JP6798426B2

JP6798426B2 - Rotation speed control device for vacuum pump motor, vacuum pump

Info

Publication number: JP6798426B2
Application number: JP2017107478A
Authority: JP
Inventors: 小崎　純一郎; 純一郎小崎
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2017-05-31
Filing date: 2017-05-31
Publication date: 2020-12-09
Anticipated expiration: 2037-05-31
Also published as: JP2018204448A

Description

本発明は、ＣＶＤ装置等の真空処理装置を真空排気する真空ポンプ用モータの回転速度制御装置であって、主にその過渡応答性を改善させた回転速度制御装置、真空ポンプに関する。 The present invention relates to a rotation speed control device for a motor for a vacuum pump that evacuates a vacuum processing device such as a CVD device, and mainly relates to a rotation speed control device and a vacuum pump having improved transient response.

ＣＶＤ装置等の真空処理装置では、プロセスガスが導入され、プロセスに応じた圧力を保って成膜等の処理が施されるため、処理プロセスの段階（例えば、プロセス中やプロセス前後）に応じて真空室（チャンバ）内圧力が異なる。チャンバの下流には真空ポンプが装着されて、ポンプ吸込み圧力Ｐｉｎと排気速度Ｓpの特性により排気流量Ｑ（＝Ｓp＊Ｐｉｎ）でチャンバからガスが排出されるのでチャンバ内圧力を制御することができるが、通常は、チャンバと真空ポンプの間にさらにバルブが装着され、チャンバ内圧力を目標値とするバルブ制御が施されプロセスの段階別に所定のチャンバ内圧力が保たれる。このようなバルブ制御装置の例としては、特許文献１に記載のものが知られている。 In a vacuum processing device such as a CVD device, a process gas is introduced and processing such as film formation is performed while maintaining a pressure according to the process. Therefore, depending on the stage of the processing process (for example, during or before and after the process). The pressure inside the vacuum chamber (chamber) is different. A vacuum pump is installed downstream of the chamber, and the pressure inside the chamber can be controlled because gas is discharged from the chamber at the exhaust flow rate Q (= Sp * Pin) according to the characteristics of the pump suction pressure Pin and the exhaust speed Sp. However, usually, a valve is further installed between the chamber and the vacuum pump, valve control is performed with the pressure inside the chamber as a target value, and a predetermined pressure inside the chamber is maintained at each stage of the process. As an example of such a valve control device, the one described in Patent Document 1 is known.

特許第４６３０９９４号明細書Japanese Patent No. 4630994

従来から知られている真空ポンプでは、実測したポンプモータの回転速度と定格回転速度との偏差を演算し、偏差分だけモータ電流を増減制御して定格回転速度を維持するフィードバック制御が行われる。 In a conventionally known vacuum pump, the deviation between the actually measured rotation speed of the pump motor and the rated rotation speed is calculated, and the motor current is increased or decreased by the deviation, and feedback control is performed to maintain the rated rotation speed.

ところで、チャンバ内圧力を変更する目的でガス導入流量をステップ状に変化させるとチャンバ内圧力が急峻に変動し、真空ポンプの吸込み圧力（ポンプ吸気口圧力）も急激に変動する。このとき、真空ポンプのモータ負荷が急激に増減して、ポンプモータの回転速度が増減することになる。真空ポンプの排気速度の設計値は、ポンプモータが定格回転速度で定常的に回転していることを前提として設定されている。そのため、ガス導入流量の変化直後のような非定常状態では真空ポンプの実際の排気速度は設計値からずれており、回転速度がフィードバック制御により定格回転速度に戻り定常状態になると設計値通りの排気速度となる。その結果、ガス導入流量変更してからチャンバ内圧力が目的とする圧力となるまでの無駄時間が長くなってしまうという問題があった。 By the way, when the gas introduction flow rate is changed stepwise for the purpose of changing the pressure inside the chamber, the pressure inside the chamber fluctuates sharply, and the suction pressure of the vacuum pump (pump intake port pressure) also fluctuates sharply. At this time, the motor load of the vacuum pump suddenly increases or decreases, and the rotation speed of the pump motor increases or decreases. The design value of the exhaust speed of the vacuum pump is set on the assumption that the pump motor is constantly rotating at the rated rotation speed. Therefore, the actual exhaust speed of the vacuum pump deviates from the design value in an unsteady state such as immediately after a change in the gas introduction flow rate, and when the rotation speed returns to the rated rotation speed by feedback control and becomes a steady state, the exhaust is as designed. It becomes speed. As a result, there is a problem that the wasted time from changing the gas introduction flow rate to reaching the target pressure in the chamber becomes long.

本発明の好ましい実施形態における、真空チャンバ内を排気する真空ポンプ本体に設けたモータの回転速度を制御するモータ回転速度制御装置は、前記真空チャンバに導入されるガス流量の変化を表す変化信号を取得する変化信号取得部と、前記モータの目標回転速度と実回転速度の偏差によるフィードバック制御を行うフィードバック制御部と、前記変化信号に基づいてモータ回転変化を緩和するためのモータ駆動電流増減量を生成し、前記モータ駆動電流増減量に基づいてフィードフォーワード制御を行うフィードフォーワード制御部とを備える。
さらに好ましい実施形態において、フィードバック制御部は、前記モータの目標回転数と実回転数の偏差に基づき前記モータの駆動電流制御値を出力する出力部を有し、前記フィードフォーワード制御部は、前記変化信号取得部で取得した前記ガス流量の変化を表す変化信号に基づく前記モータの駆動電流増減量を生成する電流信号生成器と、前記電流信号生成器で生成された前記モータの駆動電流増減量を前記出力部から出力される前記モータの前記駆動電流制御値に加算する加算器とを有する。
さらに好ましい実施形態における前記変化信号取得部は、前記真空チャンバ内に導入されるガス流量の時間変化を表す信号を前記変化信号として取得する。
さらに好ましい実施形態における前記変化信号取得部は、真空チャンバ内の圧力差を表す信号を前記変化信号として取得する、および、前記真空チャンバと前記真空ポンプ本体との間に設けられた真空バルブの開度を表す信号を前記変化信号として取得する、のいずれかである。
さらに好ましい実施形態における前記フィードフォーワード制御部は、前記変化信号取得部が取得する前記変化信号が閾値以上のときに前記フィードフォーワード制御を実行する。
本発明の好ましい実施形態による真空ポンプは、排気機能部を備える真空ポンプ本体と、上記回転速度制御装置とを備える。 In a preferred embodiment of the present invention, the motor rotation speed control device for controlling the rotation speed of the motor provided in the vacuum pump main body that exhausts the inside of the vacuum chamber transmits a change signal indicating a change in the gas flow rate introduced into the vacuum chamber. The change signal acquisition unit to be acquired, the feedback control unit that performs feedback control based on the deviation between the target rotation speed and the actual rotation speed of the motor, and the motor drive current increase / decrease amount for mitigating the motor rotation change based on the change signal. It is provided with a feed forward control unit that is generated and performs feed forward control based on the amount of increase / decrease in the motor drive current .
In a more preferred embodiment, the feedback control unit has an output unit that outputs a drive current control value of the motor based on the deviation between the target rotation speed and the actual rotation speed of the motor, and the feed forward control unit is the feed forward control unit. A current signal generator that generates an increase / decrease in the drive current of the motor based on a change signal that represents a change in the gas flow rate acquired by the change signal acquisition unit, and an increase / decrease in the drive current of the motor generated by the current signal generator. It has an adder that adds to the drive current control value of the motor output from the output unit.
In a more preferred embodiment, the change signal acquisition unit acquires a signal representing a time change of the gas flow rate introduced into the vacuum chamber as the change signal.
In a more preferred embodiment, the change signal acquisition unit acquires a signal representing a pressure difference in the vacuum chamber as the change signal, and opens a vacuum valve provided between the vacuum chamber and the vacuum pump main body. A signal representing the degree is acquired as the change signal.
In a more preferred embodiment, the feed forward control unit executes the feed forward control when the change signal acquired by the change signal acquisition unit is equal to or greater than a threshold value.
The vacuum pump according to the preferred embodiment of the present invention includes a vacuum pump main body including an exhaust function unit and the rotation speed control device.

本発明によれば、真空ポンプに流入するガス流量の急峻な変化に対するモータ回転速度の変動を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress fluctuations in the motor rotation speed due to a sudden change in the flow rate of gas flowing into the vacuum pump.

第１の実施の形態の真空システムの概略を説明するブロック図A block diagram illustrating an outline of the vacuum system of the first embodiment. 真空システムのポンプコントローラの詳細を示すブロック図Block diagram showing details of the pump controller of the vacuum system 真空システムのバルブコントローラの詳細を示すブロック図Block diagram showing details of the valve controller of the vacuum system （ａ）は、吸気口圧力と排気速度の関係を示すグラフ、（ｂ）は、吸気口圧力と排気流量の関係を示すグラフ(A) is a graph showing the relationship between the intake port pressure and the exhaust speed, and (b) is a graph showing the relationship between the intake port pressure and the exhaust flow rate. 従来のフィードバック制御による信号波形と、実施の形態のフィードフォーワード制御も加味した制御による信号波形を示す図The figure which shows the signal waveform by the control by the conventional feedback control, and the signal waveform by the control which also added the feed forward control of an embodiment. 第２の実施の形態の真空システムの概略を説明するブロック図A block diagram illustrating an outline of the vacuum system of the second embodiment. （ａ）、（ｂ）ともに、第３の実施の形態の回転速度制御器を説明するブロック図Both (a) and (b) are block diagrams for explaining the rotation speed controller of the third embodiment. 第４の実施の形態の回転速度制御器を説明するブロック図A block diagram illustrating a rotation speed controller according to a fourth embodiment. 第５の実施の形態のバルブコントローラを説明するブロック図A block diagram illustrating a valve controller according to a fifth embodiment. 第５の実施の形態の回転速度制御器を説明するブロック図A block diagram illustrating a rotation speed controller according to a fifth embodiment. 第６の実施の形態の真空システムの概略を説明するブロック図A block diagram illustrating an outline of the vacuum system according to the sixth embodiment. 第７の実施の形態の真空システムの概略を説明するブロック図A block diagram illustrating an outline of the vacuum system according to the seventh embodiment.

