(57)【要約】【課題】  排気システムを停止することなく、連続して排ガス処理を行うことができる排気システムの排気方法を提供する。【解決手段】  排気システム１１は、エッチングチャンバ１２ａ内を大気圧から真空圧にするための第１ドライポンプ１３と、エッチングチャンバ１２ａ内を高真空にするためのターボポンプ１４と、エッチングチャンバ１２ａ内で発生した排ガス２４を浄化処理するために第２ドライポンプ２０を有する第１排ガス処理装置１５と、第１排ガス処理装置１５の補助用として用いられる大気圧になっている第２排ガス処理装置１６とを有する。第１ドライポンプ１３は、スクリュー型のポンプであり、一対のスクリューロータ３４，３５を有する。第２ドライポンプ２０の回転数を低下させて、一対のスクリューロータ３４，３５の隙間を少なくすることにより、ターボポンプ１４が背圧異常で停止することを抑える。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガスを有する処理室と第１排気管を介して接続された前記処理室及び前記第１排気管内を大気圧状態から所定の真空圧状態まで前記排ガスを吸引することが可能な第１ドライポンプであって、前記第１ドライポンプにおける前記排ガスの供給側から排気側に前記排ガスを通すべく流路を形成するとともに加熱することによって前記流路が狭くなるように膨張可能な第１ロータを備えた第１ドライポンプと、
前記処理室と前記第１ドライポンプとの間に設けられ、前記処理室内を前記所定の真空圧の状態から前記排ガスを吸引することが可能なターボポンプと、
前記排ガスを浄化処理すべく前記第１ドライポンプと第２排気管を介して接続され、前記排ガスを吸引することが可能な第１排ガス処理装置と、
前記排ガスを浄化処理すべく前記第２排気管と弁を介して接続され、前記排ガスの浄化処理を前記第１排ガス処理装置と切り替えて使用される大気圧状態の第２排ガス処理装置と、
を有する排気システムであって、
前記第１排ガス処理装置によって前記排ガスの浄化処理をする第１排ガス処理工程と、
前記第２排気管が真空圧状態から大気圧状態に変化したとき、前記流路への大気の入り込みを抑えるべく前記ロータに熱を加える加熱工程と、
前記排ガスの浄化処理を前記第１排ガス処理装置から第２排ガス処理装置に切り替える切替工程と、
前記第２排ガス処理装置によって、前記排ガスの浄化処理を行う第２排ガス処理工程と、
を有することを特徴とするガスの排気方法。
【請求項２】
請求項１に記載のガスの排気方法であって、
前記加熱工程は、前記排ガスが流れる前記第２排気管内の圧力を高くすることによって前記第１ドライポンプの前記第１ロータに発生する圧縮熱を利用することを特徴とするガスの排気方法。
【請求項３】
請求項１に記載のガスの排気方法であって、
前記第１排ガス処理装置は、前記第１ドライポンプから排出された前記排ガスを吸引することが可能な第２ロータを備えた第２ドライポンプを更に有し、
前記圧縮熱は、前記第１ドライポンプから排気される排気量と比較して、前記第２ドライポンプの前記排ガスの吸引量を少なくすることによって発生させることを特徴とするガスの排気方法。
【請求項４】
請求項１に記載のガスの排気方法であって、
前記加熱工程は、前記第１ドライポンプの前記第１ロータの回転数と比較して、前記第２ドライポンプの前記第２ロータの回転数を低く設定することを特徴とするガスの排気方法。
【請求項５】
請求項１に記載のガスの排気方法であって、
前記切替工程は、前記加熱工程によって前記流路が大気の流れ込みを抑えることが可能な隙間の状態で、前記弁によって前記第１排ガス処理装置から前記第２排ガス処理装置に切り替えることを特徴とするガスの排気方法。
【請求項６】
請求項１に記載のガスの排気方法であって、
前記処理室は、半導体装置にエッチング処理を行うエッチング室であり、
前記排ガスは、前記エッチング処理のときに使用するガス及び前記エッチング処理によって発生する処理済みのガスであることを特徴とするガスの排気方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ウエハにエッチング処理を施したときに発生する排ガスを浄化処理するための排気システムにおけるガスの排気方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
排気システム１０１は、図４に示すように、例えば、エッチング装置１０２のチャンバ１０２ａ内で発生したエッチング処理済みガスである排ガスを排気及び浄化処理するために、チャンバ１０２ａ内を大気圧から真空圧にすべく第１ドライポンプ１０３と、チャンバ１０２ａ内の真空圧を更に高真空にすべくターボポンプ（ＴＭＰ：Turbo Melcular Pump）１０４と、水を利用して排ガスの浄化を行う湿式の除外装置である第１排ガス処理装置１０５と、水を利用せずに排ガスの浄化を行う乾式の除外装置である第２排ガス処理装置１０６とを有する。ターボポンプ１０４は、例えば、第１ドライポンプ１０３と構造が異なっており、大気圧から真空圧に吸引することができない。
