真空排気装置および真空排気方法、基板の加工装置および基板の加工方法
【課題】 プロセスの反応条件に拘わらず、真空ポンプの過負荷を起こすことなくプロセス容器の圧力を短時間で目標圧力に到達させることができる圧力制御を行う真空排気装置を提供する。
【解決手段】プロセスガスＧ１を導入しプロセス反応を行うプロセス容器２１のガスＧ２を排出し、プロセス容器の圧力を真空にする真空ポンプ４、５と、真空ポンプの回転速度を調整し、前記プロセス反応時のプロセス容器の圧力状態が前記プロセス反応に適した圧力状態になるよう制御する第１の制御を行う制御手段６とを備え、制御手段が、前記プロセス反応のプロセス情報に基づいて、真空ポンプの所定の回転速度を算出し、前記第１の制御の前に、真空ポンプを前記所定の回転速度にする第２の制御を行う真空排気装置２とする。
【解決手段】プロセスガスＧ１を導入しプロセス反応を行うプロセス容器２１のガスＧ２を排出し、プロセス容器の圧力を真空にする真空ポンプ４、５と、真空ポンプの回転速度を調整し、前記プロセス反応時のプロセス容器の圧力状態が前記プロセス反応に適した圧力状態になるよう制御する第１の制御を行う制御手段６とを備え、制御手段が、前記プロセス反応のプロセス情報に基づいて、真空ポンプの所定の回転速度を算出し、前記第１の制御の前に、真空ポンプを前記所定の回転速度にする第２の制御を行う真空排気装置２とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロセス容器からガスを排気する真空ポンプの回転数を調整し、プロセス容器の圧力状態を制御する真空排気装置、および真空排気方法、当該真空排気装置を用いてプロセス容器の真空排気を行い、当該プロセス容器内で基板を加工する基板の加工装置、および当該真空排気方法を用いてプロセス容器の真空排気を行い、当該プロセス容器内で基板を加工する基板の加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２１に示すように、従来の真空排気装置１０２は、流量調整器１０３によって流量が調整されてプロセスガスＧ１が導入されるプロセス容器１２１からガスＧ２を排気し、プロセス容器１２１を真空にするターボ分子ポンプ１０４と、ターボ分子ポンプ１０４の排気側のガスＧ２を排気するドライポンプ１０５と、ターボ分子ポンプ１０４の回転数を調整してプロセス容器１２１の圧力を制御する圧力制御コントローラ１０６とを備える。さらに、ターボ分子ポンプ１０４は、ターボ分子ポンプモータ１０４Ｍを内蔵し、ドライポンプ１０５はドライポンプモータ１０５Ｍを内蔵する。
【０００３】
また、真空排気装置１０２は、プロセス容器１２１の圧力を測定する圧力計１０７と、ターボ分子ポンプ１０４の排気側の圧力を測定する圧力計１０８と、ターボ分子ポンプ１０４とドライポンプ１０５との間に設置された、ドライポンプ１０５の停止による大気圧力突入を防止するための電磁弁１０９と、外部電源Ｅ１を受けターボ分子ポンプモータ１０４Ｍにモータ電源Ｅ２を送るモータ制御盤１１０と、外部電源Ｅ１を受けドライポンプモータ１０５Ｍにモータ電源Ｅ３を送るモータ制御盤１１１とを備える。
【０００４】
圧力計１０７、１０８は、測定した圧力を圧力信号として圧力制御コントローラ１０６に送る。圧力制御コントローラ１０６は、ターボ分子ポンプ１０４の回転数を指示する回転数指示信号ｉ６をモータ制御盤１１０に送り、モータ制御盤１１０は指示された回転数にすべく調整された電源Ｅ２をターボ分子ポンプモータ１０４Ｍに送る。圧力制御コントローラ１０６は、プロセス容器１２１の圧力制御を開始する圧力制御開始信号ｉ１をプロセス制御コントローラ(不図示)より受ける。
【０００５】
次に、図２２、図２１を参照し、従来の、ターボ分子ポンプ１０４の回転数調整によるプロセス容器１２１の圧力制御を行う真空排気装置１０２の運転方法のステップについて述べる。ターボ分子ポンプ１０４およびドライポンプ１０５がともに定格回転数で運転されている(ステップＳ１０１)ときに、プロセス容器１２１にプロセスガスＧ１を導入し(ステップＳ１０２)、プロセス制御コントローラ(不図示)より圧力制御コントローラ１０６に圧力制御開始信号ｉ１が送られる(ステップＳ１０３)。次に、ターボ分子ポンプ１０４の回転数を調整することによりプロセス容器１２１の圧力を制御する制御が開始され(ステップＳ１０４)、プロセス容器１２１の圧力が目標値に到達する(ステップＳ１０５)。その後、プロセス制御コントローラ(不図示)より圧力制御終了信号(不図示)が圧力制御コントローラ１０６に送られ(ステップＳ１０６)、プロセス容器１２１の圧力制御が終了する。
【０００６】
次に、図２３、図２１を参照し、従来の圧力制御を時間の経過の観点から説明する。図において、横軸は時間、縦軸は圧力または回転数である。図中、線Ｐ１０２はプロセス容器１２１の圧力、線Ｎ１０４はターボ分子ポンプ１０４の回転数、線Ｎ１０５はドライポンプ１０５の回転数を表す。時間ｔ１０１に、プロセス容器１２１へのプロセスガスＧ１の導入が開始されるが、時間ｔ１０１以前は、ターボ分子ポンプ１０４とドライポンプ１０５は、定格回転数で駆動されており、プロセス容器１２１は、到達圧力(真空)下にある。
【０００７】
時間ｔ１０１に、プロセス容器１２１へのプロセスガスＧ１の導入が開始され、プロセス容器１２１の圧力が上昇し始める。時間ｔ１０２に圧力制御開始信号ｉ１が圧力制御コントローラ１０６に入力され、圧力制御が開始される。目標圧力は到達圧力より高いため、圧力制御コントローラ１０６はターボ分子ポンプ１０４の回転数を減少する回転数調整を行う。ドライポンプ１０５の回転数は調整されず、定格回転数に維持される。ターボ分子ポンプ１０４の回転数の減少により、プロセス容器１２１の圧力は、上昇を開始する。プロセス容器１２１の圧力は圧力計１０７から圧力制御コントローラ１０６にフィードバックされ、圧力制御コントローラ１０６はこの圧力をもとに回転数のフィードバック制御を行い、ターボ分子ポンプ１０４の回転数は昇減速される。時間ｔ１０３にプロセス容器１２１の圧力は目標値に到達し、プロセス容器１２１の圧力は目標値に維持される。時間ｔ１０４に圧力制御終了信号(不図示)がプロセス制御コントローラ(不図示)から圧力制御コントローラ１０６に送られプロセス容器１２１の圧力制御が終了する。
【０００８】
【特許文献１】特開平５−２３１３８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の真空排気装置では、プロセス容器の圧力制御を開始する圧力制御開始信号が圧力制御コントローラに入力された後、プロセス容器の圧力を目標圧力に制御すべくターボ分子ポンプの回転数を調整している。しかし、このプロセス容器の圧力制御時における圧力のオーバーシュートを避けるため、ポンプ回転数は、定格回転数より減速方向に変化するよう調整しており、ポンプ回転数の変化がプロセス容器の圧力変化に反映されるまでに、ポンプ回転数を大きく変える必要がある。
【００１０】
また、プロセス容器の圧力の変化は、プロセス条件にも左右されるが、主としてターボ分子ポンプの回転数変化により支配され、プロセス容器の圧力が目標圧力に到達するまでに要する時間はターボ分子ポンプの回転数変化に要する時間にほぼ相当する。
【００１１】
しかしながら、例えば非接触にて真空中で運転している磁気軸受を備えるターボ分子ポンプにおいては、ロータに作用する摩擦がないために減速に時間を要する。また、ターボ分子ポンプの回転数変化に対しプロセス容器の圧力変化がリニヤに現れず、回転数を大きく変える必要があるため、プロセス容器圧力が目標圧力に到達するまで制御時間の長期化を招いている。また、プロセス容器のクリーニング時等に、ターボ分子ポンプ等のポンプ排気性能を越えるプロセス条件が与えられた場合、過負荷運転によるモータ消費電力の増加・脱調を引き起こし、またロータの振れ回りを招いて保護ベアリング接触の恐れもあった。
【００１２】
そこで、本発明は、プロセスの反応条件にかかわらず、真空ポンプの過負荷を起こすことなくプロセス容器の圧力を短時間で目標圧力に到達させることができる圧力制御を行う真空排気装置、および真空排気方法を提供すること、当該真空排気装置を備えた基板の加工装置、および当該真空排気方法を備えた基板の加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述の目的を達成するために、請求項１に係る発明による真空排気装置２は、例えば図１に示すように、プロセスガスＧ１を導入しプロセス反応を行うプロセス容器２１のガスＧ２を排出し、プロセス容器２１の圧力を真空にする真空ポンプ４、５と；真空ポンプ４、５の回転速度を調整し、前記プロセス反応時のプロセス容器２１の圧力状態が前記プロセス反応に適した圧力状態になるよう制御する第１の制御を行う制御手段６とを備え；制御手段６が、前記プロセス反応のプロセス情報に基づいて、真空ポンプ４、５の所定の回転速度を算出し、前記第１の制御の前に、真空ポンプ４、５を前記所定の回転速度にする第２の制御を行う；真空排気装置２。
【００１４】
このように構成すると、プロセス反応のプロセス情報に基づいて、真空ポンプの所定の回転速度を算出するので、真空ポンプを、第１の制御の前にプロセス反応に適した所定の回転速度にすることができ、プロセスの反応条件にかかわらず、第１の制御において真空ポンプの過負荷を起こすことなく、短時間でプロセス容器の圧力状態をプロセス反応に適した圧力状態にすることができる。
【００１５】
ここで「圧力状態にする」とは、例えばある圧力値にすること、ある圧力値にして当該圧力値に維持すること、一定の増圧率または一定の減圧率で圧力を変化させること、一定の増圧率または一定の減圧率で圧力を変化させる圧力状態を含むこと、圧力を時間的に規則的に変化させること、増圧率または減圧率を時間的に規則的に変化させること、をいう。
【００１６】
典型的には、プロセス反応に適した圧力状態にするために、プロセス容器の圧力を上昇させる必要があるので、真空ポンプは所定の回転速度に減速される。
【００１７】
上述の目的を達成するために、請求項２に係る発明による真空排気装置２は、例えば図１に示すように、プロセスガスＧ１を導入しプロセス反応を行うプロセス容器２１のガスＧ２を排出し、プロセス容器２１の圧力を真空にする第１の真空ポンプ４と；第１の真空ポンプ４の排気側に接続され、前記排気側のガスＧ２を排出し、プロセス容器２１の圧力を真空にする第２の真空ポンプ５と；第１の真空ポンプ４と第２の真空ポンプ５のどちらか一方のポンプ４又は５の回転速度を調整し、前記プロセス反応時のプロセス容器２１の圧力状態が前記プロセス反応に適した圧力状態になるよう制御する第１の制御を行う制御手段６とを備え；制御手段６が、前記プロセス反応のプロセス情報に基づいて、前記どちらか一方のポンプ４又は５の所定の回転速度を算出し、前記第１の制御の前に、前記どちらか一方のポンプ４又は５を前記所定の回転速度にする第２の制御を行う；真空排気装置２。
【００１８】
このように構成すると、プロセス反応のプロセス情報に基づいて、第１の真空ポンプと第２の真空ポンプのどちらか一方のポンプの所定の回転速度を算出するので、どちらか一方のポンプを、第１の制御の前にプロセス反応に適した所定の回転速度にすることができ、プロセスの反応条件にかかわらず、第１の制御において真空ポンプの過負荷を起こすことなく、短時間でプロセス容器の圧力状態がプロセス反応に適した圧力状態になるようにすることができる。
【００１９】
上述の目的を達成するために、請求項３に係る発明による真空排気装置２は、例えば図１に示すように、プロセスガスＧ１を導入しプロセス反応を行うプロセス容器２１のガスＧ２を排出し、プロセス容器２１の圧力を真空にする第１の真空ポンプ４と；第１の真空ポンプ４の排気側に接続され、前記排気側のガスＧ２を排出し、プロセス容器２１の圧力を真空にする第２の真空ポンプ５と；第１の真空ポンプ４の回転速度を調整し、前記プロセスガス反応時のプロセス容器２１の圧力状態が前記プロセス反応に適した圧力状態になるよう制御し第２の真空ポンプ５の回転速度を調整し、前記プロセス反応時の前記排気側の圧力状態が所定の圧力状態になるように制御する第１の制御を行う制御手段６とを備え；制御手段６が、前記プロセス反応のプロセス情報に基づいて、第１の真空ポンプ４と前記第２の真空ポンプ５の少なくともどちらか一方のポンプ４又は５の所定の回転速度を算出し、第１の制御の前に、前記少なくともどちらか一方のポンプ４又は５を前記所定の回転速度にする第２の制御を行う；真空排気装置２。
【００２０】
このように構成すると、プロセス反応のプロセス情報に基づいて、第１の真空ポンプと第２の真空ポンプの少なくともどちらか一方のポンプの所定の回転速度を算出するので、前記少なくともどちらか一方のポンプを、第１の制御の前にプロセス反応に適した所定の回転速度にすることができ、プロセスの反応条件にかかわらず、第１の制御において真空ポンプの過負荷を起こすことなく、短時間でプロセス容器の圧力状態がプロセス反応に適した圧力状態になるようにすることができる。制御手段が、前記プロセス反応のプロセス情報に基づいて、第１の真空ポンプと前記第２の真空ポンプとの所定の回転速度をそれぞれ算出し、第１の制御の前に、第１の真空ポンプと前記第２の真空ポンプとをそれぞれ前記所定の回転速度にする第２の制御を行ってもよい。このようにすると、より広い圧力範囲の制御、圧力変化率の高い圧力変化を含む制御に適切に対処することができる。
【００２１】
上述の目的を達成するために、請求項４に係る発明による基板の加工装置１は、例えば図１、図１９に示すように、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の真空排気装置２と；プロセスガスＧ１が導入されプロセス反応が行われるプロセス容器２１とを備え；プロセス容器２１が、基板Ｗを収納し、前記プロセス反応により基板Ｗの表面を加工し、基板を加工するよう構成される。
【００２２】
このように構成すると、プロセスの反応条件にかかわらず、第１の制御において真空ポンプの過負荷を起こすことなく、短時間でプロセス容器の圧力状態をプロセス反応に適した圧力状態にすることができ、基板を加工する加工時間を短縮することができる。
【００２３】
上述の目的を達成するために、請求項５に係る発明による真空排気方法は、例えば図１に示すように、プロセス容器２１にプロセスガスＧ１を導入してプロセス反応を行う反応工程と；真空ポンプ４、５によってプロセス容器２１のガスを排気し、プロセス容器２１を真空にする真空化工程と；真空ポンプ４、５の回転速度を調整し、プロセス容器２１の圧力を前記プロセス反応に適した真空度になるよう制御する第１の制御工程と；前記プロセス反応のプロセス情報に基づいて、真空ポンプ４、５の所定の回転速度を算出する算出行程と；前記真空ポンプ４、５を、前記第１の制御工程の前に、前記所定の回転速度にする第２の制御工程とを備える。
【００２４】
上述の目的を達成するために、請求項６に係る発明による真空排気方法は、例えば図１に示すように、プロセス容器２１にプロセスガスＧ１を導入してプロセス反応を行う反応工程と；第１の真空ポンプ４によってプロセス容器２１のガスＧ２を排気し、プロセス容器２１を真空にする第１の真空化工程と；第２の真空ポンプ５によって第１の真空ポンプ４の排気側のガスＧ２を排気し、プロセス容器２１を真空にする第２の真空化工程と；第１の真空ポンプ４と第２の真空ポンプ５のどちらか一方のポンプ４または５の回転速度を調整し、前記プロセス反応時のプロセス容器２１の圧力状態が前記プロセス反応に適した圧力状態になるよう制御する第１の制御工程と；前記プロセス反応のプロセス情報に基づいて、前記どちらか一方のポンプ４または５の所定の回転速度を算出する算出行程と；前記どちらか一方のポンプ４または５を、前記第１の制御工程の前に、前記所定の回転速度にする第２の制御工程とを備える。
【００２５】
上述の目的を達成するために、請求項７に係る発明による真空排気方法は、例えば図１に示すように、プロセス容器２１にプロセスガスＧ１を導入してプロセス反応を行う反応工程と；第１の真空ポンプ４によってプロセス容器２１のガスＧ２を排気し、プロセス容器２１を真空にする第１の真空化工程と；第２の真空ポンプ５によって第１の真空ポンプ４の排気側のガスＧ２を排気し、プロセス容器２１を真空にする第２の真空化工程と；第１の真空ポンプ４の回転速度を調整し、プロセスガスＧ１の導入後のプロセス容器２１の圧力状態が前記プロセス反応に適した圧力状態になるよう制御する第１の制御工程と；第２の真空ポンプ５の回転速度を調整し、プロセスガスＧ１の導入後の前記排気側の圧力状態が所定の圧力状態になるよう制御する第２の制御工程と；前記プロセス反応のプロセス情報に基づいて、第１の真空ポンプ４と第２の真空ポンプ５の少なくともどちらか一方のポンプ４、５の所定の回転速度を算出する算出行程と；前記少なくともどちらか一方のポンプ４、５を、前記第１の制御工程および前記第２の制御工程の前に、前記所定の回転速度にする第３の制御工程とを備える。
【００２６】
請求項８に係る真空排気方法は、請求項７に記載の真空排気方法において、例えば図１に示すように、前記第２の制御工程にて第１の真空ポンプ４の排気側の圧力状態が所定の圧力状態になった後に、前記第１の制御工程が行われる。
【００２７】
上述の目的を達成するために、請求項９に係る発明による基板の加工方法は、例えば図１、図１９に示すように、プロセス容器２１に基板Ｗを収納する収納工程と；請求項５乃至請求項８のいずれか１項に記載の真空排気方法によりプロセス容器２１の排気を行う排気行程と；前記プロセス反応により基板Ｗの表面を加工する、基板の加工工程とを備える。
【００２８】
基板とは、半導体基板、ＬＣＤ基板等をいう。基板の表面の加工とは、成膜加工、エッチング加工、灰化加工等をいう。
【００２９】
上述の目的を達成するために、請求項１０に係る発明による真空排気装置２は、例えば図１に示すように、プロセス容器２１のガスＧ２を排出し、プロセス容器２１の圧力を真空にする真空ポンプ４、５と；真空ポンプ４、５の回転速度を調整し、プロセス容器２１の圧力状態が所望の圧力状態になるよう制御する第１の制御を行う制御手段６とを備え；制御手段６が、プロセス情報に基づいて、真空ポンプ４、５の所定の回転速度を算出し、前記第１の制御の前に、真空ポンプ４，５を前記所定の回転速度にする第２の制御を行う。
【００３０】
このように構成すると、プロセス情報に基づいて、真空ポンプの所定の回転速度を算出するので、真空ポンプを、第１の制御の前に所定の回転速度にすることができ、第１の制御において真空ポンプ４、５の過負荷を起こすことなく、短時間でプロセス容器２１の圧力状態を所望の圧力状態にすることができる。
【００３１】
真空ポンプは、プロセス容器のガスを排出し、プロセス容器の圧力を真空にする第１の真空ポンプと、第１の真空ポンプの排気側に接続され、前記排気側のガスを排出し、プロセス容器の圧力を真空にする第２の真空ポンプとを含んで構成されるようにしてもよい。制御手段による真空ポンプの回転速度の調整は、第１の真空ポンプと第２の真空ポンプのどちらか一方のポンプの回転速度の調整であってもよい。制御手段は、プロセス情報に基づいて、前記どちらか一方のポンプの所定の回転速度を算出し、前記第１の制御の前に、前記どちらか一方のポンプを前記所定の回転速度にする第２の制御を行うようにしてもよい。
【００３２】
また、制御手段は、第１の真空ポンプの回転速度を調整し、プロセス容器の圧力状態が所望の圧力状態になるよう制御し、第２の真空ポンプの回転速度を調整し、前記排気側の圧力状態が所定の圧力状態になるように制御する第１の制御を行うようにしてもよい。
【００３３】
上述の目的を達成するために、請求項１１に係る発明による真空排気方法は、例えば図１に示すように、真空ポンプ４、５によってプロセス容器２１のガスＧ２を排気し、プロセス容器２１を真空にする真空化工程と；真空ポンプ４、５の回転速度を調整し、プロセス容器２１の圧力状態が所望の圧力状態になるよう制御する第１の制御工程と；プロセス情報に基づいて、真空ポンプ４、５の所定の回転速度を算出する算出行程と；真空ポンプ４、５を、前記第１の制御工程の前に、前記所定の回転速度にする第２の制御工程とを備える。
【発明の効果】
【００３４】
以上説明したように、本発明によれば、制御手段を備え、プロセス反応のプロセス情報に基づいて、真空ポンプの所定の回転速度を算出するので、真空ポンプを、第１の制御の前にプロセス反応に適した所定の回転速度にすることができ、プロセスの反応条件にかかわらず、第１の制御において真空ポンプの過負荷を起こすことなく、短時間でプロセス容器の圧力状態をプロセス反応に適した圧力状態にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の第１の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図において互いに同一あるいは相当する部材には同一符号を付し、重複した説明は省略する。
【００３６】
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態にかかる基板の加工装置１は、真空排気装置２(図中破線で囲んだ部分)と、プロセス反応を行い気密性を有するプロセス容器２１と、プロセス容器２１に導入するプロセスガスＧ１の流量を調整する流量調整器３とを備える。プロセスガスＧ１は、例えば、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス、これらの混合ガスである不活性ガス、ＣｌＦ３ガス等のクリーニングガスであるが、ＳｉＨ２Ｃｌ２ガス等の反応ガスであってもよい。
【００３７】
真空排気装置２は、プロセス容器２１に排気配管１２を介して接続されプロセス容器２１の内部からガスＧ２を排気し、プロセス容器２１の内部の圧力Ｐ２１を真空にする真空ポンプとしての、および第１の真空ポンプとしてのターボ分子ポンプ４(回転数Ｎ４)と、ターボ分子ポンプ４の排気側に排気配管１３を介して直列に接続されターボ分子ポンプ４の排気側のガスＧ２を外部(例えば大気)に排気する真空ポンプとしての、および第２の真空ポンプとしてのドライポンプ５(回転数Ｎ５)と、ターボ分子ポンプ４とドライポンプ５の運転を調整(例えば起動停止、回転数Ｎ４、Ｎ５の調整等)して、プロセス容器２１の圧力状態をプロセス反応に適した所望の圧力状態に制御する制御手段としての圧力制御コントローラ６とを備える。
【００３８】
ターボ分子ポンプ４は、ケーシング４Ｃと、ケーシング４Ｃ内に収納されたポンプロータ４Ｒと、ポンプロータ４Ｒを駆動するターボ分子ポンプモータ４Ｍと、ポンプモータ４Ｍとポンプロータ４Ｒの回転を支持する軸受(不図示)とを有する。ドライポンプ５は、ケーシング５Ｃと、ケーシング５Ｃ内に収納されたポンプロータ５Ｒと、ポンプロータ５Ｒを駆動するドライポンプモータ５Ｍと、ポンプモータ５Ｍとポンプロータ５Ｒの回転を支持する軸受(不図示)とを有する。
【００３９】
また、真空排気装置２は、プロセス容器２１に設置され、プロセス容器２１の内部の圧力Ｐ２１を測定する圧力計７と、排気配管１３に設置されターボ分子ポンプ４の排気側の圧力Ｐ１３を測定する圧力計８と、ターボ分子ポンプ４とドライポンプ５との間にある排気配管１３上に設置された電磁弁９とを備える。電磁弁９は、ドライポンプ５が停止した場合、排気配管１３を閉とし、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１、ターボ分子ポンプ４の圧力、排気配管１２の圧力、排気配管１３の圧力Ｐ１３が急激に大気圧力に突入するのを防止する。
【００４０】
圧力制御コントローラ６は、プロセス容器２１の圧力制御を開始する圧力制御開始信号ｉ１、プロセス容器２１におけるプロセス反応に関連するプロセス情報ｉ２をプロセス制御コントローラ(不図示)より受ける。
【００４１】
圧力計７は、測定したプロセス容器２１の圧力Ｐ２１を圧力信号ｉ３として圧力制御コントローラ６に送る。圧力計８は、測定したターボ分子ポンプ４の排気側の圧力Ｐ１３(排気配管１３の圧力)を圧力信号ｉ４として圧力制御コントローラ６に送る。真空排気装置２は、外部電源Ｅ１の入力を受け、モータ電源Ｅ２をターボ分子ポンプモータ４Ｍに出力するモータ制御盤１０と、外部電源Ｅ１の入力を受け、モータ電源Ｅ３をドライポンプモータ５Ｍに出力するモータ制御盤１１とを備える。
【００４２】
圧力制御コントローラ６は、制御手段としてのモータ制御盤１０に、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４を調整するための回転数指示信号ｉ６を送り、制御手段としてのモータ制御盤１１に、ドライポンプ５の回転数Ｎ５を調整するための回転数指示信号ｉ７を送る。モータ制御盤１０は、回転数指示信号ｉ６を受け、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４が指示通りの回転数Ｎ４になるよう、ターボ分子ポンプ４に送られるモータ電源Ｅ２を調整する(例えば、電圧、周波数の調整)。モータ制御盤１１は、回転数指示信号ｉ７を受け、ドライポンプ５の回転数Ｎ５が指示通りの回転数Ｎ５になるよう、ドライポンプ５に送られるモータ電源Ｅ３を調整する。
【００４３】
プロセス制御コントローラ(不図示)は、流量調整器３に、プロセス容器２１に導入されるプロセスガス流量を調整する調整信号ｉ８を送る。流量調整器３は、調整信号ｉ８に基づいて、プロセス容器２１に導入されるプロセスガスＧ１の流量を調整する。圧力制御コントローラ６は、ターボ分子ポンプ４の排気側の圧力Ｐ１３が大気圧に突入する可能性がある場合、電磁弁９を閉とする開閉指示信号ｉ９を電磁弁９に送る。
【００４４】
次に、図２を参照し、適宜図１、後述の図３を参照して本実施の形態の真空排気装置２の第１の運転方法のステップについて説明する。下記運転は圧力制御コントローラ６の制御によって行われる(後述の第２〜第７の運転方法において同じ)。
プロセス容器２１の圧力制御を実施する前には、ターボ分子ポンプ４およびドライポンプ５は、それぞれ定格回転数Ｎ４ｒ、Ｎ５ｒで運転され(ステップＳ１)、プロセス容器２１は定格圧力Ｐ２１ｒ下にある。プロセス制御コントローラ(不図示)よりプロセス情報ｉ２が圧力制御コントローラ６へ入力される(ステップＳ２)と、圧力制御コントローラ６は、入力されたプロセス情報ｉ２に基づいて、ターボ分子ポンプ４(一方のポンプ)の所定の回転数としての待機回転数Ｎ４ｗ(定格回転数Ｎ４ｒより小)を演算(算出)する(ステップＳ３)。当該演算の終了後、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４を待機回転数Ｎ４ｗとする、ターボ分子ポンプ４の減速が開始される(ステップＳ４)。なお、ドライポンプ５の回転数Ｎ５の調整は行われず定格回転数Ｎ５ｒに維持される。
【００４５】
次に、プロセス容器２１でプロセス反応を起こさせるためプロセス容器２１にプロセスガスＧ１が導入される(ステップＳ５)。ターボ分子ポンプ４の減速を継続し(ステップＳ６)、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４が待機回転数Ｎ４ｗに到達したか否かを判断する(ステップＳ７)。ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４が待機回転数Ｎ４ｗに到達しない場合(ステップＳ７がＮＯ)、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４の減速を続ける(ステップＳ６)。ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４が待機回転数Ｎ４ｗに到達した場合(ステップＳ７がＹＥＳ)、ターボ分子ポンプ４を待機回転数Ｎ４ｗで待機させる(ステップＳ８)。
【００４６】
その後、プロセス容器２１の圧力制御を開始する圧力制御開始信号ｉ１がプロセス制御コントローラ(不図示)から圧力制御コントローラ６に入力される(ステップＳ９)。次に、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を所定の圧力Ｐ２１ａ(定格圧力Ｐ２１ｒより高圧)(例えば、目標圧力(所望の圧力)Ｐ２１ｘの９０％)とする圧力上昇運転が行われる。プロセス容器２１の圧力Ｐ２１に所定の圧力Ｐ２１ａにするため、ターボ分子ポンプ４を減速する(ステップＳ１１)。回転数Ｎ４を減少させるため、圧力制御コントローラ６から、モータ制御盤１０に回転数調整信号ｉ６が送られ、モータ制御盤１０はターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４が減少するようモータ電源Ｅ２を調整する。よって、ターボ分子ポンプ４は減速する。
【００４７】
圧力制御コントローラ６は、圧力計７から送られるプロセス容器２１の圧力Ｐ２１を表す圧力信号ｉ３を基に、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が所定の圧力Ｐ２１ａに到達したか否かを判断し(ステップＳ１２)、圧力Ｐ２１が所定の圧力Ｐ２１ａに到達しない場合(ステップＳ１２がＮＯ)は、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４の調整すなわちターボ分子ポンプ４の減速(ステップＳ１１)を続ける。プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が所定の圧力Ｐ２１ａに到達した場合(ステップＳ１２がＹＥＳ)は、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘ(定格圧力Ｐ２１ｒより高圧)とする圧力制御が行われ(ステップＳ１３)、圧力調整に付随してターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４は調整され(ステップＳ１４)、ターボ分子ポンプ４は減速する。
【００４８】
圧力制御コントローラ６は、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘに到達したか否かを判断し(ステップＳ１５)、圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘに到達しない場合(ステップＳ１５がＮＯ)は、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４の調整(ステップＳ１４)が続けられる。プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘに到達した場合(ステップＳ１５がＹＥＳ)は、圧力制御コントローラ６は、さらにプロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘに維持する(ステップＳ１６)よう制御する。その後(プロセス容器２１でのプロセス反応が終了した後)、プロセス容器２１の圧力制御を終了する圧力制御終了信号(不図示)がプロセス制御コントローラ(不図示)から圧力制御コントローラ６に入力され(ステップＳ１７)、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘとする圧力制御が終了する(ステップＳ１８)。
【００４９】
図３を参照し、真空排気装置２の第１の運転方法を時間の経過の観点から説明する。図において、横軸は時間、縦軸は圧力または回転数である。図中、Ｐ２１はプロセス容器２１の圧力、Ｎ４はターボ分子ポンプ４の回転数、Ｎ５はドライポンプ５の回転数、Ｐ１３はターボ分子ポンプ４の排気側の圧力を表す。Ｐ２、Ｎ４、Ｎ５、Ｐ１３は、値の割合の時間的変化を示すのが目的で、絶対値を正確に表すものではない(後述の図５、図７、図９において同様)。なお、適宜図１を参照する。
【００５０】
時間ｔ１より前には、ターボ分子ポンプ４およびドライポンプ５はそれぞれ定格回転数Ｎ４ｒ、Ｎ５ｒで回転しており、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１、ターボ分子ポンプ４の排気側の圧力Ｐ１３はそれぞれ定格圧力Ｐ２１ｒ、Ｐ１３ｒである。時間ｔ１に、圧力制御コントローラ６にプロセス情報ｉ２が入力される。その直後に、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４を待機回転数Ｎ４ｗとするターボ分子ポンプ４の減速が始まる。ドライポンプ５の回転は定格回転数Ｎ５ｒに維持され、減速は行われない。よって、ターボ分子ポンプ４の排気側の圧力Ｐ１３は、到達圧力Ｐ１３ｒを維持し変化しない。したがって、図中、Ｎ５は、横軸に平行な直線であり、Ｐ１３は、時間ｔ１と時間ｔ２の間は、横軸に平行な直線である。
【００５１】
時間ｔ２に、プロセス容器２１へのプロセスガスＧ１の導入が開始される。プロセスガスＧ１の導入、およびターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４の減少により、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１は徐々に上昇する。また、ターボ分子ポンプ４の排気側の圧力Ｐ１３は、プロセスガスＧ１の導入により徐々に上昇し、ターボ分子ポンプ４の排気側の圧力Ｐ１３は、時間ｔ２’にＰ１３ｂとなる。時間ｔ３に、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４が待機回転数Ｎ４ｗに到達し、ターボ分子ポンプ４は待機回転数Ｎ４ｗで待機する。ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４の減少が止まると、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１は上昇の割合が緩やかになり、やがて圧力Ｐ２１の上昇がほとんどなくなる。
【００５２】
時間ｔ４に、圧力制御開始信号ｉ１が圧力制御コントローラ６に入力され、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４の減少が再開され、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を所定の圧力Ｐ２１ａとするためにプロセス容器２１の圧力Ｐ２１の上昇が開始される。時間ｔ５に、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が所定の圧力Ｐ２１ａ(例えば目標値の９０％)に到達し、次に圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘとするプロセス容器２１の圧力Ｐ２１の圧力制御が開始される。当該圧力制御において、ターボ分子ポンプ４が、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘになるよう調整され、減速される。ターボ分子ポンプ４の減速により、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が再び上昇する。
【００５３】
時間ｔ６に、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が、目標圧力Ｐ２１ｘに到達し、ターボ分子ポンプ４の減速が一応終了する。ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４を調整し、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘにする圧力制御は継続されている。時間ｔ７に、圧力制御終了信号(不図示)が圧力制御コントローラ６に入力され、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１の制御が終了する。なお、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が時間ｔ５から時間ｔ６までハンチング等を起こさず単調に増加するよう圧力制御がなされる。圧力制御は、目標圧力Ｐ２１ｘと測定したプロセス容器２１の圧力Ｐ２１との偏差を求め、偏差に応じてターボ分子ポンプモータ４Ｍへのモータ電源Ｅ２を調整(例えば、ＰＩ制御、ＰＩＤ制
御)し、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４を調整することにより行うフィードバック制御である。
【００５４】
本第１の運転方法のターボ分子ポンプ４の待機回転数Ｎ４ｗは、プロセス反応に適したプロセス条件をプロセス容器２１に実現できる到達回転数に近い回転数であり、当該到達回転数より例えば２０〜３０％高い回転数とするとよい。ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４を、定格回転数Ｎ４ｒからプロセス容器２１の目標圧力Ｐ２１ｘに対応する到達回転数まで、当該到達回転数を目標として連続して変化させることは行わず、まず最初に定格回転数Ｎ４ｒから待機回転数Ｎ４ｗまで変化させる。待機回転数Ｎ４ｗに到達したときに、待機回転数Ｎ４ｗにて待機させ、その後にプロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘにする圧力制御を行うときに、当該圧力制御時に圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘを超えるオーバーシュートの発生を防ぎつつ、圧力移行時間を短縮することができるように待機回転数Ｎ４ｗが決められる。なお、圧力制御がスムーズに行われ、圧力Ｐ２１のオーバーシュートを回避できる場合は、待機回転数Ｎ４ｗにての待機を必ずしも行う必要はなく、待機回転数Ｎ４ｗに達した時点で即、圧力制御開始信号ｉ１を入力し、圧力制御に移行することも可能である。
【００５５】
所定の圧力Ｐ２１ａは、プロセス容器２１の目標圧力Ｐ２１ｘに近く、目標圧力Ｐ２１ｘよりわずかに低い圧力（例えば、目標圧力Ｐ２１ｘの８０〜９５％）であって、ターボ分子ポンプ４を減速させて、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が所定の圧力Ｐ２１ａになるようにした後に、圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘとする圧力制御を行った場合、圧力Ｐ２１が単調に上昇して目標圧力Ｐ２１ｘに到達し、圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘを超えるオーバーシュートの発生を回避できるように決められた圧力である。
【００５６】