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−
第１の実施の形態は、ガス導入流量の計測データを上位コントローラ経由でポンプコントローラに送信してモータ回転速度をフィードフォーワード制御するものである。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
− First Embodiment −
In the first embodiment, the measurement data of the gas introduction flow rate is transmitted to the pump controller via the host controller to feed forward control the motor rotation speed.

（全体構成）
図１は本発明に係る真空システムの第１の実施の形態を説明するブロック図である。図１において、真空チャンバ１０、真空バルブ２０および真空ポンプ３０は、真空システムを構成する要素である。本実施の形態では、真空ポンプ３０にはターボ分子ポンプが用いられ、背圧側にバックポンプ（不図示）が接続される。真空ポンプ３０はターボ分子ポンプに限定されない。 (overall structure)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a first embodiment of a vacuum system according to the present invention. In FIG. 1, the vacuum chamber 10, the vacuum valve 20, and the vacuum pump 30 are elements that make up the vacuum system. In the present embodiment, a turbo molecular pump is used for the vacuum pump 30, and a back pump (not shown) is connected to the back pressure side. The vacuum pump 30 is not limited to the turbo molecular pump.

(上位コントローラ)
真空チャンバ１０内でのプロセスは上位コントローラ１００で管理される。真空チャンバ１０には、流量コントローラ１１を介してプロセスガス等のガスが導入される。ガス導入流量は、流量コントローラ１１で調節される。流量コントローラ１１で調節したガス導入流量Ｑｉｎ［Ｐａ・ｍ^３／ｓ］のデータは上位コントローラ１００に出力される。真空チャンバ１０の圧力は、真空計１２によって計測される。真空計１２で計測された圧力計測値Ｐr［Ｐａ］のデータは上位コントローラ１００に出力される。 (Upper controller)
The process in the vacuum chamber 10 is managed by the host controller 100. A gas such as a process gas is introduced into the vacuum chamber 10 via the flow controller 11. The gas introduction flow rate is adjusted by the flow rate controller 11. The data of the gas introduction flow rate Qin [Pa · m ³ / s] adjusted by the flow rate controller 11 is output to the host controller 100. The pressure in the vacuum chamber 10 is measured by the vacuum gauge 12. The data of the pressure measurement value Pr [Pa] measured by the vacuum gauge 12 is output to the host controller 100.

(ポンプコントローラ)
真空ポンプ３０のモータ３１はポンプコントローラ２００で制御され、起動および停止時の加速および減速時を除く定常状態では定格回転速度に維持される。ポンプコントローラ２００には、上位コントローラ１００から送られるガス導入流量Ｑｉｎと、回転速度検出器３２で検出したモータ回転速度ωｄｅｔとが入力される。 (Pump controller)
The motor 31 of the vacuum pump 30 is controlled by the pump controller 200, and is maintained at a rated rotation speed in a steady state except during acceleration and deceleration during start and stop. The gas introduction flow rate Qin sent from the host controller 100 and the motor rotation speed ωdet detected by the rotation speed detector 32 are input to the pump controller 200.

(バルブコントローラ)
真空バルブ２０の開度はバルブコントローラ３００で制御される。真空バルブ２０に設けられたバルブプレート（弁体）２１は、モータ２２によって開閉駆動される。モータ２２にはバルブプレート２１の開度を検出するためのエンコーダ２３が設けられている。上位コントローラ１００は、入力された圧力計測値Ｐrとチャンバ内の目標圧力値Ｐｓをバルブコントローラ３００に送信する。エンコーダ２３で検出した開度計測値θｒは、バルブコントローラ３００に出力される。バルブコントローラ３００は、圧力計測値Ｐrと目標圧力値Ｐｓとの圧力偏差ΔＰｃに基づいて、チャンバ内圧力が目標圧力値Ｐｓとなるようにバルブプレート２１の開度を制御する。 (Valve controller)
The opening degree of the vacuum valve 20 is controlled by the valve controller 300. The valve plate (valve body) 21 provided in the vacuum valve 20 is opened and closed by the motor 22. The motor 22 is provided with an encoder 23 for detecting the opening degree of the valve plate 21. The host controller 100 transmits the input pressure measurement value Pr and the target pressure value Ps in the chamber to the valve controller 300. The opening degree measurement value θr detected by the encoder 23 is output to the valve controller 300. The valve controller 300 controls the opening degree of the valve plate 21 so that the pressure in the chamber becomes the target pressure value Ps based on the pressure deviation ΔPc between the measured pressure value Pr and the target pressure value Ps.

真空バルブ２０は、上述したように、上位コントローラ１００から送られる目標圧力と計測した実圧力との偏差に基づきバルブ開度を調節する自動調圧機能を備えている。バルブコントローラ３００は、チャンバ内圧力の目標圧力値Ｐｓと検出したチャンバ内実圧力との偏差を算出し、圧力差を低減するために必要なバルブ開度変化量を算出する。この計算結果が今回の目標開度である。 As described above, the vacuum valve 20 has an automatic pressure adjusting function that adjusts the valve opening degree based on the deviation between the target pressure sent from the host controller 100 and the measured actual pressure. The valve controller 300 calculates the deviation between the target pressure value Ps of the chamber pressure and the detected actual pressure in the chamber, and calculates the valve opening degree change amount required to reduce the pressure difference. This calculation result is the target opening this time.

(ポンプコントローラの詳細)
図１のポンプコントローラ２００の詳細を図２に示す。ポンプコントローラ２００は、回転速度制御器２０１と、３相電圧生成器２０２と、ＰＷＭ信号生成器２０３と、インバータ２０４と、定格回転数ωａｉｍの設定器２０５とを備えている。
回転速度制御器２０１は、目標値である定格回転速度ωａｉｍと検出された回転速度ωｄｅｔとの偏差Δωａ−ｄを演算する偏差器２０１ａと、偏差Δωａ−ｄが入力されＰＩ演算を行ってモータ制御値Ｉｍｏｔを出力するＰＩ制御器２０１ｂと、ガス導入流量（流量情報）Ｑｉｎが入力されて流量変化信号ΔＱｉｎを生成する流量変化信号生成器２０１ｄと、生成された流量変化信号ΔＱｉｎに相当する電流相当信号ΔＩｑｉｎを生成する電流相当信号生成器２０１ｅと、ＰＩ制御器２０１ｂから出力されるモータ制御値Ｉｍｏｔと電流相当信号ΔＩｑｉｎとを加算してモータ制御指令値Ｉｉｎｓを演算する加算器２０１ｃとを備えている。 (Details of pump controller)
The details of the pump controller 200 of FIG. 1 are shown in FIG. The pump controller 200 includes a rotation speed controller 201, a three-phase voltage generator 202, a PWM signal generator 203, an inverter 204, and a setting device 205 having a rated rotation speed of ωaim.
The rotation speed controller 201 inputs the deviation device 201a that calculates the deviation Δωad between the rated rotation speed ωaim, which is the target value, and the detected rotation speed ωdet, and the deviation Δωad, and performs PI calculation to control the motor. The PI controller 201b that outputs the value Imot, the flow rate change signal generator 201d that generates the flow rate change signal ΔQin by inputting the gas introduction flow rate (flow rate information) Qin, and the current equivalent to the generated flow rate change signal ΔQin. It is provided with a current equivalent signal generator 201e that generates a signal ΔIqin, and an adder 201c that calculates a motor control command value Iins by adding the motor control value Imot output from the PI controller 201b and the current equivalent signal ΔIqin. There is.

すなわち、回転速度制御器２０１は、定格回転速度ωａｉｍと、検出回転速度ωｄｅｔと、ガス導入流量Ｑｉｎとに基づいてモータ制御指令値Ｉｉｎｓを出力する。このモータ制御指令値Ｉｉｎｓが３相電圧生成器２０２で３相電圧Ｖｕ，Ｖｖ．Ｖｗに変換される。ＰＷＭ信号生成器２０３は、変換された３相電圧Ｖｕ，Ｖｖ．ＶｗからＰＷＭ駆動信号Ｕｐｗｍ、Ｖｐｗｍ、Ｗｐｗｍを生成する。ＰＷＭ駆動信号Ｕｐｗｍ、Ｖｐｗｍ、Ｗｐｗｍは、インバータ２０４のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の駆動トランジスタを駆動する。インバータ２０４によりモータ駆動電流が制御されてモータ３１が定格回転速度ωａｉｍで駆動される。 That is, the rotation speed controller 201 outputs the motor control command value Iins based on the rated rotation speed ωaim, the detected rotation speed ωdet, and the gas introduction flow rate Qin. The motor control command value Iins is the three-phase voltage Vu, Vv. Converted to Vw. The PWM signal generator 203 uses the converted three-phase voltage Vu, Vv. PWM drive signals Upwm, Vpww, and Wpww are generated from Vw. The PWM drive signals Upwm, Vpww, and Wpww drive the U-phase, V-phase, and W-phase drive transistors of the inverter 204. The motor drive current is controlled by the inverter 204, and the motor 31 is driven at the rated rotation speed ωaim.