【０００３】
第１排ガス処理装置１０５には、例えば、特許文献１に記載のように、第１ドライポンプ１０３から排出された排ガスを吸引することが可能な第２ドライポンプ１０７が備えられている。第２ドライポンプ１０７は、第１ドライポンプ１０３から排出された排ガスが、第１ドライポンプ１０３から第１排ガス処理装置１０５までの間に滞留することにより生成物となって、排気管内に付着することを低減する目的で、排ガスの吸引を行っている。
【０００４】
第２排ガス処理装置１０６は、例えば、第１排ガス処理装置１０５が使用できないとき（例えば、故障やメンテナンス）の補助用として使用される。第２排ガス処理装置１０６には、補助用として使用されることから、第１排ガス処理装置１０５のような第２ドライポンプ１０７が備えられていない。
第１ドライポンプ１０３から排出された排ガスの浄化処理を、第１排ガス処理装置１０５又は第２排ガス処理装置１０６のどちらか一方に切り替えるために、第１ドライポンプ１０３と第１排ガス処理装置１０５との間に、三方弁１０８が設けられている。三方弁１０８から第２排ガス処理装置１０６まで排気管は、第２排ガス処理装置１０６にドライポンプがないことから大気圧の状態となっている。
【０００５】
第１及び第２ドライポンプ１０３，１０７には、図５に示すように、一対のスクリューロータ２０１，２０２が設けられている。排ガスは、一対のスクリューロータ２０１，２０２が非接触で同期回転することにより、図５（ａ）、（ｂ）の実線矢印に示すように、ガス吸入口２０３から吸引され、一対のスクリューロータ２０１，２０２の隙間（流路２０４）を通って、ガス排出口２０５から排出される。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ部の拡大図である。
【０００６】
第１ドライポンプ１０３の一対のスクリューロータ２０１，２０２は、第２ドライポンプ１０７によって排ガスを吸引していることから、排ガスを吸引するための負荷が低減されている。これにより、第１ドライポンプ１０３は、第１ドライポンプ１０３から第２ドライポンプ１０７までの排気管内に排ガスによる圧縮熱が発生しないので、熱による膨張が抑えられており、一対のスクリューロータ２０１，２０２間の隙間Ｘ（流路２０４）が広く、ガスが通りやすい状態になっている。
以上のように構成された排気システム１０１において、第１排ガス処理装置１０５が停止することになったとしても、三方弁１０８によって、排ガスの浄化処理を第１排ガス処理装置１０５から第２排ガス処理装置１０６に切り替えて使用することにより、エッチング処理を連続して行うことができる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１７６８５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、第２排ガス処理装置１０６が大気圧になっていることから、第１排ガス処理装置１０５から第２排ガス処理装置１０６に切り替えたとき、真空圧になっている排気管が大気圧になる。気体は、圧力の高い方から低い方に流れることから、排気管の中に大気が入り込む。第１ドライポンプ１０３は、負荷が軽減されていたことにより、流路２０４にガスが流れ易い状態になっているので、図５の仮想線矢印に示すように、ガス排出口２０５から大気が入り込み、大気が流路２０４を通ってガス吸入口２０３からターボポンプ１０４に流れる（逆流する）という問題があった。これにより、ターボポンプ１０４は、真空圧から大気圧に近づくことから、吸引することができなくなって停止する（ターボポンプ１０４の背圧許容値を超えることによって停止する）。ターボポンプ１０４が停止すると、チャンバ１０２ａ内に発生する排ガスを排気できないことから、エッチング処理ができないという問題があった。
【０００９】
本発明は、排気システムを停止することなく、連続して排ガス処理を行うことができる排気システムの排気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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係るガスの排気方法は、排ガスを有する処理室と第１排気管を介して接続された前記処理室及び前記第１排気管内を大気圧状態から所定の真空圧状態まで前記排ガスを吸引することが可能な第１ドライポンプであって、前記第１ドライポンプにおける前記排ガスの供給側から排気側に前記排ガスを通すべく流路を形成するとともに加熱することによって前記流路が狭くなるように膨張可能な第１ロータを備えた第１ドライポンプと、前記処理室と前記第１ドライポンプとの間に設けられ、前記処理室内を前記所定の真空圧の状態から前