JP2002147811A - クリーンルーム - Google Patents

クリーンルーム

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JP2002147811A
JP2002147811A JP2000340292A JP2000340292A JP2002147811A JP 2002147811 A JP2002147811 A JP 2002147811A JP 2000340292 A JP2000340292 A JP 2000340292A JP 2000340292 A JP2000340292 A JP 2000340292A JP 2002147811 A JP2002147811 A JP 2002147811A
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clean room
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air conditioning
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Toshiaki Nakagawa
敏明 中川
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体ウエハのような処理対象物の汚染を防
止できると共に、ケミカルフィルタについてのランニン
グコストを低減できるクリーンルームを提供する。 【解決手段】 処理対象物を処理するための機器本体１
４が設置された機器設置エリア３ｅ，３ｆと、処理対象
物が上記機器本体１４にロード又はアンロードされるプ
ロセスエリア４と、上記機器１４に対する操作が行われ
るオペレーションエリア２とを、この順に間仕切り４
２，４３を介して水平方向に並んだ状態に有する。機器
設置エリア３ｅ，３ｆ、プロセスエリア４、オペレーシ
ョンエリア２の空調は互いに独立して行われる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はクリーンルームに
関する。典型的には、この発明は半導体素子等を製造す
る環境として用いられるクリーンルームに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体素子製造用のクリーンルー
ムとしては例えば図３に示すようなものが知られている
（特開平１０−９６３３２号公報）。このクリーンルー
ム１０１では、クリーンルーム全体を、間仕切り１０１
ｃを介して独立した空調系統を有する複数のエリア（第
１、第２のエリア）１０１ａ、１０１ｂに分離してい
る。第１のエリア１０１ａで空調を受ける作業ゾーン１
２６ａには製造装置１１４ａ、搬送装置１２７、保管装
置１２８などが設置される一方、第２のエリア１０１ｂ
で空調を受ける作業ゾーン１２６ｂには特にケミカルミ
ストを発生する製造装置１１４ｂが設置されている。第
１のエリア１０１ａでは、外調機１１１やケミカルフリ
ーエア供給装置１２３からダスト除去及び湿度調整され
たエアやケミカルフリーエア（化学反応成分を含まない
エア）が後述する循環エアとともに、天井チャンバ１２
４ａ、ケミカルフィルタ１１２を有するファンフィルタ
ユニット１２５や、非ケミカルフィルタ（ＨＥＰＡ（Hi
gh Efficiency Particulate Air）フィルタ、ＵＬＰＡ
（Ultra Low Penetration Air）フィルタなど）１３０
ａを通して作業ゾーン１２６ａへ供給される。作業ゾー
ン１２６ａに供給されたエアは、グレーチング床（すの
こ状の床）１０７ａを通して下方のユーティリティゾー
ン１２９ａへ送られ、このユーティリティゾーン１２９
ａから温調装置１３２ａ、循環ファン１３１ａ、循環ダ
クト１０９ａを通して上方の天井チャンバ１２４ａへ戻
される。第２のエリア１０１ｂでは、外調機１１１から
湿度調整された空気が後述する循環エアとともに、天井
チャンバ１２４ｂ、非ケミカルフィルタ１３０ｂを通し
て作業ゾーン１２６ｂへ供給される。作業ゾーン１２６
ｂに供給されたエアは、グレーチング床１０７ｂを通し
て下方のユーティリティゾーン１２９ｂへ送られ、この
ユーティリティゾーン１２９ｂからケミカルフィルタ１
１０、温調装置１３２ｂ、循環ファン１３１ｂ、循環ダ
クト１０９ｂを通して上方の天井チャンバ１２４ｂへ戻
される。この結果、第１のエリア１０１ａ、第２のエリ
ア１０１ｂでは、供給されたエアの大部分（循環エア）
はそれぞれ第１のエリア１０１ａ内のみ、第２のエリア
１０１ｂ内のみを循環する（なお、作業ゾーン１２６
ａ，１２６ｂへ供給されたエアの一部は製造装置１１４
ａ，１１４ｂなどに設けられた局所排気によって図示し
ないダクトを通してクリーンルーム１０１外へ排出され
る。）。このようにして、各エリア１０１ａ、１０１ｂ
間のクロスコンタミネーションの防止を図っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のクリーンルーム１０１では、エアが流通する一つの
作業ゾーン１２６ａ内に製造装置１１４ａ、搬送装置１
２７、保管装置１２８などが混在しているため、作業ゾ
ーン１２６ａ内のどこかでダスト（粉塵など）の発生が
あれば、搬送装置１２７から製造装置１１４ａへ移され
