JP2004125248A - アイリッド - Google Patents

Abstract

【課題】クリーンルームの空調運転コストが高まることなく、清浄空間への清浄な空気の取り込み量を増加させるアイリッドを提供する。
【解決手段】アイリッド１０の周壁１１の上部に配された開口面積変更板１６…を垂直面内で回動させ、空気導入口ａの開口面積を拡大させる。これにより、清浄空間１０ａへの清浄な空気の取り込み量が増加する。その結果、クリーンルームの天井から清浄空間１０ａに向かって吹き付けられる清浄な空気の吹き付け速度をはやめることなく、平坦度測定装置１２に配されたシリコンウェーハの露出面に対するパーティクルおよびケミカル物質の付着防止の効果を高めることができる。よって、クリーンルームの空調運転コストは現状のまま維持される。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアイリッド、詳しくはクリーンルームにおいて、半導体製造装置が設置された空間を局所的に高い水準で清浄化する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のデバイスの高集積化に伴い、例えばウェーハ平坦度を測定する静電容量型の平坦度測定装置（ＡＤＥ）が配備されたクリーンルームでは、空気中を浮遊するパーティクルだけではなく、アンモニア、酸性ガス・ミスト、有機シリカなどのケミカル物質も除去し、空気の清浄化を図らなければならなくなっている。
ケミカル物質は、専用のケミカルフィルタにより除去される。ケミカルフィルタとしては、活性炭、活性炭素繊維、これらに化学物質を添着・含浸させたものが知られている。その他のケミカルフィルタとして、イオン交換基を不織布に直接付けたイオン交換繊維系のものも知られている。ケミカルフィルタが内蔵された空調設備は、パーティクルを除去するヘパフィルタ、ウルパフィルタを内蔵する従前の空調設備よりも圧力損失が大きい。そのため、空調設備が大容量になり、設備コストおよび空調運転コストが増大していた。
【０００３】
そこで、これを解消するため、最近ではクリーンルームのうち、半導体製造装置の設置空間だけを仕切り部材であるアイリッドにより仕切り、このアイリッド内の空間にだけケミカル物質を除去した清浄な空気を供給し、循環させる方式が開発されている。これにより、クリーンルーム内は半導体製造装置を囲む清浄空間と、この清浄空間の周りの作業者が通行したりする外部空間とに分割される。
【０００４】
以下、図６および図７を参照して、従来のアイリッドを説明する。図６は、従来手段に係るアイリッドの使用状態を示す斜視図である。図７は、従来手段に係るアイリッドの使用状態を示す平面図である。
図６および図７に示すように、アイリッド１００は、クリーンルームに配備され、ウェーハ平坦度を測定する平坦度測定装置１０２の周りの空間を仕切っている。
さらに詳しく説明すると、このアイリッド１００は、透明な４枚の周面パネルからなる平面視して正方形の角筒形状の周壁１０１を有している。周壁１０１は、４本の支柱１０３…により平坦度測定装置１０２の上方に配置されている。この周壁１０１の前面には、作業者が測定用ウェーハの取り扱い空間に清浄な空気を供給するサブアイリッド１００Ａが設けられている。サブアイリッド１００Ａは、平面視して矩形状を有する小型の筒体である。
【０００５】
クリーンルームの天井のうち、アイリッド１００の真上には、図示しないヘパフィルタおよびケミカルフィルタを内蔵したファンフィルタユニット１０４が設けられている。また、クリーンルームの床には、多数の小孔が形成させたグレーチング１０５が敷設されている。ファンフィルタユニット１０４から下方に吹き付けれた清浄な空気は、大半がアイリッド１００の上端に形成された空気導入口ａを通過してアイリッド１００内の清浄空間１００ａに流れ込む。そして、直下の平坦度測定装置１０２に供給される。また、ファンフィルタユニット１０４からの清浄な空気の一部分は、サブアイリッド１００Ａの内部空間を通して測定用ウェーハの取り扱い領域に供給される。その後、これらの２つの清浄な空気の流れは、グレーチング１０５をそれぞれ通り抜け、クリーンルームの床下から排気される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来のアイリッド１００によれば、以下の欠点があった。すなわち、（１）　清浄空間１００ａは、清浄空間１００ａの中心軸に直交する断面積が、清浄空間１００ａの中心軸の全長にわたって一定であった。そのため、清浄空間１００ａにおいて、ウェーハの露出面に対するパーティクルおよびケミカル物質の付着防止効果を高めるには、ファンフィルタユニット１０４に内蔵されたファンを高速回転させ、平坦度測定装置１０２に供給される清浄な空気の流速をはやめるしかなかった。その結果、クリーンルームの空調運転コストが高まっていた。
