特表 2022-505202 真空ポンプの温度制御方法、並びに関連する真空ポンプおよびその設備

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-01-14

(54)【発明の名称】真空ポンプの温度制御方法、並びに関連する真空ポンプおよびその設備

(51)【国際特許分類】

   F04C 25/02 20060101AFI20220106BHJP

   F04C 29/04 20060101ALI20220106BHJP

【ＦＩ】

F04C25/02 K

F04C25/02 M

F04C29/04 D

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021521152

(86)(22)【出願日】2019-09-26

(85)【翻訳文提出日】2021-06-04

(86)【国際出願番号】 EP2019076111

(87)【国際公開番号】W WO2020078689

(87)【国際公開日】2020-04-23

(31)【優先権主張番号】1859617

(32)【優先日】2018-10-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】511148259

【氏名又は名称】ファイファー バキユーム

(74)【代理人】

【識別番号】100060759

【弁理士】

【氏名又は名称】竹沢 荘一

(74)【代理人】

【識別番号】100083389

【弁理士】

【氏名又は名称】竹ノ内 勝

(74)【代理人】

【識別番号】100198317

【弁理士】

【氏名又は名称】横堀 芳徳

(72)【発明者】

【氏名】ヤニク グルニエ

(72)【発明者】

【氏名】ポール ドゥコルド

【テーマコード（参考）】

3H129

【Ｆターム（参考）】

3H129AA03

3H129AA06

3H129AA10

3H129AA17

3H129AA22

3H129AA33

3H129AB06

3H129BB11

3H129BB44

3H129BB50

3H129BB53

3H129BB60

3H129CC03

3H129CC05

3H129CC09

3H129CC48

3H129CC56

(57)【要約】

【課題】乾式真空ポンプ型の真空ポンプと、特に隙間の消失および焼き付きを防止することを可能にする真空ポンプの温度制御方法とを提案する。
【解決手段】本発明は、吸排気負荷の変動にさらされる乾式真空ポンプ型の真空ポンプ（２）の温度制御方法（１００）に関し、真空ポンプ（２）の温度は、設定温度およびステータ（５）の温度の測定に基づいて、ステータ（５）に結合された少なくとも１つの冷却要素（１１ａ、１１ｂ）によって制御される乾式真空ポンプ型の真空ポンプ（２）の温度制御方法（１００）において、モニタリングは、前記真空ポンプ（２）によって誘起される電流または消費される電力のいずれかから選択される前記吸排気負荷を示すパラメータの値が、負荷閾値を下回っているかどうかを監視し、前記吸排気負荷を示す前記パラメータの値が、前記負荷閾値を下回っている場合、前記設定温度を上昇させることを特徴とする。
本発明は、前記乾式真空ポンプタイプ型の真空ポンプおよびその設備にも関する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

吸排気負荷の変動にさらされる乾式真空ポンプ型の真空ポンプ（２）の温度制御方法（１００）であって、前記真空ポンプ（２）は、
○ ステータ（５）と、
○ 少なくとも1つの吸排気段（Ｔ１－Ｔ５）と、
○ 前記少なくとも１つの吸排気段（Ｔ１－Ｔ５）内に延在し、かつ、前記真空ポンプ（２）の吸気口（９）から排気口（１０）に吸排気されるガス（Ｇ）を駆動するために、前記ステータ（５）内で反対方向に同期して回転するようになっている少なくとも１つのロータ（８）をそれぞれ支えている２つのシャフト（６、７）と、
○ 前記ステータ（５）に結合された少なくとも1つの冷却要素（１１ａ、１１ｂ）と、
○ 前記ステータ（５）の温度を測定するようになっている少なくとも1つの温度センサ（１２ａ、１２ｂ）と、
○ 前記少なくとも1つの冷却要素（１１ａ、１１ｂ）および前記少なくとも1つの温度センサ（１２ａ、１２ｂ）によって前記ステータ（５）の温度を制御するようになっている制御ユニット（１３）とを備えており、
前記真空ポンプ（２）の温度は、設定温度および前記ステータ（５）の温度の測定に基づいて、前記ステータ（５）に結合された前記少なくとも１つの冷却要素（１１ａ、１１ｂ）によって制御される乾式真空ポンプ型の真空ポンプ（２）の温度制御方法（１００）において、
モニタリングは、前記真空ポンプ（２）によって誘起される電流または消費される電力のいずれかから選択される前記吸排気負荷を示すパラメータの値が、負荷閾値（Ｓ）を下回っているかどうかを監視し、前記吸排気負荷を示す前記パラメータの値が、前記負荷閾値（Ｓ）を下回っている場合、前記設定温度を上昇させることを特徴とする真空ポンプ（２）の温度制御方法（１００）。

