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JP6594638B2 - Vacuum exhaust system - Google Patents

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JP6594638B2
JP6594638B2 JP2015063238A JP2015063238A JP6594638B2 JP 6594638 B2 JP6594638 B2 JP 6594638B2 JP 2015063238 A JP2015063238 A JP 2015063238A JP 2015063238 A JP2015063238 A JP 2015063238A JP 6594638 B2 JP6594638 B2 JP 6594638B2
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pump
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Description

本発明は、半導体デバイス製造装置などに使用される処理チャンバから処理ガスを排気するために使用される真空排気システムに関する。   The present invention relates to a vacuum exhaust system used for exhausting a processing gas from a processing chamber used in a semiconductor device manufacturing apparatus or the like.

通常、半導体デバイス製造装置に接続される真空ポンプのバックアップ用に予備ポンプ(以後バックアップポンプという)が設けられる。このバックアップポンプの使用目的は、真空ポンプのメンテナンス時に処理チャンバを真空排気すること、および真空ポンプ異常時に処理チャンバを真空排気することである。   Usually, a backup pump (hereinafter referred to as a backup pump) is provided for backup of a vacuum pump connected to a semiconductor device manufacturing apparatus. The purpose of using this backup pump is to evacuate the processing chamber during maintenance of the vacuum pump, and to evacuate the processing chamber when the vacuum pump is abnormal.

真空ポンプは、その回転速度が予め設定された速度下限値にまで低下すると、回転速度の異常低下を示す速度低下信号を発信する機能を備えている。回転速度の異常低下は、処理チャンバから吸引した処理ガスが真空ポンプ内で固化して堆積物を形成し、これがポンプロータの回転を妨げてしまうことによって起こる。このような回転速度の異常低下が起こると、処理チャンバ内の圧力が上昇し、半導体デバイス製造装置が圧力異常を検知してその運転を停止してしまう。   The vacuum pump has a function of transmitting a speed reduction signal indicating an abnormal reduction in the rotational speed when the rotational speed is reduced to a preset speed lower limit value. The abnormal reduction in the rotation speed occurs when the processing gas sucked from the processing chamber is solidified in the vacuum pump to form a deposit, which prevents the rotation of the pump rotor. When such an abnormal decrease in rotational speed occurs, the pressure in the processing chamber increases, and the semiconductor device manufacturing apparatus detects the pressure abnormality and stops its operation.

そこで、真空ポンプの異常時に処理チャンバを真空排気するために上述したバックアップポンプが設けられている。真空ポンプから上述した速度低下信号が制御部に送信されると、制御部は、バックアップポンプを処理チャンバに接続し、このバックアップポンプによって処理ガスを処理チャンバから排気させる。   Therefore, the backup pump described above is provided to evacuate the processing chamber when the vacuum pump is abnormal. When the above-described speed reduction signal is transmitted from the vacuum pump to the control unit, the control unit connects the backup pump to the processing chamber, and exhausts the processing gas from the processing chamber by the backup pump.

特許第4180265号公報Japanese Patent No. 4180265

しかしながら、図11に示すように、真空ポンプから上述した速度低下信号が発信されるときには、既に真空ポンプの回転速度は大きく低下している。結果として、処理チャンバ内の圧力は、プロセス処理可能な圧力しきい値の上限を超えてしまい、半導体デバイス製造装置の運転が停止するおそれがある。   However, as shown in FIG. 11, when the speed reduction signal described above is transmitted from the vacuum pump, the rotational speed of the vacuum pump has already been greatly reduced. As a result, the pressure in the processing chamber may exceed the upper limit of the pressure threshold that can be processed, and the operation of the semiconductor device manufacturing apparatus may be stopped.

そこで、本発明は、真空ポンプの回転速度が大きく低下する前に、真空排気運転を真空ポンプからバックアップポンプに切り替えることができる真空排気システムを提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide an evacuation system capable of switching the evacuation operation from a vacuum pump to a backup pump before the rotation speed of the vacuum pump is greatly reduced.

上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、吸込管と、前記吸込管から分岐した分岐管およびバックアップ管と、前記分岐管および前記バックアップ管にそれぞれ取り付けられた開閉弁およびバックアップ弁と、前記分岐管に接続された真空ポンプと、前記バックアップ管に接続されたバックアップポンプと、前記開閉弁および前記バックアップ弁の開閉動作を制御する動作制御部とを備え、前記動作制御部は、前記真空ポンプの回転速度をしきい値と比較し、前記真空ポンプの回転速度が前記しきい値よりも低いときに、前記バックアップ弁を開け、前記バックアップ弁を開けた後であって前記開閉弁を閉じる前に、前記真空ポンプの回転速度を前記しきい値と再度比較し、前記真空ポンプの回転速度が前記しきい値よりも低い場合には、前記開閉弁を閉じるように構成され、前記真空ポンプの回転速度が前記しきい値に等しいときの前記真空ポンプの吸込側圧力は、前記吸込側圧力の異常上昇を示す圧力上限値よりも低いことを特徴とする真空排気システムである。 In order to achieve the above-described object, an aspect of the present invention includes a suction pipe, a branch pipe and a backup pipe branched from the suction pipe, and an on-off valve and a backup valve attached to the branch pipe and the backup pipe, respectively. A vacuum pump connected to the branch pipe, a backup pump connected to the backup pipe, and an operation control unit for controlling the opening / closing operation of the on-off valve and the backup valve, the operation control unit, The rotation speed of the vacuum pump is compared with a threshold value. When the rotation speed of the vacuum pump is lower than the threshold value, the backup valve is opened and the backup valve is opened. Before closing the vacuum pump, the rotation speed of the vacuum pump is compared again with the threshold value. In is configured to close the on-off valve, the suction side pressure of the vacuum pump when the rotational speed of the vacuum pump is equal to the threshold value, than the pressure upper limit indicating an abnormal increase in the suction-side pressure It is an evacuation system characterized by low.