本運転方法では、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が定格圧力Ｐ２１ｒから所定の圧力Ｐ２１ａ(目標圧力の９０％)になるまで、ターボ分子ポンプ４を減速させることにより、圧力Ｐ２１を増加させ、圧力Ｐ２１が所定の圧力Ｐ２１ａに達した時点でターボ分子ポンプ４の減速を停止している。したがって、この間、目標とする圧力Ｐ２１ｘと測定される圧力Ｐ２１を比較して偏差を求め、偏差に応じてターボ分子ポンプモータ４Ｍの電源Ｅ２を調整してターボ分子ポンプの回転数を調整して圧力制御を行っているわけではない。本運転方法における圧力の上昇方法は、単にターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４を下げているだけなので、所要時間(ｔ５−ｔ１)は、圧力Ｐ２１を制御する方式に比べ格段に短い。
【００５７】
一方、目標圧力Ｐ２１ｘになるまでターボ分子ポンプ４の減速により圧力Ｐ２１を上昇させるのでは、目標圧力Ｐ２１ｘに到達した時点で減速を停止しても圧力上昇は止まらず、圧力Ｐ２１は目標圧力Ｐ２１ｘをオーバーシュートしてしまう。よって、所定の圧力ｐ２１ａ(目標圧力Ｐ２１ｘの９０％)まで減速による圧力上昇を行い、その後、回転数Ｎ４を調整し圧力制御を行うことで圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘを超えるオーバーシュートを防いでいる。回転数Ｎ４の減速運転と、その後の圧力制御を組み合わせることによって、圧力Ｐ２１のオーバーシュートを防ぎ且つ目標圧力Ｐ２１ｘに到達するのに要する時間(ｔ６−ｔ４)の短縮化を実現している。
【００５８】
プロセスガスＧ１の導入のタイミングは、プロセスガスＧ１の種類、プロセスガスの導入流量、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１の変化状況、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４等を総合的に勘案し、ターボ分子ポンプ４の過負荷運転が時間ｔ１から時間ｔ７において生じないように決められる。ターボ分子ポンプ４の運転範囲を超える大流量のプロセスガスＧ１が導入される場合は、ターボ分子ポンプ４が待機回転数Ｎ４ｗに到達した後にプロセスガスＧ１を導入するとよい。
【００５９】
プロセス情報には、圧力制御が適切に行われるような、目標圧力、および目標圧力状態、導入ガス(プロセスガス)流量、導入ガス種、圧力制御時間(ｔ７−ｔ５)、が含まれる。
【００６０】
回転数Ｎ４の変化の範囲(定格回転数Ｎ４ｒと目標圧Ｐ２１ｘに対応する回転数の差)が狭い場合、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を所定の圧力Ｐ２１ａに制御する圧力制御は省略してもよい。この場合、より簡略な制御とし、制御時間を短縮することができる
【００６１】
本運転方法では、プロセス反応のプロセス情報に基づいて、ターボ分子ポンプ４の待機回転数Ｎ４ｗを圧力制御コントローラ６によって演算し、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘに制御する圧力制御の前に、ターボ分子ポンプ４を待機回転数Ｎ４ｗまで減速させ待機回転数Ｎ４ｗで待機させるので、プロセスの反応条件にかかわらず、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４を調整することにより行う当該圧力制御において、ターボ分子ポンプ４の過負荷を起こすことなく、短時間でプロセス容器２１の圧力Ｐ２１がプロセス反応に適した所望の圧力になるようにすることができる。また、ターボ分子ポンプ４の待機回転数Ｎ４ｗ、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４の減速のさせ方を、適切に決めることによりプロセス容器２１の圧力Ｐ２１がハンチングを起こさず、単調に上昇するようにし、短時間でプロセス容器２１の圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘに到達し、到達過程において圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘを超えるオーバーシュートを起こさないようにすることができる。
【００６２】
本運転方法では、ドライポンプ５の回転数Ｎ５の調整を行わず、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４のみを調整しているが、この方法は、プロセスガスの導入流量が比較的少なく(例えば、５．０ＳＬＭ以下)(ＳＬＭは標準状態、リッタ／毎分を表す)、プロセス容器２１の定格圧力Ｐ２１ｒと、プロセス反応に適した目標圧力Ｐ２１ｘとの差が比較的小さい場合、すなわち定格圧力Ｐ２１ｒが高真空(０．１Torr以下)で、目標圧力Ｐ２１ｘが比較的高真空(例えば、０．５Torr以下)であり、圧力制御範囲が比較的小さい場合に適している。
【００６３】
さらに、本運転方法において、非接触で真空中で運転している磁気軸受(不図示)を有するターボ分子ポンプ４の場合では、摩擦がないために減速に時間を要し、また回転数Ｎ４の変化に対しリニヤにプロセス容器２１の圧力Ｐ２１の変化が現れず、回転数Ｎ４を大きく変化させる必要があるため、プロセス容器２１の圧力制御時間の長期化を招くが、まず定格回転数Ｎ４ｒから待機回転数Ｎ４ｗまで減速させ、次に圧力Ｐ２１が所定の圧力Ｐ２１ａになるまで回転数Ｎ４を減速させ、次に回転数Ｎ４を調整し圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘにする圧力制御を行うので、定格回転数Ｎ４ｒから目標圧力Ｐ２１ｘに対応する到達回転数に到達するまでの時間(ｔ６−ｔ１)を短くすることができる。
【００６４】
次に、図４を参照し、適宜図１、後述の図５を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかる真空排気装置２の第２の運転方法のステップについて説明する。
圧力制御コントローラ６によるプロセス容器２１の圧力制御を実施する前には、ターボ分子ポンプ４およびドライポンプ５は、それぞれ定格回転数Ｎ４ｒ、Ｎ５ｒで運転されている(ステップＳ２１)。プロセス情報ｉ２が圧力制御コントローラ６へ入力される(ステップＳ２２)と、圧力制御コントローラ６は、入力されたプロセス情報ｉ２に基づいて、ターボ分子ポンプ４の待機回転数Ｎ４ｗ(定格回転数Ｎ４ｒより小)およびドライポンプ５の所定の回転速度としての待機回転数Ｎ５ｗ(定格回転数より小)を演算する(ステップＳ２３)。当該演算の終了後、ターボ分子ポンプ４とドライポンプ５の回転数Ｎ４、５を待機回転数Ｎ４ｗ、Ｎ５ｗとするため、ターボ分子ポンプ４のおよびドライポンプ５の減速を開始する(ステップＳ２４)。
【００６５】
次に、ターボ分子ポンプ４の減速を継続し(ステップＳ２５Ａ)、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４が待機回転数Ｎ４ｗに到達したか否かを判断する(ステップＳ２６Ａ)。ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４が待機回転数Ｎ４ｗに到達しない場合(ステップＳ２６ＡがＮＯ)、ターボ分子ポンプ４の減速を続け(ステップＳ２５Ａ)、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４が待機回転数Ｎ４ｗに到達した場合(ステップＳ２６ＡがＹＥＳ)、ターボ分子ポンプ４を待機回転数Ｎ４ｗで待機させる(ステップＳ２７Ａ)。ターボ分子ポンプ４が待機回転数(例えば、モータ制御盤１０がターボ分子ポンプ運転中と認識可能な回転数の下限以下の回転数)に到達したときに、モータ制御盤１０には電源Ｅ２をターボ分子ポンプに送るのを止め、ターボ分子ポンプ４は、惰性とプロセス容器２１から排気されるガスＧ２によって、ほぼ待機回転数に等しい回転数で回り続ける。
【００６６】
また、ドライポンプ５の減速を継続し(ステップＳ２５Ｂ)、ドライポンプ５の回転数Ｎ５が待機回転数Ｎ５ｗに到達したか否かを判断する(ステップＳ２６Ｂ)。ドライポンプ５の回転数Ｎ５が待機回転数Ｎ５ｗに到達しない場合(ステップＳ２６ＢがＮＯ)、ドライポンプ５の減速を続け(ステップＳ２５Ｂ)、ドライポンプ５の回転数Ｎ５が待機回転数Ｎ５ｗに到達した場合(ステップＳ２６ＢがＹＥＳ)、ドライポンプ５を待機回転数Ｎ５ｗで待機させる(ステップＳ２７Ｂ)。ステップＳ２５ＡからステップＳ２６Ａ、およびステップＳ２５ＢからステップＳ２７Ｂまでは、ステップＳ２４の後に、同時に並行して進行する。
【００６７】
その後、ステップＳ２７ＡおよびステップＳ２７Ｂの後に、プロセス容器２１にプロセスガスＧ１が導入される(ステップＳ２８)。そして、プロセス容器２１の圧力制御開始信号ｉ１がプロセス制御コントローラ(不図示)から圧力制御コントローラ６に入力される(ステップＳ２９)。プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を所定の圧力Ｐ２１ａ(定格圧力Ｐ２１ｒより高圧)(例えば、目標圧力Ｐ２１ｘの９０％)とする圧力Ｐ２１の上昇が行われる。
圧力Ｐ２１を上昇させるため、ドライポンプ５の減速を行う(ステップＳ３１)。このため、圧力制御コントローラ６から、モータ制御盤１１に回転数調整信号ｉ７が送られ、モータ制御盤１１はドライポンプ５の回転数Ｎ５が減少するようモータ電源Ｅ３を調整するので、ドライポンプ５は減速する。
【００６８】
圧力制御コントローラ６は、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が所定の圧力Ｐ２１ａに到達したか否かを判断し(ステップＳ３２)、圧力Ｐ２１が所定Ｐ２１ａの値に到達しない場合(ステップＳ３２がＮＯ)は、ドライポンプ５の減速(ステップＳ３１)を続ける。プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が所定の値Ｐ２１ａに到達した場合(ステップＳ３２がＹＥＳ)は、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力(所望の圧力)Ｐ２１ｘ(定格圧力Ｐ２１ｒより高圧)とする圧力制御が行われ(ステップＳ３３)、ドライポンプ５の回転数Ｎ５を調整する(ステップＳ３４)ため、圧力制御コントローラ６からモータ制御盤１１へ回転数調整信号ｉ７が送られ、モータ制御盤１１はドライポンプ５の回転数Ｎ５が減少するようモータ電源Ｅ３を調整し、ドライポンプ５はさらに減速する。
【００６９】
圧力制御コントローラ６は、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が目標値Ｐ２１ｘに到達したか否かを判断し(ステップＳ３５)、圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘに到達しない場合(ステップＳ３５がＮＯ)は、ドライポンプ５の回転数Ｎ５の調整すなわちドライポンプ５の減速(ステップＳ３４)が続けられる。プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘに到達した場合(ステップＳ３５がＹＥＳ)は、圧力制御コントローラ６は、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘに維持するよう制御し、ドライポンプ５の回転数Ｎ５を調整する(ステップＳ３６)。その後、プロセス容器２１の圧力制御を終了する圧力制御終了信号(不図示)がプロセス制御コントローラ(不図示)から圧力制御コントローラ６に入力され(ステップＳ３７)、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘにする圧力制御が終了する(ステップＳ３８)。
【００７０】
図５を参照し、真空排気装置２の第２の運転方法を時間の経過の観点から説明する。なお、適宜図１を参照する。
【００７１】
時間ｔ１より前には、ターボ分子ポンプ４およびドライポンプ５はそれぞれ定格回転数Ｎ４ｒ、Ｎ５ｒで回転しており、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１は定格圧力Ｐ２１ｒである。時間ｔ１に、圧力制御コントローラ６にプロセス情報ｉ２が入力される。その直後に、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４を待機回転数Ｎ４ｗとする減速と、ドライポンプ５の回転数Ｎ５を待機回転数Ｎ５ｗとする減速とが始まる。
【００７２】
時間ｔ２に、ターボ分子ポンプ４とドライポンプ５のそれぞれの回転数Ｎ４、Ｎ５の減少により、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１は徐々に上昇し始める。時間ｔ３にドライポンプ５の回転数Ｎ５が待機回転数Ｎ５ｗに到達し、ドライポンプ５は待機回転数Ｎ５ｗで待機する。時間ｔ４にターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４が待機回転数Ｎ４ｗに到達し、ターボ分子ポンプ４は待機回転数Ｎ４ｗで待機する。
【００７３】
時間ｔ５に、プロセス容器２１へのプロセスガスＧ１の導入が開始される。時間ｔ６に、圧力制御開始信号ｉ１が圧力制御コントローラ６に入力され、ドライポンプ５(一方のポンプ)の回転数Ｎ５を減速することによる、圧力Ｐ２１を所定の圧力Ｐ２１ａ(例えば目標値Ｐ２１ｘの９０％)とする圧力上昇が開始される。時間ｔ７に、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が所定の圧力Ｐ２１ａに到達し、圧力制御コントローラ６によるプロセス容器２１の圧力Ｐ２１の制御が開始される。すなわち、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘになるようドライポンプ５が減速される。ドライポンプ５の減速により、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１の上昇の割合が増加する。時間ｔ８に、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が、目標圧力Ｐ２１ｘに到達する。引き続き、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１は目標圧力Ｐ２１ｘを維持するよう制御されるので、ドライポンプ５の回転数Ｎ５は目標圧力Ｐ２１ｘに対応する回転数に調整される。これ(目標圧力Ｐ２１ｘの維持)がプロセス反応に適したプロセス容器２１の圧力状態である。時間ｔ９に、圧力制御終了信号(不図示)が圧力制御コントローラ６に入力され、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１の制御が終了する。なお、時間ｔ７から時間ｔ８の間、圧力制御が行われているときに、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１はハンチング等を起こすことなく単調に増加する。
【００７４】
本第２の運転方法のドライポンプ５の待機回転数Ｎ５ｗについて、前述の第１の運転方法のターボ分子ポンプ４の待機回転数Ｎ４ｗについての説明を、ターボ分子ポンプ４をドライポンプ５と読み替え、回転数Ｎ４を回転数Ｎ５と読み替え、定格回転数Ｎ４ｒを定格回転数Ｎ５ｒと読み替え、待機回転数Ｎ４ｗを待機回転数Ｎ５ｗと読み替えて、適用する。
【００７５】
本第２の運転方法のドライポンプ５の所定の圧力Ｐ２１ａについて、前述の第１の運転方法のターボ分子ポンプ４の所定の圧力Ｐ２１ａについての説明を、ターボ分子ポンプ４をドライポンプ５と読み替えて適用する。
【００７６】
本第２の運転方法では、圧力Ｐ２１が定格圧力Ｐ２１ｒから所定の圧力Ｐ２１ａ(目標圧力の９０％)になるまで、ドライポンプ５を減速させることにより、圧力Ｐ２１を増加させ、圧力Ｐ２１が所定の圧力Ｐ２１ａに達した時点でドライポンプ５の減速を停止している。したがって、この間、ドライポンプ５の回転数Ｎ５を調整して圧力制御を行っているわけではない。本運転方法における圧力の上昇方法は、単にドライポンプ５の回転数Ｎ５を下げているだけなので、所要時間(ｔ７−ｔ１)は、圧力Ｐ２１を制御する方式に比べ格段に短い。
【００７７】
一方、目標圧力Ｐ２１ｘになるまでドライポンプ５の減速により圧力Ｐ２１を上昇させるのでは、目標圧力Ｐ２１ｘに到達した時点で減速を停止しても圧力上昇は止まらず、圧力Ｐ２１は目標圧力Ｐ２１ｘをオーバーシュートしてしまう。よって、所定の圧力ｐ２１ａ(目標圧力Ｐ２１ｘの９０％)まで減速による圧力上昇を行い、その後、回転数Ｎ５を調整し圧力制御を行うことで圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘを超えるオーバーシュートを防いでいる。回転数Ｎ５の減速運転と、その後の圧力制御を組み合わせることによって、圧力Ｐ２１のオーバーシュートを防ぎ且つ目標圧力Ｐ２１ｘに到達するのに要する時間(ｔ８−ｔ６)の短縮化を実現している。
【００７８】
プロセスガスＧ１の導入のタイミングは、プロセスガスＧ１の種類、プロセスガスの導入流量、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１の変化状況、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４、ドライポンプ５の回転数Ｎ５等を総合的に勘案し、ターボ分子ポンプ４とドライポンプ５の過負荷運転が時間ｔ１から時間ｔ９において生じないように決められる。本運転方法では、ターボ分子ポンプ４の運転範囲を超える大流量のプロセスガスＧ１(例えば、１０ＳＬＭ以上)が導入される場合であるので、ターボ分子ポンプ４が待機回転数Ｎ４ｗに到達し、電源Ｅ２の供給が停止され、惰性で回転する状態になった後にプロセスガスＧ１が導入される。
【００７９】
なお、本第２の運転方法において、目標圧力Ｐ２１ｘを維持することが、プロセス反応に適したプロセス容器２１の圧力状態である。
本運転方法では、プロセス反応のプロセス情報に基づいて、ターボ分子ポンプ４の待機回転数Ｎ４ｗ、ドライポンプ５の待機回転数Ｎ５ｗを圧力制御コントローラ６によって演算し、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘに制御する圧力制御の前に、ドライポンプ５を待機回転数Ｎ５ｗまで減速させ待機回転数Ｎ５ｗで待機させるので、プロセスの反応条件にかかわらず、ドライポンプ５の回転数Ｎ５を調整することにより行う当該圧力制御において、ドライポンプ５の過負荷を起こすことなく、短時間でプロセス容器２１の圧力Ｐ２１がプロセス反応に適した所望の圧力になるようにすることができる。プロセスガスＧ１を導入した時点で、ターボ分子ポンプ４は待機回転数で回転しているので、ターボ分子ポンプ４の過負荷が生じることがない。
【００８０】
また、ドライポンプ５の待機回転数Ｎ５ｗ、ドライポンプ５の回転数Ｎ５の減速のさせ方を、適切に決めることによりプロセス容器２１の圧力Ｐ２１がハンチングを起こさず、単調に上昇するようにし、短時間でプロセス容器２１の圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘに到達し、到達過程において圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘを超えるオーバーシュートを起こさないようにすることができる。
【００８１】
本第２の運転方法では、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４の調整を行わず、ドライポンプ５の回転数Ｎ５のみを調整しているが、この方法は、プロセスガスの導入流量が比較的多く(例えば、１０ＳＬＭ以上)、プロセス容器２１の定格圧力Ｐ２１ｒと、プロセス反応に適した目標圧力Ｐ２１ｘとの差が比較的大きい場合、すなわち定格圧力Ｐ２１ｒが高真空(例えば、０．１Torr以下)で、目標圧力Ｐ２１ｘが比較的高真空(例えば、０．５Torr以上)であり、圧力制御範囲が比較的大きい場合に適している。
【００８２】
次に、図６を参照し、適宜図１、後述の図７を参照し、本発明の第１の実施の形態にかかる真空排気装置２の第３の運転方法のステップについて説明する。
圧力制御コントローラ６によるプロセス容器２１の減圧制御を実施する前には、プロセス容器２１内に大気(空気)が導入され、プロセス容器２１は大気圧である。すなわち、プロセス容器内が一度大気解放されて空気で満たされた後の状態である。また、ターボ分子ポンプ４は停止しており、ドライポンプ５は定格回転数Ｎ５ｒで定格運転している(ステップＳ４１)。プロセス制御コントローラ(不図示)よりプロセス情報ｉ２が圧力制御コントローラ６へ入力される(ステップＳ４２)と、圧力制御コントローラ６は、入力されたプロセス情報ｉ２に基づいて、ドライポンプ５の待機回転数Ｎ５ｗを演算する(ステップＳ４３)。当該演算の終了後、圧力制御コントローラ６による、ドライポンプ５の回転数Ｎ５を待機回転数Ｎ５ｗとする減速が行われる(ステップＳ４４)。
【００８３】
次に、ドライポンプ５の回転数Ｎ５が待機回転数Ｎ５ｗに到達したか否かを判断する(ステップＳ４５)。ドライポンプ５の回転数Ｎ５が待機回転数Ｎ５ｗに到達しない場合(ステップ４５がＮＯ)、ドライポンプ５の減速を続け(ステップＳ４４)、ドライポンプ５の回転数Ｎ５が待機回転数Ｎ５ｗに到達した場合(ステップＳ４５がＹＥＳ)、ドライポンプ５を待機回転数Ｎ５ｗで待機させる(ステップＳ４６)。
【００８４】
その後プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標の(所望の)減圧率ＰＲ２１ｘ(減圧の場合、正)で減圧する減圧制御開始信号(不図示)がプロセス制御コントローラ(不図示)から圧力制御コントローラ６に入力され(ステップＳ４７)、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１のドライポンプ５の回転数Ｎ５を調整することによる減圧制御が実施される(ステップＳ４８)。圧力制御コントローラ６から、モータ制御盤１１に回転数調整信号ｉ７が送られ、モータ制御盤１１はドライポンプ５の回転数Ｎ５が増加するようモータ電源Ｅ３を調整するので、ドライポンプ５は増速する(ステップＳ４９)。
【００８５】
ドライポンプ５の増速中、圧力制御コントローラ６はドライポンプ５の回転数Ｎ５が定格回転数Ｎ５ｒに到達したか否かを判断する(ステップＳ５０)。ドライポンプ５の回転数Ｎ５が定格回転数Ｎ５ｒに到達していない場合(ステップＳ５０がＮＯの場合)、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が所定の設定値Ｐ２１ｂより高いか否か判断される(ステップＳ５２)。プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が所定の設定値Ｐ２１ｂより高い場合(ステップＳ５２がＹＥＳ)、プロセス容器２１の減圧率ＰＲ２１(プロセス容器２１の排気率)が目標の値ＰＲ２１ｘより大きいか否か判断される(ステップＳ５４)。減圧率(単位Torr/sec)の大小は、圧力の傾きの絶対値の大小にて判断する。プロセス容器２１の減圧率ＰＲ２１が目標の値ＰＲ２１ｘより小さい場合(ステップＳ５４がＮＯ)、ドライポンプ５の回転数Ｎ５を増加させる(ステップＳ４９)。プロセス容器２１の減圧率ＰＲ２１が目標の値ＰＲ２１ｘより大きい場合(ステップＳ５４がＹＥＳ)、ドライポンプ５の回転数Ｎ５を減速させ(ステップＳ５５)、ステップＳ５０の前に戻る。
【００８６】
プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が設定値Ｐ２１ｂより低い場合(ステップＳ５２がＮＯ)、ターボ分子ポンプ４の背圧側が起動可能圧力に到達したと判断し、ターボ分子ポンプ４を起動させる。
ドライポンプ５の回転数Ｎ５が定格回転数Ｎ５ｒに到達した場合(ステップＳ５０がＹＥＳ)、ドライポンプ５の回転数の調整は停止(ステップＳ５１)し、ドライポンプ５は定格回転数Ｎ５ｒでの回転を維持し、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標の減圧率ＰＲ２１ｘで減圧する減圧制御が終了する(ステップＳ５６)。
【００８７】
減圧率は、プロセス情報ｉ２に含まれる。また、プロセス容器２１の容積もプロセス情報ｉ２に含まれる。
【００８８】
図７を参照し、真空排気装置２の第３の運転方法を時間の経過の観点から説明する。なお、適宜図１を参照する。
【００８９】
時間ｔ１より前に、ターボ分子ポンプ４は停止状態にあり、ドライポンプ５は定格回転数Ｎ５ｒで回転しており、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１は、大気圧にある。時間ｔ１に、圧力制御コントローラ６にプロセス容器２１のスロー排気を行うべくプロセス情報ｉ２が入力される。その直後に、ドライポンプ５の回転数Ｎ５を待機回転数Ｎ５ｗとするドライポンプ５の減速が始まる。時間ｔ２にドライポンプ５の回転数Ｎ５が待機回転数Ｎ５ｗに到達し、ドライポンプ５は待機回転数Ｎ５ｗで待機する。この間、電磁弁９が閉であるので、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１、ターボ分子ポンプ４の排気側の圧力Ｐ１３は変化しない。
【００９０】
時間ｔ３に、減圧制御開始信号(不図示)が圧力制御コントローラ６に入力され、電磁弁９が開となり、ドライポンプ５の回転数Ｎ５を調整することによるプロセス容器２１の圧力Ｐ２１の減圧率ＰＲ２１(排気レート(単位Torr／sec))を目標のＰＲ２１ｘとする制御が開始される。すなわち、プロセス容器２１の減圧率ＰＲ２１が目標の一定の値ＰＲ２１ｘとなるよう制御し、ドライポンプ５の回転数Ｎ５を増加させる調整が行われる。この間、ターボ分子ポンプ４の排気側の圧力Ｐ１３もほぼ一定の減圧率ＰＲ１３で減圧される。ドライポンプ５の回転数Ｎ５の上昇によりプロセス容器２１の圧力Ｐ２１が大気圧から減少し、真空度を増していく。
【００９１】
時間ｔ４にプロセス容器２１の圧力Ｐ２１が所定の設定圧力Ｐ２１ｂに到達し、圧力制御コントローラ６から起動信号(不図示)がモータ制御盤１０に出され、ターボ分子ポンプ４が起動する。時間ｔ５にドライポンプ５の回転数Ｎ５が定格回転数Ｎ５ｒに到達し、プロセス容器２１の減圧率ＰＲ２１を一定に制御する制御が終了し、スロー排気運転が終了する。時間ｔ６にプロセス容器２１の圧力Ｐ２１が定格値Ｐ２１ｒに到達する。時間ｔ７に、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４が定格回転数Ｎ４ｒに到達し、真空排気装置２の定格運転に移行する。
【００９２】
プロセス反応のプロセス情報に基づいて、ドライポンプ５の待機回転数Ｎ５ｗを圧力制御コントローラ６によって演算し、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標の減圧率ＰＲ２１ｘで減圧する減圧制御の前に、ドライポンプ５を待機回転数Ｎ５ｗで待機させるので、プロセスの反応条件にかかわらず、ドライポンプ５の回転数Ｎ５を調整することにより行う当該減圧制御において、ドライポンプ５の過負荷を起こすことなく、短時間でプロセス容器２１の減圧率ＰＲ２１がプロセス反応に適した所望の減圧率ＰＲ２１ｘになるようにすることができる。また、ドライポンプ５の待機回転数Ｎ５ｗ、ドライポンプ５の回転数Ｎ５の増速を、適切に決めることによりプロセス容器２１の圧力がハンチングを起こさず、単調に減少するようにし、短時間でプロセス容器２１の減圧率ＰＲ２１が目標の(所望の)減圧率ＰＲ２１ｘに到達するようにすることができる。
【００９３】
設定された一定の減圧率ＰＲ２１ｘ(排気レート)で減圧(排気)するので、ドライポンプ５によるプロセス容器２１の排気時に、プロセス容器２１内に生成されたパーティクルが飛散することを抑制することができる。
【００９４】
本運転方法では、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が大気圧下にあるときから減圧率が一定である運転が行われるので、吸い込み圧が高く、流量が大きいガスを扱うことができるドライポンプ５の回転数を調整する。プロセス容器２１の圧力が大気圧の場合、大気圧に近い場合は、ターボ分子ポンプ４の運転条件範囲外であるため、本運転方法では、プロセス容器の圧力が所定の設定圧力に達するまでターボ分子ポンプ４は運転しない。
本運転方法において、目標減圧率ＰＲ２１ｘで減圧することが、プロセス反応に適したプロセス容器２１の圧力状態である。
【００９５】
次に、図８を参照し、適宜図１、後述の図９を参照し、本発明の第１の実施の形態にかかる真空排気装置２の第４の運転方法のステップについて説明する。
圧力制御コントローラ６によるプロセス容器２１の圧力制御を実施する前には、ターボ分子ポンプ４およびドライポンプ５は、それぞれ定格回転数Ｎ４ｒ、Ｎ５ｒで運転されている(ステップＳ６１)。プロセス情報ｉ２が圧力制御コントローラ６へ入力される(ステップＳ６２)と、圧力制御コントローラ６は、入力されたプロセス情報ｉ２に基づいて、ターボ分子ポンプ４の待機回転数Ｎ４ｗおよびドライポンプ５の待機回転数Ｎ５ｗを演算する(ステップＳ６３)。当該演算の終了後、圧力制御コントローラ６は、ターボ分子ポンプ４のおよびドライポンプ５の回転数Ｎ４、Ｎ５を待機回転数Ｎ４ｗ、Ｎ５ｗとする減速を開始する(ステップＳ６４)。
【００９６】
次に、プロセス容器２１にプロセスガスＧ１が導入される(ステップＳ６５)。ターボ分子ポンプ４の減速が継続され(ステップＳ６６Ａ)、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４が待機回転数Ｎ４ｗに到達したか否かを判断する(ステップＳ６７Ａ)。ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４が待機回転数Ｎ４ｗに到達しない場合(ステップＳ６７ＡがＮＯ)、ターボ分子ポンプ４の減速を続け(ステップＳ６６Ａ)、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４が待機回転数Ｎ４ｗに到達した場合(ステップＳ６７ＡがＹＥＳ)、ターボ分子ポンプ４を待機回転数Ｎ４ｗで待機させる(ステップＳ６８Ａ)。
【００９７】
また、ドライポンプ５の減速が継続され(ステップＳ６６Ｂ)、ドライポンプ５の回転数Ｎ５が待機回転数Ｎ５ｗに到達したか否かを判断する(ステップＳ６７Ｂ)。ドライポンプ５の回転数Ｎ５が待機回転数Ｎ５ｗに到達しない場合(ステップＳ６７ＢがＮＯ)、ドライポンプ５の減速を続け(ステップＳ６６Ｂ)、ドライポンプ５の回転数Ｎ５が待機回転数Ｎ５ｗに到達した場合(ステップＳ６７ＢがＹＥＳ)、ドライポンプ５を待機回転数Ｎ５ｗで待機させる(ステップＳ６８Ｂ)。ステップ６６Ａからステップ６８Ａ、およびステップ６６Ｂからステップ６８Ｂまでは、ステップ６５の後に、同時に並行して進行する。
【００９８】
その後、ステップＳ６８ＡおよびステップＳ６８Ｂの後に、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力(所望の圧力)Ｐ２１ｘとする圧力制御開始信号ｉ１がプロセス制御コントローラ(不図示)から圧力制御コントローラ６に入力される(ステップＳ６９)。ドライポンプ５の回転数Ｎ５を減少させることにより、ターボ分子ポンプ４の排気側圧力Ｐ１３を所定の圧力Ｐ１３ｃ(例えば、目標圧力Ｐ１３ｘの８０％)とする減圧を行うため、ドライポンプ５は減速される(ステップＳ７０)。ターボ分子ポンプ４の排気側圧力Ｐ１３が所定の圧力Ｐ１３ｃに到達したか否かが判断される(ステップＳ７１)。ターボ分子ポンプ４の排気側圧力Ｐ１３が所定の圧力Ｐ１３ｃに到達しない場合(ステップＳ７１がＮＯの場合)は、ドライポンプ５の減速が継続される(ステップＳ７０)。ターボ分子ポンプ４の排気側圧力Ｐ１３が所定の圧力Ｐ１３ｃに到達した場合(ステップＳ７１がＹＥＳの場合)は、ドライポンプ５の回転数Ｎ５の調整によるターボ分子ポンプ４の排気側の圧力Ｐ１３を目標圧力Ｐ１３ｘとする圧力制御を行う(ステップＳ７２)。ターボ分子ポンプ４の排気側圧力Ｐ１３が目標圧力Ｐ１３ｘに到達すると(ステップＳ７３)、さらに、ドライポンプ５の回転数Ｎ５が調整され、ターボ分子ポンプ４の排気側圧力Ｐ１３が目標圧力Ｐ１３ｘを維持するよう制御される(ステップＳ７４)。
【００９９】
プロセス容器２１の圧力制御開始信号ｉ１がプロセス制御コントローラ(不図示)から圧力制御コントローラ６に入力された(ステップＳ６９)後、ターボ分子ポンプ４は減速され(ステップＳ７５)、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が圧力制御開始前から所定の圧力ΔＰ２１ｄ(例えば、２０ｍTorr)だけ増加したか否かが判断される(ステップＳ７６)。プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が所定の圧力ΔＰ２１ｄだけ増加しない場合(増加が所定の圧力ΔＰ２１ｄ未満の場合)(ステップＳ７６がＮＯ)、ターボ分子ポンプ４の減速が継続される(ステップＳ７５)。プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が所定の圧力ΔＰ２１ｄだけ増加した場合(増加が所定の圧力ΔＰ２１ｄ以上の場合)(ステップＳ７６がＹＥＳ)、ターボ分子ポンプ４はある回転数ΔＮ４ｄ(例えば、定格回転数の２０％)だけ増加され、その増加した回転数Ｎ４ｄに維持される(ステップＳ７７)。
【０１００】
次に、ターボ分子ポンプ４の排気側圧力が所定の圧力Ｐ１３ｃ(例えば、目標圧力Ｐ１３ｘの８０％)に到達したか否か判断される(ステップＳ７８)。所定の圧力Ｐ１３ｃに到達しない場合(所定の圧力Ｐ１３ｃ未満の場合)(ステップＳ７８がＮＯ)、増加した回転数Ｎ４ｄに維持される(ステップＳ７７)。所定の圧力Ｐ１３ｃに到達した場合(所定の圧力Ｐ１３ｃ以上の場合)(ステップＳ７８がＹＥＳ)、プロセス容器２の圧力Ｐ２１を所定の圧力Ｐ２１ａ(例えば、目標圧力Ｐ２１ｘの９０％)とする減圧を行うため、ターボ分子ポンプ４が減速される(ステップＳ７９)。
【０１０１】
プロセス容器２１の圧力が所定の圧力Ｐ２１ａに到達したか否かが判断される(ステップＳ８０)。所定の圧力Ｐ２１ａに到達しない場合(ステップＳ８０がＮＯ)、ターボ分子ポンプ４の減速が継続される(ステップＳ７９)。所定の圧力Ｐ２１ａに到達した場合(ステップＳ８０がＹＥＳ)、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４を調整することによるプロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力とする圧力制御が行われる(ステップＳ８１)。プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が目標値Ｐ２１ｘに到達し(ステップＳ８２)、さらにターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４が調整され、プロセス容器２１の圧力ＰＣ２１を目標圧力Ｐ２１ｘに維持するよう制御される(ステップＳ８３)。ステップ７４およびステップS８３の後に、プロセス容器２１の圧力制御を終了させる圧力制御終了信号(不図示)がプロセス制御コントローラ(不図示)から圧力制御コントローラ６に入力され(ステップＳ８４)、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１の圧力制御が終了する(ステップＳ８５)。
ステップＳ６９の後、ステップＳ７０からステップＳ７４、およびステップＳ７５からステップＳ８３は２系統の制御として同時並行的に行われる。
【０１０２】
図９を参照し、真空排気装置２の第４の運転方法を時間の経過の観点から説明する。なお、適宜図１を参照する。
時間ｔ１より前には、ターボ分子ポンプ４およびドライポンプ５はそれぞれ定格回転数Ｎ４ｒ、Ｎ５ｒで回転しており、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１は定格値Ｐ２１ｒにある。時間ｔ１に、圧力制御コントローラ６にプロセス情報ｉ２が入力される。その直後からターボ分子ポンプ４およびドライポンプ５を待機回転数Ｎ４ｗ、Ｎ５ｗとするターボ分子ポンプ４およびドライポンプ５の減速が始まる。
【０１０３】
時間ｔ２に、プロセス容器２１へのプロセスガスＧ１の導入が開始される。プロセスガスＧ１の導入、およびその後のターボ分子ポンプ４とドライポンプ５のそれぞれの回転数Ｎ４、Ｎ５の減少により、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１は徐々に上昇する。
時間ｔ３にドライポンプ５の回転数Ｎ５が待機回転数Ｎ５ｗに到達し、その後ドライポンプ５は待機回転数Ｎ５ｗで待機する。時間ｔ４にターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４が待機回転数Ｎ４ｗに到達し、その後ターボ分子ポンプ４は待機回転数Ｎ４ｗで待機する。
【０１０４】
時間ｔ５に、圧力制御開始信号ｉ１が圧力制御コントローラ６に入力される。その後にターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４の減少が再開され、ターボ分子ポンプ４の排気側圧力Ｐ１３を所定の圧力Ｐ１３ｃ(例えば、目標圧力Ｐ１３ｘの８０％)とする増圧運転が開始され、さらにドライポンプ５の回転数Ｎ５の減少が行われ、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が増圧に転じる。
【０１０５】
時間ｔ６に、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が、圧力制御開始信号ｉ１が入力されターボ分子ポンプ４の減速が開始されたときのプロセス容器２１の圧力から所定の圧力ΔＰ２１ｄ(例えば、２０mTorr)だけ上昇すると、ターボ分子ポンプ４はある回転数ΔＮ４ｄ(例えば、定格回転数の２０％)だけ増速させ、その増加した回転数Ｎ４ｄ(例えば、現状回転数に定格回転数の２０％を加えた回転数)に維持される。
【０１０６】
時間ｔ７に、ターボ分子ポンプ４の排気側圧力Ｐ１３が所定の圧力Ｐ１３ｃに到達し、ドライポンプ５の回転数Ｎ５を調整することにより排気側圧力Ｐ１３を目標値Ｐ１３ｘとする圧力制御が行われる。また、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４を調整することによりプロセス容器２１の圧力Ｐ２１を所定の圧力Ｐ２１ａ(例えば、目標圧力Ｐ２１ｘの９０％)とする減圧運転が行われる。
【０１０７】
時間ｔ８に、ターボ分子ポンプ４の排気側圧力Ｐ１３が目標値Ｐ１３ｘに到達する。その後、ターボ分子ポンプ４の排気側圧力Ｐ１３を目標値Ｐ１３ｘに維持する圧力制御が続けて実施される。
