CN1177711A

CN1177711A - 净化室

Info

Publication number: CN1177711A
Application number: CN 97115443
Authority: CN
Inventors: 长舟平; 福本隼明; 谷博司; 江崎浩治
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-09-24
Filing date: 1997-07-21
Publication date: 1998-04-01

Abstract

提供一种在半导体装置的制造过程中能防止半导体晶片在输送时或保管时的化学污染、同时根据需要能进行局部的空调管理的净化室。由空调机2取入的进行了温度、湿度控制的空气通过天花板过滤器8被供给作业区4,在通过格栅10被吸引的净化室1中,将风扇过滤装置9只增加配置在作业区4中配置的输送装置5及保管装置6的上方,将除去了化学烟雾的化学游离空气供给输送装置5及保管装置6。

Description

净化室

本发明涉及在制造半导体装置的净化室中进行局部净化的净化室。

以往，由于来自净化室环境的污染，致使半导体装置的成品率下降，所以要在与进行温度、湿度控制的同时将通常数微米级的异物除去了的净化室内进行制造。

图9是表示现有的净化室的图，图中1是净化室，2是取入外界空气并进行温度、湿度控制后将空气供给净化室1的空调机。净化室1由从空调机2供给空气的天花板间壁室3、配置了生产装置等进行作业的作业区4和配置了动力供给设备及环保设备等的实用区7构成，在天花板间壁室3和作业区4之间设置了将数微米级的尘埃等异物从天花板间壁室3的空气中除去用的HEPA(High Efficiency Particulate Air)过滤器或ULPA(Ultra Low Penetration Air)过滤器等天花板过滤器8，作业区4通过台面上的格栅10与实用区7相联通，通过格栅10将作业区4的空气吸引到实用区7中，设有使空气从实用区7到天花板间壁室3循环的循环通道11。另外，为了防止来自外部空气的异物进入，净化室1内的气压比外部气压高，但由于门的开闭或从装置排放气体等而使净化室1内的气压降低，所以要经常检测净化室1内的气压，改变空调机2的送风扇的转速，控制压力，以便使净化室1内的气压保持比外部高一定值的状态。

伴随半导体装置的高度集成化所要求的图形的精细化、厚度的薄膜化，存在由制造半导体装置的净化室内的空气中含有的有机物或无机物构成的亚微粒级的化学烟雾、气体等造成的化学性污染的问题。特别是在半导体装置的制造过程中，在各制造装置之间输送时或保管时存在对半导体晶片的化学污染问题。这是因为将氮气等惰性气体直接导入制造装置，且内部装有各种过滤器和风扇而成独立的系统，以提高装置内部的清洁度。作为成为化学性污染的原因的化学烟雾有：混合在取入的外界空气中的硫化物类的气体或酸类气体、净化室内的制造装置等中使用的药品蒸发的气体、净化室壁的混凝土和制造装置上的涂料蒸发的气体等，对半导体装置有以下不良影响。

1.半导体装置中使用的金属等受到腐蚀，半导体装置的可靠性下降。特别是Al布线因被腐蚀，致使布线电阻增大，发生断线等，造成晶体管特性变化、功能丧失。

2.采用CVD法成膜时，由于成膜面的污染致使成膜层的生长异常，图形的形成容易发生异常。

3.氟类气体使表面状态变质，钠离子使氧化膜加速氧化，造成氧化膜厚度异常，致使晶体管特性变化。

图10示出了净化室1的循环系统中配置了能将化学烟雾除去的化学过滤器33a、33b、33c的实例。33a是配置在格栅10下面的化学过滤器，33b是配置在使空气从实用区7到天花板间壁室3进行循环的循环通道11中的化学过滤器，33c是加在天花板过滤器8中的化学过滤器。通过将化学过滤器33a、33b、33c中的至少任意一个配置在净化室1内，而将化学烟雾从作业区4除去。

