(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サービス領域と、
前記サービス領域に連結される作業領域と、
前記作業領域とマイクロエレクトロニクス素子を移送し合う移送領域と、
前記移送領域と連結され、マイクロエレクトロニクス素子が処理されるプロセス領域と、
前記移送領域から前記プロセス領域へのパーチクルの流動が減少するように前記移送領域の空気圧と比較して前記プロセス領域の空気圧を高く維持する空気調節手段と、
前記プロセス領域にのみ空気を供給する空気供給装置と
を備え、
前記作業領域および前記サービス領域の上側に連結される上部プレナムと、
前記作業領域および前記サービス領域の下側に連結され、前記上部プレナムからの空気が前記作業領域およびサービス領域を経て流入する下部プレナムと、
前記サービス領域の空気圧と比較して前記作業領域の空気圧を高く維持し、前記サービス領域における前記上部プレナムから前記下部プレナムへの空気流動と比較して、前記作業領域における前記上部プレナムから前記下部プレナムへの空気流動量がさらに多くなるように誘導する手段と、
をさらに備えることを特徴とするマイクロエレクトロニクス製造システム。
【請求項２】
前記移送領域から前記下部プレナムに空気を直接排出するための経路をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のマイクロエレクトロニクス製造システム。
【請求項３】
上部プレナムと下部プレナム間に設けられる作業領域およびサービス領域と、
前記作業領域からウェーハを移送されるウェーハ移送領域と、
前記ウェーハに対する露光工程が行われ、ウェーハ移送領域に連結されるウェーハステージ領域と、
前記ウェーハステージ領域における露光工程に適用されるレチクルを提供し、前記ウェーハ移送領域および前記ウェーハステージ領域に接するレチクルステージ領域と、
前記ウェーハ移送領域から前記ウェーハステージ領域へのパーチクルの流動が減少するように前記ウェーハ移送領域の空気圧と比較して前記ウェーハステージ領域の空気圧を高く維持する空気調節手段と、
前記ウェーハプロセス領域にのみ空気を供給する空気供給装置と
を備えることを特徴とするマイクロエレクトロニクス製造システム。
【請求項４】
前記移送領域、前記ウェーハステージ領域および前記レチクルステージ領域は前記サービス領域内にあることを特徴とする請求項３に記載のマイクロエレクトロニクス製造システム。
【請求項５】
前記空気調節手段は、
前記ウェーハステージ領域、前記レチクルステージ領域および前記ウェーハ移送領域に空気を供給する空気供給装置と、
前記ウェーハ移送領域から空気を排出する空気排出装置と、
を別途有することを特徴とする請求項３に記載のマイクロエレクトロニクス製造システム。
【請求項６】
前記作業領域から前記ウェーハ移送領域へのパーチクルの流動が減少するように前記ウェーハ移送領域の空気圧を前記作業領域の空気圧より高く維持する手段をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載のマイクロエレクトロニクス製造システム。
【請求項７】
前記空気排出装置は、前記移送領域内の空気を前記作業領域内に強制排出することを特徴とする請求項５に記載のマイクロエレクトロニクス製造システム。
【請求項８】
前記ウェーハ移送領域から前記下部プレナムに空気を直接排出するための経路をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載のマイクロエレクトロニクス製造システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマイクロエレクトロニクス素子製造システムおよびマイクロエレクトロニクス素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロエレクトロニクス製造システムは、マイクロエレクトロニクスウェーハ、集積回路および液晶表示パネルのようなマイクロエレクトロニクス素子を製造する方法に広範に使われる。
マイクロエレクトロニクス製造工程の環境は、マイクロエレクトロニクス素子の高収率を得るようにするために高清浄状態に維持されるべきである。一般に、マイクロエレクトロニクス素子の集積度がさらに高まっていくため、高清浄度が確保されるべきである。
【０００３】
マイクロエレクトロニクス素子に対する特定工程がなされる単位工程地域は、一般にウェーハに対する所定の作業がなされるウェーハプロセス領域と、ウェーハプロセス領域にウェーハをローディングしたりこれをアンローディングするためのウェーハ移送領域とを具備する。単位工程地域はマイクロエレクトロニクス製造システムのサービス領域に位置している。
【０００４】
単位工程地域はいわゆるベイｂａと呼ばれる作業領域に接している。作業領域からウェーハが搭載されたボートが作業者によりウェーハ移送領域に装込されれば、ウェーハ移送領域にあるロボットがボートからウェーハを一つずつウェーハプロセス領域にローディングする。また、ウェーハ移送領域のロボットは、後続プロセスが完了されたウェーハをウェーハプロセス領域からアンローディングする作業をする。
【０００５】
図１および図２は一般のマイクロエレクトロニクス製造システムの平面図および立面図である。
