JP4256607B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板に成膜処理、不純物の拡散等の基板処理をして半導体装置を製造する基板処理装置、特に装置内のクリーンエア流れの改善に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３により、従来の基板処理装置について説明する。
【０００３】
図３は基板処理装置の１つである縦型反応炉を具備する縦型基板処理装置を示している。従来より、クリーンルーム内での専有面積を小さくする為、基板処理装置の幅ができるだけ狭くなる様に製作されている。
【０００４】
先ず、基板処理装置の概略構成を説明する。基板処理装置を構成する各種装置は筐体１内に収納されている。
【０００５】
該筐体１の前半上部にはコントローラボックス２が設けられ、該コントローラボックス２の下方、前記筐体１の前面には開閉可能なカセット投入口３が設けられている。該カセット投入口３に臨接してカセット授受ステージ（図示せず）が設けられ、該カセット授受ステージに対峙してカセット棚４が設けられ、該カセット棚４と前記カセット授受ステージとの間にはカセット搬送機（図示せず）が設けられている。前記カセット棚４より前部では被処理基板（ウェーハ）はカセット（図示せず）に装填された状態で装置内を搬送され、前記筐体１内部の前部はカセット搬送領域となっている。
【０００６】
該筐体１の後上部には反応炉５が設けられ、該反応炉５の下方には該反応炉５に対して基板保持具（ボート）６を装入、引出しするボートエレベータ（図示せず）が設けられ、該ボートエレベータに引出された状態のボート６と前記カセット棚４内のカセットとの間にウェーハを移載する基板移載機７が設けられている。該基板移載機７、前記ボート６が収納される筐体１内部の後部ではウェーハは単体で搬送され、ウェーハ搬送領域となっている。
【０００７】
ウェーハにパーティクルが付着すると、品質の低下、歩留りの低下を招くので、基板処理装置内は高清浄度を維持する為、クリーンエア流れが形成される。
【０００８】
前記筐体１の上面、前記反応炉５と前記コントローラボックス２との間に空気供給口８が設けられ、前記筐体１の内部、前記カセット投入口３の上方にダウンクリーンユニット９、前記カセット棚４の上部に対向してバッファクリーンユニット１１が設けられ、更に前記ボートエレベータ（図示せず）、前記基板移載機７に対向してサイドクリーンユニット１２が設けられている。又、前記筐体１の底面には前後方向に延びる排気ダクト１３が設けられ、該排気ダクト１３の前端には排気ファン１４が設けられ、前記排気ダクト１３の後端は前記筐体１の後面に開口している。又該筐体１の後面のボートエレベータ側、側面に沿って上下に所要数の排気ファン１５が設けられている。
【０００９】
ウェーハの処理の流れについて、略述する。
【００１０】
ウェーハが装填されたカセット（図示せず）が前記カセット投入口３より搬入され、更に前記カセット移載機（図示せず）により前記カセット棚４に移載される。
【００１１】
前記基板移載機７により前記カセット棚４内のカセットから前記ボート６へとウェーハが所定枚数移載される。ウェーハの移載が完了すると、図示しないボートエレベータにより前記ボート６が前記反応炉５に装入され、成膜、拡散等所要の基板処理がなされる。
【００１２】
処理後ボートエレベータにより前記ボート６が引出され、所定の冷却時間経過後、前記基板移載機７により前記ボート６から処理済のウェーハが前記カセット棚４のカセットに払出される。処理済のウェーハが装填されたカセットは前記カセット移載機により前記カセット投入口３に移載され、該カセット投入口３より搬出される。
【００１３】
次に、クリーンエア流れについて説明する。
【００１４】
前記空気供給口８により前記筐体１外部から取込まれたクリーンエアは、垂直に降下し、前記コントローラボックス２の底面に沿って前方の流れに偏向され、一部は前記バッファクリーンユニット１１に吸引され浄化されて前記カセット棚４の前方を通過する流れとなり、残りの一部は更に前方に流れ、前記ダウンクリーンユニット９に吸引され浄化されて前記カセット授受ステージを通って下方に流れる。前記筐体１の前部を降下したクリーンエアは前記排気ファン１４により吸引され、前記排気ダクト１３を通って前記筐体１の後方に排出される。
【００１５】
又、前記空気供給口８から取込まれたクリーンエアの残部は前記筐体１の側面に沿って降下し、前記サイドクリーンユニット１２に吸引され、該サイドクリーンユニット１２から前記筐体１を横切る様にクリーンエアが吐出され、下流側に位置する前記排気ファン１５から吸引され、排出される。
【００１６】
而して、前記筐体１の内部には該筐体１内部の前部を降下し、カセット搬送領域を流通するクリーンエア流れと該筐体１後部を横切り、ウェーハ搬送領域を流通するクリーンエア流れが形成され、２つのクリーンエア流れは干渉しない様になっており、該筐体１内の清浄度が維持されている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