(バルブコントローラの詳細)
真空バルブ２０を制御するバルブコントローラ３００は、図３に示すように、開度制御部３０１、モータドライバ部３０２、記憶部３０３，入力操作部３０４、および表示部３０５を備えている。開度制御部３０１は、入力された目標圧力値Ｐｓと実チャンバ内圧力（圧力計測値）Ｐｒの偏差ΔＰｃを演算する。偏差ΔＰｃから目標開度θｓを演算し、目標開度θｓおよび実測した開度計測値θｒに基づいて開度指令値θｉｎｓを設定する。モータドライバ部３０２は、開度指令値θｉｎｓに基づきモータ制御値を生成してモータ２２を駆動制御する。記憶部３０３には、バルブ制御に関するソフトウェアやデータが記憶される。入力操作部３０４を操作することにより、バルブコントローラ３００に対して各種指令を入力することができる。表示部３０５には、真空バルブ２０の運転状態等が表示される。 (Details of valve controller)
As shown in FIG. 3, the valve controller 300 that controls the vacuum valve 20 includes an opening degree control unit 301, a motor driver unit 302, a storage unit 303, an input operation unit 304, and a display unit 305. The opening degree control unit 301 calculates the deviation ΔPc between the input target pressure value Ps and the actual chamber pressure (pressure measurement value) Pr. The target opening degree θs is calculated from the deviation ΔPc, and the opening degree command value θins is set based on the target opening degree θs and the measured opening degree θr. The motor driver unit 302 generates a motor control value based on the opening command value θins to drive and control the motor 22. Software and data related to valve control are stored in the storage unit 303. By operating the input operation unit 304, various commands can be input to the valve controller 300. The display unit 305 displays the operating state of the vacuum valve 20 and the like.

(ポンプコントローラによるモータのフィードフォーワード制御)
モータ３１は、ポンプコントローラ２００の制御により、目標回転速度（定格回転速度）で回転される。従来は、実回転速度と定格回転速度の偏差を演算し、偏差がゼロとなるようにモータ回転速度をフィードバック制御している。
本発明による第１の実施の形態の制御装置では、従来の回転速度フィードバック制御に加えて、上位コントローラ１００で検出したガス導入流量の変化をモータ回転速度のフィードフォーワード制御値として利用する。 (Motor feed forward control by pump controller)
The motor 31 is rotated at a target rotation speed (rated rotation speed) under the control of the pump controller 200. Conventionally, the deviation between the actual rotation speed and the rated rotation speed is calculated, and the motor rotation speed is feedback-controlled so that the deviation becomes zero.
In the control device of the first embodiment according to the present invention, in addition to the conventional rotation speed feedback control, the change in the gas introduction flow rate detected by the host controller 100 is used as the feed forward control value of the motor rotation speed.

真空ポンプの排気流量Ｑ（定常状態では、Ｑ＝Ｑｉｎ）と、モータ駆動トルクＴと、モータ駆動電流Ｉとの間には比例関係がある。すなわち、
Ｔ∝Ｉ∝Ｑ（１）
また、トルク増分ΔＴは回転速度ωの微分量に比例することも考慮すると、
ΔＴ∝ΔＩ∝ΔＱｉｎ∝（Δω/Δｔ）（２）
（２）式のΔｔはサンプリング間隔である。（２）式に基づき、ガス導入流量変化量ΔＱｉｎと回転速度ωの変化量Δωは下記の（３）式のように示される。
Δω∝ΔＱｉｎ＊Δｔ（３）
すなわち、回転速度変化量Δωは流量変化量ΔＱｉｎにサンプリング間隔Δｔを乗じた値に比例する。
したがって、サンプリング周期Δｔごとに差分演算したΔＱｉｎと、予め設定したΔＩと、ΔＱｉｎの比例定数αから、
ΔＩ＝α＊ΔＱｉｎ（４）
となる。したがって、モータ駆動電流をΔＩ増量することにより回転速度変化量Δωを緩和することができる。 There is a proportional relationship between the exhaust flow rate Q of the vacuum pump (Q = Qin in the steady state), the motor drive torque T, and the motor drive current I. That is,
T∝I∝Q (1)
Also, considering that the torque increment ΔT is proportional to the differential amount of the rotation speed ω,
ΔT∝ΔI∝ΔQin∝ (Δω / Δt) (2)
Δt in Eq. (2) is the sampling interval. Based on the equation (2), the gas introduction flow rate change amount ΔQin and the rotation speed ω change amount Δω are shown by the following equation (3).
Δω∝ΔQin * Δt (3)
That is, the rotation speed change amount Δω is proportional to the value obtained by multiplying the flow rate change amount ΔQin by the sampling interval Δt.
Therefore, from the differential calculation of ΔQin for each sampling period Δt, the preset ΔI, and the proportionality constant α of ΔQin,
ΔI = α * ΔQin (4)
Will be. Therefore, the amount of change in rotational speed Δω can be relaxed by increasing the motor drive current by ΔI.

図２の回転速度制御器２０１は、以上の発明者らの知見に基づいて設計されたものである。以下、回転速度制御器２０１の動作を詳細に説明する。 The rotation speed controller 201 of FIG. 2 was designed based on the above findings of the inventors. Hereinafter, the operation of the rotation speed controller 201 will be described in detail.

回転速度制御器２０１の偏差器２０１ａは、定格回転速度ωａｉｍと、回転速度検出器３２で検出された回転速度ωｄｅｔとの偏差Δωａ−ｄを演算する。ＰＩ制御器２０１ｂは、入力された回転速度偏差Δωａ−ｄに対してＰＩ演算を行ってモータ制御値Ｉｍｏｔを出力する。流量変化信号生成器２０１ｄは、上位コントローラ１００から入力されたガス導入流量Ｑｉｎに基づき流量変化信号ΔＱｉｎを生成して後段の電流相当信号生成器２０１ｅに出力する。電流相当信号生成器２０１ｅは、入力された流量変化信号ΔＱｉｎに相当する流量変化電流値ΔＩｑｉｎを生成する。加算器２０１ｃは、ＰＩ制御器２０１ｂから出力されるモータ制御値Ｉｍｏｔと流量変化電流値ΔＩｑｉｎとの加算値であるモータ制御指令値（電流指令値）Ｉｉｎｓを演算する。モータ制御指令値Ｉｉｎｓは３相電圧生成器２０２で３相電圧Ｖｕ，Ｖｖ．Ｖｗに変換される。ＰＷＭ信号生成器２０３は、３相電圧信号Ｖｕ，Ｖｖ．Ｖｗに基づきＵＶＷ相駆動用トランジスタのＰＷＭ駆動信号Ｕｐｗｍ、Ｖｐｗｍ、Ｗｐｗｍを生成する。これらのＰＷＭ駆動信号Ｕｐｗｍ、Ｖｐｗｍ、Ｗｐｗｍによりインバータ２０４を構成するＵ相、Ｖ相、Ｗ相のＦＥＴが駆動され、モータ３１には、回転速度の偏差分とガス導入流量変化分を加味したモータ駆動電流が通電される。これにより、チャンバ内へのガス導入流量が急激に変化したとき、たとえば、ステップ状に変化したとき、負荷の急変によりモータ３１の回転速度が従来のように大きく増減することがなく、モータ３１を定格回転速度近傍の速度領域で回転させることができる。すなわち、モータ回転速度の過渡応答性が向上する。 The deviation device 201a of the rotation speed controller 201 calculates the deviation Δωa−d between the rated rotation speed ωaim and the rotation speed ωdet detected by the rotation speed detector 32. The PI controller 201b performs a PI operation on the input rotation speed deviation Δωad and outputs a motor control value Imot. The flow rate change signal generator 201d generates a flow rate change signal ΔQin based on the gas introduction flow rate Qin input from the host controller 100 and outputs it to the current equivalent signal generator 201e in the subsequent stage. The current equivalent signal generator 201e generates a flow rate change current value ΔIqin corresponding to the input flow rate change signal ΔQin. The adder 201c calculates the motor control command value (current command value) Iins, which is the sum of the motor control value Imot output from the PI controller 201b and the flow rate change current value ΔIquin. The motor control command value Iins is the three-phase voltage Vu, Vv. Converted to Vw. The PWM signal generator 203 has a three-phase voltage signal Vu, Vv. The PWM drive signals Upwm, Vpww, and Wpww of the UVW phase drive transistor are generated based on Vw. These PWM drive signals Upwm, Vpww, and Wpww drive the U-phase, V-phase, and W-phase FETs that make up the inverter 204, and the motor 31 is a motor that takes into account the deviation of the rotational speed and the change in the gas introduction flow rate. The drive current is energized. As a result, when the gas introduction flow rate into the chamber changes suddenly, for example, in a stepped manner, the rotation speed of the motor 31 does not greatly increase or decrease due to the sudden change in the load, and the motor 31 can be moved. It can be rotated in a speed range near the rated rotation speed. That is, the transient response of the motor rotation speed is improved.

（比較例との相違）
図４はターボ分子ポンプの排気特性を示す図である。図４（ａ）は排気速度Ｓの特性を示したものであり、縦軸は排気速度Ｓ、横軸はポンプ吸込み圧力（吸気口圧力）Ｐｉｎを表す。また、図４（ｂ）は排気流量Ｑの特性を示す図であり、縦軸は排気流量Ｑ、横軸はポンプ吸込み圧力（吸気口圧力）Ｐｉｎを表す。上述したように、ターボ分子ポンプに流入するガス流量が急激に変化すると、ガス流量変化直後はモータ回転速度が一時的に変化して定格回転速度から乖離し、吸気口圧力Ｐｉｎが不安定となる。しかしながら、十分な時間が経過すると、フィードバック制御によってモータ回転速度は定格回転速度に戻り、吸気口圧力Ｐｉｎが安定する。図４（ａ）（ｂ）に示す排気特性は、そのように吸気口圧力Ｐｉｎが安定となった定常状態における特性を示している。 (Difference from comparative example)
FIG. 4 is a diagram showing the exhaust characteristics of the turbo molecular pump. FIG. 4A shows the characteristics of the exhaust speed S, the vertical axis represents the exhaust speed S, and the horizontal axis represents the pump suction pressure (intake port pressure) Pin. Further, FIG. 4B is a diagram showing the characteristics of the exhaust flow rate Q, the vertical axis represents the exhaust flow rate Q, and the horizontal axis represents the pump suction pressure (intake port pressure) Pin. As described above, when the gas flow rate flowing into the turbo molecular pump changes suddenly, the motor rotation speed changes temporarily immediately after the gas flow rate change and deviates from the rated rotation speed, and the intake port pressure Pin becomes unstable. .. However, when a sufficient time elapses, the motor rotation speed returns to the rated rotation speed by the feedback control, and the intake port pressure Pin becomes stable. The exhaust characteristics shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b) show the characteristics in a steady state in which the intake port pressure Pin is thus stabilized.