図１および図２において、符号１は外部と隔離された清浄地域のクリーンルームであって、作業領域１０とサービス領域２０とを含む。このクリーンルーム１では温度および湿度が調節され、パーチクルが除去された清浄空気が下向きに流動する。
【０００６】
クリーンルーム１の上部には調節された清浄空気を供給する上部プレナム２、そしてその下部にはクリーンルーム１を通過した空気を回収する下部プレナム３が位置する。上部プレナム２から供給された清浄空気は、フィルターを通過した後作業領域１０とサービス領域２０を通過する。作業領域１０とサービス領域２０から発生した微細粒子は清浄空気と共に低圧を維持する下部プレナム３を通して排出される。
【０００７】
クリーンルーム１は大気に比べて高気圧を維持して外部からの空気流入が起こらない。また、サービス領域２０に比べて作業領域１０の気圧が高く調節されている。これはサービス領域から発生した微細粒子を圧力差によりウェーハ移動領域の作業領域１０に流入させないためである。このような圧力差は作業領域１０とサービス領域２０を流動する清浄空気の量および／または速度を調節することによって得られる。
【０００８】
図２の矢印は清浄空気の移動方向を示す。クリーンルーム１の上下プレナム２、３は、空気中のパーチクルを除去するフィルター２ａと、空気が通過する開孔を有する回折格子３ａにより隔離されている。作業領域１０とサービス領域２０の清浄空気の流動量は、大体フィルター２ａのサイズと回折格子３ａの個数またはこれに形成された開孔数によって調節されうる。
【０００９】
上記のように、作業領域１０がサービス領域２０に比べて空気流動量が多くて高気圧を維持するため、作業領域１０からサービス領域２０への空気流動が発生する。作業領域１０とサービス領域２０との間の空気流動は、作業領域１０とサービス領域２０とを隔離する壁体４を介して成される。
【００１０】
作業領域１０とサービス領域２０との間に設けられた壁体４は、空気流動できるかなり大きな間隙４ａがその間に存在する多数の部材よりなる。従って、クリーンルーム１で作業領域１０を通過していた清浄空気の一部が壁体４の間隙４ａを通じてサービス領域２０に流動する現象が自然に発生する。空気の流動は、ウェーハに対する所定のプロセシングがなされるウェーハプロセス領域３１と、ウェーハプロセス領域３１にウェーハをローディング／アンローディングするためのウェーハ移送領域３２との間にもなされる。
【００１１】
ウェーハ移送領域３２と作業領域１０との間には、多数のウェーハが搭載されたボートが進出入する開口またはボートゲート４ｂが備えられている。ウェーハプロセス領域３１とウェーハ移送領域３２との間に、ウェーハが進出入する開口またはウェーハゲート３２ａが備えられている。ゲート４ｂ、３２ａにはこれらを開閉するドアが各々備えられ、このゲート４ｂ、３２ａのドアの周りには空気流動できる間隙が存在する。
【００１２】
このような構造によれば、工程領域３０の内部から空気流動が発生する。特に、高圧の作業領域１０に対して、ボートゲート４ｂの間隙またはその他の工程領域３０の開口を通じて作業領域１０からウェーハ移送領域３２に清浄空気が流入される。そしてウェーハ移送領域３２に流入された空気が再びウェーハゲート３２ａを通じてウェーハプロセス領域３１に浸透する。そしてウェーハプロセス領域３１に流入された清浄空気は、ウェーハプロセス領域３１の周りに存在する開口または間隙３１ａを通してサービス領域２０に排出される。このように工程装置３０の内部における空気流動は、作業領域１０とサービス領域２０との圧力差によって発生する。
【００１３】
図３に示したように、工程装置３０には、ウェーハプロセス領域３１とウェーハ移送領域３２に浄化された清浄空気を供給するための空気供給装置５０が追加される。
図３に示すように、空気供給装置５０は、流入管５１を通して作業領域１０から清浄空気を吸引し、これを物理的および／または化学的に浄化した後、矢印５２と５３で各々示したようにウェーハプロセス領域３１およびウェーハ移送領域３２に供給する。一方、空気供給装置５０は、空気を作業領域１０から流入せずに下部プレナム３から空気を流入するように下部プレナム３に設けられる。
【００１４】
空気供給装置５０により清浄空気が供給されるウェーハプロセス領域３１とウェーハ移送領域３２における空気の流動は、高圧力の作業領域１０から低圧力のサービス領域２０への空気流動に順応する方向になされる。
従って、図２の説明のように、空気供給装置５０により浄化された空気がウェーハ移送領域３２とウェーハプロセス領域３１に供給される間、ボートゲート４ｂを通じて高圧力の作業領域１０からウェーハ移送領域３２に空気が流入される。そして、ウェーハゲート３２ａを通じてウェーハ移送領域３２からウェーハプロセス領域３１に空気が浸透する。ウェーハプロセス領域３１に流入された清浄空気は、ウェーハプロセス領域３１の周りに存在する開口または間隙３１ａを通してサービス領域２０に排出される。
【００１５】
このようなマイクロエレクトロニクス製造システムをクリーニングする装置および方法とその他の改善策にもかかわらず、マイクロエレクトロニクス製造システムのクリーニングをさらに改善するための装置および方法の要求が続く。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的はこのような要求に従うマイクロエレクトロニクス素子製造システムおよびマイクロエレクトロニクス素子の製造方法を提供することにある。
