JP2005030628A - クリーンルーム - Google Patents

Abstract

【課題】室内にＣＭＰなどの金属取扱装置が設けられたクリーンルームにおいて、室内における金属微粒子による金属汚染を効果的に防止できるクリーンルームを提供する。
【解決手段】クリーンルーム１０において、ＣＭＰ装置２４ａは室内１６をパーテーション２２で区分けした専用のエア循環手段を有するブース２６に設けられ、ブース２６には専用のエア循環手段を有する出入ブース２８が設けられる。また、クリーンルーム入口１８とは別に専用のエア循環手段を有するクリーンルーム出口２０が設けられる。これらにより、エア循環による金属微粒子の拡散を防止できる。また、クリーンルーム出口２０及び出入ブース２８に備えられた金属微粒子除去手段により、作業者に付着した金属微粒子は除去される。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はクリーンルームに係り、特に室内にＣＭＰ（化学機械研磨）などの金属取扱装置が設けられたクリーンルームに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、半導体製造ラインのウェハ処理工程では、（１）ウェハ表面へのフォトレジスト（感光剤）塗布、（２）フォトマスクを用いた露光、（３）現像及びエッチング、（４）酸化・拡散・ＣＶＤ・イオン注入などによるウェハ表面の不純物拡散、（５）ＣＭＰによるウェハ表面の平坦化、を行うことにより、ウェハ表面にチップ領域が形成される。半導体の複雑な回路を形成するには（１）〜（５）の作業を繰り返し行う必要があるとともに、（１）〜（５）は特に塵埃により影響し易い作業であるため、（１）〜（５）の作業を行う各装置は同一のクリーンルーム内に設けられるのが一般的である。
【０００３】
クリーンルームでは、外部から塵埃が進入しないように配慮することはもとより、室内で従事する作業者の人体からの発塵も防止する手段が講じられている。即ち、作業者は更衣室にて無塵衣及び除塵靴に着替え、エアシャワーを備えたクリーンルーム入口を通過して付着した塵埃を除去してから室内へ入室する、という手段が従来において用いられている。
【０００４】
また、クリーンルームのエア清浄度を向上させるために、室外からエア清浄フィルタを通して清浄したエアを室内へ供給し、室内の床面、床下、又は壁面下部の何れかから汚染されたエアを集塵ダクトなどを用いて排気することにより、クリーンルーム内のエア清浄度を上げる方法が採用されている。
【０００５】
特に、特許文献１で開示されているクリーンルームでは、床面と製造機器などを支持するスラブとの間の空間に設けられた機器や配管などの空間と区分けするための、上面に多数の孔を有するリターンダクトが設けられている。これにより、ダウンフローされて室内に供給されたエアは、スラブの上面に設けられたアッセンブルフロアとスラブとの隙間を介してリターンダクトへ排気される。そのため、排気されたエアが床面に設けられた機器や配管などに接触せずに循環するので、機器や配管などからの塵埃混入を防止し、クリーンルームのエア清浄度を向上させることができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−１４６６８８号広報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、（５）のＣＭＰ作業により金属微粒子や高濃度の金属微粒子を含む廃液が発生し、メンテナンスなどで作業者がＣＭＰ装置の内部に触れたりすると、この金属微粒子が室内の床、装置、及び部材に付着して、作業者の無塵衣や無塵靴の裏や側面に付着する可能性がある。それに、無塵衣及び無塵靴に付着した作業者が室内を移動すると、室内全体に金属微粒子が飛散して室内のエアが金属汚染される。この金属汚染により、（１）〜（５）の作業でウェハ表面に金属微粒子が付着して、ウェハ表面のゲート酸化膜の劣化及び寿命低下などの製品の品質的な問題が発生する。加えて、作業者の無塵衣及び無塵靴に付着した金属微粒子が更衣室まで持ち込まれてしまうと、更衣室全体や他の無塵衣及び無塵靴を金属汚染する可能性がある。クリーンルーム入口にはエアシャワーが設けられているが、エアシャワーのみでは金属微粒子を除去しきれない。
