JPH0826857B2 - 真空ポンプ保護方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体を製造する場合等に用いる真空反応
室を排気するための真空ポンプを破損から保護するため
の保護方法に関する。

〔従来の技術〕

真空ポンプは排気動作時において高速に回転し、ポン
プの吸気側の圧力（吸気圧）と排気側の圧力（排気圧）
の差を利用して吸気側を高真空状態にする。この時、吸
気圧と排気圧の差が大きすぎるとポンプの羽根にかかる
負荷が大きくなり、ポンプ自身を破壊する場合がある。
そのため、真空ポンプの吸気側と排気側にはポンプを破
損から保護する目的で仕切り弁をとりつけ、吸気圧と排
気圧の差により、その開閉を制限するインターロックに
て破損から保護するのが一般的である。

また、真空ポンプ自身もコントローラ（ポンプコント
ローラ）を持っており、ポンプモータのON/OFF,運転状
態等を表わす信号の出力等をポンプコントロール用に行
っている。このポンプコントローラは、電源断（停電）
あるいはシステムリセットにより、機能のすべてがリセ
ットされてしまう。そのため、ポンプモータが定常運転
中にこのような状態（停電）になった場合には、ポンプ
モータは惰性でまだ高速回転しているにもかかわらず、
ポンプコトローラはそのことを判別できず、停止してい
ると誤判断し、またポンプコントローラが正常に機能し
ないことからポンプモータに電気的制動もかかわらず、
その結果ポンプモータは惰性による回転を続けてしまう
ことになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

つまり、ポンプコントローラが出力する、ポンプモー
タの状態を表わす運転信号のみで、ポンプ保護のインタ
ーロック信号を作成するだけでは、停電時などの場合の
保護が不充分であると云う問題がある。

即ちポンプの吸気側と排気側に取り付けた仕切り弁
（バルブ）を、真空ポンプの起動、停止に際し、該ポン
プの動作状態（加速状態，定速状態，減速状態，停止状
態）（を表わす信号）に依存してインターロックをとっ
て開閉することで、真空ポンプを破損か保護することが
行われているわけであるが、停電時などではポンプの動
作状態を表わす信号を出力するポンプコントローラが正
しく機能しなくなるので、このままでは真空ポンプの破
損からの保護が充分でけなくなるわけである。

したがって、本発明は停電時等にも充分にポンプ保護
を図る得るようにすることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的達成のため、本発明では、真空反応室を排気
して真空状態にするための真空ポンプと、前記真空ポン
プが起動或いは停止する場合に、その前後における該真
空ポンプの状態、即ち加速、定速、減速、停止の各状態
を判別してそのことを表わす信号をポンプコントロール
信号として出力するポンプコントローラと、前記真空ポ
ンプが真空反応室を排気する際の排気用管路に配置され
ていて、該ポンプの起動、停止に際し、該ポンプが破損
しないようにインターロックをとって開閉されるバルブ
と、前記ポンプコントロール信号を含む諸信号からポン
プを破壊しないためのインターロック信号を生成し、そ
れに基づき前記バルブに所要のインターロックをとって
開閉を指示するインターロック回路と、前記真空反応
室、真空ポンプ、インターロック回路を含む全体の統括
管理を行うコンピュータと、から成る真空装置におい
て、 前記コンピュータは、停電の有無と、停電無の状態に
おいて真空ポンプが動作をオフしたか否かを監視してお
り、停電有のときは補助記憶装置におけるフラグ情報と
して或る特定の理論値を立て、停電無の状態において真
空ポンプが動作をオフしたときは該フラグ情報として別
の特定の論理値を立てるようにしておき、 停電発生又は真空ポンプを動作をオフしたことに起因
して、ポンプを破壊しないためのインターロック信号を
生成する必要が起きたとき、その停電発生又は真空ポン
プが動作をオフしたタイミングを示す時刻情報を補助記
憶装置に取り込むと共に、そのタイミングにおける前記
フラグ情報の論理値を参照しておき、 以後、時間の経過に伴って推移する現在時点の時刻
と、前記タイミング時刻情報とを比較し、その間の時間
差が、或る基準値を超えたら真空ポンプが実際に停止状
態に達したと判定することとし、その基準値を、前記の
参照したフラグ情報の論理値次第で切り換え、このよう
にしてなされた判定のタイミング信号を、前記ポンプコ
ントローラが出力する、真空ポンプの停止状態を表わす
信号の代わりに用いて、前記所要のインターロック信号
を生成するようにした。

