(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】2024-07-25
(45)【発行日】2024-08-02
(54)【発明の名称】真空排気システムおよびクリーニング方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/31 20060101AFI20240726BHJP
H01L 21/3065 20060101ALI20240726BHJP
C23C 16/44 20060101ALI20240726BHJP
【ＦＩ】
H01L21/31 B
H01L21/302 101G
C23C16/44 E
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2022114110
(22)【出願日】2022-07-15
(65)【公開番号】P2024011837
(43)【公開日】2024-01-25
【審査請求日】2023-07-18
(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】110004244
【氏名又は名称】弁理士法人仲野・川井国際特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100091225
【弁理士】
【氏名又は名称】仲野 均
(74)【代理人】
【識別番号】100096655
【弁理士】
【氏名又は名称】川井 隆
(72)【発明者】
【氏名】高橋 克典
(72)【発明者】
【氏名】田中 正宏
【審査官】河合 俊英
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－１６８５３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－２５６４３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－８８３０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平７－９４４８７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－５５９９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－８９９１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／３１
Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５
Ｃ２３Ｃ １６／４４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
半導体製造装置に接続され、真空ポンプを介して除害装置に排気する排気配管を含む真空排気システムであって、前記排気配管で用いるシール部材をメタル製で構成し、
前記排気配管の前記真空ポンプから前記除害装置に到る箇所に、前記排気配管を加熱する加熱手段を備え、
ＣｌＦ系ガスまたはＮＦ系ガスを含むクリーニングガスを導入する時に、前記加熱手段により、前記排気配管の温度を１８０℃を超える温度に加熱することを特徴とする真空排気システム。
【請求項2】
前記シール部材が、前記クリーニングガスに対し、耐腐食性の高いメタル材料を用いて構成されていることを特徴とする請求項１記載の真空排気システム。【請求項3】
前記排気配管が、前記クリーニングガスに対し、耐腐食性の高いメタル材料を用いて構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の真空排気システム。【請求項4】
