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JP2000064964A - Failure prediction system for vacuum pump - Google Patents

Failure prediction system for vacuum pump

Info

Publication number
JP2000064964A
JP2000064964A JP10251868A JP25186898A JP2000064964A JP 2000064964 A JP2000064964 A JP 2000064964A JP 10251868 A JP10251868 A JP 10251868A JP 25186898 A JP25186898 A JP 25186898A JP 2000064964 A JP2000064964 A JP 2000064964A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pump
vacuum pump
current
value
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP10251868A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiyuki Maruta
芳幸 丸田
Manabu Minorikawa
学 御法川
Fumitomo Sato
文朋 佐藤
Hiroshi Takahashi
高橋  宏
Yoshiyasu Sato
善康 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebara Corp
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Ebara Corp
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ebara Corp, Fujitsu Ltd filed Critical Ebara Corp
Priority to JP10251868A priority Critical patent/JP2000064964A/en
Publication of JP2000064964A publication Critical patent/JP2000064964A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体製造装置の水封式真空排気系で使用さ
れるメカニカルブースター型真空ポンプのケーシング内
に析出する生成物によって発生する詰まり故障を事前に
予知し、ポンプの交換を喚起することによって、ポンプ
の突発故障による製品不良の回避、製品の歩留り向上、
ポンプのメンテナンスコスト削減を図ることができる真
空ポンプの故障予知システムを提供する。 【解決手段】 真空ポンプ1の発生するAE(アコース
ティックエミッション)を検出するAEセンサ3と、モ
ータの電流を検出する電流センサ4と、排気管の温度を
検出する温度センサ5とを有したセンサ部2を備え、セ
ンサ部2からの信号を用い複数の真空ポンプ1を一括監
視するモニタリングシステムと、複数のモニタリングシ
ステムをLAN(ローカルエリアネットワーク)にて接
続したワークステーション16上で動作する診断部15
とを備えた。
PROBLEM TO BE SOLVED: To predict in advance a clogging failure caused by a product precipitated in a casing of a mechanical booster type vacuum pump used in a water ring type vacuum pumping system of a semiconductor manufacturing apparatus, and replace the pump. To avoid product failure due to sudden pump failure, improve product yield,
Provided is a vacuum pump failure prediction system capable of reducing pump maintenance costs. SOLUTION: A sensor unit having an AE sensor 3 for detecting an AE (acoustic emission) generated by a vacuum pump 1, a current sensor 4 for detecting a current of a motor, and a temperature sensor 5 for detecting a temperature of an exhaust pipe. A monitoring system that collectively monitors a plurality of vacuum pumps 1 using signals from the sensor unit 2 and a diagnostic unit 15 that operates on a workstation 16 that connects the plurality of monitoring systems via a LAN (local area network).
And with.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、メカニカルブース
ター型真空ポンプの故障予知システムに係り、特に半導
体製造装置の水封式真空排気系で使用されるメカニカル
ブースター型真空ポンプの突発故障を予知し、ポンプの
交換を喚起する真空ポンプの故障予知システムに関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a failure prediction system for a mechanical booster type vacuum pump, and more particularly to predicting a sudden failure of a mechanical booster type vacuum pump used in a water ring type vacuum exhaust system of a semiconductor manufacturing apparatus. The present invention relates to a vacuum pump failure prediction system that prompts replacement of a pump.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体製造装置の水封式真空排気系は、
半導体製造装置(例えばCVD装置)1台に対して複数
台のメカニカルブースター型真空ポンプと水封式真空ポ
ンプを最終段に用いることから構成される。CVD装置
を例に挙げて説明すると、CVD装置内部で半導体生成
の材料として使用された気体のうち未反応のものは水封
式排気系の真空ポンプによって排気されるが、その際
に、未反応の気体は排気管やポンプケーシング内部にて
固化、析出する。この析出した生成物が堆積してくる
と、ロータとケーシングが接触し、ポンプは過負荷状態
となり、最終的にはポンプの停止に至る。バッチ処理式
のCVD装置の場合、ポンプが突発的に停止すると、生
成中の半導体を完成することができず、製品の歩留まり
に重大な影響を与えることになる。実際には運転時間に
応じて定期的にポンプを交換することで対応している
が、メンテナンスコストがかかるのはもとより、定期交
換だけでは突発的な故障を完全に防止することはできな
い。
2. Description of the Related Art A water ring type vacuum pumping system of a semiconductor manufacturing apparatus is
It is constituted by using a plurality of mechanical booster type vacuum pumps and a water ring type vacuum pump in the final stage for one semiconductor manufacturing apparatus (for example, a CVD apparatus). Explaining by taking a CVD apparatus as an example, among the gases used as materials for producing semiconductors inside the CVD apparatus, unreacted gases are evacuated by a vacuum pump of a water ring type exhaust system. Gas solidifies and precipitates in the exhaust pipe and inside the pump casing. When the deposited product accumulates, the rotor comes into contact with the casing, the pump is overloaded, and finally the pump stops. In the case of a batch processing type CVD apparatus, when the pump is suddenly stopped, the semiconductor being formed cannot be completed, which has a serious effect on the product yield. In practice, this is achieved by replacing the pump periodically according to the operating time. However, not only is the maintenance cost incurred, but catastrophic failures cannot be completely prevented by regular replacement alone.

