JP4443080B2 - 真空排気システムおよびその運転方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空排気システムおよびその運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の真空排気システムでは、例えば、チャンバの内部に連通するように排気路が設けられ、この排気路に上流側から順に互いに並列接続されたスローラフバルブおよびラフバルブ、メカニカルブースタポンプならびにロータリポンプが設けられている。この真空排気システムの運転時においては、まず、スローラフバルブとラフバルブとを閉じた状態でメカニカルブースタポンプとロータリポンプとを起動し、続いて、スローラフバルブおよびラフバルブをこの順で開いてチャンバ内の空気を吸引しチャンバ内を大気圧から真空状態とする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような真空排気システムの運転方法において、チャンバ内が大気圧であった場合には、スローラフバルブを開けた瞬間にメカニカルブースタポンプに急激な負荷がかかり、メカニカルブースタポンプ自体がスリップするとともに大きな音を発生し摩耗する。このような現象は、メカニカルブースタポンプに対して大きな負荷となるため、メカニカルブースタポンプの寿命が短くなるとともに、騒音問題となる。
【０００４】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、メカニカルブースタポンプの負荷を軽減して長寿命化を図るとともに騒音の発生を防止することが可能な真空排気システムおよびその運転方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る真空排気システムは、チャンバの内部に連通するように第１の排気路が設けられ、前記第１の排気路に上流側から順に第１の開閉バルブ、メカニカルブースタポンプおよびロータリポンプが設けられた真空排気システムであって、前記真空排気システムは制御装置を備え、前記制御装置は、前記メカニカルブースタポンプの再起動後に、前記チャンバ内の圧力が第２の所定値以下となれば前記油拡散ポンプを起動した状態において前記第１の開閉バルブを閉じさせるとともに前記第２の開閉バルブを開かせるように構成されているものである。また、本発明に係る真空排気システムの運転方法は、チャンバの内部に連通するように第１の排気路が設けられ、前記第１の排気路に上流側から順に第１の開閉バルブ、メカニカルブースタポンプおよびロータリポンプが設けられた真空排気システムの運転方法であって、前記第１の開閉バルブを閉じた状態で前記ロータリポンプおよび前記メカニカルブースタポンプを起動し、ついで前記メカニカルブースタポンプを停止して前記第１の開閉バルブを開き、その後前記メカニカルブースタポンプを再起動するものである。
【０００６】
かかる構成とすると、メカニカルブースタポンプを停止した状態で第１の開閉バルブを開くため、メカニカルブースタポンプに急激な負荷かがかかってポンプがスリップしたり大きな音を発したりするのを防止することが可能となる。その結果、メカニカルブースタポンプの負荷を軽減して長寿命化を図ることが可能になるとともに、騒音の発生を防止することが可能となる。
【０００７】
本発明に係る真空排気システムでは、前記制御装置は、前記メカニカルブースタポンプの停止を、前記チャンバ内の圧力が第１の所定値以上の場合に行うように構成されていてもよい。また、本発明に係る真空排気システムの運転方法では、前記メカニカルブースタポンプの停止を、前記チャンバ内の圧力が第１の所定値以上の場合に行ってもよい。
【０００８】
かかる構成とすると、チャンバ内の圧力が第１の所定値以下であれば、メカニカルブースタポンプを起動したままで第１の開閉バルブを開いてもメカニカルブースタポンプに急激な負荷がかかってポンプがスリップしたり大きな音を発したりすることはないので、メカニカルブースタポンプの不要な停止および再起動を回避することができる。
【０００９】
また、本発明に係る真空排気システムでは、前記制御装置は、前記メカニカルブースタポンプを、停止から所定時間経過後にタイマにより再起動させるように構成されていてもよい。また、本発明に係る真空排気システムの運転方法では、前記メカニカルブースタポンプを、停止から所定時間経過後にタイマにより再起動させてもよい。
【００１０】
かかる構成とすると、メカニカルブースタポンプの再起動のタイミングを自由に調整することが可能となる。
【００１１】
また、本発明に係る真空排気システムは、前記チャンバの内部と前記メカニカルブースタポンプとが第２の排気路により連通し、前記第２の排気路に上流側から順に第２の開閉バルブと油拡散ポンプとが設けられ、前記制御装置は、前記メカニカルブースタポンプの再起動後に、前記チャンバ内の圧力が第２の所定値以下となれば前記油拡散ポンプを起動した状態において前記第１の開閉バルブを閉じさせるとともに前記第２の開閉バルブを開かせるように構成されていてもよい。また、本発明に係る真空排気システムの運転方法では、前記チャンバの内部と前記メカニカルブースタポンプとが第２の排気路により連通し、前記第２の排気路に上流側から順に第２の開閉バルブと油拡散ポンプとが設けられ、前記メカニカルブースタポンプの再起動後に、前記チャンバ内の圧力が第２の所定値以下となれば前記油拡散ポンプを起動した状態において前記第１の開閉バルブを閉じるとともに前記第２の開閉バルブを開いてもよい。
【００１２】
かかる構成とすると、メカニカルブースタポンプやロータリポンプに比べてより吸引力が強くチャンバ内を高真空状態にすることが可能な油拡散ポンプを用いて第２の排気路を通じて排気を行うことができるため、チャンバ内をより高真空状態にすることが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施の形態に係る真空排気システムの構成を示す模式図である。
【００１５】
図１に示すように、真空排気システム１００は、チャンバ１と、チャンバ内真空計（ＰＩＣ）２と、油拡散ポンプ（ＤＰ）７と、メカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９と、ロータリポンプ（ＲＰ）１０とを主な構成要素として含んでいる。
【００１６】
