(57)【要約】【課題】ケミカルフィルタとパーティクル除去フィルタを介して清浄な空気を装置内に供給する半導体製造装置であって、ケミカルフィルタの正確な交換時期が分かる半導体製造装置を提供する。【解決手段】ケミカルフィルタ６とパーティクル除去用のＵＬＰＡフィルタ５３の間にサンプリングポート５２を設ける。送風ファンにより、ケミカルフィルタ６およびＵＬＰＡフィルタ５３を介して半導体製造装置本体４０内に清浄な空気を送る。サンプリングポート５２に、分析器５７を接続する。分析器５７によって、ケミカルフィルタ６とＵＬＰＡフィルタ５３の間で、取り込まれた外気の有機汚染量を測定する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体製造装置内へケミカルフィルタおよびパーティクル除去フィルタを介して外気を取り込む半導体製造装置において、前記ケミカルフィルタとパーティクル除去フィルタの間で、取り込まれた外気の有機汚染量を測定するようにしたことを特徴とする半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体製造装置に関し、特に有機汚染除去用のケミカルフィルタとパーティクル除去フィルタとを取り付けた半導体製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の半導体製造装置では、ケミカルフィルタの下流側にパーティクル除去フィルタを取り付けているが、ケミカルフィルタの有機物除去能力はある稼動時期を経過後は劣化により低下するので、従来は、ケミカルフィルタを定期的に交換する必要があり、ＵＬＰＡ（ｕｌｔｒａ　ｌｏｗ　ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ　ａｉｒ−ｆｉｌｔｅｒ）フィルタ等のパーティクル除去フィルタの下流での汚染量を測定することによって、ケミカルフィルタの交換時期を判断していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ケミカルフィルタを定期的に交換することは、まだ除去力のあるケミカルフィルタを交換することになるのでコストが高くなる。
【０００４】
また、ＵＬＰＡフィルタ等のパーティクル除去フィルタの下流の汚染量で判断する場合は、交換時期がわかった時はすでにＵＬＰＡフィルタが有機汚染されてしまい、ＵＬＰＡフィルタも交換しなければならないことになる。
【０００５】
ＵＬＰＡフィルタの濾材には、例えばガラス製又はＰＴＦＥ製の繊維があるが、これらの濾材にも有機物の付着する作用があり、ある一定量以上付着して初めてＵＬＰＡフィルタ下流側のサンプリングポートからＵＬＰＡフィルタに付着しなかった有機汚染が検知されるようになり、有機物汚染が検知されるようになった時点でＵＬＰＡフィルタは既に汚染されてしまっているからである。
【０００６】
従って、本発明は、従来技術の問題点のケミカルフィルタの交換時期が正確に分からないという問題を解決し、ケミカルフィルタの正確な交換時期が分かる半導体製造装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、半導体製造装置内へケミカルフィルタおよびパーティクル除去フィルタを介して外気を取り込む半導体製造装置において、前記ケミカルフィルタとパーティクル除去フィルタの間で、取り込まれた外気の有機汚染量を測定するようにしたことを特徴とする半導体製造装置が提供される。
【０００８】
好ましくは、ケミカルフィルタとパーティクル除去フィルタの間に、取り込まれた外気の有機汚染量を測定するサンプリングポートを具備する。
【０００９】
また、好ましくは、ケミカルフィルタとパーティクル除去フィルタの間からガスを常時または定期的にサンプリングし、それをガス検知器やＧＣ−ＭＳなどで自動的に分析し、有機物量または特定の有機物の量がある一定以上になった時に自動的にアラームやメッセージ表示などによりケミカルフィルタの交換時期を知らせるようにする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１１】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態の半導体製造装置を示す概略縦断面図である。
この半導体製造装置１００では、ケミカルフィルタ６とパーティクル除去用のＵＬＰＡフィルタ５３の間にサンプリングポート５２を設けている。送風ファンにより、ケミカルフィルタ６およびＵＬＰＡフィルタ５３を介して半導体製造装置本体４０内に清浄な空気が送られる。サンプリングポート５２には、配管５６を介して分析器５７が接続されている。分析器５７としては、ガス検知器やＧＣ−ＭＳなどが用いられる。分析器５７には、信号線５４を介して警報表示５５が接続されている。
【００１２】
サンプリングポート５２がケミカルフィルタ６とＵＬＰＡフィルタ５３の間に設けられているので、分析器５７によって、ケミカルフィルタ６とＵＬＰＡフィルタ５３の間で、取り込まれた外気の有機汚染量を測定するようになる。そして、常時または定期的にサンプリングして分析器５７で分析することにより、ケミカルフィルタ６の除去力を継続的に監視する。有機物量または特定の有機物量（例えば沸点が２５０℃以上の有機物の量）が、基準をこえた場合に警報表示５５によってアラームやメッセージ等を表示し、交換時期を知らせる。