て露出している半導体ウエハがそのダストによって汚染
されるおそれがある。
【０００４】また、第１のエリア１０１ａにおいて、ケ
ミカルフィルタ１１２を通ったエアと非ケミカルフィル
タ１３０ａを通ったエアとが作業ゾーン１２６ａ以降の
循環過程で混ざってしまうため、ケミカルフィルタ１１
２に対する負荷が大きくなる。ケミカル汚染の原因とな
るケミカルミスト（ナトリウム、カリウム、アルミニウ
ム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、アニモニア等の原子
あるいはイオン）は、製造装置からだけでなく、作業ゾ
ーン１２６ａでの物の搬送や作業者の移動によっても発
生するからである。また、第２のエリア１０１ｂにおい
ても、作業ゾーン１２６ｂ全域からのエア、すなわち製
造装置１１４ｂ自体が占めるエリアだけでなく、その周
りで作業者が移動するエリアからのエアがケミカルフィ
ルタ１１０を通るため、ケミカルフィルタ１１０に対す
る負荷が大きくなる。この結果、ケミカルフィルタ１１
２，１１０を、例えば数ヶ月から数年程度の周期で頻繁
に交換しなければならず、ケミカルフィルタについての
ランニングコストが高くなるという問題がある。
【０００５】なお、ＨＥＰＡフィルタ、ＵＬＰＡフィル
タなどの非ケミカルフィルタ１３０ａ，１３０ｂについ
ては、単価がケミカルフィルタの約１／３以下である
し、ケミカルフィルタに比して交換頻度も少ないので、
ランニングコストはあまり問題にはならない。
【０００６】そこで、この発明の目的は、半導体ウエハ
のような処理対象物の汚染を防止できると共に、ケミカ
ルフィルタについてのランニングコストを低減できるク
リーンルームを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明のクリーンルームは、処理対象物を処理す
るための機器本体が設置された機器設置エリアと、処理
対象物が上記機器本体にロード又はアンロードされるプ
ロセスエリアと、上記機器に対する操作が行われるオペ
レーションエリアとを、この順に間仕切りを介して水平
方向に並んだ状態に有するクリーンルームであって、上
記機器設置エリア、プロセスエリア、オペレーションエ
リアの空調は互いに独立して行われることを特徴とす
る。
【０００８】この発明のクリーンルームは、処理対象物
を処理するための機器本体が設置された機器設置エリア
と、処理対象物が上記機器本体にロード又はアンロード
されるプロセスエリアと、上記機器に対する操作が行わ
れるオペレーションエリアとを、この順に間仕切りを介
して水平方向に並んだ状態に有している。しかも、上記
機器設置エリア、プロセスエリア、オペレーションエリ
アの空調は互いに独立して行われる。したがって、例え
ば機器設置エリアまたはオペレーションエリアでダスト
（粉塵など）の発生があったとしても、プロセスエリア
で露出している処理対象物がそのダストによって汚染さ
れるおそれがない。したがって、処理対象物の汚染を防
止できる。また、通常要求されるクリーン度に応じて、
上記プロセスエリアの空調はケミカルフィルタを通るエ
アによって行われ、上記機器設置エリアとオペレーショ
ンエリアの空調はそれぞれ非ケミカルフィルタを通るエ
アによって行われるようにした場合、ケミカルフィルタ
を通るエアは上記プロセスエリアのものだけとなり、上
記機器設置エリアとオペレーションエリアのものは含ま
れないので、ケミカルフィルタに対する負荷が従来に比
して軽くなる。したがって、ケミカルフィルタについて
のランニングコストを従来に比して低減できる。
【０００９】なお、この明細書において、「ケミカルフ
ィルタ」とは、処理対象物に対するケミカル汚染の原因
となるケミカルミスト（ナトリウム、カリウム、アルミ
ニウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、アニモニア等の
原子あるいはイオン）を、化学反応を利用して除去する
ためのフィルタを意味する。また、「非ケミカルフィル
タ」とは、化学反応を用いず、粉塵などを物理的にトラ
ップして除去するためのフィルタを意味する。非ケミカ
ルフィルタとしては、例えばＨＥＰＡ（High Efficienc
y Particulate Air）フィルタ、ＵＬＰＡ（Ultra Low P
enetration Air）フィルタなどがある。
【００１０】一実施形態のクリーンルームは、上記プロ
セスエリアの空調はケミカルフィルタを通るエアによっ
て行われ、上記機器設置エリアとオペレーションエリア
の空調はそれぞれ非ケミカルフィルタを通るエアによっ
て行われることを特徴とする。
【００１１】この一実施形態のクリーンルームでは、上
記プロセスエリアの空調はケミカルフィルタを通るエア
によって行われ、上記機器設置エリアとオペレーション
エリアの空調はそれぞれ非ケミカルフィルタを通るエア
によって行われるので、各エリアで通常要求されるクリ
ーン度が容易に得られる。また、ケミカルフィルタを通
るエアは上記プロセスエリアのものだけとなり、上記機
器設置エリアとオペレーションエリアのものは含まれな
いので、ケミカルフィルタに対する負荷が従来に比して
軽くなる。したがって、ケミカルフィルタについてのラ
ンニングコストを従来に比して低減できる。
【００１２】一実施形態のクリーンルームは、請求項１
に記載のクリーンルームにおいて、上記各エリアには、