【0003】一方、ポンプの運転状態をモータ電流や排
気管温度を計測することで監視し、運転状態の変化の兆
候を検出して故障を予知する試みも行われているが、モ
ータ電流は故障直前に上昇する場合が多く、電流の異常
な上昇を検出できてもポンプの突発停止を回避すること
ができない場合がある。また、排気管温度は排気管を流
れる気体の反応熱によって上昇すると考えられるが、生
成物の析出量やポンプの負荷状態との正確な関連性を見
出すのが困難である。したがって、モータ電流や排気管
温度だけでは生成物による詰まり故障を十分に予知でき
ないのが現状である。
On the other hand, an attempt has been made to monitor the operating state of the pump by measuring the motor current and the exhaust pipe temperature and detect a sign of a change in the operating state to predict a failure. It often rises immediately before, and even if an abnormal rise in current can be detected, sudden stoppage of the pump may not be avoided. Further, the exhaust pipe temperature is considered to increase due to the reaction heat of the gas flowing through the exhaust pipe, but it is difficult to find an accurate relationship between the amount of product deposited and the load state of the pump. Therefore, at present, clogging failure due to the product cannot be sufficiently predicted only by the motor current and the exhaust pipe temperature.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、半導体製造
装置の水封式真空排気系で使用されるメカニカルブース
ター型真空ポンプのケーシング内に析出する生成物によ
って発生する詰まり故障を事前に予知し、ポンプの交換
を喚起することによって、ポンプの突発故障による製品
不良の回避、製品の歩留り向上、ポンプのメンテナンス
コスト削減を図ることができる真空ポンプの故障予知シ
ステムを提供することを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention predicts in advance a clogging failure caused by a product deposited in a casing of a mechanical booster type vacuum pump used in a water ring type vacuum pumping system of a semiconductor manufacturing apparatus. Another object of the present invention is to provide a failure prediction system for a vacuum pump capable of avoiding a product failure due to a sudden failure of the pump, improving a product yield, and reducing a maintenance cost of the pump by prompting replacement of the pump.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、本発明は、半導体製造装置の水封式真空排気系に
使用するメカニカルブースター型真空ポンプのケーシン
グ内部に析出する生成物によって発生する詰まり故障を
予知するシステムであって、真空ポンプの発生するAE
(アコースティックエミッション)を検出するAEセン
サと、モータの電流を検出する電流センサと、排気管の
温度を検出する温度センサとを有したセンサ部を備え、
該センサ部からの信号を用い複数の真空ポンプを一括監
視するモニタリングシステムと、複数のモニタリングシ
ステムをLAN(ローカルエリアネットワーク)にて接
続したワークステーション上で動作するとともに、真空
ポンプに特有な故障予知基準を用いる診断部とを備えた
ことを特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is directed to a product generated by a product deposited inside a casing of a mechanical booster type vacuum pump used in a water ring type vacuum pumping system of a semiconductor manufacturing apparatus. A system for predicting a clogging failure, wherein an AE generated by a vacuum pump
An AE sensor for detecting (acoustic emission), a current sensor for detecting a current of the motor, and a temperature sensor for detecting a temperature of the exhaust pipe.
A monitoring system that collectively monitors a plurality of vacuum pumps using a signal from the sensor unit, and operates on a workstation that connects the plurality of monitoring systems via a LAN (local area network), and predicts a failure specific to the vacuum pump. And a diagnostic unit using a reference.

