、２４は、軸受１９、２０とハウジング１１内の作動室１４を隔離し、軸受１９、２０の潤滑油がハウジング１１内に漏洩するのを防止すると共に、ハウジング１１の作動室１４から軸受１９、２０に、プロセスガスや反応生成物等の異物が侵入することを防止している。

また、真空ポンプＢＰにおいて、スクリューロータ３の一端部には、タイミングギア２５が設けられ、図示していない他のスクリューロータの一端部に設けられた（紙面に対しタイミングギア２５の奥側の）タイミングギアと互いに噛み合うように構成されている。さらに、スクリューロータ３の他端部には、モータ２６が一体的に連結され、スクリューロータ３の回転に伴って、タイミングギア２５に噛み合うタイミングギアに連結された、図示していない他のスクリューロータ（紙面に対しスクリューロータ３の奥側のスクリューロータ）が回転するように構成されている。

また、真空ポンプＢＰと同様に、真空ポンプＭＰにおいて、スクリューロータ１０の一端部には、タイミングギア２７が設けられ、図示していない他のスクリューロータの一端部に設けられた（紙面に対しタイミングギア２７の奥側の）タイミングギアと互いに噛み合うように構成されている。さらに、スクリューロータ１０の他端部には、モータ２８が一体的に連結され、スクリューロータ１０の回転に伴って、タイミングギア２７に噛み合うタイミングギアに連結された、図示していない他のスクリューロータ（紙面に対しスクリューロータ１０の奥側のスクリューロータ）が回転するように構成されている。
尚、真空ポンプＢＰ並びに真空ポンプＭＰにおいて、モータ２６、２８としては、モータのロータ部が密閉されたキャンドモータが用いられるのが好ましい。また、前記タイミングギア２５、２７が収納されるギア室２９、３０の底部には、潤滑油３１が貯溜され、ポンプ（図示せず）により軸受とタイミングギア２５、２７に供給されている。

次に、真空ポンプＢＰにおけるハウジング４の上端板５及び下端板６、並びに、真空ポンプＭＰにおけるハウジング１１の上端板１２及び下端板１３に形成された不活性ガスの流通路について説明する。
真空ポンプＢＰにおいて、上端板５の側面から軸受１７と軸シール２１との間には、不活性ガス流通路５ａが形成されている。そして、不活性ガス流通路５ａを介して、軸受１７と軸シール２１との間に不活性ガスが供給されるようになされている。また、下端板６の側面から軸受１８と軸シール２２との間には、不活性ガス流通路６ａが形成され、この不活性ガス流通路６ａに不活性ガスが供給されるようになされている。

一方、真空ポンプＭＰにおいて、上端板１２の側面から軸受１９と軸シール２３との間には、不活性ガス流通路１２ａが形成されている。そして、不活性ガス流通路１２ａを介して、軸受１９と軸シール２３との間に不活性ガスが供給されるようになされている。また、下端板１３の側面から軸受２０と軸シール２４との間には、不活性ガス流通路１３ａが形成され、この不活性ガス流通路１３ａに不活性ガスが供給されるようになされている。

尚、真空ポンプＢＰにおける不活性ガス流通路５ａ、６ａに加えて、スクリューロータ３の外周面に臨んで不活性ガス流通路を開口してもよい。また、スクリューロータ３の外周面と上端板５の間にシール部材（図示せず）を配置し、このシール部材の外周面に臨んで不活性ガス流通路を開口してもよく、或いは、スクリューロータ３の外周面と下端板６との間にシール部材（図示せず）を配置し、このシール部材の外周面に臨んで不活性ガス流通路を開口してもよい。
また、真空ポンプＭＰにおける不活性ガス流通路１２ａ、１３ａに加えて、スクリューロータ１０の外周面に臨んで不活性ガス流通路を開口してもよい。また、スクリューロータ１０の外周面と上端板１２の間にシール部材（図示せず）を配置し、このシール部材の外周面に臨んで不活性ガス流通路を開口してもよく、或いは、スクリューロータ３の外周面と下端板１３との間にシール部材（図示せず）を配置し、このシール部材の外周面に臨んで不活性ガス流通路を開口してもよい。