【００１７】
本発明の目的は、マイクロエレクトロニクス装置の汚染を減らしうるマイクロエレクトロニクス素子製造システムおよびマイクロエレクトロニクス素子の製造方法を提供することにある。
【００１８】
本発明の目的は、マイクロエレクトロニクス素子の収率を向上させうるマイクロエレクトロニクス素子製造システムおよびマイクロエレクトロニクス素子の製造方法を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、本発明に従って、サービス領域、マイクロエレクトロニクス素子がプロセスされるものであって、サービス領域に備えられるプロセス領域、そしてマイクロエレクトロニクス素子がプロセス領域に、そしてプロセス領域から移送されるものであって、サービス領域に備えられる移送領域を具備するマイクロエレクトロニクス製造システムと、移送領域に比べてプロセス領域で高圧力を維持して移送領域からプロレス領域へのパーチクル流動を減らすことによって達成される。
【００２０】
本発明によれば、従来のマイクロエレクトロニクス製造システムおよびこのクリーニング方法は、ウェーハプロセス領域への空気の逆流動が許容されうることが明らかになった。ウェーハプロセス領域への空気の逆流動が許容されることによって、低清浄状態が維持される場所から高清浄状態が維持されるべき場所への空気の流動が起こる可能性がある。空気の逆流動によって、移送装置により発生されて移送領域に含まれているパーチクルがプロセス領域からプロセスがなされているウェーハ上に流動されうる。極端に対比して、移送領域に比べてプロセス領域の圧力を高く維持することによって、本発明は移送領域からプロセス領域へのパーチクルの流動を減少および完全に除去できる。
【００２１】
本発明の他の類型によれば、マイクロエレクトロニクス製造システムは、サービス領域と移送領域に連結される作業領域をさらに具備する。作業領域に比べて移送領域が高圧力が維持でき、これにより移送領域から作業領域へのパーチクルの流動が向上できる。さらに、高い空気圧はプロセス領域からプロセス領域の外側のサービス領域へのパーチクル流動を増進する。移送領域に比べてプロセス領域の圧力を高く維持するために、空気は作業領域から移送領域への流動が発生されうる。空気は移送領域から作業領域に排出されうり、これによって移送領域から作業領域へのパーチクルの流動が増進できる。空気は移送領域から下部プレナムに排出されうり、これによって移送領域からのパーチクル流動が増進される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の望ましい実施例を示す関連図面を参照しながら、本発明をより詳細に説明する。本発明は、しかし、ここで説明される実施例に限られず他の多くの類型にも適用でき、この実施例は本開示を徹底かつ完璧にするために提供され、当業界の知識を有する者は本発明の範囲を十分に理解するはずである。図面で領域のサイズが分かりやすく拡大されている。
【００２３】
本発明を説明する前に、従来の半導体製造装置の願わない逆流動に対して図３と図４を参照して説明する。
図３に示した空気流動構造で、ウェーハ移送領域３２を通過した空気がウェーハプロセス領域３１に逆流入される恐れがある。ここで逆流入とは、相対的に高い清浄度が維持されるべき空間に相対的に低い清浄度が維持されている空間からの空気が流入されることを意味する。それで、ウェーハ移送領域３２からきびしい清浄度が要求されるウェーハプロセス領域３１への空気が流動されるが、これが空気の逆流動の一例である。このような逆流動によれば、所定のプロセスが進行中のウェーハに清浄空気中に含まれたパーチクルが付着されうる。
【００２４】
図４は前述したように清浄空気の逆流入が発生する従来のマイクロエレクトロニクス製造システムを示す。
壁体４によりサービス領域２０と作業領域１０が区画されているクリーンルーム１の上下に上部プレナム２と下部プレナム３が位置する。前記クリーンルーム１と上部プレナム２との間には、空気フィルター２ａの設けられたブラインドパネル２ｂが備えられている。作業領域１０の上にある空気フィルター２ａは、サービス領域２０の上側の空気フィルターに比べて厚くて空気流動が多く調節されている。クリーンルーム１の底に該当する回折格子３ａは、下部プレナム３に設けられた柱３ｂにより支持されている。
【００２５】
露光装置１３０はウェーハ移送領域１３２とウェーハプロセス領域１３１とを具備する。ウェーハ移送領域１３２は作業領域１０に隣接している。ウェーハが搭載されたボート９０の通過するボートゲート１３３がウェーハ移送領域１３２と作業領域１０との間に位置する。ウェーハ移送領域１３２とウェーハプロセス領域１３１との間にウェーハの通過するウェーハゲート１３４が位置する。ウェーハ移送領域１３２には、ボート９０からウェーハを取出して、これをウェーハゲート１３４を通じてウェーハプロセス領域１３１にローディングするロボット８０が設けられている。ロボット８０は、ウェーハのローディングと共にプロセス済みのウェーハを再びボート９０に復帰させるアンローディング作業を遂行する。ウェーハプロセス領域１３１でレチクルによる露光が実施される。レチクルは、一般にウェーハプロセス領域１３１の上部に備えられた図示しないレチクルステージから供給される。露光装置１３０には、浄化された空気をウェーハ移送領域１３２とウェーハプロセス領域１３１に供給する図示しない空気供給装置が別設される。空気供給装置は、上部プレナム２に近い作業領域１０の上部から清浄空気を吸入し、吸入された空気を物理的および/または化学的にフィルタリングした後、ウェーハプロセス領域１３１、ウェーハ移送領域１３２そしてレチクルステージ領域に供給する。これは領域に清浄空気の局部的な滞留を防止してパーチクルが各領域内に蓄積されることが防止できる。