【請求項2】

前記真空ポンプの低圧吸排気段（Ｔ１）に結合された冷却要素（１１ａ）によって、少なくとも温度を制御するために、前記設定温度を上昇させることを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ（２）の温度制御方法（１００）。

【請求項3】

前記設定温度を上昇させた後、前記モニタリングは、前記吸排気負荷を示す前記パラメータの値が前記負荷閾値（Ｓ）を超えているかどうかを監視し、前記吸排気負荷を示す前記パラメータの値が前記負荷閾値（Ｓ）を超えている場合には、上昇させた設定温度を予め定めた追加時間の間維持することを特徴とする請求項１または２に記載の真空ポンプ（２）の温度制御方法（１００）。

【請求項4】

前記予め定めた追加時間は、１０分を超える時間であることを特徴とする請求項３に記載の真空ポンプ（２）の温度制御方法（１００）。

【請求項5】

前記設定温度の上昇は、３℃を超える温度であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の真空ポンプ（２）の温度制御方法（１００）。

【請求項6】

前記設定温度の上昇は、２０℃未満の温度であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の真空ポンプ（２）の温度制御方法（１００）。

【請求項7】

乾式真空ポンプ型の真空ポンプ（２）であって、
－ ステータ（５）と、
－ 少なくとも1つの吸排気段（Ｔ１－Ｔ５）と、
－ 前記少なくとも１つの吸排気段（Ｔ１－Ｔ５）内に延在し、かつ、前記真空ポンプ（２）の吸気口（９）から排気口（１０）に吸排気されるガス（Ｇ）を駆動するために、前記ステータ（５）内で反対方向に同期して回転するようになっている少なくとも１つのロータ（８）をそれぞれ支えている２つのシャフト（６、７）と、
－ 前記ステータ（５）に結合された少なくとも1つの冷却要素（１１ａ、１１ｂ）と、
－ 前記ステータ（５）の温度を測定するようになっている少なくとも1つの温度センサ（１２ａ、１２ｂ）と、
－ 前記少なくとも1つの冷却要素および前記少なくとも1つの温度センサによって前記ステータの温度を制御するようになっている制御ユニット（１３）とを備える前記真空ポンプ（２）において、
前記制御ユニット（１３）は、請求項１から６のいずれか１項に記載の温度制御方法（１００）を実施するようになっていることを特徴とする乾式真空ポンプ型の真空ポンプ（２）。

【請求項8】

前記真空ポンプ（２）は、低真空ポンプであることを特徴とする請求項７に記載の乾式真空ポンプ型の真空ポンプ（２）。

【請求項9】

前記真空ポンプ（２）は、前記ステータに結合された２つの冷却要素（１１ａ、１１ｂ）を備えており、一方の冷却要素（１１ａ、１１ｂ）は、前記真空ポンプの各軸方向端部に配置されていることを特徴とする請求項７または８に記載の乾式真空ポンプ型の真空ポンプ（２）。

【請求項10】

チャンバ（３）を備える設備において、前記チャンバ（３）内を吸排気するために前記チャンバ（３）に接続された、請求項７から９のいずれか１項に記載の前記乾式真空ポンプ型の真空ポンプ（２）を備えていることを特徴とする設備（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、乾式真空ポンプ型の真空ポンプの温度制御方法に関する。本発明は、この温度制御方法を実施するための手段を備える乾式真空ポンプ型の真空ポンプにも関する。本発明は、この乾式真空ポンプを備える設備にも関する。

【背景技術】

【0002】

乾式真空ポンプ型の低真空ポンプは、直列のいくつかの吸排気段を備えており、この吸排気段を介して、吸排気されるガスが吸気口と排気口との間で循環する。公知の低真空ポンプの中で、「ルーツ」ポンプの名前でも知られている回転ローブを有するものと、「クロー」ポンプおよびスクリューポンプとして知られているポンプで、２つ以上のローブを有するものとに区別されている。非常に大流量の条件下で吸排気能力を高めるために、低真空ポンプの上流で使用される、１段または２段のルーツコンプレッサー（またはより一般的には「ルーツブロワ」）型の真空ポンプも知られている。