半導体製造装置に接続され、真空ポンプを介して除害装置に排気する排気配管を含む真空排気システムにおいて、前記排気配管に付着した生成物をＣｌＦ系ガスまたはＮＦ系ガスを含むクリーニングガスで除去するクリーニング方法であって、前記クリーニングガスを導入する時に、前記排気配管の前記真空ポンプから前記除害装置に到る箇所の温度を１８０℃を超える温度に加熱することを特徴とするクリーニング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体製造装置における真空排気システムおよびクリーニング方法に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、半導体製造処理プロセスでは、半導体や絶縁体、金属膜等を、半導体ウェーハ上に堆積させ、化学気相反応を利用して成膜するＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）やドライエッチング処理が行われ、プロセスチャンバにおいて、例えばシラン(ＳｉＨ４)（４は下付き文字であるが、文字コードの誤変換を防ぐために、以下上下付き文字を通常の文字で表す）ガス等、各種のガスが使用されている。そして、プロセスチャンバから排出された使用済みのガス（排気ガス）は、ドライポンプ等で吸引して、更にガス排気配管を介して除害装置に導入され、その除害装置で除害処理が行われている。
【0003】
そのような、半導体製造処理プロセスでは、上記使用済みのガスが冷却されたりすると、プロセスチャンバ以外の排気配管や、ドライポンプおよび除害装置の内部に、膜や粉として固形化されて付着し、それが堆積して配管閉塞が発生する。そのため、頻繁にメンテナンスを必要としていた。
特に、ドライポンプの排気側の配管は、大気圧付近まで加圧された状態で排気ガスが流れてくるため、配管内で排気ガス中に含まれるガス成分による反応生成物（以下、生成物と呼ぶ）の堆積が著しかった。
そこで、生成物の堆積防止、堆積した生成物の除去のため、配管をガスを用いてクリーニングを行っている。用いられるガスとしては、特許文献１や特許文献２に記載されているように、ＣｌＦ系のガス例えばＣｌＦ３（三フッ化塩素）があげられる。
特に、ドライポンプの排気側の配管は、大気圧付近まで加圧された状態で排気ガスが流れてくるため、配管内で排気ガス中に含まれるガス成分による反応生成物（以下、生成物と呼ぶ）の堆積が著しかった。
そこで、生成物の堆積防止、堆積した生成物の除去のため、配管をガスを用いてクリーニングを行っている。用いられるガスとしては、特許文献１や特許文献２に記載されているように、ＣｌＦ系のガス例えばＣｌＦ３（三フッ化塩素）があげられる。
【0004】
ところで、従来のドライポンプの排気配管には、エラストマーのガスケット（構造に機密性を保持させるための固定用シール部材）が、用いられていたため、配管の温度が１８０℃以下になってからクリーニング用のガスを流すことが必須とされていた。これは、ＣｌＦ系のガスが、１８０℃以上であると著しく活性化し、エラストマーのガスケットが、ダメージを受ける恐れがあるためである。特に、ＣｌＦ３ガスは、毒性が強く、シール材のダメージを防ぐことは、安全確保上極めて重要である。
このＣｌＦ３ガスは、純粋であればガラス容器中で１８０℃まで安定であるが、それ以上の温度となるとフリーラジカル機構で分解されることが知られている。
そのため、処理中に高温となっていた配管の温度が１８０℃以下になるまでクリーニングを待たなければならず、処理に余計な時間がかかっていた。特に、配管には断熱材が設けられているため、放熱での冷却は、時間がかかっていた。
また、配管の温度が１８０℃以下になるとＣｌＦ系のガスの活性が低下し、生成物との反応性が低下するため、より多くのガスを使用しなければならなかった。
このＣｌＦ３ガスは、純粋であればガラス容器中で１８０℃まで安定であるが、それ以上の温度となるとフリーラジカル機構で分解されることが知られている。
そのため、処理中に高温となっていた配管の温度が１８０℃以下になるまでクリーニングを待たなければならず、処理に余計な時間がかかっていた。特に、配管には断熱材が設けられているため、放熱での冷却は、時間がかかっていた。
また、配管の温度が１８０℃以下になるとＣｌＦ系のガスの活性が低下し、生成物との反応性が低下するため、より多くのガスを使用しなければならなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開平２－７７５７９号公報
【文献】特許第２７７６７００号公報