【０００８】
従来のクリーンルームでは、金属汚染された室内のエアを清浄化することは極めて困難である。また、特許文献１のクリーンルームにおいても、スラブの下に設けられた装置や配線からの汚染は防止することはできるが、飛散した金属微粒子を除去したり、室内の金属汚染を防止したりすることは極めて難しい。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みて成されたもので、室内にＣＭＰなどの金属取扱装置が設置されたクリーンルームにおいて、室内における金属微粒子による金属汚染を効果的に防止できるクリーンルームを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１は前記目的を達成するために、エア循環手段によって室内のエアが循環されて清浄雰囲気に保持されるクリーンルームにおいて、前記室内に設置された金属取扱装置は、ブースに格納されるとともに、該ブースにはブース専用エア循環手段が設けられ、前記ブースには、前記室内と連通した出入ブースが設けられるとともに、該出入ブースには、出入ブース専用エア循環手段が設けられたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項１によれば、クリーンルームの室内に設けられたＣＭＰなどの金属微粒子を発生する金属取扱装置は、専用のエア循環手段が備えられたブースに設けられる。これにより、金属取扱装置から飛散した金属微粒子が直接拡散することを抑えることができる上、たとえブース内が金属汚染されても室内がエア循環によって金属汚染されるのを防止することができる。
【００１２】
各ブースには、作業者が内部へ出入りするための出入ブースが設けられており、出入ブースには専用のエア循環手段が備えられている。これにより、作業者がブースに出入する際には必ず出入ブースを通過するので金属微粒子による金属汚染を抑えることができる上、エア循環による金属微粒子の拡散を防止できる。
【００１３】
本発明の請求項２は、請求項１の出入ブースには、作業者の無塵衣及び無塵靴に付着した金属微粒子を除去するための金属微粒子除去手段が備えられたことを特徴とする。
【００１４】
ブース内の作業で作業者の無塵衣及び無塵靴に金属微粒子が付着すると、作業者が出入ブースを通過するだけでは除去しきれない可能性がある。そこで、出入ブースに金属微粒子除去手段を設けることにより、作業者は出入ブースの中で金属微粒子除去手段を使用して無塵衣及び無塵靴に付着した金属微粒子を除去することができるので、作業者による室内への金属微粒子の持ち込みがなくなり、室内における金属汚染の拡大を効果的に防止することができる。
【００１５】
本発明の請求項３は、請求項１又は２の前記クリーンルームにおいて、無塵衣及び無塵靴の着脱を行う更衣室との間に、前記室内へ入るためのクリーンルーム入口とは別の、出口専用のクリーンルーム出口が設けられ、前記クリーンルーム出口には、クリーンルーム出口専用循環手段と、前記作業者の無塵衣及び無塵靴に付着した金属微粒子を除去するための金属微粒子除去手段と、が備えられたことを特徴とする。
【００１６】
請求項３によれば、ブース及び出入ブースで作業者の無塵衣及び無塵靴に付着した金属微粒子が除去できなかった場合には、退室時にそのまま更衣室へ入室できるため、更衣室や更衣室内にある他の無塵衣及び無塵靴を金属汚染する可能性がある。そこで、更衣室とクリーンルームとの間に、クリーンルーム入口とは別に、専用のエア循環手段を有するクリーンルーム出口を設けることにより、金属微粒子による金属汚染を抑えることができる上、エア循環による金属微粒子の拡散を防止できる。
【００１７】
また、クリーンルーム出口に金属微粒子除去手段が設けられることにより、退室する際に作業者の無塵衣及び無塵靴に付着した金属微粒子をクリーンルーム出口で除去できるので、更衣室を介した室内の金属汚染の拡大を効果的に防止することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って、本発明に係るクリーンルームの好ましい実施の形態について詳説する。
【００１９】
図１は本発明の実施の形態である半導体製造ラインが設けられたクリーンルーム１０を上方から見た概略構成図である。
