(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセスチャンバから排出されるガスを吸引するドライポンプにおいて、
前記ドライポンプのガス排出口、又は、該ガス排出口に接続されたガス排気配管に導入される希釈用ガスは、前記ドライポンプのケーシング内にシール用ガスとして導入されることにより加熱され、前記希釈用ガスの流路は、前記ドライポンプのポンプ室の略全周を囲繞している、ことを特徴とするドライポンプ。
【請求項２】
前記希釈用ガスの導入により、前記ガス排出口、又は、前記ガス排気配管中のガスの温度を所定値以上に加熱する、ことを特徴とする請求項１に記載のドライポンプ。
【請求項３】
前記希釈用ガスは、前記ドライポンプの前記ケーシング内に配設された配管により加熱される、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のドライポンプ。
【請求項４】
前記シール用ガスは、該シール用ガスの少なくとも一部が前記ドライポンプの前記ガス排出口を通じて排気される、ことを特徴とする請求項１、２又は３に記載のドライポンプ。
【請求項５】
前記シール用ガスは、前記ドライポンプの前記ポンプ室に導入される、ことを特徴とする請求項１、２又は３に記載のドライポンプ。
【請求項６】
前記シール用ガスが前記ドライポンプの外に排出される排出口は、前記シール用ガスを前記ドライポンプの前記ポンプ室内に取り込む取込口の上流の近傍に備えられている、ことを特徴とする請求項５に記載のドライポンプ。
【請求項７】
前記シール用ガスは、前記ドライポンプの最終の前記ポンプ室に導入される、ことを特徴とする請求項６に記載のドライポンプ。
【請求項８】
前記希釈用ガスは、窒素（Ｎ２）ガスである、ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６又は７に記載のドライポンプ。
【請求項９】
前記希釈用ガスの導入は、制御装置により制御されることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７又は８に記載のドライポンプ。
【請求項１０】
プロセスチャンバから排出されるガスを吸引するドライポンプにおいて、
前記ドライポンプのケーシング内にシール用ガスとして導入され、前記ドライポンプのポンプ室の略全周を囲繞した流路を流通することにより加熱した希釈用ガスを、前記プロセスチャンバからのガスに導入して希釈する、ことを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項１１】
前記希釈用ガスの導入により、前記プロセスチャンバからのガスの温度を所定値以上に加熱する、ことを特徴とする請求項１０に記載の排ガス処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はドライポンプ及び排ガス処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、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)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、ドライポンプ及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。
【０００４】
そのメンテナンスとして、従来の半導体製造処理プロセスでは、半導体ウェーハを成膜する各個所に、プロセス処理終了の都度、その付着する生成物の種類に応じて、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を定期的にプロセスチャンバ内部に導入して、付着物の分解、排出を行うことで半導体処理装置の反応室や排気配管、ドライポンプ、除害装置をクリーニングしていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
そして、一般に、それら使用済みのガス及びクリーニングガスは１００℃以上の高温とする程、付着物の分解、排出を効率良く機能させることができる。
【０００６】
したがって、プロセスチャンバからドライポンプを経て、当該ドライポンプから数メートル先にある除害装置に向かう使用済みのガス及びクリーニングガス(以下、これらを総称して「使用済みのガス」という)は、１００℃以上の高温に保って除害装置に導入することが好ましい。