また、（２）平坦度測定装置１０２の付近で、例えば作業者が歩行などの動作を行うと、その動作によって発生した気流がアイリッド１００の内部に流れ込む可能性があった。そのため、アイリッド１００の内部の清浄空間１００ａが、外部空間を浮遊している物質により汚染されるおそれがあった。
【０００７】
【発明の目的】
この発明は、クリーンルームの空調運転コストを高めることなく、清浄空間への清浄な空気の取り込み量を増加させることができ、しかも外部の汚染気流が清浄空間に侵入するのを防ぐことができるアイリッドを提供することを、その目的としている。
また、この発明は、設備コストの低減を図ることができるアイリッドを提供することを、その目的としている。
さらに、この発明は、清浄空間を通過する清浄な空気の流速を高めることができるアイリッドを提供することを、その目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、クリーンルームに配備され、半導体製造装置が設置される清浄空間と該清浄空間の周りの外部空間とを周壁により仕切るとともに、上部には前記クリーンルームの天井より吹き付けられた清浄な空気を清浄空間に導入する空気導入口が形成されたアイリッドにおいて、前記周壁に、前記空気導入口の開口面積を拡大可能な開口面積変更手段を設けたアイリッドである。
半導体製造装置としては、例えば単結晶インゴット製造装置、インゴット切断装置、インゴット外周研削装置、スライシング装置、面取り装置、ラッピング装置、研磨装置、エッチング装置、熱処理装置、ウェーハ物性検査装置、ウェーハ形状測定装置、ウェーハ表面検査装置といった各種のウェーハ製造装置を採用することができる。その他、各種のデバイス形成装置を採用することができる。
【０００９】
アイリッドを平面視した形状としては、例えば円形、楕円形、三角形以上の多角形状を採用することができる。
アイリッドの外観形状としては、例えば高さ方向に直交する断面積が一定の筒形状を採用することができる。その他、下方に向かうほど徐々に断面積が大きくなる裾広がりの筒形状でもよい。もしくは、上方に向かうほど徐々に断面積が大きくなる上戸形状でもよい。ただし、アイリッドが裾広がりの筒形状の場合には、開口面積変更手段により清浄空間への清浄な空気の導入量は増加するが、半導体ウェーハに対してのケミカル物質などの付着防止効果が高まるほど、清浄空間を通過して半導体製造装置に供給される清浄な空気の流速ははやまらないことがある。
アイリッドの大きさは、収納される半導体製造装置のサイズに応じて適宜変更される。
ここでいう清浄な空気とは、微細なパーティクルだけではなく、アンモニア、酸性ガス・ミスト、有機シリカなどのケミカル物質も除去された空気である。ただし、パーティクルだけを除去した空気でもよい。
パーティクルの捕獲用には、ヘパフィルタ、ウルパフィルタなどを採用することができる。また、ケミカル物質の捕獲用には、活性炭、活性炭素繊維、これらに化学物質を添着・含浸させたケミカルフィルタ、その他、イオン交換繊維系のケミカルフィルタを採用することができる。
空気導入口の形状は、アイリッドを平面視した形状に応じて適宜変更される。
【００１０】
開口面積変更手段は、手動によって空気導入口の開口面積を調整するものを採用することができる。また、アクチュエータまたは電動モータなどの駆動源を有し、空気導入口の開口面積を自動調整するものでもよい。また、この開口面積変更手段による空気導入口の開口面積は、例えばアイリッド内に収納される半導体製造装置の種類、大きさ、取り扱われる半導体（例えば半導体ウェーハ）のサイズなどにより、適宜変更される。
