JPH05231381A - ドライ真空ポンプの真空排気容量制御方法とその装置並びにドライ真空ポンプおよび半導体製造用真空処理装置 - Google Patents
ドライ真空ポンプの真空排気容量制御方法とその装置並びにドライ真空ポンプおよび半導体製造用真空処理装置Info
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- JPH05231381A JPH05231381A JP3937192A JP3937192A JPH05231381A JP H05231381 A JPH05231381 A JP H05231381A JP 3937192 A JP3937192 A JP 3937192A JP 3937192 A JP3937192 A JP 3937192A JP H05231381 A JPH05231381 A JP H05231381A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 真空排気容量を制御可として、ドライ真空ポ
ンプを経済的に運転すること。 【構成】 ドライ真空ポンプ１の吸気口４での実吸気圧
力を検出した上、真空排気容量制御装置１７で設定吸気
圧力と比較し、その比較の偏差を以てインバータ７での
出力周波数、したがって、ポンプ１での回転数を制御す
るようにしたものである。この結果、ポンプ１によって
真空チャンバ９を真空排気する際には、自動圧力調整バ
ルブは不要とされ、また、実吸気圧力を到達圧力より高
い圧力で使用する場合には、回転数の低下により省エネ
ルギ効果を期待し得るものである。
ンプを経済的に運転すること。 【構成】 ドライ真空ポンプ１の吸気口４での実吸気圧
力を検出した上、真空排気容量制御装置１７で設定吸気
圧力と比較し、その比較の偏差を以てインバータ７での
出力周波数、したがって、ポンプ１での回転数を制御す
るようにしたものである。この結果、ポンプ１によって
真空チャンバ９を真空排気する際には、自動圧力調整バ
ルブは不要とされ、また、実吸気圧力を到達圧力より高
い圧力で使用する場合には、回転数の低下により省エネ
ルギ効果を期待し得るものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、吸気口における実吸気
圧力が設定吸気圧力と一致すべくドライ真空ポンプの真
空排気容量が制御されるドライ真空ポンプの真空排気容
量制御方法とその装置、更には吸気口における実吸気圧
力が設定吸気圧力と一致すべく真空排気容量が制御可と
されたドライ真空ポンプそのもの、更にはまた、そのド
ライ真空ポンプを真空排気手段として具備してなる半導
体製造用真空処理装置に関するものである。
圧力が設定吸気圧力と一致すべくドライ真空ポンプの真
空排気容量が制御されるドライ真空ポンプの真空排気容
量制御方法とその装置、更には吸気口における実吸気圧
力が設定吸気圧力と一致すべく真空排気容量が制御可と
されたドライ真空ポンプそのもの、更にはまた、そのド
ライ真空ポンプを真空排気手段として具備してなる半導
体製造用真空処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】真空ポンプの利用分野は種々考えられる
が、例えば半導体製造用真空処理装置に実際に適用され
ているのが実情である。図４はその装置の一例での概要
構成を示したものである。これによる場合、一般に真空
ポンプ（本体）１はポンプ部２と駆動部３から構成され
ており、駆動部３によって駆動されるポンプ部２では、
ケーシング６の一端開口部としての吸気口４から吸い込
まれた気体は圧縮された上、他端開口部としての排気口
５から大気圧力下に排気されるものとなっている。その
際、ポンプ部２内の気体通過部には油や水などの液体は
存在しなく、これがためにこの種の真空ポンプは一般的
にドライ真空ポンプと称されているわけであるが、その
ポンプ部２としては種々な形式のものが考えられるもの
となっている。そのうちでも、特に小形、かつ高速回転
形のものにはタ−ボ形、スクリュ−形のものが挙げられ
るが、例えばタ−ボ形についてはその詳細は特開昭６１
−２４７８９３号公報に記載されたものとなっている。
ところで、ポンプ部２として高速回転形のものが具備さ
れてなるドライ真空ポンプでは、駆動部として高周波電
動機（同期電動機、あるいは誘導電動機）が用いられて
いることから、交流電源８を直接電源として使用し得ず
交流電源８と高周波電動機との間にはインバータ７が介
在されるものとなっている。電源装置としてのインバ−
タ７からの、周波数が可変とされた電圧が印加されるこ
とによって、定格状態では高周波電動機は高速回転され
ているのが一般的となっている。
が、例えば半導体製造用真空処理装置に実際に適用され
ているのが実情である。図４はその装置の一例での概要
構成を示したものである。これによる場合、一般に真空
ポンプ（本体）１はポンプ部２と駆動部３から構成され
ており、駆動部３によって駆動されるポンプ部２では、
ケーシング６の一端開口部としての吸気口４から吸い込
まれた気体は圧縮された上、他端開口部としての排気口
５から大気圧力下に排気されるものとなっている。その
際、ポンプ部２内の気体通過部には油や水などの液体は
存在しなく、これがためにこの種の真空ポンプは一般的
にドライ真空ポンプと称されているわけであるが、その
ポンプ部２としては種々な形式のものが考えられるもの
となっている。そのうちでも、特に小形、かつ高速回転
形のものにはタ−ボ形、スクリュ−形のものが挙げられ
るが、例えばタ−ボ形についてはその詳細は特開昭６１
−２４７８９３号公報に記載されたものとなっている。
ところで、ポンプ部２として高速回転形のものが具備さ