【００２６】
図４で矢印はクリーンルーム１内の清浄空気の流動方向を示す。作業領域１０から一部の清浄空気がウェーハ移送領域１３２を経たウェーハプロセス領域１３１に流入される。ウェーハプロセス領域１３１の清浄空気は、ウェーハプロセス領域１３１の周囲に存在する間隙または開口を通じてサービス領域２０に流動する。また、空気は前述した空気供給装置により各領域１３１、１３２に直接供給される。
【００２７】
ウェーハ移送領域１３２には多くのパーチクルを発生する要素が存在する。例えば、ロボット８０はウェーハをローディング／アンローディングするためのアームを有している。ロボット８０のアームは上下運動と水平運動を複合的に行なうための複数の動的要素を含む。ロボット８０のアームの動的要素間の摩擦によってこれより多量の金属性パーチクルを発生する。ここで発生したパーチクルは、清浄空気の流動に沿ってウェーハプロセス領域１３１に共に流入されて露出されているウェーハに付着される恐れがある。ウェーハが付着されたパーチクルは製品の収率を落とす。
【００２８】
このようにウェーハ移送領域から発生したパーチクルの逆流動に従う問題は、前述したような露光工程の以外に他の半導体製造工程から発生する場合がある。マイクロエレクトロニクス素子がさらに高集積化するため、収率はさらに落ちる。
【００２９】
図５〜図７は、本発明のマイクロエレクトロニクス製造システムおよびこのクリーニング方法に従う空気調整装置による清浄空気の流れを示す。図面で矢印は空気の流れを示す。
【００３０】
図５に示すように、上部プレナム２００から１次浄化された清浄空気が壁体１０４により区画された作業領域１１０とサービス領域１２０とを各々通過して下部プレナム３００に到達する。
【００３１】
ウェーハプロセス領域１３１とウェーハ移送領域１３２に、作業領域１１０からの清浄空気を２次浄化する空気供給装置５００により清浄空気が供給される。ウェーハプロセス領域１３１に対する空気供給量はウェーハ移送領域１３１に対する空気供給量より多い。従ってウェーハ移送領域１３２に比べてウェーハプロセス領域１３１が相対的に高圧力を維持する。また、ウェーハ移送領域１３２の圧力は作業領域１１０より高圧力を維持する。
【００３２】
従って、ウェーハプロセス領域１３１に供給された清浄空気はサービス領域１２０とウェーハ移送領域１３２に流動し、ウェーハ移送領域１３２の空気は作業領域１１０に流動する。空気供給装置５００は作業領域１１０から空気を吸入してこれを浄化し、浄化された空気をウェーハプロセス領域１３１およびウェーハ移送領域１３２に供給する。場合によっては、空気供給装置５００に吸入される空気は下部プレナム３００から提供され、そして空気供給装置５００自体が下部プレナム３００内に位置される。空気供給装置５００により２次浄化された空気が供給される要素または領域の数は、供給される工程装置の構造に従って増加できる。
【００３３】
ウェーハ移送領域１３２と作業領域１１０との空気流動は、多数のウェーハが搭載されたボートが進出入するボートゲート１１４ｂまたはボートゲート１１４ｂに設けられるドア周囲の間隙、またはボートゲート１１４ｂとは別に空気流通のために備えられる空気流動経路を通じてなされ、ウェーハプロセス領域１３１とウェーハ移送領域１３２との空気流動は、ウェーハが進出入するウェーハゲート１３２ａまたはウェーハゲート１３２ａに備えられるドア周囲の間隙、またはウェーハゲート１３２ａとは別に空気流通のために備えられた開口を通じてなされる。ウェーハプロセス領域１３１とサービス領域１２０との空気流動は、プロセス領域１３１の周囲に存在する間隙または空気流通のために備えた開口１３１ａによりなされる。
【００３４】
以上のような清浄空気の流れ構造によれば、ウェーハプロセス領域１３１の清浄度が他の領域に比べて非常に高く維持される。ウェーハプロセス領域１３１には空気供給装置５００から２次浄化された清浄空気が供給され、ウェーハプロセス領域１３１がサービス領域１２０とウェーハ移送領域１３２に比べて高圧力を維持するため、サービス領域１２０とウェーハ移送領域１３２からウェーハプロセス領域１３１内に清浄空気が逆流動しない。特に、ウェーハプロセス領域１３１の内部から発生したパーチクルが、ウェーハプロセス領域１３１の高圧力によりサービス領域１２０およびウェーハ移送領域１３２に排出される。またロボットが設けられていて、これより多量のパーチクルが発生するウェーハ移送領域１３２の空気は直ぐに作業領域１１０に排出される。
【００３５】