〔作用〕

前記真空反応室、真空ポンプ、インターロック回路を
含むシステム全体の統括管理を行うコンピュータは、タ
ーボ分子ポンプの運転状態（回転中か停止中）と現在の
時刻とを周期的（ポンプの減速に要する時間に対して十
分短い時間）に補助記憶装置に格納する。他方ターボ分
子ポンプが停止に至るまでの時間は、正常にOFFする場
合に比較し停電により強制的にOFFされた場合はコント
ローラが電気的制動（ブレーキ）をかけられないため長
くなる。そこで、前記コンピュータは復電時あるいは電
源投入時に、補助記憶装置に格納された上記運転状態と
停止時刻及び停電によりOFFしたか正常にOFFしたかのオ
フフラグ情報を読み出し、停電によりOFFした場合には
判定時間の基準を変更して、読み出した時点においてポ
ンプが回転しているか停止しているかをチエックするこ
とにより、ポンプ破損防止のためのバルブの開閉動作を
正しく行わせる信号をインターロック回路へ出力する。

〔実施例〕

第１図に本発明のシステム構成例を示す。１はシステ
ム全体を統括管理するコンピュータ、2Aは真空装置を制
御する専用コントローラ、2Bは他装置の専用コントロー
ラ、３はターボ分子ポンプ（TP）、3Aはこれを制御する
コントローラ（ポンプコントローラ）である。４はドラ
イブポンプ、５は真空反応室、6A,6Bはロードロック
室、7A,7Bは仕切り弁である。８はハードインターロッ
ク回路であり、これにより各バルブの開閉がポンプが破
損から保護するという観点から制限される。9A,9Bは真
空計、10A,10Bはバルブ、11は高速の通信回線である。

まず、真空反応室５を高真空状態にするには、全体を
統括管理するコンピュータ１から専用コントローラ2Aに
対してドライポンプ４のON信号を出力する。これによ
り、ドライポンプ４が回転を始める。次に、バルブ10A
を開け、停止状態にあるターボ分子ポンプ３を停止した
ままポンプ内までを真空引きする。この時、真空反応室
５の真空度によりバルブ10Bを開けるタイミングが変わ
ってくる。

もし、真空反応室の真空度がターボン分子ポンプ３側
より格段に高い場合には、空気が逆流してしまう。そこ
で、ターボン分子ポンプ３の動作が可能な状態になるま
で待って（つまり逆流が起きない状態にポンプ３内も真
空状態になるのを待って）バルブ10Bを開け、最後にタ
ーボ分子ポンプ３をONする。ターボ分子ポンプ３は、定
常回転数になるまでに20〜30分程度要する。これによ
り、真空反応室５を高真空状態に引くことができる。

こゝで、ポンプを停止させる場合について説明する。
真空反応室を高真空状態に保持したまま停止させるに
は、まずバルブ10Bを閉じ、つぎにターボ分子ポンプ３
をOFFする。この時、ターボ分子ポンプ３を完全に停止
させるには、コントローラ2Aによりブレーキをかけなが
ら30分程度掛けてゆっくりと止めていく。また、完全に
停止するまでターボ分子ポンプ３の排圧側を確保する必
要があるため、ドライポンプ４は回転を続けていなけれ
ばならない。したがって、ターボ分子ポンプ３が完全に
停止してからバルブ10Aを閉じ、ドライポンプ４をOFFし
て終了する。

次に、ターボ分子ポンプ３を破損から保護するハード
インターロックについて説明する。ターボ分子ポンプ３
の吸気側と排気側には、ポンプの破損からの保護のため
にバルブ10A,10Bを取り付けている。こゝで、例えばタ
ーボ分子ポンプ３による真空引き中に突然ドライポンプ
４が停止すると、ターボ分子ポンプ３の排圧が確保でき
なくなりターボ分子ポンプ３は壊れてしまう。