このように、真空ポンプＢＰ、ＭＰにおいては、不活性ガス流通路５ａ、６ａ、１２ａ、１３ａを介して、不活性ガスがスクリューロータ３、１０の外周方向に供給されるため、軸受１７、１８側と作動室７側との間、並びに軸受１９、２０側と作動室１４との間を分離することができ、反応生成ガス（プロセスガス）あるいは反応生成ガスにより生成される生成物が軸受側に侵入するのを抑制することができる。また、反応生成ガスが希釈されるので、反応生成物を抑制することができる。
尚、以下の説明においては、不活性ガス流通路５ａ、６ａ、１２ａ、１３ａに対し、ポンプ動作中に供給される不活性ガスのことをシールガスと呼び、ポンプ動作停止中に供給される不活性ガスのことをストップパージガスと呼ぶ。

また、真空ポンプ１において、プロセスガス流路である真空ポンプＢＰの吸気口８側には、図示しないチャンバから真空ポンプ１に吸引されるプロセスガスの圧力を検出する圧力センサ３５（圧力検出手段）が設けられ、この圧力センサ３５が検出した圧力値はコントローラ３６（制御手段）に供給される。コントローラ３６は、真空ポンプＢＰのモータ２６及び真空ポンプＭＰのモータ２８の動作回転数を制御することができ、圧力センサ３５によって検出された圧力値に基づき、真空ポンプＢＰにおけるスクリューロータ３と、真空ポンプＭＰにおけるスクリューロータ１０の回転動作を制御するように構成されている。
尚、２段式ポンプである真空ポンプ１の場合、圧力センサ３５は、真空ポンプＢＰの吸気側の配置に限定されるものではなく、プロセスガス流路である真空ポンプＢＰの排気側、中間配管、真空ポンプＭＰの吸気側のいずれの位置に配置してもよい。

続いて、このように構成された真空ポンプ１におけるポンプ運転中から運転停止に至るまでの真空ポンプ１の制御方法について図２のフローに基づき説明する。
ポンプ運転中の状態から（図２のステップＳ１）、ポンプ運転の停止命令を示す信号を発するためのストップキーが押下されると（図２のステップＳ２）、真空ポンプＢＰに対しては（図２のステップＳ３）、例えば５０００ｒｐｍの回転数で動作していた真空ポンプＢＰのモータ２６の回転数が段階的又は連続的に減少させられる（図２のステップＳ４）。また、軸受１７、１８側に、シールガスに換えてストップパージガスが供給開始される。これにより、排気室内よりも軸受側の圧力が高くなり、反応生成ガスの軸受側への流入が抑制される。

真空ポンプＢＰのモータ２６の回転数が設定値（例えば２００ｒｐｍ）になると（図２のステップＳ５）、圧力センサ３５の検出結果、即ち、真空ポンプ１の吸気側における気圧が設定値（例えば、８０，０００Ｐａ）以上となるまで（図２のステップＳ７）、モータ２６の回転数（例えば２００ｒｐｍ）を維持した状態でスクリューロータ３の回転駆動（低速回転）がなされる（図２のステップＳ６）。
真空ポンプＢＰの低速回転駆動がなされた状態で、吸気側の気圧が設定値（例えば、８０，０００Ｐａ）以上に達すると（図２のステップＳ７）、真空ポンプＢＰのモータ２６の駆動が停止される（図２のステップＳ１２）。

一方、真空ポンプＭＰに対しては（図２のステップＳ３）、例えば５０００ｒｐｍの回転数で動作していた真空ポンプＭＰのモータ２８の回転数が段階的又は連続的に減少させられる（図２のステップＳ８）。また、軸受１９と、必要に応じて軸受２０側に、シールガスに換えてストップパージガスが供給開始される。