【0006】本発明は、水封式真空排気系における真空
ポンプのケーシング内部に析出する生成物によって生じ
る接触をAEによって検知し、また真空ポンプの状態変
化を温度、電流によって検知する。それらを用いて真空
ポンプの状態を診断し、故障予知を行うことで、真空ポ
ンプの突発故障を事前に回避するものである。
According to the present invention, a contact caused by a product deposited inside a casing of a vacuum pump in a water-sealed vacuum pumping system is detected by an AE, and a change in state of the vacuum pump is detected by a temperature and an electric current. By diagnosing the state of the vacuum pump using them and predicting a failure, a sudden failure of the vacuum pump is avoided in advance.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るメカニカルブ
ースター型真空ポンプの故障予知システムの実施の形態
を図面に基づいて説明する。本発明の真空ポンプの故障
予知システムは、CVD装置等の半導体製造装置の水封
式真空排気系で使用されるメカニカルブースター型真空
ポンプのケーシング内部に析出した生成物による詰まり
故障を事前に予知し、ポンプ交換を喚起するシステムに
関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of a system for predicting a failure of a mechanical booster type vacuum pump according to the present invention will be described below with reference to the drawings. The failure prediction system for a vacuum pump of the present invention predicts in advance a clogging failure due to a product deposited inside a casing of a mechanical booster type vacuum pump used in a water ring type vacuum pumping system of a semiconductor manufacturing apparatus such as a CVD apparatus. And a system for inviting pump replacement.

【0008】図1は本発明の装置の構成を示すブロック
図である。図1に示すように、メカニカルブースター型
真空ポンプの故障予知システムは、複数(n台)の真空
ポンプ1の各種状態を検出するセンサ部2と、計測部6
と、診断部15によって構成されている。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the apparatus of the present invention. As shown in FIG. 1, a failure prediction system for a mechanical booster type vacuum pump includes a sensor unit 2 that detects various states of a plurality (n) of vacuum pumps 1, and a measurement unit 6.
And a diagnostic unit 15.

【0009】(1)センサ部 センサ部2は、AEセンサ3、電流センサ4、温度セン
サ5を真空ポンプの台数nに対応したn組備えたものか
ら成る。AE(アコースティックエミッション(acoust
ic emission))センサはケーシング内部に析出した生
成物によって起きるロータとケーシングの接触を検出す
る。AEセンサ3はポンプケーシング外側の一部にセン
サ取り付けステーを介して設置する。電流センサ4は電
流プローブを使用し、ポンプ駆動用モータの電源線から
モータの電流を検出する。温度センサ5は熱電対を使用
し、ポンプ吐出し側の配管表面の温度を検出する。各セ
ンサ3,4,5はいずれも配管を取り外したり、ポンプ
の運転を停止することなく着脱が可能なものとする。ま
た各センサ3,4,5はアナログ信号のままケーブルを
介して計測部6に集められる。
(1) Sensor Unit The sensor unit 2 includes an AE sensor 3, a current sensor 4, and a temperature sensor 5 provided in n sets corresponding to the number n of vacuum pumps. AE (acoustic emission (acoust
ic emission)) The sensor detects contact between the rotor and the casing caused by products deposited inside the casing. The AE sensor 3 is installed on a part outside the pump casing via a sensor mounting stay. The current sensor 4 uses a current probe to detect a motor current from a power supply line of the pump driving motor. The temperature sensor 5 uses a thermocouple and detects the temperature of the pipe surface on the pump discharge side. Each of the sensors 3, 4, and 5 can be attached and detached without removing the pipe or stopping the operation of the pump. The sensors 3, 4, and 5 are collected as analog signals by the measuring unit 6 via a cable.

