JPH1054369A

JPH1054369A - 真空ポンプの制御装置

Info

Publication number: JPH1054369A
Application number: JP14474697A
Authority: JP
Inventors: Shinji Nomichi; 伸治野路; Koichi Kido; 功一木戸
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1996-05-21
Filing date: 1997-05-19
Publication date: 1998-02-24

Abstract

(57)【要約】【課題】複数台の真空ポンプを迅速に制御することが
できるとともに、ネットワークコントロールユニットか
らある真空ポンプ用コントローラとの間に断線やコント
ローラの故障、ノイズの混入があったとしても他の真空
ポンプを正常に制御することができる真空ポンプの制御
装置を提供する。【解決手段】複数台の真空ポンプの運転を制御するた
めの真空ポンプの制御装置において、ホストコンピュー
タ４と、複数台の真空ポンプの各々に接続された複数台
の真空ポンプ用コントローラ２と、ホストコンピュータ
４と複数台の真空ポンプ用コントローラ２とを中継する
ネットワークコントロールユニット３とを備え、ネット
ワークコントロールユニット３と複数台の真空ポンプ用
コントローラ２とは、真空ポンプ用コントローラ２の台
数に対応した数の通信線１０２によって並列的に接続さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は真空ポンプの制御装
置に係り、特にクライオポンプ、ターボ分子ポンプ、ク
ライオターボポンプ及びドライポンプのうち一種類以上
の真空ポンプから構成される複数台の真空ポンプの制御
を行うことができる真空ポンプの制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、クライオポンプは、６０〜８０
Ｋに冷却された１段目のクライオパネルにおいて、水等
を凝縮し、１０〜２０Ｋに冷却された２段目のクライオ
パネルにおいて、窒素ガス（Ｎ₂ ）やアルゴンガス（Ａ
ｒ）等を凝縮し、更に１０〜２０Ｋでは凝縮しない水素
ガス（Ｈ₂ ）等を２段目のクライオパネルに装着した活
性炭層等により低温吸着するもので、スパッタ装置やイ
ンプラ装置等の半導体製造装置における真空チャンバ内
を高真空状態にするのに用いられている。

【０００３】上記半導体製造装置においては、通常、複
数台のクライオポンプが設置されており、これら複数台
のクライオポンプの運転を同時に制御することが必要と
なる。特に、クライオポンプは溜め込み式の真空ポンプ
なので、一定時間後に再生（凝縮又は吸着ガスを放出す
ること）を必要とし、複数台のクライオポンプの再生を
制御する必要がある。

【０００４】また、ターボ分子ポンプ、ドライポンプ、
クライオターボポンプ等も原理は異なるが同様の目的で
使用される。近年の半導体製造装置は真空チャンバを複
数具備し、各チャンバの真空ポンプにはそのプロセス条
件等により、異なる種類のものが選択される場合があ
り、半導体製造装置の制御装置は複数台且つ複数種類の
真空ポンプを監視及び制御する必要がある。その際、各
種真空ポンプのコントローラを必要台数分設置し半導体
製造装置の制御装置に接続する必要があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】複数台の真空ポンプを
制御する方式として、コンピュータネットワークの一種
であるデイジーチェーンコミニケーションネットワーク
（daisy chaincommunications network）を適用するこ
とが考えられる。即ち、ホストコンピュータに接続され
たネットワークコントロールユニット（network contro
l unit）からクライオポンプを制御する１つの真空ポン
プ用コントローラに接続し、このコントローラと各真空
ポンプを制御する後続の各真空ポンプ用コントローラと
を順次シリーズ（直列）に接続する方式を適用すること
である。この方式は、特にネットワークコントロールユ
ニットと真空ポンプ用コントローラが離れて設置される
場合、真空ポンプ用コントローラ同士が離れて設置され
る場合等において長尺のケーブルが必要最小限で済むと
いう利点がある。

【０００６】しかしながら、デイジーチェーンコミニケ
ーションネットワークにおいては、ホストコンピュータ
又はネットワークコントロールユニットからの指令を複
数の真空ポンプ用コントローラに対して同時に実行でき
ないため、通信及び制御に時間がかかるという問題点が
ある。

【０００７】また、ネットワークコントロールユニット
から最後尾の真空ポンプ用コントローラに至る経路のい
ずれかの箇所で、通信線に断線、又はコントローラの故
障や不良が生じた場合には、断線箇処の下流側、又は故
障や不良が生じたコントローラの下流側の真空ポンプは
制御することができないという問題点がある。またノイ
ズが前記通信線の途中で混入した場合にも、同様に下流
側の真空ポンプを正確に制御できないという問題点があ
る。

【０００８】本発明は、上述の事情に鑑みなされたもの
で、複数台のクライオポンプ等の真空ポンプを迅速に制
御することができるとともに、ネットワークコントロー
ルユニットからある真空ポンプ用コントローラとの間に
断線やコントローラの故障、又はノイズの混入があった
としても他の真空ポンプを正常に制御することができる
真空ポンプの制御装置を提供することを目的とする。

【０００９】また本発明は、複数台の真空ポンプを一台
のマルチポンプコントローラで制御可能とするととも
に、複数種類の真空ポンプが混在しても一台のマルチポ
ンプコントローラで制御可能とする真空ポンプの制御装
置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ため、本発明の第１の態様は、複数台の真空ポンプの運
転を制御するための真空ポンプの制御装置において、ホ
ストコンピュータと、複数台の真空ポンプの各々に接続
された複数台の真空ポンプ用コントローラと、前記ホス
トコンピュータと複数台の真空ポンプ用コントローラと
を中継するネットワークコントロールユニットとを備
え、該ネットワークコントロールユニットと複数台の真
空ポンプ用コントローラとは、真空ポンプ用コントロー
ラの台数に対応した数の通信線によって並列的に接続さ
れていることを特徴とするものである。