れてなるドライ真空ポンプでは、駆動部として高周波電
動機（同期電動機、あるいは誘導電動機）が用いられて
いることから、交流電源８を直接電源として使用し得ず
交流電源８と高周波電動機との間にはインバータ７が介
在されるものとなっている。電源装置としてのインバ−
タ７からの、周波数が可変とされた電圧が印加されるこ
とによって、定格状態では高周波電動機は高速回転され
ているのが一般的となっている。
【０００３】さて、以上のようにしてなるドライ真空ポ
ンプは、半導体製造上での排気ポンプとして好適なもの
とされ、半導体製造用真空処理装置に一体的に付属され
た上、例えばウェハに対しては、真空雰囲気状態下で真
空蒸着処理やスパッタリング処理によってその表面に成
膜処理が施されるものとなっている。図示のように、ウ
ェハ１４が内部に収容せしめられている真空チャンバ９
は、真空ポンプ１により自動圧力調整バルブ１１を介し
その内部が高真空状態となるべく真空排気された状態
で、真空チャンバ９内にはプロセスガスが流量調整バル
ブ１３でその流量が一定量に調整された状態で送り込ま
れるものとなっている。成膜処理後のガスは自動圧力調
整バルブ１１を介し真空ポンプ１から大気圧力下に排気
されているものである。ところで、ウェハ１４に成膜処
理が行われるに際しては、成膜処理条件として、プロセ
スガス流量と真空チャンバ９内圧力とを一定に維持する
ことが重要であるが、プロセスガス流量はコントロ−ラ
１０により流量調整バルブ１３が制御されることで、一
定流量に維持されるものとなっている。また、真空チャ
ンバ９内圧力は真空チャンバ９吐出側に設けた圧力検出
器１２により実圧力が検出された上、コントローラ１０
により設定圧力となるべく自動圧力調整バルブ１１が制
御されることで、設定圧力に維持されるものとなってい
る。吸気圧力の最小値（到達圧力）は回転数を一定とす
れば真空ポンプの排気特性と吸込流量の交点となり、吸
込流量が多い場合は到達圧力が高くなり少ない場合は低
くなるが、真空チャンバ９内圧力は到達圧力に、真空ポ
ンプ１と真空チャンバ９間の圧損を加えたものとなるこ
とから、自動圧力調整バルブ１１を開閉し圧損を調整す
ることで、真空チャンバ９内圧力は制御可とされている
ものである。
ンプは、半導体製造上での排気ポンプとして好適なもの
とされ、半導体製造用真空処理装置に一体的に付属され
た上、例えばウェハに対しては、真空雰囲気状態下で真
空蒸着処理やスパッタリング処理によってその表面に成
膜処理が施されるものとなっている。図示のように、ウ
ェハ１４が内部に収容せしめられている真空チャンバ９
は、真空ポンプ１により自動圧力調整バルブ１１を介し
その内部が高真空状態となるべく真空排気された状態
で、真空チャンバ９内にはプロセスガスが流量調整バル
ブ１３でその流量が一定量に調整された状態で送り込ま
れるものとなっている。成膜処理後のガスは自動圧力調
整バルブ１１を介し真空ポンプ１から大気圧力下に排気
されているものである。ところで、ウェハ１４に成膜処
理が行われるに際しては、成膜処理条件として、プロセ
スガス流量と真空チャンバ９内圧力とを一定に維持する
ことが重要であるが、プロセスガス流量はコントロ−ラ
１０により流量調整バルブ１３が制御されることで、一
定流量に維持されるものとなっている。また、真空チャ
ンバ９内圧力は真空チャンバ９吐出側に設けた圧力検出
器１２により実圧力が検出された上、コントローラ１０
により設定圧力となるべく自動圧力調整バルブ１１が制
御されることで、設定圧力に維持されるものとなってい
る。吸気圧力の最小値（到達圧力）は回転数を一定とす
れば真空ポンプの排気特性と吸込流量の交点となり、吸
込流量が多い場合は到達圧力が高くなり少ない場合は低
くなるが、真空チャンバ９内圧力は到達圧力に、真空ポ
ンプ１と真空チャンバ９間の圧損を加えたものとなるこ
とから、自動圧力調整バルブ１１を開閉し圧損を調整す
ることで、真空チャンバ９内圧力は制御可とされている
ものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来技
術に係る半導体製造用真空処理装置では、真空ポンプは
常に全負荷状態として運転されている一方、自動圧力調
整バルブを開閉し圧損を増減させることで、真空チャン
バ内圧力が調整されるようになっている。したがって、
真空チャンバ内圧力を高く設定する程に流路の圧損を大
きくしなければならず、徒に電力が消費されるものとな
っている。このような不具合に加え、真空チャンバ内圧
力を調整すべく自動圧力調整バルブが必要とされている
ことから、半導体製造用真空処理装置が経済的に構成さ
れ得ないものとなっている。
術に係る半導体製造用真空処理装置では、真空ポンプは
常に全負荷状態として運転されている一方、自動圧力調
整バルブを開閉し圧損を増減させることで、真空チャン
バ内圧力が調整されるようになっている。したがって、
真空チャンバ内圧力を高く設定する程に流路の圧損を大
きくしなければならず、徒に電力が消費されるものとな
っている。このような不具合に加え、真空チャンバ内圧
力を調整すべく自動圧力調整バルブが必要とされている
ことから、半導体製造用真空処理装置が経済的に構成さ
れ得ないものとなっている。
【０００５】本発明の第１の目的は、真空ポンプの真空
排気容量を制御可として、真空ポンプが経済的に運転さ
れ得るドライ真空ポンプの真空排気容量制御方法とその
装置を供するにある。本発明の第２の目的は、真空排気
容量が容易に制御可とされたドライ真空ポンプを供する
にある。本発明の第３の目的は、ドライ真空ポンプでの
消費電力が少なくて済まされ、しかも経済的な構成の半
導体製造用真空処理装置を供するにある。
排気容量を制御可として、真空ポンプが経済的に運転さ
れ得るドライ真空ポンプの真空排気容量制御方法とその