【０００７】
そこで、ドライポンプと除害装置の間で、ドライポンプより排出された使用済みのガスに３００℃程に加熱された希釈用ガスを追加し、使用済みのガスと混合させることにより、その使用済みのガスを１５０〜２００℃に加熱して除害装置に導入する方法も提案されている(例えば、特許文献２参照)。
【０００８】
特許文献２に記載の発明は、希釈用ガスを加熱する熱源として、電熱線を使用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３４５６９３３号公報。
【特許文献２】特開平４−３３０３８８号公報。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したように、従来では、希釈用ガスを加熱する熱源として電熱線を使用している。そのため、電熱線を加熱するのに多量の電力を消費するという問題点があった。
【００１１】
本発明はこのような従来の課題に鑑みてなされたもので、ドライポンプのガス排出口内、又は、ガス排気配管内等への反応生成物の付着抑止効果を向上させるとともに、省エネ効果を向上させることができるドライポンプ及び排ガス処理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】
【００１２】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１に記載の発明は、プロセスチャンバから排出されるガスを吸引するドライポンプにおいて、前記ドライポンプのガス排出口、又は、該ガス排出口に接続されたガス排気配管に導入される希釈用ガスは、前記ドライポンプのケーシング内にシール用ガスとして導入されることにより加熱され、前記希釈用ガスの流路は、前記ドライポンプのポンプ室の略全周を囲繞している、ことを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、ドライポンプのガス排出口、又は、該ガス排出口に接続されたガス排気配管に、ドライポンプから生じる発熱を利用して加熱した希釈用ガスを導入して、プロセスチャンバからのガスに混合させ、該プロセスチャンバからのガスの加熱と希釈を行うことができる。したがって、これらプロセスチャンバからのガスと希釈用ガスを除害装置に導入して除害処理をするような場合は、両ガスがそれぞれ加熱されていることにより、それらのガス中に含まれていた膜や粉等の反応生成物が除害装置内部やガス排気配管中に固形化して付着し、その反応生成物が堆積して配管閉塞が発生するのを防ぐことができる。また、それらガスの加熱は、ドライポンプから生じる発熱を熱源として利用しており、従来の装置のように電熱線を利用するものではないので、電力消費を無くして、省エネ化に寄与できる。さらに、希釈用ガスがシール用ガスを兼ねることにより、構造の簡略が図れ、コストの低減に寄与する。また、ドライポンプ内のＯリングが、使用済みガスによって腐食されることを防止することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記希釈用ガスの導入により、前記ガス排出口、又は、前記ガス排気配管中のガスの温度を所定値以上に加熱する、ことを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、ガス排出口、又は、ガス排気配管中のガスの温度を、例えば、除害装置内部で膜や粉等の反応生成物が固形化して付着しない温度まで加熱することにより、その除害装置内部やガス排気配管中に、プロセスチャンバからのガスと希釈ガスにそれぞれ含まれていた、膜や粉等の反応生成物が固形化して付着するのを防ぐことができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記希釈用ガスは、前記ドライポンプの前記ケーシング内に配設された配管により加熱される、ことを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、ドライポンプのケーシング内に配設された配管を通してドライポンプとの熱交換を効率良く行い、配管内を通る希釈用ガスを容易に所定の温度以上に加熱することができる。
【００２４】
請求項４に記載の発明は、請求項１、２又は３に記載の発明において、前記シール用ガスは、該シール用ガスの少なくとも一部が前記ドライポンプの前記ガス排出口を通じて排気される、ことを特徴とする。