チャンバ１には、リークバルブ（ＬＶＣ）３が設けられた吸気用配管３１が接続されるとともに排気用配管３２が接続されている。この排気用配管３２は配管３３と配管３４とに分岐している。配管３３は、スローラフバルブ（ＳＲＶ：第１の開閉バルブ）４が設けられた分岐管３５とラフバルブ（ＲＶ）５が設けられた分岐管３６とに分かれており、スローラフバルブ（ＳＲＶ）４およびラフバルブ（ＲＶ）５とは並列に設けられている。分岐管３５および分岐管３６は、スローラフバルブ（ＳＲＶ）４およびラフバルブ（ＲＶ）５の下流にて再び合流して配管３３を構成する。一方、排気用配管３２から分岐した配管３４には、上流側から順にメインバルブ（ＭＶ：第２の開閉バルブ）６、油拡散ポンプ（ＤＰ）７およびフォアラインバルブ（ＦＶ）８が設けられている。さらに、配管３３および配管３４は合流点３７において合流し、さらに配管３８に接続されている。そして、配管３８はメカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９に接続されており、さらにメカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９とロータリポンプ（ＲＰ）１０とは配管３９により接続されている。
【００１７】
そして、リークバルブ（ＬＶＣ）３、スローラフバルブ（ＳＲＶ）４、ラフバルブ（ＲＶ）５、メインバルブ（ＭＶ）６およびフォアラインバルブ（ＦＶ）８の開閉動作、ならびに油拡散ポンプ（ＤＰ）７、メカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９およびロータリポンプ（ＲＰ）１０の起動および停止動作が制御装置２０により制御される。制御装置２０にはタイマ２１が組み込まれており、特に、メカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９は、このタイマ２１により制御される。
【００１８】
メカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９はロータリポンプ（ＲＰ）１０の加速用に用いるポンプである。ロータリポンプ（ＲＰ）１０とメカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９とを起動してチャンバ１内の大気を吸引することにより、チャンバ１内がある程度の真空状態となる。このように、メカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９およびロータリポンプ（ＲＰ）１０は、チャンバ１内の粗排気に利用される低真空ポンプである。
【００１９】
一方、油拡散ポンプ（ＤＰ）７は、メカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９およびロータリポンプ（ＲＰ）１０によりある程度真空状態となったチャンバ１内からさらに大気を吸引し、チャンバ１内をより真空度の高い状態とするものである。このように、油拡散ポンプ（ＤＰ）７は、チャンバ１内の本排気に利用される高真空ポンプである。
【００２０】
チャンバ１はその内部においてワークを加工するためのものであり、ワークを出し入れするための扉を有している。
【００２１】
真空内圧力計（ＰＩＣ）２はチャンバ１内の圧力を検知するものである。これにより検知されたチャンバ１内の圧力情報は制御装置２０に伝達される。
【００２２】
排気用配管３２、配管３４，３８は、配管３３，３９および分岐管３５，３６に比べて径が大きく、また、分岐管３６は分岐管３５に比べて径が大きい。
【００２３】
また、配管３４に設けられたメインバルブ（ＭＶ）６およびフォアラインバルブ（ＦＶ）８は、分岐管３５に設けられたスローラフバルブ（ＳＲＶ）４および分岐管３６に設けられたラフバルブ（ＲＶ）５に比べて径が大きく、また、ラフバルブ（ＲＶ）５はスローラフバルブ（ＳＲＶ）４に比べて径が大きい。
【００２４】
以上のような構成を有する排気システム１００においては、排気用配管３２、配管３３，３８，３９、分岐管３５，３６、スローラフバルブ（ＳＲＶ）４、ラフバルブ（ＲＶ）５、メカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９およびロータリポンプ（ＲＰ）１０によりチャンバ１内の粗排気を行うための排気路、すなわち低真空排気路が形成され、この低真排気路が第１の排気路を構成する。また、排気用配管３２、配管３４，３８，３９、メインバルブ（ＭＶ）６、油拡散ポンプ（ＤＰ）７、フォアラインバルブ（ＦＶ）８、メカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９およびロータリポンプ（ＲＰ）１０によりチャンバ１内の本排気を行うための排気路、すなわち高真空排気路が形成され、この高真空排気路が第２の排気路を構成する。
【００２５】
次に、以上のように構成された真空排気システム１００の運転方法を図２のフローチャートを用いて説明する。
【００２６】
図２は、図１の真空排気システム１００の制御装置２０に格納された制御プログラムの内容を示すフローチャートである。
【００２７】
真空排気システム１００の運転時には、まず、チャンバ１の扉を開いてチャンバ１内にワークを配置する。そして、図２に示すように、運転が停止した状態、すなわち全てのポンプが停止するとともに全てのバルブが閉じられた状態の真空排気システム１００の始動スイッチ（図示せず）をオン操作すると、制御装置２０に運転開始指令が入力され、真空排気システム１００の運転がスタートして以下の動作が行われる。
【００２８】
制御装置２０は、真空排気システム１００が始動すると、まず、ロータリポンプ（ＲＰ）１０を起動し（ステップＳ１）、ついでメカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９を起動する（ステップＳ２）。次にフォアラインバルブ（ＦＶ）８を開き（ステップＳ３）、ついで油拡散ポンプ（ＤＰ）７を起動し（ステップＳ４）、ついでフォアラインバルブ（ＦＶ）８を閉じる（ステップＳ５）。ここで、油拡散ポンプ（ＤＰ）７は起動してから実際に作動するまでに時間がかかるため、このような早い段階で起動しておく必要がある。また、フォアラインバルブ（ＦＶ）８を一旦開いてから閉じるのは、油拡散ポンプ（ＤＰ）７を起動するためである。
【００２９】