本発明の好ましい態様は、前記真空ポンプは、その回転速度が予め設定された速度下限値に達した場合は、速度低下信号を前記動作制御部に送信するように構成されており、前記しきい値は前記速度下限値よりも大きいことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記真空ポンプの回転速度が前記しきい値以上であるときは、前記バックアップポンプは第1の回転速度で運転し、前記真空ポンプの回転速度が前記しきい値よりも低いときは、前記バックアップポンプは前記第1の回転速度よりも高い第2の回転速度で運転することを特徴とする。
In a preferred aspect of the present invention, the vacuum pump is configured to transmit a speed reduction signal to the operation control unit when the rotation speed reaches a preset speed lower limit value. The value is larger than the speed lower limit value.
In a preferred aspect of the present invention, when the rotation speed of the vacuum pump is equal to or higher than the threshold value, the backup pump operates at a first rotation speed, and the rotation speed of the vacuum pump is lower than the threshold value. lower case, the backup pump you characterized by operating at the first higher than the rotational speed second rotational speed.

本発明の一参考例は、処理チャンバに接続された吸込管と、前記吸込管から分岐した分岐管およびバックアップ管と、前記分岐管および前記バックアップ管にそれぞれ取り付けられた開閉弁およびバックアップ弁と、前記分岐管に接続された真空ポンプと、前記バックアップ管に接続されたバックアップポンプと、前記開閉弁および前記バックアップ弁の開閉動作を制御する動作制御部とを備え、前記動作制御部は、前記処理チャンバ内の圧力がしきい値に達したときに、前記バックアップ弁を開け、前記開閉弁を閉じるように構成され、前記しきい値は、前記処理チャンバ内の圧力の異常上昇を示す圧力上限値よりも低いことを特徴とする真空排気システムである。
本発明の一参考例は、処理チャンバに接続された吸込管と、前記吸込管から分岐した分岐管およびバックアップ管と、前記分岐管および前記バックアップ管にそれぞれ取り付けられた開閉弁およびバックアップ弁と、前記分岐管に接続された真空ポンプと、前記バックアップ管に接続されたバックアップポンプと、前記開閉弁および前記バックアップ弁の開閉動作を制御する動作制御部とを備え、前記動作制御部は、前記真空ポンプの回転速度をしきい値と比較し、前記真空ポンプの回転速度が前記しきい値よりも低いときに、前記バックアップ弁を開け、前記開閉弁を閉じるように構成され、前記真空ポンプは、その回転速度が予め設定された速度下限値に達した場合は、速度低下信号を前記動作制御部に送信するように構成されており、前記しきい値は前記速度下限値よりも大きく、前記真空ポンプの回転速度が前記しきい値に等しいときの前記処理チャンバ内の圧力は、前記処理チャンバ内の圧力の異常上昇を示す圧力上限値よりも低いことを特徴とする真空排気システムである。
上記参考例の好ましい態様は、前記真空ポンプの回転速度が前記しきい値以上であるときは、前記バックアップポンプは第1の回転速度で運転し、前記真空ポンプの回転速度が前記しきい値よりも低いときは、前記バックアップポンプは前記第1の回転速度よりも高い第2の回転速度で運転することを特徴とする。
One reference example of the present invention includes a suction pipe connected to a processing chamber, a branch pipe and a backup pipe branched from the suction pipe, an on-off valve and a backup valve respectively attached to the branch pipe and the backup pipe, A vacuum pump connected to the branch pipe; a backup pump connected to the backup pipe; and an operation control unit that controls the opening and closing operation of the on-off valve and the backup valve, the operation control unit including the processing When the pressure in the chamber reaches a threshold value, the backup valve is opened and the on-off valve is closed, and the threshold value is a pressure upper limit value indicating an abnormal increase in pressure in the processing chamber. It is an evacuation system characterized by being lower.
One reference example of the present invention includes a suction pipe connected to a processing chamber, a branch pipe and a backup pipe branched from the suction pipe, an on-off valve and a backup valve respectively attached to the branch pipe and the backup pipe, A vacuum pump connected to the branch pipe; a backup pump connected to the backup pipe; and an operation control unit that controls an opening / closing operation of the on-off valve and the backup valve, the operation control unit including the vacuum Comparing the rotation speed of the pump with a threshold value, and when the rotation speed of the vacuum pump is lower than the threshold value, the backup valve is configured to be opened and the open / close valve is closed. When the rotation speed reaches a preset speed lower limit value, the speed reduction signal is configured to be transmitted to the operation control unit, The threshold value is greater than the speed lower limit value, and the pressure in the processing chamber when the rotation speed of the vacuum pump is equal to the threshold value is higher than the pressure upper limit value indicating an abnormal increase in pressure in the processing chamber. It is an evacuation system characterized by low.
In a preferred embodiment of the above reference example , when the rotation speed of the vacuum pump is equal to or higher than the threshold value, the backup pump is operated at a first rotation speed, and the rotation speed of the vacuum pump is lower than the threshold value. Is lower, the backup pump is operated at a second rotation speed higher than the first rotation speed.