【0003】

これらの真空ポンプは、運転中に、ロータが相互に、またはステータと機械的に接触することなく、ステータ内で回転し、吸排気段でオイルを使用しないことが可能になるため、「ドライ」と呼ばれている。

【0004】

ますます多くの応用例が、一方では、真空ポンプが数ｓｌｍ（標準リットル／分）または数十ｓｌｍ程度の大量のガスを循環させる必要がある処理工程と、他方では、真空ポンプが吸排気するガスの流量がゼロまたは非常に少ない「最終真空圧」と呼ばれる圧力で作動するアイドル（またはスタンバイ）工程との間で、大流量でかつ迅速に吸排気するガスの流れを変化させる機能を必要としている。

【0005】

大流量のガスを吸排気すると、圧縮によって真空ポンプが大きく加熱される。この温度上昇により、真空ポンプ内における汚染ガス状物質の凝縮、または粉末状の固化を回避することができる。しかし、何らかの誤作動を防止するために、真空ポンプの軸受を冷却することが必要となる。さらに、特定の応用例では、ステータの温度を制御して、予め定めた最大値を超えないように制御することが必要である。この最大値を超えると、吸排気される汚染ガス状物質が真空ポンプ内で凝集し、真空ポンプが焼き付く原因となる。

【0006】

ステータの冷却は、通常、ステータと熱的に接触している冷却回路を通して、外気温度の水を循環することによって行われる。

【0007】

しかし、吸排気されるガスの流れが急激に低下する上記の状況では、真空ポンプは、それ自体の加熱源がなく、急激に冷却されてしまう。そのため、冷却回路と接触しているステータの温度は、低下してしまい、一方、直接冷却されていないロータは、高温のままである。

【0008】

冷却回路を制御するための温度の測定位置が、吸排気負荷の変動による温度の急激な変化を検出することができる適切な場所に、必ずしもあるとは限らないという事実によって、ロータとステータとの間の温度差が大きくなってしまう恐れがある。このため、測定温度が誤って評価され、例えば軸受の温度がすでに大幅に低下しているにもかかわらず、ステータの冷却コマンドが継続されてしまう恐れがある。ステータの温度低下を実際に認識するために必要な応答時間が相対的に長くなってしまい、これにより、ロータとステータとの温度差が拡大してしまう恐れがある。

【0009】

この温度差は、さまざまな熱機械的挙動によるステータとロータとの間の隙間の消失を引き起こす恐れがある。特に、冷却回路は、通常、軸受領域における真空ポンプの各軸方向端部に配置されているため、軸方向の隙間の消失を引き起こし、シャフト支持部の収縮による軸間距離の減少を引き起こす恐れがある。これらの隙間の消失は、ポンプの焼き付き、およびロータ同士の接触の原因となる恐れがある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明の目的の１つは、乾式真空ポンプ型の真空ポンプと、特に隙間の消失および焼き付きを防止することによって、前述の欠点の少なくとも１つを是正することを可能にする真空ポンプの温度制御方法とを提案することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

この目的のために、本発明の１つの主題は、吸排気負荷の変動にさらされる乾式真空ポンプ型の真空ポンプの温度制御方法であって、この真空ポンプは、
－ ステータと、
－ 少なくとも1つの吸排気段と、
－ 少なくとも１つの吸排気段内に延在し、かつ、真空ポンプの吸気口から排気口に吸排気されるガスを駆動するために、ステータ内で反対方向に同期して回転するようになっている少なくとも１つのロータをそれぞれ支えている２つのシャフトと、
－ ステータに結合された少なくとも1つの冷却要素と、
－ ステータの温度を測定するようになっている少なくとも1つの温度センサと、
－ 少なくとも1つの冷却要素および少なくとも1つの温度センサによってステータの温度を制御するようになっている制御ユニットとを備えており、
真空ポンプの温度は、設定温度およびステータの温度の測定に基づいて、ステータに結合された少なくとも１つの冷却要素によって制御される乾式真空ポンプ型の真空ポンプの温度制御方法において、
モニタリングは、真空ポンプによって誘起される電流または消費される電力のいずれかから選択される吸排気負荷を示すパラメータの値が、負荷閾値を下回っているかどうかを監視し、吸排気負荷を示すパラメータの値が、負荷閾値を下回っている場合、設定温度を上昇させることを特徴としている。