【０１０８】
時間ｔ９に、プロセス容器２１の圧力が所定の圧力Ｐ２１ａに到達し、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４を調整することによりプロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘに制御する圧力制御が開始される。時間ｔ１０に、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１は目標圧力Ｐ２１ｘに到達し、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘを維持する圧力制御が続けて実施される。
【０１０９】
時間ｔ１１に、圧力制御終了信号(不図示)が圧力制御コントローラ６に入力され、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１の圧力制御、ターボ分子ポンプ４の排気側圧力Ｐ１３の圧力制御が終了する。
【０１１０】
本運転方法において、プロセス反応のプロセス情報に基づいて、ターボ分子ポンプ４とドライポンプ５の待機回転数Ｎ４ｗ、Ｎ５ｗを圧力制御コントローラ６によって演算し、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘに制御する圧力制御の前に、ターボ分子ポンプ４を待機回転数Ｎ４ｗで待機させ、ターボ分子ポンプ４の排気側の圧力Ｐ１３を目標圧力Ｐ１３ｘにする圧力制御の前に、ドライポンプ５を待機回転数Ｎ５ｗで待機させるので、プロセスの反応条件にかかわらず、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４を調整することにより行う圧力制御およびドライポンプ５の回転数Ｎ５を調整することにより行う圧力制御において、ターボ分子ポンプ４およびドライポンプ５の過負荷を起こすことなく、短時間でプロセス容器２１の圧力Ｐ２１がプロセス反応に適した所望の圧力Ｐ２１ｘになるようにすることができる。また、ターボ分子ポンプ４およびドライポンプ５の待機回転数Ｎ４ｗ、Ｎ５ｗ、ターボ分子ポンプ４およびドライポンプ５の回転数Ｎ４、Ｎ５の減速のさせ方を適切に決めることにより、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１がハンチングを起こさず単調に減少するようにし、短時間でプロセス容器２１の圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘに到達するようにすることができる。
【０１１１】
本運転方法は、ターボ分子ポンプ４とドライポンプ５の回転数Ｎ４、Ｎ５をともに調整することによりプロセス容器２１の圧力Ｐ２１とターボ分子ポンプ４の排気側圧力Ｐ１３を制御しているので、圧力範囲のより広い圧力制御(目標圧力と到達圧力との差が大きい制御)を適切に行うことができる。本運転方法は、ドライポンプ５のみでは排気できないけれども、ターボ分子ポンプ４を併用することにより実現できるプロセスガスＧ１の流量が多い領域に適している。
【０１１２】
本運転方法では、ターボ分子ポンプ４とドライポンプ５とを共に適切な待機回転数Ｎ４ｗ、Ｎ５ｗで待機させた後に、ターボ分子ポンプ４の回転数調整によるプロセス容器２１の圧力Ｐ２１の圧力制御、ドライポンプ５の回転数Ｎ５の調整によるターボ分子ポンプ４の排気側の圧力Ｐ１３の圧力制御を行い、圧力Ｐ２１の圧力制御を、圧力Ｐ１３の圧力制御において圧力Ｐ１３が目標圧力Ｐ１３ｘに到達した後に、開始する。したがって、圧力Ｐ２１の圧力制御および圧力Ｐ１３の圧力制御を同時に開始した場合には、圧力Ｐ１３が目標圧力Ｐ１３ｘに到達する前に、圧力２１が先に目標圧力Ｐ２１ｘに到達すると、ターボ分子ポンプ４の排気圧力である圧力Ｐ１３の変動による、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１のオーバーシュートが発生する場合があるが、本運転方法によりこの現象を回避できる。
【０１１３】
ターボ分子ポンプ４の排気側圧力Ｐ１３が目標圧力Ｐ１３ｘに到達する前に、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘに到達した場合、ターボ分子ポンプ４は目標圧力Ｐ２１ｘに到達した時点の回転数Ｎ４を維持し微調整をする程度の回転数調整のみを行う。一方、ターボ分子ポンプ４の排気側圧力Ｐ１３が目標圧力Ｐ１３ｘに到達していない場合、ドライポンプ５は減速動作を行う。ドライポンプ５が減速するとターボ分子ポンプ４の排気側圧力Ｐ１３は上昇する。ターボ分子ポンプ４の排気側圧力Ｐ１３が上昇するとターボ分子ポンプ４はガス流量が一定であってもプロセス容器２１の圧力Ｐ２１を一定に保つために回転数を上昇させなければならない。これは排気側圧力Ｐ１３が高くなると回転数が同じ場合でも排気性能が低下するためである。よって、ターボ分子ポンプ４がほぼ一定回転数で運転している際に、ドライポンプ５の減速によりターボ分子ポンプ４の排気側圧力Ｐ１３が上昇すると、ターボ分子ポンプ４は回転数Ｎ４を上昇させなければならないが、ガスが流れている場合、ターボ分子ポンプ４は無負荷の場合に比べ回転上昇に時間を要するため、ドライポンプ５の減速による排気側圧力Ｐ１３の上昇に追従できるほどの回転上昇ができずにプロセス容器２１の圧力Ｐ２１が上昇してしまう。このプロセス容器２１の圧力Ｐ２１の上昇がオーバーシュートとなる。本運転方法では、排気側圧力Ｐ１３が目標圧力Ｐ１３ｘに達してから、圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘに到達するので、Ｐ２１のオーバーシュートを防止することができる。
【０１１４】
本運転方法において、ターボ分子ポンプ４とドライポンプ５を待機回転数Ｎ４ｗ、Ｎ５ｗで待機させたのち後、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を増加させるためにターボ分子ポンプ４とドライポンプ５の回転数Ｎ４、Ｎ５を減少させたときに、プロセス容器２の圧力が所定の値ΔＰ２１ｄ(上記では２０mTorr)以上、増加したときには、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４をある回転数ΔＮ４ｄだけ増加させている。これは、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が上昇したときには、ターボ分子ポンプ４の排気側圧力Ｐ１３も上昇しており、ターボ分子ポンプ４の排気側圧力Ｐ１３の影響をプロセス容器２１の圧力Ｐ２１に与えないために、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が上昇し始めたら、ターボ分子ポンプ４の回転数を少し上昇させてプロセス容器２１の圧力Ｐ２１のオーバーシュートを防止するためである。
なお、本運転方法において、目標圧力Ｐ２１ｘを維持することが、プロセス反応に適したプロセス容器２１の所望の圧力状態である。また、目標圧力Ｐ１３ｘを維持することが、ターボ分子ポンプ４の排気側の所定の圧力状態である。
【０１１５】
図１０を参照し、適宜図１、図３、図５、図７、図９を参照して、図１の真空排気装置１のプロセス容器２１の詳細な構成を説明する。図１０は、プロセス容器２１の詳細な構成を示すブロック断面図である。
【０１１６】
プロセス容器２１は、縦型の熱処理を行う容器であり、被処理体例えば半導体ウエハｗを収容して所定の処理例えばＣＶＤ処理を施すため熱処理炉を構成する処理容器例えば石英製の反応管２１である。反応管２１は、図示例では内管３２ａと外管３２ｂの二重管構造とされているが、外管３２ｂだけの単管構造(不図示)であってもよい。また、反応管２１の下部には、反応管２１内に処理ガスやパージ用の不活性ガスを導入するガス導入管部（ガス導入ポート）３３と、反応管２１内を排気する排気管部（排気ポート）３４とを有する環状のマニホールド４５）が気密に接続されている。
【０１１７】
ガス導入管部３３には流量調節器３(図１)が設置されたプロセスガスＧ１を供給する配管３７が接続され、排気管部３４には反応管２１内を減圧制御可能なターボ分子ポンプ４等に連通する排気配管１２が接続されている。マニホールド４５は、図示しないベースプレートに取付けられている。また、反応管２１の周囲には、反応管２１内を所定の温度例えば３００〜１２００℃に加熱制御可能な円筒状のヒータ４６が設けられている。
【０１１８】
反応管２１の下端のマニホールド４５は、熱処理炉の炉口４０を形成しており、熱処理炉の下方には炉口４０を開閉する蓋体４１が昇降機構４２により昇降可能に設けられている。前記蓋体４１は、マニホールド４５の開口端に当接して炉口４０を密閉するようになっている。
【０１１９】
この蓋体４１上には、多数例えば２５〜１５０枚程度のウエハｗを水平状態で鉛直上下方向に間隔をおいて多段に支持する熱処理用ボート４３が炉口断熱手段である保温筒４４を介して載置されている。ボート４３は、昇降機構４２による蓋体４１の上昇により反応管２１内にロード（搬入）され、蓋体４１の下降により反応管２１内からアンロード（搬出）されるようになっている。
【０１２０】
次に以上の構成からなるプロセス容器２１の作用ないし処理方法について述べる。先ず、反応管２１内に流量調整器３を経てプロセスガスＧ１としての不活性ガス例えば窒素ガスを導入しながらウエハｗを搭載した熱処理用ボート４３を保温筒４４と共に反応管２１内に搬入する。
【０１２１】
次いで、流量調節器３の上流側に設置された遮断弁（不図示）を遮断した状態で、ターボ分子ポンプ４およびドライポンプ５により排気配管１２を介して反応管２１内を排気及び真空引きして真空置換を行う(初期真空引き)。この時、パーティクルの巻上げを防止するために、前述の第３の運転方法により行うことができる。
【０１２２】
真空置換を終えたなら、流量調節器３を介してプロセスガスである処理ガスを反応管２１内に導入して所定の処理、例えばウエハの成膜処理を開始する。この時の処理が圧力が変動する部分に常温で硬い物質例えば二酸化珪素（ＳｉＯ２）等からなる反応副生成物の付着を伴うＴＥＯＳプロセス等の成膜処理である場合もある。
【０１２３】
前記成膜処理が終了したなら、反応管２１内の真空置換及び窒素ガスによる置換を行い、引き続き次工程の処理を連続的に行ってもよく、処理を終了する場合は、真空置換及び窒素ガスによる置換後、反応管内を常圧に戻し、反応管２１内から熱処理用ボート４３を搬出すればよい。
【０１２４】
前述の初期真空引きにおいて排気レート０．１〜２０Ｔｏｒｒ／秒の連続的可変制御が可能であるため、最適化を行うことによりパーティクル等の巻き上げを防止しつつ、最短時間を実現することが可能で、所要時間の短縮が図れる。
【０１２５】
また、ターボ分子ポンプ４およびドライポンプ５の回転数調整により例えば反応管２１内を数百Ｔｏｒｒ程度の低真空（弱減圧）に減圧制御した状態で流量調整器３からクリーニングガスを反応管２１内に導入して反応管２１の内部を洗浄処理する等の低真空処理を行うことが可能であり、上述の第１、第２、第４も運転方法のいずれかによりガス種や処理圧力の異なる復数種類の処理を行うことが可能であり、しかも、これら複数種類の処理を連続して行うことも可能である。
【０１２６】
図１１に、本発明の第３の運転方法におけるプロセス容器２１の圧力の時間的経過を曲線Ａにて示す。曲線Ｂ線は、ドライポンプの起動後ドライポンプの回転数の調整を行わず、流路途中に圧力調整バルブ(不図示)を設けて圧力調整バルブの開度を調整することにより減圧率を調整した場合を表す。縦軸は圧力(単位Torr)であり、横軸は時間である。図中、時間ｔ１にドライポンプ５の減速運転が開始され、時間ｔ２、ｔ３にターボ分子ポンプ４およびドライポンプ５が定格回転数に到達し通常運転が開始される。曲線Aでは、時間
ｔ１から時間ｔ２まで１．１分を要し、曲線Bでは、時間ｔ１から時間ｔ３まで６．１７分を要する。したがって、本第３の運転方法により５．０７分短縮できる。
【０１２７】
以上、ＣＶＤ処理を施すため熱処理炉を構成する処理容器例えば石英製の反応管２１であるプロセス容器２１を有する真空排気装置であるとして説明したが、酸素Ｏ２と水素Ｈ２を直接導入し基板上に酸化膜を形成するプロセス容器２１を有する減圧酸化装置(一種の真空排気装置)であってもよい。
【０１２８】
以下、本発明の第２の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図において互いに同一あるいは相当する部材には同一符号を付し、重複した説明は省略する。
【０１２９】
図１２に示すように、本発明の実施の形態にかかる基板の加工装置１は、真空排気装置２(図中破線で囲んだ部分)と、プロセス反応を行い気密性を有するプロセス容器２１と、プロセス容器２１に導入するプロセスガスＧ１の流量を調整する流量調整器３とを備える。プロセスガスＧ１は、例えば、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス、これらの混合ガスである不活性ガス、ＣｌＦ３ガス等のクリーニングガスであるが、ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスの反応ガスであってもよい。
【０１３０】
真空排気装置２は、プロセス容器２１に排気配管１２を介して接続されプロセス容器２１の内部からガスＧ２を排気し、プロセス容器２１の内部の圧力Ｐ２１を真空にする第１の真空ポンプとしてのブースタドライポンプ２４(回転数Ｎ２４)(以下ブースタポンプ２４)と、ブースタポンプ２４の排気側に排気配管(不図示)を介して直列に接続されブースタポンプ２４の排気側のガスＧ２を外部(例えば大気)に排気する第２の真空ポンプとしてのメインドライポンプ２５(回転数Ｎ２５)(以下メインポンプ２５)の運転を調整(例えば起動停止、回転数Ｎ２４、Ｎ２５の調整等)して、プロセス容器２１の圧力状態をプロセス反応に適した圧力状態に制御する制御手段としての圧力制御コントローラ６とを備える。なお、本実施の形態では、前述の通り第１の真空ポンプおよび第２の真空ポンプはともにドライポンプである。
【０１３１】
ブースタポンプ２４はケーシング２４Ｃと、ケーシング２４Ｃ内に収納されたポンプロータ２４Ｒと、ポンプロータ２４Ｒを駆動するドライポンプモータ２４Ｍと、ポンプモータ２４Ｍとポンプロータ２４Ｒの回転を支持する軸受(不図示)とを有する。メインポンプ２５はケーシング２５Ｃと、ケーシング２５Ｃ内に収納されたポンプロータ２５Ｒと、ポンプロータ２５Ｒを駆動するドライポンプモータ２５Ｍと、ポンプモータ２５Ｍとポンプロータ２５Ｒの回転を支持する軸受(不図示)とを有する。
【０１３２】
また、真空排気装置２は、プロセス容器２１に設置され、プロセス容器２１の内部の圧力Ｐ２１を測定する圧力計７と、プロセス容器２１とブースタポンプ２４の間にある排気配管１２上に設置された電磁弁９とを備える。電磁弁９は、メインポンプ２５が停止した場合、排気配管１２を閉とし、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が急激に大気圧力に突入するのを防止する。
【０１３３】
圧力制御コントローラ６は、プロセス容器２１の圧力制御を開始する圧力制御開始信号ｉ１、プロセス容器２１におけるプロセス反応に関連するプロセス情報ｉ２をプロセス制御コントローラ(不図示)より受ける。
【０１３４】
圧力計７は、測定したプロセス容器２１の圧力Ｐ２１を圧力信号ｉ３として圧力制御コントローラ６に送る。真空排気装置２は、外部電源Ｅ１の入力を受け、モータ電源Ｅ３をメインポンプモータ２５Ｍに出力し、モータ電源Ｅ２をブースタポンプモータ２４Ｍに出力するモータ制御盤３１とを備える。モータ制御盤は、ブースタポンプ２４とメインポンプ２５にそれぞれ設けてもよい。
【０１３５】
圧力制御コントローラ６は、制御手段としてのモータ制御盤３１に、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５およびブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４を調整するための回転数指示信号ｉ１０を送る。モータ制御盤３１は、回転数指示信号ｉ１０を受け、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５が指示通りの回転数Ｎ２５になるよう、メインポンプ２５に送られるモータ電源Ｅ３を調整する。 またモータ制御盤３１は、回転数指示信号ｉ１０を受け、ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４が指示通りの回転数Ｎ２４になるよう、ブースタポンプ２４に送られるモータ電源Ｅ２を調整する。
【０１３６】
プロセス制御コントローラ(不図示)は、流量調整器３に、プロセス容器２１に導入されるプロセスガス流量を調整する調整信号ｉ８を送る。流量調整器３は、調整信号ｉ８に基づいて、プロセス容器２１に導入されるプロセスガスＧ１の流量を調整する。圧力制御コントローラ６は、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が大気圧に突入する可能性がある場合、電磁弁９を閉とする開閉指示信号ｉ９を電磁弁９に送る。
【０１３７】
次に、図１３を参照し、適宜図１２、後述の図１４を参照して本実施形態の真空排気装置２の第５の運転方法のステップについて説明する。下記運転は圧力制御コントローラ６の制御によって行われる。
プロセス容器２１の圧力制御を実施する前には、メインポンプ２５およびブースタポンプ２４は、それぞれ定格回転数Ｎ２５ｒ、Ｎ２４ｒで運転され(ステップＳ２０１)、プロセス容器２１は定格圧力Ｐ２１ｒ下にある。プロセス制御コントローラ(不図示)よりプロセス情報ｉ２が圧力制御コントローラ６へ入力される(ステップＳ２０２)と、圧力制御コントローラ６は、入力されたプロセス情報ｉ２に基づいて、ブースタポンプ２４(上段のポンプ)の所定の回転数としての待機回転数Ｎ２４ｗ(定格回転数Ｎ２４ｒより小)を演算(算出)する(ステップＳ２０３)。当該演算の終了後、ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４を待機回転数Ｎ２４ｗとする、ブースタポンプ２４の減速が開始される(ステップＳ２０４)。なお、メインポンプ２５(下段のポンプ)の回転数Ｎ２５の調整は行われず定格回転数Ｎ２５ｒに維持される。
【０１３８】
次に、プロセス容器２１でプロセス反応を起こさせるためプロセス容器２１にプロセスガスＧ１が導入される(ステップＳ２０５)。ブースタポンプ２４の減速を継続し(ステップＳ２０６)、ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４が待機回転数Ｎ２４ｗに到達したか否かを判断する(ステップＳ２０７)。ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４が待機回転数Ｎ２４ｗに到達しない場合(ステップＳ２０７がＮＯ)、ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４の減速を続ける(ステップＳ２０６)。ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４が待機回転数Ｎ２４ｗに到達した場合(ステップＳ２０７がＹＥＳ)、ブースタポンプ２４を待機回転数Ｎ２４ｗで待機させる(ステップＳ２０８)。
【０１３９】
その後、プロセス容器２１の圧力制御を開始する圧力制御開始信号ｉ１がプロセス制御コントローラ(不図示)から圧力制御コントローラ６に入力される(ステップＳ２０９)。次に、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を所定の圧力Ｐ２１ａ(定格圧力Ｐ２１ｒより高圧)(例えば、目標圧力Ｐ２１ｘの９０％)とする圧力上昇運転が行われる。プロセス容器２１の圧力Ｐ２１に所定の圧力Ｐ２１ａにするため、ブースタポンプ２４を減速する(ステップＳ２１１)。回転数Ｎ２４を減少させるため、圧力制御コントローラ６から、モータ制御盤３１に回転数調整信号ｉ１０が送られ、モータ制御盤３１はブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４が減少するようモータ電源Ｅ２を調整する。よって、ブースタポンプ２４は減速する。
【０１４０】
圧力制御コントローラ６は、圧力計７から送られるプロセス容器２１の圧力Ｐ２１を表す圧力信号ｉ３を基に、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が所定の圧力Ｐ２１ａに到達したか否かを判断し(ステップＳ２１２)、圧力Ｐ２１が所定の圧力Ｐ２１ａに到達しない場合(ステップＳ２１２がＮＯ)は、ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４の調整すなわちブースタポンプ２４の減速(ステップＳ２１１)を続ける。プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が所定の圧力Ｐ２１ａに到達した場合(ステップＳ２１２がＹＥＳ)は、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘ(定格圧力Ｐ２１ｒより高圧)とする圧力制御が行われ(ステップＳ２１３)、圧力調整に付随してブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４は調整され(ステップＳ２１４)、ブースタポンプ２４は減速する。
【０１４１】
圧力制御コントローラ６は、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘに到達したか否かを判断し(ステップＳ２１５)、圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘに到達しない場合(ステップＳ２１５がＮＯ)は、ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４の調整(ステップＳ２１４)が続けられる。プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘに到達した場合(ステップＳ２１５がＹＥＳ)は、圧力制御コントローラ６は、さらにプロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘに維持する(ステップＳ２１６)よう制御する。その後(プロセス容器２１でのプロセス反応が終了した後)、プロセス容器２１の圧力制御を終了する圧力制御終了信号(不図示)がプロセス制御コントローラ(不図示)から圧力制御コントローラ６に入力され(ステップＳ２１７)、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘとする圧力制御が終了する(ステップＳ２１８)。
【０１４２】
図１４を参照し、真空排気装置２の第５の運転方法を時間の経過の観点から説明する。図１４において、横軸は時間、縦軸は圧力または回転数である。図中、Ｐ２１はプロセス容器２１の圧力、Ｎ２４はブースタポンプ２４の回転数、Ｎ２５はメインポンプ２５の回転数を表す。Ｐ２１、Ｎ２５、Ｎ２４は、値の割合の時間的変化を示すのが目的で、絶対値を正確に表すものではない(後述の図１６、図１８において同様)。なお、適宜図１２を参照する。
【０１４３】
時間ｔ１より前には、ブースタポンプ２４およびメインポンプ２５はそれぞれ定格回転数Ｎ２４ｒ、Ｎ２５ｒで回転しており、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１は、定格圧力Ｐ２１ｒである。時間ｔ１に、圧力制御コントローラ６にプロセス情報ｉ２が入力される。その直後に、ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４を待機回転数Ｎ２４ｗとするブースタポンプ２４の減速が始まる。メインポンプ２５の回転は定格回転数Ｎ２５ｒに維持され、減速は行われない。したがって、図１４中、Ｎ２５は、横軸に平行な直線である。
【０１４４】
時間ｔ２に、プロセス容器２１へのプロセスガスＧ１の導入が開始される。プロセスガスＧ１の導入、およびブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４の減少により、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１は徐々に上昇する。時間ｔ３に、ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４が待機回転数Ｎ２４ｗに到達し、ブースタポンプ２４は待機回転数Ｎ２４ｗで待機する。ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４の減少が止まると、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１は上昇の割合が緩やかになり、やがて圧力Ｐ２１の上昇がほとんどなくなる。
【０１４５】
時間ｔ４に、圧力制御開始信号ｉ１が圧力制御コントローラ６に入力され、ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４の減少が再開され、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を所定の圧力Ｐ２１ａとするためにプロセス容器２１の圧力Ｐ２１の上昇が開始される。時間ｔ５に、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が所定の圧力Ｐ２１ａ(例えば目標値の９０％)に到達し、次に圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘとするプロセス容器２１の圧力Ｐ２１の圧力制御が開始される。当該圧力制御において、ブースタポンプ２４が、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘになるよう調整され、減速される。ブースタポンプ２４の減速により、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が再び上昇する。
【０１４６】
時間ｔ６に、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が、目標圧力Ｐ２１ｘに到達し、ブースタポンプ２４の減速が一応終了する。ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４を調整し、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘにする圧力制御は継続されている。時間ｔ７に、圧力制御終了信号(不図示)が圧力制御コントローラ６に入力され、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１の制御が終了する。なお、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が時間ｔ５から時間ｔ６までハンチング等を起こさず単調に増加するよう圧力制御がなされる。圧力制御は、目標圧力Ｐ２１ｘと測定したプロセス容器２１の圧力Ｐ２１との偏差を求め、偏差に応じてブースタポンプモータ２４Ｍへのモータ電源Ｅ２を調整(例えば、ＰＩ制御、ＰＩＤ制御)し、ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４を調整することにより行うフィードバック制御である。
【０１４７】
本第５の運転方法のブースタポンプ２４の待機回転数Ｎ２４ｗは、プロセス反応に適したプロセス条件をプロセス容器２１に実現できる到達回転数に近い回転数であり、当該到達回転数より例えば２０〜３０％高い回転数とするとよい。ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４を、定格回転数Ｎ２４ｒからプロセス容器２１の目標圧力Ｐ２１ｘに対応する到達回転数まで、当該到達回転数を目標として連続して変化させることは行わず、まず最初に定格回転数Ｎ２４ｒから待機回転数Ｎ２４ｗまで変化させる。待機回転数Ｎ２４ｗに到達したときに、待機回転数Ｎ２４ｗにて待機させ、その後にプロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘにする圧力制御を行うときに、当該圧力制御時に圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘを超えるオーバーシュートの発生を防ぎつつ、圧力移行時間を短縮することができるように待機回転数Ｎ２４ｗが決められる。なお、圧力制御がスムーズに行われ、圧力Ｐ２１のオーバーシュートを回避できる場合は、待機回転数Ｎ２４ｗにての待機を必ずしも行う必要はなく、待機回転数Ｎ２４ｗに達した時点で即、圧力制御開始信号ｉ１を入力し、圧力制御に移行することも可能である。
【０１４８】
所定の圧力Ｐ２１ａは、プロセス容器２１の目標圧力Ｐ２１ｘに近く、目標圧力Ｐ２１ｘよりわずかに低い圧力（例えば、目標圧力Ｐ２１ｘの８０〜９５％）であって、ブースタポンプ２４を減速させて、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が所定の圧力Ｐ２１ａになるようにした後に、圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘとする圧力制御を行った場合、圧力Ｐ２１が単調に上昇して目標圧力Ｐ２１ｘに到達し、圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘを超えるオーバーシュートの発生を回避できるように決められた圧力である。
【０１４９】
本運転方法では、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が定格圧力Ｐ２１ｒから所定の圧力Ｐ２１ａ(目標圧力の９０％)になるまで、ブースタポンプ２４を減速させることにより、圧力Ｐ２１を増加させ、圧力Ｐ２１が所定の圧力Ｐ２１ａに達した時点でブースタポンプ２４の減速を停止している。したがって、この間、目標とする圧力Ｐ２１ｘと測定される圧力Ｐ２１を比較して偏差を求め、偏差に応じてブースタポンプモータ２４Ｍの電源Ｅ２を調整してブースタポンプの回転数を調整して圧力制御を行っているわけではない。本運転方法における圧力の上昇方法は、単にブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４を下げているだけなので、所要時間(ｔ５−ｔ１)は、圧力Ｐ２１を制御する方式に比べ格段に短い。
【０１５０】
一方、目標圧力Ｐ２１ｘになるまでブースタポンプ２４の減速により圧力Ｐ２１を上昇させるのでは、目標圧力Ｐ２１ｘに到達した時点で減速を停止しても圧力上昇は止まらず、圧力Ｐ２１は目標圧力Ｐ２１ｘをオーバーシュートしてしまう。よって、所定の圧力ｐ２１ａ(目標圧力Ｐ２１ｘの９０％)まで減速による圧力上昇を行い、その後、回転数Ｎ２４を調整し圧力制御を行うことで圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘを超えるオーバーシュートを防いでいる。回転数Ｎ２４の減速運転と、その後の圧力制御を組み合わせることによって、圧力Ｐ２１のオーバーシュートを防ぎ且つ目標圧力Ｐ２１ｘに到達するのに要する時間(ｔ６−ｔ４)の短縮化を実現している。
【０１５１】
プロセスガスＧ１の導入のタイミングは、プロセスガスＧ１の種類、プロセスガスの導入流量、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１の変化状況、ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４等を総合的に勘案し、ブースタポンプ２４の過負荷運転が時間ｔ１から時間ｔ７において生じないように決められる。ブースタポンプ２４の運転範囲を超える大流量のプロセスガスＧ１が導入される場合は、ブースタポンプ２４が待機回転数Ｎ２４ｗに到達した後にプロセスガスＧ１を導入するとよい。
【０１５２】
プロセス情報には、圧力制御が適切に行われるような、目標圧力、および目標圧力状態、導入ガス(プロセスガス)流量、導入ガス種、圧力制御時間(ｔ７−ｔ５)、が含まれる。
【０１５３】
回転数Ｎ２４の変化の範囲(定格回転数Ｎ２４ｒと目標圧Ｐ２１ｘに対応する回転数の差)が狭い場合、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を所定の圧力Ｐ２１ａに制御する圧力制御は省略してもよい。この場合、より簡略な制御とし、制御時間を短縮することができる。
【０１５４】
本運転方法では、プロセス反応のプロセス情報に基づいて、ブースタポンプ２４の待機回転数Ｎ２４ｗを圧力制御コントローラ６によって演算し、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘに制御する圧力制御の前に、ブースタポンプ２４を待機回転数Ｎ２４ｗまで減速させ待機回転数Ｎ２４ｗで待機させるので、プロセスの反応条件にかかわらず、ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４を調整することにより行う当該圧力制御において、ブースタポンプ２４の過負荷を起こすことなく、短時間でプロセス容器２１の圧力Ｐ２１がプロセス反応に適した圧力になるようにすることができる。また、ブースタポンプ２４の待機回転数Ｎ２４ｗ、ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４の減速のさせ方を、適切に決めることによりプロセス容器２１の圧力Ｐ２１がハンチングを起こさず、単調に上昇するようにし、短時間でプロセス容器２１の圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘに到達し、到達過程において圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘを超えるオーバーシュートを起こさないようにすることができる。
【０１５５】
本運転方法では、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５の調整を行わず、ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４のみを調整しているが、この方法は、プロセスガスの導入流量が比較的少なく(例えば、５．０ＳＬＭ以下)(ＳＬＭは標準状態、リッタ／毎分を表す)、プロセス容器２１の定格圧力Ｐ２１ｒと、プロセス反応に適した目標圧力Ｐ２１ｘとの差が比較的小さい場合、すなわち定格圧力Ｐ２１ｒが高真空(０．１Torr以下)で、目標圧力Ｐ２１ｘが比較的高真空(例えば、１Torr以下)であり、圧力制御範囲が比較的小さい場合に適している。
【０１５６】
さらに、本運転方法において、まず定格回転数Ｎ２４ｒから待機回転数Ｎ２４ｗまで減速させ、次に圧力Ｐ２１が所定の圧力Ｐ２１ａになるまで回転数Ｎ２４を減速させ、次に回転数Ｎ２４を調整し圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘにする圧力制御を行うので、定格回転数Ｎ２４ｒから目標圧力Ｐ２１ｘに対応する到達回転数に到達するまでの時間(ｔ６−ｔ１)を短くすることができる。
【０１５７】
次に、図１５を参照し、適宜図１２、後述の図１６を参照して、本発明の実施の形態にかかる真空排気装置２の第６の運転方法のステップについて説明する。
圧力制御コントローラ６によるプロセス容器２１の圧力制御を実施する前には、ブースタポンプ２４およびメインポンプ２５は、それぞれ定格回転数Ｎ２４ｒ、Ｎ２５ｒで運転されている(ステップＳ２２１)。プロセス情報ｉ２が圧力制御コントローラ６へ入力される(ステップＳ２２２)と、圧力制御コントローラ６は、入力されたプロセス情報ｉ２に基づいて、ブースタポンプ２４の待機回転数Ｎ２４ｗ(定格回転数Ｎ２４ｒより小)およびメインポンプ２５の所定の回転速度としての待機回転数Ｎ２５ｗ(定格回転数Ｎ２５ｒより小)を演算する(ステップＳ２２３)。当該演算の終了後、ブースタポンプ２４とメインポンプ２５の回転数Ｎ２４、２５を待機回転数Ｎ２４ｗ、Ｎ２５ｗとするため、ブースタポンプ２４のおよびメインポンプ２５の減速を開始する(ステップＳ２２４)。
【０１５８】
次に、ブースタポンプ２４の減速を継続し(ステップＳ２２５Ａ)、ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４が待機回転数Ｎ２４ｗに到達したか否かを判断する(ステップＳ２２６Ａ)。ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４が待機回転数Ｎ２４ｗに到達しない場合(ステップＳ２２６ＡがＮＯ)、ブースタポンプ２４の減速を続け(ステップＳ２２５Ａ)、ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４が待機回転数Ｎ２４ｗに到達した場合(ステップＳ２２６ＡがＹＥＳ)、ブースタポンプ２４を待機回転数Ｎ２４ｗで待機させる(ステップＳ２２７Ａ)。ブースタポンプ２４が待機回転数(例えば、モータ制御盤３１がブースタポンプ２４運転中と認識可能な回転数の下限以下の回転数)に到達したときに、モータ制御盤３１には電源Ｅ２をブースタポンプ２４に送るのを止め、ブースタポンプ２４は、惰性とプロセス容器２１から排気されるガスＧ２によって、ほぼ待機回転数に等しい回転数で回り続ける。
【０１５９】
また、メインポンプ２５の減速を継続し(ステップＳ２２５Ｂ)、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５が待機回転数Ｎ２５ｗに到達したか否かを判断する(ステップＳ２２６Ｂ)。メインポンプ２５の回転数Ｎ２５が待機回転数Ｎ２５ｗに到達しない場合(ステップＳ２２６ＢがＮＯ)、メインポンプ２５の減速を続け(ステップＳ２２５Ｂ)、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５が待機回転数Ｎ２５ｗに到達した場合(ステップＳ２２６ＢがＹＥＳ)、メインポンプ２５を待機回転数Ｎ２５ｗで待機させる(ステップＳ２２７Ｂ)。ステップＳ２２５ＡからステップＳ２２６Ａ、およびステップＳ２２５ＢからステップＳ２２７Ｂまでは、ステップＳ２２４の後に、同時に並行して進行する。
【０１６０】