天井チャンバの下に所定のフィルタを介して空調を受け
る目的領域が設けられ、この目的領域の下にグレーチン
グ床を介して床下領域が設けられるとともに、上記床下
領域から天井チャンバへエアを戻すための循環ダクトが
設けられていることを特徴とするクリーンルーム。
【００１３】この一実施形態のクリーンルームでは、上
記各エリアにおいて、エアが天井チャンバから所定のフ
ィルタを通して目的領域へ供給され、この目的領域に供
給されたエアがグレーチング床を通して床下領域に入
り、この床下領域から循環ダクトを通して上記天井チャ
ンバへ戻される。天井チャンバでは、上記床下領域から
循環ダクトを通して戻されたエアに対してクリーンルー
ム外から取り込まれた比較的少量のエア（ダスト除去、
ケミカル除去など、必要なクリーン度に応じて適宜調整
されたもの）が混合され、この混合エアが上記フィルタ
を通して目的領域へ供給される。このクリーンルームで
は、このようにして各エリアでの空調が循環式になるの
で、各エリアに設けられたフィルタに対する負荷が軽く
なる。したがって、各フィルタについてのランニングコ
ストを低減できる。
【００１４】一実施形態のクリーンルームは、上記機器
設置エリアとプロセスエリアとを組み合わせてなる工程
ゾーンが上記オペレーションエリアを介して水平方向に
複数配置され、上記複数の工程ゾーンの空調は互いに独
立して行われることを特徴とする。
【００１５】この一実施形態のクリーンルームでは、上
記機器設置エリアとプロセスエリアとを組み合わせてな
る工程ゾーンが上記オペレーションエリアを介して水平
方向に複数配置され、上記複数の工程ゾーンの空調は互
いに独立して行われるので、クリーン度を工程ゾーン毎
に設定できる。したがって、処理対象物を処理するため
にその工程ゾーンに設置された機器の種類に応じてクリ
ーン度を設定できる。
【００１６】一実施形態のクリーンルームは、上記複数
の工程ゾーンが配置された内部クリーンエリアの周りを
間仕切りを介して外周通路エリアが取り囲み、上記外周
通路エリアの空調は上記内部クリーンエリアの空調とは
独立に行われることを特徴とする。
【００１７】この一実施形態のクリーンルームでは、上
記複数の工程ゾーンが配置された内部クリーンエリアの
周りを間仕切りを介して外周通路エリアが取り囲み、上
記外周通路エリアの空調は上記内部クリーンエリアの空
調とは独立に行われているので、この外周通路エリアが
クリーンルーム外の空間と上記内部クリーンエリアとの
間の緩衝領域となる。したがって、上記内部クリーンエ
リアの空調は、クリーンルーム外の環境の影響を受けず
に安定して行われる。
【００１８】一実施形態のクリーンルームは、上記内部
クリーンエリアの下方に、平面状の床を介して、上記機
器本体の動作を補助するための補機が設置された補機エ
リアが設けられ、上記補機エリアの空調は上記内部クリ
ーンエリアの空調に対して独立に行われることを特徴と
する。
【００１９】なお、「補機」とは、処理対象物を直接取
り扱わずに上記機器本体の動作を補助する機器を意味す
る。「補機」の例としては、上記機器本体が真空を必要
とする場合に機器本体から配管を介して真空排気を行う
ポンプユニット、上記機器本体が冷却を必要とする場合
に機器本体に往復配管を介して冷却水を循環させる熱交
換ユニット、上記機器本体が人体にとって有害な物質を
排出する場合に機器本体から配管を介してその有害物質
を取り込み、無害なものに変えてクリーンルーム外へ排
出する除害装置などが挙げられる。
【００２０】この一実施形態のクリーンルームでは、上
記内部クリーンエリアの下方に、平面状の床を介して、
上記機器本体の動作を補助するための補機が設置された
補機エリアが設けられているので、上記機器本体と補機
とを配管等によって接続することによって上記機器本体
の動作を補助できる。この場合、上記機器設置エリアに
機器本体とともに補機を設置する場合に比して、機器設
置エリアの面積および容積を少なくできる。また、上記
機器本体と補機とを接続する配管等は鉛直方向に設けれ
ば良いので、補機をクリーンルーム外の側方に設置する
場合に比して、実際上配管の長さを短くできる。また、
上記補機エリアの空調は上記内部クリーンエリアの空調
に対して独立に行われるので、上記内部クリーンエリア
で要求されるクリーン度を損なうことがない。したがっ
て、上記内部クリーンエリアで要求されるクリーン度が
容易に得られる。
【００２１】一実施形態のクリーンルームは、各補機は
エアが流通する共通の補機エリアに設けられていること
を特徴とする。
【００２２】この一実施形態のクリーンルームでは、各
補機はエアが流通する共通の補機エリアに設けられてい
るので、各補機毎に独立の補機エリアが設けられている
場合に比して、補機エリアの空調が容易になる。
【００２３】一実施形態のクリーンルームは、上記補機
エリアと外周通路エリアとが連通し、上記補機エリアと
外周通路エリアの空調は共通に行われることを特徴とす
る。
【００２４】この一実施形態のクリーンルームでは、上
記補機エリアと外周通路エリアとが連通し、上記補機エ
リアと外周通路エリアの空調は共通に行われるので、そ
れらが互いに独立に行われる場合に比して、空調が容易
になる。
【００２５】一実施形態のクリーンルームは、要求され
るクリーン度が高いエリアの気圧は、要求されるクリー
ン度が低いエリアの気圧よりも高く設定されていること
を特徴とする。