【0012】

したがって、設定温度の変更により、冷却要素によるステータの冷却をより早く遮断し、ステータを冷却要素の近くで暖めることができる。低吸排気負荷工程中に設定温度を上昇させると、ステータを高負荷工程中と同じように高温に保つことができ、これにより、焼き付きまたはロータが互いに接触するリスクを防止することができる。

【0013】

低負荷工程中に高い温度に保つことにより、凝縮性汚染物質が固化または凝縮する恐れがある低温領域の発生を回避することもできる。

【0014】

吸排気負荷を監視することによってトリガーされる設定温度の変更により、温度制御方法の応答性を高くすることもできる。

【0015】

温度センサを追加する必要がなく、チャンバで起きている処理に関する情報を必要とせず、少なくとも１つの温度センサの位置または冷却要素の構造を変更することなく、真空ポンプの熱的挙動を温度制御の判定機構に組み込むことにより、真空ポンプのセンサから入手することができる情報に基づいて、このモニタリングを、さらに行うことができる。

【0016】

温度制御方法は、単独でまたは組み合わせることにより、以下に記載する１つ以上の特徴を含むこともできる。

【0017】

１つの例示的な実施形態によれば、真空ポンプの低圧吸排気段に結合された冷却要素によって、少なくとも温度を制御するために、設定温度を上昇させる。

【0018】

１つの例示的な実施形態によれば、設定温度を上昇させた後、モニタリングは、吸排気負荷を示すパラメータの値が負荷閾値を超えているかどうかを監視し、吸排気負荷を示すパラメータの値が負荷閾値を超えている場合には、上昇させた設定温度を、予め定めた追加時間の間維持する。

【0019】

予め定めた追加時間は、たとえば、１０分を超える時間である。

【0020】

設定温度の上昇は、たとえば、３℃を超える温度である。

【0021】

設定温度の上昇は、たとえば、２０℃未満の温度である。

【0022】

本発明の別の主題は、乾式真空ポンプ型の真空ポンプであって、
－ ステータと、
－ 少なくとも1つの吸排気段と、
－ 少なくとも１つの吸排気段内に延在し、かつ、真空ポンプの吸気口から排気口に吸排気されるガスを駆動するために、ステータ内で反対方向に同期して回転するようになっている少なくとも１つのロータをそれぞれ支えている２つのシャフトと、
－ ステータに結合された少なくとも1つの冷却要素と、
－ ステータの温度を測定するようになっている少なくとも1つの温度センサと、
－ 少なくとも1つの冷却要素および少なくとも1つの温度センサによってステータの温度を制御するようになっている制御ユニットとを備える乾式真空ポンプ型の真空ポンプにおいて、
この制御ユニットは、上記のような温度制御方法を実施するようになっていることを特徴としている。

【0023】

乾式真空ポンプ型の真空ポンプは、多段低真空ポンプとすることができる。これは、直列に取り付けられた少なくとも２つの吸排気段を備えるものを意味する。この真空ポンプは、同様に、直列に取り付けられた１つまたは２つの吸排気段を備えるルーツブロワ型の真空ポンプとすることができる。

【0024】

１つの例示的な実施形態によれば、乾式真空ポンプ型の真空ポンプは、ステータに結合された２つの冷却要素を備えており、一方の冷却要素は、この真空ポンプの各軸方向端部に配置されている。

【0025】

本発明の別の主題は、チャンバを備える設備において、その設備は、チャンバ内を吸排気するためにチャンバに接続された、上記のような乾式真空ポンプ型の真空ポンプを備えていることを特徴とする。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明による設備の模式図である。

【図2】操作に必要な構成要素のみを示している、分解した状態での、図１に示す設備における真空ポンプの部分的および部分的断面の模式図である。

【図3】図２に示す真空ポンプの温度制御方法の様々な工程を示す模式図である。

【図4】以下に示す曲線Ａ～Ｄは、時間（分単位）の関数として得られた曲線を示している。－ 図２の真空ポンプによって消費された電力（ワット単位、右側の縦軸）、（曲線Ａ）。－ 真空ポンプの温度センサによって測定されたステータの温度（℃、左側の縦軸）、（曲線Ｂ）。－ 真空ポンプの冷却要素の中心に固定された２つのテスト温度センサによって測定されたステータの温度、（曲線ＣおよびＤ）。