図６は図５に示したウェーハ移送領域１３２と作業領域１１０との間に備えられた空気排出装置６００を示す。空気排出装置６００はウェーハ移送領域１３２の空気を作業領域１１０に強制排出する。空気排出装置６００は、ウェーハ移送領域１３２と作業領域１１０との圧力差がウェーハ移送領域１３２の空気を作業領域１１０に排出できる程に大きくないとか、それとも逆流動現象が発生する可能性がある時に適用される。しかし、この場合においてもウェーハプロセス領域１３１の圧力はウェーハ移送領域１３２の圧力より高くなければならない。
【００３６】
ウェーハプロセス領域１３１に供給された清浄空気は、相対的に低い圧力を維持するサービス領域１２０とウェーハ移送領域１３２に分散されて流動する。ウェーハ移送領域１３２の空気は強制排出装置６００により作業領域１１０に排出される。ウェーハ移送領域１３２と作業領域１１０との間に備えられるボートゲート１１４ｂ、またはこれに備えられるドア周囲の間隙を通じて作業領域１１０から流入された清浄空気も、強制排出装置６００により再び作業領域１１０に排出される。
【００３７】
空気供給装置５００は作業領域１１０から空気を吸入して浄化した後、これをウェーハプロセス領域１３１およびウェーハ移送領域１３２に供給する。空気供給装置５００に吸入される空気は下部プレナム３００から提供されうり、また空気供給装置５００自体が下部プレナム３００内に位置される。そして、空気供給装置５００により２次浄化された空気が供給される要素または領域の数は、供給される工程装置構造に従って増加できる。空気供給装置５００は次のような他の実施例のように応用されうる。
【００３８】
図７は空気排出経路７００がウェーハ移送領域１３２と下部プレナム３００に直接連結されている、ウェーハ移送領域１３２からの空気排出構造の他の実施例を示す。下部プレナム３００は作業領域１１０とサービス領域１２０を通過した全ての清浄空気を回収するものであって、非常に低い圧力を維持している。従って、たとえウェーハ移送領域１３２がウェーハプロセス領域１３１より低い圧力を維持しても、空気排出経路７００により直接連結されている下部プレナム３００よりは高い圧力を維持しているため、ウェーハ移送領域１３２の空気は下部プレナム３００に速かに流動する。空気排出経路７００は管状部材、板状部材および/または他の部材によって提供される。
【００３９】
ウェーハプロセス領域１３１に供給された清浄空気は、相対的に低い圧力を維持するサービス領域１２０とウェーハ移送領域１３２に分散されて流動する。ウェーハ移送領域１３２の清浄空気は空気排出経路７００を通じて下部プレナム３００に排出される。ウェーハ移送領域１３２と作業領域１１０との間に備えられるボートゲート１１４ｂ、またはこれに備えられるドア周囲の間隙を通じて作業領域１１０から流入された清浄空気も、空気排出経路７００を通じて下部プレナム３００に排出される。
【００４０】
図８および図９はウェーハプロセス領域１３１とウェーハ移送領域１３２に清浄空気を供給するものであって、２つの空気供給装置に分離された空気供給手段を示す。
図８を参照すれば、第１空気供給装置５０１はウェーハプロセス領域１３１とウェーハ移送領域１３２に２次浄化された清浄空気を供給する。第１空気供給装置５０１は作業領域１１０の上部側から清浄空気を吸入する。場合によって、第１空気供給装置５０１は下部プレナム３００および／またはサービス領域１２０から清浄空気を吸入して２次浄化する。第２空気供給装置５０２は最高の清浄度が維持されるべきウェーハプロセス領域１３１にだけ清浄空気を供給する。第２空気供給装置５０２も作業領域１１０から清浄空気を吸入する。場合によって、第２空気供給装置５０２は下部プレナム３００および／またはサービス領域１２０から清浄空気を吸入して２次浄化する。
【００４１】
図９を参照すれば、第１空気供給装置５０１は、ウェーハプロセス領域１３１とウェーハ移送領域１３２に共に２次浄化された清浄空気を供給する。第１空気供給装置５０１は作業領域１１０の上部側から清浄空気を吸入し、場合によっては下部プレナム３００および／またはサービス領域１２０から清浄空気を吸入して２次浄化する。第２空気供給装置５０２は第１空気供給装置５０１に２次浄化した空気を供給する。第２空気供給装置５０２も作業領域１１０から清浄空気を吸入する。場合によって、第２空気供給装置５０２は下部プレナム３００および／またはサービス領域１２０から清浄空気を吸入して２次浄化する。
【００４２】
図８と図９に示したように、ウェーハプロセス領域１３１に注入された清浄空気は、相対的に低い圧力を維持するサービス領域１２０とウェーハ移送領域１３２に分散されて流動する。同じく、ウェーハ移送領域１３２の清浄空気は空気排出口１１４ｄを通じて作業領域１１０に排出される。
図８と図９はボートゲート１１４ｂがドア１１４ｃにより閉鎖された状態を示し、その下部の空気排出口１１４ｄを通じて清浄空気の排出が起こる状態を示す。ドアは一般にボートゲート１１４ｂだけでなくウェーハゲート１３２ａにも設けられ、ドア自体に空気の流通できる開口が備えられうる。
【００４３】
図８と図９に示した形態の空気供給構造は、一つの空気供給装置で十分量の２次清浄空気が供給できないとか、またはウェーハプロセス領域１３１の圧力をウェーハ移送領域１３２に対して希望の程度の差を有するように上昇できない時に適用できる。さらに、このような空気供給構造は振動分散効果を有するため、ウェーハプロセス領域１３１が振動に非常に敏感なウェーハ露光領域の時に適用されることが望ましく、図５〜図７に示したマイクロエレクトロニクス製造システムに適用できる。
