JP2005210118A - ミニエンバイロンメントの制御およびパージを行うためのステーション - Google Patents

Abstract

【課題】微小電子コンポーネントまたは微小電気機械システムを製造する過程を通じて、ミニエンバイロンメントポッドに存在する汚染源を減少させる。
【解決手段】ＳＭＩＦ型ミニエンバイロンメント１をパージステーション２に接続できる。パージステーションは、その上面が、ミニエンバイロンメントポッド１の底面１ｂに面する閉鎖可能移送路２ｃを含むリークタイトパージ室２ｂを備える。エレベータ４は、ミニエンバイロンメントポッド１の底壁１ｂに結合されると、それを垂直方向に変位させ、それと同時に、底壁１ｃによって担持される基板ウェハの積層体３を、まとめてリークタイトパージ室２ｂに導入するために移動させるのに適する。基板ウェハの積層体３をパージステーション２のリークタイトパージ室２ｂの内部でパージすると同時に、ミニエンバイロンメントポッド１をパージする。これにより、はるかに効果的ではるかに高速のパージが提供される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、クリーンルームにおける半導体製造時の半導体基板ウェハの汚染を低減するためのデバイスおよび方法に関する。

本発明は、より詳細には、半導体および微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）を製造するための方法における様々な工程の間で半導体基板ウェハを保管、輸送するのにミニエンバイロンメントポッド、すなわちモジュラ隔離箱を使用するデバイスおよび方法に関する。

半導体およびＭＥＭＳは、従来の方法では、汚染物質分が極めて低量になるように制御されている大気を含むクリーンルームで製造される。しかしながら、さらに高密度の半導体回路の集積を実施するには、個々の回路をさらに小さいサイズで作製する必要がある。したがって、典型的には、現在工業的に生産されている集積回路は、０．１３マイクロメータ（μｍ）のオーダのサイズを含む。残念なことに、クリーンルーム内に存在する揮発性汚染物は、０．１３μｍの当該集積回路に知覚可能に干渉する。したがって、製造時は、揮発性汚染物質のない大気中、または含まれる揮発性物質が極めて微量の大気中に半導体基板ウェハを維持することが必要になり、これは、将来にわたって集積に対する必要性がさらに高まるにつれて持続する傾向である。

残念なことに、クリーンルームの大気の如き大容量の大気中に極めて微量の揮発性汚染物質分を維持することは困難かつ高価である。

クリーンルームにまだ過剰の汚染物質が存在することに伴う問題を解決するために、そして対応するコストを回避するために、クリーンルームにまだ存在する残留汚染物質から半導体基板ウェハおよびマスクを保護するためにそれらをミニエンバイロンメントポッドに配置する提案が既になされている。そこで、米国特許第４５３２９７０号明細書および米国特許第４５３４３８９号明細書には、２００ミリメートル（ｍｍ）の直径を有する半導体基板ウェハの集積体を輸送することを可能にする標準機械的インターフェース（ＳＭＩＦ）が記載されている。標準インターフェースを有するポッドは、半導体基板ウェハの集積体を挿入、除去するための閉鎖可能底部進入路が設けられたリークプルーフ周壁を有する。半導体基板ウェハの積層体は、底壁に固定され、壁および集積体は、挿入時および引出時に一緒に移動する。

現在、３００ｍｍの直径を有するウェハの集積体も、前あき統合ポッド（ＦＯＵＰ）として知られる、標準化された前面開口部を有するミニエンバイロンメントポッドで輸送される。

ときには、単一の基板ウェハを輸送するように構成されたミニエンバイロンメントポッドも利用される。

半導体基板ウェハまたは他の基板は、様々な処理工程の間で、数週間にわたって半導体製造ユニットに保持される。この期間を通じて、半導体基板ウェハは、ミニエンバイロンメントポッドで輸送される。

半導体、集積回路および微小電気機械システムを製造する方法において、多くの基板汚染源が存在し、当該汚染は、コンポーネントの製造における収率の損失の主たる原因になる。概して２つのタイプの汚染、すなわち粒子による汚染、および揮発性汚染としても知られる分子による汚染がある。