【００１１】本発明の第１の態様によれば、ネットワー
クコントロールユニットと複数台の真空ポンプ用コント
ローラとは、真空ポンプ用コントローラの台数に対応し
た数の通信線によって並列的に接続されており、ネット
ワークコントロールユニットが各真空ポンプ用コントロ
ーラの制御を複数同時に実行できるので、ホストコンピ
ュータ又はネットワークコントロールユニットからの指
令が各真空ポンプ用コントローラに直ちに到達し、各真
空ポンプを迅速に制御することができる。

【００１２】また本発明によれば、ネットワークコント
ロールユニットからある真空ポンプ用コントローラとの
間に断線やコントローラの故障、又はノイズの混入があ
ったとしても、他の真空ポンプ用コントローラは影響を
受けることはなく、他の真空ポンプを正常に制御するこ
とができる。

【００１３】また本発明の第２の態様は、複数台の真空
ポンプの運転を制御するための真空ポンプの制御装置に
おいて、ホストコンピュータと、複数台の真空ポンプに
接続された１台のマルチポンプコントローラとを備え、
該マルチポンプコントローラにより複数台の真空ポンプ
の制御を行うようにしたことを特徴とするものである。

【００１４】本発明の第２の態様によれば、一台のマル
チポンプコントローラによって複数台の真空ポンプの監
視及び制御を可能とするとともに、ポンプインターフェ
ース部の脱着可能なモジュール化によってポンプ使用台
数に応じて必要最小限のハードウェアで複数台の真空ポ
ンプの監視及び制御を可能とする。前記ポンプインター
フェースモジュールにクライオポンプ以外のターボ分子
ポンプ、ドライポンプ、クライオターボポンプ用のもの
を具備し、一台のマルチポンプコントローラによって複
数台且つ複数種類の真空ポンプの監視及び制御を行い、
半導体製造装置の制御装置は上述のマルチポンプコント
ローラとの情報交換のみで複数台、複数種類の真空ポン
プの監視及び制御を可能とする。

【００１５】

【実施例】以下、本発明に係る真空ポンプの制御装置の
第１の態様の実施例を図１乃至図４を参照して説明す
る。図１は本発明の第１の態様の基本概念を示すブロッ
ク図である。図１に示すように、例えば、スパッタ装置
等の半導体製造装置の複数の真空チャンバ１にはそれぞ
れクライオポンプ１０が接続されている。各クライオポ
ンプ１０は、真空ポンプ用コントローラ２に接続されて
おり、この真空ポンプ用コントローラ２によってクライ
オポンプ１０の各種の作動、例えば起動・停止、再生ス
タート等が制御されるようになっている。なお、クライ
オポンプの下流には、真空排気を補助するためのルーツ
型真空ポンプ等からなるドライポンプが接続されている
（図示せず）。

【００１６】複数台の真空ポンプ用コントローラ２は、
真空ポンプ用コントローラの台数に対応した数のＲＳ−
２３２Ｃケーブルによってネットワークコントロールユ
ニット３に並列的に接続されている。そして、ネットワ
ークコントロールユニット３は、ＲＳ−２３２Ｃケーブ
ルによって、半導体製造装置のホストコンピュータ４に
接続されている。

【００１７】ネットワークコントロールユニット３は、
ホストコンピュータ４からの指令信号、例えば起動・停
止、再生スタート等を各真空ポンプ用コントローラ２に
中継するとともに、各真空ポンプ用コントローラ２から
の信号をホストコンピュータ４に伝達する、いわゆる中
継機能を有している。またネットワークコントロールユ
ニット３は、各クライオポンプ１０を運転するための各
クライオポンプ用の制御変数を設定・変更する制御機能
を有するとともに、各クライオポンプ１０の運転状態等
の状態表示及び温度，圧力等の状態値の表示を行う表示
機能を有している。ここで、運転状態とは起動中、停
止、再生中等を指す。さらにネットワークコントロール
ユニット３は、各クライオポンプ１０の運転時間を積算
し、クライオポンプの再生のタイミング又はメンテナン
スのタイミングを決定したりするメンテナンス機能も有
するとともに、各クライオポンプ１０の弁等の機器をマ
ニュアルで操作したりするマニュアル操作機能を有して
いる。

【００１８】またネットワークコントロールユニット３
には、リモートコントローラ５を接続することができ
る。そして、リモートコントローラ５によって、前記真
空ポンプ用の制御変数の設定・変更等を行うことができ
る。

【００１９】次に、ネットワークコントロールユニット
３内の詳細構造を図２を参照して説明する。図２はネッ
トワークコントロールユニット３内の１ボードのブロッ
クダイヤグラム（１点鎖線で囲んだ部分）と周辺デバイ
スとの関係を示したものである。ネットワークコントロ
ールユニット３内には各真空ポンプ用コントローラ２の
制御を複数同時に実行するために１ボードの中に図中一
点鎖線内のデバイスが設けられており、通信線１０２に
よってホストコンピュータ４及びリモートコントローラ
５と接続されている。