このようにして起動させたロータリポンプ（ＲＰ）１０、メカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９および油拡散ポンプ（ＤＰ）７は、後述するように真空排気システム１００の運転停止指令が入力されるまで起動し続ける。
【００３０】
次に、チャンバ１内の圧力をチャンバ内真空計（ＰＩＣ）２で検知する。すなわち、チャンバ１内の圧力情報が制御装置２０に伝達され、制御装置２０では、この情報をもとにチャンバ１内の圧力が第１のセットポイントよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ６）。第１のセットポイントの値は任意であり、チャンバ１の容積等によっても変わってくるが、例えば１３００Ｐａ程度の真空状態の値に設定される。
【００３１】
ここで、真空排気システム１００では、通常はワークの出し入れ等の際にチャンバ１の扉の開閉を行うため、チャンバ１内の圧力は大気圧（約１０5Ｐａ）となっていることが多く、通常は第１のセットポイントの値よりも圧力が大きい値となっている。このようにチャンバ１内の圧力が第１のセットポイントよりも大きい場合には、メカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９を停止し（ステップＳ７）、その後にスローラフバルブ（ＳＲＶ）４を開く（ステップＳ８）。続いてメカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９を再起動し（ステップＳ９）、ついでラフバルブ（ＲＶ）５を開く。この場合、メカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９は、スローラフバルブ（ＳＲＶ）４を開くために一旦停止した後、所定時間経過したら再び起動するように制御装置２０のタイマ２１により制御されている。
【００３２】
このようにメカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９を一旦停止してからスローラフバルブ（ＳＲＶ）４を開くことにより、メカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９に急激な負荷がかかるのを防止することができ、よって、メカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９がスリップしたり騒音を発生したりすることを防止することが可能となる。
【００３３】
なお、ロータリポンプ（ＲＰ）１０は、構造がメカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９とは異なるため、チャンバ１内の圧力が第１のセットポイントよりも大きい状態のもとで起動したままスローラフバルブ（ＳＲＶ）４を開いても、負荷により摩耗したり騒音を発生させたりすることはない。
【００３４】
上記においては、チャンバ１内が大気圧に近い状態であり内部の圧力が第１のセットポイントよりも大きくなる場合について説明したが、例えば、週末などに真空排気システム１００の運転を停止する場合には、ワークが配置されたチャンバ１内が真空に近い状態に保たれたままでシステムの運転を停止する場合がある。この場合には、週明けにシステムの運転を開始した際のチャンバ１内の圧力は第１のセットポイントよりも小さくなっている。したがって、この場合には、メカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９を起動したままでスローラフバルブ（ＳＲＶ）４を開き（ステップＳ７ａ）、ついでラフバルブ（ＲＶ）５を開く（ステップＳ１０）。このようにメカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９を起動したままでスローラフバルブ（ＳＲＶ）４を開いても、この場合においてはメカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９に急激な負荷がかかることはなく、よって、メカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９がスリップしたり騒音を発生したりすることはない。
【００３５】
なお、本実施の形態における真空排気システム１００の運転方法では、チャンバ１内の圧力が第１のセットポイントよりも大きい場合および小さい場合のいずれにおいても、ラフバルブ（ＲＶ）５よりも径の小さなスローラフバルブ（ＳＲＶ）４をまずはじめに開いてあらかじめチャンバ１内の吸引を行い、その後に径の大きなラフバル（ＲＶ）５を開くため、チャンバ１内に急激な圧力変化が生じるのを防止することができる。
【００３６】
上記のようにしてスローラフバルブ（ＳＲＶ）４およびラフバルブ（ＲＶ）５を開き、メカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９およびロータリポンプ（ＲＰ）１０を用いて低真空排気路を介してチャンバ１内の粗排気を行った後、チャンバ１内の圧力を再びチャンバ内真空計（ＰＩＣ）２で検知し、チャンバ１内の圧力が第２のセットポイントよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１１）。
【００３７】
チャンバ１内の圧力が第２のセットポイントよりも大きい場合には、チャンバ１内の粗排気が引き続き行われるとともに、ステップＳ１１に戻って再度判定が行われる。一方、チャンバ１内の圧力が第２のセットポイントよりも小さい場合あるいは前粗排気によって小さくなった場合には、ラフバルブ（ＲＶ）５およびスローラフバルブ（ＳＲＶ）４を閉じる（ステップＳ１２）。なお、第２のセットポイントの値は、例えば前述の油拡散ポンプ（ＤＰ）７の性能にあわせて設定される。
【００３８】
続いて、フォアラインバルブ（ＦＶ）８を開き（ステップＳ１３）、ついでメインバルブ（ＭＶ）６を開く（ステップＳ１４）。それにより、メカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９およびロータリポンプ（ＲＰ）１０を用いてチャンバ１内の粗排気を行う低真空排気路から、油拡散ポンプ（ＤＰ）を用いてチャンバ１内の本排気を行う高真空排気路に切り替えが行われ、その結果、チャンバ１内の真空度がさらに高められる。
【００３９】