したがって、ターボ分子ポンプ３が回転中にドライポ
ンプ４が停止した時には、吸気側のバルブ10Bを瞬時に
閉じるというハードインターロックで保護している。こ
のハードインターロックはターボ分子ポンプ３が回転中
という信号をポンプコントローラ3Aから得て用いること
により行っている。したがって、このターボ分子ポンプ
３が回転中という信号は非常に重要な信号であり、どん
な場合でも正確な情報が与えられなければならない。

所が既に述べたように、停電などの異常発生時にはポ
ンプコントローラ3Aが正常に機能しかくなり、ターボ分
子ポンプ３が回転中という信号が得られなくなるので、
ハードインターロックがうまく働かなくなり、ターボ分
子ポンプ３の破損からの保護が充分でなくなるわけであ
る。

そこで、停電などの異常発生時における本発明に該信
号（ターボ分子ポンプ３が回転中という信号）の作成方
法について第２図および第３図を参照して説明する。第
２図、第３図は本発明に関連したコンピュータ１の動作
を示すフローチャートである。

統括コンピュータ１は専用コントローラ2Aと高速の通
信回線11により接続されていて情報のやり取りを行う。
ここで、コンピュータ１がターボ分子ポンプ３の動作状
況を監視するタスクは、真空ポンプのON/OFF,加速中，
減速中、停止中という情報を高速に、しかもサイクリッ
ク（数100msec）に第２図、第３図に示す動作フローに
より取り込んでいる。即ち第２図において、コンピュー
タ１のタスクは、開始に続くステップで、停電（異常発
生）の有無を判別し、YESのときはオフフラグ（OFFLG）
を２とする。NOのときは、次にターボ分子ポンプ３（T
P）がオフ状態にあるか否か判別し、オフ状態にあれば
オフフラグ（OFFLG）を１にする。

そして、このタスクは、ターボ分子ポンプ３のOFFの
タイミング、あるいは停電が発生したタイミングで、そ
の時点における日時と時刻（第２図参照）、それにオ
フフラグ（OFFLG）の情報１又は２（正常のOFFか停電に
よるOFFかの情報）（第２図参照）をコンピュータの
共通メモリ領域に格納する。続いて、この場合停電が起
きているのであれば、以上の処理を行った後、コンピュ
ータ１を含むシステムは、バッテリの消耗を防ぐためシ
ステム停止し、終了に至る。停電ではなく、ターボ分子
ポンプ３が正常動作としてOFFした状態なのであれば元
に戻る。

また、そのタスクとは別に情報格納タスクが、共通メ
モリ領域の内容（現在時点の日時情報とオフフラグ（OF
FLG）情報（１又は２））を、30秒毎（ターボ分子ポン
プ３の減速に要する時間に比べて十分に短い周期）に補
助記憶装置FILEに取込みに格納する（第２図参照）。

次に、第３図に見られるように、コンピュータ１は復
電時あるいは電源投入時に補助記憶装置FILEに格納され
ている日時をターボ分子ポンプ３（TP）の停止日時とし
て読み出し、そのとき現在の時刻と比較する（第３図
，参照）。その差を計算し（第３図参照）、オフ
フラグ（OFFLG）情報が２であるか否（即ち１）かによ
り現在の時点がターボ分子ポンプ３（TP）の停止時点よ
りある一定時間以上経過しているかを判断する（第３図
，，参照）。

即ちオフフラグ（OFFLG）情報が２であれば（停電が
起きているわけであるから）、で、との差が60分
経過と判断されれば、ターボ分子ポンプ３（TP）も惰性
による回転を終了しているものと見て停止フラグを０
（）にし、60分を経過していないと判断すれば、まだ
惰性による回転を続行中と見て停止フラグを１（）と
する。

で、オフフラグ（OFFLG）情報が２でなくて２であ
れば（ターボ分子ポンプ３（TP）は正常動作として停止
したわけであるから）、ブレーキ動作も働くと見れるの
で、判断基準を60分から30に変え、で30分を経過して
いないと判断すれば、まだ惰性による回転を続行中と見
て停止フラグを１（）とする。で30分を経過してい
ると判断すれば、ターボ分子ポンプ３（TP）は惰性によ
る回転を終了しているものと見て停止フラグを０（）
にする。