【００２５】
この構成によれば、シール用ガスの排気を、前記ドライポンプの前記ガス排出口を通じて排気することにより、構造の簡略化が図れる。
【００２６】
請求項５に記載の発明は、請求項１、２又は３に記載の発明において、前記シール用ガスは、前記ドライポンプの前記ポンプ室に導入される、ことを特徴とする。
【００２７】
この構成によれば、圧力が高くなるポンプ室のシールを、シール用ガスを使用して容易にシールすることができる。
【００２８】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記シール用ガスが前記ドライポンプの外に排出される排出口は、前記シール用ガスを前記ドライポンプの前記ポンプ室内に取り込む取込口の上流の近傍に備えられている、ことを特徴とする。
【００２９】
この構成によれば、シール用ガスがドライポンプの外に排出される排出口を、シール用ガスがドライポンプ内に取り込まれる取込口の上流の近傍に設けることにより、構造を簡略化できる。
【００３０】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記シール用ガスは、前記ドライポンプの最終の前記ポンプ室に導入される、ことを特徴とする。
【００３１】
この構成によれば、圧力が最も高くなる最終のポンプ室のシールを、シール用ガスを使用して容易にシールすることができる。
【００３２】
請求項８に記載の発明は、請求項１、２、３、４、５、６又は７に記載の発明において、前記希釈用ガスは、窒素(Ｎ２)ガスである、ことを特徴とする。
【００３３】
この構成によれば、窒素(Ｎ２)ガスを利用して、プロセスチャンバからのガスと希釈用ガスを容易に所定の温度以上に加熱することができる。
【００３４】
請求項９に記載の発明は、請求項１、２、３、４、５、７又は８に記載の発明において、前記希釈用ガスの導入は、制御装置により制御される、ことを特徴とする。
【００３５】
この構成によれば、制御装置による制御により、希釈用ガスを最適な状態で自動的に導入することができる。
【００３６】
請求項１０に記載の発明は、プロセスチャンバから排出されるガスを吸引するドライポンプにおいて、前記ドライポンプのケーシング内にシール用ガスとして導入され、前記ドライポンプのポンプ室の略全周を囲繞した流路を流通することにより加熱した希釈用ガスを、前記プロセスチャンバからのガスに導入して希釈する、ことを特徴とする。
【００３７】
この方法によれば、ドライポンプから生じる発熱を利用して加熱した希釈用ガスをプロセスチャンバからのガスに混合させ、該プロセスチャンバからのガスの加熱と希釈を行うことができる。したがって、これらプロセスチャンバからのガスと希釈用ガスを除害装置に導入して除害処理をするような場合は、両ガスがそれぞれ加熱されていることにより、それらのガス中に含まれていた膜や粉等の反応生成物が除害装置内部やガス排気配管中に固形化して付着し、その反応生成物が堆積して配管閉塞が発生するのを防ぐことができる。また、それらガスの加熱は、ドライポンプから生じる発熱を熱源として利用しており、従来の装置のように電熱線を利用するものではないので、電力消費を無くして、省エネ化に寄与できる。さらに、希釈用ガスがシール用ガスを兼ねることにより、構造の簡略が図れ、コストの低減に寄与する。また、ドライポンプ内のＯリングが、使用済みガスによって腐食されることを防止することができる。
【００３８】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の発明において、前記希釈用ガスの導入により、前記プロセスチャンバからのガスの温度を所定値以上に加熱する、ことを特徴とする。
【００３９】
この方法によれば、プロセスチャンバからのガスと希釈用ガスを除害装置に導入して除害処理をするような場合は、両ガスがそれぞれ加熱されていることにより、それらのガスの中に含まれていた膜や粉等の反応生成物が除害装置内部やガス排気配管中に固形化して付着し、その反応生成物が堆積して配管閉塞が発生するのを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明は、ドライポンプのガス排出口（ポンプ室の出口から該排出口までの部分も含む）、又は、ガス排気配管内への反応生成物の付着抑止効果を向上させるとともに、省エネ効果を向上させることができるドライポンプ及び排ガス処理方法が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態に係る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。
