特許 7374015 真空ポンプ、除害装置、および排気ガス処理システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-26

(45)【発行日】2023-11-06

(54)【発明の名称】真空ポンプ、除害装置、および排気ガス処理システム

(51)【国際特許分類】

   F04B 49/02 20060101AFI20231027BHJP

   F23G 7/06 20060101ALI20231027BHJP

   F04D 19/04 20060101ALN20231027BHJP

【ＦＩ】

F04B49/02 331B

F23G7/06 L ZAB

F23G7/06 N

F23G7/06 M

F04B49/02 331F

F04D19/04 H

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020028707

(22)【出願日】2020-02-21

(65)【公開番号】P2021134662

(43)【公開日】2021-09-13

【審査請求日】2022-09-02

(73)【特許権者】

【識別番号】508275939

【氏名又は名称】エドワーズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000442

【氏名又は名称】弁理士法人武和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】榎本 良弘

【審査官】岸 智章

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－０５７１９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２４６５２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２３１８２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１２９９５７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｂ ４９／０２

Ｆ２３Ｇ ７／０６

Ｆ０４Ｄ １９／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

排気ガスを吸入して排出する真空ポンプであって、
駆動源としてのモータと、
前記モータの駆動を制御する第１コントローラと、を備え、
前記第１コントローラは、前記モータの状態を監視すると共に、前記モータの状態が起動時および停止時を除く特定状態である場合に特定信号を外部に出力する真空ポンプにおいて、
前記特定状態は、前記モータが通常運転中かつ前記モータの電流が所定の閾値を超えた状態であり、
前記第１コントローラは、前記特定状態の間、前記特定信号を前記外部に出力し、前記モータの電流が前記所定の閾値以下になってから、前記真空ポンプから排出された前記排気ガスが、前記真空ポンプの下流側に設置された除害装置に到達するまでの時間を超える時間が経過するまで、前記特定信号の前記外部への出力を継続する
ことを特徴とする真空ポンプ。

【請求項2】

請求項１に記載の真空ポンプにおいて、
前記外部は、前記除害装置の動作を制御する第２コントローラである
ことを特徴とする真空ポンプ。

【請求項3】

請求項１または２に記載の真空ポンプにおいて、
前記第１コントローラは、前記モータが起動して通常運転になった時点から特定時間が経過するまで、前記特定信号の前記外部への出力を禁止する
ことを特徴とする真空ポンプ。

【請求項4】

請求項１に記載の複数の真空ポンプから排出された排気ガスが集合する系内に設置され、前記複数の真空ポンプから排出された排気ガスを除害する除害装置であって、
排気ガスを燃焼する燃焼炉と、
前記燃焼炉に燃料ガスを供給するために開閉する電磁弁と、
前記電磁弁の開閉動作を制御する、前記外部としての第２コントローラと、を備え、
前記第２コントローラは、前記複数の真空ポンプのそれぞれの前記第１コントローラから入力された信号の合計数に基づいて前記電磁弁の開度を制御する
ことを特徴とする除害装置。

【請求項5】

請求項１に記載の複数の真空ポンプから排出された排気ガスが集合する系内に設置され、前記複数の真空ポンプから排出された排気ガスを除害する除害装置であって、
排気ガスを燃焼する燃焼炉と、
前記燃焼炉に燃料ガスを供給するために開閉する電磁弁と、
前記電磁弁の開閉動作を制御する、前記外部としての第２コントローラと、を備え、
前記第２コントローラは、前記複数の真空ポンプのそれぞれの前記第１コントローラから入力されたモータ電流の合計値に基づいて、前記電磁弁の開度を制御する
ことを特徴とする除害装置。

【請求項6】

請求項１に記載の真空ポンプと、請求項４または５に記載の除害装置と、を備える排気ガス処理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、真空ポンプ、除害装置、および排気ガス処理システムに関する。

【背景技術】

【0002】

半導体製造装置等から排出される排気ガス中には有害成分が含まれているため、排気ガスを除害装置にて無害化する必要がある。

【0003】

例えば、特許文献１には、真空ポンプのモータを駆動するインバータの出力電力に基づいて、除害装置の運転を制御することが記載されている。特許文献１によれば、インバータの出力が閾値を上回ったか下回ったかにより除害装置の運転を停止・再開することで省エネルギ化を図ることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１５－１９４１５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１のように、除害装置の運転を真空ポンプのインバータの出力のみで制御すると、モータの加速時・減速時などで電力が増減した場合も除害装置の運転を停止・再開することとなる。そのため、特許文献１は、省エネルギ化の観点から改善の余地がある。