真空ポンプＭＰのモータ２８の回転数が設定値（例えば３００ｒｐｍ）になると（図２のステップＳ９）、圧力センサ３５の検出結果、即ち、真空ポンプ１の吸気側における気圧が設定値（例えば、９０，０００Ｐａ）以上となるまで（図２のステップＳ１１）、モータ２８の回転数（例えば３００ｒｐｍ）を維持した状態でスクリューロータ１０の回転駆動（低速回転）がなされる（図２のステップＳ１０）。
真空ポンプＭＰの低速回転駆動がなされた状態で、吸気側の気圧が設定値（例えば、９０，０００Ｐａ）以上に達すると（図２のステップＳ１１）、真空ポンプＭＰのモータ２８の駆動が停止される（図２のステップＳ１２）。
尚、真空ポンプＢＰ及びＭＰにおけるモータ回転数及び気圧の設定については前記した例に限定されるものではないが、真空ポンプＭＰは排気側が大気圧であって吸気側との差圧が大きいので、真空ポンプＢＰよりもモータ回転数を高くすることによって、大気がポンプ内に入り難くするほうが好ましい。また、ポンプ停止を制御するための気圧の設定値も、真空ポンプＢＰよりも真空ポンプＭＰを高く設定するほうが好ましい。

このようにして真空ポンプＢＰ及び真空ポンプＭＰにおけるモータ２６、２８の回転数が０ｒｐｍとなされると、コントローラ３６は、圧力センサ３５の検出結果により真空ポンプ１の吸気側における気圧が大気圧であるかを判断し（図２のステップＳ１３）、大気圧となるまで軸受１７、１８、１９、２０側にストップパージガスを供給すると共に、モータ２６、２８の回転数を０ｒｐｍに維持し、その後、ポンプ運転が停止完了となされる（図２のステップＳ１４）。

以上のようなステップを踏む制御によれば、真空ポンプ１の吸気側のプロセスガスの圧力値に基づき、真空ポンプＢＰのスクリューロータ３と真空ポンプＭＰのスクリューロータ１０の回転数が段階的又は連続的に減少させられ、これにより真空ポンプＢＰ、ＭＰ内の気圧は緩やかに大気圧まで上昇する。
このため、ポンプ運転停止時における排気側からの大気の急激な逆流は発生せず、スクリューロータが逆回転することもない。
したがって、従来のように逆流した大気による汚染や、排気口側に付着している反応生成物がポンプ内に流入することなく、ポンプ運転を停止させることができる。
また、真空ポンプ１の排気側に逆止弁を設ける構成ではないため、ポンプ運転時における排気抵抗がなく、排気効率を低下させずにポンプ運転を行なうことができる。

尚、図２に示したフローにおいては、真空ポンプ１の吸気側におけるプロセスガスの圧力変化に基づき、真空ポンプＢＰ、ＭＰにおけるモータ回転数を制御する例を示したが、制御プロセス間の経過時間に基づき、真空ポンプＢＰ、ＭＰにおけるモータ回転数を制御するようにしてもよい。

この経過時間に基づく制御について、図３のフローに基づき説明する。
ポンプ運転中の状態から（図３のステップＳＴ１）、ポンプ運転の停止命令を示す信号を発するためのストップキーが押下されると（図３のステップＳＴ２）、真空ポンプＢＰに対しては（図３のステップＳＴ３）、例えば５０００ｒｐｍの回転数で動作していた真空ポンプＢＰのモータ２６の回転数が段階的又は連続的に減少させられる（図３のステップＳＴ４）。また、軸受１７、１８側に、シールガスに換えてストップパージガスが供給開始される。

