JP7172821B2 - ポンプ監視装置および真空ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、ポンプ監視装置および真空ポンプに関する。

例えば、フラットパネルディスプレイを製造するための成膜装置やエッチング装置等の半導体製造装置では、基板の大型化に伴って半導体製造装置の真空チャンバに複数の真空ポンプが設けられる場合がある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の発明では、半導体製造装置に同機種の真空ポンプが複数台用いられる場合、それらの複数台の真空ポンプの物理量（例えば、振動量）を比較して、物理量の変化が他と著しく異なる真空ポンプについては、物理量が警報点に達していなくても何らかの異常が生じていることを知ることができる。

特開２０００－２８３０５６号公報

しかしながら、半導体製造装置の同一チャンバに設けられた複数の真空ポンプであっても、真空ポンプが取り付けられる場所によって真空ポンプの排気条件（例えば、ガス流量）が異なる。そのため、真空ポンプの排気条件が物理量の値に影響を及ぼし、異なる場所に取り付けられた真空ポンプの物理量の比較から異常が生じているか否かを判断する場合に、誤判断をしてしまうおそれがあった。

本発明の好ましい態様によるポンプ監視装置は、真空装置の一以上の排気ポートの各々に装着された真空ポンプの状態を監視する真空ポンプ監視装置であって、複数の前記真空装置の同一排気ポートに装着された複数の真空ポンプから、真空ポンプの状態を表すポンプパラメータを取得する取得部と、前記取得部で取得された複数のポンプパラメータを比較することにより、前記同一排気ポートに装着された複数の真空ポンプの異常を判定する判定部とを備える。
本発明の好ましい態様による真空ポンプは、上記態様によるポンプ監視装置と、他の真空ポンプとデータの授受を行うための通信部とを備え、前記判定部は前記通信部を介して取得された他の真空ポンプのポンプパラメータと、前記監ポンプ視装置を備える真空ポンプのポンプパラメータとを比較して、前記同一排気ポートに装着された複数の真空ポンプの異常を判定する。
さらに好ましい態様では、マスタ/スレーブ設定条件が入力される入力部と、前記マスタ/スレーブ設定条件に基づいて前記ポンプ監視装置をマスタ状態またはスレーブ状態に設定する設定部とをさらに備え、マスタ状態のポンプ監視装置は、前記取得部による前記他の真空ポンプのポンプパラメータの取得および前記判定部による判定を行い、スレーブ状態のポンプ監視装置は、前記取得部による取得および前記判定部の判定を停止する。
さらに好ましい態様では、前記ポンプ監視装置が前記スレーブ状態に設定されている場合に、前記マスタ状態のポンプ監視装置からポンプパラメータの送信指令を前記通信部を介して受信すると、前記スレーブ状態のポンプ監視装置は、そのスレーブ状態のポンプ監視装置が設けられている真空ポンプのポンプパラメータを前記通信部を介して送信する。
さらに好ましい態様では、前記ポンプ監視装置が前記マスタ状態に設定されている場合に、そのマスタ状態のポンプ監視装置が設けられている真空ポンプが前記判定部により異常であると判定されると、前記マスタ状態のポンプ監視装置は、マスタ状態に設定するマスタ/スレーブ設定条件を前記通信部を介して前記他の真空ポンプに送信し、かつ、前記マスタ状態のポンプ監視装置を備える真空ポンプを停止する。

本発明によれば、ポンプパラメータの比較による真空ポンプの異常判定をより正確に行うことができる。

図１は、第１の実施の形態における真空システムを示す図である。 図２は、真空ポンプの構成を示す図である。 図３は、通信ラインで接続された３つのポンプコントローラを示すブロック図である。 図４は、マスタの監視装置の監視動作の一例を示すフローチャートである。 図５は、図４に続く処理を示すフローチャートである。 図６は、スレーブの監視装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図７は、モータ電流値の波形の一例を示す模式図である。 図８は、第２の実施の形態における真空システムを示す図である。 図９は、通信ラインで接続された３つのポンプコントローラと監視装置とを示すブロック図である。 図１０は、監視装置の動作の一例を示すフローチャートである。

以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
－第１の実施の形態－
図１は、第１の実施の形態における真空システム１を示す図である。真空システム１は同一構成の真空装置（例えば、半導体製造装置等）を複数備えている。図１に示す例では、３台の真空装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを備えている。各真空装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃに設けられた真空チャンバ２には複数の排気ポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３が設けられており、各排気ポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３には真空ポンプ３がそれぞれ装着されている。

本実施の形態では、真空装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは同一構成の装置であって、同一排気ポートには同一機種の真空ポンプ３が装着されている。異なる排気ポートに関しては、異なる機種の真空ポンプ３が装着されていても良いし、同一機種の真空ポンプ３が装着されていても良い。図１に示す例では、排気ポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３の全てに同一機種の真空ポンプ３が装着されている。