次に、高真空状態となったチャンバ１内においてワークの加工を行い（ステップＳ１５）、ついで、ワークの加工が終了したか否かを判定する（ステップ１６）。加工が終了していない場合には、ステップＳ１５に戻って引き続きワークの加工を行う。一方、加工が終了した場合には、メインバルブ（ＭＶ）６を閉じ（ステップＳ１７）、ついでリークバルブ（ＬＶＣ）３を開いてチャンバ１内に大気を導入する（ステップＳ１８）。
【００４０】
ついで、真空排気システム１００の運転停止指令が入力されたか否かを制御装置２０が判定する（ステップＳ１９）。運転停止指令が入力された場合には、メインバルブ（ＭＶ）６およびフォアラインバルブ（ＦＶ）８をこの順で閉じるとともに、油拡散ポンプ（ＤＰ）７、メカニカルブースタポンプ（ＭＶ）９およびロータリポンプ（ＲＰ）１０をこの順で停止してシステムの運転停止操作を行い（ステップＳ２０ａ）、運転を停止する。
【００４１】
ところで、真空排気システム１００においては、チャンバ１内のワークを交換して引き続きシステムを運転させ、繰り返しワークの加工を行うのが通常である。このように引き続きシステムを運転する場合には、運転停止指令は入力されない。この場合、リークバルブ（ＬＶＣ）３を開くことにより開くことが可能となったチャンバ１の扉を作業員が開いてワークの交換を行い、それから再び扉を閉じた後、作業員が加工開始操作を行うことになる。ここで、チャンバ１の扉の開閉動作は制御装置２０により検知されており、チャンバ１の扉が開いたか否かを制御装置２０が判定するとともに（ステップＳ２０）、扉が閉じたか否かを制御装置２０が判定し（ステップＳ２１）、さらに加工開始指令が入力されたか否かを制御装置２０が判定する（ステップ２２）。なお、チャンバ１の扉が開いていない場合、チャンバ１の扉が閉じられていない場合および加工開始指令が入力されていない場合においては、ステップＳ１９に戻って、再度、運転停止指令が入力されたか否かの判定が行われる。
【００４２】
上記のようにしてチャンバ１の扉が閉じたことが確認されて加工開始操作がなされた後、リークバルブ（ＬＶＣ）３を閉じる（ステップＳ２３）。そして、再びステップＳ５に戻り、ステップＳ５〜ステップＳ２３の動作が繰り返し行われる。なお、このようにシステムの動作を繰り返し行う場合においては、ワークの交換のためにチャンバ１の扉を開閉するため、チャンバ内真空計（ＰＩＣ）２で検知されるチャンバ１内の圧力が第１のセットポイントよりも高くなる。よって、この場合においては、メカニカルブースタポンプ（ＭＢ）９を一旦停止してからスローラフバルブ（ＳＲＶ）４を開くステップＳ７〜ステップＳ９の操作を行う。
【００４３】
以上のような真空排気システムの運転方法によれば、メカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）に大きな負荷がかかるのを防止することができるため、このポンプの長寿命化を図ることが可能になるとともに、騒音の発生を防止することが可能となる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明は、以上に説明したような形態で実施され、以下のような効果を奏する。
（１）メカニカルブースタポンプに急激な負荷かがかかってポンプがスリップしたり大きな音を発したりするのを防止することが可能となる。その結果、メカニカルブースタポンプの負荷を軽減して長寿命化を図ることが可能になるとともに、騒音の発生を防止することが可能となる。
（２）チャンバ内の圧力が第１の所定値以上であればメカニカルブースタポンプを停止させるとすると、チャンバ内の圧力が第１の所定値以下であればメカニカルブースタポンプを起動したままで第１のバルブを開いてもメカニカルブースタポンプに急激な負荷かがかかってポンプがスリップしたり大きな音を発したりすることはないので、メカニカルブースタポンプの不要な停止および再起動を回避することができる。
（３）メカニカルブースタポンプが停止から所定時間経過後にタイマにより再起動するとすると、メカニカルブースタポンプの再起動のタイミングを自由に調整することが可能となる。
（４）チャンバの内部とメカニカルブースタポンプとが第２の排気路により連通し、第２の排気路に上流側から順に第２の開閉バルブと油拡散ポンプとが設けられ、メカニカルブースタポンプの再起動後に、チャンバ内の圧力が第２の所定値以下となれば油拡散ポンプを起動した状態において第１の開閉バルブを閉じるとともに前記第２の開閉バルブを開くとすると、メカニカルブースタポンプやロータリポンプに比べてより吸引力が強くチャンバ内を高真空状態にすることが可能な油拡散ポンプを用いて第２の排気路を通じて排気を行うことができるため、チャンバ内を高真空状態にすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施の形態における真空排気システムの構成を示す模式図である。
【図２】図１の真空排気システムの制御装置に格納された制御プログラムの内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ チャンバ
２ チャンバ内真空計
３ リークバルブ
４ スローラフバルブ
５ ラフバルブ
６ メインバルブ
７ 油拡散ポンプ
８ フォアラインバルブ
９ メカニカルブースタポンプ
１０ ロータリポンプ
２０ 制御装置
２１ タイマ
３１〜３４，３８，３９ 配管
３５，３６ 分岐管
３７ 分岐点
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空排気システムおよびその運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の真空排気システムでは、例えば、チャンバの内部に連通するように排気路が設けられ、この排気路に上流側から順に互いに並列接続されたスローラフバルブおよびラフバルブ、メカニカルブースタポンプならびにロータリポンプが設けられている。この真空排気システムの運転時においては、まず、スローラフバルブとラフバルブとを閉じた状態でメカニカルブースタポンプとロータリポンプとを起動し、続いて、スローラフバルブおよびラフバルブをこの順で開いてチャンバ内の空気を吸引しチャンバ内を大気圧から真空状態とする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような真空排気システムの運転方法において、チャンバ内が大気圧であった場合には、スローラフバルブを開けた瞬間にメカニカルブースタポンプに急激な負荷がかかり、メカニカルブースタポンプ自体がスリップするとともに大きな音を発生し摩耗する。このような現象は、メカニカルブースタポンプに対して大きな負荷となるため、メカニカルブースタポンプの寿命が短くなるとともに、騒音問題となる。