【００２０】またワンチップＣＰＵ１０１はバス１０３
によって複数の外部通信デバイス１０４、不揮発性メモ
リ１０５、出入力デバイス１０６に接続されている。外
部通信デバイス１０４は通信線１０２によって真空ポン
プ用コントローラ２に接続されている。通常、外部通信
デバイス１０４は２つの通信線１０２をもつので、１つ
の外部通信デバイスで２つの真空ポンプ用コントローラ
２に接続可能である。従って、装置として必要なクライ
オポンプ１０の台数によって内蔵する外部通信デバイス
１０４の数が決まる。出入力デバイス１０６にはスイッ
チ１０７、発光ダイオード１０８、液晶ディスプレー１
０９が接続されている。

【００２１】まず、ネットワークコントロールユニット
３に電源コード（図示せず）から電源が供給され、スイ
ッチ１０７のＯＮボタンを押すと、ワンチップＣＰＵ１
０１は不揮発メモリ１０５から、ネットワークコントロ
ールユニット３が機能するための制御変数等の設定値を
読み込む。

【００２２】ホストコンピュータ４又はリモートコント
ローラ５から通信線１０２を介して伝送されてきた指令
信号は、ワンチップＣＰＵ１０１内で処理し、バス１０
３、外部通信デバイス１０４、通信線１０２を介して各
真空ポンプ用コントローラ２に伝達される。この時、複
数の指令信号が輻輳しても対象ポンプが異なるのであれ
ば、通信線１０２を介して各真空ポンプコントローラ２
に同時に並列的に伝達することが可能である。また、各
真空ポンプ用コントローラ２からの信号は、逆の通信手
順を介してホストコンピュータ４に伝達される。各クラ
イオポンプ１０を運転するための各クライオポンプ用の
制御変数を設定・変更する場合には、キーボードの機能
を有するスイッチ１０７により入力され、この入力信号
は出入力デバイス１０６を通ってバス１０３からワンチ
ップＣＰＵ１０１で処理された後、同じくバス１０３を
通り外部通信デバイス１０４から、各真空ポンプ用コン
トローラ２に送られる。

【００２３】ここで、設定、変更の入力はホストコンピ
ュータ４又はリモートコントローラ５からも可能であ
る。各クライオポンプ１０の運転状態等の状態表示及び
クライオポンプ内の温度や圧力等の状態値表示は各クラ
イオポンプ１０から真空ポンプ用コントローラ２を介し
て通信線１０２、外部通信デバイス１０４、バス１０
３、ワンチップＣＰＵ１０１、バス１０３、出入力デバ
イス１０６を通って液晶ディスプレイ１０９及び発光ダ
イオード１０８によって表示される。これと同一の表示
はリモートコントローラ５でも可能である。

【００２４】ネットワークコントロールユニット３は、
ワンチップＣＰＵ１０１に内蔵されたタイマーにより各
クライオポンプ１０の運転時間を計算し、ワンチップＣ
ＰＵ１０１により再生のタイミングやメンテナンスのタ
イミングを決定し、その結果を液晶ディスプレー１０９
等に表示できるメンテナンス機能を有している。

【００２５】また、ネットワークコントロールユニット
３は、各クライオポンプ１０の本体又は弁等の機器をス
イッチ１０７からの操作によりマニュアルで起動・停
止、再生スタート、及び開閉を行うことができるマニュ
アル操作機能を有している。そして、リモートコントロ
ーラ５は、ネットワークコントロールユニット３が持っ
ている機能のうちホストコンピュータからの信号をクラ
イオポンプへ伝達する、又は逆にクライオポンプからの
信号をホストコンピュータに伝達する、いわゆる中継機
能を除くすべての機能を有しているので、リモートコン
トローラ５を操作性の良い場所、つまり作業者がいつで
も操作できる場所等に設置することにより、システムと
して非常に便利に使用できる。

【００２６】次に、通信線１０２及びその周辺機器に関
して図３を参照して説明する。図３は左側にネットワー
クコントロールユニット３、右側にホストコンピュータ
４又は真空ポンプ用コントローラ２を示している。前述
したように、ネットワークコントローラ３内にはワンチ
ップＣＰＵ１０１が設けられ、ワンチップＣＰＵ１０１
はバス１０３で外部通信デバイス１０４に接続されてい
る。ＲＳ−２３２Ｃドライバからなる外部通信デバイス
１０４からコネクタ１１０を通してＲＳ−２３２Ｃケー
ブルからなる通信線１０２にて通信を行う。一方、ホス
トコンピュータ４又は真空ポンプ用コントローラ２内に
も、ＣＰＵ１１６、外部通信デバイス１１４、コネクタ
１１２が設けられており、ＲＳ−２３２Ｃケーブルから
なる通信線１０２と接続されている。

【００２７】上記の構成において、図３から明らかなよ
うにＲＳ−２３２Ｃ通信では送信、受信（ケーブル）が
物理的に独立しているため、全二重通信（送信、受信を
同時に行うこと）が可能となり、通信効率を上げられ
る。従って、通信線１０２としてはＲＳ−２３２Ｃケー
ブルを使用するのが好ましい。さらに、真空ポンプ用コ
ントローラ２はそれぞれ各クライオポンプ１０に１台ず
つあって制御する必要はなく、より省スペースを考慮す
ると、真空ポンプ用コントローラは複数台の真空ポンプ
を制御することも好ましい。