【図２】図１に示すドライポンプの第１の実施例に係り、その内部構造を模式的に示す概略側面断面図。
【図３】図３のＡ−Ａ線断面図。
【図４】ドライポンプにおける配管の構造を説明する図。
【図５】図１に示すドライポンプの第２の実施例に係り、その内部構造を模式的に示す概略側面断面図。
【図６】図５のＢ−Ｂ線断面図。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
本発明は、ドライポンプのガス排出口内、又は、ガス排気配管内への反応生成物の付着抑止効果を向上させるとともに、省エネ効果を向上させることができるドライポンプを提供するという目的を達成するために、プロセスチャンバから排出されるガスを吸引するドライポンプにおいて、前記ドライポンプのガス排出口、又は、該ガス排出口に接続されたガス排気配管に導入される希釈用ガスは、前記ドライポンプのケーシング内にシール用ガスとして導入されることにより加熱され、前記希釈用ガスの流路は、前記ドライポンプのポンプ室の略全周を囲繞している、ようにしたことにより実現した。
【００４３】
また、本発明は、ドライポンプのガス排出口、又は、ガス排気配管内への反応生成物の付着抑止効果を向上させるとともに、省エネ効果を向上させることができる排ガス処理方法を提供するという目的を達成するために、プロセスチャンバから排出されるガスを吸引するドライポンプにおいて、前記ドライポンプのケーシング内にシール用ガスとして導入され、前記ドライポンプのポンプ室の略全周を囲繞した流路を流通することにより加熱した希釈用ガスを、前記プロセスチャンバからのガスに導入して希釈する、ことにより実現した。
【００４４】
以下、本発明の実施形態による半導体製造処理プロセスにおける排ガス処理装置の好適な一実施例を、図１乃至図４を用いて詳細に説明する。
【実施例】
【００４５】
図１は本発明に係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１を用いて、排ガス処理装置における全体構成の概略を説明すると、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、及び、クリーニング処理のためのクリーニング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１７が接続されており、プロセスチャンバ１１はドライポンプ１７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。
【００４６】
すなわち、前記プロセスチャンバ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及び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及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１７に導入される。そのドライポンプ１７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１７ａよりドライポンプ１７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１７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１７ｂよりガス排気配管１８内に排出され、そのガス排気配管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、そのガス排気管１８の一端側はドライポンプ１７のガス排出口１７ｂ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。
【００４７】
また、前記ドライポンプ１７には、加熱手段としての熱交換器２０が取り付けられている。この熱交換器２０には、希釈用ガス配管２１を通じて、内部に希釈用ガスＧ２が流され、その熱交換器２０で暖められた希釈用ガスＧ２は、ガス排気配管１８の途中の希釈用ガス導入部１８ａからガス排気配管１８内部に導入され、ドライポンプ１７からの使用済みのガスＧ１と混合されて除害装置１９に導入されるようになっている。なお、本実施例での希釈用ガスＧ２は、例えば窒素(Ｎ２)ガスである。また、希釈用ガス導入部１８ａを設ける位置は、ガス排出口１７ｂから除害装置１９のガス導入口１９ａの間で任意に設定され、前記希釈用ガスＧ２をその設定された任意の位置からガス排気配管１８内に流す。