【００１３】
なお、警報表示５５は図１のように単独でもよく、また、半導体製造装置のコントローラに信号を取り込んで表示させてもよく、またいわゆるブロックコントローラなど複数の半導体製造装置の管理しているコントローラに信号を取り込んで表示させてもよい。
【００１４】
このように、ケミカルフィルタ６とＵＬＰＡフィルタ５３の間で取り込まれた外気の有機汚染量を測定するので、ケミカルフィルタ６の寿命を誤り有機汚染した雰囲気で半導体製造装置内でウェーハ処理して歩留まりを下げることがなくなる。またＵＬＰＡフィルタ５３を汚染してしまい交換しなければならないこともなくなり、コストを下げることができるようになる。
【００１５】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
図２は、本発明の第２の実施の形態の半導体製造装置内の機構を大きく捉えた場合の概略図であり、図３は、本発明の第２の実施の形態の半導体製造装置内の空気の流れの例を立体的に示す図である。
【００１６】
半導体製造装置１００は、ウェハの入ったカセットを出し入れするカセット導入排出扉１１およびカセット導入排出域４、カセット導入排出扉１１を介して入れられたカセットを搬送・保管するカセット搬送・保管域３、ウェハに目的の処理を施すウェハ処理域１、カセットからウェハ処理域１までウェハを搬送するウェハ搬送域２、ならびに装置内に清浄な空気を取り入れる清浄空気導入域５を備えている。清浄空気導入域５では、装置外よりケミカルフィルタ（化学汚染除去フィルター）６を介して酸、アルカリ、有機物を除去・低減した空気を取り込み、その後パーティクル除去フィルター（カセット導入排出域用パーティクル除去フィルター７、カセット搬送・保管域用パーティクル除去フィルター８、ウェハ搬送域用パーティクル除去フィルター９）を介してパーティクル除去・低減した空気を各領域へ供給する。その空気の流れの例を図２中に矢印で示し、また立体的なイメージを図３の半導体製造装置導入空気流れ説明図に示す。ケミカルフィルタ（化学汚染除去用フィルター）６は濾材に化学添着剤を担持させた活性繊維を用い、物理吸着と化学反応により、酸、アルカリ、有機物といった化学汚染物質を除去するものである。
【００１７】
本装置構成において、装置内でウェハが化学的に汚染される要因としては、ケミカルフィルタ（化学汚染除去用フィルター）６の吸着・反応能力低下による装置内汚染等が挙げられる。
【００１８】
特に有機物汚染の問題は近年浮き彫りとなってきており、ＲＥＡＬＩＺＥ社「ＵＬＳＩ製造における汚染の実態・製造現場の実体と今後の課題」では、ＤＯＰ（ジオクチルフタル酸）、ＤＢＰ（ジブチルフタル酸）多価アルコールといった有機物のウェハ上への付着を低減することで半導体素子の電気的不良数が低減することが明らかとされている。
【００１９】
本実施の形態の有機汚染検出機構６０の構成を図４に示し、その動作を図５に示して説明する。本実施の形態の有機汚染検出機構６０は、装置内部２１の雰囲気を吸引するための配管１９とポンプ１２、配管１９途中に設けられた半導体装置内部２１と配管１９内を分ける吸引バルブ１３、不活性ガスを配管内に導入するためのガス配管１５とガス導入を制御するガスバルブ１４、吸引した装置内雰囲気に含まれる有機物を吸着するため活性炭やシリコンからなる吸着剤２０、吸着剤２０を加熱するためのヒータ１６、配管１９内壁へ有機物が付着するのを防止するための配管ヒータ１７、配管１９内の有機物量を測定するためのセンサ１８、センサ１８を制御する制御部２３および結果を出力する出力部２４を備えている。
【００２０】
この動作概要を図５に示す。この動作は、▲１▼初期状態→▲２▼初期洗浄化→▲３▼吸着（捕集）→▲４▼熱離脱、測定→▲１▼初期状態といった一連の動作をなすことで有機物量の測定を可能にする。測定系のスタンバイの状態である▲１▼初期状態では、配管１９内に残留していた有機物の吸着剤２０への付着が考えられることから▲２▼初期洗浄化において不活性ガス雰囲気中で吸着剤２０にヒータ１６により熱を加え熱離脱により付着有機物を除去する。次にヒータ１６をオフし、吸着剤２０が十分に冷却された後、不活性ガスの導入を止め、代わりに吸気バルブ１３を開けることで装置内雰囲気を取り込む。取り込まれた装置内雰囲気中に含まれる有機物は吸着剤２０に付着し、濃縮される。特に現状で半導体製造プロセスに影響を及ぼすことが確認されている有機物にＤＯＰ、ＤＢＰが挙げられるが、これらは雰囲気中には低濃度で存在するため直接センサで検知することが困難であるが、この機構を取り入れることでこれらの有機物を濃縮でき検知可能となる（ＲＥＡＬＩＺＥ社「半導体プロセス環境における化学汚染とその対策」参照）。こうして、一定時間▲３▼吸着（捕集）後、ヒータ１６をＯＮし、吸着した有機物を熱離脱させ、その際センサ１８により付着していた有機物の濃度を測定する。その測定結果は装置に設けた制御部２３により検知され、半導体デバイスへ重大な影響を与える濃度か、そうでないかを自動的に判断し、さらに出力部２４により測定結果および判断結果を装置ユーザへ告知する。また、制御部２３の機能としてはこれら一連の動作を制御するという役割も果たす。
【００２１】