記排ガスを吸引することが可能なターボポンプと、前記排ガスを浄化処理すべく前記第１ドライポンプと第２排気管を介して接続され、前記排ガスを吸引することが可能な第１排ガス処理装置と、前記排ガスを浄化処理すべく前記第２排気管と弁を介して接続され、前記排ガスの浄化処理を前記第１排ガス処理装置と切り替えて使用される大気圧状態の第２排ガス処理装置と、を有する排気システムであって、前記第１排ガス処理装置によって前記排ガスの浄化処理をする第１排ガス処理工程と、前記第２排気管が真空圧状態から大気圧状態に変化したとき、前記流路への大気の入り込みを抑えるべく前記ロータに熱を加える加熱工程と、前記排ガスの浄化処理を前記第１排ガス処理装置から第２排ガス処理装置に切り替える切替工程と、前記第２排ガス処理装置によって、前記排ガスの浄化処理を行う第２排ガス処理工程と、を有する。
【００１１】
この方法によれば、加熱工程によって、第１ロータに熱を加えたことにより第１ロータが膨張し、ガスの流路を狭くすることが可能となる。そのあと、切替工程によって、排ガスの浄化処理を第１排ガス処理装置から第２排ガス処理装置に切り替えて、第２排気管を真空圧状態から大気圧状態に変化させたとしても、流路を狭くしたことから、流路に大気が逆流する（圧力の高い側から低い側に流れる）量を抑えることができる。よって、第１ドライポンプからターボポンプに接続される第１排気管内に大気が流れ込むことを低減させ、第１排気管内の圧力が、大気が入ったことによる所定の真空圧より上昇することを抑制することができる。これにより、ターボポンプが所定の真空圧より低い圧力下で排ガスを吸引することが可能となり、ターボポンプを停止させることなく、第２排ガス処理工程によって、排ガスの浄化処理を第１排ガス処理工程に引き続いて行うことができる。
【００１２】
本発明に係るガスの排気方法は、前記加熱工程は、前記排ガスが流れる前記第２排気管内の圧力を高くすることによって前記第１ドライポンプの前記第１ロータに発生する圧縮熱を利用することが望ましい。
【００１３】
この方法によれば、圧縮熱を利用して第１ロータに熱を加えているので、新たに第１ロータを加熱させるための加熱装置を追加することなく、連続して排ガスの浄化処理を行うことができる。
【００１４】
本発明に係るガスの排気方法は、前記第１排ガス処理装置は、前記第１ドライポンプから排出された前記排ガスを吸引することが可能な第２ロータを備えた第２ドライポンプを更に有し、前記圧縮熱は、前記第１ドライポンプから排気される排気量と比較して、前記第２ドライポンプの前記排ガスの吸引量を少なくすることによって発生させることが望ましい。
【００１５】
この方法によれば、第１ドライポンプの排ガスの排気量に対して、第２ドライポンプの排ガスの吸引量が少ないので、第２排気管内の圧力が上昇する（大気圧以下）。これにより、第１ドライポンプ内の第１ロータで排ガスが圧縮されて圧縮熱が発生し、この圧縮熱によって第１ロータを膨張させることができる。
【００１６】
本発明に係るガスの排気方法は、前記加熱工程は、前記第１ドライポンプの前記第１ロータの回転数と比較して、前記第２ドライポンプの前記第２ロータの回転数を低く設定することが望ましい。
【００１７】
この方法によれば、第１ロータの回転数に対して第２ロータの回転数を低く設定するので、第１ロータが回転したことによる排ガスの排気量に対して、第２ロータが回転したことによる排ガスの吸引量が少なくなり、第２排気管内の圧力が上昇する（大気圧以下）。これにより、第１ドライポンプ内の第１ロータで排ガスが圧縮されて圧縮熱が発生し、この圧縮熱によって第１ロータを膨張させることができる。
【００１８】
本発明に係るガスの排気方法は、前記切替工程は、前記加熱工程によって前記流路が大気の流れ込みを抑えることが可能な隙間の状態で、前記弁によって前記第１排ガス処理装置から前記第２排ガス処理装置に切り替えることが望ましい。
【００１９】
この方法によれば、大気が逆流することを抑えることが可能な流路の隙間の状態で、第１排ガス処理装置から第２排ガス処理装置に切り替えるので、大気が第１排気管に流れ込むことを低減できる。よって、第１排気管が所定の真空圧より上昇することが抑えられ、ターボポンプによる吸引を引き続き行うことができる。
【００２０】
本発明に係るガスの排気方法は、前記処理室は、半導体装置にエッチング処理を行うエッチング室であり、前記排ガスは、前記エッチング処理のときに使用するガス及び前記エッチング処理によって発生する処理済みのガスであることが望ましい。
【００２１】
この方法によれば、エッチング処理によって不用になったガス（処理用ガス及び処理済みガス）を、第１及び第２排ガス処理装置によって切り替えて浄化処理を行うことができるので、エッチング処理を途中で停止することなく、連続してエッチング処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係るガスの排気方法の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２３】