空気導入口の開口面積の変更は、空気導入口を形成する周壁部分の一部または全部を、例えば外側に向かって水平移動、外側の斜め上方に向かって傾斜移動、垂直面内で空気導入口の形成壁の上端が外側に移動するように回動させることで行われる。開口面積拡大後の空気導入口を平面視した形状は、開口面積拡大前の空気導入口の形状と同じ（相似形）でもよいし、異なってもよい。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記開口面積変更手段が、前記周壁の上部に垂直面内で回動自在に設けられた開口面積変更板を有する請求項１に記載のアイリッドである。
開口面積変更板の素材としては、アイリッドを通して半導体製造装置の観察が可能なように、透明または半透明な合成樹脂またはガラスなどが好ましい。合成樹脂としては、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、アクリルなどを採用することができる。
この開口面積変更板の回動角度は限定されない。例えば５〜３０度である。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、開口面積拡大前の前記清浄空間は、その高さ方向に直交する断面積が、該高さ方向の全長にわたって一定である請求項１または請求項２に記載のアイリッドである。
清浄空間の高さ方向の全長にわたって清浄空間の断面積が一定であれば、この高さ方向の所定位置における清浄空間の断面形状は、他の部分と異なってもよい。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、前記半導体製造装置が、半導体ウェーハの表面の平坦度を測定する平坦度測定装置である請求項１〜請求項３のうち、何れか１項に記載のアイリッドである。
平坦度測定装置としては、例えば静電容量型の平坦度測定装置を採用することができる。
【００１４】
【作用】
請求項１に記載の発明によれば、開口面積変更手段により空気導入口の開口面積を拡大させる。これにより、清浄空間への清浄な空気の取り込み量が増加する。その結果、クリーンルームの天井から清浄空間に向かって吹き付けられる清浄な空気の吹き付け速度をはやめることなく、すなわちクリーンルームの空調運転コストを現状維持したまま、半導体製造装置に配された半導体の露出面に対するパーティクルおよびケミカル物質の付着防止の効果を高めることができる。
また、開口面積拡大時において、半導体製造装置の付近で、例えば作業者が歩行などの動作を行っても、開口面積変更手段により空気導入口の形成壁が外方に競り出されるので、その動作によって生じた気流がアイリッドの内部に流れ込みにくくなる。これにより、外部隙間を浮遊している物質によって清浄空間が汚染されるのを防止することができる。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明によれば、開口面積変更板を、垂直面内で空気導入口の開口面積拡大側（開口面積変更板の上端が外方に配置される側）に所定の角度回動させる。これにより、空気導入口の開口面積を拡大させることができる。開口面積変更手段が開口面積変更板を有するので、アイリッドを低コストで製造することができる。
【００１６】
さらに、請求項３に記載の発明によれば、開口面積拡大前における清浄空間は、その高さ方向に直交する断面積が、この高さ方向の全長にわたって一定である。そのため、開口面積変更手段により空気導入口の開口面積を拡大させると、清浄空間の上側の開口部（空気導入口付近）を通過する空気の圧力に比べて、清浄空気の下側の開口部を通過する空気の圧力の方が大きくなる。これにより、上下の開口部を通過する空気の圧力差によって、半導体製造装置に供給される空気の流速が高まる。その結果、半導体の露出面に対するパーティクルおよびケミカル物質の付着防止の効果をさらに高めることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、この発明の一実施例に係るアイリッドの空気導入口の開口面積拡大後の状態を示す斜視図である。図２は、この発明の一実施例に係るアイリッドの要部拡大斜視図である。図３は、この発明の一実施例に係るアイリッドの空気導入口の開口面積拡大後の状態を示す平面図である。図４は、この発明の一実施例に係るアイリッドの空気導入口の開口面積拡大後の状態を示す正面図である。図５は、この発明の一実施例に係るアイリッドの空気導入口の開口面積拡大後の状態を示す側面図である。
【００１８】