【0006】

本発明は、上記した実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、排気ガスを除害する際に省エネルギ化を図ることのできる真空ポンプ、除害装置、および排気ガス処理システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、本発明の一態様は、排気ガスを吸入して排出する真空ポンプであって、駆動源としてのモータと、前記モータの駆動を制御する第１コントローラと、を備え、前記第１コントローラは、前記モータの状態を監視すると共に、前記モータの状態が起動時および停止時を除く特定状態である場合に特定信号を外部に出力する真空ポンプにおいて、前記特定状態は、前記モータが通常運転中かつ前記モータの電流が所定の閾値を超えた状態であり、前記第１コントローラは、前記特定状態の間、前記特定信号を前記外部に出力し、前記モータの電流が前記所定の閾値以下になってから、前記真空ポンプから排出された前記排気ガスが、前記真空ポンプの下流側に設置された除害装置に到達するまでの時間を超える時間が経過するまで、前記特定信号の前記外部への出力を継続することを特徴とする。

【0011】

また、上記構成において、前記外部は、前記除害装置の動作を制御する第２コントローラであることが好ましい。

【0012】

また、上記構成において、前記第１コントローラは、前記モータが起動して通常運転になった時点から特定時間が経過するまで、前記特定信号の前記外部への出力を禁止することが好ましい。

【0013】

上記目的を達成するために、本発明の別の態様は、上記した本発明の一態様に係る複数の真空ポンプから排出された排気ガスが集合する系内に設置され、前記複数の真空ポンプから排出された排気ガスを除害する除害装置であって、排気ガスを燃焼する燃焼炉と、前記燃焼炉に燃料ガスを供給するために開閉する電磁弁と、前記電磁弁の開閉動作を制御する、前記外部としての第２コントローラと、を備え、前記第２コントローラは、前記複数の真空ポンプのそれぞれの前記第１コントローラから入力された信号の合計数に基づいて前記電磁弁の開度を制御することを特徴とする。

【0014】

上記目的を達成するために、本発明の別の態様は、上記した本発明の一態様に係る複数の真空ポンプから排出された排気ガスが集合する系内に設置され、前記複数の真空ポンプから排出された排気ガスを除害する除害装置であって、排気ガスを燃焼する燃焼炉と、前記燃焼炉に燃料ガスを供給するために開閉する電磁弁と、前記電磁弁の開閉動作を制御する、前記外部としての第２コントローラと、を備え、前記第２コントローラは、前記複数の真空ポンプのそれぞれの前記第１コントローラから入力されたモータ電流の合計値に基づいて、前記電磁弁の開度を制御することを特徴とする。

【0015】

上記目的を達成するために、本発明の別の態様は、上記した本発明の一態様に係る真空ポンプと、上記した本発明の別の態様に係る除害装置と、を備える排気ガス処理システムである。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、排気ガスを除害する際に省エネルギ化を図ることができる。なお、上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の第１実施形態に係る排気ガス処理システムの全体構成図である。

【図2】ターボ分子ポンプの内部構成を示す断面図である。

【図3】除害装置の詳細を示す構成図である。

【図4】ＴＭＰコントローラの制御処理の手順を示すフローチャートである。

【図5】ターボ分子ポンプのモータの回転開始から停止までの間における、モータ回転数、モータ電流、およびプロセス信号の出力の変化を時間経過と共に示すタイムチャートである。

【図6】本発明の第２実施形態に係る排気ガス処理システムの全体構成図である。

【図7】除害装置の運転状態の変化を示すタイムチャートである。

【図8】除害装置の運転状態の変化を示すタイムチャートである（変形例）。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

【0019】

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る排気ガス処理システムの全体構成図である。図１に示す排気ガス処理システムは、例えば、半導体製造装置、フラット・パネル・ディスプレイ製造装置、ソーラー・パネル製造装置などにおけるプロセスチャンバ１から排出される排気ガス（プロセスガス、クリーニングガス）を無害化するために利用される。

【0020】

プロセスチャンバ１内では、化学気相反応を利用して成膜するＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）処理やエッチング処理等（以下、プロセス処理という）が行われ、プロセスチャンバ１において各種のガスが使用されている。このガスとしては、例えば、半導体素子、液晶パネル、太陽電池の製膜材料ガスであるシラン（ＳｉＨ４）、ＮＨ３、Ｈ２や、プラズマＣＶＤ装置等のプロセスチャンバ内を例えばプラズマでクリーニングする際のクリーニングガスとして使用するＮＦ３、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、ＳＦ６、ＣＨＦ３、ＣＦ６等のガス状フッ化物、窒素（Ｎ２）等の不活性ガスがある。

【0021】

プロセスチャンバ１には、この有害な排気ガスを除去するべく真空引きのために、真空ポンプの一例としてのターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）２が接続され、このターボ分子ポンプ２より下流側にドライポンプ（ＤＲＰ）３がターボ分子ポンプ２と直列に接続されている。そして、プロセスチャンバ１の排気ガスを除去する際には、まずドライポンプ３で運転開始時にある程度真空引きした後に、さらにターボ分子ポンプ２で必要な低圧にまで真空引きする。なお、ドライポンプ３に代えてロータリーポンプが用いられても良いし、排気ガス処理システムの仕様に応じてドライポンプ３自体を省略することも可能である。