【００２６】この一実施形態のクリーンルームでは、要
求されるクリーン度が高いエリアの気圧は、要求される
クリーン度が低いエリアの気圧よりも高く設定されてい
るので、要求されるクリーン度が低いエリアから要求さ
れるクリーン度が高いエリアへダストが流れ込むことが
ない。したがって、要求されるクリーン度が高いエリア
のクリーン度が良好な状態に維持される。
【００２７】一実施形態のクリーンルームは、上記処理
対象物は或る工程ゾーンから別の工程ゾーンへオペレー
ションエリアを介してのみ搬送されるようになっている
ことを特徴とする。
【００２８】この一実施形態のクリーンルームでは、上
記処理対象物は或る工程ゾーンから別の工程ゾーンへオ
ペレーションエリアを介してのみ搬送される。すなわ
ち、或る工程ゾーンで処理を受けた後、別の工程ゾーン
へ移される前に機器設置エリアを通ることがない。した
がって、機器が発生したケミカルミストによって処理対
象物が汚染されるのを防止できる。
【００２９】一実施形態のクリーンルームは、上記グレ
ーチング床上での作業者のエリア間の往来は、上記外周
通路エリアとオペレーションエリアとの間、上記外周通
路エリアと機器設置エリアとの間のみで許容されること
を特徴とする。
【００３０】この一実施形態のクリーンルームでは、上
記グレーチング床上での作業者のエリア間の往来は、上
記外周通路エリアとオペレーションエリアとの間、上記
外周通路エリアと機器設置エリアとの間のみで許容され
る。すなわち、作業者はプロセスエリアへの立ち入りが
禁止されるとともに、オペレーションエリアと機器設置
エリアとの間の往来が禁止されている。したがって、作
業者の往来による空調の乱れが必要最小限に抑えられ
る。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、この発明のクリーンルーム
１を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００３２】図２は半導体素子製造用の一実施形態のク
リーンルーム１の平面レイアウトを示し、図１は図２に
おけるＸ−Ｘ′線矢視断面を示している。
【００３３】図２中、３ａはイオン注入装置本体が設置
された機器設置エリア、３ｂはフォトリソグラフィ装置
本体が設置された機器設置エリア、３ｃはドライエッチ
ング装置本体が設置された機器設置エリア、３ｄはＣＭ
Ｐ装置本体が設置された機器設置エリア、３ｅは酸化・
拡散装置本体が設置された機器設置エリア、３ｆはウエ
ット洗浄装置本体が設置された機器設置エリア、３ｇは
ＣＶＤ装置本体が設置された機器設置エリア、３ｈはメ
タル成膜装置本体が設置された機器設置エリアを示して
いる。なお、以下では、各機器設置エリアを適宜符号３
で代表して表すものとする。上記各装置は、処理対象物
としての半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」とい
う。）にそれぞれ所定の処理を加えるための機器として
設置されている。
【００３４】図２から分かるように、各機器設置エリア
３と、それに隣接する一つ又は二つのプロセスエリア４
とを組み合わせてなる工程ゾーンがオペレーションエリ
ア２を介して水平方向に複数、この例では４行２列に配
置されている。プロセスエリア４は、隣接する機器設置
エリア３に設置された機器本体にウエハをロード又はア
ンロードするためのエリアである。各機器設置エリア３
とそれに隣接するプロセスエリア４との間は略平板状の
間仕切り４２によって仕切られ、各工程ゾーン３，４と
オペレーションエリア２との間は略平板状の間仕切り４
３，４４によって仕切られている。また、工程ゾーンが
４行２列に配置された矩形エリア（これを「内部クリー
ンエリア」と呼ぶ。）１ｉの周りを間仕切り４１を介し
て外周通路エリア５が取り囲んでいる。外周通路エリア
５の外側には境界として外周壁４０が設けられている。
この外周壁４０の外側はクリーンルーム１外である。
【００３５】上記内部クリーンエリア１ｉ内に配置され
た複数の工程ゾーンの空調は互いに独立して行われ、オ
ペレーションエリア２の空調も各工程ゾーンの空調とは
独立して行われる。したがって、処理対象物を処理する
ためにその工程ゾーンに設置された機器の種類に応じ
て、クリーン度を工程ゾーン毎に設定できる。また、外
周通路エリア５の空調は内部クリーンエリア１ｉの空調
とは独立に行われる。この結果、外周通路エリア５がク
リーンルーム１外の空間と内部クリーンエリア１ｉとの
間の緩衝領域となる。したがって、内部クリーンエリア
１ｉの空調は、クリーンルーム１外の環境の影響を受け
ずに安定して行われる。
【００３６】外周壁４０には、クリーンルーム１外と外
周通路エリア５との間を作業者（装置オペレータおよび
保守担当者）が往来するためのドア２２が設けられてい
る。間仕切り４１には、外周通路エリア５とオペレーシ
ョンエリア２との間を作業者（主に装置オペレータ）が
往来するためのドア２０と、外周通路エリア５と各機器
設置エリア３との間を作業者（主に保守担当者）が往来
するためのドア２１が設けられている。このほかにはド
アは設けられていない。この結果、この面内での作業者
のエリア間の往来は、外周通路エリア５とオペレーショ
ンエリア２との間、外周通路エリア５と機器設置エリア
３との間のみで許容される。すなわち、作業者はプロセ
