(57)【要約】【課題】半導体装置の製造歩留りを高めることができるクリーンルームを提供する。【解決手段】クリーンルーム２は、半導体製造装置４が配置される第１クリーン領域２２と、第１クリーン領域２２に隣接して設けられ、作業者３０によって半導体製造装置４に対して直接または間接に半導体基板が収納されたカセット８が投入される第２クリーン領域２４と、第１クリーン領域２２と第２クリーン領域２４を仕切るアイリッド２６と、第１クリーン領域２２及び第２クリーン領域２４に対して同一流速の気流を導入するファン１０及び気流吹き出し口２３とを備える。そして、アイリッド２６の一部には第１クリーン領域２２と第２クリーン領域２４を連通させる開口部２６２が設けられているとともに、アイリッド２６の上部には、一端部がアイリッド２６の上端部に接続され、他端部が第２クリーン領域２４側に突出する気流呼び込み部２７が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体製造装置が配置される第１の領域と、
前記第１の領域に隣接して設けられ、作業者によって前記半導体製造装置に対して直接または間接に前記半導体製造装置の被処理物が投入される第２の領域と、
前記第１の領域と前記第２の領域を仕切る仕切手段と、
前記第１の領域及び前記第２の領域に対して同一流速の気流を導入する気流導入手段とを備えたクリーンルームであって、
前記仕切手段の一部には、前記第１の領域と前記第２の領域を連通させる開口部が設けられているとともに、前記仕切手段の気流導入側の上部には、一端部が前記仕切手段の上端部に接続され、他端部が前記第２の領域側に突出する気流呼び込み部が設けられていることを特徴とするクリーンルーム。
【請求項２】
請求項１記載のクリーンルームであって、
前記第１の領域及び前記第２の領域から前記気流を排気する気流排気手段をさらに備え、
前記気流呼び込み部は、前記第１の領域からの気流排気面積に対して、前記第１の領域への気流吸気面積を拡大させるように設けられていることを特徴とするクリーンルーム。
【請求項３】
請求項１又は２記載のクリーンルームであって、
前記仕切手段の一部に切り込みが入れてあり、この切り込みの内側を構成する前記仕切手段の一部が、前記第２の領域から前記第１の領域に向けて折り曲げ固定されることで、前記開口部が形成してあることを特徴とするクリーンルーム。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項記載のクリーンルームであって、
前記気流呼び込み部は、突出方向の長さが５ｃｍ以上であることを特徴とするクリーンルーム。
【請求項５】
請求項４記載のクリーンルームであって、
前記気流呼び込み部は、水平方向に対する傾きが０°超８５°以下であることを特徴とするクリーンルーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体装置を製造するためのクリーン領域を維持するクリーンルームに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置が配置される清浄領域と、この清浄領域に隣接して設けられ、作業者によって半導体製造装置に対して半導体基板が搬送される搬送領域と、清浄領域と搬送領域を仕切るとともに、一部に清浄領域と搬送領域を連通させる開口部が設けられたアイリッドとを備え、清浄空間の気流速を搬送空間の気流速より速くなるように設定したクリーンルームが知られている（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１８９６８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、清浄空間の気流速を搬送空間の気流速より速くなるように設定すると、エゼクタ効果、すなわち高流速の流体は動圧が大きくなるために静圧が低下して周囲の流体を引き込む現象により、仕切手段の開口部付近において、搬送空間を下降する気流が清浄空間を下降する気流に引き込まれる。その結果、搬送空間から清浄空間に浮遊パーティクルが進入し、これに起因して、半導体基板が汚染され、半導体装置の製造歩留りが低下することがあった。
【０００５】
発明が解決しようとする課題は、半導体装置の製造歩留りを高めることができるクリーンルームを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、以下の解決手段によって上記課題を解決する。なお、以下の解決手段では、発明の実施形態を示す図面に対応する符号を付して説明するが、この符号は発明の理解を容易にするためだけのものであって発明を限定する趣旨ではない。
【０００７】