図２は、真空ポンプ３の構成を示す図である。図２に示す真空ポンプ３はターボ分子ポンプであり、真空排気を行うポンプ本体３ａと、ポンプ本体を駆動制御するポンプコントローラ３ｂとを備えている。真空ポンプ３は磁気軸受式のターボ分子ポンプであり、ポンプ本体３ａには回転体Ｒが設けられている。回転体Ｒは、ポンプロータ３０と、ポンプロータ３０に締結されたロータシャフト３１とを備えている。

ポンプロータ３０には、上流側に回転翼３２が複数段形成され、下流側にネジ溝ポンプを構成する円筒部３３が形成されている。これらに対応して、固定側には複数の固定翼３４と、円筒状のネジステータ３５とが設けられている。図２に示す例ではネジステータ３５側にネジ溝が形成されているが、円筒部３３にネジ溝を形成しても構わない。各固定翼３４は、スペーサリング３６を介してベース３７上に載置される。

ロータシャフト３１は、ベース３７に設けられたラジアル磁気軸受４１Ａ，４１Ｂとアキシャル磁気軸受４１Ｃとによって磁気浮上支持され、モータ４０により回転駆動される。モータ４０の近傍には、モータ温度を検出する温度センサ４７が設けられている。各磁気軸受４１Ａ～４１Ｃは電磁石と変位センサとを備えおり、変位センサによりロータシャフト３１の浮上位置が検出される。ロータシャフト３１の回転数は回転数センサ４２により検出される。磁気軸受４１Ａ～４１Ｃが作動していない場合には、ロータシャフト３１は非常用のメカニカルベアリング４３ａ，４３ｂによって支持される。

吸気口３８ａが形成されたポンプケーシング３８は、ベース３７にボルト固定されている。ベース３７には排気ポート３９が設けられ、この排気ポート３９にバックポンプが接続される。ポンプロータ３０が締結されたロータシャフト３１をモータ４０により高速回転すると、吸気口３８ａ側の気体分子は排気ポート３９側へと排気される。

ベース３７には、ヒータ４４と、冷却水などの冷媒が流れる冷媒配管４５とが設けられている。反応生成物の堆積しやすいガスを排気する場合には、ネジ溝ポンプ部分や下流側の回転翼３２への生成物堆積を抑制するために、ヒータ４４のオンオフおよび冷媒配管４５を流れる冷媒のオンオフを行うことにより、例えば、温度センサ４６で計測されるネジステータ固定部付近のベース温度が所定温度となるように温度調整を行う。なお、図示は省略したが、冷媒配管４５には、冷媒をオンオフするための電磁弁が設けられている。

ポンプコントローラ３ｂは、モータ制御部５１、軸受制御部５２、通信部５３および監視装置５４を備えている。モータ制御部５１はモータ４０を駆動制御する。軸受制御部５２は、磁気軸受４１Ａ～４１Ｃを駆動制御する。ポンプコントローラ３ｂ、通信部５３を介して他の装置と情報の授受を行うことができる。監視装置５４は、後述するように自身のポンプ本体３ａや、通信部５３を介して接続された他の真空ポンプ３の状態を監視する。

図１ではポンプ本体３ａとポンプコントローラ３ｂとは一体とされているが、図２に示すように別体とされていても良い。図１に示すように、各真空装置１０Ａ～１０Ｃの排気ポートＰ１に装着されている３台の真空ポンプ３のポンプコントローラ３ｂは通信ラインＬ１により互いに接続され、排気ポートＰ２に装着されている３台の真空ポンプ３のポンプコントローラ３ｂは通信ラインＬ２により互いに接続され、排気ポートＰ３に装着されている３台の真空ポンプ３のポンプコントローラ３ｂは通信ラインＬ３により互いに接続されている。

真空装置１０Ａ～１０Ｃに設けられた９台の真空ポンプ３は、装着される半導体製造装置を識別するための装置ＩＤ１と、排気ポートＰ１～Ｐ３のいずれに取り付けられているかを識別するためのグループＩＤ２とにより識別される。例えば、真空装置１０Ａ～１０Ｃに装着される真空ポンプ３の装置ＩＤ１は順に１、２、３と設定され、排気ポートＰ１～Ｐ３に装着される真空ポンプ３のグループＩＤ２は順に１、２、３と設定される。通信ラインＬ１はグループＩＤ２＝１の真空ポンプ３の間に接続され、通信ラインＬ２はグループＩＤ２＝２の真空ポンプ３の間に接続され、通信ラインＬ３はグループＩＤ２＝３の真空ポンプ３の間に接続される。

図３は、通信ラインＬ１で接続された３つのポンプコントローラ３ｂを示すブロック図である。図３では、真空装置１０Ａの排気ポートＰ１に装着された真空ポンプ３のポンプコントローラ３ｂを符号３ｂA1のように表し、同様に、真空装置１０Ｂの排気ポートＰ１に装着された真空ポンプ３のポンプコントローラ３ｂを符号３ｂB1、真空装置１０Ｃの排気ポートＰ１に装着された真空ポンプ３のポンプコントローラ３ｂを符号３ｂC1のように表すことにする。各ポンプコントローラ３ｂA1，３ｂB1，３ｂC1の通信部５３は、通信ラインＬ１によって接続されている。