【0022】

プロセスチャンバ１からターボ分子ポンプ２およびドライポンプ３を介して排出された有害な排気ガスは、除害装置４で燃焼分解され、電気集塵装置５で電気集塵された後、セントラルスクラバー６に至るようになっている。このとき、排気ガスは、セントラルスクラバー６により多少の減圧をされつつ除害装置４、電気集塵装置５内に誘導される。なお、除害装置４と電気集塵装置５とが一つの装置として構成される場合もある。

【0023】

次に、排気ガス処理システムを構成する各装置のうち、特にターボ分子ポンプ２および除害装置４について詳しく説明する。なお、電気集塵装置５およびセントラルスクラバー６の構成は公知であるため、詳しい説明は省略する。

【0024】

図２は、ターボ分子ポンプ２の内部構成を示す断面図である。図２に示すように、ターボ分子ポンプ２は、例えば、ガス排気機構としてターボ分子ポンプ機構部Ｐｔとネジ溝ポンプ機構部Ｐｓを備えた複合ポンプである。外装体２１の内部にはステータコラム２３が立設されている。ステータコラム２３の外側には回転体２４が設けられている。また、ステータコラム２３の内側には、回転体２４をその径方向および軸方向に支持する支持手段としての磁気軸受ＭＢや回転体２４を回転駆動する駆動源（駆動手段）としてのモータＭＴなどの各種電装部品が内蔵されている。

【0025】

回転体２４の内側には回転軸２５が設けられており、回転軸２５はステータコラム２３の内側に位置し、かつ、回転体２４に一体に締結されている。そして、回転軸２５を磁気軸受ＭＢで支持することにより、回転体２４はその軸方向および径方向所定位置で、回転可能に支持される構造になっており、また、回転軸２５をモータＭＴで回転させることにより、回転体２４はその回転中心（具体的には回転軸２５中心）回りに回転駆動される構造になっている。回転体２４の外周面には複数の動翼２６が設けられ、外装体２１の内周面には複数の動翼２６と対応する位置に複数の固定翼２７が設けられている。

【0026】

こうして、ターボ分子ポンプ２は、回転体２４の回転により吸気口２１Ａから上記した排気ガスを吸気し、吸気した排気ガスを排気口２１Ｂから外部へ排気する。

【0027】

上記したモータＭＴの駆動は、ターボ分子ポンプコントローラ２９（以下、ＴＭＰコントローラ２９という）により制御されている。ＴＭＰコントローラ２９（第１コントローラ）は、排気ガス処理システム全体を制御するメインコントローラ１０および除害装置４を制御する除害装置コントローラ４９（第２コントローラ）と電気的に接続されている。なお、ＴＭＰコントローラ２９と除害装置コントローラ４９とは一体で構成されても良い。

【0028】

ＴＭＰコントローラ２９は、メインコントローラ１０からの指令信号に従ってターボ分子ポンプ２のモータＭＴの駆動を制御すると共に、後述するプロセス信号を所定のタイミングで除害装置コントローラ４９に出力する。例えば、ＴＭＰコントローラ２９には、プロセスチャンバ１内でのＣＶＤ処理やエッチング処理等の制御信号（処理開始信号や処理停止信号など）が入力される。この制御信号が入力されると、ＴＭＰコントローラ２９は、ターボ分子ポンプ２のモータＭＴを駆動したり停止したりする。

【0029】

ＴＭＰコントローラ２９は、図示しないが、各種演算等を行うＣＰＵ、ＣＰＵによる演算を実行するためのプログラムを格納するＲＯＭやＨＤＤ等の記憶装置、ＣＰＵがプログラムを実行する際の作業領域となるＲＡＭ、および他の機器とデータを送受信する際のインタフェースである通信インタフェースを含むハードウェアと、記憶装置に記憶され、ＣＰＵにより実行されるソフトウェアとから構成される。コントローラの各機能は、ＣＰＵが、記憶装置に格納された各種プログラムをＲＡＭにロードして実行することにより、実現される。なお、ＴＭＰコントローラ２９によるモータＭＴの制御の詳細については後述する。

【0030】

図３は、除害装置４の詳細を示す構成図である。図３に示すように、除害装置４は、燃焼炉４０と、水スクラバー装置４１と、排水タンク４２と、電磁弁４５と、を備える。燃焼炉４０は、プロセスチャンバ１から排気され、ターボ分子ポンプ２およびドライポンプ３を介して導入された排気ガスが流入する燃焼室４０Ａと、水スクラバー処理室４０Ｂと、を含む。また、燃焼炉４０には、燃料と空気とから成る混合燃料ガスが、電磁弁４５を介して導入される。なお、燃料ガスとしては、メタンやプロパンガスが一般的に使われる。