粒子は、数ナノメートル（ｎｍ）程度でありうる寸法を有する分子の安定または準安定凝集体である。エアロゾル粒子は、大気またはガスに懸濁し、ある任意の速度より遅い変位速度を有する粒子である。分子汚染物質は、粒子または粒子の凝集体として分類されない汚染物質で、単一分子、分子の小集合体または膜を含むことができる。基板の移送時、または特定のコンポーネントを脱ガスしている間、またはミニエンバイロンメントポッドで化学反応が生じている間に処理チャンバから発生する腐食ガスもミニエンバイロンメントに存在する。湿気の存在は、酸化物層の質に影響し、望ましくないドーピングを起こす有機汚染を促す。たいていの汚染は、基板が次の工程に向けて待機している間の処理工程間で生じる。

ミニエンバイロンメントポッドにおける汚染源を低減するために、米国特許第５９８８２３３号明細書に記載されているように、ミニエンバイロンメントポッドの内部の大気をパージする提案が既になされている。このために、ミニエンバイロンメントポッドにガスの導入口および排出口を取りつけ、ポッド内部に存在する空気などの腐食ガスと入れ替えるための非腐食ガスを導入する。窒素は、ミニエンバイロンメントポッドを中性化する（ｎｅｕｔｒａｌｉｚｅ）ためのパージガスとして広く使用される。

しかしながら、一般にミニエンバイロンメントポッドをパージするだけでは十分でなく、無視できない汚染源がミニエンバイロンメントポッドの内部に残留し、半導体、集積回路および他のコンポーネントの製造収率を絶えず低下させる。

ミニエンバイロンメントポッドをパージすることは、比較的長時間に及ぶ作業で、無視できない長さの時間にわたってパージガスを生成する手段を独占することにより、装備の全体効率を低下させることも確認されている。一般に、当該教示によってミニエンバイロンメントポッドをパージするには、数十分（ｍｉｎ）の期間を要し、それでも結果は満足できるものではない。

加えて、現在知られているパージは、標準的なミニエンバイロンメントに対して実施されない。

ミニエンバイロンメントポッドを完全にパージすること、とりわけミニエンバイロンメントポッドの内部の互いに積層された基板ウェハの間の間隙をパージすることは特に困難であることが判明している。

発明人らは、特に刺激によって研究を行ったところ、重ね合わせた基板ウェハの積層体を空隙によって隔離すると、各基板ウェハの表面全体にパージガスが適正に分布しなくなることにより、揮発性汚染物質が停滞しうる、効果的にパージされない活性表面領域が生じる。
米国特許第４５３２９７０号明細書 米国特許第４５３４３８９号明細書 米国特許第５９８８２３３号明細書 国際公開第９８／１１５９８号パンフレット

本発明が提起する課題は、微小電子コンポーネントまたは微小電気機械システムを製造する過程を通じて、ミニエンバイロンメントポッドに配置された基板ウェハに対する汚染のリスクを低減するために、ミニエンバイロンメントポッドに存在する汚染源をさらに減少させることを可能にすることによって、従来技術のシステムの欠点を回避することである。特に揮発性汚染物質を低減することが望まれる。

このために、本発明は、パージが不十分であるデッドゾーンの発生を回避するために、パージ条件を著しく向上させることを目的とする。

本発明は、また、パージ装備が専ら単一のミニエンバイロンメントポッドをパージすることに用いられている間に必要とされる時間を短くするために、パージを著しく加速させることを目的とする。

本発明は、同時に、それ自体が処理されている基板の表面の汚染および劣化の源を構成しうる激しいガス流を回避するために、対応するパージガス流量の増加を生じることなくパージ条件を向上させることを目的とする。

本発明は、また、標準的なミニエンバイロンメントの知られている構造を保護しながら、パージを良好に実施されるように確実にすることを目的とする。

本発明は、基板ウェハの積層体をミニエンバイロンメントポッドの外側であるが、制御された大気中に配置しながら、ミニエンバイロンメントポッドが開放状態にあるときにパージを実施するという考え方に基づいている。