装置を供するにある。本発明の第２の目的は、真空排気
容量が容易に制御可とされたドライ真空ポンプを供する
にある。本発明の第３の目的は、ドライ真空ポンプでの
消費電力が少なくて済まされ、しかも経済的な構成の半
導体製造用真空処理装置を供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的である真
空排気容量制御方法としては、吸気口における実吸気圧
力を検出した上、設定吸気圧力と比較し、その比較の偏
差を以てインバータからの出力周波数を設定上下限値内
で制御することで達成され、また、真空排気容量制御装
置としては、吸気口における実吸気圧力を検出する吸気
圧力検出手段と、所望の吸気圧力が任意に設定される吸
気圧力設定手段と、吸気圧力設定手段からの設定吸気圧
力と上記吸気圧力検出手段からの実吸気圧力との間の圧
力偏差を検出する圧力偏差検出手段と、該圧力偏差検出
手段からの圧力偏差を以てインバータからの出力周波数
を制御する際に、該出力周波数が設定上下限値内で制御
されるべく該圧力偏差を一定範囲内に制限するリミッタ
手段と、とから構成することで達成される。
空排気容量制御方法としては、吸気口における実吸気圧
力を検出した上、設定吸気圧力と比較し、その比較の偏
差を以てインバータからの出力周波数を設定上下限値内
で制御することで達成され、また、真空排気容量制御装
置としては、吸気口における実吸気圧力を検出する吸気
圧力検出手段と、所望の吸気圧力が任意に設定される吸
気圧力設定手段と、吸気圧力設定手段からの設定吸気圧
力と上記吸気圧力検出手段からの実吸気圧力との間の圧
力偏差を検出する圧力偏差検出手段と、該圧力偏差検出
手段からの圧力偏差を以てインバータからの出力周波数
を制御する際に、該出力周波数が設定上下限値内で制御
されるべく該圧力偏差を一定範囲内に制限するリミッタ
手段と、とから構成することで達成される。
【０００７】上記第２の目的であるドライ真空ポンプは
また、高周波電源としてのインバータと、そのインバー
タにより高周波電動機を介しケーシング内部にて駆動軸
をステータ周りに回転駆動せしめることによって、その
ケーシングの一端開口部としての吸気口から吸込まれた
気体は圧縮された上、他端開口部としての排気口を介し
大気圧力下に排気されるべくなしたドライ真空ポンプ本
体と、吸気口における実吸気圧力を検出した上、設定吸
気圧力と比較し、その比較の偏差を以て上記インバータ
からの出力周波数を設定上下限値内で制御する真空排気
容量制御装置と、から構成することで達成される。
また、高周波電源としてのインバータと、そのインバー
タにより高周波電動機を介しケーシング内部にて駆動軸
をステータ周りに回転駆動せしめることによって、その
ケーシングの一端開口部としての吸気口から吸込まれた
気体は圧縮された上、他端開口部としての排気口を介し
大気圧力下に排気されるべくなしたドライ真空ポンプ本
体と、吸気口における実吸気圧力を検出した上、設定吸
気圧力と比較し、その比較の偏差を以て上記インバータ
からの出力周波数を設定上下限値内で制御する真空排気
容量制御装置と、から構成することで達成される。
【０００８】上記第３の目的である半導体製造用真空処
理装置としては、高周波電源としてのインバータと、そ
のインバータにより高周波電動機を介しケーシング内部
にて駆動軸をステータ周りに回転駆動せしめることによ
って、そのケーシングの一端開口部としての吸気口から
吸込まれた気体は圧縮された上、他端開口部としての排
気口を介し大気圧力下に排気されるべくなしたドライ真
空ポンプ本体と、吸気口における実吸気圧力を検出した
上、設定吸気圧力と比較し、その比較の偏差を以て上記
インバータからの出力周波数を設定上下限値内で制御す
る真空排気容量制御装置とからなるドライ真空ポンプ
を、全開、全閉の何れかに制御可とされたメインバルブ
を介し真空雰囲気状態で半導体製品に対し蒸着処理、ス
パッタリング処理等が行われる真空チャンバに接続せし
めることで達成される。
理装置としては、高周波電源としてのインバータと、そ
のインバータにより高周波電動機を介しケーシング内部
にて駆動軸をステータ周りに回転駆動せしめることによ
って、そのケーシングの一端開口部としての吸気口から
吸込まれた気体は圧縮された上、他端開口部としての排
気口を介し大気圧力下に排気されるべくなしたドライ真
空ポンプ本体と、吸気口における実吸気圧力を検出した
上、設定吸気圧力と比較し、その比較の偏差を以て上記
インバータからの出力周波数を設定上下限値内で制御す
る真空排気容量制御装置とからなるドライ真空ポンプ
を、全開、全閉の何れかに制御可とされたメインバルブ
を介し真空雰囲気状態で半導体製品に対し蒸着処理、ス
パッタリング処理等が行われる真空チャンバに接続せし
めることで達成される。
【０００９】
【作用】要は、吸気口における実吸気圧力を検出した
上、設定吸気圧力と比較し、その比較の偏差を以てイン
バータからの出力周波数、したがって、真空ポンプでの
回転数を設定上下限値内で制御しようというものであ
る。真空ポンプでの回転数を制御すること自体は、結果
的に真空排気容量を制御することでもあるが、真空排気
容量が制御可とされたドライ真空ポンプを半導体製造用
真空処理装置に真空排気手段として採用する場合には、
真空ポンプは真空チャンバ内での設定圧力如何にも拘ら
ず経済的に運転され得るものである。即ち、真空ポンプ
はタ−ボ型のため、ある範囲内において排気速度は回転
数に比例し、真空チャンバからの吸込流量を一定として
おけば、回転数の低下に伴い排気速度も低下し、到達圧
力が上昇する一方、これとは逆に回転数の上昇に伴い排
気速度は上昇し、到達圧力は低下するようになってい
る。したがって、真空チャンバ側設定圧力に応じて設定