现有的净化室如上构成，在半导体装置的制造过程中，特别是在半导体装置的输送时或保管时存在对半导体晶片的污染问题，而用HEPA过滤器或ULPA过滤器却不能除去空气中含有的从化学物质产生的化学烟雾，另外，在采取在净化室1的空气循环系统中配置能除去化学烟雾的化学过滤器33a～33c，使净化室1内的全部空气通过化学过滤器33a～33c，将化学烟雾从净化室1的作业区4全体除去的方式的情况下，存在空调设备的出厂成本和运转成本都增大等问题。

本发明就是为了解决上述问题而开发的，其目的在于提供一种在半导体装置的制造过程中能防止半导体晶片在输送时或保管时的化学污染、同时根据需要能进行局部的空调管理的净化室。

本发明的净化室备有：与控制外界的空气温度、湿度的同时、使净化室内相对于外界呈正压状态供给按第1除尘程度管理的第1清洁度的空气的空调机；由空调机供给第1清洁度的空气的天花板间壁室；将天花板间壁室的第1清洁度的空气净化为第2除尘程度的第2清洁度的空气的天花板过滤器；配置在天花板过滤器的上游侧用来将空气中指定的化学物质降低到规定的含有量的风扇过滤装置；由天花板过滤器供给按第2清洁度管理的空气、由风扇过滤装置向规定区域供给按第2除尘程度的第3清洁度管理的化学游离空气的作业区；位于作业区的格栅台下面配置了动力供给设备及环保设备等的实用区；以及调整从作业区向实用区排放的空气的温度、使空气从实用区通过通道向天花板间壁室进行循环的空气循环设备。

另外，备有：与控制外界的空气温度、湿度的同时、使净化室内相对于外界呈正压状态供给按第1除尘程度管理的第1清洁度的空气的空调机；与控制外界的空气温度、湿度的同时、按第1除尘程度进行管理、生成使空气中指定的化学物质降低到规定的含有量的第4清洁度的化学游离空气的化学游离空气生成装置；由空调机供给第1清洁度的空气的天花板间壁室；配置在天花板间壁室内的规定区域、从化学游离空气的生成装置供给第4清洁度的化学游离空气的导风罩；将天花板间壁室的第1清洁度的空气净化为第2除尘程度的第2清洁度的空气的第1天花板过滤器、及将上述第4清洁度的化学游离空气净化为第2除尘程度的第3清洁度的化学游离空气的第2天花板过滤器；由第1天花板过滤器供给按第2清洁度管理的空气、同时在规定区域向导风罩内供给的化学游离空气由第2天花板过滤器净化为第3清洁度的化学游离空气后供给的作业区；位于作业区的格栅台下面配置了动力供给设备及环保设备等的实用区；以及调整从作业区向实用区排放的空气的温度、使空气从实用区通过通道向天花板间壁室进行循环的空气循环设备。

另外，化学游离空气的生成装置是一种从空调机供给第1清洁度的空气、从上述第1清洁度的空气中将指定的化学物质降低到规定的含有量的化学除去装置。

另外，第1清洁度的空气是从空调器供给实用区的空气。

另外，净化室备有：与控制外界的空气温度、湿度的同时、使净化室内相对于外界呈正压状态供给按第1除尘程度管理的第1清洁度的空气的空调机；与控制外界的空气温度、湿度的同时、按第2除尘程度进行管理、生成使空气中指定的化学物质及水分降低到规定的含有量的第5清洁度的化学游离干燥空气的化学游离干燥空气生成装置；配置了从化学游离干燥空气的生成装置供给干燥空气的具有密闭结构的输送装置及保管装置等的作业区；位于作业区的格栅台的下面配置了动力供给设备及环保设备等、从作业区及输送装置及保管装置等的排出口排出空气、同时从空调器供给空气的实用区；调整实用区的空气的温度并使空气通过通道向天花板间壁室进行循环的空气循环设备；以及配置在天花板间壁室内、将导入的第1清洁度的空气净化为第2清洁度的空气后供给作业区的天花板过滤器。