これらおよび他の目的を達成するために、本発明は、ミニエンバイロンメントポッドに配置された分離基板ウェハの積層体の汚染を抑制、低減するためのデバイスであって、基板ウェハの積層体を導入したり、引き出したりするための閉鎖可能進入路が設けられたリークプルーフ周壁を有する前記ミニエンバイロンメントポッドを備えたデバイスであって、前記ポッドと併用されるパージステーションをさらに備え、前記パージステーションは、
分離基板ウェハの積層体を受け入れ、収容するように寸法設定されたリークタイトパージ室と、
閉鎖可能移送路、およびミニエンバイロンメントポッドの閉鎖可能進入路と閉鎖可能移送路を選択的にリークタイト結合させる手段と、
ミニエンバイロンメントパッドとリークタイトパージ室の間で基板ウェハの積層体を移動させる搬送手段と、
その主面に平行な積層体のウェハの縁に向かって横方向にパージガスを拡散させるように構成された拡散手段と、
積層体のウェハの間を通過した後に拡散手段から離れたパージガスの拡散流を回収するように配置された回収手段とを備えることを特徴とするデバイスを提供する。

ミニエンバイロンメントポッドの内部は、閉鎖可能進入路を介して浸透、排出するガスによってパージされ、次いで閉鎖可能進入路は開放状態になり、それと同時に基板ウェハの間の間隙は、特に効果的なパージガスの拡散および分配を保証する手段によってパージステーションのリークタイトパージ室の内部でパージされることが理解されるであろう。

有利な実施形態において、拡散手段は、パージガスを放射状に流すのに適した幅、例えば約１ｍｍに等しい幅のそれぞれの連続的な縦溝を有する１つまたは複数の分配カラムを備える。

あるいは、拡散手段は、分配カラムの生成ラインに沿って配設された一連の穴をそれぞれ有する１つまたは複数の分配カラムを備える。

他の有利な選択肢において、拡散手段は、基板ウェハの積層体に直面して横方向に配置された長方形の垂直格子を備える。

当該デバイスにより、約５分間の時間にわたってパージすると良好な質のパージが得られると推定できる。

好ましくは、リークタイトパージ室は、パージが行われている間は分離基板ウェハの積層体の下の空間を占領する底部予備容積を含む。これにより、所要時間を２分未満に短縮して、より均一かつ迅速にパージを達成することが可能になる。

有利な実施形態において、本発明は、標準化された機械的インターフェース（ＳＭＩＦ）を有するタイプのミニエンバイロンメントポッドに適用される。その場合は、底壁は、閉鎖可能進入路を閉鎖し、分離基板ウェハの積層体を運びながら垂直方向に移動することができる。そのような状況下で、パージステーションは、閉鎖可能移送路が設けられ、さらにミニエンバイロンメントポッドの底壁がリークタイトパージ室の内部へ垂直に移動することを可能にしながら、進入路の周囲に結合するリークタイト結合手段が設けられた上面を含む。搬送手段は、リークタイトパージ室に収容され、ミニエンバイロンメントポッドの底壁および分離基板ウェハの積層体を支持し、それらをミニエンバイロンメントポッドとリークタイトパージ室の間で移動させるように構成されたエレベータを備える。

好ましくは、パージステーションは、パージガスを回収するために、リークタイトパージ室の内部空間に接続されたパージガス処理デバイスをさらに備える。

パージガス処理デバイスを、
パージガスが積層体のウェハの間を流れた後にパージガスを受け入れるために回収デバイスに接続し、
底部予備容積に閉じ込められたガスを受け入れるために底部予備容積に接続し、かつ
閉鎖可能移送路の近傍のリークタイトパージ室の上部領域に接続することによって良好な結果が得られる。

排出管を介してパージガスを排出するためにパージガスをリークタイトパージ室から吸い出すことが有利である。

この目的のために、第１の技術は、パージガスをリークタイトパージ室から吸い出し、それを排出管に送る特定のポンプ手段を提供することにある。

しかし、吸引手段は、本発明のデバイスが配置されるクリーンルーム自体を考慮した吸引手段で構成されるのが好ましい。

その場合、第１の実施形態において、前記排出管は、クリーンルームの吸引管に接続される。

好ましい実施形態において、排出管は、排出口回収器の導入口へ密封されない方式でつながり、前記導入口自体はクリーンルームに対して広く開口され、排出口回収器からの排出口は、クリーンルームの吸引管に接続される。これによって、パージ容積に吸引が加えられ、ミニエンバイロンメントポッドのプラスチック壁に害が及ぶのを回避する。これによって、ミニエンバイロンメントポッド自体も同時にパージすることが可能になる。