【００４４】
図１０は図７に示したような清浄空気流動構造を有するマイクロエレクトロニクス製造システムの概略的な構造を示す。
図１０を参照すれば、壁体１０４によりサービス領域１２０と作業領域１１０が区画されているクリーンルーム１００の上下に上部プレナム２００と下部プレナム３００が位置する。クリーンルーム１００と上部プレナム２００との間には空気フィルター２０１が設けられたブラインドパネル２０２が備えられている。クリーンルーム１００の底に該当する回折格子１０３は、下部プレナム３００に設けられた柱３０１により支持されている。
【００４５】
露光装置１３０はウェーハ移送領域１３２とウェーハプロセス領域１３１とを具備する。ウェーハ移送領域１３２は作業領域１１０に隣接し、ウェーハ移送領域１３２と作業領域１１０との間にはウェーハが搭載されたボート９０が通過するボートゲート１３３が備えられ、ボートゲート１３３にはこれを開閉するドア１３３ａが設けられている。ウェーハ移送領域１３２には、ボート９０からウェーハを取出し、これをウェーハゲート１３４を通じてウェーハプロセス領域１３１にローディングするロボット８０が設けられている。ロボット８０はウェーハのローディングと共に、作業済みのウェーハを再びボート９０に復帰させるアンローディング作業を遂行する。
【００４６】
ウェーハプロセス領域１３１ではレチクルによる露光が実施される。レチクルは後述するレチクルステージから供給される。図示しない空気供給装置は、ウェーハ移送領域１３２とウェーハプロセス領域１３１に清浄空気を供給する。空気供給装置は上部プレナムに近い作業領域１１０の上部から清浄空気を吸入した後、これを物理的および／または化学的にフィルタリングし、これをウェーハプロセス領域１３１、ウェーハ移送領域１３２に供給する。本発明によって、ウェーハプロセス領域１３１にさらに多くの清浄空気が供給されて、ウェーハプロセス領域１３１の圧力がウェーハ移送領域１３２の圧力に比べて高く維持される。
【００４７】
ウェーハ移送領域１３２で、図７の説明で言及された形態の空気排出経路７００がウェーハ移送領域１３２と下部プレナム３００を直接連結する。ウェーハ移送領域１３２の下部に備えられた空気排出経路７００は回折格子１０３に近く位置している。前述したように、下部プレナム３００は作業領域１１０とサービス領域１２０を通過した全ての清浄空気を回収するものであって、非常に低い圧力を維持している。従って、だいぶ高い圧力を維持しているウェーハ移送領域１３２が下部プレナム３００と直結しているので、ウェーハ移送領域１３２の空気は下部プレナム３００に速かに流動する。
【００４８】
図１０で矢印はクリーンルーム１００内における清浄空気の流動方向を示す。ウェーハプロセス領域１３１からの清浄空気が、ウェーハプロセス領域１３１の周囲に形成された開口および／またはウェーハゲート１３４を通じてサービス領域１２０およびウェーハ移送領域１３２に流動する。ウェーハ移送領域１３２への清浄空気は、ウェーハプロセス領域１３１からだけでなく作業領域１１０からも流入される。ウェーハ移送領域１３２に流入された清浄空気は、非常に低い圧力を維持する下部プレナム３００に空気排出経路７００を通じて排出される。
【００４９】
従って、ウェーハプロセス領域１３１が希望する高い清浄度を維持してパーチクルによるウェーハの汚染が防止される。言い換えれば、ウェーハプロセス領域１３１の圧力をウェーハ移送領域１３２の圧力に比べて高く維持することによって、ウェーハ移送領域１３２から発生したパーチクルがウェーハプロセス領域１３１に流入されることが防止される。特に、多量のパーチクルが発生するウェーハ移送領域１３２の清浄空気が、ウェーハプロセス領域１３１だけでなく作業領域１１０にも流入されず下部プレナム３００に直ぐに排出され、ウェーハ移送領域１３２から発生したパーチクルによるクリーンルーム１００の汚染が効果的に防止される。
以上のような構造のマイクロエレクトロニクス露光装置において、図６に示したような構造の強制排出装置をウェーハ移送領域１３２と作業領域１１０との間に備えることができる。
【００５０】
図１１を参照すれば、ウェーハ移送領域１３２と作業領域１１０を隔離している壁体１０４の上部側にドア１３３ａを有するボートゲート１３３が備えられ、その下部の内側に送風装置６０１が結合されている。送風装置６０１に対応する壁体の部分に空気流通のための貫通孔１１１が多数形成されている。送風装置６０１は、ウェーハ移送領域１３２の空気およびこれに含まれたパーチクルを強制的に作業領域１１０に排出する。
【００５１】
図１２と図１３は、空気供給手段として２つの空気供給装置が適用されうる露光装置の全体構造を概略的に示す。
図１２を参照すれば、ウェーハプロセス領域１３１とウェーハ移送領域１３２がドア１３４ａが備えられたウェーハゲート１３４により連結され、この上に露光に必要なレチクルまたはマスクを提供するレチクルステージ領域１３５が備えられている。レチクルステージ領域１３５には、露光用フィルムとしての複数のレチクル１３７と前記レチクル１３７を露光位置にローディングおよびアンローディングするロボット１３８が備えられる。
【００５２】
