JP4266802B2 - 真空ポンプの故障データ保存システム - Google Patents

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本発明は、真空ポンプの故障データ保存システムに係り、特に半導体製造装置の真空排気装置として使用される真空ポンプの故障データ保存システムに関するものである。
半導体製造装置においては、真空チャンバ内に供給されたプロセスガスを排気するために、真空排気装置が広く用いられている。例えば、ＣＶＤ装置やエッチング装置などの半導体製造装置においては、真空チャンバ内のプロセスガスを排気し、かつ真空チャンバ内に一定の真空状態を形成することが必要とされる。真空チャンバには排気管を介して真空排気装置が接続され、この真空排気装置により真空チャンバが真空排気される。通常、この種の真空排気装置は複数の真空ポンプを備えており、これらの真空ポンプは直列に接続されている。
半導体製造装置に使用されるプロセスガスには反応生成物が含まれており、プロセスガスが真空ポンプに導入されると、反応生成物が排気管やポンプケーシング内部にて固化し、析出する。この析出した反応生成物がポンプケーシング内部に堆積してくると、ポンプロータとポンプケーシングとがこすれ、真空ポンプは過負荷状態となり、最終的には真空ポンプの停止に至る。バッチ処理式のＣＶＤ装置の場合、真空ポンプが突発的に停止すると、製品の歩留まりに重大な影響を与えることになる。実際には運転時間に応じて定期的に真空ポンプを交換することで対応しているが、メンテナンスコストがかかるのはもとより、定期交換で突発的な故障を完全に防止することはできない。
一方、モータに供給される電流（以下、モータ電流という）や排気管の温度を計測することで真空ポンプの運転状態を監視し、真空ポンプの運転状態の変化の兆候を検知して故障を予知する試みも行われている。しかしながら、モータ電流は故障直前に上昇する場合が多く、モータ電流の異常な上昇を検知できても真空ポンプの突発停止を回避することができない場合がある。また、排気管温度は排気管を流れる気体の反応熱によって上昇すると考えられるが、排気管温度と反応生成物の析出量や真空ポンプの負荷状態との正確な関連性を見出すのが困難である。したがって、モータ電流や排気管温度だけでは反応生成物による真空ポンプの故障を十分に予知できないのが現状である。
そこで、真空ポンプの故障を正確に予知するために、従来から、故障データ保存システムを用いて真空ポンプの故障の原因を解析することが行われている。図１は従来の真空ポンプの故障データ保存システムを示す模式図である。図１に示すように、通常、真空ポンプ３は、モータ電流、排気管や真空ポンプの温度、真空ポンプやモータを冷却するための水の流量、プロセスガスを希釈するためのＮ２ガスの流量、真空圧力や排気管の圧力などをセンサ１によりモニタしながら運転される。真空ポンプ３の運転は、これらのセンサ１の出力値に基づいて制御部２０のＣＰＵ（中央処理装置）４によって制御され、センサ１の出力値が予め設定されたしきい値を超えた場合には、真空ポンプ３が故障したと判断される。また、複数の真空ポンプ３から真空排気装置が構成される場合は、これらの真空ポンプ３の運転状態は集中監視装置により通信ポート１０を介して監視される。
制御部２０はＣＰＵ４に接続される記録装置３０を備えており、センサ１の出力値がしきい値を超えた場合には、故障発生日時及び故障内容がＣＰＵ４から記録装置３０の故障履歴エリア９に故障履歴（故障データ）として保存される。このようにして、従来は、記録装置３０の故障履歴エリア９に保存された故障履歴に基づいて真空ポンプ３の故障の原因を推定していた。
しかしながら、近年では、多種多様な真空ポンプが使用されるようになってきており、故障履歴のみでは真空ポンプの故障原因を正確に特定することができなくなってきていた。また、上述したように、複数の真空ポンプの運転状態を監視する場合は集中監視装置を用いることが必要となるため、真空ポンプの製造コストが増大するという問題があった。
本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたもので、真空ポンプの故障原因の解析を容易にすることができ、真空ポンプの故障の原因を明確にすることができる真空ポンプの故障データ保存システムを提供することを目的とする。また、本発明は、複数の真空ポンプを用いる場合においても、集中監視装置を設けることなく故障直前の真空ポンプの運転状態を容易に観測することができる真空ポンプの故障データ保存システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一態様は、真空ポンプの運転状態を検知する少なくとも１つのセンサと、前記真空ポンプの故障発生直前の所定期間における前記真空ポンプの運転状況をデータとして保存する記録手段と、前記センサの出力から前記真空ポンプの故障を判断するＣＰＵとを備え、前記記録手段は、前記センサにより検知された前記真空ポンプの運転状況をデータとして一時的に保存するワークエリアと、前記真空ポンプの故障発生直前の所定期間における前記データを前記ワークエリアから取得して保存するセーブエリアとを備えることを特徴とする真空ポンプの故障データ保存システムである。
本発明の好ましい態様は、前記ワークエリアに保存されるデータの保存履歴件数、保存期間、及び保存間隔は調整可能であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記記録手段に保存された前記真空ポンプの故障発生直前の所定期間におけるデータを外部に送信する送信手段を備えたことを特徴とする。
本発明の他の態様は、上記故障データ保存システムを備えたことを特徴とする真空ポンプである。