内部大気およびパージの質は、吸引ガスを分析する手段を設けることによって監視される。

例えば、吸引ガス分析手段は、ガス分析手段および湿度センサを備えることができる。

除去すべき揮発性汚染物質の種類によっては、吸引ガス分析手段は、イオン移動度分光計（ＩＭＳ）を備えるのが好ましい。

本発明の他の目的、特徴および利点は、添付の図面を参照しながら具体的な実施形態の以下の説明を読めば明らかになる。

図１に図示されている実施形態において、本発明のデバイスは、リークプルーフ周壁１ａと、底壁１ｃにより閉鎖可能な底部進入路１ｂとを有するＳＭＩＦタイプのミニエンバイロンメントポッド１をパージするのに適用される。

該デバイスは、移送路２ｃが上面２ｄに設けられたリークタイトパージ室２ｂを画定するためのリークプルーフ周壁２ａを有するパージステーション２を備え、移送路２ｃも同様に、図示されていない閉鎖手段によって閉鎖可能である。

ミニエンバイロンメントポッド１の底壁１ｃが、リークタイトパージ室２ｂの内部へ垂直移動することを可能にするのに適する、進入路２ｃの周囲にミニエンバイロンメントポッド１をリークタイト結合するためのリークタイト結合手段２ｅが進入路２ｃの周囲に設けられる。

ミニエンバイロンメントポッド１の底壁１ｃに分離基板ウェハの積層体３が設けられ、前記底壁１ｃは、積層体３の基板ウェハの寸法より大きい横方向寸法を有する。

従来のように、基板ウェハの積層体３は、個々の基板を所定の間隔で互いに離して保持する働きをするカセットであってもよい。

搬送手段４は、分離基板ウェハの積層体３および底壁１ｃをミニエンバイロンメントポッド１とリークタイトパージ室２ｂの間で移動させる働きをする。図１に示される例において、搬送手段４は、アクチュエータシリンダ４ａと、底壁１ｃに垂直に作用して、それを進入路２ｃのほうへ、またはそこから移動させるアクチュエータロッド４ｂとによって表されるエレベータを備える。上限位置において、底壁１ｃは、ミニエンバイロンメントポッド１を閉鎖する。図１に示される下限位置において、パージ処理を行うために、底壁１ｃおよび基板ウェハの積層体３は、全面的にリークタイトパージ室２ｂの内部に位置する。

ここでわかるように、リークタイトパージ室２ｂは、処理される基板ウェハの横寸法より大きい横寸法、および処理される基板ウェハの積層体３の縦寸法よりはるかに大きい縦寸法を有する。図１に示す下限位置において、ミニエンバイロンメントポッド１の内部とリークタイトパージ室２ｂの内部との間にガスの自由流路を残すために、進入路２ｃを広く開放しておくために、基板ウェハの積層体３の上部が進入路２ｃのはるかに下に配置されるのが好ましい。

リークタイトパージ室２ｂは、好ましくは、パージが行われている間、基板ウェハの積層体３の下の十分な高さの空間を占める底部予備容積２ｆを含む。

例えば、底部予備容積２ｆは、リークタイトパージ室２ｂの底部を閉鎖する底部リークプルーフ壁２ｇに至る、基板ウェハの積層体３の高さに実質的に等しい高さを有することができる。

例えば矢印５ａで表されるように、基板ウェハの縁に向かって横方向に、またその主面に平行にパージガスを拡散させるように構成された分配手段５がパージ室２ｂに設けられる。

例として、分配手段５は、それぞれ、パージガスが放射状に流れることを可能にするために、約１ｍｍに等しい幅の連続的な縦溝５０ａを有し、処理される基板ウェハの積層体３の中心に向かう図６に示される１つまたは複数の分配カラム５０を備えることができる。

他の例において、分配手段５は、それぞれ、分配カラム５１の生成ラインに沿って配設された一連の穴５１ａを有し、基板ウェハの積層体３の中心に向かう１つまたは複数の分配カラム５１を備える、図７に示されるようなものであってもよい。

他の例において、図８に示されるように、分配手段５は、基板ウェハの積層体３に直面する一方の側に配置された長方形の垂直格子５２を備えることができる。格子は、基板ウェハの積層体３に向かって流れるパージガスの規則的な分布を得るのに適したサイズのメッシュを表す。例えば、フィルタ構造体を使用することが可能である。