従来は、実測した回転速度と定格回転速度との偏差分をフィードバック制御することでポンプモータが定格回転速度で運転されるように制御しているが、プロセスに応じたガス流量に設定してからチャンバ内圧力が安定するまでの過渡状態が長いと、その間はプロセスを開始できないので作業効率の低下を招くことになる。
以下、図５を参照して、従来のフィードバック制御のみによるモータ回転速度制御と、フィードバック制御とフィードフォーワード制御を併用する第１の実施の形態のモータ回転速度制御を比較して説明する。 In the past, the pump motor was controlled to operate at the rated rotation speed by feedback-controlling the deviation between the measured rotation speed and the rated rotation speed, but after setting the gas flow rate according to the process. If the transient state until the pressure in the chamber stabilizes is long, the process cannot be started during that period, resulting in a decrease in work efficiency.
Hereinafter, with reference to FIG. 5, the motor rotation speed control based only on the conventional feedback control and the motor rotation speed control of the first embodiment in which the feedback control and the feed forward control are used in combination will be compared and described.

図５(ａ)はガス導入流量Ｑｉｎの時間変化特性を示す。時刻ｔ１からガス導入流量Ｑｉｎが増加し始め、時刻ｔ２で一定流量となる。図５(ｂ)はモータ回転速度の時間変化特性を示す。時刻ｔ１で増加し始めたガス導入流量Ｑｉｎの影響を受け、モータ回転速度ωが時刻ｔ１から徐々に減少する。図５(ｂ)の破線は回転速度偏差に基づきフィードバック制御されたモータ回転速度特性を示す。実線は第１の実施の形態によるフィードフォーワード制御を加味した場合のモータ回転速度特性を示す。時刻ｔ１でモータ回転速度が定格回転速度から徐々に低下しているが、破線で示す従来のフィードバック制御に比べて回転速度の減少量が小さくなる。時刻ｔ２でガス導入流量の変化がなくなると、モータ回転速度が増加してやがて定格回転速度に戻る。
図５(ｃ)は、流量変化信号ΔＱｉｎに相当する流量変化電流値ΔＩｑｉｎを示す。流量変化電流値ΔＩｑｉｎの大きさはガス導入流量変化分に応じた値に設定されるが、図５（ａ）に示す例ではサンプリング間隔ごとの流量変化信号ΔＱｉｎは一定なので、図５（ｃ）においては各サンプリング間隔における流量変化電流値ΔＩｑｉｎは同じ値になっている。
図５（ｄ）は、速度制御器２０１の出力であるモータ制御指令値Ｉｉｎｓの制御時刻ごと（サンプリング間隔ごと）の出力を示す。サンプリング間隔でΔＩｑｉｎずつモータ制御指令値Ｉｉｎｓが増加している。このようにモータ制御指令値Ｉｉｎｓが大きくなるとモータ駆動トルクが大きくなり、ガス導入流量の急激な増加に伴うポンプ負荷急増に対応することができ、モータ回転速度が従来のように大きく減少することがない。その結果、真空チャンバ内の圧力が不安定となる過渡状態の期間が従来よりも短くなり、従来よりも短い時間でプロセスを開始することができる。 FIG. 5A shows the time-varying characteristics of the gas introduction flow rate Qin. The gas introduction flow rate Qin starts to increase from time t1, and reaches a constant flow rate at time t2. FIG. 5B shows the time-varying characteristics of the motor rotation speed. The motor rotation speed ω gradually decreases from time t1 under the influence of the gas introduction flow rate Qin that started to increase at time t1. The broken line in FIG. 5B shows the motor rotation speed characteristics that are feedback-controlled based on the rotation speed deviation. The solid line shows the motor rotation speed characteristics when the feed forward control according to the first embodiment is added. At time t1, the motor rotation speed gradually decreases from the rated rotation speed, but the amount of decrease in the rotation speed becomes smaller than that of the conventional feedback control shown by the broken line. When the change in the gas introduction flow rate disappears at time t2, the motor rotation speed increases and eventually returns to the rated rotation speed.
FIG. 5C shows the flow rate change current value ΔIqin corresponding to the flow rate change signal ΔQin. The magnitude of the flow rate change current value ΔIqin is set to a value according to the gas introduction flow rate change, but in the example shown in FIG. 5 (a), the flow rate change signal ΔQin for each sampling interval is constant, so FIG. 5 (c) The flow rate change current value ΔIqin at each sampling interval is the same value.
FIG. 5D shows the output of the motor control command value Iins, which is the output of the speed controller 201, for each control time (for each sampling interval). The motor control command value Iins increases by ΔIqin at the sampling interval. In this way, when the motor control command value Iins becomes large, the motor drive torque becomes large, and it is possible to cope with the sudden increase in the pump load due to the rapid increase in the gas introduction flow rate, and the motor rotation speed can be greatly reduced as in the conventional case. Absent. As a result, the period of the transient state in which the pressure in the vacuum chamber becomes unstable becomes shorter than before, and the process can be started in a shorter time than before.

以上説明した第１の実施の形態の真空ポンプ用モータの回転制御装置は次のような作用効果を奏することができる。
（１）モータ速度制御装置であるポンプコントローラ２００は、真空チャンバ内を排気する真空ポンプ３０のモータ３１の回転速度を制御する。このポンプコントローラ２００は速度制御器２０１を備えている。回転速度制御器２０１は、モータ３１の定格回転速度（目標回転速度）ωａｉｍと実回転速度ωｄｅｔの偏差Δωａ−ｄをフィードバックしてモータ３１を定格回転速度ωａｉｍで回転させるフィードバック制御部（２０１ａ，２０１ｂ）と、真空チャンバ１０に導入されるガスの流量変化量を表す変化信号ΔＱｉｎを取得する変化信号取得部２０１ｄと、変化信号ΔＱｉｎに基づいてモータ３１の回転速度をフィードフォーワード制御するフィードフォーワード制御部（２０１ｃ）とを有する。
より具体的には、フィードバック制御部は、モータ３１の定格回転数（目標回転数）と実回転数の偏差に基づきモータ３１の駆動電流制御値Ｉｍｏｔを出力する出力部としての偏差器２０１ａとＰＩ制御器２０１ｂを有し、フィードフォーワード制御部は、変化信号取得部としての流量変化信号生成器２０１ｄで取得したガス流量の変化を表す変化信号に基づくモータ３１の駆動電流増減量ΔＩｑｉｎを生成する電流信号生成器としての電流相当信号生成器２０１ｅと、電流相当信号生成器２０１ｅで生成されたモータ３１の駆動電流増減量ΔＩｑｉｎを、ＰＩ制御器２０１ｂから出力されるモータ３１の駆動電流制御値Ｉｍｏｔに加算する加算器２０１ｃとを有する。
このように、従来のフィードバック制御に加えてガス導入流量の変化量に基づくフィードフォーワード制御を使用することにより、例えば、複数のプロセスが順に行われる場合でも、プロセスを切り替える期間における圧力不安定な過渡状態期間を短縮することができる。 The rotation control device for the vacuum pump motor according to the first embodiment described above can exert the following effects.
(1) The pump controller 200, which is a motor speed control device, controls the rotation speed of the motor 31 of the vacuum pump 30 that exhausts the inside of the vacuum chamber. The pump controller 200 includes a speed controller 201. The rotation speed controller 201 feeds back the deviation Δωa-d between the rated rotation speed (target rotation speed) ωaim of the motor 31 and the actual rotation speed ωdet to rotate the motor 31 at the rated rotation speed ωaim (201a, 201b). ), The change signal acquisition unit 201d that acquires the change signal ΔQin indicating the amount of change in the flow rate of the gas introduced into the vacuum chamber 10, and the feed forward that controls the rotation speed of the motor 31 based on the change signal ΔQin. It has a control unit (201c).
More specifically, the feedback control unit is a deviation device 201a and PI as an output unit that outputs a drive current control value Imot of the motor 31 based on the deviation between the rated rotation speed (target rotation speed) of the motor 31 and the actual rotation speed. It has a controller 201b, and the feed forward control unit generates a drive current increase / decrease amount ΔIqin of the motor 31 based on a change signal representing a change in the gas flow rate acquired by the flow rate change signal generator 201d as a change signal acquisition unit. The drive current control value Imot of the motor 31 output from the PI controller 201b is the drive current increase / decrease amount ΔIqin of the current equivalent signal generator 201e as the current signal generator and the motor 31 generated by the current equivalent signal generator 201e. It has an adder 201c that adds to.
In this way, by using feed forward control based on the amount of change in the gas introduction flow rate in addition to the conventional feedback control, for example, even when a plurality of processes are performed in sequence, the pressure is unstable during the process switching period. The transition period can be shortened.

（２）上位コントローラ１００は、真空チャンバ１０内に導入されるガス流量（ガス導入流量）Ｑｉｎを流量コントローラ１１から受信してポンプコントローラ２００へ送信する。ポンプコントローラ２００は、流量変化信号生成器２０１ｄで流量変化量ΔＱ１ｎを演算し、電流相当信号生成器２０１ｅは流量変化量ΔＱｉｎを電流信号ΔＩqｉｎに変換する。このΔＩqｉｎをフィードバック制御系に加算してモータ回転速度のフィードフォーワード制御を行う。
ポンプコントローラ２００で流量変化量ΔＱｉｎを演算するようにしたので、上位コントローラ１００は既存のものを使用することができる。すなわち、真空ポンプ側でフィードフォーワード制御系を実装することができる。 (2) The host controller 100 receives the gas flow rate (gas introduction flow rate) Qin introduced into the vacuum chamber 10 from the flow rate controller 11 and transmits it to the pump controller 200. The pump controller 200 calculates the flow rate change amount ΔQ1n with the flow rate change signal generator 201d, and the current equivalent signal generator 201e converts the flow rate change amount ΔQin into the current signal ΔIqin. This ΔIqin is added to the feedback control system to perform feed forward control of the motor rotation speed.
Since the pump controller 200 calculates the flow rate change amount ΔQin, the existing upper controller 100 can be used. That is, the feed forward control system can be implemented on the vacuum pump side.