図１は、排気システムの構成を示す模式図である。以下、排気システムの構成を、図１を参照しながら説明する。
【００２４】
図１に示すように、排気システム１１は、エッチング装置１２において発生する排ガス２４（図２参照）の浄化処理をすべく、第１ドライポンプ１３と、ターボポンプ１４と、第１排ガス処理装置１５と、第２排ガス処理装置１６と、弁としての三方弁１７と、を有する。
【００２５】
エッチング装置１２は、処理室としてのエッチングチャンバ１２ａを有する。エッチング装置１２は、例えば、図示しないウエハにドライエッチング処理を施すために、エッチングチャンバ１２ａ内にエッチング用ガスが導入されるとともに、エッチング処理によって発生する処理済みガス（排ガス２４）が排出される。ウエハ上には、例えば、ウエハに成膜されたアルミニウム膜を、レジストパターンをマスクとしてエッチング処理を行うことにより、アルミ配線が形成される。エッチング用ガスは、例えば、塩素や三塩化ホウ素などの塩素系ガスである。処理済みガス（排ガス２４）は、例えば、三塩化アルミニウムを主成分とする。
【００２６】
第１ドライポンプ１３は、例えば、あら引きポンプであり、エッチングチャンバ１２ａ内を大気圧から所定の真空圧にするために用いられる。所定の真空圧は、例えば、ターボポンプ１４によって吸引することが可能な圧力である。第１ドライポンプ１３は、第１排気管１９を介してターボポンプ１４と接続されている。第１ドライポンプ１３は、上記したようにエッチングチャンバ１２ａ内とともに、第１排気管１９内を大気圧から真空圧にする。
【００２７】
ターボポンプ１４は、例えば、エッチングチャンバ１２ａに隣接して配置されている。ターボポンプ１４は、例えば、第１ドライポンプ１３によって大気圧から所定の真空圧にしたエッチングチャンバ１２ａ内の圧力を、更に高真空にするために用いられる。ターボポンプ１４は、真空圧（例えば、低真空）から高真空にすることが目的であることから、一旦、所定の真空圧より圧力が上昇（大気圧に近づく）してしまうと、インターロックシステムが動作することにより吸引動作を行うことができずに停止する。ターボポンプ１４の定格背圧値は、例えば、１３３３Ｐａ（１０Ｔｏｒｒ）である。
【００２８】
第１排ガス処理装置１５は、エッチングチャンバ１２ａ内で発生した排ガス２４を浄化処理するために用いられる。第１排ガス処理装置１５は、第１排気管１９、三方弁１７、第２排気管２１を介して接続されており、第２ドライポンプ２０と、図示しない除外処理部とを有する。
【００２９】
第２ドライポンプ２０は、第１ドライポンプ１３から排出された排ガス２４（処理済みガス）が、第２排気管２１及び第３排気管２２内に滞留しないようにするために吸引を行う。排ガス２４は、第２排気管２１及び第３排気管２２の中に滞留した状態で、例えば、排ガス２４の温度が低下したときや、排気管内が真空圧から大気圧になったような場合に、第２排気管２１及び第３排気管２２内に生成物として付着する。付着する生成物の量が増加すると、第２排気管２１及び第３排気管２２を介して排ガス２４を吸引できなくなり、その結果、エッチング処理ができなくなる。
【００３０】
除外処理部は、例えば、湿式の除外装置であり、水を利用して排ガス２４を中和させることにより排ガス２４の浄化処理を行っている。除外処理部は、第２ドライポンプ２０と接続されており、第２ドライポンプ２０によって吸引した、例えば、塩化アルミを主成分とする排ガス２４の浄化処理を行う。排ガス２４は、除外処理部によって特に塩素系のガスが除去されて、無害化されたガスとなる。
【００３１】
第２排ガス処理装置１６は、第１排ガス処理装置１５と同様に、エッチングチャンバ１２ａ内で発生した排ガス２４の浄化を行う。第２排ガス処理装置１６は、第４排気管２３を介して三方弁１７と接続されており、第１ドライポンプ１３と接続することが可能になっている。第２排ガス処理装置１６は、第１排ガス処理装置１５が湿式であるのに対し、乾式であることが異なっている。第２排ガス処理装置１６は、水を利用せずに、例えば、薬剤に排ガス２４を吸着させて排ガス２４の浄化を行っている。
【００３２】
第２排ガス処理装置１６は、例えば、第１排ガス処理装置１５の緊急用（故障やメンテナンスなど）として補助的に用いられる。第１及び第２排ガス処理装置１５，１６は、排ガス２４の種類や浄化方法によって、第１又は第２排ガス処理装置１５，１６を切り替えて使用する。
【００３３】
三方弁１７は、第２排気管２１を介して第１ドライポンプ１３と接続されており、一方を第３排気管２２を介して第１排ガス処理装置１５に接続され、他方を第４排気管２３を介して第２排ガス処理装置１６に接続されている。三方弁１７は、排ガス２４の浄化処理を、第１排ガス処理装置１５と第２排ガス処理装置１６とのどちらかに切り替えて使用するために用いられる。