スエリア４への立ち入りが禁止されるとともに、オペレ
ーションエリア２と機器設置エリア３との間の往来が禁
止されている。したがって、作業者の往来による空調の
乱れが必要最小限に抑えられる。
【００３７】図１に示すように、このクリーンルーム１
には、グレーチング床７（各部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｐ
を含む）と、その下方に設けられた平面状の床８と、さ
らにその下方に設けられた平面状の床６を有している。
作業者が往来するのはグレーチング床７上である。
【００３８】上述の各間仕切り４１，４２，４３，…は
天井５０から床８まで延びている。天井５０と床８との
間で、間仕切り４１，４２によって仕切られた空間が機
器設置エリア３、間仕切り４２，４３によって仕切られ
た空間がプロセスエリア４、間仕切り４３，４３（及び
図２中の４４，４４）によって仕切られた空間がオペレ
ーションエリア２に相当する。後述するようにプロセス
エリア４内ではウエハがエアフローに直接晒される状態
になることから、他のエリア３，２のクリーン度に比し
てプロセスエリア４のクリーン度を高くする必要があ
る。このため、空調の効率を考慮して、プロセスエリア
４の容積は極力小さく設定されている。
【００３９】機器設置エリア３、オペレーションエリア
２の天井５０近傍にはそれぞれＨＥＰＡフィルタ１８
ａ，１８ｃが嵌め込まれた天井パネル４５ａ，４５ｃが
設けられ、これにより天井５０と天井パネル４５ａ，４
５ｃとの間にそれぞれ天井チャンバ２４ａ，２４ｃが形
成されている。プロセスエリア４の天井５０近傍にはケ
ミカルフィルタ１０とＵＬＰＡフィルタ１９とが積層状
態で両側の間仕切り４２，４３の間に架設され、これに
より天井５０とケミカルフィルタ１０との間に天井チャ
ンバ２４ｂが形成されている。このように内部クリーン
エリア１ｉでケミカルフィルタ１０が設けられているの
はプロセスエリア４のみであるから、ケミカルフィルタ
設置についてのイニシャルコストを従来に比して低減す
ることができる。
【００４０】機器設置エリア３では天井パネル４５ａか
らグレーチング床７ａまでの領域、プロセスエリア４で
はＵＬＰＡフィルタ１９からグレーチング床７ｂまでの
領域、オペレーションエリア２では天井パネル４５ｃか
らグレーチング床７ｃまでの領域が、それぞれ空調を受
ける目的領域２５ａ，２５ｂ，２５ｃとなっている。機
器設置エリア３の目的領域２５ａには上述の各装置本体
１４が設置され、プロセスエリア４にはウエハ搬送ロボ
ット１３が設置され、また、オペレーションエリア２の
目的領域２５ｂには公知のＳＭＩＦ（Standard Mechani
cal Interface）ボックス１２が設けられている。
【００４１】オペレーションエリア２内でＳＭＩＦボッ
クス１２はウエハキャリアを収容した状態で作業者によ
って運搬されて、各装置のポートに対応する位置まで移
動される。次に、ウエハは搬送ロボット１３によってプ
ロセスエリア４内に取り込まれ、プロセスエリア４内で
エアフローに直接晒される状態となって、装置本体１４
内にロード（装荷）される。装置本体１４によって処理
を受けた後、ウエハは装置本体１４からアンロードさ
れ、プロセスエリア４内で搬送ロボット１３によって再
びＳＭＩＦボックス１２に収容され、オペレーションエ
リア２へ戻される。このとき、その機器設置エリア３に
設置されている装置本体１４が真空チャンバを有するタ
イプのものであれば、ウエハの移動によってオペレーシ
ョンエリア２とプロセスエリア４との間の空調が互いに
干渉することはない。一方、その機器設置エリア３に設
置されている装置本体１４が真空チャンバを有しないタ
イプ（例えば常圧タイプ）のものであれば、ウエハの移
動によって一時的にオペレーションエリア２とプロセス
エリア４との間の空調が干渉するが、その干渉量は僅か
である。各工程間の搬送は、ＳＭＩＦシステムによっ
て、すなわちウエハキャリアを収容したＳＭＩＦボック
ス１２を作業者（装置オペレータ）が移動させることに
より行われる。つまり、ウエハは或る工程ゾーンから別
の工程ゾーンへ、機器設置エリア３を通らずオペレーシ
ョンエリア２を介してのみ搬送されるので、ウエハが機
器設置エリア３に設置された装置本体が発生したケミカ
ルミストによって汚染されることはない。しかも、ウエ
ハはＳＭＩＦボックス１２に収容されているので、オペ
レーションエリア２内でウエハがエアフローに晒される
ことはない。したがって、ウエハが汚染されるのを防止
できる。
【００４２】機器設置エリア３には、グレーチング床７
ａと床８との間の床下領域２９ａの端壁（図１では左側
壁）に、前面に温調器３２を備えた循環ファン３１が嵌
め込まれている。この循環ファン３１の後面側には、床
下領域２９ａと天井チャンバ２４ａとを接続するように
鉛直方向に延びる循環ダクト９が設けられている。ま
た、プロセスエリア４には、グレーチング床７ｂと床８
との間の床下領域２９ｂの端壁（図１には示されていな
い手前側の壁）に、前面に温調器を備えた循環ファンが
嵌め込まれている。この循環ファンの後面側には、床下
領域２９ｂと天井チャンバ２４ｂとを接続するように鉛
直方向に延びる循環ダクト（図示せず）が設けられてい
る。同様に、オペレーションエリア２でも、グレーチン
グ床７ｃと床８との間の床下領域２９ｃの端壁（図１に
は示されていない手前側の壁）に、前面に温調器を備え