真空排気動作が真空ポンプからバックアップポンプに切り替えられるとき、吸込側圧力、例えば、吸込管に接続された処理チャンバ内の圧力は、吸込側圧力の異常上昇を示す圧力上限値よりも低い。したがって、吸込側圧力の異常上昇を防止しつつ、バックアップポンプによって真空排気動作を継続することができる。   When the evacuation operation is switched from the vacuum pump to the backup pump, the suction side pressure, for example, the pressure in the processing chamber connected to the suction pipe is lower than the pressure upper limit value indicating an abnormal increase in the suction side pressure. Therefore, the vacuum pumping operation can be continued by the backup pump while preventing an abnormal increase in the suction side pressure.

真空排気システムの一実施形態を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing one embodiment of an evacuation system. 真空ポンプの回転速度と、真空ポンプの吸込側圧力の時間変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time change of the rotational speed of a vacuum pump, and the suction side pressure of a vacuum pump. バックアップ弁が開かれ、開閉弁が閉じられた状態を示す図である。It is a figure which shows the state in which the backup valve was opened and the on-off valve was closed. 真空ポンプの回転速度と真空ポンプの吸込側圧力との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the rotational speed of a vacuum pump, and the suction side pressure of a vacuum pump. バックアップ運転を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining backup operation. 真空排気システムの他の実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows other embodiment of an evacuation system. 図6に示す実施形態に使用されるしきい値を説明する図である。It is a figure explaining the threshold value used for embodiment shown in FIG. 真空排気システムのさらに他の実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows other embodiment of an evacuation system. バックアップ弁が開かれ、第1の開閉弁が閉じられた状態を示す図である。It is a figure which shows the state by which the backup valve was opened and the 1st on-off valve was closed. バックアップ弁が開かれ、第2の開閉弁が閉じられた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the backup valve was opened and the 2nd on-off valve was closed. 従来のバックアップ運転を説明する図である。It is a figure explaining the conventional backup driving | operation.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1は、真空排気システムの一実施形態を示す模式図である。図1に示すように、真空排気システムは、吸込管5と、吸込管5から分岐した分岐管6およびバックアップ管8と、分岐管6に接続された真空ポンプ10と、バックアップ管8に接続されたバックアップポンプ12とを備えている。吸込管5は、CVD装置やPVD装置、エッチング装置などの半導体デバイス製造装置に備えられる処理チャンバ1に接続されている。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an embodiment of an evacuation system. As shown in FIG. 1, the vacuum exhaust system is connected to a suction pipe 5, a branch pipe 6 and a backup pipe 8 branched from the suction pipe 5, a vacuum pump 10 connected to the branch pipe 6, and a backup pipe 8. The backup pump 12 is provided. The suction pipe 5 is connected to a processing chamber 1 provided in a semiconductor device manufacturing apparatus such as a CVD apparatus, a PVD apparatus, or an etching apparatus.

分岐管6およびバックアップ管8には、開閉弁15およびバックアップ弁16がそれぞれ取り付けられている。これらの開閉弁15およびバックアップ弁16は、信号線を介して動作制御部20に接続されており、開閉弁15およびバックアップ弁16の開閉動作は動作制御部20によって制御される。真空ポンプ10およびバックアップポンプ12は、無線通信または有線通信により動作制御部20に接続されており、これら真空ポンプ10およびバックアップポンプ12の運転は動作制御部20によって制御される。有線通信の形態としては、デジタル通信またはアナログ通信がある。   On-off valve 15 and backup valve 16 are attached to branch pipe 6 and backup pipe 8, respectively. The on-off valve 15 and the backup valve 16 are connected to the operation control unit 20 via signal lines, and the on-off operation of the on-off valve 15 and the backup valve 16 is controlled by the operation control unit 20. The vacuum pump 10 and the backup pump 12 are connected to the operation control unit 20 by wireless communication or wired communication, and operations of the vacuum pump 10 and the backup pump 12 are controlled by the operation control unit 20. As a form of wired communication, there is digital communication or analog communication.

真空ポンプ10およびバックアップポンプ12は、それぞれ電動機およびインバータ(図示せず)を備えており、真空ポンプ10およびバックアップポンプ12の回転速度の現在値はインバータから動作制御部20に送られる。回転速度の現在値を示す信号は、通信または、電圧または電流などのアナログ信号に換算された信号、またはパルス信号に換算された信号でもよい。   The vacuum pump 10 and the backup pump 12 are each provided with an electric motor and an inverter (not shown), and current values of the rotation speeds of the vacuum pump 10 and the backup pump 12 are sent from the inverter to the operation control unit 20. The signal indicating the current value of the rotation speed may be communication, a signal converted into an analog signal such as voltage or current, or a signal converted into a pulse signal.