図１において、１０はクリーンルームに配備されたアイリッドで、シリコンウェーハの表面平坦度を測定する平坦度測定装置１２の周りにおいて、平坦度測定装置１２が配置される清浄空間１０ａと、この清浄空間１０ａの周りの外部空間とを仕切っている。
アイリッド１０は、透明な４枚の周面パネル１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄからなる平面視して正方形の角筒形状の周壁１１を有している。この周壁１１は、４本の支柱１３…により、平面視して六角形の平坦度測定装置１２の上方に配置されている。前面パネル１１Ａには、作業者が測定用ウェーハの取り扱い空間に清浄な空気を供給するサブアイリッド１０Ａが設けられている。サブアイリッド１０Ａは、平面視して矩形状を有する小型の筒体である。
クリーンルームの天井のうち、アイリッド１０の真上には、図示しないヘパフィルタおよびケミカルフィルタを内蔵したファンフィルタユニット１４が設けられている。また、クリーンルームの床には、多数の小孔が形成させたグレーチング１５が敷設されている。
【００１９】
この発明の特長は、図１〜図５に示すように前記周面パネル１１Ａ〜１１Ｄのうち、前面パネル１１Ａを除く、背面パネル１１Ｂ、両側面パネル１１Ｃ，１１Ｄの上部に、垂直面内で回動自在な開口面積変更板（開口面積変更手段）１６…をそれぞれ設けた点である。
各開口面積変更板１６…は、横長な矩形状を有する透明なポリ塩化ビニル製の板材である。これらの開口面積変更板１６…の取り付け構造は、各開口面積変更板１６…の下端部の両縁面から突出した回動軸１６ａ…を、対応する支柱１３…の所定高さ位置に形成された軸支孔１３ａ…に回動自在に挿着することでなされる（図２）。隣接する開口面積変更板１６，１６の側面間には、拡大された空気導入口ａから清浄空間１０ａに導入された清浄な空気の漏れを防ぐ漏れ防止フード１７，１７が配設されている。各開口面積変更板１６…は、空気導入口ａの開口面積拡大時、開口面積変更板１６…の上端が外方に配置されるように、回動軸１６ａ…を中心にして垂直面内で回動する。回動角度は３０度で、各支柱１３…の軸支部に突設されたストッパ片１３ｂ…によって、各開口面積変更板１６…の回動が規制される。開口面積が拡大される前の清浄空間１０ａは、その高さ方向に直交する断面積が、この高さ方向の全長にわたって一定である。
【００２０】
次に、一実施例に係るアイリッド１０の使用方法を説明する。
ファンフィルタユニット１４内では、空気中のパーティクルがヘパフィルタにより除去され、空気中のケミカル物質がケミカルフィルタにより除去される。得られた清浄な空気は、その後、ファンフィルタユニット１４の図示しない吹き出し口から下方に吹き出される。その清浄な空気の大半は、空気導入口ａを通過して清浄空間１０ａに流れ込み、直下の平坦度測定装置１２に供給される。また、ファンフィルタユニット１４から吹き出された空気の一部分は、サブアイリッド１０Ａの内部空間を通してシリコンウェーハの取り扱い領域に供給される。これにより、作業者が取り扱っているシリコンウェーハの露出面に、パーティクルおよびケミカル物質といった汚染物質が付着するのを防ぐことができる。その後、これらの２つの清浄な空気の流れは、グレーチング１５をそれぞれ通り抜け、クリーンルームの床下から排気される。
【００２１】
空気導入口ａの開口面積拡大時にあっては、周壁１１の上部において、各開口面積変更板１６…を垂直面内で空気導入口ａの開口面積拡大側に３０度だけ回動させる。これにより、空気導入口ａの背面側および両側面側が所定の長さだけ外方に移動し、空気導入口ａの開口面積が拡大される。その結果、この拡大された分だけ清浄空間１０ａへの清浄な空気の取り込み量が増加する。よって、クリーンルームの天井から清浄空間１０ａに向かって吹き付けられる清浄な空気の吹き付け速度をはやめることなく、言い換えればクリーンルームの空調運転コストを現状維持したまま、平坦度測定装置１２に配されたシリコンウェーハの露出面に対するパーティクルおよびケミカル物質の付着防止の効果を高めることができる。
また、この開口面積拡大時、隣接する開口面積変更板１６…の隙間は、漏れ防止フード１７，１７により密封されている。そのため、空気導入口ａから導入された清浄な空気が、隣接する開口面積変更板１６…の隙間から漏れるのを防ぐことができる。各開口面積変更板１６…の回動状態は、各ストッパ片１３ｂ…により維持される。
【００２２】
