TW201727073A - 真空泵之判斷系統及真空泵 - Google Patents
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Abstract
本發明之課題在於提供一種於事前判斷真空泵將發生之異常之真空泵之判斷系統，及包含該判斷系統之真空泵。 本發明之實施形態1之包含判斷系統之真空泵(乾式泵)係設為於未進行處理之狀態時，自配設於該真空泵之處理裝置側，使該處理裝置所規定之處理氣體以外之異常測定用氣體(判斷用氣體)流通以通常流通量以上之量之構成。且，使各種參數增大(放大)而顯示，藉此可更正確地事前判斷異常。
Description
本發明係關於真空泵之判斷系統、及包含該真空泵之判斷系統之真空泵。 詳細而言，係關於可自與真空泵相關之各種參數事先判斷預測將發生之異常狀態之真空泵之判斷系統，以及對異常狀態採取對策，可判斷藉由採取之對策解除該異常狀態之真空泵之判斷系統、及包含該真空泵之判斷系統之真空泵。
於配設於真空泵之上游之處理裝置為製造例如半導體或太陽能電池、液晶等時之步驟之一即用以成膜之裝置之情形時，係於用以產生Si膜之真空腔室內使用矽烷氣體(SiH4
)等之處理氣體。 於該使用後排出之排氣體係自連接於半導體製造步驟用之裝置即真空腔室之真空泵之反應爐朝外部排氣。因此種排氣而有引起隨著時間之經過而於真空泵之內部堆積堆積物、生成物之情況。 為了除去該堆積物，必須定期保養真空泵。一般而言，該保養係以每三個月一次左右之頻率，取下真空泵而實施。如此取下真空泵花費勞力與時間。 又，於鑒於運用方面、費用方面時，自該保養至進行下一次保養之間隔(不必保養期間)越長越好。或，較佳為於需要取下之保養成為必要之前，可實施即使不取下亦可進行之保養。 進而，若因一些理由對堆積物、生成物之體積視而不見，真空泵緊急停止時，大氣逆流至真空泵，導致莫大之損失，故無論如何必須迴避真空泵之緊急停止。 另一方面，近年來，關於真空泵(乾式泵)之因上述之堆積物、生成物堆積所致之異常檢測，可藉由監控異常發生之各種參數而事先預知、預測真空泵停止般之系統之開發不斷進展。 圖5係顯示由使用電腦之系統進行真空泵之異常發生之參數分析(數據分析)，且提示其之一例之圖。 於該系統中，於特定之圖像顯示參數分析(數據分析)，並對管理者進行提示。 圖5係於橫軸採用時間之值，於縱軸採用參數之值，且監控隨著時間之經過，預先標定之參數顯示何種數值之圖像之一例。 時間之值可設為自真空泵初次運轉起經過之分鐘單位、小時單位、週單位、月單位等，又，於參數中亦可設定運轉中之真空泵之電流之值、壓力之值、溫度之值、及振動之值等。 於圖5中，顯示作為一例，於地點A開始真空泵之監控，於地點B判斷必須根據參數之值進行真空泵之保養(全面檢查)，然後，於地點C中，根據參數之值促使於新的處理中禁止運轉真空泵。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利第5504107號 於專利文獻1中，記述有關於以防止因真空泵之停止所致之向真空腔室(腔室)之逆流且容易回復為目的，於在真空泵之特定部位檢測之檢測電流值超過預先設定之小於以使真空泵緊急停止為目標之異常電流值且大於真空泵之常用電流值之值即電流設定值之情形時，進行閥之關閉之技術。