−第２の実施の形態−
第２の実施の形態は、ガス導入流量の計測データをポンプコントローラに直接送信するものである。
第１の実施の形態で説明した真空ポンプ用モータの回転速度制御装置では、流量コントローラ１１で調節されたガス導入流量Ｑｉｎを、上位コントローラ１００を経由してポンプコントローラ２００に送信するようにした。しかし、第２の実施の形態では、図６に示すように、流量コントローラ１１からポンプコントローラ２００へガス導入流量Ｑｉｎを直接送信する。ポンプコントローラ２００は第１の実施の形態と同様に、流量変化量ΔＱｉｎによるモータ回転速度のフィードフォーワード制御を行う。作用効果は第１の実施の形態と同様である。 -Second embodiment-
In the second embodiment, the measurement data of the gas introduction flow rate is directly transmitted to the pump controller.
In the rotation speed control device for the vacuum pump motor described in the first embodiment, the gas introduction flow rate Qin adjusted by the flow rate controller 11 is transmitted to the pump controller 200 via the host controller 100. However, in the second embodiment, as shown in FIG. 6, the gas introduction flow rate Qin is directly transmitted from the flow rate controller 11 to the pump controller 200. Similar to the first embodiment, the pump controller 200 performs feed forward control of the motor rotation speed by the flow rate change amount ΔQin. The action and effect are the same as those in the first embodiment.

−第３の実施の形態−
第３の実施の形態は、閾値以上の流量変化量ΔＱｉｎを利用して回転速度フィードフォーワード制御を行うものである。
第１および第２の実施の形態では流量変化量ΔＱｉｎの大きさにかかわらず、流量変化量ΔＱｉｎを用いてモータ回転速度のフィードフォーワード制御を常時行うようにした。第３の実施の形態では、所定の閾値以上の流量変化量ΔＱｉｎが発生したときにのみ、フィードフォーワード制御が実行されるようにした。閾値の設定方法としては、例えば、フィードバック制御のみの場合の過渡状態期間が所定許容値となる流量変化量ΔＱｉｎを閾値に設定する。 -Third embodiment-
In the third embodiment, the rotation speed feed forward control is performed by using the flow rate change amount ΔQin equal to or larger than the threshold value.
In the first and second embodiments, the feed forward control of the motor rotation speed is constantly performed using the flow rate change amount ΔQin regardless of the magnitude of the flow rate change amount ΔQin. In the third embodiment, the feed forward control is executed only when the flow rate change amount ΔQin equal to or more than a predetermined threshold value is generated. As a method of setting the threshold value, for example, the flow rate change amount ΔQin in which the transient state period in the case of only feedback control becomes a predetermined allowable value is set as the threshold value.

第３の実施の形態では、たとえば、次のようにしてフィードフォーワード制御が実行される。
（１）流量変化信号生成器２０１ｄで生成された流量変化信号ΔＱｉｎのうち閾値以上の信号のみを後段の電流相当信号生成器２０１ｅに送出するようにする。図７（ａ）は第３の実施の形態における回転速度制御器２０１Ａの概略構成を示すブロック図であり、比較器２０１ｆＡにより閾値以上のΔＱｉｎが出力される。
（２）あるいは、電流相当信号生成器２０１ｅから出力される電流相当信号ΔＩqｉｎのうち閾値以上の信号のみを後段の加算器２０１ｃに送出するようにする。図７（ｂ）は第３の実施の形態における回転速度制御器２０１Ｂの概略構成を示すブロック図であり、比較器２０１ｆにより閾値以上のΔＩqｉｎが出力される。 In the third embodiment, for example, feed forward control is executed as follows.
(1) Of the flow rate change signals ΔQin generated by the flow rate change signal generator 201d, only the signals equal to or higher than the threshold value are sent to the current equivalent signal generator 201e in the subsequent stage. FIG. 7A is a block diagram showing a schematic configuration of the rotation speed controller 201A according to the third embodiment, and the comparator 201fA outputs ΔQin equal to or greater than the threshold value.
(2) Alternatively, of the current equivalent signal ΔIqin output from the current equivalent signal generator 201e, only the signal equal to or higher than the threshold value is sent to the adder 201c in the subsequent stage. FIG. 7B is a block diagram showing a schematic configuration of the rotation speed controller 201B according to the third embodiment, and the comparator 201f outputs ΔIqin equal to or greater than the threshold value.

第３の実施の形態は第１の実施の形態と同様の作用効果を奏する他、次のような作用効果も奏する。
第３の実施の形態のポンプコントローラ２００は、流量変化量ΔＱｉｎが閾値以上の場合のみ回転速度のフィードフォーワード制御を行う。したがって、モータ負荷の影響が大きくないガス導入量の変動に対するフィードフォーワード制御を行わないので、不必要なフィードフォーワード制御処理が実行されず、制御系の処理負荷を小さくすることができる。
また、式（４）に示した比例定数αの誤差が避けられない場合や、後述する推定ガス流量Ｑｉｎｅｓを用いる場合に適用することで、より適切な取り扱いとなる。 The third embodiment has the same effects as those of the first embodiment, and also has the following effects.
The pump controller 200 of the third embodiment performs feed forward control of the rotation speed only when the flow rate change amount ΔQin is equal to or greater than the threshold value. Therefore, since feed forward control is not performed for fluctuations in the amount of gas introduced, which is not significantly affected by the motor load, unnecessary feed forward control processing is not executed, and the processing load of the control system can be reduced.
Further, when the error of the proportionality constant α shown in the equation (4) is unavoidable, or when the estimated gas flow rate Qines described later is used, the handling becomes more appropriate.

−第４の実施の形態−
第４の実施の形態は、ガス導入流量と等価な物理量を使用する実施の形態であり、チャンバ目標圧力と実圧力の偏差に基づきガス導入流量を推定する。
第１および第２の実施の形態で説明した真空ポンプ用モータの回転速度制御装置では、流量コントローラ１１で調節されたガス導入流量Ｑｉｎに基づきフィードフォーワード制御を行うようにした。しかし、流量コントローラ１１から出力されるガス導入流量Ｑｉｎと等価な物理量を使用してポンプコントローラ２００でモータ回転速度をフィードフォーワード制御してもよい。 − Fourth Embodiment −
The fourth embodiment is an embodiment using a physical quantity equivalent to the gas introduction flow rate, and estimates the gas introduction flow rate based on the deviation between the chamber target pressure and the actual pressure.
In the rotation speed control device of the vacuum pump motor described in the first and second embodiments, feed forward control is performed based on the gas introduction flow rate Qin adjusted by the flow rate controller 11. However, the motor rotation speed may be feed forward controlled by the pump controller 200 by using a physical quantity equivalent to the gas introduction flow rate Qin output from the flow controller 11.

たとえば、次のようにしてガス導入流量変化量ΔＱｉｎを推定することができる。
上位コントローラ１００は、真空チャンバ１０内の目標圧力と検出した実チャンバ内圧力との偏差（圧力差）を算出する。分かり易い想定ケースとしては、目標圧力値はそのままの状態で突発的にガスを導入した場合に実チャンバ内圧が上昇する例がある。このような圧力差の発生は、ガス導入に限らず、チャンバ内部自体のみでも発生する。実際、ＣＶＤプロセスなどのプロセスでは、チェンバ内でプラズマを点灯させて成膜が行われるが、その点灯の際にガス分子が解離してガス分子数が突発的に増大して圧力上昇するようなケースがある。また、プラズマが点灯すると、成膜処理したいウエハなどに予め塗布されているレジスト材からプラズマからのイオン衝撃によりガス放出が増大するようなケースもある。この圧力差はポンプコントローラ２００に送信される。
図８は第４の実施の形態の回転速度制御器２０１Ｃの一例を示す。上位コントローラ１００から出力される圧力差は比較器２０１ｆＣに入力される。比較器２０１ｆＣは、閾値以上の圧力差を選択して出力する。ここで、閾値以上の圧力差はガス導入流量Ｑｉｎの変化に基づくものと仮定する。閾値は、真空ポンプ３０が非定常状態で運転された状態のときに生じ得るチャンバ内圧差に基づいて設定される。比較器２０１ｆＣから出力された閾値以上の圧力差は、流量変化信号生成器２０１ｄＣに入力される。流量変化信号生成器２０１ｄＣは、閾値以上の圧力差からガス導入流量変化量ΔＱｉｎを推定演算して後段の電流相当信号生成器２０１ｅに出力する。
たとえば、流量変化信号生成器２０１ｄＣは、閾値以上のチャンバ内圧力差とガス導入流量変化量ΔＱｉｎとを対応づけたルックアップテーブルを実装している。チャンバ内圧差ΔＰｃを引数としてルックアップテーブルを参照してガス導入流量変化量ΔＱｉｎを推定演算する。 For example, the gas introduction flow rate change amount ΔQin can be estimated as follows.
The host controller 100 calculates the deviation (pressure difference) between the target pressure in the vacuum chamber 10 and the detected pressure in the actual chamber. As an easy-to-understand assumed case, there is an example in which the pressure inside the actual chamber rises when the gas is suddenly introduced while the target pressure value remains the same. The generation of such a pressure difference is not limited to gas introduction, but also occurs only inside the chamber itself. In fact, in a process such as a CVD process, plasma is turned on in the chamber to form a film, but at the time of turning on the plasma, gas molecules dissociate and the number of gas molecules suddenly increases and the pressure rises. There is a case. Further, when the plasma is turned on, there is a case where gas emission is increased due to an ionic impact from the plasma from a resist material previously applied to a wafer or the like to be film-formed. This pressure difference is transmitted to the pump controller 200.
FIG. 8 shows an example of the rotation speed controller 201C according to the fourth embodiment. The pressure difference output from the host controller 100 is input to the comparator 201fC. The comparator 201fC selects and outputs a pressure difference equal to or larger than the threshold value. Here, it is assumed that the pressure difference above the threshold value is based on the change in the gas introduction flow rate Qin. The threshold value is set based on the pressure difference in the chamber that can occur when the vacuum pump 30 is operated in an unsteady state. The pressure difference equal to or greater than the threshold value output from the comparator 201fC is input to the flow rate change signal generator 201dC. The flow rate change signal generator 201dC estimates and calculates the gas introduction flow rate change amount ΔQin from the pressure difference equal to or larger than the threshold value, and outputs the gas introduction flow rate change amount ΔQin to the current equivalent signal generator 201e in the subsequent stage.
For example, the flow rate change signal generator 201dC implements a look-up table in which the pressure difference in the chamber above the threshold value and the gas introduction flow rate change amount ΔQin are associated with each other. The gas introduction flow rate change amount ΔQin is estimated and calculated by referring to the lookup table with the chamber pressure difference ΔPc as an argument.