この有機汚染検出機構６０を縦型半導体製造装置１００に搭載した場合の効果について図６を用いて説明する。この装置は、処理炉３１と、処理炉３１を加熱するヒータ３２と、処理炉３１下方との間で移動可能なボート３０と、ボート３０と移載棚２７にあるカセットとの間でウェハを移載する移載機２９と、移載棚上方に設けられた保管棚２８と、カセットステージ２５と移載棚２７あるいはカセットステージ２５と保管棚２８との間でウェハカセットを移載するカセットローダ２６と、カセットを出し入れするカセット導入排出扉１１と、メンテナンス扉１０とを備えている。この装置１００において、図２におけるカセット導入排出域４にはカセットステージ２５が、カセット搬送・保管域３にはカセットローダ２６、移載棚２７、保管棚２８が、ウェハ搬送域２には移載機２９、ボート３０が、ウェハ処理域１にはヒータ３２、処理炉３１がそれぞれ位置することになる。
【００２２】
本実施の形態の有機汚染検出機構６０の装置内雰囲気吸気口を清浄空気導入域５（すなわち、ケミカルフィルタ（化学汚染除去フィルター）６と、パーティクル除去フィルター（カセット導入排出域用パーティクル除去フィルター７、カセット搬送・保管域用パーティクル除去フィルター８、ウェハ搬送域用パーティクル除去フィルター９との間の領域）の適切な位置に設けた場合、ケミカルフィルタ（化学汚染除去フィルター）６の有機汚染除去能力を確かめることができる。ケミカルフィルタ（化学汚染除去フィルター）６の有機汚染除去部は吸着できる有機物量に限界があり、したがって一定期間使用後にはその能力が減少し、交換する必要性が出てくる。したがって、本有機汚染検出機構６０をこの位置に取り付けた場合には、ケミカルフィルタ（化学汚染除去フィルター）交換の必要性を装置ユーザに告知することができる。
【００２３】
以上、図に示した有機汚染検出機構を用いることを前提に説明したが、有機物量を検知するセンサ１８の感度（能力）が向上すれば、このセンサ１８を直接、清浄空気導入域５の適切な位置に設置し、制御部２３、出力部２４を供えることで同様の目的を果たすことができる。
【００２４】
また、本実施の形態の有機汚染検出機構６０は、第１の実施の形態の分析器５７として好適に使用できる。
【００２５】
本実施の形態のように、有機汚染検出機構６０の装置内雰囲気吸気口を清浄空気導入域５（すなわち、ケミカルフィルタ（化学汚染除去フィルター）６と、パーティクル除去フィルター（カセット導入排出域用パーティクル除去フィルター７、カセット搬送・保管域用パーティクル除去フィルター８、ウェハ搬送域用パーティクル除去フィルター９との間の領域）の適切な位置に設けることによって、ケミカルフィルタ（化学汚染除去フィルター）６を適切な時期に交換することができ、その結果、ケミカルフィルタ（化学汚染除去フィルター）の寿命を見誤る有機汚染した雰囲気でウェーハ処理して歩留まりを下げることがなくなる。またパーティクル除去フィルターを汚染してしまい交換しなければならないこともなくなり、コストが下がる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、ケミカルフィルタの正確な交換時期が分かる半導体製造装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の半導体製造装置を示す概略縦断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態の半導体製造装置内の機構を大きく捉えた場合の概略図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態の半導体製造装置内の空気の流れの例を立体的に示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の有機汚染検出機構の構成を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の有機汚染検出機構の動作説明を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態の縦型製造装置の構成と有機汚染検出機構の取り付け位置を示す図である。
【符号の説明】
１…ウェハ処理域
２…ウェハ搬送域
３…カセット搬送・保管域
４…カセット導入排出域
５…清浄空気導入域
６…ケミカルフィルタ（化学汚染除去フィルター）
７…パーティクル除去フィルター（カセット導入排出域用）
８…パーティクル除去フィルター（カセット搬送・保管域用）
９…パーティクル除去フィルター（ウェハ搬送域用）
１０…後部メンテナンス扉
１１…カセット導入排出扉
１２…ポンプ
１３…吸気バルブ
１４…ガスバルブ
１５…ガス配管
１６…ヒータ
１７…配管ヒータ
１８…センサ
１９…配管
２０…吸着剤
２１…装置内部
２２…装置筐体壁
２３…センサ制御部
２４…結果出力部
２５…カセットステージ
２６…カセットローダ
２７…移載棚
２８…保管棚
２９…移載機
３０…ボート
３１…処理炉
３２…ヒータ
４０…半導体製造装置本体
５１…送風ファン
５２…サンプリングポート
５３…ＵＬＰＡフィルタ
５４…信号線
５５…警報表示
５６…配管
５７…分析器
６０…有機汚染検出機構
１００…半導体製造装置
【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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