発明に係るクリーンルーム（２）は、半導体製造装置（４）が配置される第１の領域（２２）と、第１の領域（２２）に隣接して設けられ、作業者（３０）によって半導体製造装置（４）に対して直接または間接に前記半導体製造装置（４）の被処理物（８）が投入される第２の領域（２４）と、第１の領域（２２）と第２の領域（２４）を仕切る仕切手段（２６）と、第１の領域（２２）及び第２の領域（２４）に対して同一流速の気流を導入する気流導入手段（１０，２３）とを備える。そして、仕切手段（２６）の一部には第１の領域（２２）と第２の領域（２４）を連通させる開口部（２６２）が設けられているとともに、仕切手段（２６）の気流導入側（２３）の上部には、一端部が仕切手段（２６）の上端部に接続され、他端部が第２の領域（２４）側に突出する気流呼び込み部（２７）が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
上記発明において、第１の領域（２２）及び第２の領域（２４）から気流を排気する気流排気手段（２５，２８）をさらに備え、気流呼び込み部（２７）は、第１の領域（２２）からの気流排気面積（Ｓ２）に対して、第１の領域（２２）への気流吸気面積（Ｓ１）を拡大させるように設けられていてもよい。
【０００９】
上記発明において、仕切手段（２６）の一部に切り込み（例えばコの字状）が入れてあり、この切り込みの内側を構成する仕切手段の一部（２６ａ）が、第２の領域（２４）から第１の領域（２２）に向けて折り曲げ固定されることで、開口部（２６２）が形成してあってもよい。
【００１０】
上記発明において、気流呼び込み部（２７）は、突出方向の長さ（Ｌ１）を５ｃｍ以上とすることができる。
【００１１】
上記発明において、気流呼び込み部（２７）は、水平方向に対する傾き（α１）を例えば０°超８５°以下とすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
上記発明によれば、仕切手段の気流導入側の上部に気流呼び込み部が設けられており、仕切手段の開口部付近において第１の領域から第２の領域に向けた気流の流れが作られるので、半導体装置の製造歩留りを高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
《クリーンルーム》
図１及び図２に示すように、本実施形態に係るクリーンルーム２は、第１クリーン領域２２と第２クリーン領域２４を有し、これら両領域２２，２４は仕切手段としてのアイリッド２６で仕切られている。
【００１５】
クリーンルーム２の天井面には、気流吹き出し口２３が設けられており、この気流吹き出し口２３を通じてクリーンルーム２外部の空気が第１クリーン領域２２と第２クリーン領域２４に導入されるようになっている。気流吹き出し口２３の上流側には、パーティクル除去手段（図示省略）が設けられていることが好ましい。パーティクル除去手段としては、例えばＵＬＰＡフィルタなどが挙げられる。気流吹き出し口２３の上流側にパーティクル除去手段を設けることで、パーティクルを除去した気流をクリーンルーム２内に導入することができる。なお、クリーンルーム２内に導入する気流はファン１０を介して発生させる。ファン１０によりクリーンルーム２内に導入する気流の流速は、本実施形態では同一である。すなわち第１クリーン領域２２に導入される気流の流速と、第２クリーン領域２４に導入される気流の流速は、本実施形態では同一である。本実施形態における気流吹き出し口２３、パーティクル除去手段及びファン１０が、「気流導入手段」を構成する。
【００１６】
クリーンルーム２の床面には、気流排気手段が設けてあり、気流吹き出し口２３からクリーンルーム２内に導入される気流を床下に排気することができるようになっている。気流排気手段は、本実施形態では所定の開口率を持つグレーチング２５や排気ファン２８などで構成することができる。
【００１７】
《第１クリーン領域》
第１クリーン領域２２（第１の領域）は、ロードロック室４２を備えた半導体製造装置４が配置される領域である。半導体製造装置４としては、例えばドライエッチング装置や電気炉などが挙げられる。なお、半導体製造装置４は、必ずしもロードロック室４２を備えるロードロック方式である必要はなく、ロードロック室を設けないシングルチャンバ方式を採用することも可能である。また、複数の処理室を備えたマルチチャンバ方式を採用することもできる。
【００１８】
半導体製造装置４の近傍には、メッシュ状のテーブル６が配置されており、テーブル６の上には、カセット８が載置されている。カセット８には、半導体製造装置４内で処理すべき半導体基板（被処理物）が収納されている。本実施形態では、第１クリーン領域２２内の気圧を第２クリーン領域２４内の気圧よりも高く設定することが好ましい。第１クリーン領域２２には半導体製造装置４が配置されているので、第２クリーン領域２４と比較してより高いクリーン度が要求されるからである。具体的には、第１クリーン領域２２のクリーン度が例えば１個／ｃｆ以下に保持されるように、第１クリーン領域２２内気圧を第２クリーン領域２４内気圧よりも数ｍｍＨ２  Ｏ程度高く設定することが望ましい。
【００１９】
《第２クリーン領域》