【0031】

燃焼室４０Ａでは、排気ガスを高温で燃焼分解する。燃焼分解後の排気ガスは、水スクラバー処理室４０Ｂに流入する。水スクラバー処理室４０Ｂでは、シャワー水が噴霧されていて、このシャワー水噴霧領域に燃焼分解後の排気ガスを通すことにより、排気ガス中の粉塵（例えばシランの燃焼分解によって生じるシリカ粉末等）をシャワー水で捕獲したり、排気ガス中の水に溶け易いガス成分（例えばプロセスチャンバ１のクリーニングガスとして使用した３フッ化窒素の燃焼分解で発生するフッ酸）をシャワー水で捕集したりする等、燃焼分解後の排気ガス中から有害成分を除去する。除去した有害成分はシャワー水の排水とともに排水タンク４２に流入する。

【0032】

水スクラバー装置４１は、燃焼炉４０の下流に設けられる。水スクラバー装置４１は、筒状スクラバー外装ケース４１Ａの内側に、シャワー水領域部４１Ｂと、表面積の増大を考慮したリング状充填物を設けたガス接触領域部４１Ｃとを有するとともに、燃焼室４０Ａおよび水スクラバー処理室４０Ｂで処理されたガス（燃焼分解及び洗浄集塵後の排気ガス）が、筒状スクラバー外装ケース４１Ａの下部から内部に流入するように構成してある。シャワー水領域部４１Ｂのシャワー水はガス接触領域部４１Ｃにも滴下により供給される。筒状スクラバー外装ケース４１Ａ内に流入した燃焼分解及び洗浄集塵後の排気ガスは、ガス接触領域部４１Ｃを通って上方のシャワー水領域部４１Ｂに流入する。この際、排気ガス中の粉塵は、ガス接触領域部４１Ｃの表面積の増大を考慮したリング状充填物を設けた部分やシャワー水領域部４１Ｂのシャワー水との接触によって捕獲される。

【0033】

排水タンク４２は、水スクラバー処理室４０Ｂおよび水スクラバー装置４１からの排水を回収・貯留する。また、排水タンク４２の水面上には排気ガスが流れる流路が形成されている。よって、除害装置４に導入された排気ガスは、燃焼室４０Ａ、水スクラバー処理室４０Ｂ、排水タンク４２の水面上、水スクラバー装置４１を順に通って電気集塵装置５に送り出される。

【0034】

除害装置コントローラ４９には、ＴＭＰコントローラ２９からプロセス信号（特定信号）が入力され、このプロセス信号に基づいて、除害装置４の動作（運転）を制御する。具体的には、除害装置コントローラ４９は、このプロセス信号が入力されている間、電磁弁４５を開けて、混合燃料ガスを燃焼室４０Ａに向けて供給するよう制御する。なお、除害装置コントローラ４９のハード構成およびソフト構成は、ＴＭＰコントローラ２９と同様であるため、詳しい説明は省略する。

【0035】

次に、ターボ分子ポンプ２の制御について、図４を用いて説明する。図４は、ＴＭＰコントローラ２９の制御処理の手順を示すフローチャートである。ＴＭＰコントローラ２９は、モータＭＴの状態（回転数および電流値）を常時監視しており、ターボ分子ポンプ２の運転開始指令がＴＭＰコントローラ２９に入力されると、図４に示す制御処理を開始する。

【0036】

まず、ＴＭＰコントローラ２９は、モータＭＴの回転開始指令が入力されたか否かを判定する（ステップＳ１）。モータＭＴの回転開始指令が入力された場合（ステップＳ１／Ｙｅｓ）、ＴＭＰコントローラ２９は、モータＭＴの加速処理を行い（ステップＳ２）、モータＭＴが定格回転数に到達すると（ステップＳ３／Ｙｅｓ）、遅延時間ａをリセットし（ステップＳ４）、プロセス中フラグをリセットする（ステップＳ５）。

【0037】

次いで、ＴＭＰコントローラ２９は、モータＭＴの電流を読み込んで（ステップＳ６）、モータ電流と閾値Ｉ（所定の閾値）との大小を判定する（ステップＳ７）。モータ電流が閾値Ｉ以下である場合（ステップＳ７／Ｎｏ）には、ＴＭＰコントローラ２９は、遅延時間ａに“１”を加えて（ステップＳ８）、遅延時間ａと所定時間ｄとの大小を判定する（ステップＳ９）。遅延時間ａが所定時間ｄより大きい場合（ステップＳ９／Ｙｅｓ）には、ＴＭＰコントローラ２９はプロセス中フラグをリセットし（ステップＳ１０）、プロセス信号の出力をＯＦＦにする。一方、遅延時間ａが所定時間ｄ以下の場合には、ＴＭＰコントローラ２９は、ステップＳ１０の処理をジャンプしてステップＳ１３に移行する。

【0038】

ステップＳ７の判定において、モータ電流が閾値Ｉを超えている場合（ステップＳ７／Ｙｅｓ）には、ステップＳ１１に進み、ＴＭＰコントローラ２９は、遅延時間ａをリセットし（ステップＳ１１）、プロセス中フラグをセットする（ステップＳ１２）。プロセス中フラグがセットされると、ＴＭＰコントローラ２９は、プロセス信号を出力（ＯＮ）する。そして、ステップＳ１３に進む。