【文献】特許第３０４７２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献１記載の発明は、堆積膜を形成する堆積膜形成装置において、反応容器内に付着した反応生成物を除去するためにＣｌＦ３ガスを用いて除去するクリーニング（洗浄）方法に関する。
特許文献２記載の発明は、生成する珪フッ化アンモニウムを主成分とする化合物とＣｌＦ３ガスあるいはＦ２ガスとを接触反応させることを特徴とする該化合物のクリーニング方法に関する。
特許文献３記載の発明は、処理容器内を、４５０℃以上の処理温度に保った状態で、該処理容器内に希釈されたＣｌＦ３を含むクリーニングガスを供給し該処理容器内に付着したポリシリコン被膜を除去することを特徴とするクリーニング方法に関する。また、（発明が解決しようとする課題）の欄に、「特にＣｌＦ３を用いるとプラズマ状態にしなくてもクリーニングを行えることが報告されている。しかしながら、ＣｌＦ３は反応性が高いため、４００℃以上で使用することは考えられておらず、通常クリーニングは４００℃以下で行われている。従って、４００℃以上特に６００℃以上で成膜を行う工程においては、ＣｌＦ３クリーニングを行うためには装置内の温度を４００℃以下まで降温しなければならず、長期間のクリーニングとなっていた。」と記載されている。
特許文献２記載の発明は、生成する珪フッ化アンモニウムを主成分とする化合物とＣｌＦ３ガスあるいはＦ２ガスとを接触反応させることを特徴とする該化合物のクリーニング方法に関する。
特許文献３記載の発明は、処理容器内を、４５０℃以上の処理温度に保った状態で、該処理容器内に希釈されたＣｌＦ３を含むクリーニングガスを供給し該処理容器内に付着したポリシリコン被膜を除去することを特徴とするクリーニング方法に関する。また、（発明が解決しようとする課題）の欄に、「特にＣｌＦ３を用いるとプラズマ状態にしなくてもクリーニングを行えることが報告されている。しかしながら、ＣｌＦ３は反応性が高いため、４００℃以上で使用することは考えられておらず、通常クリーニングは４００℃以下で行われている。従って、４００℃以上特に６００℃以上で成膜を行う工程においては、ＣｌＦ３クリーニングを行うためには装置内の温度を４００℃以下まで降温しなければならず、長期間のクリーニングとなっていた。」と記載されている。
【0007】
ところで、上述の処理容器の排気配管（特にドライポンプから除害装置間）は、排気効率の点からコンダクタンスを良くする必要があり、径を大きくしなければならず、それに対応するメタル（金属製）のガスケットは、開発や製造が困難なため、知り得る限り、あまり市場に供給されていなかった。
また、コンフラットフランジのようなフランジ形状ではなく、一般的なＩＳＯ規格やＫＦ規格（ＮＷ規格）のフランジに対応し、繰り返しの使用が可能なメタル系ガスケットについては、その傾向が顕著であった。
近年、メタル（金属製）ガスケットは上記のような、一般的なＩＳＯ規格やＫＦ規格（ＮＷ規格）のフランジの配管に用いることが可能なものが開発されている。そのため、そのようなメタルガスケットを使用することにより、上述のフランジを持つ排気配管の温度が１８０℃を超えても十分なシール特性をキープすることが可能となった。よって、ＣｌＦ系のガス例えばＣｌＦ３を活性化させて使用することができ、その消費量を減少させたり、クリーニングの時間を短縮することができる。
そこで、本発明の目的は、排気配管の温度を１８０℃を超える温度に加熱することで、ＣｌＦ系のガスの消費量を減少させたり、クリーニングの時間を短縮することができる真空排気システムおよびクリーニング方法を提供することである。
また、コンフラットフランジのようなフランジ形状ではなく、一般的なＩＳＯ規格やＫＦ規格（ＮＷ規格）のフランジに対応し、繰り返しの使用が可能なメタル系ガスケットについては、その傾向が顕著であった。
近年、メタル（金属製）ガスケットは上記のような、一般的なＩＳＯ規格やＫＦ規格（ＮＷ規格）のフランジの配管に用いることが可能なものが開発されている。そのため、そのようなメタルガスケットを使用することにより、上述のフランジを持つ排気配管の温度が１８０℃を超えても十分なシール特性をキープすることが可能となった。よって、ＣｌＦ系のガス例えばＣｌＦ３を活性化させて使用することができ、その消費量を減少させたり、クリーニングの時間を短縮することができる。