【0010】(2)計測部 計測部6は、n組のAEセンサ3、電流センサ4および
温度センサ5からの信号を増幅する適宜の個数からなる
アンプ部7,9,11、信号を保持するデータロガー1
2、各計測器を制御するパーソナルコンピュータ13に
よって構成されている。AEセンサ3からのアナログ信
号は、生成物の析出によって生じるAEの周波数帯域が
250kHzから375kHzであり、この帯域を含む
周波数帯域フィルタを通過した実効値を実効値検出器1
0によって検出する。符号8は多数のAEセンサ3を切
替るためのAEチャンネル切替器である。温度、電流の
各アナログ信号値はデジタル信号に変換してデータロガ
ー12に保持され、定期的にパーソナルコンピュータ1
3に送られる。
(2) Measuring Unit The measuring unit 6 holds an appropriate number of amplifier units 7, 9, 11 for amplifying signals from the n sets of AE sensors 3, current sensors 4, and temperature sensors 5, and holds signals. Data logger 1
2. It is composed of a personal computer 13 that controls each measuring instrument. The analog signal from the AE sensor 3 has an AE frequency band generated by the deposition of a product in the range of 250 kHz to 375 kHz.
0 is detected. Reference numeral 8 denotes an AE channel switch for switching a number of AE sensors 3. Each analog signal value of temperature and current is converted into a digital signal and held in the data logger 12, and the personal computer 1
Sent to 3.

【0011】パーソナルコンピュータ13は各計測器を
制御することによって、多数台の真空ポンプに取り付け
た多チャンネルのセンサを一括して制御しデータの取得
を定期的に行う。データ取得の際、ポンプの運転および
停止の判断を当該ポンプおよび上下流のポンプ電流値か
ら自動的に行い、ポンプが停止の後に再起動した場合に
は、各計測値の基準値を計測する(後述する)。前記セ
ンサ部2と前記計測部6とは、モニタリングシステムを
構成している。図1では図示しないが、モニタリングシ
ステムは複数並列的に設置されている。
The personal computer 13 collectively controls multi-channel sensors attached to a large number of vacuum pumps by controlling each measuring instrument, and periodically acquires data. At the time of data acquisition, the operation and stop of the pump are automatically determined from the pump current and the upstream and downstream pump current values. When the pump is restarted after the stop, the reference value of each measurement value is measured ( See below). The sensor unit 2 and the measuring unit 6 constitute a monitoring system. Although not shown in FIG. 1, a plurality of monitoring systems are installed in parallel.

【0012】(3)診断部 診断部15は、複数のモニタリングシステムをLAN上
で接続するワークステーション16によって構成されて
いる。ワークステーション16は光磁気ディスク装置1
7および警告灯18に接続されている。ワークステーシ
ョン16では、モニタリングシステムの計測部6から定
期的に送られた取得データを用いて診断を行い、各ポン
プの診断出力結果すなわち故障度を算出する。診断には
ニューラルネットワークを用いる。ニューラルネットワ
ークにおける各係数の決定方法の一実施例を示す。ま
ず、予め計測した7件の故障時の運転データから、50
0個の入力データと出力データすなわち教師データを作
成する。
(3) Diagnosis Unit The diagnosis unit 15 comprises a workstation 16 for connecting a plurality of monitoring systems via a LAN. The workstation 16 is a magneto-optical disk drive 1
7 and a warning light 18. The workstation 16 performs a diagnosis using the acquired data periodically sent from the measuring unit 6 of the monitoring system, and calculates a diagnosis output result of each pump, that is, a failure degree. A neural network is used for diagnosis. An embodiment of a method for determining each coefficient in a neural network will be described. First, 50 operation data from seven failures measured in advance are
Create zero input data and output data, that is, teacher data.