【００４８】
図２は、本実施形態の第１の実施例に係るドライポンプ１７の内部構造を模式的に示す概略側面断面図である。図２に示すドライポンプ１７は、複数個(本実施例では６個)のポンプ室２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆを有するポンプケーシング２３と、該ポンプ室２２ａ〜２２ｆ内にそれぞれ配設されるロータ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ、２４ｆと、これらのロータ２４ａ〜２４ｆが各々一体的に固設され、これらのロータ２４ａ〜２４ｆを各々一体に回転させる１対の回転軸２５ａ、２５ｂと、この一対の回転軸２５ａ、２５ｂを同期回転させるための一対のギア２６ａ、２６ｂと、この一対のギア２６ａ、２６ｂを介して回転軸２５ａ、２５ｂを回転させるための回転駆動機構としてのモータ２７と、ポンプハウジング２３に回転軸２５ａ、２５ｂをそれぞれ軸支する軸受２８ａ、２８ａ、２８ｂ、２８ｂと、を有する。
【００４９】
また、前記ポンプケーシング２３は、図示しないが組立性を考慮して、複数個のステータ２３ａを順に軸方向に積層配置することにより形成されている。さらに、前記ポンプケーシング２３は、図３に示すように、回転軸２５ａ、２５ｂに対して直角に断面された形状が、概略長方形をした状態に形成されている。また、ポンプケーシング２３の一外周面２９上には、ドライポンプ１７と熱交換をするための前記熱交換器２０が配設されている。
【００５０】
前記熱交換器２０は、図２及び図３に示すように、ポンプケーシング２３の外周面２９上に面密着して配設されている熱伝導性の良い材質(例えばアルミニューム材)で形成した熱交換器ケーシング２０ａと、同じく熱伝導性の良い材質(例えば、銅材)で形成されているガス管２０ｃとで構成されている。その熱交換器ケーシング２０ａには、外側面に開口された断面コ字状の一本のガイド溝２０ｂが千鳥状に屈曲されて形成されており、その千鳥状に屈曲された一本のガイド溝２０ｂ内に前記ガス管２０ｃがそのガイド溝２０ｂに倣って同じく千鳥状に屈曲されて配置されている。
【００５１】
なお、ガス管２０ｃは、元は断面円形をした管であるが、その断面円形をしたガス管２０ｃを例えば図４の(ａ)に示すようにガイド溝２０ｂ内に配置し、更に外側から押し潰すことによって図４の(ｂ)及び図２に示すように当該ガス管２０ｃをガイド溝２０ｂの３つの内面にそれぞれ密着させることによって、断面矩形状をしたガス管２０ｃとして形成している。これにより、熱交換器ケーシング２０ａとガス管２０ｃとがガイド溝２０ｂ内で一体化され、熱交換器ケーシング２０ａとガス管２０ｃの間の熱交換を効率良く行うことができるようになっている。
【００５２】
また、このようにして形成された熱交換器２０は、ガス管２０ｃの入口側と出口側にそれぞれ前記希釈用ガス配管２１を接続させ、その希釈用ガス配管２１内に希釈用ガスＧ２を流すと、その希釈用ガスＧ２は希釈用ガス配管２１と熱交換器２０を通ってガス排気配管１８の途中、すなわちドライポンプ１７と除害装置１９の間の希釈用ガス導入部１８ａから当該ガス排気配管１８内に入り、ドライポンプ１７からの使用済みのガスＧ１と混合して除害装置１９に導入できるようになっている。なお、希釈用ガス配管２１の途中には開閉弁３１が取り付けられており、その開閉弁３１の開閉制御は制御装置１０の制御により行われる。すなわち、開閉弁３１が開のときには、その熱交換器２０で加熱された希釈用ガスＧ２が希釈用ガス導入部１８ａよりガス排気配管１８に入るようになっている。
【００５３】
さらに、その熱交換器２０は、熱交換器ケーシング２０ａがポンプケーシング２３と密着配置されているので、ドライポンプ１７の運転時には、熱交換器ケーシング２０ａとガス管２０ｃとがポンプケーシング２３と略同じ温度(本実施例では１５０℃〜２００℃)まで暖められる。したがって、希釈用ガス配管２１を通って熱交換器２０に送られて来る希釈用ガスＧ２は、その熱交換器２０のガス管２０ｃ内を通過するとき、ガス管２０ｃの熱により１５０℃〜２００℃近辺まで加熱され、その加熱された希釈用ガスＧ２をガス排気配管１８の途中の希釈用ガス導入部１８ａからガス排気配管１８内に流し、ドライポンプ１７からの使用済みのガスＧ１と混合して、その使用済みのガスＧ１を１５０℃〜２００℃近辺まで加熱させて除害装置１９内に送り込むことができるようになっている。よって、希釈用ガス配管２１とガス排気配管１８の接続箇所は、加熱された混合ガス(Ｇ１、Ｇ２)の温度が高温のまま除害装置１９内に導入できるように、できるだけ除害装置１９の直前の位置が好ましい。