そこで、本発明の目的は、排気配管の温度を１８０℃を超える温度に加熱することで、ＣｌＦ系のガスの消費量を減少させたり、クリーニングの時間を短縮することができる真空排気システムおよびクリーニング方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
請求項１に記載の発明では、半導体製造装置に接続され、真空ポンプを介して除害装置に排気する排気配管を含む真空排気システムであって、前記排気配管で用いるシール部材をメタル製で構成し、前記排気配管の前記真空ポンプから前記除害装置に到る箇所に、前記排気配管を加熱する加熱手段を備え、ＣｌＦ系ガスまたはＮＦ系ガスを含むクリーニングガスを導入する時に、前記加熱手段により、前記排気配管の温度を１８０℃を超える温度に加熱することを特徴とする真空排気システムを提供する。
請求項２に記載の発明では、前記シール部材が、前記クリーニングガスに対し、耐腐食性の高いメタル材料を用いて構成されていることを特徴とする請求項１記載の真空排気システムを提供する。
請求項３に記載の発明では、前記排気配管が、前記クリーニングガスに対し、耐腐食性の高いメタル材料を用いて構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の真空排気システムを提供する。
請求項４に記載の発明では、半導体製造装置に接続され、真空ポンプを介して除害装置に排気する排気配管を含む真空排気システムにおいて、前記排気配管に付着した生成物をＣｌＦ系ガスまたはＮＦ系ガスを含むクリーニングガスで除去するクリーニング方法であって、前記クリーニングガスを導入する時に、前記排気配管の前記真空ポンプから前記除害装置に到る箇所の温度を１８０℃を超える温度に加熱することを特徴とするクリーニング方法を提供する。
請求項２に記載の発明では、前記シール部材が、前記クリーニングガスに対し、耐腐食性の高いメタル材料を用いて構成されていることを特徴とする請求項１記載の真空排気システムを提供する。
請求項３に記載の発明では、前記排気配管が、前記クリーニングガスに対し、耐腐食性の高いメタル材料を用いて構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の真空排気システムを提供する。
請求項４に記載の発明では、半導体製造装置に接続され、真空ポンプを介して除害装置に排気する排気配管を含む真空排気システムにおいて、前記排気配管に付着した生成物をＣｌＦ系ガスまたはＮＦ系ガスを含むクリーニングガスで除去するクリーニング方法であって、前記クリーニングガスを導入する時に、前記排気配管の前記真空ポンプから前記除害装置に到る箇所の温度を１８０℃を超える温度に加熱することを特徴とするクリーニング方法を提供する。
【発明の効果】
【0009】
本発明に係る真空排気システムによれば、排気配管および排気配管で用いるシール部材がメタル製であり、高温でＣｌＦ系のガスまたはＮＦ系のガスを使用できるため、その消費量を減少させ、クリーニングの時間を短縮することができる。
本発明に係るクリーニング方法によれば、排気配管の冷却時間が不要なためクリーニングの時間を短縮することができる。
本発明に係るクリーニング方法によれば、排気配管の冷却時間が不要なためクリーニングの時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の実施形態に係る半導体製造装置における真空排気システムの半導体製造処理プロセスにおける排ガス処理装置の概略全体構成を示すブロック図である。
【図2】本実施形態に係るドライポンプの内部構造を模式的に示す概略側面断面図である。
【図3】本実施形態に係る半導体製造装置における真空排気システムのクリーニングガスの導入を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、図１から図３を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。
（１）実施形態の概要