（監視装置５４）
真空ポンプ３の監視動作は、ポンプコントローラ３ｂに設けられた監視装置５４により行われる。真空ポンプ３の状態の監視は、モータ電流値やモータ温度等のポンプパラメータを監視することによって行われる。監視装置５４は、判定部５４１、報知部５４２、記憶部５４３、入力部５４４および設定部５４５を備えている。真空ポンプ３の状態判定は判定部５４１で行われ、異常があった場合には報知部５４２によって異常が報知される。ポンプパラメータが異常状態を示しているか否かの判定を行うための閾値は、記憶部５４３に記憶されている。閾値の詳細は後述する。

通信ラインＬ１で接続された同一グループＩＤ２の３台の真空ポンプ３には監視装置５４がそれぞれ設けられているが、一つはマスタに設定され、他はスレーブに設定される。そして、同一グループＩＤ２の３台の真空ポンプ３の異常判定は、マスタの監視装置５４によって行われる。マスタおよびスレーブの設定は、記憶部５４３に記憶されているマスタ／スレーブ設定ＩＤ３により行われる。例えば、ＩＤ３＝１の場合にはマスタに設定され、ＩＤ３＝０の場合にはスレーブに設定される。

装置ＩＤ１，グループＩＤ２およびマスタ／スレーブ設定ＩＤ３は、監視装置５４の入力部５４４から入力され、設定部５４５によって設定される。なお、本実施の形態では、オペレータが入力部５４４を手動操作することで監視装置５４に設定情報が入力される構成としたが、半導体製造装置のコントローラ（不図示）から通信で入力されるような構成としても良い。

以下では、真空装置１０Ａに装着された真空ポンプ３の監視装置５４がマスタに設定され、真空装置１０Ｂ，１０Ｃに装着された真空ポンプ３の監視装置５４がスレーブに設定されていると仮定して説明する。図３のポンプコントローラ３ｂA1，３ｂB1，３ｂC1に設けられた各監視装置５４の設定を（ＩＤ１設定，ＩＤ２設定，ＩＤ３設定）のように表現した場合、それぞれ、（ＩＤ１＝１，ＩＤ２＝１，ＩＤ３＝１），（ＩＤ１＝２，ＩＤ２＝１，ＩＤ３＝０），（ＩＤ１＝３，ＩＤ２＝１，ＩＤ３＝０）となる。

ポンプコントローラ３ｂA1，３ｂB1，３ｂC1の各監視装置５４の入力部５４４に装置ＩＤ１、グループＩＤ２およびマスタ／スレーブ設定ＩＤ３が入力されると、設定部５４５はマスタ／スレーブ設定ＩＤ３に応じて監視装置５４をマスタまたはスレーブに設定する。図３では、（Ｄ１＝１，Ｄ２＝１，ＩＤ３＝１）のように設定されたポンプコントローラ３ｂA1の監視装置５４はマスタとして動作し、（Ｄ１＝２，Ｄ２＝１，ＩＤ３＝０），（Ｄ１＝３，Ｄ２＝１，ＩＤ３＝０）のように設定されたポンプコントローラ３ｂB1，３ｂC1の各監視装置５４はスレーブとして動作する。スレーブとして動作するポンプコントローラ３ｂB1，３ｂC1の監視装置５４は、判定部５４１の機能を停止し、ポンプコントローラ３ｂA1に設けられたマスタの監視装置５４の要求に基づいてポンプパラメータの値をポンプコントローラ３ｂA1へ送信する。

（マスタの監視装置５４の監視動作）
図４，５は、マスタの監視装置５４の監視動作の一例を説明するフローチャートである。ここでは、ポンプパラメータの一つであるモータ電流値に基づいて、生成物堆積量の過剰を監視する場合について説明する。図４に示すフローチャートのステップＳ１では、ポンプコントローラ３ｂA1，３ｂB1，３ｂC1からポンプ本体３ａのモータ電流値を取得するサンプリングタイミングに関して、設定処理が実行される。

エッチング等のプロセスを行う半導体製造装置に用いられる真空ポンプにおいては、ポンプ内に生成物が堆積しやすいことが知られている。特に、図２に示すターボ分子ポンプの場合、真空度が比較的低い下流側のネジ溝ポンプのネジステータ３５に堆積しやすい。ネジ溝ポンプの生成物体積が増えるとモータ負荷が増加しモータ電流値が上昇するので、そのモータ電流値の変化を検知することでポンプ内堆積物を検知したり堆積厚さを推定したりすることが知られている（例えば、国際公開第２０１１/１４５４４４号）。

マスタの監視装置５４の判定部５４１は、モータ電流値が予め設定した電流閾値Ｉth1を超えた場合に堆積量過剰と判定する。さらに、モータ電流値が電流閾値Ｉth1に達していなくても同一グループＩＤ２の真空ポンプ３の間でモータ電流値の乖離が顕著になった場合には、判定部５４１は乖離している真空ポンプ３に何らかの異常が生じていると判定して、報知部５４２により異常発生の警告を出力する。