吸気圧力を設定した上、これと実吸気圧力との間での比
較結果として、実吸気圧力が設定吸気圧力より大きい場
合は、回転数を上昇させるべく制御する一方、これと逆
の場合には回転数を低下させるべく制御すればよいもの
である。以上の制御の結果として、真空チャンバ内での
設定圧力が高い場合には、真空ポンプでの回転数は低下
されるものである。回転数の低下によって排気速度が小
さくされる結果として、真空ポンプ側での圧力上昇が図
れるものである。回転数の低下により動力が低減され、
その分、省エネルギ効果を期待し得るものである。
上、設定吸気圧力と比較し、その比較の偏差を以てイン
バータからの出力周波数、したがって、真空ポンプでの
回転数を設定上下限値内で制御しようというものであ
る。真空ポンプでの回転数を制御すること自体は、結果
的に真空排気容量を制御することでもあるが、真空排気
容量が制御可とされたドライ真空ポンプを半導体製造用
真空処理装置に真空排気手段として採用する場合には、
真空ポンプは真空チャンバ内での設定圧力如何にも拘ら
ず経済的に運転され得るものである。即ち、真空ポンプ
はタ−ボ型のため、ある範囲内において排気速度は回転
数に比例し、真空チャンバからの吸込流量を一定として
おけば、回転数の低下に伴い排気速度も低下し、到達圧
力が上昇する一方、これとは逆に回転数の上昇に伴い排
気速度は上昇し、到達圧力は低下するようになってい
る。したがって、真空チャンバ側設定圧力に応じて設定
吸気圧力を設定した上、これと実吸気圧力との間での比
較結果として、実吸気圧力が設定吸気圧力より大きい場
合は、回転数を上昇させるべく制御する一方、これと逆
の場合には回転数を低下させるべく制御すればよいもの
である。以上の制御の結果として、真空チャンバ内での
設定圧力が高い場合には、真空ポンプでの回転数は低下
されるものである。回転数の低下によって排気速度が小
さくされる結果として、真空ポンプ側での圧力上昇が図
れるものである。回転数の低下により動力が低減され、
その分、省エネルギ効果を期待し得るものである。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を図１から図３により説明す
る。先ず本発明によるドライ真空ポンプについて説明す
れば、図１はそのドライ真空ポンプが真空排気手段とし
て具備されてなる半導体製造用真空処理装置の概要構成
を示したものである。図示のように、真空チャンバ９は
メインバルブ１５を介し吸気口４に接続された状態で、
真空ポンプ１により真空排気されることで、その内部は
低圧力状態に維持されるものとなっている。ところで、
本発明に係る真空ポンプ１ではその回転数が定格回転数
にある場合を含め任意可変に設定可とされているが、真
空ポンプ１がある設定回転数状態にある場合には、それ
に応じた真空排気性能が発揮されることから、メインバ
ルブ１５は真空ポンプ１が設定回転状態にある場合には
全開状態におかれるも、それ以外の場合は全閉におかれ
た上、真空ポンプ１側から真空チャンバ９への大気の逆
流は防止されるようになっている。通常、真空チャンバ
９と真空ポンプ１は同一装置内のものとして、一体的に
収容構成されていることから、これらを接続する真空排
気用配管は短くされ、また、口径の大きいものが用いら
れ真空排気用配管による圧損は低減可されたものとなっ
ている。したがって、メインバルブ１５や真空排気用配
管がそのように構成されている場合には、真空チャンバ
９内の圧力は吸気口４での実吸気圧力にほぼ等しくなる
ものとなっている。
る。先ず本発明によるドライ真空ポンプについて説明す
れば、図１はそのドライ真空ポンプが真空排気手段とし
て具備されてなる半導体製造用真空処理装置の概要構成
を示したものである。図示のように、真空チャンバ９は
メインバルブ１５を介し吸気口４に接続された状態で、
真空ポンプ１により真空排気されることで、その内部は
低圧力状態に維持されるものとなっている。ところで、
本発明に係る真空ポンプ１ではその回転数が定格回転数
にある場合を含め任意可変に設定可とされているが、真
空ポンプ１がある設定回転数状態にある場合には、それ
に応じた真空排気性能が発揮されることから、メインバ
ルブ１５は真空ポンプ１が設定回転状態にある場合には
全開状態におかれるも、それ以外の場合は全閉におかれ
た上、真空ポンプ１側から真空チャンバ９への大気の逆
流は防止されるようになっている。通常、真空チャンバ
９と真空ポンプ１は同一装置内のものとして、一体的に
収容構成されていることから、これらを接続する真空排
気用配管は短くされ、また、口径の大きいものが用いら
れ真空排気用配管による圧損は低減可されたものとなっ
ている。したがって、メインバルブ１５や真空排気用配
管がそのように構成されている場合には、真空チャンバ
９内の圧力は吸気口４での実吸気圧力にほぼ等しくなる
ものとなっている。
【００１１】さて、本発明の実施上、吸気口４での実吸
気圧力Ｐは吸気口４に近傍設けられている吸気圧力検出
器１６により検出された上、インバータ７からの出力周
波数が制御されるべく真空排気容量制御装置１７で設定
吸気圧力（真空チャンバ９内設定圧力にほぼ同一）Ｐ′
と比較されるものとなっている。真空排気容量制御装置
１７ではその比較偏差Ｐs （＝Ｐ−Ｐ′）を出力周波数
制御信号として、その値が正となる場合にはその大きさ
に応じてインバータ７での出力周波数、したがって、真
空ポンプ１での回転数が大きくなるべく制御する一方、
これとは逆に、その値が負となる場合にはその大きさに
応じてインバータ７での出力周波数、したがって、真空
ポンプ１での回転数が小さくなるべく制御すべく動作す
るものとなっている。インバータ７での出力周波数は、
具体的には、インバータ７側に設けられている電圧制御
型発振器（ＶＣＯ）により制御されているものである。