本発明によれば、真空ポンプが故障に至るまでの運転状態を示すデータを取得することで、真空ポンプの故障原因の解析を容易に行うことができ、これによって故障の原因を明確にすることができる。その結果、解析された故障原因に基づいて真空ポンプの故障予知を正確に行うことができ、真空ポンプの突発的な故障を回避することができる。
以下、本発明の一実施形態に係る真空ポンプの故障データ保存システムについて図２を参照して説明する。図２は本発明の一実施形態に係る真空ポンプの故障データ保存システムを示す模式図である。
図２に示すように、故障データ保存システムは、真空ポンプ３の運転状態を検知する各種センサ１と、センサ１に接続される制御部２とを備えている。上記センサ１は、真空ポンプ３の駆動源であるモータに供給される電流、真空ポンプ３や排気管（図示せず）の温度、真空ポンプやモータを冷却するための水の流量、プロセスガスを希釈するためのＮ２ガスの流量、真空圧力や排気管の圧力などをそれぞれ測定し、これらのセンサ１の各出力（測定値）は制御部２に送られるようになっている。
制御部２は、ＣＰＵ（中央処理装置）４と記録装置（記録手段）５と有しており、センサ１の出力はＣＰＵ４を介して記録装置５に送られる。ＣＰＵ４には、モータ電流や真空ポンプ３の温度などのセンサ１の測定対象に関してそれぞれしきい値が予め設定されている。そして、ＣＰＵ４は、上記センサ１の出力（測定値）がしきい値を超えた場合には真空ポンプ３に故障が発生したと判断するようになっている。
記録装置５は、センサ１により検知された真空ポンプ３の運転状況、即ちセンサ１の出力値をデータとして一時的に保存するワークエリア７と、真空ポンプ３の故障発生直前の所定期間におけるデータをワークエリア７から取得して保存するセーブエリア８と、セーブエリア８に保存されたデータ及び故障発生日時を保存する故障履歴エリア９と備えている。なお、記録装置５としては、メモリやＨＤＤ（ハードディスク）などの記録媒体が用いられる。
センサ１の出力はＣＰＵ４を介して記録装置５に送られ、真空ポンプ３の運転状態を示すデータとしてワークエリア７に記録される。このワークエリア７に保存されるデータは定期的に更新されるようになっており、ワークエリア７に保存されるデータの保存履歴件数、保存期間、及び保存間隔は調整可能となっている。例えば、センサ１の出力値を数分間隔で数十秒間ワークエリア７に保存することができるようになっている。これらの保存履歴件数、保存期間、及び保存間隔は、真空ポンプ３の用途に応じて設定され、その上限はワークエリア７及びセーブエリア８の容量に応じて決定される。
真空ポンプ３に故障が発生したとＣＰＵ４によって判断されると、ワークエリア７に保存されているデータはセーブエリア８に自動的に送信され、セーブエリア８に保存される。この場合、真空ポンプ３の故障発生直前の所定期間のデータのみがワークエリア７からセーブエリア８に保存されるようになっている。この所定期間は、真空ポンプ３の種類及び用途に応じて決定することができ、これにより、真空ポンプ３の故障原因の解析に十分なデータ量をセーブエリア８に保存することができる。
セーブエリア８に保存されたデータは故障履歴エリア９に送信され、故障が発生した日時とともに故障データとして保存される。この故障履歴エリア９に保存された故障データは、通信ポート（送信手段）１０を介して外部に送信することが可能となっている。例えば、通信ポート１０を介して接続された外部のパーソナルコンピュータに故障データをダウンロードし、このパーソナルコンピュータを用いて真空ポンプ３の故障原因を解析するようにしてもよい。このように、本発明によれば、真空ポンプの故障直前の故障データを取得することができるので、この故障データに基づいて真空ポンプの故障の原因を正確に解析することが可能となる。
従来の真空ポンプの故障データ保存システムを示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る真空ポンプの故障データ保存システムを示す模式図である。
符号の説明
１ センサ
２，２０ 制御部
３ 真空ポンプ
４ ＣＰＵ
５，３０ 記録装置
７ ワークエリア
８ セーブエリア
９ 故障履歴エリア
１０ 通信ポート

Claims (5)

  1. 真空ポンプの運転状態を検知する少なくとも１つのセンサと、
    前記真空ポンプの故障発生直前の所定期間における前記真空ポンプの運転状況をデータとして保存する記録手段と、
    前記センサの出力から前記真空ポンプの故障を判断するＣＰＵとを備え、
    前記記録手段は、前記センサにより検知された前記真空ポンプの運転状況をデータとして一時的に保存するワークエリアと、前記真空ポンプの故障発生直前の所定期間における前記データを前記ワークエリアから取得して保存するセーブエリアとを備えることを特徴とする真空ポンプの故障データ保存システム。
  2. 前記ＣＰＵによって前記真空ポンプに故障が発生したと判断されたときに、前記ワークエリアに保存されている前記データを前記セーブエリアに自動的に送信することを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプの故障データ保存システム。
  3. 前記ワークエリアに保存されるデータの保存履歴件数、保存期間、及び保存間隔は調整可能であることを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプの故障データ保存システム。
  4. 前記記録手段に保存された前記真空ポンプの故障発生直前の所定期間におけるデータを外部に送信する送信手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の真空ポンプの故障データ保存システム。
  5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の故障データ保存システムを備えたことを特徴とする真空ポンプ。
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