【0039】

このように、モータＭＴが通常運転中において、モータ電流が閾値Ｉを超えている場合、すなわちプロセス処理中には、ステップＳ７／Ｙｅｓ→ステップＳ１１→ステップＳ１２→ステップＳ１３／Ｎｏ→ステップＳ６→ステップＳ７／Ｙｅｓの処理が繰り返されることで、プロセス信号の出力が継続することとなる。そして、モータ電流が閾値Ｉ以下になった場合には、ステップＳ８で遅延時間ａが加算されるが、ステップＳ９で遅延時間ａが所定時間ｄを超えるまでステップＳ１０に進めないので、プロセス中フラグがリセットされない。つまり、プロセス処理が終了してモータ電流が閾値Ｉ以下になった後、所定時間ｄが経過するまで、プロセス信号の出力が継続される。この処理により、除害装置４は、プロセス処理の終了後も所定時間ｄが経過するまで運転を継続する。

【0040】

次いで、ＴＭＰコントローラ２９は、モータＭＴの回転停止指令が入力されたか否かを判定し（ステップＳ１３）、モータＭＴの回転停止指令が入力された場合（ステップＳ１３／Ｙｅｓ）には、遅延処理（ステップＳ１４）を行って、プロセス中フラグをリセットし（ステップＳ１５）、モータＭＴの減速処理を行う（ステップＳ１６）。次いで、ＴＭＰコントローラ２９は、図示しないモータＭＴの回転数検出センサからの回転数検出信号に基づいて、モータＭＴの回転が実際に停止しているか否かを判定する（ステップＳ１７）。ＴＭＰコントローラ２９は、モータＭＴの回転が停止している場合には、ステップＳ１に戻り、モータＭＴの回転が停止していない場合にはステップＳ１６に戻って、モータＭＴの減速処理（ステップＳ１６）を実行する。

【0041】

一方、ステップＳ１３において、モータＭＴの回転停止指令が入力されていない場合（ステップＳ１３／Ｎｏ）には、ステップＳ６に戻る。また、ステップＳ１でＮｏの場合は、ＴＭＰコントローラ２９は回転開始指令が入力されるまでステップＳ１で待機し、ステップＳ３でＮｏの場合はステップＳ２に戻る。

【0042】

次に、モータＭＴの運転状態と、モータＭＴの電流値の変化と、ＴＭＰコントローラ２９から除害装置コントローラ４９に出力するプロセス信号のＯＮ／ＯＦＦ状態について、図５を用いて説明する。図５は、ターボ分子ポンプ２のモータＭＴの回転開始から停止までの間における、モータ回転数、モータ電流値、およびプロセス信号の出力の変化を時間経過と共に示すタイムチャートである。

【0043】

（ａ）モータＭＴの回転数の変化
時刻ｔ１において、ＴＭＰコントローラ２９にモータ回転開始指令が入力されると、ＴＭＰコントローラ２９は、ターボ分子ポンプ２のモータＭＴの回転を開始する。モータＭＴは加速し、モータＭＴの回転数が増加する（図４のステップＳ２参照）。そして、時刻ｔ２のときにモータＭＴの回転数が定格回転数に到達する（図４のステップＳ３参照）。モータＭＴの回転数が定格回転数に到達すると、モータＭＴの回転数は一定に保たれる。すなわち、時刻ｔ２から時刻ｔ１０までの間、モータＭＴの回転数は定格回転数に保持されて通常運転中となる。時刻ｔ１０において、ＴＭＰコントローラ２９にモータ回転停止指令が入力されると（図４のステップＳ１３／Ｙｅｓ参照）、ターボ分子ポンプ２のモータＭＴは減速し（図４のステップＳ１４参照）、最終的に時刻ｔ１２において停止する（図４のステップＳ１７／Ｙｅｓ参照）。

【0044】

（ｂ）モータＭＴの電流の変化
モータ回転開始指令がＴＭＰコントローラ２９に入力された時刻ｔ１から、モータＭＴの電流は瞬時に最大まで上昇し、モータＭＴの回転数が定格回転数に到達する時刻ｔ２までモータＭＴの電流は最大値に保たれる。そして、時刻ｔ２において、モータＭＴの電流はアイドリング時の値まで下がる。

【0045】

モータＭＴが通常運転中の期間（時刻ｔ２～時刻１０）において、プロセスチャンバ１内でプロセス処理が行われると、そのプロセス処理に伴ってプロセスチャンバ１から排気ガスが排出される。ターボ分子ポンプ２は排気ガスを吸入して吐出するためにモータ負荷が上昇し、モータ電流が一時的に上昇する。例えば、図５のＰ１～Ｐ７の時点においてプロセス処理が行われると、モータ電流の上昇は、モータＭＴのアイドリング時の電流からモータ電流の最大値未満の範囲で負荷に応じて上昇する。本実施形態では、閾値ＩはモータＭＴのアイドリング状態の電流より大きく、モータ電流の最大値より小さい値に設定されており、例えば、モータ電流の最大値の２５％程度に設定されている。よって、プロセス処理中は、モータ電流が閾値Ｉを超えた状態となる。別言すれば、モータ電流値が閾値Ｉを超えるとプロセス処理中であることが推測できる。