通常の運転では、開閉弁15は開いており、バックアップ弁16は閉じられている。真空ポンプ10およびバックアップポンプ12は、両方とも運転される。したがって、通常の運転では、処理チャンバ1内の処理ガスは、真空ポンプ10によって排気される。動作制御部20は、真空ポンプ10およびバックアップポンプ12の運転状態、ポンプ運転異常、開閉弁15およびバックアップ弁16の開閉状態を上位装置に送信するためのアナログ信号出力端子またはデジタル信号出力端子(図示せず)を備えている。   In normal operation, the on-off valve 15 is open and the backup valve 16 is closed. Both the vacuum pump 10 and the backup pump 12 are operated. Therefore, in normal operation, the processing gas in the processing chamber 1 is exhausted by the vacuum pump 10. The operation control unit 20 is an analog signal output terminal or a digital signal output terminal for transmitting the operating state of the vacuum pump 10 and the backup pump 12, the abnormal operation of the pump, and the opening / closing states of the on-off valve 15 and the backup valve 16 to the host device (see FIG. Not shown).

半導体デバイスの製造では、処理ガスが処理チャンバ1内に注入されながら、真空ポンプ10は、この処理ガスを処理チャンバ1から排気し、処理チャンバ1内を低圧に維持する。半導体デバイス製造装置は、処理チャンバ1内の圧力を測定する圧力センサ(図示せず)を備えている。処理チャンバ1内の圧力が、圧力の異常上昇を示す圧力上限値を超えると、半導体デバイス製造装置は、その運転を強制的に停止する。したがって、半導体デバイスの製造が開始された後は、処理チャンバ1内の圧力を上記圧力上限値よりも低く維持しなければならない。しかしながら、処理ガスが真空ポンプ10内で固化して堆積物を形成すると、真空ポンプ10の回転速度が低下して、処理チャンバ1内の圧力が大きく上昇することがある。   In the manufacture of a semiconductor device, while the processing gas is injected into the processing chamber 1, the vacuum pump 10 exhausts the processing gas from the processing chamber 1 and maintains the inside of the processing chamber 1 at a low pressure. The semiconductor device manufacturing apparatus includes a pressure sensor (not shown) that measures the pressure in the processing chamber 1. When the pressure in the processing chamber 1 exceeds a pressure upper limit value indicating an abnormal increase in pressure, the semiconductor device manufacturing apparatus forcibly stops its operation. Therefore, after the manufacture of the semiconductor device is started, the pressure in the processing chamber 1 must be kept lower than the upper pressure limit. However, when the processing gas is solidified in the vacuum pump 10 to form a deposit, the rotation speed of the vacuum pump 10 may decrease and the pressure in the processing chamber 1 may increase significantly.

そこで、本実施形態では、処理チャンバ1内の圧力が上記圧力上限値に達する前に、バックアップポンプ12によって処理チャンバ1の真空排気が開始される。図2は、真空ポンプ10の回転速度と、真空ポンプ10の吸込側圧力(すなわち、処理チャンバ1内の圧力)の時間変化を示すグラフである。図2のグラフにおいて、縦軸は回転速度および吸込側圧力を表し、横軸は時間を表している。   Therefore, in the present embodiment, the process chamber 1 is evacuated by the backup pump 12 before the pressure in the process chamber 1 reaches the upper pressure limit. FIG. 2 is a graph showing temporal changes in the rotation speed of the vacuum pump 10 and the suction side pressure of the vacuum pump 10 (that is, the pressure in the processing chamber 1). In the graph of FIG. 2, the vertical axis represents the rotational speed and the suction side pressure, and the horizontal axis represents time.

図2に示すように、動作制御部20は、その内部に、真空排気動作を真空ポンプ10からバックアップポンプ12に切り替えるためのしきい値を予め記憶(格納)している。動作制御部20は、真空ポンプ10の回転速度がしきい値よりも低いときに、バックアップ弁16を開き、開閉弁15を閉じるように構成される。   As shown in FIG. 2, the operation control unit 20 stores (stores) a threshold value for switching the evacuation operation from the vacuum pump 10 to the backup pump 12 in advance. The operation control unit 20 is configured to open the backup valve 16 and close the on-off valve 15 when the rotation speed of the vacuum pump 10 is lower than a threshold value.

図3は、バックアップ弁16が開かれ、開閉弁15が閉じられた状態を示す図である。図3に示すように、バックアップ弁16が開かれ、開閉弁15が閉じられると、吸込管5とバックアップポンプ12とが連通し、吸込管5と真空ポンプ10との連通が遮断される。したがって、吸込管5に接続されている処理チャンバ1内の処理ガスは、バックアップポンプ12によって吸引される。   FIG. 3 is a view showing a state in which the backup valve 16 is opened and the on-off valve 15 is closed. As shown in FIG. 3, when the backup valve 16 is opened and the on-off valve 15 is closed, the suction pipe 5 and the backup pump 12 communicate with each other, and the communication between the suction pipe 5 and the vacuum pump 10 is blocked. Accordingly, the processing gas in the processing chamber 1 connected to the suction pipe 5 is sucked by the backup pump 12.

しきい値は、真空ポンプ10の回転速度と、真空ポンプ10の吸込側圧力(すなわち、処理チャンバ1内の圧力)との関係に基づいて予め決定される。図4は、真空ポンプ10の回転速度と真空ポンプ10の吸込側圧力との関係を示すグラフである。図4に示すグラフから分かるように、真空ポンプ10の回転速度と真空ポンプ10の吸込側圧力は、概ね反比例の関係にある。   The threshold value is determined in advance based on the relationship between the rotation speed of the vacuum pump 10 and the suction side pressure of the vacuum pump 10 (that is, the pressure in the processing chamber 1). FIG. 4 is a graph showing the relationship between the rotation speed of the vacuum pump 10 and the suction side pressure of the vacuum pump 10. As can be seen from the graph shown in FIG. 4, the rotation speed of the vacuum pump 10 and the suction side pressure of the vacuum pump 10 are generally in an inversely proportional relationship.