第１排ガス処理装置１５と第２排ガス処理装置１６とを併用して使用することにより、連続してエッチング処理を行うことができる。
【００３４】
図２は、第１ドライポンプの構造を示す模式断面図である。図２（ａ）は、第１ドライポンプ全体の構造を示す模式断面図である。図２（ｂ）は、第１ドライポンプのＢ部を拡大して示す拡大断面図である。以下、第１ドライポンプの構造を、図２を参照しながら説明する。
【００３５】
図２（ａ）に示すように、第１ドライポンプ１３は、例えば、スクリュー型のドライポンプであり、ハウジング３１と、ガス吸入口３２と、ガス排出口３３と、第１ロータとしての第１スクリューロータ３４と、第２ロータとしての第２スクリューロータ３５とを有する。
【００３６】
ハウジング３１は、第１スクリューロータ３４及び第２スクリューロータ３５を支持するために用いられ、中空の略円筒状に形成されている。ハウジング３１には、第１スクリューロータ３４及び第２スクリューロータ３５が噛み合って収納される。ハウジング３１内は、第１及び第２スクリューロータ３４，３５が配置されることにより、略密閉状態になっている。第１及び第２スクリューロータ３４，３５が噛み合ってできる隙間は、排ガス２４の流路２５となる。
【００３７】
ガス吸入口３２は、例えば、ハウジング３１の上側に設けられており、エッチングチャンバ１２ａ内で発生した排ガス２４を吸引するために、第１排気管１９と接続される。
【００３８】
ガス排出口３３は、例えば、ハウジング３１の下側に設けられており、一対のスクリューロータ３４，３５によって圧縮された排ガス２４を排出するために、第２排気管２１と接続されている。
【００３９】
第１スクリューロータ３４は、ハウジング３１の中に、第２スクリューロータ３５と相互に噛み合って配置される。第１スクリューロータ３４は、例えば、熱によって膨張する金属からなり、第１軸部３６と、第１歯形部３７とを有する。
【００４０】
第１軸部３６は、第１軸部３６の一端側が、例えば、ハウジング３１に設けられた、図示しない軸受け部に支持されている。第１軸部３６は、他端側が、例えば、図示しないモータに接続されている。第１軸部３６の他端側には、第２スクリューロータ３５と同期して回転させるための、図示しない第１カプリングが設けられている。
第１歯形部３７は、ネジ状の山が第１軸部３６の周方向に螺旋状に形成されている。
【００４１】
第２スクリューロータ３５は、第１スクリューロータ３４と同様に、ハウジング３１の中に、第１スクリューロータ３４と相互に噛み合って配置される。第２スクリューロータ３５は、第１スクリューロータ３４と同様に、熱を加えることによって膨張する金属からなり、第２軸部３８と、第２歯形部３９とを有する。
【００４２】
第２軸部３８は、第２軸部３８の両端が、例えば、ハウジング３１に設けられた軸受け部に支持されている。第２軸部３８の一端側には、第１軸部３６に設けられた第１カプリングと噛合るための、図示しない第２カプリングが設けられている。モータの駆動により、第１スクリューロータ３４が回転するとともに、噛合している第１カプリング及び第２カプリングを介して、第２スクリューロータ３５が回転する。
【００４３】
第２歯形部３９は、第１歯形部３７と同様に、ネジ状の山が第２軸部３８の周方向に螺旋状に形成されている。ネジ状の山は、例えば、第１歯形部３７と反対周りに巻かれている。ハウジング３１内では、第１スクリューロータ３４の第１歯形部３７と、第２スクリューロータ３５の第２歯形部３９とが噛合することにより、第１歯形部３７と第２歯形部３９との間、第１軸部３６と第２歯形部３９との間、第１歯形部３７と第２軸部３８との間が、一定のクリアランスＸになっている（図２（ｂ）参照）。
【００４４】
以上のような構成の第１ドライポンプ１３において、第１軸部３６に接続されたモータを回転させることにより、一対のスクリューロータ３４，３５が、一定のクリアランスＸを保った状態で同期回転する。一対のスクリューロータ３４，３５が回転することにより、エッチングチャンバ１２ａから排出された排ガス２４が、ガス吸入口３２から吸引される。吸引された排ガス２４は、一対のスクリューロータ３４，３５とハウジング３１との間に閉じ込められながら移送され、排ガス２４を圧縮しながらガス排出口３３から排出される。
なお、第２ドライポンプ２０の構造は、上記した第１ドライポンプ１３の構造と同様に構成される。
【００４５】
図３は、排ガスの排気方法を工程順に示す工程図である。以下、排ガスの排気方法を、図３を参照しながら説明する。
【００４６】
図３に示すように、まず工程１では、エッチングチャンバ１２ａ内にウエハをセットする。ウエハは、エッチングチャンバ１２ａ内に設けられた、図示しないステージ上に載置される。
【００４７】
工程２では、エッチングチャンバ１２ａ内を大気から不活性ガスに置換するために、エッチングチャンバ１２ａ内に不活性ガスを導入する。不活性ガスは、例えば、窒素（Ｎ２）やアルゴン（Ａｒ）である。