第１空気供給装置５０１から清浄空気が、ウェーハプロセス領域１３１、ウェーハ移送領域１３２そしてレチクルステージ領域１３５に供給される。第１空気供給装置５０１は第２空気供給装置５０２と一定距離を隔てて設けられ、作業領域１１０から空気を供給され、これを内部で物理的および／または化学的に２次浄化する。露光装置は振動等に敏感なため、サービス領域１３２の底部材３２０から離隔した独立した防振ベース３１０上に設けられる。
【００５３】
露光装置に隣接している第２空気供給装置は下部プレナム３００またはサービス領域１２０から清浄空気を吸入し、内部で２次浄化された清浄空気をウェーハプロセス領域１３１に供給する。
【００５４】
図１３に示した実施例によれば、第２空気供給装置５０２で２次浄化された清浄空気は第１空気供給装置５０１に供給される。第１空気供給装置５０１はウェーハプロセス領域１３１、ウェーハ移送領域１３２そしてレチクルステージ領域１３５に空気を供給する。この時に第１空気供給装置は物理的および／または化学的空気浄化機能を有し、第２供給装置は物理的空気浄化機能を有するようにすることが望ましい。
【００５５】
図１２と図１３に示したように、空気流通できる空気流通経路１１６がウェーハ移送領域１３２と作業領域１１０との間で下部プレナム３００側に近く備えられている。従って、空気流通経路１１６を通じてウェーハ移送領域１３２の空気が作業領域１１０に排出されるためには、ウェーハ移送領域１３２の圧力が作業領域１１０の圧力に比べて高いべきである。またウェーハ移送領域１３２よりウェーハプロセス領域１３１の圧力が高いべきである。レチクルステージ領域１３５にパーチクルの発生原因のロボット１３８が備えられているので、パーチクルを作業領域１１０に排出する必要がある。このためにウェーハステージ領域１３５の圧力を作業領域の圧力より高くして、ウェーハステージ領域１３５の空気をレチクルドア１３６の周辺に存在する間隙や他の開口を通じて作業領域１１０に排出させることが望ましい。
【００５６】
前記のような各領域間の圧力差は、前述したように第１、第２空気供給装置５０１、５０２による空気供給量の調節によって調整できる。
【００５７】
従来の露光装置と本発明に係る前述したような構造を有する露光装置に付着されるパーチクルの数、特にウェーハプロセス領域１３１内のパーチクルの数は実際のプロセス条件に準ずる実験により表１のように得られた。
【００５８】
【表１】
0004346175.tif 000002
【００５９】
表１の実験結果は５インチウェーハに対することであって、数値は各サンプルウェーハに付着された０．１μｍ以上の大きさを有するパーチクル数を示す。このような結果は、ウェーハ移送領域からウェーハプロセス領域への空気逆流動に従うウェーハ汚染の深刻性を示す。従来にはウェーハ利用領域からウェーハプロセス領域に空気が逆流動することに対する考察がなく、従って空気逆流動に対するいかなる積極的な解決策の研究もなされなかった。
【００６０】
図１４は図１２および図１３に示した露光装置において、ウェーハプロセス領域とウェーハ移送領域との円滑な空気流通を図りながらも外光の流入を効果的に遮断するためのドア１３４ａの正面図であり、図１５は図１４の側面図である。
【００６１】
図１４と図１５を参照すれば、ウェーハプロセス領域１３１とウェーハ移送領域１３２を隔離する壁体１４０にウェーハゲート１３４が備えられ、ウェーハゲート１３４にこれを開閉する一組のドア１３４ａが設けられている。ドア１３４ａにはウェーハの通過のためのスリット１３４ｃが形成されている。そして、各ドア１３４ａの下部側には空気の流通を可能にすると同時に、光の流入を遮断するルーバ１３４ｂが設けられている。ルーバ１３４ｂは、ドア１３４ａの平面に対して所定角度にその平面が傾いている複数の窓格子１３４ｄが多数並んで配置されている構造を有する。このような構造によれば、ウェーハプロセス領域１３１からウェーハ移送領域１３２の下方に向いて傾いた方向への空気の流通は可能であり、ウェーハ移送領域１３２からの光は遮断される。
【００６２】
図１６に示したように、窓格子１３４ｄに回転軸を備え、これをドアに回転自在に支持させることによって、窓格子１３４ｃの回転方向に従って空気の流通が許容または遮断できる。
【００６３】
図１７はウェーハ移送領域１３２におけるパーチクル発生を最大限抑制するための構造を有する露光装置の一部を示す。
図１７に示したように、ウェーハを搭載したボート８０６が安着されるボートステージ８０５がウェーハ移送領域１３２内に備えられる。ボートステージ８０５に隣接してウェーハリフタ９００と第１ウェーハ移送ロボット８０１とが位置する。第１ウェーハ移送ロボット８０１はレール８０２上に設けられてレール８０２を通して往復移動できるようになっている。第１ウェーハ移送ロボット８０１はウェーハリフタ９００に隣接設置され、ウェーハをウェーハボート８０６からウェーハリフタ９００の安着部９０１およびその反対に移送する。ウェーハステージ領域１３１内にはウェーハリフタ９００の安着部９０１に位置するウェーハをウェーハステージ領域１３１およびその反対に移送する第２ウェーハ移送ロボット８１１が位置する。
【００６４】
ウェーハリフタ９００は図１８に示したように、一つのウェーハが安着される安着部９０１がその上段部に備えられた昇下降体９０２と、昇下降体９０２に動力を提供する胴体９０４とを有する。ウェーハリフタの胴体９０４は所定容積のケース９０５内に収容されている。ケース９０５の内部空間は外部の真空源９０６に連結されて、ウェーハリフタ９００の胴体から発生したパーチクルが真空源により外部に排出される。