另外，输送装置备有：密闭结构的输送路径；从设置在输送路径的天花板部上的化学游离干燥空气的生成装置供给干燥空气的供给部；保持设置在输送路径的上部的被输送体的保持部；设置在输送路径的下部、配置了驱动装置等的驱动部；具有间隙而将保持部和驱动部隔开的罩；以及设置在驱动部的排气通道。通过管道供给输送路径的天花板部的干燥空气从保持部通过罩上的间隙从驱动部的排气通道向实用区排气。

另外，在输送路径中为了将供给天花板部的干燥空气均匀地供给到输送路径内，设置有带有以规定的间隔隔开平行地设置的许多小直径孔的整流板。

另外，输送装置在与其它装置的连接部位备有：被输送体的识别装置；设置了开闭自如的闸门的开口部；以及在有由化学游离干燥空气的生成装置供给的干燥空气的送出部的开口部上从输送路径的壁突出形成的檐部。

另外，保管装置备有：呈密闭结构的保管库；从设置在保管库的天花板部上的化学游离干燥空气的生成装置供给干燥空气的供给部；带有许多小直径的孔的搁板；以及设在底部的排气通道。通过管道供给保管库的天花板部的干燥空气通过搁板上的孔从排气通道排放到实用区。

图1是本发明的实施形态1的净化室的模式图。

图2是本发明的实施形态2的净化室的模式图。

图3是本发明的实施形态2的净化室的模式图。

图4是本发明的实施形态3的净化室的模式图。

图5是本发明的实施形态3的净化室的输送装置的侧视剖面图。

图6是本发明的实施形态3的净化室的输送装置的正视剖面图。

图7是本发明的实施形态4的净化室的输送装置的正视剖面图。

图8是本发明的实施形态4的净化室的输送装置的侧视剖面图。

图9是现有该种净化室的模式图。

图10是现有的另一净化室的模式图。

实施形态1

以下，就附图说明本发明的一实施形态的净化室。图1是本发明的净化室的模式图。

图中，1是净化室，2是取入外界空气并进行温度、湿度控制后将空气供给净化室1的空调机，3是从空调机2供给空气的天花板间壁室，4是配置了制造装置或天花板运行方式的输送装置5及保管装置6等进行作业的作业区，7是配置了动力供给设备及环保设备等的实用区，8是在天花板间壁室3和作业区4之间设置了HEPA过滤器或ULPA过滤器等的天花板过滤器，将数微米级的尘埃等异物从天花板间壁室3的空气中除去后供给作业区4。9是由化学过滤器及送风扇构成的风扇过滤装置，只在配置了输送装置5及保管装置6的部分的上方增加配置在天花板过滤器8上。10是作业区4的台面的格栅，11是使空气循环的循环通道，它利用设在实用区7中的循环风扇12使作业区4中的空气通过格栅10被吸引后从实用区7向天花板间壁室3进行循环，13是设置在循环通道11中的循环空气的温度调节装置。

输送装置5采用天花板运行方式，收容了半导体晶片的晶片载体14被保持在有运行车轮15的保持部16，利用线性电动机19驱动而沿设置在输送路径17内的运行轨道18进行输送。20是保持部16的横摆防止车轮，21是覆盖设置了运行车轮15、运行轨道18、线性电动机19等的驱动部22的罩，晶片载体14的保持部16和驱动部22通过小的间隙被分开。23是设置在驱动部22上的排风通道，24是将天花板运行方式的输送装置5的输送路径17固定在天花板上的吊具。

保管装置6有将晶片载体14送进送出的开放部或开闭门(未图示)，上面开放或采用孔板，侧面板24被延长到能高效率地获得通过风扇过滤装置的空气的高度。25是采用孔板的搁板。

为了防止来自外部空气的异物进入净化室1，且考虑由于门的开闭或从装置排放气体等而使气压降低，所以要经常检测净化室内的气压，改变空调机2的送风扇的转速，控制压力，以便使净化室1内的气压保持比外部高一定值的状态。另外，利用天花板过滤器8将尘埃等异物除去后的干净空气供给作业区4，同时作业区4内的空气利用设在实用区7中的循环风扇12被吸引排放到格栅10下面，所以作业区4内成为向下层流。另外，在天花板过滤器8中增加配置了由化学过滤器及送风扇构成的风扇过滤装置9的部分，能将数微米级的异物除去，同时能供给将成为化学污染原因的化学烟雾控制在1ppt～1f的浓度的干净的化学游离空气。