【００２０】
図１に示すように、クリーンルーム１０は主に玄関１２、更衣室１４、室内１６、クリーンルーム入口１８、クリーンルーム出口２０で構成される。各出入口には開閉式のドア１１，１１…が設けられ、作業者はドア１１，１１…を介して入退室する。なお、ドア１１としては、密閉性が高いものであればスライド式でもよい。
【００２１】
作業者がクリーンルーム１０へ入室するには、まず玄関１２に入って靴を脱いで更衣室１４へ入室する。更衣室１４で作業者は用意された無塵衣及び無塵靴に着替えて、必要であれば消毒を行う。着替えと消毒が終わったら、クリーンルーム入口１８へ入室する。クリーンルーム入口１８には、図示しないエアシャワー及びチャンバが設けられ、作業者はクリーンルーム入口１８内に一定時間留まる。すると、エアシャワーから清浄エアが吹き付けられて作業者の無塵衣及び無塵靴に付着した塵埃が除去される。一定時間経過後、作業者は室内１６へ入室する。
【００２２】
室内１６には半導体の様々な工程を行うための各装置２４，２４…が多数設置されており、作業者は従事する作業に従って室内１６内を移動する。各装置２４，２４…としては、作業中にＣｕ又はＦｅなどの金属微粒子を発生する装置であるＣＭＰ装置２４ａ，２４ａ…が含まれる。これらＣＭＰ装置２４ａ，２４ａ…は、他の各装置２４，２４…とは別に、パーテーション２２により区分けされた各ブース２６，２６…内に設けられる。また、各ブース２６，２６…には作業者が出入りするための各出入ブース２８，２８…がパーテーション２２により室内１６及びブース２６と区分けされて設けられている。
【００２３】
図２は、本発明の実施の形態であるクリーンルーム１０の側面から見た概略構成図である。なお、白色矢印はエアの流れる方向を示しており、本発明に関連しないものは省略した。
【００２４】
図２に示すように、ダウンフロー式のクリーンルーム１０には、パーテーション２２、天井部３２、床下部３４、チャンバ３６、ファンフィルタユニット３８、ダクト４０、空調器４４を配置することにより、クリーンルーム１０にエア循環手段が形成される。クリーンルーム１０は密閉性の高いパーテーション２２によって外部と室内１６とが区切られている。室内１６の上部を形成する天井部３２には多数のファンフィルタユニット３８が設けられる。ファンフィルタユニット３８では、天井部３２のエアを吸引して付属するＨＥＰＡなどの高機能フィルタを通過させることにより、除塵された清浄エアが室内１６へダウンフローされる。室内１６内へダウンフローされたエアは、室内１６の床部に設けられた多数の孔を有するチャンバ３６を通過して床下部３４へ流入する。床下部３４に流入したエアは、送風ファン３９，３９により室内１６の両脇に設けられたダクト４０を通過して天井部３２へ返送されて循環する。また、クリーンルーム１０には空調器４４が設けられており、クリーンルーム１０のエアを換気するとともにクリーンルーム１０内のエアの湿度及び温度が調整される。
【００２５】
室内１６に点在する各ＣＭＰ装置２４ａ，２４ａ…は、室内１６内をパーテーション２２により区切られた各ブース２６，２６…内に設けられる。ブース２６に、室内１６とは別の天井部３２、床下部３４、チャンバ３６、ファンフィルタユニット３８、及びダクト４０を配置することにより、ブース２６にブース専用エア循環手段が備えられる。
【００２６】
また、各ブース２６，２６…には、パーテーション２２によって仕切られた、室内１６と連通するための各出入ブース２８，２８…が設けられる。出入ブース２８に、室内１６及びブース２６とは別に、天井部３２、床下部３４、チャンバ３６、ファンフィルタユニット３８、エア配管４６、及びエアポンプ４８を配置することにより、出入ブース２８に出入ブース専用エア循環手段が備えられる。
【００２７】
作業者が更衣室１４から室内１６に入室するためのクリーンルーム入口１８には室内１６のダウンフローが用いられる。したがって、クリーンルーム入口１８は、天面にはチャンバが設置されるとともに、床は室内１６のチャンバ３６と共用することにより構成される。そして、両脇に設けられたエアシャワー装置５０により、洗浄エアが作業者に一定時間吹き付けられる構造となっている。
【００２８】