その後、ステップＳ２２７ＡおよびステップＳ２２７Ｂの後に、プロセス容器２１にプロセスガスＧ１が導入される(ステップＳ２２８)。そして、プロセス容器２１の圧力制御開始信号ｉ１がプロセス制御コントローラ(不図示)から圧力制御コントローラ６に入力される(ステップＳ２２９)。プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を所定の圧力Ｐ２１ａ(定格圧力Ｐ２１ｒより高圧)(例えば、目標圧力Ｐ２１ｘの９０％)とする圧力Ｐ２１の上昇が行われる。圧力Ｐ２１を上昇させるため、メインポンプ２５の減速を行う(ステップＳ２３１)。このため、圧力制御コントローラ６から、モータ制御盤３１に回転数調整信号ｉ１０が送られ、モータ制御盤３１はメインポンプ２５の回転数Ｎ２５が減少するようモータ電源Ｅ３を調整するので、メインポンプ２５は減速する。
【０１６１】
圧力制御コントローラ６は、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が所定の圧力Ｐ２１ａに到達したか否かを判断し(ステップＳ２３２)、圧力Ｐ２１が所定Ｐ２１ａの値に到達しない場合(ステップＳ２３２がＮＯ)は、メインポンプ２５の減速(ステップＳ２３１)を続ける。プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が所定の値Ｐ２１ａに到達した場合(ステップＳ２３２がＹＥＳ)は、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘ(定格圧力Ｐ２１ｒより高圧)とする圧力制御が行われ(ステップＳ２３３)、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５を調整する(ステップＳ２３４)ため、圧力制御コントローラ６からモータ制御盤３１へ回転数調整信号ｉ１０が送られ、モータ制御盤３１はメインポンプ２５の回転数Ｎ２５が減少するようモータ電源Ｅ３を調整し、メインポンプ２５はさらに減速する。
【０１６２】
圧力制御コントローラ６は、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が目標値Ｐ２１ｘに到達したか否かを判断し(ステップＳ２３５)、圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘに到達しない場合(ステップＳ２３５がＮＯ)は、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５の調整すなわちメインポンプ２５の減速(ステップＳ２３４)が続けられる。プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘに到達した場合(ステップＳ２３５がＹＥＳ)は、圧力制御コントローラ６は、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘに維持するよう制御し、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５を調整する(ステップＳ２３６)。その後、プロセス容器２１の圧力制御を終了する圧力制御終了信号(不図示)がプロセス制御コントローラ(不図示)から圧力制御コントローラ６に入力され(ステップＳ２３７)、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘにする圧力制御が終了する(ステップＳ２３８)。
【０１６３】
図１６を参照し、真空排気装置２の第６の運転方法を時間の経過の観点から説明する。なお、適宜図１２を参照する。
【０１６４】
時間ｔ１より前には、ブースタポンプ２４およびメインポンプ２５はそれぞれ定格回転数Ｎ２４ｒ、Ｎ２５ｒで回転しており、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１は定格圧力Ｐ２１ｒである。時間ｔ１に、圧力制御コントローラ６にプロセス情報ｉ２が入力される。その直後に、ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４を待機回転数Ｎ２４ｗとする減速と、メインポンプ２５の回転数Ｎ２４を待機回転数Ｎ２５ｗとする減速とが始まる。
【０１６５】
時間ｔ２に、ブースタポンプ２４とメインポンプ２５のそれぞれの回転数Ｎ２４、Ｎ２５の減少により、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１は徐々に上昇し始める。時間ｔ３にメインポンプ２５の回転数Ｎ２５が待機回転数Ｎ２５ｗに到達し、メインポンプ２５は待機回転数Ｎ２５ｗで待機する。時間ｔ４にブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４が待機回転数Ｎ２４ｗに到達し、ブースタポンプ２４は待機回転数Ｎ２４ｗで待機する。
【０１６６】
時間ｔ５に、プロセス容器２１へのプロセスガスＧ１の導入が開始される。時間ｔ６に、圧力制御開始信号ｉ１が圧力制御コントローラ６に入力され、メインポンプ２５(一方のポンプ)の回転数Ｎ２５を減速することによる、圧力Ｐ２１を所定の圧力Ｐ２１ａ(例えば目標値Ｐ２１ｘの９０％)とする圧力上昇が開始される。時間ｔ７に、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が所定の圧力Ｐ２１ａに到達し、圧力制御コントローラ６によるプロセス容器２１の圧力Ｐ２１の制御が開始される。すなわち、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘになるようメインポンプ２５が減速される。メインポンプ２５の減速により、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１の上昇の割合が増加する。時間ｔ８に、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が、目標圧力Ｐ２１ｘに到達する。引き続き、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１は目標圧力Ｐ２１ｘを維持するよう制御されるので、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５は目標圧力Ｐ２１ｘに対応する回転数に調整される。これ(目標圧力Ｐ２１ｘの維持)がプロセス反応に適したプロセス容器２１の圧力状態である。時間ｔ９に、圧力制御終了信号(不図示)が圧力制御コントローラ６に入力され、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１の制御が終了する。なお、時間ｔ７から時間ｔ８の間、圧力制御が行われているときに、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１はハンチング等を起こすことなく単調に増加する。
【０１６７】
本第６の運転方法のメインポンプ２５の待機回転数Ｎ２５ｗについて、前述の第５の運転方法のブースタポンプ２４の待機回転数Ｎ２４ｗについての説明を、ブースタポンプ２４をメインポンプ２５と読み替え、回転数Ｎ２４を回転数Ｎ２５と読み替え、定格回転数Ｎ２４ｒを定格回転数Ｎ２５ｒと読み替え、待機回転数Ｎ２４ｗを待機回転数Ｎ２５ｗと読み替えて、適用する。
【０１６８】
本第６の運転方法のメインポンプ２５の所定の圧力Ｐ２１ａについて、前述の第５の運転方法のブースタポンプ２４の所定の圧力Ｐ２１ａについての説明を、ブースタポンプ２４をメインポンプ２５と読み替えて適用する。
【０１６９】
本第６の運転方法では、圧力Ｐ２１が定格圧力Ｐ２１ｒから所定の圧力Ｐ２１ａ(目標圧力の９０％)になるまで、メインポンプ２５を減速させることにより、圧力Ｐ２１を増加させ、圧力Ｐ２１が所定の圧力Ｐ２１ａに達した時点でメインポンプ２５の減速を停止している。したがって、この間、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５を調整して圧力制御を行っているわけではない。本運転方法における圧力の上昇方法は、単にメインポンプ２５の回転数Ｎ２５を下げているだけなので、所要時間(ｔ７−ｔ１)は、圧力Ｐ２１を制御する方式に比べ格段に短い。
【０１７０】
一方、目標圧力Ｐ２１ｘになるまでメインポンプ２５の減速により圧力Ｐ２１を上昇させるのでは、目標圧力Ｐ２１ｘに到達した時点で減速を停止しても圧力上昇は止まらず、圧力Ｐ２１は目標圧力Ｐ２１ｘをオーバーシュートしてしまう。よって、所定の圧力ｐ２１ａ(目標圧力Ｐ２１ｘの９０％)まで減速による圧力上昇を行い、その後、回転数Ｎ２５を調整し圧力制御を行うことで圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘを超えるオーバーシュートを防いでいる。回転数Ｎ２５の減速運転と、その後の圧力制御を組み合わせることによって、圧力Ｐ２１のオーバーシュートを防ぎ且つ目標圧力Ｐ２１ｘに到達するのに要する時間(ｔ８−ｔ６)の短縮化を実現している。
【０１７１】
プロセスガスＧ１の導入のタイミングは、プロセスガスＧ１の種類、プロセスガスの導入流量、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１の変化状況、ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５等を総合的に勘案し、ブースタポンプ２４とメインポンプ２５の過負荷運転が時間ｔ１から時間ｔ９において生じないように決められる。本運転方法では、ブースタポンプ２４の運転範囲を超える大流量のプロセスガスＧ１(例えば、１０ＳＬＭ以上)が導入される場合であるので、ブースタポンプ２４が待機回転数Ｎ２４ｗに到達し、電源Ｅ２の供給が停止され、惰性で回転する状態になった後にプロセスガスＧ１が導入される。
【０１７２】
なお、本第６の運転方法において、目標圧力Ｐ２１ｘを維持することが、プロセス反応に適したプロセス容器２１の圧力状態である。
本運転方法では、プロセス反応のプロセス情報に基づいて、ブースタポンプ２４の待機回転数Ｎ２４ｗ、メインポンプ２５の待機回転数Ｎ２５ｗを圧力制御コントローラ６によって演算し、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘに制御する圧力制御の前に、メインポンプ２５を待機回転数Ｎ２５ｗまで減速させ待機回転数Ｎ２５ｗで待機させるので、プロセスの反応条件にかかわらず、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５を調整することにより行う当該圧力制御において、メインポンプ２５の過負荷を起こすことなく、短時間でプロセス容器２１の圧力Ｐ２１がプロセス反応に適した圧力になるようにすることができる。プロセスガスＧ１を導入した時点で、ブースタポンプ２４は待機回転数Ｎ２４Ｗで回転しているので、ブースタポンプ２４の過負荷が生じることがない。
【０１７３】
また、メインポンプ２５の待機回転数Ｎ２５ｗ、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５の減速のさせ方を、適切に決めることによりプロセス容器２１の圧力Ｐ２１がハンチングを起こさず、単調に上昇するようにし、短時間でプロセス容器２１の圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘに到達し、到達過程において圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘを超えるオーバーシュートを起こさないようにすることができる。
【０１７４】
本第６の運転方法では、ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４の調整を行わず、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５のみを調整しているが、この方法は、プロセスガスの導入流量が比較的多く(例えば、１０ＳＬＭ以上)、プロセス容器２１の定格圧力Ｐ２１ｒと、プロセス反応に適した目標圧力Ｐ２１ｘとの差が比較的大きい場合、すなわち定格圧力Ｐ２１ｒが高真空(例えば、０．１Torr以下)で、目標圧力Ｐ２１ｘが比較的高真空(例えば、１Torr以上)であり、圧力制御範囲が比較的大きい場合に適している。
【０１７５】
次に、図１７を参照し、適宜図１２、後述の図１８を参照し、本発明の実施の形態にかかる真空排気装置２の第７の運転方法のステップについて説明する。
圧力制御コントローラ６によるプロセス容器２１の減圧制御を実施する前には、プロセス容器２１内に大気(空気)が導入され、プロセス容器２１は大気圧である。すなわち、プロセス容器２１内が一度大気開放されて空気で満たされた後の状態である。また、ブースタポンプ２４は停止しており、メインポンプ２５は定格回転数Ｎ２５ｒで定格運転している(ステップＳ２４１)。プロセス制御コントローラ(不図示)よりプロセス情報ｉ２が圧力制御コントローラ６へ入力される(ステップＳ２４２)と、圧力制御コントローラ６は、入力されたプロセス情報ｉ２に基づいて、メインポンプ２５の待機回転数Ｎ２５ｗを演算する(ステップＳ２４３)。当該演算の終了後、圧力制御コントローラ６による、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５を待機回転数Ｎ２５ｗとする減速が行われる(ステップＳ２４４)。
【０１７６】
次に、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５が待機回転数Ｎ２５ｗに到達したか否かを判断する(ステップＳ２４５)。メインポンプ２５の回転数Ｎ２５が待機回転数Ｎ２５ｗに到達しない場合(ステップＳ２４５がＮＯ)、メインポンプ２５の減速を続け(ステップＳ２４４)、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５が待機回転数Ｎ２５ｗに到達した場合(ステップＳ２４５がＹＥＳ)、メインポンプ２５を待機回転数Ｎ２５ｗで待機させる(ステップＳ２４６)。
【０１７７】
その後プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標の減圧率ＰＲ２１ｘで減圧する減圧制御開始信号(不図示)がプロセス制御コントローラ(不図示)から圧力制御コントローラ６に入力され(ステップＳ２４７)、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を制御するメインポンプ２５の回転数Ｎ２５を調整することによる減圧制御が実施される(ステップＳ２４８)。圧力制御コントローラ６から、モータ制御盤３１に回転数調整信号ｉ１０が送られ、モータ制御盤３１はメインポンプ２５の回転数Ｎ２５が増加するようモータ電源Ｅ３を調整するので、メインポンプ２５は増速する(ステップＳ２４９)。
【０１７８】
メインポンプ２５の増速中、圧力制御コントローラ６はメインポンプ２５の回転数Ｎ２５が定格回転数Ｎ２５ｒに到達したか否かを判断する(ステップＳ２５０)。メインポンプ２５の回転数Ｎ２５が定格回転数Ｎ２５ｒに到達していない場合(ステップＳ２５０がＮＯの場合)、減圧率ＰＲ２１で減圧されるプロセス容器２１の圧力Ｐ２１が目標の減圧率ＰＲ２１ｘより大きいか否かで判断される（ステップＳ２５１）。減圧率の大小は[Torr/sec]の負の傾きの絶対値の大小にて判断する。プロセス容器２１の減圧率ＰＲ２１が目標の値ＰＲ２１ｘより小さい場合(ステップＳ２５１がＮＯ)、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５が増加させるためにステップＳ２４９へ戻る。プロセス容器２１の減圧率ＰＲ２１が目標の値ＰＲ２１ｘより大きい場合(ステップＳ２５１がＹＥＳ)、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５は減少（ステップS２５２）させるために、ステップＳ２５０の前に戻る。
【０１７９】
メインポンプ２５の回転数Ｎ２５が定格回転数Ｎ２５ｒに到達した場合(ステップＳ２５０がＹＥＳ)、メインポンプ２５の回転数の調整は停止(ステップＳ２５３)し、メインポンプ２５は定格回転数Ｎ２５ｒでの回転を維持し、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標の減圧率ＰＲ２１ｘで減圧する減圧制御が終了する(ステップＳ２５４)。プロセス容器２１の圧力Ｐ２１内を定格圧力Ｐ２１ｒにするため減圧制御終了後ブースタポンプ２４が起動する（ステップＳ２５５）。
【０１８０】
減圧率は、プロセス情報ｉ２に含まれる。
【０１８１】
図１８を参照し、真空排気装置２の第７の運転方法を時間の経過の観点から説明する。なお、適宜図１２を参照する。
【０１８２】
時間ｔ１より前に、ブースタポンプ２４は停止状態にあり、メインポンプ２５は定格回転数Ｎ２５ｒで回転している。また、プロセス容器２１とブースタポンプ２４の間にある排気管１２上に設置された電磁弁９を閉とし、プロセス容器２１に取り付けた大気開放弁(不図示)を開としているため、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１は、大気圧にある。圧力Ｐ２１が大気圧になった後に、大気開放弁を閉とする。そして、時間ｔ１に、圧力制御コントローラ６にプロセス容器２１のスロー排気を行うべくプロセス情報ｉ２が入力される。その直後に、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５を待機回転数Ｎ２５ｗとするメインポンプ２５の減速が始まる。時間ｔ２にメインポンプ２５の回転数Ｎ２５が待機回転数Ｎ２５ｗに到達し、メインポンプ２５は待機回転数Ｎ２５ｗで待機する。この間、電磁弁９が閉であるので、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１、プロセス容器２１と電磁弁９間の配管圧力Ｐ１２は変化しない。
【０１８３】
時間ｔ３に、減圧制御開始信号(不図示)が圧力制御コントローラ６に入力され、電磁弁９が開となり、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５を調整することによるプロセス容器２１の圧力Ｐ２１の減圧率ＰＲ２１(排気レート(単位Torr／sec))を目標のＰＲ２１ｘとする制御が開始される。すなわち、プロセス容器２１の減圧率ＰＲ２１が目標の一定の値ＰＲ２１ｘとなるよう制御し、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５を増加させる調整が行われる。この間、ブースタポンプ２４の排気側の圧力もほぼ一定の減圧率で減圧される。メインポンプ２５の回転数Ｎ２５の上昇によりプロセス容器２１の圧力Ｐ２１が大気圧から減少し、真空度を増していく。
【０１８４】
時間ｔ４にメインポンプ２５の回転数Ｎ２５が定格回転数Ｎ２５ｒに到達し、プロセス容器２１の減圧率ＰＲ２１を一定に制御する制御が終了し、スロー排気運転が終了する。メインポンプ２５の回転数Ｎ２５が定格回転数Ｎ２５ｒに到達しスロー排気運転が終了した後の時間ｔ５に、圧力制御コントローラ６から起動信号(不図示)がモータ制御盤３１に出され、ブースタポンプ２４が起動する。時間ｔ６にプロセス容器２１の圧力Ｐ２１が定格圧力Ｐ２１ｒに到達する。時間ｔ７に、ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４が定格回転数Ｎ２４ｒに到達し、真空排気装置２の定格運転に移行する。
【０１８５】
プロセス反応のプロセス情報に基づいて、メインポンプ２５の待機回転数Ｎ２５ｗを圧力制御コントローラ６によって演算し、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標の減圧率ＰＲ２１ｘで減圧する減圧制御の前に、メインポンプ２５を待機回転数Ｎ２５ｗで待機させるので、プロセスの反応条件にかかわらず、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５を調整することにより行う当該減圧制御において、メインポンプ２５の過負荷を起こすことなく、短時間でプロセス容器２１の減圧率ＰＲ２１がプロセス反応に適した減圧率ＰＲ２１ｘになるようにすることができる。また、メインポンプ２５の待機回転数Ｎ２５ｗ、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５の増速を、適切に決めることによりプロセス容器２１の圧力がハンチングを起こさず、単調に減少するようにし、短時間でプロセス容器２１の減圧率ＰＲ２１が目標の減圧率ＰＲ２１ｘに到達するようにすることができる。
【０１８６】
設定された一定の減圧率ＰＲ２１ｘ(排気レート)で減圧(排気)するので、メインポンプ２５によるプロセス容器２１の排気時に、プロセス容器２１内に生成されたパーティクルが飛散することを抑制することができる。
【０１８７】
本運転方法では、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が大気圧下にあるときから減圧率が一定である運転が行われるので、吸い込み圧が高く、流量が大きいガスを扱うことができるメインポンプ２５の回転数を調整する。プロセス容器２１の圧力が大気圧の場合、大気圧に近い場合は、ブースタポンプ２４の運転条件範囲外であるため、本運転方法では、プロセス容器の圧力が所定の設定圧力に達するまでブースタポンプ２４は運転しない。
本運転方法において、目標減圧率ＰＲ２１ｘで減圧することが、プロセス容器２１内に生成されたパーティクルが飛散することを抑制することができるプロセス容器２１の圧力状態である。
【０１８８】
本実施の形態は、プロセス容器２１の目標圧力が０．５Torrより高く、プロセス条件により、第１の真空ポンプとしてターボ分子ポンプ(図１)を必要としない場合である。本実施の形態では、ブースタポンプ２４は、ターボ分子ポンプ４と比較し、定格回転までの起動時間が短く、定格回転から停止までの減速時間も格段に早く、プロセス容器２１の調圧時間の短縮が可能となり、プロセス容器２１内のプロセス反応により製作される製品のスループットが向上する。また、本実施の形態では、ブースタポンプ２４の背圧を測定する圧力計が不要となり真空排気装置２を簡易な構造とすることができる。
【０１８９】
図１９を参照し、待機回転数をプロセス情報から演算(算出)する方法について説明する。図は、プロセス容器２１(図１)に導入されるプロセスガスＧ１のあるガス種(例えば、窒素ガス)のチャートである。縦軸は、プロセス圧力(プロセス容器２１(図１)の目標圧力Ｐ２１ｘ)であり、横軸はガス流量(プロセス容器２１に導入されるプロセスガスＧ１のガス流量)である。チャートは導入されるガス種ごとに作成されており、前述のように圧力制御コントローラ６(図１)にプロセス情報ｉ２(図１)として送られる。
【０１９０】
図において、ガス流量がＱ１〜Ｑ７までの６つの領域に分けられ、圧力がＰ１〜Ｐ８までの７つの領域に分けられ、４２のブロックに分割されている。
圧力がＰ７〜Ｐ８の領域、さらに圧力がＰ５〜Ｐ７の領域で流量がＱ４〜Ｑ７の領域は、図に示すようにブロックＡ１〜ブロックＡ１２であり、第２の運転方法が採用されるブロックである。これらのブロックに属する場合は、ドライポンプ５(図１)のみプロセス容器２１の圧力Ｐ２１を制御するために回転数Ｎ５の調整が行われ、ターボ分子ポンプ４(図１)は停止もしくは、ターボ分子ポンプ４が待機回転数(例えば、モータ制御盤１０がターボ分子ポンプ４運転中と認識可能な回転数の下限以下の回転数)に到達したときに、モータ制御盤１０には電源Ｅ２をターボ分子ポンプ４に送るのを止め、ターボ分子ポンプ４は、惰性とプロセス容器２１から排気されるガスＧ２によって、ほぼ待機回転数に等しい回転数で回り続ける状態に維持される。ブロックＡ１〜Ａ１２のそれぞれに対応させて、ドライポンプ５の待機回転数Ｎ５ｗが記憶されている。
【０１９１】
また、圧力がＰ７〜Ｐ８の領域、さらに圧力がＰ５〜Ｐ７の領域で流量がＱ４〜Ｑ７の領域は、図に示すようにブロックＡ１〜ブロックＡ１２であり、第６の運転方法が採用されるブロックでもある。これらのブロックに属する場合は、ドライポンプ２５(図１２)のみプロセス容器２１の圧力Ｐ２１を制御するために回転数Ｎ２５の調整が行われ、ブースタポンプ２４(図１２)は停止もしくは、ブースタポンプ２４が待機回転数(例えば、モータ制御盤１１がブースタポンプ２４運転中と認識可能な回転数の下限以下の回転数)に到達したときに、モータ制御盤１１には電源Ｅ２をブースタポンプ２４に送るのを止め、ブースタポンプ２４は、惰性とプロセス容器２１から排気されるガスＧ２によって、ほぼ待機回転数に等しい回転数で回り続ける状態に維持される。ブロックＡ１〜Ａ１２のそれぞれに対応させて、メインポンプ２５の待機回転数Ｎ２５ｗが記憶されている。
【０１９２】
圧力がＰ５〜Ｐ７の領域で流量がＱ１〜Ｑ４の領域、圧力がＰ３〜Ｐ５の領域、圧力がＰ２〜Ｐ３の領域で流量がＱ１〜Ｑ３の領域は、図に示すようにブロックＢ１〜Ｂ２０であり、第４の運転方法が採用されるブロックである。これらのブロックに属する場合は、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４がプロセス容器２１の圧力Ｐ２１を制御するため調整され、ドライポンプ５の回転数Ｎ５がターボ分子ポンプの排気側圧力Ｐ１３を制御するため調整される。ブロックＢ１〜Ｂ２０のそれぞれに対応させて、ドライポンプ５の待機回転数Ｎ５ｗと、ターボ分子ポンプ４の待機回転数Ｎ４ｗが記憶されている。
【０１９３】
また、圧力がＰ５〜Ｐ７の領域で流量がＱ１〜Ｑ４の領域、圧力がＰ３〜Ｐ５の領域、圧力がＰ２〜Ｐ３の領域で流量がＱ１〜Ｑ３の領域は、図に示すようにブロックＢ１〜Ｂ２０であり、第５の運転方法が採用されるブロックである。これらのブロックに属する場合は、ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４がプロセス容器２１の圧力Ｐ２１を制御するため調整され、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５は定格回転数Ｎ２５ｒを維持される。ブロックＢ１〜Ｂ２０のそれぞれに対応させて、ブースタポンプ２４の待機回転数Ｎ２４ｗが記憶されている。
【０１９４】
圧力がＰ２〜Ｐ３の領域で流量がＱ３〜Ｑ７の領域、圧力がＰ１〜Ｐ２の領域は、図に示すようにブロックＣ１〜Ｃ１０の領域であり、第１の運転方法が採用され、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４のみがプロセス容器２１の圧力Ｐ２１を制御するため調整され、ドライポンプ５の回転数Ｎ５は定格回転数Ｎ５ｒに維持される。ブロックＣ１〜Ｃ１０のそれぞれに対応させて、ターボ分子ポンプ４の待機回転数Ｎ４ｗが記憶されている。
【０１９５】
プロセス情報ｉ２に含まれる目標圧力Ｐ２１ｘの値とガス流量の値から、この組み合わせが、図中、どのブロックＡ１〜Ａ１２、Ｂ１〜Ｂ２０、Ｃ１〜Ｃ１０に属するかが圧力制御コントローラ６による演算によって求められ、属するブロックに対応して、記憶されている待機回転数が採用される。
【０１９６】
目標圧力Ｐ２１ｘの値とガス流量の値から適切な待機回転数がチャートに基づいて演算されるので、第１、第２、第４、第５、第６の運転方法において、ターボ分子ポンプ４(図１)、ドライポンプ５(図１)、ブースタポンプ２４(図１２)、メインポンプ２５(図１２)に過負荷運転が生じないようにすることができ、プロセス容器２１(図１、図１２)の圧力Ｐ２１を短時間で目標圧力Ｐ２１ｘに制御することができる。
【０１９７】
図２０を参照し、第３および第７の運転方法におけるドライポンプ５(図１)、メインポンプ２５(図１２)の待機回転数Ｎ５ｗ、Ｎ２５ｗをプロセス情報から演算（算出）する方法について説明する。図はプロセス容器２１（図１、図１２）に導入される空気のチャートである。縦軸は、減圧率であり、横軸はプロセス容器２１の容積である。チャートは、前述のように圧力制御コントローラ６（図１、図１２）にプロセス情報ｉ２（図１、図１２）として送られる。
【０１９８】
図において、プロセス容器容積が、Ｖ１〜Ｖ６までの５つの領域に分けられ、減圧率がＰＲ１〜ＰＲ６までの５つの領域に分けられ、２５のブロックＤ１〜Ｄ２５に分割されている。ブロックＤ１〜Ｄ２５のそれぞれに対応させて、ドライポンプ５、メインポンプ２５の待機回転数Ｎ５Ｗ、Ｎ２５Ｗが記憶されている。
【０１９９】
プロセス情報ｉ２に含まれる減圧率の値とプロセス容器２１の容積の値から、この組み合わせが、図中、どのブロックＤ１〜Ｄ２５に属するかが圧力制御コントローラ６による演算が求められ、属するブロックに対応して、記録されている待機回転数Ｎ５Ｗ、Ｎ２５Ｗが採用される。
【０２００】
減圧率の値とプロセス容器２１（図１、図１２）の容積の値から、適切なドライポンプ５(図１)、メインポンプ２５(図１２)の待機回転数Ｎ５Ｗ、Ｎ２５Ｗがチャートに基づいて演算されるので、第３および第７の運転方法では、ドライポンプ５、メインポンプ２５に過負荷運転が生じないようにすることができ、さらにプロセス容器２１内の急激な圧力変動を避け、パーティクルの飛散を抑制することができ、プロセス容器２１の減圧率の短時間で目標の減圧率ＰＲ２１ｘに制御することができる。
【０２０１】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の設計変更等が可能である。例えば、処理装置としては、縦型に限定されず、横型であってもよく、また、多数枚の被処理体を一度に処理するバッチ式に限定されず、被処理体を一枚ずつ処理する枚葉式であってもよい。被処理体としては、半導体ウエハ以外に、例えばＬＣＤ基板等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０２０２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る真空排気装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の真空排気装置の第１の運転方法のステップを示すフロー図である。
【図３】図１の真空排気装置の第１の運転方法の時間的経過を示すグラフである。
【図４】図１の真空排気装置の第２の運転方法のステップを示すフロー図である。
【図５】図１の真空排気装置の第２の運転方法の時間的経過を示すグラフである。
【図６】図１の真空排気装置の第３の運転方法のステップを示すフロー図である。
【図７】図１の真空排気装置の第３の運転方法の時間的経過を示すグラフである。
【図８】図１の真空排気装置の第４の運転方法のステップを示すフロー図である。
【図９】図１の真空排気装置の第４の運転方法の時間的経過を示すグラフである。
【図１０】図１の真空排気装置のプロセス容器の部分の詳細ブロック断面図である。
【図１１】図１の真空排気装置の第３の運転方法の圧力の時間的経過を表すグラフである。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係る真空排気装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】図１２の真空排気装置の第５の運転方法のステップを示すフロー図である。
【図１４】図１２の真空排気装置の第５の運転方法の時間的経過を示すグラフである。
【図１５】図１２の真空排気装置の第６の運転方法のステップを示すフロー図である。
【図１６】図１２の真空排気装置の第６の運転方法の時間的経過を示すグラフである。
【図１７】図１２の真空排気装置の第７の運転方法のステップを示すフロー図である。
【図１８】図１２の真空排気装置の第７の運転方法の時間的経過を示すグラフである。
【図１９】プロセス圧力とガス流量から待機回転数を演算するためのチャートである。
【図２０】減圧率とプロセス容器容積から待機回転数を演算するためのチャートである。
【図２１】従来の真空排気装置の構成を示すブロック図である。
【図２２】図２１の真空排気装置の運転方法のステップを示すフロー図である。
【図２３】図２１の真空排気装置の運転方法の時間的経過を示すグラフである。
【符号の説明】
【０２０３】
１ 半導体製造装置
２ 真空排気装置
３ 流量調整器
４ ターボ分子ポンプ(真空ポンプ、第１の真空ポンプ)
５ ドライポンプ(真空ポンプ、第２の真空ポンプ)
６ 圧力制御コントローラ６(制御手段)
７、８ 圧力計
９ 電磁弁
１０、１１、３１ モータ制御盤(制御手段)
１２、１３ 排気配管
２１ プロセス容器
２４ ドライブースタポンプ(真空ポンプ、第１の真空ポンプ)
２５ ドライメインポンプ(真空ポンプ、第２の真空ポンプ)
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロセス容器からガスを排気する真空ポンプの回転数を調整し、プロセス容器の圧力状態を制御する真空排気装置、および真空排気方法、当該真空排気装置を用いてプロセス容器の真空排気を行い、当該プロセス容器内で基板を加工する基板の加工装置、および当該真空排気方法を用いてプロセス容器の真空排気を行い、当該プロセス容器内で基板を加工する基板の加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２１に示すように、従来の真空排気装置１０２は、流量調整器１０３によって流量が調整されてプロセスガスＧ１が導入されるプロセス容器１２１からガスＧ２を排気し、プロセス容器１２１を真空にするターボ分子ポンプ１０４と、ターボ分子ポンプ１０４の排気側のガスＧ２を排気するドライポンプ１０５と、ターボ分子ポンプ１０４の回転数を調整してプロセス容器１２１の圧力を制御する圧力制御コントローラ１０６とを備える。さらに、ターボ分子ポンプ１０４は、ターボ分子ポンプモータ１０４Ｍを内蔵し、ドライポンプ１０５はドライポンプモータ１０５Ｍを内蔵する。
【０００３】
また、真空排気装置１０２は、プロセス容器１２１の圧力を測定する圧力計１０７と、ターボ分子ポンプ１０４の排気側の圧力を測定する圧力計１０８と、ターボ分子ポンプ１０４とドライポンプ１０５との間に設置された、ドライポンプ１０５の停止による大気圧力突入を防止するための電磁弁１０９と、外部電源Ｅ１を受けターボ分子ポンプモータ１０４Ｍにモータ電源Ｅ２を送るモータ制御盤１１０と、外部電源Ｅ１を受けドライポンプモータ１０５Ｍにモータ電源Ｅ３を送るモータ制御盤１１１とを備える。
【０００４】
圧力計１０７、１０８は、測定した圧力を圧力信号として圧力制御コントローラ１０６に送る。圧力制御コントローラ１０６は、ターボ分子ポンプ１０４の回転数を指示する回転数指示信号ｉ６をモータ制御盤１１０に送り、モータ制御盤１１０は指示された回転数にすべく調整された電源Ｅ２をターボ分子ポンプモータ１０４Ｍに送る。圧力制御コントローラ１０６は、プロセス容器１２１の圧力制御を開始する圧力制御開始信号ｉ１をプロセス制御コントローラ(不図示)より受ける。
【０００５】
次に、図２２、図２１を参照し、従来の、ターボ分子ポンプ１０４の回転数調整によるプロセス容器１２１の圧力制御を行う真空排気装置１０２の運転方法のステップについて述べる。ターボ分子ポンプ１０４およびドライポンプ１０５がともに定格回転数で運転されている(ステップＳ１０１)ときに、プロセス容器１２１にプロセスガスＧ１を導入し(ステップＳ１０２)、プロセス制御コントローラ(不図示)より圧力制御コントローラ１０６に圧力制御開始信号ｉ１が送られる(ステップＳ１０３)。次に、ターボ分子ポンプ１０４の回転数を調整することによりプロセス容器１２１の圧力を制御する制御が開始され(ステップＳ１０４)、プロセス容器１２１の圧力が目標値に到達する(ステップＳ１０５)。その後、プロセス制御コントローラ(不図示)より圧力制御終了信号(不図示)が圧力制御コントローラ１０６に送られ(ステップＳ１０６)、プロセス容器１２１の圧力制御が終了する。
【０００６】
次に、図２３、図２１を参照し、従来の圧力制御を時間の経過の観点から説明する。図において、横軸は時間、縦軸は圧力または回転数である。図中、線Ｐ１０２はプロセス容器１２１の圧力、線Ｎ１０４はターボ分子ポンプ１０４の回転数、線Ｎ１０５はドライポンプ１０５の回転数を表す。時間ｔ１０１に、プロセス容器１２１へのプロセスガスＧ１の導入が開始されるが、時間ｔ１０１以前は、ターボ分子ポンプ１０４とドライポンプ１０５は、定格回転数で駆動されており、プロセス容器１２１は、到達圧力(真空)下にある。
【０００７】
時間ｔ１０１に、プロセス容器１２１へのプロセスガスＧ１の導入が開始され、プロセス容器１２１の圧力が上昇し始める。時間ｔ１０２に圧力制御開始信号ｉ１が圧力制御コントローラ１０６に入力され、圧力制御が開始される。目標圧力は到達圧力より高いため、圧力制御コントローラ１０６はターボ分子ポンプ１０４の回転数を減少する回転数調整を行う。ドライポンプ１０５の回転数は調整されず、定格回転数に維持される。ターボ分子ポンプ１０４の回転数の減少により、プロセス容器１２１の圧力は、上昇を開始する。プロセス容器１２１の圧力は圧力計１０７から圧力制御コントローラ１０６にフィードバックされ、圧力制御コントローラ１０６はこの圧力をもとに回転数のフィードバック制御を行い、ターボ分子ポンプ１０４の回転数は昇減速される。時間ｔ１０３にプロセス容器１２１の圧力は目標値に到達し、プロセス容器１２１の圧力は目標値に維持される。時間ｔ１０４に圧力制御終了信号(不図示)がプロセス制御コントローラ(不図示)から圧力制御コントローラ１０６に送られプロセス容器１２１の圧力制御が終了する。
【０００８】
【特許文献１】特開平５−２３１３８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の真空排気装置では、プロセス容器の圧力制御を開始する圧力制御開始信号が圧力制御コントローラに入力された後、プロセス容器の圧力を目標圧力に制御すべくターボ分子ポンプの回転数を調整している。しかし、このプロセス容器の圧力制御時における圧力のオーバーシュートを避けるため、ポンプ回転数は、定格回転数より減速方向に変化するよう調整しており、ポンプ回転数の変化がプロセス容器の圧力変化に反映されるまでに、ポンプ回転数を大きく変える必要がある。
【００１０】
また、プロセス容器の圧力の変化は、プロセス条件にも左右されるが、主としてターボ分子ポンプの回転数変化により支配され、プロセス容器の圧力が目標圧力に到達するまでに要する時間はターボ分子ポンプの回転数変化に要する時間にほぼ相当する。
【００１１】