上記した様に、基板処理装置はクリーンルーム内での専有面積を小さくする為、基板処理装置の幅ができるだけ狭くなる様に製作されている。この為、前記空気供給口８から取込まれたクリーンエアが前記筐体１側面に沿って降下し、前記サイドクリーンユニット１２に吸引される迄の流路断面積が狭くなっており、該サイドクリーンユニット１２に至る流路抵抗は、前記コントローラボックス２の下方を前方に流れる場合の流路抵抗より大きくなっている。この為、前記バッファクリーンユニット１１、前記ダウンクリーンユニット９にクリーンエアが供給され易く、前記サイドクリーンユニット１２にはクリーンエアが供給され難くなっているという問題を有している。
【００１８】
現状では、前記ダウンクリーンユニット９、バッファクリーンユニット１１の吐出能力を調整し、吸引量を減少させ、前記サイドクリーンユニット１２への供給量と、前記ダウンクリーンユニット９、バッファクリーンユニット１１への供給量のバランスを取っている。従って、前記ダウンクリーンユニット９、バッファクリーンユニット１１、サイドクリーンユニット１２の持つ性能が充分に発揮されていない状態となっている。
【００１９】
本発明は斯かる実情に鑑み、ダウンクリーンユニット、バッファクリーンユニットの能力を調整することなく、前記サイドクリーンユニットへのクリーンエアの供給量を充分に確保でき、ダウンクリーンユニット、バッファクリーンユニット、サイドクリーンユニットの個々の性能を発揮させる様にし、筐体内の高清浄度を安定して維持できる様にするものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、筐体内に複数の独立したクリーンエア流れを形成し、各クリーンエア流れに対してそれぞれ個別の空気供給口を設けた基板処理装置に関するものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
【００２２】
図１、図２は本発明が縦型反応炉を有する基板処理装置に実施された場合を示している。図１、図２中、図３中で示したものと同等のものには同符号を付している。尚、図１、図２ではクリーンエア流れの流れを分易くするため、カセット移載機、基板移載機、ボート、ボートエレベータ等の機構部分は省略している。
【００２３】
筐体１の前部、即ちコントローラボックス２の下方は、カセット搬送領域１７となっており、該カセット搬送領域１７には前記筐体１の前面のカセット投入口３に臨接したカセット授受ステージ１８、該カセット授受ステージ１８に対峙するカセット棚４等が収納される。該カセット棚４の後方はウェーハ搬送領域１９となっている。
【００２４】
前記カセット棚４の後方上部にはバッファクリーンユニット１１が設けられ、前記カセット授受ステージ１８の上方にはダウンクリーンユニット９が設けられている。
【００２５】
前記カセット搬送領域１７の下部に一端が開口する排気ダクト１３が、前記筐体１の前後方向に設けられ、前記一端には排気ファン１４が設けられている。
【００２６】
前記筐体１のボートエレベータ、基板移載機（図３参照）に対向する一側面にはサイドクリーンユニット１２が設けられており、該サイドクリーンユニット１２は前記カセット棚４より後側に配置されている。
【００２７】
前記筐体１の後部上方に配置された反応炉５と前記コントローラボックス２との間には空気供給口２１，２２が設けられ、該空気供給口２１，２２は仕切板２３で仕切られている。
【００２８】
前記空気供給口２１，２２は、前記反応炉５が前記ウェーハ搬送領域１９の上部の大部分を占めている為、前記ウェーハ搬送領域１９とカセット搬送領域１７とに跨る様に前記カセット棚４の上方に位置し、前記サイドクリーンユニット１２の位置より前方にずれている。
【００２９】
前記空気供給口２１と空気供給口２２と他の構成機器との平面的な位置関係は、前記空気供給口２１の後部が前記サイドクリーンユニット１２と重なっていると共に前部が前記バッファクリーンユニット１１側に張出している。又、前記空気供給口２２は前記カセット棚４の略真上に重なっている。
【００３０】
前記空気供給口２１、空気供給口２２の下方は前記仕切板２３で仕切られたクリーンエア導引空間２４，２５となっており、前記仕切板２３の略下半部は前記バッファクリーンユニット１１と干渉しない様に後側に向って傾斜するテーパ形状となっている。又前記クリーンエア導引空間２４の下端の内、前記サイドクリーンユニット１２と重なっていない部分は閉塞されている。
【００３１】
前記サイドクリーンユニット１２の上方の空間２６は、前記仕切板２３とクリーンエア導引空間２４に後側からＬ字型に連通しており、該クリーンエア導引空間２４と一体となって前記サイドクリーンユニット１２へのクリーンエア導引空間となっている。又、前記空間２６と前記クリーンエア導引空間２４とが接合する角部はクリーンエアが回込む際の抵抗を少なくする為、斜面２７で構成されている。
【００３２】
以下、作用について説明する。