分配手段５の高さは、有利には、処理される基板ウェハの積層体３の高さよりわずかに高くてもよい。分配手段５の構造は、有利には、基板ウェハの積層体３の全高さに沿ってパージガス流を生成することが可能であってもよい。

図１に戻ると、回収手段６は、パージガスが積層体３のウェハの間を流れた後にパージガスの拡散流を回収する目的で、分配手段５と反対側に配置される。

分配手段５は、パージガスが積層体３のウェハの間を均一に流れ、リークタイトパージ室２ｂを出るために回収手段６を介して排出するようにする。

分配手段５は、パージガス源５ｂに接続される。パージガスは、有利には、窒素であってもよい。

回収手段６は、有利には、管６ａを介して、回収手段６によって回収されたパージガスを吸引するように構成されたパージガス処理デバイス７に接続されうる。

図１に示されるパージガス処理デバイス７は、特に、パージガスをポンプ輸送するためのポンプ手段８とともに、図１に示されていない処理装置手段を含む。

有利には、ポンプ手段８を回収手段６から伸びる管６ａだけでなく、底部予備容積２ｆの内部の底部開口９にも接続することができ、さらに分岐接続管１０を介して閉鎖可能進入路２ｃに接続することができる。

分岐接続管１０は、底壁１ｃを下げることによってミニエンバイロンメントポッド１を解放したときにそこから発生するガスをより迅速に吸引することによって、底部予備容積２ｆへの前記ガスのその後の蓄積を制限する働きをする。この点において、窒素の如きパージガスは、パージされる空気よりわずかに軽いため、上昇してミニエンバイロンメントポッド内に入る傾向があるのに対し、空気は、下降してリークタイトパージ室２ｂに入って、底部予備容積２ｆで止まる傾向にあることを確認する必要がある。

マイクロコンピュータまたはマイクロプロセッサの如き制御デバイス１００は、最適条件下でパージを実施するために、搬送手段４、ポンプ手段８およびパージガス源５ｂの如きデバイスの部材を制御する働きをする。

図２は、デバイスの基本的な要素、特にミニエンバイロンメントポッド１、そのリークタイトパージ室２ｂを備えたパージステーション２、その真空ポンプ８を含む処理ステーション７を示す。

図３を参照すると、ミニエンバイロンメントポッド１を構成する基本的要素、すなわち周壁２ａによって隔離され、ミニエンバイロンメントポッド１の底壁１ｃに接触する移動板２ｈによって閉鎖された移送路２ｃを有するリークタイトパージ室２ｂをさらに認識できる。板２ｈは、搬送手段（この図には示されていない）によって運ばれる。分配手段５および回収手段６も認識できる。

パージガス源５ｂは、フィルタおよびエキスパンダユニット５ｃに続いて流量調節器５ｄおよび停止弁５ｅを介して分配手段５に接続される。回収手段６は、管６ａに直列した圧縮部６ｂ、および停止弁６ｃを介して第１のポンプ８ａに接続される。同ポンプ８ａは、第２の圧縮部９ａおよび停止弁９ｂを介して底部開口９に接続される。

二次ポンプ８ｃに直列接続された第２のポンプ８ｂは、分岐接続管１０を構成する毛管を介してリークタイトパージ室２ｂの上部の移送路２ｃの吸気口に接続される。

分岐接続管１０に直列して、ポンプ輸送ガスを分析するためのガス分析器１０ａを設けるのが有利である。

ポンプ８ａおよび８ｂは、排出管８ｄにつながる。

より有利で、かつ図４に示されている第２の実施形態において、パージガスを排出するのにクリーンルームの全体吸引が利用される。

本実施形態において、本発明のデバイスは、参照番号１１が付された点線の長方形で表されるクリーンルームに配置される。従来の様式では、クリーンルーム１１は、それ自体がクリーンルームの空気処理手段に接続された吸引管１１ａを有する。

図４の実施形態において、図３の実施形態と同じデバイスの基本的要素を認識することができ、これらの要素は、同じ参照番号で特定される。特に、パージステーション２の構造は同一であり、パージガスを注入、分配する手段５、５ｂ、５ｃ、５ｄおよび５ｅ、ならびにパージガスを回収、排出する手段６、６ａ、６ｂ、６ｃ、９、９ａおよび８ａについても同様である。