本実施形態におけるしきい値は、真空ポンプ10の回転速度に関するしきい値である。図4に示すように、しきい値は、半導体デバイス製造装置に設定されている上記圧力上限値よりも低い吸込側圧力TPに相当する予め定められた回転速度である。すなわち、真空ポンプ10の回転速度がしきい値に等しいときの真空ポンプ10の吸込側圧力TPは、圧力上限値よりも低い。したがって、図2に示すように、真空ポンプ10の異常が発生したとき、吸込側圧力が圧力上限値に到達する前に、真空ポンプ10の回転速度はしきい値に到達し、バックアップポンプ12による真空排気が開始される。吸込側圧力は速やかに低下して元の値に維持される。   The threshold value in the present embodiment is a threshold value related to the rotation speed of the vacuum pump 10. As shown in FIG. 4, the threshold value is a predetermined rotation speed corresponding to the suction side pressure TP lower than the pressure upper limit value set in the semiconductor device manufacturing apparatus. That is, the suction side pressure TP of the vacuum pump 10 when the rotation speed of the vacuum pump 10 is equal to the threshold value is lower than the pressure upper limit value. Therefore, as shown in FIG. 2, when an abnormality occurs in the vacuum pump 10, the rotation speed of the vacuum pump 10 reaches a threshold before the suction side pressure reaches the pressure upper limit value. Evacuation is started. The suction side pressure quickly decreases and is maintained at the original value.

次に、図5のフローチャートを参照して、本実施形態に係るバックアップ運転を説明する。ステップ1では、真空ポンプ10が始動される。真空ポンプ10の始動と同時に、またはその後に、バックアップポンプ12が始動される。動作制御部20は、真空ポンプ10の実回転速度が真空ポンプ10の定格回転速度以上か否かを判断する(ステップ2)。真空ポンプ10の実回転速度が定格回転速度以上の場合は、動作制御部20は、真空ポンプ10の回転速度の低下の監視を開始する(ステップ3)。   Next, the backup operation according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. In step 1, the vacuum pump 10 is started. At the same time as or after the vacuum pump 10 is started, the backup pump 12 is started. The operation control unit 20 determines whether or not the actual rotational speed of the vacuum pump 10 is equal to or higher than the rated rotational speed of the vacuum pump 10 (step 2). When the actual rotational speed of the vacuum pump 10 is equal to or higher than the rated rotational speed, the operation control unit 20 starts monitoring the decrease in the rotational speed of the vacuum pump 10 (step 3).

動作制御部20は、真空ポンプ10の回転速度をしきい値と比較し、真空ポンプ10の回転速度がしきい値よりも低いか否かを判断する(ステップ4)。真空ポンプ10の回転速度がしきい値よりも低い場合は、動作制御部20はバックアップ弁16を開く(ステップ5)。   The operation control unit 20 compares the rotation speed of the vacuum pump 10 with a threshold value, and determines whether or not the rotation speed of the vacuum pump 10 is lower than the threshold value (step 4). When the rotation speed of the vacuum pump 10 is lower than the threshold value, the operation control unit 20 opens the backup valve 16 (step 5).

動作制御部20は、再度、真空ポンプ10の回転速度がしきい値よりも低いか否かを判断する(ステップ6)。これは、異物混入などにより、回転速度の一時的な低下が起こる場合があるからである。もし、真空ポンプ10の回転速度が上昇して再度しきい値以上となった場合には、動作制御部20はバックアップ弁16を閉じ(ステップ7)、ステップ3の回転速度の低下の監視を再度開始する。上述したステップ6において、真空ポンプ10の回転速度がしきい値よりも低い場合は、動作制御部20は開閉弁15を閉じ(ステップ8)、これによってバックアップ運転が開始される。   The operation control unit 20 again determines whether or not the rotation speed of the vacuum pump 10 is lower than the threshold value (step 6). This is because the rotational speed may be temporarily reduced due to foreign matter contamination. If the rotation speed of the vacuum pump 10 increases and becomes equal to or greater than the threshold value again, the operation control unit 20 closes the backup valve 16 (step 7), and monitors the decrease in the rotation speed in step 3 again. Start. In step 6 described above, when the rotation speed of the vacuum pump 10 is lower than the threshold value, the operation control unit 20 closes the on-off valve 15 (step 8), thereby starting a backup operation.

消費電力を削減するために、バックアップ運転が開始されるまで、バックアップポンプ12は待機運転をしていてもよい。より具体的には、真空ポンプ10の回転速度がしきい値以上であるときは、バックアップポンプ12は第1の回転速度で運転し、真空ポンプ10の回転速度がしきい値よりも低いときは、バックアップポンプ12は第1の回転速度よりも高い第2の回転速度で運転するようにしてもよい。バックアップ運転に切り替わったときの圧力上昇を避けるために、上述した第1の回転速度は、上記しきい値以上であることが好ましい。   In order to reduce power consumption, the backup pump 12 may be in a standby operation until the backup operation is started. More specifically, when the rotational speed of the vacuum pump 10 is equal to or higher than the threshold value, the backup pump 12 operates at the first rotational speed, and when the rotational speed of the vacuum pump 10 is lower than the threshold value. The backup pump 12 may be operated at a second rotational speed that is higher than the first rotational speed. In order to avoid an increase in pressure when switching to the backup operation, the first rotation speed described above is preferably equal to or higher than the threshold value.