しかしながら、例えば非接触にて真空中で運転している磁気軸受を備えるターボ分子ポンプにおいては、ロータに作用する摩擦がないために減速に時間を要する。また、ターボ分子ポンプの回転数変化に対しプロセス容器の圧力変化がリニヤに現れず、回転数を大きく変える必要があるため、プロセス容器圧力が目標圧力に到達するまで制御時間の長期化を招いている。また、プロセス容器のクリーニング時等に、ターボ分子ポンプ等のポンプ排気性能を越えるプロセス条件が与えられた場合、過負荷運転によるモータ消費電力の増加・脱調を引き起こし、またロータの振れ回りを招いて保護ベアリング接触の恐れもあった。
【００１２】
そこで、本発明は、プロセスの反応条件にかかわらず、真空ポンプの過負荷を起こすことなくプロセス容器の圧力を短時間で目標圧力に到達させることができる圧力制御を行う真空排気装置、および真空排気方法を提供すること、当該真空排気装置を備えた基板の加工装置、および当該真空排気方法を備えた基板の加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述の目的を達成するために、請求項１に係る発明による真空排気装置２は、例えば図１に示すように、プロセスガスＧ１を導入しプロセス反応を行うプロセス容器２１のガスＧ２を排出し、プロセス容器２１の圧力を真空にする真空ポンプ４、５と；真空ポンプ４、５の回転速度を調整し、前記プロセス反応時のプロセス容器２１の圧力状態が前記プロセス反応に適した圧力状態になるよう制御する第１の制御を行う制御手段６とを備え；制御手段６が、前記プロセス反応のプロセス情報に基づいて、真空ポンプ４、５の所定の回転速度を算出し、前記第１の制御の前に、真空ポンプ４、５を前記所定の回転速度にする第２の制御を行う；真空排気装置２。
【００１４】
このように構成すると、プロセス反応のプロセス情報に基づいて、真空ポンプの所定の回転速度を算出するので、真空ポンプを、第１の制御の前にプロセス反応に適した所定の回転速度にすることができ、プロセスの反応条件にかかわらず、第１の制御において真空ポンプの過負荷を起こすことなく、短時間でプロセス容器の圧力状態をプロセス反応に適した圧力状態にすることができる。
【００１５】
ここで「圧力状態にする」とは、例えばある圧力値にすること、ある圧力値にして当該圧力値に維持すること、一定の増圧率または一定の減圧率で圧力を変化させること、一定の増圧率または一定の減圧率で圧力を変化させる圧力状態を含むこと、圧力を時間的に規則的に変化させること、増圧率または減圧率を時間的に規則的に変化させること、をいう。
【００１６】
典型的には、プロセス反応に適した圧力状態にするために、プロセス容器の圧力を上昇させる必要があるので、真空ポンプは所定の回転速度に減速される。
【００１７】
上述の目的を達成するために、請求項２に係る発明による真空排気装置２は、例えば図１に示すように、プロセスガスＧ１を導入しプロセス反応を行うプロセス容器２１のガスＧ２を排出し、プロセス容器２１の圧力を真空にする第１の真空ポンプ４と；第１の真空ポンプ４の排気側に接続され、前記排気側のガスＧ２を排出し、プロセス容器２１の圧力を真空にする第２の真空ポンプ５と；第１の真空ポンプ４と第２の真空ポンプ５のどちらか一方のポンプ４又は５の回転速度を調整し、前記プロセス反応時のプロセス容器２１の圧力状態が前記プロセス反応に適した圧力状態になるよう制御する第１の制御を行う制御手段６とを備え；制御手段６が、前記プロセス反応のプロセス情報に基づいて、前記どちらか一方のポンプ４又は５の所定の回転速度を算出し、前記第１の制御の前に、前記どちらか一方のポンプ４又は５を前記所定の回転速度にする第２の制御を行う；真空排気装置２。
【００１８】
このように構成すると、プロセス反応のプロセス情報に基づいて、第１の真空ポンプと第２の真空ポンプのどちらか一方のポンプの所定の回転速度を算出するので、どちらか一方のポンプを、第１の制御の前にプロセス反応に適した所定の回転速度にすることができ、プロセスの反応条件にかかわらず、第１の制御において真空ポンプの過負荷を起こすことなく、短時間でプロセス容器の圧力状態がプロセス反応に適した圧力状態になるようにすることができる。
【００１９】
上述の目的を達成するために、請求項３に係る発明による真空排気装置２は、例えば図１に示すように、プロセスガスＧ１を導入しプロセス反応を行うプロセス容器２１のガスＧ２を排出し、プロセス容器２１の圧力を真空にする第１の真空ポンプ４と；第１の真空ポンプ４の排気側に接続され、前記排気側のガスＧ２を排出し、プロセス容器２１の圧力を真空にする第２の真空ポンプ５と；第１の真空ポンプ４の回転速度を調整し、前記プロセスガス反応時のプロセス容器２１の圧力状態が前記プロセス反応に適した圧力状態になるよう制御し第２の真空ポンプ５の回転速度を調整し、前記プロセス反応時の前記排気側の圧力状態が所定の圧力状態になるように制御する第１の制御を行う制御手段６とを備え；制御手段６が、前記プロセス反応のプロセス情報に基づいて、第１の真空ポンプ４と前記第２の真空ポンプ５の少なくともどちらか一方のポンプ４又は５の所定の回転速度を算出し、第１の制御の前に、前記少なくともどちらか一方のポンプ４又は５を前記所定の回転速度にする第２の制御を行う；真空排気装置２。
【００２０】
このように構成すると、プロセス反応のプロセス情報に基づいて、第１の真空ポンプと第２の真空ポンプの少なくともどちらか一方のポンプの所定の回転速度を算出するので、前記少なくともどちらか一方のポンプを、第１の制御の前にプロセス反応に適した所定の回転速度にすることができ、プロセスの反応条件にかかわらず、第１の制御において真空ポンプの過負荷を起こすことなく、短時間でプロセス容器の圧力状態がプロセス反応に適した圧力状態になるようにすることができる。制御手段が、前記プロセス反応のプロセス情報に基づいて、第１の真空ポンプと前記第２の真空ポンプとの所定の回転速度をそれぞれ算出し、第１の制御の前に、第１の真空ポンプと前記第２の真空ポンプとをそれぞれ前記所定の回転速度にする第２の制御を行ってもよい。このようにすると、より広い圧力範囲の制御、圧力変化率の高い圧力変化を含む制御に適切に対処することができる。
【００２１】
上述の目的を達成するために、請求項４に係る発明による基板の加工装置１は、例えば図１、図１９に示すように、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の真空排気装置２と；プロセスガスＧ１が導入されプロセス反応が行われるプロセス容器２１とを備え；プロセス容器２１が、基板Ｗを収納し、前記プロセス反応により基板Ｗの表面を加工し、基板を加工するよう構成される。
【００２２】
このように構成すると、プロセスの反応条件にかかわらず、第１の制御において真空ポンプの過負荷を起こすことなく、短時間でプロセス容器の圧力状態をプロセス反応に適した圧力状態にすることができ、基板を加工する加工時間を短縮することができる。
【００２３】
上述の目的を達成するために、請求項５に係る発明による真空排気方法は、例えば図１に示すように、プロセス容器２１にプロセスガスＧ１を導入してプロセス反応を行う反応工程と；真空ポンプ４、５によってプロセス容器２１のガスを排気し、プロセス容器２１を真空にする真空化工程と；真空ポンプ４、５の回転速度を調整し、プロセス容器２１の圧力を前記プロセス反応に適した真空度になるよう制御する第１の制御工程と；前記プロセス反応のプロセス情報に基づいて、真空ポンプ４、５の所定の回転速度を算出する算出行程と；前記真空ポンプ４、５を、前記第１の制御工程の前に、前記所定の回転速度にする第２の制御工程とを備える。
【００２４】
上述の目的を達成するために、請求項６に係る発明による真空排気方法は、例えば図１に示すように、プロセス容器２１にプロセスガスＧ１を導入してプロセス反応を行う反応工程と；第１の真空ポンプ４によってプロセス容器２１のガスＧ２を排気し、プロセス容器２１を真空にする第１の真空化工程と；第２の真空ポンプ５によって第１の真空ポンプ４の排気側のガスＧ２を排気し、プロセス容器２１を真空にする第２の真空化工程と；第１の真空ポンプ４と第２の真空ポンプ５のどちらか一方のポンプ４または５の回転速度を調整し、前記プロセス反応時のプロセス容器２１の圧力状態が前記プロセス反応に適した圧力状態になるよう制御する第１の制御工程と；前記プロセス反応のプロセス情報に基づいて、前記どちらか一方のポンプ４または５の所定の回転速度を算出する算出行程と；前記どちらか一方のポンプ４または５を、前記第１の制御工程の前に、前記所定の回転速度にする第２の制御工程とを備える。
【００２５】
上述の目的を達成するために、請求項７に係る発明による真空排気方法は、例えば図１に示すように、プロセス容器２１にプロセスガスＧ１を導入してプロセス反応を行う反応工程と；第１の真空ポンプ４によってプロセス容器２１のガスＧ２を排気し、プロセス容器２１を真空にする第１の真空化工程と；第２の真空ポンプ５によって第１の真空ポンプ４の排気側のガスＧ２を排気し、プロセス容器２１を真空にする第２の真空化工程と；第１の真空ポンプ４の回転速度を調整し、プロセスガスＧ１の導入後のプロセス容器２１の圧力状態が前記プロセス反応に適した圧力状態になるよう制御する第１の制御工程と；第２の真空ポンプ５の回転速度を調整し、プロセスガスＧ１の導入後の前記排気側の圧力状態が所定の圧力状態になるよう制御する第２の制御工程と；前記プロセス反応のプロセス情報に基づいて、第１の真空ポンプ４と第２の真空ポンプ５の少なくともどちらか一方のポンプ４、５の所定の回転速度を算出する算出行程と；前記少なくともどちらか一方のポンプ４、５を、前記第１の制御工程および前記第２の制御工程の前に、前記所定の回転速度にする第３の制御工程とを備える。
【００２６】
請求項８に係る真空排気方法は、請求項７に記載の真空排気方法において、例えば図１に示すように、前記第２の制御工程にて第１の真空ポンプ４の排気側の圧力状態が所定の圧力状態になった後に、前記第１の制御工程が行われる。
【００２７】
上述の目的を達成するために、請求項９に係る発明による基板の加工方法は、例えば図１、図１９に示すように、プロセス容器２１に基板Ｗを収納する収納工程と；請求項５乃至請求項８のいずれか１項に記載の真空排気方法によりプロセス容器２１の排気を行う排気行程と；前記プロセス反応により基板Ｗの表面を加工する、基板の加工工程とを備える。
【００２８】
基板とは、半導体基板、ＬＣＤ基板等をいう。基板の表面の加工とは、成膜加工、エッチング加工、灰化加工等をいう。
【００２９】
上述の目的を達成するために、請求項１０に係る発明による真空排気装置２は、例えば図１に示すように、プロセス容器２１のガスＧ２を排出し、プロセス容器２１の圧力を真空にする真空ポンプ４、５と；真空ポンプ４、５の回転速度を調整し、プロセス容器２１の圧力状態が所望の圧力状態になるよう制御する第１の制御を行う制御手段６とを備え；制御手段６が、プロセス情報に基づいて、真空ポンプ４、５の所定の回転速度を算出し、前記第１の制御の前に、真空ポンプ４，５を前記所定の回転速度にする第２の制御を行う。
【００３０】
このように構成すると、プロセス情報に基づいて、真空ポンプの所定の回転速度を算出するので、真空ポンプを、第１の制御の前に所定の回転速度にすることができ、第１の制御において真空ポンプ４、５の過負荷を起こすことなく、短時間でプロセス容器２１の圧力状態を所望の圧力状態にすることができる。
【００３１】
真空ポンプは、プロセス容器のガスを排出し、プロセス容器の圧力を真空にする第１の真空ポンプと、第１の真空ポンプの排気側に接続され、前記排気側のガスを排出し、プロセス容器の圧力を真空にする第２の真空ポンプとを含んで構成されるようにしてもよい。制御手段による真空ポンプの回転速度の調整は、第１の真空ポンプと第２の真空ポンプのどちらか一方のポンプの回転速度の調整であってもよい。制御手段は、プロセス情報に基づいて、前記どちらか一方のポンプの所定の回転速度を算出し、前記第１の制御の前に、前記どちらか一方のポンプを前記所定の回転速度にする第２の制御を行うようにしてもよい。
【００３２】
また、制御手段は、第１の真空ポンプの回転速度を調整し、プロセス容器の圧力状態が所望の圧力状態になるよう制御し、第２の真空ポンプの回転速度を調整し、前記排気側の圧力状態が所定の圧力状態になるように制御する第１の制御を行うようにしてもよい。
【００３３】
上述の目的を達成するために、請求項１１に係る発明による真空排気方法は、例えば図１に示すように、真空ポンプ４、５によってプロセス容器２１のガスＧ２を排気し、プロセス容器２１を真空にする真空化工程と；真空ポンプ４、５の回転速度を調整し、プロセス容器２１の圧力状態が所望の圧力状態になるよう制御する第１の制御工程と；プロセス情報に基づいて、真空ポンプ４、５の所定の回転速度を算出する算出行程と；真空ポンプ４、５を、前記第１の制御工程の前に、前記所定の回転速度にする第２の制御工程とを備える。
【発明の効果】
【００３４】
以上説明したように、本発明によれば、制御手段を備え、プロセス反応のプロセス情報に基づいて、真空ポンプの所定の回転速度を算出するので、真空ポンプを、第１の制御の前にプロセス反応に適した所定の回転速度にすることができ、プロセスの反応条件にかかわらず、第１の制御において真空ポンプの過負荷を起こすことなく、短時間でプロセス容器の圧力状態をプロセス反応に適した圧力状態にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の第１の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図において互いに同一あるいは相当する部材には同一符号を付し、重複した説明は省略する。
【００３６】
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態にかかる基板の加工装置１は、真空排気装置２(図中破線で囲んだ部分)と、プロセス反応を行い気密性を有するプロセス容器２１と、プロセス容器２１に導入するプロセスガスＧ１の流量を調整する流量調整器３とを備える。プロセスガスＧ１は、例えば、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス、これらの混合ガスである不活性ガス、ＣｌＦ３ガス等のクリーニングガスであるが、ＳｉＨ２Ｃｌ２ガス等の反応ガスであってもよい。
【００３７】
真空排気装置２は、プロセス容器２１に排気配管１２を介して接続されプロセス容器２１の内部からガスＧ２を排気し、プロセス容器２１の内部の圧力Ｐ２１を真空にする真空ポンプとしての、および第１の真空ポンプとしてのターボ分子ポンプ４(回転数Ｎ４)と、ターボ分子ポンプ４の排気側に排気配管１３を介して直列に接続されターボ分子ポンプ４の排気側のガスＧ２を外部(例えば大気)に排気する真空ポンプとしての、および第２の真空ポンプとしてのドライポンプ５(回転数Ｎ５)と、ターボ分子ポンプ４とドライポンプ５の運転を調整(例えば起動停止、回転数Ｎ４、Ｎ５の調整等)して、プロセス容器２１の圧力状態をプロセス反応に適した所望の圧力状態に制御する制御手段としての圧力制御コントローラ６とを備える。
【００３８】
ターボ分子ポンプ４は、ケーシング４Ｃと、ケーシング４Ｃ内に収納されたポンプロータ４Ｒと、ポンプロータ４Ｒを駆動するターボ分子ポンプモータ４Ｍと、ポンプモータ４Ｍとポンプロータ４Ｒの回転を支持する軸受(不図示)とを有する。ドライポンプ５は、ケーシング５Ｃと、ケーシング５Ｃ内に収納されたポンプロータ５Ｒと、ポンプロータ５Ｒを駆動するドライポンプモータ５Ｍと、ポンプモータ５Ｍとポンプロータ５Ｒの回転を支持する軸受(不図示)とを有する。
【００３９】
また、真空排気装置２は、プロセス容器２１に設置され、プロセス容器２１の内部の圧力Ｐ２１を測定する圧力計７と、排気配管１３に設置されターボ分子ポンプ４の排気側の圧力Ｐ１３を測定する圧力計８と、ターボ分子ポンプ４とドライポンプ５との間にある排気配管１３上に設置された電磁弁９とを備える。電磁弁９は、ドライポンプ５が停止した場合、排気配管１３を閉とし、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１、ターボ分子ポンプ４の圧力、排気配管１２の圧力、排気配管１３の圧力Ｐ１３が急激に大気圧力に突入するのを防止する。
【００４０】
圧力制御コントローラ６は、プロセス容器２１の圧力制御を開始する圧力制御開始信号ｉ１、プロセス容器２１におけるプロセス反応に関連するプロセス情報ｉ２をプロセス制御コントローラ(不図示)より受ける。
【００４１】
圧力計７は、測定したプロセス容器２１の圧力Ｐ２１を圧力信号ｉ３として圧力制御コントローラ６に送る。圧力計８は、測定したターボ分子ポンプ４の排気側の圧力Ｐ１３(排気配管１３の圧力)を圧力信号ｉ４として圧力制御コントローラ６に送る。真空排気装置２は、外部電源Ｅ１の入力を受け、モータ電源Ｅ２をターボ分子ポンプモータ４Ｍに出力するモータ制御盤１０と、外部電源Ｅ１の入力を受け、モータ電源Ｅ３をドライポンプモータ５Ｍに出力するモータ制御盤１１とを備える。
【００４２】
圧力制御コントローラ６は、制御手段としてのモータ制御盤１０に、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４を調整するための回転数指示信号ｉ６を送り、制御手段としてのモータ制御盤１１に、ドライポンプ５の回転数Ｎ５を調整するための回転数指示信号ｉ７を送る。モータ制御盤１０は、回転数指示信号ｉ６を受け、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４が指示通りの回転数Ｎ４になるよう、ターボ分子ポンプ４に送られるモータ電源Ｅ２を調整する(例えば、電圧、周波数の調整)。モータ制御盤１１は、回転数指示信号ｉ７を受け、ドライポンプ５の回転数Ｎ５が指示通りの回転数Ｎ５になるよう、ドライポンプ５に送られるモータ電源Ｅ３を調整する。
【００４３】
プロセス制御コントローラ(不図示)は、流量調整器３に、プロセス容器２１に導入されるプロセスガス流量を調整する調整信号ｉ８を送る。流量調整器３は、調整信号ｉ８に基づいて、プロセス容器２１に導入されるプロセスガスＧ１の流量を調整する。圧力制御コントローラ６は、ターボ分子ポンプ４の排気側の圧力Ｐ１３が大気圧に突入する可能性がある場合、電磁弁９を閉とする開閉指示信号ｉ９を電磁弁９に送る。
【００４４】
次に、図２を参照し、適宜図１、後述の図３を参照して本実施の形態の真空排気装置２の第１の運転方法のステップについて説明する。下記運転は圧力制御コントローラ６の制御によって行われる(後述の第２〜第７の運転方法において同じ)。
プロセス容器２１の圧力制御を実施する前には、ターボ分子ポンプ４およびドライポンプ５は、それぞれ定格回転数Ｎ４ｒ、Ｎ５ｒで運転され(ステップＳ１)、プロセス容器２１は定格圧力Ｐ２１ｒ下にある。プロセス制御コントローラ(不図示)よりプロセス情報ｉ２が圧力制御コントローラ６へ入力される(ステップＳ２)と、圧力制御コントローラ６は、入力されたプロセス情報ｉ２に基づいて、ターボ分子ポンプ４(一方のポンプ)の所定の回転数としての待機回転数Ｎ４ｗ(定格回転数Ｎ４ｒより小)を演算(算出)する(ステップＳ３)。当該演算の終了後、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４を待機回転数Ｎ４ｗとする、ターボ分子ポンプ４の減速が開始される(ステップＳ４)。なお、ドライポンプ５の回転数Ｎ５の調整は行われず定格回転数Ｎ５ｒに維持される。
【００４５】
次に、プロセス容器２１でプロセス反応を起こさせるためプロセス容器２１にプロセスガスＧ１が導入される(ステップＳ５)。ターボ分子ポンプ４の減速を継続し(ステップＳ６)、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４が待機回転数Ｎ４ｗに到達したか否かを判断する(ステップＳ７)。ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４が待機回転数Ｎ４ｗに到達しない場合(ステップＳ７がＮＯ)、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４の減速を続ける(ステップＳ６)。ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４が待機回転数Ｎ４ｗに到達した場合(ステップＳ７がＹＥＳ)、ターボ分子ポンプ４を待機回転数Ｎ４ｗで待機させる(ステップＳ８)。
【００４６】
その後、プロセス容器２１の圧力制御を開始する圧力制御開始信号ｉ１がプロセス制御コントローラ(不図示)から圧力制御コントローラ６に入力される(ステップＳ９)。次に、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を所定の圧力Ｐ２１ａ(定格圧力Ｐ２１ｒより高圧)(例えば、目標圧力(所望の圧力)Ｐ２１ｘの９０％)とする圧力上昇運転が行われる。プロセス容器２１の圧力Ｐ２１に所定の圧力Ｐ２１ａにするため、ターボ分子ポンプ４を減速する(ステップＳ１１)。回転数Ｎ４を減少させるため、圧力制御コントローラ６から、モータ制御盤１０に回転数調整信号ｉ６が送られ、モータ制御盤１０はターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４が減少するようモータ電源Ｅ２を調整する。よって、ターボ分子ポンプ４は減速する。
【００４７】
圧力制御コントローラ６は、圧力計７から送られるプロセス容器２１の圧力Ｐ２１を表す圧力信号ｉ３を基に、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が所定の圧力Ｐ２１ａに到達したか否かを判断し(ステップＳ１２)、圧力Ｐ２１が所定の圧力Ｐ２１ａに到達しない場合(ステップＳ１２がＮＯ)は、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４の調整すなわちターボ分子ポンプ４の減速(ステップＳ１１)を続ける。プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が所定の圧力Ｐ２１ａに到達した場合(ステップＳ１２がＹＥＳ)は、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘ(定格圧力Ｐ２１ｒより高圧)とする圧力制御が行われ(ステップＳ１３)、圧力調整に付随してターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４は調整され(ステップＳ１４)、ターボ分子ポンプ４は減速する。
【００４８】
圧力制御コントローラ６は、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘに到達したか否かを判断し(ステップＳ１５)、圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘに到達しない場合(ステップＳ１５がＮＯ)は、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４の調整(ステップＳ１４)が続けられる。プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘに到達した場合(ステップＳ１５がＹＥＳ)は、圧力制御コントローラ６は、さらにプロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘに維持する(ステップＳ１６)よう制御する。その後(プロセス容器２１でのプロセス反応が終了した後)、プロセス容器２１の圧力制御を終了する圧力制御終了信号(不図示)がプロセス制御コントローラ(不図示)から圧力制御コントローラ６に入力され(ステップＳ１７)、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘとする圧力制御が終了する(ステップＳ１８)。
【００４９】
図３を参照し、真空排気装置２の第１の運転方法を時間の経過の観点から説明する。図において、横軸は時間、縦軸は圧力または回転数である。図中、Ｐ２１はプロセス容器２１の圧力、Ｎ４はターボ分子ポンプ４の回転数、Ｎ５はドライポンプ５の回転数、Ｐ１３はターボ分子ポンプ４の排気側の圧力を表す。Ｐ２、Ｎ４、Ｎ５、Ｐ１３は、値の割合の時間的変化を示すのが目的で、絶対値を正確に表すものではない(後述の図５、図７、図９において同様)。なお、適宜図１を参照する。
【００５０】
時間ｔ１より前には、ターボ分子ポンプ４およびドライポンプ５はそれぞれ定格回転数Ｎ４ｒ、Ｎ５ｒで回転しており、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１、ターボ分子ポンプ４の排気側の圧力Ｐ１３はそれぞれ定格圧力Ｐ２１ｒ、Ｐ１３ｒである。時間ｔ１に、圧力制御コントローラ６にプロセス情報ｉ２が入力される。その直後に、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４を待機回転数Ｎ４ｗとするターボ分子ポンプ４の減速が始まる。ドライポンプ５の回転は定格回転数Ｎ５ｒに維持され、減速は行われない。よって、ターボ分子ポンプ４の排気側の圧力Ｐ１３は、到達圧力Ｐ１３ｒを維持し変化しない。したがって、図中、Ｎ５は、横軸に平行な直線であり、Ｐ１３は、時間ｔ１と時間ｔ２の間は、横軸に平行な直線である。
【００５１】
時間ｔ２に、プロセス容器２１へのプロセスガスＧ１の導入が開始される。プロセスガスＧ１の導入、およびターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４の減少により、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１は徐々に上昇する。また、ターボ分子ポンプ４の排気側の圧力Ｐ１３は、プロセスガスＧ１の導入により徐々に上昇し、ターボ分子ポンプ４の排気側の圧力Ｐ１３は、時間ｔ２’にＰ１３ｂとなる。時間ｔ３に、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４が待機回転数Ｎ４ｗに到達し、ターボ分子ポンプ４は待機回転数Ｎ４ｗで待機する。ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４の減少が止まると、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１は上昇の割合が緩やかになり、やがて圧力Ｐ２１の上昇がほとんどなくなる。
【００５２】
時間ｔ４に、圧力制御開始信号ｉ１が圧力制御コントローラ６に入力され、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４の減少が再開され、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を所定の圧力Ｐ２１ａとするためにプロセス容器２１の圧力Ｐ２１の上昇が開始される。時間ｔ５に、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が所定の圧力Ｐ２１ａ(例えば目標値の９０％)に到達し、次に圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘとするプロセス容器２１の圧力Ｐ２１の圧力制御が開始される。当該圧力制御において、ターボ分子ポンプ４が、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘになるよう調整され、減速される。ターボ分子ポンプ４の減速により、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が再び上昇する。
【００５３】
時間ｔ６に、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が、目標圧力Ｐ２１ｘに到達し、ターボ分子ポンプ４の減速が一応終了する。ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４を調整し、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘにする圧力制御は継続されている。時間ｔ７に、圧力制御終了信号(不図示)が圧力制御コントローラ６に入力され、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１の制御が終了する。なお、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が時間ｔ５から時間ｔ６までハンチング等を起こさず単調に増加するよう圧力制御がなされる。圧力制御は、目標圧力Ｐ２１ｘと測定したプロセス容器２１の圧力Ｐ２１との偏差を求め、偏差に応じてターボ分子ポンプモータ４Ｍへのモータ電源Ｅ２を調整(例えば、ＰＩ制御、ＰＩＤ制
御)し、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４を調整することにより行うフィードバック制御である。
【００５４】
本第１の運転方法のターボ分子ポンプ４の待機回転数Ｎ４ｗは、プロセス反応に適したプロセス条件をプロセス容器２１に実現できる到達回転数に近い回転数であり、当該到達回転数より例えば２０〜３０％高い回転数とするとよい。ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４を、定格回転数Ｎ４ｒからプロセス容器２１の目標圧力Ｐ２１ｘに対応する到達回転数まで、当該到達回転数を目標として連続して変化させることは行わず、まず最初に定格回転数Ｎ４ｒから待機回転数Ｎ４ｗまで変化させる。待機回転数Ｎ４ｗに到達したときに、待機回転数Ｎ４ｗにて待機させ、その後にプロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘにする圧力制御を行うときに、当該圧力制御時に圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘを超えるオーバーシュートの発生を防ぎつつ、圧力移行時間を短縮することができるように待機回転数Ｎ４ｗが決められる。なお、圧力制御がスムーズに行われ、圧力Ｐ２１のオーバーシュートを回避できる場合は、待機回転数Ｎ４ｗにての待機を必ずしも行う必要はなく、待機回転数Ｎ４ｗに達した時点で即、圧力制御開始信号ｉ１を入力し、圧力制御に移行することも可能である。
【００５５】
所定の圧力Ｐ２１ａは、プロセス容器２１の目標圧力Ｐ２１ｘに近く、目標圧力Ｐ２１ｘよりわずかに低い圧力（例えば、目標圧力Ｐ２１ｘの８０〜９５％）であって、ターボ分子ポンプ４を減速させて、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が所定の圧力Ｐ２１ａになるようにした後に、圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘとする圧力制御を行った場合、圧力Ｐ２１が単調に上昇して目標圧力Ｐ２１ｘに到達し、圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘを超えるオーバーシュートの発生を回避できるように決められた圧力である。
【００５６】
本運転方法では、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が定格圧力Ｐ２１ｒから所定の圧力Ｐ２１ａ(目標圧力の９０％)になるまで、ターボ分子ポンプ４を減速させることにより、圧力Ｐ２１を増加させ、圧力Ｐ２１が所定の圧力Ｐ２１ａに達した時点でターボ分子ポンプ４の減速を停止している。したがって、この間、目標とする圧力Ｐ２１ｘと測定される圧力Ｐ２１を比較して偏差を求め、偏差に応じてターボ分子ポンプモータ４Ｍの電源Ｅ２を調整してターボ分子ポンプの回転数を調整して圧力制御を行っているわけではない。本運転方法における圧力の上昇方法は、単にターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４を下げているだけなので、所要時間(ｔ５−ｔ１)は、圧力Ｐ２１を制御する方式に比べ格段に短い。
【００５７】
一方、目標圧力Ｐ２１ｘになるまでターボ分子ポンプ４の減速により圧力Ｐ２１を上昇させるのでは、目標圧力Ｐ２１ｘに到達した時点で減速を停止しても圧力上昇は止まらず、圧力Ｐ２１は目標圧力Ｐ２１ｘをオーバーシュートしてしまう。よって、所定の圧力ｐ２１ａ(目標圧力Ｐ２１ｘの９０％)まで減速による圧力上昇を行い、その後、回転数Ｎ４を調整し圧力制御を行うことで圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘを超えるオーバーシュートを防いでいる。回転数Ｎ４の減速運転と、その後の圧力制御を組み合わせることによって、圧力Ｐ２１のオーバーシュートを防ぎ且つ目標圧力Ｐ２１ｘに到達するのに要する時間(ｔ６−ｔ４)の短縮化を実現している。
【００５８】
プロセスガスＧ１の導入のタイミングは、プロセスガスＧ１の種類、プロセスガスの導入流量、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１の変化状況、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４等を総合的に勘案し、ターボ分子ポンプ４の過負荷運転が時間ｔ１から時間ｔ７において生じないように決められる。ターボ分子ポンプ４の運転範囲を超える大流量のプロセスガスＧ１が導入される場合は、ターボ分子ポンプ４が待機回転数Ｎ４ｗに到達した後にプロセスガスＧ１を導入するとよい。
【００５９】
プロセス情報には、圧力制御が適切に行われるような、目標圧力、および目標圧力状態、導入ガス(プロセスガス)流量、導入ガス種、圧力制御時間(ｔ７−ｔ５)、が含まれる。
【００６０】
回転数Ｎ４の変化の範囲(定格回転数Ｎ４ｒと目標圧Ｐ２１ｘに対応する回転数の差)が狭い場合、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を所定の圧力Ｐ２１ａに制御する圧力制御は省略してもよい。この場合、より簡略な制御とし、制御時間を短縮することができる
【００６１】
本運転方法では、プロセス反応のプロセス情報に基づいて、ターボ分子ポンプ４の待機回転数Ｎ４ｗを圧力制御コントローラ６によって演算し、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘに制御する圧力制御の前に、ターボ分子ポンプ４を待機回転数Ｎ４ｗまで減速させ待機回転数Ｎ４ｗで待機させるので、プロセスの反応条件にかかわらず、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４を調整することにより行う当該圧力制御において、ターボ分子ポンプ４の過負荷を起こすことなく、短時間でプロセス容器２１の圧力Ｐ２１がプロセス反応に適した所望の圧力になるようにすることができる。また、ターボ分子ポンプ４の待機回転数Ｎ４ｗ、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４の減速のさせ方を、適切に決めることによりプロセス容器２１の圧力Ｐ２１がハンチングを起こさず、単調に上昇するようにし、短時間でプロセス容器２１の圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘに到達し、到達過程において圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘを超えるオーバーシュートを起こさないようにすることができる。
【００６２】
本運転方法では、ドライポンプ５の回転数Ｎ５の調整を行わず、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４のみを調整しているが、この方法は、プロセスガスの導入流量が比較的少なく(例えば、５．０ＳＬＭ以下)(ＳＬＭは標準状態、リッタ／毎分を表す)、プロセス容器２１の定格圧力Ｐ２１ｒと、プロセス反応に適した目標圧力Ｐ２１ｘとの差が比較的小さい場合、すなわち定格圧力Ｐ２１ｒが高真空(０．１Torr以下)で、目標圧力Ｐ２１ｘが比較的高真空(例えば、０．５Torr以下)であり、圧力制御範囲が比較的小さい場合に適している。
【００６３】
さらに、本運転方法において、非接触で真空中で運転している磁気軸受(不図示)を有するターボ分子ポンプ４の場合では、摩擦がないために減速に時間を要し、また回転数Ｎ４の変化に対しリニヤにプロセス容器２１の圧力Ｐ２１の変化が現れず、回転数Ｎ４を大きく変化させる必要があるため、プロセス容器２１の圧力制御時間の長期化を招くが、まず定格回転数Ｎ４ｒから待機回転数Ｎ４ｗまで減速させ、次に圧力Ｐ２１が所定の圧力Ｐ２１ａになるまで回転数Ｎ４を減速させ、次に回転数Ｎ４を調整し圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘにする圧力制御を行うので、定格回転数Ｎ４ｒから目標圧力Ｐ２１ｘに対応する到達回転数に到達するまでの時間(ｔ６−ｔ１)を短くすることができる。
【００６４】
次に、図４を参照し、適宜図１、後述の図５を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかる真空排気装置２の第２の運転方法のステップについて説明する。
圧力制御コントローラ６によるプロセス容器２１の圧力制御を実施する前には、ターボ分子ポンプ４およびドライポンプ５は、それぞれ定格回転数Ｎ４ｒ、Ｎ５ｒで運転されている(ステップＳ２１)。プロセス情報ｉ２が圧力制御コントローラ６へ入力される(ステップＳ２２)と、圧力制御コントローラ６は、入力されたプロセス情報ｉ２に基づいて、ターボ分子ポンプ４の待機回転数Ｎ４ｗ(定格回転数Ｎ４ｒより小)およびドライポンプ５の所定の回転速度としての待機回転数Ｎ５ｗ(定格回転数より小)を演算する(ステップＳ２３)。当該演算の終了後、ターボ分子ポンプ４とドライポンプ５の回転数Ｎ４、５を待機回転数Ｎ４ｗ、Ｎ５ｗとするため、ターボ分子ポンプ４のおよびドライポンプ５の減速を開始する(ステップＳ２４)。
【００６５】
次に、ターボ分子ポンプ４の減速を継続し(ステップＳ２５Ａ)、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４が待機回転数Ｎ４ｗに到達したか否かを判断する(ステップＳ２６Ａ)。ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４が待機回転数Ｎ４ｗに到達しない場合(ステップＳ２６ＡがＮＯ)、ターボ分子ポンプ４の減速を続け(ステップＳ２５Ａ)、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４が待機回転数Ｎ４ｗに到達した場合(ステップＳ２６ＡがＹＥＳ)、ターボ分子ポンプ４を待機回転数Ｎ４ｗで待機させる(ステップＳ２７Ａ)。ターボ分子ポンプ４が待機回転数(例えば、モータ制御盤１０がターボ分子ポンプ運転中と認識可能な回転数の下限以下の回転数)に到達したときに、モータ制御盤１０には電源Ｅ２をターボ分子ポンプに送るのを止め、ターボ分子ポンプ４は、惰性とプロセス容器２１から排気されるガスＧ２によって、ほぼ待機回転数に等しい回転数で回り続ける。