図３において、ドライポンプ１００から除害装置１９への排気配管１８にヒータ４００（加熱手段）を設けて加熱する。そして排気配管１８の温度を１８０℃を超える温度、例えば３００℃とする。この排気配管１８は、配管およびシール部材であるガスケットもメタル製である。
そして、生成物を除去するためのクリーニングを行うため、ＣｌＦ３ガスをプロセスチャンバから導入する。このＣｌＦ３ガスは、１８０℃を超える温度となると活性化し、クリーニング効率が著しく上昇する。一方、排気配管１８は、メタル製のガスケットを用いているため、ＣｌＦ３ガスが活性化してもシール性能に問題は生じ難い。
そのため、排気配管１８が、１８０℃以下になるまで待つ必要がなく、クリーニングにかかる時間を短縮することができる。また、活性化したＣｌＦ３ガスを用いることができるので、安全性を確保しつつ、使用量を節約することもできる。
なお、本実施形態では、クリーニング前から排気配管１８を１８０℃を超える温度、例えば３００℃としておいて、クリーニング時もその温度に加熱し続け維持することも含む。
（１）実施形態の概要
図３において、ドライポンプ１００から除害装置１９への排気配管１８にヒータ４００（加熱手段）を設けて加熱する。そして排気配管１８の温度を１８０℃を超える温度、例えば３００℃とする。この排気配管１８は、配管およびシール部材であるガスケットもメタル製である。
そして、生成物を除去するためのクリーニングを行うため、ＣｌＦ３ガスをプロセスチャンバから導入する。このＣｌＦ３ガスは、１８０℃を超える温度となると活性化し、クリーニング効率が著しく上昇する。一方、排気配管１８は、メタル製のガスケットを用いているため、ＣｌＦ３ガスが活性化してもシール性能に問題は生じ難い。
そのため、排気配管１８が、１８０℃以下になるまで待つ必要がなく、クリーニングにかかる時間を短縮することができる。また、活性化したＣｌＦ３ガスを用いることができるので、安全性を確保しつつ、使用量を節約することもできる。
なお、本実施形態では、クリーニング前から排気配管１８を１８０℃を超える温度、例えば３００℃としておいて、クリーニング時もその温度に加熱し続け維持することも含む。
【0012】
（２）実施形態の詳細
図１は、本発明の実施形態に係る半導体製造装置における真空排気システムにおける排ガス処理装置の概略全体構成を示すブロック図である。
この図１を参照して、排ガス処理装置における全体構成の概略を説明する。
この排ガス処理装置は、制御装置１０内のプログラムにより予め決められた手順に従って制御される。プロセスチャンバ１１の内部には、半導体ウェーハ１２が収納され、ガス供給配管１３を通じてプロセス処理のためのプロセスガス、および、クリーニング処理のためのクリーニングガス（例えば、ＣｌＦ３ガスまたはＮＦ系ガス（三フッ化窒素）を含むガス）がそれぞれ供給されるようになっている。
そして、プロセスチャンバ１１よりガス排気配管１４を介してドライポンプ１００が接続されており、プロセスチャンバ１１はドライポンプ１００の駆動により高真空にまで減圧されるようになっている。
図１は、本発明の実施形態に係る半導体製造装置における真空排気システムにおける排ガス処理装置の概略全体構成を示すブロック図である。
この図１を参照して、排ガス処理装置における全体構成の概略を説明する。
この排ガス処理装置は、制御装置１０内のプログラムにより予め決められた手順に従って制御される。プロセスチャンバ１１の内部には、半導体ウェーハ１２が収納され、ガス供給配管１３を通じてプロセス処理のためのプロセスガス、および、クリーニング処理のためのクリーニングガス（例えば、ＣｌＦ３ガスまたはＮＦ系ガス（三フッ化窒素）を含むガス）がそれぞれ供給されるようになっている。
そして、プロセスチャンバ１１よりガス排気配管１４を介してドライポンプ１００が接続されており、プロセスチャンバ１１はドライポンプ１００の駆動により高真空にまで減圧されるようになっている。
【0013】
すなわち、プロセスチャンバ１１の内部で処理済みとなった例えばシラン(ＳｉＨ４)ガス等のプロセスガスおよびＣｌＦ３(三フッ化塩素)、ＮＦ３(三フッ化窒素)、ＨＣｌ(塩化水素)等のクリーニングガス(以下、これらプロセスガスおよびクリーニングガスを総称して「使用済みのガスＧ１」という)は、ガス排気配管１４を通って下流のドライポンプ１００に導入される。