[發明所欲解決之問題] 然而，於專利文獻1所記述之技術之前提係於真空泵發生異常狀態時緊急停止真空泵。因此，有無法對關於真空泵之預測即將發生之異常狀態，自參數(例如、電流或電壓、溫度等)事先判斷，且對該異常狀態採取一些對策、或判斷藉由採取對策而解除該異常狀態之問題。 又，由於係於真空泵之緊急停止發生確定之後，故有不可能進行現場保養真空泵(即，不自處理裝置取下而進行保養)之問題。 本發明之目的在於提供一種可自關於真空泵之參數事先判斷預測將發生之異常狀態之真空泵之判斷系統；對異常狀態採取對策，且可判斷藉由採取對策而解除該異常狀態之真空泵之判斷系統；及包含該真空泵之判斷系統之真空泵。 [解決問題之技術手段] 於技術方案1之本案發明中，係提供一種真空泵之判斷系統，其特徵在於其係藉由有關上述真空泵之各種參數，事先判斷於真空泵預測將發生之異常者，且包含：判斷用氣體流入機構，其係於配設有上述真空泵之裝置之非運轉中，流通以於該裝置之運轉中流通於該裝置之量以上之量之判斷用氣體；及參數取得機構，其取得起因於利用上述判斷用氣體流入機構流通之上述判斷用氣體而產生之上述參數。 技術方案2之本案發明係提供技術方案1之真空泵之判斷系統，其包含參數變化取得機構，其取得所取得之上述參數之變化，且進而包含判斷機構，其將藉由上述參數變化取得機構取得之上述參數之變化、與預先記憶之特定之上述參數之變化之基準值進行比較，藉此判斷於真空泵有無發生異常。 技術方案3之本案發明係提供技術方案1或2之真空泵之判斷系統，其包含顯示上述參數或上述參數之變化之顯示機構。 技術方案4之本案發明係提供技術方案1至3中任一項之真空泵之判斷系統，其中上述判斷用氣體係於上述裝置之運轉中流通於該裝置之處理氣體以外之氣體。 技術方案5之本案發明係提供技術方案4之真空泵之判斷系統，其中上述判斷氣體為氮氣或氬氣。 技術方案6之本案發明係提供技術方案1至3中任一項之真空泵之判斷系統，其中上述判斷用氣體係於上述裝置之運轉中流通於該裝置之處理氣體。 技術方案7之本案發明係提供一種真空泵之判斷系統，其特徵在於其係藉由有關上述真空泵之各種參數，事先判斷於真空泵預測將發生之異常者，且包含：清洗氣體流入機構，其係於配設有上述真空泵之裝置之非運轉中，於上述真空泵之內部流通清洗氣體；及參數取得機構，其取得起因於利用上述清洗氣體流入機構流通之上述氣體而產生之上述參數。 技術方案8之本案發明係提供技術方案7之真空泵之判斷系統，其中進而包含顯示以上述參數取得機構取得之上述參數之顯示機構。 技術方案9之本案發明係提供一種真空泵，其特徵在於包含技術方案1至8中任一項之真空泵之判斷系統。 [發明之效果] 根據本發明，可自有關真空泵之參數事先判斷預測將發生之異常狀態。又，可對異常狀態採取對策，並判斷藉由採取之對策而已解除該異常狀態。
(i)實施形態之概要 包含本發明之實施形態1之真空泵之判斷系統之真空泵(乾式泵)係設為於未進行處理之狀態時，自配設於該真空泵之處理裝置側使該處理裝置所規定之處理氣體以外之特定之氣體(之後、設為異常測定用氣體(判斷用氣體))流通通常流通量以上之量之構成。即，將該真空泵(乾式泵)設為超負荷之狀態。藉此，自各感測器取得更敏銳反應之各參數。如此，藉由使其敏銳地反應，可更正確地捕捉各參數之變化。 又，包含本發明之實施形態2之真空泵之判斷系統之真空泵(乾式泵)係設為與流通真空腔室用之清洗氣體而進行真空泵(乾式泵)內之清洗同時，監控(監視)該真空泵之參數自增大(放大)之數值返回至原來值之過程之構成。 (ii)實施形態1之詳情 以下，對本發明之較佳實施形態，參照圖1至圖4而詳細地說明。 圖1係顯示用以說明本發明之實施形態1(及後述之實施形態2)之真空泵之判斷系統20(及後述之真空泵之判斷系統21)之概略構成例之圖。 本發明之實施形態1之真空泵之判斷系統20係由真空腔室11、真空泵12、真空配管4、真空泵2、供自真空泵2排出之排出氣體流通之排氣配管5、用以使自排氣配管5排氣之排出氣體去毒化之去毒化裝置3、以及伺服器6等構成。 真空腔室11係晶圓成膜裝置等之處理裝置(處理腔室)、設置於無塵室內。 