【００４８】
工程３では、エッチングチャンバ１２ａ内を、大気圧から真空圧にする。まず、第１ドライポンプ１３の一対のスクリューロータ３４，３５を回転させることにより、ガス吸入口３２からガス排出口３３にガスを移送する。これにより、エッチングチャンバ１２ａ内は、導入している不活性ガスで覆われるとともに、大気圧から所定の真空圧になる。このときのエッチングチャンバ１２ａ内の真空度は、例えば、低真空である。
【００４９】
工程４では、ターボポンプ１４によって、エッチングチャンバ１２ａ内の真空度を、例えば、低真空から高真空にする。ターボポンプ１４は、エッチングチャンバ１２ａから第１ドライポンプ１３との間（第１排気管１９）が、所定の真空圧になっているので、吸引動作をさせることが可能になっている。
【００５０】
工程５では、第１ドライポンプ１３から第１排ガス処理装置１５（第２排気管２１及び第３排気管２２内）までを、大気圧から真空圧にする。まず、第１ドライポンプ１３によって行う排ガス２４の吸引量と略同等の吸引量になるように、第２ドライポンプ２０の一対のスクリューロータ（図示せず）の回転数を調整する。第２ドライポンプ２０の回転数は、例えば、８０００ｒｐｍである。第１ドライポンプ１３は、第２ドライポンプ２０の吸引によって、排ガス２４を吸引する（排ガス２４を排気する）仕事量が軽減されているので、一対のスクリューロータ３４，３５の負荷が軽減された状態になっている。つまり、圧縮熱が発生しない状態になっている。このときの第１ドライポンプ１３から第２ドライポンプ２０との間（第２排気管２１及び第３排気管２２）内の圧力は、例えば、３９９０Ｐａ（３０Ｔｏｒｒ）になっている。
【００５１】
第１ドライポンプ１３の負荷が軽減されている（圧縮熱が発生しない状態になっている）ので、一対のスクリューロータ３４，３５間の隙間は、ガスが流れ易い大きなクリアランスＸになっている。負荷がかかっていないときの一対のスクリューロータ３４，３５の温度は、例えば、８０℃である。また、ターボポンプ１４から第１ドライポンプ１３までの間（第１排気管１９）の背圧は、１３３Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）程度である。
【００５２】
工程６（加熱工程）では、第１ドライポンプ１３の一対のスクリューロータ３４，３５間の隙間をクリアランスＸからクリアランスＹに狭くする（図２（ｂ）参照）。隙間を狭くさせる手段として、一対のスクリューロータ３４，３５を加熱することによって膨張する熱膨張特性を利用する。
【００５３】
一対のスクリューロータ３４，３５に熱を加える手段として、排ガス２４の圧縮熱を利用する。まず、第２ドライポンプ２０の一対のスクリューロータ（図示せず）の回転数を低下させる。回転数は、第１ドライポンプ１３の回転数と比較して低くなるように、例えば、８０００ｒｐｍから５５００ｒｐｍ回転に低下させる。第２ドライポンプ２０の回転数を低下させることにより、第１ドライポンプ１３から第２ドライポンプ２０までの間（第２排気管２１及び第３排気管２２内）の排ガス２４を吸引する量が少なくなるので、第２排気管２１及び第３排気管２２内の圧力が上昇する。このときの圧力は、例えば、３９９０Ｐａ（３０Ｔｏｒｒ）から１０６４０Ｐａ（８０Ｔｏｒｒ）に上昇する。
【００５４】
これにより、第１ドライポンプ１３からターボポンプ１４まで（第１排気管１９）の圧力と比較して、第１ドライポンプ１３から第２ドライポンプ２０まで（第２排気管２１及び第３排気管２２）の圧力が高くなり、第２ドライポンプ１３の一対のスクリューロータ３４，３５によって排ガス２４を圧縮させる作用が増大することにより圧縮熱が発生する。この圧縮熱により一対のスクリューロータ３４，３５の温度は、例えば、８０℃から９０℃に上昇する。
【００５５】
一対のスクリューロータ３４，３５の温度上昇により、一対のスクリューロータ３４，３５全体（第１及び第２軸部３６，３８、第１及び第２歯形部３７，３９）が膨張する。膨張することによって、一対のスクリューロータ３４，３５間の隙間（ガスの流路２５）は、熱膨張する前のクリアランスＸと比較して、狭いクリアランスＹになる（図２（ｂ）参照）。クリアランスＹに狭くすることにより、真空に引いた排ガス２４をターボポンプ１４側に逃しにくく（逆流しにくく）することができる。また、第１ドライポンプ１３の後段側が大気圧になったとしても、第１ドライポンプ１３からターボポンプ１４に流れる大気をより少なくすることができる。
【００５６】
工程７では、エッチング処理を行う。まず、エッチングチャンバ１２ａ内にエッチング用ガスである、例えば、塩素系ガスを導入して、エッチングチャンバ１２ａ内を不活性ガスから塩素系ガスに置換する。次に、塩素系ガスを、高周波電力でプラズマ化して、ウエハの表面に成膜されたアルミニウム膜における不要な部分を除去する。