第２クリーン領域２４（第２の領域）は、第１クリーン領域２２の外側（図１のＸ方向）に配置され、作業者３０が起立又は着席して作業を行なう領域である。第２クリーン領域２４内で作業を行なう作業者３０は、カセット８に収納された半導体基板をカセット８から取り出して半導体製造装置４に搬入するか、カセット８自体を半導体製造装置４にセットする。後者の場合、半導体製造装置４は、カセット８に収納された半導体基板を半導体製造装置４の内部に取り込む。この場合、作業者３０は、その腕をアイリッド２６に設けられた開口部２６２を通じて第１クリーン領域２２に挿入した状態で、半導体基板をカセット８から半導体製造装置４に搬入するか、カセット８自体を半導体製造装置４にセットする。
【００２０】
《アイリッド》
アイリッド２６（仕切手段）は、クリーンルーム２の内部を第１クリーン領域２２と第２クリーン領域２４に仕切る役割を司る部材である。
【００２１】
アイリッド２６の作業者３０と対向する面におけるテーブル６の近傍部分には、コの字状の切り込み（例えば図３の二点鎖線を参照）が入れてあり、この切り込みの内側を構成するアイリッド２６の一部分２６ａが、第２クリーン領域２４から第１クリーン領域２２に向かってテーブル６上に折り曲げ固定されることにより、アイリッド２６の作業者３０と対向する面におけるテーブル６の近傍部分に開口部２６２が形成されている。作業者３０は、その腕を開口部２６２から第１クリーン領域２２に挿入した状態で、カセット８に収納された半導体基板をカセット８から取り出して半導体製造装置４に搬入するか、又は半導体基板が収納されたカセット８自体を半導体製造装置４にセットすることができる。
【００２２】
アイリッド２６の一部分２６ａには、図２に示すパンチング孔２６ｂが複数個、設けられていてもよい。パンチング孔２６ｂは、開口部２６２付近における第１クリーン領域２２から第２クリーン領域２４に向けた気流の流れ度合いを調整するために設けられる。また、開口部２６２の例えば第２クリーン領域２４側に、例えば上下方向にスライド可能に支持されるとともに、カセット８の受渡しを行う際に開口部２６２を開放するための扉２６４が設けられていてもよい。
【００２３】
アイリッド２６は、クリーンルーム２の内部を第１クリーン領域２２と第２クリーン領域２４に仕切る役割を有していれば、その形状、材質または構造などは特に限定されない。例えばアクリル樹脂板などの透明で硬質な材料で構成してもよいし、例えばビニールシートなどの透明で軟質な材料で構成してもよい。アイリッド２６を透明材料で構成すると、作業者３０は、半導体製造装置４またはカセット８を操作する際に目視にて確認できるので、作業性が向上する。アイリッド２６を硬質材料で構成すると、クリーンルーム２内に導入される気流速度の如何を問わず、アイリッド２６をばたつき難くすることが可能である。アイリッド２６を軟質材料で構成した場合、作業者３０がアイリッド２６に接触しても、作業者３０が怪我をすることがなく、しかもアイリッド２６の破損を防止することができる。また、通常、軟質材料は硬質材料よりも軽量であるから、アイリッド２６の設置及び取り外しの作業が容易になる。なお、アイリッド２６は、透明で硬質な材料と、透明で軟質な材料とを組み合わせることで構成してもよい。
【００２４】
アイリッド２６には、帯電防止性能が付与されていることが好ましい。例えば５ｋｖから０ｋｖへの帯電圧減衰時間が１秒以下である材料で構成されていることがより好ましい。アイリッド２６に帯電防止性能が付与されていると、高速気流に起因するアイリッド２６へのパーティクル付着を防止することが可能となり、その結果、パーティクルの落下に伴う工程間歩留まりの低下を防止することができる。
【００２５】
アイリッド２６には、有機物質の耐汚染性能が付与されていることが好ましい。例えば、室温における材料１ｇ中のアウトガスの量が１ｎｇ以下である材料で構成されていることがより好ましい。耐汚染性能が付与されていると、アイリッド２６から発生する有機物質がクリーンルーム２内に拡散して、半導体装置のパターン不良又はリーク不良を発生させる事態を防止することができる。
【００２６】
《気流呼び込み部》
アイリッド２６の上部（天井側）には、気流呼び込み部２７が設けられている。気流呼び込み部２７は、その一端部がアイリッド２６の上端部に接続され、他端部が第２クリーン領域２４側に突出するように形成されている。これにより、第１クリーン領域２２からの気流排気面積Ｓ２に対して、第１クリーン領域２２への気流吸気面積Ｓ１を拡大させるようにしてある（Ｓ１＞Ｓ２）。
【００２７】
気流呼び込み部２７は、突出方向の長さＬ１が例えば５ｃｍ以上であることが好ましい。Ｌ１が長くなるにつれて呼び込み部２７を設ける効果が増加する傾向にある。
【００２８】
気流呼び込み部２７は、水平方向に対する傾きα１が例えば０°以上であればよく、好ましくは０°超、より好ましくは１０°以上程度、さらに好ましくは２０°以上程度である。α１が９０°以上であると、呼び込み部２７を設ける効果に乏しくなるので、α１の上限は、好ましくは８５°、より好ましくは８０°程度とする。