真空泵12係用以將處理裝置設為真空之真空泵，例如渦輪分子泵。 真空配管4係供自真空泵12排出之排出氣體流通之流路。 真空泵2係發揮如真空泵12之輔助泵般之作用之乾式泵，經由真空配管4而與真空泵12連結。 排氣配管5係供自真空泵2排出之排出氣體流通之流路。 去毒化裝置3係經由排氣配管5而與真空泵2連結之燃燒式、電漿式、或汽油發動機式之去毒化裝置。 自由真空腔室11或真空泵12構成之處理裝置1排出之排出氣體若通過真空配管4而經由真空泵2，通過排氣配管5而向去毒化裝置3搬送，則藉由於去毒化裝置3中氧化，而作為無害之氣體排出。 伺服器6係由CPU(Central Processing Unit:中央處理單元)61、ROM(Read Only Memory:唯讀記憶體)62、RAM(Random Access Memory:隨機存取記憶體)63、顯示裝置64、通信部65、記憶部66及匯流排線67等構成。 CPU61係伺服器6之中央運算處理裝置，藉由保存於ROM62等之本實施形態1之真空泵之判斷系統20用應用程式等之程式，而由RAM63進行各種數值計算或資訊處理、機器控制等。於本實施形態1中，進行關於真空泵之判斷系統20控制之各種運算。 顯示裝置64係用以進行資訊顯示之顯示部，於本實施形態1中，顯示真空泵之判斷系統20之參數之增減。 另，亦可將顯示裝置64設為包含可接收輸入操作之輸入部之構成。 通信部65係用以使伺服器6與真空泵之判斷系統20內之其他裝置(真空泵2等)通信之構成，可由無線通信與有線通信之任一者之構成設計。 記憶部66係由硬碟等構成之大規模記憶裝置，記憶例如使用於各種判斷之基準參數。 上述之各構成為了於伺服器6內交換各者之資料，而由共通之路徑即匯流排線67連接。 該伺服器6可於各真空泵2分別設置，亦可以一台伺服器6與工廠內之複數台真空泵2連接而進行處理。 又，亦可藉由以網際網路等連接，由一台伺服器6進行處理設置於複數個工廠之多個真空泵2。 於本發明之實施形態1之真空泵之判斷系統20中，設為於未進行處理之狀態時，使通常流通於處理裝置1之量以上之量之於該處理裝置1規定之處理氣體以外之特定氣體即異常測定用氣體自配設於真空泵2之處理裝置1側之真空配管4朝真空泵2流通之構成。 於本實施形態1中，於顯示裝置64顯示因流通異常測定用氣體而產生之參數之增減(判斷畫面)。 另，於顯示裝置64，可顯示取得之參數本身，亦可將取得之參數與特定之基準值進行比較，藉此顯示其變化。 圖2係用以說明本發明之真空泵之判斷系統20之判斷(監視)畫面之圖。 於真空泵之判斷系統20中，若於上述般於真空泵2流通以規定以上之量之異常測定用氣體，則如圖2所示般，將針對真空泵2監控之各種參數(例如、電流之數值、電壓之數值、溫度之數值、振動之數值、或將各者組合之數值等)之可變要因增大之狀況顯示於顯示裝置64。於該實施形態1中，流通以較通常量之氣體更多量之氣體。藉此，可藉由檢測之異常測定用氣體敏銳地反應，可提高取得之各參數之精度。 「SURGE」係顯示較流通以通常之量之氣體時之基準值異常高之數值之點。 「DIP」係顯示較流通以通常之量之氣體時之基準值異常低之數值之點。該等基準值係預先記憶於記憶部66。 自如此獲得之參數之變動數值，可事前對預測將發生之真空泵2之異常狀態捕捉其前兆，早期建立異常發生之標準或預定、預測。 另，將「SURGE」位準或「DIP」位準如何設定係採取與裝置(真空泵2)各者之狀況配合，設定最適值之構成。 另，異常測定用氣體較佳為氮氣(N2
)或氬氣(Ar)等之不產生堆積物之氣體、或矽烷(SiH4