【００５７】
工程８（第１排ガス処理工程）では、エッチング処理によって発生した、例えば、三塩化アルミニウムを主成分とした処理済みガス（排ガス２４）や未反応の塩素系ガス（以下、「排ガス２４」という）を排気及び浄化処理する。排ガス２４は、排気システム１１の第１ドライポンプ１３、ターボポンプ１４、及び第２ドライポンプ２０によって吸引することにより、エッチングチャンバ１２ａの図示しない排気口から排出される。排出された排ガス２４は、ターボポンプ１４、第１排気管１９、第１ドライポンプ１３、第２及び第３排気管２１，２２、第２ドライポンプ２０を通って、第１排ガス処理装置１５の除外処理部（図示せず）に集められる。
第２ドライポンプ２０の吸引によって、第１ドライポンプ１３から第１排ガス処理装置１５の間の排ガス２４が、気体から生成物となって、第２及び第３排気管２１，２２内に付着することを抑制できる。
【００５８】
工程９（切替工程）では、排ガス２４の浄化処理先を、三方弁１７によって、第１排ガス処理装置１５から第２排ガス処理装置１６に切り替える。三方弁１７による切り替えは、例えば、手動で行っている。切り替えるタイミングは、例えば、第１排ガス処理装置１５が故障やメンテナンスのときに行う。三方弁１７を切り替えると、第２排気管２１及び第４排気管２３を介して、第１ドライポンプ１３と第２排ガス処理装置１６とが接続される。第２排ガス処理装置１６にドライポンプがなく大気圧の状態になっているので、ガスが圧力の高い方から低い方に流れ、第４排気管２３及び第２排気管２１に入り込んだあと、第１ドライポンプ１３にまで達する。つまり、排ガス２４の排気方向に対して逆流する。
【００５９】
大気が第１ドライポンプ１３まで達したとしても、工程６において、第１ドライポンプ１３の一対のスクリューロータ３４，３５を熱によって膨張させて、流路２５を狭くしているので、流路２５の中に入り込む大気の量を抑えることができる。これにより、大気が第１排気管１９に入り込むことを低減でき、第１ドライポンプ１３からターボポンプ１４に、逆流する大気の量を低減することができる。なお、一対のスクリューロータ３４，３５と大気とが接触したとしても、急激に温度が低下せず、クリアランスＹからクリアランスＸに瞬時に変化しない。その結果、ターボポンプ１４が背圧許容値を超えることが抑えられ、引き続きターボポンプ１４による吸引動作を行うことができる。
【００６０】
工程１０（第２排ガス処理工程）では、第２排ガス処理装置１６によって、排ガス２４の浄化処理を行う。第１ドライポンプ１３は、排ガス２４の排気側が大気圧になっているものの、ターボポンプ１４が停止していないことから、第２排ガス処理装置１６によって、引き続き浄化処理を行うことができる。
【００６１】
以上詳述したように、本実施形態のガスの排気方法によれば、以下に示す効果が得られる。
（１）本実施形態によれば、加熱工程によって、第２ドライポンプ２０の回転数を低下させて、一対のスクリューロータ３４，３５に熱を加えることにより、一対のスクリューロータ３４，３５が膨張する。膨張することにより、一対のスクリューロータ３４，３５が組み合わされることで形成された排ガス２４の流路を狭くすることができる。そのあと、切替工程によって、浄化処理を第１排ガス処理装置１５から第２排ガス処理装置１６に切り替えて、第２排気管２１が真空圧の状態から大気圧の状態になったとしても、熱膨張によって排ガス２４の流路２５を狭くしたことから、圧力の高い第２排ガス処理装置１６（大気圧）側から、圧力の低い第１ドライポンプ１３（真空圧）側に、大気（排ガス２４を含む）が逆流する量を抑えることが可能となる。よって、第１ドライポンプ１３からターボポンプ１４までの間（第１排気管１９）の圧力が、大気が入り込んだことによる所定の真空圧より上昇することを抑え、ターボポンプ１４が所定の真空圧より低い圧力下で排ガス２４を吸引することが可能となり、その結果、ターボポンプ１４が停止することが低減でき、第２排ガス処理工程によって、第２排ガス処理装置１６で排ガス２４の浄化を続けて行うことができる。
【００６２】
（２）一対のスクリューロータ３４，３５の熱膨張特性を利用することにより、ターボポンプ１４が背圧異常によって停止することを低減できるので、第１排ガス処理装置１５の補助用として用いられる第２排ガス処理装置１６にドライポンプを設けることなく、連続して排ガス２４の浄化処理を行うことができる。これにより、現状設備の排気システム１１のままで対応することが可能となるので、かかる費用を抑えることが出来る。
【００６３】
（３）第１ドライポンプ１３から排出された排ガス２４を第２ドライポンプ２０によって吸引しているので、第２排気管２１及び第３排気管２２内に生成物が付着することを低減させることができる。これにより、第２及び第３排気管２１，２２の交換頻度を低減できるとともに、定期メンテナンスの期間を長くすることができる。