【0013】入力教師データは、ポンプ交換後運転開始
時から現在時刻までの最大値を保持し、AE、モータ電
流は基準値すなわちポンプ交換直後の値からの変化率
を、排気管温度は絶対値を使用し、次式を用いて正規化
する。 AEin=αAE・(AE1−AE0)/AE0 但し、AEin:AE実効値入力教師データ AE1:AE実効値の現在値 AE0:AE実効値のポンプ交換直後の値 αAE:AE実効値正規化係数=0.2 Ampin=αAmp・(Amp1−Amp0)/Amp0 但し、Ampin:電流入力教師データ Amp1:電流の現在値 Amp0:電流のポンプ交換直後の値 αAmp:電流正規化係数=0.5 Tmpin=αTmp・Tmp1 但し、Tmpin:温度入力教師データ Tmp1:温度の現在値 αTmp:温度正規化係数=0.01
The input teacher data holds the maximum value from the start of operation after the pump replacement to the current time, the AE and the motor current represent a reference value, that is, the rate of change from the value immediately after the pump replacement, and the exhaust pipe temperature represents an absolute value. And normalize using the following equation: AEin = αAE · (AE1−AE0) / AE0 where AEin: AE effective value input teacher data AE1: Current value of AE effective value AE0: Value of AE effective value immediately after pump replacement αAE: AE effective value normalization coefficient = 0 ... Ampin = αAmp · (Amp1−Amp0) / Amp0 where Ampin: current input teacher data Amp1: current value of current Amp0: value immediately after pump replacement αAmp: current normalization coefficient = 0.5 Tmpin = αTmp · Tmp1 where Tmpin: temperature input teacher data Tmp1: current temperature αTmp: temperature normalization coefficient = 0.01

【0014】なお、上記の正規化係数は、有意な傾向を
示すデータの変化量の大きさにより、適宜定める。算出
した入力教師データは0.0〜0.1の範囲とし、1.
0を上回った場合には1.0とする。故障度すなわち出
力教師データは、故障時に0.6以上となるように決定
する。次に、前記教師データを3入力1出力で中間層が
1層1要素の通常階層型ニューラルネットワークに対し
てバックプロパゲーション法によって学習させ、ニュー
ラルネットワークの重み係数としきい値を定める。
The above-mentioned normalization coefficient is appropriately determined according to the magnitude of the amount of change in data showing a significant tendency. The calculated input teacher data ranges from 0.0 to 0.1.
If it exceeds 0, it is set to 1.0. The failure degree, that is, the output teacher data is determined to be 0.6 or more at the time of failure. Next, the teacher data is trained by a back propagation method on a normal hierarchical neural network having three inputs and one output and an intermediate layer having one layer and one element, and a weight coefficient and a threshold value of the neural network are determined.

【0015】診断システムの画面上はウィンドウシステ
ムを利用したプラントの故障予知システムが一般的に用
いる表示(機械の配置や配管系統が一覧できる)と同様
な表示を行い、水封式真空排気系の各ポンプが模式的に
表示される。各ポンプの故障度は5段階の表示色によっ
て示される。またポンプをクリックするとそれまでの運
転履歴がグラフ表示される。さらに、故障度が高いポン
プが発生したり、システムの不具合が生じると、画面上
のウィンドウ表示とともに別に設置された警告灯18が
点灯して喚起を促す。
On the screen of the diagnostic system, a display similar to a display generally used by a failure prediction system of a plant using a window system (in which the arrangement of machines and a piping system can be listed) is displayed, and a water ring type vacuum exhaust system is displayed. Each pump is schematically displayed. The failure degree of each pump is indicated by five display colors. Clicking on the pump displays the operation history up to that point as a graph. Further, when a pump with a high degree of failure occurs or a system malfunction occurs, a warning light 18 separately provided is turned on together with a window display on the screen to urge the user to wake up.