在配置了天花板方式的输送装置5的部分的天花板部增加配置风扇过滤装置9，只将通过了风扇过滤装置9的干净的化学游离空气供给输送路径17。在输送路径17内，为了防止含有化学烟雾的作业区4内的空气混入而调整从风扇过滤装置9送出的空气的量，以使作业区4的气压呈比其它区域高的状态。供给输送路径17的空气从覆盖驱动部22的罩21上的间隙被送入驱动部22，与在驱动部22中产生的异物一起从排气通道23被排出到格栅10下面的实用区7中。

另外，风扇过滤装置9还增加设置在配置了保管装置6的部分的天花板部，通过被延长到能高效率地获得从风扇过滤装置9供给的干净的化学游离空气的高度的侧面板24，只将干净的化学游离空气供给保管装置6内。在保管装置6内，为了防止含有化学烟雾的作业区4内的空气混入而调整从风扇过滤装置9送出的空气的量，以使作业区4的气压呈比其它区域高的状态。供给保管装置6的空气利用设在天花板间壁室3中的循环风扇12通过采用孔板的搁板25被迅速地吸引排放到格栅10下面。

另外，如图1中的虚线所示，也可以将从空调机2供给的空气供给实用区7，而不是供给天花板间壁室3。

如果按照本发明，则由于由化学过滤器将化学烟雾除去后的化学游离空气被供给半导体晶片的输送装置5及保管装置6，所以能防止半导体晶片在输送时及保管时的化学污染。另外，由于只向具有半密闭结构的输送装置5及保管装置6供给化学游离空气，所以能抑制空调设备的成本。

实施形态2

在实施形态1中，将由天花板过滤器8、化学过滤器和送风扇构成的风扇过滤装置9设置在输送装置5及保管装置6的上方，将化学游离空气供给输送装置5及保管装置6，但如图2所示，即使将导风罩26设在配置了输送装置5及保管装置6的部分的上方的天花板间壁室3的部分上，由化学游离空气的生成装置27在控制温度和湿度的同时将使化学烟雾控制在1ppt～1f浓度的化学游离空气供给导风罩26的内侧，即使使该空气通过天花板过滤器8供给输送装置5及保管装置6，也能获得同样的效果。另外，供给导风罩26的化学游离空气的压力比供给净化室的空气的压力大。另外，输送装置5及保管装置6的结构与实施形态1所示的结构相同。

如图3所示，也可以用将化学烟雾控制在1ppt～1f浓度的化学除去装置27a代替化学游离空气的生成装置27，将控制了温度和湿度的空气从空调机2导入，并将化学游离空气供给导风罩26内。

实施形态3

图4表示本发明的实施形态3的净化室，图5是配置在净化室中的输送装置的侧视剖面图，图6表示与制造装置连接的部分的输送装置的正视剖面图。图中，1是净化室，2是取入外界空气并进行温度、湿度控制后将空气供给净化室1的空调机，3是天花板间壁室，4是配置了制造装置和具有密闭结构的输送路径29的输送装置5及保管装置6等进行作业的作业区，7是配置了动力供给设备及环保设备等同时从空调机2供给空气的实用区，8是在天花板间壁室3和作业区4之间设置了HEPA过滤器或ULPA过滤器等的天花板过滤器，将数微米级的尘埃等异物从天花板间壁室3的空气中除去后供给作业区4。10是作业区4的台面的格栅，11是使空气循环的循环通道，它利用设在实用区7中的循环风扇12使作业区4中的空气通过格栅10吸引后从实用区7向天花板间壁室3进行循环，13是设置在循环通道11中的循环空气的温度调节装置。28是将数微米级的异物除去、同时将化学烟雾控制在1ppt～1f的浓度及将水分浓度控制在1ppb以下的化学游离干燥空气供给输送装置5及保管装置6的化学游离干燥空气生成装置，28a是化学游离干燥空气的供给管道，30是在与制造装置的连接部分从输送路径29突出形成的檐，有化学游离干燥空气的送出部。31是设在与制造装置的连接部上的输送路径29的闸门。