なお、真空排気容量制御装置１７の具体的構成例につい
ては後述するところである。
気圧力Ｐは吸気口４に近傍設けられている吸気圧力検出
器１６により検出された上、インバータ７からの出力周
波数が制御されるべく真空排気容量制御装置１７で設定
吸気圧力（真空チャンバ９内設定圧力にほぼ同一）Ｐ′
と比較されるものとなっている。真空排気容量制御装置
１７ではその比較偏差Ｐs （＝Ｐ−Ｐ′）を出力周波数
制御信号として、その値が正となる場合にはその大きさ
に応じてインバータ７での出力周波数、したがって、真
空ポンプ１での回転数が大きくなるべく制御する一方、
これとは逆に、その値が負となる場合にはその大きさに
応じてインバータ７での出力周波数、したがって、真空
ポンプ１での回転数が小さくなるべく制御すべく動作す
るものとなっている。インバータ７での出力周波数は、
具体的には、インバータ７側に設けられている電圧制御
型発振器（ＶＣＯ）により制御されているものである。
なお、真空排気容量制御装置１７の具体的構成例につい
ては後述するところである。
【００１２】図２は上記真空ポンプ１での一般的な排気
特性をＸ軸（対数目盛），Ｙ軸（対数目盛）にそれぞれ
実吸気圧力Ｐ、排気速度Ｓをとって示したものである。
真空ポンプ１が定格回転数Ｎ0 の運転状態にある場合で
の排気特性ａに比し、その回転数を順次Ｎ1 ，Ｎ2 へと
低下させていけば、排気特性はｂ，ｃへと回転数に応じ
て低下されるが、排気速度Ｓは以下の式により表される
ものとなっている。
特性をＸ軸（対数目盛），Ｙ軸（対数目盛）にそれぞれ
実吸気圧力Ｐ、排気速度Ｓをとって示したものである。
真空ポンプ１が定格回転数Ｎ0 の運転状態にある場合で
の排気特性ａに比し、その回転数を順次Ｎ1 ，Ｎ2 へと
低下させていけば、排気特性はｂ，ｃへと回転数に応じ
て低下されるが、排気速度Ｓは以下の式により表される
ものとなっている。
【００１３】
【数１】
【００１４】したがって、吸気流量Ｑが一定であるとす
れば、排気速度Ｓは実吸気圧力Ｐに反比例することか
ら、図２中に示す排気特性ｅのようになり、排気特性
ｅ，ａの交点Ａが真空ポンプ１の動作点となる（その際
での実吸気圧力Ｐ0 を到達圧力と称す）。真空チャンバ
９内での圧力を実吸気圧力Ｐ0 からＰ1 ，Ｐ2 と変化さ
せるためには、これまでにあっては、真空チャンバ９と
吸気口４との間に設けられていた自動圧力調整バルブの
開度を調整することによって、圧損ΔＰ1 ，ΔＰ2を生
じせしめることで対処していたものである。
れば、排気速度Ｓは実吸気圧力Ｐに反比例することか
ら、図２中に示す排気特性ｅのようになり、排気特性
ｅ，ａの交点Ａが真空ポンプ１の動作点となる（その際
での実吸気圧力Ｐ0 を到達圧力と称す）。真空チャンバ
９内での圧力を実吸気圧力Ｐ0 からＰ1 ，Ｐ2 と変化さ
せるためには、これまでにあっては、真空チャンバ９と
吸気口４との間に設けられていた自動圧力調整バルブの
開度を調整することによって、圧損ΔＰ1 ，ΔＰ2を生
じせしめることで対処していたものである。
【００１５】しかしながら、本発明では、実吸気圧力Ｐ
をＰ0 からＰ1 に変化させるべく、真空ポンプ１での回
転数をＮ0 からＮ1 に低下させ、排気特性をａからｂに
移行せしめることによって、排気特性ｂ，ｅの交点Ｂに
おける実吸気圧力がＰ1 となるようにしているものであ
る。これと同様に、実吸気圧力ＰをＰ2 とするために
は、回転数をＮ2 とし、その際での排気特性ｃがｅと交
わる点Ｃでの実吸気圧力がＰ2 となるようにすればよい
ものである。このように、インバータ７での出力周波
数、したがって、真空ポンプ１での回転数を制御する場
合には、実吸気圧力Ｐを設定吸気圧力Ｐ′に一致すべく
制御することが可能となることから、高価な自動圧力調
整バルブは不要とされ、その分半導体製造用真空処理装
置が経済的に構成され得るものである。
をＰ0 からＰ1 に変化させるべく、真空ポンプ１での回
転数をＮ0 からＮ1 に低下させ、排気特性をａからｂに
移行せしめることによって、排気特性ｂ，ｅの交点Ｂに
おける実吸気圧力がＰ1 となるようにしているものであ
る。これと同様に、実吸気圧力ＰをＰ2 とするために
は、回転数をＮ2 とし、その際での排気特性ｃがｅと交
わる点Ｃでの実吸気圧力がＰ2 となるようにすればよい
ものである。このように、インバータ７での出力周波
数、したがって、真空ポンプ１での回転数を制御する場
合には、実吸気圧力Ｐを設定吸気圧力Ｐ′に一致すべく
制御することが可能となることから、高価な自動圧力調
整バルブは不要とされ、その分半導体製造用真空処理装
置が経済的に構成され得るものである。
【００１６】また、真空ポンプ１の動力Ｌはポンプやブ
ロワと同様に、回転数の３乗に比例する。したがって、
図２において、実吸気圧力ＰをＰ0 からＰ1 とした場合
の動力Ｌ1 は下式により表される。
ロワと同様に、回転数の３乗に比例する。したがって、
図２において、実吸気圧力ＰをＰ0 からＰ1 とした場合
の動力Ｌ1 は下式により表される。
【００１７】
【数２】
【００１８】したがって、実吸気圧力を到達圧力より高
い圧力で使用する場合には、回転数は低下されるから、
自動圧力調整バルブによる圧力調整方法と比し、下式で
示される動力分ΔＬだけ動力が低減化されるものであ
る。
い圧力で使用する場合には、回転数は低下されるから、
自動圧力調整バルブによる圧力調整方法と比し、下式で
示される動力分ΔＬだけ動力が低減化されるものであ
る。
【００１９】
【数３】
【００２０】最後に、既述の真空排気容量制御装置１７
について説明すれば、図３はその一例での具体的構成を
示したものである。図示のように、差分増幅器１７３で
は吸気圧力検出器１６からの実吸気圧力と、スイッチ１