、甲矽烷)。 又，異常測定用氣體可設為定期流通之構成，亦可設為不定期流通之構成。另，所謂通常流通之量以上係通常流通之處理氣體之量之數倍、數百倍、數千倍等，可根據狀況而對應。 進而，於上述之構成中，採取自配設於真空泵2之真空配管4流通異常測定用氣體之構成，但並非受此限定。例如，亦可設為經由配設於真空泵2之上游之處理裝置1而使異常測定用氣體流通之構成。 圖3係用以說明本發明之實施形態1之真空泵之判斷系統20之動作之流程圖。 於本實施形態1之真空泵之判斷系統20中，首先，伺服器6(CPU61)判斷配設於真空泵2之上游之處理裝置1是否為處理中(步驟10)。 於判斷處理裝置1為處理中之情形時(步驟10:Y)、伺服器6持續監視是否為處理中。或，亦可設為於此處結束一連串動作之構成(結束)。 未判斷處理裝置1為處理中之情形時(步驟10:N)，伺服器6使異常測定用氣體大量(即、於處理中流通入處理裝置1之氣體量以上之量)流入真空泵2 (步驟20)。 該異常測定用氣體之流入係藉由伺服器6之控制，自設置於真空配管4之流入口(未圖示)自動流入。又，管理者亦可基於來自伺服器6之信號而使異常測定用氣體流入。 進而，亦可藉由伺服器6之控制，自設置於處理裝置1之流入口(未圖示)流入。 接著，伺服器6將顯示因流通異常測定用氣體而增大之真空泵2之參數之分析畫面(圖2)顯示於顯示裝置64(步驟30)。 此時，亦可設為如下構成：判斷增大(即顯示異常值)之參數是否於「SURGE」位準與「DIP」位準之範圍內，於非於範圍內之情形時，發出警告音等之警報。另，於該情形時，亦可設為於伺服器6包含聲音裝置之構成。該警告係分為緊急之警告、及其前階段而進行。 該判斷係基於相對於記憶於記憶部66之各參數之「SURGE」位準與「DIP」位準之基準值而判斷。該基準值係藉由經過多個處理之過程依序更新。即，藉由加入各基準值過高、或過低等之處理之評價，可設定更適當之基準值。 該基準值之更新係使CPU61藉由來自管理者之輸入，變更記憶於記憶部66之基準值之值而進行。 該基準值亦可根據真空泵2之設置場所之條件、使用之氣體種類、該真空泵之使用年數、合計之使用時間等更細緻、詳細地設定。 另，對管理者之警告亦可設為藉由伺服器6之管理者目測顯示裝置64，而判斷真空泵2發生異常之前兆之構成。 接著，伺服器6判斷是否繼續進行流通異常測定用氣體之動作(步驟40)。關於該繼續進行之判斷可設為事先設定自開始流通異常測定用氣體後開始計算之流入持續時間、或事先指定之參數到達事先設定之閾值之時點等之構成，亦可設為接收伺服器6之管理者之動作停止輸入之構成。 於繼續進行動作之情形時(步驟40:Y)、伺服器6使異常測定用氣體持續流通(步驟20)，另一方面，於不持續進行動作之情形時(步驟40:N)，伺服器6結束一連串動作(結束)。 藉由上述之構成，於包含本發明之實施形態1之真空泵之判斷系統20之真空泵2中，藉由流通以規定以上之量之異常測定用氣體，使針對真空泵2而監控之各種參數(例如、電流之數值、電壓之數值、溫度之數值、振動之數值、或使各者組合之數值等)之可變要素增大，然後自獲得之參數之變動數值(圖2)，可事先針對預測將發生之真空泵2之異常狀態而早期建立其標準或預定、預測。 其結果，關於真空泵2之異常發生，可早期檢測，或提高檢測之概率，或提高故障診斷之可靠性。 又，基於該預測，可於發生異常狀態前進行真空泵2之保養，故可使真空泵2之壽命延長。 (iii)實施形態2之詳情 接著，再次使用圖1，對本發明之實施形態2之真空泵之判斷系統21進行說明。 於本發明之實施形體2中，與上述之實施形態1相同，自由真空腔室11、或渦輪分子泵等之真空泵12構成之處理裝置1排出之排出氣體係通過真空配管4而經由乾式泵即真空泵2，通過排氣配管5而向去毒化裝置3搬送。 