このように、開口面積拡大時の開口面積変更板１６…は、上端が外方に配置された傾斜状態となる。そのため、半導体製造装置の付近で、例えば作業者が歩行などの動作を行っても、開口面積変更板１６…が外方に競り出されるので、作業者の動作によって生じた気流がアイリッド１０の内部に流れ込みにくくなる。これにより、外部空間を浮遊している物質によって清浄空間１０ａが汚染されるのを防止することができる。
また、開口面積変更手段として開口面積変更板１６…を採用したので、アイリッド１０を低コストで製造することができる。
【００２３】
さらに、開口面積拡大前における清浄空間１０ａは、この清浄空間１０ａの高さ方向に直交する断面積が、その高さ方向の全長にわたって一定である。そのため、開口面積変更板１６…により空気導入口ａの開口面積を拡大させると、清浄空間１０ａの空気導入口ａの付近を通過する空気の圧力に比べて、清浄空気１０ａの下側の開口部を通過する空気の圧力の方が大きくなる。これにより、上下の開口部を通過する空気の圧力差により、平坦度測定装置１２に供給される空気の流速が高まる。よって、シリコンウェーハの露出面に対するパーティクルおよびケミカル物質の付着防止の効果をさらに高めることができる。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、空気導入口の開口面積を拡大させる開口面積変更手段を設けたので、清浄空間への清浄な空気の取り込み量が増加し、その結果、クリーンルームの天井から清浄空間に向かっての清浄な空気の吹き付け速度をはやめることなく、言い換えればクリーンルームの空調運転コストを現状維持したまま、半導体の露出面に対するパーティクルおよびケミカル物質の付着防止の効果を高めることができる。しかも、外部の汚染気流が清浄空間に侵入するのを防ぐことができる
【００２５】
また、請求項２に記載の発明によれば、開口面積変更手段として垂直面内で回動自在な開口面積変更板を採用したので、アイリッドを低コストで製造することができる。
【００２６】
さらに、請求項３に記載の発明によれば、開口面積拡大前の清浄空間は、その清浄空間の高さ方向に直交する断面積を、清浄空間の高さ方向の全長にわたって一定としたので、空気導入口の開口面積拡大時、半導体製造装置に供給される空気の流速がはやくなり、半導体の露出面に対するパーティクルおよびケミカル物質の付着防止の効果がさらに高まる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例に係るアイリッドの空気導入口の開口面積拡大後の状態を示す斜視図である。
【図２】図２は、この発明の一実施例に係るアイリッドの要部拡大斜視図である。
【図３】この発明の一実施例に係るアイリッドの空気導入口の開口面積拡大後の状態を示す平面図である。
【図４】この発明の一実施例に係るアイリッドの空気導入口の開口面積拡大後の状態を示す正面図である。
【図５】この発明の一実施例に係るアイリッドの空気導入口の開口面積拡大後の状態を示す側面図である。
【図６】従来手段に係るアイリッドの使用状態を示す斜視図である。
【図７】従来手段に係るアイリッドの使用状態を示す平面図である。
【符号の説明】
１０　アイリッド、
１０ａ　清浄空間、
１１　周壁、
１２　平坦度測定装置（半導体製造装置）、
１６　開口面積変更板（開口面積変更手段）、
ａ　空気導入口。

Claims (4)

1. クリーンルームに配備され、半導体製造装置が設置される清浄空間と該清浄空間の周りの外部空間とを周壁により仕切るとともに、上部には前記クリーンルームの天井より吹き付けられた清浄な空気を清浄空間に導入する空気導入口が形成されたアイリッドにおいて、
   前記周壁に、前記空気導入口の開口面積を拡大可能な開口面積変更手段を設けたアイリッド。
2. 前記開口面積変更手段が、前記周壁の上部に垂直面内で回動自在に設けられた開口面積変更板を有する請求項１に記載のアイリッド。
3. 開口面積拡大前の前記清浄空間は、その高さ方向に直交する断面積が、該高さ方向の全長にわたって一定である請求項１または請求項２に記載のアイリッド。
4. 前記半導体製造装置が、半導体ウェーハの表面の平坦度を測定する平坦度測定装置である請求項１〜請求項３のうち、何れか１項に記載のアイリッド。

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