上位コントローラ１００からポンプコントローラ２００に目標圧力と計測したチャンバ内圧力を送信し、ポンプコントローラ２００において圧力差を演算するように構成してもよい。 The host controller 100 may transmit the target pressure and the measured pressure in the chamber to the pump controller 200, and the pump controller 200 may be configured to calculate the pressure difference.

上述したようにチャンバ内圧力差ΔＰｃに基づきルックアップテーブルを参照して得たガス導入流量変化量ΔＱｉｎは、第１〜第３の実施の形態のように流量コントローラ１１から出力された実際のガス導入流量Ｑｉｎに基づくものではないが、チャンバ内に導入されるガス導入流量の変化量を表す変化信号として使用することができる。 As described above, the gas introduction flow rate change amount ΔQin obtained by referring to the look-up table based on the pressure difference ΔPc in the chamber is the actual gas output from the flow rate controller 11 as in the first to third embodiments. Although it is not based on the introduction flow rate Qin, it can be used as a change signal indicating the amount of change in the gas introduction flow rate introduced into the chamber.

第４の実施の形態は第１および第３の実施の形態と同様の作用効果を奏する。 The fourth embodiment has the same effects as those of the first and third embodiments.

−第５の実施の形態−
第５の実施の形態は、ガス導入流量と等価な物理量を使用する実施の形態であり、バルブ開度の変化量が閾値以上のときにその値に基づきフィードバック制御を実行する。
真空バルブ２０は、上述したように、チャンバ内圧力差ΔＰｃに基づきバルブ開度を調節する自動調圧機能を備えている。自動調圧機能を備えている真空バルブ２０の場合には、ポンプコントローラ２００は、バルブ開度の変化量に基づいてフィードフォーワード制御を実行することができる。 -Fifth Embodiment-
The fifth embodiment is an embodiment in which a physical quantity equivalent to the gas introduction flow rate is used, and when the amount of change in the valve opening degree is equal to or greater than the threshold value, feedback control is executed based on the value.
As described above, the vacuum valve 20 has an automatic pressure adjusting function for adjusting the valve opening degree based on the pressure difference ΔPc in the chamber. In the case of the vacuum valve 20 having an automatic pressure adjusting function, the pump controller 200 can execute feed forward control based on the amount of change in the valve opening degree.

図９は第５の実施の形態の構成を示す図である。バルブコントローラ３００Ａの開度制御部３０１Ａは、真空チャンバ１０内の目標圧力値Ｐｓと検出した実チャンバ内圧力（圧力計測値）Ｐｒとの偏差（圧力差）ΔＰｃに基づき目標開度θｓを算出する。算出された目標開度θｓと実バルブ開度θｒの偏差Δθをフィードバックしてバルブ開度が目標開度θｓになるように制御する。
目標開度θｓはサンプリング間隔ごとに算出され、サンプリング間隔毎に開度θが制御される。バルブコントローラ３００Ａは、サンプリング間隔ごとに算出される目標開度θｓをポンプコントローラ２００に送信する。 FIG. 9 is a diagram showing the configuration of the fifth embodiment. The opening control unit 301A of the valve controller 300A calculates the target opening θs based on the deviation (pressure difference) ΔPc between the target pressure value Ps in the vacuum chamber 10 and the detected actual chamber pressure (pressure measurement value) Pr. .. The deviation Δθ between the calculated target opening degree θs and the actual valve opening degree θr is fed back to control the valve opening degree to be the target opening degree θs.
The target opening degree θs is calculated for each sampling interval, and the opening degree θ is controlled for each sampling interval. The valve controller 300A transmits the target opening degree θs calculated for each sampling interval to the pump controller 200.

図１０は第５の実施の形態の回転速度制御器２０１Ｄを示す図である。ポンプコントローラ２００の回転速度制御器２０１Ｄは、開度変化信号生成器２０１ｇと、開度比較器２０１ｆＤとを有する。開度変化信号生成器２０１ｇは目標開度θｓの変化量Δθｓを算出する。変化量Δθｓはサンプリング間隔の間における開度変化を表しているが、真空ポンプ３０に流れ込むガス流量の変化は変化量Δθｓが大きいほど大きいと考えられる。すなわち、変化量Δθｓはガス流量の変化量の代わりに使用することができる。
開度比較器２０１ｆＤは、バルブ開度変化量Δθｓが閾値以上のときにそのΔθｓを出力する、出力されたΔθｓは、電流相当信号生成器２０１ｅＤで電流値ΔＩｓに変換される。電流値ΔＩｓは、加算器２０１ｃに入力され、ＰＩ制御器２０１ｂの出力Ｉｍｏｔと加算される。すなわち、回転速度制御器２０１Ｄは、開度変化量Δθｓに基づくフィードフォーワード制御を行う。
Δθｓの閾値の設定方法としては、例えば、フィードバック制御のみの場合の過渡状態期間が所定許容値となるΔθｓを閾値に設定する。 FIG. 10 is a diagram showing a rotation speed controller 201D according to a fifth embodiment. The rotation speed controller 201D of the pump controller 200 includes an opening degree change signal generator 201g and an opening degree comparator 201fD. The opening degree change signal generator 201g calculates the amount of change Δθs of the target opening degree θs. The amount of change Δθs represents the change in opening degree during the sampling interval, and it is considered that the larger the amount of change Δθs, the larger the change in the flow rate of the gas flowing into the vacuum pump 30. That is, the amount of change Δθs can be used instead of the amount of change in the gas flow rate.
The opening degree comparator 201fD outputs the Δθs when the valve opening change amount Δθs is equal to or greater than the threshold value, and the output Δθs is converted into the current value ΔIs by the current equivalent signal generator 201eD. The current value ΔIs is input to the adder 201c and is added to the output Imot of the PI controller 201b. That is, the rotation speed controller 201D performs feed forward control based on the opening degree change amount Δθs.
As a method of setting the threshold value of Δθs, for example, Δθs in which the transient state period in the case of only feedback control is a predetermined allowable value is set as the threshold value.

上述したようにバルブ開度変化量Δθｓに基づくフィードフォーワード制御は、第１〜第４の実施の形態のように流量コントローラ１１から出力された実際のガス導入流量Ｑｉｎに基づくフィードフォーワード制御ではないが、バルブ開度変化量Δθｓは、チャンバ内に導入されるガス導入流量の変化量を表す変化信号として使用することができる。 As described above, the feedforce control based on the valve opening change amount Δθs is the feedforward control based on the actual gas introduction flow rate Qin output from the flow rate controller 11 as in the first to fourth embodiments. Although not, the valve opening change amount Δθs can be used as a change signal representing the change amount of the gas introduction flow rate introduced into the chamber.

−第６の実施の形態−
第６の実施の形態は、真空バルブを省略して真空チャンバと真空ポンプを直接接続するようにした実施の形態である。
第１〜第５の実施の形態の真空システムは、真空チャンバ１０と、真空バルブ２０と、真空ポンプ３０を含んで構成されていると説明した。しかし、真空バルブ２０を省略して単なる管路により真空チャンバ１０と真空ポンプ３０とを接続する真空システムでもよい。 -Sixth Embodiment-
The sixth embodiment is an embodiment in which the vacuum valve is omitted and the vacuum chamber and the vacuum pump are directly connected.
It has been described that the vacuum system of the first to fifth embodiments includes a vacuum chamber 10, a vacuum valve 20, and a vacuum pump 30. However, a vacuum system may be used in which the vacuum valve 20 is omitted and the vacuum chamber 10 and the vacuum pump 30 are connected by a simple pipeline.

図１１は第６の実施の形態の真空システムの一例を示す真空システムの構成を示すブロック図である。図１と同様な箇所には同一の符号を付して説明を省略する。
真空チャンバ１０のフランジ１０Ｆには真空ポンプ３０のフランジ３０Ｆが接続され両者は互いに連結されている。フランジ１０Ｆ，３０Ｆで接続された箇所の内部は排気される気体分子が流れる管路である。
第６の実施の形態においては、第１〜第３の実施形態の場合と同様に、従来のフィードバック制御に加えて、上位コントローラ１００または流量コントローラ１１から入力されるガス導入流量Ｑｉｎに基づくフィードフォーワード制御が実行される。フィードフォーワード制御の内容は第１〜第３の実施形態と同様であるので、説明を省略する。 FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a vacuum system showing an example of the vacuum system of the sixth embodiment. The same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
The flange 30F of the vacuum pump 30 is connected to the flange 10F of the vacuum chamber 10, and both are connected to each other. The inside of the portion connected by the flanges 10F and 30F is a pipeline through which the exhausted gas molecules flow.
In the sixth embodiment, as in the case of the first to third embodiments, in addition to the conventional feedback control, the feedforce based on the gas introduction flow rate Qin input from the host controller 100 or the flow rate controller 11 Word control is performed. Since the content of the feed forward control is the same as that of the first to third embodiments, the description thereof will be omitted.