真空ポンプＢＰのモータ２６の回転数が設定値（例えば２００ｒｐｍ）になると（図３のステップＳＴ５）、真空ポンプＢＰのロータ回転減速処理が開始されてからの経過時間が所定の設定時間（例えば５ｍｉｎ）に達するまで（図３のステップＳＴ７）、モータ２６の回転数（例えば２００ｒｐｍ）を維持した状態でスクリューロータ３の回転駆動（低速回転）がなされる（図３のステップＳＴ６）。
また、真空ポンプＢＰのロータ回転減速処理が開始されてからの経過時間が所定の設定時間（例えば５ｍｉｎ）に達すると（図３のステップＳＴ７）、真空ポンプＢＰのモータ２６の駆動が停止される（図３のステップＳＴ１２）。

一方、真空ポンプＭＰに対しては（図３のステップＳＴ３）、例えば５０００ｒｐｍの回転数で動作していた真空ポンプＭＰのモータ２８の回転数が段階的又は連続的に減少させられる（図３のステップＳＴ８）。また、軸受１９と、必要に応じて軸受２０側に、シールガスに換えてストップパージガスが供給開始される。

真空ポンプＭＰのモータ２８の回転数が設定値（例えば３００ｒｐｍ）になると（図３のステップＳＴ９）、真空ポンプＭＰのロータ回転減速処理が開始されてからの経過時間が所定の設定時間（例えば、５ｍｉｎ）に達するまで（図３のステップＳＴ１１）、モータ２８の回転数（例えば３００ｒｐｍ）を維持した状態でスクリューロータ１０の回転駆動（低速回転）がなされる（図３のステップＳＴ１０）。
また、真空ポンプＭＰのロータ回転減速処理が開始されてからの経過時間が所定の設定時間（例えば、５ｍｉｎ）に達すると（図３のステップＳＴ１１）、真空ポンプＭＰのモータ２８の駆動が停止される（図３のステップＳＴ１２）。
尚、真空ポンプＢＰ及びＭＰにおけるモータ回転数の設定及び経過時間の設定については、前記した例に限定されるものではないが、真空ポンプＭＰは排気側が大気圧であって吸気側との差圧が大きいので、真空ポンプＢＰよりもモータ回転数を高くすることによって、大気がポンプ内に入り難くするほうが好ましい。また、ポンプ停止を制御するための設定時間も、真空ポンプＢＰよりも真空ポンプＭＰを長く設定するほうが好ましい。

そして、前記モータ２６、２８の回転を停止してからの経過時間が所定の設定時間（例えば５ｍｉｎ）に達するまで軸受１７、１８、１９、２０側へストップパージガスが供給される（図３のステップＳＴ１３、１４）。

以上のようなステップを踏む制御によれば、所定の経過時間に基づき、真空ポンプＢＰのスクリューロータ３と真空ポンプＭＰのスクリューロータ１０の回転数が段階的又は連続的に減少され、これにより真空ポンプＢＰ、ＭＰ内の気圧は緩やかに大気圧まで上昇する。
このため、ポンプ運転停止時における排気側からの大気の急激な逆流は発生せず、スクリューロータが逆回転することもない。
したがって、従来のようにポンプ内の排気室と、排気室とシールされた軸受部との間に差圧が生じ、軸受部に反応生成ガスが流入することにより軸受に反応生成物が付着することや、排気口側に付着している反応生成物がポンプ内に流入することなく、ポンプ運転を停止させることができる。
また、真空ポンプ１の排気側に逆止弁を設ける構成ではないため、ポンプ運転時における排気抵抗がなく、排気効率を低下させずにポンプ運転を行なうことができる。

また、前記実施の形態においては、図１に示したように２段スクリュー式ポンプを例に説明したが、１段のスクリュー式真空ポンプ（例えば図１における真空ポンプＭＰのみの構成）の場合においても本発明に係る真空ポンプの制御方法を適用することができる。
その場合、真空ポンプの吸気側における気圧に基づく制御は、図４のようなフローとなる。尚、このフローの説明においては、図１に示す構成から真空ポンプＢＰを除いた構成に基づき説明する。