【0016】図2は、図1に示す水封式排気系の真空ポ
ンプの故障予知システムの計測および診断のフローチャ
ートである。パーソナルコンピュータ13は各計測器を
制御することによって、多数台の真空ポンプ1に取り付
けた多チャンネルのセンサを一括して制御しデータの取
得を定期的に行う(ステップ1)。データ取得の際、ス
テップ2において、ポンプの運転および停止の判断を当
該ポンプおよび上下流のポンプ電流値から自動的に行
い、ポンプが停止の後に再起動した場合(ステップ3)
には、各計測値の基準値を計測する(ステップ4)。ポ
ンプが運転している場合にはデータ収集部側の表示更新
を行う(ステップ5)。ステップ4又はステップ5を経
て、計測異常などの検出(ステップ6)、診断入力値の
作成(ステップ7)、診断(ステップ8)および診断部
側の表示更新(ステップ9)を順次行う。
FIG. 2 is a flow chart of measurement and diagnosis of the failure prediction system of the vacuum pump of the water ring type exhaust system shown in FIG. The personal computer 13 collectively controls the multi-channel sensors attached to the plurality of vacuum pumps 1 by controlling the measuring instruments to periodically acquire data (step 1). At the time of data acquisition, in step 2, the operation and stop of the pump are automatically determined from the pump and the upstream and downstream pump current values, and the pump is restarted after stopping (step 3).
, A reference value of each measurement value is measured (step 4). When the pump is operating, the display on the data collection unit is updated (step 5). After step 4 or step 5, detection of measurement abnormality or the like (step 6), creation of a diagnosis input value (step 7), diagnosis (step 8), and display update on the diagnosis unit side (step 9) are sequentially performed.

【0017】図3は、各計測値の基準値を計測する場合
の概略を示す図であり、図3(a)はAE実効値を示
し、図3(b)は排気管温度を示し、図3(c)はポン
プ電流を示す。図3(a)乃至図3(c)において、横
軸は時間tを示し、実線は最大値を示し、破線は瞬時値
を示す。また、t1はポンプ停止時刻、t2はポンプ再
起動時刻、t3は基準値計測時刻、δtは基準値算定時
間を、それぞれ示す。図3(a)乃至図3(c)から明
らかなように、ポンプが停止状態から時刻t2におい
て、再起動した場合に、起動直後からある時間経過する
と安定した状態となる。そのため、各基準値として、ポ
ンプ起動時刻t2からδtだけ経過した時刻t3に至る
までの最大値を用いる。即ち、図3(a)においてAE
0 がAE基準値であり、図3(b)においてTMP0
温度基準値であり、図3(c)においてAMP0 が電流
基準値である。
FIG. 3 is a diagram schematically showing the case where the reference value of each measurement value is measured. FIG. 3 (a) shows the AE effective value, FIG. 3 (b) shows the exhaust pipe temperature, and FIG. 3 (c) shows the pump current. 3A to 3C, the horizontal axis indicates time t, the solid line indicates the maximum value, and the broken line indicates the instantaneous value. Further, t1 indicates a pump stop time, t2 indicates a pump restart time, t3 indicates a reference value measurement time, and δt indicates a reference value calculation time. As is clear from FIGS. 3A to 3C, when the pump is restarted at a time t2 from the stop state, the pump is in a stable state after a lapse of a certain time immediately after the start. Therefore, the maximum value from the pump start time t2 to the time t3 after the elapse of δt is used as each reference value. That is, in FIG.
0 Is the AE reference value, and in FIG. Is a temperature reference value, and in FIG. Is a current reference value.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
半導体製造装置の水封式真空排気系で使用されるメカニ
カルブースター型真空ポンプのケーシング内に析出する
生成物によって発生する詰まり故障を事前に予知し、ポ
ンプの交換を喚起することによって、ポンプの突発故障
による製品不良の回避、製品の歩留り向上、ポンプのメ
ンテナンスコスト削減を図ることができる。
As described above, according to the present invention,
Prevents clogging failures caused by products precipitated in the casing of a mechanical booster type vacuum pump used in a water ring type vacuum pumping system of semiconductor manufacturing equipment in advance, and prompts replacement of the pump, thereby causing sudden pump start-up. It is possible to avoid product defects due to failure, improve product yield, and reduce pump maintenance costs.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る真空ポンプの故障予知システムの
一実施形態を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a vacuum pump failure prediction system according to the present invention.

【図2】本発明に係る真空ポンプの故障予知システムに
おける計測および診断のフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart of measurement and diagnosis in the failure prediction system of the vacuum pump according to the present invention.