【発明を実施するための形態】

【0027】

本発明のさらなる特徴および利点は、以下の添付の図面を参照して、非限定的な例として与えられた以下の説明から明らかになるであろう。

【0028】

これらの図では、同一の構成要素には、同じ符号が付されている。以下の実施形態は単なる例示である。本明細書は、１つ以上の実施形態に言及しているけれども、これは、必ずしも各言及が同じ実施形態に関連していること、または特徴が単一の実施形態にのみ適用されることを意味するわけではない。他の実施形態を提供するために、様々な実施形態の単純な特徴を組み合わせたり、交換したりすることもできる。

【0029】

図１は、乾式真空ポンプ型の真空ポンプ２と、チャンバ３内の吸排気のために、真空ポンプ２が、例えば弁４を介して接続されているチャンバ３とを備える設備１の第１の実施例を示している。

【0030】

「処理」工程Ｐ１、Ｐ２（図３）と呼ばれる工程の間で、数ｓｌｍまたは数十ｓｌｍ程度の大流量のガスを、例えば周期的に、チャンバ３に導入することができる。これらの処理工程Ｐ１、Ｐ２は、導入されるガスの流量が少ない、またはゼロである「アイドル」工程Ｉと呼ばれる工程の前または後に位置することができる。アイドル工程Ｉの間、真空ポンプ２は、例えば、チャンバ３内が空になるように、数分を超える間、「最終真空圧」として知られている圧力で作動している。この一連の工程は、例えば「ＨａｒｐＸＴ」プロセスとして公知のプロセスなど、半導体を製造するプロセスで行われている。

【0031】

図１および図２に最もよく見られるように、真空ポンプ２は、ステータ５と、少なくとも1つの吸排気段Ｔ１－Ｔ５と、少なくとも１つの吸排気段Ｔ１－Ｔ５内に延在し、かつ、それぞれ少なくとも１つのロータ８を支えている２つのシャフト６、７と、ステータ５に連結された少なくとも１つの冷却要素１１ａ、１１ｂと、ステータ５の温度を測定するようになっている少なくとも１つの温度センサ１２ａ、１２ｂと、少なくとも１つの冷却要素１１ａ、１１ｂおよび少なくとも１つの温度センサ１２ａ、１２ｂによってステータ５の温度を制御するようになっている制御ユニット１３とを備えている。

【0032】

ロータ８は、真空ポンプ２の吸気口９から真空ポンプ２の排気口１０に吸排気されるガスＧを駆動するために、ステータ５内で反対方向に同期して回転するようになっている。

【0033】

ロータ８は、例えば、「ルーツ」式（「数字の８」または「インゲンマメ」の形の断面を有している）のような、または「クロー」式のような同一の輪郭を有するローブを有している。別の例によれば、吸排気ロータ８は、「スクリュー」式である。

【0034】

真空ポンプ２は、例えば、５つの吸排気段などの少なくとも２つの吸排気段を備えている。各吸排気段Ｔ１～Ｔ５は、それぞれの入口と出口を備えている。連続する吸排気段Ｔ１～Ｔ５は、前の吸排気段の出口（または排気口）を次の段の入口（または吸気口）に接続するそれぞれの段間ダクト１４によって次々に直列に接続している。

【0035】

ロータ８の回転中、入口から吸引されたガスは、ロータ８によって形成された空間に閉じ込められ、次に、ロータ８によって排気口１０に向かって押し出される（ガスが循環する方向を、図１および図２の矢印Ｇで示している）。真空ポンプ２は、運転中、ロータ８同士、またはステータ５と機械的に全く接触することなくステータ５内で回転し、吸排気段Ｔ１～Ｔ５でオイルを使用しないことを可能にするので、特に「ドライ」と言われる。

【0036】

この例示的な実施形態では、乾式真空ポンプ型の真空ポンプ２は、多段低真空ポンプである。低真空ポンプは、容積式真空ポンプで、大気圧下で吸排気できるように、２つのロータを使用してガスを吸引し、移送し、排気する。別の実施例によれば、真空ポンプ２は、ルーツブロワ型であり、１段または２段の吸排気段を備えている。ルーツブロワ型の真空ポンプは、低真空ポンプの上流に直列に取り付けられている。