【００２８】次にネットワークコントロールユニット３
の機能をフロントパネルを用いて説明する。図４はネッ
トワークコントロールユニット３のフロントパネルを示
す正面図である。フロントパネルには、液晶ディスプレ
ー１０９、パワースイッチ２００、発光ダイオード１０
８、スイッチ１０７が配置されている。スイッチ１０７
には、モードセレクトスイッチ、ポンプセレクトスイッ
チ、エンタースイッチ、矢印スイッチがある。モードセ
レクトスイッチによって、例えばモニターモードを選択
する場合には、モードセレクトスイッチを押し、モニタ
ーの左側にある発光ダイオード１０８が点燈する。ただ
し初期状態はつねにモニターモードが選択される。この
モードでは、液晶ディスプレー１０９によって選択され
ているクライオポンプの温度及び圧力の値、運転中又は
停止中、再生中かどうかが分かる。モニターしたいクラ
イオポンプを変更したい時は、ポンプセレクトキーを押
した後、矢印キーを押せば、別のクライオポンプをモニ
ターすることができる。次にコントロールモードを選択
したい場合は、モードセレクトスイッチをもう一度押す
とコントロールの左側にある発光ダイオード１０８が点
燈し、選択される。このモードでは選択されているクラ
イオポンプをマニュアルでＯＮ，ＯＦＦすることができ
る。

【００２９】次のリジェネレーションモードでは、選択
されているクライオポンプの再生についてマニュアル操
作でＯＮ，０ＦＦをすることができる。上記２つの命令
はエンタースイッチを押すことにより実行できる。次の
コンフィグュレーションモードでは、選択されているク
ライオポンプの制御パラメータ及び再生パラメータ等の
設定を行うことができる。数値の変更は矢印スイッチで
行い、その実行はエンタースイッチを押すことにより行
い確定される。最後にメンテナンスモードでは、選択さ
れているクライオポンプに付属されているパージバル
ブ、粗引きバルブのマニュアル操作による開閉、及び真
空ポンプの運転時間、再生からの時間などを設定、表示
できる。

【００３０】以上の説明は通信線としてＲＳ−２３２Ｃ
のみを使用した実施例であるので、仮にホストコンピュ
ータ４と真空ポンプ用コントローラ２との間の距離が３
０ｍ以上離れている場合には通信できない可能性があ
る。または、ネットワークコントロールユニット３と真
空ポンプ用コントローラ２の間が離れている場合は複数
の通信線が長い距離間でつながるので、煩雑である。こ
のため、図５は本発明の第１の態様の第２実施例を示
す。本実施例においては、ネットワークコントロールユ
ニット３中１ボード内にあった外部通信デバイス１０４
を別ボード、すなわちディストリビュータ３００内にま
とめたものである。ネットワークコントロールユニット
３とディストリビュータ３００間は、例えばＲＳ−４８
５で通信されている。このように構成することによりホ
ストコンピュータと真空ポンプ用コントローラとの間の
距離が３０ｍ以上あっても通信可能であり、かつディス
トリビュータ３００と真空ポンプ用コントローラ２を近
い距離で設置すれば、通信線は煩雑にならない。そし
て、図１に示す実施例と同様の効果も奏する。

【００３１】次に、クライオポンプ１０及びその周辺機
器の詳細構造について図６を参照して説明する。図６に
示すようにクライオポンプ１０は、冷凍機部７１を具備
している。冷凍機部７１には圧縮機ユニット２０が配管
２１を介して接続されている。冷凍機部７１は内部にエ
キスパンダモータ３０によって上下動するエキスパンダ
７２を具備し、このエキスパンダ７２の上下動により、
第１段膨張部７３と第２段膨張部７４で圧縮機ユニット
２０からの常温高圧の作動ガス（ヘリウム（Ｈｅ）ガ
ス）を断熱膨張させて極低温を発生させる。符号７２−
１，７２−２はそれぞれエキスパンダ７２の第１段シー
ル部、第２段シール部である。

【００３２】また、第１段膨張部７３には熱伝導エレメ
ント１５を介してその上端に第１段クライオパネル１６
が取付けられ、第２段膨張部７４には直接第２段クライ
オパネル１７が取付けられている。

【００３３】これら冷凍機部７１の第１段膨張部７３と
第２段膨張部７４の周囲はケーシング１８によって囲ま
れており、該ケーシング１８の上端に、図１に示す真空
チャンバ１が接続されている。

【００３４】上記構成のクライオポンプにおいて、圧縮
機ユニット２０からの高圧作動ガスは冷凍機部７１に供
給され、該作動ガスはエキスパンダ７２の上下動と連動
して開閉するバルブ（図示せず）を通して供給され、第
１段膨張部７３と第２段膨張部７４において断熱膨張さ
れ、低温を発生する。膨張した作動ガスは、図示しない
流路を通ってエキスパンダモータ３０に送られ、エキス
パンダモータ３０を冷却した後、再び圧縮機ユニット２
０に送られ、圧縮されたあと油分離等の処理が施され、
高圧作動ガスとして再び冷凍機部７１に供給される。第
１段膨張部７３及び第２段膨張部７４で発生した低温
は、第１段クライオパネル１６及び第２段クライオパネ
ル１７を冷却する。

【００３５】上記のように第１段クライオパネル１６及
び第２段クライオパネル１７を冷却することによって、
第１段クライオパネル１６の面に真空チャンバ１内の主
に水分を凝縮し、第２段クライオパネル１７の面に主に
アルゴンガス（Ａｒ）や窒素ガス（Ｎ₂ ）を凝縮し、ま
た、第２段クライオパネル１７の裏面に形成した活性炭
層等に水素ガス（Ｈ₂ ）を低温吸着させる。これによっ
て真空チャンバ１内の気体を排気する。ここで真空ポン
プ用コントローラ２の１つの特徴的な機能について特に
説明する。