図４に示すように、ポンプ運転中の状態から（図４のステップＳＳ１）、ポンプ運転の停止命令を示す信号を発するためのストップキーが押下されると（図４のステップＳＳ２）、例えば５０００ｒｐｍの回転数で動作していた真空ポンプＭＰのモータ２８の回転数が段階的又は連続的に減少させられる（図４のステップＳＳ３）。また、軸受１９、２０側に、シールガスに換えてストップパージガスが供給開始される。

真空ポンプＭＰのモータ２８の回転数が設定値（例えば２００ｒｐｍ）になると（図４のステップＳＳ４）、圧力センサ３５の検出結果、即ち、真空ポンプ１の吸気側における気圧が設定値（例えば、８０，０００Ｐａ）以上となるまで（図４のステップＳＳ６）、モータ２８の回転数（例えば２００ｒｐｍ）を維持した状態でスクリューロータ１０の回転駆動（低速回転）がなされる（図４のステップＳＳ５）。
真空ポンプＭＰの低速回転駆動がなされた状態で、吸気側の気圧が設定値（例えば、８０，０００Ｐａ）以上に達すると（図４のステップＳＳ６）、真空ポンプＭＰのモータ２８の駆動が停止される（図４のステップＳＳ７）。

このようにして真空ポンプＭＰにおけるモータ２８の回転数が０ｒｐｍとなされると、コントローラ３６は、圧力センサ３５の検出結果により真空ポンプ１の吸気側における気圧が大気圧であるかを判断し（図４のステップＳＳ８）、大気圧となるまで軸受１９、２０側にストップパージガスを供給すると共に、モータ２８の回転数を０ｒｐｍに維持し、その後、ポンプ運転が停止完了となされる（図４のステップＳＳ９）。

以上のようなステップを踏む制御によれば、真空ポンプ１の吸気側のプロセスガスの圧力値に基づき、真空ポンプＭＰのスクリューロータ１０の回転数が段階的又は連続的に減少させられ、これにより真空ポンプＭＰ内の気圧は緩やかに大気圧まで上昇する。
このため、ポンプ運転停止時における排気側からの大気の急激な逆流は発生せず、スクリューロータが逆回転することもない。
したがって、従来のようにポンプ内の排気室と、排気室とシールされた軸受部との間に差圧が生じ、軸受部に反応生成ガスが流入することにより軸受に反応生成物が付着することや、排気口側に付着している反応生成物がポンプ内に流入することなく、ポンプ運転を停止させることができる。

また、１段のスクリュー式ポンプ（図１における真空ポンプＭＰのみ）の場合であって、図３のフローに示したような経過時間に基づく制御は図５のようなフローとなる。
図５に示すように、ポンプ運転中の状態から（図５のステップＳＰ１）、ポンプ運転の停止命令を示す信号を発するためのストップキーが押下されると（図５のステップＳＰ２）、例えば５０００ｒｐｍの回転数で動作していた真空ポンプＭＰのモータ２８の回転数が段階的又は連続的に減少させられる（図５のステップＳＰ３）。また、軸受１９、２０側に、シールガスに換えてストップパージガスが供給開始される。

真空ポンプＭＰのモータ２８の回転数が設定値（例えば、２００ｒｐｍ）になると（図５のステップＳＰ４）、真空ポンプＭＰのロータ回転減速処理が開始されてからの経過時間が所定の設定時間（例えば、５ｍｉｎ）に達するまで（図５のステップＳＰ６）、モータ２８の回転数（例えば、２００ｒｐｍ）を維持した状態でスクリューロータ１０の回転駆動（低速回転）がなされる（図５のステップＳＰ５）。
また、真空ポンプＭＰのロータ回転減速処理が開始されてからの経過時間が所定の設定時間（例えば、５ｍｉｎ）に達すると（図５のステップＳＰ６）、真空ポンプＭＰのモータ２８の駆動が停止される（図５のステップＳＰ７）。

そして、前記モータ２８の回転を停止してからの経過時間が所定の設定時間（例えば、５ｍｉｎ）に達するまで軸受１９、２０側へストップパージガスが供給され（図５のステップＳＰ８）、これにより、ポンプ内の気圧は大気圧状態となってポンプ運転が停止完了となされる（図５のステップＳＰ９）。