一方、作業者が室内１６から更衣室１４へ退室するためのクリーンルーム出口２０がパーテーション２２で周囲が仕切られた状態で設けられる。クリーンルーム出口２０に、室内１６とは別の天井部３２、床下部３４、チャンバ３６、ファンフィルタユニット３８、エア配管４６、及びエアポンプ４８を配置することにより、クリーンルーム出口２０にクリーンルーム出口専用エア循環手段が備えられる。
【００２９】
図３は、本発明の実施の形態であるクリーンルーム１０におけるクリーンルーム出口２０及び出入ブース２８の概略構成図である。
【００３０】
図３に示すように、パーテーション２２で箱型を形成したクリーンルーム出口２０及び出入ブース２８は、上部をパーテーション２２で仕切ることによって天井部３２が形成されるとともに、下部に専用チャンバ５２が設置されることによって床下部３４が形成される。天井部３２と床下部３４とはエアポンプ４８を備えたエア配管４６が設置される。天井部３２に設置されたファンフィルタユニット３８からダウンフローされた清浄エアがエアポンプ４８により専用チャンバ５２から吸引されて、エア配管４６を介して床下部３４から天井部３２へとエアが返送されることにより、クリーンルーム出口２０及び各出入ブース２８，２８…における専用のエア循環経路が形成されて、クリーンルーム出口２０及び各出入ブース２８，２８…内部における清浄雰囲気が保持される。
【００３１】
専用チャンバ５２は、クリーンルーム出口２０及び各出入ブース２８，２８…の床面や側面の一部を形成するように設けられ、エアポンプ４８の吸引力により、表面に設けられた多数の孔から作業者の無塵靴裏面や側面に付着した金属微粒子が吸引されて除去される。また、専用チャンバ５２には吸引機５４が備えられる。吸引機５４は吸引ノズル５６、吸引ホース５８、吸引ポンプ６０、吸引エア配管６２で構成される。クリーンルーム出口２０及び各出入ブース２８，２８…に入室した作業者が装着する無塵衣及び無塵靴に吸引ノズル５６を当てると、付着した金属微粒子が吸引ポンプ６０の吸引力により吸い取られて吸引ホース５８及び吸引エア配管６２を介して天井部３２へ返送される。なお、吸引ホース５８には伸縮自在の軟性のチューブホースを使用し、吸引ポンプ６０としてはエアポンプ４８よりも強い吸引力のあるものを使用することが好ましい。
【００３２】
次に、上記の如く構成されたクリーンルーム１０におけるクリーンルームの作用について説明する。
【００３３】
室内１６にＣＭＰ２４ａなどの金属微粒子を発生させる金属取扱装置が設けられる場合には、金属取扱装置のメンテナンスや不具合などにより作業者の無塵衣及び無塵靴、床などに金属微粒子が付着して、室内が金属汚染される可能性がある。
【００３４】
そこで、金属取扱装置を室内１６とパーテーション２２で区分けされた各ブース２６，２６…に設けて、室内１６とは別にファンフィルタユニット３８、チャンバ３６、ダクト４０などを設けて専用のエア循環手段を形成することにより、各ブース２６，２６…のエアはブース２６，２６…内でのみ循環するため、金属取扱装置から発生した金属微粒子がエアの循環を介して室内１６全体へ拡散することを効果的に防止することができる。
【００３５】
また、各ブース２６，２６…に作業者が出入りするための出入ブース２８，２８…を形成して、出入ブース２８専用のファンフィルタユニット３８、専用チャンバ５２、エア配管４６などを設けて独立したエア循環手段を形成することにより、作業者は必ず出入ブース２８を介して室内１６とブース２６の間を移動するので、たとえ出入ブース２８で付着した金属微粒子の除去が行われても出入ブース２８内のエアはブース２６内でのみ循環するため、室内１６への金属汚染を抑えることができる。
【００３６】
さらに、出入ブース２８に金属微粒子除去手段である専用チャンバ５２及び吸引機５４を備えることにより、作業者の無塵衣及び無塵靴に付着した金属微粒子を効果的に除去できるので、作業者の移動による室内１６への金属微粒子の拡散を積極的に防止することができる。
【００３７】
加えて、クリーンルーム入口１８とは別に、専用チャンバ５２及び吸引機５４を備えたクリーンルーム出口２０を設けて、クリーンルーム出口２０専用のエア循環手段を設けることにより、たとえブース２６及び出入ブース２８で金属微粒子が除去できなくても、クリーンルーム出口２０で作業者が無塵衣及び無塵靴に付着した金属微粒子に対する除去作業が行うことができる上、金属汚染されたエアはクリーンルーム出口２０内で循環するため、更衣室１４を介した室内１６全体への金属微粒子の拡散を確実に防止することができる。