た循環ファンが嵌め込まれている。この循環ファンの後
面側には、床下領域２９ｃと天井チャンバ２４ｃとを接
続するように鉛直方向に延びる循環ダクト（図示せず）
が設けられている。
【００４３】クリーンルーム１外には、ダスト除去及び
湿度調整されたエアを供給するための外調機１１が設け
られている。外調機１１が送り出すエアは、基本的に
は、機器設置エリア３、プロセスエリア４、オペレーシ
ョンエリア２の各天井チャンバ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ
に対してケミカルフィルタを介さずに供給される。ただ
し、酸化・拡散工程はケミカルミストとしての有機物に
よって悪影響を受け易いことから、図１中に特に示すよ
うに、酸化・拡散装置本体が設置された機器設置エリア
３ｅとそれに隣接するプロセスエリア４の天井チャンバ
２４ａ，２４ｂに対しては、外調機１１が送り出すエア
を有機物除去可能なケミカルフィルタ２０ａ，２０ｂを
介して供給する。また、フォトリソグラフィ工程はケミ
カルミストとしてのアンモニアによって悪影響を受け易
いことから、フォトリソグラフィ装置本体が設置された
機器設置エリア３ａとそれに隣接するプロセスエリア４
の天井チャンバに対しては、外調機１１が送り出すエア
をアンモニア除去可能なケミカルフィルタ（図示せず）
を介して供給する。
【００４４】外調機１１から機器設置エリア３の天井チ
ャンバ２４ａに供給されたエアは、後述する循環エアと
ともにＨＥＰＡフィルタ１８ａを通して清浄化された
後、目的領域２５ａへ供給され、この目的領域２５ａに
供給されたエアがグレーチング床７ａを通して床下領域
２９ａに入る。床下領域２９ａ内に入ったエアは、循環
ファン３１の回転によって、矢印１６で示すように水平
方向（図１では左向き）に移動し、温調器３２によって
温度調整され、循環ファン３１を通って循環ダクト９へ
送られ、この循環ダクト９を通して天井チャンバ２４ａ
へ戻される。天井チャンバ２４ａでは、床下領域２９ａ
から循環ダクト９を通して戻されたエア（循環エア）に
対して外調機１１から供給された比較的少量のエアが混
合され、この混合エアがＨＥＰＡフィルタ１８ａを通し
て目的領域２５ａへ供給される。なお、目的領域２５ａ
へ供給されたエアの大部分は循環エアとなるが、供給さ
れたエアの一部は装置本体１４などに設けられた局所排
気手段（ガスボックスの排気、熱排気など）によって図
示しないダクトを通してクリーンルーム１外へ排出され
る。
【００４５】また、外調機１１からプロセスエリア４の
天井チャンバ２４ｂに供給されたエアは、後述する循環
エアとともにケミカルフィルタ１０、ＵＬＰＡフィルタ
１９を通して清浄化された後、目的領域２５ｂへ供給さ
れ、この目的領域２５ｂに供給されたエアがグレーチン
グ床７ｂを通して床下領域２９ｂに入る。床下領域２９
ｂ内に入ったエアは、循環ファンの回転によって、記号
１７ｂで示すように水平方向（図１では手前向き）に移
動し、温調器によって温度調整され、循環ファンを通っ
て循環ダクト（床下領域２９ｂと天井チャンバ２４ｂと
を接続している）へ送られ、この循環ダクトを通して天
井チャンバ２４ｂへ戻される。天井チャンバ２４ｂで
は、床下領域２９ｂから循環ダクトを通して戻されたエ
ア（循環エア）に対して外調機１１から供給された比較
的少量のエアが混合され、この混合エアがケミカルフィ
ルタ１０、ＵＬＰＡフィルタ１９を通して目的領域２５
ｂへ供給される。
【００４６】同様に、外調機１１からオペレーションエ
リア２の天井チャンバ２４ｃに供給されたエアは、後述
する循環エアとともにＨＥＰＡフィルタ１８ｃを通して
清浄化された後、目的領域２５ｃへ供給され、この目的
領域２５ｃに供給されたエアがグレーチング床７ｃを通
して床下領域２９ｃに入る。床下領域２９ｃ内に入った
エアは、循環ファンの回転によって、記号１７ｃで示す
ように水平方向（図１では手前向き）に移動し、温調器
によって温度調整され、循環ファンを通って循環ダクト
（床下領域２９ｃと天井チャンバ２４ｃとを接続してい
る）へ送られ、この循環ダクトを通して天井チャンバ２
４ｃへ戻される。天井チャンバ２４ｃでは、床下領域２
９ｃから循環ダクトを通して戻されたエア（循環エア）
に対して外調機１１から供給された比較的少量のエアが
混合され、この混合エアがＨＥＰＡフィルタ１８ｃを通
して目的領域２５ｃへ供給される。
【００４７】このクリーンルーム１では、このようにし
て各エリア３，４，２での空調が循環式になるので、各
エリア３，４，２に設けられたフィルタ１８ａ，１０，
１９，１８ｃに対する負荷が軽くなる。したがって、各
フィルタ１８ａ，１０，１９，１８ｃについてのランニ
ングコストを低減できる。また、これらのエリア３，
４，２の空調は互いに独立して行われる。したがって、
例えば機器設置エリア３またはオペレーションエリア２
でダスト（粉塵など）の発生があったとしても、プロセ
スエリア４で露出しているウエハがそのダストによって
汚染されるおそれがない。したがって、ウエハの汚染を
防止できる。また、通常要求されるクリーン度に応じ
て、プロセスエリア４の循環エアによる空調はケミカル
フィルタ１０を通して行われ、機器設置エリア３とオペ
レーションエリア２の循環エアによる空調はそれぞれ非
ケミカルフィルタ１８ａ，１８ｃのみを通るエアによっ
て行われるので、ケミカルフィルタ１０を通る循環エア