【図3】本発明に係る真空ポンプの故障予知システムに
おける基準値計測方法の概略を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing an outline of a reference value measuring method in the failure prediction system for a vacuum pump according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 真空ポンプ 2 センサ部 3 AEセンサ 4 電流センサ 5 温度センサ 6 計測部 10 実効値検出器 12 データロガー 13 パーソナルコンピュータ 15 診断部 16 ワークステーション 18 警告灯 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vacuum pump 2 Sensor part 3 AE sensor 4 Current sensor 5 Temperature sensor 6 Measuring part 10 Effective value detector 12 Data logger 13 Personal computer 15 Diagnosis part 16 Workstation 18 Warning light

フロントページの続き (72)発明者 御法川 学 神奈川県藤沢市本藤沢4丁目2番1号 株 式会社荏原総合研究所内 (72)発明者 佐藤 文朋 福島県会津若松市門田町工業団地4番地 株式会社富士通東北エレクトロニクス内 (72)発明者 高橋 宏 福島県会津若松市門田町工業団地4番地 株式会社富士通東北エレクトロニクス内 (72)発明者 佐藤 善康 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 Fターム(参考) 2G024 AD03 BA11 BA27 CA13 CA17 CA18 FA06 3H045 AA09 AA14 AA15 AA26 BA41 CA00 CA19 CA21 CA26 CA29 EA38 EA49 Continued on the front page (72) Inventor Manabu Mihokawa 4-2-1 Motofujisawa, Fujisawa-shi, Kanagawa, Japan Inside Ebara Research Institute, Ltd. (72) Inventor Fumomo Sato, 4 Kadotacho Industrial Park, Aizuwakamatsu-shi, Fukushima Prefecture Shares Fujitsu Tohoku Electronics Co., Ltd. (72) Inventor Hiroshi Takahashi 4th, Kadotacho Industrial Park, Aizuwakamatsu-shi, Fukushima Prefecture Inside Fujitsu Tohoku Electronics Co., Ltd. (72) Inventor Yoshiyasu Sato 4-1-1 Kamikodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture F term in Fujitsu Limited (reference) 2G024 AD03 BA11 BA27 CA13 CA17 CA18 FA06 3H045 AA09 AA14 AA15 AA26 BA41 CA00 CA19 CA21 CA26 CA29 EA38 EA49