【００３６】符号３２は第１段クライオパネル１６の表
面温度を検出する温度センサであり、その検出出力は真
空ポンプ用コントローラ２の制御手段２Ａに入力され
る。制御手段２Ａは第１段クライオパネル１６の表面温
度が所定の設定温度に保たれるように、エキスパンダモ
ータ３０の回転数を制御する指令をエキスパンダ駆動手
段２Ｂに出力し、該エキスパンダ駆動手段２Ｂはこの指
令に基づいてエキスパンダモータ３０の回転数を制御す
る。この機能により、第１段のクライオパネル１６の温
度が一定に保たれるので、安定した排気機能を得ること
ができる。

【００３７】上記機能に加えて、真空ポンプ用コントロ
ーラ２は再生コントロール機能も有している。再生過程
においては、真空ポンプ用コントローラ２は真空チャン
バ１とクライオポンプ１０の間のバルブ（図示せず）が
閉じたのを確認した後、クライオポンプ１０を停止さ
せ、バージヒータ３６をＯＮ、バージバルブ３８を開と
して、クライオポンプ内を加温・昇圧する。さらに第１
段膨張部７３と第２段膨張部７４に取り付けたヒータ４
４，４６もＯＮにし、クライオポンプ１０内を加温す
る。クライオポンプ１０が大気圧以上になったら、通
常、開閉式のリリーフバルブ４１が自動的に開き、クラ
イオポンプ１０中のガスを放出する。第１段クライオパ
ネル１６および第２段クライオパネル１７に取り付けた
温度センサ３２，３４により再生時の温度を制御し、一
定温度を超えたらヒータ４４，４６はＯＦＦにする。

【００３８】真空ポンプ用コントローラ２内のシーケン
スが再生終了をつげると、パージバルブ３８は閉じ、粗
引きバルブ４０が開いて、粗引きバルブ４０の下流側に
ある粗引きポンプ（図示せず）により、クライオポンプ
１０は粗引きされ、圧力が下がる。ここで、所定の圧力
（真空度）に達したら、クライオポンプ１０内が完全に
再生が行われたかを調べるために、一度、粗引きバルブ
４０を閉じる。もし再生が不完全であれば、クライオポ
ンプ１０内の圧力は所定値より多く上昇するので、この
場合には粗引きを繰り返すか、再生をやり直す。クライ
オポンプ１０の圧力は真空計４２により測定する。

【００３９】上記により再生が完全であれば、真空ポン
プ用コントローラ２はエキスパンダモータ駆動手段２Ｂ
によりクライオポンプ１０を駆動する。勿論、クライオ
ポンプ１０内の温度は常温に近いので、エキスパンダモ
ータ３０の回転数は最大で、スピーディなクールダウン
ができる。

【００４０】さらに、前記真空ポンプ用コントローラ２
は、前述したようにクライオポンプ１０の各種の状態及
び状態値を前記ネットワークコントロールユニット３に
伝送するとともに、ホストコンピュータ４又はネットワ
ークコントロールユニット３からの指令を受信する。

【００４１】図７は、本発明の第１の態様の第３実施例
を示すブロック図である。図７に示すように、半導体製
造装置の各真空チャンバ１には、クライオポンプ１０、
ターボ分子ポンプ１１、ルーツ型真空ポンプからなるド
ライポンプ１２、クライオターボポンプ１３のうち少な
くとも一種類の真空ポンプが接続されている。図１に示
す例においては、複数台の真空ポンプはクライオポンプ
のみの一種類の真空ポンプから構成されていたが、本実
施例においては、複数台の真空ポンプはクライオポン
プ、ターボ分子ポンプ、ルーツ型真空ポンプからなるド
ライポンプ及びクライオターボポンプからなる複数種の
真空ポンプから構成されている。各真空ポンプは、真空
ポンプ用コントローラ２に接続されている。各真空ポン
プの制御は図１に示した例と同様であり、ネットワーク
コントロールユニット３が各真空ポンプ用コントローラ
２の制御を複数同時に実行できるので、ホストコンピュ
ーター４又はネットワークコントロールユニット３から
の指令が各真空ポンプ用コントローラ２に直ちに到達
し、各真空ポンプを迅速に制御することができる。な
お、クライオポンプ、ターボ分子ポンプ及びクライオタ
ーボポンプの下流には、真空排気を補助するためのドラ
イポンプが接続されている（図示せず）。

【００４２】次に、本発明に係る真空ポンプの制御装置
の第２の態様の実施例を図８乃至図１４を参照して説明
する。図８は本発明の第２の態様の基本概念を示すブロ
ック図である。図８に示すように、半導体製造装置の複
数の真空チャンバ１には、それぞれクライオポンプ１
０、ターボ分子ポンプ１１、ルーツ型真空ポンプからな
るドライポンプ１２、クライオターボポンプ１３のうち
少なくとも一種類の真空ポンプが接続されている。各真
空ポンプ１０，１１，１２，１３はそれぞれマルチポン
プコントローラ５０に接続されており、このマルチポン
プコントローラ５０によって各真空ポンプ１０，１１，
１２，１３の起動・停止等の監視及び制御がなされるよ
うになっている。なお、クライオポンプ、ターボ分子ポ
ンプ及びクライオターボポンプの下流には、真空排気を
補助するためのドライポンプが接続されている（図示せ
ず）。

【００４３】前記マルチポンプコントローラ５０は、半
導体製造装置のホストコンピュータ４とＲＳ−２３２Ｃ
ケーブル又はＲＳ−４８５によって接続されており、ホ
ストコンピュータ４からの指令信号を受信し、接続され
たポンプの起動・停止、状態監視や各種設定等を行う。
またマルチポンプコントローラ５０は、ホストコンピュ
ータ４からの指令信号をターボ分子ポンプコントローラ
１４へ伝送中継する機能を有するとともにこのターボ分
子ポンプコントローラ１４を制御する機能を有してい
る。即ち、マルチポンプコントローラ５０は図中のター
ボ分子コントローラ１４等の、接続される外部のコント
ローラへの伝送中継機能及び制御機能を有している。