ところで、モータ電流値の増加量はガス流量に依存するので、モータ電流値に関して判定する際には、プロセス中のガス流量がほぼ一定のタイミングにおけるモータ電流値を比較する必要がある。図３に示すポンプコントローラ３ｂA1のマスタの監視装置５４は、真空装置１０Ａを立ち上げ開始後の初期状態におけるモータ電流波形から、モータ電流値のサンプリングタイミングを決定する。

例えば、２種類のプロセスが交互に繰り返される半導体製造装置の場合には、図７の模式図に示すようなモータ電流値波形となる。この場合、監視装置５４は２種類の電流波形Ａ，Ｂを抽出することができ、サンプリングには電流一定状態における電流値のより大きな電流波形Ａが用いられる。例えば、電流波形Ａの立ち上がり時刻ｔ１からΔｔ経過した時刻ｔ２をモータ電流値のサンプリングタイミングに設定する。

なお、３台の真空ポンプ３のポンプ装着タイミングやメンテナンスタイミングが異なるような場合には、各真空ポンプ３の総稼働時間はｔａ，ｔｂ＝ｔａ＋Δｔｂ，ｔｃ＝ｔａ＋Δｔｃのように異なる。そのような場合のサンプリングタイミングの決定方法としては、稼働開始からの時間が同一となるようにタイミングをサンプリングタイミングとする方法（方法１と呼ぶ）と、単純に同一時刻のタイミングをサンプリングタイミングとする方法（方法２と呼ぶ）とが考えられる。なお、各真空ポンプにおいて設定されている時刻情報が一致している必要がある。そこで、例えば、マスタの監視装置５４がスレーブの監視装置５４の各々に対して自身が保有している時刻情報を送信し、スレーブの監視装置５４の各々は受信した時刻情報に基づいて時刻情報の修正を行うように構成されていると良い。

方法１の場合、例えば、最も総稼働時間の短い真空ポンプ３（総稼働時間＝ｔａ）を基準にサンプリングタイミングｔｓを設定し、総稼働時間ｔｂの真空ポンプ３はｔｓ－Δｔｂを、総稼働時間ｔｃの真空ポンプ３はｔｓ－Δｔｃをそれぞれのサンプリングタイミングとし、同一稼働時間におけるポンプパラメータで比較する。現時点における生成物の堆積量を判定する場合（後述するステップＳ４における判定）は、方法２のサンプリングタイミングが好ましく、堆積量の乖離を判定する場合（後述するステップＳ５）には方法１が好ましい。なお、以下では説明を簡単にするために、３台の真空ポンプ３の総稼働時間が等しい場合を例に説明する。

図４のステップＳ２では、マスタの監視装置５４は、電流波形Ａの立ち上がりからΔｔ経過したサンプリングタイミングにおいて、ポンプコントローラ３ｂA1に接続されたポンプ本体３ａのモータ電流値をサンプリングする。ステップＳ３では、マスタの監視装置５４は、同一サンプリングタイミングのモータ電流値、すなわち、電流波形Ａの立ち上がりからΔｔ経過した時刻のモータ電流値の送信を要求する指令（以下では、電流値要求指令と呼ぶ）を、通信部５３を介してスレーブの監視装置５４が設けられたポンプコントローラ３ｂB1，３ｂC1へ送信する。

ステップＳ４では、マスタの監視装置５４は、３台の真空ポンプ３のモータ電流値の全てが電流閾値Ｉth1以下であるか否かの判定を、判定部５４１において実行する。全ての真空ポンプ３に関してモータ電流値≦Ｉth1と判定された場合にはステップＳ５へ進み、少なくとも１台の真空ポンプ３に関してモータ電流値＞Ｉth1である場合にはステップＳ６へ進む。

ステップＳ４からステップＳ６へ進んだ場合には、モータ電流値＞Ｉth1である真空ポンプ３のメンテナンスを促す警報を報知部５４２から発信する。例えば、モータ電流値＞Ｉth1の情報と、真空ポンプ３を特定するための装置ＩＤ１およびグループＩＤ２とを警報情報として発信する。また、マスタの監視装置５４に表示装置（不図示）を設けて、その表示装置に異常情報と装置ＩＤ１およびグループＩＤ２とを表示しても良い。

一方、ステップＳ４からステップＳ５へ進んだ場合には、マスタの監視装置５４の判定部５４１は３台の真空ポンプ３の間のモータ電流値を比較し、モータ電流値の間に乖離が生じているか否かを判定する。ステップＳ５で乖離発生と判定されるとステップＳ７へ進み、乖離が発生していないと判定されるとステップＳ５からステップＳ２へ戻る。乖離発生時には、乖離している真空ポンプ３に何らかの異常傾向にあると推定されるので、ステップＳ５からステップＳ７へ進んだ場合には、異常情報と、異常と推定した真空ポンプ３の装置ＩＤ１およびグループＩＤ２とを、警報情報として報知部５４２から発信する。ステップＳ７の処理を行った後には、ステップＳ２へ戻る。図４のようにステップＳ５の処理を設けたことで、モータ電流値が電流閾値Ｉth1よりも大きくなる前に、異常と推定される真空ポンプ３に対して警報を発信することができる。