【００３８】
なお、上述したクリーンルーム１０において、各部材及び装置の個数、形状、材質などは特に限定するものではない。
【００３９】
クリーンルーム１０としてダウンフロー式を一例として挙げたが、特に限定するものではない。本発明のクリーンルーム１０の機能を満たしていればよい。
【００４０】
また、クリーンルーム出口２０、各ブース２６，２６…、及び各出入ブース２８，２８…でもダウンフロー式のクリーンルーム構造を一例として挙げたが、特に限定するものではない。他の区域とは独立して清浄エアの循環を行える構造であればよい。
【００４１】
さらに、クリーンルーム出口２０及び出入ブース２８，２８…において金属微粒子除去手段として専用チャンバ５２及び吸引機５４を設けたが、特に限定するものではない。他に問題が生じないのであれば、無塵靴底面に付着した金属微粒子を払い取るための自動回転型のブラシなどを専用チャンバ５２の床面に設けてもよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るクリーンルームによれば、金属取扱装置を専用のエア循環手段を有するブースと、各ブースに出入りするための専用のエア循環手段を有する出入ブースとを設けることにより、室内への金属汚染の拡大を抑制することができる。また、クリーンルーム入口とは別に、専用のエア循環手段を有するクリーンルーム出口を設けることにより、更衣室を介した金属汚染の拡大を防止することができる。さらに、出入ブース及びクリーンルーム出口に金属微粒子除去手段を備えることにより、作業者の無塵衣及び無塵靴に付着した金属微粒子を除去できるので、作業者の移動による金属汚染の拡大を効果的に防止できる。
【００４３】
これらにより、ＣＭＰなどの金属取扱装置がクリーンルーム内に存在しても、発生した金属微粒子による室内の金属汚染を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態であるクリーンルームを上方から見た概略構成図
【図２】本発明の実施の形態であるクリーンルームを側面から見た概略断面図
【図３】本発明の実施の形態であるクリーンルームにおけるクリーンルーム出口及び各出入ブースを側面から見た概略断面図
【符号の説明】
１０…クリーンルーム、１１…ドア、１２…玄関、１４…更衣室、１６…室内、１８…クリーンルーム入口、２０…クリーンルーム出口、２２…パーテーション、２４…装置、２４ａ…ＣＭＰ装置、２６…ブース、２８…出入ブース、３２…天井部、３４…床下部、３６…チャンバ、３８…ファンフィルタユニット、４０…ダクト、４４…空調器、４６…エア配管、４８…エアポンプ、５０…エアシャワー装置、５２…専用チャンバ、５４…吸引機、５６…吸引ノズル、５８…吸引ホース、６０…吸引ポンプ、６２…吸引エア配管

Claims (3)

1. エア循環手段によって室内のエアが循環されて清浄雰囲気に保持されるクリーンルームにおいて、
   前記室内に設置された金属取扱装置は、ブースに格納されるとともに、該ブースにはブース専用エア循環手段が設けられ、
   前記ブースには、前記室内と連通した出入ブースが設けられるとともに、該出入ブースには、出入ブース専用エア循環手段が設けられたことを特徴とするクリーンルーム。
2. 前記出入ブースには、作業者の無塵衣及び無塵靴に付着した金属微粒子を除去するための金属微粒子除去手段が備えられたことを特徴とする請求項１のクリーンルーム。
3. 前記クリーンルームにおいて、
   無塵衣及び無塵靴の着脱を行う更衣室との間に、前記室内へ入るためのクリーンルーム入口とは別の、出口専用のクリーンルーム出口が設けられ、
   該クリーンルーム出口には、クリーンルーム出口専用循環手段と、前記作業者の無塵衣及び無塵靴に付着した金属微粒子を除去するための金属微粒子除去手段と、が備えられたことを特徴とする請求項１又は２のクリーンルーム。

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