【0037】

１つの例示的な実施形態によれば、冷却要素１１ａ、１１ｂは、例えば外気温度の水の循環を可能にするための流体圧回路１６を備えている（図２）。

【0038】

流体圧回路１６は、例えば、ステータ５に組み込まれている。例えば、シャフト６、７の軸受を冷却するために、軸受を取り囲む「Ｕ」字状である。

【0039】

冷却要素１１ａ、１１ｂは、例えば、水の循環を可能にするか、または遮断するために操作することができる弁１７をさらに備えている（「オールオアナッシング」制御）。

【0040】

真空ポンプ２は、例えば、ステータ５に結合された２つの冷却要素１１ａ、１１ｂを備えており、一方の冷却要素１１ａ、１１ｂは、真空ポンプ２の各軸方向端部に配置されている（図２）。冷却要素１１ａは、低圧吸排気段と呼ばれる吸排気段Ｔ１に結合されており、吸排気段Ｔ１の入口は、真空ポンプ２の吸気口９に通じている。冷却要素１１ｂは、高圧吸排気段と呼ばれる吸排気段Ｔ５に結合されており、吸排気段Ｔ５の出口は、真空ポンプ２の排気口１０に通じている。

【0041】

真空ポンプ２は、例えば、ステータ５に配置され、互いに離間している２つの温度センサ１２ａ、１２ｂを備えている。温度センサ１２ａは、例えば、吸気口９の側部に配置された冷却要素１１ａに関連付けられている。温度センサ１２ａは、例えば、低圧吸排気段Ｔ１の領域（吸気口９の側部）のステータ５に取り付けられている。温度センサ１２ｂは、例えば、排気口１０の側部に配置された冷却要素１１ｂに関連付けられている。温度センサ１２ｂは、例えば、高圧吸排気段Ｔ５の領域（排気口１０の側部）のステータ５に取り付けられている。

【0042】

温度センサ１２ａ、１２ｂは、例えば、２つのシャフト６、７の間の中間点でステータ５上に、かつ、シャフト６、７の軸に平行な直線上に配置されている（図１）。

【0043】

制御ユニット１３は、１つ以上のコントローラまたはマイクロコントローラまたはプロセッサと、真空ポンプ２の温度制御方法１００を実現する一連のプログラム命令を実行するためのメモリとを備えている。この方法では、吸排気負荷の変動にさらされる真空ポンプ２の温度を、設定温度およびステータ５の温度測定に基づいて、ステータ５に結合された少なくとも１つの冷却要素１１ａ、１１ｂによって制御している。

【0044】

これを行うために、制御ユニット１３は、ステータ５の温度の測定値を受信するために、少なくとも１つの温度センサ１２ａ、１２ｂに接続され、かつ、例えば、流体圧回路１６の関連する弁１７の開閉を操作するために、少なくとも１つの冷却要素１１ａ、１１ｂに接続されている。温度制御は、それ自体の設定温度および関連する個々の測定温度によって、各冷却要素１１ａ、１１ｂで独立して行うことができる。

【0045】

運転中、真空ポンプ２は、大流量または小流量のガスの間で変化する、吸排気負荷の変動にさらされることになる。

【0046】

制御ユニット１３は、吸排気負荷を示すパラメータの値が、負荷閾値Ｓを下回っているかどうかを監視する（診断工程１０１、図３）。

【0047】

吸排気負荷を示すパラメータは、例えば、真空ポンプ２によって誘起される電流または真空ポンプ２によって消費される電力である。制御ユニット１３は、例えば、処理工程Ｐ１、Ｐ２の周期の持続時間以上の時間にわたって誘起される電流、または消費される電力の平均値を計算する。これを行うために、制御ユニット１３は、例えば、真空ポンプ２のモータ速度を変化させるバリエータの出力に接続している。

【0048】

吸排気負荷を示すパラメータの値が負荷閾値Ｓを超えている限り、処理工程Ｐ１、Ｐ２がチャンバ３で起きていると見なされる。

【0049】

この場合、例えば測定温度が設定温度を下回ったときに、水の循環を遮断するためにバルブ１７を閉じることによって、測定温度が設定温度以上であるときに、水が循環できるようにバルブ１７を開けることによって、制御ユニット１３は、冷却要素１１ａ、１１ｂを使用して、設定温度を達成するために真空ポンプ２の温度を制御する（処理フェーズ調整工程１０２）。