上述したステップ4において、真空ポンプ10の回転速度がしきい値以上である場合は、動作制御部20は真空ポンプ10からアラーム信号が発信されたか否かを判断する(ステップ9)。このアラーム信号は、真空ポンプ10の温度の異常上昇や通信機能停止などの不具合が起こったときに真空ポンプ10から動作制御部20に発信される。アラーム信号が発信されていない場合は、動作制御部20はステップ3の回転速度の低下の監視を再度開始する。アラーム信号が発信された場合には、動作制御部20はバックアップ弁16を開き(ステップ10)、さらに開閉弁15を閉じ(ステップ8)、これによってバックアップ運転が開始される。   In Step 4 described above, when the rotation speed of the vacuum pump 10 is equal to or higher than the threshold value, the operation control unit 20 determines whether an alarm signal is transmitted from the vacuum pump 10 (Step 9). This alarm signal is transmitted from the vacuum pump 10 to the operation control unit 20 when a malfunction such as an abnormal rise in temperature of the vacuum pump 10 or a communication function stop occurs. When the alarm signal is not transmitted, the operation control unit 20 starts monitoring the decrease in the rotational speed in Step 3 again. When the alarm signal is transmitted, the operation control unit 20 opens the backup valve 16 (step 10) and further closes the on-off valve 15 (step 8), thereby starting the backup operation.

一般に、半導体デバイスの製造に使用される処理ガスは、温度の低下に伴って固化する性質を有している。このため、処理ガスが真空ポンプ10内で固化して堆積物を形成し、これがポンプロータの回転を阻害することがある。そこで、真空ポンプ10は、その回転速度が予め設定された速度下限値にまで低下したときには、回転速度の異常低下を示す速度低下信号を発信する機能を備えている。この速度低下信号は、動作制御部20に送られる。動作制御部20は、この速度低下信号を受信すると、真空ポンプ10の運転を停止させるようになっている。上述したしきい値は、速度下限値よりも大きい値である。動作制御部20は、速度低下信号を受信すると、バックアップ弁16を開き、開閉弁15を閉じるように構成されてもよい。   In general, a processing gas used for manufacturing a semiconductor device has a property of solidifying with a decrease in temperature. For this reason, the processing gas is solidified in the vacuum pump 10 to form deposits, which may hinder the rotation of the pump rotor. Therefore, the vacuum pump 10 has a function of transmitting a speed decrease signal indicating an abnormal decrease in the rotational speed when the rotational speed is reduced to a preset speed lower limit value. This speed reduction signal is sent to the operation control unit 20. The operation control unit 20 stops the operation of the vacuum pump 10 when receiving the speed reduction signal. The threshold value mentioned above is a value larger than the speed lower limit value. The operation control unit 20 may be configured to open the backup valve 16 and close the on-off valve 15 when receiving the speed reduction signal.

真空ポンプ10の運転時にバックアップ弁16が閉じられている理由は、処理ガスがバックアップポンプ12内で固化することを防ぐためである。さらに、真空ポンプ10の運転時にバックアップ弁16が閉じられているにもかかわらず、バックアップポンプ12が運転されている理由は、ポンプの運転切替時にバックアップポンプ12が速やかに真空排気動作を開始して、処理チャンバ1内の圧力上昇を防止するためである。   The reason why the backup valve 16 is closed during the operation of the vacuum pump 10 is to prevent the processing gas from solidifying in the backup pump 12. Further, the reason why the backup pump 12 is operated even when the backup valve 16 is closed during the operation of the vacuum pump 10 is that the backup pump 12 promptly starts the evacuation operation when the pump operation is switched. This is to prevent an increase in pressure in the processing chamber 1.

本実施形態では、真空ポンプ10の回転速度は、吸込側圧力を間接的に示す圧力指標値である。圧力指標値として真空ポンプ10の回転速度を使用することにより、吸込側圧力を測定するための圧力センサが不要になる。したがって、半導体デバイス製造装置などの既設の装置に圧力センサを設置することなく、または既設の圧力センサと信号線で接続することなく、本実施形態の真空排気システムを既設の装置に容易に組み込むことができる。   In the present embodiment, the rotation speed of the vacuum pump 10 is a pressure index value that indirectly indicates the suction side pressure. By using the rotation speed of the vacuum pump 10 as the pressure index value, a pressure sensor for measuring the suction side pressure becomes unnecessary. Therefore, the vacuum exhaust system of the present embodiment can be easily incorporated into an existing apparatus without installing a pressure sensor in an existing apparatus such as a semiconductor device manufacturing apparatus or without connecting to the existing pressure sensor with a signal line. Can do.