输送装置5及保管装置6的内部结构与图1所示的结构相同，说明从略。

为了防止来自外部空气的异物进入净化室1，且考虑由于门的开闭或从装置排放气体等而使气压降低，所以要经常检测净化室内的气压，改变空调机2的送风扇的转速，控制压力，以便使净化室1内的气压保持比外部高一定值的状态。另外，为了使从输送装置5及保管装置6排放到实用区7的空气是干燥空气，将从空调机2供给的空气导入实用区，通过控制从空调机2供给的空气的湿度来控制实用区7内的空气的湿度，通过循环通道11而在天花板间壁室3内循环。另外，由天花板过滤器8将尘埃等异物除去后的干净空气供给作业区4，同时利用设在实用区7中的循环风扇12吸引作业区4中的空气并将其排放到格栅10下面，所以作业区4内成为向下层流。

从化学游离干燥空气生成装置28通过供给管道28a输送的化学游离干燥空气供给具有风道结构的输送路径29内，从覆盖驱动部22的罩21上的间隙被送入驱动部22，与在驱动部22中产生的异物一起从排气通道23被迅速吸引排出到格栅10下面的实用区7中。在与制造装置的连接部位，通过按照预定的程序检测晶片载体14，闸门31自动地打开，同时从化学游离干燥空气生成装置28供给的化学游离干燥空气从檐30部分被送出，能防止在制造装置的连接部使被收容在晶片载体上的半导体晶片受化学污染。

从化学游离干燥空气生成装置28通过供给管道28a输送的化学游离干燥空气被供给具有密闭结构的保管装置6，通过采用孔板的搁板25上的孔从排气通道23被迅速地吸引排放到格栅10下面的实用区7中。

如果按照本实施形态，则由于化学烟雾及水分被控制在规定量以下的化学游离干燥空气被供给半导体晶片的输送装置5及保管装置6，所以能防止半导体晶片在输送时及保管时的化学污染及由水分造成的在半导体晶片上自然形成氧化膜。另外，由于只向具有半密闭结构的输送装置5及保管装置6供给化学游离干燥空气，所以能抑制空调设备的成本。

实施形态4

图7及图8是表示本发明的实施形态4的输送装置的正视剖面图及侧视剖面图。图中，32是以规定的间隔隔开并平行地设置在输送路径29的上部的带有许多小直径的孔的一对整流板。其它结构与实施形态3的结构相同，说明从略。

如果按照本实施形态，则由于使通过化学游离干燥空气的供给管道28a供给的化学游离干燥空气通过在一对整流板32上形成的小直径的孔供给到输送路径29内，所以能控制化学游离干燥空气气流的方向，均匀地将化学游离干燥空气供给输送路径29内。

如上所述，如果按照本发明，由于在半导体装置制造过程中通过防止半导体晶片在输送时及保管时的化学污染，能提高半导体装置的质量及合格率，同时由于能根据需要进行局部的空调管理，所以能抑制空调设备的成本。