【００２９】
気流呼び込み部２７の材質は特に限定されず、アイリッド２６と同一または異なった材料で構成することができる。
【００３０】
アイリッド２６と気流呼び込み部２７を同一材料で構成する場合において、気流呼び込み部２７の形成方法は、例えば図３に示すような骨格部材１００の集合体を予め作製しておき、これを第１クリーン領域２２内に設置する。次に、骨格部材１００に囲まれた領域に半導体製造装置４やテーブル６を配置する。次にアイリッド２６の上端部分を第２クリーン領域２４側へ屈折させた状態で骨格部材１００に固定する。例えばこうすることで、気流呼び出し部２７をアイリッド２６の上部に形成することができる。なお、アイリッド２６の上端部分は、クリーンルーム２の天井面に接着等により固定されていてもよく、或いはフックなどの係合手段により天井面に吊り下げられていてもよい。
【００３１】
アイリッド２６の下部は、クリーンルーム２の床面に接着剤などにより強固に固定されていてもよいが、フックなどの係合手段により床面に係合されていてもよい。
【００３２】
《作用》
本実施形態のクリーンルーム２では、一端部がアイリッド２６の上端部に接続され、他端部が第２クリーン領域２４側に突出する気流呼び込み部２７をアイリッド２６の上部に設け、第１クリーン領域２２からの気流排気面積Ｓ２に対して第１クリーン領域２２への気流吸気面積Ｓ１を拡大するように設計してある。このため、気流吹き出し口２３から第１クリーン領域２２及び第２クリーン領域２４に導入される気流の流速が同一であっても、第１クリーン領域２２の天井面から床面に向けて導入される気流が降下するにつれて、第１クリーン領域２２側の圧力が第２クリーン領域２４側の圧力よりも高くなる。その結果、開口部２６２付近では、第１クリーン領域２２側が正圧に、第２クリーン領域２４側が負圧となり、第１クリーン領域２２から第２クリーン領域２４に向けた気流の流れを意図的に作ることができる。従って、作業者３０の腕などに不可避的に付着するパーティクルなどが、アイリッド２６に設けられた開口部２６２を通じて第２クリーン領域２４から第１クリーン領域２２に進入することが防止され、最終的には半導体製造装置４への望まないパーティクルの進入を効果的に防止することができる。これにより工程間の歩留り向上を図ることができる。
【００３３】
また、本実施形態では、アイリッド２６の開口部２６２の下端付近の第１クリーン領域２２側にテーブル６を配置し、このテーブル６の上に、コの字状の切り込みの内側を構成するアイリッド２６の一部分２６ａが第２クリーン領域２４から第１クリーン領域２２に向かってテーブル６上に折り曲げ固定されている。このため、開口部２６２の下端付近では、第１クリーン領域２２の天井面から床面に下降する気流が強制的に第２クリーン領域２４側へと導かれる。すなわち、アイリッド２６の一部分２６ａが、テーブル６の上に第２クリーン領域２４から第１クリーン領域２２に向かってテーブル６上に折り曲げ固定されていることにより、上記作用に加え、開口部２６２付近における第１クリーン領域２２から第２クリーン領域２４に向けた気流の流れをより促進させることが可能となる。従って、作業者３０の不可避的付着物たるパーティクルの第１クリーン領域２２への進入を、より一層効果的に防止することができる。
【００３４】
アイリッド２６の一部分２６ａにパンチング孔２６ｂを適宜形成することで、開口部２６２付近における第１クリーン領域２２から第２クリーン領域２４に向けた気流の流れ度合いを適切に調整することができる。
【００３５】
以上、発明の実施形態について説明してきたが、発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は本実施形態に係るクリーンルームの右側面図である。
【図２】図２は図１のII方向から見たときの図１の平面図である。
【図３】図３はアイリッドと気流呼び込み部を同一材料で構成する場合に用いることができる骨格部材の集合体を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３７】
２…クリーンルーム
２２…第１クリーン領域（第１の領域）
２３…気流吹き出し口（気流導入手段）
２４…第２クリーン領域（第２の領域）
２５…グレーチング（気流排気手段）
２６…アイリッド（仕切手段）
２６ｂ…パンチング孔
２６２…開口部
２６４…開閉扉
２７…気流呼び込み部
２８…排気ファン（気流排気手段）
４…半導体製造装置
６…テーブル
８…カセット（半導体基板）
１０…ファン（気流導入手段）
１００…骨格部材
【図１】
2010025441.tif 000003
【図２】
2010025441.tif 000004
【図３】
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