【００６６】
また、ドライポンプ５の減速を継続し(ステップＳ２５Ｂ)、ドライポンプ５の回転数Ｎ５が待機回転数Ｎ５ｗに到達したか否かを判断する(ステップＳ２６Ｂ)。ドライポンプ５の回転数Ｎ５が待機回転数Ｎ５ｗに到達しない場合(ステップＳ２６ＢがＮＯ)、ドライポンプ５の減速を続け(ステップＳ２５Ｂ)、ドライポンプ５の回転数Ｎ５が待機回転数Ｎ５ｗに到達した場合(ステップＳ２６ＢがＹＥＳ)、ドライポンプ５を待機回転数Ｎ５ｗで待機させる(ステップＳ２７Ｂ)。ステップＳ２５ＡからステップＳ２６Ａ、およびステップＳ２５ＢからステップＳ２７Ｂまでは、ステップＳ２４の後に、同時に並行して進行する。
【００６７】
その後、ステップＳ２７ＡおよびステップＳ２７Ｂの後に、プロセス容器２１にプロセスガスＧ１が導入される(ステップＳ２８)。そして、プロセス容器２１の圧力制御開始信号ｉ１がプロセス制御コントローラ(不図示)から圧力制御コントローラ６に入力される(ステップＳ２９)。プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を所定の圧力Ｐ２１ａ(定格圧力Ｐ２１ｒより高圧)(例えば、目標圧力Ｐ２１ｘの９０％)とする圧力Ｐ２１の上昇が行われる。
圧力Ｐ２１を上昇させるため、ドライポンプ５の減速を行う(ステップＳ３１)。このため、圧力制御コントローラ６から、モータ制御盤１１に回転数調整信号ｉ７が送られ、モータ制御盤１１はドライポンプ５の回転数Ｎ５が減少するようモータ電源Ｅ３を調整するので、ドライポンプ５は減速する。
【００６８】
圧力制御コントローラ６は、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が所定の圧力Ｐ２１ａに到達したか否かを判断し(ステップＳ３２)、圧力Ｐ２１が所定Ｐ２１ａの値に到達しない場合(ステップＳ３２がＮＯ)は、ドライポンプ５の減速(ステップＳ３１)を続ける。プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が所定の値Ｐ２１ａに到達した場合(ステップＳ３２がＹＥＳ)は、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力(所望の圧力)Ｐ２１ｘ(定格圧力Ｐ２１ｒより高圧)とする圧力制御が行われ(ステップＳ３３)、ドライポンプ５の回転数Ｎ５を調整する(ステップＳ３４)ため、圧力制御コントローラ６からモータ制御盤１１へ回転数調整信号ｉ７が送られ、モータ制御盤１１はドライポンプ５の回転数Ｎ５が減少するようモータ電源Ｅ３を調整し、ドライポンプ５はさらに減速する。
【００６９】
圧力制御コントローラ６は、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が目標値Ｐ２１ｘに到達したか否かを判断し(ステップＳ３５)、圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘに到達しない場合(ステップＳ３５がＮＯ)は、ドライポンプ５の回転数Ｎ５の調整すなわちドライポンプ５の減速(ステップＳ３４)が続けられる。プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘに到達した場合(ステップＳ３５がＹＥＳ)は、圧力制御コントローラ６は、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘに維持するよう制御し、ドライポンプ５の回転数Ｎ５を調整する(ステップＳ３６)。その後、プロセス容器２１の圧力制御を終了する圧力制御終了信号(不図示)がプロセス制御コントローラ(不図示)から圧力制御コントローラ６に入力され(ステップＳ３７)、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘにする圧力制御が終了する(ステップＳ３８)。
【００７０】
図５を参照し、真空排気装置２の第２の運転方法を時間の経過の観点から説明する。なお、適宜図１を参照する。
【００７１】
時間ｔ１より前には、ターボ分子ポンプ４およびドライポンプ５はそれぞれ定格回転数Ｎ４ｒ、Ｎ５ｒで回転しており、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１は定格圧力Ｐ２１ｒである。時間ｔ１に、圧力制御コントローラ６にプロセス情報ｉ２が入力される。その直後に、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４を待機回転数Ｎ４ｗとする減速と、ドライポンプ５の回転数Ｎ５を待機回転数Ｎ５ｗとする減速とが始まる。
【００７２】
時間ｔ２に、ターボ分子ポンプ４とドライポンプ５のそれぞれの回転数Ｎ４、Ｎ５の減少により、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１は徐々に上昇し始める。時間ｔ３にドライポンプ５の回転数Ｎ５が待機回転数Ｎ５ｗに到達し、ドライポンプ５は待機回転数Ｎ５ｗで待機する。時間ｔ４にターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４が待機回転数Ｎ４ｗに到達し、ターボ分子ポンプ４は待機回転数Ｎ４ｗで待機する。
【００７３】
時間ｔ５に、プロセス容器２１へのプロセスガスＧ１の導入が開始される。時間ｔ６に、圧力制御開始信号ｉ１が圧力制御コントローラ６に入力され、ドライポンプ５(一方のポンプ)の回転数Ｎ５を減速することによる、圧力Ｐ２１を所定の圧力Ｐ２１ａ(例えば目標値Ｐ２１ｘの９０％)とする圧力上昇が開始される。時間ｔ７に、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が所定の圧力Ｐ２１ａに到達し、圧力制御コントローラ６によるプロセス容器２１の圧力Ｐ２１の制御が開始される。すなわち、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘになるようドライポンプ５が減速される。ドライポンプ５の減速により、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１の上昇の割合が増加する。時間ｔ８に、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が、目標圧力Ｐ２１ｘに到達する。引き続き、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１は目標圧力Ｐ２１ｘを維持するよう制御されるので、ドライポンプ５の回転数Ｎ５は目標圧力Ｐ２１ｘに対応する回転数に調整される。これ(目標圧力Ｐ２１ｘの維持)がプロセス反応に適したプロセス容器２１の圧力状態である。時間ｔ９に、圧力制御終了信号(不図示)が圧力制御コントローラ６に入力され、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１の制御が終了する。なお、時間ｔ７から時間ｔ８の間、圧力制御が行われているときに、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１はハンチング等を起こすことなく単調に増加する。
【００７４】
本第２の運転方法のドライポンプ５の待機回転数Ｎ５ｗについて、前述の第１の運転方法のターボ分子ポンプ４の待機回転数Ｎ４ｗについての説明を、ターボ分子ポンプ４をドライポンプ５と読み替え、回転数Ｎ４を回転数Ｎ５と読み替え、定格回転数Ｎ４ｒを定格回転数Ｎ５ｒと読み替え、待機回転数Ｎ４ｗを待機回転数Ｎ５ｗと読み替えて、適用する。
【００７５】
本第２の運転方法のドライポンプ５の所定の圧力Ｐ２１ａについて、前述の第１の運転方法のターボ分子ポンプ４の所定の圧力Ｐ２１ａについての説明を、ターボ分子ポンプ４をドライポンプ５と読み替えて適用する。
【００７６】
本第２の運転方法では、圧力Ｐ２１が定格圧力Ｐ２１ｒから所定の圧力Ｐ２１ａ(目標圧力の９０％)になるまで、ドライポンプ５を減速させることにより、圧力Ｐ２１を増加させ、圧力Ｐ２１が所定の圧力Ｐ２１ａに達した時点でドライポンプ５の減速を停止している。したがって、この間、ドライポンプ５の回転数Ｎ５を調整して圧力制御を行っているわけではない。本運転方法における圧力の上昇方法は、単にドライポンプ５の回転数Ｎ５を下げているだけなので、所要時間(ｔ７−ｔ１)は、圧力Ｐ２１を制御する方式に比べ格段に短い。
【００７７】
一方、目標圧力Ｐ２１ｘになるまでドライポンプ５の減速により圧力Ｐ２１を上昇させるのでは、目標圧力Ｐ２１ｘに到達した時点で減速を停止しても圧力上昇は止まらず、圧力Ｐ２１は目標圧力Ｐ２１ｘをオーバーシュートしてしまう。よって、所定の圧力ｐ２１ａ(目標圧力Ｐ２１ｘの９０％)まで減速による圧力上昇を行い、その後、回転数Ｎ５を調整し圧力制御を行うことで圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘを超えるオーバーシュートを防いでいる。回転数Ｎ５の減速運転と、その後の圧力制御を組み合わせることによって、圧力Ｐ２１のオーバーシュートを防ぎ且つ目標圧力Ｐ２１ｘに到達するのに要する時間(ｔ８−ｔ６)の短縮化を実現している。
【００７８】
プロセスガスＧ１の導入のタイミングは、プロセスガスＧ１の種類、プロセスガスの導入流量、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１の変化状況、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４、ドライポンプ５の回転数Ｎ５等を総合的に勘案し、ターボ分子ポンプ４とドライポンプ５の過負荷運転が時間ｔ１から時間ｔ９において生じないように決められる。本運転方法では、ターボ分子ポンプ４の運転範囲を超える大流量のプロセスガスＧ１(例えば、１０ＳＬＭ以上)が導入される場合であるので、ターボ分子ポンプ４が待機回転数Ｎ４ｗに到達し、電源Ｅ２の供給が停止され、惰性で回転する状態になった後にプロセスガスＧ１が導入される。
【００７９】
なお、本第２の運転方法において、目標圧力Ｐ２１ｘを維持することが、プロセス反応に適したプロセス容器２１の圧力状態である。
本運転方法では、プロセス反応のプロセス情報に基づいて、ターボ分子ポンプ４の待機回転数Ｎ４ｗ、ドライポンプ５の待機回転数Ｎ５ｗを圧力制御コントローラ６によって演算し、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘに制御する圧力制御の前に、ドライポンプ５を待機回転数Ｎ５ｗまで減速させ待機回転数Ｎ５ｗで待機させるので、プロセスの反応条件にかかわらず、ドライポンプ５の回転数Ｎ５を調整することにより行う当該圧力制御において、ドライポンプ５の過負荷を起こすことなく、短時間でプロセス容器２１の圧力Ｐ２１がプロセス反応に適した所望の圧力になるようにすることができる。プロセスガスＧ１を導入した時点で、ターボ分子ポンプ４は待機回転数で回転しているので、ターボ分子ポンプ４の過負荷が生じることがない。
【００８０】
また、ドライポンプ５の待機回転数Ｎ５ｗ、ドライポンプ５の回転数Ｎ５の減速のさせ方を、適切に決めることによりプロセス容器２１の圧力Ｐ２１がハンチングを起こさず、単調に上昇するようにし、短時間でプロセス容器２１の圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘに到達し、到達過程において圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘを超えるオーバーシュートを起こさないようにすることができる。
【００８１】
本第２の運転方法では、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４の調整を行わず、ドライポンプ５の回転数Ｎ５のみを調整しているが、この方法は、プロセスガスの導入流量が比較的多く(例えば、１０ＳＬＭ以上)、プロセス容器２１の定格圧力Ｐ２１ｒと、プロセス反応に適した目標圧力Ｐ２１ｘとの差が比較的大きい場合、すなわち定格圧力Ｐ２１ｒが高真空(例えば、０．１Torr以下)で、目標圧力Ｐ２１ｘが比較的高真空(例えば、０．５Torr以上)であり、圧力制御範囲が比較的大きい場合に適している。
【００８２】
次に、図６を参照し、適宜図１、後述の図７を参照し、本発明の第１の実施の形態にかかる真空排気装置２の第３の運転方法のステップについて説明する。
圧力制御コントローラ６によるプロセス容器２１の減圧制御を実施する前には、プロセス容器２１内に大気(空気)が導入され、プロセス容器２１は大気圧である。すなわち、プロセス容器内が一度大気解放されて空気で満たされた後の状態である。また、ターボ分子ポンプ４は停止しており、ドライポンプ５は定格回転数Ｎ５ｒで定格運転している(ステップＳ４１)。プロセス制御コントローラ(不図示)よりプロセス情報ｉ２が圧力制御コントローラ６へ入力される(ステップＳ４２)と、圧力制御コントローラ６は、入力されたプロセス情報ｉ２に基づいて、ドライポンプ５の待機回転数Ｎ５ｗを演算する(ステップＳ４３)。当該演算の終了後、圧力制御コントローラ６による、ドライポンプ５の回転数Ｎ５を待機回転数Ｎ５ｗとする減速が行われる(ステップＳ４４)。
【００８３】
次に、ドライポンプ５の回転数Ｎ５が待機回転数Ｎ５ｗに到達したか否かを判断する(ステップＳ４５)。ドライポンプ５の回転数Ｎ５が待機回転数Ｎ５ｗに到達しない場合(ステップ４５がＮＯ)、ドライポンプ５の減速を続け(ステップＳ４４)、ドライポンプ５の回転数Ｎ５が待機回転数Ｎ５ｗに到達した場合(ステップＳ４５がＹＥＳ)、ドライポンプ５を待機回転数Ｎ５ｗで待機させる(ステップＳ４６)。
【００８４】
その後プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標の(所望の)減圧率ＰＲ２１ｘ(減圧の場合、正)で減圧する減圧制御開始信号(不図示)がプロセス制御コントローラ(不図示)から圧力制御コントローラ６に入力され(ステップＳ４７)、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１のドライポンプ５の回転数Ｎ５を調整することによる減圧制御が実施される(ステップＳ４８)。圧力制御コントローラ６から、モータ制御盤１１に回転数調整信号ｉ７が送られ、モータ制御盤１１はドライポンプ５の回転数Ｎ５が増加するようモータ電源Ｅ３を調整するので、ドライポンプ５は増速する(ステップＳ４９)。
【００８５】
ドライポンプ５の増速中、圧力制御コントローラ６はドライポンプ５の回転数Ｎ５が定格回転数Ｎ５ｒに到達したか否かを判断する(ステップＳ５０)。ドライポンプ５の回転数Ｎ５が定格回転数Ｎ５ｒに到達していない場合(ステップＳ５０がＮＯの場合)、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が所定の設定値Ｐ２１ｂより高いか否か判断される(ステップＳ５２)。プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が所定の設定値Ｐ２１ｂより高い場合(ステップＳ５２がＹＥＳ)、プロセス容器２１の減圧率ＰＲ２１(プロセス容器２１の排気率)が目標の値ＰＲ２１ｘより大きいか否か判断される(ステップＳ５４)。減圧率(単位Torr/sec)の大小は、圧力の傾きの絶対値の大小にて判断する。プロセス容器２１の減圧率ＰＲ２１が目標の値ＰＲ２１ｘより小さい場合(ステップＳ５４がＮＯ)、ドライポンプ５の回転数Ｎ５を増加させる(ステップＳ４９)。プロセス容器２１の減圧率ＰＲ２１が目標の値ＰＲ２１ｘより大きい場合(ステップＳ５４がＹＥＳ)、ドライポンプ５の回転数Ｎ５を減速させ(ステップＳ５５)、ステップＳ５０の前に戻る。
【００８６】
プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が設定値Ｐ２１ｂより低い場合(ステップＳ５２がＮＯ)、ターボ分子ポンプ４の背圧側が起動可能圧力に到達したと判断し、ターボ分子ポンプ４を起動させる。
ドライポンプ５の回転数Ｎ５が定格回転数Ｎ５ｒに到達した場合(ステップＳ５０がＹＥＳ)、ドライポンプ５の回転数の調整は停止(ステップＳ５１)し、ドライポンプ５は定格回転数Ｎ５ｒでの回転を維持し、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標の減圧率ＰＲ２１ｘで減圧する減圧制御が終了する(ステップＳ５６)。
【００８７】
減圧率は、プロセス情報ｉ２に含まれる。また、プロセス容器２１の容積もプロセス情報ｉ２に含まれる。
【００８８】
図７を参照し、真空排気装置２の第３の運転方法を時間の経過の観点から説明する。なお、適宜図１を参照する。
【００８９】
時間ｔ１より前に、ターボ分子ポンプ４は停止状態にあり、ドライポンプ５は定格回転数Ｎ５ｒで回転しており、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１は、大気圧にある。時間ｔ１に、圧力制御コントローラ６にプロセス容器２１のスロー排気を行うべくプロセス情報ｉ２が入力される。その直後に、ドライポンプ５の回転数Ｎ５を待機回転数Ｎ５ｗとするドライポンプ５の減速が始まる。時間ｔ２にドライポンプ５の回転数Ｎ５が待機回転数Ｎ５ｗに到達し、ドライポンプ５は待機回転数Ｎ５ｗで待機する。この間、電磁弁９が閉であるので、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１、ターボ分子ポンプ４の排気側の圧力Ｐ１３は変化しない。
【００９０】
時間ｔ３に、減圧制御開始信号(不図示)が圧力制御コントローラ６に入力され、電磁弁９が開となり、ドライポンプ５の回転数Ｎ５を調整することによるプロセス容器２１の圧力Ｐ２１の減圧率ＰＲ２１(排気レート(単位Torr／sec))を目標のＰＲ２１ｘとする制御が開始される。すなわち、プロセス容器２１の減圧率ＰＲ２１が目標の一定の値ＰＲ２１ｘとなるよう制御し、ドライポンプ５の回転数Ｎ５を増加させる調整が行われる。この間、ターボ分子ポンプ４の排気側の圧力Ｐ１３もほぼ一定の減圧率ＰＲ１３で減圧される。ドライポンプ５の回転数Ｎ５の上昇によりプロセス容器２１の圧力Ｐ２１が大気圧から減少し、真空度を増していく。
【００９１】
時間ｔ４にプロセス容器２１の圧力Ｐ２１が所定の設定圧力Ｐ２１ｂに到達し、圧力制御コントローラ６から起動信号(不図示)がモータ制御盤１０に出され、ターボ分子ポンプ４が起動する。時間ｔ５にドライポンプ５の回転数Ｎ５が定格回転数Ｎ５ｒに到達し、プロセス容器２１の減圧率ＰＲ２１を一定に制御する制御が終了し、スロー排気運転が終了する。時間ｔ６にプロセス容器２１の圧力Ｐ２１が定格値Ｐ２１ｒに到達する。時間ｔ７に、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４が定格回転数Ｎ４ｒに到達し、真空排気装置２の定格運転に移行する。
【００９２】
プロセス反応のプロセス情報に基づいて、ドライポンプ５の待機回転数Ｎ５ｗを圧力制御コントローラ６によって演算し、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標の減圧率ＰＲ２１ｘで減圧する減圧制御の前に、ドライポンプ５を待機回転数Ｎ５ｗで待機させるので、プロセスの反応条件にかかわらず、ドライポンプ５の回転数Ｎ５を調整することにより行う当該減圧制御において、ドライポンプ５の過負荷を起こすことなく、短時間でプロセス容器２１の減圧率ＰＲ２１がプロセス反応に適した所望の減圧率ＰＲ２１ｘになるようにすることができる。また、ドライポンプ５の待機回転数Ｎ５ｗ、ドライポンプ５の回転数Ｎ５の増速を、適切に決めることによりプロセス容器２１の圧力がハンチングを起こさず、単調に減少するようにし、短時間でプロセス容器２１の減圧率ＰＲ２１が目標の(所望の)減圧率ＰＲ２１ｘに到達するようにすることができる。
【００９３】
設定された一定の減圧率ＰＲ２１ｘ(排気レート)で減圧(排気)するので、ドライポンプ５によるプロセス容器２１の排気時に、プロセス容器２１内に生成されたパーティクルが飛散することを抑制することができる。
【００９４】
本運転方法では、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が大気圧下にあるときから減圧率が一定である運転が行われるので、吸い込み圧が高く、流量が大きいガスを扱うことができるドライポンプ５の回転数を調整する。プロセス容器２１の圧力が大気圧の場合、大気圧に近い場合は、ターボ分子ポンプ４の運転条件範囲外であるため、本運転方法では、プロセス容器の圧力が所定の設定圧力に達するまでターボ分子ポンプ４は運転しない。
本運転方法において、目標減圧率ＰＲ２１ｘで減圧することが、プロセス反応に適したプロセス容器２１の圧力状態である。
【００９５】
次に、図８を参照し、適宜図１、後述の図９を参照し、本発明の第１の実施の形態にかかる真空排気装置２の第４の運転方法のステップについて説明する。
圧力制御コントローラ６によるプロセス容器２１の圧力制御を実施する前には、ターボ分子ポンプ４およびドライポンプ５は、それぞれ定格回転数Ｎ４ｒ、Ｎ５ｒで運転されている(ステップＳ６１)。プロセス情報ｉ２が圧力制御コントローラ６へ入力される(ステップＳ６２)と、圧力制御コントローラ６は、入力されたプロセス情報ｉ２に基づいて、ターボ分子ポンプ４の待機回転数Ｎ４ｗおよびドライポンプ５の待機回転数Ｎ５ｗを演算する(ステップＳ６３)。当該演算の終了後、圧力制御コントローラ６は、ターボ分子ポンプ４のおよびドライポンプ５の回転数Ｎ４、Ｎ５を待機回転数Ｎ４ｗ、Ｎ５ｗとする減速を開始する(ステップＳ６４)。
【００９６】
次に、プロセス容器２１にプロセスガスＧ１が導入される(ステップＳ６５)。ターボ分子ポンプ４の減速が継続され(ステップＳ６６Ａ)、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４が待機回転数Ｎ４ｗに到達したか否かを判断する(ステップＳ６７Ａ)。ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４が待機回転数Ｎ４ｗに到達しない場合(ステップＳ６７ＡがＮＯ)、ターボ分子ポンプ４の減速を続け(ステップＳ６６Ａ)、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４が待機回転数Ｎ４ｗに到達した場合(ステップＳ６７ＡがＹＥＳ)、ターボ分子ポンプ４を待機回転数Ｎ４ｗで待機させる(ステップＳ６８Ａ)。
【００９７】
また、ドライポンプ５の減速が継続され(ステップＳ６６Ｂ)、ドライポンプ５の回転数Ｎ５が待機回転数Ｎ５ｗに到達したか否かを判断する(ステップＳ６７Ｂ)。ドライポンプ５の回転数Ｎ５が待機回転数Ｎ５ｗに到達しない場合(ステップＳ６７ＢがＮＯ)、ドライポンプ５の減速を続け(ステップＳ６６Ｂ)、ドライポンプ５の回転数Ｎ５が待機回転数Ｎ５ｗに到達した場合(ステップＳ６７ＢがＹＥＳ)、ドライポンプ５を待機回転数Ｎ５ｗで待機させる(ステップＳ６８Ｂ)。ステップ６６Ａからステップ６８Ａ、およびステップ６６Ｂからステップ６８Ｂまでは、ステップ６５の後に、同時に並行して進行する。
【００９８】
その後、ステップＳ６８ＡおよびステップＳ６８Ｂの後に、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力(所望の圧力)Ｐ２１ｘとする圧力制御開始信号ｉ１がプロセス制御コントローラ(不図示)から圧力制御コントローラ６に入力される(ステップＳ６９)。ドライポンプ５の回転数Ｎ５を減少させることにより、ターボ分子ポンプ４の排気側圧力Ｐ１３を所定の圧力Ｐ１３ｃ(例えば、目標圧力Ｐ１３ｘの８０％)とする減圧を行うため、ドライポンプ５は減速される(ステップＳ７０)。ターボ分子ポンプ４の排気側圧力Ｐ１３が所定の圧力Ｐ１３ｃに到達したか否かが判断される(ステップＳ７１)。ターボ分子ポンプ４の排気側圧力Ｐ１３が所定の圧力Ｐ１３ｃに到達しない場合(ステップＳ７１がＮＯの場合)は、ドライポンプ５の減速が継続される(ステップＳ７０)。ターボ分子ポンプ４の排気側圧力Ｐ１３が所定の圧力Ｐ１３ｃに到達した場合(ステップＳ７１がＹＥＳの場合)は、ドライポンプ５の回転数Ｎ５の調整によるターボ分子ポンプ４の排気側の圧力Ｐ１３を目標圧力Ｐ１３ｘとする圧力制御を行う(ステップＳ７２)。ターボ分子ポンプ４の排気側圧力Ｐ１３が目標圧力Ｐ１３ｘに到達すると(ステップＳ７３)、さらに、ドライポンプ５の回転数Ｎ５が調整され、ターボ分子ポンプ４の排気側圧力Ｐ１３が目標圧力Ｐ１３ｘを維持するよう制御される(ステップＳ７４)。
【００９９】
プロセス容器２１の圧力制御開始信号ｉ１がプロセス制御コントローラ(不図示)から圧力制御コントローラ６に入力された(ステップＳ６９)後、ターボ分子ポンプ４は減速され(ステップＳ７５)、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が圧力制御開始前から所定の圧力ΔＰ２１ｄ(例えば、２０ｍTorr)だけ増加したか否かが判断される(ステップＳ７６)。プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が所定の圧力ΔＰ２１ｄだけ増加しない場合(増加が所定の圧力ΔＰ２１ｄ未満の場合)(ステップＳ７６がＮＯ)、ターボ分子ポンプ４の減速が継続される(ステップＳ７５)。プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が所定の圧力ΔＰ２１ｄだけ増加した場合(増加が所定の圧力ΔＰ２１ｄ以上の場合)(ステップＳ７６がＹＥＳ)、ターボ分子ポンプ４はある回転数ΔＮ４ｄ(例えば、定格回転数の２０％)だけ増加され、その増加した回転数Ｎ４ｄに維持される(ステップＳ７７)。
【０１００】
次に、ターボ分子ポンプ４の排気側圧力が所定の圧力Ｐ１３ｃ(例えば、目標圧力Ｐ１３ｘの８０％)に到達したか否か判断される(ステップＳ７８)。所定の圧力Ｐ１３ｃに到達しない場合(所定の圧力Ｐ１３ｃ未満の場合)(ステップＳ７８がＮＯ)、増加した回転数Ｎ４ｄに維持される(ステップＳ７７)。所定の圧力Ｐ１３ｃに到達した場合(所定の圧力Ｐ１３ｃ以上の場合)(ステップＳ７８がＹＥＳ)、プロセス容器２の圧力Ｐ２１を所定の圧力Ｐ２１ａ(例えば、目標圧力Ｐ２１ｘの９０％)とする減圧を行うため、ターボ分子ポンプ４が減速される(ステップＳ７９)。
【０１０１】
プロセス容器２１の圧力が所定の圧力Ｐ２１ａに到達したか否かが判断される(ステップＳ８０)。所定の圧力Ｐ２１ａに到達しない場合(ステップＳ８０がＮＯ)、ターボ分子ポンプ４の減速が継続される(ステップＳ７９)。所定の圧力Ｐ２１ａに到達した場合(ステップＳ８０がＹＥＳ)、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４を調整することによるプロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力とする圧力制御が行われる(ステップＳ８１)。プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が目標値Ｐ２１ｘに到達し(ステップＳ８２)、さらにターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４が調整され、プロセス容器２１の圧力ＰＣ２１を目標圧力Ｐ２１ｘに維持するよう制御される(ステップＳ８３)。ステップ７４およびステップS８３の後に、プロセス容器２１の圧力制御を終了させる圧力制御終了信号(不図示)がプロセス制御コントローラ(不図示)から圧力制御コントローラ６に入力され(ステップＳ８４)、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１の圧力制御が終了する(ステップＳ８５)。
ステップＳ６９の後、ステップＳ７０からステップＳ７４、およびステップＳ７５からステップＳ８３は２系統の制御として同時並行的に行われる。
【０１０２】
図９を参照し、真空排気装置２の第４の運転方法を時間の経過の観点から説明する。なお、適宜図１を参照する。
時間ｔ１より前には、ターボ分子ポンプ４およびドライポンプ５はそれぞれ定格回転数Ｎ４ｒ、Ｎ５ｒで回転しており、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１は定格値Ｐ２１ｒにある。時間ｔ１に、圧力制御コントローラ６にプロセス情報ｉ２が入力される。その直後からターボ分子ポンプ４およびドライポンプ５を待機回転数Ｎ４ｗ、Ｎ５ｗとするターボ分子ポンプ４およびドライポンプ５の減速が始まる。
【０１０３】
時間ｔ２に、プロセス容器２１へのプロセスガスＧ１の導入が開始される。プロセスガスＧ１の導入、およびその後のターボ分子ポンプ４とドライポンプ５のそれぞれの回転数Ｎ４、Ｎ５の減少により、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１は徐々に上昇する。
時間ｔ３にドライポンプ５の回転数Ｎ５が待機回転数Ｎ５ｗに到達し、その後ドライポンプ５は待機回転数Ｎ５ｗで待機する。時間ｔ４にターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４が待機回転数Ｎ４ｗに到達し、その後ターボ分子ポンプ４は待機回転数Ｎ４ｗで待機する。
【０１０４】
時間ｔ５に、圧力制御開始信号ｉ１が圧力制御コントローラ６に入力される。その後にターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４の減少が再開され、ターボ分子ポンプ４の排気側圧力Ｐ１３を所定の圧力Ｐ１３ｃ(例えば、目標圧力Ｐ１３ｘの８０％)とする増圧運転が開始され、さらにドライポンプ５の回転数Ｎ５の減少が行われ、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が増圧に転じる。
【０１０５】
時間ｔ６に、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が、圧力制御開始信号ｉ１が入力されターボ分子ポンプ４の減速が開始されたときのプロセス容器２１の圧力から所定の圧力ΔＰ２１ｄ(例えば、２０mTorr)だけ上昇すると、ターボ分子ポンプ４はある回転数ΔＮ４ｄ(例えば、定格回転数の２０％)だけ増速させ、その増加した回転数Ｎ４ｄ(例えば、現状回転数に定格回転数の２０％を加えた回転数)に維持される。
【０１０６】
時間ｔ７に、ターボ分子ポンプ４の排気側圧力Ｐ１３が所定の圧力Ｐ１３ｃに到達し、ドライポンプ５の回転数Ｎ５を調整することにより排気側圧力Ｐ１３を目標値Ｐ１３ｘとする圧力制御が行われる。また、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４を調整することによりプロセス容器２１の圧力Ｐ２１を所定の圧力Ｐ２１ａ(例えば、目標圧力Ｐ２１ｘの９０％)とする減圧運転が行われる。
【０１０７】
時間ｔ８に、ターボ分子ポンプ４の排気側圧力Ｐ１３が目標値Ｐ１３ｘに到達する。その後、ターボ分子ポンプ４の排気側圧力Ｐ１３を目標値Ｐ１３ｘに維持する圧力制御が続けて実施される。
【０１０８】
時間ｔ９に、プロセス容器２１の圧力が所定の圧力Ｐ２１ａに到達し、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４を調整することによりプロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘに制御する圧力制御が開始される。時間ｔ１０に、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１は目標圧力Ｐ２１ｘに到達し、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘを維持する圧力制御が続けて実施される。
【０１０９】
時間ｔ１１に、圧力制御終了信号(不図示)が圧力制御コントローラ６に入力され、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１の圧力制御、ターボ分子ポンプ４の排気側圧力Ｐ１３の圧力制御が終了する。
【０１１０】
本運転方法において、プロセス反応のプロセス情報に基づいて、ターボ分子ポンプ４とドライポンプ５の待機回転数Ｎ４ｗ、Ｎ５ｗを圧力制御コントローラ６によって演算し、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘに制御する圧力制御の前に、ターボ分子ポンプ４を待機回転数Ｎ４ｗで待機させ、ターボ分子ポンプ４の排気側の圧力Ｐ１３を目標圧力Ｐ１３ｘにする圧力制御の前に、ドライポンプ５を待機回転数Ｎ５ｗで待機させるので、プロセスの反応条件にかかわらず、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４を調整することにより行う圧力制御およびドライポンプ５の回転数Ｎ５を調整することにより行う圧力制御において、ターボ分子ポンプ４およびドライポンプ５の過負荷を起こすことなく、短時間でプロセス容器２１の圧力Ｐ２１がプロセス反応に適した所望の圧力Ｐ２１ｘになるようにすることができる。また、ターボ分子ポンプ４およびドライポンプ５の待機回転数Ｎ４ｗ、Ｎ５ｗ、ターボ分子ポンプ４およびドライポンプ５の回転数Ｎ４、Ｎ５の減速のさせ方を適切に決めることにより、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１がハンチングを起こさず単調に減少するようにし、短時間でプロセス容器２１の圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘに到達するようにすることができる。
【０１１１】
本運転方法は、ターボ分子ポンプ４とドライポンプ５の回転数Ｎ４、Ｎ５をともに調整することによりプロセス容器２１の圧力Ｐ２１とターボ分子ポンプ４の排気側圧力Ｐ１３を制御しているので、圧力範囲のより広い圧力制御(目標圧力と到達圧力との差が大きい制御)を適切に行うことができる。本運転方法は、ドライポンプ５のみでは排気できないけれども、ターボ分子ポンプ４を併用することにより実現できるプロセスガスＧ１の流量が多い領域に適している。
【０１１２】
本運転方法では、ターボ分子ポンプ４とドライポンプ５とを共に適切な待機回転数Ｎ４ｗ、Ｎ５ｗで待機させた後に、ターボ分子ポンプ４の回転数調整によるプロセス容器２１の圧力Ｐ２１の圧力制御、ドライポンプ５の回転数Ｎ５の調整によるターボ分子ポンプ４の排気側の圧力Ｐ１３の圧力制御を行い、圧力Ｐ２１の圧力制御を、圧力Ｐ１３の圧力制御において圧力Ｐ１３が目標圧力Ｐ１３ｘに到達した後に、開始する。したがって、圧力Ｐ２１の圧力制御および圧力Ｐ１３の圧力制御を同時に開始した場合には、圧力Ｐ１３が目標圧力Ｐ１３ｘに到達する前に、圧力２１が先に目標圧力Ｐ２１ｘに到達すると、ターボ分子ポンプ４の排気圧力である圧力Ｐ１３の変動による、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１のオーバーシュートが発生する場合があるが、本運転方法によりこの現象を回避できる。
【０１１３】
ターボ分子ポンプ４の排気側圧力Ｐ１３が目標圧力Ｐ１３ｘに到達する前に、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘに到達した場合、ターボ分子ポンプ４は目標圧力Ｐ２１ｘに到達した時点の回転数Ｎ４を維持し微調整をする程度の回転数調整のみを行う。一方、ターボ分子ポンプ４の排気側圧力Ｐ１３が目標圧力Ｐ１３ｘに到達していない場合、ドライポンプ５は減速動作を行う。ドライポンプ５が減速するとターボ分子ポンプ４の排気側圧力Ｐ１３は上昇する。ターボ分子ポンプ４の排気側圧力Ｐ１３が上昇するとターボ分子ポンプ４はガス流量が一定であってもプロセス容器２１の圧力Ｐ２１を一定に保つために回転数を上昇させなければならない。これは排気側圧力Ｐ１３が高くなると回転数が同じ場合でも排気性能が低下するためである。よって、ターボ分子ポンプ４がほぼ一定回転数で運転している際に、ドライポンプ５の減速によりターボ分子ポンプ４の排気側圧力Ｐ１３が上昇すると、ターボ分子ポンプ４は回転数Ｎ４を上昇させなければならないが、ガスが流れている場合、ターボ分子ポンプ４は無負荷の場合に比べ回転上昇に時間を要するため、ドライポンプ５の減速による排気側圧力Ｐ１３の上昇に追従できるほどの回転上昇ができずにプロセス容器２１の圧力Ｐ２１が上昇してしまう。このプロセス容器２１の圧力Ｐ２１の上昇がオーバーシュートとなる。本運転方法では、排気側圧力Ｐ１３が目標圧力Ｐ１３ｘに達してから、圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘに到達するので、Ｐ２１のオーバーシュートを防止することができる。
【０１１４】
本運転方法において、ターボ分子ポンプ４とドライポンプ５を待機回転数Ｎ４ｗ、Ｎ５ｗで待機させたのち後、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を増加させるためにターボ分子ポンプ４とドライポンプ５の回転数Ｎ４、Ｎ５を減少させたときに、プロセス容器２の圧力が所定の値ΔＰ２１ｄ(上記では２０mTorr)以上、増加したときには、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４をある回転数ΔＮ４ｄだけ増加させている。これは、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が上昇したときには、ターボ分子ポンプ４の排気側圧力Ｐ１３も上昇しており、ターボ分子ポンプ４の排気側圧力Ｐ１３の影響をプロセス容器２１の圧力Ｐ２１に与えないために、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が上昇し始めたら、ターボ分子ポンプ４の回転数を少し上昇させてプロセス容器２１の圧力Ｐ２１のオーバーシュートを防止するためである。
なお、本運転方法において、目標圧力Ｐ２１ｘを維持することが、プロセス反応に適したプロセス容器２１の所望の圧力状態である。また、目標圧力Ｐ１３ｘを維持することが、ターボ分子ポンプ４の排気側の所定の圧力状態である。
【０１１５】
図１０を参照し、適宜図１、図３、図５、図７、図９を参照して、図１の真空排気装置１のプロセス容器２１の詳細な構成を説明する。図１０は、プロセス容器２１の詳細な構成を示すブロック断面図である。