【００４４】マルチポンプコントローラ５０の前面に
は、ＬＥＤ、ＬＣＤ等による表示手段と、スイッチによ
る入力手段が設けられている。即ち、マルチポンプコン
トローラ５０は各ポンプの監視及び制御を装置前面より
行うマニュアル操作機能を具備している。また、マルチ
ポンプコントローラ５０には、リモートコントローラ５
が接続可能であり、マルチポンプコントローラ５０の前
面からの操作と同様の操作を遠隔から可能とし、利便を
図っている。

【００４５】次に、マルチポンプコントローラ５０の詳
細構造を図９を参照して説明する。図９はマルチポンプ
コントローラ５０内のブロックダイヤグラムと周辺機器
との関係を示したものである。マルチポンプコントロー
ラ５０は、バス５１と、それに接続されるＣＰＵカード
５２、パネルカード５３、クライオポンプカード５４、
ターボ分子ポンプカード５５、ドライポンプカード５６
及びクライオターボポンプカード５７から構成される。
ＣＰＵカード５２には、マイクロプロセッサ、メモリ、
通信機能等が具備されており、半導体製造装置のホスト
コンピュータ、リモートコンピュータとの通信機能、バ
ス５１で接続された各種カードの制御機能を有する。パ
ネルカード５３は、ＬＣＤ、ＬＥＤ、スイッチ等を具備
し、各種入出力、表示機能を有する。

【００４６】また、クライオポンプカード５４、ターボ
分子ポンプカード５５、ドライポンプカード５６、クラ
イオターボポンプカード５７は、それぞれ入出力機能を
具備し、また必要に応じ電力供給機能を具備し、ポンプ
の監視及び制御機能を有する。これらのカードは、図１
０で示すように、マルチポンプコントローラ５０に脱着
可能な構造となっており、半導体製造装置が使用するポ
ンプ種別、台数に応じてカードの脱着を行い、最小限の
カードで必要なポンプの監視及び制御を可能とする機能
を有している。マルチポンプコントローラ５０は、図１
０に示すように、背面に複数のスロット５０Ｓを有し、
各スロット５０Ｓに前記カード５４，５５，５６，５７
が挿入可能になっている。

【００４７】本実施例におけるマルチポンプコントロー
ラ５０においては、カード方式を採用しているため、以
下の利点が得られる。 (１)客先により使用ポンプ台数が異なるが、異なる台数
に対してカードの抜き差しだけで対応できる。即ち、必
要台数分のカードのみを装着すれば済む。 (２)図１及び図７に示す本発明の第１の態様において
は、真空ポンプ１台用のコントローラを必要台数分使用
するのに対し、図８乃至図１０に示す第２の態様では１
台のマルチポンプコントローラで済むため、システム全
体のコストが安価になる。また必要となるスペースも節
約できる。 (３)異なる種類の真空ポンプが混在する場合、真空ポン
プの種類に応じたカードの装着だけで対応が可能とな
る。 (４)真空ポンプに仕様変更が生じても、カードの改造だ
けで対応できる。 (５)新機種の真空ポンプに対してもカードのみの開発で
対応できる。

【００４８】各個別のポンプに対するカードによる制御
方法として、クライオターボポンプを一例に説明する。
図１１はクライオターボポンプの詳細を示すブロック図
である。クライオターボポンプは、コールドトラップ付
きターボ分子ポンプと称呼されており、ターボ分子ポン
プの上流側に、極低温のパネルにより気体を凍結吸着で
きるコールドトラップを設けた真空ポンプである。図１
１に示すように、クライオターボポンプ１３は、ターボ
分子ポンプ６１及びコールドトラップ６２からなる。タ
ーボ分子ポンプ６１の下流側には、ターボ分子ポンプ６
１の真空排気を補助するためのドライポンプ６３が接続
されており、さらにターボ分子ポンプ６１はターボ分子
ポンプコントローラ６４に接続されている。ヘリウムコ
ンプレッサ６５は、コールドトラップ６２に圧縮ヘリウ
ムの供給を行う。マルチポンプコントローラ５０内のク
ライオターボポンプカード５７は、ドライポンプ６３、
ターボ分子ポンプコントローラ６４、コールドトラップ
６２及びヘリウムコンプレッサ６５に通信線及び動力線
により接続されている。

【００４９】クライオターボポンプカード５７による制
御方法は次の通りである。 (１)クライオターボポンプカード５７からヘリウムコン
プレッサ６５の起動・停止信号が送信される。信号に応
じてヘリウムコンプレッサ６５は起動・停止する。 (２)クライオターボポンプカード５７とコールドトラッ
プ６２を接続する通信線及び動力線により、コールドト
ラップ６２に設置されている動力（ヘリウムコンプレッ
サ６５により圧縮されたヘリウムガスを膨張させるエキ
スパンダの動力）制御、コールドトラップ６２の温度制
御、コールドトラップ６２の再生のためのヒータの制御
を行う。コールドトラップ６２に設置されている動力を
起動させるための電源がカード内に組み込まれており、
カードに対する起動・停止指示により電源のＯＮ・ＯＦ
Ｆがされ、動力の起動・停止を行う。コールドトラップ
６２からの温度情報に基づき、カードから温度制御信号
を送信しコールドトラップ６２の温度を制御する。さら
に、コールドトラップ６２の再生のために、コールドト
ラップ６２にはヒータが取り付けてあり、カードからヒ
ータの起動・停止信号を送信し、ヒータの起動・停止を
行なう。 (３)ターボ分子ポンプコントローラ６４には、ターボ分
子ポンプ６１の動力が組み込まれており、カードからの
起動・停止信号に基づき電源のＯＮ・ＯＦＦを行い、タ
ーボ分子ポンプ６１の起動・停止を行なう。さらに、タ
ーボ分子ポンプコントローラ６４には磁気軸受を制御す
るための回路が組み込まれており、ターボ分子ポンプコ
ントローラ６４からの信号よりにターボ分子ポンプ６１
の磁気軸受を制御する。 (４)カードからの起動・停止信号によりドライポンプ６
３の起動・停止を行う。