７２からの設定吸気圧力（吸気圧力設定器１７１からの
設定吸気圧力、あるいは外部からの計装信号による外部
設定吸気圧力）との間の偏差が差分増幅された上、既述
の比較偏差Ｐs （出力周波数制御信号）として得られる
ものとなっている。スイッチ１７２の外部側への切替接
続によって、上位装置からの外部設定吸気圧力が設定吸
気圧力として任意に設定される場合には、使い勝手が向
上されるものである。また、差分増幅器１７３の出力段
にリミッタ１７４を設けることによって、真空ポンプ１
での回転数を、機械的強度から決まる最大回転数Ｎmax
以下、かつ高真空側で排気速度が低下することにより決
まる性能を維持し得る最小回転数Ｎmin （図２に示す回
転数Ｎ3 に相当）以上とする回転数上での制限を行うこ
とによって、安全性の向上に併せて、使い勝手の向上が
図られるものとなっている。更に、最終段にスイッチ１
７５を設け、そのオン／オフ状態を所望に切替する場合
には、オン時には吸気圧力制御を行う一方、オフ時には
吸気圧力制御が行われないように選択することが可能と
なる。
について説明すれば、図３はその一例での具体的構成を
示したものである。図示のように、差分増幅器１７３で
は吸気圧力検出器１６からの実吸気圧力と、スイッチ１
７２からの設定吸気圧力（吸気圧力設定器１７１からの
設定吸気圧力、あるいは外部からの計装信号による外部
設定吸気圧力）との間の偏差が差分増幅された上、既述
の比較偏差Ｐs （出力周波数制御信号）として得られる
ものとなっている。スイッチ１７２の外部側への切替接
続によって、上位装置からの外部設定吸気圧力が設定吸
気圧力として任意に設定される場合には、使い勝手が向
上されるものである。また、差分増幅器１７３の出力段
にリミッタ１７４を設けることによって、真空ポンプ１
での回転数を、機械的強度から決まる最大回転数Ｎmax
以下、かつ高真空側で排気速度が低下することにより決
まる性能を維持し得る最小回転数Ｎmin （図２に示す回
転数Ｎ3 に相当）以上とする回転数上での制限を行うこ
とによって、安全性の向上に併せて、使い勝手の向上が
図られるものとなっている。更に、最終段にスイッチ１
７５を設け、そのオン／オフ状態を所望に切替する場合
には、オン時には吸気圧力制御を行う一方、オフ時には
吸気圧力制御が行われないように選択することが可能と
なる。
【００２１】
【発明の効果】以上、説明したように、請求項１〜４に
よる場合は、真空ポンプの真空排気容量を制御可とし
て、真空ポンプが経済的に運転され得るドライ真空ポン
プの真空排気容量制御方法とその装置が、また、請求項
５による場合には、真空排気容量が容易に制御可とされ
たドライ真空ポンプが、更に、請求項６によれば、ドラ
イ真空ポンプでの消費電力が少なくて済まされ、しかも
経済的な構成の半導体製造用真空処理装置がそれぞれ得
られるものとなっている。
よる場合は、真空ポンプの真空排気容量を制御可とし
て、真空ポンプが経済的に運転され得るドライ真空ポン
プの真空排気容量制御方法とその装置が、また、請求項
５による場合には、真空排気容量が容易に制御可とされ
たドライ真空ポンプが、更に、請求項６によれば、ドラ
イ真空ポンプでの消費電力が少なくて済まされ、しかも
経済的な構成の半導体製造用真空処理装置がそれぞれ得
られるものとなっている。
【図１】図１は、本発明によるドライ真空ポンプが真空
排気手段として具備されてなる半導体製造用真空処理装
置の概要構成を示す図
排気手段として具備されてなる半導体製造用真空処理装
置の概要構成を示す図
【図２】図２は、真空ポンプでの一般的な排気特性を示
す図
す図
【図３】図３は、本発明によるドライ真空ポンプの真空
排気容量制御装置の一例での具体的構成を示す図
排気容量制御装置の一例での具体的構成を示す図
【図４】図４は、真空ポンプが具備された半導体製造用
真空処理装置の一例での概要構成を示す図
真空処理装置の一例での概要構成を示す図
１…真空ポンプ（本体）、２…ポンプ部、３…駆動部、
４…吸気口、５…排気口、６…ケ−シング、７…インバ
−タ、８…交流電源、９…真空チャンバ、１５…メイン
バルブ、１６…吸気圧力検出器、１７…真空排気容量制
御装置
４…吸気口、５…排気口、６…ケ−シング、７…インバ
−タ、８…交流電源、９…真空チャンバ、１５…メイン
バルブ、１６…吸気圧力検出器、１７…真空排気容量制
御装置
Claims (6)
- 【請求項１】 高周波電源としてのインバータにより高
周波電動機を介しケーシング内部にて駆動軸をステータ
周りに回転駆動せしめることによって、該ケーシングの
一端開口部としての吸気口から吸込まれた気体は圧縮さ
れた上、他端開口部としての排気口を介し大気圧力下に
排気されるべくなしたドライ真空ポンプの真空排気容量
制御方法であって、吸気口における実吸気圧力を検出し
た上、設定吸気圧力と比較し、該比較の偏差を以てイン
バータからの出力周波数を設定上下限値内で制御するよ
うにしたドライ真空ポンプの真空排気容量制御方法。 - 【請求項２】 高周波電源としてのインバータにより高
周波電動機を介しケーシング内部にて駆動軸をステータ
周りに回転駆動せしめることによって、該ケーシングの
一端開口部としての吸気口から吸込まれた気体は圧縮さ
れた上、他端開口部としての排気口を介し大気圧力下に
排気されるべくなしたドライ真空ポンプの真空排気容量
制御方法であって、吸気口における実吸気圧力を検出し
た上、外部からの計装信号により任意に設定可とされて
いる設定吸気圧力と比較し、該比較の偏差を以てインバ
ータからの出力周波数を設定上下限値内で制御するよう
にしたドライ真空ポンプの真空排気容量制御方法。 - 【請求項３】 高周波電源としてのインバータにより高
周波電動機を介しケーシング内部にて駆動軸をステータ