【０００４】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、メカニカルブースタポンプの負荷を軽減して長寿命化を図るとともに騒音の発生を防止することが可能な真空排気システムおよびその運転方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る真空排気システムは、チャンバの内部に連通するように第１の排気路が設けられ、前記第１の排気路に上流側から順に第１の開閉バルブ、メカニカルブースタポンプおよびロータリポンプが設けられた真空排気システムであって、前記真空排気システムは制御装置を備え、前記制御装置は、前記メカニカルブースタポンプの再起動後に、前記チャンバ内の圧力が第２の所定値以下となれば前記油拡散ポンプを起動した状態において前記第１の開閉バルブを閉じさせるとともに前記第２の開閉バルブを開かせるように構成されているものである。また、本発明に係る真空排気システムの運転方法は、チャンバの内部に連通するように第１の排気路が設けられ、前記第１の排気路に上流側から順に第１の開閉バルブ、メカニカルブースタポンプおよびロータリポンプが設けられた真空排気システムの運転方法であって、前記第１の開閉バルブを閉じた状態で前記ロータリポンプおよび前記メカニカルブースタポンプを起動し、ついで前記メカニカルブースタポンプを停止して前記第１の開閉バルブを開き、その後前記メカニカルブースタポンプを再起動するものである。
【０００６】
かかる構成とすると、メカニカルブースタポンプを停止した状態で第１の開閉バルブを開くため、メカニカルブースタポンプに急激な負荷かがかかってポンプがスリップしたり大きな音を発したりするのを防止することが可能となる。その結果、メカニカルブースタポンプの負荷を軽減して長寿命化を図ることが可能になるとともに、騒音の発生を防止することが可能となる。
【０００７】
本発明に係る真空排気システムでは、前記制御装置は、前記メカニカルブースタポンプの停止を、前記チャンバ内の圧力が第１の所定値以上の場合に行うように構成されていてもよい。また、本発明に係る真空排気システムの運転方法では、前記メカニカルブースタポンプの停止を、前記チャンバ内の圧力が第１の所定値以上の場合に行ってもよい。
【０００８】
かかる構成とすると、チャンバ内の圧力が第１の所定値以下であれば、メカニカルブースタポンプを起動したままで第１の開閉バルブを開いてもメカニカルブースタポンプに急激な負荷がかかってポンプがスリップしたり大きな音を発したりすることはないので、メカニカルブースタポンプの不要な停止および再起動を回避することができる。
【０００９】
また、本発明に係る真空排気システムでは、前記制御装置は、前記メカニカルブースタポンプを、停止から所定時間経過後にタイマにより再起動させるように構成されていてもよい。また、本発明に係る真空排気システムの運転方法では、前記メカニカルブースタポンプを、停止から所定時間経過後にタイマにより再起動させてもよい。
【００１０】
かかる構成とすると、メカニカルブースタポンプの再起動のタイミングを自由に調整することが可能となる。
【００１１】
また、本発明に係る真空排気システムは、前記チャンバの内部と前記メカニカルブースタポンプとが第２の排気路により連通し、前記第２の排気路に上流側から順に第２の開閉バルブと油拡散ポンプとが設けられ、前記制御装置は、前記メカニカルブースタポンプの再起動後に、前記チャンバ内の圧力が第２の所定値以下となれば前記油拡散ポンプを起動した状態において前記第１の開閉バルブを閉じさせるとともに前記第２の開閉バルブを開かせるように構成されていてもよい。また、本発明に係る真空排気システムの運転方法では、前記チャンバの内部と前記メカニカルブースタポンプとが第２の排気路により連通し、前記第２の排気路に上流側から順に第２の開閉バルブと油拡散ポンプとが設けられ、前記メカニカルブースタポンプの再起動後に、前記チャンバ内の圧力が第２の所定値以下となれば前記油拡散ポンプを起動した状態において前記第１の開閉バルブを閉じるとともに前記第２の開閉バルブを開いてもよい。
【００１２】
かかる構成とすると、メカニカルブースタポンプやロータリポンプに比べてより吸引力が強くチャンバ内を高真空状態にすることが可能な油拡散ポンプを用いて第２の排気路を通じて排気を行うことができるため、チャンバ内をより高真空状態にすることが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施の形態に係る真空排気システムの構成を示す模式図である。
【００１５】
図１に示すように、真空排気システム１００は、チャンバ１と、チャンバ内真空計（ＰＩＣ）２と、油拡散ポンプ（ＤＰ）７と、メカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９と、ロータリポンプ（ＲＰ）１０とを主な構成要素として含んでいる。
【００１６】
チャンバ１には、リークバルブ（ＬＶＣ）３が設けられた吸気用配管３１が接続されるとともに排気用配管３２が接続されている。この排気用配管３２は配管３３と配管３４とに分岐している。配管３３は、スローラフバルブ（ＳＲＶ：第１の開閉バルブ）４が設けられた分岐管３５とラフバルブ（ＲＶ）５が設けられた分岐管３６とに分かれており、スローラフバルブ（ＳＲＶ）４およびラフバルブ（ＲＶ）５とは並列に設けられている。分岐管３５および分岐管３６は、スローラフバルブ（ＳＲＶ）４およびラフバルブ（ＲＶ）５の下流にて再び合流して配管３３を構成する。一方、排気用配管３２から分岐した配管３４には、上流側から順にメインバルブ（ＭＶ：第２の開閉バルブ）６、油拡散ポンプ（ＤＰ）７およびフォアラインバルブ（ＦＶ）８が設けられている。さらに、配管３３および配管３４は合流点３７において合流し、さらに配管３８に接続されている。そして、配管３８はメカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９に接続されており、さらにメカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９とロータリポンプ（ＲＰ）１０とは配管３９により接続されている。