【００６５】
このような構造のウェーハリフタ９００はケース９０５により保護されているため、胴体９０４から発生したパーチクルがウェーハ移送領域１３２の空間に流れ出ることが防止される。
【００６６】
【発明の効果】
以上、説明したように、ウェーハ移送領域からウェーハプロセス領域に空気が逆流動することを防止するために、ウェーハに対する所定のプロセスがなされるウェーハプロセス領域の圧力をウェーハ移送領域の圧力より高く維持する。このような空気逆流動を防止するために維持される領域間の圧力差は各々に供給される清浄空気量により調節できる。望ましくは、ウェーハプロセス領域の圧力より低い圧力を有するウェーハ移送領域内の清浄空気を作業領域または下部プレナムに排出させることによって、ウェーハ移送領域内の空気滞留を防止して空気滞留によるパーチクルの蓄積を防止する。
【００６７】
このようなことを適用する本発明に係るマイクロエレクトロニクス製造システムのクリーニング方法とマイクロエレクトロニクス製造システムは、今まで具体的に説明された露光装置以外にマイクロエレクトロニクス素子の製造に適用される多くのシステムに適用できる。本発明によれば、表１に示したように、ウェーハに対するパーチクルの付着が減少若しくは極小化され、さらにこれを除去することによってマイクロエレクトロニクス素子等の収率が増進できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のマイクロエレクトロニクス製造システムのレイアウトを示す平面図である。
【図２】従来のマイクロエレクトロニクス製造システムのレイアウトを示す側面図である。
【図３】従来のマイクロエレクトロニクス製造システムの清浄空気の流動状態を示す図である。
【図４】図３に示した形態の清浄空気の流動構造を有する従来の露光システムの概略的な構造図である。
【図５】本発明に係るクリーニング方法および装置の第１実施例に係るマイクロエレクトロニクスシステムの垂直的な構造を示す図である。
【図６】本発明に係るクリーニング方法および装置の第２実施例に係るマイクロエレクトロニクスシステムの垂直的な構造を示す図である。
【図７】本発明に係るクリーニング方法および装置の第３実施例に係るマイクロエレクトロニクスシステムの垂直的な構造を示す図である。
【図８】本発明に係るクリーニング方法および装置の第４実施例に係るマイクロエレクトロニクスシステムの垂直的な構造を示す図である。
【図９】本発明に係るクリーニング方法および装置の第５実施例に係るマイクロエレクトロニクスシステムの垂直的な構造を示す図である。
【図１０】図７に示した清浄空気の流動構造を有するマイクロエレクトロニクス露光システムの概略的な垂直構造図である。
【図１１】本発明に係るマイクロエレクトロニクスシステムおよび方法の実施例に適用される清浄空気排出装置の実施例を示す図である。
【図１２】本発明に係るマイクロエレクトロニクスシステムおよび方法の実施例に適用されうる露光装置の第１実施例の垂直構造を示す図である。
【図１３】本発明に係るマイクロエレクトロニクスシステムおよび方法の実施例に適用されうる露光装置の第２実施例の垂直構造を示す図である。
【図１４】本発明に係るマイクロエレクトロニクスシステムおよび方法の実施例に適用されうるウェーハゲートの正面図である。
【図１５】図１４に示したウェーハゲートの断面図である。
【図１６】図１４に示したウェーハゲートのルーバの側面図である。
【図１７】本発明に係るマイクロエレクトロニクスシステムおよび方法の実施例に適用されうる露光装置の第３実施例の垂直構造を示す図である。
【図１８】本発明に係るマイクロエレクトロニクスシステムおよび方法の実施例に適用されうるものであって、図１７に示した露光装置のウェーハリフタの概略的な斜視図である。
【符号の説明】
１０４    壁体
１１０    作業領域
１１４ｂ  ボートゲート
１２０    サービス領域
１３１    ウェーハプロセス領域
１３１ａ  開口
１３２    ウェーハ移送領域
１３２ａ  ウェーハゲート
２００    上部プレナム
３００    下部プレナム
５００    空気供給装置
【図１】
0004346175.tif 000003
【図２】
0004346175.tif 000004
【図３】
0004346175.tif 000005
【図４】
0004346175.tif 000006
【図５】
0004346175.tif 000007
【図６】
0004346175.tif 000008
【図７】
0004346175.tif 000009
【図８】
0004346175.tif 000010
【図９】
0004346175.tif 000011
【図１０】
0004346175.tif 000012
【図１１】
0004346175.tif 000013
【図１２】
0004346175.tif 000014
【図１３】
0004346175.tif 000015
【図１４】
0004346175.tif 000016
【図１５】
0004346175.tif 000017
【図１６】
0004346175.tif 000018
【図１７】
0004346175.tif 000019
【図１８】
0004346175.tif 000020