はプロセスエリア４のものだけとなり、機器設置エリア
３とオペレーションエリア２のものは含まれないので、
ケミカルフィルタ１０に対する負荷が従来に比して軽く
なる。したがって、ケミカルフィルタ１０についてのラ
ンニングコストを従来に比して低減できる。
【００４８】内部クリーンエリア１ｉの下方には、平面
状の床８を介して、複数の工程ゾーンについて共通の補
機エリア３０が設けられている。この補機エリア３０に
は、各工程ゾーンの装置本体１４の動作を補助するため
の補機１５が設置される。このように複数の工程ゾーン
について補機エリア３０を共通にしている理由は、各補
機１５毎に独立の補機エリアを設けられている場合に比
して、補機エリア３０の空調が容易になるからである。
補機１５の例としては、機器本体１４が真空を必要とす
る場合に機器本体１４から配管を介して真空排気を行う
ポンプユニット、機器本体１４が冷却を必要とする場合
に機器本体１４に往復配管を介して冷却水を循環させる
熱交換ユニット、機器本体１４が人体にとって有害な物
質を排出する場合に機器本体１４から配管を介してその
有害物質を取り込み、無害なものに変えてクリーンルー
ム１外へ排出する除害装置などが挙げられる。この例で
は、補機１５を配管３９によって機器本体１４と接続す
ることによって機器本体１４の動作を補助するようにし
ている。この場合、機器設置エリア３に機器本体１４と
ともに補機１５を設置する場合に比して、機器設置エリ
ア３の面積および容積を少なくできる。また、機器本体
１４と補機１５とを接続する配管３９は鉛直方向に設け
れば良いので、補機１５をクリーンルーム１外の側方に
設置する場合に比して、実際上配管３９の長さを短くで
きる。
【００４９】この例では、補機エリア３０はグレーチン
グ床７ｐ、ダクト部３０ｐを介して外周通路エリア５と
連通している。この結果、外調機１１から供給されるエ
アによって、補機エリア３０と外周通路エリア５の空調
が共通に行われる。したがって、それらが互いに独立に
行われる場合に比して、空調が容易になる。また、補機
エリア３０と外周通路エリア５は外周壁４１と平面状の
床８によって内部クリーンエリア１ｉと仕切られている
ので、補機エリア３０と外周通路エリア５の空調は内部
クリーンエリア１ｉの空調に対して独立に行われ、内部
クリーンエリア１ｉで要求されるクリーン度を損なうこ
とがない。したがって、内部クリーンエリア１ｉで要求
されるクリーン度が容易に得られる。なお、補機エリア
３０へ供給されたエアは補機１５に設けられた局所排気
手段によって図示しないダクトを通してクリーンルーム
１外へ排出される。
【００５０】上記各エリアの気圧については、ウエハが
エアフローに晒されるプロセスエリア４が最も高く、次
いでオペレーションエリア２、機器設置エリア３、外周
通路エリア５、補機エリア３０の順に高く設定されてい
る。つまり、要求されるクリーン度が高いエリアの気圧
は、要求されるクリーン度が低いエリアの気圧よりも高
く設定されている。上記各エリアの間の圧力差はそれぞ
れ０．２ｍｍＨ2Ｏである。このようにした場合、要求
されるクリーン度が低いエリアから要求されるクリーン
度が高いエリアへダストが流れ込むことがない。したが
って、要求されるクリーン度が高いエリアのクリーン度
が良好な状態に維持される。例えば、ウエハがオペレー
ションエリア２からプロセスエリア４へ移動され、また
は逆にプロセスエリア４からオペレーションエリア２へ
戻されるとき、オペレーションエリア２からプロセスエ
リア４へダストが流れ込むことがない。また、外周通路
エリア５とオペレーションエリア２との間のドア２０が
開かれたとき、外周通路エリア５からオペレーションエ
リア２へダストが流れ込むことがない。同様に、外周通
路エリア５と機器設置エリア３との間のドア２１が開か
れたとき、外周通路エリア５から機器設置エリア３へダ
ストが流れ込むことがない。
【００５１】このクリーンルーム１を実際の半導体素子
製造工場に適用すれば、ケミカルフィルタについてのイ
ニシャルコスト（設置コスト）を従来に比して１／２、
ケミカルフィルタについてのランニングコストを従来に
比して１／１０に低減することができる。
【００５２】この効果をケミカルミストがアニモニアで
ある場合を例として説明する。従来例のクリーンルーム
では、ケミカルフィルタを全く設置しない場合、クリー
ンルーム内のアンモニア濃度が５ｎｇ／Ｌ（ナノグラム
／リットル）程度となる。このアンモニア濃度５ｎｇ／
Ｌを目標値０．０５ｎｇ／Ｌ以下にするためには、除去
効率９９％以上のケミカルフィルタが必要となる。現在
単独でそのような除去効率が得られるフィルタは存在し
ないため、除去効率９０％のケミカルフィルタを２段重
ねにして９９％の除去効率を得ることになる。一方、こ
の実施形態のクリーンルーム１では、アンモニアが発生
する機器設置エリア３とアンモニアが殆ど発生しないプ
ロセスエリア４とが分離されているので、ケミカルフィ
ルタ１０を取り外した状態でプロセスエリア４でのアン
モニア濃度が０．５ｎｇ／Ｌとなる。したがって、除去
効率９０％のケミカルフィルタを１段だけ設置すれば、
アンモニア濃度を０．０５ｎｇ／Ｌ（目標値）以下にす
ることができる。したがって、本発明によれば、ケミカ
ルフィルタについてのイニシャルコストを従来に比して
１／２にすることができる。また、ケミカルフィルタを