然而，於本實施形態2中，伺服器6之CPU61藉由保存於ROM62等之真空泵之判斷系統21用應用程式等之程式，於RAM63中進行與真空泵之判斷系統21之控制有關之各種運算即各種數值計算或資訊處理、機器控制等。 又，於本實施形態2中，顯示裝置64顯示真空泵之判斷系統21之參數之增減。 於本發明之實施形態2之真空泵之判斷系統21中，設為真空腔室11用之清洗氣體自配設於該真空泵2之處理裝置1側之真空配管4流通至真空泵2之構成。 即，於真空泵之判斷系統21中，一面使真空腔室11用之清洗氣體朝真空泵2流通，一面進行真空泵2內部之清洗，與此同時，將真空泵2之與通常之數值相比增大(即，顯示真空泵2為異常狀態)之參數恢復至原來數值之過程(例如，於圖2中，超過「SURGE」位準之值或低於「DIP」位準之值恢復為「SURGE」位準與「DIP」位準之範圍內之狀況)顯示於顯示裝置64。 另，使用之清洗氣體較佳為NF3
(三氟化氮)、或F2
(氟)等之減少堆積物之氣體。 進而，於上述之構成中，採取自處理裝置1側之真空配管4流通清洗氣體之構成，但並非限定於此。例如，亦可採取以與於處理裝置1(真空腔室11)流通真空腔室11用之清洗氣體之時點相同之時點，於真空泵2亦流通(沿用)該清洗氣體之構成。 圖4係用以說明本發明之實施形態2之真空泵之判斷系統21之動作之流程圖。 於本實施形態2之真空泵之判斷系統21中，首先，伺服器6判斷配設於真空泵2之上游之處理裝置1是否為處理中(步驟50)。 於判斷處理裝置1為處理中之情形時(步驟50:Y)，伺服器6持續監視是否為處理中。或，亦可設為於此處結束一連串動作之構成(結束)。 另一方面，未判斷處理裝置1為處理中之情形時(步驟50:N)，伺服器6使清洗氣體向真空泵2流入(步驟60)。 接著，伺服器6藉由流通清洗氣體而將顯示下降之(即、回到正常值之)參數之分析畫面顯示於顯示裝置64(步驟70)。 此時，亦可設為如下構成：判斷下降之參數是否於「SURGE」位準與「DIP」位準之範圍內，於未於範圍內之情形時，發出警告音等之警報。該判斷亦可藉由與記憶於記憶部66之基準值比較而進行。 另，該情形係採取於伺服器6包含聲音裝置之構成。 又，亦可設為伺服器6之管理者目測顯示裝置64而進行其判斷之構成。 接著，真空泵之判斷系統21之伺服器6判斷是否繼續進行流通清洗氣體之動作(步驟80)。關於該繼續進行之判斷可設為事先設定自開始流通清洗氣體後開始計算之流入持續時間、或事先指定之參數到達事先設定之閾值之時點等之構成，亦可設為接收伺服器6之管理者之動作停止輸入之構成。 於繼續進行動作之情形時(步驟80:Y)，伺服器6持續流通清洗氣體(步驟60)，另一方面，於不繼續進行動作之情形時(步驟80:N)，伺服器6結束一連串之動作(結束)。 藉由流通清洗氣體，根據真空泵2之參數之變化，亦可判斷該真空泵2之狀態改善何種程度。 藉由上述之構成，於包含本發明之實施形態2之判斷系統21之真空泵2中，可自監控之參數之變化判斷已解除該異常狀態。 其結果，可不取下真空泵2(不更換)而進行保養。又，由於係於發生異常狀態前進行保養，故可使真空泵2之壽命延長。 本發明之特定之氣體係設為除了於處理裝置規定之處理氣體以外，若為流通以於通常之處理裝置之運轉中流通之量以上之流量，則亦可設為處理氣體。 另，亦可設為將本發明之實施形態1及實施形態2組合之構成。
1‧‧‧處理裝置
2‧‧‧真空泵(乾式泵)
3‧‧‧去毒化裝置
4‧‧‧真空配管
5‧‧‧排氣配管
6‧‧‧伺服器
11‧‧‧真空腔室
12‧‧‧真空泵(渦輪分子泵)
20‧‧‧真空泵之判斷系統
21‧‧‧真空泵之判斷系統
61‧‧‧CPU
62‧‧‧ROM