そのドライポンプ１００では、プロセスチャンバ１１からの使用済みのガスＧ１を、ガス導入口１１７ａよりドライポンプ１００内部に吸引して取り入れ、その使用済みのガスＧ１を内部で例えば６段階に徐々に加圧するようになっている。
また、そのドライポンプ１００内で大気圧付近まで加圧された使用済みのガスＧ１は、ガス排出口１１７ｂより排気配管１８内に排出され、その排気配管１８から除害装置１９に送られ、その除害装置１９で無害化された後に大気中に排出されるようになっている。
したがって、その排気配管１８の一端側はドライポンプ１００のガス排出口１１７ｂに接続され、他端側は除害装置１９のガス導入口１９ａに接続されている。
なお、不活性ガス（例えばＨｏｔ Ｎ２）は、導入管１７から導入され、ＭＦＣ（マスフローコントローラ）２００により流れを適宜制御されている。
そのドライポンプ１００では、プロセスチャンバ１１からの使用済みのガスＧ１を、ガス導入口１１７ａよりドライポンプ１００内部に吸引して取り入れ、その使用済みのガスＧ１を内部で例えば６段階に徐々に加圧するようになっている。
また、そのドライポンプ１００内で大気圧付近まで加圧された使用済みのガスＧ１は、ガス排出口１１７ｂより排気配管１８内に排出され、その排気配管１８から除害装置１９に送られ、その除害装置１９で無害化された後に大気中に排出されるようになっている。
したがって、その排気配管１８の一端側はドライポンプ１００のガス排出口１１７ｂに接続され、他端側は除害装置１９のガス導入口１９ａに接続されている。
なお、不活性ガス（例えばＨｏｔ Ｎ２）は、導入管１７から導入され、ＭＦＣ（マスフローコントローラ）２００により流れを適宜制御されている。
【0014】
図２は、本実施形態に係るドライポンプ１００の内部構造を模式的に示した概略側面断面図である。
この図２に示すドライポンプ１００は、複数個(本実施形態では６個)のポンプ室１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ、１２２ｅ、および１２２ｆを有するポンプケーシング１２３と、該ポンプ室１２２ａ～１２２ｆ内にそれぞれ配設されるロータ１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ、１２４ｄ、１２４ｅ、１２４ｆと、これらのロータ１２４ａ～１２４ｆが各々一体的に固設され、これらのロータ１２４ａ～１２４ｆを各々一体に回転させる１対の回転軸１２５ａ、１２５ｂと、この１対の回転軸１２５ａ、１２５ｂを同期回転させるための１対のギア１２６ａ、１２６ｂと、この１対のギア１２６ａ、１２６ｂを介して回転軸１２５ａ、１２５ｂを回転させるための回転駆動機構としてのモータ１２７と、ポンプケーシング１２３に回転軸１２５ａ、１２５ｂをそれぞれ保持する軸受１２８ａ、１２８ａ、１２８ｂ、１２８ｂと、を備えている。
この図２に示すドライポンプ１００は、複数個(本実施形態では６個)のポンプ室１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ、１２２ｅ、および１２２ｆを有するポンプケーシング１２３と、該ポンプ室１２２ａ～１２２ｆ内にそれぞれ配設されるロータ１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ、１２４ｄ、１２４ｅ、１２４ｆと、これらのロータ１２４ａ～１２４ｆが各々一体的に固設され、これらのロータ１２４ａ～１２４ｆを各々一体に回転させる１対の回転軸１２５ａ、１２５ｂと、この１対の回転軸１２５ａ、１２５ｂを同期回転させるための１対のギア１２６ａ、１２６ｂと、この１対のギア１２６ａ、１２６ｂを介して回転軸１２５ａ、１２５ｂを回転させるための回転駆動機構としてのモータ１２７と、ポンプケーシング１２３に回転軸１２５ａ、１２５ｂをそれぞれ保持する軸受１２８ａ、１２８ａ、１２８ｂ、１２８ｂと、を備えている。
【0015】
次に、このように構成された排ガス処理装置の作用を説明する。
まず、制御装置１０の制御によりドライポンプ１００が作動されると、モータ１２７も駆動されて、モータ１２７により回転軸１２５ａが回転する。このとき、回転軸１２５ａと平行に配置されている回転軸１２５ｂは、ギア１２６ａ、１２６ｂの噛み合わせにより同期回転するようになっており、回転軸１２５ａとは反対向きに回転軸１２５ｂが回転する。