【００６４】
（変形例１）上記したように、第２ドライポンプ２０の回転数を排ガス２４の浄化処理を行っている途中で低下させていたことに代えて、浄化処理を始めたときから低い回転数に設定しておくようにしてもよい。例えば、浄化処理を第１排ガス処理装置１５から第２排ガス処理装置１６に切り替える前に、第２ドライポンプ２０の回転数を８０００ｒｐｍから５５００ｒｐｍに低下させていたことに代えて、切り替えに関係なく最初から第２ドライポンプ２０の回転数を５５００ｒｐｍに設定して排ガス２４の浄化処理を行う。
【００６５】
（変形例２）上記したように、排ガス２４の浄化処理を、第１排ガス処理装置１５から第２排ガス処理装置１６に切り替えることを手動で行っていたことに代えて、自動で切り替わるようにしてもよい。詳しくは、例えば、第１排ガス処理装置１５が停止するタイミングを検出し、その情報を基に第２ドライポンプ２０の回転数を低下させて、一対のスクリューロータ３４，３５が所定の温度に達したところで、三方弁１７によって自動で切り替わるようにする。第１排ガス処理装置１５が停止するタイミングは、例えば、定期メンテナンスの時期などである。
【００６６】
（変形例３）上記したように、エッチング装置１２によって発生する排ガス２４を浄化処理することに代えて、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置や熱処理装置によって発生する処理済みの排ガスを処理するようにしてもよい。また、これに限定されず、排ガスを発生する他の処理装置に適用するようにしてもよい。
また、エッチングチャンバ１２ａは１つに限定されず、複数のエッチングチャンバに対して上記した排気システム１１を構成するようにしてもよい。
【００６７】
（変形例４）上記したように、第１排ガス処理装置１５から第２排ガス処理装置１６に切り替えるとき、第２ドライポンプ２０の回転数を８０００ｒｐｍから５５００ｒｐｍに設定することに代えて、第１ドライポンプ１３から第２ドライポンプ２０までの間の排気管２１，２２内の圧力が所定の圧力値になるように、第２ドライポンプ２０の回転数を制御するようにしてもよい。詳しくは、例えば、第２排気管２１内に圧力値を検出する検出装置が設けられており、検出装置の圧力値を基に第２及び第３排気管２１，２２内の圧力が所定の圧力値になるように、第２ドライポンプ２０の回転数を制御するようにする。第２及び第３排気管２１，２２内の圧力は、例えば、８０Ｔｏｒｒになるようにする。これによれば、回転数を制御して第２及び第３排気管２１，２２内の圧力を一定にすることが可能となるので、より第１ドライポンプ１３に加える圧縮熱の温度をコントロールしやすくすることができる。
また、一対のスクリューロータ３４，３５に温度センサが設けられており、一対のスクリューロータ３４，３５の温度が、所定の温度（例えば、９０℃）になるように、第２ドライポンプ２０の回転数を制御するようにしてもよい。
【００６８】
（変形例５）上記したように、一対のスクリューロータ３４，３５に熱を加える方法として、第２ドライポンプ２０の回転数を低下させることに代えて、一対のスクリューロータ３４，３５にヒータが接続されており、ヒータの熱を一対のスクリューロータ３４，３５に直接伝えることにより、一対のスクリューロータ３４，３５の温度を上昇させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】一実施形態における、排気システムの構成を示す模式図。
【図２】第１ドライポンプの構造を示す模式断面図。（ａ）は、第１ドライポンプの全体の構造を示す模式断面図。（ｂ）は、Ｂ部の構造を拡大して示す拡大断面図。
【図３】ガスの排気方法を工程順に示す工程図。
【図４】従来の排気システムの排気方法を示す模式図。
【図５】従来の第１ドライポンプの構造を示す模式断面図。（ａ）は、第１及び第２ドライポンプの全体の構造を示す模式断面図。（ｂ）は、Ａ部の構造を拡大して示す拡大断面図。
【符号の説明】
【００７０】
１１…排気システム、１２…半導体製造装置としてのエッチング装置、１２ａ…処理室としてのエッチングチャンバ、１３…第１ドライポンプ、１４…ターボポンプ、１５…第１排ガス処理装置、１６…第２排ガス処理装置、１７…弁としての三方弁、１９…第１排気管、２０…第２ドライポンプ、２１…第２排気管、２２…第２排気管を構成する第３排気管、２３…第４排気管、２４…排ガス、３１…ハウジング、３２…ガス吸入口、３３…ガス排出口、３４…第１ロータとしての第１スクリューロータ、３５…第２ロータとしての第２スクリューロータ、３６…第１軸部、３７…第１歯形部、３８…第２軸部、３９…第２歯形部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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