以上のようなステップを踏む制御によれば、所定の経過時間に基づき、真空ポンプＭＰのスクリューロータ１０の回転数が段階的又は連続的に減少され、これにより真空ポンプＭＰ内の気圧は緩やかに大気圧まで上昇する。
このため、ポンプ運転停止時における排気側からの大気の急激な逆流は発生せず、スクリューロータが逆回転することもない。
したがって、従来のように排気口側に付着している反応生成物がポンプ内に吸い込まれることなく、ポンプ運転を停止させることができる。

尚、前記全ての実施の形態においては、スクリュー式真空ポンプを例に説明したが、本発明に係る真空ポンプの制御方法はスクリュー式真空ポンプだけでなく、ルーツ式、クロー式、スクロール式真空ポンプ、ターボ分子ポンプ等、ロータを回転駆動させる真空ポンプ全てに適用することができる。

続いて、本発明に係る真空ポンプの制御方法について、実施例に基づきさらに説明する。本実施例では、前記実施の形態に示した構成に基づく真空ポンプを用い、実際に実験を行うことにより、その効果を検証した。

本実施例では、図６に示す装置構成（２段のスクリュー式真空ポンプ）を用い実験を行なった。図６における基本構成として、真空ポンプ４０は配管４１によってチャンバ４２に接続され、チャンバ４２内のガスを吸気することでチャンバ４２内を真空状態にするよう構成されている。
また、真空ポンプ４０には、インバータ４５が設けられ、このインバータ４５により真空ポンプＢＰ並びにＭＰにおけるスクリューロータの回転数と、ロータを回転させるモータの電流値が検出され、それら検出された値が記録計４４に記録されるようになされている。また、圧力計４３により、チャンバ４２内の圧力値、即ち真空ポンプの吸気側の気圧が測定され、測定された値が記録計４４に記録されるように構成されている。

〔実施例１〕
実施例１では、前記実施の形態において図３のフローに示したように、真空ポンプＢＰと真空ポンプＭＰの回転数を段階的に減少させて運転停止し、チャンバ４２内の圧力変化と、真空ポンプＢＰ、ＭＰにおけるスクリューロータの回転数、及びそのロータを回転させるためのモータが消費する電流値を測定した。
実験結果として、測定されたスクリューロータ（モータ）回転数とチャンバ内圧力との関係を図７のグラフに示す。

図７のグラフに示すように、ポンプ停止時の制御において、真空ポンプＢＰ、ＭＰのスクリューロータ回転数を段階的に減少させることにより、チャンバ４２内の圧力は緩やかに大気圧まで上昇した。
また、ポンプ運転停止時において、ポンプ排気側からポンプ４０内への大気の急激な逆流は発生しなかった。

〔比較例１〕
比較例１として、図６の装置構成において、従来のようにポンプ運転停止の際、モータの電源を切り、スクリューロータ（モータ）の回転をフリー状態にして、チャンバ４２内の圧力変化と、真空ポンプ４０内の真空ポンプＢＰ、ＭＰにおけるスクリューロータの回転数を測定した。
実験結果を図８のグラフに示す。図８に示すように、ポンプ運転の停止直後において、チャンバ４２内の気圧が瞬間的に大気圧以上となり、ポンプ排気側からポンプ４０内への大気の急激な逆流が発生した。

以上の実施例の結果、本発明の真空ポンプの制御方法によれば、ポンプ運転時の排気効率を低下させること無く、且つ、ポンプ運転停止時の排気側からポンプ内への大気の急激な逆流を抑制することができると確認した。