【００３３】
前記空気供給口２１から吸引されるクリーンエアは前記クリーンエア導引空間２４及び該クリーンエア導引空間２４から空間２６へ回込み、前記サイドクリーンユニット１２へ供給される。該サイドクリーンユニット１２で浄化されたクリーンエアは前記ウェーハ搬送領域１９を横切って前記排気ファン１５より筐体１から後方に排出される。
【００３４】
尚、前記クリーンエア導引空間２４の下部は、前記仕切板２３のテーパ形状で絞られるが、前記空間２６が連設しているので、前記空気供給口２１から前記サイドクリーンユニット１２に至る迄の流路は充分な流路断面積が確保され、経路途中で流路抵抗が増大することはない。
【００３５】
次に、前記空気供給口２２より吸引されたクリーンエアは、一部が前記バッファクリーンユニット１１に向って降下すると共に残部が前記コントローラボックス２の下側を前方に流れる。前記バッファクリーンユニット１１に向って降下したクリーンエアは該バッファクリーンユニット１１の後方に回込み該バッファクリーンユニット１１で浄化されて前方に吐出される。前記残部のクリーンエアは前記ダウンクリーンユニット９で浄化され下方に吐出される。
【００３６】
前記カセット搬送領域１７を降下した前記バッファクリーンユニット１１、前記ダウンクリーンユニット９からのクリーンエアは前記カセット搬送領域１７の下部で前記排気ファン１４に吸引され、前記排気ダクト１３を経て前記筐体１の後方に排出される。
【００３７】
而して、本実施の形態では、吸引から排出迄略完全に複数の（本実施の形態では２つ）独立したクリーンエアの流れが形成される。従って、前記カセット搬送領域１７、ウェーハ搬送領域１９を流れるクリーンエアについて、前記ダウンクリーンユニット９、バッファクリーンユニット１１、サイドクリーンユニット１２それぞれの性能を最大限利用できると共に前記カセット搬送領域１７、ウェーハ搬送領域１９それぞれで独立したクリーンエア流れの制御が可能となる。
【００３８】
尚、ウェーハの汚染の１つに化学物質、有機物による汚染があり、化学物質、有機物の汚染を防止する為、前記空気供給口２１、空気供給口２２には化学物質を除去する為のケミカルフィルタが設けられる。
【００３９】
上記した様に、本発明ではクリーンエアの吸引から排出迄、カセット搬送領域１７、ウェーハ搬送領域１９に関して独立したクリーンエア流れが形成される。基板処理装置によっては、密閉容器のカセット（ＰＯＤカセット）を使用するものがある。該ＰＯＤカセットを使用した場合、前記カセット搬送領域１７ではカセット内のウェーハが直接装置内のクリーンエアに接触することがないので、クリーンエア中の化学物質、有機物は除去する必要がない。従って、前記空気供給口２２については、ケミカルフィルタを省略することができる。従って、従来より小容量のケミカルフィルタが使用でき、或は同一容量のものを使用した場合は、ケミカルフィルタの負担が軽減されて寿命が延びる。ケミカルフィルタは高価なものであるので、フィルタを含むクリーンユニットを安価なものとすることができ、又ランニングコストの低減となる。
【００４０】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明によれば、筐体内に複数の独立したクリーンエア流れを形成し、各クリーンエア流れに対してそれぞれ個別の空気供給口を設けたので、各クリーンエア流れが容易になり、更にクリーンエア流れに用いられるクリーンユニット個々の性能が発揮され、筐体内の高清浄度を安定して維持できるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す左上方から見た斜視図である。
【図２】同前実施の形態を示す右上方から見た斜視図である。
【図３】従来例の左上方から見た斜視図である。
【符号の説明】
１ 筐体
９ ダウンクリーンユニット
１１ バッファクリーンユニット
１２ サイドクリーンユニット
１３ 排気ダクト
１４ 排気ファン
１５ 排気ファン
１７ カセット搬送領域
１９ ウェーハ搬送領域
２１ 空気供給口
２２ 空気供給口
２３ 仕切板
２４ クリーンエア導引空間
２６ 空間

Claims (1)

1. 筐体の同一面に第１空気供給口、第２空気供給口を設け、該第１空気供給口、第２空気供給口から吸引して少なくとも２つの独立した第１、第２のクリーンエア流れを形成し、前記筐体の他の同一面に前記第１空気供給口、第２空気供給口にそれぞれ対応した第１の排気口、第２の排気口を設け、該第１の排気口より前記第１のクリーンエア流れが独立して排気され、該第１のクリーンエア流れの一部が筐体上部から筐体の前部を流下し、下部を通って筐体の後方に排出される様形成し、前記第２の排気口より前記第２のクリーンエア流れが独立して排気され、該第２のクリーンエア流れが筐体上部から筐体後部の側部から反対の側部に向って流れ、更に筐体の後方に排出される様形成したことを特徴とする基板処理装置。

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