周りに回転駆動せしめることによって、該ケーシングの
一端開口部としての吸気口から吸込まれた気体は圧縮さ
れた上、他端開口部としての排気口を介し大気圧力下に
排気されるべくなしたドライ真空ポンプの真空排気容量
制御装置であって、吸気口における実吸気圧力を検出す
る吸気圧力検出手段と、所望の吸気圧力が任意に設定さ
れる吸気圧力設定手段と、該吸気圧力設定手段からの設
定吸気圧力と上記吸気圧力検出手段からの実吸気圧力と
との間の圧力偏差を検出する圧力偏差検出手段と、該圧
力偏差検出手段からの圧力偏差を以てインバータからの
出力周波数を制御する際に、該出力周波数が設定上下限
値内で制御されるべく該圧力偏差を一定範囲内に制限す
るリミッタ手段と、からなるドライ真空ポンプの真空排
気容量制御装置。 - 【請求項４】 高周波電源としてのインバータにより高
周波電動機を介しケーシング内部にて駆動軸をステータ
周りに回転駆動せしめることによって、該ケーシングの
一端開口部としての吸気口から吸込まれた気体は圧縮さ
れた上、他端開口部としての排気口を介し大気圧力下に
排気されるべくなしたドライ真空ポンプの真空排気容量
制御装置であって、吸気口における実吸気圧力を検出す
る吸気圧力検出手段と、所望の吸気圧力が外部からの計
装信号により任意に設定される吸気圧力設定手段と、該
吸気圧力設定手段からの設定吸気圧力と上記吸気圧力検
出手段からの実吸気圧力との間の圧力偏差を検出する圧
力偏差検出手段と、該圧力偏差検出手段からの圧力偏差
を以てインバータからの出力周波数を制御する際に、該
出力周波数が設定上下限値内で制御されるべく該圧力偏
差を一定範囲内に制限するリミッタ手段と、該リミッタ
手段による周波数制御機能の有効化、無効化の何れかを
任意に選択する周波数制御機能選択手段と、からなるド
ライ真空ポンプの真空排気容量制御装置。 - 【請求項５】 高周波電源としてのインバータと、該イ
ンバータにより高周波電動機を介しケーシング内部にて
駆動軸をステータ周りに回転駆動せしめることによっ
て、該ケーシングの一端開口部としての吸気口から吸込
まれた気体は圧縮された上、他端開口部としての排気口
を介し大気圧力下に排気されるべくなしたドライ真空ポ
ンプ本体と、吸気口における実吸気圧力を検出した上、
設定吸気圧力と比較し、該比較の偏差を以て上記インバ
ータからの出力周波数を設定上下限値内で制御する真空
排気容量制御装置と、からなるドライ真空ポンプ。 - 【請求項６】 高周波電源としてのインバータと、該イ
ンバータにより高周波電動機を介しケーシング内部にて
駆動軸をステータ周りに回転駆動せしめることによっ
て、該ケーシングの一端開口部としての吸気口から吸込
まれた気体は圧縮された上、他端開口部としての排気口
を介し大気圧力下に排気されるべくなしたドライ真空ポ
ンプ本体と、吸気口における実吸気圧力を検出した上、
設定吸気圧力と比較し、該比較の偏差を以て上記インバ
ータからの出力周波数を設定上下限値内で制御する真空
排気容量制御装置とからなるドライ真空ポンプを、全
開、全閉の何れかに制御可とされたメインバルブを介し
真空雰囲気状態で半導体製品に対し蒸着処理、スパッタ
リング処理等が行われる真空チャンバに接続せしめてな
る半導体製造用真空処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3937192A JPH05231381A (ja) | 1992-02-26 | 1992-02-26 | ドライ真空ポンプの真空排気容量制御方法とその装置並びにドライ真空ポンプおよび半導体製造用真空処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3937192A JPH05231381A (ja) | 1992-02-26 | 1992-02-26 | ドライ真空ポンプの真空排気容量制御方法とその装置並びにドライ真空ポンプおよび半導体製造用真空処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05231381A true JPH05231381A (ja) | 1993-09-07 |
Family
ID=12551197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3937192A Pending JPH05231381A (ja) | 1992-02-26 | 1992-02-26 | ドライ真空ポンプの真空排気容量制御方法とその装置並びにドライ真空ポンプおよび半導体製造用真空処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05231381A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5746581A (en) * | 1994-06-28 | 1998-05-05 | Ebara Corporation | Method and apparatus for evacuating vacuum system |
| EP1314890A2 (en) | 2001-11-21 | 2003-05-28 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Control system for vacuum pump |
| JP2003178708A (ja) * | 2001-12-10 | 2003-06-27 | Nissin Electric Co Ltd | イオン注入装置 |
| WO2003078838A1 (en) * | 2002-03-20 | 2003-09-25 | Ricoh Company, Ltd. | Vacuum pump control device, and vacuum device |