【００５４】
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１７が作動されると、モータ２７も駆動されて、モータ２７により回転軸２５ａが回転する。このとき、回転軸２５ａと平行に配置されている回転軸２５ｂは、ギア２６ａ、２６ｂ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２５ａとは反対向きに回転軸２５ｂが回転する。
【００５５】
また、それら回転軸２５ａ、２５ｂの回転により、回転軸２５ａに一体的に固設されたロータ２４ａ〜２４ｆと、回転軸２５ｂに一体的に固設されたロータ２４ａ〜２４ｆとが、ポンプ室２２ａ〜２２ｆ内において、互いに逆回転する。なお、図示していないが、本実施例における回転軸２５ａ、２５ｂにそれぞれ取り付けられているロータ２４ａ〜２４ｆ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。
【００５６】
これにより、真空対象空間に連通されるガス導入口１７ａから、第一段目ポンプ室２２ａ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２２ａから第二段目ポンプ室２２ｂ、第三段目ポンプ室２２ｃ、第四段目ポンプ室２２ｄ、第五段目ポンプ室２２ｆ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２２ｆのガス排出口１７ｂと連通するガス排気配管１８を介して使用済みのガスＧ１がドライポンプ１７から排出されて、真空対象空間が真空状態となる。
【００５７】
このとき、使用済みのガスＧ１はそれぞれのポンプ室２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ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２３の温度も上昇する。なお、ポンプ室２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ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２２ｆ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。
【００５８】
また、第六段目ポンプ室２２ｆより排出された使用済みのガスＧ１は、ガス排気配管１８を通って数ｍ先にある除害装置１９に向かう。なお、上述の加熱された使用済みのガスＧ１は、使用済みガスＧ１より低温の希釈用ガスＧ２と混合されると、冷やされる虞がある。しかしながら、本実施例における構造の場合では、加熱手段である熱交換器２０内を通って１５０℃〜２００℃近辺まで暖められた希釈用ガスＧ２を、ガス排出口１７ｂ内、又は、ガス排気配管１８の途中の希釈用ガス導入部１８ａからガス排気配管１８内に導入し、ドライポンプ１７からの使用済みのガスＧ１と混合して、その使用済みのガスＧ１を１５０℃〜２００℃近辺まで再び高温に加熱させて除害装置１９内に送り込む。これにより、凝縮しようとしていた使用済みのガスＧ１が再び高温になって気化され、希釈用ガスＧ２と共に除害装置１９内に導入される。
【００５９】
したがって、この構成によれば、ガス排出口１７ｂ内、又は、ガス排気配管１８内や除害装置１９内に堆積する反応生成物を無くし、配管閉塞の発生を防ぐことができる。また、除害装置１９内に導入された使用済みのガスＧ１及び希釈用ガスＧ２は、当該除害装置１９内で無害化された後に大気中にスムーズに排出される。しかも、加熱手段である熱交換器２０は、ドライポンプ１７から生じる発熱を熱源として利用しており、従来の装置のように電熱線を利用するものではないので、電力消費を無くして、省エネ化に寄与できる。
【００６０】