63‧‧‧RAM
64‧‧‧顯示裝置
65‧‧‧通信部
66‧‧‧記憶部
67‧‧‧匯流排線
S10‧‧‧步驟
S20‧‧‧步驟
S30‧‧‧步驟
S40‧‧‧步驟
S50‧‧‧步驟
S60‧‧‧步驟
S70‧‧‧步驟
S80‧‧‧步驟
2‧‧‧真空泵(乾式泵)
3‧‧‧去毒化裝置
4‧‧‧真空配管
5‧‧‧排氣配管
6‧‧‧伺服器
11‧‧‧真空腔室
12‧‧‧真空泵(渦輪分子泵)
20‧‧‧真空泵之判斷系統
21‧‧‧真空泵之判斷系統
61‧‧‧CPU
62‧‧‧ROM
63‧‧‧RAM
64‧‧‧顯示裝置
65‧‧‧通信部
66‧‧‧記憶部
67‧‧‧匯流排線
S10‧‧‧步驟
S20‧‧‧步驟
S30‧‧‧步驟
S40‧‧‧步驟
S50‧‧‧步驟
S60‧‧‧步驟
S70‧‧‧步驟
S80‧‧‧步驟
圖1係顯示用以說明本發明之真空泵之判斷系統之概略構成例之圖。 圖2係用以說明本發明之真空泵之判斷系統之監視畫面之圖。 圖3係用以說明本發明之實施形態1之真空泵之判斷系統之動作之流程圖。 圖4係用以說明本發明之實施形態2之真空泵之判斷系統之動作之流程圖。 圖5係顯示用以說明異常發生相關之參數分析之一例之圖。
1‧‧‧處理裝置
2‧‧‧真空泵(乾式泵)
3‧‧‧去毒化裝置
4‧‧‧真空配管
5‧‧‧排氣配管
6‧‧‧伺服器
11‧‧‧真空腔室
12‧‧‧真空泵(渦輪分子泵)
20‧‧‧真空泵之判斷系統
21‧‧‧真空泵之判斷系統
61‧‧‧CPU
62‧‧‧ROM
63‧‧‧RAM
64‧‧‧顯示裝置
65‧‧‧通信部
66‧‧‧記憶部
67‧‧‧匯流排線
Claims (9)
- 一種真空泵之判斷系統，其特徵在於其係根據有關上述真空泵之各種參數，事先判斷於真空泵預測將發生之異常者，且包含： 判斷用氣體流入機構，其係於配設有上述真空泵之裝置之非運轉中，流通以於該裝置之運轉中流通於該裝置之量以上之量之判斷用氣體；及 參數取得機構，其取得起因於利用上述判斷用氣體流入機構流通之上述判斷用氣體而產生之上述參數。
- 如請求項1之真空泵之判斷系統，其包含參數變化取得機構，其取得所取得之上述參數之變化，且進而包含 判斷機構，其將藉由上述參數變化取得機構取得之上述參數之變化、與預先記憶之特定之上述參數之變化之基準值進行比較，而判斷真空泵有無發生異常。
- 如請求項1或2之真空泵之判斷系統，其包含顯示上述參數或上述參數之變化的顯示機構。
- 如請求項1至3中任一項之真空泵之判斷系統，其中 上述判斷用氣體係於上述裝置之運轉中流通於該裝置之處理氣體以外之氣體。
- 如請求項4之真空泵之判斷系統，其中上述判斷用氣體為氮氣或氬氣。
- 如請求項1至3中任一項之真空泵之判斷系統，其中上述判斷用氣體係於上述裝置之運轉中流通於該裝置之處理氣體。
- 一種真空泵之判斷系統，其特徵在於其係根據有關上述真空泵之各種參數，事先判斷於真空泵預測將發生之異常者，且包含： 清洗氣體流入機構，其係於配設有上述真空泵之裝置之非運轉中，於上述真空泵之內部流通清洗氣體；及 參數取得機構，其取得起因於利用上述清洗氣體流入機構流通之上述氣體而產生之上述參數。
- 如請求項7之真空泵之判斷系統，其中進而包含顯示以上述參數取得機構取得之上述參數之顯示機構。
- 一種真空泵，其特徵在於包含如請求項1至8中任一項之真空泵之判斷系統。
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| JP2017089462A (ja) | 2017-05-25 |
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