【0050】

設定温度は、例えば７０℃より高くなっている。

【0051】

吸排気負荷を示すパラメータの値が負荷閾値Ｓを下回っている限り、チャンバ３でアイドル工程Ｉが起きていると見なされる。この場合、制御ユニット１３は、少なくとも１つの冷却要素１１ａによって真空ポンプ２の温度を制御するために、設定温度を上昇させる（アイドルフェーズ調整工程１０３）。

【0052】

設定温度は、冷却要素１１ａ、１１ｂの両方、またはそれらの一方のみによって温度を制御するために上昇させることができる。しかし、少なくとも低圧吸排気段Ｔ１に結合された冷却要素１１ａによることが好ましい。これは、ロータ８とステータ５との間の熱交換能力が低圧ではあまり良くないため、温度調整がより困難であることによる。

【0053】

上昇させる設定温度は、例えば、３℃を超えるなど、設定温度の少なくとも３％に相当する。上昇させる設定温度は、例えば、２０℃未満など、設定温度の最大２０％に相当する。上昇させる設定温度は、例えば、５℃など、設定温度の６％程度である。

【0054】

制御ユニット１３は、処理工程Ｐ１、Ｐ２の間で設定温度を上昇させるために、例えば、水循環弁１７を作動させる冷却要素１１ａ、１１ｂによって、真空ポンプ２の温度を制御する。

【0055】

吸排気負荷を示すパラメータが負荷閾値Ｓを超えて増加したとき、さらなる処理工程Ｐ１、Ｐ２がチャンバ３で起きていると考えられる。

【0056】

次に、上昇させた設定温度を初期設定温度に戻す前に、予め定めた追加時間の間、上昇させた設定温度を維持するための準備を行うことができる（再調整工程１０４）。

【0057】

追加時間は、予め定められており、センサを省くことができる。例えば、１５分などのように１０分より長く定めている。この再調整工程１０４は、処理工程Ｐ１、Ｐ２がより大きい吸排気負荷を処理した結果として、ステータ５にウォームアップする時間を与えることができる。これにより、初期設定温度に戻るときに、ロータ８とステータ５との温度差がさらに大きくなることを回避することができる。

【0058】

これをよりよく理解するには、図４のグラフを参照することにより可能となる。これらのグラフは、一例として、吸排気負荷変動を受けた真空ポンプ２の消費電力曲線（曲線Ａ）と、低圧吸排気段Ｔ１の近くで温度センサ１２ａによって測定されたステータ５の温度曲線（曲線Ｂ）と、本発明の理解の助けとして、低圧吸排気段Ｔ１のステータ５に結合された冷却要素１１ａの中心で、指示値として測定されたステータ５の２つの温度曲線（曲線ＣおよびＤ）とを示している。

【0059】

最初の２時間は、８０ｓｌｍ（１３５．１２Ｐａ．ｍ^３／ｓ）のガス流れがチャンバ３に周期的に導入されている。そのため、ガスは、８０ｓｌｍで５分間および０ｓｌｍで３分間の流れを交互に繰り返す。したがって、吸排気負荷を示す消費電力は、３分（処理工程の無流量フェーズに等しい時間）を超える時間で、例えば６００Ｗの負荷閾値を超える５００～２０００Ｗの方形波パターンで変化する（曲線Ａ）。

【0060】

制御ユニット１３は、冷却要素１１ａ、１１ｂによって８３℃の設定温度を達成するために、真空ポンプ２の温度を制御する（処理フェーズ調整工程１０２）。したがって、温度センサ１２ａによって測定されるステータ５の温度は、オールオアナッシング調整モード（曲線Ｂ）のために、設定温度のまわりで８１℃～８６℃の間で変動することが分かるであろう。冷却要素１１ａの中心で（指示値として）測定された温度が８４℃～８７℃の間で変動することも分かるであろう（曲線ＣおよびＤ）。