以上を言葉を変えて説明すれば、停電により強制的に
OFFされた場合にはコントローラが電気的制動（ブレー
キ）をかけられないため、正常にOFFする場合よりも停
止に至るまでの時間が長くなってまう（60分）。したが
って、補助記憶FILEに格納されている。停電によりOFF
したか正常にOFFしたかの情報（オフフラグ情報）によ
り、判定時間の基準を変更してチェックするわけである
（第３図，参照）。経過していた場合には通信回線
を介して専用コントローラ2Aへ停止中、経過していない
場合には回転中をそれぞれ通知してそれに対応した動作
を要求する（第３図参照）。専用コントローラはそれ
を受け、ハードインターロック回路へ回転中／停止中の
信号を入力することにより、ターボ分子ポンプ３（TP）
の動作状況の正確な判断を行わせている。

〔発明の効果〕

本発明によれば、停電時のポンプの動作状況を全体を
統括管理するコンピュータにて監視するようにしたの
で、停電時（異常発生時）において、ポンプコントロー
ラが機能しなくなっても正確なポンプの状態をコンピュ
ータにおいて把握でき、確実にポンプの保護を実現でき
るという利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のシスム構成例を示すブロック図、第２
図はターボ分子ポンプの状態監視動作を説明するための
フローチャート、第３図はイニシャル処理を説明するた
めのフローチャートである。 符号説明 １……統括管理コンピュータ、2A……真空装置専用コン
トローラ、2B……他装置用コントローラ、３……ターボ
分子ポンプ（TP）、3A……ポンプコントローラ、４……
ドライポンプ、５……真空反応室、6A,6B……ロードロ
ック室、7A,7B……仕切り弁、８……ハードインターロ
ック回路、9A,9B……真空計、10A,10B……バルブ、11…
…通信回線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空反応室を排気して真空状態にするため
   の真空ポンプと、前記真空ポンプが起動或いは停止する
   場合に、その前後における該真空ポンプの状態、即ち加
   速、定速、減速、停止の各状態を判別してそのことを表
   わす信号をポンプコントロール信号として出力するポン
   プコントローラと、前記真空ポンプが真空反応室を排気
   する際の排気用管路に配置されていて、該ポンプの起
   動、停止に際し、該ポンプが破損しないようにインター
   ロックをとって開閉されるバルブと、前記ポンプコント
   ロール信号を含む諸信号からポンプを破壊しないための
   インターロック信号を生成し、それに基づき前記バルブ
   に所要のインターロックをとって開閉を指示するインタ
   ーロック回路と、前記真空反応室、真空ポンプ、インタ
   ーロック回路を含む全体の統括管理を行うコンピュータ
   と、から成る真空装置において、 前記コンピュータは、停電の有無と、停電無の状態にお
   いて真空ポンプ動作をオフしたか否かを監視しており、
   停電有のときは補助記憶装置におけるフラグ情報として
   或る特定の理論値を立て、停電無の状態において真空ポ
   ンプが動作をオフしたときは該フラグ情報として別の特
   定の論理値を立てるようにしておき、 停電発生又は真空ポンプを動作をオフしたことに起因し
   て、ポンプを破壊しないためのインターロック信号を生
   成する必要が起きたとき、その停電発生又は真空ポンプ
   が動作をオフしたタイミングを示す時刻情報を補助記憶
   装置に取り込むと共に、そのタイミングにおける前記フ
   ラグ情報の論理値を参照しておき、 以後、時間の経過に伴って推移する現在時点の時刻と、
   前記タイミング時刻情報とを比較し、その間の時間差
   が、或る基準値を超えたら真空ポンプが実際に停止状態
   に達したと判定することとし、その基準値を、前記の参
   照したフラグ情報の論理値次第で切り換え、このように
   してなされた判定のタイミング信号を、前記ポンプコン
   トローラが出力する、真空ポンプの停止状態を表わす信
   号の代わりに用いて、前記所要のインターロック信号を
   生成するようにしたことを特徴とする真空ポンプ保護方
   法。