【００１７】
そして、リークバルブ（ＬＶＣ）３、スローラフバルブ（ＳＲＶ）４、ラフバルブ（ＲＶ）５、メインバルブ（ＭＶ）６およびフォアラインバルブ（ＦＶ）８の開閉動作、ならびに油拡散ポンプ（ＤＰ）７、メカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９およびロータリポンプ（ＲＰ）１０の起動および停止動作が制御装置２０により制御される。制御装置２０にはタイマ２１が組み込まれており、特に、メカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９は、このタイマ２１により制御される。
【００１８】
メカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９はロータリポンプ（ＲＰ）１０の加速用に用いるポンプである。ロータリポンプ（ＲＰ）１０とメカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９とを起動してチャンバ１内の大気を吸引することにより、チャンバ１内がある程度の真空状態となる。このように、メカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９およびロータリポンプ（ＲＰ）１０は、チャンバ１内の粗排気に利用される低真空ポンプである。
【００１９】
一方、油拡散ポンプ（ＤＰ）７は、メカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９およびロータリポンプ（ＲＰ）１０によりある程度真空状態となったチャンバ１内からさらに大気を吸引し、チャンバ１内をより真空度の高い状態とするものである。このように、油拡散ポンプ（ＤＰ）７は、チャンバ１内の本排気に利用される高真空ポンプである。
【００２０】
チャンバ１はその内部においてワークを加工するためのものであり、ワークを出し入れするための扉を有している。
【００２１】
真空内圧力計（ＰＩＣ）２はチャンバ１内の圧力を検知するものである。これにより検知されたチャンバ１内の圧力情報は制御装置２０に伝達される。
【００２２】
排気用配管３２、配管３４，３８は、配管３３，３９および分岐管３５，３６に比べて径が大きく、また、分岐管３６は分岐管３５に比べて径が大きい。
【００２３】
また、配管３４に設けられたメインバルブ（ＭＶ）６およびフォアラインバルブ（ＦＶ）８は、分岐管３５に設けられたスローラフバルブ（ＳＲＶ）４および分岐管３６に設けられたラフバルブ（ＲＶ）５に比べて径が大きく、また、ラフバルブ（ＲＶ）５はスローラフバルブ（ＳＲＶ）４に比べて径が大きい。
【００２４】
以上のような構成を有する排気システム１００においては、排気用配管３２、配管３３，３８，３９、分岐管３５，３６、スローラフバルブ（ＳＲＶ）４、ラフバルブ（ＲＶ）５、メカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９およびロータリポンプ（ＲＰ）１０によりチャンバ１内の粗排気を行うための排気路、すなわち低真空排気路が形成され、この低真排気路が第１の排気路を構成する。また、排気用配管３２、配管３４，３８，３９、メインバルブ（ＭＶ）６、油拡散ポンプ（ＤＰ）７、フォアラインバルブ（ＦＶ）８、メカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９およびロータリポンプ（ＲＰ）１０によりチャンバ１内の本排気を行うための排気路、すなわち高真空排気路が形成され、この高真空排気路が第２の排気路を構成する。
【００２５】
次に、以上のように構成された真空排気システム１００の運転方法を図２のフローチャートを用いて説明する。
【００２６】
図２は、図１の真空排気システム１００の制御装置２０に格納された制御プログラムの内容を示すフローチャートである。
【００２７】
真空排気システム１００の運転時には、まず、チャンバ１の扉を開いてチャンバ１内にワークを配置する。そして、図２に示すように、運転が停止した状態、すなわち全てのポンプが停止するとともに全てのバルブが閉じられた状態の真空排気システム１００の始動スイッチ（図示せず）をオン操作すると、制御装置２０に運転開始指令が入力され、真空排気システム１００の運転がスタートして以下の動作が行われる。
【００２８】
制御装置２０は、真空排気システム１００が始動すると、まず、ロータリポンプ（ＲＰ）１０を起動し（ステップＳ１）、ついでメカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９を起動する（ステップＳ２）。次にフォアラインバルブ（ＦＶ）８を開き（ステップＳ３）、ついで油拡散ポンプ（ＤＰ）７を起動し（ステップＳ４）、ついでフォアラインバルブ（ＦＶ）８を閉じる（ステップＳ５）。ここで、油拡散ポンプ（ＤＰ）７は起動してから実際に作動するまでに時間がかかるため、このような早い段階で起動しておく必要がある。また、フォアラインバルブ（ＦＶ）８を一旦開いてから閉じるのは、油拡散ポンプ（ＤＰ）７を起動するためである。
【００２９】
このようにして起動させたロータリポンプ（ＲＰ）１０、メカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９および油拡散ポンプ（ＤＰ）７は、後述するように真空排気システム１００の運転停止指令が入力されるまで起動し続ける。
【００３０】
次に、チャンバ１内の圧力をチャンバ内真空計（ＰＩＣ）２で検知する。すなわち、チャンバ１内の圧力情報が制御装置２０に伝達され、制御装置２０では、この情報をもとにチャンバ１内の圧力が第１のセットポイントよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ６）。第１のセットポイントの値は任意であり、チャンバ１の容積等によっても変わってくるが、例えば１３００Ｐａ程度の真空状態の値に設定される。
【００３１】