【0061】

次に、消費電力が負荷閾値Ｓ以下に低下する。これから、制御ユニット１３は、アイドル工程Ｉがチャンバ３で起きていると結論付ける。したがって、制御ユニット１３は、設定温度を５℃上昇させ（アイドルフェーズ調整工程１０３）、低圧吸排気段Ｔ１の冷却要素１１ａによって真空ポンプ２の温度を８８℃に制御し、かつ高圧吸排気段Ｔ５の冷却要素１１ｂによって真空ポンプ２の温度を８３℃または８８℃に制御する。

【0062】

冷却要素１１ａに関連する温度センサ１２ａによって測定されるステータ５の温度は、約５℃上昇して、８６℃～９０℃の間で変動することに留意されたい（曲線Ｂ）。

【0063】

冷却要素１１ａの中心で測定された温度は、設定温度の上昇のために急速に上昇し、その後、吸排気負荷の減少により、処理工程Ｐ１の温度近くで安定する傾向になるまで低下することも見ることができる（曲線ＣおよびＤ）。

【0064】

そのため、設定温度の変更は、冷却要素１１ａによるステータ５の冷却をより早く遮断することを可能にし、ステータ５が冷却要素１１ａの近くで温まるようにしている。温度の低下にもかかわらず、冷却要素１１ａで測定されたステータ５の温度は、たとえあったとしても、処理工程Ｐ１の温度よりわずかに低下するだけである。したがって、ステータ５とロータ８との温度差は、ロータ８が高温のままであるとすると、処理工程Ｐ１とアイドル工程Ｉとでほぼ同じである。

【0065】

次に、消費される電力は、負荷閾値Ｓ（曲線Ａ）を超えて増加し、さらなる処理工程Ｐ２がチャンバ３で起きていることを示している。設定温度は、１５分間、８８℃まで上昇したままである（再調整工程１０４）。真空ポンプ２が加熱されると、冷却要素１１ａの領域内のステータ５の温度が再び上昇し始めることが分かるであろう（曲線ＣおよびＤ）。

【0066】

予め定めた追加の時間が経過した後、冷却要素１１ａの中心の温度がほぼ処理工程Ｐ１の前の値に戻ったので、制御ユニット１３は、８３℃に戻るように設定温度を下げる（処理フェーズ調整工程１０２）。冷却要素１１ａの中心の温度は、設定温度の違いによって低下し、その後、設定値が８３℃になると再びゆっくりと上昇する。アイドル工程Ｉおよびそれに続く処理工程Ｐ２の間、温度は、冷却要素１１ａに近いステータ５の領域において８３℃を超えたままであった。

【0067】

低吸排気負荷であるアイドル工程Iにおいて、設定温度を上げることで、ステータ５を、処理工程Ｐ１、Ｐ２におけると同じように、冷却要素１１ａの中心で高い温度に保つことができる。これにより、アイドル工程Ｉにおいて、ロータ８とステータ５との熱膨張の違いに起因する焼き付きまたはロータ８が互いに接触するリスクを防止することができる。

【0068】

アイドル工程Iにおいて、高い温度に保つことにより、凝縮性汚染物質が固化または凝縮する恐れがある低温領域の発生を回避することもできる。

【0069】

吸排気負荷のモニタリングによってトリガーされる設定温度の変更により、温度制御方法の応答性を向上することができる。

【0070】

温度センサを追加する必要がなく、チャンバ３で起きている処理に関する情報を必要とせず、少なくとも１つの温度センサ１２ａ、１２ｂの位置または冷却要素１１ａ、１１ｂの構造を変更することなく、真空ポンプ２の熱的挙動を温度制御の判定機構に組み込むことにより、真空ポンプ２のセンサからすでに入手することができる情報に基づいて、このモニタリングを、さらに行うことができる。

【符号の説明】

【0071】

１ 設備
２ 真空ポンプ
３ チャンバ
４ 弁
５ ステータ
６、７ シャフト
８ ロータ
９ 吸気口
１０ 排気口
１１ａ、１１ｂ 冷却要素
１２ａ、１２ｂ 温度センサ
１３ 制御ユニット
１４ 段間ダクト
１６ 流体圧回路
１７ 弁
１００ 温度制御方法
１０１ 診断工程
１０２ 処理フェーズ調整工程
１０３ アイドルフェーズ調整工程
１０４ 再調整工程
Ｇ ガス
Ｉ アイドル工程
Ｐ１、Ｐ２ 処理工程
Ｔ１－Ｔ５ 吸排気段
Ｓ 負荷閾値

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【国際調査報告】