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体製造装置の水封式真空排気系に使
用するメカニカルブースター型真空ポンプのケーシング
内部に析出する生成物によって発生する詰まり故障を予
知するシステムであって、 真空ポンプの発生するAE(アコースティックエミッシ
ョン)を検出するAEセンサと、モータの電流を検出す
る電流センサと、排気管の温度を検出する温度センサと
を有したセンサ部を備え、該センサ部からの信号を用い
複数の真空ポンプを一括監視するモニタリングシステム
と、 複数のモニタリングシステムをLAN(ローカルエリア
ネットワーク)にて接続したワークステーション上で動
作するとともに、真空ポンプに特有な故障予知基準を用
いる診断部とを備えたことを特徴とするメカニカルブー
スター型真空ポンプの故障予知システム。
1. A system for predicting a clogging failure caused by a product deposited inside a casing of a mechanical booster type vacuum pump used in a water ring type vacuum pumping system of a semiconductor manufacturing apparatus, wherein an AE generated by the vacuum pump is provided. (Acoustic Emission), a current sensor for detecting the current of the motor, and a temperature sensor for detecting the temperature of the exhaust pipe. A plurality of vacuums are provided by using signals from the sensor. A monitoring system that monitors the pumps collectively, and a diagnostic unit that operates on a workstation that connects a plurality of monitoring systems via a LAN (local area network) and uses a failure prediction standard specific to a vacuum pump. Features a failure prediction system for mechanical booster type vacuum pumps.
【請求項2】 前記センサ部は、故障予知の対象となる
実稼働中の真空ポンプの運転を停止することなく、また
加工を必要とせずに着脱可能であることを特徴とする請
求項1記載のメカニカルブースター型真空ポンプの故障
予知システム。
2. The sensor unit according to claim 1, wherein the sensor unit is detachable without stopping the operation of the vacuum pump during operation, which is a target of failure prediction, and without requiring any processing. Forecast system for mechanical booster vacuum pumps.
【請求項3】 AE、温度、電流の各値は、真空ポンプ
が運転を開始した時刻から一定時間内の値を計測し、そ
れらの値を基準値として、各基準値からの変化率を検出
し、それらの最大値を診断データとして使用することに
よって故障を予知することを特徴とする請求項1記載の
メカニカルブースター型真空ポンプの故障予知システ
ム。
3. The values of AE, temperature, and current are measured within a certain period of time from the time when the vacuum pump starts operating, and those values are used as reference values to detect a rate of change from each reference value. 2. A failure prediction system for a mechanical booster vacuum pump according to claim 1, wherein failures are predicted by using the maximum values as diagnostic data.
【請求項4】 前記真空ポンプに特有な故障予知診断基
準を用いる診断部は、約10件の故障に至ったポンプの
運転データから、約500組の教師用入力データと出力
データを作成して、3入力1出力で中間層が1層1要素
の通常階層型ニューラルネットワークに対してバックプ
ロパゲーション法によって学習させ、ニューラルネット
ワークの重み係数としきい値を定めることを特徴とする
請求項1記載のメカニカルブースター型真空ポンプの故
障予知システムであって、 前記教師用データは、下記のような特有な方法で作成す
るものであり、 入力教師データは、ポンプ交換後運転開始時から現在時
刻までの最大値を保持し、AE、モータ電流は基準値す
なわちポンプ交換直後の値からの変化率を、排気管温度
は絶対値を使用し、次式を用いて正規化し、 AEin=αAE・(AE1−AE0)/AE0 但し、AEin:AE実効値入力教師データ AE1:AE実効値の現在値 AE0:AE実効値のポンプ交換直後の値 αAE:真空ポンプに特有なAE実効値正規化係数 Ampin=αAmp・(Amp1−Amp0)/Amp0 但し、Ampin:電流入力教師データ Amp1:電流の現在値 Amp0:電流のポンプ交換直後の値 αAmp:真空ポンプに特有な電流正規化係数 Tmpin=αTmp・Tmp1 但し、Tmpin:温度入力教師データ Tmp1:温度の現在値 αTmp:真空ポンプに特有な温度正規化係数 前記正規化係数は、有意な傾向を示すデータの変化量の
大きさにより、適宜定め、算出した入力教師データは
0.0〜1.0の範囲とし、1.0を上回った場合には
1.0とし、 故障度すなわち出力教師データは、故障時に0.6以上
となるように決定するものであることを特徴とするメカ
ニカルブースター型真空ポンプの故障予知システム。
4. A diagnostic unit that uses a failure prediction diagnostic criterion specific to the vacuum pump generates about 500 sets of input data and output data for teachers from operation data of the pump that has caused about 10 failures. 2. The weighting factor and threshold value of the neural network according to claim 1, characterized in that a three-input one-output intermediate layer is trained by a back propagation method on a one-layer one-element ordinary hierarchical neural network by a back propagation method. A failure prediction system for a mechanical booster type vacuum pump, wherein the teacher data is created by a specific method as described below, and the input teacher data is the maximum from the start of operation after the pump replacement to the current time. AE and motor current are the reference values, that is, the rate of change from the value immediately after pump replacement, and the exhaust pipe temperature is an absolute value. Normalized, AEin = αAE · (AE1-AE0) / AE0, where AEin: AE effective value input teacher data AE1: Current value of AE effective value AE0: Value immediately after pump replacement of AE effective value αAE: Specific to vacuum pump AE effective value normalization coefficient Ampin = αAmp · (Amp1−Amp0) / Amp0 where Ampin: current input teacher data Amp1: current value of current Amp0: value immediately after pump replacement αAmp: current normalization unique to vacuum pump Coefficient Tmpin = αTmp · Tmp1, where Tmpin: temperature input teacher data Tmp1: current value of temperature αTmp: temperature normalization coefficient peculiar to vacuum pump The normalization coefficient depends on the amount of change in data showing a significant tendency. The input teacher data calculated and determined appropriately is set in the range of 0.0 to 1.0, and when the input teacher data exceeds 1.0, it is set to 1.0. A failure prediction system for a mechanical booster type vacuum pump, which is determined to be 0.6 or more when a failure occurs.
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