ここで、真空排気システム１００では、通常はワークの出し入れ等の際にチャンバ１の扉の開閉を行うため、チャンバ１内の圧力は大気圧（約１０5Ｐａ）となっていることが多く、通常は第１のセットポイントの値よりも圧力が大きい値となっている。このようにチャンバ１内の圧力が第１のセットポイントよりも大きい場合には、メカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９を停止し（ステップＳ７）、その後にスローラフバルブ（ＳＲＶ）４を開く（ステップＳ８）。続いてメカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９を再起動し（ステップＳ９）、ついでラフバルブ（ＲＶ）５を開く。この場合、メカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９は、スローラフバルブ（ＳＲＶ）４を開くために一旦停止した後、所定時間経過したら再び起動するように制御装置２０のタイマ２１により制御されている。
【００３２】
このようにメカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９を一旦停止してからスローラフバルブ（ＳＲＶ）４を開くことにより、メカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９に急激な負荷がかかるのを防止することができ、よって、メカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９がスリップしたり騒音を発生したりすることを防止することが可能となる。
【００３３】
なお、ロータリポンプ（ＲＰ）１０は、構造がメカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９とは異なるため、チャンバ１内の圧力が第１のセットポイントよりも大きい状態のもとで起動したままスローラフバルブ（ＳＲＶ）４を開いても、負荷により摩耗したり騒音を発生させたりすることはない。
【００３４】
上記においては、チャンバ１内が大気圧に近い状態であり内部の圧力が第１のセットポイントよりも大きくなる場合について説明したが、例えば、週末などに真空排気システム１００の運転を停止する場合には、ワークが配置されたチャンバ１内が真空に近い状態に保たれたままでシステムの運転を停止する場合がある。この場合には、週明けにシステムの運転を開始した際のチャンバ１内の圧力は第１のセットポイントよりも小さくなっている。したがって、この場合には、メカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９を起動したままでスローラフバルブ（ＳＲＶ）４を開き（ステップＳ７ａ）、ついでラフバルブ（ＲＶ）５を開く（ステップＳ１０）。このようにメカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９を起動したままでスローラフバルブ（ＳＲＶ）４を開いても、この場合においてはメカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９に急激な負荷がかかることはなく、よって、メカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９がスリップしたり騒音を発生したりすることはない。
【００３５】
なお、本実施の形態における真空排気システム１００の運転方法では、チャンバ１内の圧力が第１のセットポイントよりも大きい場合および小さい場合のいずれにおいても、ラフバルブ（ＲＶ）５よりも径の小さなスローラフバルブ（ＳＲＶ）４をまずはじめに開いてあらかじめチャンバ１内の吸引を行い、その後に径の大きなラフバル（ＲＶ）５を開くため、チャンバ１内に急激な圧力変化が生じるのを防止することができる。
【００３６】
上記のようにしてスローラフバルブ（ＳＲＶ）４およびラフバルブ（ＲＶ）５を開き、メカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９およびロータリポンプ（ＲＰ）１０を用いて低真空排気路を介してチャンバ１内の粗排気を行った後、チャンバ１内の圧力を再びチャンバ内真空計（ＰＩＣ）２で検知し、チャンバ１内の圧力が第２のセットポイントよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１１）。
【００３７】
チャンバ１内の圧力が第２のセットポイントよりも大きい場合には、チャンバ１内の粗排気が引き続き行われるとともに、ステップＳ１１に戻って再度判定が行われる。一方、チャンバ１内の圧力が第２のセットポイントよりも小さい場合あるいは前粗排気によって小さくなった場合には、ラフバルブ（ＲＶ）５およびスローラフバルブ（ＳＲＶ）４を閉じる（ステップＳ１２）。なお、第２のセットポイントの値は、例えば前述の油拡散ポンプ（ＤＰ）７の性能にあわせて設定される。
【００３８】
続いて、フォアラインバルブ（ＦＶ）８を開き（ステップＳ１３）、ついでメインバルブ（ＭＶ）６を開く（ステップＳ１４）。それにより、メカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）９およびロータリポンプ（ＲＰ）１０を用いてチャンバ１内の粗排気を行う低真空排気路から、油拡散ポンプ（ＤＰ）を用いてチャンバ１内の本排気を行う高真空排気路に切り替えが行われ、その結果、チャンバ１内の真空度がさらに高められる。
【００３９】
次に、高真空状態となったチャンバ１内においてワークの加工を行い（ステップＳ１５）、ついで、ワークの加工が終了したか否かを判定する（ステップ１６）。加工が終了していない場合には、ステップＳ１５に戻って引き続きワークの加工を行う。一方、加工が終了した場合には、メインバルブ（ＭＶ）６を閉じ（ステップＳ１７）、ついでリークバルブ（ＬＶＣ）３を開いてチャンバ１内に大気を導入する（ステップＳ１８）。
【００４０】
ついで、真空排気システム１００の運転停止指令が入力されたか否かを制御装置２０が判定する（ステップＳ１９）。運転停止指令が入力された場合には、メインバルブ（ＭＶ）６およびフォアラインバルブ（ＦＶ）８をこの順で閉じるとともに、油拡散ポンプ（ＤＰ）７、メカニカルブースタポンプ（ＭＶ）９およびロータリポンプ（ＲＰ）１０をこの順で停止してシステムの運転停止操作を行い（ステップＳ２０ａ）、運転を停止する。
【００４１】