【0046】

（ｃ）プロセス信号のＯＮ／ＯＦＦ
モータＭＴが回転を開始し、定格回転数に到達し、プロセスチャンバ１によるプロセス処理が開始するまでの間（時刻ｔ１～時刻ｔ３）は、プロセス信号（特定信号）はＯＦＦのままである（図４のステップＳ５参照）。そして、モータＭＴが定格回転数で運転中（通常運転中）において、モータ電流値が閾値Ｉを超えた状態（特定状態）になる時刻ｔ３のタイミングで、プロセス信号がＯＮとなり、ＴＭＰコントローラ２９から除害装置コントローラ４９にプロセス信号が出力される（図４のステップＳ１２参照）。除害装置コントローラ４９はプロセス信号が入力されると、電磁弁４５を開けて混合燃料ガスを燃焼室４０Ａに導入して、排気ガスの除害処理を行う。

【0047】

そして、プロセス処理が終わる時刻ｔ４から所定時間ｄが経過するとプロセス信号がＯＦＦに切り換わる。すなわち、プロセス処理が開始する時刻ｔ３からプロセス処理が終了して所定時間ｄが経過した時刻ｔ５までの間（時刻ｔ３～ｔ５）、プロセス信号がＯＮとなる。よって、時刻ｔ３～時刻ｔ５までの間、除害装置４の運転が行われ、時刻ｔ５以降は除害装置４の運転は停止する。そして、時刻ｔ６においてプロセス処理が開始されると、再びプロセス信号がＯＮとなり、除害装置４が運転を開始し、時刻ｔ８においてプロセス信号がＯＦＦになると除害装置４の運転は停止する。

【0048】

ここで、本実施形態において、「除害装置４の運転を停止する」とは、除害装置４の運転を完全に停止にすることと、除害装置４を待機運転モード（待機運転状態）にして、排気ガスの除害処理を停止すること、との両方が含まれる。すなわち、少なくとも除害装置４による除害処理（除害運転）が停止されれば良い。なお、待機運転モードでは、除害装置４は、前述の混合燃料ガスの消費量が抑えられ、必要際限の燃焼状態が維持される状態となる。

【0049】

また、時刻ｔ９にてプロセス処理が開始されると、プロセス信号がＯＮとなり、モータ回転停止指令がＴＭＰコントローラ２９に入力された時刻ｔ１０から所定時間ｄ経過後の時刻ｔ１１にプロセス信号がＯＦＦとなる。すなわち、モータ回転停止指令から所定時間ｄが経過するまで、除害装置４は運転されることになる。

【0050】

ここで、所定時間ｄは、ターボ分子ポンプ２から除害装置４まで排気ガスが流れるのに要する時間を考慮して定められる。例えば、ターボ分子ポンプ２から排出された排気ガスが完全に除害装置４に導入されるまでの時間が１０秒である場合、所定時間ｄは１０秒より若干長い１２秒に設定される。これは、ターボ分子ポンプ２から排出された排気ガスを除害装置４によって確実に除害するためである。

【0051】

以上のように構成された排気ガス処理システムによれば、以下のような作用効果を奏することができる。

【0052】

ターボ分子ポンプ２を制御するＴＭＰコントローラ２９が、モータＭＴの電流値（モータＭＴの状態）に基づいて、プロセス処理中であることを正確に検出できるため、メインコントローラ１０やその他のコントローラからプロセス処理中である旨の信号をＴＭＰコントローラ２９に入力する必要がない。

【0053】

そして、除害装置コントローラ４９はＴＭＰコントローラ２９から入力されたプロセス信号に基づいて、プロセス処理中のみ除害装置４の運転を行うよう制御することができる。そのため、除害装置４に常時、混合燃料ガスを供給する必要がなくなる。具体的には、プロセス処理中のみ、電磁弁４５を開けて混合燃料ガスを燃焼炉４０に供給できる。これにより、混合燃料ガスを無駄に除害装置４に供給することが防止でき、除害装置４を省エネ運転できる。図５の例では、時刻ｔ１～ｔ３、時刻ｔ５～ｔ６、時刻ｔ８～ｔ９、時刻ｔ１１～ｔ１２の間、除害装置４の運転を停止できるため、時刻ｔ１～時刻１２まで除害装置４を運転する場合に比べて、大きな省エネ効果を期待できる。

【0054】

また、プロセス信号のＯＦＦに遅延時間ａを設けており、この遅延時間ａは、ターボ分子ポンプ２から排出された排気ガスが確実に除害装置４に導入されるまでの時間（所定時間ｄ）が考慮されているため、ターボ分子ポンプ２から排出された排気ガスを確実に除害装置４に導入して除害することができる。しかも、除害装置４はＴＭＰコントローラ２９からのプロセス信号に基づいて運転を制御するだけで良いため、除害装置コントローラ４９の制御処理が簡単である。また、ＴＭＰコントローラ２９と除害装置コントローラ４９との間の信号の入出力のみで制御を行えるため、排気ガス処理システムの制御を簡素化できる利点もある。