次いで、排出管８ｄは、クリーンルーム１１の吸引管１１ａに接続される。

吸引管１１ａによって提供される吸引が十分であるため、ポンプ輸送ガス分析手段１０ａに直列するポンプ手段８ｂおよび８ｃを設ける必要はない。

好ましい実施形態において、図５に示されるように、パージガスを回収し、パージを提供するために、同様に、クリーンルームの全体吸引が利用される。図５の実施形態において、図４の実施形態と同じ基本的要素が見られ、これらの基本的要素は同じ参照番号で特定される。

したがって、同一のパージステーション２の構造、同一のパージガスを拡散する手段５、５ｂ、５ｃ、５ｄおよび５ｅ、同一のパージガスを回収する手段６、６ａ、６ｃ、９および９ｂ、ならびに同一のガス分析手段１０ａとともに排出管８ｄを認識できる。

第１の相違は、管８ｄをクリーンルーム１１の吸引管１１ａに接続する方法にある。この場合は、排出管８ｄは、排出口回収器１１ｃの導入口１１ｂに密封されない方式でつながり、前記入口１１ｂ自体は、クリーンルーム１１に対して広く開口され、排出口回収器１１ｃからの排出口はクリーンルーム１１の吸引管１１ａに接続される。その結果、２つの管８ｄおよび１１ａは、ともにリークタイトに接続されないため、パージ容積を減圧に曝さないようにすること、すなわち常に大気圧に近い圧力に維持することが可能である。そこに吸引が生じないことは、ミニエンバイロンメントポッド１の壁の損傷を回避するのに役立つ。図５に示される配置により、ミニエンバイロンメントポッド自体をパージすることも可能になる。

第２の相違は、図５に見られるように、管６ａにも管１０にもポンプが必要ないことである。

使用に際して、下記の様式で進行するのが有利である。

リークタイトパージ室２ｂには、それにミニエンバイロンメントポッド１が結合され、開放される前に、また基板ウェハの積層体３がそこで降下させる前に窒素が充填される。これは、パージを向上させることを目的とする。

ミニエンバイロンメントポッドは、パージステーション２に配置され、その下面を介してパージステーションに接続される。搬送手段４は、底壁１ｃを下降させることによって、リークタイトパージ室２ｂと連通するようにミニエンバイロンメントポッド１の内部空間を開放する。搬送手段４は、下方に移動するに従って、基板ウェハの積層体３を、積層体がリークタイトパージ室２ｂの内部に完全に収容されるまで下降させる。同時に、窒素が分散カラム５を介して導入され、回収手段６を介して引き出される。

基板ウェハの積層体３が下方に移動している間に、最初にミニエンバイロンメントポッド１に含まれ、移送路２ｃを介して下方に移動する空気の如きガスは、ほとんど希釈されない。次いで、ガス分析器１０ａ、例えばイオン移動度分光計（ＩＭＳ）、または圧電体上の表面音波（ＳＡＷ）ガス濃度センサによってガスを分析するのが有利である。

これは、ミニエンバイロンメントポッド１の内部の雰囲気を監視する働きをし、制御手段１００がその変化を記録することを可能にする。したがって、ミニエンバイロンメントポッド１内の大気の質がどのように変化するかを記録することが可能である。

窒素注入の頻度および時間を調整することも可能である。

基板ウェハの積層体３をパージするには、パージガスの注入速度、およびパージの推定レベルに応じて、１から５分間の範囲の時間が必要である。その後、基板ウェハの積層体３は上昇して、ミニエンバイロンメントポッド１に入る。次いで、ミニエンバイロンメントポッド１をパージステーション２から引き上げることができる。その他のミニエンバイロンメントポッド１を取りつける前に、あらゆる残留空気を追い出すために、さらなる５から１０分間の時間にわたってパージガスを連続してパージステーション２に注入する。

制御デバイス１００は、流速が過度に大きいことにより、またそれにより処理される基板の表面に対してもたらされる摩擦によって生じうる任意のさらなる汚染をもたらすことなく、パージが効果的に行われるようにするための最も適切かつ最も効果的なパージ速度を実現する。