本発明は、半導体製造工程等の反応生成ガスを流す工程で使用するスクリューロータを備える真空ポンプに好適に用いることができる。

図１は、本発明に係る真空ポンプの制御方法を適用することのできる真空ポンプの構成を模式的に示す断面図である。 図２は、２段のスクリューロータを用いた真空ポンプにおいて、ポンプ運転停止時に実施される本発明に係る真空ポンプの制御方法の流れを示すフローである。 図３は、２段のスクリューロータを用いた真空ポンプにおいて、ポンプ運転停止時に実施される本発明に係る真空ポンプの他の制御方法の流れを示すフローである。 図４は、１段のスクリューロータを用いた真空ポンプにおいて、ポンプ運転停止時に実施される本発明に係る真空ポンプの制御方法の流れを示すフローである。 図５は、１段のスクリューロータを用いた真空ポンプにおいて、ポンプ運転停止時に実施される本発明に係る真空ポンプの他の制御方法の流れを示す他のフローである。 図６は、実施例における概略装置構成を示すブロック図である。 図７は、実施例１の結果を示すグラフである。 図８は、比較例１の結果を示すグラフである。

符号の説明

１ 真空ポンプ
２ 筐体
３ スクリューロータ
４ ハウジング
５ 上端板
６ 下端板
７ 作動室
８ 吸気口
９ 排気口
１０ スクリューロータ
１１ ハウジング
１２ 上端板
１３ 下端板
１４ 作動室
１５ 吸気口
１６ 排気口
１７ 軸受
１８ 軸受
１９ 軸受
２０ 軸受
２１ 軸シール
２２ 軸シール
２３ 軸シール
２４ 軸シール
２５ タイミングギア
２６ モータ
２７ タイミングギア
２８ モータ
２９ ギア室
３０ ギア室
３１ 潤滑油
３５ 圧力センサ（圧力検出手段）
３６ コントローラ（制御手段）
ＢＰ 真空ポンプ
ＭＰ 真空ポンプ

Claims (7)

1. スクリューロータがハウジング内に回転可能に収容され、前記スクリューロータを回転させるモータと該モータの動作制御を行なう制御手段とが設けられた真空ポンプの制御方法であって、
   前記制御手段は、ポンプ運転の停止命令を示す信号を受け取ると、前記スクリューロータの回転動作が停止するまでの間に、前記モータの回転数を段階的又は連続的に減少させることを特徴とする真空ポンプの制御方法。
2. 前記制御手段は、ポンプ運転の停止命令を示す信号を受け取ると、前記スクリューロータの回転数が所定の回転数に達するまで、前記モータの回転数を段階的又は連続的に減少させることを特徴とする請求項１に記載された真空ポンプの制御方法。
3. 前記制御手段は、
   前記スクリューロータの回転数が所定の回転数に達した後、前記真空ポンプのプロセスガス流路に設けられた圧力検出手段が検出した気圧が所定の気圧値に達するまでの間、前記スクリューロータを前記所定の回転数以下で回転駆動させることを特徴とする請求項１に記載された真空ポンプの制御方法。
4. 前記制御手段は、
   前記圧力検出手段が検出した気圧が所定の気圧値に達した後、前記モータの駆動を停止させることを特徴とする請求項３に記載された真空ポンプの制御方法。
5. 前記制御手段は、前記圧力検出手段が検出した気圧が大気圧となるまで、前記モータの回転数を０ｒｐｍに維持する制御を行なうことを特徴とする請求項４に記載された真空ポンプの制御方法。
6. 前記制御手段は、
   前記スクリューロータの回転数が所定の回転数に達した後、前記ポンプ運転の停止命令を示す信号を受け取ってからの経過時間が所定時間に達するまでの間、前記スクリューロータを前記所定の回転数以下で回転駆動させることを特徴とする請求項２に記載された真空ポンプの制御方法。
7. 前記制御手段は、
   前記ポンプ運転の停止命令を示す信号を受け取ってからの経過時間が所定時間に達した後、さらに所定時間の間、前記モータの回転数を０ｒｐｍに維持する制御を行ない、前記モータの駆動を停止させることを特徴とする請求項６に記載された真空ポンプの制御方法。

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