図５及び図６はドライポンプの第２の実施例を示すもので、図５はそのドライポンプ３２の内部構造を模式的に示す概略側面断面図、図６は図５のＢ−Ｂ線断面図である。図２〜図４に示した第１の実施例では、ポンプケーシング２３の外側に熱交換器２０を取り付け、その熱交換器２０内に希釈用ガスＧ２を流していたのに対して、この第２実施例のドライポンプ３２の構成は、ポンプケーシング２３内に設けたシール用ガス溝３３ａによって形成されるシール用ガス流路３３内にシール用ガスＧ３を流し、そのシール用ガスＧ３をポンプケーシング２３内で生じる熱で暖め希釈用ガスとして使用するようにしたものである。したがって、以下の説明では、図２〜図４に示した第１の実施例のドライポンプ１７と同じ構成部材には同じ符号付して説明を省略し、異なる構造の部分についてのみ説明する。
【００６１】
図５及び図６において、軸方向に積層配置されてポンプケーシング２３を構成している複数個の各ステータ２３ａは、対向し合う面にシール用ガス溝３３ａが各ポンプ室２２ｄ〜２２ｆの外側を囲むようにして形成されており、ポンプケーシング２３を形成する際、各ステータ２３ａが積層配置されて組み立てられると、各ポンプ室２２ｄ〜２２ｆを形成する部分では、シール用ガス溝３３ａが対向し合ってシール用ガスＧ３が流れるシール用ガス流路３３を形成するようになっている。なお、本実施例では、シール用ガス溝３３ａがステータ２３ａの両側面にそれぞれ形成されている場合について説明するが、シール用ガス溝３３ａはステータ２３ａの片面のみに形成されても構わない。なお、ポンプケーシング２３の組立時、各ステータ２３ａとの間には、各ポンプ室２２ａ〜２２ｆの気密性を保つために、図６に示すように、各ポンプ室２２ｄ〜２２ｆの外側を囲むようにしてＯリング用溝３４内にＯリング３５が密に配設される。
【００６２】
ここでのＯリング３５は、前記使用済みのガスＧ１により腐食するので、本実施例のドライポンプ３２では、その腐食を防止するために、不活性ガスであるＮ２ガスをシール用ガス流路３３に導入している。また、各ポンプ室２２ａ〜２２ｆ内の圧力は後段に向かうほど高くなっている。そこで本実施例のドライポンプ３２では、後段側である第４、第５、第６段目の各ポンプ室２２ｄ〜２２ｆに、Ｎ２ガスであるシール用ガスＧ３を流す(導入する)。これは、より高圧となるポンプ室２２ｄ〜２２ｆで腐食性のある使用済みのガスＧ１が圧縮・濃縮されることで、Ｏリング３５の腐食が進みやすくなってシール低下が進むのを防止し、Ｏリング３５と共にシールに寄与するためである。なお、ドライポンプ３２の構造を簡略化するために、シール用ガスＧ３を流すポンプ室は、圧力が最も高くなる最終のポンプ室(６段目のポンプ室)２２ｆにだけ流すようにしてもよい。
【００６３】
したがって、この第２の実施例のドライポンプ３２では、第４、第５、第６段目の各ポンプ室２２ｄ〜２２ｆを形成する各ステータ２３ａのシール用ガス溝３３ａには、ステータ２３ａの外表面(ポンプケーシング２３の外表面２９)にシールガス導入管接続口３６ａを設けたシールガス導入通路３６のシールガス導入口３６ｂと、同じくステータ２３ｂの外表面にシールガス排出管接続口３７ａを設けたシールガス排出通路３７のシールガス排出口３７ｂとが設けられている。なお、各シールガス導入管接続口３６ａには、シール用ガスＧ３が供給されるシールガス導入管３８が制御弁３９を介して各々接続され、各シールガス排出管接続口３７ａには、シール用ガスＧ３が排出されるシールガス排出管４０が制御弁４１を介して各々接続されている。また、シールガス排出管４０は、希釈用ガス導入部１８ａを介してガス排気配管１８に接続されている。なお、制御弁３９、４１には、例えばガス流量の調整が可能な制御弁を用いるとよい。
【００６４】
このように構成されたドライポンプ３２では、シールガス導入管３８からシール用ガスＧ３が送られて来ると、そのシール用ガスＧ３がシールガス導入通路３６を通ってポンプケーシング２３内に形成されたシール用ガス流路３３に入り、シール用ガス流路３３内を流れた後、シールガス排出口３７ｂからシールガス排出通路３７を通ってシールガス排出管４０内に排出され、ガス排出口１７ｂ、又は、希釈用ガス導入部１８ａを介してガス排気配管１８内に送られ、使用済みのガスＧ１と混合される。
【００６５】
なお、シール用ガスＧ３の各ポンプ室２２ｄ〜２２ｆへの供給及び排出は、制御弁３９、４１で各々調整することができる。すなわち、シール用ガスＧ３を一度にポンプ室２２ｄ〜２２ｆへ多量に流すとドライポンプ３２の排気性能に影響が出てしまう恐れがあるため、全てのポンプ室２２ｄ〜２２ｆに取り込まず、状況に応じてドライポンプ３２の排気性能に影響が出ない程度の流量だけ、各ポンプ室２２ｄ〜２２ｆに流すように制御弁３９、４１で調整する。一般的に、ガス排出口１７ｂ、又は、ガス排気配管１８の希釈に必要な希釈用ガスの流量は、Ｏリングのシールに必要なガス流量よりも多いが、この構成により、ドライポンプ３２の排気性能に影響を与えず、シール用ガス流路３３に、ガス排出口１７ｂ、又は、ガス排気配管１８の希釈に必要十分なガス流量を流すことができる。