−第７の実施の形態−
第７の実施の形態は、第１の実施の形態と同様の真空システムに適用するものである。図１２は第７の実施の形態の真空システムの一例を示すブロック図であり、第１の実施の形態との相違点は、流量コントローラ１１で検出されるガス導入流量Ｑｉｎに代えて、真空バルブ２０のバルブコントローラ３００Ｂで算出されるガス導入流量Ｑｉｎの推定値Ｑｉｎｅｓを用いてフィードフォーワード制御を行うことにある。真空バルブ２０は、動的に変化するチャンバ内圧力に最適なバルブ開度制御を行う。その際、真空バルブ２０はガス導入流量Ｑｉｎの推定値Ｑｉｎｅｓを演算してバルブ開度を制御する。 -Seventh Embodiment-
The seventh embodiment is applied to the same vacuum system as the first embodiment. FIG. 12 is a block diagram showing an example of the vacuum system of the seventh embodiment, and the difference from the first embodiment is that the vacuum valve is used instead of the gas introduction flow rate Qin detected by the flow controller 11. The feed forward control is performed using the estimated value Qines of the gas introduction flow rate Qin calculated by the valve controller 300B of 20. The vacuum valve 20 controls the valve opening degree optimally for the dynamically changing pressure in the chamber. At that time, the vacuum valve 20 controls the valve opening degree by calculating the estimated value Qines of the gas introduction flow rate Qin.

バルブ開度制御はたとえば特願２０１６−２５０６５９号明細書に記載したバルブ制御を採用する。以下詳細に説明する。
推定ガス流量Ｑｉｎｅｓ［Ｐａ・ｍ^３／ｓ］は式（５）で示される。
Ｑｉｎｅｓ＝Ｖ×（ｄＰ／ｄｔ）＋Ｓ（Ｑ，θ）×Ｐｒ（５）
Ｖ[ｍ^３]は真空チャンバ１０の容積、Ｐｒ[Ｐａ]は真空チャンバ１０内の圧力検出値、Ｓ（Ｑ，θ）は真空バルブ２０と真空ポンプ３０とから成る排気系の排気速度（以下では、実効排気速度と呼ぶ）
右辺の第２項は排気系のガス流量である。真空チャンバ１０の圧力値が変化しない静的な状態では、第１項はゼロとなりＱｉｎｅｓと右辺第２項とが等しくなる。 For the valve opening control, for example, the valve control described in Japanese Patent Application No. 2016-250656 is adopted. This will be described in detail below.
The estimated gas flow rate Qines [Pa · m ³ / s] is represented by the equation (5).
Qines = V × (dP / dt) + S (Q, θ) × Pr (5)
V [m ³ ] is the volume of the vacuum chamber 10, Pr [Pa] is the pressure detection value in the vacuum chamber 10, and S (Q, θ) is the exhaust speed of the exhaust system including the vacuum valve 20 and the vacuum pump 30 (hereinafter). Then, it is called the effective exhaust speed)
The second term on the right side is the gas flow rate of the exhaust system. In the static state where the pressure value of the vacuum chamber 10 does not change, the first term becomes zero and the Qines and the second term on the right side become equal.

実効排気速度Ｓ（Ｑ，θ）は、真空チャンバ１０に導入されるガス導入流量Ｑｉｎと真空バルブ２０の開度θに依存する。一般に、実効排気速度Ｓは次式（６）で表される。
１／Ｓ＝１／Ｓｐ＋１／Ｃ・・・（６）
式（６）において、Ｓｐは真空ポンプ３０の排気速度である。Ｃは真空バルブ２０のコンダクタンスである。真空バルブ２０のコンダクタンスＣはバルブ開度θに依存しており、コンダクタンスＣと開度θとの関係を予めＣ(θ)のように求めておく。Ｃ(θ)を用い、開度θが決定されるとコンダクタンスＣが決定される。
また、真空ポンプ３０の排気速度Ｓｐは、圧力領域によっては真空ポンプ３０を流れるガス流量に依存することがある。そのため、式（６）で算出される実効排気速度Ｓは、真空バルブ２０の開度θと真空ポンプ３０を流れるガス流量Ｑに依存することになる。実効排気速度Ｓ（Ｑ，θ）は開度θガス流量Ｑをパラメータとするマップとして記憶部３０３Ｂに記憶されている。または、排気速度Ｓｐ（Ｑ）およびコンダクタンスＣ(θ)のテーブルを記憶しておき、式（６）により実効排気速度Ｓ（Ｑ，θ）を算出するようにしても良い。 The effective exhaust speed S (Q, θ) depends on the gas introduction flow rate Qin introduced into the vacuum chamber 10 and the opening degree θ of the vacuum valve 20. Generally, the effective exhaust speed S is expressed by the following equation (6).
1 / S = 1 / Sp + 1 / C ... (6)
In formula (6), Sp is the exhaust speed of the vacuum pump 30. C is the conductance of the vacuum valve 20. The conductance C of the vacuum valve 20 depends on the valve opening degree θ, and the relationship between the conductance C and the opening degree θ is obtained in advance as C (θ). When the opening degree θ is determined using C (θ), the conductance C is determined.
Further, the exhaust speed Sp of the vacuum pump 30 may depend on the gas flow rate flowing through the vacuum pump 30 depending on the pressure region. Therefore, the effective exhaust speed S calculated by the equation (6) depends on the opening degree θ of the vacuum valve 20 and the gas flow rate Q flowing through the vacuum pump 30. The effective exhaust speed S (Q, θ) is stored in the storage unit 303B as a map with the opening degree θ gas flow rate Q as a parameter. Alternatively, the table of the exhaust speed Sp (Q) and the conductance C (θ) may be stored, and the effective exhaust speed S (Q, θ) may be calculated by the equation (6).

真空バルブ２０は、入力される目標圧力値Ｐｓと圧力計測値Ｐｒとに基づいて真空チャンバ１０の圧力を目標圧力値Ｐｓに調整する調圧バルブとして機能する。調圧の際には、式（５）を用いて推定ガス流量Ｑｉｎｅｓを算出し、その推定ガス流量Ｑｉｎｅｓと目標圧力値Ｐｓとから推定される排気速度Ｓを式（７）により算出する。
Ｓ＝Ｑｉｎ／Ｐｓ（７） The vacuum valve 20 functions as a pressure adjusting valve that adjusts the pressure of the vacuum chamber 10 to the target pressure value Ps based on the input target pressure value Ps and the pressure measurement value Pr. At the time of pressure adjustment, the estimated gas flow rate Qines is calculated using the equation (5), and the exhaust speed S estimated from the estimated gas flow rate Qines and the target pressure value Ps is calculated by the equation (7).
S = Qin / Ps (7)

式（７）で算出される排気速度Ｓと推定ガス流量Ｑｉｎｅｓと実効排気速度Ｓ（Ｑ，θ）のマップとから、開度θが求まる。バルブコントローラ３００Ｂは、真空バルブ２０を開度θに制御すると共に、算出された推定ガス流量Ｑｉｎｅｓをポンプコントローラ２００へ出力する。バルブコントローラ３００Ｂは、このような式（５）による推定ガス流量Ｑｉｎｅｓの計算と、推定ガス流量Ｑｉｎｅｓに基づく開度θの計算とを所定時間間隔で繰り返し実行することで、真空バルブ２０を目標圧力値Ｐｓとなる目標開度θｓへ制御する。なお、式（５）の実効排気速度Ｓ（Ｑ，θ）のガス流量Ｑには、一回前に算出された推定ガス流量Ｑｉｎｅｓが用いられる。 The opening degree θ can be obtained from the exhaust gas velocity S calculated by the equation (7), the estimated gas flow rate Qines, and the map of the effective exhaust gas velocity S (Q, θ). The valve controller 300B controls the vacuum valve 20 to an opening degree θ, and outputs the calculated estimated gas flow rate Qines to the pump controller 200. The valve controller 300B repeatedly executes the calculation of the estimated gas flow rate Qines by the equation (5) and the calculation of the opening degree θ based on the estimated gas flow rate Qines at predetermined time intervals to set the vacuum valve 20 at the target pressure. It is controlled to the target opening degree θs which is the value Ps. For the gas flow rate Q of the effective exhaust gas velocity S (Q, θ) of the equation (5), the estimated gas flow rate Qines calculated one time before is used.

上述したように、バルブコントローラ３００Ｂは推定ガス流量Ｑｉｎｅｓをポンプコントローラ２００に送信する。図２を参照して説明すると、ポンプコントローラ２００の回転速度制御器２０１は、バルブコントローラ３００Ｂから送られた推定ガス流量Ｑｉｎｅｓを流量情報Ｑｉｎとして取り込み、図２で説明したと同様のフィードフォーワード制御を行う。 As described above, the valve controller 300B transmits the estimated gas flow rate Qines to the pump controller 200. Explaining with reference to FIG. 2, the rotation speed controller 201 of the pump controller 200 takes in the estimated gas flow rate Qines sent from the valve controller 300B as the flow rate information Qin, and feedforward control similar to that described in FIG. I do.

図１２のブロック図において、図１と同様な箇所には同一の符号を付して説明を省略する。
真空バルブ２０の記憶部３０３Ｂには、真空バルブ２０のコンダクタンスＣと開度θとの関係をＣ(θ)として表すルックアップテーブルと、真空ポンプ３０の排気速度Ｓ(Ｑ)のルックアップテーブルとが記憶されている。または、上述した実効排気速度Ｓ（Ｑ，θ）がルックアップテーブルとして記憶部３０３Ｂに記憶されていても良い。 In the block diagram of FIG. 12, the same reference numerals are given to the same parts as those of FIG. 1, and the description thereof will be omitted.
The storage unit 303B of the vacuum valve 20 includes a look-up table that represents the relationship between the conductance C of the vacuum valve 20 and the opening degree θ as C (θ), and a look-up table of the exhaust speed S (Q) of the vacuum pump 30. Is remembered. Alternatively, the above-mentioned effective exhaust velocity S (Q, θ) may be stored in the storage unit 303B as a look-up table.