Claims

1.一种净化室，其特征在于备有：

与控制外界的空气温度、湿度的同时、使净化室内相对于外界呈正压状态供给按第1除尘程度管理的第1清洁度的空气的空调机；

由上述空调机供给上述第1清洁度的空气的天花板间壁室；

将天花板间壁室的第1清洁度的空气净化为第2除尘程度的第2清洁度的空气的天花板过滤器；

配置在天花板过滤器的上游侧用来将空气中指定的化学物质降低到规定的含有量的风扇过滤装置；

由天花板过滤器供给按第2清洁度管理的空气、同时由上述风扇过滤装置向规定区域供给按第2除尘程度的第3清洁度管理的化学游离空气的作业区；

位于上述作业区的格栅台下面配置了动力供给设备及环保设备等的实用区；

以及调整从上述作业区向上述实用区排放的空气的温度、使空气从实用区通过通道向天花板间壁室进行循环的空气循环设备。

2.一种净化室，其特征在于备有：

与控制外界的空气温度、湿度的同时、按第1除尘程度进行管理、生成使空气中指定的化学物质降低到规定的含有量的第4清洁度的化学游离空气的化学游离空气生成装置；

由空调机供给上述第1清洁度的空气的天花板间壁室；

配置在上述天花板间壁室内的规定区域、从上述化学游离空气的生成装置供给第4清洁度的化学游离空气的导风罩；

将天花板间壁室的上述第1清洁度的空气净化为第2除尘程度的第2清洁度的空气的第1天花板过滤器、及将上述第4清洁度的化学游离空气净化为第2除尘程度的第3清洁度的化学游离空气的第2天花板过滤器；

由上述第1天花板过滤器供给按第2清洁度管理的空气、同时在规定区域向上述导风罩内供给的化学游离空气由第2天花板过滤器净化为第3清洁度的化学游离空气后供给的作业区；

以及调整从上述作业区向实用区排放的空气的温度、使空气从上述实用区通过通道向上述天花板间壁室进行循环的空气循环设备。

3.根据权利要求2所述的净化室，其特征在于：

化学游离空气的生成装置是一种从空调机供给第1清洁度的空气、将上述第1清洁度的空气中指定的化学物质降低到规定的含有量的化学除去装置。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的净化室，其特征在于：

第1清洁度的空气被从空调器供给实用区。

5.一种净化室，其特征在于备有：

与控制外界的空气温度、湿度的同时、按第2除尘程度进行管理、生成使空气中指定的化学物质及水分降低到规定的含有量的第5清洁度的化学游离干燥空气的化学游离干燥空气生成装置；

配置了从上述化学游离干燥空气的生成装置供给干燥空气的具有密闭结构的输送装置及保管装置等的作业区；

位于上述作业区的格栅台的下面配置了动力供给设备及环保设备等、从上述作业区及上述输送装置及保管装置等的排出口排出空气、同时从上述空调器供给空气的实用区；

调整上述实用区的空气的温度并使空气通过通道向天花板间壁室进行循环的空气循环设备；

以及配置在上述天花板间壁室内、将导入的第1清洁度的空气净化为第2清洁度的空气后供给作业区的天花板过滤器。

6.根据权利要求5所述的净化室，其特征在于：

输送装置备有：密闭结构的输送路径；从设置在上述输送路径的天花板部上的化学游离干燥空气的生成装置供给干燥空气的供给部；保持设置在上述输送路径的上部的被输送体的保持部；设置在输送路径的下部、配置了驱动装置等的驱动部；具有间隙而将上述保持部和上述驱动部隔开的罩；以及设置在上述驱动部的排气通道，通过管道供给上述输送路径的天花板部的干燥空气从上述保持部通过上述罩上的间隙从上述驱动部的排气通道向实用区排气。

7.根据权利要求6所述的净化室，其特征在于：

在输送路径中为了将供给天花板部的干燥空气均匀地供给到上述输送路径内，以规定的间隔隔开平行地配置有带有许多小直径的孔的整流板。

8.根据权利要求6或7所述的净化室，其特征在于：

输送装置在与其它装置的连接部位备有：被输送体的识别装置；设置了开闭自如的闸门的开口部；以及在有从化学游离干燥空气的生成装置供给的干燥空气的送出部的上述开口部上从输送路径的壁突出形成的檐部。

9.根据权利要求5所述的净化室，其特征在于：

保管装置备有：呈密闭结构的保管库；从设置在保管库的天花板部上的化学游离干燥空气的生成装置供给干燥空气的供给部；带有许多小直径的孔的搁板；以及设在底部的排气通道，通过管道供给上述保管库的天花板部的干燥空气通过上述搁板上的孔从上述排气通道排放到实用区。