パージガス処理デバイス７における出口でガス分析手段１０ａによって過度に大きい速度を検出することができる。

本発明のデバイスは、従来技術よりはるかに効果的かつ迅速にパージを実施することを可能にすることによって、微小電子法におけるＳＭＩＦポッドの如きミニエンバイロンメントポッドの使用を促進させる。

図９は、窒素を使用して本発明のパージステーションでパージを行っている間に残留空気の濃度がどのように変化するかを示す。同図は、シミュレーションによって得られたもので、基板ウェハの積層体３を含むリークタイトパージ室２ｂに伴うミニエンバイロンメントポッド１を示す。濃淡階調は、様々な領域における空気の濃度を表す。左から右にかけて、４つの図は、３秒後、８秒後、２８秒後および９３秒後にパージがどのように変化するかを示す。純粋の窒素の流れが、左から右へ基板ウェハの積層体３に拡散し、右から抜き取られる。

３秒後は、ほぼ純粋の空気が右側領域３ａおよび最端右側領域３ｂをまだ占領し、空気含有率の高い混合気は、基板ウェハの積層体３の右側末端から下方へ流れる。

８秒後は、ほぼ純粋の空気は、最端右側領域３ｂにおいてのみ見られることになる。

２８秒後は、最端右側領域３ｂの空気の濃度は５×１０^−２のオーダであるのに対して、基板ウェハの積層体３の他の部分の空気の濃度は１０^−２未満である。底部予備容積２ｆでも約５×１０^−２から１０^−１の空気濃度が維持されている。

９３秒後は、空気の濃度は、基板ウェハの積層体３の容積全体を通じて１０^−２未満である。約５×１０^−２の濃度の残留空気は、底部予備容積２ｆにのみ残留し、底部予備容積２ｆの存在は、基板ウェハの積層体３を含むリークタイトパージ室２ｂの上部領域における残留空気濃度を著しく減少させることを認識できる。

本発明は、これまで明示した実施形態に限定されず、当業者の技量の範囲内の様々な汎用形態および変形形態を含む。

本発明の実施形態を構成するパージステーションに結合されたミニエンバイロンメントポッドを示す図である。 図１のパージステーションシステムの全体構造を示す斜視図である。 図１または２のパージステーションに伴うポンプおよび処理手段を示し、ポンプ手段に対する１つの特定の実施形態を示す図である。 本発明のデバイスが、パージガスを排出するためにクリーンルームの全体吸引を利用する他の実施形態を示す図である。 本発明のデバイスが、パージ容積への吸引の適用を回避しながら、クリーンルームの全体吸引を利用する好ましい実施形態を示す図である。 分配カラムによって第１の実施形態を構成する分配手段を示す図である。 分配カラムによって第２の実施形態を構成する分配手段を示す図である。 分配グリッドによって第３の実施形態を構成する分配手段を示す図である。 窒素の横方向拡散を用いて、本発明のパージステーション内の空気を窒素でパージする間に空気と窒素の混合気の濃度がどのように変化するかを示す図である。

符号の説明

１ ミニエンバイロンメントポッド
１ａ リークプルーフ周壁
１ｂ 閉鎖可能進入路
１ｃ 底壁
２ パージステーション
２ｂ リークタイトパージ室
２ｃ 閉鎖可能移送路
２ｅ リークタイト結合手段
２ｆ 底部予備容積
３ 基板ウェハの積層体
４ 搬送手段
５ 分配手段
６ 回収手段
７ パージガス処理デバイス
８ ポンプ手段
８ａ 第１のポンプ
８ｂ 第２のポンプ
８ｄ 排出管
９ 底部開口
１０ 分岐接続管
１０ａ ポンプ輸送ガスを分析する手段
１１ クリーンルーム
１１ａ 吸引管
１１ｂ 導入口
１１ｃ 導入口回収器
５２ 長方形の垂直格子

Claims (13)