一般に、複数の真空ポンプ３を同一環境で使用した場合、それらにおける生成物の堆積量はほぼ同程度となる。しかし、例えば、温調装置の不具合により温調温度が適切温度よりも低くなっている場合には、生成物堆積の進行速度が速くなる。そのような場合には、他の真空ポンプ３よりもモータ電流値が大きくなり、モータ電流値の乖離が発生する。そのため、乖離発生の判定方法としては、例えば、１台の真空ポンプ３のモータ電流値が他の２台の真空ポンプ３のモータ電流値との差が所定値以上となっている場合や、他の２台の真空ポンプ３に比べてモータ電流値のサンプリングタイミング毎の変化の度合いが所定値以上の場合に乖離発生と判定する。モータ電流値のサンプリングタイミング毎の変化の度合いが大きい場合には、堆積量の増加の度合いが大きいと推定される。

また、モータ電流値から大きく乖離していて、かつ、モータ電流値の変化の度合いが大きい場合に、乖離発生と判定しても良い。３台の真空ポンプ３の総稼働時間が異なる場合に上述した方法２のサンプリングタイミングを採用した場合、３台の真空ポンプ３が正常状態であっても、総稼働時間が大きい真空ポンプ３ほど堆積量が大きくなる。そのような場合には、堆積量を比較するのではなく堆積量増加の度合いを比較することで、異常発生を適切に判定することが可能となる。

ステップＳ６の処理が終了したならば、ステップＳ８へ進んで各真空ポンプ３のモータ電流値について、モータ電流値がポンプ停止閾値Ｉth2より大きいか否かを判定する。ポンプ停止閾値Ｉth2はポンプ停止を判定する閾値であって、上述した電流閾値Ｉth1よりも大きな値に設定される。モータ電流値が電流閾値Ｉth1より大きくなると、生成物堆積の増大でポンプロータがステータに接触する危険性があるので、モータ電流値＞Ｉth2となった場合にはその真空ポンプ３を強制的に停止する。

ステップＳ８でモータ電流値≦Ｉth2と判定されるとステップＳ２へ進み、ステップＳ８でモータ電流値＞Ｉth2と判定されると、図５のステップＳ９へ進む。ステップＳ９では、停止対象ポンプがマスタの監視装置５４が設けられている真空ポンプ３か否かを判定し、マスタの監視装置５４が設けられている真空ポンプ３の場合にはステップＳ１０へ進み、スレーブの監視装置５４が設けられている真空ポンプ３の場合にはステップＳ１３へ進む。ステップＳ９からステップＳ１３へ進んだ場合には、停止対象の真空ポンプ３のポンプコントローラ３ｂへポンプ停止信号を送信し、その後、図４のステップＳ２へ進む。

一方、ステップＳ９からステップＳ１０へ進んだ場合、ステップＳ１０において、マスタ設定信号と図４のステップＳ１で設定したサンプリングタイミング情報とを、スレーブの監視装置５４が設けられたポンプコントローラ３ｂ（図３に示す構成ではポンプコントローラ３ｂB1，３ｂC1）へ送信する。マスタ設定信号には、マスタ／スレーブ設定ＩＤ３＝１と次のマスタに設定すべき装置ＩＤ１とが含まれ、この装置ＩＤ１に等しい装置ＩＤ１を有する監視装置５４がマスタに設定される。

マスタ設定信号に含まれる装置ＩＤ１としては、例えば、マスタ設定信号を送信する監視装置５４の装置ＩＤ１（＝１）の値の次に小さな値（この場合は２）を用いることができる。または、ポンプ本体３ａまたはポンプコントローラ３ｂのメモリに総稼働時間を記憶しておき、稼働時間が長い方の真空ポンプ３に設けられた監視装置５４を次のマスタに設定するようにしても良い。

ステップＳ１１では、マスタの監視装置５４が設けられた真空ポンプ３の停止を報知する情報を報知部５４２から発信する。例えば、マスタの監視装置５４の装置ＩＤ１およびグループＩＤ２を発信する。ステップＳ１２では、マスタの監視装置５４が設けられた真空ポンプ３を停止する。

（スレーブの監視装置５４の監視動作）
図６は、スレーブの監視装置５４の監視動作の一例を説明するフローチャートである。ステップＳ１０１では、マスタの監視装置５４からのポンプ停止信号を受信したか否かを判定し、受信したと判定した場合にはステップＳ１０２へ進み、受信していないと判定した場合にはステップＳ１１１へ進む。ステップＳ１０２では、スレーブの監視装置５４が設けられている真空ポンプ３の停止を報知する情報を報知部５４２から発信する。例えば、自身の装置ＩＤ１およびグループＩＤ２を上位コントローラへ送信する。その後、ステップＳ１０３へ進んで、ポンプ停止処理を行う。