【００５０】図１２は、図８乃至図１０に示すマルチポ
ンプコントローラを複数台設けた例を示すブロック図で
ある。制御が必要な真空ポンプの台数が１台のマルチポ
ンプコントローラ５０の制御可能台数を上回る場合に
は、複数のマルチポンプコントローラ５０をＲＳ−４８
５により直列に接続することにより、多数のポンプを制
御することができる。また図１３は、複数のマルチポン
プコントローラ５０をＲＳ−２３２Ｃケーブルで並列に
接続し、多数の真空ポンプの制御を可能としたものであ
る。この場合、図５の実施例と同様にディストリビュー
タ３００を設け、ホストコンピュータ４とディストリビ
ュータ３００間は、例えば、ＲＳ−４８５で接続されて
いる。

【００５１】図１４はマルチポンプコントローラ５０の
処理フローを示すフローチャートである。図１４に示す
ように、ステップ１（Ｓ１）において、電源投入時、こ
こより処理がスタートする。ステップ２（Ｓ２）におい
て、メモリの初期化、周辺機器の初期設定等を行う。ス
テップ３（Ｓ３）において、各スロット５０Ｓにインタ
ーフェースカードが実装されているかチェックする。実
装されていれば、カード種別（クライオポンプ、クライ
オターボポンプ、ターボ分子ポンプ、ドライポンプ）の
判別も行なう。ステップ４（Ｓ４）において、処理対象
スロットを第一スロットに設定する。ステップ５（Ｓ
５）において、外部の通信にて接続される機器との送受
信処理を行う。ステップ６（Ｓ６）において、全面パネ
ルのスイッチの読み取りを行う。ステップ７（Ｓ７）に
おいて、ステップ３にて読み出されたカード情報の読み
出しを行う。ステップ８（Ｓ８）において、処理対象カ
ードがクライオポンプかの判定を行う。ステップ９（Ｓ
９）において、クライオポンプの起動・停止、状態監
視、再生等の処理を行う。ステップ１０（Ｓ１０）にお
いて、処理対象カードがクライオターボポンプかの判定
を行う。ステップ１１（Ｓ１１）において、クライオタ
ーボポンプの起動・停止、状態監視、再生等の処理を行
う。またコンプレッサ等の周辺機器の監視及び制御も行
なう。ステップ１２（Ｓ１２）において、処理対象カー
ドがターボ分子ポンプかの判定を行う。ステップ１３
（Ｓ１３）において、ターボ分子ポンプの起動・停止、
状態監視等の処理を行う。ステップ１４（Ｓ１４）にお
いて、処理対象カードがドライポンプかの判定を行う。
ステップ１５（Ｓ１５）において、ドライポンプの起動
・停止、状態監視等の処理を行う。ステップ１６（Ｓ１
６）において、該当ポンプが判別できないため、カード
異常処理を行う。ステップ１７（Ｓ１７）において、選
択されている表示メニューに応じたＬＣＤ表示処理、現
在の各状態に応じたＬＥＤ点滅処理を行う。ステップ１
８（Ｓ１８）において、現在の処理対象スロットが最終
スロットか判定を行う。ステップ１９（Ｓ１９）におい
て、処理対象を次のスロットへ移す。ステップ２０（Ｓ
２０）において、処理対象を１スロットへ戻す。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１の態
様によれば、ネットワークコントロールユニットと複数
台の真空ポンプ用コントローラとは、真空ポンプ用コン
トローラの台数に対応した数の通信線によって並列的に
接続されており、ネットワークコントロールユニットが
各真空ポンプ用コントローラの制御を複数同時に実行で
きるので、ホストコンピュータ又はネットワークコント
ローラからの指令が各真空ポンプ用コントローラに直ち
に到達し、各真空ポンプを迅速に制御することができ
る。

【００５３】また本発明によれば、ネットワークコント
ロールユニットからある真空ポンプ用コントローラとの
間に断線や、コントローラの故障、又はノイズの混入が
あったとしても、他の真空ポンプ用コントローラは影響
を受けることはなく、他の真空ポンプを正常に制御する
ことができる。

【００５４】本発明の第２の態様によれば、複数台の真
空ポンプを一台のマルチポンプコントローラで制御可能
であるとともに、各ポンプ制御機能のモジュール化によ
り必要最小限のハードウェアで制御可能となる。また、
各種真空ポンプに対応する制御モジュールにより複数種
かつ複数台の真空ポンプの制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る真空ポンプの制御装置の第１の態
様の第１実施例を示すブロック図である。