【００６６】
したがって、このドライポンプ３２のシール用ガス流路３３を使用した場合では、シール用ガスＧ３がポンプケーシング２３内を通過するとき、シール用ガスＧ３は温度上昇しているポンプケーシング２３によって、例えば１５０〜２００℃程度の比較的高い温度に暖められ、これがガス排気配管１８内に送られて使用済みのガスＧ１と混合され、第１の実施例の場合と同様にして除害装置１９内に送り込むことができる。これにより、各ポンプ室２２ｄから２２ｆにおけるＯリング３５の腐食防止用のシール用ガスＧ３を希釈用ガスとして再利用して、ガス排出口１７ｂ、又は、ガス排気配管１８内や除害装置１９内に堆積する反応生成物を無くし、配管閉塞の発生を防ぐことができる。また、除害装置１９内に導入された使用済みのガスＧ１及び希釈用ガスＧ２は、当該除害装置１９内で無害化された後に大気中にスムーズに排出される。しかも、ここでの熱源も、ドライポンプ３２から生じる発熱を利用しており、従来の装置のように電熱線を利用するものではないので、電力消費を無くして、省エネ化に寄与できる。
【００６７】
なお、シール用ガスＧ３をドライポンプ３２の外に排出するシールガス排出口３７ｂは、図６に示すように、シール用ガスＧ３を各ポンプ室２２ｄ〜２２ｆに取り込むシールガス取込口４２の上流の近傍に配置することが好ましい。このようにすると、出口側に制御弁４１を設けることで、各ポンプ室２２ｄ〜２２ｆにシール用ガスＧ３が流れ込む量を調整しやすくできる。
【００６８】
また、第１の実施例の構造と第２の実施例の構造は、必要に応じて組み合わせることもできる。
【００６９】
また、上記各実施例では、熱源は、ドライポンプ１７、３２から生じる発熱だけを利用した場合について開示したが、必要に応じて電熱線を併用しても良い。その場合も、電熱線で使用する電力消費を大幅に減らして省エネ化に寄与できる。
【００７０】
さらに、本発明は、上記変形以外にも、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、半導体製造処理プロセス以外の排ガス処理装置にも応用できる。
【符号の説明】
【００７２】
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      ガス配管
１７      ドライポンプ
１７ａ    ガス導入口
１７ｂ    ガス排出口
１８      ガス排気配管
１８ａ    希釈用ガス導入部
１９      除害装置
１９ａ    ガス導入口
２０      熱交換器(加熱手段)
２０ａ    熱交換器ケーシング
２０ｂ    ガイド溝
２０ｃ    ガス管
２１      希釈用ガス配管
２２ａ〜２２ｆ  ポンプ室
２３      ポンプケーシング
２４ａ〜２４ｆ  ロータ
２５ａ、２５ｂ  回転軸
２６ａ、２６ｂ      ギア
２７      モータ(回転駆動機構)
２８ａ、２８ｂ  軸受
２９      ポンプケーシングの外周面
３１      開閉弁
３２      ドライポンプ
３３      シール用ガス流路
３３ａ    シール用ガス溝
３４      Ｏリング用溝
３５      Ｏリング
３６      シールガス導入通路
３６ａ    シールガス導入管接続口
３６ｂ    シールガス導入口
３７      シールガス排出通路
３７ａ    シールガス排出管接続口
３７ｂ    シールガス排出口
３８      シールガス導入管
３９      制御弁
４０      シールガス排出管
４１      制御弁
４２      シールガス取込口
Ｇ１      使用済みのガス
Ｇ２      希釈用ガス
Ｇ３      シール用ガス(希釈用ガス)
【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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【図６】
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