ポンプ停止信号を受信せずステップＳ１０１からステップＳ１１１へ進んだ場合には、マスタの監視装置５４からマスタ設定信号およびサンプリングタイミング情報を受信したか否かを判定する。ステップＳ１１１において受信したと判定されるとステップＳ１１２へ進み、受信していないと判定されるとステップＳ１２１へ進む。ステップＳ１１２では、受信したマスタ設定信号に含まれる装置ＩＤ１が自身の装置ＩＤ１と一致するか否かを判定し、一致する場合にはステップＳ１１３へ進み、一致しない場合にはステップＳ１２１へ進む。

装置ＩＤ１が一致してステップＳ１１２からステップＳ１１３に進んだ場合には、自身のマスタ／スレーブ設定ＩＤ３を、マスタ設定信号に含まれているマスタ／スレーブ設定ＩＤ３＝１と同じ値に変更する。マスタ設定信号に含まれる装置ＩＤ１がＤ１＝２である場合には、装置ＩＤ１＝２の監視装置５４が設けられたポンプコントローラ３ｂB1（図３参照）のマスタ／スレーブ設定ＩＤ３が０から１へと変更され、監視装置５４がスレーブからマスタに設定変更されて、機能停止していた判定部５４１が復帰する。

ステップＳ１１４では、ポンプコントローラ３ｂB1に設けられた監視装置５４は、ポンプコントローラ３ｂA1から受信したサンプリングタイミング情報を記憶部５４３に記憶する。そして、ステップＳ１１５へ進んでマスタ動作処理、具体的には、図４のステップＳ２から図５のステップＳ１３までの処理を実行する。

一方、ステップＳ１１１またはステップＳ１１２でＮＯと判定されてステップＳ１２１へ進んだ場合には、マスタの監視装置５４から送信された電流値要求指令（図４のステップＳ３参照）を受信したか否かを判定する。ステップＳ１２１において受信していないと判定されるとステップＳ１０１へ戻り、受信したと判定されるとステップＳ１２２へ進んで、要求されたサンプリングタイミングにおけるモータ電流値をマスタの監視装置５４へ送信する。

このように、堆積量過剰の判定閾値である電流閾値Ｉth1に対して、ステップＳ４でモータ電流値≦Ｉth1と判定される前に、真空ポンプ３の異常傾向をステップＳ５で判定することができる。その結果、生成物堆積が過剰となる前のより早い段階で真空ポンプ３の異常を発見することができ、適当なタイミングでその真空ポンプ３だけを交換する等、より適切なメンテナンスを行うことができる。

上述したように、本実施の形態では、複数の同じ半導体製造装置の同一排気ポートに装着された同一機種の真空ポンプ３、すなわち、同じ排気環境にある同一機種の真空ポンプ３同士のポンプパラメータ（モータ電流値）を比較して、真空ポンプ３の異常を判断している。従来は、同一半導体装置の異なる排気ポートに装着された真空ポンプ同士を比較しているので、真空ポンプ間で排気環境が異なり、誤判断をしてしまうおそれがあった。一方、本実施の形態では、同じ排気環境の真空ポンプ３同士のポンプパラメータを比較するようにしたので、より信頼性の高い異常判定を行うことができ、誤判断を防止することができる。

さらに、マスタの監視装置５４を搭載する真空ポンプ３が異常と判定されてステップＳ１２で停止された場合には、マスタ／スレーブ設定ＩＤ３＝１を含むマスタ設定信号をスレーブの監視装置５４へ送信して、スレーブの監視装置５４をマスタに設定変更するようにしているので、監視動作を支障なく継続することができる。

なお、上述した実施形態では、監視に使用するポンプパラメータがモータ電流値で、モータ電流値の大きさに応じて生成物堆積に関する異常判定を行う例に関して説明した。しかし、ポンプパラメータとしてはモータ電流値に限定されず、例えば、温度センサ４６，４７で検出されるベース温度，モータ温度や、回転数センサ４２で検出されるロータシャフト３１の回転数など、他の物理量を真空ポンプ３の異常（堆積量過剰、モータ異常、温調機能異常等）を監視するポンプパラメータに用いても良い。

－第２の実施の形態－
図８は、第２の実施の形態における真空システム１００を示す図である。上述した第１の実施の形態では、図１，３に示すように、各真空ポンプ３のポンプコントローラ３ｂのそれぞれに監視装置５４が設けられ、マスタに設定された監視装置５４により、複数の真空装置１０Ａ～１０Ｃの同一排気ポートに装着されている３台の真空ポンプ３の異常を判定した。第２の実施の形態では、図８に示すように、一つの監視装置５４を真空ポンプ３とは独立に設け、その監視装置５４により、複数の真空装置１０Ａ～１０Ｃの同一排気ポートに装着されている３台の真空ポンプ３の異常を判定するようにした。