【０１１６】
プロセス容器２１は、縦型の熱処理を行う容器であり、被処理体例えば半導体ウエハｗを収容して所定の処理例えばＣＶＤ処理を施すため熱処理炉を構成する処理容器例えば石英製の反応管２１である。反応管２１は、図示例では内管３２ａと外管３２ｂの二重管構造とされているが、外管３２ｂだけの単管構造(不図示)であってもよい。また、反応管２１の下部には、反応管２１内に処理ガスやパージ用の不活性ガスを導入するガス導入管部（ガス導入ポート）３３と、反応管２１内を排気する排気管部（排気ポート）３４とを有する環状のマニホールド４５）が気密に接続されている。
【０１１７】
ガス導入管部３３には流量調節器３(図１)が設置されたプロセスガスＧ１を供給する配管３７が接続され、排気管部３４には反応管２１内を減圧制御可能なターボ分子ポンプ４等に連通する排気配管１２が接続されている。マニホールド４５は、図示しないベースプレートに取付けられている。また、反応管２１の周囲には、反応管２１内を所定の温度例えば３００〜１２００℃に加熱制御可能な円筒状のヒータ４６が設けられている。
【０１１８】
反応管２１の下端のマニホールド４５は、熱処理炉の炉口４０を形成しており、熱処理炉の下方には炉口４０を開閉する蓋体４１が昇降機構４２により昇降可能に設けられている。前記蓋体４１は、マニホールド４５の開口端に当接して炉口４０を密閉するようになっている。
【０１１９】
この蓋体４１上には、多数例えば２５〜１５０枚程度のウエハｗを水平状態で鉛直上下方向に間隔をおいて多段に支持する熱処理用ボート４３が炉口断熱手段である保温筒４４を介して載置されている。ボート４３は、昇降機構４２による蓋体４１の上昇により反応管２１内にロード（搬入）され、蓋体４１の下降により反応管２１内からアンロード（搬出）されるようになっている。
【０１２０】
次に以上の構成からなるプロセス容器２１の作用ないし処理方法について述べる。先ず、反応管２１内に流量調整器３を経てプロセスガスＧ１としての不活性ガス例えば窒素ガスを導入しながらウエハｗを搭載した熱処理用ボート４３を保温筒４４と共に反応管２１内に搬入する。
【０１２１】
次いで、流量調節器３の上流側に設置された遮断弁（不図示）を遮断した状態で、ターボ分子ポンプ４およびドライポンプ５により排気配管１２を介して反応管２１内を排気及び真空引きして真空置換を行う(初期真空引き)。この時、パーティクルの巻上げを防止するために、前述の第３の運転方法により行うことができる。
【０１２２】
真空置換を終えたなら、流量調節器３を介してプロセスガスである処理ガスを反応管２１内に導入して所定の処理、例えばウエハの成膜処理を開始する。この時の処理が圧力が変動する部分に常温で硬い物質例えば二酸化珪素（ＳｉＯ２）等からなる反応副生成物の付着を伴うＴＥＯＳプロセス等の成膜処理である場合もある。
【０１２３】
前記成膜処理が終了したなら、反応管２１内の真空置換及び窒素ガスによる置換を行い、引き続き次工程の処理を連続的に行ってもよく、処理を終了する場合は、真空置換及び窒素ガスによる置換後、反応管内を常圧に戻し、反応管２１内から熱処理用ボート４３を搬出すればよい。
【０１２４】
前述の初期真空引きにおいて排気レート０．１〜２０Ｔｏｒｒ／秒の連続的可変制御が可能であるため、最適化を行うことによりパーティクル等の巻き上げを防止しつつ、最短時間を実現することが可能で、所要時間の短縮が図れる。
【０１２５】
また、ターボ分子ポンプ４およびドライポンプ５の回転数調整により例えば反応管２１内を数百Ｔｏｒｒ程度の低真空（弱減圧）に減圧制御した状態で流量調整器３からクリーニングガスを反応管２１内に導入して反応管２１の内部を洗浄処理する等の低真空処理を行うことが可能であり、上述の第１、第２、第４も運転方法のいずれかによりガス種や処理圧力の異なる復数種類の処理を行うことが可能であり、しかも、これら複数種類の処理を連続して行うことも可能である。
【０１２６】
図１１に、本発明の第３の運転方法におけるプロセス容器２１の圧力の時間的経過を曲線Ａにて示す。曲線Ｂ線は、ドライポンプの起動後ドライポンプの回転数の調整を行わず、流路途中に圧力調整バルブ(不図示)を設けて圧力調整バルブの開度を調整することにより減圧率を調整した場合を表す。縦軸は圧力(単位Torr)であり、横軸は時間である。図中、時間ｔ１にドライポンプ５の減速運転が開始され、時間ｔ２、ｔ３にターボ分子ポンプ４およびドライポンプ５が定格回転数に到達し通常運転が開始される。曲線Aでは、時間
ｔ１から時間ｔ２まで１．１分を要し、曲線Bでは、時間ｔ１から時間ｔ３まで６．１７分を要する。したがって、本第３の運転方法により５．０７分短縮できる。
【０１２７】
以上、ＣＶＤ処理を施すため熱処理炉を構成する処理容器例えば石英製の反応管２１であるプロセス容器２１を有する真空排気装置であるとして説明したが、酸素Ｏ２と水素Ｈ２を直接導入し基板上に酸化膜を形成するプロセス容器２１を有する減圧酸化装置(一種の真空排気装置)であってもよい。
【０１２８】
以下、本発明の第２の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図において互いに同一あるいは相当する部材には同一符号を付し、重複した説明は省略する。
【０１２９】
図１２に示すように、本発明の実施の形態にかかる基板の加工装置１は、真空排気装置２(図中破線で囲んだ部分)と、プロセス反応を行い気密性を有するプロセス容器２１と、プロセス容器２１に導入するプロセスガスＧ１の流量を調整する流量調整器３とを備える。プロセスガスＧ１は、例えば、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス、これらの混合ガスである不活性ガス、ＣｌＦ３ガス等のクリーニングガスであるが、ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスの反応ガスであってもよい。
【０１３０】
真空排気装置２は、プロセス容器２１に排気配管１２を介して接続されプロセス容器２１の内部からガスＧ２を排気し、プロセス容器２１の内部の圧力Ｐ２１を真空にする第１の真空ポンプとしてのブースタドライポンプ２４(回転数Ｎ２４)(以下ブースタポンプ２４)と、ブースタポンプ２４の排気側に排気配管(不図示)を介して直列に接続されブースタポンプ２４の排気側のガスＧ２を外部(例えば大気)に排気する第２の真空ポンプとしてのメインドライポンプ２５(回転数Ｎ２５)(以下メインポンプ２５)の運転を調整(例えば起動停止、回転数Ｎ２４、Ｎ２５の調整等)して、プロセス容器２１の圧力状態をプロセス反応に適した圧力状態に制御する制御手段としての圧力制御コントローラ６とを備える。なお、本実施の形態では、前述の通り第１の真空ポンプおよび第２の真空ポンプはともにドライポンプである。
【０１３１】
ブースタポンプ２４はケーシング２４Ｃと、ケーシング２４Ｃ内に収納されたポンプロータ２４Ｒと、ポンプロータ２４Ｒを駆動するドライポンプモータ２４Ｍと、ポンプモータ２４Ｍとポンプロータ２４Ｒの回転を支持する軸受(不図示)とを有する。メインポンプ２５はケーシング２５Ｃと、ケーシング２５Ｃ内に収納されたポンプロータ２５Ｒと、ポンプロータ２５Ｒを駆動するドライポンプモータ２５Ｍと、ポンプモータ２５Ｍとポンプロータ２５Ｒの回転を支持する軸受(不図示)とを有する。
【０１３２】
また、真空排気装置２は、プロセス容器２１に設置され、プロセス容器２１の内部の圧力Ｐ２１を測定する圧力計７と、プロセス容器２１とブースタポンプ２４の間にある排気配管１２上に設置された電磁弁９とを備える。電磁弁９は、メインポンプ２５が停止した場合、排気配管１２を閉とし、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が急激に大気圧力に突入するのを防止する。
【０１３３】
圧力制御コントローラ６は、プロセス容器２１の圧力制御を開始する圧力制御開始信号ｉ１、プロセス容器２１におけるプロセス反応に関連するプロセス情報ｉ２をプロセス制御コントローラ(不図示)より受ける。
【０１３４】
圧力計７は、測定したプロセス容器２１の圧力Ｐ２１を圧力信号ｉ３として圧力制御コントローラ６に送る。真空排気装置２は、外部電源Ｅ１の入力を受け、モータ電源Ｅ３をメインポンプモータ２５Ｍに出力し、モータ電源Ｅ２をブースタポンプモータ２４Ｍに出力するモータ制御盤３１とを備える。モータ制御盤は、ブースタポンプ２４とメインポンプ２５にそれぞれ設けてもよい。
【０１３５】
圧力制御コントローラ６は、制御手段としてのモータ制御盤３１に、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５およびブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４を調整するための回転数指示信号ｉ１０を送る。モータ制御盤３１は、回転数指示信号ｉ１０を受け、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５が指示通りの回転数Ｎ２５になるよう、メインポンプ２５に送られるモータ電源Ｅ３を調整する。 またモータ制御盤３１は、回転数指示信号ｉ１０を受け、ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４が指示通りの回転数Ｎ２４になるよう、ブースタポンプ２４に送られるモータ電源Ｅ２を調整する。
【０１３６】
プロセス制御コントローラ(不図示)は、流量調整器３に、プロセス容器２１に導入されるプロセスガス流量を調整する調整信号ｉ８を送る。流量調整器３は、調整信号ｉ８に基づいて、プロセス容器２１に導入されるプロセスガスＧ１の流量を調整する。圧力制御コントローラ６は、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が大気圧に突入する可能性がある場合、電磁弁９を閉とする開閉指示信号ｉ９を電磁弁９に送る。
【０１３７】
次に、図１３を参照し、適宜図１２、後述の図１４を参照して本実施形態の真空排気装置２の第５の運転方法のステップについて説明する。下記運転は圧力制御コントローラ６の制御によって行われる。
プロセス容器２１の圧力制御を実施する前には、メインポンプ２５およびブースタポンプ２４は、それぞれ定格回転数Ｎ２５ｒ、Ｎ２４ｒで運転され(ステップＳ２０１)、プロセス容器２１は定格圧力Ｐ２１ｒ下にある。プロセス制御コントローラ(不図示)よりプロセス情報ｉ２が圧力制御コントローラ６へ入力される(ステップＳ２０２)と、圧力制御コントローラ６は、入力されたプロセス情報ｉ２に基づいて、ブースタポンプ２４(上段のポンプ)の所定の回転数としての待機回転数Ｎ２４ｗ(定格回転数Ｎ２４ｒより小)を演算(算出)する(ステップＳ２０３)。当該演算の終了後、ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４を待機回転数Ｎ２４ｗとする、ブースタポンプ２４の減速が開始される(ステップＳ２０４)。なお、メインポンプ２５(下段のポンプ)の回転数Ｎ２５の調整は行われず定格回転数Ｎ２５ｒに維持される。
【０１３８】
次に、プロセス容器２１でプロセス反応を起こさせるためプロセス容器２１にプロセスガスＧ１が導入される(ステップＳ２０５)。ブースタポンプ２４の減速を継続し(ステップＳ２０６)、ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４が待機回転数Ｎ２４ｗに到達したか否かを判断する(ステップＳ２０７)。ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４が待機回転数Ｎ２４ｗに到達しない場合(ステップＳ２０７がＮＯ)、ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４の減速を続ける(ステップＳ２０６)。ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４が待機回転数Ｎ２４ｗに到達した場合(ステップＳ２０７がＹＥＳ)、ブースタポンプ２４を待機回転数Ｎ２４ｗで待機させる(ステップＳ２０８)。
【０１３９】
その後、プロセス容器２１の圧力制御を開始する圧力制御開始信号ｉ１がプロセス制御コントローラ(不図示)から圧力制御コントローラ６に入力される(ステップＳ２０９)。次に、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を所定の圧力Ｐ２１ａ(定格圧力Ｐ２１ｒより高圧)(例えば、目標圧力Ｐ２１ｘの９０％)とする圧力上昇運転が行われる。プロセス容器２１の圧力Ｐ２１に所定の圧力Ｐ２１ａにするため、ブースタポンプ２４を減速する(ステップＳ２１１)。回転数Ｎ２４を減少させるため、圧力制御コントローラ６から、モータ制御盤３１に回転数調整信号ｉ１０が送られ、モータ制御盤３１はブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４が減少するようモータ電源Ｅ２を調整する。よって、ブースタポンプ２４は減速する。
【０１４０】
圧力制御コントローラ６は、圧力計７から送られるプロセス容器２１の圧力Ｐ２１を表す圧力信号ｉ３を基に、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が所定の圧力Ｐ２１ａに到達したか否かを判断し(ステップＳ２１２)、圧力Ｐ２１が所定の圧力Ｐ２１ａに到達しない場合(ステップＳ２１２がＮＯ)は、ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４の調整すなわちブースタポンプ２４の減速(ステップＳ２１１)を続ける。プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が所定の圧力Ｐ２１ａに到達した場合(ステップＳ２１２がＹＥＳ)は、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘ(定格圧力Ｐ２１ｒより高圧)とする圧力制御が行われ(ステップＳ２１３)、圧力調整に付随してブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４は調整され(ステップＳ２１４)、ブースタポンプ２４は減速する。
【０１４１】
圧力制御コントローラ６は、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘに到達したか否かを判断し(ステップＳ２１５)、圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘに到達しない場合(ステップＳ２１５がＮＯ)は、ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４の調整(ステップＳ２１４)が続けられる。プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘに到達した場合(ステップＳ２１５がＹＥＳ)は、圧力制御コントローラ６は、さらにプロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘに維持する(ステップＳ２１６)よう制御する。その後(プロセス容器２１でのプロセス反応が終了した後)、プロセス容器２１の圧力制御を終了する圧力制御終了信号(不図示)がプロセス制御コントローラ(不図示)から圧力制御コントローラ６に入力され(ステップＳ２１７)、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘとする圧力制御が終了する(ステップＳ２１８)。
【０１４２】
図１４を参照し、真空排気装置２の第５の運転方法を時間の経過の観点から説明する。図１４において、横軸は時間、縦軸は圧力または回転数である。図中、Ｐ２１はプロセス容器２１の圧力、Ｎ２４はブースタポンプ２４の回転数、Ｎ２５はメインポンプ２５の回転数を表す。Ｐ２１、Ｎ２５、Ｎ２４は、値の割合の時間的変化を示すのが目的で、絶対値を正確に表すものではない(後述の図１６、図１８において同様)。なお、適宜図１２を参照する。
【０１４３】
時間ｔ１より前には、ブースタポンプ２４およびメインポンプ２５はそれぞれ定格回転数Ｎ２４ｒ、Ｎ２５ｒで回転しており、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１は、定格圧力Ｐ２１ｒである。時間ｔ１に、圧力制御コントローラ６にプロセス情報ｉ２が入力される。その直後に、ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４を待機回転数Ｎ２４ｗとするブースタポンプ２４の減速が始まる。メインポンプ２５の回転は定格回転数Ｎ２５ｒに維持され、減速は行われない。したがって、図１４中、Ｎ２５は、横軸に平行な直線である。
【０１４４】
時間ｔ２に、プロセス容器２１へのプロセスガスＧ１の導入が開始される。プロセスガスＧ１の導入、およびブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４の減少により、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１は徐々に上昇する。時間ｔ３に、ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４が待機回転数Ｎ２４ｗに到達し、ブースタポンプ２４は待機回転数Ｎ２４ｗで待機する。ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４の減少が止まると、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１は上昇の割合が緩やかになり、やがて圧力Ｐ２１の上昇がほとんどなくなる。
【０１４５】
時間ｔ４に、圧力制御開始信号ｉ１が圧力制御コントローラ６に入力され、ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４の減少が再開され、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を所定の圧力Ｐ２１ａとするためにプロセス容器２１の圧力Ｐ２１の上昇が開始される。時間ｔ５に、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が所定の圧力Ｐ２１ａ(例えば目標値の９０％)に到達し、次に圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘとするプロセス容器２１の圧力Ｐ２１の圧力制御が開始される。当該圧力制御において、ブースタポンプ２４が、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘになるよう調整され、減速される。ブースタポンプ２４の減速により、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が再び上昇する。
【０１４６】
時間ｔ６に、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が、目標圧力Ｐ２１ｘに到達し、ブースタポンプ２４の減速が一応終了する。ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４を調整し、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘにする圧力制御は継続されている。時間ｔ７に、圧力制御終了信号(不図示)が圧力制御コントローラ６に入力され、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１の制御が終了する。なお、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が時間ｔ５から時間ｔ６までハンチング等を起こさず単調に増加するよう圧力制御がなされる。圧力制御は、目標圧力Ｐ２１ｘと測定したプロセス容器２１の圧力Ｐ２１との偏差を求め、偏差に応じてブースタポンプモータ２４Ｍへのモータ電源Ｅ２を調整(例えば、ＰＩ制御、ＰＩＤ制御)し、ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４を調整することにより行うフィードバック制御である。
【０１４７】
本第５の運転方法のブースタポンプ２４の待機回転数Ｎ２４ｗは、プロセス反応に適したプロセス条件をプロセス容器２１に実現できる到達回転数に近い回転数であり、当該到達回転数より例えば２０〜３０％高い回転数とするとよい。ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４を、定格回転数Ｎ２４ｒからプロセス容器２１の目標圧力Ｐ２１ｘに対応する到達回転数まで、当該到達回転数を目標として連続して変化させることは行わず、まず最初に定格回転数Ｎ２４ｒから待機回転数Ｎ２４ｗまで変化させる。待機回転数Ｎ２４ｗに到達したときに、待機回転数Ｎ２４ｗにて待機させ、その後にプロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘにする圧力制御を行うときに、当該圧力制御時に圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘを超えるオーバーシュートの発生を防ぎつつ、圧力移行時間を短縮することができるように待機回転数Ｎ２４ｗが決められる。なお、圧力制御がスムーズに行われ、圧力Ｐ２１のオーバーシュートを回避できる場合は、待機回転数Ｎ２４ｗにての待機を必ずしも行う必要はなく、待機回転数Ｎ２４ｗに達した時点で即、圧力制御開始信号ｉ１を入力し、圧力制御に移行することも可能である。
【０１４８】
所定の圧力Ｐ２１ａは、プロセス容器２１の目標圧力Ｐ２１ｘに近く、目標圧力Ｐ２１ｘよりわずかに低い圧力（例えば、目標圧力Ｐ２１ｘの８０〜９５％）であって、ブースタポンプ２４を減速させて、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が所定の圧力Ｐ２１ａになるようにした後に、圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘとする圧力制御を行った場合、圧力Ｐ２１が単調に上昇して目標圧力Ｐ２１ｘに到達し、圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘを超えるオーバーシュートの発生を回避できるように決められた圧力である。
【０１４９】
本運転方法では、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が定格圧力Ｐ２１ｒから所定の圧力Ｐ２１ａ(目標圧力の９０％)になるまで、ブースタポンプ２４を減速させることにより、圧力Ｐ２１を増加させ、圧力Ｐ２１が所定の圧力Ｐ２１ａに達した時点でブースタポンプ２４の減速を停止している。したがって、この間、目標とする圧力Ｐ２１ｘと測定される圧力Ｐ２１を比較して偏差を求め、偏差に応じてブースタポンプモータ２４Ｍの電源Ｅ２を調整してブースタポンプの回転数を調整して圧力制御を行っているわけではない。本運転方法における圧力の上昇方法は、単にブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４を下げているだけなので、所要時間(ｔ５−ｔ１)は、圧力Ｐ２１を制御する方式に比べ格段に短い。
【０１５０】
一方、目標圧力Ｐ２１ｘになるまでブースタポンプ２４の減速により圧力Ｐ２１を上昇させるのでは、目標圧力Ｐ２１ｘに到達した時点で減速を停止しても圧力上昇は止まらず、圧力Ｐ２１は目標圧力Ｐ２１ｘをオーバーシュートしてしまう。よって、所定の圧力ｐ２１ａ(目標圧力Ｐ２１ｘの９０％)まで減速による圧力上昇を行い、その後、回転数Ｎ２４を調整し圧力制御を行うことで圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘを超えるオーバーシュートを防いでいる。回転数Ｎ２４の減速運転と、その後の圧力制御を組み合わせることによって、圧力Ｐ２１のオーバーシュートを防ぎ且つ目標圧力Ｐ２１ｘに到達するのに要する時間(ｔ６−ｔ４)の短縮化を実現している。
【０１５１】
プロセスガスＧ１の導入のタイミングは、プロセスガスＧ１の種類、プロセスガスの導入流量、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１の変化状況、ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４等を総合的に勘案し、ブースタポンプ２４の過負荷運転が時間ｔ１から時間ｔ７において生じないように決められる。ブースタポンプ２４の運転範囲を超える大流量のプロセスガスＧ１が導入される場合は、ブースタポンプ２４が待機回転数Ｎ２４ｗに到達した後にプロセスガスＧ１を導入するとよい。
【０１５２】
プロセス情報には、圧力制御が適切に行われるような、目標圧力、および目標圧力状態、導入ガス(プロセスガス)流量、導入ガス種、圧力制御時間(ｔ７−ｔ５)、が含まれる。
【０１５３】
回転数Ｎ２４の変化の範囲(定格回転数Ｎ２４ｒと目標圧Ｐ２１ｘに対応する回転数の差)が狭い場合、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を所定の圧力Ｐ２１ａに制御する圧力制御は省略してもよい。この場合、より簡略な制御とし、制御時間を短縮することができる。
【０１５４】
本運転方法では、プロセス反応のプロセス情報に基づいて、ブースタポンプ２４の待機回転数Ｎ２４ｗを圧力制御コントローラ６によって演算し、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘに制御する圧力制御の前に、ブースタポンプ２４を待機回転数Ｎ２４ｗまで減速させ待機回転数Ｎ２４ｗで待機させるので、プロセスの反応条件にかかわらず、ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４を調整することにより行う当該圧力制御において、ブースタポンプ２４の過負荷を起こすことなく、短時間でプロセス容器２１の圧力Ｐ２１がプロセス反応に適した圧力になるようにすることができる。また、ブースタポンプ２４の待機回転数Ｎ２４ｗ、ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４の減速のさせ方を、適切に決めることによりプロセス容器２１の圧力Ｐ２１がハンチングを起こさず、単調に上昇するようにし、短時間でプロセス容器２１の圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘに到達し、到達過程において圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘを超えるオーバーシュートを起こさないようにすることができる。
【０１５５】
本運転方法では、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５の調整を行わず、ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４のみを調整しているが、この方法は、プロセスガスの導入流量が比較的少なく(例えば、５．０ＳＬＭ以下)(ＳＬＭは標準状態、リッタ／毎分を表す)、プロセス容器２１の定格圧力Ｐ２１ｒと、プロセス反応に適した目標圧力Ｐ２１ｘとの差が比較的小さい場合、すなわち定格圧力Ｐ２１ｒが高真空(０．１Torr以下)で、目標圧力Ｐ２１ｘが比較的高真空(例えば、１Torr以下)であり、圧力制御範囲が比較的小さい場合に適している。
【０１５６】
さらに、本運転方法において、まず定格回転数Ｎ２４ｒから待機回転数Ｎ２４ｗまで減速させ、次に圧力Ｐ２１が所定の圧力Ｐ２１ａになるまで回転数Ｎ２４を減速させ、次に回転数Ｎ２４を調整し圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘにする圧力制御を行うので、定格回転数Ｎ２４ｒから目標圧力Ｐ２１ｘに対応する到達回転数に到達するまでの時間(ｔ６−ｔ１)を短くすることができる。
【０１５７】
次に、図１５を参照し、適宜図１２、後述の図１６を参照して、本発明の実施の形態にかかる真空排気装置２の第６の運転方法のステップについて説明する。
圧力制御コントローラ６によるプロセス容器２１の圧力制御を実施する前には、ブースタポンプ２４およびメインポンプ２５は、それぞれ定格回転数Ｎ２４ｒ、Ｎ２５ｒで運転されている(ステップＳ２２１)。プロセス情報ｉ２が圧力制御コントローラ６へ入力される(ステップＳ２２２)と、圧力制御コントローラ６は、入力されたプロセス情報ｉ２に基づいて、ブースタポンプ２４の待機回転数Ｎ２４ｗ(定格回転数Ｎ２４ｒより小)およびメインポンプ２５の所定の回転速度としての待機回転数Ｎ２５ｗ(定格回転数Ｎ２５ｒより小)を演算する(ステップＳ２２３)。当該演算の終了後、ブースタポンプ２４とメインポンプ２５の回転数Ｎ２４、２５を待機回転数Ｎ２４ｗ、Ｎ２５ｗとするため、ブースタポンプ２４のおよびメインポンプ２５の減速を開始する(ステップＳ２２４)。
【０１５８】
次に、ブースタポンプ２４の減速を継続し(ステップＳ２２５Ａ)、ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４が待機回転数Ｎ２４ｗに到達したか否かを判断する(ステップＳ２２６Ａ)。ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４が待機回転数Ｎ２４ｗに到達しない場合(ステップＳ２２６ＡがＮＯ)、ブースタポンプ２４の減速を続け(ステップＳ２２５Ａ)、ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４が待機回転数Ｎ２４ｗに到達した場合(ステップＳ２２６ＡがＹＥＳ)、ブースタポンプ２４を待機回転数Ｎ２４ｗで待機させる(ステップＳ２２７Ａ)。ブースタポンプ２４が待機回転数(例えば、モータ制御盤３１がブースタポンプ２４運転中と認識可能な回転数の下限以下の回転数)に到達したときに、モータ制御盤３１には電源Ｅ２をブースタポンプ２４に送るのを止め、ブースタポンプ２４は、惰性とプロセス容器２１から排気されるガスＧ２によって、ほぼ待機回転数に等しい回転数で回り続ける。
【０１５９】
また、メインポンプ２５の減速を継続し(ステップＳ２２５Ｂ)、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５が待機回転数Ｎ２５ｗに到達したか否かを判断する(ステップＳ２２６Ｂ)。メインポンプ２５の回転数Ｎ２５が待機回転数Ｎ２５ｗに到達しない場合(ステップＳ２２６ＢがＮＯ)、メインポンプ２５の減速を続け(ステップＳ２２５Ｂ)、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５が待機回転数Ｎ２５ｗに到達した場合(ステップＳ２２６ＢがＹＥＳ)、メインポンプ２５を待機回転数Ｎ２５ｗで待機させる(ステップＳ２２７Ｂ)。ステップＳ２２５ＡからステップＳ２２６Ａ、およびステップＳ２２５ＢからステップＳ２２７Ｂまでは、ステップＳ２２４の後に、同時に並行して進行する。
【０１６０】
その後、ステップＳ２２７ＡおよびステップＳ２２７Ｂの後に、プロセス容器２１にプロセスガスＧ１が導入される(ステップＳ２２８)。そして、プロセス容器２１の圧力制御開始信号ｉ１がプロセス制御コントローラ(不図示)から圧力制御コントローラ６に入力される(ステップＳ２２９)。プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を所定の圧力Ｐ２１ａ(定格圧力Ｐ２１ｒより高圧)(例えば、目標圧力Ｐ２１ｘの９０％)とする圧力Ｐ２１の上昇が行われる。圧力Ｐ２１を上昇させるため、メインポンプ２５の減速を行う(ステップＳ２３１)。このため、圧力制御コントローラ６から、モータ制御盤３１に回転数調整信号ｉ１０が送られ、モータ制御盤３１はメインポンプ２５の回転数Ｎ２５が減少するようモータ電源Ｅ３を調整するので、メインポンプ２５は減速する。
【０１６１】
圧力制御コントローラ６は、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が所定の圧力Ｐ２１ａに到達したか否かを判断し(ステップＳ２３２)、圧力Ｐ２１が所定Ｐ２１ａの値に到達しない場合(ステップＳ２３２がＮＯ)は、メインポンプ２５の減速(ステップＳ２３１)を続ける。プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が所定の値Ｐ２１ａに到達した場合(ステップＳ２３２がＹＥＳ)は、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘ(定格圧力Ｐ２１ｒより高圧)とする圧力制御が行われ(ステップＳ２３３)、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５を調整する(ステップＳ２３４)ため、圧力制御コントローラ６からモータ制御盤３１へ回転数調整信号ｉ１０が送られ、モータ制御盤３１はメインポンプ２５の回転数Ｎ２５が減少するようモータ電源Ｅ３を調整し、メインポンプ２５はさらに減速する。
【０１６２】
圧力制御コントローラ６は、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が目標値Ｐ２１ｘに到達したか否かを判断し(ステップＳ２３５)、圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘに到達しない場合(ステップＳ２３５がＮＯ)は、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５の調整すなわちメインポンプ２５の減速(ステップＳ２３４)が続けられる。プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘに到達した場合(ステップＳ２３５がＹＥＳ)は、圧力制御コントローラ６は、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘに維持するよう制御し、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５を調整する(ステップＳ２３６)。その後、プロセス容器２１の圧力制御を終了する圧力制御終了信号(不図示)がプロセス制御コントローラ(不図示)から圧力制御コントローラ６に入力され(ステップＳ２３７)、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘにする圧力制御が終了する(ステップＳ２３８)。
【０１６３】
図１６を参照し、真空排気装置２の第６の運転方法を時間の経過の観点から説明する。なお、適宜図１２を参照する。
【０１６４】
時間ｔ１より前には、ブースタポンプ２４およびメインポンプ２５はそれぞれ定格回転数Ｎ２４ｒ、Ｎ２５ｒで回転しており、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１は定格圧力Ｐ２１ｒである。時間ｔ１に、圧力制御コントローラ６にプロセス情報ｉ２が入力される。その直後に、ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４を待機回転数Ｎ２４ｗとする減速と、メインポンプ２５の回転数Ｎ２４を待機回転数Ｎ２５ｗとする減速とが始まる。
【０１６５】
時間ｔ２に、ブースタポンプ２４とメインポンプ２５のそれぞれの回転数Ｎ２４、Ｎ２５の減少により、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１は徐々に上昇し始める。時間ｔ３にメインポンプ２５の回転数Ｎ２５が待機回転数Ｎ２５ｗに到達し、メインポンプ２５は待機回転数Ｎ２５ｗで待機する。時間ｔ４にブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４が待機回転数Ｎ２４ｗに到達し、ブースタポンプ２４は待機回転数Ｎ２４ｗで待機する。
【０１６６】
時間ｔ５に、プロセス容器２１へのプロセスガスＧ１の導入が開始される。時間ｔ６に、圧力制御開始信号ｉ１が圧力制御コントローラ６に入力され、メインポンプ２５(一方のポンプ)の回転数Ｎ２５を減速することによる、圧力Ｐ２１を所定の圧力Ｐ２１ａ(例えば目標値Ｐ２１ｘの９０％)とする圧力上昇が開始される。時間ｔ７に、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が所定の圧力Ｐ２１ａに到達し、圧力制御コントローラ６によるプロセス容器２１の圧力Ｐ２１の制御が開始される。すなわち、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘになるようメインポンプ２５が減速される。メインポンプ２５の減速により、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１の上昇の割合が増加する。時間ｔ８に、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が、目標圧力Ｐ２１ｘに到達する。引き続き、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１は目標圧力Ｐ２１ｘを維持するよう制御されるので、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５は目標圧力Ｐ２１ｘに対応する回転数に調整される。これ(目標圧力Ｐ２１ｘの維持)がプロセス反応に適したプロセス容器２１の圧力状態である。時間ｔ９に、圧力制御終了信号(不図示)が圧力制御コントローラ６に入力され、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１の制御が終了する。なお、時間ｔ７から時間ｔ８の間、圧力制御が行われているときに、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１はハンチング等を起こすことなく単調に増加する。
【０１６７】
本第６の運転方法のメインポンプ２５の待機回転数Ｎ２５ｗについて、前述の第５の運転方法のブースタポンプ２４の待機回転数Ｎ２４ｗについての説明を、ブースタポンプ２４をメインポンプ２５と読み替え、回転数Ｎ２４を回転数Ｎ２５と読み替え、定格回転数Ｎ２４ｒを定格回転数Ｎ２５ｒと読み替え、待機回転数Ｎ２４ｗを待機回転数Ｎ２５ｗと読み替えて、適用する。
【０１６８】