まず、制御装置１０の制御によりドライポンプ１００が作動されると、モータ１２７も駆動されて、モータ１２７により回転軸１２５ａが回転する。このとき、回転軸１２５ａと平行に配置されている回転軸１２５ｂは、ギア１２６ａ、１２６ｂの噛み合わせにより同期回転するようになっており、回転軸１２５ａとは反対向きに回転軸１２５ｂが回転する。
【0016】
また、それら回転軸１２５ａ、１２５ｂの回転により、回転軸１２５ａに一体的に固設されたロータ１２４ａ～１２４ｆと、回転軸１２５ｂに一体的に固設されたロータ１２４ａ～１２４ｆとが、ポンプ室１２２ａ～１２２ｆ内において、互いに逆回転する。なお、図示していないが、本実施形態における回転軸１２５ａ、１２５ｂにそれぞれ取り付けられているロータ１２４ａ～１２４ｆは、繭型のルーツロータであり、互いに非接触にて微小な隙間を維持しつつ９０°の位相差をもって同期回転する。
【0017】
これにより、真空対象空間に連通されるガス導入口１１７ａから、第一段目ポンプ室１２２ａに使用済みのガスＧ１が吸引される。この後、第一段目ポンプ室１２２ａから第二段目ポンプ室１２２ｂ、第三段目ポンプ室１２２ｃ、第四段目ポンプ室１２２ｄ、第五段目ポンプ室１２２ｅへと順番に使用済みのガスＧ１が吸引されて、最終的に第六段目ポンプ室１２２ｆのガス排出口１１７ｂと連通する排気配管１８（図１参照）を介してドライポンプ１００から排出されて、真空対象空間が真空状態となる。
【0018】
このとき、使用済みのガスＧ１はそれぞれのポンプ室１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ、１２２ｅ、１２２ｆにおいて圧縮されながら排出されていくので、使用済みのガスＧ１の温度が上昇するとともに、ポンプケーシング１２３の温度も上昇する。なお、ポンプ室１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ、１２２ｅ、１２２ｆのうち、吸入側と吐出側における使用済みのガスＧ１の圧力の差が大きい第六段目ポンプ室１２２ｆの吐出側において、最も使用済みのガスＧ１の温度が高くなる。ここでの使用済みのガスＧ１の温度は、例えば１５０～２００℃程度の比較的高い温度とされる。
また、第六段目ポンプ室１２２ｆより排出された使用済みのガスＧ１は、排気配管１８を通って数ｍ先にある除害装置１９に送られる。そして、この除害装置１９で、所定の処理が行われる。
また、第六段目ポンプ室１２２ｆより排出された使用済みのガスＧ１は、排気配管１８を通って数ｍ先にある除害装置１９に送られる。そして、この除害装置１９で、所定の処理が行われる。
【0019】
図３は、本実施形態に係る半導体製造装置における真空排気システムのクリーニングガスの導入を説明するための図である。
ドライポンプ１００と除害装置１９を繋ぐ排気配管１８には、ヒータ４００が設けられており、排気配管１８を加熱できるようになっている。この排気配管１８は、配管およびシール部材であるガスケットもメタル製（金属製）であり、例えばＣｌＦ３ガスが高温で活性化しても十分にシール性能を保持することができる。
ドライポンプ１００と除害装置１９を繋ぐ排気配管１８には、ヒータ４００が設けられており、排気配管１８を加熱できるようになっている。この排気配管１８は、配管およびシール部材であるガスケットもメタル製（金属製）であり、例えばＣｌＦ３ガスが高温で活性化しても十分にシール性能を保持することができる。
【0020】
図１の真空排気システムにおける排ガス処理装置に示したように、導入されたクリーニングガスは、プロセスチャンバ１１からドライポンプ１００に吸引され、その後除害装置１９において所定の処理が行われ、無害化される。なお、除害装置１９は、バイパスライン３００を介して設置工場の緊急用排気装置５００とも接続されている。
ここで、シール部材は、導入するクリーニングガスに含まれるＣｌＦ系ガスやＮＦ系ガス（特に腐食性の高いＣｌＦ３ガス）に対し、耐腐食性の高いメタル材料を用いて構成されている。具体的には、ニッケル、チタン、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌなどである。