バルブコントローラ３００Ｂは、真空チャンバ１０の圧力計測値Ｐｒおよび目標圧力値Ｐｓに基づいて真空バルブ２０の開度を制御する。制御部３０１Ｂは、圧力計測値Ｐｒ、目標圧力値Ｐｓおよび記憶部３０３Ｂのルックアップテーブルに基づいて、真空バルブ２０の目標開度θｓを演算してバルブ開度を制御する。
上述したように、バルブコントローラ３００Ｂは、式（５）により推定ガス流量Ｑｉｎｅｓが算出されるたびに、その推定ガス流量Ｑｉｎｅｓをポンプコントローラ２００に出力する。ポンプコントローラ２００は、推定ガス流量Ｑｉｎｅｓを流量情報Ｑｉｎとして用いてモータ回転速度のフィードフォーワード制御を行う。 The valve controller 300B controls the opening degree of the vacuum valve 20 based on the pressure measurement value Pr and the target pressure value Ps of the vacuum chamber 10. The control unit 301B calculates the target opening degree θs of the vacuum valve 20 based on the pressure measurement value Pr, the target pressure value Ps, and the look-up table of the storage unit 303B to control the valve opening degree.
As described above, the valve controller 300B outputs the estimated gas flow rate Qines to the pump controller 200 each time the estimated gas flow rate Qines is calculated by the equation (5). The pump controller 200 uses the estimated gas flow rate Qines as the flow rate information Qin to perform feed forward control of the motor rotation speed.

第７の実施の形態は第１の実施の形態と同様の作用効果を奏する他、次のような作用効果も奏する。
第７の実施の形態の制御装置では、真空チャンバの実圧力と目標圧力に基づきバルブコントローラ３００Ｂで行うバルブ開度制御において推定ガス流量Ｑｉｎｅｓを演算する。バルブコントローラ３００Ｂは、この推定ガス流量Ｑｉｎｅｓを使用してバルブ開度を制御する。さらに、ポンプコントローラ２００は、推定ガス流量Ｑｉｎｅｓを用いてモータ回転速度のフィードフォーワード制御を行う。したがって、上位コントローラ１００からガス導入流量Ｑｉｎに関する情報が入手できない場合でも、モータ回転速度のフィードフォーワード制御を行うことができる。また、推定ガス流量Ｑｉｎｅｓを用いるとプラズマなどによるチャンバ内自体で発生するガス量の変化のモニタも可能なためモータ回転速度のフィードフォーワード制御の入力として有効である。 The seventh embodiment has the same effects as those of the first embodiment, and also has the following effects.
In the control device of the seventh embodiment, the estimated gas flow rate Qines is calculated in the valve opening degree control performed by the valve controller 300B based on the actual pressure and the target pressure of the vacuum chamber. The valve controller 300B uses this estimated gas flow rate Qines to control the valve opening degree. Further, the pump controller 200 performs feed forward control of the motor rotation speed using the estimated gas flow rate Qines. Therefore, even when the information regarding the gas introduction flow rate Qin cannot be obtained from the host controller 100, the feed forward control of the motor rotation speed can be performed. Further, by using the estimated gas flow rate Qines, it is possible to monitor the change in the amount of gas generated in the chamber itself due to plasma or the like, which is effective as an input for feed forward control of the motor rotation speed.

なお、以上の説明はあくまでも一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。
したがって、本発明は、真空チャンバに導入されるガス流量の変化を表す変化信号を取得する変化信号取得部と、真空チャンバ内を排気する真空ポンプ本体のモータの目標回転速度と実回転速度の偏差によるフィードバック制御部と、変化信号に基づくフィードフォーワード制御部と有する種々の真空ポンプ用モータの回転速度制御装置に適用することができる。 The above description is merely an example, and the present invention is not limited to the above-described embodiment as long as the features of the present invention are not impaired.
Therefore, in the present invention, the deviation between the target rotation speed and the actual rotation speed of the change signal acquisition unit that acquires the change signal indicating the change in the gas flow rate introduced into the vacuum chamber and the motor of the vacuum pump main body that exhausts the inside of the vacuum chamber. It can be applied to the rotation speed control device of various vacuum pump motors having a feedback control unit based on the above and a feed forward control unit based on a change signal.

１０…真空チャンバ１１…流量コントローラ
１２…真空計２０…真空バルブ
２１…バルブプレート３０…真空ポンプ
３１…モータ３２…回転速度検出器
１００…上位コントローラ
２００，２００Ａ，２００Ｂ…ポンプコントローラ
２０１，２０１Ａ，２０１Ｂ，２０１Ｃ，２０１Ｄ…回転速度制御器
２０１ａ…偏差器２０１ｂ…ＰＩ制御器
２０１ｃ…加算器２０１ｄ…流量変化信号生成器
２０１ｅ…電流相当信号生成器
２０１ｆ、２０１ｆＡ、２０１ｆＣ、２０１ｆＤ…比較器
２０１ｇ…開度変化信号生成器
３００，３００Ａ，３００Ｂ…バルブコントローラ
３０１，３０１Ａ，３０１Ｂ…開度制御部３０２…モータドライバ部
３０３、３０３Ａ，３００Ｂ…記憶部３０４…入力操作部
３０５…表示部 10 ... Vacuum chamber 11 ... Flow controller 12 ... Vacuum meter 20 ... Vacuum valve 21 ... Valve plate 30 ... Vacuum pump 31 ... Motor 32 ... Rotation speed detector 100 ... Upper controller 200, 200A, 200B ... Pump controller 201, 201A, 201B , 201C, 201D ... Rotational speed controller 201a ... Deviation device 201b ... PI controller 201c ... Adder 201d ... Flow rate change signal generator 201e ... Current equivalent signal generator 201f, 201fA, 201fC, 201fD ... Comparison device 201g ... Opening Change signal generator 300, 300A, 300B ... Valve controller 301, 301A, 301B ... Opening control unit 302 ... Motor driver unit 303, 303A, 300B ... Storage unit 304 ... Input operation unit 305 ... Display unit

Claims

真空チャンバ内を排気する真空ポンプ本体に設けたモータの回転速度を制御するモータ回転速度制御装置において、
前記真空チャンバに導入されるガス流量の変化を表す変化信号を取得する変化信号取得部と、
前記モータの目標回転速度と実回転速度の偏差によるフィードバック制御を行うフィードバック制御部と、
前記変化信号に基づいてモータ回転変化を緩和するためのモータ駆動電流増減量を生成し、前記モータ駆動電流増減量に基づいてフィードフォーワード制御を行うフィードフォーワード制御部とを備える真空ポンプ用モータの回転速度制御装置。 In a motor rotation speed control device that controls the rotation speed of a motor provided in a vacuum pump body that exhausts the inside of a vacuum chamber,
A change signal acquisition unit that acquires a change signal representing a change in the gas flow rate introduced into the vacuum chamber,
A feedback control unit that performs feedback control based on the deviation between the target rotation speed and the actual rotation speed of the motor,
A motor for a vacuum pump including a feed forward control unit that generates a motor drive current increase / decrease amount for mitigating a motor rotation change based on the change signal and performs feed forward control based on the motor drive current increase / decrease amount. Rotation speed control device.

請求項１に記載の真空ポンプ用モータの回転速度制御装置において、
前記フィードバック制御部は、前記モータの目標定格回転数と実回転数の偏差に基づき前記モータの駆動電流制御値を出力する出力部を有し、
前記フィードフォーワード制御部は、前記変化信号取得部で取得した前記ガス流量の変化を表す変化信号に基づく前記モータの駆動電流増減量を生成する電流信号生成器と、前記電流信号生成器で生成された前記モータの駆動電流増減量を前記出力部から出力される前記モータの前記駆動電流制御値に加算する加算器とを有する、真空ポンプ用モータの回転速度制御装置。 In the rotation speed control device for the vacuum pump motor according to claim 1.
The feedback control unit has an output unit that outputs a drive current control value of the motor based on the deviation between the target rated rotation speed and the actual rotation speed of the motor.
The feed forward control unit is generated by a current signal generator that generates an increase / decrease in the drive current of the motor based on a change signal representing a change in the gas flow rate acquired by the change signal acquisition unit, and a current signal generator. A rotation speed control device for a vacuum pump motor, which includes an adder that adds the drive current increase / decrease amount of the motor to the drive current control value of the motor output from the output unit.

請求項１または２に記載の真空ポンプ用モータの回転速度制御装置において、
前記変化信号取得部は、前記真空チャンバ内に導入されるガス流量の時間変化を表す信号を前記変化信号として取得する真空ポンプ用モータの回転速度制御装置。 In the rotation speed control device for the vacuum pump motor according to claim 1 or 2.
The change signal acquisition unit is a rotation speed control device for a vacuum pump motor that acquires a signal representing a time change of a gas flow rate introduced into the vacuum chamber as the change signal.

請求項１から３までのいずれか１項に記載の真空ポンプ用モータの回転速度制御装置において、
前記変化信号取得部は、前記真空チャンバ内の圧力差を表す信号を前記変化信号として取得する、および、前記真空チャンバと前記真空ポンプ本体との間に設けられた真空バルブの開度偏差を表す信号を前記変化信号として取得する、のいずれかである真空ポンプ用モータの回転速度制御装置。 In the rotation speed control device for the vacuum pump motor according to any one of claims 1 to 3.
The change signal acquisition unit acquires a signal representing the pressure difference in the vacuum chamber as the change signal, and represents an opening deviation of a vacuum valve provided between the vacuum chamber and the vacuum pump main body. A rotation speed control device for a vacuum pump motor, which is one of acquiring a signal as the change signal.

請求項１から４までのいずれか１項に記載の真空ポンプ用モータの回転速度制御装置において、
前記フィードフォーワード制御部は、前記変化信号取得部が取得する前記変化信号が閾値以上のときに前記フィードフォーワード制御を実行する真空ポンプ用モータの回転速度制御装置。 In the rotation speed control device for the vacuum pump motor according to any one of claims 1 to 4.
The feed forward control unit is a rotation speed control device for a vacuum pump motor that executes the feed forward control when the change signal acquired by the change signal acquisition unit is equal to or greater than a threshold value.

排気機能部を備える真空ポンプ本体と、
請求項１から５までのいずれか１項に記載の真空ポンプ用モータの回転速度制御装置とを備える真空ポンプ。 A vacuum pump body with an exhaust function and
A vacuum pump including the rotation speed control device for the vacuum pump motor according to any one of claims 1 to 5.