【図２】ネットワークコントロールユニットの詳細構造
を示すブロック図である。

【図３】通信線及びその周辺機器の詳細を示すブロック
図である。

【図４】ネットワークコントロールユニットのフロント
パネルを示す正面図である。

【図５】本発明に係る真空ポンプの制御装置の第１の態
様の第２実施例を示すブロック図である。

【図６】本発明に係る真空ポンプの制御装置を具備した
真空ポンプ及びその周辺機器の詳細構造を示す断面図で
ある。

【図７】本発明に係る真空ポンプの制御装置の第１の態
様の第３実施例を示すブロック図である。

【図８】本発明に係る真空ポンプの制御装置の第２の態
様の一実施例を示すブロック図である。

【図９】マルチポンプコントローラ内のブロックダイヤ
グラムと周辺機器との関係を示すブロック図である。

【図１０】図８に示すマルチポンプコントローラと各種
カードとの関係を示す斜視図である。

【図１１】クライオターボポンプの詳細を示すブロック
図である。

【図１２】図８乃至図１０に示すマルチポンプコントロ
ーラを複数台設け直列に接続した例を示すブロック図で
ある。

【図１３】図８乃至図１０に示すマルチポンプコントロ
ーラを複数台設け並列に接続した例を示すブロック図で
ある。

【図１４】マルチポンプコントローラの処理フローを示
すフローチャートである。

【符号の説明】

１真空チャンバ２真空ポンプ用コントローラ３ネットワークコントロールユニット４ホストコンピュータ５リモートコントローラ１０クライオポンプ１１ターボ分子ポンプ１２ドライポンプ１３クライオターボポンプ１４ターボ分子ポンプコントローラ１５熱伝導エレメント１６第１段クライオパネル１７第２段クライオパネル１８ケーシング２０圧縮機ユニット３０エキスパンダモータ３２，３４温度センサ３６パージヒータ３８パージバルブ４０粗引きバルブ４１リリーフバルブ４２真空計４４，４６ヒータ５０マルチポンプコントローラ５１バス５２ＣＰＵカード５３パネルカード５４クライオポンプカード５５ターボ分子ポンプカード５６ドライポンプカード５７クライオターボポンプ７１冷凍機部７２エキスパンダ７３第１段膨張部７４第２段膨張部１０１ワンチップＣＰＵ１０２通信線１０３バス１０４，１１４外部通信デバイス１０５不揮発性メモリ１０６出入力デバイス１０７スイッチ１０８発光ダイオード１０９液晶ディスプレー１１０，１１２コネクタ１１６ＣＰＵ３００ディストリビュータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数台の真空ポンプの運転を制御するた
めの真空ポンプの制御装置において、ホストコンピュー
タと、複数台の真空ポンプの各々に接続された複数台の
真空ポンプ用コントローラと、前記ホストコンピュータ
と複数台の真空ポンプ用コントローラとを中継するネッ
トワークコントロールユニットとを備え、該ネットワー
クコントロールユニットと複数台の真空ポンプ用コント
ローラとは、真空ポンプ用コントローラの台数に対応し
た数の通信線によって並列的に接続されていることを特
徴とする真空ポンプの制御装置。
【請求項２】前記複数台の真空ポンプは、クライオポ
ンプ、ターボ分子ポンプ、クライオターボポンプ及びド
ライポンプのうち一種類以上の真空ポンプから構成され
ることを特徴とする請求項１記載の真空ポンプの制御装
置。
【請求項３】前記ホストコンピュータとネットワーク
コントロールユニットとは、ＲＳ−２３２Ｃケーブルに
よって接続されていることを特徴とする請求項１記載の
真空ポンプの制御装置。
【請求項４】前記ネットワークコントロールユニット
と各真空ポンプ用コントローラとは、ＲＳ−２３２Ｃケ
ーブルによって接続されていることを特徴とする請求項
１又は２記載の真空ポンプの制御装置。
【請求項５】前記ネットワークコントローラにはリモ
ートコントローラが接続可能であることを特徴とする請
求項１記載の真空ポンプの制御装置。
【請求項６】複数台の真空ポンプの運転を制御するた
めの真空ポンプの制御装置において、ホストコンピュー
タと、複数台の真空ポンプに接続された１台のマルチポ
ンプコントローラとを備え、該マルチポンプコントロー
ラにより複数台の真空ポンプの制御を行うようにしたこ
とを特徴とする真空ポンプの制御装置。
【請求項７】前記複数台の真空ポンプは、クライオポ
ンプ、ターボ分子ポンプ、クライオターボポンプ及びド
ライポンプのうち一種類以上の真空ポンプから構成され
ることを特徴とする請求項６記載の真空ポンプの制御装
置。
【請求項８】前記マルチポンプコントローラは、ポン
プの制御機能をカード等の脱着可能なモジュール構造と
したことを特徴とする請求項６記載の真空ポンプの制御
装置。
【請求項９】前記マルチポンプコントローラは、真空
ポンプ用の制御モジュールを有し、一台のマルチポンプ
コントローラで複数機種の真空ポンプの監視及び制御を
行うことを特徴とする請求項６記載の真空ポンプの制御
装置。
【請求項１０】前記マルチポンプコントローラには、
リモートコントローラが接続可能であることを特徴とす
る請求項６記載の真空ポンプの制御装置。
【請求項１１】前記マルチポンプコントローラをＲＳ
−４８５にて複数台直列に接続し、多数の真空ポンプを
制御可能としたことを特徴とする請求項６記載の真空ポ
ンプの制御装置。
【請求項１２】前記マルチポンプコントローラをＲＳ
−２３２Ｃケーブルにて複数台並列に接続し、多数の真
空ポンプを制御可能としたことを特徴とする請求項６記
載の真空ポンプの制御装置。