| JP2012140916A (ja) * | 2011-01-05 | 2012-07-26 | Orion Machinery Co Ltd | パッケージ型の真空ポンプユニット |
| JP2012154315A (ja) * | 2011-01-05 | 2012-08-16 | Orion Machinery Co Ltd | 真空ポンプの運転方法 |
| JP2013026364A (ja) * | 2011-07-20 | 2013-02-04 | Nuflare Technology Inc | 気相成長方法及び気相成長装置 |
| CN103047144A (zh) * | 2012-12-29 | 2013-04-17 | 中国科学院沈阳科学仪器股份有限公司 | 一种能自动调压的干式真空泵控制方法 |
| KR20130040770A (ko) * | 2010-02-16 | 2013-04-24 | 에드워즈 리미티드 | 펌프 속도 조정 장치 및 방법 |
| JP2016169731A (ja) * | 2015-03-12 | 2016-09-23 | プファイファー・ヴァキューム・ゲーエムベーハー | 少なくとも二つのポンプ段を有する真空ポンプ又はスクロールポンプの作動の為の方法、及び真空ポンプ |
| CN107942918A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-04-20 | 大连华锐重工集团股份有限公司 | 自适应式干式真空机械泵电控系统及控制方法 |
| JP2018515706A (ja) * | 2015-03-18 | 2018-06-14 | エドワーズ リミテッド | ポンプモニタ装置及び方法 |
| CN111219320A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-06-02 | 浙江爱特制冷设备有限公司 | 一种通过真空计控制真空泵的方法 |
-
1992
- 1992-02-26 JP JP3937192A patent/JPH05231381A/ja active Pending
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5746581A (en) * | 1994-06-28 | 1998-05-05 | Ebara Corporation | Method and apparatus for evacuating vacuum system |
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| WO2003078838A1 (en) * | 2002-03-20 | 2003-09-25 | Ricoh Company, Ltd. | Vacuum pump control device, and vacuum device |
| EP1486673A1 (en) * | 2002-03-20 | 2004-12-15 | Ricoh Company, Ltd. | Vacuum pump control device, and vacuum device |
| EP1486673A4 (en) * | 2002-03-20 | 2006-01-25 | Ricoh Kk | VACUUM PUMP CONTROL DEVICE AND VACUUM DEVICE |
| US7731484B2 (en) | 2002-03-20 | 2010-06-08 | Ricoh Company, Ltd. | Vacuum pump control device and vacuum device |
| KR20130040770A (ko) * | 2010-02-16 | 2013-04-24 | 에드워즈 리미티드 | 펌프 속도 조정 장치 및 방법 |
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| JP2013026364A (ja) * | 2011-07-20 | 2013-02-04 | Nuflare Technology Inc | 気相成長方法及び気相成長装置 |
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| JP2016169731A (ja) * | 2015-03-12 | 2016-09-23 | プファイファー・ヴァキューム・ゲーエムベーハー | 少なくとも二つのポンプ段を有する真空ポンプ又はスクロールポンプの作動の為の方法、及び真空ポンプ |
| JP2018515706A (ja) * | 2015-03-18 | 2018-06-14 | エドワーズ リミテッド | ポンプモニタ装置及び方法 |
| CN107942918A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-04-20 | 大连华锐重工集团股份有限公司 | 自适应式干式真空机械泵电控系统及控制方法 |
| CN107942918B (zh) * | 2017-12-22 | 2023-04-18 | 大连华锐重工集团股份有限公司 | 自适应式干式真空机械泵电控系统及控制方法 |
| CN111219320A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-06-02 | 浙江爱特制冷设备有限公司 | 一种通过真空计控制真空泵的方法 |
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