【0055】

（第１実施形態の変形例）
上記した実施形態において、図５に示すように、時刻ｔ２から特定時間ｔａだけプロセス信号の出力を禁止する構成にすることができる。モータＭＴが定格回転数になった直後はモータ電流が変動するため、プロセス処理中でないにもかかわらず、モータ電流が閾値Ｉを超える可能性がある。このような場合であっても、特定時間ｔａだけプロセス信号の出力を禁止すれば、除害装置４がプロセス処理中でないにもかかわらず運転されることが防止され、より一層、省エネ運転が可能となる。なお、特定時間ｔａはモータ電流の変動が小さくなる程度であれば良く、例えば、１０秒程度にすれば良い。

【0056】

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る排気ガス処理システムについて説明する。第１実施形態では１つのターボ分子ポンプ２に対して１つの除害装置４が設置される構成であったが、第２実施形態では複数のターボ分子ポンプに対して１つの除害装置４が設置される構成である点が異なる。そのため、第２実施形態では、除害装置４の制御方法が第１実施形態と相違する。以下、この相違点を中心に第２実施形態を説明する。

【0057】

図６は、本発明の第２実施形態に係る排気ガス処理システムの全体構成図である。図６に示すように、第２実施形態では、プロセスチャンバ１Ａ，１Ｂ，１Ｃに対してターボ分子ポンプ２Ａ，２Ｂ，２Ｃが設置され、３つのターボ分子ポンプ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの下流にドライポンプ３および除害装置４が設置されて構成されている。なお、図６では、電気集塵装置５およびセントラルスクラバー６の図示を省略している。

【0058】

除害装置４の除害装置コントローラ４９には、ターボ分子ポンプ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの各ＴＭＰコントローラ（図示せず）からそれぞれプロセス信号Ａ，Ｂ，Ｃが入力される。プロセス信号Ａ，Ｂ，ＣのＯＮ／ＯＦＦについては、第１実施形態と同様である（図４、５参照）。除害装置コントローラ４９は、プロセス信号Ａ，Ｂ，Ｃに基づいて、除害装置４の運転を制御する。

【0059】

第２実施形態では、除害装置４の運転レベルを予め４段階に設定している。運転レベル０は運転停止、運転レベル１は３３％負荷運転、運転レベル２は６６％負荷運転、運転レベル３は１００％負荷運転である。これは、３つのプロセスチャンバ１Ａ，１Ｂ，１Ｃに対して１つの除害装置４が設置されているため、除害装置４の運転レベルを運転停止（待機運転も含む）、３３％負荷、６６％負荷、１００％負荷の４段階としたものである。

【0060】

なお、第２実施形態において、運転レベルの違いは、除害装置４に供給される混合燃料ガスの流量の違いである。例えば、運転レベル１は、電磁弁４５（図３参照）の開度が所定の開度（例えば３３％）に設定され、混合燃料ガスの流量が１００％負荷運転の約３３％となる運転である。運転レベル２についても同様である。

【0061】

そして、除害装置コントローラ４９は、プロセス信号の入力数（合計数）に応じて、運転レベルを切り換えて除害装置４を運転するよう制御している。具体的には、プロセス信号の入力数が０の場合は運転レベル０（除害運転停止）、１つの場合は運転レベル１、２つの場合は運転レベル２、３つの場合は運転レベル３が選択されるように制御プログラムが組まれている。

【0062】

図７は、除害装置４の運転状態の変化を示すタイムチャートである。図７に示すように、プロセス信号Ａ，Ｂ，Ｃが全てＯＦＦの場合、プロセス信号の入力数は０なので、除害装置コントローラ４９は除害装置４の運転を停止する。

【0063】

時刻ｔ１において、プロセス信号Ａおよびプロセス信号ＣがＯＮとなって除害装置コントローラ４９に入力されると、プロセス信号の入力数が２つとなり、除害装置コントローラ４９は運転レベル２（６６％負荷）で除害装置４を運転する。

【0064】

時刻ｔ２において、プロセス信号ＡがＯＦＦになると、プロセス信号の入力数が１つとなるため、除害装置コントローラ４９は運転レベル１（３３％負荷）で除害装置４を運転する。

【0065】

時刻ｔ３において、プロセス信号Ａ，Ｂ，Ｃが全てＯＮになると、プロセス信号の入力数が３つとなるため、除害装置コントローラ４９は運転レベル３（１００％負荷）で除害装置４を運転する。

【0066】

時刻ｔ４において、プロセス信号Ａおよびプロセス信号ＣがＯＦＦになると、プロセス信号の入力数が１つとなるため、除害装置コントローラ４９は運転レベル１（３３％負荷）で除害装置４を運転する。