真空装置１０Ａ～１０Ｃの各排気ポートＰ１に装着された真空ポンプ３のポンプコントローラ３ｂは、通信ラインＬ１によって監視装置５４に接続されている。真空装置１０Ａ～１０Ｃの各排気ポートＰ２に装着された真空ポンプ３のポンプコントローラ３ｂは、通信ラインＬ２によって監視装置５４に接続されている。真空装置１０Ａ～１０Ｃの各排気ポートＰ３に装着された真空ポンプ３のポンプコントローラ３ｂは、通信ラインＬ３によって監視装置５４に接続されている。監視装置５４は、通信ラインＬ１に接続された３台の真空ポンプ３の異常判定、通信ラインＬ２に接続された３台の真空ポンプ３の異常判定、および、通信ラインＬ３に接続された３台の真空ポンプ３の異常判定をそれぞれ独立して行う。

図９は、通信ラインＬ１により監視装置５４に接続されたポンプコントローラ３ｂA1，３ｂB1，３ｂC1を示す図である。図３の場合と同様に、真空装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの各排気ポートＰ１に装着された真空ポンプ３のポンプコントローラ３ｂを、符号３ｂA1，３ｂB1，３ｂC1で表した。ポンプコントローラ３ｂA1，３ｂB1，３ｂC1には、モータ制御部５１，軸受制御部５２および通信部５３が設けられている。ポンプコントローラ３ｂA1，３ｂB1，３ｂC1の各通信部５３は、通信ラインＬ１を介して監視装置５４に接続されている。

第２の実施の形態では、監視装置５４には、判定部５４１、報知部５４２、記憶部５４３および通信部５４６が設けられ、通信部５４６には通信ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３が接続されている。図示は省略したが、監視装置５４は、通信ラインＬ２を介して各真空装置１０Ａ～１０Ｃの排気ポートＰ２に装着された真空ポンプ３のポンプコントローラ３ｂに接続され、通信ラインＬ３を介して各真空装置１０Ａ～１０Ｃの排気ポートＰ３に装着された真空ポンプ３のポンプコントローラ３ｂに接続されている。判定部５４１、報知部５４２、記憶部５４３は、上述した図３に記載のものと同様の機能を有している。

図１０は、第２の実施の形態における監視装置５４の監視動作の一例を説明するフローチャートである。説明は省略するが、ステップＳ１、ステップＳ３～Ｓ８では、図４の同一符号のステップと同一処理を行う。ステップＳ８でモータ電流値＞Ｉth2と判定されるとステップＳ２０１へ進み、モータ電流値＞Ｉth2と判定された真空ポンプ３の停止を指令するポンプ停止信号を送信する。そのポンプ停止信号を受信したポンプコントローラ３ｂは、真空ポンプ３を停止する。ステップＳ２０２では、停止した真空ポンプ３の情報、例えば、真空ポンプ３の装置ＩＤ１およびグループＩＤ２を報知部５４２から上位コントローラへ送信する。ステップＳ２０２の処理が終了すると、ステップＳ３へ進む。

第２の実施の形態では、監視装置５４が独立して設けられ、その監視装置５４の判定部５４１は、第１の実施の形態のマスタの監視装置５４に設けられた判定部５４１と同様の判定処理を行う。その結果、第１の実施の形態の場合と同様に、同じ排気環境の真空ポンプ３同士のポンプパラメータ（モータ電流値）を比較して真空ポンプ３の異常を判断しているので、より信頼性の高い異常判定を行うことができ、誤判断を防止することができる。また、ステップＳ５の処理を設けたことにより、生成物堆積が過剰となる前のより早い段階で真空ポンプ３の異常を発見することができ、適当なタイミングでその真空ポンプ３だけを交換する等、より適切なメンテナンスを行うことができる。

以上説明した実施の形態の作用効果をまとめると、以下のようになる。
（１）図８，９に示すように、真空装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの排気ポートＰ１～Ｐ３の各々に装着された真空ポンプ３の状態を監視する監視装置５４は、複数の真空装置１０Ａ～１０Ｃの同一排気ポート（例えば、排気ポートＰ１）に装着された複数の真空ポンプ３から、真空ポンプ３の状態を表すポンプパラメータであるモータ電流値を取得する通信部５４６と、通信部５４６で取得された複数のポンプパラメータを比較することにより、同一排気ポートＰ１に装着された複数の真空ポンプ３の異常を判定する判定部５４１とを備える。その結果、同じ排気環境の真空ポンプ３同士のポンプパラメータを比較して真空ポンプの異常を判断しているので、より信頼性の高い異常判定を行うことができ、誤判断を防止することができる。

（２）図１、３に示すように、他の真空ポンプ３とデータの授受を行うための通信部５３を真空ポンプ３に備え、マスタの監視装置５４の判定部５４１が、通信部５３を介して取得された他の真空ポンプ３のポンプパラメータと、マスタの監視装置５４を備える真空ポンプ３のポンプパラメータとを比較して、同一排気ポートＰ１に装着された複数の真空ポンプ３の異常を判定するようにしても良い。この場合、真空ポンプ３とは別に監視装置５４を準備する必要がない。