本第６の運転方法のメインポンプ２５の所定の圧力Ｐ２１ａについて、前述の第５の運転方法のブースタポンプ２４の所定の圧力Ｐ２１ａについての説明を、ブースタポンプ２４をメインポンプ２５と読み替えて適用する。
【０１６９】
本第６の運転方法では、圧力Ｐ２１が定格圧力Ｐ２１ｒから所定の圧力Ｐ２１ａ(目標圧力の９０％)になるまで、メインポンプ２５を減速させることにより、圧力Ｐ２１を増加させ、圧力Ｐ２１が所定の圧力Ｐ２１ａに達した時点でメインポンプ２５の減速を停止している。したがって、この間、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５を調整して圧力制御を行っているわけではない。本運転方法における圧力の上昇方法は、単にメインポンプ２５の回転数Ｎ２５を下げているだけなので、所要時間(ｔ７−ｔ１)は、圧力Ｐ２１を制御する方式に比べ格段に短い。
【０１７０】
一方、目標圧力Ｐ２１ｘになるまでメインポンプ２５の減速により圧力Ｐ２１を上昇させるのでは、目標圧力Ｐ２１ｘに到達した時点で減速を停止しても圧力上昇は止まらず、圧力Ｐ２１は目標圧力Ｐ２１ｘをオーバーシュートしてしまう。よって、所定の圧力ｐ２１ａ(目標圧力Ｐ２１ｘの９０％)まで減速による圧力上昇を行い、その後、回転数Ｎ２５を調整し圧力制御を行うことで圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘを超えるオーバーシュートを防いでいる。回転数Ｎ２５の減速運転と、その後の圧力制御を組み合わせることによって、圧力Ｐ２１のオーバーシュートを防ぎ且つ目標圧力Ｐ２１ｘに到達するのに要する時間(ｔ８−ｔ６)の短縮化を実現している。
【０１７１】
プロセスガスＧ１の導入のタイミングは、プロセスガスＧ１の種類、プロセスガスの導入流量、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１の変化状況、ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５等を総合的に勘案し、ブースタポンプ２４とメインポンプ２５の過負荷運転が時間ｔ１から時間ｔ９において生じないように決められる。本運転方法では、ブースタポンプ２４の運転範囲を超える大流量のプロセスガスＧ１(例えば、１０ＳＬＭ以上)が導入される場合であるので、ブースタポンプ２４が待機回転数Ｎ２４ｗに到達し、電源Ｅ２の供給が停止され、惰性で回転する状態になった後にプロセスガスＧ１が導入される。
【０１７２】
なお、本第６の運転方法において、目標圧力Ｐ２１ｘを維持することが、プロセス反応に適したプロセス容器２１の圧力状態である。
本運転方法では、プロセス反応のプロセス情報に基づいて、ブースタポンプ２４の待機回転数Ｎ２４ｗ、メインポンプ２５の待機回転数Ｎ２５ｗを圧力制御コントローラ６によって演算し、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標圧力Ｐ２１ｘに制御する圧力制御の前に、メインポンプ２５を待機回転数Ｎ２５ｗまで減速させ待機回転数Ｎ２５ｗで待機させるので、プロセスの反応条件にかかわらず、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５を調整することにより行う当該圧力制御において、メインポンプ２５の過負荷を起こすことなく、短時間でプロセス容器２１の圧力Ｐ２１がプロセス反応に適した圧力になるようにすることができる。プロセスガスＧ１を導入した時点で、ブースタポンプ２４は待機回転数Ｎ２４Ｗで回転しているので、ブースタポンプ２４の過負荷が生じることがない。
【０１７３】
また、メインポンプ２５の待機回転数Ｎ２５ｗ、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５の減速のさせ方を、適切に決めることによりプロセス容器２１の圧力Ｐ２１がハンチングを起こさず、単調に上昇するようにし、短時間でプロセス容器２１の圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘに到達し、到達過程において圧力Ｐ２１が目標圧力Ｐ２１ｘを超えるオーバーシュートを起こさないようにすることができる。
【０１７４】
本第６の運転方法では、ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４の調整を行わず、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５のみを調整しているが、この方法は、プロセスガスの導入流量が比較的多く(例えば、１０ＳＬＭ以上)、プロセス容器２１の定格圧力Ｐ２１ｒと、プロセス反応に適した目標圧力Ｐ２１ｘとの差が比較的大きい場合、すなわち定格圧力Ｐ２１ｒが高真空(例えば、０．１Torr以下)で、目標圧力Ｐ２１ｘが比較的高真空(例えば、１Torr以上)であり、圧力制御範囲が比較的大きい場合に適している。
【０１７５】
次に、図１７を参照し、適宜図１２、後述の図１８を参照し、本発明の実施の形態にかかる真空排気装置２の第７の運転方法のステップについて説明する。
圧力制御コントローラ６によるプロセス容器２１の減圧制御を実施する前には、プロセス容器２１内に大気(空気)が導入され、プロセス容器２１は大気圧である。すなわち、プロセス容器２１内が一度大気開放されて空気で満たされた後の状態である。また、ブースタポンプ２４は停止しており、メインポンプ２５は定格回転数Ｎ２５ｒで定格運転している(ステップＳ２４１)。プロセス制御コントローラ(不図示)よりプロセス情報ｉ２が圧力制御コントローラ６へ入力される(ステップＳ２４２)と、圧力制御コントローラ６は、入力されたプロセス情報ｉ２に基づいて、メインポンプ２５の待機回転数Ｎ２５ｗを演算する(ステップＳ２４３)。当該演算の終了後、圧力制御コントローラ６による、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５を待機回転数Ｎ２５ｗとする減速が行われる(ステップＳ２４４)。
【０１７６】
次に、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５が待機回転数Ｎ２５ｗに到達したか否かを判断する(ステップＳ２４５)。メインポンプ２５の回転数Ｎ２５が待機回転数Ｎ２５ｗに到達しない場合(ステップＳ２４５がＮＯ)、メインポンプ２５の減速を続け(ステップＳ２４４)、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５が待機回転数Ｎ２５ｗに到達した場合(ステップＳ２４５がＹＥＳ)、メインポンプ２５を待機回転数Ｎ２５ｗで待機させる(ステップＳ２４６)。
【０１７７】
その後プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標の減圧率ＰＲ２１ｘで減圧する減圧制御開始信号(不図示)がプロセス制御コントローラ(不図示)から圧力制御コントローラ６に入力され(ステップＳ２４７)、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を制御するメインポンプ２５の回転数Ｎ２５を調整することによる減圧制御が実施される(ステップＳ２４８)。圧力制御コントローラ６から、モータ制御盤３１に回転数調整信号ｉ１０が送られ、モータ制御盤３１はメインポンプ２５の回転数Ｎ２５が増加するようモータ電源Ｅ３を調整するので、メインポンプ２５は増速する(ステップＳ２４９)。
【０１７８】
メインポンプ２５の増速中、圧力制御コントローラ６はメインポンプ２５の回転数Ｎ２５が定格回転数Ｎ２５ｒに到達したか否かを判断する(ステップＳ２５０)。メインポンプ２５の回転数Ｎ２５が定格回転数Ｎ２５ｒに到達していない場合(ステップＳ２５０がＮＯの場合)、減圧率ＰＲ２１で減圧されるプロセス容器２１の圧力Ｐ２１が目標の減圧率ＰＲ２１ｘより大きいか否かで判断される（ステップＳ２５１）。減圧率の大小は[Torr/sec]の負の傾きの絶対値の大小にて判断する。プロセス容器２１の減圧率ＰＲ２１が目標の値ＰＲ２１ｘより小さい場合(ステップＳ２５１がＮＯ)、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５が増加させるためにステップＳ２４９へ戻る。プロセス容器２１の減圧率ＰＲ２１が目標の値ＰＲ２１ｘより大きい場合(ステップＳ２５１がＹＥＳ)、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５は減少（ステップS２５２）させるために、ステップＳ２５０の前に戻る。
【０１７９】
メインポンプ２５の回転数Ｎ２５が定格回転数Ｎ２５ｒに到達した場合(ステップＳ２５０がＹＥＳ)、メインポンプ２５の回転数の調整は停止(ステップＳ２５３)し、メインポンプ２５は定格回転数Ｎ２５ｒでの回転を維持し、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標の減圧率ＰＲ２１ｘで減圧する減圧制御が終了する(ステップＳ２５４)。プロセス容器２１の圧力Ｐ２１内を定格圧力Ｐ２１ｒにするため減圧制御終了後ブースタポンプ２４が起動する（ステップＳ２５５）。
【０１８０】
減圧率は、プロセス情報ｉ２に含まれる。
【０１８１】
図１８を参照し、真空排気装置２の第７の運転方法を時間の経過の観点から説明する。なお、適宜図１２を参照する。
【０１８２】
時間ｔ１より前に、ブースタポンプ２４は停止状態にあり、メインポンプ２５は定格回転数Ｎ２５ｒで回転している。また、プロセス容器２１とブースタポンプ２４の間にある排気管１２上に設置された電磁弁９を閉とし、プロセス容器２１に取り付けた大気開放弁(不図示)を開としているため、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１は、大気圧にある。圧力Ｐ２１が大気圧になった後に、大気開放弁を閉とする。そして、時間ｔ１に、圧力制御コントローラ６にプロセス容器２１のスロー排気を行うべくプロセス情報ｉ２が入力される。その直後に、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５を待機回転数Ｎ２５ｗとするメインポンプ２５の減速が始まる。時間ｔ２にメインポンプ２５の回転数Ｎ２５が待機回転数Ｎ２５ｗに到達し、メインポンプ２５は待機回転数Ｎ２５ｗで待機する。この間、電磁弁９が閉であるので、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１、プロセス容器２１と電磁弁９間の配管圧力Ｐ１２は変化しない。
【０１８３】
時間ｔ３に、減圧制御開始信号(不図示)が圧力制御コントローラ６に入力され、電磁弁９が開となり、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５を調整することによるプロセス容器２１の圧力Ｐ２１の減圧率ＰＲ２１(排気レート(単位Torr／sec))を目標のＰＲ２１ｘとする制御が開始される。すなわち、プロセス容器２１の減圧率ＰＲ２１が目標の一定の値ＰＲ２１ｘとなるよう制御し、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５を増加させる調整が行われる。この間、ブースタポンプ２４の排気側の圧力もほぼ一定の減圧率で減圧される。メインポンプ２５の回転数Ｎ２５の上昇によりプロセス容器２１の圧力Ｐ２１が大気圧から減少し、真空度を増していく。
【０１８４】
時間ｔ４にメインポンプ２５の回転数Ｎ２５が定格回転数Ｎ２５ｒに到達し、プロセス容器２１の減圧率ＰＲ２１を一定に制御する制御が終了し、スロー排気運転が終了する。メインポンプ２５の回転数Ｎ２５が定格回転数Ｎ２５ｒに到達しスロー排気運転が終了した後の時間ｔ５に、圧力制御コントローラ６から起動信号(不図示)がモータ制御盤３１に出され、ブースタポンプ２４が起動する。時間ｔ６にプロセス容器２１の圧力Ｐ２１が定格圧力Ｐ２１ｒに到達する。時間ｔ７に、ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４が定格回転数Ｎ２４ｒに到達し、真空排気装置２の定格運転に移行する。
【０１８５】
プロセス反応のプロセス情報に基づいて、メインポンプ２５の待機回転数Ｎ２５ｗを圧力制御コントローラ６によって演算し、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１を目標の減圧率ＰＲ２１ｘで減圧する減圧制御の前に、メインポンプ２５を待機回転数Ｎ２５ｗで待機させるので、プロセスの反応条件にかかわらず、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５を調整することにより行う当該減圧制御において、メインポンプ２５の過負荷を起こすことなく、短時間でプロセス容器２１の減圧率ＰＲ２１がプロセス反応に適した減圧率ＰＲ２１ｘになるようにすることができる。また、メインポンプ２５の待機回転数Ｎ２５ｗ、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５の増速を、適切に決めることによりプロセス容器２１の圧力がハンチングを起こさず、単調に減少するようにし、短時間でプロセス容器２１の減圧率ＰＲ２１が目標の減圧率ＰＲ２１ｘに到達するようにすることができる。
【０１８６】
設定された一定の減圧率ＰＲ２１ｘ(排気レート)で減圧(排気)するので、メインポンプ２５によるプロセス容器２１の排気時に、プロセス容器２１内に生成されたパーティクルが飛散することを抑制することができる。
【０１８７】
本運転方法では、プロセス容器２１の圧力Ｐ２１が大気圧下にあるときから減圧率が一定である運転が行われるので、吸い込み圧が高く、流量が大きいガスを扱うことができるメインポンプ２５の回転数を調整する。プロセス容器２１の圧力が大気圧の場合、大気圧に近い場合は、ブースタポンプ２４の運転条件範囲外であるため、本運転方法では、プロセス容器の圧力が所定の設定圧力に達するまでブースタポンプ２４は運転しない。
本運転方法において、目標減圧率ＰＲ２１ｘで減圧することが、プロセス容器２１内に生成されたパーティクルが飛散することを抑制することができるプロセス容器２１の圧力状態である。
【０１８８】
本実施の形態は、プロセス容器２１の目標圧力が０．５Torrより高く、プロセス条件により、第１の真空ポンプとしてターボ分子ポンプ(図１)を必要としない場合である。本実施の形態では、ブースタポンプ２４は、ターボ分子ポンプ４と比較し、定格回転までの起動時間が短く、定格回転から停止までの減速時間も格段に早く、プロセス容器２１の調圧時間の短縮が可能となり、プロセス容器２１内のプロセス反応により製作される製品のスループットが向上する。また、本実施の形態では、ブースタポンプ２４の背圧を測定する圧力計が不要となり真空排気装置２を簡易な構造とすることができる。
【０１８９】
図１９を参照し、待機回転数をプロセス情報から演算(算出)する方法について説明する。図は、プロセス容器２１(図１)に導入されるプロセスガスＧ１のあるガス種(例えば、窒素ガス)のチャートである。縦軸は、プロセス圧力(プロセス容器２１(図１)の目標圧力Ｐ２１ｘ)であり、横軸はガス流量(プロセス容器２１に導入されるプロセスガスＧ１のガス流量)である。チャートは導入されるガス種ごとに作成されており、前述のように圧力制御コントローラ６(図１)にプロセス情報ｉ２(図１)として送られる。
【０１９０】
図において、ガス流量がＱ１〜Ｑ７までの６つの領域に分けられ、圧力がＰ１〜Ｐ８までの７つの領域に分けられ、４２のブロックに分割されている。
圧力がＰ７〜Ｐ８の領域、さらに圧力がＰ５〜Ｐ７の領域で流量がＱ４〜Ｑ７の領域は、図に示すようにブロックＡ１〜ブロックＡ１２であり、第２の運転方法が採用されるブロックである。これらのブロックに属する場合は、ドライポンプ５(図１)のみプロセス容器２１の圧力Ｐ２１を制御するために回転数Ｎ５の調整が行われ、ターボ分子ポンプ４(図１)は停止もしくは、ターボ分子ポンプ４が待機回転数(例えば、モータ制御盤１０がターボ分子ポンプ４運転中と認識可能な回転数の下限以下の回転数)に到達したときに、モータ制御盤１０には電源Ｅ２をターボ分子ポンプ４に送るのを止め、ターボ分子ポンプ４は、惰性とプロセス容器２１から排気されるガスＧ２によって、ほぼ待機回転数に等しい回転数で回り続ける状態に維持される。ブロックＡ１〜Ａ１２のそれぞれに対応させて、ドライポンプ５の待機回転数Ｎ５ｗが記憶されている。
【０１９１】
また、圧力がＰ７〜Ｐ８の領域、さらに圧力がＰ５〜Ｐ７の領域で流量がＱ４〜Ｑ７の領域は、図に示すようにブロックＡ１〜ブロックＡ１２であり、第６の運転方法が採用されるブロックでもある。これらのブロックに属する場合は、ドライポンプ２５(図１２)のみプロセス容器２１の圧力Ｐ２１を制御するために回転数Ｎ２５の調整が行われ、ブースタポンプ２４(図１２)は停止もしくは、ブースタポンプ２４が待機回転数(例えば、モータ制御盤１１がブースタポンプ２４運転中と認識可能な回転数の下限以下の回転数)に到達したときに、モータ制御盤１１には電源Ｅ２をブースタポンプ２４に送るのを止め、ブースタポンプ２４は、惰性とプロセス容器２１から排気されるガスＧ２によって、ほぼ待機回転数に等しい回転数で回り続ける状態に維持される。ブロックＡ１〜Ａ１２のそれぞれに対応させて、メインポンプ２５の待機回転数Ｎ２５ｗが記憶されている。
【０１９２】
圧力がＰ５〜Ｐ７の領域で流量がＱ１〜Ｑ４の領域、圧力がＰ３〜Ｐ５の領域、圧力がＰ２〜Ｐ３の領域で流量がＱ１〜Ｑ３の領域は、図に示すようにブロックＢ１〜Ｂ２０であり、第４の運転方法が採用されるブロックである。これらのブロックに属する場合は、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４がプロセス容器２１の圧力Ｐ２１を制御するため調整され、ドライポンプ５の回転数Ｎ５がターボ分子ポンプの排気側圧力Ｐ１３を制御するため調整される。ブロックＢ１〜Ｂ２０のそれぞれに対応させて、ドライポンプ５の待機回転数Ｎ５ｗと、ターボ分子ポンプ４の待機回転数Ｎ４ｗが記憶されている。
【０１９３】
また、圧力がＰ５〜Ｐ７の領域で流量がＱ１〜Ｑ４の領域、圧力がＰ３〜Ｐ５の領域、圧力がＰ２〜Ｐ３の領域で流量がＱ１〜Ｑ３の領域は、図に示すようにブロックＢ１〜Ｂ２０であり、第５の運転方法が採用されるブロックである。これらのブロックに属する場合は、ブースタポンプ２４の回転数Ｎ２４がプロセス容器２１の圧力Ｐ２１を制御するため調整され、メインポンプ２５の回転数Ｎ２５は定格回転数Ｎ２５ｒを維持される。ブロックＢ１〜Ｂ２０のそれぞれに対応させて、ブースタポンプ２４の待機回転数Ｎ２４ｗが記憶されている。
【０１９４】
圧力がＰ２〜Ｐ３の領域で流量がＱ３〜Ｑ７の領域、圧力がＰ１〜Ｐ２の領域は、図に示すようにブロックＣ１〜Ｃ１０の領域であり、第１の運転方法が採用され、ターボ分子ポンプ４の回転数Ｎ４のみがプロセス容器２１の圧力Ｐ２１を制御するため調整され、ドライポンプ５の回転数Ｎ５は定格回転数Ｎ５ｒに維持される。ブロックＣ１〜Ｃ１０のそれぞれに対応させて、ターボ分子ポンプ４の待機回転数Ｎ４ｗが記憶されている。
【０１９５】
プロセス情報ｉ２に含まれる目標圧力Ｐ２１ｘの値とガス流量の値から、この組み合わせが、図中、どのブロックＡ１〜Ａ１２、Ｂ１〜Ｂ２０、Ｃ１〜Ｃ１０に属するかが圧力制御コントローラ６による演算によって求められ、属するブロックに対応して、記憶されている待機回転数が採用される。
【０１９６】
目標圧力Ｐ２１ｘの値とガス流量の値から適切な待機回転数がチャートに基づいて演算されるので、第１、第２、第４、第５、第６の運転方法において、ターボ分子ポンプ４(図１)、ドライポンプ５(図１)、ブースタポンプ２４(図１２)、メインポンプ２５(図１２)に過負荷運転が生じないようにすることができ、プロセス容器２１(図１、図１２)の圧力Ｐ２１を短時間で目標圧力Ｐ２１ｘに制御することができる。
【０１９７】
図２０を参照し、第３および第７の運転方法におけるドライポンプ５(図１)、メインポンプ２５(図１２)の待機回転数Ｎ５ｗ、Ｎ２５ｗをプロセス情報から演算（算出）する方法について説明する。図はプロセス容器２１（図１、図１２）に導入される空気のチャートである。縦軸は、減圧率であり、横軸はプロセス容器２１の容積である。チャートは、前述のように圧力制御コントローラ６（図１、図１２）にプロセス情報ｉ２（図１、図１２）として送られる。
【０１９８】
図において、プロセス容器容積が、Ｖ１〜Ｖ６までの５つの領域に分けられ、減圧率がＰＲ１〜ＰＲ６までの５つの領域に分けられ、２５のブロックＤ１〜Ｄ２５に分割されている。ブロックＤ１〜Ｄ２５のそれぞれに対応させて、ドライポンプ５、メインポンプ２５の待機回転数Ｎ５Ｗ、Ｎ２５Ｗが記憶されている。
【０１９９】
プロセス情報ｉ２に含まれる減圧率の値とプロセス容器２１の容積の値から、この組み合わせが、図中、どのブロックＤ１〜Ｄ２５に属するかが圧力制御コントローラ６による演算が求められ、属するブロックに対応して、記録されている待機回転数Ｎ５Ｗ、Ｎ２５Ｗが採用される。
【０２００】
減圧率の値とプロセス容器２１（図１、図１２）の容積の値から、適切なドライポンプ５(図１)、メインポンプ２５(図１２)の待機回転数Ｎ５Ｗ、Ｎ２５Ｗがチャートに基づいて演算されるので、第３および第７の運転方法では、ドライポンプ５、メインポンプ２５に過負荷運転が生じないようにすることができ、さらにプロセス容器２１内の急激な圧力変動を避け、パーティクルの飛散を抑制することができ、プロセス容器２１の減圧率の短時間で目標の減圧率ＰＲ２１ｘに制御することができる。
【０２０１】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の設計変更等が可能である。例えば、処理装置としては、縦型に限定されず、横型であってもよく、また、多数枚の被処理体を一度に処理するバッチ式に限定されず、被処理体を一枚ずつ処理する枚葉式であってもよい。被処理体としては、半導体ウエハ以外に、例えばＬＣＤ基板等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０２０２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る真空排気装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の真空排気装置の第１の運転方法のステップを示すフロー図である。
【図３】図１の真空排気装置の第１の運転方法の時間的経過を示すグラフである。
【図４】図１の真空排気装置の第２の運転方法のステップを示すフロー図である。
【図５】図１の真空排気装置の第２の運転方法の時間的経過を示すグラフである。
【図６】図１の真空排気装置の第３の運転方法のステップを示すフロー図である。
【図７】図１の真空排気装置の第３の運転方法の時間的経過を示すグラフである。
【図８】図１の真空排気装置の第４の運転方法のステップを示すフロー図である。
【図９】図１の真空排気装置の第４の運転方法の時間的経過を示すグラフである。
【図１０】図１の真空排気装置のプロセス容器の部分の詳細ブロック断面図である。
【図１１】図１の真空排気装置の第３の運転方法の圧力の時間的経過を表すグラフである。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係る真空排気装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】図１２の真空排気装置の第５の運転方法のステップを示すフロー図である。
【図１４】図１２の真空排気装置の第５の運転方法の時間的経過を示すグラフである。
【図１５】図１２の真空排気装置の第６の運転方法のステップを示すフロー図である。
【図１６】図１２の真空排気装置の第６の運転方法の時間的経過を示すグラフである。
【図１７】図１２の真空排気装置の第７の運転方法のステップを示すフロー図である。
【図１８】図１２の真空排気装置の第７の運転方法の時間的経過を示すグラフである。
【図１９】プロセス圧力とガス流量から待機回転数を演算するためのチャートである。
【図２０】減圧率とプロセス容器容積から待機回転数を演算するためのチャートである。
【図２１】従来の真空排気装置の構成を示すブロック図である。
【図２２】図２１の真空排気装置の運転方法のステップを示すフロー図である。
【図２３】図２１の真空排気装置の運転方法の時間的経過を示すグラフである。
【符号の説明】
【０２０３】
１ 半導体製造装置
２ 真空排気装置
３ 流量調整器
４ ターボ分子ポンプ(真空ポンプ、第１の真空ポンプ)
５ ドライポンプ(真空ポンプ、第２の真空ポンプ)
６ 圧力制御コントローラ６(制御手段)
７、８ 圧力計
９ 電磁弁
１０、１１、３１ モータ制御盤(制御手段)
１２、１３ 排気配管
２１ プロセス容器
２４ ドライブースタポンプ(真空ポンプ、第１の真空ポンプ)
２５ ドライメインポンプ(真空ポンプ、第２の真空ポンプ)
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセスガスを導入しプロセス反応を行うプロセス容器のガスを排出し、前記プロセス容器の圧力を真空にする真空ポンプと；
前記真空ポンプの回転速度を調整し、前記プロセス反応時の前記プロセス容器の圧力状態が前記プロセス反応に適した圧力状態になるよう制御する第１の制御を行う制御手段とを備え；
前記制御手段が、前記プロセス反応のプロセス情報に基づいて、前記真空ポンプの所定の回転速度を算出し、前記第１の制御の前に、前記真空ポンプを前記所定の回転速度にする第２の制御を行う；
真空排気装置。
【請求項２】
プロセスガスを導入しプロセス反応を行うプロセス容器のガスを排出し、前記プロセス容器の圧力を真空にする第１の真空ポンプと；
前記第１の真空ポンプの排気側に接続され、前記排気側のガスを排出し、前記プロセス容器の圧力を真空にする第２の真空ポンプと；
前記第１の真空ポンプと前記第２の真空ポンプのどちらか一方のポンプの回転速度を調整し、前記プロセス反応時の前記プロセス容器の圧力状態が前記プロセス反応に適した圧力状態になるよう制御する第１の制御を行う制御手段とを備え；
前記制御手段が、前記プロセス反応のプロセス情報に基づいて、前記どちらか一方のポンプの所定の回転速度を算出し、前記第１の制御の前に、前記どちらか一方のポンプを前記所定の回転速度にする第２の制御を行う；
真空排気装置。
【請求項３】
プロセスガスを導入しプロセス反応を行うプロセス容器のガスを排出し、前記プロセス容器の圧力を真空にする第１の真空ポンプと；
前記第１の真空ポンプの排気側に接続され、前記排気側のガスを排出し、前記プロセス容器の圧力を真空にする第２の真空ポンプと；
前記第１の真空ポンプの回転速度を調整し、前記プロセスガス反応時の前記プロセス容器の圧力状態が前記プロセス反応に適した圧力状態になるよう制御し、前記第２の真空ポンプの回転速度を調整し、前記プロセス反応時の前記排気側の圧力状態が所定の圧力状態になるよう制御する第１の制御を行う制御手段とを備え；
前記制御手段が、前記プロセス反応のプロセス情報に基づいて、前記第１の真空ポンプと前記第２の真空ポンプの少なくともどちらか一方のポンプの所定の回転速度を算出し、前記第１の制御の前に、前記少なくともどちらか一方のポンプを前記所定の回転速度にする第２の制御を行う；
真空排気装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の真空排気装置と；
前記プロセスガスが導入されプロセス反応が行われるプロセス容器とを備え；
前記プロセス容器が、基板を収納し、前記プロセス反応により前記基板の表面を加工するよう構成された；
基板の加工装置。
【請求項５】
プロセス容器にプロセスガスを導入してプロセス反応を行う反応工程と；
真空ポンプによってプロセス容器のガスを排気し、前記プロセス容器を真空にする真空化工程と；
前記真空ポンプの回転速度を調整し、前記プロセス容器の圧力を前記プロセス反応に適した真空度になるよう制御する第１の制御工程と；
前記プロセス反応のプロセス情報に基づいて、前記真空ポンプの所定の回転速度を算出する算出行程と；
前記真空ポンプを、前記第１の制御工程の前に、前記所定の回転速度にする第２の制御工程とを備える；
真空排気方法。
【請求項６】
プロセス容器にプロセスガスを導入してプロセス反応を行う反応工程と；
第１の真空ポンプによってプロセス容器のガスを排気し、前記プロセス容器を真空にする第１の真空化工程と；
第２の真空ポンプによって前記第１の真空ポンプの排気側のガスを排気し、前記プロセス容器を真空にする第２の真空化工程と；
前記第１の真空ポンプと前記第２の真空ポンプのどちらか一方のポンプの回転速度を調整し、前記プロセス反応時の前記プロセス容器の圧力状態が前記プロセス反応に適した圧力状態になるよう制御する第１の制御工程と；
前記プロセス反応のプロセス情報に基づいて、前記どちらか一方のポンプの所定の回転速度を算出する算出行程と；
前記どちらか一方のポンプを、前記第１の制御工程の前に、前記所定の回転速度にする第２の制御工程とを備える；
真空排気方法。
【請求項７】
プロセス容器にプロセスガスを導入してプロセス反応を行う反応工程と；
第１の真空ポンプによってプロセス容器のガスを排気し、前記プロセス容器を真空にする第１の真空化工程と；
第２の真空ポンプによって前記第１の真空ポンプの排気側のガスを排気し、前記プロセス容器を真空にする第２の真空化工程と；
前記第１の真空ポンプの回転速度を調整し、前記プロセスガスの導入後の前記プロセス容器の圧力状態が前記プロセス反応に適した圧力状態になるよう制御する第１の制御工程と；
前記第２の真空ポンプの回転速度を調整し、前記プロセスガスの導入後の前記排気側の圧力状態が所定の圧力状態になるよう制御する第２の制御工程と；
前記プロセス反応のプロセス情報に基づいて、前記第１の真空ポンプと前記第２の真空ポンプの少なくともどちらか一方のポンプの所定の回転速度を算出する算出行程と；
前記少なくともどちらか一方のポンプを、前記第１の制御工程および前記第２の制御工程の前に、前記所定の回転速度にする第３の制御工程とを備える；
真空排気方法。
【請求項８】
前記第２の制御工程にて前記第１の真空ポンプの排気側の圧力状態が所定の圧力状態になった後に、前記第１の制御工程が行われる；
請求項７に記載の真空排気方法。
【請求項９】
プロセス容器に基板を収納する収納工程と；
請求項５乃至請求項８のいずれか１項に記載の真空排気方法により前記プロセス容器の排気を行う排気行程と；
前記プロセス反応により前記基板の表面を加工する、基板の加工工程とを備える；
基板の加工方法。
【請求項１０】
プロセス容器のガスを排出し、前記プロセス容器の圧力を真空にする真空ポンプと；
前記真空ポンプの回転速度を調整し、前記プロセス容器の圧力状態が所望の圧力状態になるよう制御する第１の制御を行う制御手段とを備え；
前記制御手段が、プロセス情報に基づいて、前記真空ポンプの所定の回転速度を算出し、前記第１の制御の前に、前記真空ポンプを前記所定の回転速度にする第２の制御を行う；
真空排気装置。
【請求項１１】
真空ポンプによってプロセス容器のガスを排気し、前記プロセス容器を真空にする真空化工程と；
前記真空ポンプの回転速度を調整し、前記プロセス容器の圧力状態が所望の圧力状態になるよう制御する第１の制御工程と；
プロセス情報に基づいて、前記真空ポンプの所定の回転速度を算出する算出行程と；
前記真空ポンプを、前記第１の制御工程の前に、前記所定の回転速度にする第２の制御工程とを備える；
真空排気方法。
【請求項１】
プロセスガスを導入しプロセス反応を行うプロセス容器のガスを排出し、前記プロセス容器の圧力を真空にする真空ポンプと；
前記真空ポンプの回転速度を調整し、前記プロセス反応時の前記プロセス容器の圧力状態が前記プロセス反応に適した圧力状態になるよう制御する第１の制御を行う制御手段とを備え；
前記制御手段が、前記プロセス反応のプロセス情報に基づいて、前記真空ポンプの所定の回転速度を算出し、前記第１の制御の前に、前記真空ポンプを前記所定の回転速度にする第２の制御を行う；
真空排気装置。
【請求項２】
プロセスガスを導入しプロセス反応を行うプロセス容器のガスを排出し、前記プロセス容器の圧力を真空にする第１の真空ポンプと；
前記第１の真空ポンプの排気側に接続され、前記排気側のガスを排出し、前記プロセス容器の圧力を真空にする第２の真空ポンプと；
前記第１の真空ポンプと前記第２の真空ポンプのどちらか一方のポンプの回転速度を調整し、前記プロセス反応時の前記プロセス容器の圧力状態が前記プロセス反応に適した圧力状態になるよう制御する第１の制御を行う制御手段とを備え；
前記制御手段が、前記プロセス反応のプロセス情報に基づいて、前記どちらか一方のポンプの所定の回転速度を算出し、前記第１の制御の前に、前記どちらか一方のポンプを前記所定の回転速度にする第２の制御を行う；
真空排気装置。
【請求項３】
プロセスガスを導入しプロセス反応を行うプロセス容器のガスを排出し、前記プロセス容器の圧力を真空にする第１の真空ポンプと；
前記第１の真空ポンプの排気側に接続され、前記排気側のガスを排出し、前記プロセス容器の圧力を真空にする第２の真空ポンプと；
前記第１の真空ポンプの回転速度を調整し、前記プロセスガス反応時の前記プロセス容器の圧力状態が前記プロセス反応に適した圧力状態になるよう制御し、前記第２の真空ポンプの回転速度を調整し、前記プロセス反応時の前記排気側の圧力状態が所定の圧力状態になるよう制御する第１の制御を行う制御手段とを備え；
前記制御手段が、前記プロセス反応のプロセス情報に基づいて、前記第１の真空ポンプと前記第２の真空ポンプの少なくともどちらか一方のポンプの所定の回転速度を算出し、前記第１の制御の前に、前記少なくともどちらか一方のポンプを前記所定の回転速度にする第２の制御を行う；
真空排気装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の真空排気装置と；
前記プロセスガスが導入されプロセス反応が行われるプロセス容器とを備え；
前記プロセス容器が、基板を収納し、前記プロセス反応により前記基板の表面を加工するよう構成された；
基板の加工装置。
【請求項５】
プロセス容器にプロセスガスを導入してプロセス反応を行う反応工程と；
真空ポンプによってプロセス容器のガスを排気し、前記プロセス容器を真空にする真空化工程と；
前記真空ポンプの回転速度を調整し、前記プロセス容器の圧力を前記プロセス反応に適した真空度になるよう制御する第１の制御工程と；
前記プロセス反応のプロセス情報に基づいて、前記真空ポンプの所定の回転速度を算出する算出行程と；
前記真空ポンプを、前記第１の制御工程の前に、前記所定の回転速度にする第２の制御工程とを備える；
真空排気方法。
【請求項６】
プロセス容器にプロセスガスを導入してプロセス反応を行う反応工程と；
第１の真空ポンプによってプロセス容器のガスを排気し、前記プロセス容器を真空にする第１の真空化工程と；
第２の真空ポンプによって前記第１の真空ポンプの排気側のガスを排気し、前記プロセス容器を真空にする第２の真空化工程と；
前記第１の真空ポンプと前記第２の真空ポンプのどちらか一方のポンプの回転速度を調整し、前記プロセス反応時の前記プロセス容器の圧力状態が前記プロセス反応に適した圧力状態になるよう制御する第１の制御工程と；
前記プロセス反応のプロセス情報に基づいて、前記どちらか一方のポンプの所定の回転速度を算出する算出行程と；
前記どちらか一方のポンプを、前記第１の制御工程の前に、前記所定の回転速度にする第２の制御工程とを備える；
真空排気方法。
【請求項７】
プロセス容器にプロセスガスを導入してプロセス反応を行う反応工程と；
第１の真空ポンプによってプロセス容器のガスを排気し、前記プロセス容器を真空にする第１の真空化工程と；
第２の真空ポンプによって前記第１の真空ポンプの排気側のガスを排気し、前記プロセス容器を真空にする第２の真空化工程と；
前記第１の真空ポンプの回転速度を調整し、前記プロセスガスの導入後の前記プロセス容器の圧力状態が前記プロセス反応に適した圧力状態になるよう制御する第１の制御工程と；
前記第２の真空ポンプの回転速度を調整し、前記プロセスガスの導入後の前記排気側の圧力状態が所定の圧力状態になるよう制御する第２の制御工程と；
前記プロセス反応のプロセス情報に基づいて、前記第１の真空ポンプと前記第２の真空ポンプの少なくともどちらか一方のポンプの所定の回転速度を算出する算出行程と；
前記少なくともどちらか一方のポンプを、前記第１の制御工程および前記第２の制御工程の前に、前記所定の回転速度にする第３の制御工程とを備える；
真空排気方法。
【請求項８】
前記第２の制御工程にて前記第１の真空ポンプの排気側の圧力状態が所定の圧力状態になった後に、前記第１の制御工程が行われる；
請求項７に記載の真空排気方法。
【請求項９】
プロセス容器に基板を収納する収納工程と；
請求項５乃至請求項８のいずれか１項に記載の真空排気方法により前記プロセス容器の排気を行う排気行程と；
前記プロセス反応により前記基板の表面を加工する、基板の加工工程とを備える；
基板の加工方法。
【請求項１０】
プロセス容器のガスを排出し、前記プロセス容器の圧力を真空にする真空ポンプと；
前記真空ポンプの回転速度を調整し、前記プロセス容器の圧力状態が所望の圧力状態になるよう制御する第１の制御を行う制御手段とを備え；
前記制御手段が、プロセス情報に基づいて、前記真空ポンプの所定の回転速度を算出し、前記第１の制御の前に、前記真空ポンプを前記所定の回転速度にする第２の制御を行う；
真空排気装置。
【請求項１１】
真空ポンプによってプロセス容器のガスを排気し、前記プロセス容器を真空にする真空化工程と；
前記真空ポンプの回転速度を調整し、前記プロセス容器の圧力状態が所望の圧力状態になるよう制御する第１の制御工程と；
プロセス情報に基づいて、前記真空ポンプの所定の回転速度を算出する算出行程と；
前記真空ポンプを、前記第１の制御工程の前に、前記所定の回転速度にする第２の制御工程とを備える；
真空排気方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２００７−７１２００（Ｐ２００７−７１２００Ａ）
【公開日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２０１０３０（Ｐ２００６−２０１０３０）
【出願日】平成１８年７月２４日（２００６．７．２４）
【出願人】（００００００２３９）株式会社荏原製作所 (1,477)
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月２４日（２００６．７．２４）
【出願人】（００００００２３９）株式会社荏原製作所 (1,477)
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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