設置しない状態でのアンモニア濃度は、従来例では５ｎ
ｇ／Ｌとなるのに対し本発明では０．５ｎｇ／Ｌとなる
から、この１／１０という比がそのままランニングコス
トの比となる。
【００５３】なお、この実施形態では、ウエハ搬送をＳ
ＭＩＦシステムによって行うこととしたが、これに限ら
れるものではない。例えば、ウエハを自動搬送ロボット
によって搬送するシステムを採用しても良い。
【００５４】
【発明の効果】以上より明らかなように、この発明のク
リーンルームによれば、処理対象物の汚染を防止できる
と共に、ケミカルフィルタについてのランニングコスト
を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一実施形態のクリーンルームの部
分的な縦断面図である。
【図２】 上記クリーンルームの平面レイアウトを示す
図である。
【図３】 従来のクリーンルームの縦断面図である。
【符号の説明】 １ クリーンルーム １ｉ 内部クリーンエリア ２ オペレーションエリア ３，３ａ，３ｂ，…，３ｈ 機器設置エリア ４ プロセスエリア ５ 外周通路エリア ３０ 補機エリア

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 処理対象物を処理するための機器本体が
    設置された機器設置エリアと、処理対象物が上記機器本
    体にロード又はアンロードされるプロセスエリアと、上
    記機器に対する操作が行われるオペレーションエリアと
    を、この順に間仕切りを介して水平方向に並んだ状態に
    有するクリーンルームであって、 上記機器設置エリア、プロセスエリア、オペレーション
    エリアの空調は互いに独立して行われることを特徴とす
    るクリーンルーム。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のクリーンルームにおい
    て、 上記プロセスエリアの空調はケミカルフィルタを通るエ
    アによって行われ、上記機器設置エリアとオペレーショ
    ンエリアの空調はそれぞれ非ケミカルフィルタを通るエ
    アによって行われることを特徴とするクリーンルーム。
  3. 【請求項３】 請求項１または２に記載のクリーンルー
    ムにおいて、 上記各エリアには、天井チャンバの下に所定のフィルタ
    を介して空調を受ける目的領域が設けられ、この目的領
    域の下にグレーチング床を介して床下領域が設けられる
    とともに、上記床下領域から天井チャンバへエアを戻す
    ための循環ダクトが設けられていることを特徴とするク
    リーンルーム。
  4. 【請求項４】 請求項１、２または３に記載のクリーン
    ルームにおいて、 上記機器設置エリアとプロセスエリアとを組み合わせて
    なる工程ゾーンが上記オペレーションエリアを介して水
    平方向に複数配置され、 上記複数の工程ゾーンの空調は互いに独立して行われる
    ことを特徴とするクリーンルーム。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載のクリーンルームにおい
    て、 上記複数の工程ゾーンが配置された内部クリーンエリア
    の周りを間仕切りを介して外周通路エリアが取り囲み、 上記外周通路エリアの空調は上記内部クリーンエリアの
    空調とは独立に行われることを特徴とするクリーンルー
    ム。
  6. 【請求項６】 請求項４または５に記載のクリーンルー
    ムにおいて、 上記内部クリーンエリアの下方に、平面状の床を介し
    て、上記機器本体の動作を補助するための補機が設置さ
    れた補機エリアが設けられ、 上記補機エリアの空調は上記内部クリーンエリアの空調
    に対して独立に行われることを特徴とするクリーンルー
    ム。
  7. 【請求項７】 請求項６に記載のクリーンルームにおい
    て、 各補機はエアが流通する共通の補機エリアに設けられて
    いることを特徴とするクリーンルーム。
  8. 【請求項８】 請求項７に記載のクリーンルームにおい
    て、 上記補機エリアと外周通路エリアとが連通し、上記補機
    エリアと外周通路エリアの空調は共通に行われることを
    特徴とするクリーンルーム。
  9. 【請求項９】 請求項１乃至８のいずれか一つに記載の
    クリーンルームにおいて、 要求されるクリーン度が高いエリアの気圧は、要求され
    るクリーン度が低いエリアの気圧よりも高く設定されて
    いることを特徴とするクリーンルーム。
  10. 【請求項１０】 請求項４乃至９のいずれか一つに記載
    のクリーンルームにおいて、 上記処理対象物は或る工程ゾーンから別の工程ゾーンへ
    オペレーションエリアを介してのみ搬送されるようにな
    っていることを特徴とするクリーンルーム。
  11. 【請求項１１】 請求項５乃至１０のいずれか一つに記
    載のクリーンルームにおいて、 上記グレーチング床上での作業者のエリア間の往来は、
    上記外周通路エリアとオペレーションエリアとの間、上
    記外周通路エリアと機器設置エリアとの間のみで許容さ
    れることを特徴とするクリーンルーム。
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