【0067】

このように、第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に、混合燃料ガスの無駄な消費を抑えることができ、除害装置４の省エネ運転が可能となる。また、プロセス信号の入力がない場合には、除害装置４の運転を停止（運転レベル０）できるため、省エネ効果は高い。しかも、除害装置４の台数を低減できる効果も期待できる。

【0068】

また、排気ガス処理システムの系内を大気が流れる場合には、プロセスチャンバ１Ａ，１Ｂ，１Ｃからターボ分子ポンプ２Ａ，２Ｂ，２Ｃをバイパスして除害装置４に流れる。この場合、ターボ分子ポンプ２Ａ，２Ｂ，２Ｃはアイドリング状態となり、モータ電流値が閾値Ｉを超えることはなく（図５参照）、プロセス信号はＯＦＦのままとなる。そのため、除害装置コントローラ４９にプロセス信号が入力されなく、無駄に除害装置４が運転することがない。つまり、本実施形態は、プロセス処理中にのみ除害装置４を運転し、系内を大気が流れる場合には除害装置４の運転を停止できるため、省エネ効果が期待できる。

【0069】

（第２実施形態の変形例）
上記した第２実施形態では、除害装置コントローラ４９に入力されたプロセス信号の入力数に基づいて、除害装置４の運転レベルを変更した。この構成に代えて、ターボ分子ポンプ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの各モータＭＴの電流値を除害装置コントローラ４９に入力し、除害装置コントローラ４９が各モータＭＴの電流値を合計して、その合計値に基づいて、除害装置４の運転レベルを変更しても良い。

【0070】

この場合、除害装置コントローラ４９は、モータ電流の合計値が（ａ）アイドリング状態に相当する値であるか、（ｂ）アイドリング状態に相当する値を超え、かつ閾値Ｉａ以下であるか、（ｃ）閾値Ｉａを超え、かつ閾値Ｉｂ以下であるか、（ｄ）閾値Ｉｂを超え、かつ閾値Ｉｃ以下であるかを判定し、その判定結果に基づいて運転レベルを決定する。

【0071】

なお、閾値Ｉａは、プロセス処理中に１台のターボ分子ポンプのモータに流れる電流に相当する値より若干高い値に設定され、閾値Ｉｂは、プロセス処理中に２台のターボ分子ポンプのモータに流れる電流の合計値に相当する値より若干高い値設定され、閾値Ｉｃは、プロセス処理中に３台のターボ分子ポンプのモータに流れる電流の合計値に相当する値より若干高い値に設定される。

【0072】

図８は、変形例に係る除害装置４の運転状態の変化を示すタイムチャートである。図８に示すように、モータ電流値Ａ，Ｂ，Ｃの合計値はアイドリング状態に相当する値であるため、除害装置コントローラ４９は除害装置４の運転を停止する（運転レベル０）。

【0073】

時刻ｔ１において、モータ電流値Ａ，Ｂ，Ｃの合計値は、閾値Ｉａを超え、かつ閾値Ｉｂ以下となるため、除害装置コントローラ４９は運転レベル２（６６％負荷）で除害装置４を運転する。

【0074】

時刻ｔ２において、モータ電流値Ａ，Ｂ，Ｃの合計値は、アイドリング状態に相当する値を超え、かつ閾値Ｉａ以下となるため、除害装置コントローラ４９は運転レベル１（３３％負荷）で除害装置４を運転する。

【0075】

時刻ｔ３において、モータ電流値Ａ，Ｂ，Ｃの合計値は、閾値Ｉｂを超え、かつ閾値Ｉｃ以下となるため、除害装置コントローラ４９は運転レベル３（１００％負荷）で除害装置４を運転する。

【0076】

時刻ｔ４において、モータ電流値Ａ，Ｂ，Ｃの合計値は、アイドリング状態に相当する値を超え、かつ閾値Ｉａ以下となるため、除害装置コントローラ４９は運転レベル１（３３％負荷）で除害装置４を運転する。

【0077】

この変形例のようにモータ電流値を用いても、第２実施形態と同様に除害装置４の省エネ運転が可能となる。この変形例は、モータ電流値に基づいて運転レベルを変更しているので、プロセスチャンバ１Ａ，１Ｂ，１Ｃの処理能力が異なる場合であっても、閾値Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃを適宜設定することで、好適な除害装置４の運転が可能である。

【0078】

なお、本発明は上記した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。

【0079】

例えば、除害装置４は、上記した燃焼式だけでなく、プラズマ式やその他の形式を採用できる。例えば、プラズマ式除害装置の場合は、プラズマ発生装置での消費電力を削減することが可能となる。

【符号の説明】

【0080】

２ ターボ分子ポンプ（真空ポンプ）
４ 除害装置
２９ ターボ分子ポンプコントローラ（第１コントローラ）
４０ 燃焼炉
４５ 電磁弁
４９ 除害装置コントローラ（第２コントローラ）
ＭＴ モータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】