また、排気配管１８も、一般的なステンレス材（例えば、ＳＵＳ３０４）よりも、導入するクリーニングガスに含まれるＣｌＦ系ガスやＮＦ系ガスに対し、耐腐食性の高いメタル材料を用いて構成されることが望ましい。具体的には、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌおよびインコネルなどである。
ここで、シール部材は、導入するクリーニングガスに含まれるＣｌＦ系ガスやＮＦ系ガス（特に腐食性の高いＣｌＦ３ガス）に対し、耐腐食性の高いメタル材料を用いて構成されている。具体的には、ニッケル、チタン、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌなどである。
また、排気配管１８も、一般的なステンレス材（例えば、ＳＵＳ３０４）よりも、導入するクリーニングガスに含まれるＣｌＦ系ガスやＮＦ系ガスに対し、耐腐食性の高いメタル材料を用いて構成されることが望ましい。具体的には、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌおよびインコネルなどである。
【0021】
そして、クリーニングを行う際、ドライポンプ１００と除害装置１９を繋ぐ排気配管１８をヒータ４００により加熱する。目標とする温度は、１８０℃を超える温度、例えば３００℃である。
このＣｌＦ３ガスは、１８０℃までは、安定しており、１８０℃を超える温度となると活性化するという性質がある。活性化したＣｌＦ３ガスは、生成物を除去する能力が向上し、クリーニング効率が上昇する。
このＣｌＦ３ガスは、１８０℃までは、安定しており、１８０℃を超える温度となると活性化するという性質がある。活性化したＣｌＦ３ガスは、生成物を除去する能力が向上し、クリーニング効率が上昇する。
【0022】
一方、排気配管１８は、メタル製（樹脂性でない）のガスケットを用いているため、ＣｌＦ３ガスが活性化してもシール性能に問題は生じ難い。
そのため、排気配管１８が、１８０℃以下になるまで、クリーニングを待つ必要がなく、半導体製造工程が終了後直ぐに、クリーニングを開始でき、クリーニングにかかる時間を短縮することができる。また、温度に関する時間制御も不要となる。
さらに、１８０℃を超える温度で活性化したＣｌＦ３ガスを用いることができるので、安全性を確保しつつ、ＣｌＦ３ガスの使用量を節約することもできる。
そのため、排気配管１８が、１８０℃以下になるまで、クリーニングを待つ必要がなく、半導体製造工程が終了後直ぐに、クリーニングを開始でき、クリーニングにかかる時間を短縮することができる。また、温度に関する時間制御も不要となる。
さらに、１８０℃を超える温度で活性化したＣｌＦ３ガスを用いることができるので、安全性を確保しつつ、ＣｌＦ３ガスの使用量を節約することもできる。
【符号の説明】
【0023】
１０ 制御装置
１１ プロセスチャンバ
１２ 半導体ウェーハ
１３ ガス供給配管
１４ ガス排気配管
１７ 導入管
１８ 排気配管
１９ 除害装置
１９ａ ガス導入口
１００ ドライポンプ
１１７ａ ガス導入口
１１７ｂ ガス排出口
１２２ａ～１２２ｆ ポンプ室
１２３ ポンプケーシング
１２４ａ～１２４ｆ ロータ
１２５ａ、１２５ｂ 回転軸
１２６ａ、１２６ｂ ギア
１２７ モータ(回転駆動機構)
１２８ａ、１２８ｂ 軸受
２００ ＭＦＣ
３００ バイパスライン
４００ ヒータ
５００ 緊急用排気装置
Ｇ１ 使用済みのガス
１１ プロセスチャンバ
１２ 半導体ウェーハ
１３ ガス供給配管
１４ ガス排気配管
１７ 導入管
１８ 排気配管
１９ 除害装置
１９ａ ガス導入口
１００ ドライポンプ
１１７ａ ガス導入口
１１７ｂ ガス排出口
１２２ａ～１２２ｆ ポンプ室
１２３ ポンプケーシング
１２４ａ～１２４ｆ ロータ
１２５ａ、１２５ｂ 回転軸
１２６ａ、１２６ｂ ギア
１２７ モータ(回転駆動機構)
１２８ａ、１２８ｂ 軸受
２００ ＭＦＣ
３００ バイパスライン
４００ ヒータ
５００ 緊急用排気装置
Ｇ１ 使用済みのガス
【図1】
【図2】
【図3】