（３）さらに、図３に示すような構成としても良い。すなわち、マスタ/スレーブ設定条件が入力される入力部５４４と、マスタ/スレーブ設定条件に基づいて監視装置５４をマスタ状態またはスレーブ状態に設定する設定部５４５と、を備え、マスタ状態の監視装置５４は、通信部５３による他の真空ポンプ３のポンプパラメータの取得および判定部５４１による判定を行い、スレーブ状態の監視装置５４は、通信部５３による他の真空ポンプ３のポンプパラメータの取得および判定部５４１による判定を停止する。

なお、図１や図８に示す例では、真空装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃには複数の排気ポートＰ１～Ｐ３が設けられているが、真空装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃに一つの排気ポートしか備えていない構成であっても、本発明は適用可能である。その場合でも、各真空ポンプ３の排気環境は同じなので、同様に信頼性の高い異常判定を行うことができ、誤判断を防止することができる。

（４）図３に示すような構成において、監視装置５４がスレーブ状態に設定されている場合に、マスタ状態の監視装置５４からポンプパラメータの送信指令を通信部５３を介して受信すると、スレーブ状態の監視装置５４は、その監視装置５４が設けられている真空ポンプ３のポンプパラメータを通信部５３を介して送信する。

（５）また、監視装置５４がマスタ状態に設定されている場合に、そのマスタ状態の監視装置が設けられている真空ポンプ３が判定部５４１により異常であると判定されると、マスタ状態の監視装置５４は、マスタ状態に設定するマスタ/スレーブ設定条件Ｄ３＝１を通信部５３を介して他の真空ポンプ３に送信し、かつ、マスタ状態の監視装置５４を備える真空ポンプ３を停止する。このように、マスタ／スレーブ設定ＩＤ３＝１を含むマスタ設定信号をスレーブの監視装置５４へ送信して、スレーブの監視装置５４をマスタ状態に設定しているので、マスタ状態の監視装置５４を備える真空ポンプ３を停止した場合でも、監視動作を支障なく継続することができる。

上記では、種々の実施の形態を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。例えば、真空ポンプ３がターボ分子ポンプである場合を例に説明したが、本発明では、真空ポンプ３はターボ分子ポンプに限定されない。

１，１００…真空システム、３…真空ポンプ、１０Ａ～１０Ｃ…真空装置、５３…通信部、５４…監視装置、５４１…判定部、５４２…報知部、５４３…記憶部、５４４…入力部、５４５…設定部、Ｐ１～Ｐ３…排気ポート

Claims (5)

1. 真空チャンバと、前記真空チャンバの複数の排気ポートに装着された複数の真空ポンプと、を有する同一構成の複数の真空装置の前記真空ポンプの状態を監視する真空ポンプ監視装置であって、
   複数の前記真空チャンバの各々の同一排気ポートに装着された複数の真空ポンプから、真空ポンプの状態を表すポンプパラメータを取得する取得部と、
   前記取得部で取得された複数のポンプパラメータを比較することにより、前記同一排気ポートに装着された複数の真空ポンプの異常を判定する判定部とを備える、ポンプ監視装置。
2. 請求項１に記載のポンプ監視装置と、
   他の真空ポンプとデータの授受を行うための通信部とを備え、
   前記判定部は前記通信部を介して取得された他の真空ポンプのポンプパラメータと、前記ポンプ監視装置を備える真空ポンプのポンプパラメータとを比較して、前記同一排気ポートに装着された複数の真空ポンプの異常を判定する、真空ポンプ。
3. 請求項２に記載の真空ポンプにおいて
   マスタ/スレーブ設定条件が入力される入力部と、
   前記マスタ/スレーブ設定条件に基づいて前記ポンプ監視装置をマスタ状態またはスレーブ状態に設定する設定部とをさらに備え、
   マスタ状態のポンプ監視装置は、前記取得部による前記他の真空ポンプのポンプパラメータの取得および前記判定部による判定を行い、
   スレーブ状態のポンプ監視装置は、前記取得部による取得および前記判定部の判定を停止する、真空ポンプ。
4. 請求項３に記載の真空ポンプにおいて、
   前記ポンプ監視装置が前記スレーブ状態に設定されている場合に、前記マスタ状態のポンプ監視装置からポンプパラメータの送信指令を前記通信部を介して受信すると、
   前記スレーブ状態のポンプ監視装置は、そのスレーブ状態のポンプ監視装置が設けられている真空ポンプのポンプパラメータを前記通信部を介して送信する、真空ポンプ。
5. 請求項３または４に記載の真空ポンプにおいて、
   前記ポンプ監視装置が前記マスタ状態に設定されている場合に、そのマスタ状態のポンプ監視装置が設けられている真空ポンプが前記判定部により異常であると判定されると、
   前記マスタ状態のポンプ監視装置は、マスタ状態に設定するマスタ/スレーブ設定条件を前記通信部を介して前記他の真空ポンプに送信し、かつ、前記マスタ状態のポンプ監視装置を備える真空ポンプを停止する、真空ポンプ。

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