半導体デバイス製造装置が新たに設置される場合には、圧力センサとともに真空排気システムを半導体デバイス製造装置に組み入れてもよい。このような場合には、圧力センサを動作制御部20に接続し、動作制御部20は吸込側圧力の測定値をしきい値と判断してもよい。図6は、真空排気システムの他の実施形態を示す模式図である。特に説明しない構成及び動作は、図1乃至図5に示す実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。この実施形態では、圧力センサ21が吸込管5に接続されている。圧力センサ21は、真空ポンプ10の吸込側圧力、すなわち、吸込管5および処理チャンバ1内の圧力を測定し、吸込側圧力の測定値を動作制御部20に送信する。本実施形態では、吸込側圧力の測定値は、吸込側圧力を直接的に示す圧力指標値である。   When a semiconductor device manufacturing apparatus is newly installed, an evacuation system may be incorporated in the semiconductor device manufacturing apparatus together with a pressure sensor. In such a case, a pressure sensor may be connected to the operation control unit 20, and the operation control unit 20 may determine the measured value of the suction side pressure as a threshold value. FIG. 6 is a schematic view showing another embodiment of the vacuum exhaust system. Since the configuration and operation that are not particularly described are the same as those of the embodiment shown in FIGS. In this embodiment, the pressure sensor 21 is connected to the suction pipe 5. The pressure sensor 21 measures the suction side pressure of the vacuum pump 10, that is, the pressure in the suction pipe 5 and the processing chamber 1, and transmits the measured value of the suction side pressure to the operation control unit 20. In the present embodiment, the measured value of the suction side pressure is a pressure index value that directly indicates the suction side pressure.

動作制御部20は、吸込側圧力の測定値をしきい値と比較することによって、バックアップ運転を開始すべきか否かを決定する。本実施形態におけるしきい値は、真空ポンプ10の吸込側圧力に関するしきい値である。動作制御部20は、吸込側圧力の測定値がしきい値に達したときに、バックアップ弁16を開き、開閉弁15を閉じる。   The operation control unit 20 determines whether or not the backup operation should be started by comparing the measured value of the suction side pressure with a threshold value. The threshold value in the present embodiment is a threshold value related to the suction side pressure of the vacuum pump 10. When the measured value of the suction side pressure reaches the threshold value, the operation control unit 20 opens the backup valve 16 and closes the open / close valve 15.

図7は、図6に示す実施形態に使用されるしきい値を説明する図である。図7に示すように、しきい値は、半導体デバイス製造装置に設定されている上記圧力上限値よりも低い値である。したがって、真空ポンプ10の異常が発生したとき、吸込側圧力が圧力上限値に到達する前に、吸込側圧力はしきい値に到達し、バックアップポンプ12による真空排気が開始される。   FIG. 7 is a diagram illustrating threshold values used in the embodiment shown in FIG. As shown in FIG. 7, the threshold value is a value lower than the pressure upper limit value set in the semiconductor device manufacturing apparatus. Therefore, when the abnormality of the vacuum pump 10 occurs, the suction side pressure reaches the threshold value before the suction side pressure reaches the pressure upper limit value, and the vacuum pumping by the backup pump 12 is started.

図8は、真空排気システムのさらに他の実施形態を示す模式図である。特に説明しない構成及び動作は、図1乃至図5に示す実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。本実施形態では、吸込管5は、集合管から構成されている。以下、吸込管5を集合管5と称する。集合管5の複数の入口は、複数のブースタポンプ25の排気口に接続されている。これらのブースタポンプ25は複数の処理チャンバ1にそれぞれ接続されている。   FIG. 8 is a schematic view showing still another embodiment of the vacuum exhaust system. Since the configuration and operation that are not particularly described are the same as those of the embodiment shown in FIGS. In the present embodiment, the suction pipe 5 is composed of a collecting pipe. Hereinafter, the suction pipe 5 is referred to as a collecting pipe 5. A plurality of inlets of the collecting pipe 5 are connected to exhaust ports of a plurality of booster pumps 25. These booster pumps 25 are respectively connected to the plurality of processing chambers 1.

第1の分岐管6A、第2の分岐管6B、およびバックアップ管8は、集合管5から分岐しており、それぞれ真空ポンプ10A、真空ポンプ10B、およびバックアップポンプ12に接続されている。真空ポンプ10A、真空ポンプ10B、およびバックアップポンプ12は、それぞれメインポンプとして機能する。第1の分岐管6A、第2の分岐管6B、およびバックアップ管8には、第1の開閉弁15A、第2の開閉弁15B、およびバックアップ弁16がそれぞれ取り付けられている。   The first branch pipe 6A, the second branch pipe 6B, and the backup pipe 8 branch from the collecting pipe 5, and are connected to the vacuum pump 10A, the vacuum pump 10B, and the backup pump 12, respectively. The vacuum pump 10A, the vacuum pump 10B, and the backup pump 12 each function as a main pump. A first on-off valve 15A, a second on-off valve 15B, and a backup valve 16 are attached to the first branch pipe 6A, the second branch pipe 6B, and the backup pipe 8, respectively.

本実施形態において、通常運転からバックアップ運転への切り替えは、上述した図1乃至図5を参照して説明した実施形態と同じように行われる。すなわち、真空ポンプ10Aの回転速度がしきい値よりも低い場合には、図9に示すように、動作制御部20はバックアップ弁16を開き、第1の開閉弁15Aを閉じる。真空ポンプ10Bの回転速度がしきい値よりも低い場合には、図10に示すように、動作制御部20はバックアップ弁16を開き、第2の開閉弁15Bを閉じる。   In the present embodiment, switching from the normal operation to the backup operation is performed in the same manner as in the embodiment described with reference to FIGS. 1 to 5 described above. That is, when the rotation speed of the vacuum pump 10A is lower than the threshold value, the operation control unit 20 opens the backup valve 16 and closes the first on-off valve 15A as shown in FIG. When the rotational speed of the vacuum pump 10B is lower than the threshold value, the operation control unit 20 opens the backup valve 16 and closes the second on-off valve 15B as shown in FIG.