ところで、真空排気システム１００においては、チャンバ１内のワークを交換して引き続きシステムを運転させ、繰り返しワークの加工を行うのが通常である。このように引き続きシステムを運転する場合には、運転停止指令は入力されない。この場合、リークバルブ（ＬＶＣ）３を開くことにより開くことが可能となったチャンバ１の扉を作業員が開いてワークの交換を行い、それから再び扉を閉じた後、作業員が加工開始操作を行うことになる。ここで、チャンバ１の扉の開閉動作は制御装置２０により検知されており、チャンバ１の扉が開いたか否かを制御装置２０が判定するとともに（ステップＳ２０）、扉が閉じたか否かを制御装置２０が判定し（ステップＳ２１）、さらに加工開始指令が入力されたか否かを制御装置２０が判定する（ステップ２２）。なお、チャンバ１の扉が開いていない場合、チャンバ１の扉が閉じられていない場合および加工開始指令が入力されていない場合においては、ステップＳ１９に戻って、再度、運転停止指令が入力されたか否かの判定が行われる。
【００４２】
上記のようにしてチャンバ１の扉が閉じたことが確認されて加工開始操作がなされた後、リークバルブ（ＬＶＣ）３を閉じる（ステップＳ２３）。そして、再びステップＳ５に戻り、ステップＳ５〜ステップＳ２３の動作が繰り返し行われる。なお、このようにシステムの動作を繰り返し行う場合においては、ワークの交換のためにチャンバ１の扉を開閉するため、チャンバ内真空計（ＰＩＣ）２で検知されるチャンバ１内の圧力が第１のセットポイントよりも高くなる。よって、この場合においては、メカニカルブースタポンプ（ＭＢ）９を一旦停止してからスローラフバルブ（ＳＲＶ）４を開くステップＳ７〜ステップＳ９の操作を行う。
【００４３】
以上のような真空排気システムの運転方法によれば、メカニカルブースタポンプ（ＭＢＰ）に大きな負荷がかかるのを防止することができるため、このポンプの長寿命化を図ることが可能になるとともに、騒音の発生を防止することが可能となる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明は、以上に説明したような形態で実施され、以下のような効果を奏する。
（１）メカニカルブースタポンプに急激な負荷かがかかってポンプがスリップしたり大きな音を発したりするのを防止することが可能となる。その結果、メカニカルブースタポンプの負荷を軽減して長寿命化を図ることが可能になるとともに、騒音の発生を防止することが可能となる。
（２）チャンバ内の圧力が第１の所定値以上であればメカニカルブースタポンプを停止させるとすると、チャンバ内の圧力が第１の所定値以下であればメカニカルブースタポンプを起動したままで第１のバルブを開いてもメカニカルブースタポンプに急激な負荷かがかかってポンプがスリップしたり大きな音を発したりすることはないので、メカニカルブースタポンプの不要な停止および再起動を回避することができる。
（３）メカニカルブースタポンプが停止から所定時間経過後にタイマにより再起動するとすると、メカニカルブースタポンプの再起動のタイミングを自由に調整することが可能となる。
（４）チャンバの内部とメカニカルブースタポンプとが第２の排気路により連通し、第２の排気路に上流側から順に第２の開閉バルブと油拡散ポンプとが設けられ、メカニカルブースタポンプの再起動後に、チャンバ内の圧力が第２の所定値以下となれば油拡散ポンプを起動した状態において第１の開閉バルブを閉じるとともに前記第２の開閉バルブを開くとすると、メカニカルブースタポンプやロータリポンプに比べてより吸引力が強くチャンバ内を高真空状態にすることが可能な油拡散ポンプを用いて第２の排気路を通じて排気を行うことができるため、チャンバ内を高真空状態にすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施の形態における真空排気システムの構成を示す模式図である。
【図２】図１の真空排気システムの制御装置に格納された制御プログラムの内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ チャンバ
２ チャンバ内真空計
３ リークバルブ
４ スローラフバルブ
５ ラフバルブ
６ メインバルブ
７ 油拡散ポンプ
８ フォアラインバルブ
９ メカニカルブースタポンプ
１０ ロータリポンプ
２０ 制御装置
２１ タイマ
３１〜３４，３８，３９ 配管
３５，３６ 分岐管
３７ 分岐点
Claims (5)
- チャンバの内部に連通するように第１の排気路が設けられ、前記第１の排気路に上流側から順に第１の開閉バルブ、メカニカルブースタポンプおよびロータリポンプが設けられた真空排気システムであって、
前記真空排気システムは制御装置を備え、
前記制御装置は、前記第１の開閉バルブを閉じた状態で前記ロータリポンプおよび前記メカニカルブースタポンプを起動させ、ついで前記メカニカルブースタポンプを停止させて前記第１の開閉バルブを開かせ、その後前記メカニカルブースタポンプを再起動させるように構成されている、真空排気システム。 - 前記制御装置は、前記メカニカルブースタポンプの停止を、前記チャンバ内の圧力が第１の所定値以上の場合に行うように構成されている、請求項１記載の真空排気システム。
- 前記制御装置は、前記メカニカルブースタポンプを、停止から所定時間経過後にタイマにより再起動させるように構成されている、請求項１または２記載の真空排気システム。
- 前記チャンバの内部と前記メカニカルブースタポンプとが第２の排気路により連通し、前記第２の排気路に上流側から順に第２の開閉バルブと油拡散ポンプとが設けられ、前記制御装置は、前記メカニカルブースタポンプの再起動後に、前記チャンバ内の圧力が第２の所定値以下となれば前記油拡散ポンプを起動した状態において前記第１の開閉バルブを閉じさせるとともに前記第２の開閉バルブを開かせるように構成されている、請求項１〜３のいずれかに記載の真空排気システム。
- チャンバの内部に連通するように第１の排気路が設けられ、前記第１の排気路に上流側から順に第１の開閉バルブ、メカニカルブースタポンプおよびロータリポンプが設けられた真空排気システムの運転方法であって、
前記第１の開閉バルブを閉じた状態で前記ロータリポンプおよび前記メカニカルブースタポンプを起動し、ついで前記メカニカルブースタポンプを停止して前記第１の開閉バルブを開き、その後前記メカニカルブースタポンプを再起動する真空排気システムの運転方法。
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