1. ミニエンバイロンメントポッド（１）に配置された分離基板ウェハの積層体（３）の汚染を抑制、低減する、基板ウェハの積層体（３）を導入したり、引き出したりする閉鎖可能進入路（１ｂ）が設けられたリークプルーフ周壁（１ａ）を有する前記ミニエンバイロンメントポッド（１）を備えたデバイスであって、前記ポッドと併用されるパージステーション（２）をさらに備え、前記パージステーションは、
   分離基板ウェハの積層体（３）を受け入れ、収容するように寸法設定されたリークタイトパージ室（２ｂ）と、
   閉鎖可能移送路（２ｃ）、およびミニエンバイロンメントポッド（１）の閉鎖可能進入路（１ｂ）と閉鎖可能移送路（２ｃ）を選択的にリークタイト結合させる手段（２ｅ）と、
   ミニエンバイロンメントポッド（１）とリークタイトパージ室（２ｂ）の間で基板ウェハの積層体（３）を移動させる搬送手段（４）と、
   その主面に平行な積層体（３）のウェハの縁に向かって横方向にパージガスを拡散させるように構成された拡散手段（５）と、
   積層体（３）のウェハの間を通過した後に拡散手段（５）から離れたパージガスの拡散流を回収するように配置された回収手段（６）とを備えることを特徴とするデバイス。
2. 拡散手段（５）は、パージガスを放射状に流すのに適する幅の連続的な縦溝をそれぞれ有する１つまたは複数の分配カラムを備えることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
3. 拡散手段（５）は、分配カラムの生成ラインに沿って配設された一連の穴をそれぞれ有する１つまたは複数の分配カラムを備えることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
4. 拡散手段（５）は、基板ウェハの積層体（３）に面して横方向に配置された長方形の垂直格子（５２）を備えることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
5. リークタイトパージ室（２ｂ）は、パージが行われている間は分離基板ウェハの積層体（３）の下の空間を占領する底部予備容積（２ｆ）を含むことを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
6. ミニエンバイロンメントポッド（１）は、閉鎖可能進入路（１ｂ）を閉鎖し、分離基板ウェハの積層体（３）を支持しながら垂直移動可能な底壁（１ｃ）を含む標準化された機械的インターフェース（ＳＭＩＦ）を有するポッドであって、
   パージステーション（２）は、閉鎖可能移送路（２ｃ）が設けられ、さらにミニエンバイロンメントポッド（１）の底壁（１ｃ）が分離基板ウェハの積層体（３）とともにリークタイトパージ室（２ｂ）の内部へ垂直移動することを可能にするように、進入路（２ｃ）の周囲に結合するリークタイト結合手段（２ｅ）がさらに設けられた上面（２ｄ）を有し、
   搬送手段（４）は、リークタイトパージ室（２ｂ）に収容され、分離基板ウェハをミニエンバイロンメントポッド（１）とリークタイトパージ室（２ｂ）の間で移動させるために、分離基板ウェハの積層体（３）とともに、ミニエンバイロンメントポッド（１）の底壁（１ｃ）を支持するように構成されるエレベータを有することを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
7. パージステーション（２）は、パージガスを回収するために、リークタイトパージ室（２ｂ）の内部空間に接続されたパージガス処理デバイス（７）をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載のデバイス。
8. パージガス処理デバイス（７）は、
   パージガスが積層体（３）のウェハの間を流れた後にパージガスを受け入れるように回収デバイス（６）に接続され、
   底部予備容積（２ｆ）に閉じ込められたガスを受け入れるように底部予備容積（２ｆ）に接続され、かつ
   閉鎖可能移送路（２ｃ）の近傍のリークタイトパージ室（２ｂ）の上部領域に接続されることを特徴とする請求項７に記載のデバイス。
9. リークタイトパージ室（２ｂ）からパージガスを吸い出し、それを排出管（８ｄ）に送るポンプ手段を含むことを特徴とする請求項７または請求項８に記載のデバイス。
10. 排出管（８ｄ）は、クリーンルーム（１１）の吸引管（１１ａ）に接続されることを特徴とする請求項９に記載のデバイス。
11. 排出管（８ｄ）は、排出口回収器（１１ｃ）の導入口（１１ｂ）へ非密封的につながり、前記導入口（１１ｂ）自体はクリーンルーム（１１）に対して広く開口され、排出口回収器（１１ｃ）からの排出口は、クリーンルーム（１１）の吸引管（１１ａ）に接続されることを特徴とする請求項９に記載のデバイス。
12. ポンプ輸送ガスを分析する手段（１０ａ）を含むことを特徴とする請求項９に記載のデバイス。
13. ポンプ輸送ガスを分析する手段（１０ａ）は、イオン移動度分光計（ＩＭＳ）を備えることを特徴とする請求項１２に記載のデバイス。

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