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。   The embodiment described above is described for the purpose of enabling the person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs to implement the present invention. Various modifications of the above embodiment can be naturally made by those skilled in the art, and the technical idea of the present invention can be applied to other embodiments. Accordingly, the present invention is not limited to the described embodiments, but is to be construed in the widest scope according to the technical idea defined by the claims.

1 処理チャンバ
5 吸込管
6,6A,6B 分岐管
8 バックアップ管
10,10A,10B 真空ポンプ
12 バックアップポンプ
15,15A,15B 開閉弁
16 バックアップ弁
20 動作制御部
21 圧力センサ
25 ブースタポンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Processing chamber 5 Suction pipe 6, 6A, 6B Branch pipe 8 Backup pipe 10, 10A, 10B Vacuum pump 12 Backup pump 15, 15A, 15B On-off valve 16 Backup valve 20 Operation control part 21 Pressure sensor 25 Booster pump

Claims (3)

吸込管と、
前記吸込管から分岐した分岐管およびバックアップ管と、
前記分岐管および前記バックアップ管にそれぞれ取り付けられた開閉弁およびバックアップ弁と、
前記分岐管に接続された真空ポンプと、
前記バックアップ管に接続されたバックアップポンプと、
前記開閉弁および前記バックアップ弁の開閉動作を制御する動作制御部とを備え、
前記動作制御部は、前記真空ポンプの回転速度をしきい値と比較し、前記真空ポンプの回転速度が前記しきい値よりも低いときに、前記バックアップ弁を開け、前記バックアップ弁を開けた後であって前記開閉弁を閉じる前に、前記真空ポンプの回転速度を前記しきい値と再度比較し、前記真空ポンプの回転速度が前記しきい値よりも低い場合には、前記開閉弁を閉じるように構成され、
前記真空ポンプの回転速度が前記しきい値に等しいときの前記真空ポンプの吸込側圧力は、前記吸込側圧力の異常上昇を示す圧力上限値よりも低いことを特徴とする真空排気システム。
A suction pipe,
A branch pipe and a backup pipe branched from the suction pipe;
An on-off valve and a backup valve respectively attached to the branch pipe and the backup pipe;
A vacuum pump connected to the branch pipe;
A backup pump connected to the backup pipe;
An operation control unit for controlling the opening and closing operation of the on-off valve and the backup valve,
The operation control unit compares the rotation speed of the vacuum pump with a threshold value, and opens the backup valve and opens the backup valve when the rotation speed of the vacuum pump is lower than the threshold value. And before closing the on-off valve, the rotational speed of the vacuum pump is compared again with the threshold value, and if the rotational speed of the vacuum pump is lower than the threshold value, the on-off valve is closed. Configured as
The vacuum exhaust system, wherein a suction side pressure of the vacuum pump when a rotation speed of the vacuum pump is equal to the threshold value is lower than a pressure upper limit value indicating an abnormal increase in the suction side pressure.
前記真空ポンプは、その回転速度が予め設定された速度下限値に達した場合は、速度低下信号を前記動作制御部に送信するように構成されており、
前記しきい値は前記速度下限値よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の真空排気システム。
The vacuum pump is configured to transmit a speed reduction signal to the operation control unit when the rotation speed reaches a preset speed lower limit value,
The vacuum exhaust system according to claim 1, wherein the threshold value is larger than the speed lower limit value.
前記真空ポンプの回転速度が前記しきい値以上であるときは、前記バックアップポンプは第1の回転速度で運転し、前記真空ポンプの回転速度が前記しきい値よりも低いときは、前記バックアップポンプは前記第1の回転速度よりも高い第2の回転速度で運転することを特徴とする請求項1に記載の真空排気システム。   When the rotation speed of the vacuum pump is greater than or equal to the threshold value, the backup pump operates at a first rotation speed, and when the rotation speed of the vacuum pump is lower than the threshold value, the backup pump The vacuum exhaust system according to claim 1, wherein the vacuum exhaust system is operated at a second rotational speed higher than the first rotational speed.
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WO2025056868A1 (en) * 2023-09-14 2025-03-20 Edwards Limited Vacuum pumping system and method

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201620225D0 (en) * 2016-11-29 2017-01-11 Edwards Ltd Vacuum pumping arrangement
JP2020056373A (en) 2018-10-03 2020-04-09 株式会社荏原製作所 Vacuum exhaust system

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0726623B2 (en) * 1990-03-28 1995-03-29 日本碍子株式会社 Vacuum unit
JPH1063301A (en) * 1996-08-14 1998-03-06 New Cosmos Electric Corp System for detecting abnormality in rotary machine unit
JP2005180279A (en) * 2003-12-18 2005-07-07 Sharp Corp Device for forming vacuum membrane and method for controlling vacuum pump for the same
GB0607616D0 (en) * 2006-04-18 2006-05-31 Boc Group Plc Vacuum pumping system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2025056868A1 (en) * 2023-09-14 2025-03-20 Edwards Limited Vacuum pumping system and method

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